Verfahren zur Herstellung eines Mehrfach-Kernzwirnes und nach diesem Verfahren hergestellter Zwirn Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Mehrfach-Kernzwirnes sowie einen nach diesem Verfahren hergestellten Zwirn.
Bis jetzt ist es üblich, Zwirn mit Hilfe eines Spinn verfahrens herzustellen, bei dem die Fasern oder end losen Fäden gezwirnt werden, um eine innere Reibung zu erzeugen, die ausreicht, um zu verhindern, dass die Fasern bzw. Fäden während des Spinnvorganges so wie unter den Beanspruchungen, denen der Zwirn späterhin ausgesetzt sein kann, aufeinander gleiten. Beim Zwirnen wird jede einzelne Faser bzw. jeder einzelne Faden um seine eigene Achse verwunden und schraubenförmig um die Achse des Zwirnes her umgelegt. Hierbei ergeben sich in den Fasern bzw.
Fäden gewisse Torsionsspannungen sowie Unter schiede hinsichtlich der Länge der Fadenabschnitte in einem Zwirnabschnitt bestimmter Länge, denn die äussern Fäden bleiben in ihrer schraubenförmigen Bahn liegen, während die innern Fäden nahezu ge radlinig verlaufen.
Aus der vorstehenden Beschreibung eines gemäss der bisher üblichen Praxis gezwirnten Zwirnes ist er sichtlich, dass zwei mögliche Quellen einer Schwä chung vorhanden sind. Einerseits handelt es sich um die Torsionsspannung, die in jeder Faser zurückbleibt, da sie während des Spinnvorganges um die Zwirn achse herumgewunden wird, und. anderseits handelt es sich um die Unterschiede hinsichtlich der Länge der einzelnen Fadenabschnitte- in einem Zwirn abschnitt bestimmter Länge.
Bekanntlich wird die Zugfestigkeit jedes Gefüges herabgesetzt, wenn man es zusätzlich durch ein Drehmoment beansprucht; daher ist es unmöglich, dass irgendeine Faser zur Festigkeit des Zwirnes in genau dem Ausmass bei trägt, das im Hinblick auf die Zugfestigkeit der im Zwirn enthaltenen, noch nicht gezwirnten Fasern. oder Fäden zu erwarten wäre. Das an zweiter Stelle erwähnte Merkmal führt dazu, dass eine in der Längs richtung des Zwirnes aufgebrachte Spannung nicht gleichmässig auf die den Zwirn bildenden Fasern ver teilt wird.
Bei einem Zwirnabschnitt bestimmter Länge kommt zum Beispiel eine der Mittelachse des Zwir- nes am nächsten liegende Faser, bei der es sich um die kürzeste Faser handelt, als erste unter Spannung, und diese Faser hat die Last ohne die im Hinblick auf die Zugfestigkeit der einzelnen Fasern zu erwar tende Unterstützung der benachbarten Fasern zu tra gen. Beim Bruch der kürzesten Faser wird die Last auf benachbarte Fasern übertragen, und auf diese Weise brechen die Fasern nacheinander, so dass der Zwirn in keinem Augenblick die volle Gesamtfestig keit der den Zwirn bildenden Fasern aufweist.
Um diese Nachteile zu vermeiden, zeigt die vor liegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Mehrfach-Kernzwirnes, welches dadurch ge kennzeichnet ist, dass man ein praktisch drallfreies Stapelgarn und ein Kerngarn aus endlosen Einzelfäden zusammenführt und zu einem ersten Vorgarn mit Kernfäden zusammenzwirnt, dass man auf die gleiche Art ein zweites Vorgarn mit Kernfaden erzeugt und dass man die beiden Vorgarne zu einem Auszwirn in einer Drehrichtung zusammenzwirnt,
die der Zwirn drehung der beiden Vorgarne entgegengesetzt ist.
Bei einem Ausführungsbeispiel weisen die einzel nen Fasern und Fäden des Auszwirnes im wesent lichen keine Zwirnung um ihre eigenen Achsen auf, und es sind in einem Zwirnabschnitt bestimmter Länge sämtliche Fadenabschnitte im wesentlichen gleich lang.
Der nach dem Verfahren gemäss der Erfindung hergestellte erfindungsgemässe Mehrfach-Kernzwirn ist gekennzeichnet durch zwei aus endlosen Einzel- fäden bestehende, praktisch drallfreie Kerngarne,, die in der Längsrichtung umeinander herumgelegt sind, sowie durch ebenfalls praktisch drallfreie Stapelgarne, die je eines der Kerngarne umgeben.
Die Erfindung ist im folgenden an Hand schema tischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel erläutert.
Fig. 1 zeigt schematisch das Herumwickeln eines Stapelgarnes um ein Kerngarn zur Herstellung eines Vorgarnes mit Kernfaden.
Fig.2 zeigt schematisch das Zusammenwirken von zwei Vorgarnen, die beide nach dem in Fig. 1 veranschaulichten Verfahren hergestellt sind.
Fig. 3 zeigt in starker Vergrösserung ein Stapel garn, das nach dem in Fig. 1 veranschaulichten Ver fahren um einen Faden herumgewickelt ist, wobei ein Teil des Stapelgarnes weggenommen ist.
Fig. 4 zeigt ebenfalls in starker Vergrösserung den nach dem in Fig. 2 veranschaulichten Verfahren her gestellten fertigen Mehrfach-Kernzwirn.
Die Herstellung eines fertigen Mehrfach-Kern- zwirnes erfolgt derart, dass man ein erstes und ein zweites Vorgarn herstellt und diese beiden Garne zusammenzwirnt. Die beiden Vorgarne werden in der gleichen Weise hergestellt; Fig. 1 zeigt ein Ver fahren zur Herstellung dieser beiden Garne. Gemäss Fig. 1 wird ein Kerngarn (endloser Stapel) 10, z. B. ein Nylonkerngarn, in der üblichen Weise von einem Vorratskörper 11 abgezogen und den vordern Rollen bzw. Walzen 12 einer Spinnmaschine bekannter Bau art zugeführt.
Ein praktisch drallfreies Stapelgarn 13 aus Fasern, z. B. aus Nylon-, Woll- oder Baumwoll fasern, wird auf bekannte Weise von einer Stapel- garnspule 14 abgezogen und den hintern Rollen bzw. Walzen 15 der Spinnmaschine zugeführt. Die vor- dern Walzen 12 und die hintern Walzen 15 laufen mit verschiedenen Drehzahlen, so dass das Stapel garn in der üblichen Weise gestreckt wird. Das Kern garn 10 und das Stapelgarn 13 werden zusammen durch die übliche Fadenführung 16 und den Läufer 17 einer Spinnspule 18 zugeführt, die durch einen Riemen 19 angetrieben wird.
Wie durch einen Pfeil 20 angedeutet, erfolgt der Antrieb der Spinnspule 18 entgegen dem Uhrzeigersinn. Wenn die Spinnspule 18 angetrieben wird, wird das verzogene Stapelgarn 13 zwischen dem Läufer 17 und den vordern Walzen der Spinnmaschine um das Kerngarn herumgewickelt, so dass nur das Kerngarn eine tatsächliche Zwirnung erhält.
Wenn man die Stärke des Kerngarnes 10 und des Stapelgarnes 13 in geeigneter Weise wählt und dann das Kerngarn 10 einer höheren Spannung aus setzt als das Stapelgarn 13, so bildet das Kerngarn 10 einen Kern, der vom Stapelgarn 13 vollständig um hüllt wird und so ein Garn 21 mit einem einzigen Kern bildet.
Während das Kerngarn 10 durch das Stapelgarn 13 umwickelt wird, befindet es sich unter höherer Spannung als das Stapelgarn 13. Diese höhere Span nung des Kerngarnes 10 kann mittels bekannter Mit tel erreicht werden, z. B. dadurch, dass man das Kerngarn 10 ein. oder mehrere Male um Führungs stäbe 40 wickelt (Fig. 1).
Fig. 3 zeigt den Aufbau des auf die Spule 18 in Fig. 1 aufgewickelten Vorgarnes 21. Dieses Vorgarn umfasst das Kerngarn 10, das einen zentralen ge zwirnten Kern bildet, und das Stapelgarn 13, das um das Kerngarn 10 herumgewickelt ist, wie es durch die schraubenförmig verlaufenden Linien 31 ange deutet ist. Verschiedene Gruppen 32. 33 und 34 der Fasern des Stapelgarnes 13 sind hier vom Kerngarn abgewickelt dargestellt, um erkennen zu lassen, dass diese Fasern eng parallel zueinander verlaufen, wenn sie um das Kerngarn 10 herumgelegt sind.
Die Länge einer vollständigen Zwirndrehung im Zwirn ist in Fig. 3 mit T bezeichnet, und die Doppelpfeile bzw. Masslinien zeigen, dass diese Länge der Zwirnung T über den ganzen Zwirn und dessen Länge gleich mässig ist.
Gemäss Fig. 2 werden zwei Stränge des nach dem an Hand von Fig. 1 erläuterten Verfahren hergestell ten Vorgarnes 21 von zwei vollen Spulen 18 zusam men den Walzen 22 einer Zwirnmaschine, von dort einem Fadenführer 23 und dann einer Zwirnspule 25 zugeführt. Der Antrieb der Zwirnspule 25 erfolgt durch einen Riemen 26 und gemäss dem Pfeil 27 im Uhrzeigersinn, das heisst entgegen der Drehrichtung der Spinnspule 18 in Fig. 1. Antrieb und Anordnung der Zwirnspule 25 sind so gewählt, dass die Zahl der Zwirndrehungen je Längeneinheit des Zwirnes im wesentlichen die gleiche ist wie bei der Spinnspule 18 nach Fig. 1.
Der dem Kerngarn 10 und den Fasern des Stapelgarnes 13 nach Fig. 1 durch die Spinn spule 18 mitgeteilte Drall wird an der Zwirnspule 25 wieder beseitigt, und die vollständigen Vorgarne 21 des auf die Zwirnspule 25 aufgewickelten Zwirnes zeigen praktisch keinerlei Zwirnung mehr.
Beim Zu sammenzwirnen der beiden Vorgarne 21 werden die Kerngarne längs des auf die Zwirnspule 25 auf gewickelten Zwirnes umeinander herumgelegt. Die aus Fasern bestehenden Stapelgarne, die mit den um einander herumgelegten Kerngarnen verzwirnt wer den und letztere umgeben, werden ebenfalls umein ander herumgelegt, so dass die Stapelgarne in ihrer Lage gehalten werden und in dem auf die Zwirnspule 25 aufgewickelten Mehrfach-Kernzwirn kein Gleiten der verhältnismässig losen Fasern der Stapelgarne stattfindet.
Fig. 4 zeigt den allgemeinen Aufbau des auf die Spule 25 in Fig.2 aufgewickelten Mehrfach-Kern- zwirnes. Dieser Zwirn umfasst zwei Kerngarne 10, die in Längsrichtung des Zwirnes umeinander herumge legt sind. Ferner umfasst der Zwirn zwei Stapelgarn stränge 13, die ebenfalls in Längsrichtung des Zwir- nes umeinander herumgelegt sind. Durch das Ver einigen der Vorgarne 21 in der vorstehend beschrie benen Weise und durch das Aufwickeln auf die Spule 25 wird die Zwirnung jedes der Garne 10 be seitigt.
Die Garne 10 und die um sie herumgelegten Stapelgarne 13 sind im wesentlichen zwirnfrei, und die einzelnen Vorgarne 21 sind gemäss Fig. 4 umein- ander herumgelegt, so dass ein Gleiten der verhältnis mässig losen Fasern der Stapelgarne verhindert wird. Wie in Fig. 3 und 4 angedeutet, besitzen die Faden abschnitte der Kerngarne 10 und im wesentlichen auch die der Stapelgarne 13 über einen Zwirn abschnitt bestimmter Länge die gleiche Länge. Die Garne 10 und im wesentlichen alle Fasern der Sta pelgarne 13 liegen parallel eng aneinander in Längs richtung des Zwirnes.
Bei der Herstellung eines Mehrfach-Kernzwirnes nach der erläuterten Arbeitsweise wird sowohl das erste als auch das zweite Vorgarn auf bekannte Weise gezwirnt, und beide Garne enthalten jeweils wenig stens einen Faden, der um seine eigene Achse ge- zwirnt ist, so dass er einer Torsionsspannung ausge setzt ist.
Wenn nun die beiden Vorgarne in einer Drehrichtung zusammengezwirnt werden, die der je dem einzelnen Vorgarn verliehenen Zwirnung ent gegengesetzt ist, wird die Zwirnung bzw. der Drall und damit auch die Torsionsspannung in jedem ein zelnen Kerngarn sowie in jeder einzelnen Faser der beiden Stapelgarne im wesentlichen beseitigt.
Bei einer derartigen Herstellung eines Mehrfach-Kern- zwirnes führt das Zusammenzwirnen des ersten und des zweiten Vorgarnes dazu, dass sich die aus den Fasern gebildeten Fäden längs des Zwirnes umschlin gen, und dass im wesentlichen sämtliche Faden abschnitte in einem Zwirnabschnitt bestimmter Länge gleich lang sind.
Wenn ein solcher Mehrfach-Kernzwirn einer Spannung in Längsrichtung ausgesetzt wird, trägt jede Faser und jeder endlose Einzelfaden im Zwirn seinen Anteil der Last, denn sowohl die Einzelfäden als auch die Fäden aus Stapelfasern besitzen inner halb eines Zwirnabschnittes gegebener Länge im we sentlichen die gleiche Länge. Im fertigen Zwirn ste hen die Fäden und Fasern nicht einzeln unter Tor sionsspannung, und daher kann jeder Faden und jede Faser zu der Zugfestigkeit des Zwirnes denjenigen Beitrag leisten, der angesichts der Zugfestigkeit der einzelnen Fasern oder Fäden zu erwarten ist.
Dem entsprechend besitzt der dargestellte Mehrfach-Kern- zwirn eine höhere Zugfestigkeit als ein Zwirn, der in üblicher Weise aus einem gleichen Fasergemisch her gestellt wurde, und da die Fasern nahezu parallel verlaufen, hat der Zwirn eine weichere Struktur.
Ein aus dem dargestellten Zwirn hergestelltes Gewebe zeigt ebenfalls eine weichere Struktur, und in Gebie ten, in denen die einzelnen Zwirne nicht schon durch die Art der Bindung voneinander getrennt gehalten werden, sind die Trennlinien zwischen den Zwirnen weniger deutlich zu erkennen als bei bisher bekann ten Zwirnen mit erheblichem Zwirnungsgrad. Die nahezu parallele Lage der Fasern ermöglicht bei einem aus dem dargestellten Zwirn hergestellten Ge webe innerhalb der durch die Bindung gegebenen Grenzen eine Bündelbildung der Zwirne und Fasern, da die Fasern unter Spannung gleiten können. Die parallele Lage der Fasern begünstigt dieses Gleiten der Fasern, und ein solches Gleiten tritt in grösserem Ausmass auf als bei gezwirnten Garnen, die nach ge bräuchlichen Verfahren gesponnen sind.
Das er wähnte Zusammenbündeln bzw. die Bündelwirkung der Fasern und Zwirne steigert die Reissfestigkeit erheblich, insbesondere wenn man eine Bindung wählt, die das Gleiten der Fasern begünstigt, wie es bei einer korbgeflechtähnlichen Mattenbindung und bei ähnlichen lockeren Bindungen der Fall ist.
Beim Weben von Stoffen aus solchen Mehrfach- Kernzwirnen verwendet man vorzugsweise eine Bin dung, die es ermöglicht, eine maximale Zahl von Zwirnen in der gleichen Weise anzuordnen und ein zubinden. Die Zahl der so anzuordnenden Zwirne richtet sich.nach dem gewünschten Aussehen, den verlangten Eigenschaften und dem Verwendungs zweck des Gewebes. Eine geeignete Bindung ist die korbgeflechtähnliche Mattenbindung. Bei einer sol chen Bindung treten Reissspannungen im Gewebe senkrecht zur allgemeinen Richtung des einen oder des andern Garnsystems auf und greifen an den Fasern tatsächlich im wesentlichen unter einem rech ten Winkel an.
Demnach besitzt ein aus solchem Mehrfach-Kernzwirn hergestelltes Gewebe eine sehr hohe Reissfestigkeit.
Der dargestellte Mehrfach-Kernzwirn ermöglicht das Weben eines Stoffes von grösserer Dichte und geringerer Luftdurchlässigkeit, ohne die Dampf durchlässigkeit des Stoffes wesentlich zu beeinträch tigen. Dies war bisher bei Verwendung von Mate rialien der gleichen allgemeinen Zusammensetzung, die jedoch auf die übliche Weise gesponnen waren, nicht möglich, da sich die hohe Spannung, die beim Webstuhl zur Erzeugung derart dichter Gewebe er forderlich ist, infolge zu zahlreicher Garnbrüche in der Kette nicht erreichen liess. Aus dem dargestell ten Mehrfach-Kernzwirn hergestellte Gewebe hoher Dichtigkeit bieten einen weitgehenden Schutz gegen Wind und das Eindringen von Staubteilchen.
Dies ist von besonderer Bedeutung bei Schutzkleidung, die in Gebieten getragen werden soll, die durch radioakti ven Staub oder andere giftige Chemikalien oder aber bakteriell verunreinigt sind.