Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Erhöhung der Rohstoffeffizienz durch Drehungsverschiebung im Ringspinnprozess bei der Verarbeitung von Baumwolle mit hohem Kurzfaseranteil

In diesem Vorhaben wird die Verarbeitung von rezyklierter Baumwolle mit dem Ringspinnverfahren zu höherwertigen Produkten untersucht. Durch die Entwicklung und Adaption einer Falschdrallerteilung zur Drehungsverschiebung im Zulauf des Streckwerks wird der Verzugsprozess und somit die Garn- und Produktqualität wesentlich verbessert. Die verminderte Flyerluntendrehung im Streckwerk führt zu einer Reduzierung der Verzugskräfte, was eine höhere Garnqualität ermöglicht. Besonders bei der Verspinnung von Vorgarnen mit hohem Anteil von kurzen bzw. rezyklierten Fasern (75%), welche bei der Vorgarnherstellung eine höhere Drehung erfordern, wirkt sich die Drehungsverschiebung im Streckwerk an der Ringspinnmaschine positiv auf die Qualität des Verzugsprozesses aus.

Die Drehungsverschiebung wird durch ein aktiv angetriebenes Drallelement (z.Bps. Spirale) erzeugt, welches die Drehung im Vorgarnabschnitt vor dem Drallelement erhöht und danach reduziert. Die Streckfeldweite und Vorverzug muss dabei den unterschiedlichen Stapellängen angepasst werden. Die optimale Vorgarndrehung für eine geringe Garnungleichmäßigkeit in Abhängigkeit von Faserlänge, Vorfeldweite, Vorverzug und Drehungsverschiebung soll ermittelt werden. Durch den Einsatz des Compactspinnverfahrens wird die Garnqualität bezüglich der garndynametrischen Kennwerte nochmals verbessert.

Die Rohstoffkosten haben in der Ringspinnerei einen Anteil von bis zu 40% an den Fertigungskosten. Durch Reduzierung dieser Kosten kann die Wettbewerbsfähigkeit der KMU`s entscheidend verbessert werden. Das Potential soll am Beispiel eines T-Shirts aus 100% Baumwolle mit einem Anteil von 75% rezyklierten Fasern in diesem Projekt aufgezeigt werden.

Ergebniszusammenfassung:

Die in diesem IGF-Vorhaben entwickelte Drehungsverschiebung erweitert die Verarbeitungsmöglichkeiten hochgedrehter Vorgarne (Flyerlunten). Der Einsatz hochgedrehter Vorgarne ermöglicht eine verstärkte Beimischung von Recyclingfasern und die Verarbeitung zu höherwertigen Garnen. Garnhersteller finden durch die entwickelten Module eine Möglichkeit hochgedrehte Vorgarne besser verarbeiten zu können. Für Stricker und Weber gibt es eine Erweiterung der Produkte, da die Garne mit einem höheren Kurzfaseranteil z.B. aus Recyclingfasern zu Flächengebilden mit besserer Ökobilanz verarbeitet werden können. Durch eine anwendungsgerechte Optimierung des Prinzips der Drehungsverschiebung können die Textilkomponentenhersteller ein kostengünstiges und nachrüstbares Drehungsverschiebungsmodul entwickeln und herstellen.

Im Detail wurde eine Vorrichtung an der Ringspinnmaschine zur Drehungsverschiebung von hochgedrehten Flyerlunten entwickelt, so dass einerseits am Streckwerkseingang die Lunte mit wesentlich geringerer Drehung (20 % - 75 %) vorliegt, andererseits im Bereich des Abzugs der Flyerspule die Drehung für ein fehlerfreies Abwinden erhöht ist.

Drehungsreduzierungen von bis zu 80 % waren möglich. Eine zu hohe Drehungsverschiebung bei extrem hochgedrehten Flyerlunten kann allerdings zu Überdrehungen und Fadenbrüchen beim Spinnen führen. Die Vorverzugskraft konnte durch die Drehungsverschiebung um bis zu 65 % reduziert werden. Die Garnungleichmäßigkeit verbesserte sich tendenziell. Dominierend wirken sich jedoch Faserlänge und Faserlängenverteilung auf die Garnungleichmäßigkeit auf. Gestricke aus Ring- und Compactgarnen mit Drehungsverschiebung wurden nach 500 Scheuertouren eine halbe Note besser beurteilt. Ebenso wurde das Pillingverhalten durch die Drehungsverschiebung positiv beeinflusst.