Eine einzigartige Fähigkeit in einem Thread! Eine Vielzahl von Spinntechnologien

Teil 1: Primitives Spinnen

Im Laufe der Menschheitsgeschichte haben die Menschen Bast, Baumwolle, Wolle und andere Naturpflanzen verwendet, um Garn zu spinnen und Stoffe zu Kleidung zu weben und sich so warm zu halten. Die Spinnmethode hat sich durch Forschung entwickelt.

1. Primitives Spinnen: Drehen mit beiden Händen

Vielleicht von wilden Weinreben inspiriert, entdeckten die Menschen der Antike, dass natürliche Pflanzenfasern meist locker sind und einzelne Fasern kurz und dünn sind und eine geringe Festigkeit und Stabilität aufweisen. Um sie stark und haltbar zu machen, müssen mehrere Fasern verdreht und verbunden werden, um Festigkeit und Länge zu erhöhen. So lernten sie nach und nach, Pflanzenfasern wie Rinde, Grashalme, Jute und Baumwolle manuell zu Seilen oder Garnen zu verarbeiten.

2. Primitives Spinnen - Spindel

Das Zwirnen und Spinnen des Garns war zu langsam und ungleichmäßig, um den Anforderungen des Webens gerecht zu werden. Nach einer langen Zeit der Erforschung erfanden unsere Vorfahren Spindeln aus Keramik, Stein oder Eisen, auch als Spinnräder oder Spinnrohre (fu) bekannt. Sie nutzten die Rotationskraft des Spinnrads, um die Fasern zu Garn zu verdrehen, wodurch die Produktion gesteigert und die Garnqualität verbessert wurde. Dies wurde bei archäologischen Entdeckungen in meinem Land und im Ausland festgestellt (Abbildung 1 ist eine Skizze eines eisernen Spinnrohrs aus der Westlichen Han-Dynastie, das in Changsha ausgegraben wurde).

Abbildung 1. Skizze einer Spinnrute aus Eisen aus der Westlichen Han-Dynastie, die in Changsha ausgegraben wurde

3. Primitives Spinnen – Handgekurbeltes (mit Pedalen betriebenes) Spinnrad

Die Spindel war ein einfacher Stab, der sich langsam zu einer Spindel entwickelte, und die Erfindung des Spinnrads war ein Meilenstein in der Spinntechnologie. Beim Spinnen mit einem Spinnrad dreht sich das große Rad einmal im Kreis und treibt die Spindel zu 70- bis 80-maliger Drehung an. Nachdem das Garn gesponnen wurde, wird es umgekehrt und um die Spindel gewickelt, was die Produktionseffizienz erheblich verbessert und 15 bis 20 Mal höher ist als die einer Spindel. Später wurde es zu einem Pedalspinnrad verbessert. Während des Antijapanischen Krieges startete Yan'an eine Massenproduktionskampagne und das handgekurbelte Spinnrad leistete einen großen Beitrag.

Abbildung 2. Antikes Spinnrad

Teil 2: Traditionelles Spinnen – Ringspinnen

Das Ringspinnen hat eine über 100-jährige Geschichte und die Technologie wurde kontinuierlich verbessert, was den Fortschritt der Textilindustrie und der Gesellschaft förderte. Dies wird als traditionelles Spinnen bezeichnet. Der sogenannte „Ring“ ist der Stahlkragen und die „Spindel“ ist die Spinnspindel. Wie in Abbildung 3 dargestellt, treibt die Spindel die Spule an und sorgt für deren Drehung. Unter der Zugkraft der Garnspannung gleitet der Drahtring an der Kante des Stahlkragens entlang. Bei jeder Drehung erhält das Garn eine Drehung. Durch den Reibungswiderstand und die Drehzahldifferenz zwischen Drahtring und Spindel wird das Garn aufgewickelt.

Das Ringspinnen war ein großer Fortschritt in der Spinntechnologie und die größten Erfindungen waren der Ring und der Läufer! Das Strecken, Zwirnen und Wickeln erfolgt gleichzeitig, die Struktur ist einfach und es wird ein kontinuierliches Spinnen erreicht. Die Spinngeschwindigkeit und die Produktionseffizienz werden verbessert, was den Fortschritt der Spinntechnologie fördert. Die Ringspinntechnologie ist ausgereift, für ein breites Spektrum an Spinnverfahren geeignet und ihre Produkte finden breite Anwendung. Bis heute dominiert es verschiedene Spinnverfahren.

Kompaktspinnen wird auch Kompaktspinnen genannt. Dem Streckwerk der Ringspinnmaschine wird eine Faserkohäsionszone (Agglomerationszone) hinzugefügt, die den Spinndrehdreiecksbereich zwischen der Vorderwalze und der Drehung grundsätzlich eliminiert. Es behebt die Nachteile des traditionellen Ringspinnens, verringert die Haarigkeit des Garns und verbessert die Garnfestigkeit. Das Garn wird für hochwertige Hemdenstoffe, Bettwäsche usw. verwendet. Das Kompaktspinnen stellt eine Verbesserung des traditionellen Ringspinnens dar und wird daher als verbessertes Ringspinnen bezeichnet.

Abbildung 3. Schematische Darstellung des Ringspinnens

(Abbildung: 1 – Abzugsrolle, 2 – Garnführungshaken, 3 – Spule, 4 – Drahtläufer, 5 – Stahlkragen.)

Teil 3: Neues Spinnen - Rotorspinnen

Rotorspinnen ist ein neues Spinnverfahren, bei dem keine Spindeln, Stahlmanschetten oder Drahtringe erforderlich sind. Durch Zentrifugalkraft und Unterdruck werden die Fasern unter Einwirkung von Komponenten wie Kämmwalzen, Spinnrotoren und Falschdrallvorrichtungen zu Garn verdichtet. Rotorspinnen, auch als Luftendspinnen bekannt, ist eine Art des Offenendspinnens.

Spinnprinzip: Baumwollstreifen werden direkt in die Spinnmaschine eingeführt und von der Kämmwalze zu Einzelfasern gekämmt. Die Fasern werden durch die Zentrifugalkraft der Kämmwalze und den Unterdruckluftstrom im Spinnbecher von der Oberfläche der Kämmwalze getrennt, gelangen durch das Baumwolltransportrohr in den Spinnbecher und bilden in der Kondensationsnut des Spinnbechers einen vollständigen Faserring. Der Faserring rotiert mit hoher Geschwindigkeit mit der Spinntasse, und unter dem Zug des Verbindungsgarns wird die Drehung übertragen und die Faserbündel werden kontinuierlich abgezogen, um Garn zu bilden.

Merkmale des Rotorspinnens: 1) Der Prozess ist verkürzt, die Vorgarn- und Wickelprozesse sind im Vergleich zum Ringspinnen reduziert und der Ziehprozess kann in einem Schritt durchgeführt werden. 2) Das Ziehen, Zwirnen und Wickeln ist getrennt und die Spinngeschwindigkeit und Produktionseffizienz sind hoch. Die anfängliche Rotordrehzahl betrug 36.000 U/min, heute kann sie 150.000 U/min erreichen. 3) Es stellt geringe Anforderungen an die Faserlänge und kann minderwertiges Baumwollgarn spinnen. 4) Geeignet zum Spinnen mittlerer und grober Garne. Das Garn kann für Jeans, Strickwaren, Industrie- und Heimtextilien usw. verwendet werden.

Abb. 4. Schematische Darstellung des Rotordrehens.

Teil 4: Neues Spinnen - Air-Jet Vortex Spinning

Das Luftwirbelspinnen ist eine bahnbrechende Neuerung des Ringspinnens. Es behält die Walzenstreckung als supergroße Streckung bei, eliminiert Stahlmanschetten und Drahtringe und übernimmt die Wirbelverdrehung. Der Verarbeitungsablauf wird verkürzt und die Schleudergeschwindigkeit erheblich verbessert.

Spinnprinzip: Baumwollbänder werden zugeführt und nach dem Ziehen aus den Backen der Vorderwalze ausgegeben. Durch den durch den Wirbel in der geraden Düse der Spinnmaschine erzeugten Unterdruck werden sie sofort angesaugt, um Kernfasern zu bilden. Wenn das Ende der Faser die vordere Walze verlässt, dehnt es sich aufgrund des Wirbels aus, bedeckt die Oberfläche der Hohlspindel, dreht sich entlang der festen hohlen Innenwand und bewegt sich entlang des Faserbandes vorwärts. Das Faserende wird um den Garnkern gewickelt, um dem Faserband eine Drehung zu verleihen und Garn zu bilden.

Merkmale des Luftwirbelspinnens: kurzer Prozess, Reduzierung der Vorgarn- und Wickelschritte; hohe Spinngeschwindigkeit, mehr als 20-mal so hoch wie bei herkömmlichen Spinnmaschinen, und hoher Automatisierungsgrad, wodurch Arbeitsaufwand gespart wird; Das fertige Garn hat ein ähnliches Aussehen wie Ringgarn, aber die Garnfestigkeit ist geringer als die von Ringgarn, das Garn hat eine gute Trockenheit, weniger Haarigkeit und ist pillingfrei. Es eignet sich zum Spinnen von mittleren und feinen Garnen und kann ausschließlich aus Baumwolle hergestellte Produkte spinnen, vorzugsweise chemische Fasern vom Baumwolltyp, und ist besonders für Zellulosefasern und deren Mischungen geeignet.

Abbildung 5. Schematische Darstellung der Wirbelspinnung eines Luftstrahls

Im Spinnereibereich gibt es vier praktische Spinnverfahren: traditionelles Ringspinnen, Rotorspinnen, Luftwirbelspinnen und Kompaktspinnen, jedes mit seinen eigenen Eigenschaften und Garnstrukturen. Verschiedene Spinnverfahren ergänzen sich gegenseitig und bieten mehr Möglichkeiten für die Entwicklung textiler Produkte.

Quellen:

(1) Shanghai Institute of Textile Science, Redaktionsgruppe Textilgeschichte. Textilgeschichte. Shanghai Wissenschafts- und Technologiepresse, 1979.

(2) Chen Zhong, Guo Jianhong et al. Garnaufbau und Eigenschaften verschiedener Spinnverfahren. Textilführer, 2003.