Table Of ContentFORSCHUNGSBERICHTE DES LANDES NORDRHEIN-WESTFALEN
Nr.1651
Herausgegeben
im Auftrage des Ministerpräsidenten Dr. Franz Meyers
von Staatssekretär Professor Dr. h. c. Dr. E. h. Leo Brandt
Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E. b. Waltber Wegener
Dr.-Ing. Gerbard Egbers
Institut für Textiltechnik der Rhein.-Westf. Techn. Hochschule Aachen
Der Durchmesser,
ein Merkmal der Garnungleichmäßigkeit,
und seine Auswirkung auf das Gewebeaussehen
Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH
ISBN 978-3-663-06029-1 ISBN 978-3-663-06942-3 (eBook)
DOI 10.1007/978-3-663-06942-3
Verlags-Nr.2011651
© 1966by Springer Fachmedien Wiesbaden
Ursprünglich erschienen bei Westdeutscher Verlag, Köln und Opladen 1966
Gesamtherstellung : Westdeutscher Verlag
Inhalt
1. Einleitung...................................................... 7
1.1 Die Darstellung der Faserverbandsungleichmäßigkeit . . . . . . . . . . . . 7
1.2 Die Ermittlung der Faserverbandsungleichmäßigkeit .. : . . . . . . . . . 7
2. Die Methoden zur Bestimmung der Durchmesserschwankungen eines
Faserverbandes ................................................. 9
2.1 Die visuelle Prüfung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
2.2 Die Beurteilung des vergrößert dargestellten Faserverbandes . . . . . 9
2.3 Die fotoelektrischen Meßverfahren. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
2.3.1 Die Anstrahlung des Faserverbandes aus nur einer Richtung.. . .. 12
2.3.2 Die Anstrahlung des Faserverbandes aus mehreren Richtungen. . . 18
3. Die Überprüfung eines Gleichmäßigkeitsprüfgerätes mit fotoelektrisch
arbeitendem Meßwertgeber .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 23
3.1 Die Anforderungen an ein Gleichmäßigkeitsprüfgerät . . . . . . . . . .. 23
3.2 Die Faktoren, die bei fotoelektrisch arbeitenden Meßwertgebern das
Meßergebnis beeinflussen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 23
3.3 Der Zusammenhang zwischen der Masse und dem Durchmesser eines
Faserverbandes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 24
3.4 Die Versuchsergebnisse bei der Überprüfung eines fotoelektrisch
arbeitenden Meßwertgebers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 30
3.4.1 Der Einfluß der Lage des Faserverbandes zwischen der Optik und
der Fotozelle auf den Meßwert. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 31
3.4.2 Der Einfluß von Dick- und Dünnstellen auf den Meßwert ....... 36
3.4.3 Die Reproduzierbarkeit der Meßergebnisse. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 36
4. Die fotoelektrische Meßmethode bei der Prüfung des Ungleichmäßigkeits
verhaltens von Garnen verschiedener Provenienz .... . . . . . . . . . . . . . . .. 39
4.1 Die fotoelektrische Meßmethode bei der Prüfung des Ungleich
mäßigkeitsverhaltens von Mischgarnen aus Langflachs und Zellwolle 39
4.2 Die fotoelektrische Meßmethode bei der Prüfung des Ungleich
mäßigkeitsverhaltens von Mischgarnen aus Kurzflachs und Zellwolle 43
4.3 Die fotoelektrische Meßmethode bei der Prüfung des Ungleich
mäßigverhaltens von Streichgarnen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 46
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4.4 Die fotoelektrische Meßmethode bei der Prüfung des Ungleich-
mäßigkeitsverhahens von Baumwollgarnen .................... 48
4.5 Die fotoelektrische Meßmethode bei der Prüfung des Ungleich
mäßigkeitsverhahens von Zellwollgarnen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 51
4.6 Die fotoelektrische Meßmethode bei der Prüfung des Ungleich
mäßigkeitsverhahens von Kammgarnen aus Wolle und Polyester-
fasern ... . .... . . . . . . . ... . . . ... . . . . . . . .. . . . . ... . . . . . . . ...... 55
4.7 Diskussion der Versuchsergebnisse ........................... 59
5. Zusammenfassung............................................... 62
6. Literaturverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 63
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1. Einleitung
1.1 Die Darstellung der Faserverbandsungleichmäßigkeit
Ein wesentliches Gebiet der Textilprüfung ist die Bestimmung der Ungleich
mäßigkeit von Faserverbänden, da sich die Ungleichmäßigkeit des Garnes in
hohem Maße auf das Aussehen des Gewebes auswirkt. Es ist daher wichtig, die
Herstellung eines Garnes sorgfältig zu überwachen und die Ungleichmäßigkeit
so gering wie möglich zu halten. Zur Charakterisierung des Ungleichmäßigkeits
verhaltens gibt es bislang drei Kennfunktionen : die Längenvariationsfunktion,
die Spektrumsfunktion und die Autokorrelationsfunktion. Über dieses Gebiet
haben u. a. WEGENER und HOTH [1, 2, 3,4], WEGENER und ROSEMANN [5, 6, 7, 8],
WEGENER [9, 10] sowie WEGENER und PEUKER [11, 12] eingehend berichtet. Zur
Beurteilung des Ungleichmäßigkeitsverhaltens eines Faserverbandes geben
WEGENER und HOTH [1] der Längenvariationsfunktion den Vorzug, weil diese
die Querstreuung direkt enthält. Die Querstreuung müßte bei der Spektrums-und
bei der Autokorrelationsfunktion zusätzlich ermittelt werden, was bislang auf
experimentellem Wege nicht ohne weiteres möglich war. Sollen dagegen die Art
und die Größe verschiedener Ungleichmäßigkeitseinflüsse (Perioden) beurteilt
werden, so ist es zu empfehlen, die Spektrumsfunktion zur Beurteilung mit
heranzuziehen.
1.2 Die Ermittlung der Faserverbandsungleichmäßigkeit
Zur Ermittlung der drei Kennfunktionen sind verschiedene Verfahren bekannt.
So kann z. B. die Bestimmung einer Längenvariationskurve nach der Methode des
Schneidens und Wiegens erfolgen. Hierbei wird der Faserverband in eine Vielzahl
von Stücken der verschiedenen Längen L zerschnitten. Die zu jeder gewählten
Länge L gehörenden einzelnen Faserverbandstücke werden gewogen. Aus den
Gewichten wird dann für jede Länge Lein Variationskoeffizient ermittelt. Das
Verfahren ist sehr zeitraubend. Es wurde daher eine Reihe von Verfahren ent
wickelt, bei denen die Masse, der Querschnitt oder der Durchmesser des Faser
verbandes kontinuierlich gemessen wird. Der Faserverband läßt sich mechanisch,
optisch, pneumatisch, kapazitiv oder mit Hilfe von Radioisotopen abtasten [13].
Weit verbreitet sind Gleichmäßigkeitsprüfgeräte, deren Meßwertgeber auf kapa
zitiver Basis arbeiten. Bei der Verwendung kapazitiv arbeitender Meßwertgeber
muß jedoch eine Anzahl von Störfaktoren in Kauf genommen werden, wodurch
die Anwendung des Prüfverfahrens im Fabrikbetrieb mit Schwierigkeiten ver
bunden ist. Der Meßkondensator reagiert sehr empfindlich auf Feuchtigkeits-
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schwankungen und auf elektrostatische Aufladungen des Faserverbandes. Die
elektrostatischen Aufladungen können im Meßkondensator eine Influenzspannung
erzeugen oder gar zu Entladungen führen. Sie lassen sich allerdings durch eine
geeignete Konstruktion des Meßkopfes und des Meßverstärkers sowie durch eine
niedrige Durchlaufgeschwindigkeit weitgehend verhindern. Der Feuchtigkeits
einfluß ist jedoch ein typischer Störfaktor des kapazitiven Meßsystems. Bei einer
homogenen Feuchtigkeitsverteilung im Garn läßt sich der Feuchtigkeitseinfluß
kompensieren. Feuchtigkeitsschwankungen jedoch lassen sich mit Hilfe der kapa
zitiven Messung nicht von Masseschwankungen unterscheiden. So kann unter
Umständen bei der Prüfung eine Nummernschwankung vorgetäuscht werden.
Wenn das kapazitive Meßsystem benutzt wird, darf es nur in Räumen mit kon
stantem Klima verwendet werden. Dabei wird unterstellt, daß die Faserverbände
genügend lange im Prüfklima ausgelegt werden, damit die Fasern dieselbe Feuch
tigkeit haben. Es versagt die kapazitive Meßmethode bei Mischgarnen, deren
Komponenten ein unterschiedliches Feuchtigkeitsaufnahmevermögen haben. Die
Dielektrizitätskonstante von Wasser ist etwa 16mal größer als die Dielektrizitäts
konstante der Fasern. Bei einem mittleren Feuchtigkeitsgehalt des Faserverbandes
von 8% geht die Feuchtigkeit genau so hoch in das Meßergebnis ein wie die
Fasermasse. Besteht ein Faserverband aus 50% Wolle und aus 50% Polyester
fasern, so kommt neben der eigentlichen Fasermasse praktisch nur der Feuchtig
keitsanteil der Wollfasern zum Tragen, da die Wollfasern etwa vierzig mal mehr
Feuchtigkeit aufnehmen als die Polyesterfasern. Für die Prüfung bestimmter
Mischgespinste ist das kapazitive Meßsystem folglich ungeeignet.
Um den Unzulänglichkeiten des kapazitiven Meßsystems zu begegnen, werden
bei der Prüfung des Ungleichmäßigkeitsverhaltens von Faserverbänden u. a.
fotoelektrisch arbeitende Meßwertgeber eingesetzt, wobei allerdings andere Un
zulänglichkeiten in Kauf genommen werden müssen. Derartige Geräte sowie die
Eigenschaften der fotoelektrischen Meßwertgeber werden nachfolgend beschrie
ben. Weiter wird über die Ergebnisse einer Reihe von Versuchen, die am Institut
für Textiltechnik der Technischen Hochschule Aachen mit einem fotoelektrischen
Gleichmäßigkeitsprüfgerät durchgeführt wurden, berichtet.
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2. Die Methoden zur Bestimmung der Durchmesserschwan
kungen eines Faserverbandes
2.1 Die visuelle Prüfung
Die älteste und zugleich einfachste Methode der Ungleichmäßigkeitsbeurteilung
eines Faserverbandes ist subjektiv und besteht in einer rein visuellen Prüfung. Die
Beurteilung erfolgt gefühlsmäßig. Kommt es nur darauf an festzustellen, ob die
Gleichmäßigkeit eines Garnes für einen bestimmten Verwendungszweck aus
reicht oder nicht, genügt es, das Garn mit einer dünn eingestellten Kette zu ver
weben und das entstandene Gewebe in Augenschein zu nehmen. Bei einer dicht
eingestellten Kette kommen die vorhandenen Garnungleichmäßigkeiten weniger
zum Tragen. Einfacher und gebräuchlicher ist es jedoch, das Garn in flachen
Schraubenwindungen auf eine Kontrasttrommel oder -tafel aufzuwickeln und es
mit Fehlerstandards zu vergleichen. TOENNIESSEN [14, 15] verwendet konische
Kontrasttafeln, bei denen periodische Schwankungen des Garndurchmessers an
Moireerscheinungen sichtbar werden. Bei dem »line-Fil«-Gerät von Litty werden
die Fäden von zwei Vergleichscops 31mal in 3 mm Abstand gegenläufig vor einer
auswechselbaren Kontrastfläche hin- und hergeführt. Es wird mit einem Schnell
gang (10 mjmin) oder mit einem Langsamgang (1,25 mjmin) gearbeitet.
Eine Weiterentwicklung der konischen Kontrasttafel von TOENNIESSEN ist das
Periodoskop von KÖB [16]. Das zu prüfende Garn wird über drei schraubenförmig
gerillte Leitwalzen geführt, die so zueinander stehen, daß der Gesamtumfang von
Windung zu Windung zunimmt. Periodische Durchmesserschwankungen des
durchlaufenden Garnes lassen einen wandernden Moireeffekt entstehen. Die
Durchlaufgeschwindigkeit des Garnes kann verändert werden.
Bei den bisher beschriebenen Verfahren wird das dem Auge vermittelte Bild nicht
fixiert. Dies ist jedoch mit Hilfe des »Vitno-Winders« der Firma Dikkers möglich.
Das Garn wird auf zwei schraubenförmig gerillte Walzen schlauchförmig auf
gewickelt. Zwischen die beiden Fadenlagen wird eine Kassette mit lichtempfind
lichem Papier gebracht. Die Fadenlagen werden fotographisch registriert. Auf
diese Weise entsteht ein auswertbares Identitätsbild. Mit einem neueren Gerät auf
ähnlicher Basis, dem Copyfil-Gerät der Firma C.O.G.E. S. T. in Destelbergen,
Belgien, lassen sich Kontaktfotokopien konischer Garntafeln herstellen. Der V or
teil beider Verfahren besteht darin, daß diese Kopien zu Vergleichszwecken auf
bewahrt werden können.
2.2 Die Beurteilung des vergrößert dargestellten Faserverbandes
Die visuellen Verfahren sind infolge der subjektiven Beurteilung mehr oder
weniger fehlerbehaftet. Besser sind dagegen die Verfahren der vergrößetten Dar-
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stellung. Hiernach wird der Faserverband durch eine oder mehrere Lichtquellen
beleuchtet und an festgelegten Stellen auf eine Bildfläche projiziert. So entwickelte
BARELLA [17, 18, 19] ein Gleichmäßigkeitsprüfgerät, bei dem der Faserverband auf
einem Bildschirm abgebildet wird. Die Beurteilung der Faserverbandsschwan
kung kann durch visuelle Betrachtung, durch Bestimmung der Faseranzahl im
Querschnitt oder durch Ausmessen des Durchmessers erfolgen. Die Konstruktion
des » Gleichmäßigkeitsprüfgerätes Barella« ist aus der Abb. 1 ersichtlich. Die
Fadenspannung wird sorgfältig konstant gehalten, da sie von erheblicher Be
deutung für das Meßergebnis ist. BARELLA [20] fand, daß die Durchmesserschwan
kungen besser ausgeprägt sind, wenn das Garn eine Nachdrehung erhält. Er stattet
deshalb sein Gleichmäßigkeitsprüfgerät mit einer Nachdreheinrichtung aus. Wird
die Länge des Faserverbandes während der Nachdrehung konstant gehalten, so
sind die gemessenen Durchmesserschwankungen geringer, als wenn der Faser
verband während der Nachdrehung schrumpfen kann [20]. TIANA RAGASOL [21]
entwickelte ein Gleichmäßigkeitsprüfgerät, bei dem der bewegte Faserverband
vergrößert und bei offenem Verschluß fotographiert wird (Abb.2). Durchmesser
schwankungen des bewegten Faserverbandes bewirken, daß die Konturen des foto
graphierten Faserverbandstückes verwischt werden. Je größer die Durchmesser
schwankungen sind, desto breiter ist das Bild. TIANA RAGASOL ermittelt aus der
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Abb. 1 Gleichmäßigkeitsprüfgerät Barella (1950)
BR regulierbare Bremse; DVDrehvorrichtung; Kl, K2 Klemmen; FM Faden
spannungs-Meßgerät; F B Faserverband ; L Lichtquelle; 0 P Optik; A W' Abzugs
walzen; LS Bildschirm
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