DE2913556A1 - Zwirnmaschinenring-schmiermittel fuer einen nylontraveller - Google Patents

Zwirnmaschinenring-schmiermittel fuer einen nylontraveller

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Description

DR.-ING.WALTER ABITZ DR. DIETER F. MORF DIPL.-PHYS. M. GRITSCHNEDER
FmtentanwiU·
- 2)- Münch.n. 4. April 1979
Postanechriit / Postal Address Fotttach 8Θ01Ο0. 8OOO München ββ
f~ Ab»». Mort, Grft«täm«d»r. Foitf. 8CO1OQ, 8000 München 88 ~~|
PIenien»u»r«traß· SB
Τ·1·Γθη883Β2Β
Τ·1·ΕΓ«ΐηΐη·: Chemindus Mfindian
GT-1390
THE GENERAL TIRE & RUBBER COMPANY Akron, Ohio 44329, V.St.A.
Zwirnmaschinenring-Schmiermittel für einen Nylontraveller
909886/0584
GT-1390
Die Erfindung betrifft eine Zusammensetzung, die zur Schmierung von Zwirnmaschinenringen geeignet ist, welche bei der Garnherstellung verwendet werden.
Zur Garnherstellung wurde schon vor langer Zeit ein sinnreiches System entwickelt, um dem Garn eine Verzwirnung zu verleihen. Dieses System unifaßt die Verwendung eines Travellers oder Läufers, der sich um die Peripherie eines Rings dreht. Die individuellen Fäden werden durch den Raum an der Oberseite des Travellers zwischen dem Traveller und dem Zwirnmaschinenring auf eine Spule geführt. Die Drehung des Travellers um den Ring herum verleiht den Fäden eine Verzwirnung, wodurch ein Garn gebildet wird. Da der Traveller von der Bewegung des Garns abhängt, um diesem ein Moment zu verleihen, wird die Reibungsbeziehung zwischen dem Traveller und dem Ring von Wichtigkeit. Wenn die Reibung zu groß ist, dann haftet der Traveller und das Garn bricht.
Derzeit ist eine Anzahl von Zusammensetzungen auf dem Markt, die als Schmiermittel für den Zwirnmaschinenring verwendet werden. Da beim Beginn sich die Zwirnmaschinenringe bei niedriger Temperatur befinden, sind die derzeit verwendeten Schmiermittel bei niedriger Temperatur fließfähig. Sie haben die Konsistenz eines leichten Fetts. Die Zwirnmaschinenringe werden von einer Bedienungsperson geschmiert, die etwas auf ihre Hände gibt und ihre Hände um die Zwirnmaschinenringe herum führt. Wenn sich die Ringe wegen der Bewegung des Travellers um den Zwirnmaschinenring herum erhitzen, dann fällt das Fett ab, wodurch der Fußboden verschmutzt wird und auch eine Feuergefahr entsteht. Es muß auch darauf geachtet werden, daß das Fett nicht auf das verzwirnte Cordprodukt kommt. Hierdurch würde nämlich die Haftfähigkeit vermindert, wenn der Cord zur Verstärkung eines Fahrzeugreifens verwendet wird, da der Cordtauchauftrag an denjenigen Stellen eines Reifencords nicht gut haftet, die mit dem Fett für den Zwirnmaschinenring verunreinigt worden sind.
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GT-1390
Dazu kommt noch, daß das Fett für den Zwirnmaschinenring auf dem Ring nicht sehr lange verbleibt und alle 6 bis 8 Stunden ersetzt werden muß. Eine relativ große Menge von Elektrizität wird beim Lauf der Zwirnmaschine verbraucht. Die Reibung erzeugt auch V/ärme, die den elektrischen Bedarf für die Luftkonditionierungseinrichtungen der Anlage erhöht.
Um die Notwendigkeit einer manuellen Schmierung zu eliminieren, wurden poröse Zwirnmaschinenringe entwickelt, und Schmiermittel wurde unter Druck von der Innenseite durch die Ringe gepreßt. Diese Ringe neigen aber, weil sie porös sind, dazu, aufgrund von Teilchen in dem Fett zu verstopfen, wodurch ein Ölnebel gebildet wird, der Verschmutzungen, einen glitschigen Fußboden und eine Feuergefahr bewirkt. Weiterhin ist es bekannt, daß poröse Ringe durch Korrosionserscheinungen zerstört werden, welche durch die Erzeugung von sauren Komponenten in dem Fett bei hohen Temperaturen bewirkt werden*
Zum Stand der Technik wird auf die US-PS 3 816 346, auf die näher noch Bezug genommen werden soll, verwiesen.
Es wurde nun überraschenderweise festgestellt, daß die Zugabe eines Hauptteils von Paraffinwachs zu herkömmlichen, festen Zwirnmaschinenring-Schmiermitteln bis zu einem großen Ausmaß die Probleme des Standes der Technik mindert. Bei Verwendung einer Hauptmenge von Paraffin in dem Schmiermittel für den Zwirnmaschinenring wird eine 13%ige Verminderung der elektrischen Energie erhalten, die erforderlich ist, das Garn zu verspinnen. Diese Verminderung des Energieverbrauchs vervielfacht sich, da sie sich auch in ähnlichen Ersparnissen bei den Luftkonditionierungskosten widerspiegelt. Auch kann eine 13%ige Erhöhung der Produktivität anstelle einer 13&Lgen Verminderung der elektrischen Energie erhalten werden.
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GT-1390
Weiterhin bewirkt das Paraffin enthaltende Schmiermittel keine Nebelbildung, wodurch Luftverschmutzungen in der Anlage eliminiert werden. Der erzeugte Cord hat möglicherweise eine bessere Qualität, da er nicht mit Fett verunreinigt ist, welches seine Haftung an Kautschuk vermindert. Bei Verwendung für Kleidungsstücke wird die Färbbarkeit von Tuch, das aus dem erfindungsgemäß hergestellten Cord gewebt worden ist, verbessert, da die Oberfläche des Cords erheblich weniger verunreinigt ist.
Aufgrund der Tatsache, daß das Schmiermittel etwa 40 bis 50 Stunden verbleibt, sind nur etwa 1/5 bis 1/10 des Verbrauchs des Paraffingrundschmiermittels erforderlich, als es bei dem bekannten Schmiermittel der Fall ist. Dazu kommt noch, daß das Paraffingrundschmiermittel fest ist und beim Gebrauch erheblich weniger Verschmutzungen mit sich bringt als das nach dem Stand der Technik verwendete Fett.
Es ist lediglich notwendig, eine geringe Menge auf einen kleinen Bogen des Rings zu geben, und der Nylontraveller nimmt das Schmiermittel auf und breitet es aus. Das Schmiermittel auf Paraffingrundlage vermindert auch signifikant die Reibung zwischen dem Nylontraveller und dem Stahlring, wodurch die Verwendung von leichteren Travellern gestattet wird. Nachteiligerweise ist das Schmiermittel auf Paraffingrundlage so gut, daß sich auf einigen Maschinen die Traveller beim Abschalten zu schnell drehen, wodurch bewirkt wird, daß das Ende des Garns abgeknickt wird, weil eine zu große Verzwirnung verliehen worden ist.
Das Paraffin stellt auf Gewichtsprozentbasis die Hauptmenge des Schmiermittels auf Paraffinbasis dar. Der geringere Bestandteil ist ein herkömmliches Fett, das zum Schmieren der Zwirnmaschinenringe verwendet wird. Vorzugsweise ist der Gehalt des Paraffins in dem Schmiermittel auf Paraffinbasis
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GT-I390
75 Ms 85 Gew.#. Das herkömmliche Fett, das als Schmiermittel für einen Zwirnmaschinenrlng verwendet wird, enthält ein Grundöl, das bei Raumtemperatur flüssig ist. Vorzugsweise liegt die SUS-Viskosität bei Raumtemperatur im Bereich von 30 :bis 600. Hinsichtlich Zwirnmaschinenring-Schmj ermitteln wird auf die US-PS 3 816 346 verwiesen. Es wird in Betracht gezogen, daß das erfindungsgemäße Schmiermittel aus Paraffin und dem Grundöl ohne den Verdicker formuliert werden kann. Das verwendete Paraffinwachs hat einen Schmelzpunkt oberhalb Raumtemperatur, 270C, und vorzugsweise von 44 bis 65°C, am meisten bevorzugt von 49 bis 60°C.
Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert; es zeigen:
Fig. 1 eine stark vereinfachte, schematische Zeichnung einer Garnzwirnmaschine, bei der sich das erfindungsgemäße Schmiermittel auf dem Zwirnmaschinenring befindet;
Fig. 2 eine Querschnittsansicht des Travellers, der sich um die Peripherie des Zwirnmaschinenrings herum dreht, um dem Garn eine Verzwirnung zu verleihen; und
Fig. 3a bis 3f Diagramme, die den verminderten elektrischen Bedarf für den Betrieb von Zwirnmaschinen bei Verwendung des erfindungsgemäßen Schmiermittels im Vergleich zu dem bekannten Fett zeigen.
Der erste Bestandteil dieser Zusammensetzung ist 31 »25 Gew.% B-80 Extra Spezialfett der Non-Fluid Oil Corporation. Dieses Fett enthielt 19 »2# Natriumsalz von Fettsäuren (hauptsächlich ölsäure), 32,3% Kohlenwasserstoffwachs und 48,5% Mineralöl. Das Fett ist im wesentlichen das gleiche Fett, wie es von anderen Firmen an die Textilindustrie geliefert wird.
Die zweite Komponente des erfindungsgemäßen Ringschmiermittels ist Paraffinwachs von der Gulf Oil Corporation. Das Warenzeichen des Paraffins ist Gulf-Wax No. 40. Die Spezifikation
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GT-T390
dieses Produkts ist in der nachfolgenden Aufstelllang angegeben.
Gulfwax 40
Spezifisches Gewicht, ASOM D 287: API theoretisch 41,3
Schmelzpunkt, ASOM D 8?! 0C 60,0 ASTM JJ 127: C
Gerinnungspunkt,· ASTM D 938: 0C 58,9
Durchdringung, ASTM D 1321 ca. 250C 14
ca. 37,80C 40
Viskosität, SUS ca. 65,60C
ca. 82,20C 46,8
ca. 98,9°C 41,6
Flammpunkt, 0C . 235 Trübungspunkt, ASTM D 97: 0C
Farbe, Saybolt +30 Farbe, ASTM D 1500
Geruch, fester Zustand geringfügig
flüssiger Zustand sehr geringfüfig
ölgehalt, · ASTM D 721: % 0,15
Zugfestigkeit, ASTM D 1320: kg/cm2 24,7
Bruchmodul, TAPPI-655: kg/cm2 29,7
Oxidationsstabilitätstest, 135°C
vorgeschlagene ASTM-Methode (1955)
Induktionsperiode: Minuten 749
Ultraviolettabsorption ca. 290 m/U,ASTM D 2008 < 0,01
API-Klassifikation Typ I
Blockierungspunkt, ASTM D 1465
Aufnahmepunkt: 0C 37,2
Blockierungspunkt: C 42,2
Jodzahl 0,4
Molekulargewicht 442
Brechungsindex 1,4359 Destillation, Vakuum korrigiert auf 760 QImH2
5% Punkt: 0C 429
1096 w 432
50# M 451
70# " 463
90# » 480
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GT-1390
Es kann aber auch jedes "beliebige Paraffin mit guter Qualität anstelle davon verwendet werden.
Das Gulf-Wax No. 40 hat einen Schmelzpunkt von 60°C. Das GuIf-Wax Noi 40 ist in einer Menge von 68,75 Gew.# der Gesamtzusammensetzung vorhanden. Der Gesamtparaffinwachsgehalt beträgt etwa 78,9%.
Die zwei Bestandteile werden in einen geschmolzenen Zustand gebracht, .indem sie in einen Behälter eingebracht werden, der in siedendes Wasser eingelassen wird. Durch Rühren des Gemisches wird es homogen. Das Gemisch wird sodann in Formen gegossen, um eine Gestalt zu bilden, die leicht in der Hand für die Aufbringung auf die Zwirnmaschinenringe gehalten werden kann. Nach dem Abkühlen ist das resultierende Produkt ein festes Schmiermittel. Die beste, in Betracht gezogene Art und Weise würde es sein, die Bestandteile in einem erhitzten Extruder zu vermischen und sie in die Gestalt einer handhabbaren Stange zu extrudieren.
Das so hergestellte, feste Schmiermittel wurde auf Zwirnmaschinenringe aufgebracht, die bei der Herstellung von Reifencord verwendet werden. Das Schmiermittel 7 wurde auf einen Bogen von etwa 60° auf der Innenseite des Rings 6 aufgebracht. Bei der Bewegung des Travellers 5 um das aufgebrachte Schmiermittel 7 nimmt er eine kleine Menge des Schmiermittels auf der Vorderseite auf, schmiert sich selbst und breitet das Schmiermittel 7 um den Ring herum aus.
Der Betrieb der Garnzwirnmaschine ist wie folgt.
Von der Spule 1 wird ein Bündel von Endlosfäden durch eine Öse 2 zugeführt. Die Spindel 3 dreht die Spule 4 mit konstanter Geschwindigkeit. Das Bündel der Endlosfäden wird mit einer genügenden Geschwindigkeit zugeführt, daß das ge-
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GT-1390
wünschte Ausmaß der Verzwirnung erhalten wird, wenn sich das Bündel entlangbewegt. Der Traveller 5 gleitet frei um den Ring 6. Die durch den Zug des Travellers bewirkte Spannung bewirkt;, daß das Garn auf der Spule mit der gleichen Geschwindigkeit aufgewickelt wird, wie es durch die Rollen zugeführt wird. Die zweite Stufe der Herstellung von Reifencord besteht darin, zwei oder mehrere Schichten von verzwirnten Fädenbündeln zu nehmen und sie in die Zwirnmaschine der Fig. 1 einzügeben. Das resultierende Produkt ist ein vielschichtiger, verzwirnter Cord.
Es wurde gefunden, daß die Produktivität des Garns aufgrund des verbesserten Schmiermittels um 13% erhöht werden könnte, da keine Nebelbildung des Schmiermittels erfolgte. Weiterhin war nur 1/5 der Schmiermittelmenge im Vergleich zu dem bekannten Schmiermittel erforderlich, und das Schmiermittel hält 30 bis 50 Stunden an. Weiterhin war seine Verwendung mit erheblich weniger Verschmutzungen verbunden. Das Schmiermittel wurde auf einer Anzahl von einzelnen Zwirnmaschinen verwendet, um den elektrischen Bedarf mit demjenigen bei Verwendung eines bekannten Schmiermittels zu vergleichen. Die Ergebnisse sind in Tabelle I zusammengestellt. "Grax" ist das erfindungsgemäße Schmiermittel.
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- Tabelle I 2913556
GT-1590 Geschwindigkeit
Motor- ΰ/min
Zwirnmaschine Rrerß& 3600 Garnzusammen
Nr. 20 3600 setzung
β; 20 3200 840/2/2
8: 25 3200 840/2/2
18 25 3600 1300/3
18 25 3600 1300/3
50 25 3600 1000/3
30 20 3600 1000/3
52 20 3600 1000/3
43 20 3600 1300/3
43 20 3600 1300/3
49 25 3600 1260/2
26 20 3600 1260/2
49 25 3600 1260/2
27 25 3950 1300/3
27 25 4250 1300/3
27 25 4250 1300/3
27 25 4600 1300/3
27 25 1300/3
27 1300/3
909886/0584
-49- 291 G-201-C KWH pro
Abnahme
135,0 3556
GT-1390 G-201-C f 124,9
Tabelle I (Fortsetzung) J-212-C I 111,3
Zwirnmaschine
Nr.
Schmiermittel- Größe des
Typ Travellers
J-212-C ( 104,2 KWH Dif
ferenz
8 Fett J-154-C Ϊ 130,5
8: Grax J-154-C ( 124,3 8,196
18 Fett ■ J-154-C I 113,9"
18 Grax J-212-C 114,6 6,896
30 Fett J-212-C ( 95,8
30 Grax J-154-C I 230,9 5,096
52 Fett J-154-C ( 233,0H
43 Fett J-154-C ( 212,4
43 Grax J-212-C ( 123,2 19,696
49 Fett J-212-C 101,8
26 Fett J-154-C
49 Grax J-154-C 8,796
27 Fett J-154-C (Kontrolle)
27 Grax J-119-C 21,096
27 Grax 94,2 G1 +9,796
KWH -30,896
27 Grax 102,4 G +18,1%
KWH -20,796
27 Grax 102,1 G +18,196
KWH -20,796
27 Grax
G +27,896
20 PS Motor im Vergleich zu der Zwirnmaschine Nr. 30. Der Betrieb eines 25 PS Motors mit. einer Umdrehungszahl von ca. 3600 ist müßig und kostet Geld.
4^ Wie oben, jedoch umgekehrt. Nr. 26 ist unterbeladen, was Geld kostet.
G = Geschwindigkeit.
Der Wert für Nr. 43 scheint nicht zu stimmen, wofür jedoch keine Erklärung vorliegt. Die genauen Ersparungen durch die einfache Aufbringung von Grax scheinen etwa 896 zu betragen. Es scheint jedoch, daß durch Erhöhung der Geschwin-
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digkeit und Veränderung der Travellergröße (und durch Verwendung von Grax) eine lOjSige Geschwindigkeitserhöhung erhalten werden kann, während der elektrische Verbrauch um 3090 erniedrigt wird.
Das erfindungsgemäße Schmiermittel ist nahezu 2 Jahre im Entwicklungszustand gewesen. Beim Beginn wurden Versuche durchgeführt, um reines Paraffin als Schmiermittel zu verwenden. Das Produkt arbeitete zwar bei Betriebsbedingungen gut, jedoch war der Beginn problematisch. Der Reibungszug bei Anfangstemperaturen war nämlich zu groß, als daß reines Paraffin verwendet werden konnte. Es wurden sodann Versuche gemacht, um das Paraffin mit anderen Schmiermitteln zu mischen, um das Beginnproblem zu lösen. Alle Versuchsarbeiten erfolgten auf einer Einheit von Ringzwirnmaschinen und das brauchbare Produkt, das auf der einen Einheit erzeugt wurde, wurde zur Herstellung von Reifen verwendet, die verkauft wurden. Es wird nunmehr angenommen, daß das erfindungsgemäße Schmiermittel auch auf mehreren hundert anderen Garnverzwirnungseinheiten in der Anlage verwendet werden wird.
Nachdem der Großteil der Garnzwirnmaschinen in der Anlage auf das erfindungsgemäße Schmiermittel umgestellt worden ist, wurden die jährlichen Kostenersparnisse aufgrund eines verminderten Energiebedarfs der Zwirnmaschinen anhand des tatsächlich verminderten elektrischen Bedarfs der Zwirnmaschinen errechnet. Die Ersparnisse gingen über 88 000 Dollar pro Jahr hinaus.
In den Fig. 3a, b, c, d, e und f ist der elektrische Verbrauch von verschiedenen Garnzwirnmaschinen vom Beginn unter Verwendung des erfindungsgemäßen Schmiermittels (o) im Vergleich zu dem bekannten Schmiermittel (x) dargestellt. Allgemein gesprochen,wird ein Zwimmaschinenring üblicherweise bei einer geschätzten Temperatur von 38 bis 50°C betrieben.
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In der folgenden Tabelle II ist der in PS ausgedrückte Energiebedarf des Antriebsmotors, die Art des verzwirnten Garns, der Typ des Rings und die Umdrehungsgeschwindigkeit der Spule angegeben.
Tabelle II
Fig. PS Garn U/min
3a 25 1300 vertikale Rille mit 3600 Polyester 25,4 cm
3b 20 1260/2 vertikale Rille mit 3500 Nylon mit 25,4 cm (- 45°)
3c 20 840/2/2 doppelter, horizontaler 3560 Nylon Rillenring mit 17 cm
3d 25 1300/3 vertikale Rille mit 3200 Polyester mit 25,4 cm (etwa 45)
3e 25 1000/1/3 dito 3570
Polyester
3f 20 1300/1/3 Ring mit vielen Rillen 3500
mit 25,4 cm
Aus den Diagrammen 3a-3f wird ersichtlich, daß der elektrische Verbrauch während der Anfangsperiode nach dem Beginn bei dem erfindungsgemäßen Schmiermittel höher ist als bei dem Schmiermittel nach dem Stand der Technik. Jedes Diagramm enthält die Werte einer unterschiedlichen Zwirnmaschine. Die elektrischen Verbrauchseigenschaften variieren von Zwirnmaschine zu Zwirnmaschine. Nach dem Verstreichen der Anfangsperiode sind jedoch die elektrischen Erfordernisse beim Betrieb mit dem erfindungsgemäßen Schmiermittel erheblich geringer als beim Schmiermittel nach dem Stand der Technik.
Es wird in Betracht gezogen, daß die Verwendung eines niedriger schmelzenden Paraffins den Energiebedarf beim Beginn vermindern würde,und eine solche Zusammensetzung wird untersucht werden.
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Das "beste Paraffinwachs, das für die Erfindung in Betracht gezogen wird, hat einen Schmelzpunkt von etwa 48,9°C(12O°F).
Bei allen oben angegebenen Tests wurde die Zusammensetzung mit 68,7596 Gulf -Wax 40 verwendet.
Frühe Arbeiten wurden durchgeführt, bei denen Haushaltparaffin verwendet wurde, das normalerweise für das Einwecken verwendet wird. Dieses Wachs schmolz etwas in der Gegend von 48,9°C (120°F). Der Zug war so groß, daß etwa 2096 der Traveller von den Ringen abgezogen wurden. Sodann wurde ein 50-50 Gemisch aus Non-Fluid Oil B-80 Extra Special Grease und Haushaltsparaffin formuliert, das zwar funktionierte, jedoch nicht gut handhabbar war. Ein 60-40 Gemisch aus B-80 Extra Special Grease - Haushaltsparaffin wurde untersucht, welches gut arbeitete.
Der erzeugte Kabelcord kann für Reifen, Förderbänder, Unterlagematerialien für Vinylpolstersachen und für Kleidungsstücke verwendet werden.
Ende der Beschreibung.
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Leerseite

Claims (5)

Patentansprüche
1. Zwirnmaschinenring-Schmiermittel für einen Uylontraveller auf einem Zwirnmaschinenring, enthaltend ein Grundöl mit einer SUS-Viskosität bei 20°C im Bereich von 30 bis 600 aus der Gruppe hydroraffiniertes, naphthenisches Petrolöl, hydroraffiniertes, paraffinisches Petrolöl, lösungsmittelraff iniertes , paraffinisches Petrolöl und hydriertes Polyolefinöl sowie Gemische davon, dadurch gekennzeichnet , daß in dem Schmiermittel eine Hauptmenge eines Paraffinwachses vorhanden ist.
2. Zwirnmaschinenring-Schmiermittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Paraffinwachs in einer Menge von 75 bis 85% vorhanden ist.
3· Zwirnmaschinenring-Schmiermittel für einen Nylontraveller auf einem Zwirnmaschinenring, enthaltend ein Grundöl mit einer SUS-Viskosität bei 20°C im Bereich von 30 bis 600 aus der Gruppe hydroraffiniertes, naphthenisches Petrolöl, hydroraffiniertes, paraffinisches Petrolöl, lösungsmittelraffiniertes, paraffinisches Petrolöl und hydriertes Polyolefinöl sowie Gemische davon, ein Petrolöl,
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ORIGINAL INSPECTED
GT-1390
ein Korrosionsinhibitor-Antioxydans, Schmierhilfsmittel und fettbildende Verdicker, dadurch gekennzeichnet , daß in dem Schmiermittel eine Hauptmenge eines Paraffinwachses vorhanden ist.
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4. Schmiermittel, enthaltend ein Grundöl mit einer SUS-Viskosität bei 2O0C im Bereich von 30 bis 600 aus der Gruppe hydroraffiniertes, naphthenisches Petrolöl, hydroraffiniertes, paraffinisches Petrolöl, lösungsmittelraffiniertes, paraffinisches Petrolöl und liydriertes Polyolefin-Sl sowie Gemische davon, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Schmiermittel eine Hauptmenge von Paraffinwachs vorhanden ist.
5. Vorrichtung zum Verzwirnen von Garn, in der ein Bündel von ungezwirnten Fäden durch eine Garnführung und sodann durch die Öse eines Travellers, der sich auf einem Zwirnmaschinenring dreht, geleitet wird, um das Garn zu verzwirnen und einer drehenden Spule zuzuführen, dadurch gekennzeichnet , daß man auf dem Zwirnmaschinenring einen Film aus einem Schmiermittel, welches ein lineares Kohlenwasserstoff wachs enthält, vorsieht.
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Japan, 7601724) *
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