Cetex Institut für Textil-und Verarbeitungsmaschinen gemeinnützige GmbH


Altchemnitzer Straße 11
09120 Chemnitz

Geschäftsführer:
Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Prof. h. c. Dr. h. c. Prof. Lothar Kroll
Dipl.-Wi.-Ing. Sebastian Nendel


Telefon: 0371 5277-0
Telefax: 0371 5277-100
E-Mail: nendel@cetex.de
Internet: http://www.cetex.de

Geförderte Projekte: 9


Entwicklung eines Verfahrens zur Herstellung superweicher Garne


Gesamtansicht des Versuchsstandes
Gesamtansicht des Versuchsstandes

Projektidee

Innerhalb der Textilindustrie stellt die Garnherstellung einen wesentlichen Teil dar. Trotz mehrerer alternativer Spinnverfahren bildet das Ringspinnen das dominierende Verfahren zur Garnerzeugung, da es die qualitativ hochwertigsten Garne liefert. Das einfache Maschinenkonzept und die einfache Garnbildungsmechanik bilden die Grundlage für eine flexible Einsetzbarkeit und vor allem für eine unverwechselbare Charakteristik des Garns.
Durch das Vorhandensein der Ring-Läufer-Kombination liegt die Leistungsgrenze beim Ringspinnen systembedingt bei ca. 25.000 Spindelumdrehungen pro Minute. Andere Spinnverfahren erreichen mit bis zu 150.000 Umdrehungen pro Minute eine deutlich höhere Produktivität, allerdings nicht die hohe gleichmäßige Garnqualität wie beim Ringspinnen.
Durch die systembedingte Behinderung der Drehungsausbreitung und der damit verbundenen Reduzierung der Garnfestigkeit erweist sich die Herstellung relativ feiner und sehr weich gedrehter Garne für den Bereich Strickerei (Drehungsbeiwert αm < 80) beim Ringspinnen als besonders kompliziert. Um bei der Produktion permanente Fadenbrüche zu vermeiden, müssen die Einstellungen der Ringspinnmaschine entsprechend angepasst werden. Deutlich geringere Spindeldrehzahlen und damit deutlich geringere Produktionsleistungen sind die Folge.

Ein Spinnverfahren, welches die Vorteile der vom Ringspinnen her bekannten klassischen Garnstruktur mit einer erheblich gesteigerten Produktionsleistung verbindet, stellt das Zentrifugenspinnen dar. Prinzipbedingt wird auch wie beim Ringspinnen der Faserverband nicht unterbrochen, wodurch eine optimale Ausstreckung und Orientierung der Fasern erreicht wird. Darüber hinaus kann mit einer deutlich geringeren Spinnspannung gearbeitet werden, was wiederum einen geringeren Drehungsbeiwert im Garn ermöglicht.

Hauptziel des Forschungs- und Entwicklungsvorhabens war der Nachweis der effektiven Herstellung superweicher (Kurzstapel-)Garne in Ringgarnqualität mit Drehungsbeiwerten αm < 80 auf Basis des Zentrifugenspinnverfahrens, wobei eine gegenüber dem Ringspinnen deutlich höhere Produktivität erzielt werden soll.

Mit Hilfe eines Versuchsstandes konnte am Cetex Institut der Nachweis erbracht werden, dass sich durch die Kombination von Zentrifugenspinnverfahren (verfahrensbedingte geringe Spinnspannung) und Hochleistungs-Verdichtungsstreckwerk (Eliminierung des Spinndreieckes und bessere Ausnutzung der Fasersubstanz) ein dem Ringgarn qualitativ absolut gleichwertiges Garn mit sehr niedrigem Drehungsbeiwert (αm < 70) produzieren lässt. Im Vergleich zum Ringspinnen konnte dabei mit einer deutlich höheren Produktionsgeschwindigkeit gearbeitet werden.

Kundennutzen

Eine effektive Produktion superweicher, qualitativ hochwertiger Garne ist auf konventionellen Ringspinnmaschinen praktisch nicht mehr möglich. Durch das am Cetex Institut entwickelte Verfahren können derartige Garne ohne Qualitätseinbußen in einer sehr hohen Produktivität hergestellt werden.
Sowohl für den Textilmaschinenproduzenten als auch für den Maschinenanwender ergeben sich hierdurch Möglichkeiten, mit neuen leistungsfähigen Produkten auf den Markt zu kommen. Aus maschinenbaulicher Sicht wird angestrebt, dass die neue Maschine auf Basis einer traditionellen Ringspinnmaschine aufgebaut wird. Diese gemeinsame Plattform erlaubt eine flexiblere Produktion und führt darüber hinaus zu Einspareffekten bei Einkauf und Produktion. Für den Maschinenanwender wird der Einsatz der neuen Maschinen und die damit verbundene Produktion hochwertiger weicher Garne zu einer Gewinnerhöhung führen, da letztendlich auch kein anderer oder neuer Rohstoff eingesetzt werden muss.

Aber auch für die garnverarbeitende Industrie, insbesondere für die Strickerei stellen die hochwertigen, superweiche Garne ein großes Potenzial dar. Damit ist die Entwicklung und Herstellung nauartiger, extrem weicher Gewebe bzw. Gestricke möglich. Zur besseren Beurteilung derartiger Produkte wurden im Rahmen des Projektes umfangreiche Vergleichsausspinnungen mit anschließender Herstellung von Labor-Strickschläuchen durchgeführt. Als Ergebnis wurde ein Strickschlauch aus sehr weichem Garn (m = 70) durchweg positiv bewertet. Das Gestrick fühlt sich deutlich weicher an und zeigt gegenüber einem Strickschlauch aus normal gedrehtem Garn (m = 115) in der Beurteilung einen deutlich ruhigeren und gleichmäßigeren Warenausfall, weniger Einsprung und einen deutlich verminderten Schrägzug im Fertiggestrick.

Ausblick

Mit dem neuen Produkt soll ein neuer Markt für qualitativ hochwertige extraweiche Gestricke entstehen. Für den Maschinenhersteller werden durch den Verkauf neuer Zentrifugenspinnmaschine deutliche Umsatzsteigerungen auf Basis der Ringspinnmaschine erwartet.
Für den Maschinenanwender werden ebenfalls Kostenvorteile entstehen, welche sich vorrangig aus den höheren Maschinenleistungen, der höheren Qualität der sehr weich gedrehten Garne und dem damit verbundenen höheren Garnpreis zusammensetzen. Hauptnutzer dieser wirtschaftlichen Effekte werden v. a. die Spinnereien und Strickereien sein.

Perspektivisch ergeben sich für das neue Produkt weitere Einsatzmöglichkeiten. Inwieweit diese weichen Garne auch für andere textile Produkte von Interesse sind, muss in der nächsten Zeit untersucht werden. Denkbar wäre beispielsweise die Verwendung in Gewirken und speziellen technischen Gewebekonstruktionen.
Innerhalb des abgeschlossenen Forschungsprojektes wurde in erster Linie ein technologischer Verfahrensnachweis für die Herstellbarkeit superweicher Garne in Ringgarnqualität angestrebt und erbracht. In einem nächsten Schritt soll der Aufbau eines Funktionsmusters mit mehreren Arbeitsstellen auf Basis einer Ringspinnmaschine erfolgen. Daraus ergeben sich schließlich weitere erforderliche Forschungstätigkeiten hinsichtlich Systemeffizienz und technisch-technologischer Optimierung des neuen Verfahrens.

Stand: 17.10.2014
Projektdaten aktualisiert: 31.10.2013

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