Table Of ContentFORSCHUNGSBERICHTE DES LANDES NORDRHEIN-WESTFALEN
Nr. 1333
Herausgegeben
im Auftrage des Ministerprasidenten Dr. Franz Meyers
von Staatssekretar Professor Dr. h. c. Dr. E. h. Leo Brandt
DK 677.118-16: 677.021
Dipl.-Ing. Waldemar Robs
Dipl.-Ing. Rudolf Otto
Technisch-Wissenschaftliches Biiro fiir die Bastfaserindustrie, Bielefeld
Untersuchungen tiber Fasermischungen
in der Bastfaserwergspinnerei
Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH
Verlags-Nr.011333
ISBN 978-3-663-06570-8 ISBN 978-3-663-07483-0 (eBook)
DOI 10.1007/978-3-663-07483-0
© 1963 b y Springer Fachmedien Wiesbaden
UrspriinglicherschienenbeiWestdeutscher Verlag, Kăln und Opladen 1963.
Inhalt
1. Einleitung und Aufgabenstellung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
2. Priifung der Faserverteilung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
2.1 Fasermarkierung............................................. 8
2.2 Bewertung der Faserverteilung ................................ 9
3. Versuchsdurchfiihrung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 12
3.1 Mischverfahren.............................................. 12
3.2 Versuchsmaterial ............................................ 13
3.3 Spinnplan .................................................. 13
3.4 Priifung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 14
4. Versuchsergebnisse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 16
4.1 Vorgarne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 16
4.2 Mischungsanteile ............................................ 18
4.3 Korrelationen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 20
4.4 V orgarnkomponenten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 22
5. Zusammenfassung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 27
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1. Einleitung und Aufgabenstellung
Die in der Bastfaserspinnerei (Flachsspinnerei, Hanfspinnerei, Jutespinnerei) ein
gesetzten Rohstoffe weisen nach Sorte, Wachs tum und Aufbereitung Unterschiede
auf, die in den Gespinsten qualitatsbestimmend in Erscheinung treten. Durch
Mischen von Rohstoffen mit verschiedenen charakteristischen Eigenschaften
(Spinnfahigkeit, Festigkeit, Feinheit, Farbe usw.) konnen bei den Garnen be
stimmte Qualitatsmerkmale erzielt werden. Der Einsatz von Rohstoffmischungen
dient auBerdem dazu, die Kontinuitat einer Garnqualitat aufrechtzuerhalten, in
dem durch Einsatz ausgleichender Mischungskomponenten ein gleichbleibendes
Endprodukt erreicht wird. Auch wirtschaftliche Momente spielen bei der Mi
schung eine Rolle.
Fur eine sinnv olle Mischung ist die gleichmaBige Verteilung der einzelnen Kom
ponenten im Gespinst V oraussetzung. Die Intensitat der Fasermischung wird
maBgeblich beeinfluBt durch die Art des Mischverfahrens und durch die Arbeits
gange der Spinnereivorbereitung. Die spezielle Struktur der in der Bastfaser
spinnerei verarbeiteten Bundelfasern muB in diesem Zusammenhang besondere
Beachtung fi!lden. Erschwerend kommt hinzu, daB es bei den Rohstoffen der
Bastfaserspinnerei eine Standardisierung in dem MaBe wie bei anderen Fasern
nicht gibt.
PlanmaBig durchgefUhrte Untersuchungen der Mischverfahren fur Bastfasern
sind bisher nicht bekannt geworden. Die Beurteilung ihrer ZweckmaBigkeit
geht in der Praxis von subjektiven Gesichtspunkten aus, woraus auch die haufig
auseinandergehenden Ansichten zu erklaren sind. Urn ein objektives Urteil zu
ermoglichen, hat das TWB-Bastfaser in der Flachswergspinnerei gebrauchliche
Mischverfahren auf die GleichmaBigkeit der durch sie erzielten Faserverteilung
gepruft. Dabei muBte zunachst die grundsatzliche Frage zur Entscheidung kom
men, ob vor oder nach dem Kardieren gemischt werden solI. Wahrend im letzteren
Falle praktisch nur die Mischung im Band in Frage kommt, war beim Mischen
vor der Karde das zweckmaBigste Verfahren zu ermitteln.
Voraussetzung fUr die DurchfUhrung dieser Untersuchungen war die Schaffung
der Moglichkeit einer geeigneten und die Struktur der technischen Bastfaser nicht
angreifenden Markierung der Faseranteile, urn sie bei der Auswertung, die unter
Anwendung bekannter statistischer Verfahren erfolgte, trennen zu konnen.
Die Arbeit wurde mit finanzieller Unterstutzung des Herrn Ministerprasidenten
des Landes Nordrhein-Westfalen, Landesamt fur Forschung, durchgefuhrt.
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2. Prufung der Faserverteilung
Die GleichmaBigkeit einer Faserverteilung kann entweder nach der Anordnung
oder nach der Anzahl der Fasern verschiedener Mischungskomponenten in aufein
anderfolgenden Gespinstquerschnitten bewertet werden. Wahrend mit der An
ordnung der Fasern im Querschnitt die Innigkeit der Fasermischung (Zusammen
ballungen oder ideale Verteilung) erfaBt wird, gibt die Relation der Faserzahlen
im Querschnitt eine Wertung fUr die GleichmaBigkeit der Mischung in Langs
richtung. Beide Faktoren bestimmen das Aussehen und die technologischen
Eigenschaften der Mischgarne.
Bei der Betrachtung der MischungsgleichmaBigkeit in yom Farbton unabhangi
gen Bastfasergarnen ist in erster Linie die letztgenannte Verteilung in Langs
richtung interessant und wird allein in unserer Arbeit behandelt.
Da wir aus fasertechnologischen und versuchstechnischen Griinden eine Zahlung
der Fasern im Querschnitt auf mikroskopischem Wege nicht vornehmen konn
ten, arbeiteten wir mit endlichen Gespinstabschnitten und den Gewichten der
darin enthaltenen Faseranteile.
2.1 Fasermarkierung
Urn eine Trennung cler im Mischgespinst von Natur aus nicht ausreichencl unter
scheidbaren Bastfasern durchfiihren zu k6nnen, muBte vor dem Verspinnen eine
zweckentsprechende Markierung der Mischungsanteile vorgenommen werden.
Wahrend bei Einzelfasern eine solche Markierung - etwa durch Anfiirbung einer
der Komponenten bei einer Zweiermischung - Schwierigkeiten nicht bereitet,
ist bei technischen Bastfasern als Folge der dafiir unerlaBlichen NaBbehandlung
die Gefahr einer Strukturveranderung der Faserbiindel vorhanden.
Mithin war es erforderlich, eine Methode zu linden, deren Anwendung keinen
wesentlichen EinfluB auf den Aufbau der Faserbiindel hat. Vorbereitende Ver
suche ergaben, daB eine kraftige Farbung auf rohes Bastfasermaterial auch ohne
die sonst fiir das Farben iibliche bzw. notwendige vorherige Aufhellung aufge
bracht werden kann. Damit konnten wesentliche Veranderungen der technischen
Faser, die beim Bleichen unvermeidlich sind, umgangen werden. Zur Anwendung
kam ein substantiver Farbstoff (Siriusrot) nach Vorbehandlung der Fasern mit
calzinierter Soda. In beiden Behandlungen wurden Kochtemperaturen vermieden,
und ihre Dauer wurde auf ein MindestmaB beschrankt. Das abschlieBende Wa
schen erfolgte mit kaltem Wasser.
Ebenfalls aus Griinden der Faserschonung wurde das Material bei niedrigen
Temperaturen getrocknet. Der hierfiir verwendete Siebtrommeltrockner, Bauart
8
FleiBner, arbeitete mit 60-70°C. Das naB behandelte Werg wurde vor dem Trock
nen von Hand aufgelockert.
Dieses so vorbereitete Fasermaterial hat bei der spateren Verarbeitung hinsichtlich
seines technologischen Verhaltens keinen ins Gewicht fallen den Unterschied
gegeniiber unbehandeltem Material gezeigt. Aus den spater zu besprechenden
Ergebnissen geht hervor, daB die Faserausbeute beim Kardieren fiir behandeltes
und unbehandeltes Werg gleich war und daB der Mittelstapel der gefarbten Fasern,
verglichen mit dem der unbehandelten, eine nur unwesentlich kiirzere Lange auf
Wles.
2.2 Bewertung cler Faserverteilung
Zur Bewertung der Faserverteilung wurden die folgenden GraBen herangezogen,
wobei nebenher auch eine vergleichende Beurteilung der Gespinste auf ihre
Masseschwankungen in Abhangigkeit yom Mischverfahren bzw. von der Zu
sammensetzung der Mischung vorgenommen wurde.
Flir die UngleichmaBigkeit eines Gespinstes gelten die bekannten Formeln flir die
quadratische Streuung s und den Variationskoeffizienten V.
1 '\' -
S2 = -- . L (G-G)2 (1)
N-1
(2)
Darin sind:
G: Gewichtseinzelwerte der Abschnitte
G: zugehariger Mittelwert
N: Anzahl der Einzelprlifungen (Wagungen)
Das wesentliche Merkmal flir die Beurteilung der Faserverteilung ist die Schwan
kung der Einzelwerte der Anteile Xa und Xb der Mischungskomponenten a
und b in den untersuchten Abschnitten des Gespinstes.
(3)
Da sich Xa und Xb stets zu 1 erganzen, sind ihre Standardabweichungen einander
gleich.
Sa2 = S2b = --1- . L\" (xa - -Xa) 2 = --1 -' .)...'. (Xb - -Xb)2 (4)
N-1 N-l
Nur die Variationskoeffizienten sind umgekehrt proportional zu den Mittelwerten
der Gewichtsanteile verschieden.
sa
Va = =:- . 100%; (5)
Xa
9
Darin sind:
G und G2: Einzelgewichte der Mischungskomponenten a und b
1
xa und Xb: Mittelwerte der Gewichtsanteile Xa bzw. Xb
Eine weitere Moglichkeit, die GleichmaBigkeit der Fasermischung zu beurteilen,
gibt die Untersuchung bestehender Beziehungen zwischen den Einzelgewichten
G und G2 der Fasern a und b in den Gespinstabschnitten oder zwischen G bzw.
1 1
G2 und dem Gesamtgewicht G der Abschnitte. Herangezogen wurden die flir das
Verhaltnis G zu G2 bzw. G errechneten Korrelationskoeffizienten
1
(6)
(7)
Die Streuung der Einzelgewichte G und G2 ergibt ein Bild fur die Beteiligung
1
der Mischungskomponenten a und b an der UngleichmaBigkeit der Faser
verteilung im Mischgespinst. Dabei konnen die beiden Komponenten a und b
- wie bei einem Zwirn - als selbstandige Gespinste behandelt und flir sie ge
trennte Streuungsgleichungen aufgestellt werden:
(8)
L -
1
S2 =--' (G2-G2)2
2 N-1
(9)
Darin sind:
G1 und G2: Einzelgewichte der Mischungskomponenten a und b
G1 und G2: die zugehorigen Mittelwerte
Sl und S2: Standardabweichungen der als getrennte Gespinste betrachteten
Mischungskomponenten a und b
V 1 und V 2: die zugehorigen Variationskoeffizienten
Bei dem Vergleich der Variationskoeffizienten VI und V 2 ist die gegebenenfalls
vorhandene Ungleichheit der Fasern a und b in bezug auf ihre Feinheit und Lange
zu berucksichtigen, die die Massestreuung beeinfluBt. Dies geschieht, indem nach
bekannten Gesetzen der mathematischen Statistik (Martindale) unter Einbezie
hung der Fasereigenschaften (Feinheit, Stapel) die flir reine Zufallsverteilung
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geltende GrenzungsgleichmaGigkeit, d. h. bestenfalls einhaltbare UngleichmaGig
keit, errechnet wird.
V,'d = C • 1~. /NmGesp . lV/1 ;--L- (10)
NmFaser 3 b,
Darin sind:
c: Konstante (von SPENCER-SMITH fur Flachs mit 130 angegeben)
NmGesp: metr. Nummer der als Einzelgarne betrachteten Mischungskom
ponenten
NmFaser: metr. Nummer der Faser in den Mischungskomponcnten
lh: Haufigkeitsstapel des Fasermaterials
L: Lange derPriifabschnitte
Die derart errechneten GrenzungleichmaGigkeiten V lid und V 2 id werden zu den
tatsachlich festgestellten ins Verhaltnis gesetzt. Die sich daraus ergebenden so
genannten K-Faktoren
KI = VI ; (11)
V
Iid
ermoglichen den Vergleich der Massestreuung der beiden Mischungskomponen
ten je nach angewandtem Mischverfahren ohne Bceinflussung durch die Ungleich
heit der Fasern.
11
