EP3631060B1 - Verfahren und schmelzspinnvorrichtung zur herstellung eines gekräuselten mehrfarbigen verbundfadens - Google Patents

Verfahren und schmelzspinnvorrichtung zur herstellung eines gekräuselten mehrfarbigen verbundfadens Download PDF

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EP3631060B1
EP3631060B1 EP18726804.0A EP18726804A EP3631060B1 EP 3631060 B1 EP3631060 B1 EP 3631060B1 EP 18726804 A EP18726804 A EP 18726804A EP 3631060 B1 EP3631060 B1 EP 3631060B1
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EP
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thread
threads
interlacing
composite
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Eike Holle
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Oerlikon Textile GmbH and Co KG
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Oerlikon Textile GmbH and Co KG
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Definitions

  • the invention relates to a method for producing a crimped multicolored composite thread in a melt-spinning process from a plurality of extruded partial threads and to a melt-spinning device for carrying out the method.
  • the partial threads are swirled several times before they are crimped.
  • a so-called pre-interlacing takes place before the partial threads are stretched.
  • post-interlacing takes place, with the post-interlacing nozzles being controllable separately from one another for the separate interlacing of the filaments. In this way, different color effects can be realized in the composite thread, which leads to a mixed color or a multicolor on the composite thread.
  • a further aim of the invention is to further develop the generic method and the generic melt-spinning device in such a way that a plurality of composite threads with different properties can be produced.
  • this object is achieved by a method having the features of claim 1 and by a melt-spinning device having the features of claim 8 .
  • the invention has the particular advantage that individual treatment of the partial threads is possible in each treatment stage, particularly during pre-interlacing, post-interlacing and crimping.
  • the partial threads can be treated separately or together as a partial composite thread.
  • the premature merging of several partial threads into a partial composite thread creates new, previously unknown color patterns, which are ultimately noticeable in the composite thread through high color separations.
  • the colored filament bundles are first extruded separately and, after cooling, combined to form a partial thread. This is followed immediately by pre-intermingling of the individual partial threads or of a partial composite thread formed from a plurality of partial threads.
  • the partial threads and the partial composite thread are pre-interlaced independently of one another.
  • the partial threads and the partial composite thread are stretched. In this way, the filament bond created by the pre-interlacing is partially eliminated. Subsequent separate twirling of the individual partial threads or the partial composite thread made up of several partial threads makes it possible to set special color mixtures, which are then crimped when the individual threads and the partial thread are textured separately and result in the desired color effects of the composite thread when brought together.
  • the pre-intermingling nozzles and the post-intermingling nozzles and the texturing nozzles are designed in the melt-spinning device according to the invention in such a way that either a single partial thread or a partial composite thread formed from several partial threads can be treated. This allows a variety of yarn types without additional treatment units are produced with the melt spinning device according to the invention.
  • the flexibility for producing the multicolored composite thread can be further increased in that at least one process parameter for pre-interlacing the individual partial threads and/or the partial composite thread can be freely selected individually for each of the partial threads and/or the partial composite thread. It is thus possible to set the treatment air pressure as a process parameter for each of the partial threads or the partial composite thread. It is also possible to select a setting for the process parameter in which no turbulence occurs on the part thread in question.
  • a plurality of compressed air supply lines with separate compressed air adjusting means are assigned to the pre-intermingling nozzles of the pre-intermingling device, so that the pre-intermingling nozzles can be controlled independently of one another. It is thus possible to treat a partial thread, a partial composite thread or no thread at all in the pre-interlacing nozzles.
  • the post-interlacing nozzles of the post-interlacing device are also assigned several compressed air supply lines with separate compressed air adjusting means in such a way that the post-interlacing nozzles can be controlled independently of one another. In this way, different compressed air settings can also be implemented during the post-intermingling of the partial threads or partial composite threads.
  • the process variant offers a further possibility of producing special color effects on the composite thread, in which at least one process parameter for crimping the individual partial threads and/or or the partial composite thread can be freely selected individually for each of the partial threads and/or the partial composite threads.
  • the process parameter is formed essentially by the nature of the fluid that is used for conveying and plug formation during crimping.
  • both the temperature of the fluid and the pressure of the fluid that is fed to the texturing nozzles are preferably designed to be controllable.
  • the variant of the method is provided in which the partial threads of the partial composite thread are mechanically mixed before stretching. Compared to the turbulence, this results in elongated mixing zones of the filaments, which result in a particularly high color separation in a carpet produced from the composite thread in a subsequent post-interlacing.
  • the melt-spinning device has a mixing device for mechanically mixing a plurality of partial threads, which is arranged upstream of the stretching device.
  • the method according to the invention for producing a crimped multicolored composite thread and the melt-spinning device according to the invention have the particular advantage that a plurality of different carpet yarns can advantageously be produced in a single-stage process. So it is common in the prior art to use yarn effects with high color separation to be generated by a downstream secondary process. This can advantageously be omitted by the method according to the invention and the device according to the invention. Yarn effects in the composite thread with extremely high color separation can advantageously be produced in one process step. In addition, relatively high production speeds can be achieved.
  • the partial threads and/or the partial composite threads receive a final swirl after texturing and before being brought together to form the composite thread.
  • a final swirling device is arranged downstream of the crimping device in the yarn path.
  • the end-intermingling device could be arranged between godets and have a separate end-intermingling nozzle for each partial thread.
  • a first exemplary embodiment of the melt-spinning device according to the invention for carrying out the method according to the invention for the production of a crimped multicolored composite thread is shown schematically.
  • the melt spinning device has a spinning device 1 , a cooling device 2 , a preparation device 12 , a pre-intermingling device 3 , a drawing device 4 , a post-intermingling device 5 , a crimping device 6 , a compounding device 7 and a winding device 8 .
  • the devices of the melt spinning device are arranged to form a yarn path in a machine frame, not shown here.
  • the vertical grain shown is an example. In principle, the devices can be arranged one below the other or next to one another.
  • the spinning device 1 is usually coupled with three extrusion devices in order to obtain three polymer melts of different colors.
  • the spinning device 1 has a spinning beam 1.2, which carries a plurality of spinning nozzles 1.1 on its underside.
  • the spinning beam 1.2 is designed to be heated.
  • Each of the spinnerets 1.1 is coupled via a separate melt feed 1.3 to several spinning pumps--not shown here.
  • a polymer melt can thus be extruded into a large number of filaments at each of the spinnerets 1.1.
  • the spinnerets 1.1 have a plurality of nozzle bores on their undersides.
  • a total of three spinnerets 1.1 are provided in order to extrude three differently colored filament bundles.
  • the melt spinning device shown is particularly suitable for producing a so-called tricolor composite thread.
  • the spinning device 1 is directly downstream of the cooling device 2, through which the freshly extruded filaments are cooled.
  • the filaments are preferably subjected to cooling air in the cooling device 2 .
  • the cooling air can be supplied radially from the inside to the outside, transversely or radially from the outside to the inside.
  • a preparation device 12 and several collecting thread guides 13 are assigned to the cooling device 2 .
  • the preparation device 12 has at least one wetting agent 12.1 in order to prepare the partial threads 9 together.
  • the preparation device 12 contains several wetting agents 12.1, so that each of the partial threads 9 can be wetted separately.
  • the partial threads 9 are initially treated by the pre-interlacing device 3.
  • the pre-interlacing device 3 has a plurality of pre-interlacing nozzles 3.1, which are coupled to a compressed air source (not shown here) by separate compressed air lines 3.2 and separate compressed air adjusting means 3.3.
  • the pre-interlacing device 3 has a total of three separate pre-interlacing nozzles 3.1, so that each of the partial threads 9 could receive separate pre-interlacing in the pre-interlacing nozzles 3.1.
  • the pre-interlacing device 3 is followed by the stretching device 4, which has several godets 4.1 and 4.2 for stretching the partial threads 9.
  • the galettes 4.1 and 4.2 are preferably designed as galettes wrapped around several times, the galette jacket of which is preferably designed to be heatable.
  • the partial threads 9 can thus be thermally treated and stretched.
  • the design of the stretching device 4 is exemplary.
  • the stretching device 4 can also have several godets in order to stretch the partial threads 9 in several stages.
  • the stretching device 4 is followed by the post-intermingling device 5 in the thread path.
  • the post-intermingling device 5 has several post-intermingling nozzles 5.1, which are connected to a compressed air source, not shown here, by several compressed air supply lines 5.2 and several compressed air adjusting means 5.3.
  • the after-swirl nozzles 5.1 can be controlled separately, with the respective setting of the compressed air being freely selectable.
  • a separate post-intermingling nozzle 5.1 is also assigned to each partial thread.
  • the after-intermingling device 5 is followed by the crimping device 6.
  • the crimping device 6 is designed as what is known as a stuffer box crimp and has a number of texturing nozzles 6.1 for this purpose.
  • Each of the texturing nozzles 6.1 is designed in two parts and has a conveying part and a compression part in order to compress a fed thread into a thread plug.
  • the filaments are deposited in arches and loops, resulting in a crimp.
  • the texturing nozzles 6.1 are connected to a fluid source (not shown here) with a plurality of supply lines 6.2 and a plurality of adjustment means 6.3.
  • the fluid can be each heated separately to each texturing nozzle 6.1 to a predetermined temperature by a plurality of heating means 6.4.
  • the respective setting means 6.3 are suitable for controlling both the heating temperature of the fluid and the pressure of the fluid.
  • each of the texturing nozzles 6.1 of the crimping device 6 can be controlled separately.
  • the crimping device 6 has three texturing nozzles 6.1, so that each of the partial threads 9 produced in the spinning device 1 could be textured separately.
  • the pre-intermingling nozzles 3.1 of the intermingling device 3, the post-intermingling nozzles 5.1 of the post-intermingling device 5 and the texturing nozzles 6.1 of the crimping device 6 are designed in their guide cross sections in such a way that, as an alternative to the partial threads 9, a partial composite thread 10 formed from several partial threads 9 could also be treated. So is in the embodiment according to 1 the production of a composite thread 11 is shown, in which initially all partial threads 9 are separately pre-interlaced in the pre-interlacing device 3 through the pre-interlacing nozzles 3.1.
  • two of the partial threads 9 are brought together to form a partial composite thread 10 and post-interlaced parallel to the third partial thread 9 in the post-interlacing device 5 through two of the post-interlacing nozzles 5.1.
  • One of the after-interlacing nozzles 5.1 remains inoperative in this case.
  • the thread plugs 15 produced by the crimping device 6 are cooled on the circumference of a cooling drum 14 and by a downstream one Withdrawal device 17 resolved into a crimped partial composite thread 10 and a crimped partial thread 9 .
  • the crimped threads are then brought together in the compound device 7 to form the compound thread 11 .
  • the connecting device 7 is preferably formed here by a tangle nozzle, in which the partial thread 9 and the partial compound thread 10 are connected to one another by a plurality of tangle knots.
  • the compound device 7 is preferably arranged downstream of a further godet unit.
  • the composite thread 11 is wound up into a spool 18 in the winding device 8 .
  • the in 1 illustrated melt spinning device is executable, several partial threads 9 are first produced separately in the spinning device 1.
  • the treatment stages of pre-interlacing, post-interlacing and crimping can be used individually.
  • the partial threads 9 can be pre-interlaced, post-interlaced and crimped separately or partially together. Due to the adjustability of the individual nozzles in the pre-intermingling device 3, the post-intermingling device 5 and the crimping device 6, a high degree of flexibility is ensured in order to produce the respectively desired thread type of the composite thread.
  • properties can be created on the composite thread that can otherwise only be realized in a multi-stage process.
  • In 2 is the embodiment of the melt spinning apparatus 1 shown, with a modified thread type of the composite thread 11 is generated.
  • two of the partial threads 9 are brought together immediately after cooling to form a partial composite thread 10 and separately pre-interlaced in parallel next to the third partial thread 9 through the pre-interlacing nozzles 3.1.
  • the sub-composite thread 10 formed in this way and the sub-thread 9 are then hidden and separately after-intermingled and crimped. To this extent, a differently crimped multicolored compound thread 11 is produced.
  • the multicolored filaments are mixed with one another by compressed air treatments and by crimping in the partial composite thread 10 .
  • a mixing device 16 is used to combine two partial threads 9 into a partial composite thread 10.
  • the mixing device 16 could be arranged upstream of the stretching device 4, so that the partial threads are brought together to form the partial composite thread 10 after being pre-interlaced by the mixing device 16 .
  • the mixing device 16 is formed by a rotating cam roller 16.1, in which the filaments of the partial threads 9 are mixed by a movement transverse to the thread running direction. In this way, other distributions of the filaments can be realized within the partial composite thread 10, which subsequently leads to certain color effects due to the after-intermingling and crimping.
  • FIG. 4 Another embodiment of the device according to the invention is shown in a partial view.
  • the thread path from the crimping device 6 to a winding device 8 is shown here.
  • the devices that are arranged upstream of the crimping device 6 are identical to the exemplary embodiment 1 and 2 , so that no further explanation is given and reference is made to the above description.
  • the crimping device 6 is followed by a final swirling device 19 .
  • the final swirling device 19 is integrated in the take-off device 17, which is formed by two take-off godets 17.1 and 17.2.
  • the final swirling device 19 is arranged between the take-off godets 17.1 and 17.2.
  • the final swirling device 19 has a plurality of final swirling nozzles 19.1, which are coupled to a compressed air source, not shown here, by separate compressed air supply lines 19.2 and separate compressed air actuating means 19.3.
  • the end-interlacing device 19 has a total of three separate end-interlacing nozzles 19.1, so that each of the partial threads 9 could receive a separate end-interlacing in the end-interlacing nozzles 19.1.
  • the pre-interlacing and the post-interlacing can be effected either by rotating interlacing nozzles or by static interlacing nozzles be generated.
  • rotating interlacing nozzles such as those from EP 2 646 608 B1
  • static interlacing nozzles be generated.
  • very intense turbulence of the filaments can be generated.
  • the known rotating intermingling nozzle is particularly suitable for carrying out pre-intermingling and/or post-intermingling.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines gekräuselten mehrfarbigen Verbundfadens in einem Schmelzspinnverfahren aus mehreren extrudierten Teilfäden sowie eine Schmelzspinnvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
  • Bei der Herstellung von mehrfarbigen Teppichgarnen werden üblicherweise mehrere unterschiedlich eingefärbte Teilfäden in einem Schmelzspinnprozess erzeugt und zu einem Verbundfaden zusammengeführt. Ein gattungsgemäßes Verfahren sowie eine gattungsgemäße Schmelzspinnvorrichtung zur Herstellung derartiger mehrfarbiger Teppichgarne sind beispielsweise aus der WO 2006/081844 bekannt.
  • Bei dem bekannten Verfahren und der bekannten Schmelzspinnvorrichtung werden die Teilfäden vor dem Kräuseln mehrfach verwirbelt. Eine sogenannte Vorverwirbelung findet dabei vor dem Verstrecken der Teilfäden statt. Nach der Verstreckung und vor der Kräuselung erfolgt eine Nachverwirbelung, wobei die Nachverwirbelungsdüsen getrennt voneinander zur separaten Verwirbelung der Teilfäden steuerbar sind. Damit lassen sich in dem Verbundfaden unterschiedliche Farbeffekte realisieren, die an dem Verbundfaden zu einer Mischfarbe oder einer Mehrfarbigkeit führt.
  • Um den rasch wechselnden Modetrends und damit den sich ständig ändernden Anforderungen an Teppichgarnen gerecht zu werden, besteht in der Praxis der Wunsch, derartige Verbundfäden in einem Schmelzspinnprozess mit hoher Flexibilität herstellen zu können. Hierbei sind zudem möglichst gleichmäßige physikalische Eigenschaften an den Teilfäden zu realisieren, so dass der Verbundfaden über eine hohe Qualität verfügt.
  • Aus der EP 0 861 931 A1 ist ein Verfahren zur Erzeugung eines Verbundfadens aus mehreren Teilfäden bekannt, bei welcher die Teilfäden unmittelbar vor und nach einer Texturierung verwirbelt werden. Eine Nachverwirbelung der bereits texturierten Teilfäden besitzt jedoch grundsätzlich den Nachteil, dass aufgrund der texturierten Struktur der Einzelfilamente nur eine eingeschränkte Filamentvermischung möglich ist. Zudem werden die Teilfäden nach der Texturierung üblicherweise mit einem Kühlmedium gekühlt, so dass die Einzelfilamente der Teilfäden sich relativ starr verhalten und somit nur durch erhöhten Druckaufwand in der Nachverwirbelung vermengt werden können.
  • Auch aus der US 2002/032955 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung von Teppichgarnen bekannt.
  • Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein gattungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines gekräuselten mehrfarbigen Verbundfadens aus extrudierten Teilfäden und eine gattungsgemäße Schmelzspinnvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens derart weiterzubilden, dass der Verbundfaden mit einem flexiblen und möglichst großen Farbspektrum aus mehreren farbigen Teilfäden herstellbar ist.
  • Ein weiteres Ziel der Erfindung liegt darin, das gattungsgemäße Verfahren und die gattungsgemäße Schmelzspinnvorrichtung derart weiterzubilden, dass eine Mehrzahl von Verbundfäden mit unterschiedlichen Eigenschaften herstellbar sind.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen nach Anspruch 1 sowie durch eine Schmelzspinnvorrichtung mit den Merkmalen nach Anspruch 8 gelöst.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale und die Merkmalskombinationen der jeweiligen Unteransprüche definiert.
  • Die Erfindung hat den besonderen Vorteil, dass in jeder Behandlungsstufe insbesondere bei der Vorverwirbelung, der Nachverwirbelung und der Kräuselung eine individuelle Behandlung der Teilfäden möglich ist. Hierbei können die Teilfäden separat oder auch gemeinsam als ein Teilverbundfaden behandelt werden. Insbesondere das vorzeitige Zusammenführen mehrerer Teilfäden zu einem Teilverbundfaden schafft neue bisher nicht bekannte Farbmuster, die sich am Ende in den Verbundfaden durch hohe Farbeseparierungen bemerkbar machen. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden zunächst die farbigen Filamentbündel separat extrudiert und nach dem Abkühlen zu jeweils einem Teilfaden zusammengeführt. Anschließend erfolgt unmittelbar eine Vorverwirbelung der einzelnen Teilfäden oder eines aus mehreren Teilfäden gebildeten Teilverbundfadens. Die Teilfäden und der Teilverbundfaden werden dabei unabhängig voneinander vorverwirbelt. Nach der Vorverwirbelung erfolgt eine Verstreckung der Teilfäden und des Teilverbundfadens. Hierbei wird zum Teil der durch die Vorverwirbelung erzeugte Filamentverbund aufgehoben. Durch ein anschließendes separates Nachverwirbeln der einzelnen Teilfäden oder des aus mehreren Teilfäden gebildeten Teilverbundfadens ermöglicht die Einstellung spezieller Farbmischungen, die dann beim separaten Texturieren der Einzelfäden und des Teilfadens gekräuselt werden und beim Zusammenführen die gewünschten Farbeffekte des Verbundfadens ergeben.
  • Zur Durchführung des Verfahrens sind bei der erfindungsgemäßen Schmelzspinnvorrichtung die Vorverwirbelungsdüsen und die Nachverwirbelungsdüsen und die Texturierdüsen derart ausgebildet, dass wahlweise ein einzelner Teilfaden oder ein aus mehreren Teilfäden gebildeter Teilverbundfaden behandelbar ist. Damit können eine Vielzahl von Garntypen ohne zusätzliche Behandlungsaggregate mit der erfindungsgemäßen Schmelzspinnvorrichtung hergestellt werden.
  • Die Flexibilität zur Herstellung des mehrfarbigen Verbundfadens lässt sich noch dadurch erhöhen, indem zumindest ein Prozessparameter zum Vorverwirbeln der einzelnen Teilfäden und / oder des Teilverbundfadens individuell für jeden der Teilfäden und / oder den Teilverbundfaden frei wählbar ist. So besteht die Möglichkeit, den Behandlungsluftdruck als Prozessparameter für jeden der Teilfäden oder des Teilverbundfadens einzustellen. Dabei ist es auch möglich, eine Einstellung des Prozessparameters zu wählen, bei welcher keine Verwirbelung an dem betreffenden Teilfaden stattfindet.
  • Bei der Schmelzspinnvorrichtung sind hierzu den Vorverwirbelungsdüsen der Vorverwirbelungseinrichtung mehrere Druckluftzuleitungen mit separaten Druckluftstellmitteln zugeordnet, so dass die Vorverwirbelungsdüsen unabhängig voneinander steuerbar sind. Damit ist es möglich, in den Vorverwirbelungsdüsen einen Teilfaden, einen Teilverbundfaden oder gar keinen Faden entsprechend zu behandeln.
  • Auch den Nachverwirbelungsdüsen der Nachverwirbelungseinrichtung sind mehrere Druckluftzuleitungen mit separaten Druckluftstellmitteln derart zugeordnet, dass die Nachverwirbelungsdüsen unabhängig voneinander steuerbar sind. Damit lassen sich unterschiedliche Drucklufteinstellungen auch bei der Nachverwirbelung der Teilfäden oder Teilverbundfäden realisieren.
  • Darüberhinaus bietet die Verfahrensvariante eine weitere Möglichkeit besondere Farbeffekte an dem Verbundfaden zu erzeugen, bei welcher zumindest ein Prozessparameter zum Kräuseln der einzelnen Teilfäden und / oder des Teilverbundfadens individuell für jeden der Teilfäden und / oder den Teilverbundfäden frei wählbar ist. Hierbei wird der Prozessparameter im wesentlichen durch die Beschaffenheit des Fluids gebildet, das zum Fördern und zur Stopfenbildung beim Kräuseln genutzt wird. Hierbei werden vorzugsweise sowohl die Temperatur des Fluids als auch der Druck des Fluids, das den Texturierdüsen aufgegeben wird, steuerbar ausgeführt.
  • Hierzu sind den Texturierdüsen der Kräuseleinrichtung mehrere Versorgungsleitungen mit mehreren Einstellmitteln derart zugeordnet, dass die Texturierdüsen unabhängig voneinander steuerbar sind. So kann an jeder der Texturierdüsen das Fluid hinsichtlich Temperatur und Druck frei eingestellt werden.
  • Um bei der Bildung des Teilverbundfadens aus mehreren Teilfäden weitere Farbeffekte zu generieren, ist die Verfahrensvariante vorgesehen, bei welcher die Teilfäden des Teilverbundfadens vor dem Verstrecken mechanisch vermischt werden. Damit ergeben sich gegenüber der Verwirbelung lang gestreckten Mischzonen der Filamente, die bei einer anschließenden Nachverwirbelung eine besonders hohe Farbseparierung in einem aus dem Verbundfaden erzeugten Teppich ergeben.
  • Die Schmelzspinnvorrichtung weist hierzu eine Mischeinrichtung zum mechanischen Vermischen mehrerer Teilfäden auf, die der Verstreckeinrichtung vorgeordnet ist.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines gekräuselten mehrfarbigen Verbundfadens sowie die erfindungsgemäße Schmelzspinnvorrichtung besitzen den besonderen Vorteil, dass eine Mehrzahl von unterschiedlichen Teppichgarnen vorteilhaft in einem einstufigen Prozess herstellbar sind. So ist es im Stand der Technik üblich, Garneffekte mit hoher Farbseparierung durch einen nachgeschalteten Zweitprozess zu erzeugen. Dieser kann durch das erfindungsgemäße Verfahren und der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorteilhaft entfallen. Garneffekte bei dem Verbundfaden mit extrem hoher Farbeseparierung lassen sich vorteilhaft in einem Prozessschritt herstellen. Zudem können dabei relativ hohe Produktionsgeschwindigkeiten erreicht werden.
  • Weitere Effekte können auch noch dadurch erreicht werden, dass die Teilfäden und / oder die Teilverbundfäden nach dem Texturieren und vor dem Zusammenführen zu dem Verbundfaden nochmal eine Endverwirbelung erhalten. Hierzu ist eine Endverwirbelungseinrichtung im Fadenlauf der Kräuseleinrichtung nachgeordnet. Die Endverwirbelungseinrichtung könnte hierzu zwischen Galetten angeordnet sein und zu jedem Teilfaden eine separate Endverwirbelungsdüse aufweisen.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines gekräuselten mehrfarbigen Verbundfadens wird nachfolgend anhand einiger Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Schmelzspinnvorrichtung näher erläutert.
  • Es stellen dar:
    • Fig. 1
    schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schmelzspinnvorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
    Fig. 2
    schematisch das Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schmelzspinnvorrichtung nach Fig. 1 bei geänderter Verfahrensführung
    Fig. 3
    schematisch eine Ausführungsvariante des Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Schmelzspinnvorrichtung aus Fig. 1
  • In Fig. 1 ist schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schmelzspinnvorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines gekräuselten mehrfarbigen Verbundfadens dargestellt.
  • Die Schmelzspinnvorrichtung weist eine Spinneinrichtung 1, eine Abkühleinrichtung 2, eine Präparationseinrichtung 12, eine Vorverwirbelungseinrichtung 3, eine Verstreckeinrichtung 4, eine Nachverwirbelungseinrichtung 5, eine Kräuseleinrichtung 6, eine Verbundeinrichtung 7 und eine Aufwickeleinrichtung 8 auf. Die Einrichtungen der Schmelzspinnvorrichtung sind zu einem Fadenlauf in einem hier nicht dargestellten Maschinengestell angeordnet.
  • Der in Fig. 1 dargestellte vertikale Fadenlauf ist beispielhaft. Grundsätzlich können die Einrichtungen untereinander oder auch nebeneinander angeordnet sein.
  • Die zur Herstellung mehrerer farbiger Polymere verwendeten Einrichtungen sind hier nicht dargestellt. So ist die Spinneinrichtung 1 üblicherweise mit drei Extrusionseinrichtungen gekoppelt, um drei Polymerschmelzen in unterschiedlicher Einfärbung zu erhalten.
  • Die Spinneinrichtung 1 weist in diesem Ausführungsbeispiel einen Spinnbalken 1.2 auf, der mehrere Spinndüsen 1.1 an seiner Unterseite trägt. Der Spinnbalken 1.2 ist beheizt ausgeführt. Jede der Spinndüsen 1.1 ist über einen separaten Schmelzezulauf 1.3 mit mehreren - hier nicht dargestellten - Spinnpumpen gekoppelt. Somit lässt sich an jeder der Spinndüsen 1.1 eine Polymerschmelze zu einer Vielzahl von Filamenten extrudieren. Hierzu weisen die Spinndüsen 1.1 an ihren Unterseiten eine Mehrzahl von Düsenbohrungen auf.
  • Dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 sind insgesamt drei Spinndüsen 1.1 vorgesehen, um drei verschieden farbige Filamentbündel zu extrudieren. Insoweit ist die dargestellte Schmelzspinnvorrichtung besonders geeignet, um einen sogenannten Tricolor-Verbundfaden herzustellen.
  • Der Spinneinrichtung 1 ist direkt die Abkühleinrichtung 2 nachgeordnet, durch welche die frisch extrudierten Filamente abgekühlt werden. Zur Abkühlung werden die Filamente bevorzugt in der Abkühleinrichtung 2 mit einer Kühlluft beaufschlagt. Hierbei kann die Kühlluft radial von innen nach außen, quer oder radial von außen nach innen zugeführt werden.
  • Um die Filamente nach der Abkühlung jeweils zu Bündeln und zu einem Teilfaden 9 zusammenzuführen, ist der Abkühleinrichtung 2 eine Präparationseinrichtung 12 und mehrere Sammelfadenführer 13 zugeordnet. Die Präparationseinrichtung 12 weist zumindest ein Benetzungsmittel 12.1 auf, um die Teilfäden 9 gemeinsam zu präparieren. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, dass die Präparationseinrichtung 12 mehrerer Benetzungsmittel 12.1 enthält, so dass jeder der Teilfäden 9 separat benetzbar ist.
  • Die Behandlung der Teilfäden 9 erfolgt zunächst durch die Vorverwirbelungseinrichtung 3. Die Vorverwirbelungseinrichtung 3 weist mehrere Vorverwirbelungsdüsen 3.1 auf, die durch separate Druckluftleitungen 3.2 und separate Druckluftstellmittel 3.3 mit einer hier nicht dargestellten Druckluftquelle gekoppelt sind. In diesem Ausführungsbeispiel besitzt die Vorverwirbelungseinrichtung 3 insgesamt drei separate Vorverwirbelungsdüsen 3.1, so dass jeder der Teilfäden 9 eine separate Vorverwirbelung in den Vorverwirbelungsdüsen 3.1 erhalten könnte.
  • Der Vorverwirbelungseinrichtung 3 folgt die Verstreckeinrichtung 4, die mehrere Galetten 4.1 und 4.2 zum Verstrecken der Teilfäden 9 aufweist. Die Galetten 4.1 und 4.2 werden bevorzugt als mehrfach umschlungene Galetten ausgebildet, deren Galettenmantel vorzugsweise beheizbar ausgeführt ist. Somit lassen sich die Teilfäden 9 thermisch behandeln und verstrecken.
  • An dieser Stelle sei ausdrücklich erwähnt, dass die Ausbildung der Verstreckeinrichtung 4 beispielhaft ist. Grundsätzlich kann die Verstreckeinrichtung 4 auch mehrere Galetten aufweisen, um die Teilfäden 9 in mehreren Stufen zu verstrecken.
  • Der Verstreckeinrichtung 4 folgt im Fadenlauf die Nachverwirbelungseinrichtung 5. Die Nachverwirbelungseinrichtung 5 weist mehrere Nachverwirbelungsdüsen 5.1 auf, die durch mehrere Druckluftzuleitungen 5.2 und mehrere Druckluftstellmittel 5.3 mit einer hier nicht dargestellten Druckluftquelle verbunden sind. Insoweit lassen sich die Nachverwirbelungsdüsen 5.1 separat steuern, wobei die jeweilige Einstellung der Druckluft frei wählbar ist. In diesem Ausführungsbeispiel ist ebenfalls jedem Teilfaden eine separate Nachverwirbelungsdüse 5.1 zugeordnet.
  • Der Nachverwirbelungseinrichtung 5 folgt die Kräuseleinrichtung 6. Die Kräuseleinrichtung 6 ist als eine sogenannte Stauchkammerkräuselung ausgeführt und weist hierzu mehrere Texturierdüsen 6.1 auf. Jede der Texturierdüsen 6.1 ist zweiteilig ausgebildet und weist ein Förderteil und ein Stauchteil auf, um einen zugeführten Faden zu einem Fadenstopfen zu komprimieren. Hierbei werden die Filamente in Bögen und Schlingen abgelegt, so dass eine Kräuselung entsteht. Die Texturierdüsen 6.1 sind hierzu mit mehreren Versorgungsleitungen 6.2 und mehreren Einstellmitteln 6.3 mit einer Fluidquelle (hier nicht dargestellt) verbunden. Das Fluid lässt sich dabei jeweils durch mehrere Heizmittel 6.4 separat zu jeder Texturierdüse 6.1 auf eine vorbestimmte Temperatur erwärmen. Die jeweiligen Einstellmittel 6.3 sind dabei geeignet, um sowohl die Heiztemperatur des Fluids als auch den Druck des Fluids zu steuern. Insoweit ist jede der Texturierdüsen 6.1 der Kräuseleinrichtung 6 separat steuerbar. In diesem Ausführungsbeispiel weist die Kräuseleinrichtung 6 drei Texturierdüsen 6.1 auf, so dass jeder der in der Spinneinrichtung 1 erzeugt Teilfaden 9 separat texturiert werden könnte.
  • Die Vorverwirbelungsdüsen 3.1 der Verwirbelungseinrichtung 3, die Nachverwirbelungsdüsen 5.1 der Nachverwirbelungseinrichtung 5 und die Texturierdüsen 6.1 der Kräuseleinrichtung 6 sind in ihren Führungsquerschnitten derart ausgebildet, dass alternativ zu den Teilfäden 9 auch ein aus mehreren Teilfäden 9 gebildeter Teilverbundfaden 10 behandelt werden könnte. So ist in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 die Herstellung eines Verbundfadens 11 dargestellt, bei welchem zunächst alle Teilfäden 9 in der Vorverwirbelungseinrichtung 3 durch die Vorverwirbelungsdüsen 3.1 separat vorverwirbelt werden. Nach dem Verstrecken der Teilfäden 9 werden zwei der Teilfäden 9 zu einem Teilverbundfaden 10 zusammengeführt und parallel zu dem dritten Teilfaden 9 in der Nachverwirbelungseinrichtung 5 durch zwei der Nachverwirbelungsdüsen 5.1 nachverwirbelt. Eine der Nachverwirbelungsdüsen 5.1 bleit hierbei außer Funktion.
  • Bei der nachfolgenden Kräuseleinrichtung 6 werden dabei ebenfalls nur zwei Texturierdüsen 6.1 genutzt, um den Teilverbundfaden 10 und den dritten Teilfaden 9 separat zu kräuseln. Insoweit lassen sich unterschiedliche Mischfarben in dem späteren Verbundfaden 11 erzeugen.
  • Die durch die Kräuseleinrichtung 6 erzeugen Fadenstopfen 15 werden am Umfang einer Kühltrommel 14 abgekühlt und durch eine nachgeordnete Abzugseinrichtung 17 zu jeweils einem gekräuselten Teilverbundfaden 10 und einem gekräuselten Teilfaden 9 aufgelöst. Die gekräuselten Fäden werden anschließend in der Verbundeinrichtung 7 zu dem Verbundfaden 11 zusammengeführt. Die Verbundeinrichtung 7 ist hierbei bevorzugt durch eine Tangeldüse gebildet, in denen der Teilfaden 9 und der Teilverbundfaden 10 durch eine Mehrzahl von Tangelknoten miteinander verbunden werden.
  • Um eine Fadenspannung zur Einstellung beim Tangeln in der Verbundeinrichtung 7 unabhängig von einer Aufwicklung zu erhalten, ist der Verbundeinrichtung 7 vorzugsweise noch eine weitere Galetteneinheit nachgeordnet.
  • Am Ende des Prozesses wird der Verbundfaden 11 zu einer Spule 18 in der Aufwickeleinrichtung 8 aufgewickelt.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren, das mit der in Fig. 1 dargestellten Schmelzspinnvorrichtung ausführbar ist, werden zunächst in der Spinneinrichtung 1 mehrere Teilfäden 9 getrennt erzeugt. Um nun ein Garn mit unterschiedlichen Eigenschaften wie beispielsweise Farbe, Brillianz, Titer, Filamentzahl, Querschnitt oder Polymer zu erhalten, lassen sich die Behandlungsstufen der Vorverwirbelung, der Nachverwirbelung und der Kräuselung individuell nutzen. So können die Teilfäden 9 getrennt oder teilweise gemeinsam vorverwirbelt, nachverwirbelt und gekräuselt werden. Aufgrund der Einstellbarkeit der einzelnen Düsen in der Vorverwirbelungseinrichtung 3, der Nachverwirbelungseinrichtung 5 und der Kräuseleinrichtung 6 ist eine hohe Flexibilität gewährleistet, um den jeweils gewünschten Fadentyp des Verbundfadens zu erzeugen. Hierbei lassen sich Eigenschaften an dem Verbundfaden erzeugen, die ansonsten nur in einem mehrstufigen Prozess realisierbar sind.
  • In Fig. 2 ist das Ausführungsbeispiel der Schmelzspinnvorrichtung aus Fig. 1 dargestellt, wobei ein geänderter Fadentyp des Verbundfadens 11 erzeugt wird. In dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel werden zwei der Teilfäden 9 unmittelbar nach der Abkühlung zu einem Teilverbundfaden 10 zusammengeführt und parallel neben dem dritten Teilfaden 9 separat durch die Vorverwirbelungsdüsen 3.1 vorverwirbelt. Der so gebildete Teilverbundfaden 10 und der Teilfaden 9 werden anschließend versteckt und separat nachverwirbelt und gekräuselt. Insoweit wird ein unterschiedlich gekräuselter mehrfarbiger Verbundfaden 11 erzeugt.
  • Bei den in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die mehrfarbigen Filamente durch Druckluftbehandlungen und durch eine Kräuselung in dem Teilverbundfaden 10 miteinander vermengt. Grundsätzlich besteht jedoch auch die Möglichkeit, das Vermengen der mehrfarbigen Filamente zweier Teilfäden durch mechanische Mittel zu erzeugen. Hierzu ist in Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel dargestellt, bei welcher eine Mischeinrichtung 16 genutzt wird, um zwei Teilfäden 9 zu einem Teilverbundfaden 10 zu verbinden Die Mischeinrichtung 16 könnte hierbei der Verstreckeinrichtung 4 vorgeordnet sein, so dass die Teilfäden nach einer Vorverwirbelung durch die Mischeinrichtung 16 zu dem Teilverbundfaden 10 zusammengeführt werden. In Fig. 3 ist die Mischeinrichtung 16 durch eine rotierende Nockenrolle 16.1 gebildet, bei welchem die Filamente der Teilfäden 9 durch eine Bewegung quer zur Fadenlaufrichtung vermengt werden. Damit lassen sich andere Verteilungen der Filamente innerhalb des Teilverbundfadens 10 realisieren, die anschließend durch die Nachverwirbelung und Kräuselung zu bestimmten Farbeffekten führt.
  • Um weitere Farb- und Garneffekte zu erzielen, ist in der Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer Teilansicht dargestellt. Hierbei ist der Fadenlauf von der Kräuseleinrichtung 6 bis hin zu einer Aufwickeleinrichtung 8 gezeigt. Die Einrichtungen, die der Kräuseleinrichtung 6 vorgeordnet sind, sind identisch zu dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 und 2, so dass hierzu keine weitre Erläuterung erfolgt und Bezug zu der vorgenannten Beschreibung genommen wird.
  • Bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Kräuseleinrichtung 6 eine Endverwirbelungseinrichtung 19 nachgeordnet. Die Endverwirbelungseinrichtung 19 ist in der Abzugseinrichtung 17 integriert, die durch zwei Abzugsgaletten 17.1 und 17.2 gebildet sind. Zwischen den Abzugsgaletten 17.1 und 17.2 ist die Endverwirbelungseinrichtung 19 angeordnet. Die Endverwirbelungseinrichtung 19 weis mehrere Endverwirbelungsdüsen 19.1 auf, die durch separate Druckluftzuleitungen 19.2 und separate Druckluftstellmittel 19.3 mit einer hier nicht dargestellten Druckluftquelle gekoppelt sind. In diesem Ausführungsbeispiel besitzt die Endverwirbelungseinrichtung 19 insgesamt drei separate Endverwirbelungsdüsen 19.1, so dass jeder der Teilfäden 9 eine separate Endverwirbelung in den Endverwirbelungsdüsen 19.1 erhalten könnte.
  • Bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel sind nur zwei Endverwirbelungsdüsen 19.1 aktiviert, so dass ein Teilfaden 9 und ein Teilverbundfaden 10 eine Endverwirbelung nach dem Kräuseln erhalten. Die Endverwirbelung der gekräuselten Fäden 9 und 10 führt somit zu weiteren Spezialeffekten im Zusammenschluss zu einem Verbundfaden 11.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren sowie bei der Schmelzspinnvorrichtung können die Vorverwirbelungen und die Nachverwirbelungen sowohl durch rotierende Verwirbelungsdüsen oder durch statische Verwirbelungsdüsen erzeugt werden. Damit lassen sich weitere Effekte realisieren. Insbesondere mit einer rotierenden Verwirbelungsdüse, wie sie beispielsweise aus der EP 2 646 608 B1 bekannt ist, können sehr intensive Verwirbelungen der Filamente erzeugt werden. Insoweit ist die bekannte rotierende Verwirbelungsdüse besonders geeignet, um eine Vorverwirbelung und /oder eine Nachverwirbelung auszuführen.

Claims (14)

  1. Verfahren zur Herstellung eines gekräuselten mehrfarbigen Verbundfadens in einem Schmelzspinnverfahren aus mehreren extrudierten Teilfäden in folgenden Schritten:
    1.1. Separates Extrudieren mehrerer farbiger Filamentbündel und Abkühlen der Filamentbündel;
    1.2. Separates Zusammenfassen der Filamentbündel zu den separaten Teilfäden;
    1.3. Separates Vorverwirbeln der einzelnen Teilfäden und/oder eines aus mehreren Teilfäden gebildeten Teilverbundfadens;
    1.4. Verstrecken der Teilfäden und des Teilverbundfadens;
    1.5. Separates Nachverwirbeln der einzelnen Teilfäden und/oder des aus mehrerer Teilfäden gebildeten Teilverbundfadens;
    1.6. Separates Texturieren der einzelnen Teilfäden und/oder des Teilverbundfadens;
    1.7. Zusammenführen der Teilfäden und des Teilverbundfadens zu dem Verbundfaden und
    1.8. Aufwickeln des Verbundfadens zu einer Spule.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Prozessparameter zum Vorverwirbeln der einzelnen Teilfäden und/oder des Teilverbundfadens individuell für jeden der Teilfäden und/oder den Teilverbundfaden frei wählbar ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Prozessparameter zum Nachverwirbeln der einzelnen Teilfäden und/oder des Teilverbundfadens individuell für jeden der Teilfäden und/oder den Teilverbundfaden frei wählbar ist.
  4. Verfahren nach Anspruch einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Prozessparameter zum Kräuseln der einzelnen Teilfäden und/oder des Teilverbundfadens individuell für jeden der Teilfäden und/oder den Teilverbundfaden frei wählbar ist.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass beim separaten Zusammenfassen der Filamentbündel die Teilfäden mit einem Präparationsmittel benetzt werden.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Verstrecken des Teilverbundfadens die Teilfäden des Teilverbundfadens mechanisch vermischt werden.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die beim Kräuseln der Teilfäden und/oder Teilverbundfäden erzeugten Fadenstopfen separat gekühlt werden.
  8. Schmelzspinnvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7, aufweisend eine Spinneinrichtung (1) mit mehreren Spinndüsen(1.1) , eine Abkühleinrichtung (2), mehrere Sammelfadenführern (13), eine Vorverwirbelungseinrichtung (3) mit mehreren Vorverwirbelungsdüsen (3.1), eine Verstreckeinrichtung (4) mit mehreren Galetten (4.1, 4.2), eine Nachverwirbelungseinrichtung (5) mit mehreren Nachverwirbelungsdüsen (5.1), eine Kräuseleinrichtung (6) mit mehreren Texturierdüsen (6.1), eine Verbundeinrichtung (7) und eine Aufwickeleinrichtung (8), dadurch gekennzeichnet, dass die Vorverwirbelungsdüsen (3.1) der Vorverwirbelungseinrichtung (3), die Nachverwirbelungsdüsen (5.1) der Nachverwirbelungseinrichtung (5) und die Texturierdüsen (6.1) der Kräuseleinrichtung (6) derart ausgebildet sind, dass wahlweise ein einzelner Teilfaden (9) oder ein aus mehreren Teilfäden (9) gebildeter Teilverbundfaden (10) behandelbar ist.
  9. Schmelzspinnvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass den Vorverwirbelungsdüsen (3.1) der Vorverwirbelungseinrichtung (3) mehrere Druckluftzuleitungen (3.2) mit separaten Druckluftstellmitteln (3.3) derart zugeordnet sind, dass die Vorverwirbelungsdüsen (3.1) unabhängig voneinander steuerbar sind.
  10. Schmelzspinnvorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass den Nachverwirbelungsdüsen (5.1) der Nachverwirbelungseinrichtung (5) mehrere Druckluftzuleitungen (5,2) mit separaten Druckluftstellmitteln (5.3) derart zugeordnet sind, dass die Nachverwirbelungsdüsen (5.1) unabhängig voneinander steuerbar sind.
  11. Schmelzspinnvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass den Texturierdüsen (6.1) der Kräuseleinrichtung (6) mehrere Versorgungsleitungen (6.2) mit mehreren Einstellmitteln (6.3) derart zugeordnet sind, dass die Texturierdüsen (6.1) unabhängig voneinander steuerbar sind.
  12. Schmelzspinnvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Präparationseinrichtung (12) den Sammelfadenführern (13) zugeordnet ist, die ein oder mehrere Benetzungsmittel zum Benetzen der Teilfäden aufweist.
  13. Schmelzspinnvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstreckeinrichtung (4) eine Mischeinrichtung (16) zum mechanischen Vermischen mehrerer Teilfäden (9) eines Teilverbundfadens (10) vorgeordnet ist.
  14. Schmelzspinnvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Kräuseleinrichtung (6) eine drehbare Kühltrommel (14) zur Aufnahme und Kühlung mehrerer Fadenstopfen (15) zugeordnet ist.
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