DE1635091A1

DE1635091A1 - Maschine zur Behandlung von Fasern mit Fluessigkeiten

Info

Publication number: DE1635091A1
Application number: DE19661635091
Authority: DE
Inventors: Malcolm Chaikin; Alexander Samson; Nossar Mstislav Stephen
Original assignee: Unisearch Ltd
Current assignee: Unisearch Ltd
Priority date: 1965-12-06
Filing date: 1966-11-30
Publication date: 1972-07-27
Also published as: ES334740A1; FR1508409A; US3393537A; DE1635091B2; GB1112149A; CH453273A; DE1635091C3; BE690771A

Description

Anmelderin; Stuttgart_} den 28.ti,1966

Untsearch Limiced p 1523 S/kg

University of ϊΐ«ν/ B'uth Wales

B&rksr Struet

Kenslöigt^D; Nay Suuth Wales_;

Australien

Masehine sur Behandlung von Paserη mit Flüssigkeiten

Die vorliegende Erfindung besieht aleli auf die Behandlung van Woll~ und andex'en Fasern mit Flüssigkeiten, die in der Form eines odor nuahrerer Strahlen augeflihrt werden, und bei der ea vorteilhaft lot, wenn die Berührung zwischen der Flüssigkeit und der Paaerinengo schnell und mit einem

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Minimum an Facerbewegung vor sich gehtο Durch die Erfindung soll eine verbesserte Maschine geschaffen werden_; die mikroskopische Faserbtäwegungen verhindert und zugleich eine innige Berührung zwiacii&n der Flüssigkeit und den Fasern ermöglicht ο

Durch die Erfindung wird eine Maschine zur Behandlung von losen Fasern mit einer Flüssigkeit gescha£fen_f die ein Paar endloser_E pcröcer Förderbänder, die auf, einem Teil ihrer Länge in geringem Abstand parallel zueinander verlaufen, eine Vorrichtung zum Einführen loser Fasern in den Raum zwischen den Förderbändern, in dem die Fasern eine Schicht bilden, eine Vorrichtung zum Ausüben eines Druckes auf eines öder beide "der Förderbändery durch dan die Fasern in einem bestimmten Maß gleichmäßig zusammengepreßt werden und der mittels zweier Platten aus einem abriebfesten, reibungsarmen Material übertragen wird, die je mit einem der Förderbänder in Berührung stehen, eine Vorrichtung zum Zuführenmindestens eine« Flüssigkeitsstrahl e β auf die zusammengepreßte Faserschicht durch mindestens eine Öffnung in mindestens einer der Platten oder an einer dem Hand der Platten benachbarten Stelle und durch mindestens eines der Bänder hindurch, einen.

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Behälter mit BehandlungsflÜseigkeit, eine Pumpe zum Zuführen der Flüssigkeit zum Flüssigkeitβstrahl und Mittel zum Auffangen und Rückführen der Flüssigkeit" zum Behälter umfaßtο

Wenn es sich bei dem Behändlungamedium um nine Flüssigkeit handelt, können die Strahlen so angeordnet werden, daß βie entweder oberhalb oder unterhalb des Flüssigkeitsspiegels in dem Behälter zur Wirkung kommen«

Vorzugsweise nimmt eine der Platten in Bezug auf ein Gestell eine feste Lage ein und ist an dem Gestell zu einer Seite eines der Bänder befestigt. Die Platte ist perforiert und wird von einem Bett aus einem porösen Material getragen, um ein Entweichen der die Faserschicht durchdringenden Flüssigkeit zu ermöglichen. Der Druok auf die andere Platte, die zur anderen Seite des anderen Bandes angeordnet und gegen eine Bewegung in Laufrichtung des Bandes gesichert ist, wird mitteis Gewichten, Federn oder dergleichen ausgeübt« /·

Eine Maschine nach der vorliegenden Erfindung kann mit großem Vorteil zur Karbonisierung von entfetteter loser Wolle Verwendung finden, bei der es erforderlich ist,

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die pflanzlichen Bestandteile (burrs), die in solcher Volle vorhanden sind, mit einer Lösung von Schwefelsäure in solchem Maße zu imprägnieren, daß eine ausreichende Menge Säure von den pflanzlichen Bestandteilen absorbiert wird, um sie brüchig und zerreibbar zu machenj damit sie auf mechanische Weise von den Vollfasern getrennt werden können, bevor die in den Fasern verbliebene Säure neutralisiert wird.

Weitere Anwendung findet die erfindungsgemäße Maschine beim Entfetten, Vaschen, Färben und Neutralisieren loser Vollfasern, faseriger Gebilde und Faserbändern sowie bei jeder Behandlung von Wollfasern mit Flüssigkeitsstrahlen, bei denen «s erwünscht ist, die Faserbewegung auf ein Minimum zu reduzieren. Zur Erläuterung der Erfindung wird jedoch die !Carbonisierung von trockener, entfetteter loser

Volle behandelt, well in diesem Fall sowohl innere Faserkräfte als auch äußere mechanische Kräfte bestrebt sind, die Fasern zu einer Bewegung zu veranlassen»

In der heutigen textilverarbeitung ist dieses Verfahren allgemein als !Carbonisierung bekannt und wird so ausgeführt,

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daß man eine wässrige Lösung von Schwefelsäure, mit oder ohne einem Zusatz an einem synthetischen Detergent; auf lose Wolle einwirken läßtο Unter lose Wolle sind w'ollfasern zu verstehen, die allgemein eo angeordnet sind, daß einige von ihnen zueinander als parallel und andere von ihnen zueinander als nichtparallel betrachtet werden können. In den üblichen Vorrichtungen wird loee Wolle gewöhnlich dadurch mit Säure behandelt; indem man sie nacheinander durch (Tanks oder Wannen (bowls) führt, die die Säurelösung enthalten» Durch die Wannen wird die lose Wolle durch mechanische Mittel und die Reibungskräfte der Flüssigkeit hindurchbewegt und 1st im wesentlichen in der Flüssigkeit untergetaucht, ausgenommen zwischen den Wannen» wenn sie aus einer Wanne herausgehoben, durch Quetschwalzen geleitet und in die nächste Wanne eingeführt wird»

Wenn dieses Verfahren auoh eine wirksame Ansäuerung der pflanzlichen Bestandteile in einem solchen Maße bewirkt,

daß die pflanzlichen Bestandteile bei der, Weiterverarbeitung von den Wollfasern getrennt werden können, hat es drei wesentliche Nachteile, die bei der Säurebehandlung auftreten, nämlich 1) die Verflechtung der losen Wollfasern

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miteinander, 2) eine ungenügende Kontrolle Über die Dauer der Einwirkung der Säure auf die Wolle und die pflanzlichen Beetandteile und daher die Möglichkeit einee Verlustes an mechanischer Festigkeit infolge einer chemischen Beschädigung einzelner Wollfasern und 3) die Notwendigkeit} getrennte V/annen und kostspielige mechanische Transportaysteme für «jede Art oder Konzentration der Behandlungsflüssigkeiten zu verwenden, woraus sich ein gewisser fester Bedarf an Stellfläche für jede Verfahrensstufe ergibt· Dies führt noch zu einem weiteren Nachteil, weil die Zeit, die zum Durchlauf einer Stufe benötigt wird, nicht unter ein gewisses Minimum abgesenkt! werden kann, die durch die Länge der Stufe bestimmt wird.

Die ersten beiden Nachteile beeinträchtigen das Kardieren der.Wolle, das heißt die nächste Operation nach dem Karbonisieren und Neutralisieren, bei dem ^e lose karbonisierte Wolle entwirrt wird, um ein iaeerband zu bilden, in dem die einzelnen Pasern im we »entliehen parallel zueinander ausgerichtet sind« Bei des Entwirren der Fasern, die durch das Kardleren bewirkt wird, brechen

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Wollfasern in einem MaS, das dem Grad der Verflechtung und dem Verlust an mechanischer Festigkeit der karbonisierten Volle proportional ist«. Bei der Wollverarbeitung haben lange Fasern einen bedeutend höheren Wert als kürzere Pasern, von denen die meisten durch Faserbruch entstehen. Daher ist es höchst wünschenswert, daß während der Karbonisierung der losen Wolle die Verflechtung der Wollfasern auf ein Minimum reduziert wird und die Dauer der Säurebehandlung genau überwacht wird, damit die Verminderung der mechanischen Festigkeit der Wollfasern auf ein Minimum reduziert wird. Der dritte Nachteil führt zu einer wirtschaftlichen und technologischen Beschränkung hinsichtlich der Anzahl und der Art von Verfahrensschritten, die in ein gegebenes Verfahren tatsächlich eingeschaltet werden können, denn jede zusätzliche Art oder Konzentration der Behandlungsflüssigkeit, deren Verwendung in dem Verfahren wünschenswert sein könnte, erfordert eine getrennte Wanne, ein mechanisches Fördersystem und ein großes Volumen an Behandlungeflüssigkeit. Dies ist sowohl im Hinblick auf die Kosten der Ausrüstung als auch der Raumlrfordernisse sehr kostspielig» Weiterhin schließt die Tatsache, daß jede Flüssigkeitsstufe eine minimale Verweilzeit unter

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gegebenen Bedingungen erfordert; die Verwendung von Verfahrensstufen aus, die durch Au3laugungs-_S Diffusions- und andere zeitabhängige Erscheinungen nachteilig beein« flußt werden» so daß sie unwirksam oder nicht praktikabel sind,, sofern sie nicht so schnell wie möglich ausgeführt · werden« So kann beispielsweise der Überschuß einer konzentrierten Säurelösung, mit der die Pasern und die pflanz» liehen Bestandteile befeuchtet sind, nur dann durch einen Strahl einer Säurelösung mit geringerer Konzentration ausgewaschen werden, wenn dem Auswaschen unmittelbar eine Auequetschen naohfolgt, um die schwächere Lösung auszutreiben. Solch eine Operation ist in jeder Vorrichtung unausführbar, die eine wesentliche zeitliche Verzögerung zwischen der Zuführung des Strahles und dem Ausquetschen bedingt, denn es würde die in den pflanzlichen Bestandteilen und der Wolle enthaltene Säure durch Auslaugen durch die schwächere Lösung entfernt, bevor diese Lösung ausgequetscht wird. ₍

In ähnlicher Weise ist die Zugabe von oberfläohen-aktiven Mitteln zum Schutz der Wollfasern vor chemischer Beschädigung zu der Säureflüssigkeit häufig schwierig und unwirtschaftlich, well die Anwesenheit solcher oberflächenaktiven Mittel den Entzug von restlichem Fett von der

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karbonisierten Wolle während ihrer relativ langen Kontaktzeit mit der Säure in der Wanne förderte Dieses Pett verunreinigt große Mengen der Verfahrenschemikalien, die in der Wanne enthalten sind, und vermindert die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens» Bei einem schnellen Aufsprühen der Säurelösung in einem kurzen Abschnitt der Maschine j das unmittelbar von einem Ausquetschen gefolgt wird, würde ein in der Säurelösung enthaltendes oberflächenaktives Material in die Wolle eingebracht werden, ohne daß wie lange mit dem restlichen Wollfett in Berührung käme und dieses Fett emulgieren könnte. Sollte eine Verunreinigung mit Fett stattfinden, wUrde nur ein geringes Volumen der Säurelösung betroffen sein«

Während die ersten beiden oben genannten Nachteil·, nämlich dl· Verflechtung der Wollfaeern und dl· mangelhaft· Kon» trolle der Bauer der Säurebehandlung durch die Verwendung der Vorrichtung überwunden werden kann, geht dem Gegenstand dee älteren Patentes .<>« (Patentanmeldung*?! 49 VIIa/8a), überwunden werden kann, kann der dritte Nachteil, das heißt die Notwendigkeit, kostspielige und viel Platz beanspruchende Einrichtungen für jede chemische Stufe des Verfahrens anzuwenden, und die Unmöglichkeit, Verfahren

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su benutzen, die von der bedeutenden Verweilaeit in der Vorrichtung nachteilig beeinflußt werden» durch die Anwendung der erfindungsgemäöen Maschine vermieden werden, wenn sie zur Karbonisierung von Wolle eingesetzt wird ο In dieser Maechine wird lose Wolle im wesentlichen unter den gleichen Bedingungen gefördert und behandelt, wie sie duroh die Strahlbehandlung gegeben sind, die in dem oben genannten Patent beschrieben ist. Hinzu kommt der Vorteil, daß die Vorrichtung zur Ausführung jeder Verfahrens stufe keine eigene große Wanne oder eigenes Trommel-Fördersystem erfordert und daher wesentlich weniger Raum benötigt und für das zu behandelnde Produkt eine wesentlich geringere Verweilzeit in jeder Behandlungsstufe erfordert. Die Verweilzeit könnte fast auf Hull reduziert werden, so daß neue Verfahrensstufen möglich werden, wie das Ausspülen eines Säureüberschusses und das Spülen mit einer ein Betergent enthaltenen Lösung. Diese Verfahrensschritte können ausgeführt werden, ohne daß ein längerer Kontakt la. kostspieligen und voluminösen Vorriohtungen erforder^ioh ist, die solche neu· Yerfahrensechritte sowohl technologisch undurchführbar als auch wirtschaftlich ungerechtfertigt erscheinen lassen.

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Endlich ermöglicht die erfindungsgemäße Maschine die gleichzeitige Anwendung von vielen Arten und Konzentrationen von Behandlungaflüssigkeiten in verschiedenen Strahlvorrichtungen, die durch einen Satz von Quetschwalzen voneinander getrennt sind, ohne daß es erforderlich ist, für jede dar verschiedenen Behandlungsflüssigkeiten eine getrennte vfanne mit einem eigenen mechanischen Trommelförderer vorzusehen.

Weitere Einzelheiten und Ausgestaltungen der Erfindung

sind der folgenden Beschreibung zu entnehmen, in der die Erfindung anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele mäher beschrieben und erläutert wird» Sie Merkmale der Erfindung können bei solchen Ausführungsbeispielen einsein für sieh oder zu mehreren Anwendung finden» Es zeigen:

Fig. 1 in sohematiecher Barstellung eine einzelne Stufe

und

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Fig. 2 in schematischer Barstellung eine Maschine mit mehreren Stufen nach der Erfindung»

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Die In der folgenden Beschreibung behandelten Vorrichtungen können in einer Folge von Stufen eines kombinierten Wasch-t Carbonisierung-ι Spül-, Neutralisierungs- und Färbe-Zugee, der längs eines einzigen poräsen Förderbandes angeordnet ist, oder als beliebige Stuf© jedes der obengenannten Einseiverfahren angewendet werden.

Die Stufe nach Fig. 1 weist einen Tank 3 auf, der bis zur Höhe 1 mit einer Behändlungsflüssigkeit gefüllt istο Die Flüssigkeit wird von einer Pumpe 10 dem Tank entnommen und über die Düse J unter Druck auf eine Lage komprimierte Wolle gegeben, die zwischen zwei porösen, endlosen Förderbändern 4 und 5 angeordnet, in der Zeichnung aber nicht dargestellt 1stο

Das Förderband 4 wird von einer oberen Quetschwalze 2 angetrieben, die ihrerseits von einem Motor 2a angetrieben wird. Das obere Förderband 4 1st weiterhin um eine Loswalze 6 herumgeführt, so daß sich ein geschlossener Umlauf ergibt. Das untere Förderband·5 wird von einer Hauptwalze 1 angetrieben, die synchron zu den Quetschwalzen 2 läuft und von einem Motor 1a ange-

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trieben wird«, Die untere Quetschwalze 2_? die von einem Motor 2b angetrieben wird, ist unterhalb des unteren Förderbandes 5 angeordnet«

Mit Hilfe einer nicht dargestellten Vorrichtung wird lose Wolle auf das poröse untere Förderband 5 aufgehoben und von der Walze 6 zwischen die beiden porösen Förderbänder 4 und 5 eingezogen. Sie wird dann von einer Kraft W zusammengedrückt, die von Gewichten oder Federn ausgeübt wird und auf eine solche Größe eingestellt ist, daß die Fasern an einer Relativbewegung zueinander gehindert sind, während die als Strahl zugeführte Flüssig» keit einen freien Zugang zu allen Fasern hat. Die Kräfte werden auf eine erste Platte a ausgeübt, dl© mit ©inem Überzug mit einem Material versehen ist, öae eine geringe Reibung und eine hohe Abriebfestigkeit aufweist, beispielsweise mit PolytetrEfluoräthyl&ß oder derglelehen. Dem nach unten gerichteten Druck, der von der Fl%tte a ausgeübt wird, wir&tdas Maschinengestell ά ©stg©gam₉ das mit einem Gitter e versahen ist, öae aus siner L&g® eines groben Masehengewebae aus rostfreiem Stafel fe©st@lst und mit einer perforierten Platt® b &u& Folytetoafluorätbylen

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oder einem anderen Material geringer Reibung und hoher Abriebfestigkeit bedeckt let. Es können auch flatten aus einem geeigneten Material, die mit einem befestigten Überzug aus Polytetrafluorethylen versehen sind, oder, wenn die Behandlungsflüssigkeit gute Schmierungseigenschäften hat, Platten aus poliertem rostfreiem Stahl verwendet werden.

Die Perforationen in der Platte b und dem Gitter c sind vorgesehen, um das Abfließen der Strahlflüssigkeit zu unterstützen, nachdem sie die tfollsohicht durchdrungen hat. Die obere Platte a 1st mit Hilfe einer Zugstrebe 7, die einerseits an der Platte und andererseits an einer ortsfesten Konsole.8 gelenkig befestigt ist, daran ge« hindert, der Bewegung des Förderbandes A zu folgen« Die untere Platte b ist an den Maschinengestell d befestigt. In der Platte a 1st ein Schlitz 9 mit einer Breite vorgesehen, die erforderlich 1st, den Flüssigkeitsstrahl von der Düse J zu der Wolle gelangen z\i lessen. Die Düse J besteht vorzugsweise aue einer Größonanzahl von Einzeldüsen, die dicht bei dicht über die ganz* Breite des Sohlitzos 9 angeordnet sind. Die angesäuerte

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Wolle wird von dem Förderband 5 mit Hilfe eines Schlägers 11 entfernt, der von einem Motor 11a angetrieben wird. Ein Lappen oder Streifen 12 aus flexibles Gummi erstreckt sich quer über den Behälter unci liegt dicht am Umfang der unteren Quetschieolle 2 an. Auf diese Weise k&nn Ger die Flüssigkeit enthaltende Teil des Tankeβ in verschiedene Abteile unterteilt werden, dejren Inhalt voneinander isoliert 1st, eo daß eine größere Anzahl von Stufen in einem einzigen !Tank angeordnet werden kann. Sie in Fig. 2 rein schematisch dargestellte Maschine besteht aus drei Abschnitten A, B und C, von denen jeder im wesentlichen in der gleichen Weise aufgebaut ist wie die Vorrichtung nach Flg. 1o Der Abschnitt B weicht !jedoch insofern ab, als er zwei Düsensätze enthält. Es werden die gleichen Bezugszeichen, mit oder ohne Index, dazu benutzt, gleiche Teile und Einzelheiten der Konstruktion zu bezeichnen, und es wurden Einzelheiten wie sum Beispiel die Gewichte, Federn oder anderen Mittel zur Ausübung eines Druckes £uf»die Fasern zur Erhöhung der Übersichtlichkeit fortgelassen.

Fig. 2 veranschaulicht die Möglichkeit, die Wollfasern im Abschnitt A mit einem Flüssigkeitsstrom J/tzu behandeln,

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A.

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unmittelbar nachdem nie attischen einem Faar von Waisen, die längs von den Düsen angeordnet sind, ausgequetscht worden sind und bevor sie zwischen die obere und die untere Platte eintreten. In diesem Fall £«langt ^der Flüssigkeitsstrahl au den Fasern an einer Stelle, die dem Rand der Platten benachbart ist ο

Im Abschnitt B werden die Strahlen J2 und J3 unterhalb des Spiegels der Behandlungsflüssigkeit und von entgegengesetzten Seiten der Faserschicht zugeführt.

Im Abschnitt G wird der Strahl J4 der Faserschicht zugeführt, unmittelbar bevor sie zwischen einem Walzenpaar ausgequetscht wird, das rechts von der Düse angeordnet ist.

Fig. 2 veranschaulicht, wie eine Masohine nach der Erfindung zusammengestellt werden kann, damit eine Faserschicht einer Folge von Behandlungen mit Strahlen verschiedener Flüssigkeiten unterworfen werden kann.

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Die oben behandelten Auefuhrungsformen der Erfindung wurden nur ale Beispiele auegewählt, die ein Verständnis der Erfindung erleichtern wollen, ohne äaß die Erfindung hierauf beschränkt sein soll.

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Claims

Patentansprüche

/ 1)!Maschine zur Behandlung von loaen Pasern mit einer Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Paar endloser, poröser Förderbänder (4 und 5), die auf einem Teil ihrer Länge in geringem Abstand parallel zueinander verlaufen, eine Vorrichtung zum Einführen loser Fasern in den Raum zwischen den·Förderbändern, in dem die Fasern eine Sohicht bilden, eine Vorrichtung zum Ausüben eines Druckes (W) auf eines oder beide der Förderbänder, durch die die Fasern in einem bestimmten MaS gleichmäßig zusammengepreßt werden und der mittele zweier Platten (a und b).aus einem abriebfesten, reibungaarmen Material übertragen wird, die je ml* einem der Förderbänder in Berührung stehen, eine Vorrichtung (J) zum Zuführen mindestens eines. FJLüsaigkeitjffatrahles auf die zusammengepreßte Faserachioht durch mindestens eine Öffnung (9) ia mindestens einer der Platten (a)'oder an einer dem Rand der Platten benachbarten Stelle und durch mindesten«"eines der Bänder hinduroh, einen Behälter (3) riit Behandlungeflüssigkeit, eine Pumpe (10) zum Zuführen der Flüssigkeit zum Flüssigkeitsstrahl und Mittel zum Auffangen und Rückführen der Flüssigkeit zum Behälter umfaßte
2) Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet j daß eine der Platten (b) in Bezug auf ein Geateil («; eine feste lage einnimmt und an dem ^s= stell au einer Seite eines der Bänder (5) befestigt ist, daß die Platte perforiert ist und von einem Bett (c) aus einem porösen Material getragen wird, uia ein Entweichen der die Faserschicht durchdringenden Flüssig» keit zu ermöglichen, daß der Druck (W) auf die andere Platte mittels Gewichten, Federn oder dergleichen ausgeübt wird und diese Platte zur anderen Seite des anderen Bandes (4) angeordnet und gegen eine Bewegung in Laufrichtung des Bandes gesichert ist.
3) Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, .daß die Vorrichtung (J2 und J3) zum Zuführen eines Flüssigkeitestrahles und die Platten im Behälter für die Behandlungsflüssigkeit unterhalb des Flüssigkeitsspiegel angeordnet sind (Station B)ο
4) Maschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Behälter unterhalb des Flüssigkeitsspiegel zwei Plattenpaare im Abstand, längs der Bahn der Förderbänder angeordnet und jedem Plattenpaar eine Vor-

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richtung (JH und J3) ausi Zuführen eines JTlüsaigfceita« Strahles derart zugeordnet ist, daß cia JTlüsaigkeitssp strahlen in die FaBerecliicht von entgegengesetzten Seiten eindringen.
5) Maschine nacb einem der verhergehenden Ana^rüche, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar nach der Vorrichtung (J) zum Zuführen eiiuis Flüssigkeitsstrahles ein Paar Quetschwalzen (2) angeordnet ist.
6) Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der die Flüssigkeit enthaltende Abschnitt des Behälters (3) mit Hilfe eines Lappens (12) aus einem für die Flüssigkeit undurchdringbaren, flexiblen Material in mehrere Kammern unterteilt 1st, der sich quer durch den Behälter erstreckt und an der Oberfläche einer im Behälter angeordneten Quetschwalze (2) dicht anliegt.
7) Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dab eine Mehrzahl von

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Eineelmaaohinen (A₉ B und C) hintereinander angeordnet und Mittel zum Transport der Faser« aohiobt von einer Maschine zur anderen vorgesehen Bind» so daß die Faserschicht nacheinander mehreren Behandlungen unterworfen werden kann,=

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