DE2147078A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Spinnen von Fäden - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Spinnen von FädenInfo
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Description
PATENTANWÄLTE ? 1 Λ 7 fl 7
DR.-ING. VON KREfSLER DR.-ING. SCHÖNWALD l ' ^ ' U
DR.-ING. TH. MEYER. DR. FUES DIPL.-CHEM. ALEK VON KREISLER
DipJ.-Ing. Se] ting
KÖLN 1, DEICHMANNHAUS
Köln, den 17.9·1971 Ke /Ax
Verfahren und Vorrichtung zum Spinnen von Fäden
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Spinnen von Fäden, die aus einer Lösung in Kupferoxyd-Ammoniak regeneriert
werden, wobei die Lösung durch die Bohrungen einer Spinndüse ausgepresst wird und die Fäden durch einen senkrechten
Trichter in Berührung mit einer von oben nach unten fliessenden Koagulierungsflüssigkeit geführt werden, worauf die
koagulierten Fäden aus dem Trichter austreten und in einem sauren Bad vollständig regeneriert werden.
Ein solches Verfahren ist an sich bekannt. Bei den bekannten Verfahren findet die Koagulierung der Fäden im Koagulierungstrichter
allmählich und ununterbrochen über die gesamte Länge des Trichters von dem Augenblick an, in dem
sie mit dem von oben nach unten fließenden Strom der Koagulierungsflüssigkeit in Berührung kommen, d.h. unmittelbar
unter der Spinndüse, bis zu dem Augenblick statt, in dem sie den Trichter verlassen. Während der Koagulierungsvorgang
vonstatten geht, wird auch die Spannung der Fäden allmählich unter der Zugwirkung des von oben nach unten
fließenden Stroms der Koagulierungsflüssigkeit erhöht, und da die Fäden sich im plastischen Zustand befinden, findet
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gleichzeitig eine Reckung der Fäden statt, die zu einer allmählichen Verringerung des Durchmessers längs des Trich
ters führt ο
Die Vorrichtung zur Durchführung des bekannten Verfahrens besteht im allgemeinen aus einem senkrechten zylindrischen
Körper. Auf dem oberen Ende des Zylinders ruht ein Spinndüsenhalter, der eine Spinndüse mit den Bohrungen trägt.
Von dem mit einem Flansch verschlossenen unteren Ende des Zylinders ragt der Endteil eines kegelstumpfförmigen
Spinntrichters heraus, der im zylindrischen Körper angeordnet ist, und dessen Ende mit der größeren Querschnittsfläche
sich etwas unter der Spinndüse befindet. Im unteren Teil des zylindrischen Körpers ist eine Eintrittsleitung
für die Koagulierungsflüssigkeit vorgesehen.
Das bekannte Verfahren hat den Nachteil, daß die Spinngeschwindigkeit der Fäden in der Regel auf etwa 60 bis 70 m/
Minute begrenzt ist, da bei höherer Geschwindigkeit die wesentlichen physikalischen Eigenschaften der Fäden, z.B*
die Reißfestigkeit und die Bruchdehnung, sich schnell verschlechtern. Es wird angenommen, daß dieser Fachteil in - '
direktem Zusammenhang mit dem oben erwähnten Vorgang der i£
ununterbrochenen und allmählichen Koagulierung der Fäden I '-steht.
:
■.·,.-,V-:
Gegenstand der Erfindung ist das Spinnen von Faden- die
aus einer Kupferoxyd-Ammoniak-Celluloselösung regeneriert worden sind, nach einem Verfahren, das es ermöglicht, die
bisher erreichbare Spinngeschwindigkeit wenigstens zu verdoppeln.
Das Verfahren gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß man die frisch gesponnenen Fäden durch eine erste
Zone beginnender Koagulierung führt, in der sie mit einem von oben nach unten fließenden Strom einer Koagulierungsflüssigkeit
in Berührung kommen, deren Strömungsgeschwindigkeit so eingestellt ist, daß absolut keine Spannung
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auf die Fäden ausgeübt wird, so daß sie im wesentlichen den gleichen Durchmesser "behalten, den sie beim Austritt
aus der Spinndüse haben, die Fäden dann durch eine zweite, aus einem freien Raum bestehende Zone führt, den die Fäden
zusammen mit der Koagulierungsflüssigkeit im freien Fall durchlaufen, so daß sie unter eine erhebliche Spannung
gebracht werden, wobei ihr Durchmesser unter der Zugwirkung der Flüssigkeitsfüllung allmählich geringer wird, und
schließlich die Fäden durch eine dritte Zone führt, in der sie mit einem neuen von oben nach unten fließenden Strom
der Koagulierungsflüssigkeit in Berührung kommen,' deren Strömungsgeschwindigkeit so eingestellt ist, daß die Koagulierung
der Fäden vollendet wird, während ihre Spannung bis zu dem Wert erhöht wird, der für die endgültige Verstreckung
der Fäden gewünscht wird, worauf die Fäden aus dem Trichter austreten und in einem sauren Bad regeneriert
werden.
Die Strömungsgeschwindigkeit der Koagulierungsflüssigkeit, z.B. Wasser, wird in der ersten Zone in Abhängigkeit von
der gewünschten Garnnummer und der Zahl der Fäden eingestellt, jedoch muß sie auf jeden Fall so gewählt werden,
daß die Spannung der Fäden absolut Null isto Dies läßt
sich leicht erreichen, indem man die Strömungsgeschwindigkeit der Koagulierungsflüssigkeit auf sehr niedrige Werte
senkt und den Weg der Fäden zusammen mit dem Weg des Stroms der Koagulierungsflüssigkeit in geeigneter Weise
wählt. Wenn keine Spannung, die bekanntlich darauf zurückzuführen ist, daß die nach unten strömende Koagulierungsflüssigkeit
die Fäden mit nach unten zieht, auf die Fäden ausgeübt wird, tritt in der gesamten ersten Zone keine
Spannung der Fäden auf, so daß der Durchmesser der Fäden (oder, wenn ihre Querschnittsform nicht rund ist, die
Größe ihrer Querschnittsfläche) fast der gleiche bleibt wie beim Austritt aus der Spinndüse. Die niedrige Strömungsgeschwindigkeit
der Koagulierungsflüssigkeit hat die weitere Folge, daß die Fäden mit Kupferammoniakflüssigkeit
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angereichert bleiben, so daß der Vorgang der Koagulierung der Fäden nicht über die Anfangsphase hinausgeht, da kein
wirksamer Austausch zwischen der Koagulierungsflüssigkeit
und der Kupferammoniaklösung der Cellulose stattfinden kann ο
Die erste Zone ist somit eine Zone beginnender Koagulierung im vollständig spannungslosen Zustand und stellt eines der
Unterscheidungsmerkmale der Erfindung gegenüber dem Stand der Technik dar.
In der zweiten Zone findet dagegen eine teilweise Verstreckung der Fäden statte Diese Verstreckung ist, wie
bereits erwähnt, darauf zurückzuführen, daß die Beschleunigung der Koagulierungsflüssigkeit, die das Fadenbündel
umgibt, verstreckend auf die Fäden wirkt. Eine solche Beschleunigung entsteht im Endteil der ersten Zone durch
eine entsprechende Verengung des nach unten fließenden Stroms der Koagulierungsflüssigkeit mit anschließendem
Austritt in einen Freifallraum in der zweiten Zone. Es ist zu bemerken, daß auch in der zweiten Zone die Koagulierung
der Fäden nur in einem geringen Ausmaß stattfindet, da der Austausch zwischen der Koagulierungsflüssigkeit, z.B.
Wasser, und den Bestandteilen der Kupferoxydammoniaklösung noch auf einen geringen Grad begrenzt ist. In der zweiten
Zone findet somit eine Verstreckung der Fäden statt, während der Koagulierungsvorgang im wesentlichen in seiner
Anfangsphase bleibt. Dies ist ein weiteres Unterscheidungsmerkmal des Verfahrens gemäß der Erfindung gegenüber den
bekannten Verfahren«
In der dritten Zone, in der die Fäden mit einem frischen, von oben nach unten fließenden Strom der Koagulierungsflüssigkeit
in Berührung kommen, wird der Koagulierungsvorgang vollendet. Zu diesem Zweck wird die Strömungsgeschwindigkeit
so eingestellt, daß dieses Ergebnis erreicht wird» Im allgemeinen muß hierzu die Strömungsgeschwindigkeit
wenigstens das Doppelte der Strömungsge-
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schwindigkeit durbh die erste Zone betragen, und der Weg
der Fäden und der Koagulierungsflüssigkeit durch diese Zone wird entsprechend gewählt«
Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung umfaßt einen senkrechten zylindrischen Körper
mit einem auf dem oberen Ende ruhenden Halter für eine Spinndüse, einer im Halter angeordneten Spinndüse mit
Bohrungen und einem Verschlußflansch vom unteren Ende des Zylinders, aus dem der Endteil eines kegeistumpfförmigen
Spinntrichters ragt, der innerhalb des zylindrischen Körpers angeordnet ist» Die Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet,
daß der zylindrische Körper innen durch eine senkrecht zur Achse des zylindrischen Körpers angeordnete
Planschverbindung in zwei Abschnitte geteilt ist, wobei im oberen Abschnitt ein erster kegelstumpfförmiger Spinntrichter
angeordnet ist, dessen unterer Teil durch die Flanschverbindung in den unteren Abschnitt des zylindrischen
Körpers ragt, in dem ein zweiter kegelstumpfförmiger Spinntrichter koaxial zum ersten Spinntrichter mit Abstand
zu diesem angeordnet ist, wobei der untere Teil des zweiten Trichters aus dem unteren Ende des zylindrischen Körpers
nach außen ragt und getrennte Zuführungsleitungen für die einzelnen Koagulierungsflüssigkeitsströme für jeden Abschnitt
des zylindrischen Körpers vorgesehen sind.
Für die Zwecke der Erfindung hat der Spinntrichter im oberen Abschnitt des zylindrischen Körpers vorteilhaft die 1,5-bi3
2,5-fache Länge des Spinntrichters im unteren Abschnitt des zylindrischen Körpers.
Der größere Durchmesser, d.h. der Durchmesser am oberen Ende des Spinntrichters im unteren Abschnitt des zylindrischen
Körpers hat vorteilhaft die 1,2- bis 2,5-fache Größe des größeren Durchmessers des Spinntrichters im
oberen Abschnitt des zylindrischen Körpers.
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Der Abstand zwischen dem unteren Ende des Spinntrichters im oberen Abschnitt des zylindrischen Körpers und dem
oberen Ende des Spinntrichters im unteren Abschnitt des zylindrischen Körpers, d.lro der freie Raum der zweiten
Zone beim Verfahren gemäß der Erfindung, entspricht vorteilhaft der 0,2-bis 1,5-fachen Länge des Spinntrichters
im unteren Abschnitt des zylindrischen Körpers.
Zum besseren Verständnis wird die Erfindung nachstehend in Verbindung mit den Abbildungen beschrieben«
Fig.1 zeigt einen Längsschnitt durch die Vorrichtung gemäß ψ der Erfindung, während Fig.2 eine Seitenansicht dieser
Vorrichtung zeigte
In Fig.1 bezeichnet die Bezugsziffer 1 den zylindrischen Körper, der vorzugsweise aus einem durchsichtigen Werkstoff
hergestellt ist. Die aus den beiden Flanschen 2 und 21
bestehende Verbindung unterteilt den zylindrischen Körper in zwei Abschnitte, den oberen und unteren Abschnitt. Auf
dem oberen Ende des zylindrischen Körpers 1 ruht der Spinndüsenhalter 3, in dessen Kammer 4 die (nicht dargestellte)
Spinndüse angeordnet ist. Das untere Ende des zylindrischen Körpers wird durch den Flansch 5 und den
Gegenflansch 51 verschlossen. Im oberen Abschnitt des
* zylindrischen Körpers 1 ist der ebenfalls aus einem durchsichtigen
Werkstoff hergestellte Spinntrichter 6 angeordnet, der durch die aus Metall bestehende Ringspirale 7
und die Dichtung 8 in seiner Lage gehalten wird. Das untere Ende des Spinntrichters 6 ragt, wie die Abbildung zeigt,
in den unteren Teil des zylindrischen Körpers 1.
Im unteren Abschnitt des zylindrischen Körpers 1 ist der
ebenfalls aus durchsichtigem Werkstoff hergestellte Spinntrichter 9 angeordnet, der durch die Dichtung 10 in seiner
Lage gehalten wird. Der Endteil des Spinntrichters 10 ragt aus dem unteren Ende des zylindrischen Körpers 1 nach außen.
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Die Koagulierungsflüssigkeit wird durch die Leitung 11 in den oberen Abschnitt des zylindrischen Körpers 1 eingeführt.
Ein weiterer Strom der Koagulierungsflüssigkeit tritt durch die Leitung 12 in den unteren Abschnitt des
zylindrischen Körpers 1 ein.
den Plansch 2 wird durch einen Kanal 15 eine Verbindung
zwischen dem unteren Abschnitt des zylindrischen Körpers 1 nach außen hergestellt. Dieser Kanal hat die
folgende Aufgabe: Vor dem Beginn des Spinnens werden die einzelnen Ströme der Koagulierungsflüssigkeit in die
Leitungen 12 und 11 eingeführt, wobei das Ende des Spinntrichters 9 vorübergehend beispielsweise mit einem Stopfen
verschlossen ist. Nachdem die Koagulierungsflüssigkeit den unteren Abschnitt des zylindrischen Körpers 1 vollständig
gefüllt hat, wird der Kanal 13 beispielsweise mit einem Stopfen verschlossen. Inzwischen ist auch der obere
Abschnitt des zylindrischen Körpers 1 mit Koagulierungsflüssigkeit gefüllt worden". (Die Luft läßt man durch Anheben
des Flansches 3 austreten.) In dieser Phase werden das Ende des Spinntrichters 9 und der Kanal 13 geöffnet, wobei
gleichzeitig mit dem Spinnen der Fäden begonnen wird« Der Stand der Koagulierungsflüssigkeit im unteren Teil des
zylindrischen Körpers 1 beginnt zu sinken. Wenn er einen Punkt erreicht, der um wenige Zentimeter über dem Stand
liegt, der dem oberen Ende des Spinntrichters 9 entspricht, wird der Kanal 13 erneut verschlossen, so daß der Stand
der Flüssigkeit ständig in dieser Höhe bleibt.
Die verschiedenen Teile der Vorrichtung werden mit Hilfe der Dichtungen 14, 15, 16, 17 und 18 zusammengesetzt.
Fig.2 veranschaulicht, wie die beiden Abschnitte des zylindrischen
Körpers 1 sowie der Halter 3 und die Flansche 2, 2' und 5, 5' zusammengebaut werden. Zur Vereinfachung der
Darstellung wird das Innere des zylindrischen Körpers 1 nicht gezeigt.
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Der obere Abschnitt des zylindrischen Körpers 1 ist mit dem unteren Abschnitt durch die Plansche 2 und 2' verbunden.
Die Verbindungsstangen 19, 20 und 21, die einen Winkelabstand von 120° zueinander haben, halten zusammen mit den
Muttern 22, 23, 24, 25 und 26 (die restliche Mutter ist nicht sichtbar) den Düsenhalter 3 mit dem oberen Abschnitt
des zylindrischen Körpers 1 in Verbindung. Der obere Abschnitt ist in dieser Weise gleichzeitig mit dem unteren
Abschnitt verbundene Der untere Abschnitt ist mit Hilfe der Vert)indungsstangen 27, 28 und 29 und der Muttern 30,
31, 32, 33, 34 und 35 nicht nur mit dem oberen Abschnitt, sondern auch mit dem Flansch und dem Gegenflansch 51 verbunden»
Es ist ohne weiteres ersichtlich, daß durch eine solche Anordnung der zylindrische Körper 1, der Düsenhalter
3, die Plansche 2 und 2', die Plansche 5 und 5' sowie die
Spinntrichter 6 und 9 für die notwendigen Reinigungen leicht auseinandergenommen und.wieder zusammengesetzt werden
können.
Die Erfindung wird durch das folgende Beispiel weiter erläutert.
Eine Kupferoxyd-Ammoniak-Celluloselösung wird mit einer
erfindungsgemäßen Vorrichtung versponnen, die die folgenden Abmessungen hat:
Oberer Spinntrichter: großer Durchmesser 30 mm, kleiner Durchmesser 6 mm, Länge 300 mm.
Unterer Spinntrichter: Großer Durchmesser 38 mm, kleiner
Durchmesser 6 mm, Länge 180 mm.
Abstand zwischen dem· oberen und dem unteren Spinntrichter:
200 mm.
Die Zahl der Monofilamente, die der Zahl der Bohrungen der
Spinndüse entspricht, beträgt 45. Die endgültige Garnnummer beträgt 67 dtex. Das Garn wird mit einer Geschwindigkeit
von 123 m/Minute auf der Spule aufgenommen. Als
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Koagulierungsflüssigkeit dient Wasser mit einer Temperatur
von 480C. Die Strömungsgeschwindigkeit des Wassers im oberen Spinntrichter wird auf 100 ml/Minute und die Strömungsgeschwindigkeit
im unteren Spinntrichter auf 500 ml/ Minute eingestellte
Beim Austritt aus der Spinnvorrichtung und vor dem Aufwickeln auf eine Spule in Form eines Bündels werden die
Fäden durch ein Schwefelsäure enthaltendes Bad vollständig regeneriert.
Ein auf diese Weise hergestelltes Garnbündel wird nach dem anschließenden Waschen, Finish, Trocknen und Konditionieren
auf die hauptsächlichen physikalischen und textlien Eigenschaften mit Hilfe der notwendigen Garnproben geprüft.
Die folgenden Ergebnisse v/erden erhalten:
Reißfestigkeit 1,75 g/dtex
Bruchdehnung 22$
Dies sind im Vergleich mit Garnen, die nach dem bekannten Verfahren hergestellt werden, durchaus annehmbare Werte„
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Claims (5)
- 2U7078- ίο -Patentansprüche\)) Verfahren zum Spinnen von Fäden, die aus einer Kupferoxyd-Ammoniak-Celluloselösung regeneriert worden sind, wobei die Lösung durch die Bohrungen einer Spinndüse ausgepresst und die ausgepressten Fäden längs eines senkrechten Spinntrichters geführt werden, in dem sie mit einem von oben nach unten fließenden Strom einer Koagulierungsflüssigkeit in Berührung kommen und die hierbei koagulierten Fäden anschließend beim Austritt aus dem Trichter in einem sauren Bad regeneriert werden, dadurch gekennzeichnet, daß man die frisch gesponnenen Fäden durch eine erste Zone beginnender Koagulierung führt, in der sie mit einem von oben nach unten fließenden Strom einer Koagulierungsflüssigkeit in Berührung kommen, dessen Strömungsgeschwindigkeit so eingestellt ist, daß absolut keine Spannung auf die Fäden ausgeübt wird, so daß sie im wesentlichen den gleichen Durchmesser behalten, den sie beim Austritt aus der Spinndüse haben, die Fäden dann durch eine zweite, aus einem freien Raum bestehende Zone führt, den die Fäden zusammen mit der Koagulierungsflüssigkeit im freien Fall durchlaufen, so daß sie unter eine erhebliche Spannung gebracht werden, wobei ihr Durchmesser unter der Zugwirkung der Flüssigkeitsfüllung allmählich geringer wird, und schließlich die Fäden durch eine dritte Zone führt, in der sie mit einem neuen von oben nach unten fließenden Strom der Koagulierungsflüssigkeit in Berührung kommen, dessen Strömungsgeschwindigkeit so eingestellt ist, daß die Koagulierung der Fäden vollendet wird, während ihre Spannung bis zu einem Wert erhöht wird, der für die endgültige Verstreckung der Fäden gewünscht wird, worauf die Fäden aus dem Trichter austreten und in einem sauren Bad regeneriert werden«
- 2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der von oben nach unten fließende Strom der Koagulierungsflüssigkeit in der dritten Zone wenigstens die209813/1630doppelte Strömungsgeschwindigkeit des in der ersten Zone von oben nach unten fließenden Stroms der Koagulierungsflüssigkeit hat.
- 3) Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einem senkrechten zylindrischen Körper, einem auf dem oberen Ende des zylindrischen Körpers ruhenden Spinndüsenhalter, in dem eine Spinndüse mit Bohrungen angeordnet ist, und einem im zylindrischen Körper angeordneten kegelstumpfförmigen Spinntrichter, dessen Endteil durch das mit einem Flansch verschlossene untere Ende des zylindrischen Körpers ragt, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Körper (1) im Innern durch eine senkrecht zur Achse des zylindrischen Körpers angeordnete Planschverbindung 2, 2' in zwei Abschnitte unterteilt ist, wobei im oberen Abschnitt ein erster kegelstumpfförmiger Spinntrichter (6) angeordnet ist, dessen unterer Teil durch die Flanschverbindung^, 21) in den unteren Abschnitt des zylindrischen Körpers (1) ragt, in dem ein zweiter kegelstumpfförmiger Spinntrichter koaxial zum ersten Spinntrichter mit Abstand zu diesem angeordnet ist, wobei der untere Teil des zweiten Spinntrichters (9)aus dem unteren Ende des zylindrischen Körpers (1) nach außen ragt und gesonderte Zuführungsleitungen (11, 12) für die Einführung der jeweiligen Ströme der Koagulierungsflüssigkeit in die beiden Abschnitte des zylindrischen Körpers (1) vorgesehen sind«
- 4) Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Spinntrichter (6) im oberen Abschnitt des zylindrischen Körpers die 1,5- bis 2,5-fache Länge des Spinntrichters (9) im unteren Abschnitt des zylindrischen Körpers (1) hat und der größere Durchmesser des Spinntrichters (9) im unteren Abschnitt des zylindrischen Körpers (1) das 1,2- bis 2,5-fache des größeren Durchmessers des Trichters (6) im oberen Abschnitt des zylindrischen Körpers (1) beträgt«,20981 3/ 1 6302U7078
- 5) Vorrichtung nach Anspruch 3 und 4» dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen dem unteren Ende des Spinntrichters (6) im oberen Abschnitt des zylindrischen Körpers (1) und dem oberen Ende des Spinntrichters (9) im unteren Abschnitt des zylindrischen Körpers (1) der 0,2- bis 1,5-fachen Länge des Spinntrichters (9) im unteren Abschnitt des zylindrischen Körpers (1) entspricht,,209813/1630
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ID=11228961
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| US5254303A (en) * | 1990-02-16 | 1993-10-19 | Akzo N.V. | Method and device for manufacturing molded bodies |
| DE19515136A1 (de) * | 1995-04-25 | 1996-10-31 | Thueringisches Inst Textil | Spinntrichter |
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1971
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- 1971-09-22 JP JP46074162A patent/JPS5123606B1/ja active Pending
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| DE19515136A1 (de) * | 1995-04-25 | 1996-10-31 | Thueringisches Inst Textil | Spinntrichter |
| DE19515136C2 (de) * | 1995-04-25 | 1999-12-16 | Ostthueringische Materialpruef | Spinntrichter |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US3798297A (en) | 1974-03-19 |
| DE2147078B2 (de) | 1976-09-09 |
| JPS5123606B1 (de) | 1976-07-17 |
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