Projekt 19557/01

Entwicklung eines Konzeptes zur Randkantenverwertung in der Steppdeckenfertigung

Projektträger

Nord Feder GmbH & Co. KG
Augsburger Str. 275
70327 Stuttgart
Telefon: 0711/30505-0

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Für aus Endlosfilamenten hergestellte Steppdecken war ein Schneidverfahren zur Verwertung der abgetrennten Randstreifen zu entwickeln. Problem dieser Technologie sind die dabei parallel zur Schnittkante liegenden Fasern, die sehr leicht zu Störungen des Schneidvorganges führen. Die Weiterverarbeitung der geschnittenen Segmente sollte als Kissenfüllung im eigenen Unternehmen erfolgen. Damit kann gesichert werden, dass wertvolle Produktionsabfälle dem Produktionskreislauf wieder zugeführt werden und das Abfallaufkommen bei Schonung hochwertiger Ressourcen maßgeblich gesenkt wird. Ein Einsparungspotential von ca. 20 Tonnen Füllmaterial kann realisiert werden.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenNachfolgende Lösungsschritte waren zu realisieren:
A) Analyse zum Stand der Technik und zur Marksituation;
B) Technologische Analyse des Herstellungs-Prozesses unter Beachtung der Abfallweiterverarbeitung;
C) Untersuchung der eingesetzten Materialvarianten;
D) Erarbeitung von Lösungsvarianten für ein geeignetes Schneidprinzip mit Bewertung der Schneidqua-lität und der technischen Realisierbarkeit;
E) Konstruktive und bautechnische Umsetzung des ausgewählten Wirkprinzips zum Schneiden und labormäßiger Test;
F) Ermittlung der erforderlichen materialspezifischen Schneidparameter (Schneidwinkel, Schneidkraft, Schnittgeschwindigkeit);
G) Erarbeitung von technologischen Varianten zur Integration des Schneidprinzips in den bestehenden Fertigungsprozess;
H) Test unter Produktionsbedingungen;
I) Abgleich der Schneidparameter auf die Anforderungen an die Kissenfüllung sowie Optimierung der Schnittteilgrößen;
J) Zusammenfassung der Untersuchungsergebnisse und Vorbereitung zur Umsetzung in die Praxis; Bilanzierung des ökologischen und ökonomischen Nutzeffekts.


Ergebnisse und Diskussion

Die an der Vielnadel-Endlossteppmaschine abgetrennten Randkantenstreifen werden an der Abschneidvorrichtung der an der Steppmaschine angebauten Overlocknähmaschine abgesaugt.
Das Saugaggregat besteht aus einem Saugventilator mit einem vorgeschalteten Auffangsack. Auf dem Weg von der Saugdüse an der Overlock bis zum Saugaggregat ist eine Schneidvorrichtung zwischengeschaltet. Diese Schneidvorrichtung schneidet den im Saugstrom befindlichen Randkantenstreifen quer zur Saugrichtung in Stücke definierter, einstellbarer Länge.
Die Länge der Stücke ist abhängig von der Schneidfrequenz und der vom Steppautomat bestimmten Abzuggeschwindigkeit des Randkantenstreifens. Im Automatikbetrieb wird die Schneidfrequenz analog zur Abzuggeschwindigkeit geregelt und gewährleistet so gleichlange Stücke. Bei abgerissenen Randkantenstreifen und bei Materialstau in der Schneidvorrichtung wird die gesamte Anlage abgeschaltet.
Bei dem angewandten Schneidprinzip werden die aktiven Messer unter definiertem Anpressdruck über die Schneidkante des Gegenmessers bewegt. Der Anpressdruck muss so bemessen werden, dass die einzelnen Fasern des zwischen Ober- und Unterstoff liegenden Vlieses zerschnitten werden.
Der Ober bzw. Unterstoff hat eine Dicke von 0,1 bis 0,2 mm. Die einzelne Polyesterfaser hat einen Durchmesser von ca. 0,01 mm. Um beim Schneidvorgang immer einen Schneidspalt zwischen Messer und Gegenmesser von < 0,01 mm zu garantieren, sind die Messer zum Gegenmesser schräg gestellt.
Hauptproblematik bei der Entwicklung der Schneidvorrichtung war die Analyse geeigneter Schneidwerkstoffe für Messer und Gegenmesser. Die aktuelle Schneidvorrichtung arbeitet mit einem titannitridbeschichtetem Messer, wobei eine Oberflächenhärte von ca. 2500 HV (Härte Vickers) erreicht wurde.
Diese Beschichtung ist nur ca. 0.005 mm dick und kann damit nicht die Festigkeit des Grundwerkstoffs beeinflussen, sondern erhöht die Verschleißfestigkeit und verbessert den Reibwert zum Gegenmesser.
Im bisherigen Probelauf der Schneidanlage in der Nord Feder GmbH wurde die Funktionalität erfolgreich nachgewiesen. Weiterführende Versuche betreffen die Messer- Gegenmesserproblematik sowie die Erhöhung der im Probebetrieb erreichten Messerstandzeit.
Nach der Testphase sollen zunächst drei Vielnadelmaschinen, die in der Nord Feder GmbH zum Einsatz kommen, mit der neu entwickelten Schneideinrichtung ausgestattet werden.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Ein Fachartikel in den Melliand Textilberichten ist geplant.


Fazit

Als Nutzeffekt ergibt sich zusammenfassend (bei durchschnittlichen Produktionsmengen und Rohstoff-preisen):
- Einsparung von ca. 20 Tonnen Abfall an Füllstoffen pro Jahr ,
- Einsparung der entsprechenden Entsorgungskapazität,
- Kosteneinsparung von ca. 70.000 € / Jahr (Material und Entsorgung),
- Einsparung von neuwertigem Füllmaterial für bis zu 94 000 Kissenfüllungen und der damit verbundenen Produktions- und Transportkapazität.
Es entstehen keine zusätzlichen Abfälle oder Koppelprodukte;
es erfolgt keine Bindung zusätzlicher Arbeitskräfte.
Die fertigungsintegrierte Schneideinrichtung kann überall dort Verwendung finden, wo große textile Flächen über Saummaschinen kontinuierlich verarbeitet werden und die Orientierung der Fasern aus technologischen Gründen zu beachten ist bzw. streifenförmige Textilabfälle anfallen.
Dabei wird ein neues Niveau umweltfreundlicher, abfallminimierter Produktionsstrategien auf dem Bettwarensektor für hoch qualitative Produkte der Endlosfasertechnologie erreicht.