Betriebsmeßtechnik in der Textilerzeugung und -veredlung

Textile Materialien unterliegen während der Verarbeitung und des Gebrauchs mechanischen, thermischen und chemischen Beanspruchungen. Die vielfältigen Reaktionen eines Textils darauf werden als Verarbeitungs- bzw. Gebrauchseigenschaften bezeichnet. Die Textilprüfung hat die Aufgabe, diese zu beschreiben [1,2].

In den klassischen Gebieten der Physik wie Mechanik, Optik oder Elektrodynamik kommt die Temperatur nicht vor. Erst mit dem Aufkommen der “Wärmelehre” war es nötig, diese Zustandsvariable einzuführen. Jeder Mensch besitzt das Gefühl dafür, welches von zwei Systemen “wärmer” oder “kälter” ist, d.h. welches die höhere und welches die niedrigere Temperatur besitzt. Das genügt aber nicht für eine eindeutige Definition.

Dieser Beitrag will eine Übersicht über elektroanalytische und elektro-präparative Methoden geben, die für Textilchemiker von Interesse Scin könnten. Für jedes einzelne hier angesprochene Gebiet detaillierte Einsicht bringen zu wollen, würde den Rahmen dieses Artikels weit sprengen. Es kann demnach nur beispielhaft gezeigt werden, welche Möglichkeiten sich im Gebiet der Elektrochemie bieten. Und auch die Beispiele und Bilder können nur eine gewisse Willkür bei der Auswahl wiederspiegeln.

In der textilen Meßtechnik besteht er Wunsch nach berührungslos und zerstörungsfrei arbeitenden in-situ-Meßmethoden [1]. Optische Meßverfahren lassen sich so auslegen, daß sie diese Bedingungen erfüllen. Dabei erweisen sich in den meisten Fällen Laser als Lichtquellen vorteilhafter als thermische Strahler. Laserlicht ist durch folgende Eigenschaften gekennzeichnet, vgl. KÖPF [2]:

Konzepte für die Entwicklung (bio-)chemischer Sensoren der nächsten Generation werden kurz vorgestellt. Diskutiert werden der Einsatz neuer Untersuchungstechniken, Grundlagenforschung zur Grenzflächenanalytik, neue Materialien, die Entwicklung mikrostrukturierter Bauelemente, die Miniaturisierung von Spektrometern der analytischen Chemie und der Einsatz der Mustererkennung.

Viele Arbeitsplätze in der industriellen Produktion erfordern neben Handhabungsfunktionen gleichzeitig auch Prüf- und Überwachungsaufgaben. Dabei ist der Mensch mit seinen vielfältigen sensorischen Fähigkeiten und seiner Lernfähigkeit einer Maschine weit überlegen. Er kann sich jederzeit anderen Randbedingungen anpassen und entsprechend den neuen Verhältnissen handeln. Um auch bei der Anwendung von Industrierobotern eine Anpassungsfähigkeit zu erreichen, müssen diese mit entsprechenden Sensoren ausgerüstet werden, deren Signale bei schneller und sicherer Verarbeitung zur Steuerung modifizierter Bewegungen geeignet sind.

Aufgabe einer jeden industriellen Produktion ist es, Produkte zu erzeugen, die einem vorgegebenen Qualitätsstandard (Anforderungsprofil) in der Prüfung standhalten [1].

Obwohl ein Großteil der in der Veredlung auftretenden Fehler auf eine unzureichende Vorbehandlung zurückzuführen ist, wird noch immer die Vorbehandlung und insbesondere das Entfernen von Schlichtemitteln als eine Vestige Pflicht angesehen. Ob eine einwandfreie und über die Partielänge gleichmäßige Entschlichtung erfolgt ist, wird nicht immer kontrolliert. Der Grund hierfür liegt darin, daß man das Vorbehandlungsergebnis, d.h. die Vollständigkeit und Gleichmäßigkeit der Entschlichtung nicht sehen kann und oft nur durch zeitraubende Methoden festzustellen vermag. Ziel dieser Untersuchung war es, Meßmethoden zu entwickeln, die eine kontinuierliche Messung der Schlichtekonzentration in den Wasch- und Spül flotten sowie der Restschlichtekonzentration auf dem gewaschenen Gewebe ermöglichen. Es sollten Regelmodelle aufgestellt werden, die unter Einsatz der genannten Meßmethoden eine Regelung von Breitwaschprozessen gestatten.

Die Gestaltung von Eigenschaften moderner Werkstoffe — und in diesem Sinne gilt das auch für das Textil — beruht auf den Möglichkeiten, die Struktur eines solchen Werkstoffes durch entsprechende Bearbeitung zu verändern. Um die Eigenschaften eines Produktes in gezielter Weise verändern zu können, bedarf es jedoch der Kenntnis der Struktur-Eigenschaften-Beziehungen solcher Produkte.

PVC-beschichtete Diolen-Gewebe werden seit 20 Jahren erfolgreich als Konstruktionswerkstoffe im textilen Bauen eingesetzt und sind seit 1980 in der Bundesrepublik ein amtlich zugelassenes Baumaterial. Wichtig für ihren Funktionsnachweis war insbesondere das Langzeitverhalten unter Bewitterung.

Bei der heutigen Vielfalt der Spinnverfahren und der in den Spinnereien zu verarbeitenden verschiedenen Faserstoffe müssen die Testmethoden entsprechend angepaßt werden. Auch die unterschiedlichen qualitativen Anforderungen an die Garne finden ihren Niederschlag in den Testmethoden, insbesondere was den Prüfaufwand anbetrifft. Beispielsweise ist der Prüfaufwand zwischen einer Streichgarnspinnerei und einer Baumwollspinnerei sehr unterschiedlich. Auch die verschiedenen Verfahren für den eigentlichen Garnbildungsprozeß, wie z.B. Ring-, Rotor- und Friktionsspinnverfahren erfordern eine Anpassung der Testmethoden. Daß sich die Testmethoden nach dem zu verarbeitenden Faserstoff richten müssen, versteht sich eigentlich von selbst. Dann sind es noch wirtschaftliche Gesichtspunkte, welche die Prüfungen im Spinnereibereich beeinflussen, die Methoden selbst weniger, den Prüfungsumfang bzw. die Häufigkeit dagegen umso mehr. Schließlich wäre noch auf die im Bereich der Elektronik erfolgte Entwicklung hinzuweisen, die heute Prüfungen und Kontrollen zur besseren, umfassenderen, genaueren und wirtschaftlicheren Überwachung der Fertigung ermöglicht.

Die Abscheideleistungen eines Filtermediums sind in hohem Maße von der Struktur des abzuscheidenden Staubes, d.h. des Aufgabegutes, abhängig. Diese Aussage gilt besonders für komplexe Stäube wie in der textilen Verarbeitungskette, die sich aufgrund ihrer Faserigkeit und ihrer Zusammensetzung aus oftmals verschiedenen Materialien von anderen Stäuben unterscheiden.