DE2850525A1

DE2850525A1 - Verfahren und vorrichtung zum auftragen einer fluessigkeit auf garne

Info

Publication number: DE2850525A1
Application number: DE19782850525
Authority: DE
Inventors: Ian Bruce Angliss
Original assignee: Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization CSIRO
Current assignee: Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization CSIRO
Priority date: 1977-11-25
Filing date: 1978-11-22
Publication date: 1979-05-31
Also published as: NL7811590A; FR2409798B1; GB2008445A; SU876064A3; FR2409798A1; AU4174078A; IT7830218A0; AU518025B2; JPS6153460B2; BE872287A; IT1101454B; GB2008445B; US4208891A; NZ188917A; PL211230A1; JPS54106680A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Auftragen von Flüssigkeiten auf sich bewegende Garne.

Beim Auftragen von Flüssigkeiten wie z.B. Farbstoffe oder dergl. auf Garne ist es üblich, das Garn als sich bewegende Endlosfaser zu behandeln, eher als daß eine Behandlung des gesamten Garnkörpers erfolgt, um so eine einheitliche Verteilung der Flüssigkeit zu erleichtern. Es sind bisher mehrere Vorrichtungen zum Auftragen von Flüssigkeiten auf ein sich kontinuierlich bewegendes Garn beschrieben worden, jedoch weisen jede dieser Vorrichtungen Probleme auf, wenn sie mit hoher Geschwindigkeit betrieben werden, z.B. wenn die Garngeschwindigkeiten etwa loo m/min überschreiten, was eine normale Aufwickelgeschwindigkeit für Textilgarne darstellt.

Bei einem Verfahren des Standes der Technik wird das Garn durch ein Flüssigkeitsbad geführt, und die überschüssige Flüssigkeit wird dadurch beseitigt, daß man das Garn zwischen sog. Klemmrollen abquetscht. Das Verfahren arbeitet ziemlich zufriedenstellend bei niedrigen Geschwindigkeiten, jedoch wenn die Garngeschwindigkeit erhöht wird, wird die Entfernung der Flüssigkeit von den Rollen undurchführbar und es tritt dann eine ungesteuerte nicht einheitliche Verteilung der Flüssigkeit auf dem Garn auf.

Ein weiteres Verfahren des Standes der Technik geht davon aus, daß das sich bewegende Garn in Kontakt mit einer Rolle gebracht wird, die in das Flüssigkeitsbad eingetaucht wird, wobei die Aufgabe darin liegt, die Flüssigkeit von der Rolle auf das Garn zu übertragen. Bei hohen Geschwindigkeiten wird die von der Rolle aus dem Bad aufgenommene Flüssigkeit wahllos von der Rolle durch die Zentrifugalkraft weggeschleudert, und das Garn wird nicht mehr durch die

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Flüssigkeit einheitlich befeuchtet.

Ein weiteres bekanntes Verfahren imprägniert das Garn, wobei zusammengedrückte Luftzellen verwendet werden, und danach wird das Garn durch eine Erweiterungszelle geführt, wo es im Gegenatrorri auf komprimierte Luft trifft. Die so hergestellten Schockwellen entfernen die überschüssige Flüssigkeit und zur gleichen Zeit wird das Eindringen der Flüssigkeit, in« u'arn verbessert, jedoch erreicht dieses Verfahren keim-· bessere- Retention als 60 Gewichtsteile der Flüssigkeit auf loo Uewichtsteile des Garns, z.B. eine Go^ige Aufnahme, die bei Färbungsverfahren nicht ausreichend ist, um eine gleichmäßige Verteilung der Farbe für die nachfolgenden Dampf- oder Wärmebehandlungen zu erreichen.

Ein noch weiterer bekannter Vorschlag, wie er in den US-PS 2 ^13 i\yd und ') BbM ο 9i beispielhaft ausgeführt wird, geht vom momentanen Kontakt des trockenen Garns aus, indem es kurz in das bad geführt wird und danach das benetzte Garn das Bad verläßt, wobei das trockene Garn die überschüssige Flüssigkeit von dem benetzten Garn absorbiert.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die bisher weiter oben beschriebenen Nachteile der bekannten Vorrichtungen und Verfahren zu vermeiden, und zugleich ein Verfahren zur Aufbringung von Flüssigkeiten auf Garne in einer Weise vorzusehen, wodurch die Flüssigkeit im wesentlichen einheitlich auf dem Garn verteilt wird und die aufgetragene Flüssigkeitsmenge gesteuert werden kann. Die Erfindung verwendet die Erkenntnis, daß, wenn ein mit Flüssigkeit beladenes Garn bei hoher Geschwindigkeit seine Bewegungsrichtung abrupt verändert, die eingeschlossene Flüssigkeit dazu neigt, aus dem Garn ausgetrieben zu werden,

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eher als daß sie eine neue Bewegungsrichtung annimmt.

Erfindungsgemäß wird also ein Verfahren zum Auftragen von Flüssigkeit auf ein Garn geschaffen, wobei Flüssigkeit im überschuss auf ein sich bewegendes Garn aufgetragen und danach die Bewegungsrichtung des Garns verändert wird, während sich die überschüssige Flüssigkeit vom Garn abtrennt, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die Änderung in der Bewegungsrichtung des Garnes derart abrupt in einem Ausmaß wirksam ist, daß die überschüssige Flüssigkeit in den an das Garn angrenzenden Räum geschleudert wird und die Änderung in der Bewegungsrichtung des Garnes nicht vollständig mit durchführt und daß die Flüssigkeit derart herausgeschleudert wird, daß sie.von der Atmosphäre aufgefangen wird.

Die Erfindung schlägt weiter eine Vorrichtung zum Auftragen von Flüssigkeit auf ein Garn vor, die Mittel umfaßt, um überschüssige Flüssigkeit auf ein sich bewegendes Garn aufzutragen, wobei Führungsmittel bewirken, daß das Garn seine Bewegungsrichtung verändert, während die überschüssige Flüssigkeit vom Garn getrennt wird, die dadurch gekennzeichnet ist, daß das Führungsmittel derart angeordnet ist, daß das Garn seine Bewegungsrichtung abrupt in einem wirksamen Ausmaß verändert, um die überschüssige Flüssigkeit in einen an das Garn angrenzenden Raum herauszuschleudern, wobei es jedoch die Änderung in der Bewegungsrichtung des Garnes nicht vollständig mit durchführt, und daß Mittel vorgesehen sind, um die Flüssigkeit zu sammeln, die vom Garn in die Umgebung geschleudert worden sind.

Ohne in irgendeiner Weise den Rahmen der vorliegenden Erfindung einzuschränken, wird im folgenden ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel im Zusammenhang mit den Zeichnungen beschrieben. Es zeigt:

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Fig. 1 eine schematische Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum erfindungsgemäßen Auftragen einer Flüssigkeit auf ein Garn;

Fig. 2 eine schematische Vergrößerung eines Teils der Fig. 1, die in einer Ausschnittsvergrößerung die Prinzipien der Erfindung aufzeigt; und

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht der Führungsanordnung, die einen Teil der in den Fig. 1 und gezeigten Vorrichtung bildet.

Fig. 1 zeigt ein sich bewegendes Garn 5, das von einer kegeligen Hülse Io abgewickelt wird und eine ösenführung durchläuft und danach eine Scheibe oder Riemenscheibenführung 14 umrundet, die in einem Bad mit einer Färbungsflüssigkeit 13 eingetaucht ist. Die Scheibenführung 14 kehrt die Bewegungsrichtung des Garns im wesentlichen um. Nachdem das Garn aus dem Bad herauskommt, wird es wiederum durch Schlitze 16 und 18 in den entsprechenden Platten 2o und 22 geleitet, die zusammen die Führungsanordnung 15 bilden, und danach über die Führungen 24 und 26 zum Antriebsmittel 28, einschließlich der Antriebsrolle 3o und Leerlauf- oder Folgerolle 32 geführt.

Die Platten 2o, 22 liegen parallel zueinander und sind eng beabstandet, sie sind beim Drehzapfen 34 zur Rotation als eine Anordnung zusammen angebracht, um den Eintrittswinkel des Garns in jede Platte zu verändern. Die Schlitze 16, 18 sind versetzt angeordnet, um zu bewirken, daß das Garn abrupt seine Bewegungsrichtung bei jeder Platte ändert, während es mit der Ecke bzw. Kante jedes Schlitzes in Kontakt kommt.

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Die Veränderung der Bewegungsrichtung des Garnabschnittes, das durch den Schlitz 16 verläuft, wird abrupt hergestellt, um ein effektives Ausmaß zu bekommen, daß die überschüssige Flüssigkeit in den an das Garn angrenzenden Raum hinausgeschleudert wird, dadurch, daß die Flüssigkeit nicht der Bewegungsrichtung mit dem Garn insgesamt folgen kann. In einem derartigen Fall besitzt die Flüssigkeit eine Gesamttendenz, in Richtung des Weges von der Führung 14 zum Schlitz 16 fortzulaufen. Ein Teil der Flüssigkeit wird vom Garn auf die Platte 22 in einem kontinuierlichen Strom 35 herausgeschleudert. Die Platte 22 sammelt auf diese Art und Weise die so austretende Flüssigkeit und gibt sie wieder an das Bad zurück. Die auf dem benetzten Garn bleibende Flüssigkeitsmenge hängt von der winkelmäßigen Veränderung in der Richtung des Garns ab und kann deshalb dadurch gesteuert werden, daß der Winkel verändert wird, z.B. durch Bewegung der Führungsanordnung 15 um den Drehzapfen 3^· Das Garn verändert seine Richtung wieder am Schlitz 18 in der Platte 22. Dieses kann einen weiteren Verlust eines geringeren Flüssigkeitsvolumens ergeben, das durch die Oberfläche der Platte 22 gesammelt und zum Bad zurückgeführt wird. Zusätzlich zum Verlust der überschüssigen Flüssigkeit, wird das befeuchtete bzw. benetzte Garn zusammengedrückt, während es mit der Kante jedes Schlitzes in Kontakt kommt, wodurch sogar die Flüssigkeitsverteilung über das gesamte Garn hindurch verbessert wird.

Das tatsächliche Ausmaß, in dem das Garn an der Führungsanordnung 15 an Flüssigkeit verliert, ergibt sich entsprechend zu benötigten Endaufnahme der Flüssigkeit - das Gewichtsverhältnis von Flüssigkeit zum Garn - wobei derartige Faktoren wie Garnzusammensetzung, Durchmesser, Spannung und Absorptionsfähigkeit und Flüssigkeitsviskosität berücksichtigt werden, von denen sämtlich erwartet werden können,

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- Io -

daß sie im Zusammenhang damit stehen. Mit einem einstellbaren Mechanismus, wie er beschrieben wird, ist es für die Person, die die Vorrichtung bedient, eine einfache Sache, die optimale Einstellung zu bestimmen, um den vorher genannten Bedingungen und Erfordernissen gerecht zu werden. Es hat sich herausgestellt, daß bei Garngeschwindigkeiten in der Größenordnung von größer als loo m/min eine Richtungsänderung von mindestens 2o° benötigt wird, bevor sich ein bedeutender Flüssigkeitsverlust vom Garn b eme rkb ar mach t.

Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß die verschiedenartigen Führungen derart aufgestellt sind, daß das Garn 5 im wesentlichen eine vollständige Richtungsumkehr während seines Weges durch das Bad durchläuft. In der Praxis ist es bevorzugt, daß das Garn eine Richtungsänderung von mindestens 15o° durchläuft, vorzugsweise mehr als l8o° und zwar innerhalb des Bades, so daß die Eintritts- und Austrittspunkte des Garns an der Badoberfläche ziemlich nahe beieinanderliegen. Das zur Flüssigkeitsoberfläche zurücklaufende Garn bewirkt dabei einen Flüssigkeitsfluß, um dem"Ableiten bzw. Wegpumpen" der Flüssigkeit durch das in das Bad eintretende Garn entgegenzuwirken.

Um die maximalen Vorteile der Flüssigkeit-Extraktions-Führungsanordnung zu erreichen, ist es wünschenswert, daß das Garnantriebssystem nicht selbst irgendeinen bedeutenden ' Flüssigkeitsverlust bewirkt. An diesem Ende, am Antriebsmittel 28, kommt die angetriebene obere Rolle 3o nicht mit der unteren Leerlaufrolle 32 in Berührung, sie ist jedoch derart aufgestellt, daß der Spalt 31 zwischen den Rollen ausreichend ist, um das befeuchtete bzw. nasse Garn zu ergreifen, ohne daß weitere Flüssigkeitsmengen durch Abquetschen aus dem Garn austreten. Die Rolle 3o ist etwas

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beweglich, um den Spalt durch die Einstellung einer kalibrierten Mutter 36 zu verändern. Die Mutter 36 bestimmt die vertikale Stellung einer Stopp-Platte 38, die gegen einen nach unten beaufschlagten federbelasteten Lagerarm ¹Jo wirkt, der die Rolle 3o an einem Ende trägt und um einen Drehzapfen 42 am anderen Ende drehbar ist. Diese Vorrichtung kann leicht und schnell an die verschiedenartigsten Garntypen und -Durchmesser angepaßt bzw. kalibriert werden.

Mit dem hier beschriebenen Verfahren ist es möglich, eine Flüssigkeitsaufnahme von 5o bis loo % auf Garn aufzutragen und zu steuern, wobei sich das Garn mit Gesch., ndigkeiten von loo m/min und größer bewegt. Eine Vorrichtung, wie sie in Fig. 1 abgebildet worden ist, kann leicht in eine kontinuierlich oder halbkontinuierlich laufende Garnbehandlungsanlage bzw. -Reihe eingebaut werden und eignet sich besonders bei der gesteuerten Auftragung von Farbstoffen auf Textilgarne, wo die nachfolgende Stufe im allgemeinen eine kontinuierliche Dampf- und/oder Trockenbehandlung ist.

Für den Fachmann ist es ersichtlich, daß die hierin beschriebene Doppelschlitz-Plattenanordnung lediglich eine der vielen äquivalenten Möglichkeiten darstellt, um die Aufgabe der vorliegenden Erfindung zu lösen. Auch sind zweifache RichtungsVeränderungen nicht wesentlich bzw. unbedingt notwendig, wobei jegliche wirksame Kante den Erfordernissen der Erfindung gerecht wird, die die benötigte abrupte Änderung der Bewegungsrichtung erzeugt. Es hat sich herausgestellt, daß die Kante vorzugsweise einen Krümmungsradius unter etwa o,5 mm haben sollte. Das in den Figuren gezeigte Schlitzplattensystem ist darin besonders verdienstvoll, daß es eine einfache robuste Konstruktion besitzt und eine wirksame Anordnung zum Sammeln und Recsyklieren bzw.

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Wiederzurückführen der aus dem Garn herausgeschleuderten Flüssigkeit schafft. Andere Systeme können z.B. feste oder sich drehende Bolzen verwenden oder die Grenzkanten nicht geschlitzter Platten einsetzen, um eine Richtungsänderung des Garns zu bewirken. Wahlweise kann auch eine größere Anzahl von Schlitzplatten verwendet werden oder die Platten können ebenfalls individuell eingestellt werden. Dieses kann durch eine verschiebbare Anbringung der Platten am gleichen Drehzapfen erreicht werden oder durch eine Anbringung an getrennten Drehzapfen oder durch eine Kombination derartiger Mechanismen, wodurch ein wesentliches Ausmaß unabhängiger Steuerung des Flüssigkeitsverlustes an jedem Schlitz gestattet wird.

Beispiel 1

Ein gesponnenes Wollgarn (Durchmesser 1,2 mm,wt/m o,13 gm) wurde mit einer Geschwindigkeit von 6oo m/min durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Auftragen einer Flüssigkeit auf Garn geschickt. Das Bad enthielt eine Flüssigkeit mit 3 Gewichtsteilen von C.I.Reactive Red 99, 2 Teilen Benetzungsreagenz (Levalin VKU-Bayer), Io Teilen Milchsäure, 5 Teilen Harnstoff und 8o Teilen Wasser. Die Schlitzplatten wurden derart aufgestellt, daß das Garn um 2o° am Schlitz 16 und um 2o° beim Schlitz 18 abgelenkt wurde, bei einer Aufnahme von Ioo9). Das imprägnierte Garn wurde auf einen Förderer gebracht und bei loo° für 7 Minuten dampferhitzt. Nach dem Abwaschen und Tro.cknen des Garns stellte sich heraus, daß es einheitlich gefärbt worden war und gleiche Echtheitseigenschaften aufwies, wie Wollgarn, das durch übliche Methoden gefärbt worden ist.

Beispiel 2

Ein gesponnenes Wollgarn mit einer linearen Dichte von Ik! g/km wurde mit einer Geschwindigkeit von 52o m/min durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Auftragen von Flüssig-

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keit auf ein Garn geschickt. Das Bad enthielt eine Flüssigkeit mit o,75 Teilen Benetzungsreagenz (Levalin VKU-Bayer) und 99,25 Teilen Wasser. Nach dem Eintauchen in das Bad wurde das nasse Garn über einen Winkel θ beim Schlitz abgelenkt und durch einen Winkel 5 beim Schlitz 18 abgelenkt. Die Menge der im Garn zurückgehaltenen Flüssigkeit (Aufnahme) für die verschiedenen Einstellungen der Führungsanordnung 15 und dementsprechend für verschiedene zusammengehörige Ablenkungswinkel θ und $ wird weiter unten tabellarisch als Prozentangabe des Trockengewichtes des Garns angeführt:

Aufnahme °

26	O	30	t
4o	O	3o	I
5o	O	25	I
62	O	2o	t
72	O	15	I
Qk	O	2o	t
Beispiel 3

i)l°25' 9o

51°5' 84

62°45' 80

75° 71

93° 64

Beispiel 2 wurde wiederholt, jedoch mit einem gesponnenen Wollgarn mit einer linearen Dichte von lol g/km, Geringere Winkel θ, ϊ wurden ebenfalls untersucht. Die resultierende Aufnahme für verschiedene Ablenkungswinkel wird weiter unten aufgeführt:

Aufnahme θ ώ (%)

0 0 126

7° 12° 126

15° 21° 125

26°3ο· 31° Hl

4o°3o' 4l°25' Io2

5o°25^f 51°5' 59

62°25' 62°45^t 78

72°15· 75° 71

84°2o· 93° 62

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- ik -

Es versteht sich, daß in diesem besonderen Fall der Flüssigkeitsverlust der Ablenkung vernachlässigbar für die Θ-Einstellungen θ = 7° und θ = 15° ist.

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Claims

Verfahren und Vorrichtung zum Auftragen einer Flüssigkeit auf Garne Patentansprüche

1. Verfahren zum Auftragen von Flüssigkeit auf ein Garn, wobei die Flüssigkeit im Überschuss auf ein sich bewegendes Garn aufgetragen und danach die Bewegungsrichtung des Garnes verändert wird, während sich die überschüssige Flüssigkeit vom Garn abtrennt, dadurch gekennzeichnet, daß die Änderung in der Bewegungsrichtung des Garnes derart abrupt in einem Ausmaß wirksam ist, daß die überschüssige Flüssigkeit in den an das Garn angrenzenden Raum geschleudert wird und die Änderung in der Bewegungsrichtung des Garnes somit nicht vollständig mit durchführt.

KANZLEhQEFFCKENSTRASSEe · TELEFON: (040) 47 80 23

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ORIGINAL INSPECTED

ρ _

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß die herausgeschleuderte überschüssige Flüssigkeit auf einer Ebene gesammelt wird, entlang derer es zum Wiederauftragen auf die nachfolgenden Abschnitte des Garnes gerichtet wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Garn sich mit einer Geschwindigkeit größer als loo m pro Minute bewegt und daß die Veränderung der Bewegungsrichtung des Garnes mindestens 2o° beträgt.

H. Verfahren nach den Ansprüchen 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Änderung der Bewegungsrichtung des Garnes dadurch bewirkt wird, daß das Garn gegen die Kante eines Führungselementes geführt wird.

5. Verfahren nach Anspruch *J, dadurch gekennzeichnet, daß die Änderung der Bewegungsrichtung dadurch bewirkt wird, daß das Garn durch einen Schlitz in einer Platte verläuft, die in dem Führungselement ausgebildet ist.

6. Verfahren nach Anspruch ¹J oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungselement einstellbar ist, um den Winkel, durch den das Garn sich in seiner Bewegungsrichtung verändert, zu verändern.

7. Verfahren nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das anfängliche Auftragen der Flüssigkeit auf das Garn dadurch bewirkt wird, daß das Garn durch ein Flüssigkeitsbad hindurchläuft, und daß während dieses Ablaufes das Garn im wesentlichen seine Bewegungsrichtung umkehrt.

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8. Vorrichtung zum Auftragen von flüssigkeit auf ein Garn, mit Mitteln (13), um eine Flüssigkeit im Überschuss auf ein sich bewegendes Garn (5) aufzutragen und Führungsmitteln (15), die die Bewegungsrichtung des Garnes verändern, während die überschüssige Flüssigkeit vom Garn abgetrennt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsmittel (15) derart angeordnet ist, daß das Garn seine Bewegungsrichtung abrupt in einem derart wirksamen Ausmaß ändert, daß die überschüssige Flüssigkeit in einen an das Garn angrenzenden Raum geschleudert wird und die Änderung in der Bewegungsrichtung des Garnes somit nicht vollständig durchführt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ebene Flächenmittel (22) die herausgeschleuderte überschüssige Flüssigkeit sammeln und sie wieder zur Vorrichtung zum'Auftragen der Flüssigkeit (13) führen.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsmittel eine Kante eines Führungselementes (2o) für das Garn umfaßt.

11. Vorrichtung nach Anspruch Io, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsmittel einen Schlitz (16) in einer Platte umfaßt, die im Führungselement (2o) ausgebildet ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch Io oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungselement (2o) einstellbar ist, um den Winkel zu verändern, durch den das Garn seine Bewegungsrichtung verändert.

13· Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsmittel ein Paar im wesentlichen parallel

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ORIGINAL INSPECTED

-n-

beabstandeter Platten (2o,22) umfaßt, die an gegenseitig versetzten Stellungen mit einem Schlitz versehen und drehbar zur Verbindungseinstellung sind, um den Winkel zu verändern, durch den das Garn seine Bewegungsrichtung beim Durchlauf jedes Schlitzes verändert .

m. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Behälter für ein Flüssigkeitsbad umfaßt und daß Mittel (14) innerhalb dieses Bades vorgesehen sind, um die Bewegungsrichtung des Garnes im wesentlichen umzukehren, während es durch das Bad hindurchläuft.

15· Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Garnverzugsmittel dem Führungsmittel nachgeschaltet angeordnet und einstellbar sind, um das Garn anzutreiben, ohne daß weitere Flüssigkeit aus ihm herausgepreßt wird.

Beschreibung:

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