Verfahren zur Simulation eines visuellen Erscheinungsbildes eines Fadens und/oder eines aus dem Faden gebildeten Faserproduktes sowie Verfahren und

Vorrichtung zur Herstellung eines BCF-Fadens

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Simulation eines visuellen Erscheinungsbildes eines Fadens und/oder eines aus dem Faden gebildeten Faserproduktes gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung eines BCF-Fadens gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 13 und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 18.

Bei der Herstellung von synthetischen Fäden, die aus einer Polymerschmelze gesponnen sind, ist es allgemein bekannt, das die Fäden als Vorprodukt in Spulen zwischengespeichert werden, um in einem sich direkt anschließenden oder nach einer weiteren Zwischenbehandlung folgenden Weiterverarbeitung zu einem Fa- serprodukt verarbeitet zu werden. Derartige Faserprodukte werden beispielsweise durch Stricken, Weben, Legen usw. hergestellt. Die Beschaffenheit insbesondere das visuelle Erscheinungsbild derartiger Faserprodukte wird dabei im wesentlichen durch die Beschaffenheit des Fadens beeinflusst. Insbesondere bei der Herstellung von Teppichen ist es bekannt, das ein aus einer Mehrzahl verschiedenfar- biger multifüer Teilfäden gebildete BCF-Faden verwendet wird, um innerhalb des Teppichs Farbmuster zu erzeugen. In Abhängigkeit von dem Vermischungsgrad der einzelnen Fasern innerhalb des BCF-Fadens ergeben sich unterschiedliche Farbmuster in dem Teppichgewebe, um beispielsweise das Hervorstechen einzelner Farben zu vermeiden, ist eine intensive Vermischung aller Teilfäden im BCF- Faden erforderlich.

Um eine möglichst zielgerichtete Herstellung eines Faserproduktes vornehmen zu können, sind im Stand der Technik Simulationsverfahren bekannt, bei welchem das Flächenmuster des Faserproduktes theoretisch aus zugrunde gelegten Para- metern des Fadens berechnet wird. Ein derartiges Simulationsverfahren geht aus der US 5,680,333 hervor. Hierbei werden die Parameter eines Fadens in Form von

Anzahl der Fadenkomponenten, Farbe der Fadenkomponenten und insbesondere ein Maß der Mischung der Komponenten herangezogen, um mit Hilfe eines Herstellungsalgorithmus eine Simulationsrechnung zur Ermittlung eines Erscheinungsbildes des aus dem Faden gebildeten Faserproduktes zu simulieren. Hierbei können die die Farbe des Fadens bestimmenden Farbzusatzstoffe sowohl bei der Herstellung des Fadens oder nach Herstellung durch Einfärbung des Fadenmaterials dem Faden zugeführt sein. Damit lässt sich vor der Herstellung eines Faserproduktes in Form eines Teppichs bereits festlegen, aus welchen gefärbten Fäden der Teppich herzustellen ist, um bestimmte Farbgebungen und Farbmuster zu er- halten. Das bekannte Simulationsverfahren stellt somit eine für den Teppichdesigner geeignete Simulationshilfe dar, um aus der Vielzahl am Markt angebotener Fäden eine Zielgerichte Auswahl zu treffen.

In der Praxis besteht jedoch der Wunsch, die Herstellung der Faser oder des Fa- dens vor der Farbgebung derart gezielt Ausführen zu können, damit ein daraus gefertigtes Faserprodukt mit vorbestimmten Eigenschaften erzeugt werden kann. So ist es bereits von erheblicher Bedeutung, ob der Farbzusatzstoff bereits während der Herstellung des Fadens durch Beimengung in einem Grundpolymer oder durch nachträgliches Einfärben einer Faser beigemengt wird. Daher erfordert die Festlegung und Beschreibung der gewählten Parameter insbesondere des Farbzusatzstoffes bei den bekannten Verfahren eine besondere Erfahrung, um die für das spätere Erscheinungsbild des flächigen Faserproduktes maßgeblichen Größen zu erhalten.

Demgemäß ist es nun Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Simulation eines visuellen Erscheinungsbildes eines Flächenmusters eines Faserproduktes der gattungsgemäßen Art zu schaffen, bei welchem die gesamte Herstellungskette vom Ausgangsmaterial des Fadens bis hin zum Faserprodukt einbezogen ist.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, ein Simulationsverfahren bereitzustellen, das unmittelbar mit einem Herstellungsprozess eines Fadens kombinierbar ist, um

somit bereits eine zielgerichtete Herstellung eines farbigen Fadens vornehmen zu können.

Es ist auch Aufgabe der Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Her- Stellung eines BCF-Fadens der bekannten Art derart weiterzubilden, dass ein die Vorgaben eines Flächenmusters eines Teppichs entsprechender Faden herstellbar ist.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein Verfahren zur Simulation eines visu- eilen Erscheinungsbildes eines Fadens und/oder eines aus dem Faden gebildeten Faserproduktes mit den Merkmalen nach Anspruch 1, durch ein Verfahren zur Herstellung eines BCF-Fadens mit den Merkmalen nach Anspruch 13 sowie durch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 18 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale und Merkmalskombinationen der jeweiligen Unteransprüche definiert.

Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass bereits das für die Herstellung des Fadens gewählte Vorprodukt in die Simulationsrechnung einbezogen wird, es hat sich herausgestellt, dass das Aussehen, sowohl des Fadens als auch des Faserproduktes im wesentlichen durch die im Faden enthaltenen und verteilten Farbkomponenten abhängt. So lässt sich bereits aus dem Aussehen und dem Erscheinungsbild des Farbzusatzstoffes unmittelbar Rückschlüsse auf das visuelle Erscheinungsbild des Fadens und des Faserproduktes schließen. Insoweit wird als Farb- parameter ein Farbspektrum des Farbzusatzstoffes im Zustand eines Granulates, einer Paste oder einer Flüssigkeit vor Beimengung zu einem Grundpolymer gemessen und der Simulationsrechnung vorgegeben. Im Herstellungsprozess wird dabei der Faden durch Schmelzspinnen einer Mehrzahl von Filamenten aus der eingefärbten Polymerschmelze gebildet. Die Erfindung ermöglicht nun mit Hilfe von Herstellungsalgorithmen die Berechnung und Simulation eines visuellen Erscheinungsbildes eines Faserproduktes beispielsweise eines Teppichs. Hierbei

sind in den Herstellungsalgorithmen Rechenoperationen und Prozessparameter enthalten, die sowohl die geplante Herstellung des Fadens und auch die geplante Herstellung des Faserproduktes erfassen.

Um bereits bei der Simulation erste Erkenntnisse für die Herstellung des Fadens zu erhalten, lässt sich die Erfindung bevorzugt derart Ausführen, dass zunächst ein visuelles Erscheinungsbild eines Fadens simuliert wird, so dass die Herstellungsalgorithmen zunächst im wesentlichen die Prozessparameter und den Herstellungsvorgang zur Herstellung des Fadens berücksichtigen. Anschließend wird unmittelbar das visuelle Erscheinungsbild des Faserproduktes, das aus dem simulierten Faden hergestellt ist, simuliert. Insoweit können Zwischenergebnisse der Simulationsrechnung nutzbar gemacht werden, um bereits bei der Vorgabe eines Farbzusatzstoffes in einem Schmelzspinnprozess unmittelbar auf die daraus resultierenden Zwischenprodukte und Endprodukte zu gelangen.

Das erfmdungsgemäße Verfahren lässt sich dadurch noch verbessern, das als weiterer Farbparameter eine Menge des Farbzusatzstoffes gemessen oder vorgegeben wird, die bei der Herstellung des Fadens im vorbestimmten Masseverhältnis zu dem Grundpolymer zugegeben wird. Insoweit können visuelle Erscheinungsbilder des Fadens sowie des Faserproduktes simuliert werden, die eine durch die Menge des Grundpolymers verursachte Farbabschwächung berücksichtigt.

Die Verfahrensvariante, bei welcher der Faden aus mehreren unterschiedlichen eingefärbten multifϊlen Teilfäden gebildet wird, bei welchem für jeden der Teilfä- den der Farbparameter des betreffenden Farbzusatzstoffes gemessen oder vorgegeben wird und bei welchem die Farbparameter gemeinsam der Simulationsrechnung aufgegeben werden, besitzt den besonderen Vorteil, um sogenannte Mischfarben in einem Faden zu simulieren, die im wesentlichen zur Herstellung von Teppichen verwendet werden. Hierbei wird die Mischfarbe in dem Faden im we- sentlichen durch die Verteilung der Teilfäden in dem Faden bestimmt. So lassen sich die im wesentlichen durch Verwirbelungseffekte verursachten Mischungen

- A -

durch entsprechende Rechenvorgänge berücksichtigen und zu visuellen Erscheinungsbildern des Fadens überfuhren.

Bei dem Schmelzspinnen farbiger Fäden lässt sich der Farbzusatzstoff in unter- schiedlicher Art und Weise dem Grundpolymer beigeben. So ist es bekannt, den Farbzusatzstoff als Granulat unmittelbar einem Extruder aufzugeben, in welchem das farbige Granulat aufgeschmolzen und mit nichtfarbigem Granulat innerhalb des Extruders vermengt wird. Es sind jedoch auch Methoden bekannt, bei welchen ein sogenanntes farbiges Masterpatch extrudiert wird und einer bereits auf- geschmolzenen Grundpolymerschmelze zugeführt wird. Hierbei erfolgt eine Vermischung der beiden Schmelzen unmittelbar vor dem extrudieren der Filamente des Fadens. Ein weiteres ähnliches Verfahren beruht darauf, dass die Farbe als Flüssigkeit unmittelbar der Polymerschmelze aufgegeben wird. Je nach Verfahren und Methode der Einfärbung des Grundpolymers können leichte Farbunterschiede bei dem Grundpolymer festgestellt werden.

Durch die vorteilhafte Verfahrens Variante, bei welcher die Herstellungsalgorithmen zumindest Extrusionsdaten einer das Mischungsverhältnis zwischen dem Farbzusatzstoff und dem Grundpolymer bestimmenden Rezeptur enthält, lässt sich eine sehr gute mit dem wirklichen Aussehen des Fadens übereinstimmende Simulation des Erscheinungsbildes herbeiführen.

Die vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 6 besitzt den besonderen Vorteil, dass mit der Simulation Parameter für die Herstellung aufgedeckt werden, die zu einem bestimmten bereits vorhandenen Produkt führen. So lässt sich das simulierte Erscheinungsbild des Fadens oder das simulierte Erscheinungsbild des Faserproduktes mit einem Musterbild eines Fadens oder mit einem Musterbild eines Faserproduktes vergleichen. Für den Fall, dass zwischen dem Erscheinungsbild und dem Musterbild unzulässige Abweichungen festgestellt werden, wird eine erneute Simulationsrechnung mit geänderten Daten wiederholt. Die geänderten Daten können sich dabei unmittelbar aus dem Prozess ergeben

oder durch Eingabe direkt vorgegeben werden. Diese mehrmalige Simulierung wird solange fortgesetzt, bis das simulierte Erscheinungsbild im wesentlichen mit dem Musterbild übereinstimmt. Die dabei zugrunde gelegten Daten insbesondere die Prozessparameter und die Farbparameter lassen sich dann anschließend einem Herstellungsprozess aufgeben.

Hierzu werden der Simulationsrechnung zugrunde gelegten Daten vorteilhaft gespeichert und zur Einstellung des Herstellungsprozess genutzt. Insoweit ist eine auf das Simulationsergebnis abgestimmte Herstellung des Fadens möglich.

Mit der bevorzugten Verfahrensvariante nach Anspruch 8 lässt sich das Ergebnis der Simulationsrechnung unmittelbar zur überwachung eines Herstellungsprozesses nutzen. Bei dieser Verfahrensvariante wird nach Herstellung des Fadens ein Abbild von dem Faden durch eine oder mehrere Fotozellen aufgenommen und als Signal einer Bildanalyseeinheit aufgegeben, die einen Vergleich mit einem hinterlegten simulierten Erscheinungsbild des Fadens durchführt.

Für den Fall, dass eine unzulässige Abweichung zwischen dem Abbild des hergestellten Fadens und dem gewünschten Erscheinungsbild des Fadens festgestellt wird, lässt sich die Abweichung in eine änderung von zumindest einem Prozessparameter in dem Herstellungsprozess umsetzen. Die hohe Integration zwischen der Simulation und der Herstellung des Fadens ermöglicht eine zielgerechte Herstellung des Fadens mit vorbestimmten visuellen Eigenschaften.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des erfmdungsgemäßen Verfahrens besteht ebenfalls die Möglichkeit, die durch die Bildanalyseeinheit extrudierten Berechnungsdaten unmittelbar über eine Auswertungselektronik zu einem visuellen Flächenmuster des Faserproduktes zu überführen. Das visuelle Flächenmuster lässt sich dann vorteilhaft mit dem zuvor simulierten Erscheinungsbild des Faser- produktes vergleichen, so dass ebenfalls Abweichungen unmittelbar zu Prozessänderungen im Herstellungsprozess des Fadens genutzt werden können. Insoweit

ist das erfϊndungsgemäße Verfahren zur Simulation eines visuellen Erscheinungsbildes eines Fadens und/oder eines Faserproduktes geeignet, um in einem Her- stellungsprozess verknüpft zu werden.

Das erfϊndungsgemäße Verfahren zur Simulation eines visuellen Erscheinungsbildes eines Fadens ermöglicht somit völlig neue Verfahren zur Herstellung von so genannten BCF-Fäden, die im Schmelzspinnprozess hergestellt werden und anschließend zu einem flächigen Faserprodukt, vorzugsweise einem Teppich weiterverarbeitet werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines BCF-Fadens, der aus mehreren verschiedenfarbigen multifilen Teilfäden gebildet ist, zeichnet sich dadurch aus, das ein BCF-Faden bereitgestellt wird, der bei der Weiterverarbeitung zu einem Teppich die gewünschten Flächenmuster liefert. Hierbei werden die Si- mulationsergebnisse bereits vor Prozessstart ausgewertet, um unmittelbar die Prozessparameter zum Spinnen, Verstrecken, Kräuseln, Verwirbeln und Aufwickeln der Fäden zu definieren. Darüber hinaus besteht jedoch auch die Möglichkeit trotz einer gewählten Prozessparametereinstellung während des Prozesses eine laufende Simulierung durchzuführen, um die Einstellungen von zumindest einem der Pro- zessparameter in Abhängigkeit von einem Simulationsergebnis zu ändern.

Alternativ kann bei einer Simulation vor Prozessbeginn der laufende Herstel- lungsprozess dadurch überwacht und gesteuert werden, in dem ein Abbild des hergestellten Fadens erfasst wird und mit dem hinterlegten Erscheinungsbild des Fadens verglichen wird. Die Einstellung der Prozessparameter lässt sich dann in Abhängigkeit von dem Vergleich durchführen.

Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, dass zu allen digitalisierten Daten des Abbildes ein visuelles Flächenmuster des Teppichs errechnet wird, um aus einem Vergleich mit einem simulierten Erscheinungsbild des Teppichs entsprechende Parameteränderungen ableiten zu können.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß Anspruch 18 zur Durchfuhrung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines BCF-Fadens zeichnet sich dadurch aus, dass die Steuerungen sämtlicher Einrichtungen innerhalb der Vor- richtung zentral ausführbar und in Abhängigkeit von den Simulationsergebnissen einstellbar und änderbar sind. Hierzu ist eine die Einrichtung steuernde und überwachende Prozesssteuereinheit zum Datenaustausch mit einer Simulationsrechnereinheit gekoppelt, welche ein visuelles Erscheinungsbild des BCF-Fadens und/oder eines Teppichs simuliert.

Zur Durchführung der Vergleiche zwischen dem hergestellten Faden und dem simulierten Faden wird gemäß einer fortlaufenden Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ein Bilderfassungsgerät zur Sensierung des BCF-Fadens genutzt, das mit der Simulationsrechnereinheit verbunden ist. Innerhalb der Si- mulationsrechnereinheit sind Mittel zur Ausführung und Auswertung des Vergleichs zwischen einem Abbild des Fadens und einem simulierten Erscheinungsbild des Fadens enthalten. Hierbei ist das Bilderfassungsgerät vorteilhaft im Fadenlauf des BCF-Fadens unmittelbar vor der Aufwickeleinrichtung angeordnet, so dass alle wesentlichen Herstellungsvorgänge an dem Faden entsprechend ausge- führt wurden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einiger Ausführungsbeispiele unter Hinweis auf die beigefügten Figuren näher erläutert.

Es stellen dar:

Fig.l schematisch ein Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Simulation eines visuellen Erscheinungsbildes eines Fadens oder eines Faserproduktes

Fig.2 schematisch ein weiteres Ablaufdiagramm des erfmdungsgemäßen Verfahrens zur Simulation eines visuellen Erscheinungsbildes eines Faserproduktes

Fig.3 schematisch eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des er- fmdungsgemäßen Herstellungsverfahrens zur Herstellung eines BCF-Fadens.

Bei der Herstellung von synthetischen, gefärbten Fäden wird in einem Schmelzspinnprozess zunächst eine farbige Polymerschmelze erzeugt, in dem ein Farbzusatzstoff dem Grundpolymer beigemengt wird. Hierbei kann der Farbzu- satzstoff in Form von Granulat unmittelbar in einem Extruder dem ebenfalls in Granulatform aufgegebenen Grundpolymer beigefügt werden. Innerhalb des Extruders erfolgt eine Aufschmelzung der Granulate und Vermengung, so dass das Grundpolymer eine durch den Farbzusatzstoff bestimmte Farbe annimmt. Das derart eingefärbte Grundpolymer wird sodann durch Spinndüsen mit einer Viel- zahl von Düsenöffnungen zu jeweils Filamentsträngen extrudiert, die anschließend als Bündel zu einem Faden zusammengeführt werden. Der Faden wird in dem Schmelzspinnprozess nach Abkühlung und Verstreckung sowie eventueller weiterer Behandlung durch Verwirbelungen, Texturierungen oder Relaxierungen zu einer Spule aufgewickelt. Je nach Art und Typ des Fadens kann dieser unmit- telbar anschließend oder nach Zwischenschaltung weiterer Zwischenbehandlungen zu einem Faserprodukt bearbeitet werden. Hierbei werden in dem Faserprodukt bestimmte Anforderungen an Struktur und Aussehen insbesondere hinsichtlich der Farbgebung erwartet. Um bereits vor Herstellung des Fadens frühzeitig das auf dem Ausgangsmaterial basierende Endprodukt in seinen visuellen Eigen- scharten darstellen zu können, wird gemäß der Erfindung eine Simulation durchgeführt, die eine Vorschau auf ein visuelles Erscheinungsbild des Fadens oder des Faserproduktes ermöglicht.

In Fig.l ist ein Ablaufdiagramm einer ersten Verfahrensvariante schematisch dar- gestellt. Als Ausgangspunkt für jede Simulation eines visuellen Erscheinungsbildes Fadens oder des Faserproduktes ist zunächst der zur Einfärbung eines Grund-

polymers genutzte Farbzusatzstoff . Der Farbzusatzstoff kann je nach Variante des Schmelzspinnens als Granulat, als Paste oder als Flüssigkeit vorliegen um bei der Aufbereitung einer Polymerschmelze dem Grundpolymer beigemengt zu werden. Da das Aussehen des Fadens sowie des aus dem Faden gebildeten Faserproduktes im wesentlichen durch die Farbcharakteristik und damit im wesentlichen durch den Farbzusatzstoff bestimmt ist, wird als wesentlicher Farbparameter ein Farbspektrum des Farbzusatzstoffes gemessen. Durch das Farbspektrum ist die farbliche Kennzeichnung des Farbzusatzstoffes eindeutig definiert. Insoweit besteht auch die Möglichkeit, bei Verwendung von bekannten Farbzusatzstoffen derartige Farbspektren in Datenbanken zu hinterlegen, so dass zu dem jeweiligen Farbzusatzstoff das jeweilige Farbspektrum unmittelbar der Simulationsrechnung zugeführt werden könnte.

In einem nächsten Schritt wird das Farbspektrum mit Rechenoperationen ver- knüpft, die die Herstellung des Fadens simulieren. Hierzu sind die Rechenoperationen durch zuvor empirisch ermittelten Herstellungsalgorithmen definiert, in denen die Daten insbesondere des Farbspektrums zu einem visuellen Erscheinungsbild überführt werden. Den Herstellungslogarithmen sind Prozessparameter zugrunde gelegt, die einer geplanten Herstellung des Fadens oder des Faserpro- duktes entsprechen. Das visuelle Erscheinungsbilder des Fadens kann hierbei als ein Längenabschnitt des Fadens, ein Querschnitt des Fadens oder ein Farbspektrum des Fadens wiedergegeben werden.

Da in Praxis oftmals bestimmte visuelle Eigenschaften eines Fadens oder eines Faserproduktes gewünscht und als so genanntes Musterbild vorgegeben sind, lässt sich in einem weiteren Schritt unmittelbar ein Vergleich zwischen dem simulierten Erscheinungsbild des Fadens und dem hinterlegten Musterbild des Fadens durchführen. In Abhängigkeit von dem Vergleich lassen sich nun zwei alternative Wege bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wählen. Für den Fall, dass zwischen dem Erscheinungsbild und dem Musterbild unzulässige Abweichungen festgestellt werden, wird die Simulationsrechnung mit geänderten

Daten insbesondere geänderten Prozessparametern wiederholt. So lassen sich beispielsweise in den Herstellungsalgorithmen die Prozessparameter zur Beschreibung einer Texturierung oder einer Verwirbelung des Fadens ändern und erneut zu einem visuellen Erscheinungsbild berechnen.

Für den Fall, dass zwischen dem simulierten Erscheinungsbild des Fadens oder des Faserproduktes und dem hinterlegten Musterbild keine unzulässigen Abweichungen festgestellt werden, lassen sich die Daten in einem nächsten Schritt unmittelbar einem Herstellungsprozess bereitstellen. Auf Basis der während der Si- mulation zugrunde gelegten Prozessparameter kann dann eine Produktion des Fadens bzw. des Faserproduktes erfolgen.

Das erfindungsgemäße Verfahren bietet somit eine hohe Integration mit den Herstellungsprozessen des Fadens bzw. des Faserproduktes. Das in Fig.l dargestellte Ablaufdiagramm gilt somit sowohl für die Simulation eines visuellen Erscheinungsbildes eines Fadens oder eines visuellen Erscheinungsbildes eines Faserproduktes.

In Fig.2 ist ein weiteres Ablaufdiagram einer Verfahrensvariante des Erfmdungs- gemäßen Verfahrens gezeigt, die eine weitere Integration der Simulationsrechnung mit den Herstellungsprozessen vorsieht, wobei die gesamte Herstellungskette vom Ausgangsmaterial des Fadens bis zum Endprodukt erfasst ist. Das Ablaufdiagramm in Fig.2 ist im wesentlichen identisch zu dem Ablaufdiagramm in Fig.l, so dass nachfolgend nur die Unterschiede erläutert werden und ansonsten Bezug zu der vorgenannten Beschreibung genommen wird.

Das in Fig.2 dargestellte Ablaufdiagramm ist in Ergänzung zu dem in Fig.l dargestellten Ablaufdiagramm zu sehen, wobei nach der Simulation das Erscheinungsbild des Fadens und des Faserproduktes die Produktion des Fadens erfolgt. Zwi- sehen der Fadenproduktion und der Produktion des Faserproduktes sind nun weitere Rechenschritte vorgesehen, die auf einer Simulationsrechnung beruhen. Bei

der Herstellung des Fadens wird von dem Faden ein Abbild erfasst. Das Abbild gibt hierbei die Tatsächliche äußere Erscheinungsform des Fadens wieder, wobei jedes Informationsmittel genutzt werden kann, um die optische Beschaffenheit des Fadens zu erfassen. Wie aus der älteren Patentanmeldung PCT/EP2006/004490 (bisher nicht veröffentlicht) bekannt ist, lässt sich ein derartiges Abbild vorteilhaft in ein visuelles Flächenmuster eines Faserproduktes überführen. Das beschriebene Verfahren beruht darauf, das zur Erzeugung der flächigen Faserprodukte eine mehr oder weniger vordefmierte und regelmäßige Ablage und Verknüpfung von kurzen Längenabschnitten des Fadens, die an der Oberfläche des Faserproduktes zum Aussehen beitragen, geschaffen wird. Insbesondere bei der Herstellung von Teppichen werden derartige Ablagen und Verknüpfungen des Fadens realisiert. Das Flächenmuster stellt somit eine simulierte visuelle Erscheinungsform des Faserproduktes dar, die unmittelbar mit dem visuellen Erscheinungsbild verglichen werden kann. Gegenüber dem Flächenmuster des Faserproduktes, das auf eine Simulationsrechnung basierend auf einem tatsächlichen Faden beruht, geht das Erscheinungsbild von einer Simulation basierend vom Ausgangsmaterial und dessen farblicher Kennung aus. Beide Simulationsergebnisse müssen jedoch bei optimierter Herstellung das Aussehen des endgültigen Faserproduktes aufzeigen. Insoweit ist ein Vergleich zwischen dem Flächenmuster und dem Erscheinungs- bild besonders vorteilhaft, um bereits vor der Herstellung des Faserproduktes letzte Einstellungsänderungen im Prozess der Fadenherstellung vornehmen zu können. So ergibt sich gemäß dem erfmdungsgemäßen Verfahren nach dem Vergleich zwischen dem Flächenmuster und dem Erscheinungsbild des Faserproduktes zwei Möglichkeiten, um die Simulation vorzuführen. Für den Fall, das eine unzulässige Abweichung zwischen dem Flächenmuster und dem Erscheinungsbild vorliegt, wird vorzugsweise der Herstellungsprozess des Fadens durch änderung von zumindest einem Prozessparameter fortgeführt. Hierbei wird eine oder mehrere Einstellungen der Einrichtungen zur Herstellung des Fadens verändert. Grundsätzlich besteht jedoch auch die Möglichkeit, unmittelbar eine erneute Si- mulation des Erscheinungsbildes des Faserproduktes oder des Fadens durchzuführen.

Für den Fall, dass bereits eine Ausreichende und gute übereinstimmung zwischen dem simulierten Flächenmuster und dem simulierten Erscheinungsbild des Faserproduktes festgestellt wird, können die der Simulationsrechnung zugrunde geleg- ten Prozessparameter nachfolgend genutzt werden, um das Faserprodukt aus dem Faden herzustellen. Insoweit ist eine zielgerichtete Herstellung eines Faserproduktes mit gewünschten visuellen Eigenschaften möglich.

Das durch die Fig.l und Fig.2 beschriebene erfindungsgemäße Verfahren zur Si- mulation eines visuellen Erscheinungsbildes eines Fadens oder eines aus dem Faden gebildeten Faserproduktes lässt sich auch dadurch noch verbessern, indem neben dem Farbspektrum des Farbzusatzstoffes auch eine Menge des Farbzusatzstoffes gemessen und vorgegeben wird, damit das bei der Vermengung mit einem Grundpolymer vorgesehene Massenverhältnis zwischen der Menge des Farbzu- satzstoffes und der Menge des Grundpolymers Berücksichtigung finden kann. Insbesondere für die Art der Beimischung, ob als Granulat, als Paste oder Flüssigkeit, lässt sich somit die Verteilung des Farbzusatzstoffes in den Grundpolymeren mit hoher Genauigkeit vorherbestimmen.

Ebenso ist das Verfahren nicht darauf beschränkt, dass der multifile Faden nur eine Art von Farbzusatzstoffen aufweist. Insbesondere bei so genannten BCF-Fä- den besteht der Faden aus einer Mischfarbe, die aus mehreren unterschiedlich eingefärbten multifilen Teilfäden gebildet sind. Auch hierfür lässt sich vorteilhaft eine Simulationsrechnung zur Ermittlung eines Erscheinungsbildes ausführen, wobei als Farbparameter die jeweiligen Farbspektren der Farbzusatzstoffe zugrunde gelegt werden. Das Simulationsergebnis lässt sich dabei noch weiter verbessern, in dem die Herstellungsalgorithmen neben den Prozessdaten weitere Rezepturdaten und Extrusionsdaten enthält.

In Fig.3 ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung eines BCF-Spinnprozesses dargestellt, um das erfindungsgemäße Verfahren zur Her-

Stellung eines BCF-Fadens durchzufuhren. Hierzu weißt die Vorrichtung eine Spinneinrichtung 12 auf, in welcher mehrere Spinndüsen nebeneinander zum Extrudieren mehrerer Filamentbündel angeordnet sind. In diesem Ausführungsbeispiel sind drei Spinndüsen 13.1, 13.2 und 13.3 nebeneinander angeordnet. Jede der Spinndüsen 13.1 bis 13.3 wird eine eingefärbte Polymerschmelze zugeführt, wobei in jeder der Spinndüsen eine verschiedenfarbige Polymerschmelze extru- diert wird. Hierzu sind die Spinndüsen 13.1, 13.2 und 13.3 jeweils über Schmelzezuführungen 5.1, 5.2 und 5.3 mit vorgeordneten Extrudern 4.1, 4.2 und 4.3 verbunden. In jedem der Extruder 4.1 bis 4.3 wird ein Granulat eines Grundpolymers beispielsweise aus Polypropylen oder Polyamid und ein Granulat eines Farbzusatzstoffes aufgeschmolzen. So lässt sich beispielsweise durch den Extruder 4.1 eine Blaufärbung des Grundpolymers, durch den Extruder 4.2 eine Gelbfärbung des Grundpolymers und durch den Extruder 4.3 eine Rotfärbung des Grundpolymers erreichen. Somit werden durch die Spinndüse 13.1 blau gefärbte FiIa- mentstränge, durch die Spinndüse 13.2 gelb gefärbte Filamentstränge und durch die Spinndüse 13.3 rot gefärbte Filamentstränge extrudiert.

Unterhalb der Spinndüsen 13.1 bis 13.3 ist eine Kühleinrichtung 15 zur Abkühlung der Filamentbündel vorgesehen, die durch eine Präparationseinrichtung 14 zu jeweils einem Teilfaden 10.1, 10.2 und 10.3 zusammengefasst werden.

Die Teilfäden 10.1, 10.2 und 10.3 werden parallel in mehreren Behandlungsstufen zusammengeführt und mittels einer Kräuseleinrichtung 18 zu einem BCF-Faden 8 gekräuselt. Die Behandlungsstufen enthalten hierbei eine Vortangeleinrichtung 16 zum separaten Vortange In der Teilfäden 10.1 bis 10.3 und eine Abzugseinrichtung 17 zum Abziehen und Verstrecken der Teilfäden. Die Kräuseleinrichtung 18 ist als eine Stauchkräuseleinrichtung ausgebildet, durch welche die Teilfäden 10.1 bis 10.3 zu einem gemeinsamen Fadenstopfen texturiert werden. Der Fadenstopfen wird anschließend über eine Kühltrommel 19 gekühlt und zu dem BCF-Faden 8 abgezogen. Vor dem Aufwickeln durch die Aufspuleinrichtung 21 erfolgt eine Nachverwirbelung durch die Nachverwirbelungseinrichtung 20.

In der Aufspuleinrichtung 21 wird der BCF-Faden 8 zu einer Spule 11 gewickelt.

Im Fadenlauf zwischen der Nachverwirbelungseinrichtung 20 und der Aufspulein- richtung 21 ist ein Bilderfassungsgerät 7 angeordnet, durch welches ein Abbild eines Teilausschnitts des BCF-Faden 8 erfasst wird. Das Bilderfassungsgerät 7 ist mit einem Bildanalysegerät 9 gekoppelt, durch welche die Daten des Abbildes analysiert und extrahiert werden. Aus den extrahierten Berechnungsdaten wird eine Analyse durchgeführt, deren Ergebnis unmittelbar einer Simulationsrechner- einheit 1 aufgegeben wird. Die Simulationsrechnereinheit 1 dient zur Simulation visueller Erscheinungsbilder des BCF-Fadens beziehungsweise eines aus dem BCF-Fadens gefertigten Teppichs aus vorgegebenen Daten und Herstellungsalgorithmen. Durch die Kopplung der Simulationsrechnereinheit 1 mit dem Bilderfassungsgerät 7 lässt sich der hergestellte Faden kontinuierlich überwachen und mit einem gewünschten Aussehen ständig abgleichen. Hierbei besteht auch die Möglichkeit, dass das Bildanalysegerät 9 unmittelbar mit der Simulationsrechnereinheit 1 zu einer zentralen Auswertungseinheit zusammengefasst sind.

Zum Eingriff in den Herstellungsprozess ist die Simulationsrechnereinheit 1 mit einer zentralen Prozesssteuereinheit 6 verbunden, die zur Steuerung und zur Datenübertragung mit den jeweiligen Einrichtungen des Herstellungsprozesses zur Einstellung von Prozessparametern gekoppelt ist.

Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Simulationsrechnereinheit 1 mit mehreren Granulatmesseinheiten 3.1, 3.2 und 3.3 verbunden, die den Extrudern 4.1, 4.2 und 4.3 zugeordnet sind. Die Granulatmesseinheiten 3.1 bis 3.3 führen eine Bestimmung des Farbspektrums an den Farbzusatzstoffen durch, die unmittelbar dem Extrusionsprozess zugeführt werden.

Bei bekannten Farbzusatzstoffen, deren Farbspektrum in Datenbanken hinterlegt sind, lassen sich derartige Granulatmesseinheiten 3.1 bis3.3 auch durch Datenin-

formationen ersetzen. So können über eine Eingabe der Simulationsrechnereinheit 1 derartige Daten unmittelbar aufgegeben werden. Desweiteren lässt sich über die Eingabe an der Simulationsrechnereinheit 1 bestimmte vordefmierte Daten wie beispielsweise Prozesseinstellungen, Rezepturen, Mischungsverhältnisse, Materi- alwerte des Farbzusatzstoffes usw. aufgeben. Innerhalb der Simulationsrechnereinheit 1 sind Rechenoperationen in Form von Herstellungsalgorithmen hinterlegt, die bei Vorgabe der Daten eine Berechnung und Simulation eines visuellen Erscheinungsbildes des BCF Fadens oder eines aus dem BCF-Faden gebildeten Teppich ermöglichen. Zur Anzeige der Simulationsergebnisse oder zur Anzeige von Vergleichsbildern ist der Simulationsrechnereinheit 1 ein Bildanzeigegerät 2 zugeordnet.

Bei der in Fig.3 dargestellten Ausführung der erfmdungsgemäßen Vorrichtung zur Herstellung eines BCF-Fadens lassen sich verschiedene Verfahrensvarianten aus- führen. Bei einer ersten Ausführungsvariante könnte durch die Simulationsrechnereinheit 1 ein visuelles Erscheinungsbild des BCF-Fadens simuliert werden.. Während des laufenden Prozesses wird nun ein Abbild des BCF-Fadens 8 durch das Bilderfassungsgerät 7 erzeugt und nach Aufbereitung über das Bildanalysegerät 9 der Simulationsrechnereinheit 1 aufgegeben. Innerhalb der Simulationsrech- nereinheit 1 sind Mittel vorhanden, die einen Vergleich zwischen dem visuellen Erscheinungsbild und dem gemessenen Abbild des Fadens ermöglichen. Für den Fall, dass eine unzulässige Abweichung bei der Vergleichsanalyse festgestellt wird, erfolgt die Generierung eines Steuerbefehls, der der Prozesssteuereinheit 6 zugeführt wird und unmittelbar eine änderung der Einstellung von zumindest einem Prozessparameter zur Folge hat. So lassen sich ein oder mehrere Parameteränderungen der Prozessparameter ausführen, um beispielsweise die Beschaffenheit der Teilfäden und die Vermischung der Teilfäden zu dem BCF-Faden derart zu beeinflussen, dass ein gewünschtes Aussehen des BCF-Fadens erreicht wird.

Bei einer weiteren Alternative zur Durchfuhrung des Verfahrens besteht die Möglichkeit, das in der Simulationsrechnereinheit 1 aus den übermittelten Daten des Abbildes eine Simulationsberechnung erfolgt, um ein visuelles Flächenmuster eines aus dem BCF-Fadens gebildeten Teppichs zu ermitteln. Das berechnete Flä- chenmuster lässt sich so dann mit einem durch die Simulationsrechnereinheit 1 aufgegebenen visuellen Erscheinungsbild des Teppichs vergleichen. In Abhängigkeit von der Vergleichsanalyse innerhalb der Simulationsrechnereinheit 1 kann über die Prozesssteuereinheit 6 eine gewünschte Parameteranpassung in dem Her- stellungsprozess ausgeführt werden.

Zur Simulation des visuellen Flächenmusters des Teppich hat sich auch herausgestellt, dass als Abbild das Aussehen eines Abschnitts der Spule herangezogen werden könnte. Insoweit besteht auch die Möglichkeit, durch das Bilderfassungsgerät unmittelbar eine Ansicht der Spule beispielsweise der Stirnseite aufzuneh- men und diese durch Simulationsberechnung in ein visuelles Flächenmuster des Teppichs zu überführen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines BCF-Fadens ist somit besonders geeignet, um eine zielgerichtete Fertigung eines Fadens mit gewünschten visuellen Eigenschaften mit hoher Gleichmäßigkeit herzustellen, anschließend aus dem gefertigten Faden einen Teppich mit bestimmten visuellen Eigenschaften zu erhalten. Die Erfindung ermöglicht somit eine auf das Endprodukt zielgerichtete Fertigung in der Faserherstellung, wobei für die Simulation bereits die visuellen Eigenschaften der Vorprodukte einbezogen werden.

Bezugszeichenliste

1 S imulationsrechnereinheit

2 Bildanzeigegerät

3.1 , 3 •2, 3.3 Granulatmesseinheit

4.1 , 4 •2, 4.3 Extruder

5.1 , 5 •2, 5.3 S chmelzezuführung

6 Prozesssteuereinheit

7 Bilderfassungsgerät

8 BCF-Faden

9 Bildanalysegerät

10. 1, 10 .2, 10.3 Teilfäden

11 Spule

12 Spinneinrichtung

13. 1, 13 .2, 13.3 Spinndüse

14 Präparationseinheit

15 Kühleinrichtung

16 Vortangelung

17 Abzugseinrichtung

18 Kräuseleinrichtung

19 Kühltrommel

20 Nachverwirbelungseinrichtun

21 Aufspuleinrichtung