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Verfahren zur Herstellung eines Mehrfachkerngarnes Bisher war es üblich,
Garn mit Hilfe eines Spinnverfahrens herzustellen, bei welchem Fasern oder drahtähnliche
Fäden gezwirnt werden, damit eine innere Reibung zwischen ihnen zustande kommt.
Diese Reibung verhindert schon während des Spinnvorganges, vor allem aber bei der
späteren Beanspruchung des Garns, daß die Fasern bzw. Fäden aneinander gleiten.
Beim Zwirnen des Garns wird jede einzelne Faser bzw. jeder einzelne Faden um seine
Achse verwunden und spiralförmig um die Achse des Garns herumgelegt. Hierbei entstehen
in den Fasern bzw. Fäden Torsionsspannungen und Unterschiede hinsichtlich der Lage
der Fasern in einem bestimmten Garnabschnitt.
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Bei der herkömmlichen Herstellung sind somit zwei verschiedene Ursachen
dafür vorhanden, daß eine Schwächung des zustande gebrachten Garns eintritt. Einerseits
trägt dazu die in jeder Faser zurückbleibende Torsionsspannung bei und andererseits
die unterschiedliche Lage der Faserabschnitte. Die Zugfestigkeit jedes Gefüges wird
bekanntlich dadurch herabgesetzt, daß es zusätzlich durch ein Drehmoment beansprucht
wird. Es ist nämlich unmöglich, irgendeine Faser zur Zugbeanspruchung des Garns
im gleichen Ausmaß beitragen zu lassen, wie es hinsichtlich der Zugfestigkeit der
in dem Garn enthaltenen noch nicht gezwirnten Fasern oder Fäden zu erwarten wäre.
Die andere angeführte Ursache hat zur Folge, daß eine in der Längsrichtung des Garns
eingeprägte Spannung nicht gleichmäßig auf die Gesamtlänge- der Faser verteilt wird.
Bei einer bestimmten Garnlänge kommt z. B. ein der Mittelachse des Garns am nächsten
liegender Faserabschnitt, bei welchem es sich um den kürzesten Abschnitt handeln
kann, als erster unter Spannung und dieser hat dann die Last ohne den im Hinblick
auf die Zugfestigkeit der einzelnen Abschnitte zu erwartenden Beitrag der benachbarten
Abschnitte zu tragen. Beim Bruch eines kürzeren Faserabschnitts wird die Last auf
die benachbarten übertragen und auf diese Weise tritt ein nacheinander erfolgendes
Brechen ein, so daß das Garn in keinem Augenblick die volle Gesamtfestigkeit seiner
Bestandteile aufweist.
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Die im Vorstehenden angeführten Nachteile bei der Herstellung eines
Mehrfachkerngarns, bei welchem jedes einzelne Kerngarn aus einer mit den Fasern
eines verstreckten Vorgarns umsponnene Seele aus endlosenKunststoffäden besteht
und bei welchem mindestens zwei solche Einzelkerngarne entgegen dem Umspinnungsdraht
miteinander verzwirnt sind, sind nachdem erfindungsgemüßenVerfahren dadurch behoben,
daß die Einzelkerngarne mit der gleichen Drehzahl entgegen dem Umspinnungsdraht
verzwirnt werden, wie sie beim Umspinnen des untordierten Seelenfadens mit den im
wesentlichen parallel zueinander liegenden Vorgarnfasern angewendet wird, so daß
sowohl der den Seelenfäden als auch der den Vorgarnfasern eingeprägte Umspinnungsdrail
aufgehoben wird und Fäden und Fasern im wesentlichen längs des Garnes nebeneinander
liegen. In besonderer Ausgestaltung der Erfindung können die Seelenfäden der Einzelkerngarne
beim Umspinnen mit dem Vorgarn unter höherer Spannung gehalten (gebremst) werden
als das Vorgarn.
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Wird das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Mehrfachkerngarn
einer Zugbeanspruchung in Längsrichtung ausgesetzt, so kommen infolge der Aufhebung
des Dralles in den Kunststoff-Seelenfäden und in den Umspinnungsfasern beide Bestandteile
des Garnes zugleich zum Tragen. Das erfindungsgemäße Garn besitzt dadurch eine höhere
Zugfestigkeit als ein herkömmliches, in seinen Fäden und Fasern drallbehaftetes
Erzeugnis. Ein aus dem erfindungsgemäßen Garn hergestelltes Gewebe weist ebenfalls
eine höhere Zug- und Zerreißfestigkeit auf und in Gebieten, in denen die einzelnen
Garnstränge nicht schon durch die Art der Bindung voneinander getrennt gehalten
werden, sind die tatsächlichen Trennlinien zwischen den Garnkörpern weniger deutlich
zu erkennen als bei den bisher bekannten Garnen mit beträchtlichem Zwirnungsgrad.
Die nahezu parallele Lage der Fasern ermöglicht bei einem aus einem
erfindungsgemäßen
Garn hergestellten Gewebe innerhalb der durch die Bindung gegebenen Grenzen eine
Bündelbildung der Garne und Fasern, da die Fäden unter Spannung gleiten können.
Die parallele Lage der Fasern begünstigt ihr Gleiten und dieses tritt in stärkerem
Maße auf als bei gezwirnten Garnen, die nach dem herkömmlichen Verfahren gesponnen
sind. Eine besonders günstige Auswirkung der Bündelwirkung. und damit eine Erhöhung
der Reißfestigkeit ergibt sich dann, wenn eine Bindung gewählt wird, die das Gleiten
der Fäden erhöht, wie es bei einer korbflechtähnlichen Mattenbildung und bei ähnlichen
lockeren Bindungen der Fall ist.
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Trotz der bei einer Zugbeanspruchung des nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren hergestellten Garnes gleichen Lastverteilung auf die Kunststoff-Seelenfäden
und die Umspinnungsfasern und trotz der gegenüber tordierten Fäden undFasern größerer
Zugfestigkeit, die die in einem nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gefertigten
Mehrfachkerngarn urtordiert vorliegenden Seelenfäden und Umspinnungsfasern aufweisen,
kreuzen sich längs einer vollständigen Zwirndrehung die Einzelkerngarne mehrmals.
Sie werden dadurch - insbesondere durch radial nach innen gerichtete Kräfte - zusammengehalten.
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Das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Mehrfachkerngarn
unterscheidet sich also grundlegend von einem bekannten Flaumgarn, das an sich ebenfalls
aus mehreren verzwirnten Einzelkerngarnen besteht, bei denen aber jeweils der allein
seine Reißfestigkeit bestimmende Kernfaden aus einem harten Feingarn und einer aus
den Fasern eines verstreckten Vorgarns bestehenden Umspinnung zusammengesetzt ist.
Bei diesem bekannten Flaumgarn ist die Umspinnung aus einer in loser Struktur mit
wenigen Windungen um den Kernfaden herumgelegten, aufgelösten Faserlunte zustande
gebracht, wobei die Faserlunte aus minderem Fasergut bestehen kann. Der Zweck dieses
Flaumgarnaufbaus besteht in erster Linie in der Herbeiführung eines genügend wärmehaltigen
und saugfähigen Textilwerkstoffes, der seiner Aufgabe entsprechend weich und flauschig
ausfällt. Diese Garneigenschaften werden durch die besondere Art der Herstellung
des bekannten Garns noch erhöht, indem jedem Kernfaden-Abschnitt ein relativ hoher
Anteil der zur Verfügung stehenden Lunten-Umhültung zugeordnet ist. Wenn bei dem
bekannten Garn somit auch zwecks Verbindung von mehreren Strängen ein zur ursprünglichen
Drehrichtung entgegengesetztes Verzwirnen vorgesehen ist, so vermittelt diese Verbindungsart
doch nur das Zustandekommen eines mehrfachen Flaumgarns der geschilderten Art, bei
welchem wiederum die Reißfestigkeit allein durch die vorhandenen Kernfäden und in
keiner Weise durch deren Umhüllungen herbeigeführt wird. Kein Umhüllungsbestandteil
trägt hier somit zur Aufnahme auch nur des geringsten Anteils der Zugbeanspruchung
bei. Die Umspinnung, deren Elemente auch nicht längs, sondern gerade quer zur Garnachse
verlaufen, sollen im Sinne dieser gegensätzlichen Ausbildung zum erfindungsgemäßen
Garn ja auch nur die Flauschigkeit des Gefüges bei der durch den Kernfaden gerade
noch hinreichend gewährleisteten Reißfestigkeit vermitteln.
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Unterscheidet sich sonnt das soeben erörterte Flaumgarn nicht nur
in seiner Aufgabenstellung, sondern auch in seiner Ausbildung grundsätzlich von
.dem hochbeanspruchbaren, nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Mehrfachkerngarn,
indem bei dem bekannten Kerngarn überhaupt nicht auf eine Beteiligung ,.aller Garnkomponenten
an der Aufnahme einer Zugbeanspruchung abgestellt und auch die erörterte Torsionsfreiheit
der Fäden und Fasern nichtvorhanden ist, sondern die geschilderten, davon völlig
abweichenden Zwecke einer voluminösen Umspinnung zur höheren Saugfähigkeit und Wärmehaltigkeit
verfolgt sind, so vermag dessen Ausgestaltung auch keine Anregung für das erfindungsgemäße
Verfahren zur Herstellung eines Garnes von besonders hoher Zugfestigkeit zu vermitteln,
denn es lenkt die Betrachtung der technologischen Zusammenhänge in eine völlig andere
Richtung. Hieran wird auch bei selbst gleichzeitiger Berücksichtigung einer bekannten
Erzeugungsart von merzerisierten Garnen und Zwirnen nichts geändert, bei denen es
sich um die Herbeiführung eines guten Glanzeffektes handelt, indem eine möglichst
parallele Faserlage zur Zwirnachse .angestrebt wird, denn die Aufnahme der Zugbeanspruchung
allein durch den Kernfaden müßte dabei einerseits erhalten und auch die für das
Flaumgarn charakteristische Flauschigkeit weiterhin bestehenbleiben, so daß in den
entscheidenden Ausbildungen des nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten
Kerngarnes nach wie vor die angeführten grundlegenden Unterschiede bestehenbleiben,
die den dargelegten technischen Fortschritt vermitteln.
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Die Erfindung wird an Hand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel
näher erläutert. Fig. 1 zeigt schematisch das Herumwickeln eines Vorgarns um ein
Fadengarn zur Herstellung eines Kerngarnes.
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Fig. 2 zeigt schematisch das Zusammenzwirnen von zwei Kerngarnen,
die beide nach dem in Fig. 1 veranschaulichten Verfahren hergestellt sind.
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Fig. 3 zeigt in starker Vergrößerung ein Vorgarn, das nach dem in
Fig. 1 veranschaulichten Verfahren um einen Faden herumgewickelt ist, wobei in Fig.
3 ein Teil des Vorgarns weggenommen ist.
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Fig. 4 zeigt ebenfalls in starker Vergrößerung das nach dem in Fig.
2 veranschaulichten Verfahren hergestellte fertige Garn.
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Die Herstellung eines Mehrfachkerngarnes nach der Erfindung erfolgt,
indem man ein erstes und ein zweites Kerngarn herstellt und diese beiden Garne dann
zusammenzwirnt. Die beiden Kerngarne werden in der gleichen Weise hergestellt; Fig.
1 zeigt ein Verfahren zur Herstellung dieser beiden Garne. Gemäß Fig. 1 wird ein
Seelenfaden 10 aus endlosen Kunststoff-Nylonfäden in der üblichen Weise von einem
Vorratskörper 11 abgezogen und den vorderen Walzen 12 des Streckwerks einer Spinnmaschine
bekannter Bauart zugeführt. Ein Vorgarn 13 aus Fasern, z. B. aus Nylon-, Woll- oder
Baumwollfasern, wird auf bekannte Weise von einer Vorgarnspule 14 abgezogen und
den hinteren Walzen 15 des Streckwerks zugeführt. Die vorderen Walzen 12 und die
hinteren Walzen 15 laufen mit verschiedenen Drehzahlen, so daß das Vorgarn in der
üblichen Weise gestreckt wird. Der Seelenfaden 10, der unter einer höheren Spannung
steht als das Vorgarn, d. h. entsprechend gebremst wird, und das Vorgarn 13 werden
zusammen durch die übliche Fadenführung 16 und den Läufer 17 einer Spinnspule 18
zugeführt, die auf bekannte Weise, z. B. durch einen Riemen 19, angetrieben wird.
Wie durch den Pfeil 20 angedeutet, erfolgt der Antrieb der Spinnspule 18 im vorliegenden
Falle
entgegen dem Uhrzeigersinne. Wenn die Spinnspule 18 angetrieben wird, wird das verzogene
Vorgarn 13 zwischen dem Läufer 17 und den vorderen Walzen des Streckwerks um den
Seelenfaden herumgewickelt, so daß nur der Seelenfaden eine Zwirneng erhält. Wenn
man die Stärke der Seelenfäden 10 und der Vorgarne 13 in geeigneter Weise wählt
und den Seelenfaden 10 unter höherer Spannung hält (bremst) als das Vorgarn 13,
bildet der Seelenfaden 10 einen Kern, der von dem Vorgarn 13 vollständig umhüllt
wird und so ein Einzelkerngarn 21 bildet.
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Fig. 3 zeigt den Aufbau eines solchen auf die Spule 18 gemäß Fig.l
aufgewickelten Einzelkerngarns. Dieses Kerngarn umfaßt den Seelenfaden 10, der einen
zentralen gezwirnten Kern bildet, und das Vorgarn 13, das um den Seelenfaden 10
herumgewickelt ist, wie es durch die spiralig verlaufenden Linien 31 angedeutet
ist. Verschiedene Gruppen 32, 33 und 34 der Fasern des Vorgarns 13 sind hier von
dem Seelenfadenkern abgewickelt dargestellt, um erkennen zu lassen, daß diese Fasern
eng parallel zueinander verlaufen, wenn sie spiralförmig um den Seelenfaden 10 herumgelegt
sind. Die Länge einer vollständigen Zwirndrehung in dem Garn ist in Fig.3 mit »T«
bezeichnet, und die Doppelpfeile bzw. Maßlinien zeigen, daß diese Länge der Zwirneng
»T« über das ganze Garn und dessen Länge gleichmäßig ist.
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Gemäß Fig. 2 werden zwei nach dem an Hand von Fig. I erläuterten Verfahren
hergestellte Einzelkerngarne 21 von zwei vollen Spulen 18 aus zusammmen den Walzen
22 einer Zwirnmaschine und von dort aus einem Fadenführer 23 und dann einer Zwirnspule
25 zugeführt. Der Antrieb der Zwirnspule 25 erfolgt in der üblichen Weise durch
einen Riemen 26 und hier gemäß dem Pfeil 27 im Uhrzeigersinne, d. h. 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 Garns im wesentlichen
die gleiche ist wie bei der Spinnspule 18 nach Fig. 1. Der dem Seelenfaden
10 und den Fasern des Vorgarns 13 nach Fig. 1 durch die Spinnspule
18 mitgeteilte Drall wird an der Zwirnspule 25 wieder beseitigt, und die Einzelkerngarne
21 des auf die Zwirnspule 25 aufgewickeltenMehrfachkerngarns zeigenpraktisch keinerlei
Zwirneng mehr. Beim Zusammenzwirnen der beiden Einzelkerngarne 21 werden die Seelenfäden
längs des auf die Zwirnspule 25 aufgewickelten Garns umeinander herumgelegt. Die
aus Fasern bestehenden Vorgarne, die mitden umeinander herumgelegten Seelenfäden
verzwirnt werden und letztere umgeben, werden ebenfalls umeinander herumgelegt,
so daß die Vorgarne in ihrer Lage gehalten werden und in dem auf die Zwirnspule
25 aufgewickelten Mehrfachkerngarn kein Gleiten der verhältnismäßig losen Fasern
der Vorgarne stattfindet.
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Fig. 4 zeigt den allgemeinen Aufbau des auf die Spule25 in Fig. 2
aufgewickelten Mehrfachkerngarns. Dieses Garn umfaßt zwei Seelenfäden 10, die in
Längsrichtung des Garns umeinander herumgelegt sind. Ferner umfaßt das Garn zwei
Vorgarnsträhnen 13, die ebenfalls in Längsrichtung des Garns umeinander herumgelegt
sind. Durch das Vereinigen der Kerngarne 21 in der vorstehend beschriebenen Weise
und durch das Aufwickeln auf die Spule 25 wird die Zwirneng jedes der Fäden 10 beseitigt.
Die Fäden 10 und die um sie herumgelegten Vorgarne 13 sind im wesentlichen zwirnungsfrei,
und die einzelnen Kerngarne 21 sind gemäß Fig. 4 umeinander herumgelegt, so daß
ein Gleiten der verhältnismäßig losen Fasern der Vorgarne verhindert wird. Wie in
Fig. 3 und 4 angedeutet, besitzen die Fäden 10 und im wesentlichen alle Fasern
der Vorgarne 13 über einen Garnabschnitt bestimmter Länge im wesentlichen die gleiche
Länge. Die Fäden 10 und im wesentlichen alle Fasern der Vorgarne 13 liegen parallel
eng aneinander und erstrecken sich in der Längsrichtung des Garns.
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Beim Weben von Stoffen aus den nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
hergestellten Garnen verwendet man vorzugsweise eine Bindung, die es ermöglicht,
eine maximale Zahl von Garnen in der gleichen Weise anzuordnen und einzubinden.
Die Zahl der so anzuordnenden Garnstränge richtet sich nach dem gewünschten Aussehen,
den verlangten Eigenschaften und dem Verwendungszweck des Gewebes. Eine geeignete
Bindung ist eine korbgeüechtähnliche Bindung. Bei einer solchen Bindung treten Reißspannungen
im Gewebe senkrecht zur allgemeinen Richtung des einen oder des anderen Garnsystems
auf und greifen an denFasem tatsächlich imwesentlichen unter einem rechten Winkel
an. Demnach besitzt ein Gewebe, das aus dem nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
hergestellten Garn gefertigt ist, eine sehr hohe Reißfestigkeit.
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Das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Mehrfachkerngarn
ermöglicht auch das Weben eines Stoffes von größerer Dichte und geringerer Luftdurchlässigkeit,
ohne die Dampfdurchlässigkeit des Stoffes wesentlich zu beeinträchtigen. Dies war
bisher bei Verwendung von Geweben der gleichen allgemeinenZusammensetzung, die jedoch
inüblicher Weise gesponnen waren, nicht möglich, da sich die hohe Spannung, die
beim Webstuhl zur Erzeugung derart dichter Gewebe erforderlich ist, infolge zu zahlreicher
Garnbrüche in der Kette nicht erreichen ließ. Gewebe hoher Dichtigkeit, die aus
den nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gefertigten Mehrfachkerngarnen hergestellt
sind, bieten einen weitgehenden Schutz gegen Wind und das Eindringen von Staubteilchen.
Dies ist für solche Schutzkleidung von besonderer Bedeutung, die in Gebieten getragen
werden soll, welche durch radioaktiven Staub, giftige Chemikalienoder bakterielle
Bestandteile verunreinigt sind.