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Là présente invention est relative à un fil textile à âme multiple, possédant une résistance élevée à la traction, et à un procédé de fabrication d'un tel fil.
Avant la présente invention, il était d'usage de fabri- quer un fil par un procédé de filature -dans lequel le groupe de fibres ou de filaments est retordu pour provoquer un fro@@ement interne suffisant, pour empêcher les fibres ou les filaments de glisser l'un sur l'autre pendant le processus de filature ou sous l'action d'efforts pouvant être ultéricurement appliques au fil.
Ce retordage du fil a un effet tel que chaque fibre ou filement individuel est tordu autour de son axe et est enroulé en hélice autour de l'axe du fil. Il en résulte un effort, de rersion
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dans les fibres ou filaments et une variation de la longueur des fibres pour une longueur donnée de fil, parce que les fibres extérieures restent disposées en hélice tandis que les fibres intérieures sont presque rectilignes.
Il ressort de ces considérations relatives à un fil retordu suivant les procédés usuels qu'il y a deux sources princi- pales de faiblesse : l'une est la contrainte de torsion résiduelle dans chaque fibre par le fait de sa torsion autour de l'axe du fil pendant la filature, et l'autre est la variation de longueur des fibres individuelles dans une longueur donnée du fil. Comme on le sait, la résistance à la traction d'une pièce quelconque est diminuée si on la soumet à un effort de couple et, par conséquent, chaque fibre est hors d'état de participer à la résistance du fil dans une mesure aussi, grande qu'on pourrait l'escompter d'après une évaluation de la résistance à la traction des fibres ou filaments non tordus qu'il contient.
La seconde caractéristique mentionnée a pour conséquence une répartition non-uniforme sur les : différentes fibres constituant le fil de la tension longitudinale s'exerçant sur le fil. Pour une longueur donnée quelconque de fil, la fibre, la plus courte,par exemple une fibre située le plus près de l'axe du fil, subira la première l'effort et devra supporter la charge sans l'aide des fibres adjacentes qu'on pourrait escompter par Une évaluation de leur résistance individuelle à la'traction.
Si la fibre la plus courte se rompt, la charge est transférée aux fibres adjacenteset, de cette façon, les fibres se rompent successivement de sorte qu'à aucun moment le fil ne possède la résistance d'ensemble totale de toutes les fibres qu'il contient.
La présente invention élimine ces inconvénients en ' réalisant un fil à âme multiple, dans lequel les fibres et filaments individuels ne sont pratiquement pas tordus autour de leur axe et dans lequel les fibres et filaments contenus dans une longueur
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donnée de fil sont sensiblement:d'égale longueur. Dans la présente description le terme "filament" ou "filé" se rapporte à une fibre continue couramment qualifiée de fibre sans fin, cette désignation s'appliquant à un filament unique ou multiple, ou à un fil forme d'une fibre relativement longue, de lin par exemple, ou à un fil formant une fibre sensiblement plus longue que celle utilisée dans une mèche.
Le terme " mèche Il se rapporte à un faisceau de fibres sensiblement parallèles et sans torsion. Un fil selon la présente invention est obtenu en réunissant une mèche de fibres et un filament ou filé et en enroulant la mèche autour du filament, en retordant la mèche et le filament selon un, certain sens de rotation pendant que le filament est soumis à une tension plus élevée que la mèche, de façon à former ainsi un premier fil avec âme. Un second fil à âme est formé de la même manière et ces deux premiers fils à âme sont alors retordus ensemble selon un sens de rotation opposé au sens de rotation utilisé pour leur retordage individuel.
Quand on fabrique un fil à âme multiple par ce procédé, chacun des premiers et seconds fils à âme est retordu de façon classique et chacun contient au moins un filament retordu autour de son propre axe de sorte qu'il est soumis à un effort de torsion.
En retordant ensemble le premier et le second fils à âme selon un sens de rotation opposé à celui du retordage appliqué à chaque fil à âme, la torsion, et par conséquent la contrainte de torsion' de chaque filé ou fibre individuel de chaque mèche,'sont pratique- ment supprimées. De plus, en réalisant un fil à âme multiple par le procédé suivant l'invention, le retordage du premier fil à âme ' avec le second a pour résultat d'entrelacer les filaments des fibres sur la longueur du fil de sorte que les filaments, et pratiquement toutes les fibres, -sont sensiblement d'égale longueur pour une longueur donnée du fil.
Quand un fil à âme multiple suivant l'invention est soumis à un effort dirigé longitudinalement, chaque fibre et chaque filamen du fil supporte sa part de l'effort, du fait que les fila-dents et es fibres ont pratiquement même longueur pour une longueur donnée
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de fil. Les fibres et les filaments du fil terminé ne sont pas tous soumis individuellement à un effort de torsion et, par conséquent, chacun est en état de contribuer à la résistance du fil à la traction dans la mesure qu'on peut escompter de la résistance à la traction d'une fibre ou filament individuel.
En conséquence, un fil suivant l'invention a une résis- tance à la traction supérieure à celle d'un fil obtenu de la manière usuelle à partir d'une fibre mixte ayant la même proportion qualitative et quantitative de mélange que celle utilisée dans le fil à âme multiple et, en raison de la disposition presque parallèle des fibres, le fil a une contexture plus douce. Un tissu formé avec un fil suivant l'invention a également une contexture plus douce et, dans la mesure où le tissage lui-même ne provoque pas de séparation des fils individuels, les lignes effectives .de sépara- tion entre les fils sont moins marquées que dans les tissages faits de fils fortement retordus obtenus par,un procédé usuel.
La disposi- tion presque parallèle des fibres dans une étoffe tissée avec un ¯fil suivant l'invention tient compte du groupement ou tassement des fils et des fibres sous l'influence du glissement des fibres soumises .à un effort, dans la limite permise par l'armure. La disposition parallèle des fibres est favorable à un tel glissement des fibres, qui se produit dans une mesure plus large qu'avec des fils retors filés d'après les procédés anciéns. Le groupement des fibres et des fils augmente beaucoup la résistance à la déchirure, surtout si on a choisi une armure favorisant ce glissement comme c'est le cas pour une armure natté toile ou autre armure lâche analogue.
Un fil à âme multiple suivant l'invention permet de tisse! une étoffe de plus grande densité et de moindre perméabilité à l'air, sans modifier sensiblement la perméabilité de l'étoffe à la vapeur. ' Jusqu'ici, ce--ci n'était pas possible avec l'emploi de matières
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ayant à peu près la même composition mais filées de la manière habituelle, car la tension nécessaire, sur le métier à tisser, pour produire de telles étoffes de densité élevée, ne pouvait pas être réalisée en raison du nombre' excessif de ruptures de fils de chaîne. Les-tissus de grande densité obtenus avec des fils à âme multiple suivant l'invention offrent un.degré élevé de proec- tion contre le vent et la pénétration des particules de poussière.
Ceci a une importance extrême pour les vêtements de protection destinés à être portés dans des zones contaminées par des poussiè- res radio-actives, par d'autres produits chimiques toxiques, ou par des particules bactériologiquement contaminées.
Les caractéristiques de l'invention apparaîtront mieux au cours de la description qui va suivre.
Au dessin annexé, donné uniquement à titre d'exemple : - la fig. 1 est une vue schématique représentant l'enrou- lement d'une mèche de fibres autour d'un filament pour former un fil à âme; - la fig. 2 est une vue schématique représentant le retordage de deux fils à âme, fabriqués de la manière indiquée à la fig. 1; - la fig. 3 est une vue (à très grande échelle) d'une mèche enroulée autour d'un filament, de la manière indiquée à la fig. 1, et dans laquelle une partie de la mèche a été enlevée; - la fig. 4 est une vue (à très grande échelle) du fil terminé, réalise de la manière indiquée à la fig. 2.
Un fil à âme multiple suivant l'invention est réalisé en fabriquant un premier et un second fil à âme qui sont ensuite retordus ensemble. Le premier et le second fil à âme sont fabriqués de la même manière et un procédé de fabrication du premier et'du second fil à âme est représenté sur la fig. 1. Comme représenté ' à la fig. 1 un filé 10 (fibre sans fin), par exemple un filé de nylon, est dévidé d'une bobine conique Il de la manière habituelle et estamené dans lescylindres avant 12 d'un métier à filer classique. Une mèche de fibres 13, par exemple de fibres de nylon,
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de laine ou de coton, est dévidée, de la infini ère Ém.l.i fc,cIe 6' Ul l', bobine 14 pestant cette Mèche et est anwiu'e dnnc J (- cy l L rd r; arrière 15 du métier à filer.
Les cylindres avan@ 12 et arrière 15
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sont entraînés à des vitesses différentes, de norte que 1{; ',È:cl( 13 est étirée de la manière habituelle. Le filé 10 etla mèche 13 sont amenés ensemble, par l'intermédiaire du guide habituel 16 et du curseur 17, à une bobine de filature 18, entraînée de la manière habituelle, par exemple par une courroie 19. Comme l'indique la flèche 20, la bobine de filature 18 tourne dans le sens contraire à celui desaiguilles d'une montre. La bobine de filature 18 étant entraînée, la mèche étirée 13 est enroulée autour du filaient 10 entre le curseur 17 et les cylindres avant 12 du métier à filer, de sorte qu'en fait seul le filé subit une torsion.
Si les dimensions du filé 10 et de la mèche 13 sont convenablement choisies le filé 10 se trouvant soumis à une tension supérieure à celle de la. mèche 13, le filé 10 forme une âme qui est complètement recouverte par la mèche 13 pour former un fil unique à âme 21.
La fig . 3 montre la structure du fil à âme 21 qui est enroulé sur la bobine 18 de la fig. 1. Ce fil à âme comprend le filé retors 10 qui forme un noyau ou âme et la mèche 13enroulée autour du filament 10 comme indiqué par les lignes 31 en forme d'hélice. Divers groupes 32,33 et 34 de fibres de la mèche 13 sont représentés déroulés du fil pour montrer que ces fibres sont disposées parallèlement et sont très rapprochées dans leurenrou- lement en hélice autour du filé 10. La longueur correspondant à un pas de l'hélice est indiquée par la lettre T et les flèches montrent que cette longueur de retordage est uniforme dans tout le-fil et sur toute sa longueur.
Comme le représente la fig. 2, deux bobines pleines 18 du fil à âmè 21, fabriqué selon le procédé décrit à propos de la fig. 1, sont entraînés simultanément à travers les cylindres 22 d'un métier à retordre, un guide 23 et un curseur 24, ju. qu'à une
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bobine de retordage 25. la bobine de retordage 25 est entraînée par une courroie 26, de la manière habituelle, et, comme l'indique la flèche 27, la bobine de retordage 25 est entraînée, dans ce cas, dans"le sens des aiguilles d'une montre, c'est-à-dire dans le' sens inverse de-celui de la bobine de filature 18 de la fig. 1. la bobine de retordage 25 est disposée et entraînée de façon à communiquer un même nombre de tours par unité de longueur que la bobine de filature 18 de la fig.l.
La torsion communiquée par la bobine de filature 18 au filament 10 et aux fibres dans la mèche
13 (fig. 1) est détruite en arrivant à la bobiné de retordage 25 et les fils à âme 21 du fil enroulé sur la' bobine de retordage 25 sont pratiquement sans torsion. En retordant ensemble les deux fils à âme 21, les filaments sont entrelacée sur la longueur du fil enroulé sur la bobine de retordage 25. Les mèches 'de fibres, retordues avec les filaments entrelacés et entourant chacun d'eux, sont entrelacées l'une avec l'autre de sorte que les mèches sont maintenues en place et qu'aucun glissement des fibres, relativement lâches, des mèches ne peut se produire dans le fil à âme multiple, enroulé sur la bobine de retordage 25,
La fig.
4 montre la structure générale du fil à âme multiple enroulé sur la bobiné 25 de la fig. 2. Ce fil est composé de deux filés 10, entrelacés ensemble sur la longueur du fil. Le fil comprend aussi deux mèches 13 entrelacées ensemble sur la longueur du fil. Si on combine les fils à âme 21, décrits ci-dessus; et si on les enroule sur la bobine 25, on supprime la torsion dans chacun des filés 10. Les filés 10 et les mèches 13 qui le. s entourent sont pratiquement exempts de torsion et les fils à âme individuels
21 sont entrelacés comme le montre la fig. 4, de sorte qu'il ne peut pas se produire de glissement des fibres, relativement lâches, des mèches. Comme l'indiquent les fig. 3 et 4, les filés 10 et pratiquement toutes les fibres des mèches 13 sont essentiellement d'égale longueur pour une longueur donnée du fil.
Les filés 10 et pratiquement toutes les fibres des mèches 12 sont parallèles
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Mur lajLeagueur du fil.
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En tissant des fils fabriqués selon la présente invention, il est préférable de choisir une armure permettant au plus grand nombre possible de fils d'être placés et de s'unir de la même manière. Le nombre de fils à disposer de cette façon dépend de l'aspect, des qualités, et de l'usage final, désirés du tissu. Un type d'armure approprié est connu sur le marché sous le nom d'armure natté toile. Dans ce genre d'armure, l'effort de déchi- rure appliqué au tissu s'exerce perpendiculairement à la direction générale de l'un ou l'autre des systèmes de fils et. agit sur les fibres pratiquement à angle droit. En conséquence, une étoffe tissée avec un fil selon l'invention possédera une résistance très élevée à la déchirure.
Bien entendu l'invention n'est pas limitée au mode d'exécution représenté et décrit qui n'a été donné qu'à titre d'exemple.
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The present invention relates to a multiple-core textile yarn having a high tensile strength, and to a method of manufacturing such a yarn.
Prior to the present invention, it was customary to manufacture a yarn by a spinning process in which the group of fibers or filaments is twisted to cause sufficient internal crumpling to prevent the fibers or filaments. to slide over each other during the spinning process or under the action of forces which may subsequently be applied to the thread.
This twisting of the yarn has an effect such that each fiber or individual yarn is twisted around its axis and is wound helically around the axis of the yarn. The result is an effort, of reversal
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in the fibers or filaments and a variation in the length of the fibers for a given length of yarn, because the outer fibers remain arranged in a helix while the inner fibers are almost straight.
It emerges from these considerations relating to a yarn twisted according to the usual methods that there are two main sources of weakness: one is the residual torsional stress in each fiber due to its twisting around the axis. of yarn during spinning, and the other is the variation in length of individual fibers in a given length of yarn. As is known, the tensile strength of any part is reduced if it is subjected to a torque force and, therefore, each fiber is unable to participate in the resistance of the yarn to an extent too, large than might be expected from an evaluation of the tensile strength of the untwisted fibers or filaments it contains.
The second characteristic mentioned results in a non-uniform distribution on the: different fibers constituting the thread of the longitudinal tension exerted on the thread. For any given length of yarn, the shortest fiber, for example a fiber located closest to the axis of the yarn, will be the first to undergo the stress and will have to bear the load without the aid of the adjacent fibers that one might expect by an assessment of their individual resistance to attraction.
If the shorter fiber breaks, the load is transferred to the adjacent fibers and, in this way, the fibers break successively so that at no time does the yarn have the total overall strength of all the fibers it has. contains.
The present invention overcomes these drawbacks by providing a multiple core yarn, in which the individual fibers and filaments are substantially not twisted about their axis and in which the fibers and filaments contained in a length
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given wire are approximately: of equal length. In the present description, the term "filament" or "spun" refers to a continuous fiber commonly referred to as endless fiber, this designation applying to a single or multiple filament, or to a yarn in the form of a relatively long fiber, flax for example, or to a thread forming a fiber substantially longer than that used in a wick.
The term "roving It relates to a bundle of fibers which are substantially parallel and without twisting. A yarn according to the present invention is obtained by bringing together a roving of fibers and a filament or yarn and by winding the roving around the filament, by twisting the roving and the filament in a certain direction of rotation while the filament is subjected to a higher tension than the wick, thereby forming a first core yarn. A second core yarn is formed in the same way and these two first core yarns are then twisted together in a direction of rotation opposite to the direction of rotation used for their individual twisting.
When making a multiple core yarn by this method, each of the first and second core yarns is twisted in a conventional manner and each contains at least one filament twisted around its own axis so that it is subjected to a torsional stress. .
By twisting the first and second core yarns together in a direction of rotation opposite to that of the twist applied to each core yarn, the twist, and therefore the torsional stress 'of each individual yarn or fiber of each sliver,' are practically eliminated. Further, in making a multiple core yarn by the method according to the invention, the twisting of the first core yarn with the second results in interweaving the filaments of the fibers along the length of the yarn so that the filaments, and substantially all of the fibers are substantially of equal length for a given length of the yarn.
When a multiple-core yarn according to the invention is subjected to a force directed longitudinally, each fiber and each filamen of the yarn supports its share of the force, since the fila-teeth and the fibers have practically the same length for one length. given
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of wire. The fibers and filaments of the finished yarn are not individually subjected to torsional stress and, therefore, each is able to contribute to the tensile strength of the yarn to the extent that resistance to tensile strength can be expected. the traction of an individual fiber or filament.
Consequently, a yarn according to the invention has a higher tensile strength than a yarn obtained in the usual manner from a mixed fiber having the same qualitative and quantitative proportion of mixture as that used in the yarn. multi-core yarn and, due to the almost parallel arrangement of the fibers, the yarn has a softer texture. A fabric formed with a yarn according to the invention also has a softer texture and, since the weaving itself does not cause separation of the individual yarns, the effective lines of separation between the yarns are less marked. than in weavings made of strongly twisted yarns obtained by a usual process.
The almost parallel arrangement of the fibers in a fabric woven with a yarn according to the invention takes into account the grouping or packing of the yarns and the fibers under the influence of the sliding of the fibers subjected to a stress, within the limit permitted by armor. The parallel arrangement of the fibers is favorable to such slippage of the fibers, which occurs to a greater extent than with plied yarns spun by the ancient processes. The grouping of fibers and threads greatly increases the resistance to tearing, especially if one has chosen a weave promoting this sliding as is the case for a plain weave or other similar loose weave.
A multiple core yarn according to the invention makes it possible to weave! a fabric of greater density and less air permeability, without substantially changing the vapor permeability of the fabric. 'Until now, this was not possible with the use of
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having about the same composition but spun in the usual manner, since the tension required on the loom to produce such high density fabrics could not be achieved due to the excessive number of yarn breaks. chain. The high density fabrics obtained with multi-core yarns according to the invention offer a high degree of protection against wind and the penetration of dust particles.
This is of utmost importance for protective clothing intended to be worn in areas contaminated with radioactive dust, other toxic chemicals, or bacteriologically contaminated particles.
The characteristics of the invention will appear better during the description which follows.
In the appended drawing, given only by way of example: - fig. 1 is a schematic view showing the winding of a strand of fibers around a filament to form a core yarn; - fig. 2 is a schematic view showing the twisting of two core yarns, manufactured as shown in FIG. 1; - fig. 3 is a view (on a very large scale) of a wick wound around a filament, as shown in FIG. 1, and in which part of the bit has been removed; - fig. 4 is a view (on a very large scale) of the finished wire, produced in the manner indicated in FIG. 2.
A multiple core yarn according to the invention is made by making a first and a second core yarn which are then twisted together. The first and the second core wire are made in the same manner and a method of manufacturing the first and the second core wire is shown in FIG. 1. As shown in FIG. 1 a yarn 10 (endless fiber), for example a nylon yarn, is unwound from a conical spool II in the usual manner and is fed into the front cylinders 12 of a conventional spinning machine. A strand of fibers 13, for example nylon fibers,
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of wool or cotton, is unwound, of the infinite era Em.li fc, cIe 6 'Ul l', spool 14 plague this wick and is anwiu'e dnnc J (- cy l L rd r; rear 15 of the loom to spin.
Front @ 12 and rear 15 cylinders
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are driven at different speeds, so that 1 {; ', È: cl (13 is drawn in the usual way. The yarn 10 and the roving 13 are brought together, via the usual guide 16 and the slider 17, to a spinning reel 18, driven in the usual way, for example by a belt 19. As indicated by arrow 20, the spinning reel 18 rotates counterclockwise. With the spinning reel 18 being driven, the stretched wick 13 is wound around the yarn. 10 between the slider 17 and the front rolls 12 of the spinning machine, so that in fact only the yarn is twisted.
If the dimensions of the yarn 10 and of the sliver 13 are suitably chosen, the yarn 10 being subjected to a tension greater than that of the. roving 13, the yarn 10 forms a core which is completely covered by the wick 13 to form a single core yarn 21.
Fig. 3 shows the structure of the core wire 21 which is wound on the spool 18 of FIG. 1. This core yarn comprises the plied yarn 10 which forms a core or core and the sliver 13 wound around the filament 10 as indicated by the lines 31 in the form of a helix. Various groups 32, 33 and 34 of fibers of the roving 13 are shown unwound from the yarn to show that these fibers are arranged parallel and are very close together in their helical winding around the yarn 10. The length corresponds to one pitch of the yarn. helix is indicated by the letter T and the arrows show that this twist length is uniform throughout the yarn and along its length.
As shown in fig. 2, two full spools 18 of the core wire 21, produced according to the process described in connection with fig. 1, are driven simultaneously through the cylinders 22 of a twisting machine, a guide 23 and a slider 24, ju. to one
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twist reel 25. the twist reel 25 is driven by a belt 26, in the usual manner, and, as indicated by arrow 27, the twist reel 25 is driven, in this case, "clockwise. clockwise, that is to say in the opposite direction to that of the spinning reel 18 of Fig. 1. the twisting reel 25 is arranged and driven so as to impart the same number of turns per unit length than the spinning reel 18 of fig.l.
The twist imparted by the spinning spool 18 to the filament 10 and to the fibers in the wick
13 (Fig. 1) is destroyed on reaching the twist package 25 and the core yarns 21 of the yarn wound on the twist package 25 are practically untwisted. By twisting the two core yarns 21 together, the filaments are interwoven along the length of the yarn wound on the twist spool 25. The strands of fibers, twisted with the intertwined filaments and surrounding each of them, are interwoven with one another. with the other so that the strands are held in place and that no slippage of the relatively loose fibers of the strands can occur in the multi-core yarn wound on the twist spool 25,
Fig.
4 shows the general structure of the multiple core wire wound on the coil 25 of FIG. 2. This yarn is made of two 10 yarns, interlaced together along the length of the yarn. The wire also includes two strands 13 interlaced together along the length of the wire. If we combine the 21 core wires, described above; and if they are wound on the spool 25, the twist is eliminated in each of the yarns 10. The yarns 10 and the wicks 13 which it. s surrounds are virtually twist free and the individual core wires
21 are interlaced as shown in fig. 4, so that slippage of the relatively loose fibers of the strands cannot occur. As shown in Figs. 3 and 4, the yarns 10 and substantially all of the fibers in the rovings 13 are essentially of equal length for a given length of the yarn.
The yarns 10 and almost all the fibers of the strands 12 are parallel
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Wall thickness of the wire.
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When weaving yarns made in accordance with the present invention, it is preferable to choose a weave that allows as many yarns as possible to be placed and united in the same way. The number of threads to be disposed in this fashion depends on the desired appearance, qualities, and end use of the fabric. A suitable type of weave is known in the market as plain basket weave. In this type of weave, the tearing force applied to the fabric is exerted perpendicular to the general direction of one or the other of the yarn systems and. acts on the fibers almost at right angles. Accordingly, a fabric woven with a yarn according to the invention will possess a very high tear resistance.
Of course, the invention is not limited to the embodiment shown and described which has been given only by way of example.