HOGENT - Textieltechnologie - garentechnologie

Page 1

- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen

INHOUD 1

GARENTYPES EN KARAKTERISTIEKEN ..................................................................................................... 13 INLEIDING ............................................................................................................................................... 15 GARENTYPES INGEDEELD NAAR GRONDSTOF ................................................................................................... 15 GARENTYPES INGEDEELD NAAR STRUCTUUR EN VORM ...................................................................................... 15 1.3.1

Monofilament .................................................................................................................................. 15

1.3.2

Multifilament................................................................................................................................... 16

1.3.3

Intermingled/comingled .................................................................................................................. 17

1.3.4

Bandjesgaren (tape yarn) ................................................................................................................ 17

1.3.5

Stapelvezelgaren (spun yarn) .......................................................................................................... 17

1.3.6

Kerngesponnen garen (core spun yarn)........................................................................................... 17

1.3.7

Kernomwikkeld garen (wrap spun yarn) ......................................................................................... 18

1.3.8

Getwijnd garen (ply yarn) ................................................................................................................ 18

1.3.9

Gekableerd garen (cord yarn) ......................................................................................................... 18

1.3.10

Gevlochten garen (braided yarn) ................................................................................................ 18

OPGAVE 1: BENOEM DE GARENTYPES ........................................................................................................... 19 OPGAVE 2: BENOEM DE SPINPRODUCTEN...................................................................................................... 20 2

UITDRUKKINGEN VAN DE FIJNHEID VAN SPINPRODUCTEN: NUMMERSYSTEMEN (COUNT) ................... 21 INLEIDING ............................................................................................................................................... 23 MASSANUMMERING ................................................................................................................................. 23 2.2.1

De texnummering: N’tex ................................................................................................................... 23

2.2.2

De deniernummering: N’den ............................................................................................................. 24 LENGTENUMMERING ................................................................................................................................. 24

2.3.1

De metrische nummering: Nm.......................................................................................................... 25

2.3.2

De Engelse katoennummering: Nek ................................................................................................. 25

2.3.3

De Engelse vlasnummering: Nev ...................................................................................................... 26

2.3.4

De Engelse wolnummering: New ..................................................................................................... 26 DE VERHOUDING TUSSEN DE VERSCHILLENDE NUMMERINGSYSTEMEN ................................................................. 27 OPDRACHT 1: NUMMERBEREKENINGEN ........................................................................................................ 27 HET SAMENGESTELD NUMMER: NSG .............................................................................................................. 27

2.6.1

Het samengesteld massanummer ................................................................................................... 28

2.6.2

Het samengesteld lengtenummer ................................................................................................... 28 OPDRACHT 2: BEREKENINGEN OP SAMENGESTELD NUMMER ............................................................................. 29 HET RESULTEREND NUMMER: RN ................................................................................................................ 29

2.8.1

Contractie door twijnen ................................................................................................................... 30

2.8.2

Verlies aan massa door bleken ........................................................................................................ 30 OPDRACHT 3: BEREKENINGEN OP RESULTEREND NUMMER................................................................................ 30 HET GEMIDDELD NUMMER: NGEM ................................................................................................................. 30

2.10.1

Het gemiddeld massanummer .................................................................................................... 31

2.10.2

Het gemiddeld lengtenummer .................................................................................................... 31

AANDUIDING VAN DE FIJNHEID VAN GARENS .................................................................................................. 32 2.11.1

Nominale en werkelijke waarden................................................................................................ 32

ELS JANSSENS 2019-2020

1


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen 2.11.2

Aanduiding van een garen .......................................................................................................... 33

2.11.3

Aanduiding van samengestelde garens in de praktijk ................................................................ 34

2.11.4

Aanduiding van filamentgarens en kabels .................................................................................. 35

NUMMERBEREIK I.F.V. HET EINDPRODUCT ..................................................................................................... 35 3

DE STRUCTUUR VAN GETWISTE VEZELGARENS ...................................................................................... 37 INLEIDING ............................................................................................................................................... 39 DE GARENDIAMETER ................................................................................................................................. 39 DE STRUCTUUR VAN EEN GETWIST VEZELGAREN .............................................................................................. 40 HET VERBAND TUSSEN TWIST EN VEZELFIJNHEID EN VEZELLENGTE ....................................................................... 41 HET VERBAND TUSSEN TWIST EN GARENNUMMER ........................................................................................... 42 3.5.1

De invloed van de twisthoek en de garendiameter ......................................................................... 43

3.5.2

Het verband tussen twist en garennummer .................................................................................... 44 DE TWISTCOËFFICIËNT ............................................................................................................................... 45 OPTIMUM TWIST ...................................................................................................................................... 45 INVLOED VAN DE TWIST OP HET UITZICHT EN DE TOEPASSING VAN HET GAREN ....................................................... 46

4

DE PRODUCTIE VAN KLASSIEK GESPONNEN VEZELGARENS .................................................................... 47 INLEIDING ............................................................................................................................................... 49 DE PRODUCTIE VAN RINGGESPONNEN GARENS MET VEZELS TOT 60 MM .............................................................. 50 4.2.1

Productieflow van ringgesponnen gekaard katoen, manmade vezels en blends ............................ 50

4.2.2

Productieflow van ringgesponnen gekamd katoen ......................................................................... 66 DE PRODUCTIE VAN RINGGESPONNEN GARENS VAN HET WOLTYPE ...................................................................... 69

4.3.1

Productieflow van kaardwol (woollen system) ............................................................................... 69

4.3.2

Productieflow van kamwol (Worsted system) ................................................................................. 70

4.3.3

Eigenschappen en toepassingen van wolgarens ............................................................................. 72 DE PRODUCTIE VAN RINGGESPONNEN GARENS VAN HET VLASTYPE ...................................................................... 72

5

4.4.1

Productieflow van werkgaren ......................................................................................................... 72

4.4.2

Productieflow van langvlasgaren .................................................................................................... 74

4.4.3

Eigenschappen en toepassingen van vlasgarens ............................................................................. 75

4.4.4

De verwerking van gecottoniseerd vlas ........................................................................................... 76

DE PRODUCTIE VAN ROTORGESPONNEN GARENS ................................................................................. 77 INLEIDING ............................................................................................................................................... 79 PRODUCTIEFLOW VAN ROTORGESPONNEN GARENS.......................................................................................... 79 PROCESPARAMETERS DIE DE GARENKWALITEIT BEÏNVLOEDEN............................................................................. 81 DE TYPISCHE STRUCTUUR VAN ROTORGESPONNEN GARENS ............................................................................... 82 OPDRACHT .............................................................................................................................................. 84 VERGELIJKING VAN DE GARENEIGENSCHAPPEN VAN RING- EN ROTORGESPONNEN KATOENGARENS ............................ 85

6

NIEUWE TECHNOLOGIEËN VOOR DE OPTIMALISATIE VAN DE GARENEIGENSCHAPPEN VAN

RINGGESPONNEN GARENS ............................................................................................................................. 87 INLEIDING ............................................................................................................................................... 89 HET COMPACTSPINNEN .............................................................................................................................. 89 6.2.1

Het ComForspinproces .................................................................................................................... 89

6.2.2

Het EliTe spinproces ........................................................................................................................ 91

ELS JANSSENS 2019-2020

2


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen SPIN-EN-TWIJN SYSTEMEN .......................................................................................................................... 92

7

6.3.1

Het Sirospin systeem ....................................................................................................................... 92

6.3.2

Het Elitwist systeem ........................................................................................................................ 93

6.3.3

Het Solospin systeem ....................................................................................................................... 94

GEAVANCEERDE SPINMETHODES VOOR TECHNISCHE TOEPASSINGEN .................................................. 97 INLEIDING ............................................................................................................................................... 99 HET FRICTIESPINNEN ................................................................................................................................. 99 7.2.1

Frictiespinnen: Dref2 en 2000 ........................................................................................................ 100

7.2.2

Frictiespinnen: Dref 3 en 3000 ....................................................................................................... 101

7.2.3

Toepassingen voor frictiegesponnen garens ................................................................................. 103 HET AIRJET SPINNEN ................................................................................................................................ 104 HET VORTEX SPINNEN .............................................................................................................................. 106 HET OMWIKKELINGSSPINNEN (WRAP SPINNING) ........................................................................................... 109 VERGELIJKENDE TABELLEN ........................................................................................................................ 110

8

7.6.1

Nummerbereik van de verschillende technologieën ...................................................................... 110

7.6.2

Productiesnelheden ....................................................................................................................... 110

7.6.3

Eigenschappen............................................................................................................................... 111

SPINMETHODES VOOR DE PRODUCTIE VAN CORE SPUN YARNS .......................................................... 113 INLEIDING ............................................................................................................................................. 115 KERNGESPONNEN GAREN GEPRODUCEERD VOLGENS HET RINGSPINPRINCIPE ....................................................... 115 KERNGESPONNEN GAREN GEPRODUCEERD VOLGENS HET ROTORSPINPRINCIPE .................................................... 116 KERNGESPONNEN GAREN GEPRODUCEERD VOLGENS HET FRICTIESPINPRINCIPE .................................................... 116 KERNGESPONNEN GAREN GESPONNEN VOLGENS HET AIRJET/VORTEX SPINPRINCIPE.............................................. 116

9

VEZELGARENS VOOR DECORATIEVE DOELEINDEN: FANTASIEGARENS ................................................. 119 INLEIDING ............................................................................................................................................. 121 INDELING VAN DE FANTASIEGARENS ............................................................................................................ 121 FANTASIEGARENS MET CONTINUE EFFECTEN, GEPRODUCEERD VOLGENS HET KLASSIEK SPINPROCES ......................... 122 9.3.1

Mouliné-garen ............................................................................................................................... 122

9.3.2

Chiné-garen ................................................................................................................................... 122

9.3.3

Jaspé-garen ................................................................................................................................... 123

9.3.4

Bayadère-garen ............................................................................................................................. 123

9.3.5

Mélange-garen .............................................................................................................................. 123 FANTASIEGARENS MET CONTINUE EFFECTEN, GEPRODUCEERD MET SPECIAAL ONTWORPEN MACHINES ..................... 124

9.4.1

Ondé-garen ................................................................................................................................... 124

9.4.2

Bouclé-garen ................................................................................................................................. 124

9.4.3

Vrillé-garen .................................................................................................................................... 124

9.4.4

Mohair(look)-garen ....................................................................................................................... 125

9.4.5

Chenille-garen ............................................................................................................................... 125 FANTASIEGARENS MET NIET-CONTINUE EFFECTEN.......................................................................................... 126

9.5.1

Flammé-garen ............................................................................................................................... 126

9.5.2

Noppentwijn-garen ....................................................................................................................... 126

9.5.3

Rupsvormig effectgaren ................................................................................................................ 127 FANTASIEGARENS GEPRODUCEERD VOLGENS EEN ALTERNATIEVE MANIER ........................................................... 127

ELS JANSSENS 2019-2020

3


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen 9.6.1

Tricotine-garen .............................................................................................................................. 127

9.6.2

gebreide chenille ........................................................................................................................... 127

9.6.3

laddergaren ................................................................................................................................... 128

9.6.4

Luchtgetextureerd fantasiegaren .................................................................................................. 128

9.6.5

Flockgaren ..................................................................................................................................... 128 METALLOPLASTICS ................................................................................................................................... 129

OPDRACHT: ANALYSEREN EN BENOEMEN VAN FANTASIEGARENS ...................................................................... 130 10

INNOVATIEVE GARENS V OOR ‘SLIMME TOEPASSINGEN’ .................................................... 131 INLEIDING ....................................................................................................................................... 133 REFLECTERENDE GARENS ............................................................................................................ 133 UV BESCHERMENDE GAREN S ..................................................................................................... 134 10.3.1

SPF (SUN PROTECTION FACTOR) EN UPF (ULTR AVIOLET PROTECTION FACTOR) .. 134

10.3.2

FACTOREN DIE DE UPF VAN TEXTIEL BEÏNVLOE DEN .................................................... 135

10.3.3

HET AANBRENGEN VAN U V-ABSORBERENDE PRODUCTEN ......................................... 135

METAALGARENS EN GEMETALLISEERDE GARENS ................................................................ 135 10.4.1

DE PRODUCTIE VAN METAALGARENS .............................................................................. 135

10.4.2

DE EIGENSCHAPPEN EN TOEPASSINGEN VAN METAALGARENS ............................... 136

10.4.3

DE PRODUCTIE EN TOEPASSINGEN VAN GEMETALLISEERDE GARENS ..................... 137

10.4.4

DE PRODUCTIE VAN HYB RIDEGARENS MET METAAL ................................................... 137

ANTIMICROBIËLE GAREN S .......................................................................................................... 138 GARENS MET SPECIFIEKE EIGEN SCHAPPEN ........................................................................... 139 10.6.1

AUXETISCH /DILATANT TEXTIELMATERIAAL .................................................................. 139

10.6.2

SHAPE MEMORY MATERIA AL ............................................................................................. 140

10.6.3

ANTISTATISCH GAREN ......................................................................................................... 140

10.6.4

ANTI-STRESS GAREN ............................................................................................................ 140

10.6.5

ANTI-ALLERGEEN GAREN .................................................................................................... 140

10.6.6

OPLOSBAAR GAREN .............................................................................................................. 141

ELS JANSSENS 2019-2020

4


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen

STUDIEFICHE 2019-2020 Garentechnologie 130139/4261/1920/1/62 Studiegids

Bachelor in de textieltechnologie, trajectschijf 1 Dit is een enkelvoudig opleidingsonderdeel. Studieomvang: 3 studiepunten Gewicht: 3,00 Totale studietijd: 90,00 uren Mogelijke grensdata voor leerkrediet: 01.12.2019 (Semester 1) Onderwijsorganisatie (studietijd) Onderwijs-, leer- en evaluatieactiviteiten Begeleid zelfstandig/extern werk 6,00 uren Hoorcollege 36,00 uren Zelfstudie 48,00 uren Dit opleidingsonderdeel wordt gequoteerd op 20 (tot op een geheel getal). Tweede examenkans: wel mogelijk. Men kan dit opleidingsonderdeel niet volgen binnen een

 

examencontract (met het oog op het behalen van een creditbewijs). examencontract (met het oog op het behalen van een diploma). Men kan dit opleidingsonderdeel enkel mits aparte toelating volgen binnen een creditcontract. Titularis: Janssens Els Taalvak: Nee Onderwijstalen: Nederlands Kalender: Semester 1 Doelstellingen De productie van garens uitgaande van een grondstof in vezelvorm gebeurt door mechanisch spinnen. Het resultaat is een vezelgaren, dat verkregen wordt door een groot aantal bewerkingen. Afhankelijk van de aangewende spintechnologie en de gebruikte

ELS JANSSENS 2019-2020

5


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen vezelsoorten ontwikkelt men diverse garenstructuren met specifieke doeleinden, gaande van kleding- en interieurtextiel tot textielmaterialen met een hoge mechanische performantie of specifieke functionaliteiten onder meer voor sport en industrie. In deze cursus leert de student de correcte garenterminologie te gebruiken. De productieflow van diverse garenstructuren wordt in kaart gebracht, evenals hun eigenschappen en functionaliteiten. Op deze manier wordt de student zelf in staat gebracht om toepassingsgebieden voor diverse innovatieve garens te formuleren. De vorming van hybridegarens gebaseerd op alternatieve spinmethodes geeft inzicht in de verdere ontwikkelingsmogelijkheden op het vlak van de garentechnologie. Inhoud Theorie (Mechanisch spinnen): Terminologie van de spinproducten Nummering van spinproducten (praktisch + berekeningen) Productieflow voor de garenproductie obv korte vezels Grondstoffactoren en procesparameters die de eigenschappen en toepassingen bepalen van kaardgaren, kamgaren, compactgaren, rotorgesponnen garen en blends Productieflow voor de garenproductie obv halflange vezels Grondstoffactoren en procesparameters die de eigenschappen en toepassingen bepalen van kaardgaren, halfkamgaren en kamgaren Alternatieve spinmethodes voor halflange vezels voor de ontwikkeling van garenstructuren met bijzondere functionaliteiten Productieflow voor de garenproductie obv lange vezels Grondstoffactoren en procesparameters die de eigenschappen en toepassingen bepalen van drooggesponnen en natgesponnen garen Productie en classificatie van de garensoorten voor decoratieve doeleinden Grondstoffactoren en procesparameters die de eigenschappen en toepassingen bepalen van fantasiegarens Enkele innovatieve garens voor 'slimme toepassingen' BZL (Mechanisch spinnen): We brengen een bezoek aan een spinnerij. Volgtijdelijkheid (VT) Op dit opleidingsonderdeel is er geen volgtijdelijkheid van toepassing. Begincompetenties Er zijn geen specifieke begincompetenties vereist. Eindcompetenties ABC 02.1: De student lost werkgerelateerde problemen effectief op. Indicator 2.1.1: De student analyseert autonoom een complex probleem vanuit verschillende invalshoeken en formuleert een oplossing. (niveau 1)

ELS JANSSENS 2019-2020

6


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen BC 04.1: Inzicht hebben in de karakteristieken van grondstoffen, hulpmiddelen, halfafgewerkte en afgewerkte producten. Indicator 4.1.2: De student maakt zelfstandig een analyse van verschillende halfafgewerkte resp. afgewerkte producten geproduceerd volgens verschillende technieken en identificeert deze. (niveau 3) BC 04.2: De student heeft kennis en inzicht in de productietechnieken resp. productiemachines en past deze technieken toe. Indicator 4.2.1: De student past verschillende productietechnieken toe en selecteert de meest geschikte techniek in functie van de toepassing. (niveau 2) Onderwijsorganisatie (omschrijving) Hoorcolleges, practica, excursie Begeleiding Begeleiding tijdens de les of per mail Evaluatie Totaal te behalen score: 60 punten Eerste examenkans Periodegebonden evaluatie (50 punten) Mondeling examen met schriftelijke voorbereiding. Niet-periodegebonden evaluatie (10 punten) Opdracht 1: Analyse van diverse garenstructuren, op 5 punten Opdracht 2 : Opdracht n.a.v. het bedrijfsbezoek, op 5 punten Tweede examenkans Mogelijkheid tot tweede examenkans voor theorie en opdrachten.

Boeken en syllabi Garentechnologie 1 Syllabus  

Auteur: Els Janssens Editie: 2019-2020

Studiekosten zie website voor alle info over bijzondere studiekosten ELS JANSSENS 2019-2020

7


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen Trefwoorden T470-Textieltechnologie

LIJST MET FIGUREN Figuur 1 Garentypes ingedeeld naar structuur en vorm ....................................................................... 15 Figuur 2 Getwijnd en gekableerd garen ................................................................................................ 18 Figuur 3 Gevlochten garen .................................................................................................................... 19 Figuur 4 Het verband tussen het garennummer en de toepassingsmogelijkheden ............................. 36 Figuur 5 Garenkarakteristieken ............................................................................................................. 39 Figuur 6 De vezeldensiteit van enkele vezels ........................................................................................ 40 Figuur 7 Z en S twist .............................................................................................................................. 41 Figuur 8 De productieflow van ringgesponnen garen ........................................................................... 49 Figuur 9 De productieflow van ringgesponnen kaardgaren .................................................................. 50 Figuur 10 De voorbereidingszaal ........................................................................................................... 50 Figuur 11 De schematische voorstelling van een balenfrees ................................................................ 51 Figuur 12 De schematische voorstelling van een opener ..................................................................... 52 Figuur 13 De schachtenmengmachine, onderaan met reinigers .......................................................... 53 Figuur 14 Waarnemingen van contaminanten met de verschillende modules .................................... 54 Figuur 15 De Securoprop van Truetzschler ........................................................................................... 55 Figuur 16 De werking van de Securoprop en de verwijdering van vreemde bestanddelen ................. 55 Figuur 17 De TC11 duigkaarde van Truetzschler ................................................................................... 56 Figuur 18 De beweegbare duigensegmenten ....................................................................................... 57 Figuur 19 De duigen .............................................................................................................................. 57 Figuur 20 Schematische voorstelling van de werking van de duigkaarde............................................. 58 Figuur 21 Rekbank van Truetzschler, type HSR 900 .............................................................................. 59 Figuur 22 Het dubbelriempjesrekwerk.................................................................................................. 61 Figuur 23 Het principe van de spilbank ................................................................................................. 61 Figuur 24 F15 en F35 roving frame van Rieter: 160 spillen, doffing in 2 min ....................................... 62 Figuur 25 Het ringspinproces ................................................................................................................ 63 Figuur 26 Ringen van de firma Bräcker ................................................................................................. 64 Figuur 27 Ringlopers (cursors) van de firma Bräcker ............................................................................ 64 Figuur 28 Automatisch aanspinnen met de Robospin .......................................................................... 65 Figuur 29 De lapper (voorbereiding op het kammen)........................................................................... 67 Figuur 30 Lapper van de firma Marzoli ................................................................................................. 68 Figuur 31 Kammachine van Rieter ........................................................................................................ 68 Figuur 32 De productieflow van kaardwol ............................................................................................ 69 Figuur 33 Schematische voorstelling van het kaardproces voor hde productie van kaardwol ............ 70 Figuur 34 Productieflow voor kamwolgaren ......................................................................................... 70 Figuur 35 Het principe van de gills ........................................................................................................ 71 Figuur 36 Het principe van het kammen ............................................................................................... 71 Figuur 37 De productieflow van werkgaren .......................................................................................... 72 Figuur 38 Bovenzicht van een rekbank voor vlas .................................................................................. 73 Figuur 39 Principe van het nat spinnen van vlas ................................................................................... 74 Figuur 40 Productieflow van langvlasgaren .......................................................................................... 74 ELS JANSSENS 2019-2020

8


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen Figuur 41 Bumps met langvlaslont ........................................................................................................ 75 Figuur 42 Vlasgarens op bobijnen, spinspoelen en gebleekt ................................................................ 75 Figuur 43 Productieflow van rotorgesponnen garen ............................................................................ 79 Figuur 44 TC11 duigkaarde van truetzschler met IDF ........................................................................... 79 Figuur 45 Het rotorspinprincipe ............................................................................................................ 80 Figuur 46 De spinbox van de rotorspinmachine in voor- en zijaanzicht ............................................... 81 Figuur 47 Vorming van een vezelgordel: vezel opgenomen aan zijn staart.......................................... 83 Figuur 48 Vorming van een vezelgordel: vezel opgenomen in het midden .......................................... 83 Figuur 49 Insnoering van het garen door vezelgordels ......................................................................... 83 Figuur 50 Vezelgordels in poolweefsels ................................................................................................ 84 Figuur 51 Vergelijking ring- en rotorgaren ............................................................................................ 85 Figuur 52 Comforspinsysteem van Rieter ............................................................................................. 90 Figuur 53 Vergelijking tussen klassiek ringgesponnen en com-4 garen ................................................ 90 Figuur 54 De functie van het luchtgeleidingselement .......................................................................... 91 Figuur 55 De Elite compactsets van Suessen ........................................................................................ 91 Figuur 56 lattice apron (gaasriempje) en Elitube met deltaslot en apron ............................................ 92 Figuur 57 Open en gesloten Elitop ........................................................................................................ 92 Figuur 58 Principe van het Sirospinnen ................................................................................................. 93 Figuur 59 Principe van het Elitwist systeem .......................................................................................... 94 Figuur 60 Principe van het Solospinnen ................................................................................................ 95 Figuur 61 De clip en de gegroefde solorol met reepjes ........................................................................ 95 Figuur 62 De beweging van de frictierollen .......................................................................................... 99 Figuur 63 Dref 2 principe ..................................................................................................................... 100 Figuur 64 Technische gegevens Dref 2000 .......................................................................................... 101 Figuur 65 Dref 3 principe ..................................................................................................................... 102 Figuur 66 Foto's van het Dref 3 spinsysteem tijdens ITMA 2003 ........................................................ 102 Figuur 67 Technische gegevens Dref 3 ................................................................................................ 103 Figuur 68 Het valse twist principe ....................................................................................................... 104 Figuur 69 Structuur van een airjet gesponnen garen.......................................................................... 104 Figuur 70 Principe van het airjetspinnen en een doorsnede van de jet ............................................. 105 Figuur 71 De constructie van een airjet garen .................................................................................... 105 Figuur 72 Technische gegevens van het Airjet spinsysteem ............................................................... 106 Figuur 73 Structuur van een MJS garen t.o.v. een MVS garen ............................................................ 106 Figuur 74 Het Vortex spinprincipe....................................................................................................... 107 Figuur 75 Comforjet spinnen - aanvoer van onder naar boven .......................................................... 108 Figuur 76 De J20 Comforjet spinmachine van Rieter .......................................................................... 108 Figuur 77 Het principe van het omwikkelingsspinnen ........................................................................ 109 Figuur 78 Holle spil met valse twist element - omwikkelingsspinnen en garenstructuur .................. 110 Figuur 79 Nummerbereik van de verschillende spintechnologieën ................................................... 110 Figuur 80 Productiesnelheden van de verschillende spintechnologieën ............................................ 110 Figuur 81 Vergelijking in gareneigenschappen tussen verschillende spintechnologieën ................... 111 Figuur 82 Vergelijking in garenbeeld tussen de verschillende spintechnologieën ............................. 111 Figuur 83 Kerngesponnen garen gesponnen volgens het ringspinprincipe ........................................ 115 Figuur 84 Het Rotona proces en Rotona core spun yarn .................................................................... 116 Figuur 85 De productie van splashgarens ........................................................................................... 117

ELS JANSSENS 2019-2020

9


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen Figuur 86 Mouliné garen ..................................................................................................................... 122 Figuur 87 Chiné garen ......................................................................................................................... 122 Figuur 88 Jaspé garen .......................................................................................................................... 123 Figuur 89 Bayadère garen ................................................................................................................... 123 Figuur 90: bayadère .................................................................................................................... 123 Figuur 91 Mélange garen..................................................................................................................... 123 Figuur 92 Ondé garen .......................................................................................................................... 124 Figuur 93 Bouclé garen ........................................................................................................................ 124 Figuur 94 Vrillé garen .......................................................................................................................... 124 Figuur 95 Mohair look garen ............................................................................................................... 125 Figuur 96 Chenille garen...................................................................................................................... 125 Figuur 97 machineonderdelen chenilleproductie ............................................................................... 125 Figuur 98 Flammé garen ...................................................................................................................... 126 Figuur 99 Noppentwijn garen.............................................................................................................. 126 Figuur 100 Rupsvormig garen ............................................................................................................. 127 Figuur 101 Tricotine garen .................................................................................................................. 127 Figuur 102 gebreide chenille met eenzijdige pooltjes ........................................................................ 127 Figuur 103 Breikop laddergaren .......................................................................................................... 128 Figuur 104 Laddergaren ...................................................................................................................... 128 Figuur 105 Luchtgetextureerd garen................................................................................................... 128 Figuur 106 Opbouw van het flockgaren .............................................................................................. 128 Figuur 107 Flockgaren ......................................................................................................................... 129 Figuur 108 Gedragen metallolastics .................................................................................................... 130 Figuur 109 Naakte metalloplastics ...................................................................................................... 130 Figuur 110 Het principe van retro-reflectie ........................................................................................ 133 Figuur 111 Een elektroluminescent garen .......................................................................................... 134 Figuur 112 Het UPF50+ label van Decathlon ....................................................................................... 134 Figuur 113 Factoren die bepalend zijn voor de UPF van textielmaterialen...................................... 135 Figuur 114 (a) polymeer met antimicrobieel product extruderen, (b) oppervlak van vezels coaten met antimicrobieel product, (c) chemische binding van antimicrobieel product met reactieve groepen van de vezel................................................................................................................................................ 138 Figuur 115 Het principe van auxetische/dilatante materialen ........................................................... 139

ELS JANSSENS 2019-2020

10


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen

Toelichting bij de syllabus Deze syllabus werd bewerkt naar aanleiding van het vernieuwde curriculum van de opleiding Textieltechnologie, dat van start ging in het academiejaar 2015- 2016. Tot die tijd werd de theorie van het Mechanisch spinnen onderwezen vanuit het machinepark dat aangewend wordt voor de productie van vezelgarens op basis van korte, lange of halflange vezels. Hierin werd de focus gelegd op de werking van de machines die katoen, vlas en wol tot garens maken. Gezien deze invalshoek niet meer tenvolle aansluit bij de huidige industriële activiteiten in onze Belgische textielsector, dringt zich een andere aanpak op. Uit overleg met de opleidingscommissie en talrijke vertegenwoordigers uit de textielindustrie 1 is gebleken dat pure machinekennis minder belangrijk is geworden. De link tussen de verschillende spintechnologieën en de gareneigenschappen die hiermee bekomen kunnen worden, moet echter meer benadrukt worden. De huidige professionele bachelors Textieltechnologie dienen inzicht te hebben in het geheel aan innovatieve spintechnologieën die kunnen ingezet worden voor tal van toepassingen, voornamelijk in de interieur en de technische productgroepen. Gedurende de opleiding wordt de student aangezet tot creatief denken, met als doel specifieke vraaggestuurde producten te ontwikkelen. De syllabus bestaat uit verschillende delen die overzichtelijk worden weergegeven in de inhoudstabel. Deze tabel vormt een noodzakelijk onderdeel bij de verwerking van de leerstof. Per deel worden de geraadpleegde bronnen vernoemd, zodat de student actief op zoek kan gaan naar vakliteratuur om zijn/haar kennis indien wenselijk te verdiepen. De leerwijzer vormt een tweede hulpmiddel bij het studeren van de syllabus. Hierin wordt opgesomd welke kennis en vaardigheden verworven dienen te worden ter voorbereiding op het examen. In elk deel zijn enkele opdrachten opgenomen die de student in staat stelt de leerstof te verwerken. Dit kunnen berekeningen zijn, opzoekingswerk of praktische oefeningen. De opdrachten die geëvalueerd worden en bijgevolg meetellen voor de eindevaluatie van het opleidingsonderdeel, staan alsdusdanig aangeduid. Gezien katoen de grondstof is die binnen de mechanische spinnerij het meest verwerkt wordt, vormt deze spintechniek de basis waarmee andere spinsystemen worden vergeleken. Voor de productie van katoengaren zijn de belangrijkste machineconstructeurs de firma’s Rieter en Truetzschler. Rieter biedt het volledige (spin)machinepark aan, terwijl Truetzschler zich beperkt tot de voorbereidingsmachines. Op de recente Internationale textielmachinebeurs ITMA (juni 2019) stond voornamelijk de optimalisatie van de bestaande machines in de kijker. Procesverbeteringen zorgen voor grondstofbesparing, het verlagen van de energie- en de arbeidskost, alsook de verhoging van de productiviteit en van de garenkwaliteit. De flexibiliteit in de productie kan nog verbeterd worden.

1

Resonantiecommissie Textieltechnologie 04/03/2014 ELS JANSSENS 2019-2020

11


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen

ELS JANSSENS 2019-2020

12


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen

1

GARENTYPES EN KARAKTERISTIEKEN

Bronnen:

Boek: Technical textile yarns – Industrial and medical applications R. Alagirusamy en A. Das Woodhead publishing, 2010, ISBN 978-1-84569-549-1

Leerwijzer:

Na het studeren van Deel 2 kan de student...

-

-

-

de eigenschappen van monofilamenten, multifilamenten, intermingled en comingled filamenten, bandjesgaren, stapelvezelgaren, core spun garen, getwijnd garen, gekableerd garen en gevlochten garen opnoemen en toelichten monofilamenten, multifilamenten, intermingled en comingled filamenten, bandjesgaren, stapelvezelgaren, core spun garen, getwijnd garen, gekableerd garen en gevlochten garen herkennen op foto of door analyse spinproducten van elkaar onderscheiden en correct benoemen

ELS JANSSENS 2019-2020

13


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen

ELS JANSSENS 2019-2020

14


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen

INLEIDING In dit deel wordt een overzicht geboden van de bestaande garentypes en leert de student deze op zicht en door analyse te herkennen. Een belangrijke doelstelling van dit cursusdeel is het zich eigen maken van de correcte terminologie inzake garensoorten. Garens kunnen ingedeeld worden op basis van hun grondstof of op basis van hun structuur en vorm.

GARENTYPES INGEDEELD NAAR GRONDSTOF Natuurlijke vezels zoals katoen, vlas, wol worden doorgaans aangewend in toepassing met een lage fysische belasting. Dit zijn dan ook de grondstoffen die bijvoorbeeld in kledingtextiel en in interieurtextiel terug te vinden zijn. De eigenschappen van deze grondstoffen bepalen in grote mate de karakteristieken van het garen. Zo is katoen goed ademend en vochtopnemend, is wol vooral warm en veerkrachtig en is vlas sterker, maar tevens kreukgevoeliger. Biodegradeerbaarheid is ĂŠĂŠn van de vele pluspunten, waardoor deze natuurlijke grondstoffen tegenwoordig ook vaak toegepast worden in technische garens, vaak in hybridevorm. Synthetische grondstoffen zoals Nylon, polyester, kevlar en carbonvezels geven aanleiding tot sterke garens met specifieke eigenschappen.

GARENTYPES INGEDEELD NAAR STRUCTUUR EN VORM garentype (continu) filament (CF)

Structuur monofilament multifilament

Vorm

bandjesgaren

plat

getwist/niet getwist

gesponnen garen

harig, onregelmatig oppervlak

getwiste vezels

kerngesponnen garen

harig, onregelmatig oppervlak

kern getwist of mantelvezels getwist

buisvormig getwist/niet getwist/getextureerd/vertengeld

niet

getwist;

getwijnd of gekableerd combinatie van getwijnd enkelgarens of twijngarens vlechtwerk

combinatie van gevlochten enkelgarens

Figuur 1 Garentypes ingedeeld naar structuur en vorm

1.3.1 MONOFILAMENT ELS JANSSENS 2019-2020

15


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen De diameter van een monofilament bedraagt 0,1 tot 2 mm afhankelijk van de toepassing. Het is een chemisch uitgesponnen, oneindig garen bestaande uit slechts één filament. De dwarsdoorsnede van een monofilament hangt eveneens af van de gebruikstoepassing. Deze kan rond zijn, maar ook driehoekig, multilobaal, ovaal, haltervormig, stervormig, ...of zelfs hol. De nietronde doorsnedes zijn bevorderlijk voor vochttransport, vermits het manteloppervlak groter is dan bij filamenten met een ronde doorsnede. De vorm beïnvloedt de glans, dekkingsgraad en greep. Monofilamenten hebben een grote buigstijfheid en abrasieresistentie. Ze zijn sterk en glad. In een toepassing waarbij de vezels herhaaldelijk buigen zijn ze wel sneller beschadigd. Zijn stijver dan de corresponderende multifilamenten, dus hun afgewerkte producten zijn ook stijver. Monofilamenten hebben een lagere oppervlakte/volume ratio, waardoor ze minder vuil opnemen dan multifilamenten. Monofilamenten zijn transparanter, waardoor het licht er beter door schijnt. Monofilamenten zijn geschikt voor toepassingen waar een zekere stijfheid wenselijk is, bijvoorbeeld: - touwen en netten in de agrotextiel (uit Nylon, PP en PE) - filters, transportbanden, borstels uit Nylon, polyester, PP, PE, PVC - gazen voor het zeefdrukken bestaan uit hele fijne polyester monofilamenten - vislijnen, raketsnaren uit Nylon - naaigarens (hol voor zachtheid) - medische drukverbanden in monofilament uit elastaan

1.3.2 MULTIFILAMENT Een multifilament is een bundel continue monofilamenten, die door twist (dit is een draaiing) of texturatie (dit is een kunstmatige kroezing) zijn gehecht. De dwarsdoorsnede van de monofilamenten bepaalt mee de eigenschappen van het multifilament. Ronde monofilamenten kunnen dicht bij elkaar getwist worden, waardoor het filamentgaren een glad, compact en uniform uiterlijk krijgt. Niet-ronde doorsnedes worden niet zo gemakkelijk tegen elkaar ‘gepakt’, waardoor eerder volumineuze filamentgarens hieruit resulteren. Dit biedt in vergelijking een beter dekkend vermogen. Hiervan worden dan ook ‘bulk’ weefsels gemaakt, die meer thermische weerstand bieden en toegepast kunnen worden in extreem koude omstandigheden. De poreuze zones zorgen voor opname van vocht en vertonen tegelijk de eigenschap snel te drogen. Het grotere (mantel)oppervlak van multifilament t.o.v. monofilament zorgt voor een betere hechting in een polymere matrix of met een coating. Een multifilamentgaren is flexibeler dan een even dik monofilament. De eigenschappen hangen o.a. af van de twist. Multifilamenten zijn breed inzetbaar. Afhankelijk van de gewenste producteigenschappen kiest men voor een welbepaalde grondstof. Typische toepassingen van multiflamentgarens zijn deze: - airbags, moeten een hoge treksterkte vertonen en luchtdoorlatend en plooibaar zijn (HT PA6 en PA6.6, HT PES) - veiligheidsgordels, moeten flexibel zijn, schokken absorberen en weerstand bieden tegen abrasie (PA6.6 en PES) - voeringstoffen

ELS JANSSENS 2019-2020

16


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen 1.3.3 INTERMINGLED/COMINGLED Dit zijn termen voor multifilamentgarens waarbij vertengeling toegepast werd i.p.v. twist, om de filamenten bijeen te houden. ‘Intermingled’ is een benaming die gegeven wordt aan een multifilament uit éénzelfde polymeersoort waarvan de monofilamenten in elkaar worden verblazen. We noemen dit proces vertengelen. Daar waar de nijppunten zich bevinden is het garen compacter. De vertengelpunten doen zich op regelmatige afstand van elkaar voor en worden veroorzaakt door het verblazen van de filamenten met perslucht. De term ‘Comingled’ geeft aan dat twee of meer grondstofsoorten (onder de vorm van filamenten) met mekaar zijn verblazen. Dit worden hybride-garens genoemd. Deze structuur biedt een geslaagd alternatief wanneer in de constructie van composietmateriaal versterkende vezels in een polymeermatrix dienen ingebracht te worden.

1.3.4 BANDJESGAREN (TAPE YARN) Dit is een dun, plat, lintvormig garen, meestal uit PE, PA of PES. Het wordt als film geëxtrudeerd en versneden in repen van 20 tot 40 mm breedte. Het glanst, is sterk en heeft een groot dekkend vermogen. Bandjesgaren wordt gebruikt in geweven artikelen zoals zakken (IKEA!) uit PP, maar ook als kunstgras.

1.3.5 STAPELVEZELGAREN (SPUN YARN) De (eindige) vezels van natuurlijke of van man made oorsprong worden mechanisch versponnen met twist. Wanneer twee of meer vezelsoorten gecombineerd worden in één vezelgaren, noemt men dit een blend. De oppervlakte van stapelvezelgarens is zacht en vertoont meestal harigheid, waardoor ze minder glad zijn en meer abrasiegevoelig. De mantelvezels zien er gedraaid uit als gevolg van de gekregen twist. De kernvezels zijn minder gedraaid. De sterkte van stapelvezelgarens is minder goed dan die van de corresponderende filamentgarens. Hun elasticiteit is echter beter.

1.3.6 KERNGESPONNEN GAREN (CORE SPUN YARN) Kerngesponnen garen heeft een specifieke structuur bestaande uit een kern met daarrond gesponnen mantelvezels. Een niet-elastische kern kan bestaan uit een mono- of een multifilament. Dit wordt omgeven door (mechanisch) versponnen vezels, waardoor het garen zacht aanvoelt. Men kan bijvoorbeeld een HT filament in de kern gebruiken en een natuurlijke (vochtabsorberende) vezel als mantelvezels. De gareneigenschappen worden hoofdzakelijk bepaald door de grondstofkeuze. Men kan kan op deze manier bijvoorbeeld geleidende garens maken met roestvast staal in de kern. 3-Draadsgetwijnde kerngesponnen garens bestaande uit PES/Co worden courant als naaigarens gebruikt. Garens met een carbonfilament in de kern en mantelvezels uit aramide worden gebruikt in vlamvertragende weefsels.

ELS JANSSENS 2019-2020

17


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen Bij een elastische kern wordt gebruik gemaakt van elastaanfilament (of ook soms van rubber), dat doorgaans 2-10% van de totale garenmassa uitmaakt. Stretchstoffen voor drukverbanden, zwempakken, elastische band e.d. worden vervaardigd uit elastaan in de kern, omsponnen met Nylon of PES-vezels.

1.3.7 KERNOMWIKKELD GAREN (WRAP SPUN YARN) De kern bestaat in dit geval uit een vezelbundel, waarrond een filamentgaren met een zekere densiteit werd gewikkeld. Hoe groter de densiteit, hoe hoger de sterkte, maar hoe groter ook de buigstijfheid.

1.3.8 GETWIJND GAREN (PLY YARN) Wanneer twee of meer (enkel)garens met elkaar getwijnd worden, noemen we dit een getwijnd garen. Men spreekt van 2-ply, 3-ply en multi-ply garens. De twijnrichting is tegengesteld aan de twistrichting om krinkelneiging te vermijden. De twijngrootte bedraagt doorgaans 70% van de twistgrootte. Een twijngaren is regelmatiger, ronder, minder harig, stabieler, abrasieresistenter en sterker dan een even dik enkelgaren. Hoe hoger de twist, hoe groter de buigstijfheid.

Figuur 2 Getwijnd en gekableerd garen

1.3.9 GEKABLEERD GAREN (CORD YARN) Dit zijn getwijnde twijngarens (zie figuur hierboven). Opnieuw wordt de twijnrichting tegengesteld genomen. Hightech garens zijn doorgaans gekableerd omwille van hun uitgebalanceerde twist.

1.3.10 GEVLOCHTEN GAREN (BRAIDED YARN) Deze kunnen buis- of lintvormig zijn. Doorgaans worden 8 tot 36 enkelgarens met elkaar onder een welbepaalde hoek vervlochten in een plat (lijnwaad) of keper patroon. De buisvormige gevlochten

ELS JANSSENS 2019-2020

18


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen garens kunnen hol zijn of gevlochten rondom een filamentkern. Het resulterend garen is flexibel en het krinkelt niet.

Figuur 3 Gevlochten garen

OPGAVE 1: BENOEM DE GARENTYPES Benoem de garentypes aan de hand van onderstaande foto’s. Kies uit: monofilament, multifilament, vertengeld garen, bandjesgaren, stapelvezelgaren, kerngesponnen garen, kernomwikkeld garen, getwijnd garen, gekableerd garen, gevlochten garen

ELS JANSSENS 2019-2020

19


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen

OPGAVE 2: BENOEM DE SPINPRODUCTEN Ter voorbereiding op het volgende hoofdstuk wordt kort uitgelegd wat de processtappen zijn in de productie van een klassiek gesponnen garen (zie slides en verder in de cursus). De verschillende spinproducten worden getoond en hun plaats in de productieflow worden verklaard. De terminologie rond spinproducten dient gekend te zijn. - Benoem onderstaande spinproducten. Kies uit: wiekbobijn, spinspoel, bobijn, lont, vezels. - Zet de spinproducten tevens in de juiste volgorde van het spinproces.

ELS JANSSENS 2019-2020

20


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen

2

UITDRUKKINGEN VAN DE FIJNHEID VAN SPINPRODUCTEN: NUMMERSYSTEMEN (COUNT)

Bronnen:

Syllabus Garentechnologie: Mechanisch spinnen 2014-2015, Els Janssens

Leerwijzer: Na het studeren van Deel 3 kan de student... - uitleggen wat onder “nummeringen� wordt verstaan - de begrippen tex-, denier-, metrisch, Engels katoen-, Engels vlas- en Engels wolnummer toelichten en de omzettingen van deze systemen berekenen a.d.h.v. een formularium - door opgave van twee van de drie parameters (lengte, gewicht en nummer van een spinproduct) het derde berekenen - het gebruik van een samengesteld en resulterend nummer omschrijven, - de formules van een samengesteld en resulterend nummer correct toepassen in vraagstukken - de aanduiding van een garen correct interpreteren - het nummer van een spinproduct praktisch bepalen en correct weergeven

ELS JANSSENS 2019-2020

21


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen

ELS JANSSENS 2019-2020

22


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen

INLEIDING Het nummer is een uitdrukking (met behulp van een numerieke waarde) van de dikte van vezels, garens en andere spinproducten. Aangezien vezels en spinproducten gewoonlijk geen ronde doorsnede hebben en bovendien samendrukbaar zijn, is het moeilijk om de diameter te meten. Het nummer of de titer van een garen is een getal dat de verhouding uitdrukt tussen de lengte en de massa, twee eenheden die wel nauwkeurig meetbaar zijn. Ook de term lineïeke massa wordt gebruikt. De term gravimetrische fijnheid wordt ook gebruikt, maar meer voor het uitdrukken van de fijnheid van vezels. Ongelukkig genoeg zijn er op dit ogenblik heel wat verschillende methoden om een nummer uit te drukken. Deze methoden hebben een historische achtergrond. De eenheden voor het uitdrukken van lengte en massa variëren en zijn afhankelijk van het land en van het type vezel. De verschillende nummeringsystemen worden onderverdeeld in twee grote systemen, met name het directe of massanummeringsysteem en het indirecte of lengtenummeringsysteem die hieronder beschreven worden.

MASSANUMMERING In dit systeem wordt het garennummer uitgedrukt als de massa (M) van het garen per eenheid van lengte (L). Men noemt dit de garentiter en stelt deze voor door de symbolen N’ of T. M Algemene formule: N' L Hieruit volgt dat het massanummer recht evenredig is met de massa van het spinproduct. Hoe hoger de nummeraanduiding, hoe grover het spinproduct. Dit nummerstelsel wordt dan ook de directe benummering of rechtstreeks stelsel genoemd. Onder het massanummeringsysteem worden verschillende systemen gebruikt. Deze worden hieronder besproken.

2.2.1 DE TEXNUMMERING: N’ TE X

tex = g/km De tex-waarde bepaalt de massa in g per km spinproduct. Het wordt kort uitgedrukt als tex, N'tex of Tt (titer). De tex-waarde is de meest universeel gebruikte methode om de fijnheid van textielmaterialen uit te drukken. In de praktijk worden echter de verder vermelde nummeringsystemen nog steeds gebruikt.

Om berekeningen overzichtelijker te maken wordt gebruik gemaakt van: mtex: voor vezels dtex: voor vezels en filamentgarens ktex: voor strengen en lonten

ELS JANSSENS 2019-2020

23


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen Voorbeeld : 15 tex betekent dat 1 km garen 15 g weegt. 20 tex betekent dat 1 km garen 20 g weegt. Het garen van 20 tex is vanzelfsprekend dikker dan het garen van 15 tex. Het texnummer van 200 m garen met een massa van 4 g is: 4 g / 0,2 km = 20 tex

2.2.2 DE DENIERNUMMERING: N’ D E N

den = g / 9 km De denier-waarde bepaalt de massa in gram per 9 km spinproduct. Het wordt kort uitgedrukt als den, N'den of Td. De denier-waarde is afgeleid van de "titre legal" die in het verleden gebruikt werd door de producentencoöperatieve van Lyon om de fijnheid van zijdefilamenten uit te drukken. Vandaag wordt het vooral gebruikt om de fijnheid van synthetische vezels en filamentgarens aan te duiden. Voorbeeld : 450 den betekent dat 9 km garen een massa heeft van 450 g. Het deniernummer van 200 m garen met een massa van 4 g is: 4 g x 9000 / 200 = 180 den Uit het voorgaande kan reeds afgeleid worden dat:

N’den = N’tex x 9

LENGTENUMMERING In dit systeem wordt het garennummer uitgedrukt als de lengte (L) van het garen per eenheid van massa (M). Het wordt algemeen voorgesteld door het symbool N. Algemene formule: N  L M Hieruit volgt dat het lengtenummer omgekeerd evenredig is met de massa van het spinproduct. Hoe hoger de nummeraanduiding, hoe fijner het spinproduct. Dit nummerstelsel wordt dan ook indirecte benummering of onrechtstreeks stelsel genoemd. In het lengtenummeringssysteem worden de volgende stelsels gebruikt :

ELS JANSSENS 2019-2020

24


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen 2.3.1 DE METRISCHE NUMMERING: N M

Nm = m/g Het metrisch nummer bepaalt het aantal m per g spinproduct. Het wordt kort voorgesteld door Nm. Het metrisch nummer wordt vooral gebruikt om de dikte van katoen-, wol- en synthetische gesponnen garens aan te duiden. Voorbeeld : Nm 20 betekent dat 20 meter garen een massa heeft van 1 gram. Nm 50 betekent dat 50 meter garen een massa heeft van 1 gram. Het spreekt vanzelf dat een garen van Nm 20 dikker is dan een garen van Nm 50. Het metrisch nummer van 100 m garen met massa 4 g is: 100m / 4g = 25 Nm

2.3.2 DE ENGELSE KATOENNUMMERING: NE K

Nek = hank/pound Het Engels katoennummer bepaalt het aantal hank per pound spinproduct. Hierbij geldt voor de lengte-eenheid: 1 hank = 840 yards 1 yard = 0,9144 m en voor de massa-eenheid: 1 pound = 453,6 g Het wordt kort uitgedrukt als Nek. Het Engels katoennummer wordt nog steeds gebruikt om de dikte van katoengarens en synthetische gesponnen garens van het katoentype uit te drukken. Voorbeeld : Nek 18 betekent dat 18 keer 840 yards een massa heeft van 1 pound. Nek 10 betekent dat 10 keer 840 yards een massa heeft van 1 pound. Het spreekt vanzelf dat Nek 10 dikker is dan Nek 18. Het Nek van 100 m garen met massa 5 g is:

100 453 ,6  5 840  0,9144

 11,8 Nek

= constante = 0,591 zodat

ELS JANSSENS 2019-2020

Nek = Nm x 0,591

25


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen 2.3.3 DE ENGELSE VLASNUMMERING: NE V

Nev = pees/pound Het Engels vlasnummer bepaalt het aantal pees per pound spinproduct. Hierbij geldt voor de lengteeenheid: 1 pees = 300 yards 1 yard = 0,9144 m en voor de massa-eenheid: 1 pound = 453,6 g Het wordt kort uitgedrukt als Nev of lea. Het Engels vlasnummer wordt nog steeds gebruikt voor het uitdrukken van de dikte van vlas-, jute- of hennepgarens. Voorbeeld : Nev 25 betekent dat een garen met een lengte van 25 keer 300 yards een massa heeft van 1 pound. Het vlasnummer van 606 m garen met een massa van 40 g is:

606 453 ,6  40 300  0,9144

 25 Nev

= constante = 1,653 zodat

Nev = Nm x 1,653

2.3.4 DE ENGELSE WOLNUMMERING: NE W

New = worsted / pound Het Engels wolnummer bepaalt het aantal worsted per pound spinproduct. Het wordt kort voorgesteld door New en wordt uitsluitend in de wolindustrie gebruikt. Voor de lengte-eenheid geldt: 1 worsted = 560 yard 1 yard = 0,9144 m en voor de massa-eenheid geldt: 1 pound = 453,6 g Voorbeeld: Het New van 100 m garen met een massa van 4 g is:

100 453 ,6  4 560  0,9144

 22 New

= constante = 0,886 zodat ELS JANSSENS 2019-2020

New = Nm x 0,886 26


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen

DE VERHOUDING TUSSEN DE VERSCHILLENDE NUMMERINGSYSTEMEN Aangezien alle nummeringsystemen gebaseerd zijn op lengte en massa, bestaan er relaties tussen de verschillende nummeringsystemen. Hierdoor is het mogelijk het ene nummer in het andere nummeringsysteem om te zetten. Voor de omzetting van het ene nummer naar het andere durft men ook wel eens afgeronde waarden gebruiken, vooral dan bij commerciële besprekingen. Handig is de praktijk is een zgn. "Converter", dit is een soort rekenlat waarbij men deze instelt op de waarde in één bepaald titerstelsel en men dadelijk de waarden in een aantal andere stelsels kan aflezen. Dergelijke converters worden dikwijls aangeboden als relatiegeschenk door machineconstructeurs. Uiteraard kan dit alles tegenwoordig vervangen worden door een Yarn Count App.

OPDRACHT 1: NUMMERBEREKENINGEN Onderstaande oefeningen dient de student zelfstandig uit te werken. 1. Hoeveel meter garen zijn begrepen in 1 kg garen met Nek 16? 2. Hoeveel gram wegen 1530 m viscosegaren met N'den = 100? 3. Een draad van 600 m lengte weegt 40 g. Bepaal Nek. 4. Bepaal de lengte grondstof in meter op een spinpoel met garennummer Nek 18 dat een nettogewicht heeft van 80 g. 5. Een spoel bevat 3556 m garen met Nek 14. Welk is het gewicht garen in gram op deze spoel ? 6. Hoeveel bobijntjes naaigaren van 500 yards elk kunnen gemaakt worden uit 1,3716 kg garen met N'tex 30? ? 7. Bereken de fijnheid van een vezel, wanneer een vezelbundel van 10 m lengte 0,5 mg weegt en 150 vezels bevat. De fijnheid mag uitgedrukt worden in denier. 8. Bepaal de garenlengte in km op een bobijn van 1,5 kg met Nev 44. 9. Een garen met Nek 60 is vervaardigd uit vezels met fijnheid 1,5 den. Bereken het gemiddeld aantal vezels in de doorsnede. 10. Bepaal de garenlengte in km op een bobijn van 2 kg met Nek 40. 11. Een garen van 80 m weegt 1,6 g. Bepaal het New. 12. Welke lontlengte bevindt er zich in de pot wanneer een lont van 5 ktex een gewicht heeft van 54 kg.

HET SAMENGESTELD NUMMER: N SG Indien meerdere spinproducten samengebracht worden tot één enkel spinproduct, zoals dit o.a. gebeurt bij het verenigen van lonten of het samenbrengen van één of twee garens, is het noodzakelijk het samengesteld nummer te kennen.

ELS JANSSENS 2019-2020

27


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen 2.6.1 HET SAMENGESTELD MASSANUMMER Veronderstel n spinproducten met respectievelijke massanummers: N’1, N’2, N’3, ...,N’n, waarvan telkens een eenheidslengte genomen wordt. Uit N ’= M/L volgt M = N’x L en vermits L de eenheidslengte 1 is M = N’, zodat de overeenstemmende massa’s gelijk zijn aan N’1, N’2, N’3, ...,N’n Indien er geen contractie ontstaat, geeft het samenbrengen van deze eenheidslengten één enkel spinproduct, waarvan de lengte eveneens gelijk is aan de eenheidslengte en de totale massa gelijk is aan  N’.

N’sg = M / L = N’ Voorbeeld: Drie garens met zelfde lengte en respectievelijk N’tex 12; N’tex 18 en N’tex 20 worden samengebracht zonder contractie. N’sg =  N’ = 12 + 18 + 20 = 50 tex Als de betrokken spinproducten hetzelfde gewichtsnummer hebben is N’sg = N’ x n. Dit product wordt dan meestal niet uitgewerkt. Voorbeeld: Een garen met N’tex 20 x 2 betekent dat 2 draden van elk N’tex 20 werden samengebracht. Het samengesteld nummer bedraagt hier 40.

2.6.2 HET SAMENGESTELD LENGTENUMMER Veronderstel opnieuw n spinproducten met respectievelijke lengtenummers N1, N2, N3, ..., Nn, waarvan telkens de eenheidslengte genomen wordt. uit N = L/M volgt M = L/N en vermits L de eenheidslengte 1 is M = 1/N Zodat de overeenstemmende massa’s gelijk zijn aan 1/N1, 1/N2, 1/N3, ...,1/Nn Indien er geen contractie ontstaat, geeft het samenbrengen van deze eenheidslengten één enkel spinproduct, waarvan de lengte eveneens gelijk is aan de eenheidslengte en de totale massa gelijk is aan (1/N).

Nsg = L / M =

1 1

N

ELS JANSSENS 2019-2020

28


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen

Voorbeeld: Twee garens met dezelfde lengte en respectievelijke nummers Nek 18 en 36 worden samengebracht zonder contractie. Nsg =

1

1 1 = 12  18 36

Als de betrokken spinproducten het zelfde lengtenummer hebben is Nsg = N/n. Hierbij wordt N/n meestal niet uitgewerkt. Voorbeeld: Een garen met Nek 36/3 betekent dat 3 draden van elk 36 Nek werden samengebracht. Het samengesteld nummer bedraagt dan 12.

OPDRACHT 2: BEREKENINGEN OP SAMENGESTELD NUMMER Onderstaande oefeningen dient de student zelfstandig uit te werken. 1. Drie garens met Nden 120, 200 en 180 worden samen opgewikkeld. Bepaal het samengesteld nummer in tex. 2. Vijf lonten met volgende lengtenummers in Nm worden samengebracht op de aanvoertafel van een rekbank: 0,16; 0,18; 0,20; 0,24; 0,26. Bepaal het samengesteld nummer in Ntex. 3. Een geassembleerd garen met samengesteld nummer Nev 6 bestaat uit 3 componenten. De eerste draad is een katoengaren met een fijnheid van 50 tex, de tweede draad is een wolgaren met een fijnheid van 6 New. Zoek de dikte van de derde draad in Nm..Bereken ook telkens de grondstofsamenstelling in %. 4. Een geassembleerd garen bestaat uit volgende componenten : 1 katoendraad met Nek 20, 1 viscosedraad van 20 tex, 1 woldraad met Nm 20. Bereken het samengesteld Nek.

HET RESULTEREND NUMMER: RN Bij het opstellen van de formules voor het berekenen van het samengesteld nummer is uitdrukkelijk als voorwaarde gesteld dat de samengebrachte spinproducten dezelfde lengte hebben en dat er geen contractie mag plaatsgrijpen. Dit geval doet zich voorbij het verenigen van lonten (om ze daarna gezamelijk aan een uitrekking te onderwerpen) of bij het doubleren van 2 of meerdere garens (met als doel een gelijkmatige aanvoer te bekomen bij het twijnen). In de meeste andere gevallen is er echter wel een contractie en gebeurt het ook dat de samengebrachte draden door een opzettelijk verschil in aanvoersnelheid niet dezelfde lengte hebben. ELS JANSSENS 2019-2020

29


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen

2.8.1 CONTRACTIE DOOR TWIJNEN Een getwijnde draad is samengesteld uit 2 draden met zelfde lengte en met respectievelijk N’tex 20 en N’tex 30. Door het twijnen ontstaat een contractie of intwijning van 2%. Wat is het RN’tex? Vermits N’tex = g/km, veronderstellen we dat beide draden een oorspronkelijke lengte van 1 km hebben. Door het samenbrengen van deze twee draden wordt de totale massa 20 + 30 = 50 g. Door het intwijnen wordt de lengte van het getwijnd product 2% korter dan oorspronkelijk, dus 1 km x 0,98 = 0,98 km. Het RN’tex = 50 g / 0,98 km = 51

2.8.2 VERLIES AAN MASSA DOOR BLEKEN Een tweede geval waarin resulterende nummers moeten berekend worden, is wanneer garens een nabehandeling hebben ondergaan zoals b.v. sterken, bleken, verven, enz., waardoor het nummer beïnvloed wordt. Voorbeeld: Door het bleken van katoen ontstaat een verlies van 6%. Het werkelijk RN’tex van een katoendraad met nominaal nummer N’tex 32 wordt hierdoor: RN’tex = 32 x 0,94 = 30

OPDRACHT 3: BEREKENINGEN OP RESULTEREND NUMMER Onderstaande oefeningen dient de student zelfstandig uit te werken. 1. Twee draden van 40 en 60 tex worden samen getwijnd; de contractie die hierdoor ontstaat bedraagt 2%. Bereken het resulterend garennummer in tex. 2. Het resulterend texnummer van een twijngaren bedraagt 51. De contractie die zich heeft voorgedaan bij het samentwijnen van 2 garens bedraagt 2%. De eerste draad heeft een dikte van 30 Nek. Bepaal het wolnummer van de tweede draad. 3. Een garen van 20 tex geeft een verlies van 10% na bleken. Bereken het resulterend garennummer in tex.

HET GEMIDDELD NUMMER: N GEM In een spinnerij wordt gewoonlijk een uitgebreid gamma aan garennummers gesponnen om zo goed mogelijk te voldoen aan de wens van de wever. Om over de juiste productiegegevens in de spinnerij te kunnen beschikken, wordt het gemiddeld garennummer berekend. Het is noodzakelijk dat van elk nummer de totale geproduceerde massa in dezelfde tijdseenheid gekend is. De beschouwde nummers moeten natuurlijk allen tot een zelfde nummerstelsel behoren.

ELS JANSSENS 2019-2020

30


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen 2.10.1 HET GEMIDDELD MASSANUMMER Het gemiddelde massanummer van een spinnerij is de verhouding van de totale afgeleverde massa tot de totale afgeleverde lengte garen in dezelfde tijdseenheid. Veronderstel een spinnerij met volgende weekproductie: Van garen met nummer N’1 een massa M1, waaruit L1 = M1/N’1 Van garen met nummer N’2 een massa M2, waaruit L2 = M2/N’2 ..... ..... ..... ................. Van garen met nummer N’n een massa Mn, waaruit Ln = Mn/N’n De totale afgeleverde massa is M en de totale afgeleverde lengte (M/N’), zodat:

N ' gem 

M M  N'

Voorbeeld: Een spinnerij vervaardigt per week: 30000 kg garen met deniernummer

100

15000 kg

...

150

20000 kg

...

200

N’gem =

30000  15000  20000  30000 15000 20000 130 den   100 150 200

2.10.2 HET GEMIDDELD LENGTENUMMER Het gemiddeld lengtenummer van een spinnerij is de verhouding van de totale afgeleverde lengte garen tot de totale afgeleverde massa in dezelfde tijdseenheid. Veronderstel een spinnerij met volgende weekproductie: Van garen met nummer N1 een massa M1, waaruit L1 = M1 x N1 Van garen met nummer N2 een massa M2, waaruit L2 = M2 x N2 ..... ..... ..... ................. Van garen met nummer Nn een massa Mn, waaruit Ln = Mn x Nn De totale afgeleverde massa is M en de totale afgeleverde lengte (M x N), zodat:

Ngem 

( M  N ) M

ELS JANSSENS 2019-2020

31


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen Voorbeeld: Een katoenspinnerij vervaardigt per week: 500 kg garen met Engels katoennummer

20

1000 kg ....

24

1500 kg ....

12

250 kg ....

36

Nek, gem = (500  20 )  (1000  24 )  (1500  12 )  (250  36 )  18,77 500  1000  1500  250

AANDUIDING VAN DE FIJNHEID VAN GARENS Door middel van een beknopte formule worden inlichtingen verstrekt omtrent de componenten van het garen, nl. de lineïeke massa, het aantal filamenten in multifilamentgarens, de richting en de grootte van de twist, het aantal enkelvoudige draden en/of de kenmerkende eigenschappen van het garen dat ontstaat als resultaat van deze samenstelling.

2.11.1 NOMINALE EN WERKELIJKE WAARDEN Nominale waarden dienen om de karakteristieke kenmerken van garens voldoende nauwkeurig aan te geven met het oog op het vervaardigen van garens en de verdere productieberekeningen. De nominale lineïeke massa van enkelvoudige garens dient bij voorkeur te worden gekozen uit de tabel van de afgeronde waarden, uitgedrukt in tex-eenheden. De nominale lineïeke massa slaat doorgaans op het nummer van het ecrugaren. In bepaalde sectoren van de textielhandel wordt zelfs voor garens die chemisch behandeld zijn (gebleekt, geverfd,...) dezelfde nominale lineïeke massa gebruikt als voor het onbehandelde garen. De waarden aangegeven in de beknopte formule voor de aanduiding van een garen zijn aldus te beschouwen als nominale waarden. De formule wordt ook gebruikt als weergave van het resultaat van een garenanalyse. In dit geval zijn de waarden van de lineïeke massa en van de richting en grootte van de twist, bekomen door een erkende controlemethode, te beschouwen als werkelijke waarden.

Opmerking: De waarden van de lineïeke massa en de twistgrootte van garens die in handelsovereenkomsten vermeld worden, zijn echter nominale waarden. De toegestane afwijkingen tussen het analytisch bepaalde werkelijke nummer en het gespecifieerde nominale nummer van een garen berusten op overeenkomsten binnen de textielindustrie of tussen koper en verkoper. De toleranties (uitgedrukt in %) stijgen naarmate het garen fijner is.

ELS JANSSENS 2019-2020

32


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen Voor katoengarens zijn b.v. volgende afwijkingen toegestaan: fijner dan 15 tex 3% 15 – 28 tex 2,5% 30 – 56 tex 2% 60 – 100 tex 1,5% 2.11.2 AANDUIDING VAN EEN GAREN Een korte technische beschrijving van een garen, die volgende gegevens geheel of gedeeltelijk moet bevatten: - de grondstof, - de lineïeke massa, - de richting van de twist, - de twistgrootte, - het aantal componenten in getwijnde garens, - het aantal componenten in gekableerde garens. Deze technische beschrijving kan vervolledigd worden door gegevens betreffende de structuur van het garen te vermelden (zoals: vezelsoort, mengverhoudingen, spinsysteem, chemische en/of fysische behandelingen,...). de grondstof: meestal voorgesteld onder zijn verkorte vorm: Co voor katoen, L voor vlas, Wo voor wol enz... de lineïeke massa: de massa per eenheid van lengte, uitgedrukt in tex en bij voorkeur gekozen uit de tabel van de afgeronde tex-eenheden de resulterende lineïeke massa: de lineïeke massa verkregen na het twijnen of het kableren. Indien een chemische en/of een fysische behandeling hebben ondergaan en de resulterende lineïeke massa is a.g.v. deze bewerking(en) gewijzigd, dan dient dit uitdrukkelijk te worden vermeld. de richting van de twist: aangeduid met de symbolen S of Z de twistgrootte: het aantal draaiingen per meter van een enkelvoudig of van een getwijnd garen, uitgedrukt in t/m

Voorbeeld: 40 tex Z 630; Amerikaans katoen, ringspin een enkelvoudig garen met N’tex 40, gesponnen uit Amerikaans katoen op een ringspinmachine, getwist aan 630 toeren per m in Z-richting 30 tex S 155 x 2 to een geassembleerd garen bestaande uit 2 draden van elk N’tex 30 met 155 t/m twist in S-richting op de enkelvoudige draden. (25 tex S 420 + 60 tex Z 80) S 360; R 89,2 tex een twijngaren met resulterend nummer 89,2 tex bekomen door het samentwijnen van 2 enkelgarens in S-richting aan 360 toeren/m, bestaande uit een garen van 25 tex getwist in S-richting aan 420 t/m en een garen van 60 tex getwist in Z-richting aan 80 t/m.

ELS JANSSENS 2019-2020

33


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen 7 tex S 1000 x 2 S 710; R 15 tex x 3 Z 790; R 47 tex, katoen een (naai)garen met resulterend N’tex 47 wordt bekomen door het samentwijnen aan 790 t/m in Zrichting van 3 twijndraden, waarvan het nummer elk 15 tex is, getwist in Z-richting aan 710 t/m. Elk van deze 3 twijndraden is samengesteld uit 2 enkeldraden van 7 tex die getwist zij in S-richting aan 1000 t/m opmerking: Indien de samenstelling van de garens te complex is om op de aangegeven wijze te worden aangeduid, mag een rangschikking worden gebruikt als volgt: 20 tex S 700 x 3 S 400 34 tex S 600 40 tex Z 500

Z 200 S 180; R 150 tex

dit is de technische beschrijving van een gekableerd garen met resulterend N’tex 150 bekomen door het samentwijnen aan 180 t/m in S-richting van een enkelvoudige draad N’tex 40 getwist aan 500 t/m in Z-richting en een twijndraad bekomen door het samentwijnen aan 200 t/m in Z-richting van een enkelvoudige draad N’tex 34 getwist aan 600 t/m in S-richting en een meervoudige draad bekomen door het twijnen aan 400 t/m in S-richting van 3 draden met N’tex 20 getwist in S-richting aan 700 t/m. Opmerking: een commerciële spinnerij zal dergelijk garen meestal een commerciële naam geven en de exacte technische constructie zelden prijs geven.

2.11.3 AANDUIDING VAN SAMENGESTELDE GARENS IN DE PRAKTIJK Bij de aanduiding van samengestelde garens wordt in de praktijk geen gebruik gemaakt van het resulterend nummer, behalve in uitzonderlijke gevallen zoals het nummer Engels Dewsbury. Het nummer van het enkelvoudig garen en het aantal van deze garens worden vermeld. Dit omdat er bij het twijnen twistcontractie optreedt, waardoor het werkelijk eindnummer steeds grover zal uitvallen dan het resulterend nummer. - Bij rechtstreekse stelsels (= directe nummering, massanummers): Indien het samengesteld garen bestaat uit enkelvoudige garens met hetzelfde nummer, dan is de aanduiding: N’xn Voorbeeld: 30 tex x 2 Indien het samengesteld garen bestaat uit enkelvoudige garens met een verschillend nummer zoals b.v. 20 tex en 30 tex dan wordt de aanduiding: (20 + 30) tex. - Bij onrechtstreekse stelsels (= indirecte nummering, lengtenummers):: Indien het samengesteld garen bestaat uit enkelvoudige garens met hetzelfde nummer, dan is de aanduiding: N/n Voorbeeld Nek 36/2 Dit zijn twee garens van elk 36 Nek, die als resulterend nummer 18 Nek hebben, wat een grof garen is. ELS JANSSENS 2019-2020

34


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen - Voor meervoudig getwijnde garens, zgn. gekableerde garens gaat dit systeem gewoon verder: (30 tex x 2) x 4 is een twijn van 4 keer 30 tex x 2 samengebracht. Dikwijls zal men voor deze garens ook de respectievelijke twistrichtingen aangeven, dit is heel belangrijk voor het visuele aspect. In de regel hebben de meeste ringgesponnen garens een Ztwist bij het spinnen en een S-twist bij de eerste twijn (anders wordt het garen tĂŠ "levendig"). Bij de tweede twijn of kablering is er terug keuze tussen Z en S. Het voornaamste verschil tussen beide types gekableerd garen is het louter visuele aspect waarbij het ene garen een soort spiraaleffect heeft en het andere meer een vlechteffect. Bij een lengtenummering wordt de notatie b.v. Nek 36/2/4.

2.11.4 AANDUIDING VAN FILAMENTGARENS EN KABELS Filamentgarens zijn eigenlijk een samengesteld garen bestaande uit een zekere hoeveelheid filamenten van eenzelfde titer, die al dan niet getwist naast elkaar liggen. Hetzelfde eindnummer kan bekomen worden door weinig grove filamenten of veel fijne filamenten. De eigenschappen van het resulterend garen zijn echter sterk verschillend en het is daarom belangrijk om reeds in de notering duidelijk te maken over welk filamentgaren het precies gaat. De uitgebreide aanduiding is - dtex xx f yy / S zzz bij filamentgarens met S twist, - dtex xx f yy / Z zzz bij filamentgarens met Z twist, - dtex xx f yy bij ongetwiste filamentgarens Hierbij is: - xx = eindnummer - yy = aantal filamenten - zzz = aantal toeren twist per meter Zo is een dtex 133f24/S120 een draad van 133 dtex die 24 filamenten bevat met een S-twist van 120 toeren per meter. In de praktijk zal dit garen echter meestal aangeduid worden als 133f24 dtex of ook als 133/24 dtex. De twist wordt liefst niet zomaar bekend gemaakt en de f wordt vervangen door een "/". Bij spinkabels uit de chemische spinnerij zal men steeds het eindnummer aangeven en daarbij meestal de vezeltiter, soms ook het aantal filamenten. Zo bevat een kabel van 10 ktex met filamenten van 5 dtex 20.000 filamenten. Op de verpakking van de baal zal zowel het nummer van de kabel (hier 10 ktex) als de vezelfijnheid, hier 5 dtex worden aangeduid.

NUMMERBEREIK I.F.V. HET EINDPRODUCT Onderstaande figuur geeft een idee van de gebruikte garennummers (=titers) i.f.v. het eindproduct. Behalve voor zeer fijne garens tussen 2 en 7,5 tex voor kousen worden filamentgarens en stapelvezelgarens in vrij gelijklopende marktsegmenten gebruikt. De fijne tot medium titers 7,5 tot 40 tex worden veelal gebruikt voor kledij. Stapelvezelgarens zijn dominant in de marktsegmenten voor ELS JANSSENS 2019-2020

35


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen hemden, bloezen, huishoudtextiel, bedlinnen, broeken, pakken enz. Filamentgarens zijn dan weer zeer dominant in de tapijtgarenindustrie en sportkledij en bij industriĂŤle garens speciaal voor technisch textiel.

Figuur 4 Het verband tussen het garennummer en de toepassingsmogelijkheden

Ticking: matrastijk Upholstery: meubelstof Furnishing: interieurtextiel ELS JANSSENS 2019-2020

36


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen

3

DE STRUCTUUR VAN GETWISTE VEZELGARENS

Bronnen:

Boek: Technical textile yarns – Industrial and medical applications R. Alagirusamy en A. Das Woodhead publishing, 2010, ISBN 978-1-84569-549-1 Boek: Fundamentals of Spun Yarn Technology, Carl A. Lawrence, CRC Press Boek: Handbook of yarn production, Peter R. Lord, The Textile Institute, CRC Press

Leerwijzer: Na het studeren van Deel 4 kan de student… - verklaren waarom garennummer en garendiameter niet hetzelfde zijn - uitleggen hoe een garen is opgebouwd en hoe de vezels georiënteerd zitten - het verband toelichten tussen twist, vezellengte en vezelfijnheid - het verband toelichten tussen twist en garennummer - verklaren wat men bedoelt met optimum twist - het verband toelichten tussen de twisthoeveelheid en het uitzicht en gebruik van het garen

ELS JANSSENS 2019-2020

37


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen

ELS JANSSENS 2019-2020

38


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen

INLEIDING De structuur van een garen wordt in de eerste plaats bepaald door het spinproces. Algemeen gesteld kan een garen worden beschouwd als een cilindervormig lichaam, opgebouwd uit vezels, al dan niet met beperkte lengte. De vezels liggen niet parallel met de as van het garen. Verder zijn er tussen de vezels openingen, zodat een garen een zekere porositeit heeft. Deze porositeit is niet constant over een sectie van het garen. Als men de positie van de vezels in de garenstructuur bekijkt, dan kan men vaststellen dat bij ringgesponnen garen de vezels als gevolg van de twist een helicoĂŻdale baan volgen. De vezels aan de mantel vertonen een grotere hellinghoek dan deze in de kern. Een ringgesponnen garen heeft dus een mantelstructuur. Indien dit garen onderworpen wordt aan een belasting zullen de kernvezels zorgen voor de hoge treksterkte. De mantelvezels zijn echter verantwoordelijk voor de lagere abrasieweerstand. Garenkarakteristieken kunnen algemeen gedefinieerd worden door dimensionele parameters, structurele parameters en vezelparameters, zoals opgesomd in onderstaande tabel: Parameters Dimensionele parameters Structurele parameters

Vezelparameters

Karakteristieken Nummer (lineaire densiteit) Garendiameter Twistgrootte en twistzin Omwikkeldichtheid en zin Twijngrootte, zin en combinaties Kern samenstelling en kern/mantel ratio Blend samenstelling en ratio PakkingcoĂŤfficiĂŤnt Aantal filamenten in doorsnede Vorm van de filamentdoorsnede Vezellengte Vezeldikte (lineaire densiteit) Kroezing

Figuur 5 Garenkarakteristieken

In wat volgt beperken we ons tot de karakteristieken van gesponnen vezelgarens. Hierin zal het belang van de dimensionele parameters aangetoond worden, alsook de invloed van structurele parameters zoals pakkingsdichtheid en twist. Het garennummer werd reeds uitgebreid behandeld in het vorige cursusdeel.

DE GARENDIAMETER Een spinproduct is erg samendrukbaar, waardoor de vorm vaak afwijkt van de oorspronkelijke ronde doorsnede. Toch is het soms noodzakelijk de diameter van een garen na te gaan. De diameter kan nl. een idee geven van de dichtheid of de dekkingsgraad van de garens in een weefsel en bijgevolg ook een indicatie zijn voor de dikte ervan. Bedenk dat ook een garen met een laag texnummer volumineus ELS JANSSENS 2019-2020

39


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen kan zijn of een garen met een hoog een fijn garen kan zijn, in vergelijking met dat uit een andere grondstof. De vezeldensiteit (of dichtheid) speelt hierin een belangrijke rol, deze wordt uitgedrukt in g/cmÂł. Enkele voorbeelden zijn terug te vinden in onderstaande tabel:

PE PA6 PAN Wo CA PES CV glas

Vezeldensiteit (g/cmÂł) 0.92 1.14 1.16 1.30 1.32 1.38 1.50 2.5

Figuur 6 De vezeldensiteit van enkele vezels

Een garen uit PE van 100 tex zal dus dikker zijn dan een garen uit wol van hetzelfde garennummer, om voorwaarde dat dezelfde twist is toegepast. Als het texnummer en ook de pakkingsdichtheid van een garen gekend zijn, kan men zich een idee vormen van de garendiameter. Volgende verhouding werd wetenschappelijk vastgesteld (in cm): đ?‘‰đ?‘”đ?‘Žđ?‘&#x;đ?‘’đ?‘› Ă— đ?‘”đ?‘Žđ?‘&#x;đ?‘’đ?‘›đ?‘›đ?‘˘đ?‘šđ?‘šđ?‘’đ?‘&#x; đ?‘‘đ?‘”đ?‘Žđ?‘&#x;đ?‘’đ?‘› = 2√ đ?œ‹ Ă— 105 Met Vgaren=1/pakkingsdichtheid van de vezels in het garen x vezeldensiteit De pakkingsdichtheid is de mate waarin vezels tegen elkaar gedrukt zitten in een garen. Deze verschilt naargelang het vezeltype. Het garenvolume staat ook in direct verband met de twisthoeveelheid. Hoe hoger de twist, hoe lager het volume. Daarnaast spelen nog enkele andere kenmerken een rol nl. vezelfijnheid, kroezing, stijfheid en stapelvezelengte.

DE STRUCTUUR VAN EEN GETWIST VEZELGAREN Een bundel parallelle vezels heeft zeer weinig samenhang. Indien de vezels een beperkte lengte hebben, zal de treksterkte van de bundel zeer laag zijn. Daarom is het nodig op de bundel een bewerking uit te voeren die voor de nodige samenhang en dus sterkte kan zorgen. Een bundel parallelle vezels wordt aan ĂŠĂŠn uiteinde ingeklemd. Aan het andere uiteinde wordt een wringingsbeweging uitgeoefend. In textieltermen wordt dit twisten genoemd. Onder "twist" verstaat men de mate waarin de korte vezels gedraaid liggen en daardoor tegen elkaar aangedrukt worden. Onder "twistgrootte" verstaat men het aantal draaiingen per eenheid van lengte. ELS JANSSENS 2019-2020

40


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen Onder "twistrichting" verstaat men de zin waarin de vezels gedraaid liggen. Men onderscheidt de Srichting en de Z-richting.

Figuur 7 Z en S twist

Twist heeft gevolgen voor het garen en dient in hoofdzaak: - om samenhang tussen de vezels te verbeteren - om sterkte te geven aan een stapelvezelgaren (dit is niet het geval bij filamentgarens) - om weerstand te bieden tegen abrasie en vermoeiing - ter verbetering van de buigstijfheid - om het garen compacter te maken - om haperen (snagging) te vermijden

HET VERBAND TUSSEN TWIST EN VEZELFIJNHEID EN VEZELLENGTE De twist zorgt ervoor dat er tussen de vezels voldoende grote wrijvingskrachten heersen, zodat de vezels niet uit elkaar glijden. De wrijvingskracht is afhankelijk van de drukkracht waarmee de vezels tegen elkaar aangedrukt worden en van de wrijvingscoëfficiënt µ. De drukkracht waarmee de vezels tegen elkaar aangedrukt worden is functie van de aangebrachte twist en de uitwendig aangelegde spanning. Is de twistgrootte gelijk aan nul dan worden en nauwelijks drukkrachten opgewekt en is de onderlinge hechting van de vezels onbestaand of dan toch zeer gering, in het geval de vezels door kroezing wat aan elkaar gaan haken (zoals bij wol). Stijgt de twist, dan ontstaan, wanneer de uiteinden van de vezels voldoende in de vezelmassa verankerd zitten, steeds groter wordende drukkrachten. Deze drukkrachten kunnen nu zo sterk opgedreven worden dat de vezels de inwendige spanningen niet meer kunnen dragen en dus breken. Gelukkig doet dit verschijnsel zich slechts voor bij zeer hoge twist die ver boven de normaal gebruikte twistgrootte ligt. De contactoppervlakte en/of het aantal contactpunten tussen de vezels onderling stijgen ook naarmate de twist hoger is. Naast de twistgrootte speelt ook de fijnheid van de vezel of beter nog de specifieke manteloppervlakte van de vezel een belangrijke rol. Het is te verwachten dat hoe groter de specifieke manteloppervlakte is, ook de contactoppervlakte of het aantal contactpunten groter zal zijn. Hierdoor hebben fijne vezels minder twist nodig dan dikkere vezels voor eenzelfde garennummer en sterkte. Dit is dus in het voordeel van de productie.

ELS JANSSENS 2019-2020

41


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen De wrijvingscoëfficiënt is bovendien ook afhankelijk van de fysische toestand van de oppervlakken die met mekaar in contact zijn. Als gevolg van de aanwezigheid van een waslaag op de ruwe katoen is de wrijvingscoëfficiënt nagenoeg constant van de ene soort op de andere. We mogen evenwel niet uit het oog verliezen dat die wrijvingscoëfficiënt zou kunnen wijzigen door bijmengingen van ander vezelmateriaal, zoals viscosevezel of andere synthetische vezels (zoals polyester) of door bepaalde scheikundige behandelingen van het vezelmateriaal, zoals verven, bleken, merceriseren. Door avivage of smouten kan de wrijvingscoëfficiënt terug hersteld worden of gewijzigd worden (siliconebehandeling). Men mag niet vergeten dat de kroezing van de vezels of de al dan niet sterk uitgesproken helicoïdale vorm van de katoenvezels het verankeren ten goede komt en dat alle factoren, die op de kroezing of op de vorm inwerken ook op de treksterkte van het garen of op de vereiste twist hun invloed laten gelden. Reeds te rijpe vezels zijn glad van vorm en vertonen minder goede hechting. Reeds te veel geslagen of mechanisch bewerkte vezels verliezen hun kroezing en liggen ook minder goed verankerd. Men ondervindt dat hoe korter de vezels zijn, hoe minder groot de hechting is (minder goede verankering) zodanig dat men dit verlies in hechting moet terug inwinnen door de twist op te drijven. Lange vezels hebben dus minder twist nodig om een bepaalde garensterkte te bekomen. Garens uit lange vezels zijn ook minder harig en zijn vaak ook zachter.

HET VERBAND TUSSEN TWIST EN GARENNUMMER De twisthoek  wordt gevormd door de buitenste schroeflijn met de aslijn van het spinproduct. De ganghoogte h van de twist is de corresponderende garenlengte voor 1 toer twist. Hoe groter de twisthoek, hoe vlakker de schroeflijn, hoe meer vezels op elkaar drukken en hoe sterker het spinproduct. De toename van de sterkte wordt echter maar bekomen tot een bepaalde twisthoek, waarna de weerstand opnieuw gaat afnemen. Uit de figuur is af te leiden dat h functie is van de twisthoek en de diameter van het spinproduct.

De twist wordt uitgedrukt in “aantal toeren per eenheidslengte”, waarbij vooral de Engelse duim of de meter in aanmerking komen. Het aantal toeren twist T wordt gegeven door de volgende formule: L hierbij is L uitgedrukt in mm/eenheidslengte en h in mm/toer T  h ELS JANSSENS 2019-2020

42


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen 3.5.1 DE INVLOED VAN DE TWISTHOEK EN DE GARENDIAMETER Veronderstel 2 garens met dezelfde twisthoek  en verschillende garendiameters:

Uit de figuur blijkt dat: Vermits

T1 

L h1

 .d1 h1

 .d 2 h2 en

h2 d 1  h1 d 2 L T2   h2

of

h2 T1 d 2   h1 T2 d1

Besluit: Bij een zelfde twisthoek is de twist omgekeerd evenredig met de diameter van het spinproduct. Dus hoe meer twist men aanbrengt, hoe kleiner de garendiameter. Voor een fijner garen moeten de vezels sterker omgebogen worden dan in een grover garen om dezelfde hellingshoek  te verwezenlijken in de buitenlaag. De stijfheid van de vezel verzet zich tegen dit buigen en daardoor vermindert de naar binnen gerichte druk en dus ook de hechtingsgraad. Men zal dus de twist hoger instellen voor fijner garen om dit verlies weer in te winnen.

Veronderstel 2 garens met dezelfde diameter d en verschillende twisthoeken:

 .d tg  1 h h T  1  2  1 tg  2  .d h1 T2 h2

of

T1  1  T2  2

Besluit: Bij een zelfde diameter van het spinproduct is de twist recht evenredig met de twisthoek. Dus hoe meer men twist, hoe groter de twisthoek wordt.

ELS JANSSENS 2019-2020

43


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen 3.5.2 HET VERBAND TUSSEN TWIST EN GARENNUMMER

M  .V

Uit de formule van de volumieke massa volgt dat:

met  = de dichtheid van het garen Voor een rond spinproduct kunnen we veronderstellen dat:  .d ².L zodat M   .d ².L. V  4 4  Beschouwen we het massanummer:

 .d ².L.

 .d ².

M N'  L

4 L

en dus

d  cte.

4

N '.4  .

N'

cte. alsook

d

, waaruit

T1 d 2   T2 d1

N '2

cte.

2 N '1

N '2

2

1

N '1

1

 Beschouwen we het lengtenummer:

N

L L 4   M  .d ².L.  .d ². 4

en dus

d

waaruit d 

4  .N .

cte N .

cte alsook

T1 d 2   T2 d1

N 2 . 2  cte N 1 . 1

N 1 .1 N 2 . 2

N1 N2

1 2

In de veronderstelling dat door het twisten de dichtheid van het spinproduct niet verandert, is 1 = 2 zodat:

ELS JANSSENS 2019-2020

44


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen

T1 h d  2  2  T2 h1 d1

N '2 N '1

N1 N2

Besluit: 1) de twist is omgekeerd evenredig met de vierkantswortel uit het massanummer, 2) de twist is recht evenredig met de vierkantswortel uit het lengtenummer.

DE TWISTCOËFFICIËNT Uit de vorige vergelijking kunnen we afleiden:

T1 N1

T2 N2

 cte

en

T1 . N '1  T2 . N ' 2  cte

Deze constante noemen we de twistcoëfficiënt, voorgesteld door C of . Het is de factor die het verband is tussen de twist en het garennummer. Praktisch zal de getalwaarde van de twistcoëfficiënt afhangen van: - de eenheidslengte L om de twist uit te drukken, - het nummerstelsel, - de grondstof (vezellengte, vezelfijnheid, specifieke manteloppervlakte,...), - de gewenste twist of hechtingsgraad: de bestemming van het garen: ketting, inslag, breigaren,... - de gareneigenschappen (gelijkmatigheid, sterkte, aantal breuken bij overspoelen,...). - de zachtheid van het weefsel waarin het verwerkt wordt. De gewenste twist die aan een spinproduct moet gegeven worden, zal meestal proefondervindelijk bepaald worden en hoofdzakelijk beïnvloed worden door de grondstof, de fijnheid van het spinproduct en de toepassing ervan.

OPTIMUM TWIST Onder “optimum twist” verstaat men het aantal toeren dat de beste eigenschap verleent aan het garen. De eigenschap die men beoogt kan de treksterkte, de regelmatigheid, het aantal breuken op de spinmachine, het aantal breuken bij het overspoelen, enz...Het is dus a-priori niet zeker dat de verleende twist optimaal voor de garentreksterkte, ook optimaal zou zijn voor het aantal breuken op de spinmachine. Dus een optimum twist voorschrijven moet steeds gebeuren in functie van een te bereiken optimum resultaat. Dit betekent dat er in de praktijk verschillende twistcoëfficiënten en ook twistformules toegepast worden.

ELS JANSSENS 2019-2020

45


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen

INVLOED VAN DE TWIST OP HET UITZICHT EN DE TOEPASSING VAN HET GAREN De twist oefent tevens een belangrijke invloed uit op het uitzicht van het garen en dus op dat van het eindproduct (weefsel, breigoed, tapijt, enz...). Een weinig getwiste draad is volumineuzer, kan gemakkelijker geruwd worden en kan ook meer vocht opnemen. Dergelijke draden vinden hun toepassing in badstoffen, dekens, dweilen, e.d. Overtwiste garens bekomen een kripachtig uitzicht en worden aangewend o.a. in CrĂŞpe de Chine weefsels en in sommige meubelstoffen.

ELS JANSSENS 2019-2020

46


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen

4

DE PRODUCTIE VAN KLASSIEK GESPONNEN VEZELGARENS

Bronnen:

Boek: Technical textile yarns – Industrial and medical applications R. Alagirusamy en A. Das Woodhead publishing, 2010, ISBN 978-1-84569-549-1 Boek: Fundamentals of Spun Yarn Technology, Carl A. Lawrence, CRC Press Handbook of yarn production, Peter R. Lord, The Textile Institute, CRC Press Webpagina: Ring spinning G32 ring spinning machine Rieter, productsheet, geraadpleegd op 18/10/2013 Boek: Woollen and worsted woven fabric design, E. Grant Gilligan, 2004, Woodhead Publishing, The Textile institute, ISBN 1 85573 743 4, geraadpleegd op 27/08/2015 Boek: ‘Wool: Science and technology’, The textile Institute, Woodhead publishing, WS Simpson, GH Grawshaw, 2002, ISBN 1 85573 574 1

Leerwijzer: Na het studeren van Deel 5 kan de student... - de productieflow van een ringgesponnen katoengaren toelichten - de machines van de voorbereiding kort bespreken - het ringspinproces meer in detail toelichten - de productieflow van een ringgesponnen blend garen toelichten - toelichten wat het nut is van een kamproces - toelichten hoe de detectie van vreemde bestanddelen in katoen gebeurt - de productieflow van gekaarde wol toelichten - de productieflow van gekamde wol toelichten - eigenschappen en toepassingen van wolgarens opnoemen - de productieflow van werkgaren uit vlas toelichten - de productieflow van langvlasgaren toelichten - eigenschappen en toepassingen van de verschillende vlasgarens opnoemen - aantonen waarom verschillende machines nodig zijn voor de verwerking van katoen, wol en vlas.

ELS JANSSENS 2019-2020

47


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen

ELS JANSSENS 2019-2020

48


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen

INLEIDING Garens die gesponnen worden langs de klassieke weg hebben een ringspinproces ondergaan. Deze methode is geschikt voor de verwerking van korte, middellange en lange vezels en was tot het jaar 1960 de enige bestaande industriĂŤle spintechniek. Gezien de ruwe grondstof doorgaans uit natuurlijke vezels bestaat, is deze van nature uit sterk gecontamineerd. Daarnaast vormt de vervuiling van de velden een bijkomende bron van vreemde bestanddelen in de vezelmassa. Deze verontreinigingen dienen verwijderd te worden vooraleer men garens kan spinnen. De ruwe vezels zullen dus eerst een voorbereiding ondergaan waarin optimale reiniging en vezeloriĂŤntatie nagestreefd worden. De spinproducten evolueren tijdens het proces van een verwarde vezelmassa, over vezelvlokken, lint (of lont), wiek en tot slot het gesponnen garen. Ook gesneden filamenten kunnen op deze manier tot een vezelgaren verwerkt worden. Deze garenstructuur bezit immers andere eigenschappen dan hun overeenkomstig filamentgaren. Het spreekt voor zich dat man made fibres echter veel minder contaminanten zullen bevatten dan de natuurlijke vezels. Hun voorbereiding is dus enigszins korter. Tot slot dient men er de aandacht op te vestigen dat op deze manier ook blends vervaardigd worden. Algemeen ziet de productieflow van klassiek gesponnen (vezel)garens er als volgt uit: openen van de balen openen van de balen

openen, reinigen en mengen van de openen, vezelvlokken reinigen en mengen van de vezelvlokken

kaarden

verstrekken

verwerken tot wiek

ringspinnen

kaarden (kaardlont)

verstrekken en verdubbelen (rekbanklont)

verfijnen en twisten (wiek)

ringspinnen (garen)

Figuur 8 De productieflow van ringgesponnen garen

Het machinepark dat deze functies moet vervullen verschilt naargelang de vezellengte van de grondstof. Om deze reden spreekt men van de kortevezelspinnerij, waarmee men de katoenspinnerij bedoelt. Deze is echter geschikt voor de verwerking van alle vezels met een maximale lengte van 60 mm, dus ook voor bijvoorbeeld gesneden viscose of polyester. De langevezelspinnerij verwerkt vlas. De halflangevezelspinnerij verwerkt wol. De constructie van de machines voor de verwerking van katoen, wol of vlas verschillen grondig vermits de vezeleigenschappen eveneens grondig verschillen. In deze syllabus zal de werking van de machines niet uitgebreid aan bod komen. Toch wordt een kort overzicht geboden van de productieflow per garensoort.

ELS JANSSENS 2019-2020

49


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen

DE PRODUCTIE VAN RINGGESPONNEN GARENS MET VEZELS TOT 60 MM 4.2.1 PRODUCTIEFLOW VAN RINGGESPONNEN GEKAARD KATOEN, MANMADE VEZELS EN BLENDS

opstellen van een mengplan en balen in de zaal plaatsen

openen van de balen (balenfrees)

openen van vezelvlokken (opener)

maken van een kaardlont (duigkaarde)

strekken en verdubbelen tot (rekbank)lont

maken van een wiek (spilbank)

mengen van de vlokken (schachtenmengmachine)

maken van een garen op de ringspinmachine

reinigen van de vlokken (reinigers)

overspoelen van het garen tot bobijnen

Figuur 9 De productieflow van ringgesponnen kaardgaren

Na het oogsten en het ontzaden van de katoenvezels in het land van herkomst, worden deze sterk samengeperst tot balen en in containers getransporteerd naar diverse spinnerijen. De eerste opdracht in de spinnerij is een controle i.v.m. de kwaliteit van het geleverde katoen. De kwaliteit van katoen wordt bepaald door drie belangrijke karakteristieken: - de vezellengte, - de klasse of “grade� - het vezelkarakter Deze eigenschappen, met als voornaamste de vezelfijnheid en de vezellengte, worden tegenwoordig zeer nauwkeurig bepaald (m.b.v. het HVI-toestel) en moeten als richtlijn dienen bij het opstellen van het mengplan van een vijftal balen uit verschillende loten. Het openen van de balen gebeurt met de balenfrees, zoals in onderstaande figuur te zien is:

Figuur 10 De voorbereidingszaal

ELS JANSSENS 2019-2020

50


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen Langs weerszijden van deze machine kunnen de balen volgens een welbepaald mengplan worden opgesteld. Het orgaan dat op rails de balen afloopt met een snelheid van 10 m/min, bestaat uit een toren en een zijdelings uitstekend plukorgaan. Deze kunnen over 180° zowel manueel als automatisch gedraaid worden, zodat de katoenvlokken eventueel langs beide zijden kunnen opgenomen worden. Door gebruik te maken van een telescopische buis kan dit orgaan zijn hoogte aanpassen aan de steeds lager wordende hoogte van de stilaan opgebruikte balen. De grondstof wordt verder getransporteerd naar een centraal afzuigkanaal via pneumatische leidingen en doorheen een langsgericht kanaal naar de volgende machine gestuurd.

Figuur 11 De schematische voorstelling van een balenfrees

De cilinder die als plukker dienst doet, is de frees. Deze is voorzien van schijven met krachtige tanden, die door een uitwisselbaar rooster grijpen. Op deze manier worden vlokken uit de balen losgemaakt en door het rooster getrokken. Dit rooster bestaat uit stalen staven die het vezelmateriaal tegenhouden en hierdoor de grootte van de afgenomen vlokken beïnvloedt. Bij elke loop in de werkende richting neemt de plukker een dunne laag grondstof van alle opgestelde balen af. Bij de terugloop werkt de frees niet. De balenfrees kan echter ingesteld worden voor een enkele of dubbele werkrichting (in dit laatste geval ligt de productie 25% hoger) en voor eenzijdige of dubbelzijdige werking. De freeseenheid draait dan automatisch 180° als de balen langs één zijde opgewerkt zijn. Met een dergelijke machineconstructie wordt een gelijkmatige opening van de balen gerealiseerd. De vezelvlokken worden tijdens dit deelproces voorzichtig verwijderd en verminderd in grootte.

ELS JANSSENS 2019-2020

51


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen Het hoofddoel van het openen is het losmaken van de vezels uit de vlokken en daarmee ook het reinigen van de grondstof. De openingslijn moet dan ook aangepast zijn aan het type onzuiverheden in de grondstof.

Figuur 12 De schematische voorstelling van een opener

Dit is een opener waarvan de slagorganen bestaan uit ronde pinnen ingezet op twee trommels (2) waarvan de assen in de richting van de productielijn zijn opgesteld. De vezelvlokken dwarrelen langs schroefvormige banen rond beide trommels en worden tegen roosters (4) geslagen. Ook hier blijft een grovere vlok langer in de machine dan een kleinere omdat deze minder vlug met de luchtstroom zal worden meegevoerd. De voedingsregelaar (1) bepaalt de hoek waarmee de vlokken op de slagcilinders terechtkomen. De regeling van de stootplaat (3) bepaalt de verblijfsduur van de vlokken in de machine en de regeling van het leistuk (5) tussen de cilinders bepaalt de duur van het openen. Teneinde de schade aan de vezels te beperken, wordt de openingslijn zo kort mogelijk gehouden. Het transport van de vlokken geschiedt doorheen de hele voorbereidingsfase pneumatisch. Tijdens het openen en reinigen van katoen tracht men de relatieve vochtigheid van de transportlucht zo laag mogelijk te houden. Hierdoor zullen sommige onzuiverheden minder aan de katoenmassa blijven kleven en gemakkelijker verwijderd worden door de eerstvolgende machine. Er wordt bovendien gezorgd voor de afscheiding van metaaldeeltjes uit de vezelgrondstof gezien dit een verhoogd risico vormt op brand.

ELS JANSSENS 2019-2020

52


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen De volgende bewerking gebeurt door een schachtenmengmachine, waarbij de vlokken opnieuw pneumatisch aangevoerd worden. Van deze machine maakte de constructeur verschillende uitvoeringen met variĂŤrend aantal schachten (4, 6, 8 of 10), wisselende lengte, hoogte en breedte om tegemoet te komen aan de eisen van de spinner die immers niet steeds dezelfde grondstof verwerkt. In het tweede type (zie onderstaande figuur) werd het onderste mengkanaal vervangen door een transportband, die de gemengde katoenvlokken aanvoert aan een reiniger en/of opener (zie verder). Het assortiment reinigers bestaat uit 1 tot 4 rollen met verschillende garnituur, ngl. het stadium in het reinigingsproces. Een sterk doorgedreven reiniging van katoen wordt bekomen door de bewerking van een assortiment rollen met aangepast beslag bestaande uit pinnen, naalden en zaagtanden. Onderaan de openers/reinigers is een regelbaar mes voorzien, dat toelaat de klevende bestanddelen eigen aan katoen te verwijderen, mede dankzij een constant afzuigsysteem. Hiermee worden tevens de stofdeeltjes verwijderd.

Figuur 13 De schachtenmengmachine, onderaan met reinigers

ELS JANSSENS 2019-2020

53


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen Een innovatieve manier om vreemde bestanddelen uit ruwe grondstof te verwijderen is gebruik te maken van detectiesystemen. Hieronder wordt de meest recente versie besproken. Een betrouwbare detectie van vreemde bestanddelen, inclusief de witte en transparante contaminanten, wordt verzekerd door dit nieuwe systeem Securoprop van de firma Truetzschler. (ITMA 2011, Barcelona). Naast gekleurde verontreinigingen kunnen eveneens PP of PE vezels, afkomstig van verpakkingsmateriaal, gedetecteerd worden. In deze machine kunnen tot 5 verschillende modules ingebouwd worden, nl. - de kleurmodule - de P-module - de UV-module - de stof verwijderingsmodule - de CONTIFEED module met opener rol De eerste 3 zorgen voor de detectie. Aan de hand van 3 CCD-camera’s met hoge resolutie kan de kleurmodule witte en niet-transparante vreemde bestanddelen opsporen. De P-module maakt gebruik van gepolariseerd licht om semi-transparante deeltjes te detecteren. Deze module kan bijgevolg PP-resten van het verpakkingsmateriaal tijdig detecteren. De UV-module is complementair aan de eerste 2 en kan (optisch) witte (gebleekte) katoenvezels, PP of PES-vezels in de ruwe katoenmassa waarnemen.

Figuur 14 Waarnemingen van contaminanten met de verschillende modules

De respectievelijke camera’s bevinden zich aan weerszijden van een rechthoekig vezelkanaal, waarin de vezelvlokken aan een constante snelheid passeren. Sensoren meten vervolgens de snelheid van de gedetecteerde vreemde bestanddelen en de 64 blaaselementen verspreid over de ganse breedte van het kanaal, verwijderen deze overbodige materie. Het verlies aan katoenvezels, alsook overmatig persluchtverbruik worden op deze manier beperkt.

ELS JANSSENS 2019-2020

54


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen

Figuur 15 De Securoprop van Truetzschler

Op onderstaande figuren: 1. CCD- camera voor de kleurmodule 2. polarisatiefilter voor de P-module 3. licht 4. spiegel 5. licht 6. persluchtpistool (met 48x3 nozzles) 7. tandwiel voor de verwijdering van de vreemde bestanddelen 8. CCD- camera voor de P-module en de UV-module 9. UV-licht 10. verzamelzak voor grote volumes contaminanten 11. snelheidsmeters

Figuur 16 De werking van de Securoprop en de verwijdering van vreemde bestanddelen

ELS JANSSENS 2019-2020

55


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen

Nu de vezelmassa een eerste opening, reiniging en menging heeft ondergaan, dient er nog gewerkt te worden aan de oriëntatie van de vezels in de lengterichting. Om dit te realiseren maakt men in de katoenspinnerij gebruik van een duigkaarde en 2 rekbanken. Belangrijk bij de aanvoer van de gereinigde vezelvlokken aan de kaarde is dat dit gelijkmatig gebeurt, d.m.v. een automatische voeder. Hierin kan de vulhoogte en bijgevolg de densiteit van de vlokken in de vulschachten geregeld worden. Deze dient constant te zijn tijdens de productie van het kaardlont. Het primaire doel van het kaarden bestaat erin de vezels uit te rafelen en zodoende de laatste en definitieve zuivering van het vezelmateriaal te verwezenlijken. Het resulterend kaardlont bevat nog slechts 0,05 tot 0,3% vreemde bestanddelen en bezit 50% aan gestrekte georiënteerde vezels. Daarnaast wordt bij het kaarden een sterke verfijning doorgevoerd zodat bijvoorbeeld een vezelstroom van 400 g/m verfijnd wordt tot een kaardlint van 4 ktex (4g/m). Men heeft ondervonden dat het kaarden een zekere menging in langsrichting teweegbrengt (hercycleren van katoen) en dat de vezels bepaalde preferentiële schikkingen aannemen die blijkbaar geen onbelangrijke invloed hebben op de kwaliteit van de spinbewerking. Het doel van het kaarden kan samengevat worden als: - de vezelvlokken scheiden in individuele vezels, - reinigen van de grondstof, - verminderen van de neps, - min of meer strekken van de vezels, - mengen van de grondstof, - verwijderen van een deel korte vezels en stof, - het vormen van een kaardlont

Figuur 17 De TC11 duigkaarde van Truetzschler

De grondstof wordt pneumatisch aangevoerd via een buizenstelsel (1) naar de automatische voeder (2) van de kaarde. Via een aanvoerrol (3) wordt het gevormde vezelvlies vervolgens naar de intrekwals (4) geleid en onder genepen vorm aan de breker (5) gepresenteerd. De voedingssnelheid bedraagt hierbij 1,25 m/min. De brekerwals zorgt met zijn zaagtandenbeslag dat het vlies doorgekamd en geopend wordt. De draaisnelheid van de breker bedraagt 500 à 1200 t/min waardoor de katoenlap ELS JANSSENS 2019-2020

56


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen zeer fijn verdeeld tegen messen en tegen een rooster (6) wordt geslagen om dan door de grote trommel (8) te worden overgenomen. De grote trommel heeft een diameter van 1,25 m en draait met een hoge snelheid van 250 Ă 600 t/min zodat de lineaire omtreksnelheid nagenoeg 1250 m/min bedraagt. Tussen de breker en de grote trommel gebeurt een overname van de vezels van een trager naar een sneller bewegend kaardoppervlak. Er vormt zich dus op de grote trommel een zeer dunne vezellaag. Deze vezellaag wordt aan een reeks duigen (een 40-tal) gepresenteerd waarbij een kaardende werking plaatsvindt, hierbij worden de vezels volledig geĂŻndividualiseerd en gereinigd. Een 80 tot 116-tal duigen zijn op segmenten gemonteerd en bewegen d.m.v. een eindeloze band in tegengestelde richting. De bewegingssnelheid bedraagt slechts enkele centimeter per minuut, wat toelaat met een kam en borstelsysteem (11) de duigen te zuiveren van neps, korte vezels en verontreinigingen. Vaste duigensegmenten ((9) en (12)) helpen bij de kaardende bewerking. De door de duigen gekaarde vezels komen vervolgens voorbij het raakpunt met de voortrommel (14), ook doffer genoemd. De diameter van de voortrommel bedraagt 0,65 m en de draaisnelheid tussen Âą 50 tot 90 t/min.

Figuur 18 De beweegbare duigensegmenten

1. duigenstaaf 2. tandriemen 3. kunststof band

Figuur 19 De duigen

Na de doffer wordt vervolgens de verdichte vezellaag door een rol met lange garnituur (15) afgekamd. De vezels worden onder de vorm van een lint via een trechter en een paar kalanderrollen (16) en een coiler (18) in een ronddraaiende kaardepot (17) neergelaten. De relatieve beweging van de coiler enerzijds en de kaardepot anderzijds heeft voor gevolg dat het kaardlint op een bijzondere manier in lussen in de pot neergelegd wordt.

ELS JANSSENS 2019-2020

57


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen

Figuur 20 Schematische voorstelling van de werking van de duigkaarde

Men kan de goede werking van een kaarde nagaan door het aantal neps te kennen dat zich in het kaardvlies voordoet. Men mag echter niet uit het oog verliezen dat dit aantal neps gedeeltelijk te wijten is aan de kwaliteit van het katoen en gedeeltelijk aan de regeling van de kaarde of onderhoudstoestand van de bekleding. Van het katoen kan men zeggen hoe stijver de vezel hoe minder neps er zich voordoen. Nu is een katoen des te stijver naarmate de rijpheidsgraad hoger en naarmate de vezeldiameter dikker is. Beide factoren werken in op de micronaire index zodat men kan zeggen dat het aantal neps des te lager zal zijn naarmate de micronaire index hoger en ook omgekeerd, het aantal neps is des te hoger naarmate de micronaire index lager is. De kaarde zal des te meer neps geven naarmate de instellingen en vooral deze tussen doffer en grote trommel te wijd zijn of naarmate de bekleding minder scherp staat. De meest recente kaarde C80 van Rieter produceert 30% meer kaardlont dan de vorige generatie. De kaardlinten worden vervolgens gebruikt als aanvoer voor de eerste rekbank. Het principe kan men samenvatten als het geleidelijk uit elkaar schuiven (verfijnen of verstrekken) van een aantal kaardlinten tot vorming van één rekbanklint met een bepaald nummer, bestaande uit min of meer parallelle vezels. De linten worden door minstens een dubbel paar cilinders A en B gevoerd. De onderste (strek-) cilinders zijn geribde metalen rollen en worden steeds aangedreven. De afleveringscilinder A wordt aangedreven via de voeras, terwijl de aanvoercilinder B aangedreven wordt via tandwieloverbrengingen van cilinder A. De bovenste (druk- of pers-) cilinders zijn meestal glad van oppervlak en worden voorzien van een elastische bekleding zoals synthetisch rubber. Zij rusten met voldoende druk veroorzaakt door het gebruik van persarmen op de onderste rollen zodat twee nijppunten ontstaan. Op deze manier is tevens de omtreksnelheid van de overeenstemmende bovenste en onderste cilinder gelijk. De afleveringssnelheid van de afleveringscilinder vA is groter dan de snelheid van de aanvoercilinder vB. De afstand tussen de nijppunten, instelling of klempuntsafstand genoemd, moet iets langer worden genomen dan de maximale vezellengte. Als de omtreksnelheid van de cilinders A,A’ en B,B’ ELS JANSSENS 2019-2020

58


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen respectievelijk vA en vB is, met vA > vB, wordt het aangevoerde spinproduct eerst aangeboden aan de achter- of aanvoercilinders B,B’ die het spinproduct aanvoeren met een snelheid vB. Nadien worden de aangevoerde vezels genepen tussen de voor- of afleveringscilinders A,A’ die het spinproduct afleveren met een snelheid vA. De waarde van de uitrekking, voorgesteld door E, is gelijk aan de verhouding van de omtreksnelheid van de afleveringscilinder tot de omtreksnelheid van de aanvoercilinder.

E

vA vB

met vA>vB

Door het feit dat vA groter is dan vB gaan de vezels schuiven en worden zij over een grotere lengte verdeeld. De lengte spinproduct afgeleverd door de cilinders A,A’ zal vA/vB keer groter zijn dan de lengte door de cilinders B,B’ aangevoerd. Het spinproduct wordt dus vA/vB keer uitgerekt zodat de uitrekking E ook gelijk is aan de verhouding van de afgeleverde lengte op de aangevoerde lengte in dezelfde tijdseenheid. Door de snellere afvoer dan invoer verfijnt het lint.

Figuur 21 Rekbank van Truetzschler, type HSR 900

Ter hoogte van de aanvoerzone (1) (creel) wordt het aantal kaardlinten verzameld, dat men in één bewerking wenst te verwerken. Naargelang de constructie is dit aantal linten 4, 6, 8 of 10. Men noemt dit de verdubbeling. Deze linten worden door een streksysteem (2) geleid waardoor ze uitrekken met een factor 4 tot 11. Door middel van een regelsysteem (3) (autoleveller) worden onregelmatigheden in het aangevoerd materiaal gedetecteerd en het streksysteem dermate aangepast dat de onregelmatigheid verdwijnt. Als resultaat bekomt men één enkel lint (2) dat in opeenvolgende spiralen in een pot neergelaten wordt. De volle pot (4) wordt automatisch weggeduwd en vervangen door een lege (5).

ELS JANSSENS 2019-2020

59


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen Op de rekbank kunnen kaardepotten van verschillende grondstofsoorten met elkaar vermengd worden tot een blend. Het toepassen van de juiste mengverhoudingen is hierin belangrijk. lontverdeling

mengverhouding in % (in geconditioneerde omstandigheden)

A :

B

A

1 2 3 4 5 6 7

7 6 5 4 3 2 1

12,5 25,0 37,5 50,0 62,5 75,0 87,5

:

B 87,5 75,0 62,5 50,0 37,5 25,0 12,5

Na twee rekbankpassages zijn de lonten voldoende verfijnd en zijn de vezels voldoende georiënteerd in de lengterichting. Indien echter verder verfijnd wordt, zal het lint breken. Om deze reden moet een eerste twist aangebracht worden. Dit verfijnen en twisten gebeurt op de spilbank. Het bekomen product wordt voorgaren of wiek genoemd. De spilbank is bijgevolg voorzien van: - een rekstelsel voor de verfijning van de rekbanklinten, - draaiende spillen met vleugels voor het verlenen van de twist, - draaiende wiekbobijnen om de opwikkeling van de wiek te verwezenlijken, - een op- en neergaande wagen met de hulzen voor de vorming van de bobijnen. Het rekstelsel heeft twee uitrekzones; in de eerste zone wordt het aangevoerde lint eerst lichtjes uitgerekt, terwijl de tweede uitrekzone zal zorgen voor de gewenste uitrekking waardoor de vezelband uiteindelijk 8 tot 20 x kan verfijnd worden. Dit systeem draagt de naam “dubbelriempjesrekwerk”. De aprons voorzien in een extra vezelbegeleiding tijdens het uitrekken en bevorderen dus de regelmatigheid van het verfijnde lont. Onregelmatige uitrekking zou immers aanleiding geven tot twistvariaties in het resulterend garen. Een slub in de wiek is moeilijker te twisten, bijgevolg zal de twist zich tijdens het spinnen concentreren op een nabijgelegen dunnere plaats en daardoor onregelmatige twist en sterkte in het garen veroorzaken.

ELS JANSSENS 2019-2020

60


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen

Figuur 22 Het dubbelriempjesrekwerk

Van de afleveringscilinder van het rekstelsel loopt de wiek naar de top van de ronddraaiende vleugel. De vleugel heeft twee armen. De wiek wordt begeleid en ondersteund in de holle arm van de vleugel, zodat de centrifugaalkrachten (met ballonvorming tot gevolg) niet kunnen inwerken op de wiek. De andere arm is vol en dient als tegengewicht. Onderaan de holle arm is een vinger met geleidingsoogje voorzien die de wiek van de holle arm naar de bobijn(huls) toe begeleidt. De opwikkelingsspanning kan geregeld worden door de wiek een aantal draaiingen te laten maken (2 of 3 x) omheen de vinger. Hoe meer draaiingen hoe groter de veroorzaakte spanning is, wat resulteert in een grotere bobijndichtheid. Door een tegengewicht drukt de vinger steeds de wiek tegen de bobijn aan.

Figuur 23 Het principe van de spilbank

De bobijnhulzen zitten over de spillen heen en volgen de op- en neergaande beweging van de wagen en hebben een eigen draaibeweging. Een spilbank kan 60 tot 120 spillen bevatten, elk voorzien van een uitrekstelsel en een vleugel. De geproduceerde wieken hebben een dikte van 200 tot 1200 tex. De aan de wiek verleende twist wordt veroorzaakt door het ronddraaien van de vleugel. Bij elke omwenteling van de vleugel draait de vezelband om, met telkens ĂŠĂŠn toer (echte) twist tot gevolg. Om een constante twist in te brengen, dient bijgevolg de snelheid van de vleugel constant te zijn. ELS JANSSENS 2019-2020

61


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen Om de twist te wijzigen zal alleen kunnen ingespeeld worden op de afleveringssnelheid van de wiek. De produktiehoeveelheid van een spilbank is dus direct bepaald door de aan de wiek te verlenen twist. De twist van het voorgaren moet voldoende groot zijn om de nodige hechting tussen de vezels te verwezenlijken zodat het voorgaren, dat op bobijnen opgewikkeld wordt, zonder moeite, d.w.z. zonder breuken zou kunnen afgewikkeld worden voor de uiteindelijke spinbewerking. De twist van het voorgaren mag evenwel niet te groot zijn. Het voorgaren moet immers in de volgende bewerking zonder moeite kunnen uitgerekt worden om de uiteindelijke fijnheid van het garen te bereiken. Bij te grote hechting van de vezels kan een rekstelsel het voorgaren niet goed uitrekken, hetgeen aanleiding geeft tot garenfouten of rekwerkstoringen. Men dient op te merken dat de te verlenen hoeveelheid twist afhankelijk is van een aantal grondstoffactoren, zo is b.v. voor katoen meer twist nodig dan voor synthetische vezels; dikkere vezels behoeven ook een grotere twist dan fijnere. Het voorgaren wordt opgewikkeld op hulzen en kegelvormig afgewerkt, dit wordt een wiekbobijn genoemd. De hulzen waarop het voorgaren gewonden wordt, krijgen een op- en neergaande beweging om elke wieklaag te vormen. De op- en neergaande beweging zal laag per laag over een kleine hoeveelheid ingekort moeten worden om de (eventuele) kegelvormige afwerking te verwezenlijken. Om de wikkelingen juist naast mekaar te leggen zal de snelheid van de op- en neergaande beweging moeten aangepast worden aan de dikte van het voorgaren. Zo zal ook de draaisnelheid van de bobijnen laag per laag moeten aangepast worden aan de ogenblikkelijke opwindingsdiameter van de bobijn, omdat de afleveringssnelheid constant blijft.

Figuur 24 F15 en F35 roving frame van Rieter: 160 spillen, doffing in 2 min

De definitieve verfijning van het voorgaren tot garen gebeurt op de ringspinmachine. Naast de verfijning dient uiteraard de gepaste twist aan het garen gegeven te worden, teneinde er de nodige hechting of sterkte aan te geven. Vooral fijne garens worden meestal nog op de klassieke manier gesponnen, omdat andere spinprocĂŠdĂŠs hiervoor vaak minder rendabel zijn, of zelfs helemaal niet geschikt. Daarenboven worden zeer grote inspanningen geleverd om arbeidsintensieve processtappen zo veel mogelijk te automatiseren, bijvoorbeeld het herstellen van garenbreuken, het afnemen en het afvoeren van volle spoelen.

ELS JANSSENS 2019-2020

62


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen Een schets van het ringspinprocĂŠdĂŠ wordt voorgesteld a.d.h.v. de volgende figuur: 1

5

2 4

3

Figuur 25 Het ringspinproces

Het rekstelsel bestaat hoofdzakelijk uit drie cilinders met twee rekzones waarbij de eerste rekzone een beperkte rek (ongeveer 1,25) geeft om de in de wiek aanwezige twist te neutraliseren en de tweede rekzone, over het algemeen een met dubbelriempjes voorzien rekwerk is waarin de definitieve verfijning aan het garen gegeven wordt (30 Ă 40). Een bundel min of meer parallelle vezels wordt continu aangevoerd door middel van een paar met constante snelheid roterende afleveringscilinders (1). Het verfijnde voorgaren loopt van de afleveringscilinder naar een varkensstaart (5) die gecentreerd boven de top van de spil is aangebracht. Van daaruit gaat de draad naar de cursor die over een ring loopt en van de cursor naar het opwindingspunt op de huls (2), die gemonteerd is op een sneldraaiende spil. Deze spil vervult een dubbele functie, met name het inbrengen van twist en het opwikkelen van het gevormde garen. De vaste ring met een T-vormig profiel (3) zit bevestigd in een ringlat (4). Over de benen van deze T zit de ringloper (4) of cursor genoemd. Dit is meestal een C-vormig stukje metaal of kunststof met een dikte die varieert van enkele tienden van een millimeter tot enkele millimeters. Onder invloed van het draaien van de spil en de onder spanning gekomen draad, wordt de cursor in beweging gebracht Omdat het garen om zijn eigen as draait, wordt (echte) twist in de vezelbundel gebracht. Het varkensstaartje dient als draadgeleiding en voorziet het garen bovendien van een bijkomende valse twist. De ringloper ijlt lichtjes na op de spil. Het verschil in toerental tussen beide is zodanig dat een lengte garen opgewikkeld wordt die gelijk is aan de aangevoerde lengte van de vezelbundel. Hierbij moet dan wel nog rekening gehouden worden met de contractie. Indien het garen op de gebruikelijke manier wordt overgespoeld op grotere kruisspoelen, heeft het een constante twist, die gelijk is aan de verhouding tussen het toerental van de spoel (of spil) en de gesponnen garenlengte.

ELS JANSSENS 2019-2020

63


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen

Figuur 26 Ringen van de firma Bräcker

Figuur 27 Ringlopers (cursors) van de firma Bräcker

Tot slot een korte reflectie betreffende de mogelijkheid tot automatisatie tijdens deze productieflow: Reeds in de spinnerijvoorbereiding kan het transport van potten met lonten geautomatiseerd gebeuren. De wiekbobijnen worden via in de lucht bevestigde rails tot bij de correcte spinmachine gebracht. Lege hulzen worden via een ander circuit teruggebracht tot bij de spilbanken. Geautomatiseeerde aanspinsystemen zijn een recent succes. De ringspinmachine G382 van Rieter kan vanaf nu automatisch aanspinnen dankzij de ROBOSPIN module (hieronder afgebeeld). Voor het eerst kan een breuk tijdens de productie of tijdens het doffen zonder tussenkomst van de operator worden verholpen. Per zijde is een automaat gemonteerd die zich kan verplaatsen naar de positie van de garenbreuk. Een spil monitoring systeem zendt de informatie door zodat het garen gevonden wordt op de spoel en een ‘las’ kan gemaakt worden.

2

ITMA 2019 ELS JANSSENS 2019-2020

64


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen

Figuur 28 Automatisch aanspinnen met de Robospin

Bij het bereiken van een volle spinmontuur worden door middel van een automatisch doffingsysteem, alle spinspoelen van hun spillen afgetrokken en in een kanaal gebracht die ze aan het hoofdeind van de machine in een vergaarbak verzamelt. Lege hulzen worden vervolgens door hetzelfde systeem aangevoerd en door het de doffer over de spillen geschoven. De spinspoelen worden vervolgens naar de bobinage getransporteerd. Nadat het garen op de spinspoelen werd gewikkeld wordt het voorzien van de nodige vochtigheid en vervolgens overgewikkeld op de geschikte hulzen voor het maken van bobijnen. Hoe de resulterende bobijn er moet uitzien hangt af van de vraag van de klant. Vaak wordt een bepaalde diameter of een bepaalde lengte en een bepaalde opwikkelspanning gevraagd.

ELS JANSSENS 2019-2020

65


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen 4.2.2 PRODUCTIEFLOW VAN RINGGESPONNEN GEKAMD KATOEN Voor bepaalde garenkwaliteiten zal men verplicht zijn de vezels aan een kambewerking te onderwerpen. Deze kambewerking heeft dan op de eerste plaats tot doel alle vreemde bestanddelen, zoals zaadpelletjes, blaadjes en takjes, evenals vezelneps die door bij het openen of kaarden worden geproduceerd, te verwijderen. In dat opzicht is de kambewerking als een vervolmakingsproces te beschouwen van de reinigingsbewerkingen verwezenlijkt in de preparatieafdeling. Op de tweede plaats wordt de grondstof gelijkmatiger gemaakt in lengte door samen met de vreemde bestanddelen ook de kortere vezels te verwijderen. Dit heeft voor gevolg dat het kamgaren een gelijkmatiger garen zal zijn en fijner uitgesponnen kan worden. Immers, door het verwijderen van het kortere vezelmateriaal vermindert men beduidend het percentage vlottende vezels in een rekstelsel, omdat de vezels niet alleen regelmatiger worden in lengte maar tevens de gemiddelde lengte (voor een gegeven stapellengte) groter wordt. De hoeveelheid kort vezelmateriaal die bij de kambewerking wordt verwijderd bedraagt naargelang de regeling van de kammachine of de lengteverdeling van de grondstof 7 à 26 %. Deze afval wordt kammelingen genoemd (blousses, noils, Kämmling). Naast de regeling en de lengteverdeling heeft ook de strekkingsgraad een niet onbelangrijke invloed. Op de derde plaats zou door het kammen ook het volledig strekken van de vezels bekomen worden zodat de werkelijke vezellengte zo efficiënt mogelijk zou benut worden. Hier moet nochtans de aandacht getrokken worden op het feit dat in wezen de vezels reeds zo goed mogelijk gestrekt moeten zijn in het aangevoerd materiaal om het percent kammelingen zo laag mogelijk te houden. De gestrektheid van de vezels volgt uit een voldoende grote strekkingsgraad of rek vóór de kambewerking. Aangezien nu het aangevoerde vezelmateriaal onder de vorm van lappen is gebracht zal een kammachine steeds worden voorafgegaan door bijzondere voorbereidingsmachines. Door de verbetering van de lengte-eigenschappen, de zuiverheidsgraad en de schikking van de vezels, wordt het garen gelijkmatiger, gladder en sterker. De betere gelijkmatigheid en hogere sterkte volgen uit de betere voorwaarden waaronder uitrekstelsels kunnen werken en kunnen worden ingesteld, terwijl de gladheid van het garen volgt uit het feit dat de vezels beter geschikt liggen en er minder vezeluiteinden per massa-eenheid voorkomen. Men zal bijgevolg het kamproces daar toepassen waar de kosten die daarmee gepaard gaan grotendeels gedekt kunnen worden door de hogere kwaliteit en/of fijnheid van het kamgaren. Deze voorwaarden liggen gunstiger als reeds langstapelige katoensoorten worden ingezet en het garen bestemd is voor hoge kwaliteitsgaren zoals naaigaren, menggaren met synthetische vezels, garentypes gebruikt in de elektro-industrie en/of in technische weefsels, evenals voor fijne breigoedartikelen en zeer fijne confectieweefsels. Naargelang de economische situaties kan ook kamgaren worden gesponnen in gewone nummers met het doel betere kenmerken aan het garen te geven zoals grotere sterkte, grotere gelijkmatigheid, een mooier uiterlijk, enz ... Voor een afvalpercentage van 15 % kan de garensterkte 7 tot 12 % hoger liggen dan voor het respectievelijke kaardgaren. Met een afval van 20 % kan de sterkte wel 14 à 15 % hoger liggen. Afhankelijk van de hoeveelheid verwijderde vezels spreekt men van "kamgaren" of "halfkamgaren".

ELS JANSSENS 2019-2020

66


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen Zoals te zien is op de figuren op de slides is de voorbereiding sterk gelijkend op dat van gekaard katoen, maar dienen er extra bewerkingen te gebeuren. Linten afkomstig van de eerste rekbank worden aan een lapper of wikkelmachine gevoed. Deze machine bestaat uit een hoog opgestelde aanvoertafel zodat een aantal potten van de aanvoer onder de tafel kunnen worden gerangschikt. Men voert aldus 16, 18, 20 of 24 rekbanklinten aan die mooi naast elkaar gerangschikt naar het rekwerk worden geleid. Bij het onderbreken van de aanvoer van ĂŠĂŠn of ander lint zal de ophaalcilinder een elektrisch contact veroorzaken die de machine stillegt. De totale rek in het rekstelsel wordt beperkt gehouden en bedraagt van 1,5 tot 2,5. De aldus lichtjes uitgerekte lap wordt dan onder sterke druk van kalanderrollen op een wikkelkern gewikkeld van nagenoeg 12 cm diameter tussen twee schijven of flenzen en aangedreven door twee gegroefde wikkelwalsen. De wikkels die een diameter hebben van 50 cm en een breedte van ongeveer 35 cm wegen in totaal 18 kg en hebben een densiteit van 0,32 g/cm3. Na het bereiken van een bepaalde lengte wordt de machine stilgelegd en wordt de gevormde lap automatisch uitgestoten. Met een afleveringssnelheid van 70 m/min, een wikkelmassa van 18 kg en een massa per eenheidslengte van 65 g/m heeft de wikkel een lengte van 275 m. Dit geeft aanleiding tot een theoretische looptijd op de wikkelmachine van 4 min. Het tijdsrendement kan bij dergelijk frequent verwisselen van lap schommelen tussen 60 Ă 70 %. De meest gekende uitvoering van een lapper is deze uit de reeks UNILAP van de firma Rieter. De recentste versie is de UNIlap E 35:

Figuur 29 De lapper (voorbereiding op het kammen)

ELS JANSSENS 2019-2020

67


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen Een soortgelijke uitvoering door de firma Marzoli wordt in onderstaande tekening weergegeven.

Figuur 30 Lapper van de firma Marzoli

Vervolgens worden de lappen uitgekamd door de kammachine en het bekomen lint wordt opnieuw verfijnd op een rekbank. Dit kamlint bevat nu een groter gehalte aan langere vezels die nog zuiverder zijn en parallel liggen.

Figuur 31 Kammachine van Rieter

Nadat rekbanklonten zijn bekomen, zal een spilbank deze verwerken tot wiek en kan er gesponnen worden op de ringspinmachine.

ELS JANSSENS 2019-2020

68


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen

DE PRODUCTIE VAN RINGGESPONNEN GARENS VAN HET WOLTYPE De wolspinnerij is in te delen in drie categorieĂŤn nl. de worsted, semi-worsted en woollen spinnerij, vertaald is dit de kamgaren-, halfkamgaren- en kaardgarenspinnerij. Ten opzichte van de korte vezelspinnerij zijn de machines voor de verwerking van langere vezels omvangrijker en trager. De kans op vezelbeschadiging tijdens het proces stijgt immers met de vezellengte. 4.3.1 PRODUCTIEFLOW VAN KAARDWOL (WOOLLEN SYSTEM) Het productieproces dat men het Woollen system noemt, verwerkt wolvezels van verschillende lengtes, die doorheen het ganse spinproces ongeordend liggen. De vezels zijn doorgaans van een kortere goedkopere wolsoort en worden geblend met herwonnen wol om de kosten nog te reduceren. Het kaardwolgaren is ruw en heeft een volle greep.

sorteren

wassen

carboniseren

mengen

kaarden en condenseren

ringspinnen

Figuur 32 De productieflow van kaardwol

De eerste bewerking op wol omvat een grondige sortering. Daar de kwaliteit van de wolvezels afhankelijk is van het lichaamsdeel, wordt een voorsortering doorgevoerd, waarbij gelet wordt op de fijnheid, de kroezing en de lengte van de vezels. Het sorteren gebeurt op geautomatiseerde lattentafels, zodat tijdens deze bewerking reeds een bepaald gedeelte zand en vuil uit de wol valt. Nadat de wol gesorteerd werd, wordt ze onder de vorm van balen naar de wasserijen gebracht. Het Wassen (scouring) bestaat uit het verwijderen van de natuurlijke contaminanten uit de ruwe wol met behulp van na elkaar geplaatste waskuipen met warm water en detergent. Hierna wordt gespoeld en gedroogd. Hierdoor zal de wolmassa 20% van haar gewicht verliezen, afhankelijk van de (on)zuiverheid van de wolsoort. Vervolgens heeft het carboniseren tot doel de plantaardige resten te verwijderen, gebruik makend van zwavelzuur. Deze behandeling vermindert echter de sterkte van de vezel en de wol ontkleurt lichtjes. Het mengen gebeurt tussen de verschillende wolloten met het oog op een bepaalde kwaliteit aan een bepaalde prijs. Afhankelijk van de prijs en de toepassing wordt 2-15% olie en antistatica toegevoegd. Kaarden en condenseren: de gemengde wol wordt ontward en gemengd, door werking van een groot aantal cilinders met zaagtandbekleding. Naar het einde toe verkleint de ruimte tussen de kaardvlakken, worden de zaagtanden fijner en draaien de cilinders sneller. Bij kaardgaren wordt het voorgaren rechtstreeks gevormd van het kaardvlies. Het vlies dat door de fijnkaarde afgeleverd wordt, zal via de vliesverdeler in een 200-tal fijne reepjes van 1 Ă 2 cm breed verdeeld worden. De breedte van de bandjes is functie van het gewenste nummer van de wieken. Deze zwakke vezelreepjes worden ondersteund door riempjes en zo naar de wrijfbroeken getransporteerd. Door deze wrijfinstallatie

ELS JANSSENS 2019-2020

69


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen worden de reepjes tot ronde wieken, d.m.v. valse twist, in elkaar gerold. Ze worden opgewikkeld op houten rollen.

Figuur 33 Schematische voorstelling van het kaardproces voor hde productie van kaardwol

Het garen wordt ringgesponnen en eventueel getwijnd, maar dit is niet noodzakelijk voor kaardwol.

4.3.2 PRODUCTIEFLOW VAN KAMWOL (WORSTED SYSTEM) De productie van kamgaren kent veel meer stappen dan dat van kaardgaren. Voor er gesponnen wordt, dient er verstrekt en gekamd te worden. Als gevolg van deze bijkomende stappen ontstaat een garen met parallelle vezels, waarvan enkel de langste vezels overgebleven zijn. Het kamgaren heeft daardoor een glad uiterlijk en is sterk. De grondstof kan gemengd worden met voorzichtig uitgekozen man made fibres, bijvoorbeeld wol/PES, om een bepaald eindresultaat te bekomen. Stoffen uit kamgarens zijn licht en fijn. Door het feit dat de productiekosten van het kamgaren hoog oplopen, wordt in sommige gevallen overgegaan tot de productie van halfkamgaren. In de halfkamgarenspinnerij produceert men garens die niet zo soepel en sterk zijn als kamgarens, maar wel in vergelijking tot kaardgarens. Ze worden vooral gebruikt in de tapijtsector. Puur economisch is het halfkamgarenproces goedkoper dan het kamgarenproces.

mengen

wassen

kaarden

voorkam men

kammen

verstrek ken

wiek maken

ringspin nen

Figuur 34 Productieflow voor kamwolgaren

ELS JANSSENS 2019-2020

70


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen Het mengen gebeurt hier op basis van gelijkaardige vezelkwaliteiten, in hun vette toestand. Vervolgens gebeurt het wassen en kaarden. Voorkammen (gilling): de gekaarde lonten worden voorbereid op het kammen door de vezels parallel te leggen. Kammen: tot Tops

Figuur 35 Het principe van de gills

Figuur 36 Het principe van het kammen

Nogmaals verstrekken (gilling): de gekamde lonten worden verdubbeld en verstrekt tot lonten die verkocht worden aan spinners die ze op de juiste dikte kunnen verspinnen. Verstrekken: in 3 of 4 keer wordt het lont verfijnd tot 8 keer zo fijn. Hiervoor is opnieuw een gillbox nodig. In het laatste stadium is het lont zo fijn dat het een lichte twist of wrijving nodig heeft voor hechting, voor ze opgewikkeld worden. Dit wordt uitgevoerd op een spilbank waar een verfijning van 12 plaatsvindt. Ringspinnen: er wordt nu nog 20 keer verfijnd. Kamgaren wordt bijna steeds getwijnd.

ELS JANSSENS 2019-2020

71


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen 4.3.3 EIGENSCHAPPEN EN TOEPASSINGEN VAN WOLGARENS Weefsels vervaardigd uit kaardgaren zijn warmer, volumineuzer, ruwer en minder sterk. Ze worden verwerkt tot mantels, tweed en berbertapijt. De kamgarens geven aanleiding tot gladde, sterke en fijne wolweefsels die gebruikt worden voor b.v. herenkostuums, thermisch ondergoed, sportbreisels, sokken,...

DE PRODUCTIE VAN RINGGESPONNEN GARENS VAN HET VLASTYPE Vlas is een vezel met een veel grotere lengte dan die van katoen. Om deze reden kunnen deze vezels niet verwerkt worden op katoenverwerkende machines. De algemene werkwijze blijft wel gelijk. Vlas kan op twee manieren verwerkt worden ngl. het startproduct. De korte vezels (gemiddeld 15 cm) kunnen verwerkt worden tot werkgaren. Men vertrekt dan ofwel van de minder kwalitatieve zwingelklodden ofwel van de zuiverdere hekelklodden, in functie van de doelstelling. De lange vezels (tot 90 cm lang), die het mooie resultaat zijn van een hekelbewerking en verwerkt werden tot hekellont, geven aanleiding tot mooie fijne vlasgarens, voornamelijk voor kledingstoffen, tafellakens en bedlinnen.

4.4.1 PRODUCTIEFLOW VAN WERKGAREN mengplan opstellen, balen binnenvoeren en handmatig openen

rolkaarde (kaardlont)

intersecting uitrekking (lont)

kammachine (lont)

rekbanken 3 passages (lont)

spilbank (wiek)

droogspinnen of halfnatspinnen

natspinnen (garen op spoel)

Figuur 37 De productieflow van werkgaren

Na de aankoop wordt een mengplan opgesteld, waarbij enkele partijen samen een “mengel� vormen en terzelfdertijd aangevoerd worden aan de voorbereidingsmachines. Tijdens het kaarden wordt de grondstof grondig ontward en daardoor grotendeels gereinigd. De vezels worden door de scherpe naalden van het kaardbeslag gesplitst. De lemen en te korte vezels vallen in stofkelders die zich onder de grote trommel van de kaarde bevinden. Met het evenwijdig leggen van de vezels wordt pas gestart ter hoogte van het uitrekhoofd. Na een verdubbeling en een uitrekking bekomt men een kaardlont dat neergelaten wordt in een ronddraaiende pot.

ELS JANSSENS 2019-2020

72


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen Door een kamproces streeft men ernaar een perfect uitgekamde kamband te produceren, waaruit de te korte vezels weggehaald zijn. De vezels liggen echter nog niet parallel. De productie bedraagt slechts 8 kg/u en gewoonlijk worden 20% kammelingen verkregen. De rekbank die gebruikt wordt voor het verstrekken van de kamlonten is een brede machine die bestaat uit een wisselend aantal hoofden dat tot 10 kan oplopen. Het uitrekveld bestaat opnieuw uit een bewegend kammenveld dat instaat voor de begeleiding van de vezels. De machine wordt gekenmerkt door zijn houten persrollen. Er worden 3 of 4 doorgangen voorzien waarbij telkens een kleiner aantal verdubbelingen wordt toegepast. Het kammenveld is bij elke volgende doorgang fijner, alsook het afgeleverde lont.

Figuur 38 Bovenzicht van een rekbank voor vlas

Afhankelijk van het type en de kwaliteit van de grondstof kan de spinner opteren voor het droogspinprocédé of voor het natspinprocédé. Wanneer zwingelklodden werden verwerkt, kunnen enkel grovere garens (6 tot 12 Nev) worden geproduceerd. Hiervoor zal het droogspinproces voldoende zijn. Het baseert zich op de zelfde principes als dat van het voorspinnen, echter gebruik makend van fijnere vleugel, spil en huls. Er wordt vertrokken van het laatste rekbanklont. Het halfnatspinnen is een bewerking die op gelijkaardige spinmachines als voor het droogspinnen uitgevoerd wordt. Het verschil is dat de wiek na uitrekking bevochtigd wordt door over een koperen, continu natgemaakt rolletje te lopen. Het gevormde garen wordt hierdoor gladder, maar blijft toch het karakter van drooggesponnen garen bewaren. Hekelklodden zijn langer en zuiverder dan zwingelklodden, ze kunnen bijgevolg verwerkt worden tot fijnere garens die relatief ruw aanvoelen, iets regelmatiger en sterker zijn. Om dit te realiseren is het nodig de pectines uit de vlasvezels gedeeltelijk op te lossen. Op deze manier glijden de elementaire vezels beter t.o.v. elkaar, waardoor fijnere garennummers kunnen worden gesponnen. Dit proces noemt men het natspinnen. Zwingelkodden bereiken op deze manier een fijnheid van Nev 12. Hekelklodden kunnen Nev 25 bereiken. De Linmack ringspinmachines van de firma Mackie zijn de meest courante machines voor het fijnspinnen van vlas. De recentste uitvoering telt 528 spillen die aangedreven worden door 2 tangentiaalriemen tot een maximumsnelheid van 10.000 tr/min. Het ringspinprincipe is hetzelfde als bij het verspinnen van katoen, doch bij het afwikkelen van de wiekbobijnen worden de wieken eerst doorheen een waterbad gehaald van 70 °C. Hierna doorlopen ze een klassiek uitrekveld (zonder kammen!) en worden ze versponnen. Hierbij wordt niet de ringlat in beweging gebracht, maar wel de spil waarop de huls en dus de spoel gemonteerd zijn. Een volle montuur wordt afnomen dankzij een ELS JANSSENS 2019-2020

73


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen automatische doffer, waarna de spinspoelen worden verzameld in een kar aan de voorzijde van de machine. De spoeltjes worden gedroogd in droogovens en daarna in dampkamers voorzien van de correcte hoeveelheid vochtigheid om met succes opgewikkeld te worden op de correcte hulzen met specificaties van de klant. Op de ringspinmachine kan een twist gegeven worden van 317 tot 705 tr/m en worden de wieken 8 tot 18 maal verfijnd, in functie van het te spinnen garennummer. Als gevolg van de aanwezigheid van water tijdens het spinproces dienen de lageringen ter hoogte van het uitrekveld voorzien te zijn van een waterdichte behuizing.

Figuur 39 Principe van het nat spinnen van vlas

4.4.2 PRODUCTIEFLOW VAN LANGVLASGAREN

mengplan opstellen, bumps binnenvoeren

4 rekbank passages

spilbank (wiek)

eventueel bleken

natspinnen

Figuur 40 Productieflow van langvlasgaren

Langvlas is de beste kwaliteit van alle vlasproducten. Deze wordt steeds natgesponnen tot fijne, regelmatige, doch redelijk hard aanvoelende garens met garennummer tot Nev 44, …, 66. Deze fijnste garens worden het best behaald wanneer de wieken voorafgaandelijk werden gebleekt. De spinnerij start haar activiteiten opnieuw na het selecteren van een aantal partijen hekelbumps voor het maken van de “mengel”. Daarna worden de partijen onmiddellijk aan de eerste doorgang van de

ELS JANSSENS 2019-2020

74


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen rekbanken geplaatst. Na vier doorgangen en de vervaardiging van wiekbobijnen kan begonnen worden aan het fijnspinnen volgens het natspinproces.

Figuur 41 Bumps met langvlaslont

4.4.3 EIGENSCHAPPEN EN TOEPASSINGEN VAN VLASGARENS De grondstof die gebruikt wordt in de werkgarenspinnerij kent (zoals eerder reeds aangegeven) twee soorten ngl. het stadium van de voorbereiding. Enerzijds kan men vertrekken van balen zwingelklodden. Deze geven aanleiding tot grove, droog- of (half)natgesponnen garens. In deze grondstofsoort zitten nog stukjes lemen en de vezels zijn erg verward. Men kan echter ook werken met de mooiere hekelklodden (in baalvorm). Deze vezels zijn nog niet helemaal vrij van lemen, maar werden (in tegenstelling tot zwingelklodden) reeds gehekeld. Hierdoor liggen de vezels al wat meer parallel, oogt de grondstof al wat zuiverder en kan ze fijner versponnen worden. Drooggesponnen (en halfnatgesponnen) werkgarens worden voor minder edele doeleinden zoals draagberries, zakken en koorden gebruikt. Geweven ziet het er uit als canvasdoek. Natgesponnen kunnen deze garens fijner en regelmatiger gesponnen worden. Ze zijn bovendien ook sterker. De mooiere en fijnere soorten worden gebruikt in interieurstoffen. Werkgaren is in vergelijking met langvlasgaren dikker, onregelmatiger en heeft meer uitstekende vezels. Langvlasgarens worden steeds natgesponnen. Vaak worden de wieken eerst gebleekt, zodat nog fijner kan gesponnen worden. Langvlasgarens zijn sterker, minder harig en regelmatiger dan werkgarens. Vooral hun vezellengte en vezelfijnheid (als gevolg van het splijten rijdens de hekelbewerking) zijn hier de oorzaak van. Hierdoor kunnen ze ook veel fijner gesponnen worden dan werkgarens. Langvlasgarens worden gebruikt in fijne weefsels voor hemden en jurken of bedlinnen.

Figuur 42 Vlasgarens op bobijnen, spinspoelen en gebleekt

ELS JANSSENS 2019-2020

75


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen 4.4.4 DE VERWERKING VAN GECOTTONISEERD VLAS Gecottoniseerd vlas werd verkregen door het rotingsproces iets te lang uit te voeren. Als gevolg hiervan werden de pectines en de lignopectines (deels) opgelost, waardoor de vezelbundels gereduceerd werden tot de elementaire vezels, die ongeveer de lengte hebben van katoen. In een blend met katoenvezels zorgt gecottoniseerd vlas voor een betere sterkte.

ELS JANSSENS 2019-2020

76


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen

5

DE PRODUCTIE VAN ROTORGESPONNEN GARENS

Bronnen:

syllabus Garentechnologie1: Mechanisch spinnen, 2014-2015, Els Janssens Boek: Fundamentals of Spun Yarn Technology, Carl A. Lawrence, CRC Press

Leerwijzer: Na het studeren van deel 6 kan de student... - de productieflow van rotorgesponnen garens beschrijven - het rotorspinprincipe in detail tekenen en toelichten - de typische eigenschappen en garenstructuur van rotorgesponnen garens onderscheiden van de ringgesponnen garens en deze kunnen tekenen en toelichten - de voor- en nadelen van het rotorspinnen t.o.v. het ringspinnen toelichten

ELS JANSSENS 2019-2020

77


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen

ELS JANSSENS 2019-2020

78


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen

INLEIDING Ondanks de goede gareneigenschappen van ringgesponnen garen, zijn wetenschappers en technologen op zoek gegaan naar een andere spintechnologie, die een alternatief kon bieden voor de limieten van het ringspinnen. Vermits bij het ringspinnen het twisten en het opwikkelen niet te scheiden is, is de productiesnelheid gelimiteerd. Bovendien zijn de mogelijkheden tot verdere automatisering te beperkt. De techniek van het rotorspinnen werd ontwikkeld in Tsjechoslovakije in 1967. In 1969 kwam de eerste commerciĂŤle machine op de markt. In een twintigtal jaar tijd heeft deze techniek een kleine helft van de markt veroverd voor wat betreft de korte stapelvezelspinnerij. Het grote voordeel van het rotorspinnen is dat het inbrengen van de twist volledig gescheiden is van het opwikkelen van het gesponnen garen. Hierdoor is de productiesnelheid veel hoger (factor 5 tot 10). Het proces is ook verregaand geautomatiseerd. Daarenboven zijn de productie van een voorgaren op de spilbank en overspoelen van het geproduceerde garen overbodig geworden. Het proces is dus korter en efficiĂŤnter.

PRODUCTIEFLOW VAN ROTORGESPONNEN GARENS

opstellen van een mengplan en balen in de zaal plaatsen

openen van de balen (balenfrees)

openen van vezelvlokken (opener)

mengen van de vlokken (schachtenmengmachine)

reinigen van de vlokken (reinigers)

maken van een kaardlont (duigkaarde + IDF)

maken van een garen op de rotorspinmachine

Figuur 43 Productieflow van rotorgesponnen garen

De voorbereiding van de vezels verloopt zoals hierboven reeds besproken (zie ringgesponnen katoen). Speciale aandacht voor ontstoffing is belangrijk vermits stof in de vezels kan zorgen voor ingesleten rotorgroeven en bijgevolg garenfouten kan veroorzaken. De rotorspinmachine kan gevoed worden met lonten komende van de kaarde of de rekbank. Tegenwoordig wordt de voorkeur gegeven aan een duigkaarde met geĂŻntegreerde uitrekeenheid (IDF= integrated drawframe) die een bijkomende verfijning van 3x realiseert.

Figuur 44 TC11 duigkaarde van truetzschler met IDF

Vervolgens wordt het uitgerekte lont (1) aangevoerd aan de rotorspinmachine. Dit gebeurt via een verdichter en een intrekrolletje (2) dat met een constante invoersnelheid het lont binnentrekt. Dit cilindertje draait met constante trage snelheid en drukt de vezels tegen de aanvoertafel (3), bestaande uit een veer en een verlengstuk. Op deze manier wordt een instelbare klemdruk gegeven zodat de ELS JANSSENS 2019-2020

79


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen vezelbaard in geklemde toestand gepresenteerd worden aan een sneldraaiende breker (4). Zijn toerental bedraagt zo'n 6000 tot 9000 t/min, afhankelijk van de vezelsoort, de vezellengte en de vezelfijnheid. De breker zit in een gesloten behuizing en is aan zijn omtrek voorzien van een oppervlak bekleed met zaagtanden of naalden, zodat de vezels van het lont uitgekamd worden. De vezels worden op de breker geĂŻndividualiseerd, hierdoor wordt het mogelijk een zeer grote verfijning van de vezelstroom te realiseren zonder rekgolven te veroorzaken. Onzuiverheden die nog tussen de vezels zitten, bijvoorbeeld resten van zaad, worden van de vezelstroom afgescheiden en afgevoerd via het afvoerkanaal(5). De scheiding gebeurt op basis van verschil in inertie. Aan de opening van het vezelkanaal (6) worden de vezels van de breker afgenomen door de sterke luchtstroming die in het vezelkanaal heerst als gevolg van de onderdruk in de rotorbehuizing (8 en 9). Het vezelkanaal heeft een ronde of rechthoekige doorsnede. Door de conische vorm van het kanaal wordt de luchtstroming sterk versneld. Dit maakt dat de vezels nog meer gestrekt worden. De vezels komen dan uiteindelijk in de rotor (7) terecht: eerst op het opvangvlak en vervolgens in de groef. De rotor is het eigenlijke spinorgaan. Hij zorgt voor het inbrengen van de twist in het garen, vandaar dus de naam "rotorspinnen". Het toerental van de rotor bedraagt zo'n 50 000 tot 175000 t/min, afhankelijk van de vezelsoort en het garennummer. Door de zeer grote centrifugaalkrachten worden de vezels tegen de rotorwand gedrukt en bewegen ze zich van het opvangvlak naar de groef (10) van de rotor. In de groef wordt een laagje vezels gevormd. Zo wordt een grote verdubbeling gerealiseerd, waardoor de regelmatigheid van het garen sterk verbeterd wordt. In de groef van de rotor wordt uiteindelijk het garen gesponnen. Het gareneindje raakt zowel aan de draaiende rotor als aan de stilstaande navel (11). Hierdoor wordt wringing uitgeoefend op het gareneindje, dat in de groef rolt. De vezels worden zo door het gareneindje opgenomen: het garen wordt gesponnen. Ten gevolge van contractie wordt de lengte van een vezelbundel korter, wanneer hij wordt opgenomen door het gareneindje. Hierdoor gaat het gareneindje voorijlen op de rotor. Het gevormde garen wordt afgevoerd via de stilstaande navel en de spinbuis (2). De afvoercilinders zorgen voor een constante afleveringssnelheid. Dit is zeer belangrijk om een regelmatig garen te produceren. Het gesponnen garen wordt door de ophaalcilinders (13) uit de spineenheid met een bepaalde snelheid afgevoerd en naar een wikkeleenheid geleid. De wikkeleenheid is zodanig dat het garen door middel van een heen en weer bewegende draadgeleider op een kruisspoel (14) opgewikkeld wordt.

Figuur 45 Het rotorspinprincipe

ELS JANSSENS 2019-2020

80


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen

Figuur 46 De spinbox van de rotorspinmachine in voor- en zijaanzicht

PROCESPARAMETERS DIE DE GARENKWALITEIT BEÏNVLOEDEN De groef bepaalt voor een zeer groot deel de structuur en dus de eigenschappen van het garen, en in het bijzonder sterkte en verlenging. Voor een maximale sterkte van het garen moet de groef precies even groot zijn als de diameter van het garen. Is de groef beduidend groter, dan verloopt de vorming van het garen alsof er geen groef is. Is de groef daarentegen te klein, dan wordt het garen gesponnen buiten de groef, waarbij het garen af en toe in de groef kan haperen. Het garen kan hierdoor een zeer onregelmatige structuur hebben. Het toerental en de diameter van de rotor zijn zeer nauw met elkaar verbonden. Naarmate het toerental stijgt moet de diameter dalen, teneinde de centrifugaalkrachten te beperken. De nieuwste machines halen een rotortoerental van 130.000 toeren per minuut (voor PAC 20% lager en voor PES en PES/Co 35% lager), waarbij de rotordiameter amper nog 27 mm bedraagt. Vermits een vuistregel zegt dat de vezellengte kleiner moet zijn dan 0.8 maal de diameter van de rotor, kan men enkel kortere katoensoorten verwerken onder dergelijke omstandigheden. Naast de aanwezigheid van vezelgordels (zie verder) is dit ook de reden waarom het rotorspinprocédé vooral voor korte vezels gebruikt wordt. Om langere vezels te verspinnen moet de rotordiameter immers voldoende groot zijn, hetgeen ook het toerental en dus de produktiesnelheid beperkt.

ELS JANSSENS 2019-2020

81


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen Algemeen worden bij het rotorspinnen van katoen hogere rotorsnelheden genomen dan wanneer gewerkt wordt met synthetishe vezels. De navel beĂŻnvloedt het twisten van garen. Het vlot verloop van het spinproces wordt hierdoor bepaald. Echter vooral de oppervlaktestructuur van het garen, en in het bijzonder de harigheid wordt bepaald door de navel. De navel bestaat uit staal of keramisch materiaal met een glad of gekerfd oppervlak. Het aantal kerven varieert tussen 0 en 16. Enkele jaren geleden werd de spiraalnavel op de markt gebracht. In het oppervlak van deze navel is een spiraalvormige groef gemaakt. Deze navel reduceert het aantal breuken. Hij kan eveneens voorzien zijn van een aantal kerven. Het begrip twist, uitgedrukt als de verhouding van het toerental van de rotor tot de afleveringssnelheid van het garen, naar analogie met het ringspinnen, heeft hier weinig zin, daar niet alle vezels in een sectie dezelfde twist hebben. Er is dus een verschil tussen de machinetwist en de echte twist in het garen. Elke rotortoer heeft 1 reĂŤle toer twist in het garen tot gevolg. Tijdens de aflevering van het pas gevormde garen maakt het een bijkomende omwenteling op het binnenoppervlak van de navel. Een valse twist wordt veroorzaakt in het garengedeelte tussen de navel en de rotorgroef. Kerven in de navel bevorderen het voorkomen van valse twist, maar geven het garen ook een hariger uitzicht bij hoge rotortoeren. Voor een vergelijkbaar garen bekomt men hogere twistwaarden wanneer het rotorgesponnen werd dan wanneer het ringgesponnen werd. Om deze reden voelt rotorgesponnen garen vaak ruwer aan, wat echter kan opgelost worden door het gebruik van finish op het weefsel. Ook de diepte van de navel in de rotor is van belang. Speciale kalibers zijn beschikbaar om deze diepte zo precies mogelijk in te stellen.

DE TYPISCHE STRUCTUUR VAN ROTORGESPONNEN GARENS Eenvoudigheidshalve wordt gesteld dat het vezelmateriaal wel degelijk uitgerafeld wordt tot de individuele vezel, dat alle vezels in gestrekte vorm toegeleverd worden, dat alle vezels ook in gestrekte vorm en parallel in de groef van de rotor geschikt worden. Dit is dan wel zo als men voldoende wegblijft van de plaats van invoer van de vezels. Men moet er zich nochtans rekenschap van geven dat vooraleer een vezel opgenomen is door het gareneindje hij een groot aantal keren voorbij dat punt komt. Met een rotor van 34 mm doorsnede en draaiend met een snelheid van 100 000 omwentelingen per minuut en met een garenproduktiesnelheid van 100 meter per minuut en een vezellengte van 20 mm lang, zal het gareneindje het invoerpunt niet minder dan

20 m m x 100 000 om wen tel in gen per m i n u u t = 20 m aal v oorbi j gekom en zi j n 100 m eter per m in u u t x 1000 m m /m Bij het voorbijkomen van het gareneindje kunnen onregelmatigheden optreden.

ELS JANSSENS 2019-2020

82


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen Normaal neemt het gareneindje enkel vezels op uit de vezelring. De vezel wordt opgenomen aan zijn kop. Bij iedere toer van de rotor komt het punt waar het garen gevormd wordt één maal voorbij het punt waar de vezels in de rotor gebracht worden. Het is dus mogelijk dat een vezel rechtstreeks van het invoerpunt over de opening achter het gareneindje heen toch opgenomen wordt door het gevormde garen. Deze vezel wordt nu opgenomen aan zijn staart (zie onderstaande figuur) De vezel wordt niet meegetwist maar rond het gevormde garen gewikkeld. Deze vezelgordels (wrap of bridging fibres) zijn typisch aan de garenstructuur van een rotorgesponnen garen en verminderen de kwaliteit van het garen.

Figuur 47 Vorming van een vezelgordel: vezel opgenomen aan zijn staart

Als de vezel al gedeeltelijk in de vezelring opgenomen is, kan hij in het midden opgenomen worden in het gareneindje. De kop van de vezel wordt dan gewoon meegetwist om het reeds gevormde garen, de staart van de vezel vormt echter een gordel.

Figuur 48 Vorming van een vezelgordel: vezel opgenomen in het midden

Karakteristiek voor een gordel is dat steeds een gedeelte getwist is in tegengestelde zin van het garen. In sommige gevallen vormen zowel kop als staart een gordel. Een vezelgordel kan zich uitstrekken over een grotere lengte, of daarentegen geconcentreerd zijn op één plaats. Hij kan een sterke insnoering veroorzaken of los rond het garen gewikkeld zijn. In extreme gevallen kan hij los over het garen heen en weer geschoven worden. De wrijvingscoëfficiënt vezel/rotoroppervlak speelt hierbij ook een grote rol. Een grote wrijvingscoëfficiënt geeft aanleiding tot geconcentreerde en sterk ingesnoerde gordels. Dit kan als volgt verklaard worden:

Figuur 49 Insnoering van het garen door vezelgordels

Als de hoek a gelijk is aan 90°, is de gordel op één plaats geconcentreerd. Als de spanning op de vezel die de gordel vormt groot is, treedt er sterke insnoering op. Deze twee voorwaarden zijn o.m. vervuld als de wrijvingscoëfficiënt vezel/rotoroppervlak groot is en als de vezel een grote lengte heeft. ELS JANSSENS 2019-2020

83


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen De vezelgordels zijn zeer hinderlijk bij poolweefsels, omdat ze bij het borstelen vaak niet losgemaakt worden en dus de vezels in ĂŠĂŠn bundeltje houden. Deze fout is schematisch voorgesteld in de volgende figuur. Het weefsel krijgt hierdoor een zeer onregelmatig uiterlijk.

Figuur 50 Vezelgordels in poolweefsels

------------------ poolweefsel ---------------- / _._._._ grondweefsel

Rotorgesponnen garens worden dan ook slechts uiterst zelden gebruikt bij poolweefsels. De kans op het voorkomen van vezelgordels hangt in hoofdzaak af van de verhouding vezellengte/rotoromtrek. Kortere vezels vormen dus minder een gevaar. Rotoren met grotere diameter zullen eveneens minder aanleiding geven tot vezelgordels. Dit is ook een verklaring waarom voor kortere vezelsoorten, waarvan de vezels minder vlug in geplooide vorm opgenomen zullen worden in het garen, het rotor-garen minder gaat afwijken van het ringspingaren dan voor langere vezelsoorten. In tegenstelling tot het ringgesponnen garen zal de twistinbreng bij rotorgesponnen garen gebeuren van binnen naar buiten. Het open gareneindje neemt immers vezeltjes op in de kern en neemt tijdens de rotatie verder vezels op voor de mantel. Binnenin heerst een compacte twist, waardoor het garen een hardere greep vertoont. De mantelvezels geven aanleiding tot een lagere treksterkte gezien de twist daar minder uitgesproken is. De abrasieweerstand van een rotorgesponnen garen is vaak beter dan dat van een ringgesponnen garen. Ten gevolge van abrasie slijten de buitenste vezels weg, deze dragen echter niet bij tot de sterkte van het rotorgesponnen garen.

OPDRACHT Bepaal van twee gegeven garens welk garen ringgesponnen en welk rotorgesponnen is. Bekijk hiervoor de garens met de loupe. Teken wat je ziet en noteer de kenmerken. Vergelijk achteraf je resultaten met de student die naast je zit.

ELS JANSSENS 2019-2020

84


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen

VERGELIJKING VAN DE GARENEIGENSCHAPPEN ROTORGESPONNEN KATOENGARENS RINGGESPONNEN GAREN Manteltwist Hogere sterkte Lagere abrasieweerstand Geen harde greep Geen vezelgordels Twist te bepalen Langere vezels 5-300 tex RINGSPINNEN Langer proces 25 m/min Nog overspoelen Beperkte automatisatie

VAN

RING-

EN

ROTORGESPONNEN GAREN Kerntwist Lagere sterkte Betere abrasieweerstand Hardere greep Vezelgordels Twist niet goed te bepalen Vooral korte vezels 25-100 tex ROTORSPINNEN Korter proces Tot 300 m/min Niet meer overspoelen Verregaand geautomatiseerd

Figuur 51 Vergelijking ring- en rotorgaren

ELS JANSSENS 2019-2020

85


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen

ELS JANSSENS 2019-2020

86


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen

6

NIEUWE

TECHNOLOGIEËN

VOOR

DE

OPTIMALISATIE

VAN

DE

GARENEIGENSCHAPPEN VAN RINGGESPONNEN GARENS Bronnen:

Boek: Technical textile yarns – Industrial and medical applications R. Alagirusamy en A. Das Woodhead publishing, 2010, ISBN 978-1-84569-549-1 Boek: Fundamentals of Spun Yarn Technology, Carl A. Lawrence, CRC Press Boek: Handbook of yarn production, Peter R. Lord, The Textile Institute, CRC Press Artikel: ‘Solospun- the long staple weavable singles yarn’, Solospun publications, door Martin Willem Prins, geraadpleegd op 18/10/2013 Suessen Elite Compact Set V5, productsheet, geraadpleegd op 18/10/2013 Ring spinning G32 ring spinning machine Rieter, productsheet, geraadpleegd op 18/10/2013 Artikel in Spinnovation: ‘Elite CompactSet- The third generation’, door Dr. Norbert Brunk, technical director ring spinning, Suessen. Geraadpleegd op 18/10/2013

Leerwijzer: Na het studeren van Deel 7 kan de student... - de problematiek van de harigheid toelichten - het Comforspinnen uitleggen aan de hand van een figuur - het Elite spinproces uitleggen aan de hand van een figuur - het Sirospinnen uitleggen aan de hand van een figuur - het Elitwistsysteem uitleggen aan de hand van een figuur - het Solospinnen uitleggen aan de hand van een figuur - de voordelen van elk van deze technologieën ten opzichte van het klassieke spinproces aantonen

ELS JANSSENS 2019-2020

87


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen

ELS JANSSENS 2019-2020

88


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen

INLEIDING Wanneer men met de microscoop een vergroot beeld van een ringgesponnen garen bekijkt, stelt men vast dat dit er veel uitstekende vezeltjes op waar te nemen zijn. Ringgesponnen garen heeft een typische structuur en een goede sterkte, maar is door zijn harigheid echter niet perfect. Deze harigheid heeft een negatief effect op het verweven en verbreien. Bij het weven dient een harig kettinggaren meer sterkmiddel te krijgen. Harigheid van inslaggaren zorgt bij het luchtstraalweven voor het afremmen van de snelheid waarmee het ingebracht wordt. Bij het rondbreien van katoen met hoge productiesnelheden zorgen rondvliegende vezels voor veel stof. Breigarens worden doorgaans gelubrifieerd, waardoor de wrijving vermindert en de uitstekende vezels vastgehouden worden. De harigheid van garens heeft bovendien een effect op de afgewerkte stof. Uit onderzoek is gebleken dat een significante daling van de harigheid nodig is om een positief effect te hebben op de vermindering van pilling. De abrasieresistentie van stoffen vermindert met de toenemende harigheid van de garens. Een beduidend verschil werd hierin vastgesteld tussen ringgesponnen en compactgarens. Verder worden ook de thermische eigenschappen van een stof beĂŻnvloed door harigheid. Garens met een lage twist zijn hariger en bevatten inwendig meer openingen waartussen lucht ingesloten kan worden. Hierdoor is de stof meer warmte-isolerend. Men verkrijgt een koeler effect met hooggetwiste garens. Gekaard garen is dus ook warmer dan gekamd garen in een weefsel.

HET COMPACTSPINNEN Hieronder worden twee mogelijke oplossingen besproken, nl. het Comforspinnen en het EliTe spinnen. Dit zijn de twee meest gecommercialiseerde systemen om harigheid te verhelpen. Beide systemen zijn gebaseerd op het compacter maken van de spindriehoek net voor de inbreng van de twist. Een verminderde harigheid zorgt, zoals eerder aangehaald, voor positieve eigenschappen zoals een verhoogde garenregelmatigheid, minder vezelverlies, een sterker garen met een grotere verlenging, een verminderd risico op pilling e.d.,... Compact-gesponnen garen kent zijn toepassing voornamelijk in de kledingstoffen, maar levert ook naai- en borduurgarens verbeterde eigenschappen.

6.2.1 HET COMFORSPINPROCES Het probleem dat zich bij het conventionele ringspinnen voordoet, is dat een bepaald percentage aan mantelvezels niet getwist is in het garen en dus niet bijdraagt tot de sterkte ervan. Deze vezels zullen naar alle waarschijnlijkheid verwijderd worden onder de vorm van vliegstof. Anderzijds zijn er nog de mantelvezels die willekeurig getwist werden en bijgevolg directe aanleiding geven tot harigheid. De oorzaak ligt bij de geometrie van de spindriehoek. Wanneer het uitgerekte wiek de afleveringscilinder verlaat, is de wijdte te groot om alle vezels van een even gecontroleerde twist te voorzien. Door middel van aanzuigelementen ter hoogte van de spindriehoek wordt deze wijdte tot een minimum herleid.

ELS JANSSENS 2019-2020

89


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen

Figuur 52 Comforspinsysteem van Rieter

De techniek die ontwikkeld werd door de firma Rieter is sinds ITMA 1999 op de markt. Het is bekend onder de benaming Comforspinning en beschrijft het corresponderende garen als COM4, verwijzend naar de 4 kwaliteitsvoordelen van de nieuwe garenstructuur: lagere harigheid, hogere verlenging en sterkte, lagere ecologische impact en een hoger draagcomfort.

Figuur 53 Vergelijking tussen klassiek ringgesponnen en com-4 garen

De firma Rieter vervangt de onderste afleveringscilinder van het rekstelsel door een geperforeerde rol met luchtgeleidingselement en stationair inwendig zuigslot (zie figuren hieronder). Als gevolg van de vacuum zullen de vezels op het oppervlak van de geperforeerde rol de vorm van het zuigslot volgen en dus gecondenseerd worden.

ELS JANSSENS 2019-2020

90


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen

Figuur 54 De functie van het luchtgeleidingselement

Door toepassing van deze nieuwe technologie kan de garensterkte tot 20% toenemen, of kan een vermindering van de twist met 15% toegepast worden. Dit zou een verhoogde productiviteit betekenen of ten minste een zachtere greep en dus meer draagcomfort. De abrasiegevoeligheid van een COM4-garen is door de verbeterde garenstructuur bovendien kleiner dan bij een conventioneel ringgesponnen garen.

6.2.2 HET ELITE SPINPROCES In het EliTe spinsysteem van Suessen wordt de verfijnde wiek gecondenseerd met behulp van een speciaal ontwikkelde compactset die permanent te monteren is op een bestaande ringspinmachine van om het even welke constructeur. Ze is geschikt voor alle vezelsoorten en blends, voor de productie van enkelgarens, twijngarens en kerngesponnen garens.

Figuur 55 De Elite compactsets van Suessen

ELS JANSSENS 2019-2020

91


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen De compactset van Suessen bestaat uit:

Figuur 56 lattice apron (gaasriempje) en Elitube met deltaslot en apron

De EliTe tube is een buisvormig profiel dat over de ganse breedte van de machine loopt. De EliTube fungeert als het ware als afleveringscilinder. Deze is voorzien van naast elkaar geplaatste slots voor de aanzuiging van de vezels, waardoor ze gecondenseerd worden. Rechte slots worden gebruikt voor de verwerking van gekamd katoen en synthetische vezels. Delta slots (zie bovenstaande fguur) zijn eerder geschikt voor gekaard katoen. Over de slots heen zit de lattice apron, dit is een riempje gemaakt uit een soort gaas. De EliTop rollen vormen de persrollen van de aflevering. Ze geven hun beweging door aan de apron, die samen met de toprollen het nijppunt vormt waar de spindriehoek nauwer wordt. Het resulterende garen heeft een bewezen hogere sterkte en een lagere harigheid.

Figuur 57 Open en gesloten Elitop

SPIN-EN-TWIJN SYSTEMEN 6.3.1 HET SIROSPIN SYSTEEM Wanneer men er naar streeft ringgesponnen garens te vervaardigen waarbij de textielproducten na het weven of breien een zachte greep vertonen, dan is het noodzakelijk de twist te verlagen. De harigheid die hiervan het gevolg is, wordt normaalgezien verholpen door het garen te twijnen. Het is echter voordeliger het spinnen en twijnen in ĂŠĂŠn enkel proces te verwezenlijken. De Sirospun en Duospun systemen zijn voorbeelden van dergelijke spinprocessen. Ze worden hoofdzakelijk toegepast op wol. In het SiroSPUN systeem worden twee wieken parallel aan elkaar doorheen eenzelfde rekstelsel gehaald. Eens ter hoogte van de aflevering, komen ze samen en ontstaat een twijn met behulp van

ELS JANSSENS 2019-2020

92


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen een ring en ringloper. Vanaf het twistpunt plant de twist zich voort tot in de twee afzonderlijke vezelbundels. Speciaal aan de structuur is dat de twist in het getwijnde gedeelte dezelfde zin heeft als de twist in de afgeleverde vezelbundels. De twistgrootte is echter verschillend: de vezelbundels worden 20% minder getwist dan de twijntwist. Door het op en neer bewegen van de ringlat varieert immers de spanning in het garen en bijgevolg ook de twisthoeveelheid. Als gevolg van de lage twist in de vezelbundels is de kans op vezelverlies net na het uitrekken groot, wat als nadelig kan worden beschouwd. Mocht ĂŠĂŠn van de uitgerekte wieken tijdens het proces breken, dan wordt dit opgemerkt door een garendetector. De garengeleider breekt automatisch de tweede component af. De resulterende garenstructuur geeft aanleiding tot ademende weefsels met een zijdeachtige schijn en een goed drapeervermogen. De garens zijn minder harig, maar wel compacter en elastischer dan een gewone 2-draadstwijn.

Figuur 58 Principe van het Sirospinnen

6.3.2 HET ELITWIST SYSTEEM Het EliTwist systeem van de firma Suessen voert eveneens twee wieken doorheen een uitrekstelsel. Het systeem combineert het EliTe compactspinprincipe en het Sirospinprincipe. Ook hier wordt dus terzelfdertijd gesponnen en getwijnd. Het produceert garens voor hemden, lakens en fijne breisels voor T-shirts. Door middel van twee in een V geplaatste zuigslots worden de vezelbundels naar elkaar toe gebracht. Een gevolg hiervan is het ontbreken van een spindriehoek, waardoor het voorkomen van uitstekende vezels zich niet voordoet. Gezien de vezelbundels veel dichter bij elkaar geplaatst worden, ligt het convergentiepunt hoger en is de lengte van de vezelbundels veel kleiner dan bij het Sirospinnen. De kans ELS JANSSENS 2019-2020

93


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen op vezelverlies is met deze technologie dus veel kleiner. De garenstructuur van Elitwist-garen is erg gelijkend op dat van een enkelvoudig compactgaren, het heeft echter een grotere krinkelneiging.

Figuur 59 Principe van het Elitwist systeem

6.3.3 HET SOLOSPIN SYSTEEM Het solospinnen poogt net zoals het compactspinnen een oplossing te bieden voor het probleem van de harigheid van ringgesponnen garen. Het wordt eveneens gezien als een mogelijk alternatief voor het klassieke twijnproces. Vertrekkende van een gewone ringspinmachine heeft men slechts 3 uur nodig om 1000 spillen te voorzien van het solospin-mechanisme. Het bestaat uit een paar plastic rollen die elk d.m.v. een verende clip vastgenepen zitten op de as van de laatste perscilinders. De persarm van het rekstelsel ELS JANSSENS 2019-2020

94


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen duwt samen met de clip de solospinrollen tegen de onderste gegroefde cilinder. Vervolgens verdeelt de van slots voorziene solospinrol de vezelbundel in reepjes. Door deze actie wordt het twistverloop naar de oorspronkelijke afleveringszone verhinderd en worden de reepjes met verschillende twist in elkaar getwijnd d.m.v. ring en ringloper. Het solospun concept is een gemeenschappelijke ontwikkeling van The woolmark Company, CSIRO Textile and Fibre Technology en WRONZ. Met deze technologie is het mogelijk fijnere garens te spinnen voor lichtere weefsels, zoals de Cool Wool stoffen. Deze fijne garens moeten niet extra getwijnd worden of gesterkt voor het weven. Het is bovendien kostenbesparend t.o.v. het klassieke systeem (22% tot 58% indien ook grondstofaanpassingen werden verricht), want in de plaats van superfijne wolsoorten kunnen goedkopere dikkere variĂŤteiten worden verwerkt. Het is een gemakkelijk te installeren technologie die ook toepasbaar is op korte stapelvezels zoals katoen.

Figuur 60 Principe van het Solospinnen

Figuur 61 De clip en de gegroefde solorol met reepjes

ELS JANSSENS 2019-2020

95


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen

ELS JANSSENS 2019-2020

96


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen

7

GEAVANCEERDE SPINMETHODES VOOR TECHNISCHE TOEPASSINGEN

Bronnen:

Boek: Technical textile yarns – Industrial and medical applications R. Alagirusamy en A. Das Woodhead publishing, 2010, ISBN 978-1-84569-549-1 Boek: Fundamentals of Spun Yarn Technology, Carl A. Lawrence, CRC Press Boek: Handbook of yarn production, Peter R. Lord, The Textile Institute, CRC Press Publicatie: ‘Friction spinning for technical textiles: An overview’, www.indiantextilejournal.com/articles, geraadpleegd op 1/11/2013

via

Webpagina: Rikipedia (Rieter website), Valse twist spin principe, Air jet spinning, Wrap spinning, The DREF-3000 spinning system, geraadpleegd op 19/10/2013 Leerwijzer: Na het studeren van Deel 8 kan de student... - het principe van het frictiespinnen toelichten aan de hand van een figuur - de eigenschappen en toepassingen van frictiegesponnen garen toelichten - het principe van het airjet spinnen toelichten aan de hand van een figuur - de eigenschappen en toepassingen van airjet gesponnen garen toelichten - het principe van het vortex spinnen toelichten aan de hand van een figuur - de eigenschappen en toepassingen van vortex gesponnen garen toelichten - het principe van het omwikkelingsspinnen toelichten aan de hand van een figuur - de eigenschappen en toepassingen van wrap spun garen toelichten - het onderlinge nummerbereik vergelijken - de onderlinge productiesnelheden vergelijken

ELS JANSSENS 2019-2020

97


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen

ELS JANSSENS 2019-2020

98


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen

INLEIDING Het ringspinnen is een uitvinding uit de jaren 1830. Met deze technologie worden tot op heden met succes kwalitatieve stapelvezelgarens geproduceerd met goede eigenschappen en inzetbaar voor diverse doeleinden. Toch is men halverwege de 20ste eeuw op zoek gegaan naar alternatieve spinmethodes, met als belangrijkste doelstelling de productiecapaciteit te verhogen. Onderzoek heeft in de jaren 1960 geleid tot de introductie van het rotorspinnen, een spintechnologie die een gevestigde concurrentie vormt voor het ringspinnen. De voor- en nadelen van de gareneigenschappen enerzijds en van het spinproces anderzijds moeten steeds tegen mekaar afgewogen worden. Vermits men ook bij het rotorspinnen technische limieten ondervonden heeft, ontwikkelde Fehrer in 1973 de techniek van het frictiespinnen. Dit spinsysteem evolueerde ondertussen en levert garens op die gebruikt worden voor technische toepassingen. Bij aanvang van de jaren 1980 werd het Murata Airjet spinnen gelanceerd. Deze spinmethode kent tegenwoordig een stijgend commercieel succes voor de productie van medium tot fijne vezelgarens. Het Murata Vortex spinnen werd in 1999 op de markt gebracht. Een bijzonder aandacht gaat sinds enkele jaren naar de productie van core spun yarns en andere hybridegarens. Bovengenoemde geavanceerde spinmethodes vormen het onderwerp van dit deel.

HET FRICTIESPINNEN Verschillende versies van het frictiespinnen zijn door de jaren heen ontwikkeld, maar de meest succesvolle is die van Fehrer. In 1973 ontwikkelde hij Dref1, die al snel evolueerde naar Dref2. In 1982 werd het Dref3 systeem op de markt gebracht. Wat de technologie kenmerkt is het gebruik van frictierollen.

Figuur 62 De beweging van de frictierollen

De voordelen van het frictiespinnen zijn samen te vatten als: Hoge spinsnelheiden (250 m/min) Lage productiekost Garenstructuur zoals ringgesponnen Geen vezelgordels, bijgevolg zachter dan rotorgesponnen garens De garens bezitten een eerder lage garensterkte en hoge krinkelneiging. Het systeem kent een hoog luchtverbruik en er zijn meer vezels in doorsnede nodig.

ELS JANSSENS 2019-2020

99


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen 7.2.1 FRICTIESPINNEN: DREF2 EN 2000 Dref 2 is een spintechniek die in 1977 voor de eerste maal gelanceerd werd door Dr. Ernst Fehrer. In dit systeem wordt het aanspinnen met behulp van een paar frictierollen gerealiseerd. Op de ITMAbeurs van 1999 in Parijs werd de meest recente ontwikkeling van deze reeks vertoond: de Dref 2000. Het principe is als volgt: twee paar aanvoercilinders (2) voeren 4 of 5 lonten parallel aan een kaarderende trommel (1). De geïndividualiseerde vezels worden uit het beslag geblazen door een sterke neerwaartse luchtstroom (3). De gestrekte vezels dienen parallel in de V-vormige groef van de frictierollen (4) ingebracht te worden. Deze rollen zijn eigenlijk geperforeerde cilinders die beide in dezelfde zin draaien (4000 – 6500 t/min) en die inwendig over een groot deel van de omtrek afgeschermd zijn, zodat slechts één beperkte aanzuigruimte aanwezig is ter hoogte van de groef. De vezels krijgen daar als gevolg van frictie een rollende beweging. Wanneer een gareneindje wordt ingebracht in de groef, concentreren de aangevoerde vezels zich als gevolg van de frictie en worden ze rond het gareneindje heen getwist. De garenfijnheid wordt bepaald door de vezeltoevoer en door de garenafvoersnelheid.

Figuur 63 Dref 2 principe

Deze spintechniek is de snelste binnen het OpenEnd-spinnen (250 m/min). De lage garensterkte en de technologische noodzaak voor een groot aantal vezels in de doorsnede, maakt dat Dref 2 echter uitsluitend geschikt is voor het vervaardigen van grove garennummers (2000 tot 40 tex), waardoor het toepassingsgebied eerder beperkt blijft.

ELS JANSSENS 2019-2020

100


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen

Figuur 64 Technische gegevens Dref 2000

7.2.2 FRICTIESPINNEN: DREF 3 EN 3000 Vanuit deze beperking werd in 1982 dref 3 op de markt gebracht. Met deze technologie is mogelijk fijnere garens te produceren dan met Dref 2000, nl. van 666 tot 33 tex. Het is een voller en zachter garen, met betere gareneigenschappen. Dit spinsysteem bezit eveneens de mogelijkheid om hybridegarens te maken voor specifieke toepassingen. De aanvoer van lont gebeurt op net dezelfde manier als eerder besproken in het Dref 2000 spinsysteem. In dit geval echter, worden de aangevoerde vezels geĂŻndividualiseerd om vervolgens rondom een kern gewikkeld te worden. De kern bestaat uit een afzonderlijk aangevoerd en uitgerekt lont met evenwijdige vezels. Daar bovenop kunnen nog filamenten worden aangevoerd om de functie van kerngaren te vervullen. Men bekomt aldus een multi-componentgaren of ook hybridegaren genoemd. Deze technologie focust zich op de productie van high-tech garens voor toepassingen in de ELS JANSSENS 2019-2020

101


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen sector van het technisch textiel. Veelal ongewone vezels worden gebruikt, vaak met een beschermende functie.

Figuur 65 Dref 3 principe

Figuur 66 Foto's van het Dref 3 spinsysteem tijdens ITMA 2003

ELS JANSSENS 2019-2020

102


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen

Figuur 67 Technische gegevens Dref 3

7.2.3 TOEPASSINGEN VOOR FRICTIEGESPONNEN GARENS Hybridegarens met ongetwiste glasfilamenten in de kern en polyestermantelvezels kunnen deel uitmaken van versterkte plastics. Ze zijn eerder dik, nl. 250 tex. Hybridegarens voor tapijtbacking kan bestaan uit een PP-tape als kern met daarrond PP-vezels. Dergelijk materiaal is bestand tegen rotting en chemicaliĂŤn. Hybridegarens voor hittebestendige weefsels en breisels bestaan in de kern uit glasfilament en de mantel uit Kevlar. Deze garens zijn relatief fijn, nl. 125 tex. Hybridegarens van 100 tex voor snijwerende weefsels en breisels worden gemaakt uit en kern van metaaldraad met daarrond Kevlarvezels.

ELS JANSSENS 2019-2020

103


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen Frictiegesponnen garens worden niet in kledingsstoffen verwerkt vermits ze door de mantelvezels een iets ruwere touché bezitten.

HET AIRJET SPINNEN Air-jet gesponnen garens bezitten een kern met parallelle stapelvezels en een mantel van getwiste stapelvezels die de kern bijna volledig bedekken. De meest gecommercialiseerde airjet spinmethode is deze van de firma Murata en wordt dan ook het Murata Jet Spinnen (MJS) genoemd. Ze werd reeds in 1980 internationaal voorgesteld. Met dit volautomatische systeem kunnen relatief fijne garens vervaardigd worden, waardoor deze technologie niet onmiddellijk concurreert met het rotorspinnen. Het MJS systeem baseert zich op het principe van de valse twist, gecreëerd in de jets (of nozzles genoemd). Hieronder wordt afgebeeld wat dit principe inhoudt.

Figuur 68 Het valse twist principe

Figuur 69 Structuur van een airjet gesponnen garen

Het airjet spinsysteem bestaat globaal gezien uit een 3-over-3 rekstelsel, 2 na elkaar geplaatste persluchtjets, een paar afleveringsrollen en een opwikkeleenheid. Wanneer een aangevoerd rekbanklont het rekstelsel verlaat, komt het terecht in het centrale spinkanaal van de eerste buisvormige jet. Zoals te zien op onderstaande figuur wordt in de jet perslucht aangezogen via 4 inlaatpijpjes die een hoek vormen t.o.v. de centrale as van de buis, maar tangentiaal geplaatst zijn t.o.v. de doorsnede ervan. Op deze manier wordt een luchtvortex gecreëerd. Door de ronddraaiende beweging van de lucht krijgt de ingebrachte vezelbundel valse twist. De rechtlijnige component zorgt voor de beweging van de vezels in de richting van de uitgang.

ELS JANSSENS 2019-2020

104


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen

Figuur 70 Principe van het airjetspinnen en een doorsnede van de jet

In de eerste jet wordt een luchtstroming in tegenwijzerszin opgedrongen, wat een valse twist Z1-S1 veroorzaakt. In de tweede jet beweegt de vortex in wijzerszin en wordt een valse twist S2-Z2 veroorzaakt. De persluchtdruk binnenin de tweede jet is veel hoger dan in de eerste. Fotografische beelden hebben aangetoond dat de S2 zich voortplant naar de afleveringscilinder van het rekstelsel toe en hierbij de Z1-twist neutraliseert, met een resulterende S-twist ter waarde van S2Z1 (=a). Na de nijplijn van de afleveringscilinders ontstaat een spindriehoek, waarvan de buitenste vezels vrij liggen en dus niet getwist liggen zoals de kernvezels. De kernvezels hebben na doorgang van de eerste jet een twist gelijk aan S1+a (=S2). Deze twist wordt geneutraliseerd door de valse twist werking van Z2, waardoor parallelle kernvezels verkregen worden. Gezien de wikkelvezels door de eerste jet een S en door de tweede jet een Z-twist verkrijgen, wikkelen ze zich rondom de parallelle kern in Z-richting. Ze maken ongeveer voor 5% deel uit van het geheel.

Figuur 71 De constructie van een airjet garen

Het airjet spinnen werd oorspronkelijk ontwikkeld voor 100% PES of PES/CO garens, waarvan de vezels een grotere lengte hebben (38 mm). In het geval dat lonten aangevoerd worden van gemengde grondstofkwaliteiten zoals PES/CO, fungeert het PES meestal als wikkelvezels en worden voornamelijk katoenvezels in de kern teruggevonden. Het air-jet spinnen heeft een hoge productiesnelheid van 250 m/min. Het levert knoopvrij garen met verlaagde harigheid en pillingneiging, betere abrasieresistentie, een goede vochtabsorptie en de eigenschap snel te drogen. Door afwezigheid van twist in de kern vertoont het garen een hogere bulk.

ELS JANSSENS 2019-2020

105


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen Men is met deze techniek echter beperkt tot het spinnen van fijnere garens gezien de garensterkte afneemt bij toenemende garendikte. Het is niet geschikt voor 100% katoenvezels, want een dergelijk garen zou onvoldoende sterk zijn.

Figuur 72 Technische gegevens van het Airjet spinsysteem

HET VORTEX SPINNEN Op basis van het MJS werden ondertussen aanpassingen verricht, waardoor het geschikt gemaakt is voor de verwerking van 100% gekaard katoen (sinds 1999). Dit systeem kreeg de naam Murata Vortex spinnen (MVS). De eisen op het gebied van de vezelkwaliteit zijn echter hoger: een goede sterkte, een vezellengte van meer dan 28 mm, een goede vezellengte uniformiteit en een hoge zuiverheidsgraad zijn noodzakelijk. Structureel is er een opmerkelijk verschil tussen MJS en MVS-garen, zoals te zien is op onderstaande figuur:

Figuur 73 Structuur van een MJS garen t.o.v. een MVS garen

ELS JANSSENS 2019-2020

106


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen

Figuur 74 Het Vortex spinprincipe

Het spinsysteem bestaat slechts uit ĂŠĂŠn jet die voorziet in een Z-S valse twist. Zowel kern- als wikkelvezels krijgen initieel een Z-twist. Gezien de positie van de wikkelvezels in de spindriehoek, is de twisthoek van de wikkelvezels echter groter. Bij doorgang van de jet wordt de twist van de kernvezels geneutraliseerd en wordt deze van de wikkelvezels gereduceerd. Zo bekomt men een garen met parallelle kernvezels. Zoals te zien is op de tweede figuur gaat deze doorheen een stilstaande holle spil. De vortex uit de jet twist de mantelvezels rond de buitenkant van de holle spil, waardoor de mantelvezels zich rondom de kern wikkelen. Deze mantelvezels vertegenwoordigen 15% van de totaliteit, waardoor de sterkte hoger is dan die van MJS-garen. Door het feit dat bij het vortexspinnen meer mantelvezels aanwezig zijn dan bij het airjet spinnen, lijkt het garen meer op dat van het conventionele ringgesponnen garen. Als voordelen noemt Murata het vortex spinsysteem 2 keer sneller dan het rotorspinnen, nl. 300-400 m/min. De productiviteit zou 20 tot 30 keer hoger liggen dan het ringspinnen (afhankelijk van het geproduceerde nummer), waardoor de productiekost aanzienlijk lager ligt dan gebruikelijk. Het garen heeft dezelfde structuur als dat van een ringgesponnen garen en de technologie is ook geschikt voor het maken van blends.

ELS JANSSENS 2019-2020

107


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen Het ComforAirjetsyteem J20 dat in 2011 op de markt gebracht werd door Rieter produceert garens die men Comforjet-garens noemt. Zowel katoen als viscose, modal en blends kunnen er op worden verwerkt, zolang ze maar voldoende parallel gelegd werden a.d.h.v. 3 rekbanken. De garensterkte ligt tussen die van ring- en rotorgesponnen garen. De structuur lijkt op deze van ringgesponnen garen. Dankzij een lage harigheid is de abrasieresistentie beter. De garens worden toegepast in bedlinnen, fijne breisels in outerwear en ondergoed.

De machine is 2-zijdig en bevat 120 individueel gestuurde spinposities, 4 robots voor de aanspinfunctie en de wisseling van de bobijnen, een 4 over 4 rekwerk en de mogelijkheid om te splicen of te knopen. De productiesnelheid bedraagt 450 m/min. In de jet wordt een vortex van 1000000 t/min aangebracht, wat een vacuĂźm creĂŤert en daardoor een aanzuiging van vezels in het vezelkanaal. Er ontstaat een rotatie van vrije vezels rond de vaste spindeltip, waardoor deze met 300000 t/min rond de parallelle kern twisten.

Figuur 75 Comforjet spinnen - aanvoer van onder naar boven

Figuur 76 De J20 Comforjet spinmachine van Rieter

ELS JANSSENS 2019-2020

108


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen

HET OMWIKKELINGSSPINNEN (WRAP SPINNING) De doelstelling is de productie van een garen waarvan de kern bestaat uit stapelvezels, waarrond een mantel van filamentgaren gewikkeld wordt. De techniek die frequent toegepast wordt maakt gebruik van een holle spil. De machineopstelling bestaat uit een 3-over-3 rekstelsel, een holle spil met daarover een spoeltje voorzien van filamentgaren en onderaan (of bovenaan) een valse twist element. Vervolgens zorgen de afleveringsrollen en de opwikkeleenheid voor de laatste stap in het proces. Onderstaande figuur3 geeft een duidelijk overzicht van de opstelling.

Figuur 77 Het principe van het omwikkelingsspinnen

Het aangevoerde lont wordt uitgerekt en wordt doorheen de holle spil gehaald. Aan de onderkant van de spil wordt het doorgehaald in het valse twist element zoals op onderstaande figuur te zien is. Zowel de holle spil als het daaraan vastgemaakte valse twist element roteren (35000 t/min)en veroorzaken hierdoor een valse twist in het kerngaren, die zich naar boven toe voortplant. Het bindfilament afkomstig van een bobijntje dat op de holle spil zit, wordt bovenaan in de holle spil ingebracht en wordt eveneens doorgehaald in het valse twist element. Het spoeltje draait echter mee met de holle spil en wordt bijgevolg niet voorzien van een valse twist. Nadat de getwiste vezelbundel het inbrengpunt van de valse twist is gepasseerd, wordt de twist geneutraliseerd en legt het filament zich rondom de vezelbundel met parallelle vezels. Het filament is immers veel fijner dan de aangevoerde vezelbundel. Dergelijke garens vinden hun toepassing in interieurtextiel zoals poolweefsels, meubelstoffen en ook in technisch textiel.

3

Bron: Fundamentals of spun yarn technology, Carl A. Lawrence ELS JANSSENS 2019-2020

109


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen

Figuur 78 Holle spil met valse twist element - omwikkelingsspinnen en garenstructuur

VERGELIJKENDE TABELLEN 7.6.1 NUMMERBEREIK VAN DE VERSCHILLENDE TECHNOLOGIEËN Figuur 79 Nummerbereik van de verschillende spintechnologieën

Spinmethode

tex

Ringspinnen

3-600

Rotorspinnen

15-295

Frictiespinnen

15-590

omwikkelingsspinnen 12-590

7.6.2 PRODUCTIESNELHEDEN

Figuur 80 Productiesnelheden van de verschillende spintechnologieën

ELS JANSSENS 2019-2020

110


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen 7.6.3 EIGENSCHAPPEN

Figuur 81 Vergelijking in gareneigenschappen tussen verschillende spintechnologieĂŤn

Figuur 82 Vergelijking in garenbeeld tussen de verschillende spintechnologieĂŤn

ELS JANSSENS 2019-2020

111


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen

ELS JANSSENS 2019-2020

112


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen

8

SPINMETHODES VOOR DE PRODUCTIE VAN CORE SPUN YARNS

Bronnen:

Boek: Technical textile yarns – Industrial and medical applications R. Alagirusamy en A. Das Woodhead publishing, 2010, ISBN 978-1-84569-549-1 Website:http://yarnmanufacturing.blogspot.be/2009/11/rieter-bt-904-rotorspinning-rotona.html

Leerwijzer: Na het studeren van Deel 9 kan de student... - aantonen hoe een kerngesponnen garen kan ontwikkeld worden via een ringspinproces - aantonen hoe een kerngesponnen garen kan ontwikkeld worden via een rotorpinproces - aantonen hoe een kerngesponnen garen kan ontwikkeld worden via een frictiespinproces - aantonen hoe een kerngesponnen garen kan ontwikkeld worden via een airjet/vortexspinproces - de voordelen opnoemen van kerngesponnen t.o.v. klassiek gesponnen garen - enkele relevante toepassingen van kerngesponnen garen opnoemen

ELS JANSSENS 2019-2020

113


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen

ELS JANSSENS 2019-2020

114


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen

INLEIDING Garens bestaande uit verschillende componenten, ook wel hybridegarens genoemd, worden geconstrueerd omwille van hun specifieke functionaliteiten. Hun grondstoffen worden dan ook zorgvuldig uitgekozen. Wanneer men kiest voor het garentype dat men core spun yarn noemt, worden doorgaans filamenten in de kern gebruikt. Dit kan een elastaan zijn, waardoor het garen en het corresponderende weefsel een verhoogd rekvermogen verkrijgt. Daarnaast kan de kern ook een filament zijn dat specifiek een hoge sterkte aan het garen zal geven. De mantelvezels worden gesponnen rondom de kern en geven het garen in de eerste plaats een gesponnen uitzicht. Deze mantelvezels houden eventuele chemische finishes goed vast. Het vervaardigen van kerngesponnen garens kan volgens verschillende spinsystemen gebeuren zoals het ringspinnen, rotorspinnen, frictiespinnen, airjetspinnen en vortex spinnen.

KERNGESPONNEN GAREN GEPRODUCEERD VOLGENS HET RINGSPINPRINCIPE Op een ringspinmachine wordt de continue aanvoer van een filament gerealiseerd net voor de afleveringscilinders. Dit eenvoudige concept gaf oorspronkelijk niet de gewenste resultaten vermits de kern niet volledig bedekt bleek te zijn. Ook de abrasieresistentie van de mantelvezels bleek onvoldoende goed te zijn. Onder de naam ARS core spinning system kwam er recent een verbeterde versie, gebaseerd op het wrap-core-wrap principe. Hierbij worden 2 wieken naast elkaar op een afstand van 5 à 10 mm aangevoerd en uitgerekt. Na het verlaten van de afleveringscilinder wordt het filament aangevoerd tussen de 2 uitgerekte wieken (die ondertussen spindriehoeken vormden) in. Het filament komt terecht in de groef van een stabiliserende cilinder, die daarvoor speciaal voorzien is. De verschillende componenten worden vervolgens tot één garen getwist. Dit systeem kan eveneens aangewend worden om stapelvezel-kerngaren te maken. De wiek die de kern uitmaakt zal dan tussen de 2 ‘mantelwieken’ in geplaatst en samen uitgerekt en versponnen worden. Gebruikmakend van deze ARS-spintechnologie werden reeds garens gemaakt uit katoen met glasvezel of Dyneema als kern. Hiervan werden vlamwerende weefsels gemaakt voor o.a. tenten van het Amerikaans leger.

ELS JANSSENS 2019-2020

Figuur 83 Kerngesponnen garen gesponnen volgens het ringspinprincipe

115


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen

KERNGESPONNEN ROTORSPINPRINCIPE

GAREN

GEPRODUCEERD

VOLGENS

HET

De vraag naar rekbare weefsels heeft Rieter ertoe aangezet om via het Rotona-principe kerngesponnen rotorgaren te ontwikkelen. Het filament dat de kern van het garen moet uitmaken wordt doorheen de rotoras aangevoerd. De vezels leggen zich tijdens de garenvorming rondom het filament, terwijl de aflevering plaatsvindt. Deze garens kunnen bestaan uit diverse vezelsoorten zoals katoen, polyester, viscose als stapelvezels en al of niet elastische filamenten van 10-140 den als kern. In het geval van een filamentbreuk wordt de machine automatisch gestopt. Dikke en dunne plaatsen, moirĂŠ-effect en garennummer worden online geregistreerd. Deze productiemethode zou op alle gebied gunstiger zijn dan dat op basis van het ringspinproces. Rotona-garen is regelmatiger en minder harig. Met een productie van 150 m/min en een bobijngewicht van 4kg is ook dit rotorspinsysteem economisch gunstiger.

Figuur 84 Het Rotona proces en Rotona core spun yarn

KERNGESPONNEN GAREN FRICTIESPINPRINCIPE

GEPRODUCEERD

VOLGENS

HET

Zowel Dref 2000 als Dref 3000 laten de productie van kerngesponnen garen toe, zoals eerder werd aangetoond.

KERNGESPONNEN GAREN GESPONNEN VOLGENS HET AIRJET/VORTEX SPINPRINCIPE Lycra wordt 4 Ă 6 keer uitgerekt tijdens de aanvoer aan de MJS-machine en bedekt met mantelvezels uit katoen.

De MVS wordt eveneens toegepast wanneer speciale garenstructuren zoals core yarns en splash yarn gewenst zijn. De kern van het core yarn kan opgebouwd zijn uit mono-of multifilament of uit een vezelgaren met als grondstof PES, PA, PUR, glas, carbon e.d.

ELS JANSSENS 2019-2020

116


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen Bij de productie van het veelkleurige splash yarn bestaat de aanvoer uit een lont dat het rekstelsel doorloopt en een aantal gekleurde garens die in een later stadium van het rekstelsel worden ingelaten.

Figuur 85 De productie van splashgarens

ELS JANSSENS 2019-2020

117


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen

ELS JANSSENS 2019-2020

118


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen

9

VEZELGARENS VOOR DECORATIEVE DOELEINDEN: FANTASIEGARENS

Bronnen:

Boek: Technical textile yarns – Industrial and medical applications R. Alagirusamy en A. Das Woodhead publishing, 2010, ISBN 978-1-84569-549-1 Boek: Fancy yarn production,... Cursus: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen 2014-2015, Els Janssens Website: http://www.technovaitalia.it/english/flocked-yarn/flocked-yarnfabrics.html

Leerwijzer: Na het bestuderen van Deel 12 kan de student: - het verschil tussen een “gewoon” garen en een fantasiegaren uitleggen - de fantasiegarens opnoemen met continue effecten, die geproduceerd worden volgens een klassiek spinproces - de fantasiegarens opnoemen met continue effecten, die geproduceerd worden met speciaal vervaardigde machines - de fantasiegarens opnoemen met niet-continue effecten - de fantasiegarens opnoemen die geproduceerd worden volgens een alternatieve manier - een gekregen fantasiegaren herkennen, benoemen en door ontleding verklaren - van elke soort fantasiegaren één of meerdere productiemethoden kort uitleggen en tekenen - uitleggen wat het verschil is tussen een continu en een niet-continu fantasie-effect - een gebruikstoepassing opnoemen van een gegeven fantasiegaren

ELS JANSSENS 2019-2020

119


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen

ELS JANSSENS 2019-2020

120


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen

INLEIDING Aansluitend op de leerstof met betrekking tot de productie van (regelmatige) textielgarens, maken we in dit deel van de syllabus kennis met een grote variatie aan fantasiegarens. Er wordt een mogelijke indeling van deze garens gepresenteerd op basis van hun uiterlijke kenmerken en opbouw. Voor verdere verdieping in de productietechnieken, aangewend voor de vervaardiging van deze fantasiegarens, wordt verwezen naar de literatuur. Wanneer we de technologische evolutie van de garenproductie technieken bekijken, stellen we vast dat men zich in hoofdzaak geconcentreerde op het vervaardigen van “buisvormige” garens, waarbij de nadruk ligt op de uniformiteit van kleur, textuur en structuur. Indien echter de vervaardiging van decoratieve stoffen werd beoogd, diende men deze te creëren door variaties in te brengen in het weefof breipatroon, verschillend gekleurde garens aan te wenden, een veredelingsbewerking uit te voeren of een applicatie aan te brengen. Afgezien van het reeds lang gekende brokaatwerk, waren de talrijke mogelijkheden van fantasiegarens nog niet gekend. De eerste ontwikkeling deed zich voor op het einde van de 19de eeuw, waarbij verschillend gekleurde garens of garens met verschillende textuur samen werden getwijnd. Al snel werden meer complexe effectstructuren bedacht, die tevens een evolutie in de productietechnieken teweeg brachten. Fantasiegarens worden gekenmerkt door onregelmatigheden die met opzet tijdens de uitrekfase of tijdens het spinnen werden ingebracht. Deze effecten doen zich voor als kleurvariaties, veranderingen in structuur, of een combinatie van beiden. Deze onregelmatigheden bieden een meerwaarde wanneer ze worden aangewend voor decoratieve doeleinden in weefsels en breisels voor de vervaardiging van gordijnen, meubelbekleding, modieuze damesstoffen e.d. Gezien de heersende decoratietrends en modetendenzen, kennen de fantasiegarens een eerder fluctuerende markt. Recente studies wijzen uit dat de productie van fantasiegarens slechts een aandeel kent ter waarde van 0,1 tot 5% van de totale garenproductie op wereldvlak. In de periode voorafgaand aan de jaren 1990 werden eenvoudige effectgarens gesponnen op conventionele spinmachines, waaraan enkele modificaties waren aangebracht. In de meeste gevallen zijn de producenten echter gespecialiseerd in de productie van deze alternatieve garens en maken deze dan ook gebruik van de meest recente spinmachines voor de vervaardiging van een breed gamma aan fantasiegarens.

INDELING VAN DE FANTASIEGARENS De variatie aan fantasiegarens is ongelimiteerd en een duidelijke scheiding der soorten is dan ook niet eenvoudig gemaakt. Toch bestaan er enkele criteria waarop men zich kan baseren om een mogelijke classificatie uit te voeren. De elementaire bouw van een getwijnd fantasiegaren bestaat uit één of meerdere kerngarens, een effectmateriaal, en in de meer complexe structuren, een bindgaren. Meestal worden 2 kerngarens van gelijke structuur getwijnd met het aangevoerde effectmateriaal dat zowel uit een (effect)garen als uit een voorgaren kan bestaan. Het geheel wordt meestal ELS JANSSENS 2019-2020

121


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen samengehouden door middel van een filament. Zoals eerder reeds vermeld, kunnen alle componenten die deel uitmaken van het fantasiegaren verschillen in nummer, twist, kleur, vezelsoort, vezellengte e.d. Andere vormen van effectgaren zijn gebaseerd op het voorkomen van kleureffecten veroorzaakt tijdens het kaarden, het uitrekken, het spinnen of het verven van verschillend aanverfbare grondstoffen. Eenvoudig structuureffecten, zoals verdikkingen van al of niet grote lengte, kunnen veroorzaakt worden door aan de aanvoercilinders een variabele snelheid te geven, waardoor onregelmatige uitrekkingen worden veroorzaakt en bijgevolg variaties in garendiameter worden bekomen. Bijkomende vezeleffecten kunnen veroorzaakt worden door het inserteren van “vreemd” vezelmateriaal voorafgaand op of tijdens het spinproces.

FANTASIEGARENS MET CONTINUE EFFECTEN, GEPRODUCEERD VOLGENS HET KLASSIEK SPINPROCES Wanneer een effect zich continu voordoet over het volledige garen spreekt men van continue effecten. Deze kunnen tot stand komen via klassieke twijnmachines, zonder speciale aanpassingen.

9.3.1 MOULINÉ-GAREN Men spreekt van mouliné bij een garen dat ontstaan is door twijnen van twee of meer verschillend gekleurde draden. Deze enkeldraden verschillen echter niet in nummer en twist en vormen samen een regelmatig uitziend twijngaren. Om een dergelijk garen te bekomen moeten de enkelgarens aangevoerd worden met gelijke snelheid. Dit effect kan ook fantasietwijn genoemd worden, al kan deze term ook voor varianten opgaan.

Figuur 86 Mouliné garen

9.3.2 CHINÉ-GAREN Een chinégaren wordt op dezelfde manier geproduceerd als een moulinégaren, maar de verschillende garens die voor het twijnen worden gebruikt, hebben een contrasterend kleurverschil, zoals bijvoorbeeld wit en zwart. Beide contrasterende enkelgarens worden dus gelijkmatig, met dezelfde snelheid, aangevoerd en samen getwijnd. Figuur 87 Chiné garen

ELS JANSSENS 2019-2020

122


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen

9.3.3 JASPÉ-GAREN Een jaspé-garen heeft een kleureffect gelijkaardig aan het moulinégaren. Hoewel het uitzicht geen noemenswaardige verschillen vertoont, is de manier van produceren anders. Terwijl bij mouliné –en chinégarens kleurcombinaties in de twijnderij ontstaan, gebeurt dit bij jaspégarens op de spinmachine. Om een jaspé-effect te bekomen, worden twee of meer gekleurde lonten samen uitgerekt en zo versponnen, het kleureffect ontstaat met andere woorden al in het rekstelsel.

Figuur 88 Jaspé garen

9.3.4 BAYADÈRE-GAREN Een bayadèregaren is een fantasiegaren met een bijzonder kleureffect. Het heeft over zijn hele lengte kleurschakeringen van tenminste drie, al dan niet sterk contrasterende kleuren. De vorm van dit soort garen wijkt echter niet af van een gewoon garen, het wordt gevormd via het ringspinprocédé. Foto spacedyeing en injectie bijvoegen

Figuur 90: bayadère Figuur 89 Bayadère garen

9.3.5 MÉLANGE-GAREN Ook een mélangegaren kan een kleureffect gelijkaardig aan het moulinégaren hebben, maar net als bij het jaspé-effect ontstaat het kleurcontrast niet in de twijnderij, maar bij het verspinnen. Om een mélange-effect te bekomen, worden verschillend gekleurde vezels of vezels van een verschillende grondstof of met verschillende dikte of lengte gemengd in de voorbereiding en zo tot een garen versponnen.

Figuur 91 Mélange garen

ELS JANSSENS 2019-2020

123


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen

FANTASIEGARENS MET CONTINUE SPECIAAL ONTWORPEN MACHINES

EFFECTEN,

GEPRODUCEERD

MET

Vaak wordt gebruik gemaakt van speciaal ontworpen spinmachines om effectgarens te vervaardigen. Wanneer de effectcomponent met een zekere overvoeding wordt aangevoerd kan een typische structuur verkregen worden. Uitgaande van het productieproces onderscheidt men drie verschillende categorieën, namelijk de ondégarens, de bouclégarens en de chenillegarens. Deze twee laatste zijn de meest gekende en meest gebruikte fantasiegarens. Vooral bij chenille neemt het gebruik de laatste jaren sterk toe.

9.4.1 ONDÉ-GAREN “Ondé” betekent letterlijk ‘gegolfd’ en slaat op een garen dat een golfachtig uitzicht heeft. Men kan dit effect op verschillende manieren verkrijgen. Enkele methodes steunen gewoon op het klassieke twijnproces en vergen geen speciale aanpassing van deze klassieke opstelling. Andere methodes vragen wel een speciaal aangepaste twijnmachine, waarbij de aanvoersnelheid van één van de twee componenten iets sneller is. Figuur 92 Ondé garen

9.4.2 BOUCLÉ-GAREN

Een bouclégaren is een fantasiegaren met lusvormige effecten. Het garen bestaat duidelijk uit een kerngaren, een effectgaren, dat de lussen vormt, en een bindgaren, dat de effecten verankert. Een bouclé-effect kan verkregen worden door overvoeding van één of meerdere effectgarens, die dan getwijnd worden rond het kerngaren, waardoor lusjes ontstaan.

Figuur 93 Bouclé garen

9.4.3 VRILLÉ-GAREN

Een vrillégaren is een speciale afgeleide van een bouclégaren. Als effectgaren wordt bij vrillé een overtorst garen gebruikt. Door die overtorsing worden via hetzelfde proces als bij bouclé geen lus, maar een ‘vrille’ gevormd. Het garen draait als het ware rond zichzelf om een bepaalde stabiliteit te krijgen. Figuur 94 Vrillé garen

ELS JANSSENS 2019-2020

124


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen Een vrillégaren bestaat, evenals een bouclégaren, uit drie garens met een verschillende functie, namelijk een kerngaren, een effectgaren en een bindgaren.

9.4.4 MOHAIR(LOOK)-GAREN Dit soort fantasiegarens wordt na het spinnen zo bewerkt dat het als het ware het uitzicht van mohair krijgt, hoewel het slechts een klein percentage of totaal geen mohair bevat. Dit effect is vooral in de kledingsector populair, aangezien echte mohair heel duur is en men met dit fantasiegaren het zelfde effect creëert aan een lagere prijs. Figuur 95 Mohair look garen

9.4.5 CHENILLE-GAREN Een chenillegaren wordt gekenmerkt door zijn rupsachtig uitzicht. Het heeft een speciaal productieproces nodig om de korte pooltjes te verankeren tussen twee kerngarens. Chenille wordt tegenwoordig vaak gebruikt in de meubelstoffensector, omdat het aan stoffen een velours-achtig uitzicht geeft. Figuur 96 Chenille garen

Figuur 97 machineonderdelen chenilleproductie

ELS JANSSENS 2019-2020

125


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen

FANTASIEGARENS MET NIET-CONTINUE EFFECTEN De vorming van continue effecten gebeurt door garens toe te voeren en met elkaar te twijnen. Beide garens worden al dan niet met verschillende snelheid aangevoerd. Belangrijk is echter dat deze snelheden continu dezelfde blijven. Voor het vormen van niet-continue effecten daarentegen, gebeurt de toevoer van grond –en effectgarens niet aan continue snelheid. Op bepaalde plaatsen is er een overvoeding van het effectgaren gewenst die dan zorgt voor het uiteindelijke effect. Doordat de aanvoersnelheden voortdurend moeten gewijzigd worden, zal de machine uitgerust moeten zijn met een aanvoercilinder waarvan de snelheid op elk ogenblik kan variëren. Er is ook een bepaalde programmeereenheid nodig om die snelheidsvariaties te controleren. De niet-continue effecten kunnen regelmatig of onregelmatig zijn, al naargelang het programma dat werd ingesteld bij de productie ervan. Regelmatige effecten zullen ervoor zorgen dat er bij verwerking van dit soort garen tot een weefsel of breisel, bepaalde patronen of motieven ontstaan aan het oppervlak. Meestal is dit echter niet gewenst en wordt de voorkeur gegeven aan garens met onregelmatige effecten.

9.5.1 FLAMMÉ-GAREN

Een flammé-garen is een garen dat op bepaalde afstanden verdikkingen vertoont, veroorzaakt tijdens het spinproces. Men noemt deze garens vaak slub yarns. Wanneer een flammégaren getwijnd wordt met een gewoon garen spreekt men van getwijnde flammé. Vaak wordt als tweede component een fijner, glanzend garen aangewend van al dan niet de Figuur 98 Flammé garen zelfde kleur als het flammégaren. Dit geeft aan de draad een golfachtig uitzicht ter hoogte van de vlammen. Getwijnde flammé is uiteraard sterker dan het enkelgaren met slubs.

9.5.2 NOPPENTWIJN-GAREN Noppentwijn is een garen dat op bepaalde afstanden verdikkingen onder de vorm van bolletjes vertoont. Dit kan worden verkregen door de cilinder die het kerngaren aanvoert, plots te doen stoppen. Hierdoor zal het effectgaren, dat verder wordt aangevoerd en nog altijd getwist wordt met het kerngaren, zich ophopen rond dit grondgaren en er een knoopvormige verdikking vormen.

ELS JANSSENS 2019-2020

Figuur 99 Noppentwijn garen

126


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen 9.5.3 RUPSVORMIG EFFECTGAREN Dit garen vertoont op bepaalde plaatsen rupsvormige verdikkingen. Deze komen tot stand doordat het kerngaren op bepaalde tijdstippen trager zal aangevoerd worden dan het effectgaren, dat zijn continue snelheid behoudt. De effecten zullen dus op deze plaatsen in het gevormde garen optreden door een overvoeding aan effectgaren. Figuur 100 Rupsvormig garen

FANTASIEGARENS GEPRODUCEERD VOLGENS EEN ALTERNATIEVE MANIER Enkele fantasiegarens waarvan de typische structuur op een andere manier bekomen werd dan door het spinnen of twijnen zijn tricotine en luchtgetextureerd garen.

9.6.1 TRICOTINE-GAREN Tricotine wijkt af van alle andere garens die reeds werden vermeld, omdat het niet gesponnen maar wel gebreid is. Door een kleine rondbreimachine met heel beperkt aantal naalden in het productieproces te integreren, ontstaat een heel fijn buisvormig breiwerk dat perfect dienst kan doen als garen. Tricotine kan ook getwijnd met andere effectgarens gecombineerd worden.

Figuur 101 Tricotine garen

9.6.2 GEBREIDE CHENILLE Deze chenille is pas na ontleding goed te onderscheiden van de klassieke chenille. De kerndraad vormt echter een breisel uit één steek, dat een ketting vormt waartussen de uitstekende pooltjes verankerd zitten. Dit garen wordt gemaakt met een breikop waarvan één naald een mesje heeft als schacht. Zo bekomt men een eenzijdige pooltjes.

Figuur 102 gebreide chenille met eenzijdige pooltjes

ELS JANSSENS 2019-2020

127


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen 9.6.3 LADDERGAREN Net als de gebreide chenille en de tricotine, maak men voor de productie van laddergaren gebruik van een breikop, zoals te zien is op de volgende figuur.

Figuur 103 Breikop laddergaren

Figuur 104 Laddergaren

9.6.4 LUCHTGETEXTUREERD FANTASIEGAREN Luchtgetextureerd fantasiegaren wijkt af van alle vorige fantasiegarens, omdat het niet in de klassieke spinnerij kan vervaardigd worden. Het ontstaat door twee verschillende garens met elkaar te verblazen door middel van lucht en wordt dus toegepast op geëxtrudeerde garens. Hierdoor kan ook een bouclé-achtig uitzicht verkregen worden. Figuur 105 Luchtgetextureerd garen

9.6.5 FLOCKGAREN Voor de productie van flockgaren gaat men op dezelfde manier tewerk als bij het aanbrengen van een flockprint op allerhande oppervlakken (waaronder textiel). De buitenkant van een draaggaren wordt voorzien van een kleeflaag, waarop kort gesneden pooltjes ingebracht worden. Deze pooltjes bestaan doorgaans uit zeer kort gesneden filamenten. Een zekere oriëntatie van de pooltjes in het kleefvlak bekomt men door het aanbrengen van een elektrisch veld, waarbij het garen negatief en de pooltjes positief worden geladen. Deze zullen mekaar aantrekken en na een droogproces bekomen we zo een fluweelachtig garen. Kenmerkend is de zachte touché, maar ook een zekere stijfheid valt op.

Figuur 106 Opbouw van het flockgaren

ELS JANSSENS 2019-2020

128


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen De karakteristieken variĂŤren ngl. de keuze van drie elementen: soort en dikte van het draaggaren; samenstelling van het kleefmiddel; soort, dikte en lengte van de pooltjes. De voornaamste afnemers zijn de automobielindustrie, waar de geweven flockgarens dienst doen als autozetelbekleding. Ook de kledingindustrie en zelfs medische artikelen zoals elastische kousen kunnen flockgaren bevatten.

Figuur: flockgaren Figuur 107 Flockgaren

METALLOPLASTICS Deze garens bestaan in alle kleuren, maar zijn voornamelijk herkenbaar in het zilver of goud. Ze worden metalloplastic garens genoemd omdat een groot deel hiervan een kunststoflaag is. Dit is een type metaalgaren, vervaardigd uit een folie van zacht metaal (meestal aluminium). Deze folie wordt gelamineerd met aan beide zijden een folie uit kunststof (zoals polyester). Vervolgens wordt de gelamineerde folie in dunne repen tot bandjesgaren gesneden. Normaal gezien zijn de kunstoffolies transparant, wat resulteert in een metaalkleurig glinstergaren. Wanneer echter gekozen wordt voor een gekleurde kleefstof of een gekleurde kunstoffolie, ontstaan gekleurde glinsterende garens. Dit garen wordt als decoratief element verwerkt in weefsels en breisels, maar ook als borduurgaren, in linten, passementerie e.d.. De meest gekende handelsnaam is Lurex. De productie van dergelijke garens is voornamelijk Europees. Het glittereffect van dit aluminium garen verdoft niet. Stoffen met een groot gehalte aan Lurexgaren noemt men LamĂŠ. Een tweede methode die toegepast wordt bij het garen Mylar van DuPont en Hostaphana van Hoechst resulteert in dunne, flexibele en meer comfortabele vezels. Hierbij wordt een PES film onder hoge druk voorzien van een metaaldampneerslag (vapour deposition). Er zijn de zogenaamde naakte of niet-gedragen garens en de gedragen gemetalliseerde garens. De naakte garens zijn gelamineerde bandjesgarens gemaakt uit gesneden folie. Zij zijn meestal 1/128 inch breed. Deze worden opgewikkeld op plastic hulzen. De gedragen gemetalliseerde garens bevatten een kern waarop ze gewikkeld worden. Het omwikkelingsspinnen houdt in dat de kern van PA6, PES of CV in 2 richtingen omwikkeld wordt. Gemetalliseerde garens worden bij voorkeur drooggereinigd met PER of met koud de hand gewassen met een wolwasproduct. Er wordt geen bleekmiddel toegestaan en het strijken gebeurt bij lage temperatuur en zonder stoom.

ELS JANSSENS 2019-2020

129


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen

Figuur 108 Gedragen metallolastics

Figuur 109 Naakte metalloplastics

OPDRACHT: ANALYSEREN EN BENOEMEN VAN FANTASIEGARENS Deze opdracht wordt geĂŤvalueerd. We bereiden deze oefening voor door eerst een aantal fantasiegarens samen te ontleden. Daarna worden de studenten aangezet tot het onderzoeken van hun eigen stalen. - Verzamel zelf 5 verschillende types fantasiegarens met een lengte van 0,5 m. - Ontleed ze in deelcomponenten. - Ga van elke component na hoe deze gemaakt werd en benoem het garen. - Vervolgens tracht je uit te maken op welk manier ze zijn samengetwijnd. - Tot slot geef je het volledige fantasiegaren een gepaste naam. Hierbij laat je je leiden door de algemene indruk van het garen of de laatste bewerking. Maak hiervan een duidelijk rapport. Dit maakt onderdeel uit van de examenleerstof.

ELS JANSSENS 2019-2020

130


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen

10 INNOVATIEVE GARENS VOOR ‘SLIMME TOEPASSINGEN’ Bronnen:

Boek: Technical textile yarns – Industrial and medical applications R. Alagirusamy en A. Das Woodhead publishing, 2010, ISBN 978-1-84569-549-1 Boek en brochures firma Lurex Website: http://www.centexbel.be/files/publicationpdf/0902_VA_20090127_p11%5B1%5D.pdf, geraadpleegd op 25/08/2015 http://www.yarnsandfibers.com/preferredsupplier/reports_fullstory.php?id=349&se ction=&p_type=General&country=Global www.Lurex.be Cursus: Textielgrondstoffendeel 3: specialiteitsvezels, R. De Vliegher 1997

Leerwijzer:

Na het studeren van Deel 12 kan de student...

-

uitleggen wat reflecterende garens zijn en waarin ze worden toegepast het verschil aantonen tussen fluorescerende garens, fosforescerende garens, prismagarens, retro-reflectieve garens en lichtgevende garens uitleggen op welke manier garens een UV beschermende functie kunnen vervullen uitleggen welke factoren de UPF van textiel beïnvloeden uitleggen wat het verschil is tussen metaalgarens en gemetalliseerde garens de productie en de toepassingen van metaalgarens en gemetalliseerde garens opnoemen uitleggen op welke manier garens een antimicrobiële functie kunnen vervullen toelichting geven bij de typische kenmerken van auxetisch materiaal toelichting geven bij de typische kenmerken van shape memory materiaal toelichting geven bij de typische kenmerken van antistatische garens toelichting geven bij de typische kenmerken van antistress-garens toelichting geven bij de typische kenmerken van anti-allergene garens toelichting geven bij de typische kenmerken van oplosbare garens

ELS JANSSENS 2019-2020

131


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen

ELS JANSSENS 2019-2020

132


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen

INLEIDING De functionaliteiten die men vereist van beroeps- en beschermkledij, worden tegenwoordig ook voor de dagdagelijkse kledij als een meerwaarde gezien. De huidige consument hecht meer en meer belang aan hygiëne en veiligheid. Het dragen van de juiste functionele textielmaterialen kan hier een belangrijke rol in spelen. Deze tak van de textielindustrie is in volle ontwikkeling.

REFLECTERENDE GARENS Voor sportartikelen, kinderkledij, werkkledij, fietskledij en bijvoorbeeld rugzakken worden vaak reflecterende garens gebruikt. Deze garens dragen immers bij tot een verhoogde zichtbaarheid. Vooral buiten en in donkere verkeerssituaties wil men gezien worden, vooral in het drukke verkeer. Reflecterende garens bezorgen de drager in de eerste plaats een groter gevoel van veiligheid. Overdag bestaan deze garens in diverse kleuren: rood, geel, blauw, wit, groen, oranje,... en zijn ze dan doorgaans niet reflecterend. Fluorescente garens krijgen hun neonkleur van het pigment dat toegevoegd werd aan het polymeer (mogelijks PA, PES, PVC, PAN, PVAc) voor dat het uitspinnen plaatsvond. Op zich is dit fluorescerend garen niet lichtgevend, maar het vergroot de zichtbaarheid wel wanneer er een externe lichtbron op schijnt, zoals dat van een koplamp van een voertuig. Fosforescerende garens en andere items (zoals de sterren aan het plafond in de slaapkamer van de kids) hebben het vermogen om licht te absorberen en op te slaan. Wanneer het donker is, zenden deze materialen hun opgeslagen licht uit. Dit kan opnieuw bekomen worden door een fosforescerend pigment toe te voegen aan het polymeer, maar ook door een verfproces waarbij pigment en bindmiddel zorgen voor een bijkomende goede wasechtheid en abrasieresistentie. Prismagarens zijn eigenlijk zilveren of gouden bandjesgarens. Deze zijn ontstaan uit een gemetalliseerde film met een laserprint patroon. Retro-reflecterende garens bezitten een hoge zichtbaarheid overdag, bij schemerlicht en in het donker. Wanneer het licht van een voorbijrijdende wagen er op schijnt, reflecteert dit licht op het materiaal, waardoor de zichtbaarheid toeneemt. Overdag is een kleur waar te nemen en ’s nachts is deze zilverwit. Op een fijne PES film worden duizenden glasparels (van 10-50 µm) gebonden. De film wordt tot bandjesgaren verwerkt van 0,38 mm, 0,5 mm, 1 mm, 1,5 mm, 2 mm of 2,5 mm. Deze worden gewikkeld rond een Nylon kern voor de sterkte. Glasparels reflecteren het invallend licht naar de lichtbron toe, zoals te zien is op onderstaand figuur. Retroglo is een merknaam voor Scotchlite retro-reflecterende garens, met 50000 glasparels/inch².

Figuur: het principe van retro-reflectie van glasparels Figuur 110 Het principe van retro-reflectie

ELS JANSSENS 2019-2020

133


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen Wanneer men ’s nachts onbeschermd op een onverlichte en weinig bereden weg wandelt, heeft men weinig kans om gezien te worden. Dit geeft de wandelaar geen veilig gevoel. Lichtgevende garens kan men ook zonder invallend licht bekomen met behulp van batterijen. De drager van kledij waarin een dergelijk garen gebreid of geweven zit, kan op deze manier constant goed gezien worden. In de kern zit een geleidend garen, gecoat met electroluminescente pasta en een beschermlaag. De mantel van het garen bevat omwikkelingsgaren dat eveneens geleidend is. Wanneer de batterij actief is, ontstaat een elektrostatisch veld tussen het binnenste en het buitenste geleidend garen. Hierdoor zal de coating licht geven.

Figuur 111 Een elektroluminescent garen

UV BESCHERMENDE GARENS Het is algemeen bekend dat het risico op huidkankers alsmaar toeneemt, o.a. door het verdwijnen van de ozonlaag, die ons normaal gezien zou moeten beschermen tegen de zon. Onze gewone kledij beschermt ons onvoldoende tegen de schadelijke UV-B stralen, dus is men op zoek gegaan naar garens die bijkomende bescherming bieden. Niet enkel voor mensen met een gevoelige huid, maar ook voor mensen die de dagelijkse arbeid buiten in de zon verrichten kan dit een hulpmiddel zijn.

10.3.1 SPF (SUN PROTECTION FACTOR) EN UPF (ULTRAVIOLET PROTECTION FACTOR) SPF drukt de graad uit van bescherming die zonnecrèmes de mens bieden tegen de zon. UPF druk de graad uit van bescherming die textiel biedt tegen de zon. Voor beiden geldt: hoe hoger deze waarde, hoe beter beschermend. Onderzoek heeft uitgewezen dat zomerkledij een factor lager dan 15 vertoont. Dit wil zeggen dat een gevoelig persoon na 150 min aan de zon blootgesteld te zijn, rood wordt. Dunne onbehandelde zomerstoffen uit katoen, viscose en linnen vertonen zelfs een zeer lage beschermingsfactor, nl. 3 tot 5 (dus roodheid kan al na 30 à 50 min ontstaan). Ongebleekte katoen blijkt een hogere bescherming te bieden dan gebleekte katoen, dankzij de aanwezigheid van UVabsorberende natuurlijke pigmenten. Een UPF van 30 à 50+ wordt gezien als voldoende beschermend textiel. Deze kledij wordt voorzien van een speciaal label. Naast kledij worden ook parasols, tenten en zonnehoedjes behandeld.

Figuur 112 Het UPF50+ label van Decathlon

ELS JANSSENS 2019-2020

134


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen 10.3.2 FACTOREN DIE DE UPF VAN TEXTIEL BEĂ?NVLOE DEN Samengevat kunnen we stellen dat deze factoren bepalend zijn voor de UPF van textielmaterialen: Grondstof

UPF van katoen, viscose en linnen is lager dan de UPF van Nylon, wol en zijde. PES behaalt de hoogste UPF. Dichtheid (porositeit) van De UPF is hoger wanneer er met grote dichtheid geweven of gebreid is. het weefsel of breisel Transparantie en porositeit is niet goed beschermend. Textielkleur Donkere kleuren absorberen UV beter en bieden dus meer bescherming. Stretch Rekken van textiel zorgt voor porositeiten en dat biedt minder bescherming. Vochtigheid De bescherming vermindert drastisch wanneer het textielmateriaal nat is. (natte katoen verliest 50% aan haar UPF) Wassen Textiel wordt bij voorkeur eerst gewassen. Een kleine krimp en relaxatie zorgt voor minder porositeiten, wat betere bescherming geeft. Figuur 113 Factoren die bepalend zijn voor de UPF van textielmaterialen

In tegenstelling tot wat men algemeen verwacht, is het dragen van witte katoen in de zomer niet echt beschermend tegen schadelijke UV-stralen. Donkere polyester (meestal onder de vorm van een blend) is bewezen het beste materiaal te zijn voor het vervaardigen van UV-beschermende kledingstukken. Verder werd aangetoond dat het dragen van lossere kledij een betere bescherming biedt tegen UV.

10.3.3 HET AANBRENGEN VAN UV-ABSORBERENDE PRODUCTEN Op textielsubstraten kunnen aangebrachte organische blockers de UV-stralen absorberen. Echter de anorganische TiO2 geniet de voorkeur omwille van zijn goede eigenschappen (niet-toxisch, chemisch en thermisch stabiel) . Deze wordt dankzij de huidige nanotechnologie optimaal aangebracht. UV-absorberende producten kunnen eveneens aangebracht worden tijdens de productie van het filament, wat steeds de meer duurzame optie is. Kleurstoffen zijn selectieve absorbeerders van licht. Voornamelijk donkere kleuren (zwart en blauw) absorberen UV. Rood, geel en groen absorberen ook UV straling.

METAALGARENS EN GEMETALLISEERDE GARENS 10.4.1 DE PRODUCTIE VAN METAALGARENS Metaalvezels zijn de oudste kunstvezels. Goud- en zilverdraad zijn door de geschiedenis heen het sierelement geweest in brokaatstoffen van koningen en pausen. Het waren doorgaans omwikkelingsgarens met een kern van 2 zijdegarens en daarrond een metaalbandje dat twee maal in tegengestelde richting gewikkeld werd. ELS JANSSENS 2019-2020

135


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen Niet-edele metalen zoals aluminium en koper zijn gevoeliger voor oxidatie en worden (zonder speciale behandeling) snel mat, wat niet meer decoratief oogt. In combinatie met klassieke vezels worden metaalvezels nu nog steeds in kledij aangewend: in passementerie voor uniformen, in gallonkoorden, in kerkgewaden, in couturekleding e.d. De toepassingen van metaalgarens zijn tegenwoordig meer gefocust op hun diverse eigenschappen en richten zich dan ook tot het gebied van het ‘slimme’ textiel. Eind de jaren 1960 is de firma Bekaert uit Zwevegem met een nieuwe vezel uit roestvast staal op de markt gekomen. Deze inoxvezel (Bekinox genaamd) kan volgens klassieke spintechnieken vervaardigd worden. Het berust op volgende principes: - draad trekken met een hoge snelheid, doorheen steeds kleiner wordende boringen - thermische behandelingen waaronder temperen en sinteren (kalanderen) bij 1000°C - oppervlaktebehandelingen, waaronder kroezen Tegenwoordig produceren zij tal van metaalgarens en producten. De vezels zijn tot 60 keer fijner dan mensenhaar. Bekinoxvezels wordt geleverd onder verschillende vormen: - filamentbundels met 10 tot 40000 filamenten, - lont van gesneden vezels (korte vezels van 50 mm of lange vezels van 150mm) - metaalgaren uit filamenten - gesneden vezel van 1 tot 6mm lang

10.4.2 DE EIGENSCHAPPEN EN TOEPASSINGEN VAN METAALGARENS De typische fysische eigenschappen van metaalvezels zijn: een zeer hoge treksterkte, lage breekverlenging, hoge soortelijke massa, elektrische geleidbaarheid en thermische weerstand. De toepassingen van metaalgarens in de textielindustrie berusten in hoofdzaak op deze laatste twee eigenschappen. De elektrische geleidbaarheid Antistatische vloerbekleding voor computerruimten hebben in hun poolgarens en draagdoek van het tapijt geleidende metaalvezels. Men vindt ze ook terug in antistatische werkkleding voor cleanroomtoepassingen. Elektromagnetische straling (radio, TV, radar, microgolfover,...) kan afgeschermd worden (voor 95-98%) van de mens met weefsel uit 73%PES en 27% roestvast staal. Er bestaan reeds toepassingen onder de vorm van beschermende kledij, helmen en muurbekleding. Textiel kan eveneens een verwarmende functie vervullen wanneer hoeveelheid metaalgarens zijn ingebouwd. Bij een lage spanning (max 24 Volt) kan een onderhemdje, een verband of een dekentje warmte afgeven. De thermische bestendigheid Industriële (gas)filters die bestand moeten zijn tegen temperaturen tot 500°C zijn uit inoxvezel gemaakt. Deze filters zijn bovendien corrosie- en zuurbestendig. Om contacthitte te beletten kunnen metaalvezels ook in beschermkledij verwerkt worden. Aluminium bijvoorbeeld, reflecteert 90% van de hittegolven. Omwille van hun hoge sterkte worden metaalvezels in geotextiel verwerkt. Ter versterking van beton gebruikt men nu ook vezels i.p.v. staven. In communicatie wordt metaalvezels gebruikt voor kabel-TV en telefoonlijnen. Verder vindt men metaal terug in ook snijwerende handschoenen, versterking van autobanden en in astronautenpakken. ELS JANSSENS 2019-2020

136


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen 10.4.3 DE PRODUCTIE EN TOEPASSINGEN VAN GEMETALLISEERDE GARENS Deze garens worden ook wel metalloplastic garens genoemd omdat een groot deel hiervan een kunststoflaag is. Dit is een geheel ander type metaalgaren, vervaardigd uit een folie van zacht metaal (meestal aluminium). Deze folie wordt gelamineerd met aan beide zijden een folie uit kunststof (zoals polyester). Vervolgens wordt de gelamineerde folie in dunne repen tot bandjesgaren gesneden. Normaal gezien zijn de kunstoffolies transparant, wat resulteert in een metaalkleurig glinstergaren. Wanneer echter gekozen wordt voor een gekleurde kleefstof of een gekleurde kunstoffolie, ontstaan gekleurde glinsterende garens. Dit garen wordt als decoratief element verwerkt in weefsels en breisels, maar ook als borduurgaren, in linten, passementerie e.d.. De meest gekende handelsnaam is Lurex. De productie van dergelijke garens is voornamelijk Europees. Het glittereffect van dit aluminium garen verdoft niet. Stoffen met een groot gehalte aan Lurexgaren noemt men LamĂŠ. Een tweede methode die toegepast wordt bij het garen Mylar van DuPont en Hostaphana van Hoechst resulteert in dunne, flexibele en meer comfortabele vezels. Hierbij wordt een PES film onder hoge druk voorzien van een metaaldampneerslag (vapour deposition). Er zijn de zogenaamde naakte of niet-gedragen garens en de gedragen gemetalliseerde garens. De naakte garens zijn gelamineerde bandjesgarens gemaakt uit gesneden folie. Zij zijn meestal 1/128 inch breed. Deze worden opgewikkeld op plastic hulzen. De gedragen gemetalliseerde garens bevatten een kern waarop ze gewikkeld worden. Het omwikkelingsspinnen houdt in dat de kern van PA6, PES of CV in 2 richtingen omwikkeld wordt. Gemetalliseerde garens worden bij voorkeur drooggereinigd met PER of met koud de hand gewassen met een wolwasproduct. Er wordt geen bleekmiddel toegestaan en het strijken gebeurt bij lage temperatuur en zonder stoom.

10.4.4 DE PRODUCTIE VAN HYBRIDEGARENS MET METAAL Deze garensoort wordt vooral aangewend omwille van zijn geleidende functie. Deze kunnen kerngesponnen zijn via het ringspinnen, het rotorspinnen of het frictiespinnen. De kern bestaat dan uit roestvast staal of uit koperdraad en de mantelvezels die eromheen gesponnen worden kunnen allerhande stapelvezels zijn. Opnieuw kan het omwikkelen van 1 of 2 kerngarens met metaalgaren een gewenste techniek zijn. Ook het mengen van stapelvezels uit metaal (zoals roestvast staal) en gewone stapelvezels op de rekbank kan toegepast worden. Ring-of rotorgesponnen vormen deze vezels een blend in het garen. Voor versterkende composietstructuren wordt bij voorkeur het vlechten toegepast. Roestvast staal en PP-garens worden op een vlechtmachine verwerkt tot buisvormige vlechtgarens.

ELS JANSSENS 2019-2020

137


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen

ANTIMICROBIËLE GARENS Vocht, warmte en contact met het menselijk lichaam veroorzaken de groei van micro-organismen zoals bacteriën, schimmels, algen en virussen. Dit heeft enerzijds gezondheidsproblemen en anderzijds degradatie van het textielmateriaal tot gevolg. Voor medische toepassingen dient een steriele omgeving bekomen te worden door een effectieve, snel werkende antimicrobiële behandeling van het textielmateriaal. Voor sokken, ondergoed, bedlinnen, matten en uniformen voor hotel of restaurant is enkel een antimicrobiële behandeling nodig die zich richt op de bescherming tegen vlekvorming en onaangename geurtjes. Er wordt gestreefd naar het gebruik van finishes met een langdurige werking, die ook een goede wasbestendigheid vertonen. Ze dienen effectief te zijn voor tal van micro-organismen, mogen niet toxisch zijn of negatieve reacties geven op de huid. Men heeft twee opties: ofwel worden de vezels, de garens of de stoffen voorzien van een appretproduct, onafhankelijk van de vezelsoort. Men voert een pad-dry-cure proces uit, of brengt het appretproduct aan via coating, sproeien of schuimcoating. Bij een dergelijke oppervlaktebehandeling hangt de wasechtheid af van de affiniteit. De greep is in vele gevallen minder goed na de behandeling. Een betere duurzaamheid wordt bekomen wanneer het apretproduct reactieve groepen bevat die een chemische binding met het textelmateriaal aangaan. Ofwel kan men kiezen voor intrinsiek antimicrobiële vezels. Deze kregen een finish toegevoegd aan het polymeer, voor de extrusie. Deze synthetische vezels kunnen ook in blends worden verwerkt.

Figuur 114 (a) polymeer met antimicrobieel product extruderen, (b) oppervlak van vezels coaten met antimicrobieel product, (c) chemische binding van antimicrobieel product met reactieve groepen van de vezel

In de praktijk wordt vooral nano-zilver gebruikt. Deze ultrafijne versie heeft een groter specifiek oppervlak, waardoor het contact met de bactieriën en bijgevolg de werking van het product intensiever is. Op deze manier kan ondergoed en sportkledij langer fris en net blijven. Bovendien

ELS JANSSENS 2019-2020

138


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen ontwikkelen er zich geen slechte geurtjes, is er geen verkleuring of degradatie van het textielmateriaal en is het bestand tegen meer dan 50 wasbeurten. Medische hechtingsdraden met zilvercoating belemmeren bijvoorbeeld de ontwikkeling van wondinfecties. Antimicrobiële zilvercoating met plasmatechnologie vormt een duurzame, lichte, dunne, niet voelbare laag in tegenstelling tot klassieke applicatietechnieken. Chitosan coating/vezel is een effectief antimicrobieel product, afkomstig uit de chitine van schaaldieren. Bamboevezel is eveneens van nature uit antimicrobiëel en veroorzaakt geen huidallergie (in tegenstelling tot sommige chemicaliën).

GARENS MET SPECIFIEKE EIGENSCHAPPEN 10.6.1 AUXETISCH /DILATANT TEXTIELMATERIAAL Deze garens bezitten de ongewone eigenschap om te zwellen wanneer ze gestretcht worden of wanneer er kracht op uitgeoefend wordt. Voor textieltoepassingen komen ze het meest voor onder de vorm van multifilament PTFE, PP, PE en PA6.6. Auxetische vezels in bijvoorbeeld composietstructuren kunnen meer stevigheid bieden voor minder gewicht. Auxetische materialen kunnen ook toegepast worden in sport en defensie, waar ze helmen of kniebeschermers een verhoogd impactabsorptievermogen geven. Doorzichtige explosiebeschermende gordijnen verdichten zichzelf bij hoge druk en bieden bijgevolg bescherming tegen rondvliegend glas. Een voorbeeld in de medische sector is dat van een wondverband dat zwelt bij zwelling van de wonde. In deze fase wordt medicatie losgelaten door het textiel. Wanneer de wonde zich herstelt, krimpt het wondverband weer en vermindert de toediening van het medicijn. Voorlopig zijn deze materialen nog erg duur.

Figuren: Voorstellingen van auxetische of dilatante materialen

Figuur 115 Het principe van auxetische/dilatante materialen

ELS JANSSENS 2019-2020

139


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen 10.6.2 SHAPE MEMORY MATERIAAL Dit materiaal kan vervormd worden onder invloed van temperatuur en spanning, maar herinnert zich zijn oorspronkelijke relaxte vorm en kan hier naar terugkeren. Nikkeltitanum finish (NiTi) wordt aangebracht op PES, PAN of Co. Er is een toepassing genaamd ‘lazy shirt’, waarbij NiTi op een Nylon T-shirt werd opgebracht. Hierdoor rollen de mouwen zich bij warm weer automatisch op van pols naar ellebogen. In koel weer herinnert de stof zich zijn oorspronkelijke vorm en worden de mouwen opnieuw lang. Deze overgang kan in 30 seconden plaatsvinden. Dergelijke SMA (shape memory alloys) zijn tot nu toe erg duur, nogal stijf en hebben een temperatuurszone waar geen reactie plaatsvindt. SMP (shape memory polymeren) vertonen een hogere elastische deformatie (tot 200%), een lagere kost, zijn licht en mogelijks biodegradeerbaar. In de medische wereld kunnen implantaten in hun (tijdelijk) verkleinde vorm ingebracht worden via kleine insnijdingen. Eens in het lichaam zal de lichaamstemperatuur bereikt worden, en neemt het implantaat zijn oorspronkelijke (permanente) grote vorm aan.

10.6.3 ANTISTATISCH GAREN Antistatische garens worden aangewend wanneer gewerkt wordt met ontvlambare vloeistoffen of gassen, ter preventie van brand en explosie. Ook elektrische schade aan machines of elektrische componenten kunnen vermeden worden met de juiste beschermkledij. Belangrijk is dat het textielmateriaal contact moet hebben met de grond om te kunnen ontladen. Cleanroom kledij, werkkledij, tapijten, naaigarens, borstels e.d. behoren tot de textielproducten die antistatisch gemaakt worden. Dit kan door geleidende garens te combineren met Co of PES. Of door bestaande garens te coaten met metaal of geleidende polymeren zoals carbon.

10.6.4 ANTI-STRESS GAREN Stress kan tal van oorzaken hebben, maar men gelooft dat het menselijk lichaam moet afgeschermd worden van stress als gevolg van elektrische en elektro-magnetische stralingsgolven. Stress wordt gemeten a.d.h.v. een polariteitstest therapie (PTT). Deze berust op het meten van de positieve (gespannen) en de negatieve (gerelaxeerde) energievelden van een materiaal (levend of dood). Deze stress wordt uitgedrukt van 0 tot +100 en van 0 tot -100. Een gezonde (gebalanceerde) score moet de nul benaderen. De meeste mensen neigen echter sterk positief. Onderzoek heeft uitgewezen dat het dragen van kledij uit anti-stress garens een gunstig effect heeft op de stress van mensen.

10.6.5 ANTI-ALLERGEEN GAREN Allergie kan aan de basis liggen van ademhalingsproblemen en stress. Men kan allergisch zijn aan de eiwitten die afgescheiden worden door stofmijten of pollen. Om deze reden ontwikkelt men antiallergene matrassen en kussenslopen of pollenmaskers uit zeer dicht geweven stof. ELS JANSSENS 2019-2020

140


- Faculteit Natuur en Techniek Opleidingsonderdeel: Garentechnologie 1: Mechanisch spinnen Globaal gezien zijn er twee methodes om dergelijk garen te vervaardigen: - Een phtalocyanide-geverfd garen absorbeert de proteĂŻnen zodat ze niet in contact komen met de menselijke huid. - Garens kunnen gecoat worden met zilver dat permanent gebonden is op het garen. Het is niet enkel ani-allergeen, maar ook anti-microbieel, antistatisch, biedt weerstand tegen ontwikkeling van slechte geurtjes en verbetert de warmtetransmissie.

10.6.6 OPLOSBAAR GAREN Wateroplosbare PVA heeft het vermogen om op te lossen bij temperaturen lager dan 93°C. Bovendien is dit polmeer 1,5 tot 3 maal sterker dan katoen en is het biodegradeerbaar. Het kan eveneens in een blend verwerkt worden. Bij het gebruik van 100% PVA echter kan het materiaal na gebruik volledig opgelost worden en bijgevolg verdwijnen zonder afvalproductie. Dit is bijvoorbeeld het geval bij nonwoven backingmateriaal voor borduursels. Ook in de medische wereld worden PVA nonwovens voor medische kledij, reinigingsdoeken, operatiekledij, mondmaskers, schoenovertrekken e.d. benut.

ELS JANSSENS 2019-2020

141