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Agrarforschung

Optimierung des Bandherstellungsprozesses zur Erhöhung der Ausspinngrenze bei Garnen aus Flachswerg

Institut für Textil- und Verfahrenstechnik, Denkendorf     
M. Azarschab und H. Preininger   1993 - 1995

Problemstellung

Flachs ist als Naturprodukt ein schwierig zu verarbeitender Rohstoff. Bei Flachs erstreckt sich die Faserbildung über den gesamten Vegetationszeitraum und ist dabei den wechselnden Bedingungen ausgesetzt, die sich aus der Bodenbeschaffenheit, dem Dünger und den Witterungsverhältnissen ergeben. Deshalb ergibt sich eine Heterogenität sowohl zwischen Kopf und Fuß im Inneren eines Stengels als auch zwischen mehreren Stengeln desselben Feldes. Die teilweise sehr groben und steifen Fasern sowie Fremdbestandteile wie z. B. Schäben verursachen bei der Verarbeitung, vor allem beim Trockenspinnen, erhebliche Probleme. Diese Schwierigkeiten äußern sich vorwiegend durch Fadenbrüche und einen daraus resultierenden schlechten Nutzeffekt in der Spinnerei. Außerdem ist der Anteil der Schwachstellen im Garn durch die Fremdteile sowie bedingt durch Unregelmäßigkeit in der Vorlagequalität sehr hoch. Die spezielle Struktur der Flachspflanzenstengel verlangt eine komplizierte, aufwendige Aufbereitungstechnologie. Sie umfaßt das Reinigen der Fasern von störenden Begleitsubstanzen, das Anpassen der Faserlänge und -feinheit und das Herstellen von Vorlagebändern. Voraussetzung für die Spinnbarkeit ist, daß die Fasern

a) weitgehend parallel im Band liegen,
b) in ihrer Längen- und Feinheitsverteilung den Erfordernissen des Spinnprozesses entsprechen und
c) weitgehend frei von störenden Begleitsubstanzen sind.

Um den Absatz von Leinenprodukten zu erhöhen, sind neue Einsatzbereiche zu finden. In allen Einsatzbereichen würden feine Garne auf ein größeres Marktpotential stoßen, wenn sie technisch und wirtschaftlich herstellbar wären. In der Praxis scheitert die Ausspinnung feiner trockengesponnener Garne an zu hoher Bandungleichmäßigkeit, an einer zu hohen Variation der Faserfeinheit und -länge im Band sowie am zu hohen Anteil störender Fremdteilchen wie z. B. Schäben.

Ziel

Ziel dieses Forschungsvorhabens ist es daher, den Einfluß der Bandvorbereitung auf das Trockenringspinnen zu ermitteln und nach dem heutigen Stand der Technik zu optimieren.

Wesentliche Kriterien für die Vorlagebandqualität sind Gleichmäßigkeit, Sauberkeit sowie Faserlängenverteilung im Band. Eine rationellere Produktion aufgrund geringerer Maschinenstillstände, aber vor allem eine Qualitätsverbesserung und eine Verschiebung der Ausspinngrenze zu feineren Trockengarnen soll erreicht werden.

Untersuchungsmethode

Die Durchführung der Versuche erfolgte sowohl in der verarbeitenden Industrie als auch in der Versuchsabteilung der Maschinenhersteller. Es wurde ermittelt, wie sich die Faser- und Garneigenschaften, in Abhängigkeit von verschiedenen Parametern in einzelnen Verarbeitungsstufen, ändern. Als Garnkennwerte wurden hauptsächlich die dynamometrischen Garneigenschaften und Garnfehler bestimmt. Die Beurteilung der Laufeigenschaften in der Spinnerei erfolgte anhand von Fadenbruchanalysen.

Ergebnis

Zur Verbesserung der Bandqualität ist die mechanische Flachsverarbeitung als erster Ansatzpunkt zu sehen. Bei diesem Prozeß muß das Flachswerg unter optimalen Bedingungen geöffnet und gereinigt werden. Die durchgeführten Versuche verdeutlichen, daß eine Faseröffnung und Faserreinigung nach dem herkömmlichen Aufbereitungsverfahren nicht ausreicht, um aus dem Schwungwerg Garne bestimmter Qualität wirtschaftlich herzustellen. Bei den Untersuchungen stand die Aufgabe im Vordergrund, durch den Einsatz neuer Öffnungs- und Reinigungsanlagen die Faseröffnung und Faserreinigung zu verbessern. Es zeigte sich, daß eine verbesserte Faseröffnung und Faserreinigung positive Auswirkungen auf die Faser- und Garnqualität hat. Des weiteren kann damit die Ausspinngrenze erhöht und folglich der Rohstoff besser ausgenutzt werden.

Es wurde untersucht, ob und inwieweit die Anzahl der Vorstreckpassagen einen Einfluß auf das Kämmergebnis haben. Die Untersuchungen zeigen die Notwendigkeit einer zweiten Strecke vor der Kämm-Maschine. Infolge der besseren Faserparallelisierung und Bandgleichmäßigkeit durch den Einsatz einer zweiten Streckpassage wird erreicht, daß die Fasern schonend gekämmt werden. Dadurch werden der Variationskoeffizient der Faserlänge und der Kämmlingsanteil reduziert. Die Verbesserung der Faserlängenverteilung sowie Reduzierung des Kämmlingsanteils ergeben technologische und wirtschaftliche Vorteile, die den Einsatz einer zweiten Streckpassage vor der Kämm-Maschine rechtfertigen. Die Erhöhung der Doublierung von 6fach auf 7fach vor der Kämm-Maschine bringt hinsichtlich der Garnqualität ebenfalls Vorteile.

Die schonende Behandlung der Fasern im Kämmprozeß ist das wichtigste Ziel. Die Maschineneinstellungen für das beste Ergebnis können nur durch Versuche festgelegt werden. Es wurden daher Versuche durchgeführt, um bei höchster Leistung die Zusammenhänge zwischen Kämm-Maschinenparametern und Garnqualität zu untersuchen.

Die Versuche zeigen, daß alle Maßnahmen zur Erhöhung der Produktivität an der Kämm-Maschine keinen gravierenden Einfluß auf die Faser- und Garneigenschaften haben. Durch die Vergrößerung des Ecartements von 36 auf 40 mm werden die Garneigenschaften verbessert. Dies hängt in erster Linie mit der erzielten Faserlängenverteilung der Kämmbänder zusammen. Die Wahl der Fix- und Rundkammbenadelung hängt von der Faserart, der Faserfeinheit und den zu entfernenden Verunreinigungen ab. Bei den verwendeten Rohstoffen führt der Einsatz einer feineren Benadelung zu einer Zunahme der Faserbeanspruchung, welche eine Reduzierung der Garnfestigkeit zur Folge hat.

Es zeigt sich, daß bei günstiger Wahl der Kämm-Maschineneinstellung und der Kämmelemente ein zweimaliges Kämmen nicht notwendig ist, um heute übliche Garnqualitäten zu erhalten. Eine wesentliche Voraussetzung hierfür ist jedoch der Einsatz von zwei Streckpassagen vor der Kämm-Maschine. Bei einer solchen Maschinenfolge lassen sich auch die Kosten in der Kämmerei über 30 % reduzieren. Der Einsatz neuer Kettenstrecken erhöht die Produktivität in der Bandherstellung, ohne daß gleichzeitig Qualitätsnachteile entstehen.

Konsequenz für die Praxis

In der Faseraufbereitung konnte durch den Einsatz von neuen Modulen eine deutliche Verbesserung hinsichtlich der Schäbenausscheidung und Entstaubung des Materials erzielt werden. Ferner ist dadurch die Faserlängenverteilung beeinflußbar. Der Einsatz und die Optimierung einer neuen Maschinengeneration in der Bandherstellung bringt gleichzeitig eine Verbesserung der Garnqualität und der Wirtschaftlichkeit mit sich. Durch die Optimierung der einzelnen Prozeßstufen kann ferner die Ausspinngrenze erhöht werden. Dadurch ist es möglich, die Anwendungsmöglichkeiten für Flachs zu erweitern.

 

Literatur: Schlußbericht, Mai 1996

 

Fördernde Institution: MLR

Förderkennzeichen: 22 - 93 . 12





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