Upload
others
View
5
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Thomas GriesDieter VeitBurkhard Wulfhorst
TextileFertigungsverfahrenEine Einführung
2., überarbeitete und erweiterte Auflage
Gries, Veit, Wulfhorst Textile Fertigungsverfahren
Bleiben Sie auf dem Laufenden!
Hanser Newsletter informieren Sie regel mäßig über neue Bücher und Termine aus den verschiedenen Bereichen der Technik. Profitieren Sie auch von Gewinnspielen und exklusiven Leseproben. Gleich anmelden unterwww.hanser-fachbuch.de/newsletter
Die Internet-Plattform für Entscheider!
� Exklusiv: Das Online-Archiv der Zeitschrift Kunststoffe!
� Richtungweisend: Fach- und Brancheninformationen stets top-aktuell!
� Informativ: News, wichtige Termine, Bookshop, neue Produkte und der
Stellenmarkt der Kunststoffindustrie
Immer einen Click voraus!
TextileFertigungsverfahrenEine Einführung
Thomas GriesDieter VeitBurkhard Wulfhorst
2., überarbeitete und erweiterte Auflage
Die Autoren:Univ.-Prof. Thomas Gries, ITA, Institut für Textiltechnik der RWTH Aachen, Otto-Blumenthal-Str. 1, 52074 AachenDr.-Ing. Dieter Veit, ITA, Institut für Textiltechnik der RWTH Aachen, Otto-Blumenthal-Str. 1, 52074 AachenProf. Dr.-Ing. Burkhard Wulfhorst †, ehem. ITA, Institut für Textiltechnik der RWTH Aachen, Otto-Blumenthal-Str. 1, 52074 Aachen
Bibliografische Information Der Deutschen Bibliothek:Die Deutsche Bibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über <http://dnb.d-nb.de> abrufbar.
ISBN: 978-3-446-43218-5E-Book-ISBN: 978-3-446-44057-9
Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Warenbezeichnungen usw. in diesem Werk berechtigt auch ohne besondere Kennzeichnung nicht zu der Annahme, dass solche Namen im Sinne der Warenzeichen- und Markenschutzgesetzgebung als frei zu betrachten wären und daher von jedermann benutzt werden dürften.
Alle in diesem Buch enthaltenen Verfahren bzw. Daten wurden nach bestem Wissen erstellt und mit Sorgfalt getestet. Dennoch sind Fehler nicht ganz auszuschließen. Aus diesem Grund sind die in diesem Buch enthaltenen Verfahren und Daten mit keiner Verpflichtung oder Garantie irgendeiner Art verbunden. Autor und Verlag übernehmen infolgedessen keine Verantwortung und werden keine daraus folgende oder sonstige Haftung übernehmen, die auf irgendeine Art aus der Benutzung dieser Verfahren oder Daten oder Teilen davon entsteht.
Dieses Werk ist urheberrechtlich geschützt. Alle Rechte, auch die der Übersetzung, des Nach-druckes und der Vervielfältigung des Buches oder Teilen daraus, vorbehalten. Kein Teil des Werkes darf ohne schriftliche Einwilligung des Verlages in irgendeiner Form (Fotokopie, Mikrofilm oder einem anderen Verfahren), auch nicht für Zwecke der Unterrichtsgestaltung – mit Ausnahme der in den §§ 53, 54 URG genannten Sonderfälle – reproduziert oder unter Verwendung elektronischer Systeme verarbeitet, vervielfältigt oder verbreitet werden.
© Carl Hanser Verlag München 2015 Herstellung: Jörg StrohbachCoverconcept: Marc Müller-Bremer, www.rebranding.de, MünchenCoverrealisierung: Stephan Rönigk Satz, Druck und Bindung: Kösel, KrugzellPrinted in Germany
Inhalt
Vorwort zur 2. Auflage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . XVII
Vorwort zur 1. Auflage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . XVII
1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1 .1 Warum gibt es Fasern und Textilien? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 .1 .1 Festigkeit und Dehnung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 .1 .2 Oberfläche und Porosität . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 .1 .3 Mechanik von Festkörpern und textilen Strukturen . . . . . . . . . . . 4
1 .2 Geschichtliche Entwicklung der Textiltechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1 .3 Fertigungsstufen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
1 .4 Typische Produkte aus Natur- und Chemiefasern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
1 .5 Garne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
1 .6 Textilien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
1 .7 Textile Produkte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
1 .8 Multiskalenmodell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
1 .9 Bedeutung der Textilindustrie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
1 .10 Welthandel mit Textilien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
2 Rohstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
2 .1 Naturfasern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 312 .1 .1 Pflanzliche Fasern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
2 .1 .1 .1 Baumwolle (CO) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 332 .1 .1 .2 Flachs (Leinen) (LI) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 372 .1 .1 .3 Weitere Bast- und Hartfasern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
2 .1 .2 Tierische Fasern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 442 .1 .2 .1 Wolle (Schafwolle) und feine Tierhaare (WO) . . . . . . . . . . 442 .1 .2 .2 Seide (Maulbeerseide) (SE) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
2 .1 .3 Mineralische Fasern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
VI Inhalt
2 .2 Chemiefasern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 502 .2 .1 Herstellungsverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 522 .2 .2 Chemiefasern aus natürlichen Polymeren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
2 .2 .2 .1 Viskosefasern (CV) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 572 .2 .2 .2 Lyocellfasern (CLY) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 602 .2 .2 .3 Cuprofasern (CUP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 632 .2 .2 .4 Acetatfasern (CA) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
2 .2 .3 Chemiefasern aus synthetischen Polymeren . . . . . . . . . . . . . . . . . 662 .2 .3 .1 Bildungsmechanismen zur Erzeugung von
Makromolekülen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 672 .2 .4 Chemiefasern aus anorganischen Rohstoffen . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
2 .2 .4 .1 Glasfasern (GF) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 722 .2 .4 .2 Carbonfasern (CF) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
2 .2 .5 Weiterverarbeitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 772 .2 .5 .1 Verstrecken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 772 .2 .5 .2 Texturieren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 802 .2 .5 .3 Herstellung von Spinnfasern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
2 .3 Beispiele . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 862 .3 .1 Jeans . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 862 .3 .2 Teppich . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 872 .3 .3 Airbag . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
3 Garnherstellung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
3 .1 Baumwollspinnverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 953 .1 .1 Vorbereitungsmaschinen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
3 .1 .1 .1 Ballenabarbeitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 993 .1 .1 .2 Öffnen, Reinigen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 993 .1 .1 .3 Mischen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1003 .1 .1 .4 Kardieren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1023 .1 .1 .5 Strecke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1043 .1 .1 .6 Bandvergleichmäßigung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105
3 .1 .2 Kämmerei . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1063 .1 .2 .1 Kämmmaschine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
3 .1 .3 Ringspinnverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1103 .1 .3 .1 Flyer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1103 .1 .3 .2 Ringspinnmaschine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
3 .1 .4 Nichtkonventionelle Spinnverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1133 .1 .4 .1 OE-Rotorspinnen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1143 .1 .4 .2 Luftechtdrahtspinnen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1173 .1 .4 .3 Luftfalschdraht-Umwindespinnen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1193 .1 .4 .4 Übersicht: weitere nichtkonventionelle Spinnverfahren . 1203 .1 .4 .5 Vergleich: Spinnverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120
VIIInhalt
3 .2 Spezielle Spinnverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1213 .2 .1 Streichgarnverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121
3 .2 .1 .1 Krempel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1223 .2 .1 .2 Nichtkonventionelle Streichgarnspinnverfahren . . . . . . . 125
3 .2 .2 Kammgarnspinnverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1263 .2 .2 .1 Doppelnadelstabstrecke, Kettenstrecke . . . . . . . . . . . . . . . 128
3 .2 .3 Halbkammgarnspinnverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130
3 .3 Entwicklungsrichtungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1313 .3 .1 Vorbereitungsmaschinen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1313 .3 .2 Herstellung von Spinnfasergarnen mit klar definierten
Eigenschaftsprofilen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1313 .3 .3 Produktionssteigerung durch Erhöhung der Spindeldrehzahl
bei Ringspinnmaschinen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1323 .3 .4 Ring/Läufer-Kombination . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1323 .3 .5 Bandverspinnung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1323 .3 .6 Kompakt- und Verdichtungsspinnen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1333 .3 .7 Nichtkonventionelle Spinnverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1333 .3 .8 Prozessleittechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133
3 .4 Faser- und Garnnummerierungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1343 .4 .1 Längennummerierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1343 .4 .2 Gewichtsnummerierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135
3 .5 Berechnungsgrundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1373 .5 .1 Vorbereitungsmaschinen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1373 .5 .2 Kämmerei . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1373 .5 .3 Ringspinnen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1383 .5 .4 Rotorspinnen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138
3 .6 Beispiele . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1393 .6 .1 Jeans . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1393 .6 .2 Teppich . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1393 .6 .3 Airbag . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139
4 Gewebeherstellung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141Co-Autor: C. Lenz
4 .1 Produktionsverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141
4 .2 Webereivorbereitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1434 .2 .1 Spulen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1434 .2 .2 Zwirnen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1454 .2 .3 Kettbaumherstellung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1474 .2 .4 Zetteln . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1474 .2 .5 Schären . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1474 .2 .6 Schlichten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148
VIII Inhalt
4 .3 Gewebekonstruktion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1494 .3 .1 Gewebedefinitionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1494 .3 .2 Rapport . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1494 .3 .3 Flottierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1494 .3 .4 Bindungspatrone . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1504 .3 .5 Bindungskurzzeichen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1504 .3 .6 Grundbindungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150
4 .3 .6 .1 Leinwandbindung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1504 .3 .6 .2 Köperbindung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1514 .3 .6 .3 Atlasbindung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151
4 .3 .7 Besondere Verbindungstechniken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1524 .3 .7 .1 Cord und Schusssamt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1524 .3 .7 .2 Frottiergewebe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1524 .3 .7 .3 Doppelgewebe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153
4 .4 Aufbau und Funktion von Webmaschinen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1534 .4 .1 Kettablasssysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1554 .4 .2 Exzentermaschinen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1564 .4 .3 Schaftmaschinen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1564 .4 .4 Jacquardmaschinen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1574 .4 .5 Schützenwebmaschine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1584 .4 .6 Projektilwebmaschine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1594 .4 .7 Greiferwebmaschine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1594 .4 .8 Düsenwebmaschine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1614 .4 .9 Mehrphasen-Webmaschine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1614 .4 .10 Schusseintragsleistung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1624 .4 .11 Open Reed Weaving . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163
4 .5 Entwicklungsrichtungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165
4 .6 Beispiele . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1654 .6 .1 Jeans . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1654 .6 .2 Teppich . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1664 .6 .3 Airbag . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168
5 Maschenwaren herstellung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171Co-Autoren: V. Schrank, K.-P. Weber, A. Hehl
5 .1 Gestricke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1735 .1 .1 Aufbau und Struktur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1735 .1 .2 Maschenbildung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175
5 .1 .2 .1 Jacquardtechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1775 .1 .3 Strickmaschinen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179
5 .1 .3 .1 Flachstrickmaschinen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179
IXInhalt
5 .1 .3 .2 Rundstrickmaschinen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1805 .1 .3 .3 Abstandsstrickmaschinen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183
5 .2 Wirken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1845 .2 .1 Aufbau und Struktur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1855 .2 .2 Wirkmaschinen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186
5 .2 .2 .1 Kulierwirkmaschinen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1865 .2 .2 .2 Kettenwirkmaschinen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1885 .2 .2 .3 Abstandsgewirke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191
5 .3 Entwicklungsrichtungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192
6 Vliesstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195Co-Autor: A. Gräber
6 .1 Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195
6 .2 Markt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197
6 .3 Rohstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 199
6 .4 Herstellungsverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2006 .4 .1 Vliesbildung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202
6 .4 .1 .1 Mechanische Vliesbildung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2026 .4 .1 .2 Aerodynamische Vliesbildung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2066 .4 .1 .3 Hydrodynamische Vliesbildung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2076 .4 .1 .4 Spinnvlies-Verfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2086 .4 .1 .5 Marktbedeutung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211
6 .4 .2 Vliesverfestigung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2126 .4 .2 .1 Mechanische Vliesverfestigung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2126 .4 .2 .2 Thermische Vliesverfestigung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2146 .4 .2 .3 Chemische Vliesverfestigung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2156 .4 .2 .4 Verfestigung durch Nähwirken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2166 .4 .2 .5 Marktanteile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216
6 .5 Trocknung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217
6 .6 Ausrüstung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2186 .6 .1 Verfahren zur Verbesserung des textilen Falls . . . . . . . . . . . . . . . . 2186 .6 .2 Verfahren aus der Lederausrüstung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2196 .6 .3 Heißsiegelbeschichtungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219
6 .7 Einsatzgebiete . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220
7 Geflechtherstellung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223
7 .1 Einteilung der Geflechte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2247 .1 .1 Muster . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225
7 .2 Flechtverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 226
X Inhalt
7 .2 .1 Konventionelle Flechtverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2267 .2 .1 .1 Litzenflechtmaschinen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2267 .2 .1 .2 Spitzenflechtmaschinen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2287 .2 .1 .3 Packungsflechter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229
7 .2 .2 Verfahren zur Herstellung von dreidimensionalen Geflechten . . . 2307 .2 .2 .1 Rundflechten (Multilayer-Interlock-Braiding oder
Through-The-Thickness-Braiding) und Umflechten . . . . . 2307 .2 .2 .2 Magnaweave/Omniweave oder 4-Step-Braiding-
Verfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2327 .2 .2 .3 2-Step-Braiding-Verfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2337 .2 .2 .4 Weiterentwicklungen der bisher genannten Verfahren . . 2347 .2 .2 .5 3D-Rotationsflechttechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 234
7 .3 2D- und 3D-Geflechte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 236
7 .4 Entwicklungsrichtungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 240
8 Gelegeherstellung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241Co-Autor: A. Schnabel
8 .1 Vom Kettengewirk zum multiaxialen Gelege . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242
8 .2 Biaxiale Gelege . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2448 .2 .1 Struktur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2458 .2 .2 Prinzip . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2458 .2 .3 Stichtypen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 246
8 .3 Multiaxiale Gelege (MAG) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2478 .3 .1 Struktur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2478 .3 .2 Prinzip . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 248
8 .4 Abstandsgelege . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2508 .4 .1 Aufbau der Struktur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2508 .4 .2 Prinzip . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250
8 .5 Gestrickte Gelege . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2518 .5 .1 Aufbau der Struktur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2518 .5 .2 Prinzip . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252
8 .6 Entwicklungsrichtungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252
9 Textilveredelung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 255Co-Autor: N. Saeger
9 .1 Vorbehandlung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2569 .1 .1 Trockenvorbehandlung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2569 .1 .2 Nassvorbehandlung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2579 .1 .3 Faserstoffspezifische Vorgänge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 262
9 .1 .3 .1 Baumwolle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 262
XIInhalt
9 .1 .3 .2 Wolle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2649 .1 .3 .3 Seide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 266
9 .2 Trocknen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 266
9 .3 Farbgebung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2689 .3 .1 Färben . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2689 .3 .2 Drucken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272
9 .4 Appretur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2759 .4 .1 Chemische Appretur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2769 .4 .2 Mechanische Appretur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2779 .4 .3 Thermische Appretur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 278
9 .5 Beschichten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 278
9 .6 Entwicklungsrichtungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 280
9 .7 Beispiele . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2819 .7 .1 Jeans . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2819 .7 .2 Teppiche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2819 .7 .3 Airbag . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282
10 Konfektion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 285Co-Autor: V. Niebel
10 .1 Teilen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28610 .1 .1 Schnittbilderstellung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28610 .1 .2 Richtungsorientierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28710 .1 .3 Musterorientierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28710 .1 .4 Schnittbildarten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28810 .1 .5 Verfahren zur Schnittbilderstellung/Übertragung . . . . . . . . . . . . . 28810 .1 .6 Zuschneiden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28810 .1 .7 Markieren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29010 .1 .8 Arbeitsvorbereitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 290
10 .2 Fügeverfahren in der Konfektion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29010 .2 .1 Nähen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 291
10 .2 .1 .1 Fadengeberhebel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29610 .2 .1 .2 Fadenspannungsvorrichtungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29610 .2 .1 .3 Transport . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29610 .2 .1 .4 Systematik der Nähnähte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296
10 .2 .2 Kleben und Fixieren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30010 .2 .3 Schweißen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 300
10 .3 Formen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 305
10 .4 Automatisierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 306
10 .5 Entwicklungsrichtungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 1 1
XII Inhalt
11 Technische Textilien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 315Co-Autor: P. Schuster
11 .1 Definitionen von Technischen Textilien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 315
11 .2 Beispiele für Technische Textilien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31611 .2 .1 Faserverbundwerkstoffe (FVW) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31611 .2 .2 Förderbänder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31711 .2 .3 Reifen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31811 .2 .4 Sicherheitstextilien (Mobiltech, Protech) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 320
11 .2 .4 .1 Mobiltextilien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32011 .2 .4 .2 Airbag . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32111 .2 .4 .3 Panzerung von Automobilen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32211 .2 .4 .4 Schutzkleidung für die Feuerwehr . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 324
11 .2 .5 Textilien für den Hoch- und Tiefbau (Buildtech) . . . . . . . . . . . . . . . 32411 .2 .5 .1 Textilbewehrter Beton . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32411 .2 .5 .2 Beschichtete Textilien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 327
11 .2 .6 Geotextilien (Geotech) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32911 .2 .7 Textilien in der Medizin (Medtech) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 337
11 .2 .7 .1 Hygienetextilien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33811 .2 .7 .2 Medizintextilien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 339
11 .3 Entwicklungsrichtungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 344
12 Textile Prüfungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 349
12 .1 Normen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 349
12 .2 Prüfklima . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35012 .2 .1 Bestimmung des Prüfklimas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 350
12 .3 Prüfungen an Fasern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35212 .3 .1 Feinheit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 352
12 .3 .1 .1 Bedeutung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35312 .3 .1 .2 Kenngrößen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35312 .3 .1 .3 Messverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 353
12 .3 .2 Faserlänge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 355
12 .4 Prüfungen an Garnen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35712 .4 .1 Feinheit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 357
12 .4 .1 .1 Weifverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35712 .4 .2 Drehung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 358
12 .4 .2 .1 Spinnfasergarne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35812 .4 .2 .2 Filamentgarne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35812 .4 .2 .3 Zwirne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 358
12 .4 .3 Mechanische Kennwerte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35912 .4 .3 .1 Messung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 359
XIIIInhalt
12 .4 .4 Ungleichmäßigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36212 .4 .4 .1 Messprinzip . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36212 .4 .4 .2 Diagramm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36212 .4 .4 .3 CV-Wert . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36312 .4 .4 .4 Normal-Spektrogramm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 364
12 .5 Prüfungen an Textilien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36512 .5 .1 Geometrie und Konstruktion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 366
12 .5 .1 .1 Dicke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36612 .5 .1 .2 Länge und Breite . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 367
12 .5 .2 Festigkeit und Dehnung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36712 .5 .3 Verhalten gegenüber Wasser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 369
12 .5 .3 .1 Wasseraufnahmevermögen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36912 .5 .3 .2 Wasserrückhaltevermögen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36912 .5 .3 .3 Wasserabweisendes Verhalten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 370
12 .6 Prüfungen an konfektionierten Textilien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37012 .6 .1 Oberflächenveränderung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 370
12 .6 .1 .1 Scheuerverhalten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37112 .6 .1 .2 Pilling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 372
12 .6 .2 Verhalten gegenüber Feuchte und Wasser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37412 .6 .2 .1 Maßänderung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 374
12 .6 .3 Farbechtheit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37512 .6 .3 .1 Begriffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37512 .6 .3 .2 Graumaßstäbe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37512 .6 .3 .3 Blaumaßstab (DIN EN ISO 105-B01 und -B02) . . . . . . . . . . 376
12 .6 .4 Fall und Drapierbarkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37712 .6 .4 .1 Messverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 378
12 .7 Bekleidungsphysiologische Prüfungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37812 .7 .1 Wärmehaushalt des Körpers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37912 .7 .2 Hohensteiner Hautmodell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38112 .7 .3 Thermoregulationsmodell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 382
12 .8 Prüfungen an technischen Textilien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38312 .8 .1 Fasern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38312 .8 .2 Garne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38412 .8 .3 Textilien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38412 .8 .4 Composites/Faserverbundwerkstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 384
12 .9 Entwicklungsrichtungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 385
XIV Inhalt
13 Entsorgung von Textilien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 387
13 .1 Stoffkreislauf in der Textilindustrie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38813 .1 .1 Lebensstufen eines Produktes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38813 .1 .2 Kreislaufwirtschaftsgesetz und Warenkennzeichnung . . . . . . . . . 391
13 .2 Stoffliches Recycling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39213 .2 .1 Faserrückgewinnung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39213 .2 .2 Bekleidung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39313 .2 .3 Teppichböden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39513 .2 .4 Autotextilien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39613 .2 .5 Aufbereitung und Verarbeitung von Sekundärfasern . . . . . . . . . . 39713 .2 .6 Thermisches Stoffrecycling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40213 .2 .7 Depolymerisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 402
13 .3 Thermisches Recycling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 403
13 .4 Deponierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 404
13 .5 Umweltschutz in der Textilwirtschaft . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40413 .5 .1 Umweltfreundliche Produktionsverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40513 .5 .2 Öko-Labels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 406
13 .5 .2 .1 Öko-Tex Standard 100 und 1000 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40613 .5 .2 .2 Ecoproof . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40813 .5 .2 .3 EU Öko-Label . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 408
13 .6 Entwicklungsrichtungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 410
13 .7 Beispiele . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41013 .7 .1 Jeans . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41013 .7 .2 Teppich . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41013 .7 .3 Airbag . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 410
14 Simulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 413Co-Autor: Y.-S. Gloy
14 .1 Arten der Simulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 413
14 .2 Wirtschaftlichkeit und Verifikation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 414
14 .3 Modellbildung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41414 .3 .1 Arten der Modellbildung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 414
14 .3 .1 .1 White Box-Modell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41514 .3 .1 .2 Black Box-Modell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41514 .3 .1 .3 Grey Box-Modell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41514 .3 .1 .4 Möglichkeiten der Vereinfachung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 415
14 .3 .2 Wissensbasierte Modelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41614 .3 .3 Expertensysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 416
14 .3 .3 .1 Fallbasierte Systeme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 416
XVInhalt
14 .3 .3 .2 Regelbasierte Systeme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41714 .3 .3 .3 Entscheidungsbäume . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41714 .3 .3 .4 Anwendungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 417
14 .4 Analytische Simulation von Maschinen und Prozessen . . . . . . . . . . . . . . 41814 .4 .1 Garnherstellung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41914 .4 .2 Gewebeherstellung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42214 .4 .3 Veredelung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42414 .4 .4 Empfehlungen zur Vorgehensweise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 424
14 .5 Numerische Simulation von Maschinen und Prozessen . . . . . . . . . . . . . . 42514 .5 .1 Neuronale Netze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 425
14 .5 .1 .1 Biologische Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42514 .5 .1 .2 Modell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42714 .5 .1 .3 Anwendungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42814 .5 .1 .4 Empfehlungen zur Vorgehensweise . . . . . . . . . . . . . . . . . . 434
14 .5 .2 Genetische und evolutionäre Algorithmen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43514 .5 .2 .1 Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43514 .5 .2 .2 Evolutionstheorie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43614 .5 .2 .3 Genotyp und Phänotyp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43714 .5 .2 .4 Mathematisches Modell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43714 .5 .2 .5 Anwendungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 438
14 .5 .3 Fuzzy-Logik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44014 .5 .3 .1 Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44014 .5 .3 .2 Mathematisches Modell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44014 .5 .3 .3 Anwendungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44214 .5 .3 .4 Empfehlungen zur Vorgehensweise . . . . . . . . . . . . . . . . . . 443
14 .6 Simulation von Garnen und textilen Strukturen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44314 .6 .1 Garne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44314 .6 .2 Textile Strukturen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 444
14 .7 Industrie 4 .0 – Leitsysteme und kognitive Maschinen . . . . . . . . . . . . . . . 445
15 Autoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 451
Thomas Gries . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 451
Dieter Veit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 451
Burkhard Wulfhorst . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 452
Co-Autoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 452
Danksagung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 453
Index . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 455
�� Vorwort zur 2. Auflage
Seit dem Erscheinen der 1 . Auflage dieses Buches im Jahr 1998 gab es zahlreiche neue Entwicklungen in der Textiltechnik . Daher haben wir uns entschlossen, dieses bewährte Standardwerk neu aufzulegen . Alle Kapitel wurden umfassend aktualisiert und z . T . neu geschrieben, einige Themen wurden neu aufgenommen (z . B . Mess- und Prüfverfahren, Simulation) . Dadurch liegt nun wieder ein umfas-sendes Buch zu den textilen Fertigungsverfahren vor, das auf dem heutigen Stand der Technik ist . Eine englische Ausgabe wird in Kürze folgen .
Aachen im Januar 2015 Thomas Gries, Dieter Veit
�� Vorwort zur 1. Auflage
Seit dem Wintersemester 1995/1996 halte ich an der RWTH Aachen die Vorlesung „Textiltechnik I– Einführung in die textilen Fertigungsverfahren“ . Hierbei handelt es sich um einen Überblick über die gesamten textilen Fertigungsverfahren vom Rohstoff über Verfahren und Maschinen der Garnherstellung, Gewebeherstellung, Maschenwarenherstellung, Vliesstoffherstellung, Geflechtherstellung, zur Herstel-lung von zweidimensionalen Verstärkungstextilien mit multiaxialem Aufbau, der Textilveredlung, der Konfektion bis zur Entsorgung von Textilien . Nach dieser Ein-führung folgen vertiefende Fachvorlesungen . Die Einführungsvorlesung wird für Studentinnen und Studenten des Textilmaschinenbaus mit der Vertiefungsrich-tung Textiltechnik, der Sekundarstufe II mit beruflicher Fachrichtung in dem Fach Textil- und Bekleidungstechnik sowie der Betriebswirtschaft mit dem technischen Fach Textiltechnik angeboten . Wir haben 1994/1995 einen umfangreichen Um-druck für diese Vorlesung erstellt . Dieser Umdruck hat großes Interesse gefunden . Sehr häufig werden Exemplare aus der Industrie geordert . Aus diesem Grunde ha-ben wir uns entschlossen, diesen Umdruck als Lehrbuch herauszugeben .
XVIII Vorwort zur 1. Auflage
In der Zwischenzeit habe ich den Vorlesungsumdruck gekürzt, ergänzt und aktua-lisiert . Das Kapitel „Technische Textilien“ wurde hinzugefügt und wegen der hohen Aktualität relativ umfangreich ausgestaltet . Auch das Kapitel „Entsorgung von Textilien“ wurde wegen der hohen Aktualität wesentlich erweitert . Am Ende der einzelnen Kapitel wurde ein Abschnitt „Beispiele“ hinzugefügt . Unter dieser Über-schrift werden drei ausgewählte Produkte erläutert . Für Jeans, Teppiche und Air-bags wird die jedem Kapitel zugrunde liegende Prozessstufe besprochen . Auf diese Weise kann eine durchgehende Verbindung zwischen den Kapiteln hergestellt werden . Zur Aktualisierung dieses Lehrbuches habe ich jedem Kapitel einen Ab-schnitt „Entwicklungsrichtungen“ hinzugefügt . Hier soll in stichwortartiger Dar-stellung auf zukünftige Entwicklungen hingewiesen werden . Das vorliegende Buch soll nur der Einführung in die Textiltechnik dienen und einen Überblick über die gesamte Prozesskette vermitteln . Zur Vertiefung der einzelnen Themen wird in den Literaturverzeichnissen auf weitergehende Fachliteratur verwiesen . Das vor-liegende Buch ist gedacht zur Einführung in die Textiltechnik für Studentinnen und Studenten an Fachhochschulen, Technischen Hochschulen und Universitäten sowie für Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter in der Textil- und Bekleidungstechnik, im Textilmaschinenbau und in der Chemiefaserindustrie sowie im Handel . Häufig wollen sich die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter in der Abteilung einer Prozess-stufe über die vor- und nachgelagerten Prozessstufen informieren . Hierzu kann das vorliegende Buch dienen .
Bei der Erstellung des Vorlesungsumdrucks im Jahr 1994/1995 haben folgende wissenschaftlichen Mitarbeiter des Institutes für Textiltechnik der RWTH Aachen mitgearbeitet: Herren Dipl .-Ing . E . Berndt, Dipl .-Ing . Th . Bischoff, Dipl .-Ing . Dipl .-Wirt . Ing . C . Cherif, Dr .-Ing . E . deWeldige, Dr .-Ing . R . Knein-Linz, Frau Dipl .-Ing . N . Elsasser, Herren Dr .-Ing . R . Kaldenhoff, Dipl .-Ing . M . Leifeld, Dipl .-Ing . O . Maetschke, Dipl .-Ing . K .-U . Moll, Dr .-Ing . M . Osterloh, Dipl .-Ing . M . Pasuch, Dipl .-Ing . M . Reintjes, Frau Dipl .-Ing . G . Satlow, Herr Dipl .-Ing . M . Schneider, Frau Dipl .-Ing . P . Sommer, Herren Dipl .-Ing . D . Veit, Dipl .-Ing . St . Zaremba .
Allen Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern sei dafür herzlich gedankt . Ein besonde-rer Dank geht an die Mitarbeiterinnen, die bei der redaktionellen Überarbeitung mitgeholfen haben . Dies sind Frau C . Cremer M . A ., Frau Dipl .-Ing . N . Elasser, Frau S . Izlakar, Frau M . Steffens . Die redaktionelle Koordination lag bei Frau Dipl .-Ing . N . Elsasser, der an dieser Stelle dafür besonders herzlich gedankt werden soll .
Herr Prof . Dr . h . c . Klaus-Peter Weber vertritt an der RWTH Aachen als Lehrbeauf-tragter das Fach „Verfahren und Maschinen der Maschenwarenherstellung“ . Herr Dipl .-Ing . Adolf Gräber ist Lehrbeauftragter für das Fach „Verfahren und Maschi-nen der Vliesstoffherstellung“ . Beide Herren haben sich freundlicherweise bereit erklärt, Mitautor bei den Kapiteln Verfahren und Maschinen der Maschenwaren- und Vliesstoffhertellung (Kap . 5 und 6) zu sein . Den beiden Kollegen sei dafür herzlich gedankt . Frau Dipl .-Ing . Nicole Elsasser betreut unsere Vorlesung „Ver-
XIXVorwort zur 1. Auflage
fahren und Maschinen der Textilveredlung“ und ist daher Mitautorin in dem Kapi-tel 9 . Herr Dr .-Ing . Dipl .-Wirt . Ing . Thomas Gries hat das Kapitel „Chemiefasern“ (Kap . 2 .2 und 2 .3) durchgesehen und überarbeitet . Herr Philipp Moll und Herr Dr .-Ing . Georg Tetzlaff vom Institut für Nähtechnik e . V . in Aachen haben „Verfah-ren und Maschinen der Konfektion“ (Kap . 10) überprüft . Den genannten Herren sei für die Mithilfe sehr herzlich gedankt .
Dem Carl Hanser Verlag danke ich sehr herzlich für die vorzügliche Zusammen-arbeit, für gute Ratschläge während der Erstellung des Manuskriptes sowie für die Ausgestaltung dieses Buches .
Aachen im März 1998 Burkhard Wulfhorst
1�� 1.1� Warum gibt es Fasern und Textilien?
Seit vielen tausend Jahren verwenden Menschen Fasern und Textilien . Das be-kannteste Produkt und mengenmäßig immer noch das Wichtigste ist Bekleidung . Textilien werden aber auch für medizinische Zwecke eingesetzt . So wurden z . B . Wundauflagen aus Seide schon in der Antike verwendet . Heutzutage werden auch Teile von Organen, Blutgefäße und Bänder aus textilen Strukturen hergestellt . Ohne Faserverbundwerkstoffe gäbe es keine modernen Flugzeuge und auch im Häuser- und Straßenbau werden immer mehr Fasern und Textilien eingesetzt . Fil-ter bestehen ebenfalls fast immer aus textilen Strukturen, wobei ganz unterschied-liche Werkstoffe verwendet werden, z . B . Polyester, Polyamid und Stahl .
Warum werden für diese ganz unterschiedlichen Produkte nun Fasern und Texti-lien gebraucht? Dafür gibt es drei Gründe:
� Ihre mechanischen Eigenschaften (z . B . Festigkeit, Dehnung, Schrumpf, E-Modul) die in weiten Grenzen gezielt eingestellt werden können .
� Ihre große Oberfläche relativ zum Gewicht verbunden mit einer � definierten Porosität .
Einleitung
2 1 Einleitung
Jeansstoff Textiles Implantat
Airbag Radaufhängung aus FVK (Foto: Julian Eichhoff)
Bild 1.1 Typische textile Produkte
1.1.1� Festigkeit und Dehnung
Fasern besitzen entlang ihrer Achse eine sehr hohe Festigkeit . Werden aus Fasern Garne hergestellt, so vervielfacht sich die Festigkeit, z . B . durch die aufgebrachte Drehung . Aus Fasern und Garnen erzeugte Textilien besitzen dann in alle Richtun-gen, in denen Fasern oder Garne liegen, entsprechend hohe Festigkeiten . So kön-nen Textilien sehr belastungsgerecht konstruiert und hergestellt werden . Gleich-zeitig werden die eingesetzten Materialien optimal ausgenutzt, denn Fasern und Garne können nur in die Richtungen eingebracht werden, in die auch Kräfte und Momente wirken . Somit ist für textile Strukturen häufig wesentlich weniger Mate-rial erforderlich als für klassische Werkstoffe wie z . B . Metall . Daher sind Fasern und Textilien ideal geeignet für den Leichtbau, z . B . im Automobilbau, in der Luft- und Raumfahrt, in der Bauindustrie und in der Medizin sowie im Sport . Neben der Festigkeit können auch Dehnung und E-Modul je nach Belastungsfall optimal ein-gestellt werden . Dies ist so mit keinem anderen Werkstoff möglich . Das Bild 1 .2 zeigt beispielhaft typische Bruchkraft- und Bruchdehnungswerte verschiedener
31.1 Warum gibt es Fasern und Textilien?
Fasermaterialien . Innerhalb des markierten Bereiches liegen die Eigenschaften noch vieler anderer Fasern . Nicht dargestellt ist z . B . Elastan mit einer Festigkeit von ca . 165 N/mm2 bei einer Dehnung von bis zu 700 % .
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
0 10 20 30 40 50 60 70
Bru
chkr
aft [
N/m
m2 ]
Bruchdehnung [%]
Baumwolle Flachs
Glasfasern
Carbon
Seide Wolle
Polyamid Polyester
Stahlfasern
p-Aramid
m-Aramid
Bild 1.2 Typische maximale Festigkeits- und Dehnungswerte von Fasern
1.1.2� Oberfläche und Porosität
Fasern und Textilien können aber noch mehr . Die geometrischen Eigenschaften einer textilen Struktur können in weiten Grenzen verändert werden . So sind sowohl sehr dichte als auch sehr offene Textilien möglich . Bei offenen Textilien kommt hinzu, dass die Fasern und Garne relativ zu ihrer Masse eine sehr große Oberfläche besitzen . Daher werden Fasern und Textilien immer dort eingesetzt, wo mit wenig Material eine möglichst große Oberfläche erzielt werden soll . Typische Anwendungen dieser Art sind Filter und Windeln, aber auch medizinische Im-plantate . Dort wird neben einer belastungsgerechten Struktur insbesondere eine definierte und meist große Oberfläche gefordert, damit sich körpereigene Zellen ansiedeln können . Auch in der variablen Einstellbarkeit von Oberfläche und Poro-sität sind Fasern und Textilien allen anderen Werkstoffen weit überlegen . Das Bild 1 .3 zeigt links die Aufnahme eines typischen Vliesstoffs . Es ist klar zu erkennen, dass alle Fasern in diesem Beispiel nur an wenigen Punkten andere Fasern berüh-ren . Dadurch ist die „freie Oberfläche“ solcher Strukturen sehr groß . Im rechten Teil des Bildes ist ein Gewebe zu sehen, bei dem im Gegensatz dazu alle Garne sehr dicht beieinander liegen . Dadurch ist die „freie Oberfläche“ sehr gering und die Porosität ist entsprechend niedrig .
4 1 Einleitung
Bild 1.3 REM-Aufnahmen von Vliesstoff und Gewebe
1.1.3� Mechanik von Festkörpern und textilen Strukturen
Die Mechanik von textilen Strukturen ist im Vergleich zu Festkörpern sehr kom-plex, wie die folgende Übersicht zeigt . Häufig können jedoch Vereinfachungen ge-troffen werden, so dass ihre mechanischen Eigenschaften manuell oder mit Simu-lationsprogrammen berechnet werden können (Bild 1 .4) .
E G OG E OOO
E Ԑ
Bild 1.4 Mechanik von Festkörpern und Textilien
51.2 Geschichtliche Entwicklung der Textiltechnik
�� 1.2� Geschichtliche Entwicklung der Textiltechnik
Zu den Grundbedürfnissen der Menschen gehören Nahrung, Wohnung und Beklei-dung . Die Bekleidung soll einerseits vor Witterungseinflüssen schützen, sie ist an-dererseits aber auch Ausdrucksmittel für Persönlichkeit und Lebensstandard .
Die Entwicklung der Bekleidungsherstellung lässt sich bis in die Jungsteinzeit zurückverfolgen . Bereits 4000 v . Chr . waren in Mitteleuropa die Handspindel und der Gewichtswebstuhldie wichtigsten Arbeitsmittel zur Herstellung von Textilien . Verarbeitet wurden nachweislich Wolle und Flachs (Leinen) . Um 2000 v . Chr . wur-den in China Seidengewebe und in Ägypten Leinenstoffe gefertigt . Dort gab es bereits einen Flachsminister, was die Bedeutung dieses Faserstoffs für die Textil-herstellung zeigt .
Die Wende vom 10 . zum 11 . Jh . brachte grundlegende Änderungen für den Spinn- und Webprozess . Durch die Kreuzzüge lernten europäische Ritter im vorderen Orient die Baumwolle als neuen Faserstoff kennen, ab der Mitte des 14 . Jhs . wurde sie in Mitteleuropa zur Textilherstellung eingesetzt (Tabelle 1 .1) .
Die zunehmende Verstädterung und damit einhergehend der steigende Bedarf an Textilien führte ab Anfang des 18 . Jhs . zu einer allmählichen Mechanisierung der Textilherstellung . Bis dahin war die Garnherstellung hauptsächlich Frauenarbeit und wurde zuhause durchgeführt . Das Weben hingegen war ein Handwerksberuf für Männer und bereits im Mittelalter hoch spezialisiert, wie die Familiennamen Leinweber, Seidenweber und Wollweber heute noch zeigen . Die Erfindung des Schnellschützen durch John Kay 1733 führte zu einer Verdopplung der Produkti-vität eines Webstuhls und somit zu einem schnell steigenden Bedarf an Garnen („Garnhunger“) . Mit der Entwicklung der Dampfmaschine durch John Newcomen, James Watt u . a . stand bald darauf eine Energiequelle zur Verfügung, die den Be-trieb größerer Maschinen erlaubte: das Zeitalter der Industrialisierung hatte be-gonnen und die erste Industrie, die so entstand, war die Textilindustrie .
Die Anforderungen, mit denen sich die Textiltechnik seit Beginn der Industrialisie-rung konfrontiert sah, waren einerseits die auf Grund des Bevölkerungswachs-tums hervorgerufene ständig wachsende Nachfrage nach Textilien zu befriedigen und andererseits preiswerte Textilien herzustellen, die für jedermann erschwing-lich waren . Die bis dahin manuell oder mit Wasserkraft betriebenen Spinn- und Webmaschinen konnten diese Anforderungen nicht mehr erfüllen . Somit war es nötig, die vorhandenen Maschinen zu mechanisieren bzw . neue Maschinen zu konstruieren, um die neuen Antriebsmöglichkeiten (Dampf, Elektrizität) effektiv einzusetzen . Ein herausragendes Beispiel ist die Entwicklung der ersten mecha-nischen Webstühle, die in einer Weberei in England eingesetzt und mit einer Dampfmaschine betrieben wurden .
6 1 Einleitung
Tabelle 1.1� Entwicklung der Textiltechnik [Wulfhorst, 1998]
Zeitraum Entwicklung Rohstoffe Spinnen Weben Stricken/Wirken
4000 v. Chr. Wolle, Flachs (Leinen) ● ●HandspindelGewichtswebstuhl ●
1350 n. Chr. Handspinnrad ● ●Trittwebstuhl ●
1530 Flügelspinnrad von Leonardo da Vinci ●
Bandwebstuhl ●1589 Handkulierstuhl von W. Lee ●1764 Baumwolle, Wolle, Flachs ●
Erste Spinnmaschine „Spinning Jenny“ ●
1769 Flügelspinnmaschine „Water Frame“ – kontinuierliches Feinspinnen – ●
1775 Handkettenwirkstuhl von J. Crane ●1785 Erster Einsatz von Dampfmaschinen ●
Mechanischer Webstuhl ●1793 Baumwollentkörnungsmaschine von
E. Withney ●
1795 „Jacquardmaschine“ ●1830 „Selfacting Mule“ von J. Hargreaves ●1844 „Ringspinnmaschine“ ●1846 Herstellung von Schießbaumwolle ●um1855 Rundstrickmaschine ●1863 Flachstrickmaschine von J. W. Lamb ●1892 Viskosefaser, Cuprofaser ●1899 Acetatfaser ●1900 Webmaschine mit automatischem
Schusswechsel und elektrischem Antrieb
●
1914 Schusseintrag mit Luftstrahl ●1935 Polyamid PA 6.6 ●1937 Polyurethan ●1938 Polyamid PA 6 ●1939 Polyester (PES) ●1942 Polyacrylonitril (PAN) ●1955 Offen-End-Spinnverfahren ●
Wasserdüsenwebmaschine ●1960 Projektil- und Greiferwebmaschine ●1965 OE-Rotorspinnmaschine ●
71.2 Geschichtliche Entwicklung der Textiltechnik
Zeitraum Entwicklung Rohstoffe Spinnen Weben Stricken/Wirken
1974 OE-Friktionsspinnmaschine ●1992 Luftdüsenwebmaschine (900 min–1) ●
Lyocell ●1994 Kompaktspinnen ●2003 Luftspinnen ●2011 Open Reed Weaving (Stickweben) ●
Es folgte dann über 180 Jahre hinweg eine stetige Weiterentwicklung . Ein innovati-ver Schub erfolgte in den 1960er Jahren durch die Einführung nichtkonventionel-ler Spinnverfahren (OE-Rotorspinnen) sowie der schützenlosen Webmaschine . Durch diese neuen Techniken konnte die Produktion nahezu verfünffacht werden, der Personaleinsatz hingegen wurde drastisch reduziert .
Parallel zur Maschinenentwicklung bei den Spinnverfahren, Web- und Maschen-warenherstellungsverfahren mussten den Anforderungen entsprechende, preis-werte Rohstoffe bereitgestellt werden . Dominierten bis zu Beginn des 19 . Jh . noch Wolle und Flachs die Textilherstellung, so begann nun der Siegeszug der bis heute wichtigsten Naturfaser, der Baumwolle . Im Gegensatz zu Wolle und Flachs kann sie in großen Mengen erzeugt werden . Eine erste wichtige technische Entwicklung war dabei die Erfindung der Entkörnungsmaschine 1793 durch Eli Whitney . Da-durch wurde die Menge an Baumwollfasern, die ein Arbeiter an einem Tag vom Samen trennen konnte, von 500 g auf 500 kg gesteigert . Baumwolle konnte in grö-ßeren Mengen erzeugt werden (vor allem in den Südstaaten der USA) und eta-blierte sich innerhalb weniger Jahrzehnte als wichtigster Faserrohstoff für die Tex-tilherstellung .
Ende des 19 . Jahrhunderts führten bedeutende Erfindungen auf dem Gebiet der Zellulosechemie zur Entwicklung von Chemiefasern aus natürlichen Polymeren . Ein erster Durchbruch gelang dabei Graf Hilaire de Chardonnet, der auf der Welt-ausstellung 1894 in Paris als Erster Kleider aus der so genannten Kunstseide (Nit-rocellulose) ausstellte . Bedauerlicherweise neigten diese Stoffe jedoch zu Selbst-entzündung bei Kontakt mit offenem Feuer, so dass ihnen ein kommerzieller Erfolg versagt blieb . Im Jahr 1901 entwickelten Fremery, Urban und Bronnert die Visko-sefaser, die aus Holz hergestellt wird und bis heute die wichtigste zellulosische Chemiefaser ist . Die mit H . Staudinger verbundenen Erfindungen auf dem Sektor der makromolekularen Chemie in den 1920er und 1930er Jahren gaben den An-stoß zur Entwicklung der Chemiefasern aus den synthetischen Polymeren Poly-amid (PA), Polyester (PES), Polyacrylnitril (PAN), Polyurethan (PUE) u . a . Im Jahr 1993 wurden erstmals mehr Chemiefasern erzeugt als Naturfasern und 2003 ver-drängte Polyester (PET) Baumwolle als mengenmäßig wichtigsten Faserrohstoff .
8 1 Einleitung
Die Einführung der nichtkonventionellen Spinnverfahren, z . B . OE-Rotor-, OE-Frik-tions- und Luftspinnverfahren, führte seit den 1970er Jahren zu einer Verzehn-fachung der Garnspinngeschwindigkeit im Vergleich zum Ringspinnen .
Im Bereich der Weberei wurde parallel dazu die Schusseintragsgeschwindigkeit ständig gesteigert . Neuartige, so genannte nichtkonventionelle Schusseintragsver-fahren mittels Projektil, Greifer, Wasser und Luft lösen den Schützen allmählich ab . Heute werden Schusseintragsgeschwindigkeiten von über 3500 m/min er-reicht, womit die meisten Garne an ihre Festigkeitsgrenzen kommen .
�� 1.3� Fertigungsstufen
Für die Herstellung textiler Produkte ist eine Vielzahl von Fertigungsstufen not-wendig . Das Bild 1 .5 gibt einen Überblick über die wichtigsten Rohstoffe und die wesentlichen Prozessstufen .
Die Fertigungskette vom Rohstoff bis zur Entsorgung wird als „Textilpipeline“ (Bild 1 .6) oder „Wertschöpfungskette“ (Bild 1 .7) bezeichnet . Die Rohstoffe zur Her-stellung textiler Produkte sind sowohl Natur- als auch Chemiefasern . Ob Natur-, Chemiefasern oder Mischungen verarbeitet werden, richtet sich nach den jewei-ligen Einsatzgebieten und den dafür notwendigen Gebrauchseigenschaften .
Die technologischen Eigenschaften der Naturfasern – z . B . Länge, Feinheit, Festig-keit – können variieren . Die genannten Eigenschaften sind beispielsweise bei der Baumwolle im Wesentlichen abhängig vom Anbaugebiet und den Wachstumsbedin-gungen . Bei der Wolle werden sie einerseits maßgeblich durch die verschiedenen Schafrassen, andererseits aber auch durch die Tierhaltung (Ernährung, Krankhei-ten) beeinflusst . Die genannten Kriterien bestimmen maßgeblich Qualität, Menge und Preis der Naturfasern .
Die Chemiefasern können, im Gegensatz zu den Naturfasern, durch ihre chemi-sche Zusammensetzung und die Synthesebedingungen in ihren Eigenschaften ver-ändert werden . Neben der Feinheit und der Festigkeit kann auch die Faserlänge angepasst werden . Chemiefasern können als Endlosfasern oder als Spinnfasern (Endlosgarn auf eine bestimmte Länge geschnitten oder gerissen) hergestellt und verarbeitet werden .
91.3 Fertigungsstufen
Rohstoffe
Garne
Flächen
Veredlung
Konfektion
Handelsfertiges Aufmachen
Baumwolle
Spinnen
Weben
Färben
Nähen
Wolle
Zwirnen
Stricken
Flachs (Leinen)
Texturieren
Tuften
Ausrüsten
Chemiefasern
Vlies
Bild 1.5 Rohstoffe und Prozessstufen [Arbeitgeberkreis Gesamttextil, 1988]
Natürl. Roh-stoffe
Chemie-fasern
Spinn-faser-garne
Flächen Ver-edelung
Kon-fektion
Handel
Ge-brauch
Bild 1.6 Die textile Kette („Textilpipeline“)