DE10330338B3 - Verfahren zum kompressiven Krumpfen und Gummituch-Krumpfanlage - Google Patents
Verfahren zum kompressiven Krumpfen und Gummituch-Krumpfanlage Download PDFInfo
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Abstract
Es wird ein Verfahren zum kompressiven Krumpfen einer textilen Stoffbahn mit Hilfe einer Gummituch-Krumpfanlage, in welcher das Gummituch nach dem Ablauf vom Hauptzylinder gekühlt wird, beschrieben. Um ein vorzeitiges Verspröden der von der jeweils behandelten Stoffbahn am Hauptzylinder nicht bedeckten Randbereiche des Gummituchs zu reduzieren, werden die von der Stoffbahn am Hauptzylinder nicht überdeckten Bereiche des Gummituchs nach dem Abheben von dem Zylinder stärker gekühlt, als das im Sinne des Fixiererfolgs in den von der Stoffbahn überdeckten Bereichen des Gummituchs zulässig ist.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum kompressiven Krumpfen einer textilen Stoffbahn mit Hilfe einer Kompressiv- bzw. Gummituch-Krumpfanlage, in welcher eine mechanisch gestauchte Stoffbahn zwischen einem endlosen Gummituch und der Mantelfläche eines beheizten Hauptzylinders bzw. Heizzylinders fixiert wird und in welcher der jeweils vom Hauptzylinder ablaufende Bereich des Gummituchs gekühlt wird. Sie betrifft ferner eine Gummituch-Krumpfanlage, in welcher eine mechanisch gestauchte Stoffbahn zwischen einem endlosen Gummituch und der Mantelfläche eines beheizten Hauptzylinders zu fixieren ist und in welcher dem jeweils vom Hauptzylinder ablaufenden Bereich des Gummituchs Kühlmittel zugeordnet sind. Das Gummituch wird auch als Gummiband bzw. -mitläufer bezeichnet.
- Gummituch-Krumpfanlagen mit sogenanntem Gummituch-Kalander werden heschrieben in Koch-Satlow „Großes Textil-Lexikon", Deutsche Verlags-Anstalt GmbH, 1965, Stuttgart, Band A-K, Seite 712, Stichwort „Kompressive Schrumpfung", sowie in
DE 10 72 220 C . Der Hauptzylinder eines Krompressiv-Krumpfzylinders wird beim Krumpfen von Baumwollware auf etwa 130' Celsius erhitzt, um die mechanische Stauchung der jeweiligen Stoffbahn zu fixieren. Die vom Hauptzylinder gelieferte Wärme heizt nicht nur die Stoffbahn selbst sondern auch das die Stoffbahn gegen den Hauptzylinder pressende Gummituch auf. Da die Stoffbahnbreite – zumindest von Charge zu Charge – schwankt, wird das Gummituch, in der Regel breiter sein als die behandelte Stoffbahn. - Durch die Wärmeeinwirkung des Hauptzylinders wird das Gummituch so stark erhitzt, daß im Gummituch vorhandene Weichmacher nach außen wandern (migrieren). Um diesen Effekt zu bremsen, wird das Gummituch in den herkömmlichen Krumpfanlagen nach dem Ablaufen vom Hauptzylinder und Abheben der fixierten Ware bzw. Stoffbahn auf seiner gesamten Breite mit Wasser gekühlt (vergl. z.B. die oben angegebene
DE 10 72 220 C . - Beim Ablauf am Hauptzylinder werden die von der Stoffbahn bedeckten (mittleren) Bereiche weniger erwärmt als die von der Stoffbahn jeweils nicht berührten Bereiche des Gummituchs. Die Erfinder haben erkannt, daß die herkömmliche Kühlung in den Randbereichen des Gummituchs nicht immer ausreichend ist, so daß diese Randbereiche vorzeitig spröde werden können. Um dieses Problem zu überwinden, kann man das Gummituch aber nicht stärker kühlen, weit bei zu kaltem Gummituch ein ordnungsgemäßes Fixieren der mechanischen Stauchung der Stoffbahn nicht eintritt. In der Praxis war daher in Kauf zu nehmen, daß das Gummituch wegen der Erhitzung seiner Oberfläche spröde wird und relativ oft – bei Dauerbetrieb etwa alle zwei Wochen – abgeschliffen werden mußte. Bei jedem Schleifen wird das ursprünglich größenordnungsmäßig 5-8 cm dicke Gummituch dünner, mit der Dicke des Tuches nimmt dessen Krumpfpotential ab.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, im Gummituch-Kalander einer kompressiven Krumpfanlage dem vorzeitigen Verschleiß der von der Stoffbahn jeweils nicht bedeckten Bereiche des Gummituchs zu begegnen, ohne die jeweils aktiven Bereiche des Gummituchs, das heißt die bei Betrieb am Hauptzylinder von der Stoffbahn überdeckten Gummituch-Bereiche, unzulässig zu kühlen. Mit anderen Worten: Es werden Mittel zum Verhindern eines vorzeitigen Versprödens der außerhalb der Stoffbahnbreite gelegenen Randbereiche des Gummituches gesucht.
- Die erfindungsgemäße Lösung wird für das eingangs genannte Verfahren im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegeben. Sie besteht insbesondere darin, daß bei Anwendung auf eine das Gummituch nicht vollständig überdeckende Stoffbahn die von der Stoffbahn am Hauptzylinder nicht überdeckten (also betreffend das Krumpfen inaktiven) Bereiche des Gummituchs nach dem Abheben von dem Hauptzylinder stärker gekühlt werden, als das im Sinne des Fixiererfolgs in den von der Stoffbahn überdeckten bzw. aktiven Bereichen des Gummituchs zulässig ist. Für die eingangs angegebene Gummituch-Krumpfanlage besteht die Lösung darin, daß den am Hauptzylinder von der Stoffbahn nicht berührten Randbereichen des Gummituchs eine der Breite der Randbereiche anpaßbare Zusatzkühleinrichtung zugeordnet ist. Einige Verbesserungen und weitere Ausgestaltungen der Erfindung werden in den Unteransprüchen angegeben.
- Nach der Erfindung sind die inaktiven Bereiche des Gummibandes, die am Hauptzylinder von der Stoffbahn nicht berührt werden, also insbesondere die Bereiche an den Längsrändern der Stoffbahn, gesondert zu kühlen und zwar stärker zu kühlen als das in den aktiven Bereichen des Gummituchs, mit denen die Stoffkahn unmittelbar gegen den Hauptzylinder gedrückt wird, zulässig wäre. „Stärker" kühlen heißt im Sinne der Erfindung ein Kühlen auf Temperaturen deutlich, größenordnungsmäßig 5 bis 20° Celsius, unter der für den aktiven Bereich gerade noch zulässigen Mindesttemperatur, derart, daß die beim Umlauf des Gummituchs; am Hauptzylinder zugeführte Wärmemenge an der Zusatzkühleinrichtung (kurz Kühlaggregat) wieder ganz abgeführt wird. Dabei liegt der Erfindung unter anderem die Erkenntnis zugrunde, daß ein einmal aufgeheiztes Gummituch wegen der schlechten Wärmeleitfähigkeit von Gummi nur langsam wieder abzukühlen ist.
- Durch die Erfindung soll also auch verhindert werden, daß sich die inaktiven Bereiche – von Umlauf zu Umlauf – überhaupt aufwärmen. Ein Eindringen der am Hauptzylinder aufgebrachten (und am Kühlaggregat wieder abgeführten) Wärmeenergie in das Innere des Gummituchs soll vermieden werden. Der Wärmetausch zwischen Hauptzylinder und Gummituch einerseits sowie Gummituch und Kühlaggregat andererseits soll nur eine dünne – z.B. größenordnungsmäßig 2 mm dicke – Außenschicht des Gummituchs betreffen.
- Bei der Erfindung wird die schlechte Wärmeleitfähigkeit des Gummituchs berücksichtigt bzw. ausgenutzt. Die auf die Außenfläche eines solchen Tuchs am Hauptzylinder aufgebrachte Wärme dringt nur langsam in die Tiefe des Tuchs ein. Entsprechendes gilt für die Wirkung einer Gummituch-Kühlung, auch die Kühlwirkung setzt sich nur langsam in die Tiefe des Gummituchs fort. Nach einem Rechenbeispiel dauert es etwa zwei Sekunden bis eine rund 1 cm unter der beheizten Gummituch-Oberfläche liegende Schicht von 120 auf 40° Celsius abgekühlt war. Da Gummitücher mit einer Produktionsgeschwindigkeit in der Größenordnung von 50m/min (0,833 m/s) laufen, würden zu der Kühlung ca. 1,5 m des Gummituchs gebraucht. Eine solche Kühllänge steht aber in einer Kompressiv-Krumpfanlage nicht zur Verfügung. Nach dem Stand der Technik dringt aus diesem Grunde die am Hauptzylinder aufgebrachte Wärme in den Randbereichen von Umlauf zu Umlauf tiefer ein und die verbleibende Temperatur der inaktiven Randbereiche steigt bis zu einem für die Lebensdauer des Gummis ungünstigen Gleichgewichtswert an.
- Diesem Problem begegnet die Erfindung dadurch, daß die inaktiven Randbereiche von vornherein (im Wesentlichen vom ersten Umlauf an) so intensiv gekühlt werden, daß die im selben Umlauf vorher aufgebrachte Wärmemenge praktisch vollständig wieder abgeführt wird. Das bedeutet, daß die Wärmeenergie gar keine Gelegenheit hat, tief in das Material des Gummituchs einzudringen – jedenfalls nicht mit einem unzulässigen Temperaturbereich – und demgemäß nur eine relativ dünne Außenschicht abwechselnd erhitzt und gekühlt wird. Wenn diese erhitzte bzw. wieder heruntergekühlte Außenschicht beispielsweise 2 mm dick ist, kann sie (im vorgenannten Rechenbeispiel) in größenordnungsmäßig 0,3 Sekunden von 120 auf 40° Celsius heruntergekühlt werden; bei der oben genannten Geschwindigkeit von 50 m/min werden dann für die Kühlung nur ca. 25 cm gebraucht; Kühlwege dieser Länge sind aber in üblichen Gummituch-Krumpfanlagen konstruktiv ohne weiteres beherrschbar.
- Mit der erfindungsgemäßen Kühlung der inaktiven Randbereiche des Gummituchs wird vorzugsweise sofort nach dem Ingangsetzen der Maschine begonnen. Vor zugsweise soll dabei die Kühlleistung pro Umlauf – in den inaktiven Randbereichen – mindestens annähernd gleich der Heizleistung pro Umlauf zugemacht werden. Da die Aufheizung der inaktiven Randbereiche des Gummituchs stärker als im mittleren mit der jeweiligen Warenbahn bedeckten Bereich des Tuchs ist, werden die Randbereiche erfindungsgemäß stärker als die mittleren Bereiche gekühlt.
- Gemäß weiterer Erfindung wird den Randbereichen des Gummituchs je eine der jeweiligen Breite der Randbereiche anpaßbare (Zusatz-)Kühleinrichtung zugeordnet. Beispielsweise können Luft- oder Wasserstrahlen aus Düsen auf die inaktiven Randbereiche des Gummituchs gerichtet werden. Zum Erzeugen der Strahlen können schwenkbare Düsenbalken, die die fraglichen Düsen tragen, vorgesehen werden. Die von der Breite der behandelten Stoffbahn abhängige Breite der zu kühlenden Randbereiche kann durch einen den jeweiligen Stoffbahnrand abfühlenden Sensor gesteuert werden. Flachstrahl-Sprühdüsen lassen sich besonders gut an die jeweilig gemessene Breite des zu kühlenden (inaktiven) Randbereichs anpassen. Flachstrahl-Sprühdüsen können abhängig von der zu kühlenden Randbreite in Stufen geschaltet werden. Sie lassen auch eine kontinuierliche Anpassung an die Breite der zu kühlenden Randstreifen zu, wenn der Flachstrahl entsprechend der Randbreite gedreht oder der Strahlabstand variiert wird.
- Als Kühlmittel können, wie gesagt, Wasser oder Luft (bzw. allgemein Flüssigkeit oder Gase) vorgesehen werden. Der Vorteil einer Luftkühlung besteht in der besseren Dosierbarkeit, der Vorteil einer Wasserkühlung besteht in der besseren Wirksamkeit; das auf das Gummituch gesprühte Wasser muß aber abgequetscht werden, bevor das Tuch erneut in den Bereich läuft, in dem es die kompressive Krumpfung ausüben soll.
- Die den inaktiven Randbereichen zugeordneten Kühlmittel, z.B. Düsen, können ein gesondert gesteuertes bzw. eigenes Kühlmittel-Versorgungssystem nach Art eines Gegenstromprinzips haben. Gegebenenfalls kann dasselbe Kühlmittel, z.B. Frischwasser, zunächst zur Endkühlung der jeweils behandelten Randbereiche benutzt werden. Das dort anfallende Rücklaufwasser wird umgepumpt und zur Vorkühlung desselben Randbereichs benutzt. Hierbei kann auch in drei oder mehr Stufen vorgegangen werden – das von einem gekühlten Bereich ablaufende Rückwasser wird jeweils zum Kühlen eines in Bandlaufrichtung vorhergehenden, noch wärmeren Randbereichs benutzt.
- Anhand der schematischen Darstellung von Ausführungsbeispielen werden Einzelheiten der Erfindung erläutert. Es zeigen
-
1 eine Prinzipdarstellung im senkrechten Längsschnitt durch eine Gummiband-Krumpfanlage; und -
2 eine Draufsicht auf den Kühlbereich des Gummituchs mit erfindungsgemäßen Zusatz-Kühleinrichtungen. -
1 zeigt eine Gummiband-Krumpfanlage im Längsschnitt (senkrecht zu der gezeichneten Zylinderachsen). Die Anlage besteht im Prinzip aus einem beheizten Hauptzylinder1 , gegen dessen Mantelfläche2 ein endloses, in seiner Längsrichtung gespanntes Gummituch3 gepreßt wird. Dieses wird die sogenannte Anpreßwalze4 sowie über Lenk- und Umlenkwalzen5 ,6 in der eingezeichneten Laufrichtung7 geleitet. Die entsprechende Drehrichtung8 des Hauptzylinders1 wird ebenfalls durch einen Pfeil gekennzeichnet. Die zu krumpfende Stoffbahn9 läuft in der eingezeichneten Transportrichtung10 über die Anpreßwalze4 in den sogenannten Krumpf-Nipp11 , dort findet die mechanische Krumpfung statt. - Die mechanisch bewirkte Krumpfung wird durch die Einwirkung des beheizten Hauptzylinders
1 bei gleichzeitiger Anpressung der Stoffbahn9 mittels des Gummituchs3 an der Mantelfläche2 fixiert. Das Gummituch3 besitzt zum Erreichen eines nennenswerten Krumpfeffekts eine vorgegebene Anfangsdicke. Wenn das Tuch spröde wird, muß es abgeschliffen werden. Um die Geschwindigkeit des Versprödens herabzusetzen, wird das Gummituch3 nach dem Ablauf von der Mantelfläche2 auf seiner ganzen Breite mit Hilfe einer Wasserdusche12 gekühlt. Die Kühlung darf nur soweit getrieben werden, daß das Gummituch3 beim anschließenden Wiedereintreffen am Krumpf-Nipp11 nicht so kalt wird, daß es den Fixier prozeß an der Mantelfläche2 des Hauptzylinders nicht mehr ausreichend unterstützen könnte. Die mit der Wasserdusche12 aufgebrachte Flüssigkeit muß vor dem Eintreffen des Gummituchs3 an der Anpreßwalze4 wieder bis auf eine definierte Restfeuchte, z.B. mit Hilfe von Quetschwalzen13 , abgepreßt werden. -
2 beschreibt Ausführungsbeispiele von erfindungsgemäßen Zusatz-Kühleinrichtungen als Draufsicht auf das Gummituch3 und kann als Ansicht in Pfeilrichtung II von1 angesehen werden. Demgemäß sind in2 hinter dem Gummituch3 Stümpfe der Walzen5 und6 sowie die in Transportrichtung10 laufende (fertig gekrumpfte und fixierte) Stoffbahn9 zu sehen. - In
2 wird in der rechten Hälfte ein um eine an einem Träger14 um eine Achse15 schwenkbarer Düsenbalken16 dargestellt. Dieser besitzt eine Vielzahl von Düsen17 , die gemäß Zeichnung in Längsrichtung des Balkens16 aufeinander folgen und eine Flüssigkeits-Zufuhrleitung18 mit symbolisch dargestelltem Regelventil19 haben können. Außerdem besitzt der Balken einen Schwenkantrieb20 , der beispielsweise so auszubilden ist, daß er den Balken16 in vorgegebener Weise gesteuert um die senkrecht zur Zeichnungsebene stehende Achse15 schwenken kann. Der Schwenkantrieb kann mittels eines Sensors21 gesteuert werden, der durch Abfühlen des Stoffbahnrandes (letztlich) ermittelt, wie breit der von der Stoffbahn9 auf dem Gummituch3 nicht bedeckte Randbereich22 jeweils ist. Mit Hilfe der Meßergebnisse des Sensors21 kann der Schwenkantrieb20 so gesteuert werden, daß der Balken16 mit seinen Düsen17 jeweils gerade den Randbereich22 mit Wasser kühlt. - Im Prinzip ähnlich wie der Wasserkühlbalken
16 in der rechten Hälfte von2 arbeitet der Luftkühlbalken23 in der linken Hälfte von2 . Auch dieser Ballken kann an dem Träger14 mit seiner senkrecht zur Zeichnungseben stehenden Achse24 gelagert werden und einen (nicht gezeichneten) Schwenkantrieb besitzen, der von einem Sensor – ähnlich dem Sensor21 – gesteuert werden kann. Der Luftkühlbalken23 soll eine Vielzahl von, z.B. wie gezeichnet, nebeneinander und in Längsrichtung des Balkens23 hintereinander angeordneten Blas- bzw. Kühldüsen25 besitzen. Diese Kühldüsen werden durch Schwenken des Balkens23 so auf das Gummituch3 gerichtet, daß sie möglichst nur genau den jeweiligen Randbereich22 kühlen. Zu diesem Zweck kann der Kühlbalken23 in der gezeichneten Schwenkrichtung26 hin und her bewegt werden. Um eine unerwünschte Kühlung des am Hauptzylinder1 aktiven Bereichs27 des Gummituchs3 zu vermeiden, kann an dem Balken23 (ebenso wie am Balken16 ) eine Rakel28 angebracht werden. Der aktive Bereich27 des Gummituchs3 ist im Ausführungsbeispiel die mittlere Zone des Gummituchs begrenzt zwischen den beiden Randbereichen22 , nämlich der Gummituchbereich, mit dessen Hilfe die Stoffbahn9 unmittelbar gegen die Mantelfläche2 des Hauptzylinders1 angedrückt wird. -
- 1
- Hauptzylinder
- 2
- Mantelfläche
- 3
- Gummituch
- 4
- Anpreßwalze
- 5
- Lenkwalze
- 6
- Umlenkwalze
- 7
- Laufrichtung
- 8
- Drehrichtung
- 9
- Stoffbahn
- 10
- Transportrichtung
- 11
- Krumpf-Nipp
- 12
- Wasserdusche
- 13
- Quetschwalzen
- 14
- Träger
- 15
- Achse
- 16
- Düsenbalken
- 17
- Wasserdüsen
- 18
- Wasserleitung
- 19
- Ventil
- 20
- Schwenkantrieb
- 21
- Sensor
- 22
- Randbereich
- 23
- Düsenbalken
- 24
- Achse
- 25
- Düsen
- 26
- Schwenkrichtung
- 27
- aktiver Bereich
- 28
- Rakel
Claims (11)
- Verfahren zum kompressiven Krumpfen einer textilen Stoffbahn (
9 ) mit Hilfe einer Gummituch-Krumpfanlage, in welcher die mechanisch gestauchte Stoffbahn (9 ) zwischen einem endlosen Gummituch (3 ) und der Mantelfläche (2 ) eines beheizten Hauptzylinders (1 ) fixiert wird und in welcher der jeweils vom Hauptzylinder (3 ) ablaufende Bereich des Gummituchs (3 ) gekühlt wird, da- durch gekennzeichnet, daß bei Anwendung auf eine das Gummituch (3 ) nicht vollständig überdeckende Stoffbahn (9 ) die von der Stoffbahn (9 ) am Hauptzylinder (1 ) zuvor nicht überdeckten, inaktiven Bereiche (22 ) des Gummituchs (3 ) nach dem Abheben von dem Hauptzylinder (1 ) gesondert und stärker gekühlt werden, als das im Sinne des Fixiererfolgs in den von der Stoffbahn (9 ) überdeckten, aktiven Bereichen (27 ) des Gummituchs (3 ) zulässig ist. - Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die stärkere Kühlung in den beiderseits der Stoffbahnlängsränder von der Stoffbahn (
9 ) am Hauptzylinder (1 ) inaktiven Bereiche (22 ) des Gummituchs (3 ) vorgesehen sind. - Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die inaktiven Bereiche (
22 ) um größenordnungsmäßig 5 bis 20° Celsius stärker als der am Hauptzylinder (1 ) von der Stoffbahn (9 ) überdeckte aktive Bereich (27 ) des Gummituchs (3 ) gekühlt werden. - Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die bei einem Gummituch-Umlauf am Hauptzylinder (
3 ) den inaktiven Bereichen (22 ) zugeführte Wärmemenge durch die gesonderte Kühlung dieser Bereiche beim selben Umlauf im Wesentlichen ganz abgeführt wird. - Verfahren nach mindestens einem der Anspruche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die gesonderte Kühlung der inaktiven Randbereiche (
22 ) vorn ersten Umlauf an erfolgt. - Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, daß die inaktiven Bereiche (
22 ) in Stufen, vorzugsweise nach einer Art Gegenstromprinzip, gekühlt werden. - Gummituch-Krumpfanlage, in welcher eine mechanisch gestauchte Stoffbahn (
9 ) zwischen einem endlosen Gummituch (3 ) und der Mantelfläche (2 ) eines beheizten Hauptzylinders (1 ) zu fixieren ist und in welcher dem jeweils vom Hauptzylinder (1 ) ablaufenden Bereich des Gummituchs (3 ) Kühlmittel (12 ) zugeordnet sind, insbesondere zum Durchführen des Verfahrens nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß den am Hauptzylinder (1 ) von der Stoffbahn (7 ) nicht berührten, inaktiven Randbereichen (22 ) des Gummituchs (3 ) – im Bereich nach dem Ablauf vom Hauhtzy- linder (1 ) – eine der Breite der Randbereiche (22 ) anpaßbare Zursatz-Kühleinrichtung (16 ,23 ) zugeordnet ist. - Gummituch-Krumpfanlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzkühleinrichtung (
16 ,23 ) Mittel zum Aufsprühen von kühlenden Wasser- bzw. Luftstrahlen auf die Randbereiche (22 ) besitzt. - Gummituch-Krumpfanlage nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Zusatzkühleinrichtung schwenkbare Kühlbalken (
16 ,23 ) vorgesehen sind. - Gummituch-Krumpfanlage nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zum Steuern der Breite des von der jeweiligen Zusatzkühleinrichtung (
16 ,23 ) gekühlten Gummituch-Bereichs mindestens ein dem Stoffbahnrand zugeordneter Sensor (21 ) vorgesehen ist. - Gummituch-Krumpfanlage nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zum Aufbringen des Kühlmittels Flachstrahl-Sprühdüsen, insbesondere mit um die Strahllängsachse schwenkbarem Strahl, vorgesehen sind.
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KOCH-SATLOW: Großes Textil-Lexikon. Deutsche Ver- lags-Anstalt GmbH, Stuttgart, 1965, Band A-K, S.71 2 "Kompressive Schrumpfung". |
KOCH-SATLOW: Großes Textil-Lexikon. Deutsche Ver- lags-Anstalt GmbH, Stuttgart, 1965, Band A-K, S.712 "Kompressive Schrumpfung". * |
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