Die Feinheit von textilen Fasern (Spinnfasern, Filamenten) und anderen linienförmigen textilen Gebilden wie Garnen, Zwirnen, Kammzügen, Vorgarnen, Rovings und Bändern sowie Seilen stellt ein Maß für deren Dicke, Durchmesser oder Stärke dar. Je kleiner der Durchmesser eines solchen Gebildes ist, desto feiner ist es bzw. desto größer ist seine Feinheit. Da aber der Durchmesser der meisten dieser Gebilde wegen der Zusammendrückbarkeit und deren unregelmäßigen bzw. profilierten Querschnitten schwer bestimmbar ist, wurden für die textilen Feinheitsdefinitionen Beziehungen zwischen der leichter bestimmbaren Masse (Gewicht) und der Länge aufgestellt. Die Feinheit wird entweder als längenbezogene Masse (Gewichtsnummerierung) oder massebezogene Länge (Längennummerierung) angegeben.

Feinheitsbestimmung durch Dickenmessung

Für Fasern ist die Dicke ein wesentliches Kennzeichen der Fasergeometrie; dadurch werden die Verarbeitbarkeit der Fasern und die Eigenschaften daraus hergestellter linienförmiger und flächenförmiger textiler Gebilde (Vliesstoffe) unmittelbar beeinflusst. Wenn der Faserquerschnitt kreisförmig ist, wie bei Wolle oder Glasfasern, ist die Dicke durch den Durchmesser definiert. Bei abgeflachten Faserquerschnitten kann die Breite oder Seitenlänge bestimmt werden. Ab dem Wechsel vom 18. zum 19. Jahrhundert wurde eine Vielzahl von Verfahren zur Messung der Wollfeinheit entwickelt. Grund war die notwendige objektive Bewertung der Faserfeinheit bei der industriellen Verarbeitung. Unterschiedliche Feinheiten entlang der Fasern und zwischen diesen hat Einfluss auf die Spinneigenschaften und die Ausspinngrenzen. Sicherlich spielte die Preisbildung, die von der Faserfeinheit abhängig ist, eine weitere Rolle. Als Beispiele für solche Prüfverfahren können angeführt werden:

• Messung mit Mikroskop und Mikrometer (durch Daubenton 1779, Ploucquet 1785, Pilgram 1826)
• Messung mit Mikroskop und anderen Hilfsmitteln (durch Dollond 1811)
• Messung mit Tastern und Mikrometerschrauben (durch Voigtländer 1815, Köhler 1825, Grawert 1831)

Als zuverlässigstes Instrument Anfang bis Mitte des 19. Jahrhunderts galt der von Dollond konstruierte und 1811 erstmals beschriebene „Wollmesser“ (Eriometer). Er hatte an seinem zusammengesetzten Mikroskop eine Einrichtung, um zu erkennen, wie oft zehntausendstel Teile eines englischen Zolles den Durchmesser eines Wollhaares ausmachten. Das nach ihm benannte Maß „Grad Dollond“ entsprach mithin 2,54 µm. So wurde der Durchmesser des Fadens eines Spinnengewebes mit 1 Grad Dollond ermittelt, des Raupenseidenfadens mit 2–3 Grad, des Flaumhaares einer einheimischen Ziege mit 4–6 Grad und den des „allerfeinsten Wollhaares“ mit 4–5 Grad. Wie die Methode von Dollond waren auch andere Wollmesser kompliziert und wegen der notwendigen Messung von Einzelfasern zeitaufwendig und teuer.

Die Messung des Faserdurchmessers erfolgt meist mit Lanametern, wobei es sich meist um Projektionsmikroskope handelt, deren Grundprinzip von Doehner 1929 beschrieben wurde. In DIN 53 811 (Faserdurchmesser-Messung in Mikroprojektion der Längsansicht, Juli 1970) werden die Prüfbedingungen aufgeführt. An 0,4 bis 0,8 mm langen Faserstücken werden die Durchmesser von ca. 1000 Wollfaserabschnitten gemessen und der mittlere Faserdurchmesser ermittelt.

• Eine Weiterentwicklung hinsichtlich des Zeitaufwandes für die Messungen stellt eine von BSC Electronics (ofda,com) entwickelte Methode (Messgerät OFDA 100) der mikroskopischen Bildauswertung dar. In 20 Sekunden können damit 2000 Messwerte ermittelt werden. Der Nachfolger des OFDA 100 ist das OFDA 2000 und misst bis zu 24.000 Fasern pro Minute
• Eine weitere Methode ist das FDA-Gerät (Fiber Distribution Analyzer) von der CSIRO (Australian Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation). Mit einem Spezialmikrotom kurz geschnittene Faserabschnitte strömen in einer nicht quellenden Flüssigkeit in einer kapillaren Messkammer einzeln an einer optisch-elektronischen Messeinrichtung vorbei. Dabei wird der Faserdurchmesser ausgewertet und weitere statistische Auswertungen vorgenommen. Pro Sekunde können bis zu 50 Fasern vermessen werden.
• Mit einem speziellen Modul kann auch mit dem für die Faserlängenmessung entwickelten automatischen System AFIS der Faserdurchmesser ermittelt werden, wobei zur Faservereinzelung ein Luftstrom verwendet wird. Eingesetzt wird das Gerät für Baumwollfasern, wobei wegen der nicht runden Querschnittsform ein fiktiver Durchmesser angezeigt wird.

Die Durchmessermessungen mit den unterschiedlichsten Verfahren werden vor allem zur Klassifikation der Wollfaserqualitäten (Wollfeinheitsklassen) genutzt, wobei Durchschnittswerte ermittelt wurden und noch insbesondere in englischsprachigen Ländern in Mikron (engl. Micron, Kurzzeichen µ) angegeben sind. Diese Längeneinheit entspricht im Internationalen Einheitensystem (SI) unmittelbar dem Mikrometer (µm) und ist zu ersetzen. Diese Wollfeinheitsklassen sind zwischen den Ländern nicht einheitlich genormt. Ebenfalls zu beachten: aus züchterischer Sicht und im Wollhandel sind ebenfalls unterschiedliche Einteilungen üblich. Dazu gibt es umfangreiche Zusammenfassungen und Übersichten. Die für Kammzüge verarbeiteten Wollen werden meist nur noch grob in drei Wollfeinheitsklassen eingeteilt: Merinowollen (16,5–24 µm), Crossbred-Wollen (Kreuzzuchtwollen, 24–33 µm) und Cheviot-Wollen (gröber als 33 µm).

Für Fasern aus anorganischen Stoffen (Glas, Metall) und aus synthetischen Polymeren wird die Kennzeichnung der Faserfeinheit über den Faserdurchmesser oder die Querschnittsfläche vor allem für den Einsatz in technischen Anwendungsgebieten ermittelt. Häufig ist bei diesen Fasertypen der Querschnitt kreisförmig oder sonstig regelmäßig gestaltet. Damit können im Bereich der Verstärkungsfasern bei Kunststoffverbundwerkstoffen weiterführende Festigkeitsberechnungen und andere mechanische Berechnungen durchgeführt werden.

Garndickenmessungen werden für die Charakterisierung der Garnfeinheit kaum eingesetzt, da sich Garne zu leicht verformen lassen und damit keine objektive Messung möglich wird. Trotzdem wurden in der Vergangenheit solche Verfahren entwickelt. Bei einer direkten Messung des Garndurchmessers wird ein Faden um einen Objektträger gewickelt, wobei mittels einer Vorrichtung ein Breitquetschen verhindert wird, und anschließend wird mit einem Okularmikrometer an drei Stellen vermessen. Bei einem weiteren Verfahren werden Fäden nebeneinander auf einen Stab gelegt und unter definierter Spannung bis zu einer markierten Breite aufgewickelt. Die Breite wird durch die Anzahl der Windungen dividiert, um die Garndicke zu erhalten. Ein indirektes Verfahren ermittelt den Garndurchmesser über das Volumen. Mit opto-elektronischen und kapazitiven Verfahren kann eine kontinuierliche Überwachung der Ungleichmäßigkeit des Merkmals „Garndurchmesser“ über größere Garnlängen erfolgen. Mittels Wirbelstromsensoren werden innerhalb von Anlagen zur Garnherstellung mit kontinuierlicher Überwachung die Ungleichmäßigkeit der Dicken von Faserbändern überwacht, um über Regelkreise Einfluss auf die Steuerung von Streckwerken zu nehmen.

Feinheitsbestimmung durch Messung von Masse (Gewicht) und Länge – Nummerierungssysteme

Berechnungen

Aus den Zusammenhängen

• ${\displaystyle 1\,\mathrm {tex} =9\,\mathrm {den} }$
• ${\displaystyle \mathrm {tex} \cdot \mathrm {Nm} =1000}$
• ${\displaystyle 254\cdot \mathrm {Ne_{B}} \approx 150\cdot \mathrm {Nm} }$
• ${\displaystyle 254\cdot \mathrm {Ne_{L}} \approx 420\cdot \mathrm {Nm} }$

ergibt sich die folgende Tabelle.

		nach
		tex	den	Nm	NeB	NeL
v o n	tex	1	${\displaystyle \mathrm {den} ={\frac {1}{9}}\cdot \mathrm {tex} }$	${\displaystyle \mathrm {Nm} ={\frac {1000}{\mathrm {tex} }}}$	${\displaystyle \mathrm {Ne_{B}} ={\frac {590}{\mathrm {tex} }}}$	${\displaystyle \mathrm {Ne_{L}} ={\frac {1654}{\mathrm {tex} }}}$
	den	${\displaystyle \mathrm {tex} =9\cdot \mathrm {den} }$	1	${\displaystyle \mathrm {Nm} ={\frac {9000}{\mathrm {den} }}}$	${\displaystyle \mathrm {Ne_{B}} ={\frac {5315}{\mathrm {den} }}}$	${\displaystyle \mathrm {Ne_{L}} ={\frac {14882}{\mathrm {den} }}}$
	Nm	${\displaystyle \mathrm {tex} ={\frac {1000}{\mathrm {Nm} }}}$	${\displaystyle \mathrm {den} ={\frac {9000}{\mathrm {Nm} }}}$	1	${\displaystyle \mathrm {Ne_{B}} ={\frac {150}{254}}\cdot \mathrm {Nm} }$	${\displaystyle \mathrm {Ne_{L}} ={\frac {420}{254}}\mathrm {Nm} }$
	NeB	${\displaystyle \mathrm {tex} ={\frac {590}{\mathrm {Ne_{B}} }}}$	${\displaystyle \mathrm {den} ={\frac {5314}{\mathrm {Ne_{B}} }}}$	${\displaystyle \mathrm {Nm} ={\frac {254}{150}}\cdot \mathrm {Ne_{B}} }$	1	${\displaystyle \mathrm {Ne_{L}} ={\frac {14}{5}}\mathrm {Ne_{B}} }$
	NeL	${\displaystyle \mathrm {tex} ={\frac {1654}{\mathrm {Ne_{L}} }}}$	${\displaystyle \mathrm {den} ={\frac {14882}{\mathrm {Ne_{L}} }}}$	${\displaystyle \mathrm {Nm} ={\frac {254}{420}}\cdot \mathrm {Ne_{L}} }$	${\displaystyle \mathrm {Ne_{B}} ={\frac {5}{14}}\mathrm {Ne_{L}} }$	1

Ist die Dichte ρ des Fasermaterials bekannt, lässt sich aus der Feinheit der Einzelfaser (Masse m pro Länge L) der Durchmesser der Faser d bestimmen:

${\displaystyle d={\sqrt {{\frac {4}{\pi \rho }}\cdot \underbrace {\frac {m}{L}} _{\text{Garnfeinheit}}}}}$

Beispiel: Eine Polyesterfaser von 1 den hat die Masse m von 1 g bei einer Länge L von 9000 m. Die Dichte beträgt ρ=1400 kg/m³. Dann ergibt sich der Durchmesser d zu 10 µm. Diese Berechnung nimmt einen kreisförmigen Querschnitt der Faser an.

Sonstiges

Im Einzelhandel werden Anzugstoffe speziell ausgezeichnet, beispielsweise als Super 100, die aus besonders feinen und damit teuren Garnen mit Garnfeinheiten von Nm 100 gewebt wurden. Eine Feinstrumpfhose wird aus Garnen mit 20 den oder 22 dtex hergestellt, eine dickere Strumpfhose für den Winter aus Garnen mit 40 den oder 44 dtex.

Siehe auch

• Fadenstärke

Literatur

• Paul-August Koch, Günther Satlow: Großes Textil-Lexikon. Fachlexikon für das gesamte Textilwesen. Band L–Z, Dt. Verlags-Anstalt, Stuttgart 1966, S. 121–122 (Stichwort „Numerierung“)
• Ralf-Dieter Reumann (Hrsg.): Prüfverfahren in der Textil- und Bekleidungstechnik. Springer, 2000, ISBN 3-540-66147-6, ISBN 978-3-540-66147-4.
• Anton Schenek: Lexikon Garne und Zwirne: Eigenschaften und Herstellung textiler Fäden. Deutscher Fachverlag, Frankfurt am Main 2006, ISBN 978-3-87150-810-3.

Weblinks

• Zwirnlexikon

Einzelnachweise

1. ↑ Ralf-Dieter Reumann (Hrsg.): Prüfverfahren in der Textil- und Bekleidungstechnik. Springer, 2000, ISBN 3-540-66147-6, ISBN 978-3-540-66147-4, S. 157.
2. ↑ Paul Heermann, Alois Herzog: Mikroskopische und mechanisch-technische Textiluntersuchungen. Julius Springer, Berlin 1931, S. 285.
3. ↑ Joseph Löhner: Anleitung zur Schafzucht und Wollkunde für angehende Schafzüchter und Wirtschaftsbeamte. J. G. Calve’sche Buchhandlung, Prag 1835, S. 118–120.
4. ↑ Vgl. dazu: Ralf-Dieter Reumann (Hrsg.): Prüfverfahren in der Textil- und Bekleidungstechnik. Springer, 2000, ISBN 3-540-66147-6, ISBN 978-3-540-66147-4, S. 157–162.
5. ↑ Paul Heermann, Alois Herzog: Mikroskopische und mechanisch-technische Textiluntersuchungen. Julius Springer, Berlin 1931, S. 287–288.
6. ↑ Herbert Doehner, Horst Reumuth (Hrsg.): Wollkunde. Zweite, vollständig neugestaltete und erweiterte Auflage. Paul Paray, Berlin/Hamburg 1964, Abschnitt Wollfeinheitsklassierungen, S. 155–170.
7. ↑ Autorenkollektiv: Textile Faserstoffe. Zweite, verbesserte Auflage. VEB Fachbuchverlag, Leipzig 1967, S. 370–371.
8. ↑ Sächsische Landesanstalt für Landwirtschaft (Hrsg.): Leistungsprüfung und Zuchtwertschätzung in der Tierzucht. 2. Vollständig überarbeitete Auflage. Dresden 2005.
9. ↑ Handspinn-Forum, abgerufen am 26. September 2012.
10. ↑ Anton Schenek: Naturfaser-Lexikon. Deutscher Fachverlag, Frankfurt am Main 2001, ISBN 3-87150-638-9, S. 194.
11. ↑ Herbert Sommer, Friedrich Winkler (Hrsg.): Die Prüfung der Textilien. Springer-Verlag, Berlin/Heidelberg/Göttingen 1960, S. 353.
12. ↑ Ralf-Dieter Reumann (Hrsg.): Prüfverfahren in der Textil- und Bekleidungstechnik. Springer, 2000, ISBN 3-540-66147-6, ISBN 978-3-540-66147-4, S. 344–351.
13. ↑ Sensoren für Weg, Abstand und Position Abgerufen am 26. September 2012.
14. ↑ BGBl. I, Nr. 62 vom 30. Juni 1970, Ausführungsverordnung zum Gesetz über Einheiten im Messwesen § 7 (4), S. 983.
15. ↑ Ralf-Dieter Reumann (Hrsg.): Prüfverfahren in der Textil- und Bekleidungstechnik. Springer Verlag, 2000, ISBN 3-540-66147-6, ISBN 978-3-540-66147-4, S. 163, S. 251.
16. ↑ Autorenkollektiv: Textile Faserstoffe. Zweite, verbesserte Auflage. VEB Fachbuchverlag. Leipzig 1967. S. 486.
17. ↑ Paul Heermann, Alois Herzog: Mikroskopische und mechanisch-technische Textiluntersuchungen. Verlag von Julius Springer, Berlin 1931, S. 259.
18. ↑ Herbert Sommer, Friedrich Winkler (Hrsg.): Die Prüfung der Textilien. Springer-Verlag. Berlin/Heidelberg/Göttingen 1960, S. 359.
19. ↑ Richtlinie 80/181/EWG (PDF)
20. ↑ Einheitenverordnung.
21. ↑ Wolfgang Bobeth (Hrsg.): Textile Faserstoffe. Beschaffenheit und Eigenschaften. Springer-Verlag, Berlin/Heidelberg/New York 1993, ISBN 3-540-55697-4, S. 100.
22. ↑ DIN EN ISO 1973: Fasern; Bestimmung der Feinheit – Gravimetrisches Verfahren und Schwingungsverfahren; Ausgabe Dezember 1995
23. ↑ Ralf-Dieter Reumann (Hrsg.): Prüfverfahren in der Textil- und Bekleidungstechnik. Springer Verlag, 2000, ISBN 3-540-66147-6, ISBN 978-3-540-66147-4, S. 165.
24. ↑ Ralf-Dieter Reumann (Hrsg.): Prüfverfahren in der Textil- und Bekleidungstechnik. Springer Verlag, 2000, ISBN 3-540-66147-6, ISBN 978-3-540-66147-4, S. 166.
25. ↑ Ralf-Dieter Reumann (Hrsg.): Prüfverfahren in der Textil- und Bekleidungstechnik. Springer Verlag, 2000, ISBN 3-540-66147-6, ISBN 978-3-540-66147-4, S. 253–258.