DE1510376C3 - Verfahren zur Herstellung eines verzugsfahigen Stapelfaserbandes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines verzugsfähigen Stapelfaserbandes, bei dem aus einem homogenen verzugsfähigen Stapelfaserverband eine Stapelfaserschicht gebildet wird, in die ein gelöstes Fixiermittel eingebracht wird, überschüssiges Fixiermittel abgeschieden wird und der Stapelfaserverband durch das Fixiermittel auf Grund von Verdampfung des Lösungsmittels unter Trocknen gebunden wird. .

Bei den bisher üblichen bekannten Direkt-Spinnverfahren waren im Anschluß an die ein Faserband

ίο liefernden Karden zwei Streckenpassagen vorgesehen, und es wurde auf einer Ringspinnmaschine unter Verwendung sehr komplizierter, mit mehreren Verdichtern versehener Mehrzonen-Streckwerke ein gedrehtes Garn gebildet. Da die den Strecken vorgelegten Fasermassen notwendigerweise sehr beträchtlich sind, können zur Verbesserung der Faserführung in diesen Streckwerken keine Mittel verwendet werden, wie sie z. B. bei den mit viel kleineren Fasermassen arbeitenden Streckwerken an Flyern und

zo Ringspinnmaschinen vorkommen, wo die Faserführung durch im Hauptverzugsfeld wirksame Faserführungsmittel, wie Riemchen u. dgl., bedeutend verbessert wird.

Es ist bereits ein Verfahren bekannt (USA.-Patentschrift 2 759 520), bei dem durch Verzug eines Vorgarns zunächst ein flaches Band erhalten wird, auf das mittels Applikationswalzen Klebstoff aufgebracht wird, wobei überflüssiger Klebstoff durch die gleichen Walzen abgequetscht wird. Anschließend wird das flache Band durch die axial hin- und herbewegte Walze zu einem Band eingerollt. Im Anschluß an das Einbringen des Klebstoffs erfolgt ein Nitscheln. Nach dem Nitscheln erfolgt in einer Heizeinrichtung eine Trocknung und dann ein weiteres Einrollen bzw. Nitscheln durch hin- und hergehende Walzen.

Schließlich wird auf das lediglich bandförmige eingerollte Gebilde zwischen Walzenpaaren ein leichter Zug ausgeübt. Diese Zugspannung dient jedoch nur zum Befördern des Bandes durch die Vorrichtung und hat jedenfalls keinen Verzug und damit ein Brechen der vorher hergestellten Klebverbindung der Fasern zufolge. Aus den betreffenden Walzen tritt schließlich ein zusammenhängendes fertiges Band aus, welches das Endprodukt darstellt. Ein ähnliches Verfahren ist in der USA.-Patentschrift 2 834 704 beschrieben.

Es ist auch schon ein Verfahren zur Herstellung eines geklebten, ungedrehten Garns bekannt (deutsche Patentschrift 1 037 337), bei dem parallel zueinanderliegende, einander überlappende einzelne Fasern durch Verkleben miteinander verbunden werden. Das überschüssige Klebmittel wird vor dem Nitscheln abgequetscht. Im Anschluß an das Nitscheln erfolgt dann noch vor dem Trocknen ein leichter Verzug. Das ungedrehte Garn bei dem bekannten Verfahren ist nicht mehr verzugsfähig, und die Festigkeit der Klebverbindung übersteigt die Festigkeit der Fasern, so daß bei einer Beanspruchung bis zum Bruch die Fasern reißen, ohne daß ein Brechen der Klebverbindung zwischen den einzelnen Fasern erfolgt.

Schließlich ist noch ein Verfahren zum Verspinnen von Faserbändern bekannt (deutsche Patentschrift 900 793), durch das während eines Hartfaserspinn-

prozesses einem Faserband die für den Transport zur Maschine notwendige Haftung gegeben werden soll. Hierzu werden die Fasern mit schwach klebenden Stoffen versehen und unter hohem Druck zwischen

Walzen verdichtet. Ein Verzug eines getrockneten Bandes findet bei dem bekannten Verfahren jedoch nicht statt. Im übrigen handelt es sich bei dem bekannten Verfahren um ein Naßspinnverfahren.

Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren der eingangs genannten Gattung zu schaffen, mit dem ein verzugsfähiges Stapelfaserband hoher Dichtigkeit, Festigkeit und Reißlänge hergestellt werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß

a) nach dem Einbringen des Fixiermittels die Stapelfaserschicht unter Druck zu einem ein kleines spezifisches Volumen aufweisendes Band verdichtet wird,

b) eine Doublierungsvorlage aus einer Mehrzahl gebundener Faserbänder gebildet und anschließend die Bindung durch Verzug in einer Verzugszone gebrochen wird,

c) der die Verzugszone verlassende Faserverband mittels eines gleichen Fixiermittels oder einer hiermit verträglichen, das erst eingebrachte Fixiermittel lösenden Flüssigkeit nochmals durchtränkt wird und

d) der Faserverband zu einem Band verdichtet, überschüssiges Fixiermittel bzw. Flüssigkeit abgepreßt und das Band getrocknet wird.

Das so erhaltene Stapelfaserband zeigt bei einem Verzug in einem Einzonen-Streckwerk an Ringspinnmaschinen ein ideales Verhalten, so daß eine hohe Garnqualität erzielt wird. Die aus einem erfindungsgemäß hergestellten Stapelfaserband gesponnenen, kardierten Garne weisen eine hohe Gleichmäßigkeit, weniger Dick- und Dünnstellen, geringere Nissigkeit sowie größere Reißfestigkeit auf und kommen dem Typ eines gekämmten Garns sehr nahe.

Außerdem sind die erfindungsgemäß hergestellten Stapelfaserbänder für den Transport bedeutend widerstandsfähiger, und Bandbrüche sowie Fehlverzüge durch unsachgemäße Behandlung sind praktisch ausgeschlossen. Angetriebene Bandhebe-Walzen oder anderweitige Zufuhrmittel zu einem Streckwerk erübrigen sich. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß auf Grund der höheren Dichte der kompakten Bänder die zum Materialtransport von Maschine zu Maschine erforderlichen Gebinde bedeutend größere Materialmengen fassen können.

Zur Erzielung einer höheren Faserparallelität kann nach einer bevorzugten Ausführungsform die Stapelfaserschicht vor dem ersten Einbringen von gelöstem Fixiermittel einem Verzug unterworfen werden.

Außerdem kann das Trocknen des Bandes mit Vorteil in einer konditionierten Atmosphäre erfolgen. Das Band kann auch nach dem Trocknen einer konditionierten Atmosphäre ausgesetzt werden.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform kennzeichnet sich durch Aufrechterhalten der durch Einbringen und Verdampfen des Lösungsmittels erreichten Bindung im Faserverband bis zum Abzug der Fasern durch die Lieferwalzen einer nachfolgenden Verzugszone.

Vorzugsweise erfolgt das zweite Durchtränken des Faserverbandes mit geringerer Fixiermittelmenge oder mit einer zum ersteingebrachten Fixiermittel kompatiblen Flüssigkeit.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann weiter-) dazu ausgenutzt werden, daß beim Einbringen von Fixiermitteln außerdem gleichzeitig Farbstoffe und/ oder Bleichmittel und/oder Textilveredelungsmittel und/oder Fungizide eingebracht werden. Dabei können beim zweiten Einbringen von diesen Fixiermitteln gleicher oder von den ersteingebrachten verschiedene Textilveredelungsmittel, Farbstoffe usw. eingebracht werden.

ίο Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise an Hand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung einer Maschinenlage zur Lieferung eines homogenen, verzugsfähigen Stapelfaserbandes,

F i g. 2 eine abgeänderte Ausführung,

F i g. 3 eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung und

F i g. 4 eine Einzelheit einer darartigen Anlage.
Eine übliche Putzereinanlage 1 versorgt eine Anzahl Karden 2 mit Fasermaterial, die als Endstufe der Vorbereitung für das erfindungsgemäße Verfahren einen homogenen und verzugsfähigen Stapelfaserverband liefern. Ein solcher Stapelfaserverband kann selbstverständlich aus natürlichen oder Chemiefasern oder Mischungen von solchen bestehen und kann von irgendeiner Maschine erzeugt werden, die ähnlich der Karde imstande ist, einen homogenen, verzugsfähigen Stapelfaserverband zu liefern. Der an einer Karde 2 (F i g. 1) anfallende Stapelfaserverband wird dann entweder nach Bilden einer Stapelfaserschicht 3 oder aber nach Zusammenfassen mehrerer Kardenbänder 3' vorerst zu einer Vorlage 3" (F i g. 2) zusammengefaßt und diese doublierte Vorlage zur Erstellung einer erwünschten Faserparallelitat in einem konventionellen Mehrzonen-Streckwerk 4 verzogen.

Das in F i g. 3 mit 4' bezeichnete Streckwerk entspricht dem Streckwerk 4 von F i g. 2 und weist eine Vorzugs- und Hauptverzugszone auf.

Das aus dem Streckwerk 4' (F i g. 3) austretende Vlies oder die Stapelfaserschicht 3 wird nach Zusammenfassen durch Führungsmittel 5 in eine Flüssigkeitseinbringvorrichtung 6 geleitet, in der unter möglichster Wahrung der Faserlage die Fasern während des Durchlaufs mit einem Fixiermittel, z.B. einer wassergelösten Schlichte, auf die weiter unten noch näher eingegangen wird, durchtränkt werden. Dabei wird so viel Fixiermittel eingebracht, als zur Erreichung einer möglichst homogenen Fixiermittel-Verteilung im Faserverband notwendig ist. Das austretende Band wird dann durch eine aus einem Scheibenpaar 7 mit seitlichen Abdeckungen8 (Fig.4) bestehende Druckzone abgequetscht, zu einem kompakten Band verdichtet (Fig.3) und mittels einer Ablagevorrichtung 9' in Kannen 10 abgelegt. Vor dem Ablegen kann eine oberflächliche Antrocknung erfolgen.

Die unmittelbar nach Austritt aus der Druckzone erfolgte oberflächliche Antrocknung des Bandes infolge Einsetzens der Verdunstung des Lösungsmittels wird nachher durch eine gleichmäßige Durchtrocknung vervollständigt. Zur Durchtrocknung oder auch Trocknung an sich werden die mit einem perforierten Boden 11 versehenen Kannen 10 nach Füllung in einen mittels einer Heizung 12 erwärmten oder konditionierten Luftstrom gestellt, der die Kanne durchströmt und über derselben in einen Kamin 13 abgezogen wird.

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Hier bietet sich während oder nach der Trocknung forderungen im Hinblick auf den Verzugsvorgang auch Gelegenheit, das Fasermaterial in einen für den sind:
nachfolgenden Verzug geeigneten Zustand (Feuchtigkeit, Temperatur usw.) zu versetzen. 1. Die zwischen den Fasern hergestellte Verbin- !!

Das Fixiermittel selbst wird von einem Behälter 14 5 dung soll im Verzugsfeld des Streckwerkes ohne

unter Druck der Flüssigkeitseinbringvorrichtung 6 Faserschädigungen gebrochen werden können,

zugeführt. Dieser Behälter enthält eine Heizschlange ohne das der durch das Fixiermittel bewirkte

15 zur Erwärmung des Fixiermittels, falls dies ge- Zusammenhang als Folge von Biegungen und

wünscht wird. Das überschüssige Fixiermittel kann Klemmungen zwischen den Einzugswalzen bei

über eine Pumpe und einen Filter (nicht gezeigt) wie- io der Zufuhr der Bänder vorzeitig zerstört wird,

der in den Behälter 14 zurückgebracht werden. Die d. h. genügende Elastizität,

zwei Zuleitungen 18 deuten an, daß das Fixiermittel 2. Geringe Migrationsneigung (Abwandern beim

verschiedene Komponenten enthalten kann, die gege- Trocknen).

benenfalls getrennt zugeführt werden (vgl. weiter un- 3. Verträglichkeit mit gleichzeitig durchgeführten ten). Das ganze Aggregat gemäß Fig. 3, oben, sei 15 chemischen Veredlungsprozessen,
der Einfachheit halber als Kompakt-Faserbandma- 4. Wasserlöslich,
schine bezeichnet. Die mit einem fixierten Band angefüllte Kanne 10 gelangt dann zu einer zweiten, Als Fixiermittel kommen daher generell die in der analog aufgebauten Kompakt-Faserbandmaschine Weberei bisher verwendeten wasserlöslichen Schlich-(Fig.3 unten). Nach vorgenommener Doublierung 20 temittel in Frage, wodurch auch ein Nachschlichten der den Kannen 10 entnommenen Bänder erfolgt ein bei gleichzeitiger Reaktivierung der bereits vorhan-Verzug in einem Einzonen-Streckwerk 19. Die vier denen Schlichteteilchen in der Weberei, falls notwen- Λ Walzen 20 der zweiten Walzengruppe laufen alle mit dig, auf keinerlei Schwierigkeiten stößt. Als solche ■ gleicher, jedoch größerer Umfangsgeschwindigkeit, Schlichtemittel sind Mais-, Reis- und Kartoffelstärals die des Walzenpaares 21. Die zuvor erstellte Fi- 25 ken bekannt, die bei Aufbereitung in 0,5- bis 5 %iger xierung im Faserverband bleibt bis nach dem Passie- Konzentration unter Kochen in Wasser gelöst und ren des Walzenpaares 21 weitestgehend erhalten und auf Raumtemperatur abgekühlt oder auch heiß einwird erst durch den Abzug der Walzen 20 des Einzo- gebracht werden. Die Fixiermittel auf reiner Stärkenen-Streckwerkes wieder gebrochen, wobei eine neu- basis ergeben relativ spröde Verbindungen zwischen artige Faserkontrolle durch die noch schlichtegebun- 30 den einzelnen Fasern mit steifen Bändern als Folge, denen Fasern während des Verzugsvorganges ausge- so daß die Bindung dann bei unzweckmäßiger Beübt wird, so daß den Verzugsvorgang störende, handlung, z. B. starker Biegung oder zu hoher Einschwimmende Fasern nicht auftreten. zugswalzenbelastung, leicht schon vor dem Verzugs-

Das das Einzonen-Streckwerk verlassende Vlies 22 Vorgang bricht. Durch Zusatz von Plastifizierungswird dann wiederum unter Wahrung der Faserparal- 35 mitteln läßt sich diesem Nachteil entgegenwirken. Es lelität und unter Homogenisierung der Verteilung des ist, falls eine weitere Erhöhung der Elastizität der Vorstufe eingebrachten Klebmittels zusammen- wünschbar erscheint, zu empfehlen, als Fixiermittel gefaßt und einer weiteren Flüssigkeitseinbringvor- einen Polyvinylalkohol zu verwenden, der ebenfalls richtung 23 zugeführt. Die Flüssigkeitseinbringvor- in etwa 0,5- bis 5 %iger Konzentration in Wasser Verrichtungen 6 und 23 sind an sich bekannt (vgl. 40 mischt zur Anwendung gelangt. Je nach den gedeutsche Offenlegungsschrift 1 460 326). wünschten elastischen Eigenschaften der Bänder

Das in der zweiten Stufe eingebrachte, wasserlös- kann eine Lösung von Stärke und Polyvinylalkohol

liehe Fixiermittel weist eine vorzugsweise kleinere kombiniert als Fixiermittel angewendet werden. An- *

Konzentration auf als das im vorangehenden Ar- wendbar sind auch Natriumalginate, Kasein sowie V

beitsgang eingebrachte und ist selbstverständlich — 45 Zellulosexantheganat. Die homogene Verteilung der

obwohl es grundsätzlich anderer Natur sein kann — Fixiermittelflüssigkeit im Faserverband und die gute

mit diesem verträglich und dieses lösend. Um durch Benetzung der Einzelfaser kann außerdem durch Zu-

den sich anschließenden Trocknungsvorgang ein Ab- satz von Netzmitteln erleichtert werden,

wandern (Migration) von Fixiermittel an die Ober- Auch die Zugabe von in der Schlichterei allgemein

fläche zu verhindern, ist es vorteilhaft, die in diesem 50 üblichen Fungiciden oder antibakteriellen Mitteln,

Arbeitsgang neu eingebrachte Fixiermittelmenge wie z.B. den unter den Warenzeichen »Antimutin

durch verstärktes Abpressen minimal zu halten. Das SR« oder »Antimutin AN« der Firma Sandoz, Basel,

hier eingebrachte Fixiermittel dient dazu, einerseits vertriebenen, in Konzentrationen von 0,01 bis

die noch im Faserverband befindlichen, homogen 0,02%, ist bereits mit dem Fixiermittel im gleichen

verteilten Schlichteteilchen genügend zu reaktivieren, 55 Arbeitsgang zu bewältigen, ganz abgesehen von der

d. h. oberflächlich anquellen zu lassen bzw. teilweise Möglichkeit der Einfärbung der Fasern durch Zu-

zu lösen, um die durch Doublierung und Verzug er- gäbe von Farbstoffen in das Fixiermittel, also in

zielte Homogenisierung nicht mehr zu stören, und einem Stadium, in dem auch die Einzelfasern noch

andererseits eine erneute, einwandfreie Fixierung des viel leichter allseitig erreicht werden können als im

Faserverbandes nach Verlassen der zweiten Korn- 60 fertig gedrehten Garn. Auch der Zusatz von antistati-

pakt-Faserbandmaschine zu garantieren. sehen oder ganz generell von Textilveredlungsmitteln i

In dieser zweiten Kompaktfasermaschine wird so- kann hier leicht und wirksam erfolgen. j

mit eine möglichst homogene Verteilung des in pas- Nachdem das Verfahren und die hierzu notwendi- ,

sender Quantität eingebrachten Fixiermittels über gen Mittel in allgemeiner Form beschrieben wurden, j

Querschnitt und Länge erreicht und als Folge eine 65 sei nachstehend noch ein konkretes Arbeitsbeispiel h

möglichst gute Fixierung der Einzelfasern innerhalb mit Baumwolle angeführt: !

des Stapelfaserverbandes erreicht. Dem ersten Streckwerk 4' wird eine Vorlage von

Die an das Fixiermittel gestellten besonderen An- 8000 tex (Ne 0,074) zugeführt und unter Verwen-

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dung von Vorverzug mit einem 4fachen Gesamtver- Faktoren, wie der Art der Baumwolle, dem vorhan-

zug auf eine Stärke von 2000 tex (Ne 0,3) verzogen, denen Faserwachs und von der Verteilung des Fi-

um so der ersten Flüssigkeitseinbringvorrichtung 6 xiermittels im Faserverband selbst abhängt, aber im-

zugeführt zu werden. mer noch bedeutend höher liegt als der eines stark

Die Aufbereitung des Fixiermittels geschieht mit 5 gedrehten Vorgangs (etwa 300 m). In der zweiten

einem handelsüblichen wässerigen PV-Alkohol mit Stufe werden sodann sechs Bänder von je 2000 tex

20% Trockengehalt, im Beispiel mit »VibatexS«, zu einer Vorlage von 12 000 tex doubliert, und bei

der Ciba AG, Basel. Pro 1 kg Fixiermittel werden 14fachem Verzug im Einzonen-Streckwerk 19 resul-

140g »VibatexS« mit 860g heißem Wasser ge- tiert im Auslauf ein Faserverband von 860tex, der

mischt. Dieses Fixiermittel wird mittels der Flüssig- io der Flüssigkeitseinbringvorrichtung 23 zugeführt

keitseinbringvorrichtung 6 in das Band eingebracht wird. Hier erfolgt die zweite Einbringung von Fixier-

und durch die Abzugsscheiben bis zu einem Fixer- mittel, das eine geringe »Vibatex S«-Konzentration

mittelgehalt von 40 % auf das eingebrachte Baum- von 120 g pro 1 kg Fixiermittel aufweist. Nach Ab-

wollnormalgewicht (basierend auf 65 % relativer pressen auf einen Fixiermittelgehalt von 28 % erhält

Feuchtigkeit bei 20° C) bezogen, abgepreßt. Pro 15 man eine Zunahme des Feststoffgehaltes pro 1 kg

1 kg normalklimatisierter Baumwolle entsprechen norrnalklimatisierter Baumwolle um etwa 6,7 g oder

diese 40 % Fixiermittel somit 400 g wäßriger Lö- 0,67 °/o, was einem Totalgehalt von 17,9 g entspricht,

sung, die etwa 56 g »Vibatex S« enthält. Beim er- Das derart hergestellte Stapelfaserband besitzt nach

wähnten 20 Voigen Trockengehalt von »Vibatex S« dem Trocknen eine Reißlänge in derselben Größen-

ergibt sich dementsprechend im Band ein einge- 20 Ordnung wie dasjenige nach Abschluß der ersten Fi-

brachter Feststoffgehalt von 11,2 g pro lkg normal- xierung.

klimatisierter Baumwolle, was etwa 1,2 % gewichts- Zur Erzeugung eines gedrehten Garns erfolgt der

mäßiger Feststoffgehalt ausmacht. Nach Trocknung Verzug der getrockneten bzw. passend konditionier-

des Bändchens fällt erstmals ein fixiertes Faserband ten Fixbänder auf einem Einzonen-Ringspinn-Streck-

an, das eine Haftlänge von etwa 1000 m aufweist, 25 werk, z. B. mit 43,5fachem Verzug, wodurch sich ein

welcher Wert selbstverständlich von verschiedenen Garn von 19,6 tex (Ne 30) ergibt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines verzugsfähigen Stapelfaserbandes, bei dem aus einem homogenen verzugsfähigen Stapelfaserverband eine Stapelfaserschicht gebildet wird, in die ein gelöstes Fixiermittel eingebracht wird, überschüssiges Fixiermittel abgeschieden wird und der Stapelfaserverband durch das Fixiermittel auf Grund von Verdampfung des Lösungsmittels unter Trocknen gebunden wird, dadurch gekennzeichnet, daß

a) nach dem Einbringen des Fixiermittels die Stapelfaserschicht unter Druck zu einem ein kleines spezifisches Volumen aufweisendes Band verdichtet wird,

b) eine Doublierungsvorlage aus einer Mehrzahl gebundener Faserbänder gebildet und anschließend die Bindung durch Verzug in einer Verzugszone gebrochen wird,

c) der die Verzugszone verlassende Faserverband mittels eines gleichen Fixiermittels oder einer hiermit verträglichen, das ersteingebrachte Fixiermittel lösenden Flüssigkeit nochmals durchtränkt wird und

d) der Faserverband zu einem Band verdichtet, überschüssiges Fixiermittel bzw. Flüssigkeit abgepreßt und das Band getrocknet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stapelfaserschicht vor dem ersten Einbringen von gelöstem Fixiermittel einem Verzug unterworfen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Trocknen des Bandes in einer konditionierten Atmosphäre erfolgt.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Band nach dem Trocknen einer konditionierten Atmosphäre ausgesetzt wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Aufrechterhalten der durch Einbringen und Verdampfen des Lösungsmittels erreichten Bindung im Faserverband bis zum Abzug der Fasern durch die Lieferwalzen einer nachfolgenden Verzugszone.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Durchtränken des Faserverbandes mit geringerer Fixiermittelmenge oder mit einer zum ersteingebrachten Fixiermittel kompatiblen Flüssigkeit erfolgt.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß beim Einbringen von Fixiermitteln außerdem gleichzeitig Farbstoffe und/oder Bleichmittel und/oder Textilveredlungsmittel und/oder Fungizide eingebracht werden.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß beim zweiten Einbringen von Fixiermitteln gleiche oder von den ersteingebrachten verschiedene Textilveredlungsirjittel, Farbstoffe usw. eingebracht werden.