DE19900770A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Auftrennen von Gewebestücken - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Auftrennen von Gewebestücken in seine Garnbestandteile sowie eine Vorrich­ tung zur Durchführung dieses Verfahrens. Das beschriebene Verfahren erlaubt erstmals, Gewebestücke apparativ in seine Kett- und Schußgarnbestandteile aufzutrennen. Gleichzeitig werden durch diese Behandlung Garnstrukturen aufgelockert. Fasergarndrehungen werden reduziert; Garnenden spleißen pinselartig auf; Filamentgarne werden anteilig bis zur Ein­ zelfaser aufgelöst.

Stand der Technik

Die bisher zum Auftrennen von Geweben eingesetzten Verfahren beruhen auf dem Prinzip des Reißens (Lyszek, J.; Textiltech­ nik 32 (1982) 10, S. 651-656). Dabei werden mit aufwendigen Maschinenkonstruktionen (Reißzüge mit bis zu 8 Reißpassagen) die Gewebeabschnitte in fasrige und fädige Bestandteile zerlegt. (Lyszek, J.; Textiltechnik 32 (1982) 10 S. 651-656, Gulich, B; ITB Vliesstoffe Technische Textilien 1/1996 S. 73-75, anonym; ITS Vliesstoffe Technische Textilien 4/1994 S. 26-27, anonym; Textile Technologie 1/1993 S. 16). Das zu reißende Textilgut (Gewebe, Gewirke, Gestrick, Vliesstoff) wird dabei im geklemmten Zustand langsam einer schnell rotie­ renden Reißtrommel mit Stift- oder Sägezahnoberfläche zuge­ führt. Das Klemmen des Materials einerseits sowie das Ein­ dringen der Stifte bzw. Sägezähne in das Textilgut auf der anderen Seite bewirken ein Herausreißen von Gewebe-, Faden- und Einzelfaserstücken. Der Nachteil dieses Verfahrens ist, daß aus 1 kg Textilabfall (Gewebe, Gewirke, Gestrick) höch­ stens 250 bis 450 g wiederverarbeitbare Fasern resultieren. Der Rest sind Kurzfasern < 10 mm und flächige Stücke. (Gu­ lich, B., Böttcher, P.; Melliand Textilberichte 4/1996 S. 202-203). Neben dem Anfallen flächiger Stücken, auch Pitzen genannt, sind ein wesentlicher Nachteil, insbesondere beim Reißen von Geweben, die sehr geringen Faserlängen. Die durch­ schnittlichen Faserlängen liegen bei 10 mm, oft sogar nur bei 6 bis 7 mm (Textile Technologie 1/1993, S. 16). Die kurzen Fasern erschweren massiv die textile Wiederverwertbarkeit und führen zu erheblichen Problemen und Qualitätseinbußen bei der Verarbeitung sowie stark eingeschränktem Anwendungsumfang für Reißfasern in Einsatzmenge und Erzeugnisvielfalt (Textile Technologie 1/1993 S. 16, Fuchs, H., Gulich, B.; Melliand Textilberichte 5/1998 S. 366-369). Ein reines Auftrennen der Gewebebindung zur alleinigen Gewinnung der Fäden ist mit der Reißtechnik nicht möglich. Setzt man als Ausgangsmaterial anstelle der Gewebe die daraus gewonnenen Fäden (Spinnfaser­ garne, Filamentgarne) ein, können die resultierenden Recy­ clingfasern mit wesentlich größerer Länge mechanisch aufge­ trennt werden.

In DE 196 21 916 wird eine Reißmaschine ohne spezielle Ein­ zugsaggregate beschrieben. Das Rohmaterial wird hier mittels Schwerkraft zugeführt und unter der Wirkung von Nagelreihen des Gehäuses und dem hinlänglich bekannten Reißtambour (Reiß­ trommel) zerrissen. Wie bei der klassischen Reißanlage resul­ tieren auch hier gleichzeitig Einzelfasern, Fadenstücke und nichtaufgelöste Reste (Pitzen) mit den bekannten Nachteilen des konventionellen Reißens.

Aufgabe der Erfindung

Ziel der Erfindung ist ein für den technischen Betrieb geeig­ netes Verfahren und eine Vorrichtung zum Auftrennen von Geweben in die Garnkomponenten (Kett- und Schußgarn) zu entwickeln. Dies wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, indem Gewebeabschnitte vorzugsweise quadratischer Abmessungen und Kantenlängen bis maximale 10 cm, vorzugsweise 5 cm, ohne Klemmung im freien Flug mit stumpfen, rotierenden Schlagelementen (3) (z. B. Flügel oder Schläger) schlagend und scherend bearbeitet werden. Die rotierenden Schlagelemen­ te werden von einem Motor (4) über eine Welle angetrieben. In einem Arbeitsschritt werden Gewebeabschnitte in fädige Antei­ le mit Längen < 30 mm aufgetrennt. Im Gegensatz zum klassi­ schen Reißen oder des Einsatzes klassischer Mahltechnik erfolgt keine Zerkleinerung in Kurzfasern oder staubförmige Partikel.

Diskontinuierlich geschieht dies in einem abgeschlossenen Gefäß (Fig. 1), wobei der Innenraum zylindrisch, kegelförmig, halbkugelförmig oder kubisch mit abgerundeten Ecken ausgebil­ det ist. Die flügelartigen Schlagelemente (3) sind stumpf ausgebildet. Diese stumpfe Ausführung sowie die Möglichkeit, daß das Material gegenüber zu harten Beanspruchungen in einen Volumenteil (2) ausweichen kann, der nicht von den rotieren­ den Schlagelemente überstrichen wird, führt zu wirkungsvollen und dabei äußerst schonenden Materialbeanspruchungen. Das Gehäuse (1) verfügt neben und unterhalb des/der Schläger/s über keine Totbereiche, so daß es im Zusammenspiel mit den Schlagelementen zu keinen Materialverklemmungen oder zur Wickelbildung kommt. Gehäuseeinbauten können den Prozeß der Gewebeauftrennung unterstützen. Der Behandlungsraum wird nicht vollständig, vorzugsweise zu weniger als 75%, mit Gewebeabschnitten befüllt.

Bei Einsatz mehrerer Schlagelemente können diese nebeneinan­ der im unteren Drittel des Gehäuses, vorzugsweise am Gehäuse­ boden, oder übereinander angeordnet sein (Fig. 2).

Ähnliche Konstruktionen sind aus dem Bereich Mahltechnik bekannt. Die eingesetzten Mühlen sind allerdings so konstru­ iert, daß das eingegebene Mahlgut möglichst schnell und effizient zerstört, d. h. maximal zerkleinert wird. Dement­ sprechend sind die Behandlungsorgane mit scharfen Kanten, Spitzen oder als Schneidelemente ausgebildet. Bei der Behand­ lung von Zerkleinerungsgut in Mühlen soll das Material inten­ sivst bearbeitet werden. Der Mahlraum ist dabei so ausgebil­ det, daß das Mahlgut dieser Beanspruchung möglichst nicht ausweichen kann und komplett zerstört wird.

Für ein kontinuierliches Verfahren ist erfindungsgemäß die Vorrichtung röhrenförmig ausgebildet (Fig. 3). Im Inneren sind mehrere übereinanderliegende rotierende Schläger angeordnet. Das Material wird im unteren Drittel (5) eingebracht und in der Bearbeitungszone durch die Schläger aufgetrennt. Aufgrund der geringeren Massen der Einzelfäden gegenüber den Gewebeab­ schnitten werden diese nach oben transportiert (6) und pneu­ matisch (7) abgeführt. Zusätzliche Luftdüsen im Gehäuse können diese Materialbewegung unterstützen oder hemmen.

Durch die schlagende Bewegung werden gleichzeitig Fasergarn­ strukturen aufgelockert. Dies äußert sich darin, daß die Garnenden aufgedreht werden und pinselartige Faserbüschel aufweisen. Von der Garnoberfläche stehen verstärkt Einzelfa­ sern ab. Sie verleihen den so gewonnenen Garnen ein voluminö­ ses und flauschiges Aussehen, so daß dieses Material direkt ohne weitere Reißeinrichtungen mittels Karden oder Krempeln zu neuen Vliesstoffen wiederverwertet werden kann. Beim Auftrennen von Geweben aus multifilen Filamentgarnen werden von den Filamentgarnen Einzelfilamente teilweise oder voll­ ständig abgefasert. Es resultiert bereits ein hoher Einzelfa­ seranteil, der den textilen Charakter des aufgetrennten Materials verbessert und für den textilen Wiedereinsatz sehr vorteilhaft ist.

• - Gegenüber der konventionellen Reißtechnik mit mehrfach hintereinander folgenden Reißpassagen sind die nach dem neuen, einpassagigen Verfahren aufgetrennten, langen Fäden direkt textil wiederverwertbar. Das neue Auftrennverfahren ist damit wesentlich einfacher und kostengünstiger. Neben dem Erhalt langer Fäden < 30 mm begünstigen aufgefaserte Faden­ strukturen, pinselartige Fasergarnenden sowie Anteile langer Einzelfasern eine textile Wiederverwertung.
• - Die vorgelegten Gewebeabschnitte werden im Gegensatz zu konventionellen Reißprozessen mit dem neuen Verfahren abfal­ los (keine Pitzen und keine Kurzfasern) zu einem textil wiederverwertbaren Grundmaterial aufbereitet.
• - Die gewonnenen, langen Fäden, vorgelegt einem nachfolgen­ den, klassischen Reißprozeß, erlauben eine Technologieverkür­ zung bei einer weiteren Zerfaserung bis zur restgarnfreien Recyclingfaser.
• - Die gewonnenen Garnstücke können aufgrund ihrer Vorauflö­ sung und Länge < 30 mm von den wiederverwertenden Textilbe­ trieben mit den dort vorhandenen konventionellen Öffnern, Karden und Krempeln entsprechend ihrer Materialanforderungen weiter zerfasert werden; es bedarf nicht unbedingt des Zwi­ schenschrittes einer separaten Reißerei außerhalb des Textil­ betriebes.
  Die Effizienz der Gewebeauftrennung ist von folgenden Fakto­ ren abhängig:
• - konstruktive Parameter des Auftrennaggregates (z. B. Geome­ trie des Behandlungsraumes, Form des rotierenden Schlagele­ mentes, Drehzahl, Einsatz mehrerer Schlagelemente, Ausbildung der Wandung des Behandlungsraumes)
• - Füllgrad des Auftrennaggregates
• - Verweilzeit des Materials im Auftrennaggregat
• - Fadenkonstruktion (Stapelfasergarn, Filamentgarn, Umwinde­ garn, Zwirn usw. und deren spezifische Konstruktionsparame­ ter, eingesetzter Faserstoff bzw. Mischungen)
• - Gewebebindung (Bindungsart und Dichte)
• - Größe der vorgelegten Textilabschnitte (je kleiner, um so leichter ist die Auftrennung)
• - Schnittgeometrie der Textilabschnitte (idealerweise quadra­ tisch)
• - Veredlungs- und Ausrüstungsverfahren der Gewebe (beispiels­ weise gerauht, beschichtet, gesengt).

Entsprechend dieser Einflußgrößen sind tech­ nisch/technologische Parameter den jeweils aufzutrennenden Geweben anzupassen. Die resultierenden Fadenstücke, die bei vorteilhafter Verfahrensauslegung der Gewebeauftrennung bereits in ihrer Struktur aufgelockert wurden, können an­ schließend karden- oder krempelartigen Faseröffnungsaggrega­ ten zugeführt und bis zur Einzelfaser in mehreren Passagen aufgelöst werden. Aufgrund der weichen Garnabschnitte und ihrer voraufgelösten Struktur lassen sich hierfür die aus der klassischen Faserstoffverarbeitung bekannten Öffner-, Karden- oder Krempelaggregate einsetzen.

Beispiele Anwendungsbeispiel 1

Ein beschichtetes Anorakgewebe aus 100% Polyamid- Filamentgarn mit einer Garnfeinheit von 44 dtex f 9 wurde auf nahezu quadratische Abschnitte mit einer Kantenlänge von 40 mm geschnitten und jeweils 20-30 s mit dem neuen Verfahren behandelt. Das resultierende aufge­ trennte Material verfügte über folgende Eigenschaften:

Anteil nichtaufgelöster Gewebebestandteile:	0%
Anteil an Fäden:	46,6%
Anteil an Einzelfasern:	53,45%

Anwendungsbeispiel 2

Konfektionsabfälle von Feuerwehrschutz- und Einsatzbekleidung in Form von Geweberesten aus Zweifachzwirn in Kette und Schuß 50/50 Nomex/Viskose wurden mit einer Guillotine- Schneidmaschine zu Gewebestücken mit Kantenlängen von ca. 20 × 30 mm bis 50 × 50 mm zerkleinert und anschließend mit dem neuartigen Verfahren ca. 20 s je Charge aufgetrennt. Als Ergebnis resultierte ein fädiges Material folgender Charakte­ ristik:

Länge [mm]
Anteil [%]
< 10	3,2
10-30	39,9
< 30	56,9

Bezugszeichenliste

1

Gehäuse

2

Behandlungsraum

3

Schlagelement

4

Antriebseinheit

5

Gewebestückezugabe

6

aufgetrennte Fäden als aufsteigender Materialstrom

7

Absaugung des fädigen Materials

Claims (9)

1. Verfahren und Vorrichtung zum Auftrennen von Gewebestücken in langfädige Bestandteile dadurch gekennzeichnet, daß lose Gewebestücke mit maximalen Abmessungen von 10 cm × 10 cm in vorzugsweise quadratischer Ausführung in einem Behälter (1) im freien Flug mit mindestens einem rotierenden, stumpfen Schlagelement (3) in fädige Be­ standteile zerlegt werden.

2. Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Behandlungsraum des Behälters zy­ lindrisch, kegelförmig oder halbkugelförmig ausgebildet ist.

3. Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der gesamte Behandlungsraum ein grö­ ßeres Volumen aufweist als das Volumen, das die rotie­ renden Schlagelemente überstreichen.

4. Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlagelemente mit gleichmäßiger Geschwindigkeit rotieren.

5. Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlagelemente mit auf- und ab­ schwellender Geschwindigkeit rotieren.

6. Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Schlagelemente übereinander und/oder nebeneinander angeordnet sind.

7. Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anwendung mehrerer Schlagelemen­ te die unmittelbar nebeneinander oder übereinander lie­ genden Schlagelemente im entgegengesetzten Drehsinn ro­ tieren.

8. Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die rotierenden Schlagelemente bei einem kontinuierlichen Verfahren das Material durch die Behandlungszone transportieren und den Austrag des fädi­ gen Materials in eine pneumatische Förderleitung vorneh­ men.

9. Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das resultierende fädige Material zerfasernd mit weiteren mechanischen Passagen bis zur Einzelfaser aufgetrennt wird.