WO2020234090A1 - Schmelzspinnverfahren und schmelzspinnvorrichtung zur herstellung synthetischer stapelfasern - Google Patents

Schmelzspinnverfahren und schmelzspinnvorrichtung zur herstellung synthetischer stapelfasern Download PDF

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WO2020234090A1
WO2020234090A1 PCT/EP2020/063359 EP2020063359W WO2020234090A1 WO 2020234090 A1 WO2020234090 A1 WO 2020234090A1 EP 2020063359 W EP2020063359 W EP 2020063359W WO 2020234090 A1 WO2020234090 A1 WO 2020234090A1
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WO
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melt spinning
bale
control system
process control
rfid
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PCT/EP2020/063359
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English (en)
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Sylvain Roch Alexandre HUCK
Original Assignee
Oerlikon Textile Gmbh & Co. Kg
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    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D7/00—Collecting the newly-spun products
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D13/00—Complete machines for producing artificial threads
    • D01D13/02—Elements of machines in combination
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
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    • D01G1/00—Severing continuous filaments or long fibres, e.g. stapling
    • D01G1/02—Severing continuous filaments or long fibres, e.g. stapling to form staple fibres not delivered in strand form
    • D01G1/04—Severing continuous filaments or long fibres, e.g. stapling to form staple fibres not delivered in strand form by cutting
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • G06Q10/063—Operations research, analysis or management
    • G06Q10/0639—Performance analysis of employees; Performance analysis of enterprise or organisation operations
    • G06Q10/06395—Quality analysis or management

Definitions

  • the invention relates to a melt spinning process for the production of synthetic staple fibers according to the preamble of claim 1 and a melt spinning device for the production of synthetic staple fibers according to the preamble of claim 9.
  • a generic melt spinning process and a generic melt spinning device for producing synthetic staple fibers are known, for example, from DE 10 2017 100 592 A1.
  • such staple fibers can be carried out continuously from the spinning device to the formation of bales or discontinuously through a storage of the fiber strands.
  • DE 10 2017 100 592 discloses a discontinuous melt spinning device in which the fiber strands are first deposited in cans. The cans are then grouped into several cans in a can creel in order to pull all the fiber strands from the cans simultaneously and process them into staple fibers.
  • Such complex melt-spinning processes and melt-spinning devices result from monitoring process parameters and product parameters large amounts of data that could be assigned to the staple fibers produced.
  • each of the bales receives an individual, machine-readable identifier and that the identifier of the bale, a start time of bale formation and an end time of bale formation are transmitted to the process control system.
  • the solution results from the fact that the baling device is assigned an identifier for providing a machine-readable identifier per bale or a pallet equipped with a machine-readable identifier for receiving the ball.
  • the invention has the particular advantage that the bales with the staple fibers are marked exclusively by an individual identification that is machine-readable and can be fed electronically to the process control system or other machine control units.
  • the staple fibers collected in the bale during bale formation can also be clearly identified in their manufacture.
  • the development of the method according to the invention is preferably carried out in which several process and / or product parameters recorded during a period between the start time and the end time of the bale formation are combined into a product data record and the product data record is assigned to the identification of the relevant bale.
  • the product data record can be assigned to the relevant staple fibers using the code on the bale. For example, when the bales are packaged, a data printout could be generated via the label, which would be attached to the delivery papers.
  • the method variant is particularly advantageous in which an encoded RFID label is attached to the bale as the identification.
  • a code can thus be recorded automatically and without contact to identify the bale with the help of electromagnetic waves.
  • the method variant is preferably implemented in which the product data record is stored in a product data database under the code of the RFID label.
  • product databases which could for example be contained in a cloud, are always accessible, so that the product data of the staple fibers can be called up at any time using the code of the bale.
  • the method variant is provided in which the fiber strands are temporarily stored in cans after extrusion and in which each of the cans is coded by an RFID chip. By simply coding the can, it can be used multiple times to temporarily store fiber strands.
  • the fiber parameters assigned to the codes of the cans are jointly assigned to the product data set of the bale, so that even with a discontinuous melt spinning process all relevant process steps for the production of the staple fibers are contained in the product data set.
  • the fiber parameters assigned to the codes of the cans are jointly assigned to the product data set of the bale, so that even with a discontinuous melt spinning process all relevant process steps for the production of the staple fibers are contained in the product data set.
  • the melt-spinning process is characterized by the fact that the individual, machine-readable identifiers required for identifying the bales are immediately available through an identifier and can be added to the bales. Alternatively, such labels can also be attached directly to pallets that are used to hold the bales. The staple fibers contained therein can be identified by labeling the bale or pallet.
  • the baling device In order to connect the staple fibers fed in during bale formation with the continuously recorded product and process parameters, the baling device has a timer connected to the process control system, by means of which a start time and an end time for forming the bale can be recorded.
  • the product data and / process data recorded during the period during which the bale was formed can thus be assigned to the bale via the identifier.
  • the development of the melt spinning device is preferably implemented in which the identifier is formed by an RFID label that is implemented with a code.
  • the unique code on the RFID label ensures that the bale can be clearly identified.
  • An RFID antenna connected to the process control system is provided to transmit the code. This means that pre-labeled pallets can also be used to pick up a bale.
  • the development of the He-making is provided in which several cans for receiving fiber strands are provided that each carry an RFID chip and in which a fiber storage device for filling cans has an RFID antenna that is connected to the process control system.
  • the RFID chip can be permanently connected to the edge, so that the coding contained therein can be used repeatedly to identify the fiber strands stored in the can.
  • a can gate for receiving the cans has at least one further RFID antenna which is connected to the process control system.
  • the RFID antennas are each connected to a reading unit of the process control system by a coaxial cable.
  • the coding of the RFID chips and the codes of the RFID labels can be fed to the process control system.
  • each of the RFID antennas is identified according to an advantageous development of the invention by a location address that is stored in the process control system.
  • the codes of the RFID labels and / or the codes of the RFID chips are preferably formed by an individual serial number. Measures for generating a code or coding can thus be avoided.
  • the further development of the invention is particularly advantageous in which the process control system has at least one product database and product data software through which stored product data can be combined with the code of the bale. This ensures that the seldom codes of the bale encoded data are available for further processing of the thread of the processing station.
  • Fig. 1 schematically shows a continuous melt spinning device for the produc- tion of staple fibers
  • Fig. 2 schematically shows a discontinuous melt spinning device for the manufacture of staple fibers
  • a first embodiment of the melt spinning devices according to the invention is shown schematically.
  • the embodiment shows a continuous melt spinning process for the production of staple fibers.
  • the embodiment example has a spinning device 1 which carries several spinnerets 1.2 on a spinning beam 1.1.
  • the spinnerets 1.2 are connected to a melt source (not shown here) and each extrude a large number of filaments from a polymer melt, which are combined to form a filament strand 2.
  • the spinning device 1 is assigned several blow candles 1.3 in order to cool the freshly extruded filaments below the spinnerets 1.2. In addition, it is common to wet the filament strands with a spin finish.
  • the fiber strands 2 generated by the spinning device 1 are then drawn off via a take-off unit 3 and stretched verse within a drafting unit 4.1 and 4.2.
  • a conditioning device 5 is provided in the drafting system 4.1 and 4.2, in order to carry out a thermal treatment on the fiber strands 2.
  • the fiber strands can be conditioned using a water bath or steam.
  • the fiber strands are brought together by the laying device 6 and fed to a crimping device 7.
  • the fiber strands are crimped by a so-called compression crimping and then dried in the drying device 9.
  • the drying device 9 is followed by a pulling device 8 in order to feed the fiber strands 2 to a cutting device 10.
  • the fiber strands are cut into staple fibers 27.
  • the staple fibers 27 are pneumatically fed to a baling device 11 and there pressed into bales 12.
  • An identifier 14 is assigned to the baling press device 11 in order to generate an individual machine-readable identifier for each bale 12 produced.
  • an RFID label 13 is provided as identification that is attached to the bale 12.
  • the baling device 11 is also assigned an RFID antenna 15 which is connected to a reading unit 18 via a coaxial cable 19.
  • the reading unit 18 is assigned to a process control system 17.
  • the process control system 17 has a connection to a timer 16, which is assigned to the baling device 11.
  • the finished bale 12 is held on a pallet 21 in this exemplary embodiment.
  • the process control system 17 is gekop pelt with a variety of actuators and sensors in order to control and monitor the facilities of the melt spinning device.
  • the process and product parameters recorded and transmitted are not here described in more detail. In this way, the polymer type, draw ratio, temperature control, fiber thickness, etc. can be recorded and fed to the process control system.
  • the fiber strands are produced continuously from a polymer melt by the spinning device 1.
  • the fiber strands 2 are drawn off from the spinning device 1 by the draw-off mechanism 3 and drawn within a drawing mechanism 4.1 and 4.2.
  • the fiber strands 2 are conditioned by the conditioning device 5, for example by a water bath.
  • the fiber strands 2 can be post-treated by a calender device after drawing.
  • the fiber strands are brought together by the laying device 6 to a working width for the crimping device 7 and crimped by the crimping device 7.
  • the fiber strands are then cut up by the cutting device 10 to form the staple fibers 27.
  • the staple fibers 27 are then compressed to form a bale 12.
  • a start time of the bale formation is recorded via the timer 16 and transmitted to the process control system 17.
  • an end time of the bale formation is fed to the process control system 17 via the timer 16.
  • the process and / or product parameters recorded during the period between the start time and the end time of the bale formation are combined to form a product data set.
  • An RFID label 13 is generated by the identifier 14 and fed to the bale 12.
  • the code contained in the RFID label 13 is detected by the RFID antenna 15 and fed to the reading unit 18.
  • the code of the ball 12 is forwarded to the process control system 17, which links the relevant product data set with the code.
  • An existing serial number of the RFID label can be used as a code.
  • the product data set encoded in this way is then stored within a product database 20.
  • the product database 20 can be formed by a cloud, for example.
  • the product data record can be called up at any time and from any location via the identifier of the bale 12 and the associated coding.
  • the merging of the product and process data within the duration of the bale formation is carried out using product data software that is contained within the process control system 17. This means that all process and product parameters monitored and recorded during the manufacturing process can be assigned to the staple fibers. The throughput times of the fiber strands until they are cut are taken into account.
  • FIG. 2 a further embodiment of the melt pin n process according to the invention is shown schematically.
  • the embodiment according to FIG. 2 shows a dis continuous melt spinning process for the production of staple fibers, in which the fiber strands are deposited in cans for intermediate storage.
  • the spinning device 1 is assigned a fiber depositing device 22.
  • the spinning device 1 is identical to the exemplary embodiment according to FIG. 1, so that no further explanation is given at this point.
  • the fiber strands 2 generated by the spinning device 1 are drawn off via a take-off mechanism 3 and fed to the fiber depositing device 22.
  • the fiber depositing device 22 has a reel device 22.1 in order to convey the fiber strands 2 into a can 23.
  • the fiber storage device 22 is assigned an RFID antenna 26.1, which reads an RFID chip 24 attached to the can 23.
  • a coding which is preferably formed by a serial number, is contained in the RFID chip 24.
  • the Kane 23 has a unique identification feature that is detected via the RFID antenna 26.1 and can be fed to a reading unit 18 of a process control system 17.
  • the fiber parameters recorded during the filling of the can 23, which for example consist of product and process parameters, can be combined with the coding.
  • the can 23 After the can 23 has been filled, it is fed to a can creel 25 together with other filled cans.
  • the RFID chips 24 attached to the cans 23 are detected by a further RFID antenna 26.2 and fed to the process control system 17 via the reading unit 18.
  • the corresponding fiber parameters of the fiber strands 2 contained in the cans 23 can be assigned to the transmitted codings via product data software.
  • the fiber strands 2 are drawn from the cans 23 by a take-off unit 28 and fed to a drafting unit 4.1 and 4.2.
  • a conditioning device 5 is also assigned to the drafting system 4.1 and 4.2.
  • the further course of the process for crimping and cutting the fiber strands 2 is identical to the aforementioned embodiment according to FIG. 1, so that reference is made to the aforementioned description at this point.
  • the baling device 11 at the end of the process is also identical to the aforementioned exemplary embodiment, so that the start and end times of the bale formation are recorded via a timer 16 and fed to the process control system 17, and the bale 12 is also identified by the RFID antenna 15 and is fed to the process control system 17 via the reading unit 18.
  • product data software ensures that both the fiber data of the fiber strands withdrawn from the cans 23 and the other product and process parameters are combined into a common product data set and stored in the product database 20 via the respective coding of the bales 12 .
  • the respective product data record can be called up at any time and at any location for each of the bales 12 produced via their identification or code.
  • the identification is assigned directly to the bale 12.
  • an identification for example, on the pallet 21 RFID tag with coding is attached.
  • the entire transport path of the bale can thus be controlled via the identifier of the pallet 21.
  • RFID labels are used for identification, the advantage of which is the automatic and contactless identification option.
  • other identifiers such as a QR code or a barcode or other machine-readable identifiers can also be used. It is essential here that the data record to be assigned to a product can be assigned to the product via the identifier.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Schmelzspinnverfahren und ein Schmelzspinnvorrichtung zur Herstellung von synthetischen Stapelfasern. Hierbei werden mehrere Faserstränge durch zumindest eine Spinneinrichtung erzeugt und durchlaufen mehrere Behandlungsschritte. Anschließend werden die Faserstränge gekräuselt und zu Stapelfasern geschnitten, wobei die Stapelfasern zu Ballen gepresst werden. Der Prozess wird durch ein Prozessleitsystem überwacht und gesteuert. Um eine Zuordnung zwischen der Herstellung und dem Endprodukt zu ermöglichen, erhält jeder der Ballen ein individuelles, maschinenlesbares Kennzeichen, wobei das Kennzeichen des Ballens eine Startzeit der Ballenbildung und eine Endzeit der Ballenbildung dem Prozessleitsystem übermittelt wird. Der Ballenpresseinrichtung ist hierzu erfindungsgemäß ein Kennzeichengeber zur Bereitstellung eines maschinenlesbaren Kennzeichens pro Ballen oder eine mit einem maschinenlesbaren Kennzeichen bestückte Palette zur Aufnahme des Ballens ((zugeordnet.

Description

Schmelzspinnverfahren und Schmelzspinnvorrichtung zur Herstellung syntheti scher Stapelfasern
Die Erfindung betrifft ein Schmelzspinnverfahren zur Herstellung synthetischer Stapelfasern gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Schmelzspinnvorrich tung zur Herstellung synthetischer Stapelfasern gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 9.
Ein gattungsgemäßes Schmelzspinnverfahren und ein gattungsgemäßer Schmelz spinnvorrichtung zur Herstellung synthetischer Stapelfasern ist beispielsweise aus der DE 10 2017 100 592 Al bekannt.
Bei der Herstellung von synthetischen Stapelfasern ist es üblich, dass eine Mehr zahl von Fasersträngen aus einer Polymerschmelze durch eine Mehrzahl von Spinnein richtungen extrudiert werden. Die Faserstränge werden anschließend in mehreren Schritten behandelt, um je nach Polymertyp die gewünschten physikalischen Eigen schaften an den Fasersträngen zu erhalten. Anschließend erfolgt eine Kräuselung der Faserstränge, die danach zu den Stapelfasern zerschnitten werden. Die geschnittenen Stapelfasern werden am Ende des Herstellungsprozesses zu Ballen gepresst. Derartige Ballen von Stapelfasern können dann transportiert und einer Weiterverarbeitung zuge führt werden.
Je nach Kapazität der Anlagen können derartig Stapelfasern kontinuierlich von der Spinneinrichtung bis hin zur Ballenbildung oder diskontinuierlich durch eine Speiche rung der Faserstränge durchgeführt werden. So geht beispielsweise aus der DE 10 2017 100 592 ein diskontinuierlicher Schmelzspinnvorrichtung hervor, bei welchem die Fa serstränge zunächst in Kannen abgelegt werden. Die Kannen werden danach in einem Kannengatter zu mehreren zusammengestellt, um alle Faserstränge aus den Kannen gleichzeitig abzuziehen und zu Stapelfasern zu verarbeiten. Bei derartigen komplexen Schmelzspinnverfahren und Schmelzspinnvorrichtungen entstehen durch Überwachung von Prozessparametern und Produktparametem große Datenmengen, die den erzeugten Stapelfasern zugeordnet werden könnten.
Bei der Herstellung von textilen Produkten ist es bekannt, dass die Prozess- und Produktdaten auf Mikrochips gespeichert werden. Derartige Mikrochips sind dem Vor produkt oder dem Endprodukt zugeordnet und können dem jeweiligen Textilprozess bei Bedarf zugeführt werden. Ein derartiges System geht beispielsweise aus der US 9,811,804 Bl hervor. Hierbei werden Stapelfasern einem Weiterverarbeitungsprozess zugeführt, wobei der Ballen der Stapelfaser ein RFID-Chip mit sämtlichen Informatio nen über das Produkt und dem Herstellungsprozess enthält. Insoweit ist es erforderlich, große Datenmengen in maschinenlesbarer Form bereitzuhalten. Hierbei besteht jedoch grundsätzlich das Problem, dass beim Beschreiben und Auslesen der Datensätze diese über ein Funknetz berührungslos übertragen werden, das relativ störanfällig ist. Zudem müssen längere Zeiten zum Schreiben und Lesen der Daten berücksichtigt werden.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein gattungsgemäßes Schmelzspinnverfahren und einen gattungsgemäßen Schmelzspinnvorrichtung zur Herstellung synthetischer Stapelfasern bereitzustellen, bei welchem eine sichere Zuordnung zwischen Produktda ten und den hergestellten Stapelfasern möglich ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß für ein Schmelzspinnverfahren dadurch ge löst, dass jeder der Ballen ein individuelles, maschinenlesbares Kennzeichen erhält und dass das Kennzeichen des Ballens, eine Startzeit der Ballenbildung und eine Endzeit der Ballenbildung dem Prozessleitsystem übermittelt wird.
Für die Schmelzspinnvorrichtung ergibt sich die Lösung dadurch, dass der Ballen presseinrichtung ein Kennzeichnungsgeber zur Bereitstellung eines maschinenlesbaren Kennzeichens pro Ballen oder eine mit einem maschinenlesbaren Kennzeichen bestücke Palette zur Aufnahme des Balles zugeordnet ist. Vorteilhafte Weiterbildung sind durch die Merkmale und Merkmalskombinationen der jeweiligen Unteransprüche definiert.
Die Erfindung besitzt den besonderen Vorteil, dass die Ballen mit den Stapelfasern ausschließlich durch eine individuelle Kennzeichnung markiert sind, die maschinenles bar und dem Prozessleitsystem oder anderen Maschinensteuereinheiten elektronisch zuführbar ist. Durch die Verknüpfung mit einer Startzeit der Ballenbildung und einer Endzeit der Ballenbildung sind die während der Ballenbildung im Ballen gesammelten Stapelfasern ebenfalls eindeutig in ihrer Herstellung identifizierbar.
Somit ist die Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens bevorzugt ausge führt, bei welchen mehrere während einer Zeitdauer zwischen der Startzeit und der Endzeit der Ballenbildung erfasster Prozess- und / oder Produktparameter zu einem Produktdatensatz zusammengefasst werden und dass der Produktdatensatz der Kenn zeichnung des betreffenden Ballens zugeordnet wird. So lässt sich der Produktdatensatz bei Bedarf über das Kennzeichen des Ballens den betreffenden Stapelfasern zuordnen. So könnte beispielsweise bei der Verpackung der Ballen über das Kennzeichen ein Da tenausdruck erzeugt werden, der den Lieferpapieren beigefügt wird. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, in einem Folgeprozess über die Kennung des Ballens auf den Produktdatensatz elektronisch zurückzugreifen.
Elm das Auslesen des Kennzeichens des Ballens möglichst automatisiert ausführen zu können, ist die Verfahrensvariante besonders vorteilhaft, bei welcher als Kennzei- chen dem Ballen ein codiertes RFID-Etikett beigefügt wird. Durch entsprechende Emp fängersysteme kann somit ein Code automatisch und berührungslos zur Identifizierung des Ballens mit Hilfe von elektromagnetischen Wellen erfasst werden. Damit eine Zuordnung zwischen den Stapelfasern des Ballens und den Produktda ten auch Folgeprozesse zur Verfügung stehen, ist die Verfahrensvariante bevorzugt aus geführt, bei welcher der Produktdatensatz unter dem Code des RFID-Etikettes in einer Produktdatendatenbank gespeichert wird. Derartige Produktdatenbanken, die beispiels weise in einer Cloud enthalten sein könnte, sind stets zugänglich, so dass mit Hilfe des Codes des Ballens jederzeit ein Abruf der Produktdaten der Stapelfasern möglich ist.
Für den Fall, dass eine Zwischenspeicherung der Faserstränge zur Durchführung eines diskontinuierlichen Schmelzspinnverfahrens erforderlich wird, ist die Verfahrens variante vorgesehen, bei welcher die Faserstränge nach dem Extrudieren in Kannen zwischengespeichert werden und bei welcher jeder der Kannen durch einen RFID-Chip codiert ist. Durch eine einfache Codierung der Kanne lässt sich diese mehrfach nutzen, um eine Zwischenspeicherung von Fasersträngen auszuführen.
Durch die Verfahrensvariante, bei welcher die Codierung des RFID-Chips der Kanne zumindest ein den gespeicherten Faserstrang bestimmender Faserparameter in dem Prozessleitsystem hinterlegt wird, ist eine Spezifizierung und Identifizierung des Faserstranges möglich.
Damit lassen sich bei Abzug der Faserstränge aus mehreren Kannen die Codierun gen der Kannen auslesen und dem Prozessleitsystem übermitteln. So entsteht trotz der Zwischenspeicherung der Faserstränge keine Lücke in der Zuführung und Zuordnung von Prozess- und Produktdaten.
So werden die den Codierungen der Kannen zugeordneten Faserparameter gemein sam dem Produktdatensatz des Ballens zugeordnet, so dass selbst bei einem diskontinu ierlichen Schmelzspinnverfahren alle relevanten Prozessschritte zur Herstellung der Stapelfasern in dem Produktdatensatz enthalten sind. Insbesondere bei Verwendung mehrerer Spinnlinien mit mehreren parallel arbeitenden Spinneinrichtungen, bleibt so- mit eine Zuordnung zwischen den hergestellten Stapelfasern und den extrudierten Fila menten bestehen.
Der Schmelzpinnprozess zeichnet sich dadurch aus, dass durch einen Kennzeich- nungsgeber die zur Kennzeichnung der Ballen erforderlichen individuellen maschinen lesbaren Kennzeichen unmittelbar zur Verfügung stehen und den Ballen zugefügt wer den können. Alternativ lassen sich derartige Kennzeichen auch unmittelbar an Paletten anbringen, die zur Aufnahme der Ballen dienen. Durch die Kennzeichnung des Ballens oder der Palette sind die darin enthaltenen Stapelfasern identifizierbar.
Um die während der Ballenbildung zugeführten Stapelfasern mit den kontinuierlich erfassten Produkt- und Prozessparametern in Verbindung zu bringen, weist die Ballen presseinrichtung einen mit dem Prozessleitsystem verbundenen Zeitgeber auf, durch welche eine Startzeit und eine Endzeit zur Bildung des Ballens erfassbar sind. Somit können die während der Zeitdauer der Bildung des Ballens erfassten Produktdaten und / Prozessdaten über das Kennzeichen den Ballen zugeordnet werden.
Damit die Kennzeichen möglichst automatisiert und berührungslos erfasst werden können, ist die Weiterbildung des Schmelzspinnvorrichtung bevorzugt ausgeführt, bei welcher die Kennzeichen durch ein RFID-Etikett gebildet ist, welches mit einem Code ausgeführt ist. Durch den individuellen Code des RFID-Etikettes ist eine eindeutige Identifizierung des Ballens gewährleistet.
Zur Übermittlung des Codes ist eine mit dem Prozessleitsystem verbundene RFID- Antenne vorgesehen. Somit können auch bereits voretikettierte Paletten genutzt werden, um einen Ballen aufzunehmen.
Für den diskontinuierlichen Schmelzspinnvorrichtung ist die Weiterbildung der Er findung vorgesehen, bei welchem mehrere Kannen zur Aufnahme von Fasersträngen vorgesehen sind, die jeweils einen RFID-Chip tragen und bei welcher eine Faserablage einrichtung zum Befüllen von Kannen eine RFID-Antenne aufweist, die mit dem Pro zessleitsystem verbunden ist. Der RFID-Chip kann fest mit der Kante verbunden sein, so dass die darin enthaltene Codierung wiederkehrend zur Identifizierung der in der Kanne abgelegten Faserstränge genutzt werden.
Damit beim Entleeren der Kannen eine Identifizierung der Faserstränge möglich ist, weist ein Kannengatter zur Aufnahme der Kannen zumindest eine weitere RFID- Antenne auf, die mit dem Prozessleitsystem verbunden ist.
Damit eine ungestörte Übertragung der jeweiligen Antennensignale zu dem Pro zessleitsystem möglich ist, sind die RFID-Antennen jeweils durch ein Koaxialkabel mit einer Leseeinheit des Prozessleitsystems verbunden. So kann die Codierung der RFID- Chips sowie die Codes der RFID-Etiketten dem Prozessleitsystem zugeführt werden.
Um bei der Mehrzahl von RFID-Antennen eine eindeutige Signalzuordnung zu er halten, ist jede der RFID-Antennen gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfin dung durch eine Standortadresse gekennzeichnet, die in dem Prozessleitsystem gespei chert ist.
Die Codes der RFID-Etiketten und / oder die Codierungen der RFID-Chips werden bevorzugt durch eine individuelle Seriennummer gebildet. Damit lassen sich Maßnah men zur Erzeugung eines Codes bzw. einer Codierung vermeiden.
Um bei der Weiterverarbeitung der Stapelfasern die den Stapelfasern zugeordneten Produktdaten berücksichtigen zu können, ist die Weiterbildung der Erfindung besonders vorteilhaft, bei welcher das Prozessleitsystem zumindest eine Produktdatenbank und eine Produktdatensoftware aufweist, durch welche gespeicherte Produktdaten mit dem Code des Ballens kombinierbar sind. So ist sichergestellt, dass die über die verschlüs- selten Codes der Ballen codierten Daten bei der Weiterbehandlung des Fadens der Be arbeitungsstelle zur Verfügung stehen.
Das erfindungsgemäße Schmelzspinnverfahren wird nachfolgend anhand einiger Ausführungsbeispiele der Schmelzspinnvorrichtungen unter Bezug auf die beigefügten Figuren näher erläutert.
Es stellen dar:
Fig. 1 schematisch ein kontinuierlicher Schmelzspinnvorrichtung zur Herstel lung von Stapelfasern
Fig. 2 schematisch ein diskontinuierlicher Schmelzspinnvorrichtung zur Her stellung von Stapelfasern
In der Fig. 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schmelz spinnvorrichtungen schematisch dargestellt. Das Ausführungsbeispiel zeigt ein kontinu ierliches Schmelzspinnverfahren zur Herstellung von Stapelfasern. Das Ausführungs beispiel weist eine Spinneinrichtung 1 auf, die an einem Spinnbalken 1.1 mehrere Spinndüsen 1.2 trägt. Die Spinndüsen 1.2 sind mit einer hier nicht dargestellten Schmelzequelle verbunden, und extrudieren aus einer Polymerschmelze jeweils eine Vielzahl von Filamenten, die gemeinsam zu einem Filamentstrang 2 zusammengeführt werden. Der Spinneinrichtung 1 sind mehrere Blaskerzen 1.3 zugeordnet, um die frisch extrudierten Filamente unterhalb der Spinndüsen 1.2 zu kühlen. Darüberhinaus ist es üblich, die Filamentstränge mit einem Präparationsmittel zu benetzen.
Die durch die Spinneinrichtung 1 erzeugten Faserstränge 2 werden anschließend über ein Abzugswerk 3 abgezogen und innerhalb eines Streckwerkes 4.1 und 4.2 vers treckt. In dem Streckwerk 4.1 und 4.2 ist eine Konditioniereinrichtung 5 vorgesehen, um eine thermische Behandlung an den Fasersträngen 2 durchzuführen. Die Konditio nierung der Faserstränge kann hierbei durch ein Wasserbad oder Dampf erfolgen.
Nach dem Verstrecken werden die Faserstränge durch die Verlegeeinrichtung 6 zu sammengeführt und einer Kräuseleinrichtung 7 zugeführt. Durch die Kräuseleinrichtung 7 werden die Faserstränge durch eine sogenannte Stauchkräuselung gekräuselt und an schließend in der Trockeneinrichtung 9 getrocknet. Der Trockeneinrichtung 9 folgt eine Zugstelleinrichtung 8, um die Faserstränge 2 einer Schneideinrichtung 10 zuzuführen.
In der Schneideinrichtung 10 werden die Faserstränge zu Stapelfasern 27 geschnitten. Die Stapelfaser 27 werden pneumatisch einer Ballenpresseinrichtung 11 zugeführt und dort zu Ballen 12 gepresst. Der Ballenpresseinrichtung 11 ist ein Kennzeichengeber 14 zugeordnet, um für jeden erzeugten Ballen 12 ein individuelles maschinenlesbares Kennzeichen zu erzeugen. In diesem Ausführungsbeispiel ist als Kennzeichnung ein RFID-Etikett 13 vorgesehen, dass dem Ballen 12 angeheftet ist.
Der Ballenpresseinrichtung 11 ist desweiteren eine RFID-Antenne 15 zugeordnet, die über ein Koaxialkabel 19 mit einer Leseeinheit 18 verbunden ist. Die Leseeinheit 18 ist einem Prozessleitsystem 17 zugeordnet.
Das Prozessleitsystem 17 weist eine Verbindung zu einem Zeitgeber 16 auf, der der Ballenpresseinrichtung 11 zugeordnet ist.
Der fertig gestellte Ballen 12 ist in diesem Ausführungsbeispiel auf einer Palette 21 gehalten.
Das Prozessleitsystem 17 ist mit einer Vielzahl von Aktoren und Sensoren gekop pelt, um die Einrichtungen der Schmelzspinnvorrichtung zu steuern und zu überwachen. Die dabei erfassten und übermittelten Prozess- und Produktparameter sind hier nicht näher beschrieben. So lassen sich grundsätzlich Polymertyp, Ver streckverhältnis, Tem perierungen, Faserdicken usw. erfassen und dem Prozessleitsystem zuführen.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten kontinuierlichen Schmelzspinnverfahren werden die Faserstränge kontinuierlich aus einer Polymerschmelze durch die Spinneinrichtung 1 erzeugt. Die Faserstränge 2 werden aus der Spinneinrichtung 1 durch das Abzugswerk 3 abgezogen und innerhalb eines Streckwerkes 4.1 und 4.2 verstreckt. Dabei werden die Faserstränge 2 durch die Konditioniereinrichtung 5 beispielsweise durch ein Wasserbad konditioniert. Je nach Fasertyp lassen sich die Faserstränge 2 nach dem Verstrecken durch eine Kalandereinrichtung nachbehandeln.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Prozess werden die Faserstränge durch die Verlege einrichtung 6 auf eine Arbeitsbreite für die Kräuseleinrichtung 7 zusammengeführt und durch die Kräuseleinrichtung 7 gekräuselt. Anschließend erfolgt ein Zerschneiden der Faserstränge durch die Schneideinrichtung 10 zu den Stapelfasern 27. Die Stapelfaser 27 werden anschließend zu einem Ballen 12 zusammengepresst. Hierzu wird über den Zeitgeber 16 eine Startzeit der Ballenbildung erfasst und dem Prozessleitsystem 17 übermittelt. Sobald der Ballen 12 fertig gestellt ist, wird über den Zeitgeber 16 eine Endzeit der Ballenbildung dem Prozessleitsystem 17 zugeführt. Innerhalb des Prozess- leitsy stems 17 werden die während der Zeitdauer zwischen der Startzeit und der Endzeit der Ballenbildung erfassten Prozess- und / oder Produktparameter zu einem Produktda tensatz zusammengefügt. Durch den Kennzeichengeber 14 wird ein RFID-Etikett 13 erzeugt und dem Ballen 12 zugeführt. Der in dem RFID-Etikett 13 enthaltene Code wird durch die RFID-Antenne 15 erfasst und der Leseeinheit 18 zugeführt. Der Code des Balles 12 wird dem Prozessleitsystem 17 weitergeleitet, der den betreffenden Pro duktdatensatz mit dem Code verknüpft. Als Code kann beispielsweise eine vorhandene Seriennummer des RFID-Etiketts genutzt werden. Der derartig codierte Produktdaten satz wird sodann innerhalb einer Produktdatenbank 20 gespeichert. Die Produktdaten bank 20 kann hierzu beispielsweise durch eine Cloud gebildet sein. Über das Kennzeichen des Ballens 12 und die damit verbundene Codierung ist der Abruf des Produktdatensatzes jederzeit und von jedem Ort aus möglich.
Das Zusammenführen der Produkt- und Prozessdaten innerhalb der Zeitdauer der Ballenbildung wird über eine Produktdatensoftware ausgeführt, die innerhalb des Pro zessleitsystems 17 enthalten ist. Damit lassen sich alle während des Herstellungsprozes ses überwachten und erfassten Prozess- und Produktparameter den Stapelfasern zuord nen. Hierbei werden die Durchlaufzeiten der Faserstränge bis zum Zerschneiden be rücksichtigt.
In Fig. 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Schmelzpin nprozesses schematisch dargestellt. Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 zeigt ein dis kontinuierliches Schmelzspinnverfahren zur Herstellung von Stapelfasern, bei welcher die Faserstränge zur Zwischenspeicherung in Kannen abgelegt werden. Hierzu ist der Spinneinrichtung 1 eine Faserablageeinrichtung 22 zugeordnet. Die Spinneinrichtung 1 ist identisch zu dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ausgeführt, so dass an dieser Stelle keine weitere Erläuterung erfolgt. Die durch die Spinneinrichtung 1 erzeugten Faser stränge 2 werden über ein Abzugswerk 3 abgezogen und der Faserablageeinrichtung 22 zugeführt. Die Faserablageeinrichtung 22 weist eine Haspeleinrichtung 22.1 auf, um die Faserstränge 2 in eine Kanne 23 zu fördern.
Der Faserablageeinrichtung 22 ist eine RFID-Antenne 26.1 zugeordnet, die ein an der Kanne 23 befestigten RFID-Chip 24 ausliest. In dem RFID-Chip 24 ist eine Codie rung, die vorzugsweise durch eine Seriennummer gebildet ist, enthalten. Insoweit weist die Kane 23 ein eindeutiges Identifizierungsmerkmal auf, das über die RFID-Antenne 26.1 erfasst und einer Leseeinheit 18 eines Prozessleitsystems 17 zuführbar ist. Inner halb des Prozessleitsystems 17 lässt sich die während der Befüllung der Kanne 23 er fassten Faserparameter, die beispielsweise aus Produkt- und Prozessparameter bestehen, mit der Codierung kombinieren. Nach dem Befüllen der Kanne 23 wird diese gemeinsam mit weiteren befüllten Kannen einem Kannengatter 25 zugeführt. Innerhalb des Kannengatters 25 werden die an den Kannen 23 befestigten RFID-Chips 24 durch eine weitere RFID-Antenne 26.2 erfasst und über der Leseeinheit 18 dem Prozessleitsystem 17 zugeführt. Innerhalb des Prozessleitsystems 17 können über eine Produktdatensoftware den übermittelten Codie rungen die entsprechenden Faserparameter der in den Kannen 23 enthaltenen Faser stränge 2 zugeordnet werden.
Die Faserstränge 2 werden durch ein Abzugswerk 28 aus den Kannen 23 gezogen und einem Streckwerk 4.1 und 4.2 zugeführt. Dem Streckwerk 4.1 und 4.2 ist ebenfalls eine Konditioniereinrichtung 5 zugeordnet. Der weitere Prozessverlauf zur Kräuselung und zum Schneiden der Faserstränge 2 ist identisch zu dem vorgenannten Ausführungs beispiel nach Fig. 1, so dass an dieser Stelle zu der vorgenannten Beschreibung Bezug genommen wird. Ebenfalls ist die Ballenpresseinrichtung 11 am Ende des Prozesses identisch zu dem vorgenannten Ausführungsbeispiel, so dass über einen Zeitgeber 16 die Start- und Endzeiten der Ballenbildung erfasst und dem Prozessleitsystem 17 zuge führt wird und wobei eine Kennzeichnung des Ballens 12 ebenfalls durch die RFID- Antenne 15 erfasst und dem Prozessleitsystem 17 über die Leseeinheit 18 zugeführt wird.
Innerhalb des Prozessleitsystems sorgt eine Produktdatensoftware dafür, dass so wohl die Faserdaten des aus den Kannen 23 abgezogenen Fasersträngen als auch die übrigen Produkt- und Prozessparameter zu einem gemeinsamen Produktdatensatz zu sammengefasst werden und über die jeweilige Codierung der Ballen 12 in der Produkt datenbank 20 hinterlegt werden. Damit ist jedem der erzeugten Ballen 12 über deren Kennzeichen bzw. Code der jeweilige Produktdatensatz zu jeder Zeit und an jedem Ort abrufbar.
Bei den in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispielen ist die Kennzeich nung direkt den Ballen 12 zugeordnet. Grundsätzliche besteht jedoch auch die Möglich keit, dass beispielsweise an der Palette 21 eine Kennzeichnung beispielsweise ein RFID-Etikett mit Codierung befestigt ist. So kann der ganze Transportweg des Ballens über die Kennung der Palette 21 gesteuert werden.
Zudem sind in den Fig. 1 und 2 zur Kennzeichnung RFID-Etiketten verwendet, de- ren Vorteil in der automatischen und berührungslosen Identifizierungsmöglichkeit liegt. Grundsätzlich können jedoch auch andere Kennzeichen wie beispielsweise ein QR- Code oder ein Strichcode oder sonstige maschinenlesbare Kennzeichen verwendet wer den. Wesentlich hierbei ist, dass einem Produkt zuzuordnender Datensatz über das Kennzeichen dem Produkt zugeordnet werden kann.

Claims

Patentansprüche
1. Schmelzspinnverfahren zur Herstellung synthetischer Stapelfasern, bei welchem mehrere Faserstränge durch zumindest eine Spinneinrichtung erzeugt werden, bei welchem die Faserstränge mehrere Behandlungsschritte durchlaufen, bei welchem die Faserstränge gekräuselt und zu Stapelfasern geschnitten werden, bei welchem die Stapelfasern zu Ballen gepresst werden und bei welchem eine Überwachung und Steuerung des Prozesses durch ein Prozessleitsystem durchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Ballen ein individuelles, maschinenlesbares Kennzeichen erhält und dass das Kennzeichen des Ballen, eine Startzeit der Ballen bildung und eine Endzeit der Ballenbildung dem Prozessleitsystem übermittelt wird.
2. Schmelzspinnverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
mehrere während einer Zeitdauer zwischen der Startzeit und der Endzeit der Bal lenbildung erfasster Prozess- und/oder Produktparameter zu einem Produktdaten satz zusammengefasst werden und dass der Produktdatensatz der Kennzeichen des betreffenden Ballens zugeordnet wird.
3. Schmelzspinnverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Kennzeichen dem Ballen ein codiertes RFID-Etikett beigefügt wird.
4. Schmelzspinnverfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass
der Produktdatensatz unter dem Code des RFID-Etikettes in einer Produktdaten- bank gespeichert wird.
5. Schmelzspinnverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeich net, dass die Faserstränge nach dem Extrudieren in Kannen zwischengespeichert werden und dass jede der Kannen durch einen RFID-Chip codiert ist.
6. Schmelzspinnverfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Codierung des RFID-Chips der Kanne und zumindest ein den gespeicherten Fa serstrang bestimmender Faserparameter in dem Prozessleitsystem hinterlegt wird.
7. Schmelzspinnverfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass
mehrere Faserstränge gemeinsam aus mehreren Kannen abgezogen werden, dass die Codierungen der Kannen ausgelesen und dem Prozessleitsystem übermittelt werden.
8. Schmelzspinnverfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass
die den Codierungen der Kannen zugeordneten Faserparameter gemeinsam dem
Produktdatensatz des Ballens zugeordnet werden.
9. Schmelzspinnvorrichtung zur Herstellung von synthetischen Stapelfasern mit
zumindest einer Spinneinrichtung (1) zum Extrudieren und Abkühlen mehrerer Fa- serstränge (2), mit mehreren Behandlungseinrichtungen (3, 4.1, 4.2, 5, 6) zum Be handeln der Faserstränge (2), mit einer Kräuseleinrichtung (7) zum Kräuseln der Faserstränge (2), mit einer Schneideinrichtung (10) zum Zerschneiden der Faser stränge (2) zu Stapelfasern (27), mit einer Ballenpresseinrichtung (11) zum Zu sammenführen der Stapelfasern (27) zu Ballen (12) und mit einem Prozessleitsys- tem (17) zur Überwachung und Steuerung der Einrichtungen (1, 3, 4,.1, 4.2, 5, 6, 7,
8, 9, 10, 11), dadurch gekennzeichnet, dass
der Ballenpresseinrichtung (11) ein Kennzeichengeber (14) zur Bereitstellung eines maschinenlesbaren Kennzeichen (13) pro Ballen (12) oder eine mit einem maschi nenlesbaren Kennzeichen (13) bestückte Palette (21) zur Aufnahme des Ballens (12) zugeordnet ist.
10. Schmelzspinnvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass
die Ballenpresseinrichtung (11) einen mit dem Prozessleitsystem (17) verbundenen Zeitgeber (16) aufweist, durch welche eine Startzeit und eine Endzeit zur Bildung des Ballens (12) erfassbar sind.
11. Schmelzspinnvorrichtung nach Anspruch 9 oder 10; dadurch gekennzeichnet, dass die Kennzeichen durch ein RFID-Etikett (13) gebildet ist, welches RFID-Etikett (13) mit einem Code ausgeführt ist.
12. Schmelzspinnvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass
eine mit dem Prozessleitsystem (17) verbundene RFID-Antenne (15) vorgesehen ist, durch welche der Code des RFID-Etikettes (13) erfassbar ist.
13. Schmelzspinnvorrichtung nach Anspruch 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Kannen (23) zur Aufnahme von Fasersträngen (2) vorgesehen sind, die je- weils einen RFID-Chip (24) tragen, und dass eine Faserablageeinrichtung (22) zum
Befüllen von Kannen (23) eine RFID-Antenne (26.1) aufweist, die mit dem Pro zessleitsystem (17) verbunden ist.
14. Schmelzspinnvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass
ein Kannengatter (25) zur Aufnahme der Kannen (23) zumindest eine weitere
RFID-Antenne (26.2) aufweist, die mit dem Prozessleitsystem (17) verbunden ist.
15. Schmelzspinnvorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekenn zeichnet, dass
die RFID-Antennen (15, 26.1, 26.2) jeweils durch ein Koaxialkabel (19) mit einer Leseeinheit (18) des Prozessleitsystems (17) verbunden sind.
16. Schmelzspinnvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass
die RFID-Antennen (15, 26.1, 26.2) jeweils durch eine Standortadresse gekenn- zeichnet sind, die in dem Prozessleitsystem (17) gespeichert ist.
17. Schmelzspinnvorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekenn zeichnet, dass die Codes der RFID-Etiketten (13) und/oder die Codierungen der RFID-Chips (24) jeweils durch eine individuelle Seriennummer gebildet sind.
18. Schmelzspinnvorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 17; dadurch gekenn zeichnet, dass das Prozessleitsystem (17) zumindest eine Produktdatenbank (20) und eine Produktdatensoftware aufweist, durch welche gespeicherte Produktdaten sätze mit dem Kennzeichen (13) des Ballens (12) kombinierbar sind.
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