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Thomas GriesDieter VeitBurkhard Wulfhorst

TextileFertigungsverfahrenEine Einführung

2., überarbeitete und erweiterte Auflage

Gries, Veit, Wulfhorst Textile Fertigungsverfahren

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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.

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© 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


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


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


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


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


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 .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


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


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



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

Drucken

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“)

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