DE1761119A1

DE1761119A1 - Papiermaschinenfilz und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE1761119A1
Application number: DE19681761119
Authority: DE
Inventors: Fekete Eugene Zoltan
Original assignee: Huyck Corp
Current assignee: Huyck Corp
Priority date: 1964-05-22
Filing date: 1968-04-04
Publication date: 1971-08-26
Also published as: US3392079A; FR1572324A

Description

Huyck Corporation

or, IT.Yo, V.St.Α..

4 APU Ί9δ8 1761119

Papiermaschinenfilz und Verfahren zu seiner

Herstellung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Papiermaschinenfilzes durch Nadeleinziehung von orientierten Fasern in eine "nonwoven"- bzw. Vlies-Grundschicht sowie nach diesem Verfahren hergestellte Papisrmaochinenfilze.

Bereits seit längerer Zeit wurde die Schaffung von Papiermaschinenfilzen mit "nonwoven"- bzw. Vlies-Aufbau angestrebt, die sich mit vergleichsweise hoher Fertigungsgeschwindigkeit und ohne Notwendigkeit für das Weben einer Grundschicht herstellen lassen. Der in der USA-Patentschrift 2 943 379 beschriebene "nonwoven"-Papiermaschinenfilz, der eine Einfachanordnung von längsverlaufenden Garnfäden verwendet, erfüllt die vorgenannten Erfordernisse zwar weitgehend, doch hat es sich gezeigt, daß er für die praktische Verwendung ungeeignet ist, da er instabil und in Maschinen-Querrichtung mangelhaft fest ist.

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Außerdem, sind die herkömmlichen Filze insofern mangelhaft, als sie sich aus wahllos verteilten Fasern zusammensetzen, welche dem zusammengesetzten Papiermaschinenfilz keine ausreichende Zugfestigkeit zu verleihen vermögen. Weiterhin v/erden durch die Verwendung von vorgefilzten Matten, wie sie herkömmlicherweise angewandt γ/erden, vergleichsweise weniger Fasern und Faserenden für das Verschlingen und./Vereinigen des Filzes zu einem kompakten und zusammenhängenden Gebilde zur Verfugung gestellt.

Demgegenüber schafft die Erfindung einen Papiermaschinenfilz, bestehend aus einer Vlies-Grundschicht aus nicht verwebten (nonwoven) Garnen und mindestens einer Fasermatte, deren eine Fläche praktisch flächig mit der einen Fläche der Grundschicht verbunden ist, der dadurch gekennzeichnet ist, daß die nonwoven-Garne der Grundschicht eine Vielzahl von unechten bzw. Fusselfasern aufweisen, daß die Fasermatte eine beträchtliche Anzahl von praktisch unter einem rechten Winkel zu den Garnen der Vlies-Grundschicht orientierten Fasern enthält, die rait den unechten bzw. Fusselfasern verflochten bzw. verschlungen sind, und daß die unechten bzw. Fusselfasern außerdem unter Bildung eines zusammenhängenden Papiermaschinenfilzes mit verbesserten Festigkeitseigenschaften miteinander verflochten bzw. verschlungen sind.

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Zr rat sich --crrcigt, daß Garne, die in einer V»'eise vor-Vnhandelt worden sird, daß sie fusselig v/erden, aneinander haften und f1a£ bei Verwendung von nicht verfilzten, ■zar^i'-vt " ^;i'ir:ern die größtmögliche Anzahl. von losen Pan^-rii und Faserenden für das Verschlingen uni ITadeleinr.io'ion su einer verfilmten, könpaktcn tlasne zur Verfugung steht, so daß ein in der Praxis brauchbarer Papiermaschinenfilz erhalten wird. Der genannten Patentschrift ist kein Hiiiweir- auf dⁿr. Ziniluß bsv.^r. den Vorteil der Verwendung vor I:a:":^;i"ri"":i Fasorn in nicr.t. verfilzt er Pora su entnchran:. Z^bor. oowonlr: lehrt diese-.Patentschrift- die Verwendung, von orientierten Fasern oder den Vorteil des Verschlingens brw. Verflocht ens der Fasern aus der lcardierten I.lasoe mit den Garnfasern.

Die Erfindung schafft somit einen Papiermaschinenfilz, welcher ohne Anwendung herlrönnilicher Strick-, Y/irk- oder 'Jebevorgänge aus Garnen hergestellt werden kann, die aus Fasern, wie '.7olle. ^aunwolle, liylon und dgl. liatur- und Kunstfaseni, bestehen, ur.d welcher verbessertes Entwässerungsvemögen, bessere Luftdurchlässigkeit und höhere Zugfestigkeit besitzt.

Der erfindungsgemäße Papiermaschinenfilz läßt sich ohne Bedarf an kostspieligen Ausrüstungen mit hohen Fertigungs-

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Geschwindigkeiten wirtschaftlich herstellen. Er zeichnet sich durch eine Papierbahn-Berührungsfläche verbesserter Glattheit, Weichheit, Gleichmäßigkeit, Nachgiebigkeit und Freiheit von unerwünschten Markenmustern aus und verursacht während der normalen Papierherstellung keine Durchschlage. Der erfindungsgemäße Papiermaschinenfilz ist wirksamer als herkömmliche Pilze gleichen Flächengewichts, ^ besitzt eine lange Betriebslebensdauer, ist wirtschaftlich in Herstellung und Betrieb,- zeichnet sich durch verbesserte Flexibilität und verbesserte Dimensionsstabilität aus und neigt nicht zur Zugfaltenbildung.

Im folgenden sind einige Ausführungsformen der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Ss zeigen:

Fig. 1 eine in vergrößertem T.l8i3stab gehaltene schematische Darstellung zur Yeranschaulichung des Aufbaus P der Vlics-Grundschicht und der Relativstellungen

von mehreren Hakennadeln beim Einziehen von Fasern in die Grundschicht,

Fig. 2 und 3 schematische Querschnitte durch eine Vlies-Grundschicht und eine Anzahl von auf dieser befindlichen Faserlagen, welche zwei Hakennadeln in ihren tiefsten Stellungen zeigen, wobei Fig. 2 senkrecht zu den Garnen und Fig. 3 parallel zu den Garnen gef&hrt ist,

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Fig. 4 eine in vergrößerten Maßstab gehaltene Aufsicht, welche das Lagenverhältnis zwischen den Garnen und den unter einem rechten Winkel zu diesen angeordneten Pasern veranschaulicht,

!Pig. "5; eine schematische Darstellung einer abgewandelten Ausführungsform eines Papiermaschinenfilzes mit den Merkmalen der Erfindung,

Pig. 6 ein in stark vergrößertem Maßstab gehaltener Querschnitt durch die Vlies-Grundschicht und mehrere darauf befindliche Paserlagen bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung, bei welcher mehrere Lägen imterschiedlicher Garne verwendet werden, .und

Pig. 7 eine schematische Darstellung einer noch weiter abgewandelten Ausführungsform eines Papiermaschinenfilses mit den Merkmalen der Erfindung.

Obgleich die Erfindung nachstehend in Verbindung mit Papiermaschinen-lTaßfilzen beschrieben ist, ist sie ersichtlicherweise ebenso auf Trocknerfilze anwendbar, mit deren Hilfe eine Papierbahn durch eine Trocknungsvorrichtung gefördert wird. Iiaßfilze fördern nasse Papierbahnen durch einen Abschnitt einer Papiermaschine und laufen als end-

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loses Band durch einen Preßabschnitt, in welchem bei einem Trocknungsschritt V/asser aus der Papierbahn ausgequetscht und somit deren Feststoffkonsistonz wirksam erhöht wird, während Trocknerfilze in Form eines endlosen Bands durch den Trocknungsabschnitt einer Papiermaschine laufen und zum Trocknen der Papierbahn durch Förderung derselben über umlaufende, dampfbeheizte Rollen bzw. Trommeln dienen. Die Trocknerfilze halten die Papierbahn in Berührung mit den Oberflächen der Rollen und entziehen zusätzlich V/asser durch Aufsaugung.

Der erfindungsgemäße Papiermaschinenfilz läßt sich in der Weise herstellen, daß eine lose zusammenhängende Feinstoff- (gossamer-) Grundschicht aus einer Vielzahl von Abstand voneinander besitzenden Kettfäden hergestellt wird, wobei anstelle der Schuß- bzw. Füllfäden mit Hilfe von !Tadeln Fasern in eine oder beide Seiten der Grund-P schicht eingezogen werden. Die für die Erfindungszwecke bevorzugte Gossamer- bzw. Feinst of f-Grundschicht ist ein leicht zusammenhängendes Gewebe, das bei der Verarbeitung handhabbar ist. Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung von Garnen, an welchen aufeinanderfolgende Lagen von unverfilzten, in hohem Grade orientierten Fasern angebracht worden sind, die anschließend durch Hindurchziehen mittels Nadeln miteinander verfilzt werden, wobei die Fa-

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serii nicht nur als Oberflächenschicht en zur Gewährleistung einer aun woiohem Hat erial. bestehenden platten Oberfläche für (ii^ Papierbahn dienen, sondern auch al π quergerichtete mechanische Yersteifun^smittel wirken.

Ein.'I.Ierkäal der Erfindung besteht darin, daß die für die Herstellung der Grundschicht benutzten Garne. an,-5scheuerte "br,w. f-ancli-:⁰ G-ar up- sind, die parallel zueinander liegen und i'1.CoI₁-O ihrer Fusseligkeit bzw. ihrer unechten Faserbesot;:un£~ danach trachten, sich miteinander, zn vor einigen und zu verschlingen.

3in Llerkaal einer, solchen Anordnung liegt in der neuartigen Kombination von parallelen fusseligen bzw. mit unechten Pasem besetzten Garnen nit Pasern, die praktisch rechtwinkelig enden Garnen orientiert und mit deren Fusselfasern iimir vv^rfiochtenJsincL-. Ohne auf die Theorie der Arbeitsweise der 3rfindung beschränkt sein su v/ollen, wird angenommen, daß die Garne als Kettfäden wirken und auf diese v7eise die Erhöhung der Querfestigkeit unterstützen. Bine Parallelanordnung von festen, mit Fusseifasern besetzten Garnen ist strukturell in solcher Weise dem umgebenden Fasermattenmaterial zugeordnet, daß in Maschinen-Querrichtung ausgeübte Kräfte auf die Garne übertragen und von diesen aufgenommen werden. Dies geschieht durch Yer-

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schlingen der Pasern aus den Fasermatten mit den unechten bzw. Fusselfasern der Garnfäden, was dem direkten Verknüpfen von Fäden oder Schnüren mit Seilen bzw. Kabeln entsprechen kann. Dieselbe Wirkung wird durch Inniges Verschlingen der Fasern von einer Fasermattenschicht an der einen Seite der Garnanordnung mit Fasern aus der Fanerniatterschient an der anderen Seite der Garnanordnung erreicht, was dem Herumknüpfen von Fäden oder Schnüren um ein Seil bzw. Kabel äquivalent ist. Da die Hattenfasern im wesentlichen unter einem rechten Winkel zu den Garnachnen orientiert worden sind, werden auf diese Weise in Ilaschinen-Querricbtung einwirkende Kräfte über die miteinander verflochtenen Fasern auf die Garnfäden selbst übertragen. Da die Fasermatten lose, d.h.- nicht vorgefilzt eingelegt v/erden, cteht eine Vielzahl von Mattenfasern für ■ ias Verflechten mit anderen Fasern und mit den unechten Facom dor Garnfädon zur Verfügung. Dies steht im Gegensatz '-!.r' ^ta^.ö. '"i.r Technik, und zwar insbesondere im Hinblick auf dio Anzahl von Llattenfasern, mit welchen eine v.'irksamo Überbrückung zwischen den Mattenfasem und den Gamfäden bewirkt werden kann. Bei den herkömmlichen Gebilden värd infolge der für das Eindringen der Mattenfa-· serr¹ begrenzt zur Verfügung stehenden Garnflächen und infolge der größeren Wahrscheinlichkeit für ein losreißen dieser Fasern vor, den Garnfäden nur ein Festigkeits-Über-

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tragungsmedium erzielt-, das wesentlich niedrigere Drucke bzw. Kräfte zu tolerieren vermag als der erfindungsgemäße Gebilde.

Die Hauptvorteile der Erfindung lassen sich bei den Ausfühnmgsformen erzielen, bei denen die Grundgarne in der .Laufrichtung.des Papiermaschinenfilzes auf der Papiermaschine orientiert sind. Ohne Einschränkung auf eine Arbeitstheorie und ohne Beeinträchtigung der vorstehend erläuterten Kettfaden-Theorie kann es möglich sein, daß bei diesen Ausführungsformen die Garnfäden als die Kettfäden wirken und dem Filz Festigkeit in Maschinen-Laufrichtung verleihen, während die orientierten Fasern als Schußfäden wirken und' Festigkeit in Maschinen-Quorrichtung gewährleisten. Gewisse-Vorteile ergeben sich jedoch auch bei den Ausführungsformen, bei denen die Grundgarne in Llaschinen-Querrichtung zum Papiermaschinenfilz; ausgerichtet sind. Bei den letztgenannten Ausführungsformen werden die speziellen Vorteile der'Erfindung weitgehend dadurch erzielt, daß die orientierten Fasern dem Filz in Maschinen-Laufrichtung eine weitgehende Erhöhung seiner Zugfestigkeit verleihen, die bei den herkömmlichen Verfahren nicht erzielt werden konnte, bei welchen das Produkt axis vor gefilzt en Matten und insbesondere aus nicht-orientiertsn vorgefilzten MatI;en hergestellt wurde. Die Faserorientie-

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rung ist vorzugsweise derart gewählt, daß zumindest 70p der Fasern mit ihren Längsachsen innerhalb eines Winkelbereiehs von 15 senkrecht zur Längsachse der G-arnfäden liegen. Bei einer anderen Ausführurgnfcrm der Erfindung sind LIehrf ac h-Fas erlagen praktisch unter einem rechten \7inkel zueinander orientiert und praktisch unter einem V/inkel von 45° zur Längsachse der Garnfäden angeordnet.

Ersichtlicherweise sind die Fasern nicht genau linear, sondern besitzen eine gewellte Konfiguration. Aus diesem Grund soll sich die Orientierung der Fasern auf die allgemeine Längrichtung der Fasern beim Kardieren derselben beziehen. Ebenso ist es ersichtlich, daß es beim Kardieren der Fasern nicht möglich oder vom praktischer. Standpunkt aus wünschenswert ist, die Faserachsen vollständig in der gewünsch/cen Richtung auszurichten. Erfindungsgemäß ist es jedoch höchst wünschenswert, die Faserachsen zumindest zu 70$ in ein und derselben Richtung auszurichten.

Es hat sich gezeigt, daß beim Iladeleinziehen von Fasern in die Grundschicht größere Festigkeitseigenschaften erzielt werden als wenn vorgefilzte Fasermatten und sogar Matten mit orientierten Fasern verwendet werden. Dies wird der Tatsache zugeschrieben, daß durch die relative Freiheit und Lockerheit der Fasern in den nichtverfilsten Karden-

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lagen auf wirksame Weise mehr freie Enden für das Iladelc in ξ ich on ?,πτ -Verfügung gestellt werden und somit eine stärkere Vers chi inrur.g bzw. Verflechtung der lasern zu beiden Seit«: -lor Gariifäden miteinander und nit den Fasern der GaacnfHänn selbst ermöglicht wird. In Anw en dungs fäll en, j π welchen -'1^ Anforderungen an Zugfestigkeit nicht zu hoch sind, '-arm es .jedoch genügen, vorgefilzte -Fasermatten mit orientierten Pasern für die Herstellung des Papier-' naschincnfilnos zu. verwenden. Jedenfalls hat es sich heraus --estellt, daß vorgefilzt.e -Pasermatten mit orientierten Faser-i ]>ei Yerxvendun," für die Herßtellrjii; von Papicrma3chincn?ilr.en wesentlich erhöhte Zugfestigkeit gegenüber vorrrefilr.ten Faserplatten nit iiieht-orienticrten Fasern .^evra'-irl^isten.

Kin anderes licrlnnal der Erfirdung besteht darin, daß das Durchstechen der einzelnen Gan:fäden dtirch die iradelhaken 3iielit erforderlich- ist, un einen cusamaer-iiängenden, sich s?lbst tragenden Papicmaschinonfilr nu erzielen. Die Verflechtung der fusseliger., unechten Fasern der angeseheuerten Garnfäden reicht aus, un: die G-rundsciiicht ^usamTiicnsuhalten. Die die beiden Seiten des Papiermaschinenfilzes bildenden Fasern brauchen daher nicht unbedingt in die Garnfäden eingesogen zu werden, sondern werden vielmehr durch liadeleinziehen miteinander und mit den unechten Fasern

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verflochten, so daß ein kompakter, selbsttragender Papiermaschinenfilz gebildet wird«, Die Erfindung unterscheidet 3ich in diesen I.Ierlonalen vom Stand der Technik, bei. welchem die Fasern mittels Nadeln durch die einzelnen Garnfäden hindurchgezogen werden mußten. Bei einigen Ausführungsformen ist es vorteilhaft, den maximalen Abstand zwischen den Garnfäden durch die länge der unechten fasern, und deren überlappungsausmaS zu begrenzen, um ein Verflechten r ervorzubringen.

Das erfindungogemäße Erzeugnis besteht aus einem Papiermaschinenfilz mit hoher Zugfestigkeit und geringer Tendenz /,um Schrumpfen oder Verziehen in Schußfadenrichtung, welcher bessere Entwässerung, höhere Luftdurchlässigkeit und bessere Beständigkeit gegenüber LIarkenbildung oder Durchschlagen gewährleistet. Da außerdem die Garn-Kreuzimrs^urikto fehlen, besitzt der erfindungsgemäße Papiermaschinenfilz ein höheres Flexibilitätsausmaß als Pilze, die eine durch Weben hergestellte Grundschicht gleicher Dichte aufweisen.

V/ie nachstehend noch näher erläutert werden wird, wird die Grundschicht vorzugsweise endlos ausgebildet. Die Garnfäden verlaufen hierbei in Maschinen-Laufrichtung, während sich die Fasern in Maschinen-Querrichtung des

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her au-ot ell enden bandartigen Pilses, erstrecken, Wenn dio Grundschicht flachgelegt ist, liegen die C-arnfädon normalerweise in Maschinen-Laufrichtung des späteren Papiermasehinenfilzes, während die Pasern in Maschinen-Querrichtung verlaufen ur.d mit ihren Enden unter Bildung eines endlosen Bands miteinander vereinigt sind* Ersichtlicherweise kann das Grundgewebe mit beliebiger Breite oder Länge aus Garnen jeder beliebigen passenden Art hergestellt werden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung liegen die Garnfäden parallel zueinander in einer abgeflachten spiraligen Konfiguration. Di·:- unechten bsw. Pusselfasorn benachbarter G-arnfäd:;n sind unter Bildung einer-endlosen Grundschicht miteinander verschlungen bzw. verflochten. Außerdem kann mindestens einer der durchgehenden Garnfäden angescheuert und in 3inem Spiralmuster angeordnet sein, so daß die Pasern einander benachbarter Garnabochnitte einander berühren. Darüberhinaus kann mindestens eines der unechten O-ame neben einem anderen Garn liec^Gn> ^so daß verflochtene Pasern von seinen einander benachbarten Abschnitten abstehen. Kardierte, orientierte Pasern sind quer über beide Seiten der Grundnchicht gelegt und verlaufen unter einem rechten Winkel zu den Garnfäden<, Die Pasern werden anschließend genadelt, so daß ein kompakter,

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vorfilzter Papiermaschinenfilz gebildet wird.

Das Anscheuern der Garnfäden beim Auslegen derselben zwecks Hervorbringung der Fusseligkeit bzw. unechten Faserbesetzung stellt ein besonderes L'erknial ^fie3 erfinciungsgemäßen Verfahrens dar. Optimale Ergebnisse werden mit Garnen erzielt, die sieh leicht unter Pervorbringung einer solchen Pusseligkeit bzw. unechten Pasorbesetsung ansoheuern lassen, beispielsweise beschichtete (plated) Garne. Andere IIor.^:rmale des erfinden'".:;·;~:*^ι3 2Γ- Vorfahren" lie^n in dor Verflechtung der Fasern ::.ix: den Garnfäden imd der Verschlin,jung bzw. Verflechtung der Pasern der Garnfäden miteinander.

Die erfindungagemäßen Papienaaschinenfilze lassen sich durch ITadeleinsiehen der Pasern in die nonwoven- bzv/. Vlies-Grundschicht herstellen. Ein weiter verbesserter Papiermaschinenfilz wird jedoch dadurch erhalten, daß die Pasern unter· solchen Bedingungen durch Kadeleinziehen in eine Vlies-Grundschicht eingebaut werden, bei welchen hohe Zugfestigkeit des Papierinaschinenfilzes sowohl in Maschinen-Laufrichtung als auch quer dazu gewährleistet wird. Zu diesem Zweck hat es sich als vorteilhaft erwiesen, ein spezielles Verhältnis zwischen den Haken der PiIznadcln und der Verlaufrichtung der Garnfäden der Grund-

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schicht sowie der allgemeinen Richtung, in welcher die Längsachse der Pasern der Fasennatte verläuft, vorzusehen. Ein Verfahren und eine Vorrichtung zum nadeln eines Filzes auf diese V/eise sind in der TJSA-Patentschrift 3 2?0 599 beschrieben.;

Gemäß einer h^vöi-sugt-en Ausführungsform dieses Verfahrens stehen die an ieder !Tadel vorgesehenen Widerhaken nur in einer Richtung oder-bestenfalls in swei Richtungen von der "Taael-Längsachse ab. Eine im Hairenbereich dreieckigen Querschnitt besitzende Ij" ad öl' weist somit nur an swei "Dekor., dor Dro? eoks-Kori.fi Turation v-on der ITadelachse nach außen absteheiicl? Halten auf b;;v,'. ist mit Haken versehen, die auf ähnliche Weise von ;:vrei Ecken bsv/. Kanten des dreieckiren Querschnitts wegragen. 7^eI Verwendung" derartiger !Tadeln in einer liadeleinnieliEaschine ist Sorgfalt auf zuwenden, daß alle Haken der calilreicheii !!adeln praktisch in dieselbe Richnmg oder in die beiden gleichen Riehtungpii abstehen.

G-eraäß den in dieser Patentschrift beschriebenen Verfahren sollte auSerdesi die Richtung, in welcher die Haken von den Nadeln abstehen, in einem ziemlich bestimmten Verhältnis zu der Richtung stehen, in welcher sich die G-arnfäden und die Längsachsen der Fasern erstrecken. Wenn die !Tadel so

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ausgebildet ist, daß ihre Haken nur in einer Richtung abstehen, sollte diese Richtung parallel zu den Garnfäden und senkrecht zur allgemeinen bzw. Hauptrichtung des Faserverlaufs verlaufen. Wenn die verwendeten Nadeln in zwei Richtungen abstehende Haken aufweisen, sollten diese Richtungen vorzugsweise unter einem Winkel von mindestens 120° zueinander liegen und vorzugsweise mit der Verlaufrichtung der Garnfäden einen spitzen Winkel von höchstens 30° und vorzugsweise einen Winkel von mindestens 60° zu der Richtung bilden, in welche sich die allgemeine Längsachse der Pasern erstreckt.

Durch Durchführung des Hadeleinziehvorgangs auf die beschriebene Weise erhält der endgültige Papiermaschinenfilz hohe Zugfestigkeit in Garnfadenrichtung und außerdem eine höhere als die übliche Zugfestigkeit in Paser- bzw. "Schußfaden"-Richtung. Die Aufrechterhaltung der Zugfestigkeit in Garnfadenrichtung rührt zum Teil von der nur geringfügigen Beschädigung der Garnfäden her, da die Hadelhaken parallel zur Garn-Verlaufrichtung oder unter einem Winkel von höchstens 30° zur Garn-Langerichtung abstehen· Die verbesserte Zugfestigkeit in Richtung der Pasern rührt davon her, daß jegliches Abschneiden bzw.' Abknicken der Längs-Pasern durch die Fasern mehr ale ausgeglichen wird, welche fest mit den Garnfäden verbunden sind und sich quer

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zu diesen erstrecken, so daB sie die Zugfestigkeit in dieser Richtung erhöhen.

Zur Gewährleistung des gewünschten Ausmaßes des Iladeleinzugs von Fasern in die Grundschieht wird das Material vorzugsweise mehrmals durch die Nadelzone hindurchgeschickt. Die Anzahl der zur Hervorbringung der gewünschten Verbindung der Fasern mit der Grundschicht erforderlichen Durchgänge hängt von der Eindringtiefe und der Dichte der Nadelbesetzung at>, d.h. von den Durchstichen pro Flächeneinheit, deren Anzahl wiederum durch die Relativgeschwindigkeit des Hubkopfes der Nadelmaschine und der Vorschubgeschwindigkeit des zu bearbeitenden Stücks bestimmt wird.

Für das erfindungsgemäße Verfahren eignen sich alle für die Textilherstellung verwendbaren Fasern, nämlich Natur- und KunstfaBern, einschließlich Pflanzenfasern, wie Baumwolle, Jute ugw., tierische Naturfasern, wie Wolle, künstlich hergestellte Fasern, wie Rayon, Nylon, Polyacryle, Polyvinyl, Chlorid, Polyester usw., sowie Mischpolymerisate dieser Äunötstoffe·

Die Grundgarne können naoh bekannten Verfahren aus natürlichen qder künstlichen Stoffen-oder einer Kombination

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derselben hergestellt werden. Die bei diesen Garnen verwendeten Fasern sind vorzugsweise Stapelfasern. Die vergleichsweise groben Kardenfasern bestehen vorzugsweise vollständig aus synthetischen Fasern, können jedoch gewünschtenfalls vollständig aus Wolle oder aus einem Gemisch aus Wolle mit Kunstfasern bestehen. Die verhältnismäßig feinen Fasern sind vorzugsweise ein Gemisch aus WoIl- und Kunstfasern, können jedoch auch vollständig aus Wolle oder vollständig aus Kunstfasern bestehen. Bei Verwendung von Kunststoffen für die Kardenfasern sollten diese in Form von versponnenen Stapelfasern vorliegen·

Die in Fig. 1 veranschaulichte, leicht zusammenhängende, erfindungsgemäß verwendete leinstoff- bzw. Gossamer-Grundschicht 10 weist mehrere Garne 12, 14» 16 und 18 auf, von denen jeweils haarartige unechte Fasern bzw. Fusseln 20 abstehen. Die Garne 12, 14» 16 und 18 sind so dicht nebeneinander angeordnet, daß sich die haarartigen Fasern 20 des einen Garnfadens mit denen des benachbarten Garnfadens verflechten. Infolge dieser Auslegung haften die Garnfäden in solchem Ausmaß aneinander, daß sie die. Weiterverarbeitung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ermöglichen. Eine Anzahl von Hakennadeln 22 ist eingezeichnet, um die Relativstellung,der Itödeln gegenüber den Garnfäden während des Nadeleinziehvorg^ngs anzudeuten·

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Die Fir. 2 und 3 sind unter einem rechten Winkel zueinander geführte Schnittansichten durch den Papiermaschinenfilz während des lladeleinziehvorgangs. Die !!adeln 22 weisen jeweils eine Anzahl von Haken 24 auf, welche die au. "beiden Seiten-der Garnfäden 28 "befindlichen orientierten Fasern 26 erfassen, wobei letztere ineinandergezogen werden, so daß sie-sich miteinander und mit den von den Garnfäden abstehenden haarartigen Fasern 20 ver- ■ flechten bzw. verschlingen, wodurch sieh eine Verflechtung der Fasern 20 und 26 sowohl mit ähnlichen Fasern als auch untereinander ergibt, die zu einem kompakten bzw. verdichteten Filzgewebe führt.

In den Bereich der nadelmaschine, in welchem ein Hubkopf oder mehrere derartige Hubkb'pfe vorgesehen sind, wird jeweils eine r-roße Anzahl von Nadeln 22 in Abwärtsrichtung durch die Fasern und durch das Grundgewebe hindurchge-. trieben. Die Haken der Nadeln nehmen jeweils Teile der Fasergruppen in Abwärtsrichtung mit und bringen sie gemäß Fig. 2 in praktisch U-förmige Schlingenform mit parallelen, senkrecht su der Richtung, in welcher die Haken von den Achsen der Fädeln abstehen, liegenden oder parallel zur Orientierungsrichtung der Fasern liegenden Schenkelabschnitten. Ersichtlicherweise liegen im Endprodukt die auf diese Weise hervorgebrachten Schlingen der Fasern mit

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ihren.· Schenkeln wesentlich dichter beisammen und mehr ρ ar all· el zueinander als dies in der vergrößerten schematischen Ansicht von Pip;. 2 dargestellt ist. Weiterhin int ersichtlich,,. c>aß die !Tadeln 22 in mehreren Reihen angeordnet sind, die sich vollständig über· die Breite des zu behandelnden I.Taterials hinvfcgerstrecüten» Her die Had ein tragende Hubkop-f "bzw· die Hubköpfe können mit passender Geschwindigkeit über eine Strecke von weise etwra 75 mm hin— und iiarfoewsgt werden,, uan die Enden der !Tadeln von einer oberhalb- dler Fasera liege®den. Stelle zu einem etwa 15 am unter dem Grundgewebe liegendem. Punkt in Abwärtsrichtung dterchi die Fasern und das Grondgewefoe hindurchdringen zn lassen.

Pifr. 4- ist eine stark vergrößerte Aufsicht auf einen genadelten Papiermaschinenfilz zur Veranschaulichung der allgemeinen Orientierung der genadelten Pasern 26 und der Garnfäden 12, 14, 16 und 18 nach dein ITadeleinziehvorgang.

Lic senkrecht zu den Garnfäden orientierten Pasern können sämtlich inbezug auf Festigkeit, Peinheitsgrad usw. von derselben Art sein, doch können auch zwei oder mehrere Arten unterschiedlicher, senkrecht zu den Garnfäden liegender Pasern angewandt werden. Die Pasern können sämtlich an einer Seite der Grundschicht angeordnet sein, befinden

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sich jedoch.-vorzugsweise zu'beiden Seiten der Grundsciiicht. Ein Papiermaschinenfilz mit guter Enwässserungseigenschaft, Preisein von Verstopfungen sowie verminderter Tendenz für eine Markenbildung kann durch Uadeleinsichen von verhältnismäßig groben Fasern in eine Vlies-0-rundnchieht und weiteres ITadeleinzichen von verhältnismäßig feinen Fasern in die der Papierbahn zugewandte Seite der vergleichsweise groben Fasern hergestellt werden.

Der in der Beschreibung benutzte Ausdruck "verhältnismäßig grobe Fasern" soll sich auf eine oder mehrere Lagen von Fasern mit einer Grobheit bzw. einem Feinheitsgrad ' von : 1Ό Denier oder mohr, entsprechend der Bestimmung nach dem ASTIvI-Verfahren D-54O-6O für synthetische bzw. Kunstfasern, bzw, einem Wolle-Feinheitsgrad von 44 oder gröber, gemäß Bestimmung nach dem ASTIvI-V erfahr en D-419-61 für Naturfasern, beziehen.

Der benutzte Ausdruck "verhältnismäßig feine Fasern" bezieht sich auf eine oder mehrere Lagen von Fasern mit einer Grobheit bzw. einem Feinheitsgrad von weniger als 10 Denier bei Kunstfasern und einem Wolle-Feinheitsgrad von unter 44 für Naturfasern.

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Die dor Papierbahn nahegelegenen feinen Pasern verbessern die Glattheit der Papierbahn und· unterstützen den Wasserentzug in gewiesen Anwendungsfällen, indem sie der Papierbahn eine Oberfläche mit kleinerem ,Kapillaraufbau bieten. Die außenliegendon, verhältnismäßig feinen Pasern berühren die Papierbahn, ohne an dieser Harken hervorzurufen, v/as auf die liachgiebigkeit und das feine Strukturmuoter der Oberflächenschicht zurückzuführen ist. Darüoerhinaus gewährleisten die zwischen der Grundschicht und don verhältnismäßig feinen Pasern liegenden, vergleichsweise groben Pasern physikalische Festigkeit, Widerstand gegenüber Durchbiegung und verhältnismäßig große Porenräume. Infolge der Festigkeit und dem Widerstand gegenüber Durchbiegung vermag der Papiermaschinenfilz tiefe Stellen (Eindrückungen) oder Sauglöcher in den Papiermaschinenwalzen zu überbrücken, während hierdurch gleichzeitig die Tendenz des Webmusters oder des Sauglochmusters usw. zu einem Durchschlagen weiter herabgesetzt wird. Die verhältnismäßig großen Porenräume in den groben Faserschichten gewährleisten ein Aufnähmevolumen für die Speicherung des aus der Papierbahn ausgepreßten Wassers, vermindern die Tendenz des Wassers zu einem Anstau am Preßwalzen-Durchlaufspalt und verhindern die Zerstörung der Papierbahn durch Zerquetschung usw.

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Ein weiterer Vorteil dieser AuGführungsform des erfindun^Dgemäßon Papierinanehinenfilsec do steht- darir., .daß alle durch dio vorhältnlomäßig feine Faserschicht hindurchtreteninn' Vercchmutsungsstoffe.frei durch die grobe .Faser— ".schicht, hindurchsutreten vermögen. Aus discern Grund "besitzt der. Papiermas chinenf ils eine geringere Heizung: zum Verstopf tv/erden und Verkleben. Die verhältnismäßig grebon'Fasern an der Antricbsseitc des Filzes an den Pa-]pier:iac.C'hinenv,'alren" crliölicii. die ^vtriebolebensdauer des Papiormasuhinenfilr.-CF!, da nie- offcnGxchtlich als dauerhafte- h",v,^r. abriebbesTaii'lif" Verschleißschicht v/iricen»

Fi?-. 5 ist eine schematische Ansicht zur Dar-sTellung einer .bevorzugten Ausfülirunrsforni der Erfindung, bei welcher mehrere -.Schichten verschiedener Fasern in orientierter Ausrichtunfr auf einer Vlies-Grund se nicht ähnlich der vorher beschriebenen angeordnet lind mit ihr vernadelt sind. Gemäß Fig. 5 ist auf ieder Seite der YIies-Grundschicht je eine Schicht verhältnismäßig grober Fasern durch Ziadeleinsiahen mit ersterer verbunden. An der der Papierbahn angewandten Seite des Papiermaschinenfilses ist eine Schicht verhältnismäßig feiner Fasern mit der Schicht der verhältnismäßig groben Fasern vemadelt; diese "feinere Faserschicht läuft in Eerührung nit der Papierbahn bei deren Förderung durch die Papiermaschine. Die feinere

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Faserschicht bietet eine glatte, flexible Oberfläche", die frei von jeglicher Tendenz für ein unerwünschtes !Durchschlagen ist. ·

^τ,7-;ϊγι Fasern auf beide Seiten der Grundnchicht aufgebracht werden, können nie zuerst mit der einen Seite vernadelt werden, worauf das "go erhaltene Gebilde umgedreht -wird. Sö'dani wird die zweite Faserschicht aufgebracht und durch liadel einziehen mit der anderen Seite der Grundschicht verbunden. Die v-rhältnismäßig groben Fasern werden vorzugsweise in der \7eise mittels der !Tadeln eingezogen, daß die vorher aufgebrachte Schicht der feineren Fasern nicht beeinträchtigt wird, was vorzugsweise dadurch geschahen kann, daß die feineren Fasern nach dem Anbringen der gröberen Fasern aufgebracht werden; wahlweise kann dies aber auch dadurch erfolgen, daß der Hadeleinziehvorgang in der "tfeise durchgeführt wird, daß die gröberen Fasern nicht durch die feineren Fasern hindurchgezogen werden,-

Obgleich bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung nur eine einzige Art von praktisch in einer Ebene angeordneten Kettfadengarnen angewandt wird, können bei anderen vorteilhaften Ausführungsformen zwei oder mehrere, in mehreren Ebenen angeordnete Garnlagen bzw. -anordnungen angewandt werden. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen,

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zwei odor mehrere Anordnungen "bzw. Lagen von längsverlaufenden Garnen anzuwenden, die sich inbezug auf strukturelle und funktionelle Eigenschaften vreitgehend voneinander unterscheiden. Beispiel sv^eise können die Garne der einen Lage verhältnismäßig großen Durchmesser "besitzen ■lind somit eine Polsterwirkung bzw. Massigkeit gewährleisten, selbst wenn sie keine den Aufbau festigende Zugfestigkeit "besitzen, während die zweite Lage aus längs verlauf enden, hochzugfesten Garnen bestehen kann, die vernadelt werden, um zusätzliche Zugfestigkeit in Längsrichtung zu gewährleisten und einen Ausgleich für die nicht durch die erste Garnlago gelieferte Zugfestigkeit zu schaffen.

Die Aufgabe der ersten Garnlage besteht mithin in der Lieferung'einer Polsterwirkung bzw. Massigkeit, während die zweite Garnlage dem Papiermaschinenfilz Zugfestigkeit verleiht.

Eig. 6 veranschaulicht eine Ausführungsform der Erfindung, bei welcher mehrere Garnsorten mit unterschiedlichen Eigenschaften angewandt werden. Bei dieser dargestellten Ausführungsform sind die orientierten Pasern 26 mit Hilfe von Fädeln durch die unechten bzw. J¹USselfasern der Garnfaden, welche zwei verschiedenartige Garnsorten umfassen, hindurchgezogen und mit diesen verflochten worden. Die Garne 30 sind vergleichsweise stark und verleihen dem

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fertigen Papiermaschinenfilz zusätzliche LIassigkeitiml größeres Porenvolumen, besitzen jedoch verhältnismäßig geringe Zugfestigkeit. Die Garne 32 können etwas dünner sein als die nassigen Garne JO, besitzen jedoch vergleichsweise hohe Zugfestigkeit und verleihen dem fertigen Papiermaschinenfilz Festigkeit in Garn-Yerlaufrichtung. Die Zugfestigkeit und Massigkeit verleihenden Garne können in getrennten Lagen bzw.' Ebenen angeordnet oder in ein und derselben Lage miteinander vermischt sein.

Fig. 7 veranschaulicht eine abgewandelte Auoführungsform des Gebildes gemäß Fig. 6, bei welcher mehrere· massige Garne und zugfeste Garne eine Vlies-Grundschicht bilden. Anschließend werdenigrobe Fasern mit beiden Seiten dieser Grundschicht vernadelt, während feine Fasern durch Hadeleinziehen mit der der Papierbahn zugewandten bzw. diese berührenden Seite des Papiermaschinenfilzes verbunden werden, wodurch die vorher beschriebenen Vorteile einer glatten, flexiblen Oberfläche geboten werden.

Die vorstehend benutzten Ausdrücke seilen lediglich der Erläuterung der Erfindung dienen und diese keinesfalls einschränken, da die Benutzung dieser Ausdrücke keinesfalls etwaige Äquivalente der dargestellten und beschriebenen Merkmale ausschließen soll, vielmehr sind dem

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Fachmann sahireiche Änderungen un;¹· Abwandlungen möglich,, olmo (,aß u-er "Rahnon der 'Irfiirliüi^ verlassen wird.

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Claims

Patentansprüche

1. Papiermaschinenfilz, bestehend aus einer Vlics-Grundschieht aun nicht verwebten (nonwoven) Garnen und mindestens einer Pasermatte, deren eine Fläche praktisch flächig mit der einen Fläche der Grundschicht verbunden ir;t, dadurch gekennzeichnet, daß die nonwoven-Garne der Grundεchicht eine Vielzahl von unechten bzw« Fusnelfasc-m aufweisen, daß die Fa'scrmatte eine beträchtliche Anzahl von praktisch unter einem rechten Winkel zu den Garnen der Vlies-Grundschicht orientierten Fasern enthält, die mit den unechten bzw. Fusselfasern verflochten bzw. verschlungen sind, und daß die unechten bzw. Fusselfasern außerdem unter Bildung eines zusammenhängenden Papiermaschinenfilzes mit verbesserten Festigkeitseigenschaften miteinander verflochten br,v.·. verschlungen sind.

2. Papiermaschinenfilz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vlies-Grundschicht mehr als eine Lage praktisch paralleler Garne aufweist.

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3. Papiermaschinen!j Iz. nach Anspruch. 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß beide Seiten der Vlies-Grundcchicht jev/eilc praktisch flächig mit einer Hatte' orientierter Fasern verbunden sind.

4. Papiermaschinenfilz nach einer, der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern in der einer. Pasermatte verhältnismäßig grobe Pasern sind, daß eine zweite Pasermatte mit weniger groben Pasern vor- (flj gesehen ist, deren eine Oberfläche praktisch flächig auf der Oberfläche der die gröberen Pasern enthaltenden Matte aufliegt, welche nicht mit der Vlies-Grundschicht verbunden ist, und daß die weniger groben Pasern mit den verhältnismäßig groben Pasern verschlungen bzw. verflochten sind.

5. Papiermaschinenfilz nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundschicht ^ zwei Lagen aus nicht verwebten, praktisch parallelen, mit Unechten bzw. Pusselfasern besetzten Garnen auf-

weist, ~daß die^Garne der ersten Lage vergleichsweise -

großen Durchmesser besitzen und dem Papiermaschinenfilz Polsterwirkung und Massigkeit verÄhen und daß die Garne der zweiten Lage verhältnismäßig kleinen Durchmesser und hohe Zugfestigkeit besitzen.

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Papiermaschinenfilz nach Anspruch ':>, dadurch •"•e":eⁱinr"xchnot, da.'3 mindestens eine L are verrlc: ^hnweirr. rrober Fas^-r;·· an .ie^r1?r Seite <üor C-rund schicht ν "."^ or Ί a ex int, e'er en Fasern pralrüisch unter einen richten. 7inkel .^ cf" en üb er den Garnen dor G-rundcchieht or-ientiort nind, daß an der einen Seite der ver-.floicr^v/eiso r;roben Fanerlaro nindestenn eine Larce verblei eh swoi si fⁿin.er Fasern vorgesehen ist, deren Fasern praktisch unter eine-; rechten V/irkel -v')f-enüber den Garnen der Grurdsehieht orientiert sin-l, daß die froheren Fasern Mittels !.adeln in die Grundpehicht eingezogen und mit den unechten bzw. Fueselfasern ihrer Garnfäden verflochten bzw. verschlungen sind, daß die unechten bzw. Fusselfasern der Grunlschicht-Garnfäden durch !Tadeln in^einandergezogen und miteinander verflochten bzw. verschlungen sind und daß die feineren Fasern mittels Iiadeln zumindest durch die gröberen Fasern hindurch-• gezogen und mit diesen verflochten bzw. verschlungen sind, so daß sie eine v/eiche, mark enb il dungs freie, gleichmäßige Oberfläche für eine Papierbahn bei deren Förderung durch eine Papiermaschine bilden»

7. Papiermaschinenfilz nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die vergleichsweise groben Fasern aus Kunstfasern eines Feinheitsgrads von mindestens

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Ϊ761 Ϊ19^:

rrad von u^nn^ctnnn 4^ Ττ"·γ. to hen und daß die YvrKLoiehr:- ws.o'co f-->ir-·■'": ?ancrr. am -".iurstfacorn mit einemPoinreixs '-^a'" von \""·-Λ.:'⁽:ν ί!" IC J)«nilι* oder ITaturfärⁱ"r^>v' "ires V'ol¹ -Polrh:"⁵· "".r "¹T ^:π vor χ: nt er <-4 boctohen.

0. EaTvi-ι—an?':jnmf'l^r- nach -^?non Ο^τ voran~ehenden Anepriiohe, dadurch ^elcennGoiebnet, naß xur.irdoc-t 70^ dor orientierten j?ars-?m in dor Paoermatte nit'ihren ■ Liuv;£3achccn irr erhalt oinoc ',Vinkelboreioho von 1f. 33nl'rocht r.u d-^n. Tjän:~sachsen der C-arr.e irr Ylies-

9. Vorfahren :,ur .Herstellung eines Papi-:rnaechinenfilses nach Anspruch 1, dadurch gTl-rermr.eicinex, daß zunächst zumindest eine-Art von G-avnfäc.oi¹. in einen vorbestiinratcn "nciuvo\^r-^n"-;.;ii-etor' derart aii.feordriet. wird,- daß nohrerc G-amaV-s-chnittc nch?r.cinandor liefen, von denen ρ •-vreils eine Vielnalil von v.ncchten bnw. Pupselfasem abstehen, wobei die Garnabschnitte mit Abstand voneinander derart angeordnet sind, daß die unechten bzw. Pureel- - fasern benachbarter Gamabsclinitte ineinandergreifen und hierbei eine niisannienhängende Vlies-Grundschicht bilden, daß - anschließend eine Vielzahl von 2extilfaeern auf ■■iaind-c-oti-iis eine Seite der Grundschicht aufgebracht

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wird, derart, daß die Längsachsen der Textilfaser*! ^mlr-tino¹' vrter einem rechten Winkel r;u den Längsachsen der Garnabschnitte orientiert sind, und daß schließlich die Textilfasern mittels Nadeln durch die Grundsehicht hindurchgezogen worden, so daß sich c*ie Textilfasern ohne wesentliches Aufbrechen der Ga^nbschnitte mit den unechten bzw. Pusselfasern verflochten of.w. verschlingen und die unechten bzw. · Pu?, π-.-!fasern unter Bildung eines Papiennaschinenfilzeü mit verbenre^tcr Festigkeit miteinander verflochten DCT.'o verschlungen v/erden.

1C. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zubinde st ein durchgehender Garnfaden zv/ecks Ausbil-α.υΐ" eircr Vielzahl von unechten bzw. Pusselfasern an Vr?:. an-onchouert vr.^rl in einem Spiralschema in der '.V'eisc angeordnet wird, daß die unechten bzw. Pusselfasom benachbarter Garnabschnitte miteinander in 3ir-r:;riff gelangen und eine zusammenhängende Grund-schicht bilden, wobei die Längsachsen der Garnabsciir.itto in der gewünschten l.Ianchinen-Iaufrichtung des fertigen Pilzes liegen.

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