Textiltechnik

Die Textiltechnik, auch Textiltechnologie genannt, umfasst die gesamte Produktionskette eines Textils. Diese besteht wiederum aus verschiedenen Verfahrensstufen, angefangen bei der Herstellung von Fasern, die zu Garn gesponnen werden. Um aus dem Garn textile Flächengebilden herstellen zu können, werden Verfahren wie Weben, Stricken oder Wirken eingesetzt. Im nächsten Schritt erfolgt die Textilveredelung, die von der Vorbehandlung über die Färbung bzw. Bedruckung bis hin zur Ausrüstung reicht.¹ Bei der Endprodukt-Herstellung werden die Flächengebilde zusammengefügt oder die Fertigwaren zugeschnitten. Je nach Anforderung wird das Textil via Stick oder Applikation verziert. Die Reihenfolge der Stufen variiert je nach Verfahren.

Textildruck-Kontext:

Der Textildruck ist im Bereich Textilveredelung zu verorten.

Faser- und Garnherstellung

Herstellung natürlicher und synthetischer Fasern

Für die Herstellung von Textilien werden Rohfasern benötigt, die zu Garn gesponnen werden. Dabei handelt es sich entweder um natürliche oder synthetische Fasern. Die natürlichen Fasern ergeben sich aus Tieren oder Pflanzen. Zu den wichtigsten natürlichen Fasern gehören Baumwolle (Pflanzenfasern) und Schafwolle (Tierfasern). Da Baumwolle geerntet wird, spricht man bei dem Verfahren auch von Faserernte. Synthetische Fasern stammen wiederum aus natürlichen oder synthetischen Polymeren sowie anorganischen Stoffen. Die wichtigsten synthetischen Fasertypen sind Polyester, Polyamid, Polypropylen sowie regenerierte Cellulose und Celluloseacetate.

Filament- und Spinnfasergarnherstellung

Bei der Herstellung synthetischer Fasern werden die Rohmaterialien mittels Spinnverfahren zu Filamenten gesponnen. Bei den Primärspinnverfahren handelt es sich um: Schmelz-, Trocken- und Nassspinnen. Die Filamente werden nach dem Spinnprozess verstreckt, wodurch sich die Orientierung der Makromoleküle erhöht und sich das Kraft- und Dehnungsverhalten einstellen lässt. Glattgarne lassen sich texturieren, indem die Orientierung mittels mechanischer oder thermischer Belastung auf makroskopischer Ebene geändert und eine Kräuselung erzeugt wird. Hierdurch entstehen ein höheres Volumen und eine höhere Elastizität.

Für die Herstellung von Spinnfasergarnen werden im Vorfeld einige Prozesse durchgeführt, wie etwa das Öffnen der Faserballen, das Mischen, Reinigen der Fasern sowie das Verstrecken zu einem Garn. Eine der verbreitetsten Technologien ist das Ringspinnen, das rund 80 % der weltweiten Garnproduktion abdeckt. Für die Garnherstellung werden unterschiedliche Spinnsysteme eingesetzt, deren Wahl vom Endgebrauch sowie der Faserlänge und -einheit abhängt.² Der letzte Schritt erfolgt auf Ring- oder unkonventionellen Spinnmaschinen via Baumwollspinntechnologie, (Halb-)Kammgarnspinnerei oder Strichgarnspinnerei.

Herstellung von Flächengebilden

Die Herstellung von Flächengebilden aus Garn erfolgt durch Weben, maschenbildende Verfahren und Vliesstoffe sowie Tufting und Flechten.

Weben

Der Webvorgang wird auf Webmaschinen durchgeführt, seien es Exzenterwebstühle, Schaft- oder Jacquardmaschinen. Beim Weben wird das Schussgarn eines Gewebes in das senkrechte Kettgarn eingefügt. Vor dem Webprozess werden die Kettgarne auf Spulen angebracht und mittels Zettelmaschinen oder Schärmaschinen zusammengeführt. Daneben ist bei den meisten Spinnfaser- und Filamentgarnen ein Schlichten notwendig, um das Kettgarn vor Beschädigungen und Brüchen während des Webvorgangs zu schützen. Dabei bildet die Schlichte einen Schutzfilm um das Kettgarn. Der Schlichtvorgang selbst erfolgt auf Schlichtmaschinen. Im Zuge der Textilveredelung werden die Schlichten von den Flächengebilden entfernt.

Maschenbildende Verfahren

Zu den maschinenbildenden Verfahren gehören das Stricken, Wirken, Häkeln und Nadelbinden. Für gestrickte und gewirkte Textilien gibt es beispielsweise Flachstrick-, Rundstrick- und spezielle Wirktechnologien. Diese werden sowohl im Bereich Bekleidung als auch bei Heimtextilien und technischen Textilien eingesetzt.

Vliesstoffe

Bei Vliesstoffen handelt es sich um textile Flächengebilde, die ohne Garnerzeugung direkt aus den Fasern hergestellt werden. Für die Produktion werden verschiedene Verfahren eingesetzt: Nassprozess, Trockenprozess oder Filament-Spinnvlies. Anwendungsgebiete sind unter anderem Einlagestoffe, Abwaschtücher, Windeln sowie Filter, Geo- und weitere Textilien.

Tufting

Das Tufting oder Tuften ähnelt dem Prinzip einer Nähmaschine. Mittels Nadeln werden Polfäden in Schlingenform in das Grundmaterial, ob Gewebe oder Vlies, eingebracht. Da das Garn vor dem Herausziehen von Greifern festgehalten wird, entstehen Schlaufen auf der Oberseite des Gewebes. Das Textil wird anschließend gefärbt, ausgerüstet und mit einer Rückenbeschichtung ausgestattet. Mehrheitlich findet die Tuftingtechnologie Anwendung in der Teppichindustrie.

Flechten

Das Flechten ist eines der ältesten Handwerke und ist in Deutschland als Immaterielles Kulturerbe anerkannt. Beim Flechten werden mehrere Stränge regelmäßig ineinandergeschlungen. Im Unterschied zum Weben werden die Fäden beim Flechten nicht rechtwinklig zur Hauptrichtung zugeführt. Im Vergleich zu den anderen genannten Flächenherstellungsmethoden werden Flechtwaren allerdings eher selten eingesetzt.

Textilveredelung

Bei der Textilveredelung werden die Rohtextilien gefärbt oder bedruckt und mit speziellen Eigenschaften ausgestattet. Ziel ist es, dem Textil ein besonderes Erscheinungsbild oder eine spezielle Funktionalität zu verleihen. Die Anforderungen reichen von der Bedruckung von speziellen Motiven über das Färben bis hin zur Wasserdichtigkeit für technische Textilien. Die Veredelung erfolgt in verschiedenen Verfahrensstufen. Im Wesentlich lassen sie sich einteilen in: Vorbehandlung, farbgebende Prozesse, Ausrüstung und Beschichtung. Der Textildruck ist dabei in der Stufe farbgebende Prozesse einzuordnen.

Textilvorbehandlung

Um die Rohware für die nächsten Verarbeitungsschritte wie Drucken, Färben oder Ausrüsten vorzubereiten, werden in der textilen Vorbehandlung (engl. Pretreatment) alle Verunreinigungen entfernt. Bei Rohbaumwolle fallen hierunter beispielsweise natürliche Faserbegleitstoffe wie Wachse und Proteine, ebenso wie vegetabile Begleitstoffe, zuvor aufgebrachte Hilfsmittel und faserinhärente Nebenprodukte.

Weitere Ziele der Vorbehandlung sind unter anderem die Erhöhung der Farbstoff- und Hilfsmittel-Absorption, die Reduzierung von Textilspannungen, die Veränderung in der Kristallstruktur der Cellulose mittels Mercerisieren sowie die Erhöhung des Weißgrads mithilfe von Bleichen. Die Verfahrensschritte werden unterteilt in mechanische, thermische und wässrige Verfahren. Zum mechanischen Verfahren werden beispielsweise Bürsten bzw. Rauhen, Klopfen und Scheren eingesetzt. Die thermische Vorbehandlung umfasst die Thermofixierung und das Sengen. Zu den wässrigen Prozessen zählen unter anderem das Entschlichten, alkalische Abkochen, Bleichen und Mercerisieren.

Farbgebende Prozesse

Die farbgebenden Prozesse setzt sich aus dem Färben und den Textildruck zusammen. Bei ersterem kommen wässrige Farbstofflösungen, Chemikalien und Färbereihilfsmittel zum Einsatz. Grundlage für das Färben mit Farbstoffen bilden physikalische und chemische Gleichgewichtsprozesse. Hierauf können chemische Reaktionen anschließen, beispielsweise mithilfe von Reaktiv-, Metallkomplex- und Schwefelfarbstoffen. Der Färbevorgang erfolgt im Ausziehverfahren: kontinuierlich, semi-kontinuierlich oder diskontinuierlich.

Beim Textildruck wird eine Druckfarbe oder -tinte auf dem Textil aufgebracht und fixiert. Der Druckvorgang besteht aus verschiedenen Vorgängen, die von der Druck- und Farbvorbereitung über den eigentlichen Druck bis hin zur Fixierung und Nachbehandlung reichen. Es existieren unterschiedliche Druckverfahren. Die wichtigsten Verfahren sind der Siebdruck, der digitale Direktdruck, der Flock- und Flexdruck sowie der Thermosublimationsdruck und Transferdruck. Die Wahl des jeweiligen Druckverfahrens hängt von den Anforderungen des Anwenders ab.

Ausrüstung

Um das Textil mit einem bestimmten Charakter und einer besonderen Funktionalität auszustatten, kommt die Ausrüstung oder Appretur zum Einsatz. Diese lässt sich gliedern in mechanische, thermische und chemische Verfahren. Die mechanische Ausrüstung beinhaltet unter anderem abtragende Verfahren wie Rauhen, Scheren und Schmirgeln, ebenso wie das Pressen bzw. Kalandern, um dem Textil einen besonderen Glanz zu verleihen.

Das thermische Verfahren umfasst beispielsweise das Thermofixieren, die Fixierung der Rohware sowie das Zwischenfixieren und weitere thermische Behandlungen wie Dampfen, Dekatieren und Sanforisieren. Bei der chemischen Ausrüstung werden Textilhilfsmittel – häufig via Foulardieren bzw. Imprägnieren – aufgebracht, um funktionale Veredelungseffekte zu erzeugen, wie etwa Pflegeleichtigkeit, Antibakterialität oder Flammschutz.

Beschichtung

Beschichtungen bestehen aus einem textilen Substrat und einem Polymerfilm. Diese werden als Streichmasse oder Beschichtungspulver durch Rakeln, Spritzdruck- und Walzenschmelzverfahren auf das Textil aufgebracht. Eine Variante des Beschichtens ist das Laminieren. Hierbei handelt es sich um ein textiles Substrat, das mit einem Polymerfilm oder einer Membran verbunden wird. Darüber hinaus ist das Flammkaschieren von Schäumen weitverbreitet, bei dem thermoplastische Schäume über eine Gasbrennerleiste geführt werden. Hierdurch wird der Schaumstoff oberflächlich angeschmolzen und anschließend mittels Druck fest mit dem Textil verbunden.³

Abschließend wird das Textil einer Qualitätskontrolle (Warenschau) unterzogen, ehe es als Rohware eingeteilt wird.

Endprodukt-Herstellung

Bei der Herstellung textiler Endprodukte wie Bekleidung, Heim- oder technischer Textilien erfolgt in der Regel durch Konfektionstechniken. Bei Fertigerzeugnissen aus verschiedenen Teilen werden die vorliegenden Flächengebilde zugeschnitten und zusammengefügt, sei es durch Nähen, Schweißen oder Kleben. Dahingegen werden andere Fertigwaren lediglich auf eine bestimmte Größe zugeschnitten. Darüber hinaus existieren weitere Techniken wie Stanz- oder Schneidetechniken, die ebenfalls die Herstellung von Fertigwaren aus textilen Flächengebilde ermöglichen.

Textilverzierung

Die Textilverzierung dient der optischen Aufwertung der Textilien, beispielsweise via Sticken, oder die Applikation von Spitzen. Die Bestickung wird oftmals für das Branding von Bekleidung von Markenfirmen und Sportvereinen verwendet. In der Regel erfolgt die Bestickung digital auf Stickmaschinen. Umsetzbar sind in der Regel Grundstiche wie ein gerader Stick, Kreuzsticke oder Stichfüllungen. Letztere ermöglichen Konturen und Effekte, bei Bedarf mit mehrfarbigen Fäden. Bei Spitzen handelt es sich um dekorative Elemente, die durchbrochen sind. Das bedeutet, dass zwischen den Fäden musterartige Löcher in verschiedenen Größen entstehen. Spitzen bestehen aus Garn oder Garn und Stoff.