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Lernen Sie mehr über die Auswirkung von Faserknötchen

Faserknötchen stellen seit jeher eine Herausforderung für Spinnereien und Hersteller dar. In diesem Artikel beantwortet Dr. Yehia Elmoghazy häufig gestellte Fragen zur Auswirkung von Knötchen auf den Herstellungsprozess. Was sind die Ursachen? Sind sie kontrollierbar? Was kosten Baumwollknötchen meinem Unternehmen?  Erfahren Sie diese Antworten und weitere Informationen.

Haftungsausschluss:  Dieser Artikel beantwortet Fragen von zahlreichen Baumwollspinnern in Vietnam und Bangladesch in Bezug auf Baumwollfaserknötchen und Samenkapselfragmenten. Der Autor dieses Artikels ist allein für den Inhalt und die ausgesprochenen Empfehlungen verantwortlich. Der Autor freut sich über weitere Fragen zu diesem Thema und wird diese gerne beantworten. Bitte richten Sie Ihre Fragen an den Autor unter yelmogahzy@gmail.com.  

Frage 1: Was sind Faserknötchen, Samenkapselknötchen und weiße Flecken? Und wodurch entstehen sie?

Faserknötchen, Samenkapselknötchen und weiße Flecken sind verwobene und verknotete Fasern, die während der Baumwollernte oder dem Entkörnungsprozess entstehen.   Mikroskopischen Betrachtungen von Knötchen zufolge kann ein einzelnes Knötchen aus 5 bis 20 miteinander verknoteten Fasern bestehen. Folgende Knötchentypen können in einem Baumwollballen vorkommen: 

·      Reine Faserknötchen (oder maschinelle Knötchen): Diese Knötchen bestehen ausschließlich aus miteinander verknoteten Fasern. Sie kommen sehr häufig vor und stellen die Mehrheit der Knötchen in US-Baumwolle dar. Sie entstehen maschinell während der Ernte und beim Prozess der Fusselentfernung nach der Entkörnung.

  • Biologische Knötchen: Dabei handelt es sich um massive Knötchen, die aus einem Bündel von unreifen Fasern oder aus einer Verknotung von Fasern mit Fremdmaterialien wie Samenkapselfragmenten, Blättern oder Stängelmaterial bestehen können. Auch sie entstehen durch mechanische Einwirkung während der Samenkapselreinigung vor der Entkörnung oder aufgrund von Samenbeschädigungen während der Entkörnung.

Reine Faserknötchen (oder maschinelle Knötchen) bestehen üblicherweise aus langen und feinen Fasern. Normalerweise sind lange und feine Fasern nachgiebiger. Zudem kräuseln und verknoten sie sich leichter als kurze und grobe Fasern. Helle, dichte reine Faserknötchen können während des Baumwollkardierens vor allem bei langsamen Kardiergeschwindigkeiten geglättet werden. Biologische Knötchen sind gravierender als reine Faserknötchen, weil sie schwieriger zu entwirren sind. Außerdem zerfallen sie während der Vorbereitung zum Spinnen tendenziell in immer kleinere Knötchen.

Frage 2: Gibt es knötchenfreie Baumwollballen?

Alle von Hand geernteten, maschinell geernteten sowie durch Sägen oder Walzen entkörnte Baumwollballen enthalten Faserknötchen. Das liegt daran, dass durch die Geräte für die Entkörnung und Reinigung der Baumwolle zwangsläufig Faserknäuelungen und dadurch Knötchen entstehen. Die Menge an Knötchen pro Ballen variiert je nach Methode der Faserherstellung. Von Hand geerntete Baumwolle weist weniger Knötchen auf als maschinell geerntete Baumwolle. Rupfergeerntete Baumwolle enthält aufgrund des höheren Reinigungsbedarfs etwas mehr Knötchen als spindelgeerntete Baumwolle. Mit der Sägemethode entkörnte Baumwolle weist mehr Knötchen auf als Baumwolle, die mit der Walzmethode entkörnt wurde. Deshalb sind Knötchen in einem Baumwollballen unvermeidlich. Im besten Fall hat ein Baumwollballen 100 bis 200 reine Faserknötchen pro Gramm. Das gilt für weniger als 8 % der Baumwolle weltweit. Ein kontrollierbarer Durchschnitt in einem Ballen sind 200 bis 350 Knötchen pro Gramm. Eine sehr hohe Anzahl sind 350 bis 500 Knötchen pro Gramm. Bei Samenkapselknötchen sind es im besten Fall bis zu 10 Knötchen pro Gramm, 11 bis 20 ist ein geringer Wert, 21 bis 30 ist durchschnittlich, 31 bis 45 ist hoch und > 46 ist sehr hoch.

Frage 3: Wie können wir die Auswirkung von Knötchen während des Spinnens besser kontrollieren?

Während des Spinnens gibt es vier Verarbeitungsphasen, in denen der Gehalt an Knötchen kontrolliert werden kann:

(a) Baumwollvermengung, (b) Öffnung und Reinigung, (c) Kardieren und (d) Kämmen.

Knötchen im Baumwollgemisch

Der entscheidende Schritt bei der Knötchenkontrolle im Baumwollgemisch ist der Kauf von Baumwollballen, die nicht mehr als 400 Faserknötchen oder 35 Samenkapselknötchen pro Gramm aufweisen. Sollten diese Ballen einen Teil des Bestands ausmachen, können sie entweder separat und bei langsameren Geschwindigkeiten aufbereitet oder in kleinen Mengen über viele Baumwollgemische verteilt werden. Des Weiteren ist der Kauf von Baumwolle mit einem hohen Reifeanteil empfehlenswert, da aus unreifen Baumwollfasern biologische Knötchen entstehen können, die bei der anschließenden Verarbeitung nur sehr schwer oder gar nicht zu entfernen sind. Normalerweise handelt es sich bei Fasern mit einem Micronaire-Wert von über 3,8 um sehr reife Fasern. Mehr als 80 % der US-Baumwolle fallen in diesen Bereich.

In Spinnereien mit verschiedenen Spinnanlagen und Aufbereitungsmethoden sollten Ballen mit einer hohen Anzahl an Knötchen für kardierte, ringgesponnene Garne oder rotorgesponnene Garne von mittlerer Qualität verwendet werden. Bei der Produktion von feingekämmten Garnen führt eine geringere Anzahl an Knötchen in den Baumwollballen zu weniger Abfall und weniger Kämmlingen. Beim Luftspinnen stellen Knötchen ein größeres Problem dar, weshalb hier beim Kauf von Baumwollballen besondere Vorsicht geboten ist.  

Knötchen beim Öffnen und Reinigen

Beim Öffnen und Reinigen entstehen stets zusätzliche Knötchen. Die Anzahl kann von 40 % bis zu 90 % variieren. Baumwollspinner sollten allerdings wissen, dass bei einer hohen Knötchenanzahl im Baumwollgemisch während des Öffnens und Reinigens prozentual weniger Knötchen hinzukommen. Da es sich hierbei um ein sehr umfangreiches Thema handelt, bespreche ich dies gerne individuell mit den jeweiligen Spinnereien. Wichtig ist, dass der Öffnungs- und Reinigungsprozess Baumwollgemische mit einer hohen Anzahl an Knötchen weniger stark verändert als Baumwollgemische mit einer geringen Anzahl an Knötchen. Deshalb sollten Baumwollspinner die Knötchen in den Faserflocken regelmäßig überprüfen, um das Ausmaß von zusätzlichen Knötchen während des Öffnungs- und Reinigungsprozesses zu bestimmen.

Knötchen im Kardierprozess

Im Kardierprozess werden Knötchen prinzipiell reduziert, weil sie während des Kardierens entweder entfernt oder im Kardierbereich geglättet werden. Der Wirkungsgrad der Knötchenbeseitigung beim Kardieren kann mit der folgenden Formel bestimmt werden [100 x (Knötchen in den Faserflocken – Knötchen im kardierten Faserband)/Knötchen in den Faserflocken]. Je höher der Wirkungsgrad der Knötchenbeseitigung, desto geringer die Anzahl an Knötchen im kardierten Faserband. Im Gegensatz dazu bedeuten viele Knötchen in den Faserflocken einen niedrigen Wirkungsgrad der Knötchenbeseitigung. Baumwollspinner sollten die Knötchen in den Faserflocken und im kardierten Faserband regelmäßig überprüfen, um den Wirkungsgrad der Knötchenbeseitigung zu bestimmen. Diese Messungen müssen für alle Kardiermaschinen durchgeführt werden, da verschiedene Maschinen der gleichen Reihe aufgrund der abweichenden Beschaltungsbedingungen unterschiedliche Wirkungsgrade aufweisen können. Sollte eine starke Schwankung der Knötchenanzahl zwischen den Kardiermaschinen beobachtet werden, sind eine verbesserte Maschineninstandhaltung sowie ein optimierter Beschaltungsplan notwendig. Es sei darauf hingewiesen, dass der Wirkungsgrad der Knötchenbeseitigung bei zunehmender Geschwindigkeit der Kardiermaschine abnimmt. Aufgrund dessen sollte die Geschwindigkeit der Maschine im Verhältnis zur Knötchenbeseitigung gesetzt werden.

Knötchen im Kämmvorgang 

Im Kämmvorgang werden Knötchen prinzipiell reduziert. Der Wirkungsgrad der Knötchenbeseitigung beim Kämmen kann mit der folgenden Formel bestimmt werden [100 x (Knötchen im kardierten Faserband – Knötchen im gekämmten Faserband)/Knötchen im kardierten Faserband]. Je nach verwendetem Kämmlingprozentsatz kann der Wirkungsgrad beim Kämmprozess mehr als 80 % betragen. Eine niedrige Knötchenanzahl im kardierten Faserband könnte dementsprechend zu einer geringeren Menge an Kämmlingen führen, was für Baumwollspinner erhebliche Einsparungen zur Folge hat.

Frage 4: Wir erhalten regelmäßige Beschwerden über weiße und ungefärbte Flecken in den Geweben unserer Garne. Was sind die Ursachen dieser Mängel?

Über 80 % dieser Mängel sind die Folge biologischer Knötchen, oder weißer Flecken, die während des Färbe- und Veredelungsverfahrens nicht mitgefärbt wurden. Allerdings können die Mängel auch durch Fliegen verursachte Faserverunreinigungen während des Strickverfahrens entstehen. Es ist von entscheidender Bedeutung, die Ursache der Gewebemängel genau festzustellen, bevor dagegen vorgegangen wird. In meinem Unternehmen führen wir solche Tests routinemäßig durch und die Mängel können entweder während des Spinnverfahrens oder während des Strickens entstehen.

Frage 5: Welche zusätzlichen Kosten verursachen Faserknötchen und Samenkapselknötchen?

Die Auswirkungen von Knötchen auf die Garnkosten sind zweifach: (1) Knötchen müssen vor der Garnherstellung größtenteils entfernt werden, (2) die restlichen Knötchen können das Erscheinungsbild sowie den Wert des Garns beeinträchtigen. Das Entfernen der Knötchen verursacht erhebliche zusätzliche Kosten in der Garnherstellung, da sie eventuell einer häufigeren Beschaltung der Kardiermaschinen bedürfen oder beim Kämmen eine höhere Anzahl an Kämmlingen verursachen. In Spinnereien, die jährlich etwa 100.000 Ballen für gekämmtes ringgesponnenes Garn verwenden, können 1 bis 2 % weniger Kämmlinge Einsparungen von bis zu 1 Millionen Dollar (ca. 875.000 Euro) pro Jahr bedeuten. Die verbleibenden Knötchen können bis auf 30 Knötchen pro Gramm in kardiertem Garn und bis auf 8–10 Knötchen pro Gramm in gekämmtem Garn reduziert werden. Diese Werte können umgerechnet werden auf 3.000 Knötchen/1.000 Meter in kardiertem Garn und 400 Knötchen/1.000 Meter in gekämmtem Garn (feinere Garne weisen mehr Knötchen/1.000 Meter auf). Im Garn verbleibende Knötchen mit großem Umfang (> 2,000 µm) können das Erscheinungsbild des Garns beeinträchtigen und in den fertiggestellten Stoffen als ungefärbte weiße oder dunkle Flecken erscheinen, vor allem, wenn es sich um tote oder unreife Fasern handelt.