DD296512A5

DD296512A5 - Verbesserungen an multifilen bekleidungsgarnen aus nylon

Info

Publication number: DD296512A5
Application number: DD90342629A
Authority: DD
Inventors: Benjamin H Knox; Francis J Malone Jr; Gary D Milosovich; Frank H Overton; Ronald E Steele; Paul G Zmick
Original assignee: �K@�K@��@��@��@��@��@��k��
Priority date: 1989-07-10
Filing date: 1990-07-09
Publication date: 1991-12-05
Also published as: ZA905401B; EP0411774A1; HK207696A; DE69027486T2; CN1051597A; CN1247242A; CN1248647A; EP0411774B2; MX174288B; CN1093184C; BR9003297A; US5202182A; ES2090104T5; CN1050160C; AU648030B2; DE69027486T3; RU2059741C1; YU47364B; CA2020596A1; AR245510A1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf Verbesserungen an multifilen Bekleidungsgarnen aus Nylon. Der Einbau einer geringen Menge eines Wasserstoffbruecken bildenden Additivs wie z. B. Nylon-6-Monomer oder 2-Methyl-pentamethylenadipamid-Monomer in ein Nylon-66-Polymer hoher RV zur Herstellung von Nylon-66-POY fuehrt in spaeteren Etappen des Verarbeitungsprozesses, insbesondere beim Strecktexturieren zur Herstellung von Bauschgarn fuer Strumpfwaren, zu unerwarteten Vorteilen gegenueber Nylon-66-Homopolymer POY.{multifile Bekleidungsgarne; Nylon-66-Polymer; Nylon-66-POY; Nylon-6-Monomer; 2-Methyl-pentamethylenadipamid-Monomer; Strecktexturieren; Bauschgarn}

Description

Durch Verweis auf Figur 1, in derTexturierspannungen schematisch als Funktion der Texturiergeschwindigkeit dargestellt sind, wird diese Feststellung klarer. Wenn man bei einer Texturiergeschwindigkeit V_L arbeitet, ist die mittlere Spannung vordem Einbringen des Dralls (als Spannung vor den Scheiben T₁ bezeichnet) durch den großen Punkt ausgewiesen, aber die tatsächliche Spannung des laufenden Fadens T₁ ist genauer durch eine Spannungsverteilung dargestellt, d. h. T₁ ± —ΔΤ,, wodurch AT₁ etwa 3 Mal die Standardabweichung der Spannung ist. Folglich erfordert ein stabiles Texturierverfahren, daß die Mindestspannung (T₁-AT₁) an Stelle der mittleren Spannung vor den Scheiben (T₁) genügend hoch ist, damit das Zurückdrehen verhindert wird. Die Erhöhung der Texturiergeschwindigkeit von V_L auf V_H, z. B. durch die bloße Erhöhung der Texturiergeschwindigkeit (dargestellt als Weg A) würde eine Bedingung schaffen, bei der- obwohl die mittlere Texturierungsgeschwindigkeit akzeptabel erscheinen kann - der Prozeß immer dann instabil werden würde, wenn T₁ absinkt, so daß es zum Zurückdrehen kommen würde. In der Praxis wird also die Erhöhung der Texturiergeschwindigkeit durch Erhöhung des mittleren T₁ (vergl. Weg B) durch Erhöhung des texturierenden Streckverhältnisses erreicht. Obwohl ein solches höheres Streckverhältnis das Zurückdrehen vermeiden und so eine stabilen Texturierungsprozeß ermöglichen kann, erhält der Texturierer nun wegen der Erhöhungen der Texturierungsspannungen quer zur Zwirnvorrichtung eine geringere Bauschigkeit und sogar Elementarfadenbrüche. Die Spannungen nach der Scheibe (T₂) sind gewöhnlich größer als die Spannungen vor der Scheibe (T₁); in Figur 1 ist dieser höhere Wert mit 2' bezeichnet. Zur Erhöhung der Bauschigkeit und der Verhinderung von Elementarfadenbrüchen muß der Texturierer die T₂-Spannungen von 2' auf einen mit 2 bezeichneten tieferen Punkt verringern. Das geschieht gewöhnlich durch Erhöhung des Verhältnisses der Relativbewegung zwischen Scheiben und Garn (D/Y), die zwar die Spannungen vor der Scheibe (T₁) geringfügig erhöht, die Spannungen nach der Scheibe (T₂) und folglich das Verhältnis T₂ZT₁ jedoch wesentlich vermindert. Ein bei höheren D/Y-Verhältnissen auftretendes Problem ist die erhöhte Abnutzung der Scheibe und Garnscheuerung. Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Texturiertemperatur zu erhöhen, da die Spannung nach der Scheibe (T₂) bei der Temperaturerhöhung stärker sinkt als die Spannung vor der Scheibe (T₁). Auch diese Möglichkeit kann unerwünscht sein, da sie die Zugfestigkeit des „heißen" Garns während des Zwirnens vermindert und die Neigung zu Elementarfadenbrüchen erhöht. Die Herstellung eines Gleichgewichts zwischen dem Texturierstreckverhältnis, dem Verhältnis zwischen Scheiben- und Garngeschwindigkeit und der Temperatur der Heizschiene wird häufig als „Texturierungsfenster" bezeichnet, das-wie in Figur 1 dargestellt - mit zunehmender Texturiergeschwindigkeit für eine gegebene Maschinenkonfiguration immer schmaler wird. Es bestehen Spannungsobergrenzen, bei deren Überschreitung es zu Elementarfadenbrüchen und sogar Untersuchungen des Verfahrens kommt, und Spannungsuntergrenzen, bei deren Unterschreitung es zum Zurückdrehen und zu geringer Einheitlichkeit des Texturgarns am laufenden Faden kommt.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Nach der Erfindung wurde festgestellt, daß die Einarbeitung einer geringen Menge eines bifunktionellen Polyamid-Comonomers in die üblichen Disäure-und Diamidmonomere von Nylon 66 die Möglichkeit bietet, die Texturierleistung der vorstehend erwähnten streckexturierten Multifilliefergarne von Nylon 66 mit hohem RV weiter zu verbessern. Bevorzugte bifunktionelle Comonomere sind ε-Caprolactam und die aus 2-Methylpentamethylendiamin und Hexandisäure gebildete Monomereinheit, wobei letztere besonders bevorzugt wird, wie nachstehend dargelegt werden wird. ε-Caprolactam ist das Monomer zur Herstellung von Nylon-6-Homopolymer, von dem Chamberlin feststellte, daß es für seine Zwecke weniger gut geeignet ist als Nylon 66. Es wird angenommen, daß die aus 2-Methyl-pentamethylendiamin und Hexandisäure gebildete Monomereinheit nicht für Fasern verwendet wurde. Das Verhalten der erfindungsgemäßen Fasern gibt jedoch gegenüber Nylon-66-Homopolymerf asern unerwartete Vorteile, wie hierin dargelegt werden wird. Aus Gründen der Bequemlichkeit wird hierin die Verwendung von ε-Caprolactamzusatz gelegentlich als Einbau von Nylon 6 bezeichnet, obwohl klar ist, daß eine kleine Menge monomerer ε-Aminohexansäure-Einheiten aus dem ε-Caprolactam entlang der Polymerkette von Nylon 66 (die Monomereinheiten aus den 6 zweiwertigen Säure- und den 6 Diaminmonomeren enthält) in Zufallsverteilung enthalten ist. Weitere Monomereinheiten werden ebenfalls Zufallsverteilt sein. Beim Vergleich der Leistung der Fasern, besonders in den Beispielen und Figuren, können ebenfalls aus Gründen der Bequemlichkeit die erfindungsgemäßen Fasern, die ε-Aminohexansäure-Monomereinheiten enthalten, als N 6,66 bezeichnet werden, um sie von dem als N 66 bezeichneten Homopolymer zu unterscheiden. Erfindungsgemäße Fasern, die die Monomereinheit aus 2-Methyl-pentamethylendiamin (MPMD) und Hexandisäure enthalten, können dementsprechend als Me 5-6,66 und die aus Diamin und Hexandisäure (2-Methylpentamethyl-enadipamid) gebildete Monomereinheit kann als Me 5-6 bezeichnet werden. Obwohl diese Erfindung durch keine Theorie eingeschränkt werden soll, vermuten wir, daß die geringe Menge des monomeren Zusatzes, wie z. B. Nylon 6 oder Me 5-6, diese Verbesserung bewirkt, weil sie sich etwas von den Nylon-66-Monomeren unterscheidet, ihnen jedoch darin gleicht, daß sie fähig ist, Wasserstoffbrücken zu bilden. Es wird also angenommen, daß eine Verbesserung gegenüber dem Homopolymer N66 durch Verwendung einer geringen Menge anderer Comonomere erreicht werden kann, die ebenfalls in der Lage sind, Wasserstoff brücken zu bilden, d. h. bifunktionelle Comonomere, wiez. B. Disäurecomonomere, Diamincomonomere, Aminosäurecomonomere oder Lactamcomonomere, oder sogar durch Verwendung eines nichtreaktionsfähigen Zusatzes, der mit dem Nylon-66-Polymer Wasserstoffbrücken bilden kann, wiez. B. y-Naphthotriazinyl-S-phenylcumarin. Folglich wird in einem Aspekt der Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines texturierten Nylon-66-Multifilgarns mit einer relativen Viskosität von etwa 50 bis etwa 80, das das Strecktexturieren eines Liefergarns von etwa 15 bis etwa 250 den und einer elastischen Dehnung (E_b) von etwa 70 bis etwa 100% bei einer Temperatur von etwa 200 bis etwa 240°C umfaßt, zur Bereitstellung eines texturierten Garnes mit einer elastischen Dehnung von weniger als etwa 33%, vorzugsweise weniger als 30%, zur Verfügung gestellt, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die Texturiergeschwindigkeit mindestens etwa 900 mpm, vorzugsweise mindestens etwa 1000 mpm beträgt und das Liefergarnein Nylon-66-Polymer ist, das eine geringe Menge eines bifunktionellen Polyamidcomonomers oder eines nichtreaktionsfähigen Zusatzes enthält, die in der Lage sind, mit dem Nylon-66-Polymer Wasserstoffbrücken zu bilden und bei denen es sich vorzugsweise um die hierin beschriebenen handelt. Nach einem anderen Aspekt der Erfindung wird ein teilverstrecktes Nylon-66-Polymer-Multifilgarn von etwa 15 bis etwa 250 Denier und einer Dehnung (E_b) von etwa 70 bis etwa 100%, vorzugsweise etwa 75 bis etwa 95%, wobei das Polymer eine relative Viskosität von etwa 50 bis etwa 80 aufweist, zur Verfügung gestellt, das dadurch gekennzeichnet ist, daß das Polymer einer geringen Menge, vorzugsweise in Masseanteilen, von etwa 2 bis etwa 8% eines bifunktionellen Polyamid-Comonomers oder

eines nicht reaktionsfähigen Zusatzes enthält, die in der Lage sind, mit dem Ny lon-66-Polymer Wasserstoff brücken zu bilden, und daß das Garn eine in g/d angegebene Streckspannung (DT) zwischen etwa 0,8 und etwa 1,2, vorzugsweise zwischen etwa (140/Eb-0,8) und etwa 1,2 aufweist. Bevorzugte Garne sind durch ein Streckmodul (M_D) von etwa 3,5 bis etwa 6,5g/d und durch eine Streckbeanspruchung (a_D) von etwa 1,0 bis etwa 1,9 g/d, gemessen bei 75°C und einem Streckverhältnis von 1,35 X mit einer Verstreckungsscheinenergie (E_D) von etwa 0,2 bis etwa 0,5, gekennzeichnet. Bevorzugte derartige Garne sind ferner durch eine TMA maximale dynamische Dehnungsrate (Д1_/ДТ)_тах zwischen etwa 100-150°C bei einer Vorspannung von 300 mg von etwa 0,05 bis etwa 0,15%/°C und einer Empfindlichkeit der (ДІ_/ДТ)_тах gegenüber Beanspruchung (σ), d(AL/AT)_max/d gekennzeichnet, die bei 300 mg/d gemessen wird und etwa 3 χ 10~⁴bis7 χ 10~⁴ (%/°C/mg/d) beträgt.

In dem bevorzugten erfindungsgemäßen teilverstreckten Nylon-66-Polymer-Multifilgarn, in dem N 6,66-Polymer eingesetzt ist, wird eine RV von 60—70 besonders bevorzugt. Bei Verwendung von Me 5-6,66-Polymer wird eine RV von 50-60 bevorzugt. Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines spinntexturierten Nylon-66-Polymer-Multifilgarnsvon etwa 15 bis etwa 250 Denier durch Erspinnen von Nylon-66-Polymer mit einer relativen Viskosität von mindestens etwa 50 bis etwa 80 bei einer Spinngeschwindigkeit von mindestens etwa 4500m/min, vorzugsweise mehr als 5 000mpm und am besten nicht mehr als 6500mpm zur Verfügung gestellt, das dadurch gekennzeichnet ist, daß das Nylon-66-Polymer eine geringe Menge eines solchen bifunktionellen Polyamid-Comonomers oder eines nichtreaktionsfähigen Zusatzes enthält, die in der Lage sind, mit dem Nylon-66-Polymer Wasserstoffbrücken zu bilden. Bevorzugte Spinnbedingungen sind eine Polymerspinntemperatur (T_p) von 20⁰C bis 6O⁰C über dem Schmelzpunkt des Polymers (T_m), vorzugsweise 20⁰C bis 40⁰C über T_m. Die Abmessung der Spinndüsenkapillare sollte so sein, daß der Durchmesser (D) etwa 0,15 bis etwa 0,30mm, vorzugsweise etwa 0,15 bis etwa 0,23mm, und das Verhältnis zwischen Länge und Durchmesser (L/D) mindestens etwa 1,75, vorzugsweise mindestens etwa 2, und speziell mindestens etwa 3 beträgt, so daß der Extrusionswert L/D⁴ mindestens etwa ЮОтггГ³, vorzugsweise mindestens 150mrrT³, speziell mindestens etwa 200mm~³ beträgt, was ein gewisses Ausziehen der Schmelze, ausgedrückt im Verhältnis D²/dpf von etwa 0,010 bis 0,045, ergibt. Das Abschrecken der frisch ersponnenen Elementarfäden erfolgt in einem Luftstrom mit mehr als etwa 50% RH, speziell mindestens etwa 70% RH, bei einer Temperatur von etwa 1O⁰C bis etwa 30% und einer Geschwindigkeit von etwa 10 bis etwa 50mpm, vorzugsweise etwa 10 bis 30 mpm, und die Vereinigung der Elementarfäden bei etwa 75 bis 150cm, vorzugsweise etwa 75 bis 125cm von der Oberfläche der Spinndüse entfernt. Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein texturiertes Nylon-66-Multifilgarn zur Verfügung gestellt, das eine elastische Dehnung (E_b) von weniger als etwa 35%, vorzugsweise weniger als etwa 30%, und eine relative Viskosität von etwa 50 bis etwa 80 aufweist, das dadurch gekennzeichnet ist, daß das Garn im wesentlichen aus Nylon-66-Polymer besteht, das eine geringe Menge, vorzugsweise etwa 2 bis 8 Masseanteile in %, eines solchen bifunktionellen Polyamidconomers oder eines nichtreaktionsfähigen Zusatzes enthält, der in der Lage ist, mit dem Nylon-66-Polymer Wasserstoff brücken zu bilden. In einem bevorzugten erfindungsgemäßen texturierten Nylon-66-Polymer-Multifilgarn, in dem N 6,66 Polymer verwendet wird, wird eine RV von 60-70 besonders bevorzugt. Bei Verwendung von Me 5-6,66 Polymer wird eine RV von 50-60 bevorzugt. Weitere Aspekte der Erfindung werden erwähnt, z.B. weitere Verfahren zur Verwendung der neuen Garne und Erzeugnisse.

Fig. 1: (bereits erwähnt) ist eine grafische Darstellung, in der die Texturierspannungen gegen die

Texturiergeschwindigkeit dargestellt sind.

Fig. 2: ist eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur erfindungsgemäßen Herstellung von Nylon POY.

Fig. 3: ist ein vergrößerter Schnitt durch eine Spinndüse zur Veranschaulichung einer Spinnkapillare zum Spinnen eines

POY-Elementarfadens

Fig. 4 bis 22: sind grafische Darstellungen zur Veranschaulichung der unterschiedlichen Eigenschaften von erfindungsgemäßen Garnen (N 6,66 und Me 5-6,66), Nylon-66-Homopolymer-Garnen (N66) und Nylon-6-Homopolymer-Garnen (N6), die nachstehend ausführlicher beschrieben werden.

Die Liefergarne für das Strecktexturieren wurden nach folgendem Verfahren hergestellt, das mit Bezug auf die Figuren 2 und3 beschrieben wird, wobei klar ist, daß die genauen Bedingungen und Abwandlungen derselben sich auf die erhaltenen Elementarfäden und ihre Eigenschaften auswirken, wie aus den Beispielen ersichtlich ist. Diese Bedingungen und Abwandlungen bieten Möglichkeiten eine Regelung, und einige der Ergebnisse waren ziemlich unerwartet. Nylon-66 mit einem bifunktionellen Copolyamid-Comonomer, das in der Lage ist, mit dem Nylon-66-Polymer Wasserstoff brücken zu bilden, kann durch Kondensationspolymerisation in einer wäßrigen „Salzlösung, die die Monomere in entsprechenden Anteilen enthält, hergestellt werden.

Zur Produktion des Nylon-66-Homopolymers geeignete Verfahren können zur Herstellung von dem N6,66, bei dem der Salzlösung ε-Caprolactam zugesetzt wird, genutzt werden. Bei der Herstellung von Me 5-6,66 werden Hexandisäure mit Hexamethylendiamin (HMD) und 2-Methyl-pentamethylendiamin (MPMD) in den zur Produktion des Copolymers erforderlichen Molanteilen mit dem gewünschten Masseanteil in % 2-Methylpentamethylenadipamid (%Me 5-6) zur Herstellung der Salzlösung verwendet. Bei Me 5-6,66 ist es jedoch im allgemeinen erforderlich, die gewöhnlich angewendeten Nylon-66-Verfahren zu modifizieren, um zu gewährleisten, daß das MPMD, das stärker flüchtig ist, so lange in Lösung bleibt, bis es reagiert. 2-Methyl-pentamethylendiamin ist handelsüblich und wird von E.I. du Pont de Nemours & Co., Wilmington, Delaware unter dem Warennamen DYTEK A® gehandelt.

Das bequemerweise in Form von Flocken mit 25 bis 50RV (relative Viskosität) verwendete Ausgangspolymer wurde in einen Behälter 1 eingebracht und zur Erhöhung seiner RV (durch Entfernung von Wasser unter geregelten Temperaturbedingungen und Inertgas) der herkömmlichen Polymerisation in fester Phase unterzogen. Das so erhaltene Polymer wurde in einen Extruder 2 umgeladen, wo es geschmolzen wurde, so daß die Schmelze durch ein geheiztes Fördersystem 3 in eine Vielzahl einzelner Spinneinheiten 4 (von denen aus Gründen der Bequemlichkeit nur eine dargestellt ist) gedruckt wird; falls gewünscht, kann die RV des Polymers durch Ablassen einer größeren Menge Wasser oder durch Zugabe von Flocken aus der Polymerisation in fester Phase, die bei der gegebenen Temperatur der Schmelze weniger als die Gleichgewichtsfeuchte aufweist, vor dem Erspinnen um weitere 5 bis 15RV-Einheiten erhöht werden. Das ermöglichte gute Ergebnisse. Man ließ die Polymerschmelze durch ein Düsenpaket 5 laufen, das in einem typischen Fall einen Gesamtdruck (ΔΡ_Τ) von 200 bis 600 kg/cm² mit einem Filterdruck (ΔΡ5) von 100 bis 300kg/cm² bei einer Erweichungsrate von 0,6 bis 2,2kg/cm²/min aufwies; die

Polymerspinntemperatur (T_P) betrug etwa 20⁰C bis etwa 60⁰C, vorzugsweise etwa 20⁰C bis etwa 40⁰C über dem Schmelzpunkt (T_m) des Polymers. Bei dem N-6,66-Copolymer liefert eine Polymerspinntemperatur (Tp) von etwa 280°C bis 300⁰C, speziell von etwa 285°C bis 295⁰C, gute Ergebnisse. Bei Me 5-6,66 ergab eine Polymer-Spinntemperatur (T_P) von etwa 275°C bis 295°C, insbesondere von etwa 275°C bis 285°C, gute Ergebnisse.

Mit Bezug auf Figur 3 wird das frisch gefilterte Polymer dann durch kleine Spinndüsenkapillaren gepreßt, von denen eine schematisch in Figur 3 dargestellt ist, wobei das Polymer in den Eingang der Kapillare 21 in einer Durchflußmenge W (g/min) [= (Denier pro Elementarfaden/9000 Meter) χ Spinngeschwindigkeit, mpm, d.h. proportional zu dpf x V] in einem Kapillarzähler mit großer lichter Weite 22 gemessen und danach durch die Spinnkapillare 23 mit der Länge (L, mm) und dem Durchmesser (D, mm) dosiert wird. Diese Abmessungen der Spinndüsenkapillare beeinflussen die Spinngeschwindigkeit (V₀, mpm) [V₀ ist (dpf χ C)/D² proportional]; die Ausziehrate der Schmelze (V/V_o) [V/V„ ist D²/dpf proportional], die Scherrate der Schmelze (γ [γ ist (dpf x V)/D³ proportional] sowie den Kapillardruckabfall (ДР_С) [ДР_С ist (dpf χ V) (L/D⁴) (r)_m)] proportional, haben folglich eine ausgeprägte Wirkung auf die Spinnleistung, die Gleichmäßigkeit des laufenden Fadens und die endgültige Faserstruktur sowie die physikalischen Eigenschaften der ersponnenen Elementarfäden und müssen zusammen mit der Spinngeschwindigkeit (V), der Elementarfaden-Denierzahl und der Abkühlungsgeschwindigkeit der frisch ersponnenen Elementarfäden sorgfältig ausgewählt werden.

Die Außenseite der Spinndüse 24 ist durch langsam ausströmenden Heißdampf, der um das Düsenpaket herum und an ihm herab strömt und danach von einem Absaugsystem abgeleitet wird, vor Monomerablagerungen und Sauerstoff geschützt. Zur Gewährleistung der Stabilität der frisch ersponnenen Elementarfäden während der Entfernung der Monomerdämpfe wird die quergerichtete Abschreckluft besonders gesteuert, um die Absauggeschwindigkeit so zu regeln, daß es während der ersten 5 bis 15cm zu keiner signifikanten Nettobewegung der Elementarfäden kommt. Falls gewünscht, können die frisch ersponnenen Elementarfäden durch ein festes oder poröses Verweilrohr (delay tube) vor Turbulenzen geschützt werden. Die Elementarfäden werden auf einer Strecke von etwa 75 bis 150cm, vorzugsweise 75 bis 125 cm, durch quergerichtete gasförmige Medien, gewöhnlich befeuchtete gekühlte Luft 7 mit einer relativen Feuchtigkeit von mindestens etwa 50% und im typischen Fall von etwa 70% RH (relative Feuchte) bei 10-30⁰C, im typischen Fall etwa 20⁰C, mit einer quergerichteten Geschwindigkeit von 10 bis 50mpm, vorzugsweise 10 bis 30mpm, auf Werte unterhalb ihrer Umwandlungstemperatur zweiter Ordnung (Tg) heruntergekühlt und danach durch eine Abschirmung 6 vor störender Raumluft geschützt. Als Alternative können die Elementarfäden durch eine radiale Abschreckeinheit gekühlt werden, bei der die Abschreckluftströmungsgeschwindigkeiten eingestellt werden müssen, um die gewünschte Gleichmäßigkeit am laufenden Faden und die physikalischen Eigenschaften des Garns, die mittels quergerichtetem Abschrecken erzielt werden, zu erreichen.

Die abgekühlten Eiementarfäden werden im typischen Fall am Boden der Abschreckkammer 8, d.h. etwa 75 bis 150cm, vorzugsweise 75 bis 125cm, von der Oberfläche der Spinndüse entfernt, von einem mit Meßvorrichtung versehenen Spinnpräparations-Spitzenapplikator vereinigt; obwohl gegebenenfalls auch andere Mittel zum Zusammenfassen genutzt werden können, z.B. eine keramische oder metallische Führung oder ein Luftstrom. Die Gleichmäßigkeit des laufenden Fadens und die Garneigenschaften werden von der Entfernung bis zur Vereinigung (U), die normalerweise Strecken von 75 bis 150cm umfaßt und zusammen mit derTemperatur der Abschreckluft und der Strömungsgeschwindigkeiten so gewählt werden, daß sie das gewünschte Gleichgewicht der Eigenschaften ergeben, beeinflußt.

Eine Spinnpräparation wird auf das vereinigte Elementarfadenbündel (nachstehend als Garn bezeichnet) aufgebracht; vorzugsweise geschieht das mit Hilfe eines mit Meßgerät versehenen Spinnpräparations-Spitzenapplikators, obwohl Walzenapplikatoren ebenfalls verwendet werden können. Die Spinnpräparation (gewöhnlich etwa 0,2-1, im typischen Fall etwa 0,4-0,7 Masseanteile in % vom Garn) wird so gewählt, daß die erforderliche Garnreibung beim Spulen von Wickeln bei hohen Spinngeschwindigkeiten (V) von 4500 bis 6500mpm, das nachfolgende einheitliche Ablaufen des Garns vom Wickel während des Hochgeschwindigkeitstexturierens und schließlich die notwendige Reibung zwischen den einzelnen Elementarfäden zwecks ordnungsgemäßer Verzwirrung während des Hochgeschwindigkeitstexturierens gewährleistet ist. Das Garnbündel wird dann der Spulmaschine 11 direkt zugeführt, die bei 4500 bis 6500mpm arbeitet (daswidals Spinnen ohne Galette bezeichnet). Das Garnbündel kann auch über eine Reihe angetriebener Galetten 10 zur Spulmaschine geführt werden. Vor dem Spulen wird, wie in 9 veranschaulicht, Elementarfadenverwirbelung vorgenommen, um eine ausreichende Verbindung der Einzelfäden sowie die Garnhaftung für besseres Spulen und verbesserten Garnabzug zu gewährleisten. Die Verwirbelung der Elementarfäden darf jedoch nicht so stark sein, daß sie das Verzwirnen während der Texturierung verhindert. Es wurde festgestellt, daß eine Elementarfadenverwirbelung von etwa 10-15cm für das Hochgeschwindigkeitstexturieren von 25-55 Denier Liefergarnen ausreicht. Das für das erforderliche Gleichgewicht zwischen Garnhaftung und Elementarfadenwanderung für ordnungsgemäßes Verzwirnen notwendige Ausmaß der Verwirbelung wird ferner durch den Typ und die Menge der verwendeten Spinnpräparation und den Typ der Verzwirnung, beispielsweise mittels Zwirnscheiben mit geringer oder hoher Reibung, beeinflußt. Die erfindungsgemäßen Garne werden bei Spannungen von etwa 0,1-0,6g/Denier gespult und erfordern keine zwischen- oder nachgeschaltete Stabilitätserhöhende Wärmebehandlung. Die Garne können vor dem Spulen zur Modifizierung ihrer physikalischen Eigenschaften wärmebehandelt werden, z.B. mit Dampf, wie Adams in der US-PS 3994121 offenbarte, oder durch andere im Fachgebiet offenbarte Methoden. Derartige Behandlungen sind für die Stabilität der Wickel oder für das Abziehen des Garns mit hoher Geschwindigkeit im Gegensatz zu den mit geringerer Geschwindigkeit spinntexturierten (POY oder PON)-Garnen nicht erforderlich. Die für die Bildung akzeptabler Wickel und eines akzeptablen Garnabzugs erforderliche Spulspannung wird durch bekannte Mittel erreicht.

Bei hohen Spinngeschwindigkeiten, z.B. 4500 bis 6500mpm wie in dieser Erfindung, existiert in der Abschreckkammer ein schmaler Bereich, in dem der Elementarfadendurchmesser auf einer kurzen Strecke stark vermindert wird und mit einem schnellen Anstieg der Elementarfaden-Ausziehgeschwindigkeit (attention) einhergeht. Das Phänomen wird häufig als der „neck down"-Bereich beschrieben. Die Orientierung und Kristallisierung der Polymerketten tritt während und unmittelbar nach dem „neck down" ein. Die Entfernung zwischen dem Austritt aus der Spinndüse und dem „neck down" (L_n) beträgt gewöhnlich 75 bis 150cm und ist u. a. von den Verfahrensparametern wie Spinngeschwindigkeit, Denierzahl der Elementarfäden, Polymerviskosität, Polymertemperatur, Extrusionsgeschwindigkeit, Temperatur der Abschreckluft, Geschwindigkeit der Abschreckluft abhängig.

Die für die Vereinigung der Elementarfäden zur Verfügung stehende Strecke (L₀) sollte etwas größer sein als die Ln und vorzugsweise geringer als 1,25 χ Ln. Die durchschnittliche Ausziehgeschwindigkeit über die Strecke Ln kann durch den Ausdruck [(V - V₀)/Ln] approximiert werden. Im allgemeinen erhöhen höhere Ausziehgeschwindigkeiten die Polymerkettenorientierung, wie das durch höhere Streckspannungswerte (DT) und geringere Reißdehnungswerte (E_b) zum Ausdruck kommt. Das Ausmaß des Ausziehens der Schmelze kann ausgedrückt werden durch das Verhältnis der abschließenden Spinngeschwindigkeit (V) und der anfänglichen Extrusionsgeschwindigkeit (V₀) und ist proportional zu D²/dpf. Der richtigen Auswahl des mittleren Ausziehgrades und der mittleren Ausziehrate muß Beachtung geschenkt werden, wenn man das gewünschte Gleichgewicht zwischen erfindungsgemäßer Gleichmäßigkeit des laufenden Fadens und den physikalischen Eigenschaften des Garns erzielen will.

Die Viskosität (n.m) der erfindungsgemäßen Polymerschmelze wird zum Teil durch die relative Viskosität (RV) des Polymers bestimmt, die MW³⁴ annähernd proportional ist, worin MW die mittlere relative Molekülmasse der Polymermasse ist; sie ist der Polymertemperatur (T_p) umgekehrt proportional, worin η m dem Arrhenius-Ausdruck exp(A/T) proportional ist und A eine Konstante für einen gegebenen Polymertyp und die Scherrate (γ) der Polymerschmelze durch die Kapillare der Spinndüse ist. Bei hohen Spinngeschwindigkeiten von V über etwa 4000-5OOOmpm und Polymer-RV von etwa 40-45 führt die Erhöhung der Viskosität der Schmelze η m durch Erhöhung der RV zu einer Zunahme der Kristallisation und vermindert die Orientierung der nichtkristallinen Regionen in überraschendem Ausmaß, und überraschenderweise trifft das nicht nur für einen ausgewählten Bereich der Spinngeschwindigkeit V und der RV zu. Es wurde jedoch festgestellt, daß eine Erhöhung der Viskosität der Schmelze (η m) durch andere Mittel, wie z. B. niedrigere Polymertemperaturen und Scherraten, die Orientierung der Polymerketten erhöht, was durch höhere Streckspannungen/(DT) und geringere Reißdehnung (E_b) zum Ausdruck kommt. Es ist aus diesem Grunde wünschenswert, nicht nur die RV des Polymers, sondern auch die Polymertemperatur und die Scherraten entsprechend auszuwählen, um das gewünschte Gleichgewicht zwischen Polymerkettenorientierung und Kristallisation, d.h. von Streckspannung und Reißdehnung für die erfindungsgemäßen Garne zu erhalten.

Ein bedeutender Vorteil dieser Erfindung besteht darin, daß sie eine industriell anwendbare Methode zur Maximierung der Gesamtproduktivität bietet, d.h. nicht nur der Spinnproduktivität (Ps) [Ps = V χ RDR, wo RDR = 1 + %E_b/100m] des Faserproduzenten ist, sondern ebenfalls die Texturierproduktivität (Pt) [Pt ist Vt proportional] der Zwirner. Das geschieht durch ein verbessertes Spinnverfahren, das ein verbessertes Liefergarn zur Verfügung stellt, das die Produktivität des Zwirners steigert. Bei der Produktivitätssteigerung beim Spinnen war die Steigerung der Spinngeschwindigkeit stets ein entscheidendes Element; dadurch wird gewöhnlich die Dehnung des erhaltenen Liefergarns verringert, was sich häufig nachteilig auf die Produktivität des Texturiers auswirkt, wie noch erläutert werden wird.

Bei der Herstellung eines Liefergarns, das später durch Hochgeschwindigkeits-Strecktexturieren auf eine geringere Denierzahl verstreckt wird, ist die Denierzahl (Denier) f des Liefergarns von der gewünschten endgültigen Denierzahl des strecktexturierten Materials (Denier)t und der im verstreckten Garn verbliebenen restlichen Reißdehnung abhängig. Das Denier des Texturgarns (Denier)t wird von den Kunden des Zwirners bestimmt und kann je nach Mode und Einsatzgebiet variieren. Die endgültigen Garneigenschaften des texturierten Garns, wie z. B. Modul, Reißfestigkeit und in gewissem Maße auch Bauschigkeit, werden ebenfalls durch die Reißdehnung (E_b)t des texturierten Garns bestimmt, die sich gewöhnlich in der Größenordnung von 25-35%, vorzugsweise 38-32%, bewegt und als Erzeugnisspezifikation angesehen wird, die der Faserproduzent für ein Liefergarn vorgeben muß. Aus diesem Grund wird klar sein, warum eine Erhöhung der Reißdehnung der erfindungsgemäßen Liefergarne (E_b) f sich günstig auf die Produktivität des Zwirners auswirkt.

Wie in Beispiel 1 gezeigt werden wird, hat die Zugabe bestimmter Mengen von Nylon-6-Comonomer (das in der Lage ist, mit Nylon-66-Polymer, d.h. Caprolactam, Wasserstoffbrücken zu bilden) zu dem Polymer den überraschenden Vorteil, daß dadurch nicht nur die Reißdehnung des Nylon-66-Liefergarns erhöht wird, sondern für eine gegebene Reißdehnung (E_b) f auch die Streckspannung (DT) vermindert wird, wodurch das vollständige Verstrecken des Liefergarns bei hohen Texturiergeschwindigkeiten bis auf die gewünschte endgültige Dehnung von 25-35%, d. h. vor Verlust der Bauschigkeit oder des Risikos von Elementarfadenbrüchen, erleichtert wird. Diese Ergebnisse waren ausgehend von den individuellen Verhaltensweisen der entsprechenden Nylon-6- und Nylon-66-Homopolymere nicht zu erwarten. Es wird spekuliert, daß das Caprolactam von Nylon 6, das zufallsverteilt in die eine höhere relative Molekülmasse aufweisende Polymerkette von Nylon 66 eingebaut wird, als Quelle metastabiler Wasserstoffbrückenorte wirkt, die sich von denjenigen des Nylon-66-Homopolymers unterschieden und das interkristalline Polymerkettennetz so verändern, daß die Dehnungsfähigkeit des Netzes erhöht und die zur Ausdehnung erforderliche Kraft verringert wird.

Liefergarne für Strecktexturierung aus Nylon-66-Polymer, die mit 2-Methylpentamethylendiamin (MPMD) modifiziert wurden, um Me-5-6,66-Copolyamidfasern zu erhalten, senken die Streckspannung (DT) bei einer gegebenen Spinngeschwindigkeit gegenüber derjenigen, die mit Nylon-66-Homopolymer allein erzielt werden kann. Ferner senken sie die Streckspannung (DT) gegenüber den N-6,66-Copolyamiden, insbesondere in prozentualen Konzentrationen von etwa 10% Me 5-6 und bei niedrigerer RV des Polymers von etwa 50-60, was bevorzugt wird, wenn es wünschenswert ist, mit niedrigerer RV zu spinnen, um das Risiko der Oligomerabscheidung während der Lagerung zu verringern. Da gefunden wurde, daß in dem Polymer weniger niedermolekulares Polymer (Oligomer) enthalten ist, was darauf zurückgeführt wird, daß MPMD mit der Hexandisäure vollständiger polymerisiert, gibt es während des Spinnens keine Probleme mit dem Monomerabzug, wie das bei Nylon 6 der Fall ist, wodurch es möglich ist, mehr als 10% Me 5-6, bis zu etwa 20%, wenn man texturierte Garne mit geringer Schrumpfung wünscht, oder bis zu etwa 35—40% zu verwenden, wenn Texturgarne mit höheren Schrumpfungswerten gewünscht werden. Das steht im Gegensatz zu der bevorzugten Grenze von 2—8% bei N6 modifizierten Nylon-66-Garnen. Im Gegensatz zu N 6,66 zeigen Me-5-6,66-Garne keine merkliche Erhöhung der Dehnung (E_b) bei einer gegebenen Streckspannung auf und haben eine Spinnproduktivität, die zwischen derjenigen von N 6,66 und N66 liegt (vergl. Figuren 6 und 14). Es wird angenommen, daß wie bei Nylon 6 der Einbau von Me 5—6 in das N-66-Polymer die Wasserstoffbrücken zerstört und die Streckspannung bei sonst gleichen Spinnbedingungen gegenüber Nylon 66 und Nylon-6-Homopolymer reduziert. Sowohl die N 6 als auch die Me 5-6 modifizierten N-66-Garne lassen sich besser färben. Es wird angenommen, daß das mit einem leicht zugänglichen interkristallinen Bereich mit vermehrter Ausdehnungsfähigkeit in Zusammenhang steht, der die verbesserte Texturierfähigkeit bei Geschwindigkeiten über 1 OOOmpm ermöglicht

Diese neue Struktur ist eine bevorzugte Struktur für das Hochgeschwindigkeits-Strecktexturieren. Zur Bildung dieser Struktur

wird ferner die Steuerung der Spinnprozeßbedingungen bevorzugt, d.h. das richtige Gleichgewicht zwischen Ausmaß und Geschwindigkeit des Ausziehens und der Abschreckrate während der Verminderung des Denier des Elementarfadens während des Spinnens vor dem „neck down" zur Verfügung zu stellen und zu steuern.

Ferner reicht die erhöhte Liefergarndehnung (E_b) f allein nicht aus, um die Produktivität zu steigern. Wenn derTexturierer wegen hoher Streckspannungen das Liefergarn nicht vollständig verstrecken kann, kann die höhere Dehnung des Liefergarns nicht voll ausgenutzt werden, da der Texturierer Liefergarn mit niedrigerem Denier benötigt, um das gewünschte Denier des fertigen Texturgarns zu erzielen, da das Liefergarn mit einer höheren Restdehnung (E₆) t verstreckt werden muß.

Ein weiterer Vorzug der neuen Liefergarne besteht darin, daß sie die Produktivität des Texturierens erhöhen, da sie bei höheren Texturiergeschwindigkeiten auf das endgültige Denier verstreckt werden können und Bauschgarne ergeben.

Diese Vorzüge werden aus den Daten der folgenden Beispiele ersichtlich, und es ist klar, daß die Vorzüge auch in anderen Streckverfahren als dem Strecktexturieren realisiert werden können, z.B. durch Fadenscharverstreckung. Luftblast-Strecktexturierung kann ebenfalls mit erfindungsgemäßen Liefergarnen durchgeführt werden.

Ausführungsbeispiele

Die Erfindung wird in den folgenden Beispielen weiter veranschaulicht; alle Teile und Prozentangaben sind massebezogen.

Beispiel 1

Mehrere Liefergarne für das Strecktexturieren wurden mit Hilfe des Verfahrens und der Apparatur, die schematisch dargestellt ist und vorstehend beschrieben wurde, unter den in Tabelle I aufgelisteten Bedingungen zur Erzielung der angegebenen Garneigenschaften, d. h. Streckspannungen (DT) und Dehnungen (E_b) hergestellt. Die Beispiele 1-1 bis I-24 und I-47 bis I-92 zeigen Liefergarne, die nominell 53 Denier (13 Elementarfäden) zur Testurierung für Oberrandgarne bei Strumpfwaren (mit 0,3% TiO₂) aufweisen, während die Beispiele I-25 bis I-46 Liefergarne betreffen, die nominell 25 Denier (7 Elementarfäden) sind und zu den Garnen für Strumpflängen texturiert werden (mit 0,08% T1O2). Die gemessenen Denier sind in der zweiten Spalte eingetragen und die Spinngeschwindigkeiten (hier als V bezeichnet) in der dritten Spalte. Die vierte Spalte enthält den Begriff „N &-%", d.h. den Masseanteil an N-6-Monomer.

Die Vergleichsgarne 1-1 C bis I-12C, I-39C bis I-46C und I-63C bis I-92C des N-66-Homopolymers sind keine erfindungsgemäßen Garne; das wird durch den Buchstaben C in der ersten Spalte deutlich, durch den sie sich von den erfindungsgemäßen Liefergarnen unterscheiden, nämlich 1-13 bis I-38 und I-47 bis I-62, die in der Mehrheit 5% N 6 enthalten, während I-25 bis I-28 nur 2,5% enthalten. Die Positionen l-52C-54Cund I-59C-60C, die 5% N6 enthalten, entsprechen nicht der bevorzugten Erfindung, da ihre Streckspannung (DT) und Dehnungen (Et>) für Hochgeschwindigkeitstexturieren nicht geeignet sind, obwohl sie für langsames Strecktexturieren, Luftblasttexturierung und andere in der Textilindustrie genutzte Streckverfahren, z. B. Streckbäumen, geeignet sind. Die folgenden drei Spalten zeigen die RV-Werte für die Ausgangspolymerflocken, das Garn und die Zunahme zwischen diesen beiden RV-Werten (ARV), während die Abnahme in Klammern gegeben ist. Die letzten beiden Spalten umfassen die Streckspannungen (DT in Gramm/Denier) und die Dehnungen (E_b%). Sie werden diskutiert, da diese Ergebnisse nicht erwartet wurden. Alle Elementarfäden wiesen einen runden Querschnitt auf, sie wurden unter Verwendung von Spinndüsenkapillaren von 10mil (= 0,254mm) Durchmesser D und einem L-D-Verhältnis = 1,9 (d.h. Länge 19mil) hergestellt. Eine Ausnahme bilden I-20 und 1-21, bei denen der Durchmesser 9mil (= 0,229mm) betrug. Die Abschreckluft wurde mit 21^CC, 75% RH im Querstrom mit einer quergerichteten Geschwindigkeit von 18mpm über eine Entfernung von etwa 100cm zur Verfügung gestellt. Die Elementarfäden wurden mit Hilfe eines mit Meßvorrichtung versehenen Spinnpräparations-Spitzenapplikators bei einer Vereinigungslänge L₀ = 135cm zusammengefaßt. Eine Ausnahme bildeten 1-18,1-20,1-21,1-52,1-53, 1-59,1-71 undl-77mitLc = 122 cm und 1-11 C, 1-19 und I-38 mit Lc = 140cm. Der Anteil der Spinnpräparation (FOY) betrug nominell 0,45%. Die nominelle Verwirbelung betrug etwa 12,5cm.

Vergleichsorberrandliefergarnefür das Strecktexturieren aus 100% Nylon-6 (N-6)-Homopolymer wurden aus einem Ausgangspolymer mit einer nominellen RV von 36,4 (das 0,3% TiO₂ enthielt) ersponnen, wobei die RV vor dem Erspinnen über einen RV-Bereich zwischen 47,7 und 72,2 erhöht wurde; das Polymer wurde durch 0,254 mm messende Kapillarspinndüsen mit einem L-D-Verhältnis von 1,9 bei einer Polymertemperatur von 275°C extrudiert, mit Luft bei Raumtemperatur und 75% RH bei einer Strömungsgeschwindigkeit von 18mpm abgeschreckt und über einen mit Meßvorrichtung versehenen Spinnpräparations-Spitzenapplikator nach 135cm zusammengefaßt und mit einer Spinngeschwindigkeit im Bereich von 4300 bis 5800mpm zu Garnen aus 13 Elementarfäden von nominell 52 Denier gesponnen. Denier, Spinngeschwindigkeit, Garn-RV, Streckspannung (DT) und Dehnungen (E_b) für die Vergleichsgarne aus N-6-Homopolymer sind in Tabelle VII zusammengefaßt.

Beispiel 2

Im wesentlichen nach dem gleichen Verfahren wie in Beispiel } wurden erfindungsgemäße Oberrandgarne mit unterschiedlichen, in Tabelle Il zusammengefaßten Spinnprozeßbedingungen hergestellt, um die unerwarteten Auswirkungen der Theologischen Eigenschaften der Schmelze und der Wärmeübertragung während des Ausziehens auf die Garnstreckspannung (DT) zu veranschaulichen. Sie zeigt, wie die gewünschte geringere Streckspannung (mit der gewünschten Dehnung) während der Bildung der Faserstruktur, d. h. wie die Polymerkettenorient'ierung, die Dehnung und die Kristallisation gesteuert werden können, um die unerwarteten Fähigkeiten der Erfindung voll auszuschöpfen. Garne mit einem nominellen Denier von 53 (13 Elementarfäden, runder Querschnitt, die 0,3% TiO₂ enthielten) wurden mit einer Geschwindigkeit von 5300 Meter pro Minute gesponnen. Es wurde beobachtet, daß die Verringerung der Viskosität der Schmelze (qrn) durch Erhöhung der Polymertemperatur (T_p), Erhöhung der Extrudiergeschwindigkeit aus der Spinndüsenkapillare (Vo) durch Verwendung kleiner Spinndüsen-Kapillardurchmesser (D) und Erhöhung des Druckabfalls in der Kapillare (ДРс) durch Vergrößerung des L-D4-Verhältnisses der Kapillare die Streckspannung (DT) senkt, was die entgegengesetzte Reaktion zur Verringerung der Viskosität der Schmelze (η m) durch Verringerung der relativen Viskosität (RV) des Polymers ist. Im Gegensatz dazu wird die Streckspannung (DT), z.B. durch Verringerung der Dehnungsviskosität (ηE) der frisch ersponnenen Elementarfäden durch Reduzierung der Strömungsgeschwindigkeit der Abschreckluft, Erhöhung der Temperatur der

Abschreckluft und Anwendung der verzögerten Abschreckung erhöht. Außerdem wird anhand der Beispiele II-20 bis 11-21 gezeigt, daß durch Erhöhung der Polymer-RV teilweise im Extrudiersystem für die Schmelze nach der SPP die Streckspannung (DT) für eine gegebene RV des Fertiggarns verringert wird (wobei bei II-20 die Erhöhung der RV des Polymers ausschließlich über die SPP erreicht wurde, d.h. RV der gelieferten Flocke 39,0 —> RV der SPP-Flocke, und bei 11-21 wurde die Erhöhung der RV des Garns nur zum Teil über die SPP erzielt, der andere Teil stammte aus dem Schmelzübertragungssystem, d.h. RV der Ausgangsflocke 39,0 -> RV der SPP Flocke 62,3 -> RVder ersponnenen Schmelze/des Garns 67,3). Die Kopplung dieser verschiedenen Reaktionen des Strecktexturprozesses ermöglicht die Reduzierung der Streckspannung unabhängig von der RV des Polymers und den Spinngeschwindigkeiten (V), was von Chamberlin u.a. in der US-PS 4583357 nicht erwähnt wurde.

Beispiel 3

Mit Hilfe des Verfahrens von Beispiel 1 wurden erfindungsgemäße Garne mit einem dpf-Bereich von 1 bis 7-wie in Tabelle III gezeigt- hergestellt. Höhere dpf können mit Ausrüstungen, die eine höhere Polymerzuführungsgeschwindigkeit als in diesem Beispiel aufweisen, erreicht werden. Bei Garnen mit dpf über 2 scheint es zu einer Veränderung der Garneigenschaften zu kommen, wobei DT geringer und die elastische Dehnung größer ist als bei Garnen mit dpf unter 2.

Diese Garne wurden aus Ausgangsflocken mit einer RV von 41,6, die 0,3% TiO₂ enthielt, gesponnen. Die RV der Flocken wurde über SPP zur Garn-RV von 63,9 erhöht, sie wurde bei 293°C aus Kapillar-Spinndüsen mit 13 Löchern, L-D-Verhältnis von 1,9, ersponnen und mit Luft von 21°C/75%RH im Querstrom (18,3 m/min) über eine Distanz von 113,7 cm schnell abgeschreckt und bei 122cm über einen mit Meßvorrichtung versehenen Spinnpräparations-Spitzenapplikator zusammengefaßt und bei 5300m/ min gespult.

Bei diesem Beispiel wurden die Streckspannungen nicht bei 185°C, sondern bei Raumtemperatur gemessen. Aus diesem Grunde ist der Kopfteil der DT-Spalte in Tabelle III durch * gekennzeichnet.

Beispiel 4

In diesem Beispiel werden handelsübliche, bei niedriger Geschwindigkeit gesponnene Liefergarne für Strumpflängen aus Nylon 66 (N-66)-Homopolymer mit einer nominellen RV von 45 und erfindungsgemäße Liefergarne für Strumpfbeine (I-38), die mit einer Geschwindigkeit von 5300 mpm aus 6,66 (N-6,66)-Copolymer mit einer nominellen RV von 68 gesponnen und mit 800m/min auf einer Barmag FK6-L10- (abgewinkelte Konfiguration) mit einer 1-41 P101 Scheibenstapelanordnung, einer Heizschienentemperatur von 210⁰C, einem Texturierstreckverhältnis (TDR) von 1,3287 und einem D-Y-Verhältnis von 2,04 texturiert wurden, verglichen. Es wurde festgestellt, daß die mittels Lawson-Hemphill TYT gemessene Bauschigkeit der texturierten Garne erwartungsgemäß sowohl bei den texturierten Kontrollganen und den erfindungsgemäßen Texturgarnen im Laufe der Lagerung nach dem Texturieren abnahm, wobei ein stabiler Bauschigkeitswert nach etwa 30—45 Tagen erreicht wurde (vergl. Figur 7). Die erfindungsgemäßen texturierten Garne hatten höhere Bauschwerte als die texturierten Kontrollorgane, wodurch es möglich wurde, die erfindungsgemäßen Garne bei höheren Texturiergeschwindigkeiten (V_T) zu texturieren und akzeptable Bauschwerte zur Verfügung zu stellen, was mit den Kontrollgarnen aus Homopolymer nicht möglich war.

Beispiel 5

In diesem Beispiel werden mit geringer Geschwindigkeit gesponnene Liefergarne für Strumpfwarenoberränder aus Nylon 66 (N-66)-Homopolymer mit einer nominellen RV von 45 mit erfindungsgemäßen Liefergarnen für Oberränder (II-9), die aus Nylon 6,66 (N-6,66)-Copolymer mit einem nominellen RV von 68 mit einer Geschwindigkeit von 5 300 m/min gesponnen und auf einer Barmag FK6-L10 (abgewinkelte Konfiguration) mit einer 3-4-1-CPU Scheibenstapel-Anordnung und einer Heizschienentemperatur von 210°C, 22O⁰C und 230⁰C texturiert wurden, verglichen. Das Texturierstreckverhältnis (TDR) wurde von 1,3287 auf 1,4228 verändert und das D-Y-Verhältnis bewegte sich im Bereich zwischen 1,87 und 2,62. Die erfindungsgemäßen Garne (II-9) wiesen über den gesamten Bereich der D-Y-Verhältnisse (vergl. Figur 9, wo die Texturierungsstreckbeanspruchung O₁ bei 220⁰C als Funktion von TDR für die D-Y-Verhältnisse von 1,87, 2,04, 2,45 und 2,62 dargestellt ist) die gleiche Beanspruchung vor der Scheibe (σ-ι) [σ, = (T₁, g/d) χ TDR] und ein etwas niedrigeres Texturierungsstreckmodul (M_DJ) [M_DT = AT₁ZATDR] auf als das Kontrollorgan aus Homopolymer. Es wurde festgestellt, daß die Bauschigkeit des texturierten Garnes sich mitderTexturierstreckbeanspruchung (οί), der Texturiertemperatur und dem D-Y-Verhältnis sowohl für das Kontrollorgan als auch für das erfindungsgemäße Garn erhöhte; die Bauschigkeit des erfindungsgemäßen Texturgarns (11-9) war jedoch bei einer gegebenen Texturierstreckbeanspruchu ng (O₁) für σ,-Werte über etwa 0,475G/D (vergl. Figur 7, wo die mit der Lawson-Hemphill TYT gemessenen Garnbauschigkeit ausgedrückt ist als das Verhältnis der gemessenen TYT-Bauschigkeit des gegebenen Texturgarns mit der Bauschigkeit des texturierten Kontrollorgans bei einem nominellen ovWert von 0,475 G/D) höher als die des Kontrollgarns. Die höhere Bauschigkeit des erfindungsgemäßen Garns versetzt den Zwirner in die Lage, die Texturiergeschwindigkeit auf über 1000mpm zu steigern und bei den niedrigeren Texturierungsgeschwindigkeiten von 800-900 mpm die gleiche Bauschigkeit zu erzielen. Das ist mit den herkömmlichen, bei geringer Geschwindigkeit gesponnenen Liefergarnen aus Homopolymer nicht möglich.

Beispiel 6

In diesem Beispiel werden die Texturierungsleistungen von Liefergarnen für Strumpflängen, die mit einer Spinngeschwindigkeit von 5300 Meter/Minute aus Polymeren mit einer nominellen RV von 64 und einer Texturiergeschwindigkeit von 900 mpm mittels einer auf 210⁰C erhitzten Heizschiene auf einer Barmag FK6-L 10-Maschine mit 1-4-1 P101 -Friktionsscheiben-Stapelanordnung mit 2 unterschiedlichenD-Y-Verhältnissen von 2,04bzw. 2,62 und6 verschiedenen Texturierstreckverhältnissen (TDR) zwischen 1,2727 und 1,3962 hergestellt worden waren, verglichen. Bei den erfindungsgemäßen Liefergarnen handelte es sich um I-37, und sie wurden mit den Vergleichsliefergarnen N-66-Homopolymer L-46C aus Tabelle I verglichen. Jede in Tabelle IV aufgelistete Streckbeanspruchung vor der Scheibe (σ,) wurde als Spannung vor der Scheibe (T,) in Gramm berechnet, durch das ursprüngliche Denier des Liefergarns dividiert und mit dem Texturierungsstreckverhältnis (TDR) multipliziert. Aus Tabelle IV ist ersichtlich, daß die erfindungsgemäßen Liefergarne mit signifikant geringeren Streckbeanspruchungen vor der Scheibe texturiert wurden. Die Veränderung desTexturierungsstreckmoduls (M_DiT) in σ,, die mit der Veränderung in TDR einhergeht, ist ebenfalls geringer.

Beispiel 7

In diesem Beispiel werden Liefergarne für Strumpfwarenoberränder, die mit einer Geschwindigkeit von 5300m/min aus Nylon-66-(N-66)-Homopolymer mit einer nominellen RV von 66 (1-11 C) und erfindungsgemäße Liefergarne für Oberränder (11-9), die aus Nylon-6,66 (N-6,66)-Copolymer mit einer nominellen RV von 68 gesponnen und mit einer Geschwindigkeit von 900 m/min auf einer Barmag FK6-L10 (abgewinkelte Konfiguration) mit einer 3-4-1 CPU Scheiben-Stapelanordnung, und einer Heizschienentemperatur von 220⁰C texturiert wurden, verglichen. Das Texturierstreckverhältnis (TDR) bewegte sich zwischen 1,333 und 1,3962, und das D-Y-Verhältnis zwischen 2,04 und 2,62. Das erfindungsgemäße Garn (II-9) weist sowohl bei niedrigem (2,04) als auch hohem (2,62) D-Y-Verhältnis eine geringere Beanspruchung vor der Scheibe (σ,) und im typischen Fall ein geringeres Texturierungsstreckmodul (M_DT) als das Kontrollgarn aus Homopolymer (I-11 C) auf, und es reduzierte weitgehend dasT2/T1-Verhältnis bei einer Veränderung des D-Y-Verhältnisses, ausgedrückt als: Δ (Τ2/Τ1)/Δ (D/V-Verhältnis (vergl. Figur 10, wo σ, als Funktion von TDR für 2,04 und für 2,62 D-Y-Verhältnis für Garne 1-11 C und II-9 dargestellt ist).

Beispiel 8

Verschiedene Liefergarne für Strumpfwaren, die mit einer Geschwindigkeit von 5300 mpm gesponnen worden waren, wurden bei 1100 mpm und 220⁰C auf einer Barmag FK6L 10-Texturiermaschine (abgewinkelte Konfiguration) verarbeitet, um die Leistung erfindungsgemäßer Garne mit Vergleichs-Nylon-66-Garnen aus Homopolymer zu vergleichen. Die erfindungsgemäßen Garne konnten über einen größeren Bereich von Streckverhältnissen und D-Y-Verhältnissen als die Homopolymer-Vergleichsgarne texturiert werden.

Strumpflängen- bei den Strumpflängengarnen wiesen die Liefergarne eine RV von 66 auf, eine abgewinkelte Konfiguration mit 1-4-1 P101-Scheibenstapel-Anordnung wurde mit zwei verschiedenen D-Y-Verhältnissen (2,45 und 2,04) bei 220⁰C (und 1 lOOppm) eingesetzt. Die erfindungsgemäßen Liefergarne liefen unter allen erwähnten Bedingungen bei einem Streckverhältnis von 1,38Xgut; das Homopoolymer-Vergleichsgarn lief ebenfalls bei dem D-Y-Verhäitnis von 2,45, war jedoch bei dem D-Y-Verhältnis von 2,04 instabil. Bei einem Streckverhältnis von 1,378X liefen die erfindungsgemäßen Liefergarne bei beiden D-Y-Verhältnissen besser als die Homopolymer-Vergleichsgarne. Bei dem höheren Streckverhältnis von 1,396X liefen nur die erfindungsgemäße Liefergarne, wohingegen es nicht gelang, die Homopolymer-Vergleichsgarne zufriedenstellend zu verarbeiten.

Oberrand - bei den Oberrandgarnen wies das Homopolymer-Vergleichsgarn eine höhere RV (66) als das erfindungsgemäße Garn (nur RV von 63) auf. Die Garne wurden auf einer Maschine abgewinkelter Konfiguration und mit einer 3-4-1 CPU Scheibenstapel-Anordnung texturiert (bei 1 lOOmpm). Bei einen D-Y-Verhältnis von 2,24 liefen beide Garne bei Streckverhältnissen von 1,298X und 1,3475X; nach Erhöhung des Streckverhältnisses auf den höheren Wert von 1,359 X lief das erfindungsgemäße Liefergarn besser als das Homopolymer-Vergleichsgarn, während bei noch höheren Verhältnissen (1,378X und 1,39X) nur die erfindungsgemäßen Liefergarne verarbeitet werden konnten, das Homopolymer-Vergleichsgarn jedoch nicht lief. Bei einem D-Y-Verhältnis von 2,45 Hefen beide Garne bei einem Streckverhältnis von 1,298X; bei 1,359X lief das erfindungsgemäße Liefergarn besser und bei 1,396X konnte nur das erfindungsgemäße Liefergarn verarbeitet werden (das Homopolymer nicht). Bei einem D-Y-Verhältnis von 2,04 lief bei einem Streckverhältnis von 1,298X das erfindungsgemäße Garn besser als das Homopolymer-Vergleichsgarn.

Beispiel 9

In diesem Beispiel wurde das erfindungsgemäße Liefergarn für Strumpflängen (I-37) erfolgreich auf einer normalgroßen handelsüblichen Barmag FK6-Si2-Texturiermaschine (gerade Konfiguration) mit einer 1-5-1 P101-Scheibenstapel-Anordnung bei einer Geschwindigkeit von 1000 m/min und einem nominellen Bruchgrad von 0,06 pro Pound (1 Pound = 0,4545kg), einer Heizschienentemperatur von 215°C, einem Texturierstreckverhältnis (TDR) von 1,30 und einem D-Y-Verhältnis von 2,42 mit einem οί von 0,42 g/d verarbeitet. Die texturierten Garne wurden bei einer Geschwindigkeit von 1 500Upm, der gegenwärtigen Geschwindigkeitsgrenze handelsüblicher Wirkmaschinen, zu Strumpfwaren verarbeitet. Dieses Texturierungs- und Wirkverhalten wurden von den dem technischen Stand entsprechenden Homopolymer- oder Copolymergarnen nicht erreicht. Als Zusammenfassung vorstehender Ausführungen kann festgestellt werden, daß die Beispiele 1-3 die Herstellung von Liefergarnen aus Nylon 66 (N-66)-Homopolymer-Vergleichsgarn, Nylon 6 (N-6)-Homopolymer-Vergleichsgarn und erfindungsgemäßen Garnen (N6,66 aus Nylon 66, das durch eine bestimmte Menge Nylon-6-Monomer modifiziert wurde) für das Strecktexturieren beschreiben, während die Beispiele 4-9 das verbesserte Strecktexturverhalten einiger erfindungsgemäßen Liefergarne bei 900 und 1100pm veranschaulichen und den größeren Bereich der Texturierungsbedingungen verdeutlichen, d.h. das größere Texturierungs„fenster", das dank des Einsatzes dieser neuen Liefergrenze geöffnet wird; das gibt dem Texturierer (der in der Praxis mit einem zu schmalen Fenster nicht arbeiten kann) die Möglichkeit, zum Texturieren höhere Geschwindigkeiten einzusetzen, um die gewünschten Bauschgarne bereitzustellen. Das Verhalten der neuen (N-6,66)-Garne und die Unterschiede zu den N-66-Garnen sind beträchtlich und unerwartet, wie die Diskussion zeigen wird. ,

Chamberlin stellt fest (in seinem Beispiel 6), daß Nylon 6 mit hoher RV keine so starke Verbesserung aufweist wie Nylon 66, und ergibt Daten für Nylon 6 bis zu einer RV von 100".

Unsere Untersuchungen haben gezeigt, daß die Eigenschaften der N-6,66-Liefergarne sich beträchtlich von denen des N66 unterscheiden. Das geschieht auf unerwartete Weise, die die Steigerung der Leistung (als Liefergarne für das Strecktexturieren, und es wird erwartet, daß diese Verbesserungen sich auch in einer besseren Leistung bei anderen Anwendungen, z.B. anderen Streckverfahren, insbesondere Fadenscharverstreckung, das gelegentlich auch als Streckbäumen oder Streckschären bezeichnet wird, widerspiegeln) erklären könnten.

Wie Tabelle I zeigt, nimmt die elastische Dehnung (E_b) der N-66-Fasern bei hohen Spinngeschwindigkeiten mit steigender RV des Garns zu. Tabelle VII zeigt, daß die Dehnung (E_b) der N-6-Fasern sich bei hohen Spinngeschwindigkeiten mit steigender RV des Garns erhöht. Die Kombination der Angaben aus Tabelle I für N-66-Homopolymer und Tabelle VII für N-6-Homopolymer deutete nicht darauf hin, daß die Einarbeitung geringer Mengen von Nylon-6-Monomer die E_b von N66 bei einer gegebenen

Spinngeschwindigkeit und RV weiter erhöhen würde. Man hätte erwarten können, daß die Eigenschaften sich denen von Nylon-6-Homopolymer annähern, d.h. geringere Еь und höhere DT (vergl. Figur 4, wo die Streckspannung DT als Funktion der RV des Garns für N6, N66 und N6,66, das 5% N-6-Monomer enthielt und bei einer Geschwindigkeit von 6300ppm gesponnen wurde, dargestellt ist; vergl. ferner Figur 5, wo die Mindeststreckspannung (DT)min für eine gegebene Spinngeschwindigkeit und die entsprechende E_b als Funktion der Spinngeschwindigkeit für N6, N66 und N6,66, das 5% Nylon-6-Monomer enthält, dargestellt sind).

Die Streckspannungen (DT) sind in Figur 4 als Funktion der RV des Garns für N6, N66 und N-6,66-Garne, die bei Geschwindigkeiten von 5300 mpm gesponnen wurden, dargestellt. Aus Figur 4 werden mehrere Dinge deutlich. Erstens, daß diese Streckspannungen (DT) geringer werden, wenn sich die RV des Polymers erhöht; das stimmt mit der zunehmenden Dehnung überein. Zweitens, daß die Streckspannungen von N 6 größer sind als die von N66. Drittens, obwohl die N6,66 geringere Polymer-RV (weniger als etwa 50) aufwiesen, hatten die N-6,66-Garne höhere Streckspannungen als N66; die Streckspannung für N6,66 ist geringer als die für N6 und N66, wenn die RVs auf über 50 (bei Garn, das mit Geschwindigkeiten über 4500 ppm gesponnen wurde) angehoben wurde. Obwohl diese mit RVs zwischen etwa 40 und 50 hergestellten Copolymergarne hohe Streckspannungen aufweisen, die sie für das Strecktexturieren weniger geeignet erscheinen lassen, wurde festgestellt, daß diese Copolymergarne für hohe Streckspannungen als direkt verwendbare Garne, besonders für komplizierte Färbeprozesse, z.B. von Kettgewirken für Badeanzüge, geeignet sind. Copolymergarne mit geringer RV mit Streckspannungen von mehr als etwa 1,4g/d und Dehnungen (E_b) zwischen 45% und 65% werden für den Direkteinsatz bevorzugt, d. h. sie können ohne zusätzliches Verstrecken oder Thermofixierung verwendet werden.

Mit anderen Worten, es kommt bei einer RV von etwa 50, wenn eine vorteilhaft geringere Streckspannung für N6,66 gegenüber N66 bei diesen mit hoher Geschwindigkeit gesponnenen Garnen auftritt, zu einer überraschenden Umkehrung des Verhaltens. Das Ausmaß dieser Verminderung der Streckspannung bei einer gegebenen Spinngeschwindigkeit und der RV des Polymers nimmt mit der Menge des eingearbeiteten Nylon-6-Monomerszu. Über 8-10 Massenanteile in % gelten nicht als praktikabel für die weitere Senkung der Streckspannung (es sei denn, man kann das bei der Produktion auftretende Problem der Beseitigung des Nylon-6-Dampfes beim Erspinnen aus der Schmelze lösen).

Die verschiedenen Kombinationen der geringeren Streckspannung mit höheren Dehnungen bei verschiedenen Spinngeschwindigkeiten sind in Figur 5 dargestellt. Bei einer gegebenen Spinngeschwindigkeit nimmt die Dehnung von N 6 über N 66 bis N 6,66 und entsprechend nimmt die Spinngeschwindigkeit über einen RV-Bereich von 50 bis 80 von N6 über N66 bis N 6,66 ab. Die Kombination von höherer Dehnung und geringerer Streckspannung bei einer gegebenen Spinngeschwindigkeit der erfindungsgemäßen N-6,66-Garne ermöglicht eine verbesserte Spinnproduktivität (P_s), die ausgedrückt wird als das Produkt der Spinngeschwindigkeit (V) und des verbleibenden Streckverhältnisses (RDR) des Liefergarns, wo RDR durch den Ausdruck ([100 + E_b]/100) definiert ist; d.h. P_s = V χ RDR. Die Zugabe geringer Mengen von Nylon 6 ermöglicht eine verbesserte Spinnproduktivität (P_s), die ausgedrückt wird durch P_s > 8000, mit einem ing/d ausgedrückten DT von etwa 0,8 bis etwa 1,2 g/d und geringer als der Ausdruck ([V χ RDR]/5000 - 0,8) (als gestrichelte Linie ABC in Figur 6 dargestellt) ist.

Wenn man die Figuren 4-6 zusammen betrachtet, erkennt man, daß das N-6,66-Polymer neuartige Garne mit ausgeglicheneren Eigenschaften zwischen Streckspannung (DT) von weniger als etwa 1,2 g/d und einer Dehnung (E_b) von über 70%, vorzugsweise ferner der Untergrenze von DT, g/d > (140/E_h)- 0,8, wie in Fläche I (ABDE) in Figur 22 dargestellt, durch Spinnen bei Geschwindigkeiten über 4 500 mpm verfügbar macht, wobei derartige Polymere eine RV von mindestens etwa 50 aufweisen und geringe Mengen von 2-8 Massenanteilen in % Nylon-6-Monomer enthalten. Beispiel 2 zeigt die Auswirkung der sorgfältig ausgewählten Verfahrensbedingungen, wie z.B. Tp, D der Spinndüsenkapillaren, L/D, L/D" und Abschrecken. Bei Berücksichtigung der die weiteren Verfahrensschritte beeinflussenden Auswirkungen der höheren Streckspannungen bei den Liefergarnen aus N 6 und N-66-Hompolymer, verhindern die höheren Streckspannungen das vollständige Verstrecken der Liefergarne aus N 6 und N-66-Homopolymer bis zur gewünschten Dehnung von weniger als etwa 35%, vorzugsweise etwa 30% oder weniger.

Wie in denTexturierungsvergleichen (Beispiel 4 bis 9) angegeben, wiesen die erfindungsgemäßen Liefergarne aus N6,66 im allgemeinen eineTexturierstreckbeanspruchung vorder Scheibe (σ,) auf, die auf kleine Veränderungen des Texturierstreckverhältnisses, d.h. auf einen niedrigeres texturierendes Streckmodul (M_{0 T}) weniger empfindlich reagierte. Das thermomechanische Verhalten der Liefergarne entspricht dem ausführlich in Beispiel 16 diskutierten Verhalten.

Beispiel 10

In diesem Beispiel wurden Liefergarne für die Strecktexturierung aus Nylon-66-Polymer, das mit 2-Methylpentamethylendiamin (MPMD) modifiziert war, um Copolyamidfasern zu erhalten, die hier als Me-6,66 bezeichnet werden, wobei das 2-Methyl-pentamethylenadipamid (die Substanz, die durch MPMF und Hexandisäure gebildet und nachstehend als Me-5-6 bezeichnet wird) in Konzentrationen zwischen 5 und 35% Massenanteilen in % enthalten war. Wie das Nylon-6-Monomer ist auch Me-5-6 im Polymer in der Lage, mit dem Nylon-66-Polymer Wasserstoffbrücken zu bilden, um Nylon-66-Copolyamid mit einer modifizierten, Wasserstoffbrücken aufweisenden Struktur zu ergeben, das Garn für geringere Streckspannung (DT) liefert, die bei Geschwindigkeiten über etwa 4500mpm aus Copolymer mit einer RV zwischen 50 und 80 gesponnen wurden. Me-5-6 senkt den Schmelzpunkt (Tm) des Copolymers um etwa 1⁰C pro 1 Masseanteil in % Me-5-6; z. B. Nylon-66-Homopolymer hat einen Tm von etwa 262, während ein 10/90Me-5-6,66-Copolymer einen Schmelzpunkt von etwa 253°Chat; folglich ist es wünschenswert, die Spinntemperatur (Tp) zu senken, um eine Spinntemperatur (Tp) beizubehalten, die etwa 20⁰C bis etwa 60°C über dem Tm des Copolymers liegt; d.h. (Tp - Tm) = 20 bis 60⁰C.

Zum Beispiel wurde beim Spinnen von 5/95Me-5-66,6 eine Tp von 290⁰C und beim Spinnenvon 35/65 Me-5-6,66 ein Tp von 275⁰C genutzt.

Tabelle VIII ist eine Zusammenfassung der Spinndaten und Eigenschaften von Garnen, die mit 5%, 10%, 20% und 35% Me-5-6 in einem Spinngeschwindigkeitsbereich von 4500 bis 5900 mpm sowie aus Copolymer mit einer RV zwischen etwa 40 und etwa 70 mit 0,3% TiO₂ hergestellt wurden. Die RV des Ausgangspolymers betrug bei Copolymeren, die 5%, 10%, 20% bzw. 35% Me5-6 enthielten, etwa 46,5; 39,3; 33,1 bzw. 35,0.13-Elementarfädengarne, nominell 53 Denier, wurden mit etwa 0,45% FOY und 12,5cm Verwirbelung für Hochgeschwindigkeitstexturieren gesponnen. Höhere FOY und Verwirbelungswerte wurden angewendet, wenn diese MPMD POY zur Bewertung als Liefergarn für das Streckbäumen gesponnen wurden. Die

Elementarfäden wurden aus Spinndüsen kapillaren mit einem Durchmesser von 0,254 mm mit einem L-D-Verhältnis von 1,9 aus der Schmelze ersponnen und mit Luft, 75% RH, Raumtemperatur, im Querstrom, 18mpm, abgeschreckt und durch einen mit Meßvorrichtung versehenen Spinnpräparations-Spitzenapplikator bei 135cm vereinigt. Wie das 6,66-Copolymer ergab auch das Me-5-6,66-Copolymer bei einer gegebenen RV des Polymers und einer gegebenen Spinngeschwindigkeit eine niedrigere Streckspannung als das 66-Homopolymer (vergl. Figuren 4 und 5 bis Figuren 11 und 13). Auch die Streckspannung für Me-5-6 modifiziertes 66 nahm ab, wenn die RV des Polymers bis auf etwa 70 stieg, und die Streckspannung nahm weiter ab, je mehr Me-5-zugegeben wurde (vergl. Figuren 11 und 13). Im Gegensatz zu Nylon-6-modifiziertem 66 ermöglichte Me-5-6 modifiziertes 66 sogar bei Polymer-RVs von unter 50 (vergl. Figuren 4 und 11) Streckspannungen, die niedriger waren als die des 66-Homopolymers. Figur 11 zeigt, daß über den RV-Bereich von etwa 60 bis 80 mit Nylon 6 modifiziertes 66 geringere Streckspannungen ergibt als mit 5% Me-5-6 modifiziertes 66, wäahrend sie bei RV unter etwa 60 geringer ist als von 6,66. Wenn die Me-5-6-Menge auf etwa 10% erhöht wird, wird die Streckspannung auf einen Wert abgesenkt, der unter demjenigen liegt, der in dem gesamten untersuchten RV-Bereich von etwa 40 bis etwa 70 für mit Nylon 6 modifiziertes 66 erzielt wurde. Obwohl die Streckspannung für Me-5-6-Copolymere bei beispielsweise 55RV höher als bei 65 RV ist, kann es vorteilhaft sein, das Texturieren mit der Kombination von höherer Streckspannung und niedrigerer RV des Garns vorzunehmen. Es wurde festgestellt, daß es bei Homopolymer- und Copolymergarnen mit hoher RV nach 120 bzw. 90 Tagen Lagerung Probleme hinsichtlich der Oligomerablagerung gibt. Die Ablagerung von Oligomeren tritt an den Oberflächen der Gatterführung auf, wodurch es zu einer Erhöhung der durch das Gatter induzierten Streckspannungen und schließlich zu einer Verschlechterung des Texturierungsverhaltens kommt. Je höher RV und Copolymergehalt sind, desto früher setzt die Ablagerung ein. In normalen Zeitspannen zwischen der Bereitstellung von Liefergarn und dessen Verarbeitung zu Texturgarn wird dieses Problem nicht beobachtet. Wenn jedoch vor dem Texturieren eine Lagerzeit von mehr als etwa 60 Tagen erforderlich ist, ist es vorteilhaft, Garne mit etwas niedrigeren RV von etwa 50 bis 60 anstatt von 60 bis 70 zu spinnen und die Prozeßvariablen so wie in Beispiel Il anzupassen, um die Streckspannung bei diesen geringeren RV-Werten zu minimieren. Die Me-5-6 modifizierten 66-Copolymere bieten gegenüber den mit Nylon 6 modifizierten 66-Copolymeren den Vorteil, daß sie im niedrigeren RV-Bereich von 50 bis 60 niedrigere Streckspannungen ermöglichen. Folglich werden sie bevorzugt eingesetzt, wenn Garn mit geringerer RV erwünscht ist.

In Figur 12 ist die Dehnung (E_b) als Funktion der RV des Garns für Copolymere mit 5%, 10% und 35% Me-5-6 sowie 6,66 zu Vergleichszwecken aufgetragen. Die Copolymere mit 5% Me-5-6 haben im RV-Bereich von 45 bis 70 eine höhere Dehnung als 6,66, während die Copolymere, die mehr als 5% Me-5-6 enthalten, geringere Dehnungen als 6,66 aufweisen. Die Mindeststreckspannung (DT)_n,,,, und die entsprechende Dehnung (E_b) sind in Figur 13 für die Me-5-6-Copolymere als Funktion der Spinngeschwindigkeit aufgetragen. Aus Figur 13 ist ersichtlich, daß die Dehnung (Еь) mit steigendem Me-5-6-Gehalt abnimmt und die entsprechende (DT)_min ebenfalls abnimmt, wobei die (DT)_min der über 10% enthaltende Copolymere sehr ähnlich ist. Die Kombination von geringer Streckspannung und geringer Dehnung bei den Me-5-6-Copolymeren ermöglicht eine höhere Spinnproduktivität als im Falle der N-6- und N-66-Homopolymere, sie ist jedoch derjenigen für N-6,66-Copolym3r gleich oder etwas geringer als diese (vergl. Figuren 6 und 14). Die Produktivität wäre sogar geringer, wenn RVs verwendet würden, die unter denjenigen für die minimale Streckspannung (DT),™ liegen, um die Kombination von geringer Streckspannung und geringen RVs von Garn zur Verminderung der Neigung zur Ablagerung von Oligomeren zu nutzen. Bei der Auswahl eines bevorzugten Liefergarns für das Hochgeschwindigkeitstexturieren muß die Kombination von geringer Streckspannung, hoher Dehnung, Spinnproduktivität und Oligomerablagerung berücksichtigt werden. Die bevorzugte Kombination wird beispielsweise vom Typ der Fadenführung an der Texturiermaschine, von den Scheibenoberflächen sowie der Dauer der Lagerung des Liefergarns vor dem Texturieren abhängen. Die Verwendung von Spinnpräparationen, die als Feuchtigkeitsbarrieren wirken und so den Beginn der Oligomerablagerung hemmen, kann ebenfalls genutzt werden, so daß höhere RV des Polymers zur Optimierung der Produktivität des Spinnprozesses möglich sind.

In Figur 12 ist die Dehnung (E_b) als Funktion der RV des Garns für Copolymere mit 5%, 10%, und 35% Me5-6 sowie 6,66 zu Vergleichszwecken aufgetragen. Die Copolymere mit 5% Me5-6 haben im RV-Bereich von 45 bis 70 eine höhere Dehnung als 6,66, während die Copolymere, die mehr als 5% Me5-6 enthalten, geringere Dehnungen als 6,66 aufweisen. Die Mindeststreckspannung (DT)_min und die entsprechende Dehnung (E_b) sind in Figur 13 für die Me 5-6-Copolymere als Funktion der Spinngeschwindigkeit aufgetragen. Aus Figur 13 ist ersichtlich, daß die Dehnung (E_b) mit steigendem Меб-6-Gehalt abnimmt und die entsprechende (DT)_n,,,, ebenfalls abnimmt, wobei die (DT)_min der über 10% enthaltende Copolymere sehr ähnlich ist. Die Kombination von geringer Streckspannung und geringer Dehnung bei den МеБ-б-СороІутегеп ermöglicht eine höhere Spinnproduktivität als im Falle der N-6- und N-66-Homopolymere, sie ist jedoch derjenigen für N-6,66-Copolymer gleich oder etwas geringer als diese (vergl. Figuren 6 und 14). Die Produktivität wäre sogar geringer, wenn RVs verwendet würden, die unter denjenigen für die minimale Streckspannung (DT)_min liegen, um die Kombination von geringer Streckspannung und geringen RVs von Garn zur Verminderung der Neigung zur Ablagerung von Oligomeren zu nutzen. Bei der Auswahl eines bevorzugten Liefergarns für das Hochgeschwindigkeitstexturieren muß die Kombination von geringer Streckspannung, hoher Dehnung, Spinnproduktivität und Oliogmerablagerung berücksichtigt werden. Die bervorzugte Kombination wird beispielsweise vom Typ der Fadenführung an der Texturiermaschine, von den Scheibenoberflächen sowie der Dauer der Lagerung des Liefergarns vor dem Texturieren abhängen. Die Verwendung von Spinnpräparationen, die als Feuchtigkeitsbarrieren wirken und so den Beginn der Oligomerablagerung hemmen, kann ebenfalls genutzt werden, so daß höhere RV des Polymers zur Optimierung der Produktivität des Spinnprozesses möglich sind.

Beispiel 11

In diesem Beispiel wurde ein Меб-б^б-СороІутег mit einer RV von 66,4, das 5%Me5-6und 0,3% TiO₂ enthielt, mit einer Geschwindigkeit von 5300mpm gesponnen, das aus 13 Elementarfäden bestehendes Liefergarn für Strumpfoberränder, nominelles Denier 53, mit einer Streckspannung von 1,10g/d und einer Schrumpfung nach Abkochen (BOS) von etwa 4% (Beispiel VIII-9), ergab. Es wurde im Vergleich zu aus 13 Elementarfäden bestehendem Liefergarn für Strumpfoberränder aus N-66-Homopolymer mit 0,3%ТіОг, RV 65, ds mit einer Geschwindigkeit von 5300 mpm gesponnen wurde und eine Streckspannung von 1,28g/d aufwies, texturiert. Die Liefergarne wurden auf einer Barmag FK6-L10 (abgewinkelte Konfiguration) mit einer 3-4-1-Scheibenstapel-Anordnung bei verschiedenen Geschwindigkeiten (800-1 OOOmpm),

Temperaturen (200-240⁰C), D-Y-Verhältnissen (2,290-2,620) und TDR (1,318-1,378) texturiert. DieTexturierungsbeanspruchung vorder Scheibe (σ,) wird in Gramm pro verstrecktem Denier gemessen ([Τ,/ursprünglicher unverstreckter Denierwert] χ TDR) und die Bauschigkeit wurde nach Herstellung eines Gleichgewichts zwischen konstanter Bauschigkeit als Funktion der Zeit mit Hilfe eines Lawson-Hemphill TYT gemessen.

Die Prozeß- und Produktdaten sind für das erfindungsgemäße Garn in Tabelle Vl A und für das Kontroll-Liefergarn in Tabelle Vl B zusammengefaßt, wo der Buchstabe C für Kontrollgarn steht. Die Me5-6,66-Liefergarne ermöglichen bei allen Texturierungsbedingungen geringere σ,-Werte, wodurch Verstrecken bei höheren Streckverhältnissen und eine höhere Produktivität beim Texturieren möglich werden. Die texturierten Garne aus Copolymer und Homopolymer hatten bei gleichen Texturiergeschwindigkeiten und Temperaturen und vergleichbaren ovWerten im wesentlichen die gleiche TYT-Bauschigkeit; und die letztere nahm erwartungsgemäß mit steigenden σ,-Werten und Temperaturen zu und verringerte sich bei zunehmender Geschwindigkeit; die Bauschigkeit der Me5-6,66-Garne veränderte sich jedoch mit dem höheren D-Y-Verhältnis (d.h. mit abnehmendem T₂/Ti-Verhältnis) nicht signifikant, während die Bauschigkeit der N-66-Homopolymergarne mit steigendem D-Y-Verhältnis, das die Verwendung der N-66-Homopolymergarne beim Texturieren mit höheren Geschwindigkeiten einschränkt, abnahm. Sowohl die Liefer- alsauch die Texturgarne wiesen nach dem Abkochen (HSS/ABO) Schrumpfungen nach Abkochen (BOS) und Thermofixierung durch trockene Hitze (DHS) von weniger als 8% auf. Die Texturgarne aus Copolymer hatten eine etwas höhere BOS und die gleiche DHS wie die Texturgarne aus Homopolymer.

Beispiel 12

In diesem Beispiel wurde ein Me5-6,66-Liefergarn, das 35% Me5-6 enthielt, eine nominelle RV von 61 hatte, mit einer Geschwindigkeit von 5300 ppm gesponnen wurde und eine Abkochschrumpfung von 12,3% (Beispiel VIII-58) aufwies, auf einer Barmag FK6-L10 (abgewinkelte Konfiguration) mit einem 3-4-1-CPU-Scheibenstapel mit einem D-Y-Verhältnis von 2,39 mit einer Geschwindigkeit von 900 mpm bei 210⁰C und einem TDR von 1.328X mit7,5%iger Voreilung texturiert. Die texturierten Me 5-6,66-Garne wiesen 15% BOS und 12,8%Thermofixierungsschrumpfung durch trockene Hitze nach dem Abkochen (HSS/ABO) auf, was ein viel höherer Wert ist als der Wert für N-66-Homopolymer-Liefergarne(l-11 C), die unter gleichen Bedingungen texturiert wurden und eine Schrumpfung nach dem Abkochen von 4,7% und eine Gesamtschrumpfung durch trockene Hitze nachdem Abkochen von 5,7 % aufwiesen. Interessanterweise haben diese texturierten Me 5-6,66-Garne mit hoher BOS eine DHS von fast 4%-gemessen mittels Lawson-Hemphill TYT-die derjenigen der texturierten Nylon-66-Garne entspricht. Die höhere Schrumpfung der texturierten Me5-6, N-66-Garne läßt diese Bauschgarne als Überzugsgarne für Elastomergarn besonders geeignet erscheinen. Auch das Zusammenmischen von Me-6,66-Garnen mit geringer und hoher Schrumpfung (wie z.B. Beispiel VIII-9 mit geringer Schrumpfung und Beispiel VIII-58 mit hoher Schrumpfung) vor dem Texturieren würde ein texturiertes Garn mit gemischtem Schrumpfungspotential ergeben.

Beispiel 13

In diesem Beispiel wird die Auswirkung der Spannung vor und nach dem Abkochen (d.h. auf die Entwicklung und Beibehaltung der Kräuselung) für erfindungsgemäße texturierte Garne aus N-6,66-Copolymer und für texturierte Kontrollgarne aus N-66-Homopolymer bestimmt. Die Liefergarne aus Copolymer und Homopolymer der Beispiele II-9 und 1-11C wurden auf einer Barmag FK6-L10 mit einer 3-4-1-CPU-Scheibenstapel-Anordnung mit einer Geschwindigkeit von 900 mpm bei 210°C, einem TDR von 1,333X und einem D-Y-Verhältnis von 2,24 texturiert. Man ließ die texturierten Garne sich im texturierten Garnwickel stabilisieren, bis die Bauschigkeit sich nicht mehr in Abhängigkeit von der Konditionierungszeit veränderte, wie in Beispiel IV beschrieben wurde. Die texturierten Garne wurden dann zu Gebinden geformt. In drei Mengen aufgeteilt (A, B, C), ließ man sie 24 Stunden lang bei geregelter RH von 50% und 21⁰C spannungsfrei ruhen. Danach wurde Menge A nach dem für BOS beschriebenen Verfahren abgekocht; Menge B wurde mit einer Beanspruchung von 0,5g/dfür die Dauer von 24 Stunden vor dem Abkochen vorgespannt; und Menge C wurde nach dem Abkochen mit einer 12 Stunden dauernden Beanspruchung von 0,5g/d behandelt.

Die Mengen B und C simulieren die Auswirkungen der Spannung während der Entwicklung der Bauschigkeit beim Färben und Veredeln eines Kleidungsstückes austexturiertem Garn bzw. die Auswirkungen der Spannung nach der Bauschigkeitsentwicklung auf die Beibehaltung der Bauschigkeit. Folgende Veränderungen der endgültigen Länge (Schrumpfung) der Test- und Kontrollgarne wurden beobachtet: Testgarn: Menge A —4%, Menge B-4,4%, Menge C- 1,5%; Kontrollgarn: Menge A-3,0%, Menge B-1,9%, Menge C—1,0%. Die erfindungsgemäßen Texturgarne wiesen im wesentlichen keinen Bauschigkeitsverlust wegen der Vorspannung und einen geringeren Bauschigkeitsverlust wegen der Nachbehandlung auf als die Kontrollgarne aus N 66-Homopolymer. Dieses Ergebnis ist für Nylon-6,66-Copolymergarne aufgrund des höheren Kräuselverlustes der texturierten Nylon-6-Garne, den Chamberlin in US-PS 4583357 offenbart hat, unerwartet.

Beispiel 14

In Beispiel 1 wurde gezeigt, daß die Streckspannung des N-6,66-Copolymers bei auf etwa 50-55 abnehmender RV für das Polymer schnell steigt. In diesem Beispiel wird gezeigt, daß eine kleine Menge eines trifunktionellen Amins (0,037 Masseanteile in % Tris-2-aminoethylamin) (TREN), die Streckspannung bei hoher RV reduzierte, noch stärker jedoch die Streckspannung im geringeren RV-Bereich von 40-55 reduzierte, wodurch ein verbessertes Gleichgewicht zwischen geringer Streckspannung und geringerer Polymer-RV zur Verminderung von Oligomerablagerungen möglich wurde. Das mit 0,037% Tris-2-aminoethylamin modifizierte N-6,66-Copolymermit RV von 48,8 und 60,3, das mit einer Geschwindigkeit von 5300mpm aus einer Spinndüsenkapillare von 0,254mm Durchmesser mit einem L/D-Verhältnis von 1,9 bei 290⁰C aus der Schmelze ersponnen und mit 21⁰C Luft mit 75% RH mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 18 mpm abgeschreckt und bei 135cm mit Hilfe eines mit einer Meßvorrichtung versehenen Spinnpräparations-Spitzenapplikators zusammengefaßt wurde, ergab aus 13 Elementarfäden bestehende Liefergarne für Strumpfoberränder mit nominellen 50 Denier und einer Streckspannung von 0,94 bzw. 0,98g/d und 85,1 bzw. 87,6% Dehnung.

Beispiel 15

In diesem Beispiel wurde die Auswirkung der Elementarfaden-Spinndichte FSD (Anzahl der frisch ersponnenen Elementarfäden pro Extrusionsfläche) bei N-6,66-Copolymer und N66-Homopolymer verglichen (siehe Tabelle IX-Zusammenfassung der POrozeßdaten und Eigenschaften). Die Elementarfaden-Spinndichte wurde im Bereich von 0,18/mm² bis 0,91/mm² verändert, was 7 bis 34 Elementarfäden pro Düsenpaket entsprach. Die Streckspannungen erhöhten sich mit zunehmender Elementarfaden-Spinndichte (FSD). Dieses Verhalten stimmt mit dem Ergebnis überein, daß bei diesen Garnen schnelles Abschrecken die Dehnungsviskosität (ηΕ) erhöht und die Streckspannung senkt (vergl. Tabelle Il und X). Zur Minimierung der Streckspannung wird eine Elementarfaden-Spinndichte (FSD) von weniger als 0,5/mm² bevorzugt. Wenn das maschinenseitig nicht möglich ist, wird der Erhöhung der Abschreckgeschwindigkeit durch Kombination höherer Strömungsgeschwindigkeiten der Luft, geringerer Temperatur der Abschreckluft und geregeltem Einbringen von Abschreckluft unmittelbar unter den frisch ersponnenen Elementarfäden (d.h. weniger als 10cm von der Oberfläche der Spinndüse entfernt) der Vorzug gegeben.

Beispiel 16

In Beispiel 16 wird das thermomechanische Verhalten der Liefergarne durch ihr „heißes" Spannungs-Dehnungs-Verhalten, ausgedrückt durch die Streckbeanspruchung σ_α (hier als Streckspannung in Gramm, dividiert durch ursprüngliches Denier, multipliziert mit dem Streckverhältnis, d. h. als Gramm pro verstrecktes Denier, ausgedrückt) als Funktion des Streckverhältnisses (DR) von der Raumtemperatur bis zu 175°C gekennzeichnet. Wie in den Texturierungsvergleichen (Beispiele 4-9.11) festgestellt wurde, ermöglichten die erfindungsgemäßen N-6,66-Liefergarne im allgemeinen eine geringere texturierende Streckbeanspruchung (O₁) vor der Scheibe, die gegenüber kleinen Veränderungen des Texturierstreckverhältnisses weniger empfindlich waren, d. h. ein niedrigeres texturierendes Streckmodul aufwiesen. Die Liefergarne wiesen ein analoges thermomechanisches Verhalten auf, das in den Figuren 15 bis 18 für drei Liefergarne veranschaulicht ist. (Beispiel 11 C, ll-9undein handelsübliches 45RV POY, das mit einer Geschwindigkeit von etwa 3300mpm gesponnen wurde) werden in Tabelle VaIs Positionen V-1, V-2 bzw. V-3 zusammengefaßt.

Figur 15 stellt eine repräsentative grafische Darstellung der Streckbeanspruchung (оъ), angegeben in Gramm pro verstrecktes Denier, als Funktion des Streckverhältnisses bei 20⁰C, 75°C, 125°C und 175°Cdar. Die Streckbeanspruchung (5_D) erhöht sich linear mit dem Streckverhältnis oberhalb der Fließgrenze, und der Kurvenanstieg wird hier als Streckmodul (M_D) bezeichnet und durch (AM_D/ADR) definiert. Die Werte dere Streckbeanspruchung (o_D) und des Streckmoduls (M₀) nehmen mit steigender Strecktemperatur (TD) ab.

Figur 16 vergleicht die Streckbeanspruchung (o_D) als Funktion des Streckverhältnisses (DR) bei 75°C für verschiedene Liefergarne (A = Nylon-66-Homopolymer mit nomineller RV von 65, gesponnen mit einer Geschwindigkeit von 5300mpm, Beispiel 1-11С; B-Nylon-6,66-Copolymer, nomineller RV von 68, gesponnen mit einer Geschwindigkeit von 5300mpm, Beispiel II-9; C = Nylon-66-Homopolymer mit einer nominellen RV von 45, gesponnen mit einer Geschwindigkeit von etwa 3300mpm). Die gewünschte Höhe der Streckbeanspruchung ( o__D) und des Streckmoduls (Md) können durch entsprechende Auswahl des Liefergarntyps und der Strecktemperatur (T₀) gesteuert werden. Bevorzugte Liefergarne für das Verstrecken haben eine Streckbeanspruchung ( σ_ο) von etwa 1,0 bis etwa 1,9g/d und ein Streckmodul (Md) von etwa 3,6 bis 6,5g/d, gemessen bei 75⁰C, und einem Streckverhältnis (DR) von 1,35, das der ausgeglichensten linearen Darstellung der Streckbeanspruchung ( σ_ο) über dem Streckverhältnis entnommen ist. Die Temperatur von 75°C wurde gewählt, weil festgestellt wurde, daß die meisten teilverstreckten Nylon-Liefergarne bei dieser Temperatur ihre maximale Schrumpfspannung erreicht haben und es noch zu keiner signifikanten Rekristallisation gekommen ist (d. h. dieser Zustand entspricht dem mechanischen Zustand des „ersponnenen" Polymerkettennetzes oberhalb der Umwandlungstemperatur zweiter Ordnung T_g, bevor das Netz durch thermische Rekristallisation modifiziert wurde).

Figur 17 ist eine repräsentative grafische Darstellung des Logarithmus des Streckmoduls In(Mo) a'^s Funktion von (1 000/[T₀, °C + 273]) für Garn B in Figur 16. Der Kurvenanstieg der am ausgeglichensten linearen Beziehung in Figur 22 wird als Verstreckungsscheinenergie (E_DA) betrachtet, wobei für M₀ eine Abhängigkeit vom Arrhenius-Typ von der Temperatur vorausgesetzt wird (d.h. M_D-Aexp [Ed/RT], wo Tdie Temperatur in Kelvin, R die universelle Gaskonstante und „A" die Materialkonstante ist). Bevorzugte Liefergarne für das Strecken haben eine Verstreckungsscheinenergie (Εο,α [Ep/R = Δ(ΙηΜπ)/ Δ(1 000/Td), wo Td in Kelvin angegeben ist]) zwischen etwa 0,2 und etwa 0,5 (g/d) K.

Beispiel 17

In den Beispielen 1,2,3 und 15 zeigte sich, daß für eine gegebene RV des Polymers und eine gegebene Spinngeschwindigkeit die Streckspannung durch sorgfältige Auswahl und Regelung der Viskositäten der Schmelze und der Längenzunahme minimiert werden kann. Es liegt nun auf der Hand, dieses verbesserte Verfahren auf N-66-Homopolymer mit hoher RV anzuwenden und die Verbesserungen zu vergleichen. In Tabelle X wurde die Streckspannung (DT) für verschiedene Verfahrensbedingungen bestimmt, eine Ausnahme bildete die auf 5300 mpm festgelegte Spinngeschwindigkeit. Die Reaktion der DT beim N-66-Homopolymer ähnelt derjenigen des in Beispiel 2 dargestellten N-6,66-Copolymers. Die Streckspannung (DT) unter für N-66-Homopolymeroptimalen Verfahrensbedingungen istjedoch 10-15% höher als bei N-6,66-Copolymer. Wenn wegen bestimmter Produktionseinschränkungen ein N-6,66-Copolymer nicht verwendet werden kann, dann kann ein Liefergarn aus N-66-Homopolymer, dessen Eigenschaften besser sind als die von Chamberlin u.a. beschriebenen, durch sorgfältige Auswahl und Regelung der Viskositäten der Schmelze und der Dehnungs viskosität hergestellt werden; d.h. die Polymerextrusionstemperatur (T_p) zwischen etwa 290 und 300°C, Durchmesser (D) der Spinndüsenkapillare kleiner als etwa 0,30 mm, insbesondere kleiner als etwa 0,23 mm, mit einem L/D-Verhältnis von über etwa 2,0, insbesondere über etwa 3, so daß das L/D4-Verhältnis größer als etwa 100mm"³, vorzugsweise größer als etwa 150mm"³, am besten größer als etwa 150mm"³ ist, wobei die Anzahl der Elementarfäden pro Spinndüsen-Extrusionsfläche weniger als 0,5 Elementarfaden/mm² beträgt, und abgeschreckt mit befeuchteter Luft mit einer RH von mindestens 50% und einer Temperatur unter 30⁰C, im typischen Fall einer RH von 75% und 21 ⁰C, bei einer Fließgeschwindigkeit von mehr als etwa 10mpm, vorzugsweise mehr als etwa 15 mpm, über eine Entfernung von mindestens 75cm, speziell über eine Entfernung von etwa 100cm, und über eine mit einer Meßvorrichtung versehene Spitzenführung zwischen etwa 75 und 150cm, vorzugsweise zwischen etwa 75 und etwa 125cm zu einem Garngebinde zusammengefaßt wird. Weitere Verminderungen der Streckspannung des Garns können erreicht werden, indem

die RV vom Ausgangspolymer bis zum Fertiggarn schrittweise erhöht wird, z. B. zum Teil über SPP und abschließende Erhöhung der RV in der nachfolgend angeordneten Vorrichtung zum Erspinnen aus der Schmelze. Es wurde festgestellt, daß eine Erhöhung der RV um 5 bis 15 in der Vorrichtung zum Erspinnen aus der Schmelze eine etwa 5%ige Senkung der Streckspannung ergibt. Die Kombination dieser bevorzugten Verfahrensbedingungen ergibt Liefergarne aus N66-Homopolymer mit einer Streckspannung von weniger als 1,2g/d bei Spinngeschwindigkeiten zwischen 5000 und 6000mpm.

Dieser verbesserte Prozeß zum Erspinnen aus der Schmelze, wie er für Nylon-66-Homopolymer mit hoher RV bei hohen Spinngeschwindigkeiten eingesetzt wird, erhöht ferner die Spinnproduktivität (P_s), indem er eine höhere Dehnung (E₈) für eine gegebene Spinngeschwindigkeit ergibt. Diese Verbesserung gegenüber dem bisherigen technischen Stand wird in Figur 21 dargestellt, wo die Linien A und B die Ergebnisse für das Vergleichs- und das Testgarn in Beispiel Il von Chamberlin u.a., US-PS 4583357 bei 40 bzw. 80RV veranschaulicht. Linie C ist das hierin beschriebene verbesserte Verfahren und stellt im Vergleich zu Chamberlin u.a. eine signifikante Verbesserung dar.

Beispiel 18

Die thermomechanischen Eigenschaften von Liefergarnen werden durch ihr Schrumpfungs- und Dehnungsverhalten als Funktion der Temperatur mit Hilfe eines Du Pont Thermal Mechanical Analyzers (TMA) (thermomechanisches Analysegerät) gekennzeichnet, und repräsentatives Verhalten ist in den Figuren 18 bis 20 veranschaulicht.

Figur 18 (Linie A) ist eine typische Darstellung der temperaturabhängigen prozentualen Längenänderung (ALänge, %) eines Nylon-Liefergarnes, die bei einer konstanten Heizrate von 507min (±0,1⁰C) bei einer konstanten Spannung von 300 Milligramm pro ursprünglichem Denier erhalten wurde. Etwa bei der Umwandlungstemperatur zweiter Ordnung (Tg) beginnt die Dehnung und steigt bei einer Temperatur von TII₁L steil an, von der angenommen wird, daß sie mit der Temperatur in Zusammenhang steht, bei der die Wasserstoff brücken sich lösen, wodurch die Dehnung der Polymerketten und die Bewegung der Kristallamellen möglich wird.

Figur 18 (Linie B) ist eine Darstellung der entsprechenden dynamischen Dehnungsrate für Linie A, die hierin als momentane Längenänderung pro°C der Linie A (ALänge, %)/ (ATemperatur, ⁰C) definiert ist. Die dynamische Dehnungsrate ist zwischen T₃ und TtI_-1. relativ konstant und steigt dann bei einer Temperatur Тц (d.h. im typischen Fall zwischen etwa 100-150⁰C) auf einen ersten Höchstwert. Man nimmt an, daß dies mit dem Beginn der Kristallisation in Zusammenhang steht. Die dynamische Dehnungsrate bleibt im wesentlichen indem Temperaturbereich von Тц,· bisTn.u auf dem höheren Wert konstant und steigt bei Tu и steil an, was mit dem Beginn der Kristallschmelze und der Garnerweichung in Zusammenhang steht, bis das Garn bei einer Temperatur, die im typischen Fall niedriger als der Schmelzpunkt ist (T_m), wegen der Spannung reißt. Тц,и ist gewöhnlich 20 bis 40⁰C niedriger als T_m. Die meisten aliphatischen Polyamide weisen das Verhalten der dynamischen Dehnungsrate in Abhängigkeit von der Temperatur der Linie B auf, woes nach dem anfänglichen Maximum beiTu,_Lzu einem geringfügigen Rückgang der dynamischen Dehnungsrate kommt, wobei ein Minimum bei der Temperatur Тц.· erreicht wird, die bei Nylon-66-Polyamiden häufig als die Brill-Temperatur bezeichnet wird und die mit der Transformation der thermisch weniger stabilen kristallinen Betakonformation in die thermisch stabilere kristalline Alphakonformation in Zusammenhang steht. Figur 19 zeigt repräsentative Darstellungen der prozentualen Längenveränderung (ALänge, %) eines Nylon-Liefergarns in Abhängigkeit von der Temperatur, das unter Nutzung einer konstanten Erwärmungsgeschwindigkeit von 50°C (±0,1⁰C) und unterschiedlicher Spannung (auch als Beanspruchung δ bezeichnet, ausgedrückt in Milligramm pro ursprünglichem Denier) zwischen 3 mg/Denier bis zu 500 mg/Denier; in dieser Abbildung längt sich das Garn unter der Einwirkung von Spannungen über etwa50mg/d (Figur 19- oben) und schrumpft bei Spannungen von weniger als etwa 50mg/d (Figur 19-unten). Die momentane Reaktion der Längenveränderung in Abhängigkeit von der Temperatur für eine gegebene Spannung ([ALänge, %]/ [ATemperatur, ⁰C]) wird hierin unter Schrumpfbedingungen als die „dynamische Schrumpfrate" und unter Dehnungsbedingungen als „dynamische Dehnungsrate" bezeichnet. Die in dieser Erfindung verwendeten bevorzugten Liefergarne schrumpfen bei einer Anfangsspannung von 5 mg/d und einer Temperatur zwischen 40 ⁰C und 135°C, was annähernd der Umwandlungstemperatur zweiter Ordnung (T₉) und dem Kristallisationsbeginn (T_n.) entspricht, und sie weisen unter den gleichen Bedingungen eine dynamische Schrumpfrate von weniger als Null auf (das heißt, die Schrumpfung nimmt mit der Temperatur zu und zeigt nach dem anfänglichen Schrumpfen keine spontane Dehnung).

Figur 19 ist eine repräsentative Darstellung der dynamischen Dehnungsrate in Abhängigkeit von der Temperatur für ein Nylon-Liefergarn unter Spannungen zwischen 50 und 500mg/d. Die anfängliche maximale dynamische Dehnungsrate gilt hier als Beginn der durchgängigen Kristallisation und tritt bei einer Temperatur Тц.. auf.

Figur 20 ist eine repräsentative Darstellung der anfänglichen maximalen dynamischen Dehnungsrate (ALänge, %)/ (ATemperatur, °C)max in Abhängigkeit der anfänglichen Beanspruchung (oder Spannung), ausgedrückt in Milligramm pro ursprünglichem Denier, wo das (AL/AT)_max mit zunehmender Beanspruchung steigt, wie das in dem Kurvenanstieg d (AL/ AT)_ma)</d azurn Ausdruck kommt. Der Wert von d (AL/AT)/d σ geht im allgemeinen mitzunehmender RV des Polymers und zunehmender Spinngeschwindigkeit (das heißt abnehmender (RDR)_S) zurück.

Die in dieser Erfindung verwendeten bevorzugten Liefergarne sjnd durch (AL/AT)_max-Werte von etwa 0,05 bis 0,15%/°C bei einer Beanspruchung von 300mg/d und d(AL/AT) d σ-Werten von etwa 2 χ Ю"⁴ bis etwa 7 χ 10~⁴ (%/°C)/(mg/d), die bei 300mg/d gemessen wurden, charakterisiert.

Beispiel 19

In Beispiel 19 werden in Tabelle Xl repräsentative erfindungsgemäße Nylon-6,66-Garne (Beisp.XI-1), Nylon-66-Homopolymergarne, die mit hoher Geschwindigkeit gesponnen wurden (Beisp. XI-2) und mit geringer Geschwindigkeit gesponnene Garne mit niedriger RV (Beisp. XI-3) miteinander verglichen. Die erfindungsgemäßen Garne sind im typischen Fall weniger kristallin und enthalten Kristalle von etwas geringerer Größe als die entsprechenden Nylon-66-Homopolymergarne. Die kristalline Phase der erfindungsgemäßen Garne scheint einheitlicher zu sein, was durch eine um 50% höhere Schmelzrate (DSG) und ein um 50% eingeengtes NMR-Spektrum gekennzeichnet ist. Die geringere durchschnittliche molekulare Orientierung (Doppelbrechung) und die einheitlichere kristalline Phase (DSC, NMR) können zur Erklärung ihres niedrigeren Schallmoduls herangezogen werden. Erwartungsgemäß haben die erfindungsgemäßen Copolymergarne eine etwas geringere thermische Maßhaltigkeit als die Nylon-66-Homopolymergarne, sie haben jedoch vergleichbare, mittels TMA gemessene dynamische Schrumpf- und Dehnungsraten, was höchstwahrscheinlich ein Anzeichen der größeren Kristalle der mit hoher Geschwindigkeit gesponnenen Garne ist. Die erfindungsgemäßen Garne haben bei 80°C eine vergleichbare Färbekinetik, bei 40 und 60⁰C jedoch

eine überraschend langsamere Färbegeschwindigkeit. Die Gesamtfarbstoffaufnahme (MB B) ist bei den erfindungsgemäßen Garnen jedoch höher. Das ermöglicht es, die erfindungsgemäßen Garne zusammen mit Nylon zu färben. Die erfindungsgemäßen Garne weisen eine höhere Dehnbarkeit auf, wie anhand einer niedrigeren Streckbeanspruchung, eines niedrigeren Streckmoduls und einer niedrigeren Streckenergie ermittelt wurde, die, wenn sie mit ihrem niedrigeren Torsionsmodul gekoppelt sind, ihre überraschend gute Texturierbarkeit bei 1 00O⁺ mpm im Vergleich zu Garnen gemäß dem bisherigen technischen Stand erklären können.

Messungen und Prüfmethoden

Die relative Viskosität (RV) des Polyamids wird wie in Spalte 2, 1. 52-51, in der von Jennings vorgelegten US-PS 4702875 beschrieben gemessen.

Die in 6 Nylon.66 enthaltene Menge von Nylon-6-Monomer (N6 % in den eingeschlossenen Tabellen) wird auf folgende Weise bestimmt: Eine gewogene Nylonprobe wird hydrolysiert (durch Erhitzen unter Rückflußkühlung in 6N HCI), danach wird als innerer Standard 5-Aminobutansäure zugegeben. Die Probe wird getrocknet und die Carbonsäureenden werden methyliert (mit wasserfreier methanolischer 3NHCI),unddie Am inenden werden mit Rifluorethansäureanhydrid/CH₂CI₂ im Volumenverhältnis von 1:1 trifluoracyliert. Nach dem Eindampfen des Lösungsmittels und der überschüssigen Reagenzien wird der Rückstand in MeOH aufgenommen und in einem Gaschromatographen, z.B. einem Hewlett Packard 5710A, der von der Hewlett Packard Co., PaloAlto, CA geliefert wird, mit Flammionisationsdetektor, dessen Supelco Glas-Säule, Innendurchmesser 6 Fuß χ 4mm, mit 10 m-% SP 2100 auf 80/100 Supelcoport® gefüllt ist und von Supelco Co., Bellefonte, PA bezogen werden kann, chromatographiert. Zahlreiche Gaschromatographiergeräte, Säulen und Unterlagen sind für diese Messung geeignet. Das Flächenverhältnis der Peaks der derivierten 6-Aminohexansäure zum Peak der derivierten 4-Aminoethansäure wird mittels Eichkurve auf mg-6-Nylon umgerechnet, und der Masseanteil in %-6-Nylon wird danach berechnet. Die Menge von Me5-6-Monomer wird durch Erhitzen von zwei Gramm des in Flocken-, Folien-, Faser- oder anderer Form vorliegenden Materials (wobei ander Oberfläche haftende Stoffe, wie z. B. Appreturen, entfernt wurden) bei 100⁰C über Nacht in einer 20 ml konzentrierten Chlorwasserstoffsäure und 5 ml Wasser enthaltenden Lösung bestimmt. Die Lösung wird danach auf Raumtemperatur heruntergekühlt, Hexandisäure fällt aus und kann entfernt werden (falls TiO₂ enthalten ist, sollte es durch Filtration oder Zentrifugation entfernt werden). 1 ml dieser Lösung wird mit 1 ml33%igem Natriumhydroxid in Wasser neutralisiert. 1 ml Acetonitril wird zu der neutralisierten Lösung zugegeben, und das Gemisch wird geschüttelt. Es bilden sich zwei Phasen. Die Diamine (MPMD und HMD) befinden sich in der oberen Phase. Ein μΙ dieser oberen Phase wird gaschromatographisch analysiert, z. B. wird ein Kapillar-Gaschromatograph mit einer 30 m langen DB-5-Säule (95% Dimethylpolysiloxan/5% Diphenylpolysiloxan) verwendet, obwohl andere Säulen und Träger für diese Messung ebenfalls geeignet sind. Ein geeignetes Temperaturprogramm ist folgendes: 100°Cfürdie Dauer von 4min, danach Erwärmung mit einer Geschwindigkeit von 8°C/min bis auf 25O⁰C. Die Diamine eluieren in etwa 5 Minuten aus der Säule, wobei MPMD zuerst eluiert. Der prozentuale Anteil von Me5-6 wird aus dem Verhältnis der integrierten Flächen unter den Peaks für MPMD und HMD berechnet und in diesem Beispiel als Masseanteil in % von 2-Methyl-pentamethylenadipamideinheiten im Polymer verwendet. Denier des Garns wird nach ASTM D-1907-80 gemessen. Denier kann mit Hilfe der automatischen Schneide- und Wägevorrichtung gemessen werden, die Goodrich u. a. in der US-PS 4084434 beschrieben haben.

Zugdehnungseigenschaften (Zugfestigkeit, Dehnbarkeit [E_o%], Modul) werden wie von Li in der US-PS 4521484, Spalte 2,1.61 bis Spalte 3,1.6 beschrieben, gemessen. Das Modul (M), das häufig als Ausgangsmodul bezeichnet wird, wird aus dem Anstieg des ersten einigermaßen geraden Teils einer Kraft-Dehnungs-Kurve abgeleitet, wobei die Spannung auf der y-Achse und die Dehnung auf der x-Achse eingetragen werden. Der Sekantenmodul bei 5% Dehnung (M5) wird durch das Verhältnis der (Zugfestigkeit/0,05) x 100 definiert, wobei die Zugfestigkeit bei 5% Dehnung gemessen wurde.

Die Streckspannung (DT 33%), ausgedrückt in Gramm pro ursprüngliches Denier, wird gemessen, während das zu prüfende Garn beim Erhitzen verstreckt wird. Das geschieht am bequemsten, indem das Garn durch eine Gruppe von Andruckwalzen, die sich mit einer Umfangsgeschwindigkeit von etwa 180 m/m in drehen, durch ein zylindrisches Heizrohr bei 185 ±2°C (charakteristisch für die Temperaturerhöhung am Ausgang beim Hochgeschwindigkeitstexturieren) mit einem Garndurchgang von 1,3cm Durchmesser und 1 m Länge, danach zu einer weiteren Gruppe von Andruckwalzen, die sich schneller als die erste Gruppe drehen, geleitet wird, so daß das Garn zwischen den Andruckwalzengruppen in einem Streckverhältnis von 1,33X verstreckt wird. Ein herkömmliches Zugbeanspruchungsmeßgerät, das zwischen dem Heizrohr und der ersten Gruppe von Andruckrollen angeordnet ist, mißt die Garnspannung. Der Variabilitätskoeffizient wird statistisch anhand wiederholter Ablesungen bestimmt. Frisch gesponnenes Garn wird vor der Messung 24 Stunden lang gealtert. Streckspannung pro 1,05 Streckverhältnis (DT 5%) wird in der gleichen Weise gemessen, mit der Ausnahme, daß das Streckverhältnis 1,05X anstatt 1,33X und die Heizrohrtemperatur 135⁰C anstatt 185°C beträgt. Ausgehend von diesen Werten wird der Mittlere Sekantenmodul (MJ mit Hilfe der Formel

(Me/Denier) χ 100

(Durchschnittswerte sind durch Klammern gekennzeichnet) berechnet. Der prozentuale Anteil des Variabilitätskoeffizienten von M_swird ebenfalls auf diese Weise ermittelt.

Streckspannung pro 1,00 Streckverhältnis (hierin als Schrumpfspannung am Ende des Fadens bezeichnet) wird auf die gleiche Weise wie DT 5% gemessen, mit der Ausnahme, daß das Streckverhältnis 1,00X und die Heizrohrtemperatur 75°C betragen. Die Streckspannung pro 1,20 verbleibendes Streckverhältnis (DTRDR = 1,2) wird auf die gleiche Weise wie DT5 ermittelt, mit der Ausnahme, daß das Streckverhältnis auf einem verbleibenden Streckverhältnis von 1,2OX basiert, d.h.

100 + E_B (in Prozent) Streckverhältnis =

120 in % des Variabilitätskoeffizienten wird unter Verwendung dieser Angaben ebenfalls berechnet.

Die Dynamische Schrumpf spannung (ST) wird mit Hilfe des Kanebo-Stress-Testers (Spannungsprüfgerätes), Modell KE-2L, hergestellt von Kanebo Engineering, Ltd. Osaka, Japan, das in den USA von der Fa. Toyomenka America, Inc., Charlotte, North Carolina vertrieben wird, gemessen.

Die Spannung in Gramm wird als Funktion der Temperatur an einer 7cm langen Garnprobe gemessen, die zu einer Schlinge zusammengelegt, zwischen zwei Schlaufen eingespannt ist, und mit einer Anfangsbelastung von 5 mg/Denier belastet und Geschwindigkeit von 30°C/min von Raumtemperatur auf 260°C erwärmt wurde. Die maximale Schrumpfspannung (g/d) (S_Tmax) und die Temperatur bei S_Tmax, die mit Tst™* bezeichnet ist, werden registriert. Weitere Wärmeübergänge können nachgewiesen werden (siehe detaillierte Diskussion zu Figur 10).

Die Dynamische Längenänderung (Δι) eines Garnes unter einer vorspannenden Belastung in Abhängigkeit vom Temperaturanstieg (ΔΤ) wird mit Hilfe des Du Pont Thermomechanical Analyzer (TMA) (thermodynamische Analysegerät), Modell 2940, erhältlich von E. I. Du Pont de Nemours and Co., Inc., Wilmington, Delaware, gemessen. Die Änderung der Garnlänge (AL, %) in Abhängigkeit von der Temperatur (⁰C) wird an einem 12,5 mm langen Garnstück gemessen, das 1) sorgfältig zwischen zwei Aluminiumkugeln mit Preßpassung eingespannt ist, wobei darauf geachtet wird, daß alle Elementarfäden gerade und belastungsfrei sind und die geschnittenen Enden außerhalb der Kugeleinspannung mittels eines Mikrolötgerätes verschmolzen sind, um den Schlupf der Elementarfäden zu vermeiden; 2) auf eine Anfangsbelastung von 5mg/dzur Messung der Schrumpfung und von 300 mg/d zur Messung der Längung gespannt wird, und 3) von Raumtemperatur auf 300⁰C in einer Geschwindigkeit von 50°C/min erwärmt wird, wobei die Garnlänge bei 35°C als Ausgangslänge definiert wird. Die Längenänderung (UL, %) wird alle 2 Sekunden (d. h. alle 1,7⁰C) gemessen und digital aufgezeichnet und danach als Funktion der Temperatur der Probe aufgetragen. Ein durchschnittliches Verhältnis wird auf der Grundlage von mindestens drei repräsentativen Diagrammen definiert. Bevorzugte Liefergarne für die Fadenscharverstreckung weisen in dem Temperaturbereich von 4O⁰C bis 135°C bei einer Spannung von 5 mg/d eine negative Längenänderung auf (d. h. das Garn schrumpft).

Die momentane Längenänderung in Abhängigkeit von der Temperatur (AL, %)/(ΔΤ, ⁰C), die hier als Dynamische Schrumpfrate unter Schrumpfbedingungen (5mg/d) bezeichnet wird, und die Dynamische Dehnungsrate unter Dehnungsbedingungen (300 mg/d) wird von den ursprünglichen Kenndaten abgeleitet, indem eine Berechnung mit gleitenden Durchschnittswerten vorgenommen und das Ergebnis als Funktion der Probentemperatur aufgetragen wird. Bevorzugte Liefergarne für die Fadenscharverstreckung weisen im Temperaturbereich von 40⁰C bis 135⁰C eine negative dynamische Schrumpfrate auf (d.h., die Garne dehnen sich nicht nach dem Schrumpfen). Bei Dehnungsbedingungen (ЗООтд/d/Vorspannungsbelastung) stellt man fest, daß der Wert von AL/ΔΤ) mit zunehmender Temperatur ansteigt und bei etwa 110-140⁰C einen Zwischenhöchstwert erreicht, bei etwa 160-200⁰C etwas zurückgeht und dann stark ansteigt, wenn das Garn vordem Schmelzen weich wird (vergl. Figur 7). Der Zwischenhöchstwert in (Δί/ΔΤ), der im Temperaturbereich zwischen 110⁰C und 14O⁰C eintritt, wird hier als (AU AT)max bezeichnet und als Maß der Mobilität des Polymernetzes unter Beanspruchung und hohen Temperaturen betrachtet. Bevorzugte Liefergarne für die Fadenscharverstreckung haben bei 300mg/d einen (ALMT)max-Wert von weniger als etwa 0,2 (%/°C), vorzugsweise weniger als etwa 0,15 (%/°C) und mehr als 0,15 (%/°C).

Ein weiteres wichtiges Merkmal eines Polymernetzes ist die Empfindlichkeit seines (ALMT)rnax-Wertes bei zunehmender Spannung, die als Tangente zur Kurve (ALMT)max als Funktion von σ₀ bei einem o_D-Wert von 300mg/d (bezeichnet durch d [ALMT]max/do) definiert ist und die an getrennten Prüfkörpern, die Vorspannungen von 3mg/d bis 500 mg/d ausgesetzt waren (vergl. Figuren 5 und 6), bestimmt wurde. Ein Spannungswert von 300 mg/d wird zur Kennzeichnung ausgewählt, da er annähernd der Nennspannung in der Relaxationszone bei der Fadenscharverstreckung (d.h. zwischen Walzen 17 und 18 in Figur 2) entspricht.

Die Heißverstreckungsbeanspruchung (σ₀) in Abhängigkeit von der Kurve für das Streckverhältnis wird verwendet, um die Reaktion eines Liefergarns für den Streckprozeß auf ein größer werdendes Fadenschar-Streck-Verhältnis (WDR) und ansteigende Strecktemperatur (T_D) zu simulieren. Die Streckbeanspruchung (a_D) wird wie DT33% gemessen, mit der Ausnahme, daß die Garngeschwindigkeit auf 50m/min reduziert, die Messung an einer Länge von 100m und die verschiedenen Temperaturen und Steckverhältnisse wie hier beschrieben genutzt werden. Die Streckbeanspruchung (o_D) wird ausgedrückt in Gramm pro verstrecktem Denier, d.h. σ₀ ~ DT(g/d) χ DR und wird als Funktion des Streckverhältnisses (DR) bei75°C, 125°Cund 175°C aufgetragen (siehe Figur 20). Die Streckbeanspruchung (σ₀) steigt linear mit dem Streckverhältnis für DR-Werte, die höher als etwa 1,05 sind (d.h. über dem Erweichungspunkt) bis zum Beginn der Kaltverfestigung (d.h. bis zu einem verbleibenden Streckverhältnis (RDR)o von etwa 1,25), und der Anstieg des ausgeglichensten Diagramms der Streckbeanspruchungswerte in Abhängigkeit des Streckverhältnisses wird hier als Streckmodul (M₀ = Ao₀MDR) bezeichnet. Die Werte der Streckbeanspruchung (σ₀) und des Streckmoduls (M₀) sinken mit steigender Strecktemperatur (T₀). Das gewünschte Niveau der Streckbeanspruchung (σ₀) und des Streckmoduls (M₀) kann durch entsprechende Auswahl des Liefergarntyps und der Strecktemperatur (T₀) geregelt werden. Bevorzugte Liefergarne für den Streckprozeß weisen eine Streckbeanspruchung (σ_Ε) zwischen etwa 1,0 und etwa 2,Og/d und ein Streckmodul (M₀) zwischen etwa 3 und etwa 7 g/d auf, gemessen bei 75°C und einem Streckverhältnis (DR) von 1,35, das dem ausgeglichensten linearen Diagramm von Streckbeanspruchung (σ₀) als Funktion des Streckverhältnisses (siehe Figuren 20 und 21) entnommen wurde. Die Temperatur von 75°C wird gewählt, weil beobachtet wurde, daß die meisten spinntexturierten Nylon-Liefergarne bei dieser Temperatur ihre maximale Schrumpfspannung erreicht haben und noch keine wesentliche Rekristallisation in Gang gekommen ist. (D.h., dies ist bezeichnender für den mechanischen Aufbau des frisch ersponnenen Polymerkettennetzes oberhalb der Umwandlungstemperatur zweiter Ordnung T₉, bevor das Netz durch thermische Rekristallisation modifiziert wird.)

Verstreckungsscheinenergie (E₀)_a ist die Geschwindigkeit des Rückgangs des Streckmoduls bei steigender Temperatur (75^;C, 125°C, 175°C) und wird definiert als der Kurvenanstieg eines Diagramms des Logarithmus des Streckmoduls ln(M_d) in Abhängigkeit von (1 000/[T₀, °C + 273]), wobei man eine Temperaturabhängigkeit vom Arrhenius-Typ annimmt (d. h. M₀ = Aexp[E₀/RT], wo T die Temperatur in Kelvin, R die universelle Gaskonstante und „A" eine Werkstoffkonstante sind). Bevorzugte Liefergarne für den Streckprozeß haben eine Verstreckungsscheinenergie (E_D)_a (= E_o/R = Δ[ΙηΜ₀]/Δ[1 000/T₀], wo T₀ in Kelvin angegeben ist) etwa 0,2 bis etwa 0,6 (g/d) K.

Die unterschiedlichere Farbvariabilität ist ein Maß der Farbegalität am Ende eines fadenscharverstreckten Garns und wird durch die Differenz in der Abweichung der K/S in axialer bzw. radialer Richtung an einer dem hierin beschriebenen MBB-Färbeverfahren gefärbten, und dem Lawson-Verfahren gewirkten Socke gemessen. Es wurde beobachtet, daß das LMDR eines kettgewirkten Flächengebildes im umgekehrten Verhältnis zur unterschiedlichen Farbabweichung (axiale K/S-Abweichung -

radiale K/S-Abweichung) des fadenscharverstreckten Garns steht. Das erfindungsgemäße Fadenschar-Verstreckungs-Verfahren bringt Strecktemperatur, Verstreckungsgrad, Relationstemperatur und Relaxationsgrad ins Gleichgewicht, um so die unterschiedliche Farbabweichung (DDV) des Fadenschar verstreckten Garnproduktes zu minimieren. Die Schrumpfung nach Abkochen (BOS) wird nach der in der US-PS 3772872, Spalte 2, Zeile 49 bis Spalte 3, Zeile 66 beschriebenen Methode gemessen.

Die Heißfixierungsschrumpfung nach Abkochen (HSS/ABO) wird gemessen, indem ein Strang des zu prüfenden Garns in kochendes Wasser getaucht und dann in einen heißen Labortrockenschrank gebracht und die Schrumpfung gemessen wird. Im besonderen wird ein 500-g-Gewicht an einen 3000-Denier-Strang des Prüfgarns (Schleife von 6000 Denier) so angehängt, daß die auf das Garn wirkende Kraft 83 mg/d beträgt, und die Stranglänge wird gemessen (L 1). Danach wird das 500-Gramm-Gewicht gegen ein 30-Gramm-Gewicht ausgetauscht, und der mit dem Gewicht versehene Strang wird 20 Minuten lang in kochendes Wasser getaucht und danach 20 Minuten an der Luft getrocknet. Der Strang wird 4 Minuten in einem 175°C heißen Labortrockenschrank aufgehängt, danach entnommen und das 30-Gramm-Gewicht wird durch ein 500-Gramm-Gewicht ersetzt, und die Stranglänge wird gemessen (L2). Die „Heißfixierungsschrumpfung nach Abkochen" wird nach folgender Formel berechnet:

L1 - L2 Heißfixierungsschrumpfung nach Abkochen (%) = χ 100

Die Heißfixierungsschrumpfung nach Abkochen (HSS/ABO) ist im typischen Fall größer als die BOS, d. h., die Garne schrumpfen bei der Trockenfixierung bei 175⁰CABO weiter, was zur Erzielung einer gleichmäßigen Färbung und Appretur bevorzugt wird. Die Schrumpfung durch gleichbleibende trockene Hitze (DHS90 und DHS135) wird nach der in der US-PS 4134882, Spalte 11, 11.42-45 beschriebenen Methode gemessen, mit der Ausnahme, daß die Temperaturen im Labortrockenschrank 90⁰C, 135°C bzw. 175⁰C anstatt 160°C betragen.

Die Kontraktion innerhalb von 24 Stunden ist ein Maß der Garnkontraktion nach Ablauf von 24 Stunden. Sie wird durch 2stündiges Aufhängen von 150cm langen Stücken des Probegarns bei 70 ± 2°Fund 65 ± 2% RH (relative Luftfeuchte) in Schlingenform, an einem geeigneten Träger und durch Anhängen eines Gewichts an die Schlinge bestimmt, wobei das Gewicht auf die Schlinge eine Spannung von 0,1 g/d ausübt. Die Länge der Schlinge (LI) wird gemessen, das Gewicht entfernt, danach läßt ma das Garn 24 Stunden altern und hängt nochmals das Gewicht an und mißt die Länge der Schlinge (L2).

L1 - L2 Kontraktion nach 24Stunden (%) = x 100

Die auf dem Garn befindliche Appretur (FOY) wird gemessen, indem eine Probe des mit Appretur versehenen Garns in Tetrachlorethylen gebracht wird, wodurch die Spinnpräparation entfernt wird. Die vom Garn entfernte Präparationsmenge wird mit Hilfe von Infrarot-Verfahren bei 3,4 (2940cm"¹) in Abhängigkeit von Perchlorethylen bestimmt. Die Absorbanz ist ein Maß aller lösungsmittellöslichen Verbindungen in der Spinnpräparation. FOY wird nach folgender Formel berechnet:

Gewicht der dem Garn entzogenen Präparation Ausgangsgewicht des die Präparation enthaltenden Garns

Eine 7,5%ige wäßrige Emulsion der folgenden Kombination von Bestandteilen stellt eine geeignete Spinnpräparation dar: etwa 43Teile (alle Bestandteile der Spinnpräparation sind Masseteile) Kokosöl, etwa 22 Teile C₁₄ Alkohol-(PO)_x(EO)_y/(PO)_z-Copolymer, worin χ 5-20 (vorzugsweise 10); Y 5-20 (vorzugsweise 10) und Z 1-10 (vorzugsweise 1,5) sein kann; etwa 22 Teile eines gemischten (C₁₀) Alkoholethoxylats (> 10 Mol Ethylenoxideinheiten), etwa 9 Teile eines Alkyl enthaltenden Polyethylenglycolesters, etwa 4 Teile eines Kaliumsalzes einer Fettsäure, und etwa 0,5 Teile (Alkylphenyl)₃phosphit. Die Spinnpräparation wird nach bekannten Methoden in einer Menge von etwa 0,5% FOY auf das Garn aufgebracht. Der Verwirbelungsgrad des Polyamidgarns wird mit der Nadelmethode gemessen, bei der eine Nadel in ein laufendes Garn eingebracht wird und die Garnstrecke (in cm) zwischen dem Punkt,an dem die Nadel in das Garn eingebracht wurde und dem Punkt im Garn, an dem eine vorher bestimmte, auf die Nadel wirkende Kraft erreicht ist, gemessen wird. Bei Garnen von > 39 Denier beträgt diese Kraft 15 Gramm; bei Garnen von < 39 Denier beträgt diese Kraft 9 Gramm. Zwanzig Werte werden abgelesen. Für jede Länge zwischen den beiden Punkten wird nur die ganze Zahl verwendet, die Dezimalstelle und Null werden weggelassen, und der Logarithmus zur Grundzahl 10 wird von dieser ganzen Zahl gebildet und mit 10 multipliziert. Aus den Ergebnissen für jede der 20 Ablesungen wird ein Mittelwert gebildet und als Verwirbelungsgrad registriert. Bauschigkeit (Kräuselung) und Schrumpfung texturierter Garne können auf folgende Weise mit Hilfe des Lawson-Hemphill Textured Yarn Test Systems (TYT) (Prüfsystem für Texturgarne) gemessen werden: Als Prüfgerät geeignet ist Modell 30, das von Lawson-Hemphill Sales, lc, P.O. Drawer 6388, Spartansburg,SC bezogen werden kann. In folgender Reihenfolge werden vier Messungen der Garnlänge vorgenommen: (1) Länge unter ganz geringer Spannung (Garnkräuselung vorhanden) (L 1); (2) Länge unter zur Entkräuselung ausreichender Spannung (L2); Länge bei Erwärmung zur weiteren Entwicklung der Kräuselung unter sehr gering er Spannung (Kräuselung ist vorhanden) (L 3); (4) endgültige Garnlänge (L 4) unter einer, zur Entkräuselung des Garns ausreichenden Spannung. Die Kräuselung wird nach der Formel

Kräuselung (%) = — — x 100

1-2

berechnet.

Die Schrumpfung wird nach der Formel

Schrumpfung (%) = — — χ ιοθ

L2

berechnet.

Die folgenden Prüfbedingungen wurden eingehalten: Probenlänge-10m; Probengeschwindigkeit- 100m/min; Heizkörpertemperatur-120⁰C; zum Eichen des Sensors in der ersten Zone wird für Garne von etwa 40 Denier ein Gewicht von etwa 400 mg verwendet, und 200 mg für Garne von etwa 20 Denier. In der zweiten Zone ist die Geschwindigkeit des Lieferwerkes so eingestellt, daß zwischen den Zwischenwalzen und der Lieferwalze der zweiten Zone eine Voreilungsspannung von 2g vorhanden ist, und am Sensor der zweiten Zone wird ein Gewicht von 20 Gramm verwendet.

Die Texturierspannung vor der Scheibe (T1) und nach der Scheibe (T2), die als Gramm pro ursprünglichem Denier ausgedrückt werden, können mit Hilfe des Rothschild ElectronicTensiometers (elektronischer Spannungsmesser) gemessen werden. Modell R-1192A funktioniert beifolgenden Bedingungen: Meßkopf für 0 bis 100 Gramm; Bereich = 25 (Skala zeigt 0 bis 40g an); mit dem Lawson-Hemphill Tensiometer Calibration Device geeicht. Der Rothschild Tensiometer und das Lawson-Hemphill Tensiometer Calibration Device sind erhältlich bei Lawson-Hemphill Sales, Inc., PO Drawer 6388, Spartansburg, SC. Die Spannung vor der Scheibe (T 1) kann auch als Beanspruchung O₁ ausgedrückt werden, wo σ, die Beanspruchung vor der Scheibe, σ, = T₁ x texturierendes Streckverhältnis (TDR) und die Beanspruchung nach der Scheibe, O₂ = σ, χ (T₂ZT₁) ist. Ein anderer wichtiger Texturierungskennwert, das Texturstreckmodul (Μγο) ist die Veränderung der Beanspruchung vor der Scheibe (Δσι), dividiert durch die Veränderung des texturierenden Streckverhältnisses ATDR (d.h. Mtd + Ao₁ZATDR).

1 ie Dynamische Streckbeanspruchung (oqd), ausgedrückt als | Streckenspannung X Streckenverhältnis | wird beim Strecken des zu prüfenden Garns während der Erwärmung gemessen. Das geschieht am bequemsten, indem man das Garn von einer Gruppe Druckrollen, die sich mit einer Umfansgeschwindigkeit von etwa 50mZmin drehen, durch ein zylindrisches beheiztes Rohr mit einer Temperatur von 75⁰C ± 2°C, einem Durchmesser von 1,3cm Durchmesser und einer Garndurchgangslänge von 1m geleitet und danach zu einer zweiten Gruppe Druckrollen geführt wird, die zuerst mit gleicher, dann höherer Geschwindigkeit wie die erste Gruppe laufen, so daß das Garn zwischen den Druckrollengruppen im Verlaufe von 20 Sekunden von dem Anfangsstreckverhältnis von 1,0 X auf das endgültige Verhältnis von 1,60 X gestreckt wird. Die Kurve für die dynamische Belastung (g) - das Streckverhältnis wird mit Hilfe eines Streifenschreibers aufgezeichnet. Die dynamische Streckbeanspruchung (o_DD), ausgedrückt in Gramm pro verstrecktes Denier, wird definiert als die dynamische Streckspannung (DDT), ausgedrückt als Gramm pro ursprüngliches Denier, multipliziert mit dem Streckverhältnis DR (d.h. a_DD = DDT[gZd] χ DR). Das dynamische Streckmodul (M_Do) wird als die Veränderung der Streckbeanspruchung (Δσ₀₀) pro Veränderung des Streckverhältnisses (DR) definiert (also M_DD = Ao_Dd/ADR). Die dynamische σ_Οο und Mod werden bei einem Streckverhältnis von 1,35 X und einer Temperatur von 75°C gemessen. Die Temperatur von 75°C wurde gewählt, weil sie ungefähr der Temperatur entspricht, bei der die maximale Schrumpfspannung unmittelbar vor Beginn der Kristallisationskeimbildung zu verzeichnen ist und die aus diesem Grunde charakteristischer für das Garn oberhalb seiner Umwandlungstemperatur zweiter Ordnung ist, jedoch bevor es zu wesentlichen Veränderungen durch Rekristallisation kommt.

Torsionsmodul (Μγ): Die Torsionseigenschaften einer Faser haben einen beträchtlichen Einfluß auf die Zwirn- oder Texturiereignung der Faser. Die erfindungsgemäßen Garne haben ein Torsionsmodul (M_T), das 15 + % unter demjenigen der N 66-Homopolymergame liegt. Das Prinzip dieser Untersuchung ist eine Drehmoment-Ausgleichs-Methode, in der der Prüfkörper bis zu einem bestimmten Winkel gedreht und das in ihm erzeugte Drehmoment das Drehmoment ausgleicht, das von einer rotierenden viskosen Flüssigkeit bekannter Viskosität erzeugt wird. Die Torsions-Spannungs-Dehnungs-Kurven werden von dem Drehmoment als Funktion der Zwirnkurven berechnet, die mittels eines Toray Torsional Rigidity Analyzers (Drehsteifigkeitsanalysegerät) (Today Industries Inc., Otsu,Shiga 520, Japan), das von M.Okabayashi u.a. im Textil Research Journal, 46 [1976] S. 429 ff. beschrieben wurde, an einer Probe von 2,05cm Länge, 60 Drehungen, 2 Sek. Probenahmehäufigkeit, S-20 Viskosität Standard Oil, das von Cannon Instrument Co., State College, Pa., geliefert wurde, gemessen. Die Meßdaten sind in bezug auf temperaturabhängige Viskositätsveränderungen der Flüssigkeit und das Torsionsmodul, das nach der von W. F. Knoff in The Journal of Material Science Letters, Jg.6, Nr. 12 (1987), S. 1392 beschriebenen Methode berechnet wurde, korrigiert. Ein anderes für diese Messung geeignetes Instrument ist der KES-Y-1-X Fiber Torsional Tester (Fasertorsionsprüfgerät), das von der Kato Techn. Co., Inc., Kyoto, Japan hergestellt wird.

Die Dichte der Polyamidfaser wird mit Hilfe der Dichtegradientensäulen-Standardmethode mittels flüssigem Tetrachlormethan und Heptan bei 25°C gemessen.

Das Schmelzverhalten einschließlich der Anfangsschmelzrate wird mit einem Differential Scanning Calorimeter (DSC) oder einem Differential Thermal Analyzer (DTA) gemessen. Für diese Messung sind mehrere Geräte geeignet. Eines ist der Du Pont Thermal Analyzer, der von E. I. Du Pont de Nemours and Company, Wilmington, De., hergestellt wird. Proben von 3,0 ± 0,2 mg werden in mit Deckeln versehene Aluminiumkapseln gegeben und in einer vom Gerätehersteller mitgelieferten Kräuselvorrichtung gekräuselt.

Zur Messung des Schmelzpunktes (T_M) werden die Proben mit einer Geschwindigkeit von 20°CZmin erwärmt, und eine Geschwindigkeit von 50°C/min wird genutzt, um geringere Temperaturübergänge nachzuweisen, die man wegen der schnellen Rekristallisation während der Erwärmung des Garns normalerweise nicht sehen kann. Die Erwärmung findet unter einer Stickstoffatmosphäre (Zufluß 43mIZmin) statt.

Man verwendet dafür die vom Gerätehersteller mitgelieferte Glasglocke. Nach dem Schmelzen der Probe wird die Wärmeabgabe bei der Abkühlung bestimmt, indem die Probe um 10°CZmin unter Stickstoff atmosphäre abgekühlt wird. Der Schmelzpunkt (Tm) des erfindungsgemäßen Garnes liegt für jeweils einen Masseanteil in% Comonomerim Copolymer um 1⁰C unter der für ein Copolymer im Vergleich zum Homopolymer erwarteten Temperatur. Die von der Anfangssteigerung der Schmelzkurve veranschaulichte Schmelzrate, die als Höhe des ersten derivativen Peaks gemessen wird, ist jedoch überraschenderweise Weise im erfindungsgemäßen Garn fast 50% höher als im Vergleichsgarn.

Die optischen Parameter der Fasern werden nach der von Frankfort und Knoxin der US-PS 4134882, von Spalte 9, Zeile 59 bis Spalte 10, Zeile 65 beschriebenen Methode mit folgenden Ausnahmen und Ergänzungen gemessen. Erstens wurde an Stelle von Polaroidfilm T-410und 1000X Vergrößerung hochempfindlicher 35 mm Film, der für die Aufnahme von Oszilloskopkurven entwickelt wurde, verwendet und 300fache Vergrößerung wurde zur Dokumentation der Interferenzmuster genutzt. Geeignete elektronische Bildanalysemethoden können ebenfalls eingesetzt werden. Zur Korrektur eines Schreibfehlers wird zweitens in Spalte 10, Zeile 26 das Wort „than" (als) durch „and" (und) ersetzt. Da die erfindungsgemäßen Fasern sich von den in 4134882

beschriebenen unterscheiden, werden zusätzliche Parameter, die für die gleichen η || und η ±-Verteilungen bei ± 0,05 berechnet wurden... (Satz unvollständig im Original d. Ü.). Hier bezieht sich ± auf die entgegengesetzten Seiten vom Mittelpunkt der Faserabbildung. Der isotropische Brechungsindex (RISO) bei ± 0,5 wird aus der Beziehung RISO (0,05) = ([n||][0,05] + 2[nX][0,05])/3

bestimmt.

Schließlich wird der Mittelwert eines optischen Parameters als Mittelwert der beiden Werte bei + 0,05 definiert, z.B.:

RISO = (RISO[0,05] + RISO[-0,05]) - /2

das gleiche gilt für die Doppelbrechung.

Index der Kristallvollendung und scheinbare Kristallitgröße: Der Index Kristallvollendung und die scheinbare Kristallitgröße sind von Röntgenbeugungsaufnahmen abgeleitet. Das Beugungsmuster der Fasern dieser Zusammensetzungen ist durch zwei auffällige Röntgen-Äquatorialstrahlreflexionen mit Peaks, die bei einem Streuwinkel von etwa 20-21° und 23°-ö auftreten, charakterisiert.

Röntgenbeugungsmuster dieser Fasern erhält man mit einem Röntgendiffraktometer (Philips Electronic Instrumente, Mahwah, N.J., Katalognr. PW 1075/00), das nach dem Reflexionsprinzip funktioniert und mit einem Monochromator für den gebeugten Strahl und ein Szintillationszählrohr versehen ist. Die Intensität wird mit einem Meßgerät gemessen und von einem computergestützten Datensammlungs-Datenverdichtungssystem registriert. Mit folgenden Geräteeinstellungen erhält man die Beugungsmuster:

Abtastgeschwindigkeit 1⁰C 2 θ pro Minute Intervallschritt 0,025° 2O Abtastbereich 6° bis 38°, 2-0 und Impulshöhenanalysator „Differential".

Sowohl für die Messungen des Index der Kristallvollendung als auch der scheinbaren Kristallitgröße werden die Beugungsdaten von einem Computerprogramm verarbeitet, das die Daten glättet, die Ausgangslinie bestimmt und die Orte und Höhen der Peak mißt.

Die Röntgenbeugungsmessung der Kristallinität in 66 Nylon, 6 Nylon und Copolymeren von 66 und 6 Nylon ist der Index der Kristallvollendung (CPI) (nach P. F. Dismore und W.O. Station, J. Polym. Sei., Part C, Nr. 13 [1966], S. 133-148). Es wird beobachtet, daß die zwei Peaks bei 21° und 23° 2 & sich verschieben. Die Kristallinität nimmt zu, je weiter sich die beiden Peaks voneinander entfernen und sich Positionen nähern, die den auf den Bunn-Garner66-Nylon-Struktur basierenden „idealen" Positionen entsprechen. Die Verschiebung des Standortes des Peaks liefert die Grundlage der Messung des Index der Kristallvollendung bei 66 Nylon:

_ [d(außen)/d(innen)] - 1

" O7S9 ¹⁰°

wod(außen) und d(innen) dieBraggschen „d" Abstände für die Peaks bei 23° bzw. 21° sind, und der Nenner 0,189 der Wert für d(100)/d(010) für ein gut auskristallisiertes 66 Nylon ist, wie Bunn und Garner (Proc. Royal Soc. [London], A189,39,1947) dargelegt haben. Eine gleichwertige und nützlichere Gleichung, die auf 2 ©Werten basiert, lautet:

CPI = [2 ö(außen)/2 Rinnen) - 1] x 546,7

Scheinbare Kristallitgröße: Die scheinbare Kristallitgröße wird ausgehend von Messungen der Peakbreite bei halber Höhe der Äquatorialbeugungspeaks berechnet. Da die beiden Äquatorialpeaks überlappen, beruht die Messung der Peaks bei halber Höhe auf der halben Breite bei halber Höhe. Bei dem Peak bei 20°-21° wird die Position des Peaks beim halben Maximum berechnet, und der Wert von 2-θ für diese Intensität wird auf der Seite des geringeren Winkels gemessen.

Die Differenz zwischen diesem Wert von 2 4 und dem 2-O-Wert bei maximaler Peakhöhe wird mit zwei multipliziert, um die Breite des Peaks bei halber Höhe oder die „Linien"-Breitezu ermitteln. Beim Peak bei 23° wird die Position des Peaks beim halben Maximum berechnet, und der 2-0-Wert für diese Intensität wird auf der Seite des hohen Winkels gemessen; die Differenz zwischen diesem 2Ö-Wert und dem 2©-Wert bei maximaler Peakhöhe wird mit zwei multipliziert, um die Breite des Peaks bei halber Höhe zu ermitteln.

Bei dieser Messung wird nur die von dem Meßgerät verursachte Verbreiterung korrigiert; alle anderen Verbreitungswirkungen werden als Ergebnis der Kristallitgröße angesehen. Wenn „B" die gemessene Linienbreite der Probe ist, dann lautet die korrigierte „beta"-Breite

wo „b" die Konstante der gerätebedingten Verbreiterung ist.„b" wird durch Messung der Linienbreite des Peaks bei etwa 28° 2 θ im Beugungsmuster einer Probe von Siliziumkristallpulver bestimmt

Die scheinbare Kristallitgröße (ACS) wird bestimmt durch

ACS = (KA)/(ßcos^),wo

K als eins angenommen wird;

λ ist die Wellenlänge der Röntgenstrahlen (hier 1,5418 Ä),

β ist die korrigierte Linienbreite in rad; und

O ist die Hälfte des Braggschen Winkels (der halbe 2 O-Wert des ausgewählten Peaks, der dem Beugungsmuster entnommen wurde.)

Röntgenorientierungswinkel: Ein Bündel von Elementarfäden mit einem Durchmesser von etwa 0,5 mm wird sorgfältig so um eine Probenhalterung geschlungen, daß die Elementarfäden im wesentlichen parallel verlaufen. Die Elementarfäden in der gefüllten Probenhalterung werden einem Röntgenstrahl ausgesetzt, der von einem Philips Röntgenerator (Modell 12045B), zu beziehen von Philips Electronic Instruments, erzeugt wird. Das Beugungsmuster der Probenelementarfäden wird auf Kodak DEF Diagnostic Direct Exposure X-ray Film (Röntgenfilm für direkte Bestrahlung zu diagnostischen Zwecken) (Katalognr. 154-2463) der in einer Warhus-Lochkamera eingesetzt wird, aufgenommen. Die Kollimatoren in der Kamera weisen einen Durchmesser von 0,64 mm auf. Die Bestrahlung wird etwa 15 bis 30 Minuten (oder so lange, bis das zu messende Beugungsmerkmal mit einer optischen Dichte von —1,0 aufgenommen ist) fortgesetzt. Ein digitalisiertes Bild des Beugungsmusters wird mit einer Videokamera aufgezeichnet. Die übertragenen Intensitäten werden mit Hilfe schwarz-weißer Bezugsgrößen geeicht, und die Graustufenskala (0-255) wird in optische Dichte umgerechnet. Das Beugungsmuster von 66-Nylon, 6-Nylon und Copolymeren von 66 bis 6 Nylon hat bei 2 θ zwei auffällige Reflexionen von etwa 20°-21° und 23°, die äußere (—23°) Reflexion genutzt, um den Orientierungswinkel zu messen. Ein einer azimutalen Spur durch die zwei ausgewählten Äquatorialpeaks (d. h. der äußeren Reflexion auf jeder Seite des Musters) gleichwertiges Datenfeld wird durch Interpolation aus der digitalen Bilddatei erzeugt; das Feld ist so konstruiert, daß ein Datenpunkt einem Drittel Bogengrad entspricht.

Es wird davon ausgegangen, daß der Orientierungswinkel (OA) die in Grad ausgedrückte Bogenlänge bei der optischen Dichte des halben Maximums ist (die dem Winkel gegenüberliegenden Punkte von 50% der maximalen Dichte) der Äquatorialpeaks, die wegen der Untergrundstrahlung korrigiert wurden. Dieser Winkel wird aus der Anzahl der Datenpunkte zwischen den Punkten für halbe Höhe auf jeder Seite des Peaks berechnet (wobei man sich der Interpolation bedient, es handelt sich hier nicht um eine Integralzahl). Beide Peaks werden gemessen und der Mittelwert aus den beiden Messungen ist der Orientierungswinkel.

Langperiodischer Abstand und normierte Langperiodische Intensität.

Der langperiodische Abstand (LPS) und die langperiodische Intensität (LPI) werden mit einem Kratky Kleinwinkeldiffraktometer gemessen, das von der Fa Anton Paar K. G., Graz, Österreich, hergestellt wird. Das Diffraktometer ist an einer Strichfokus-Beobachtungsöffnung eines Philips XRG 3100 Röntgengenerators installiert, der mit einer bei 45KV und 40ma funktionierenden langbrennweitigen Feinfokus-Röntgenröhre ausgerüstet ist. Der Röntgenstrahlenbrennfleck ist bei einem Winkel von 6° sichtbar und die Strahlenbreite wird mit einem 120 pm breiten Einflaßschlitz definiert. Die Kupfer K-alpha-Strahlung aus der Röntgenröhre wird mit einem 0,7 mil (1mil = 25,4pm) Nickelfilter gefiltert und mit einem Nal(TI)-Szintillationszähler, der mit einem Impulshöhenanalysator versehen ist, der so eingestellt ist, daß 90% der CuK-alpha-Strahlung symmetrisch hindurchgeht, nachgewiesen.

Die Nylonproben werden hergestellt, indem die Fasern parallel zueinander um eine mit einer 2cm im Durchmesser messenden Öffnung versehenen Halterung gewickelt werden. Die von den Fasern bedeckte Fläche beträgt etwa 2cm mal 2,5cm, und eine typische Probe enthält etwa 1 Gramm Nylon. Die tatsächliche Probenmenge wird bestimmt, indem die durch die Probe bewirkte Schwächung eines starken CuK-alpha-Röntgensignals gemessen und die Dicke der Probe so lange verändert wird, bis die Durchstrahlung des Röntgenstrahl etwa 1/e oder 0,3678 beträgt. Zur Messung der Durchstrahlung wird eine starke Streuquelle in die Beugungsposition gebracht und die Nylonprobe wird vor ihr unmittelbar vor den Strahleneinlaßschlitzen in den Strahlenweg eingebracht. Wenn die gemessene Intensität ohne Schwächung Io und die geschwächte Intensität I ist, dann ist die Durchstrahlung T l/(lo). Eine Probe mit einer Durchstrahlung von 1/e hat eine optimale Dicke, da die gebeugte Intensität von einer Probe mit einer größeren oder geringeren als der optimalen Dicke geringer sein wird als die von einer Probe mit optimaler Dicke.

Die Nylonprobe ist so eingespannt, daß die Faserachse senkrecht zur Strahlenlänge (oder parallel zur Bewegungsrichtung des Detektors) verläuft. Bei einem Kratky-Diffraktometer mit horizontalem Strichfokus verläuft die Faserachse senkrecht zur Tischplatte. Zwischen 0,1 und 4,0 Grad 2-β werden auf folgende Weise 180 Punkte abgetastet: 81 Punkte mit Intervallschritten von 0,0125 Grad zwischen 0,1 und 1,1 Grad; 80 Punkte mit Intervallschritten von 0,025 Grad zwischen 1,1 und 3,1 Grad; 19 Punkte mit Intervallschritten von 0,05 Grad zwischen 3,1 und 4,0 Grad. Die Abtastdauer beträgt jeweils 1 Stunde, die Zähldauer für jeden Punkt 20 Sekunden. Die so erhaltenen Daten werden mit einem beweglichen parabelförmigen Fenster geglättet und die gerätebedingte Hintergrundstreuung wird subtrahiert. Der gerätebedingte Hintergrundstreuung wird subtrahiert. Der gerätebedingte Hintergrundwert, d.h. die Abtastung ohne Probe, wird mit der Durchstrahlung T multipliziert und Punkt für Punkt von der für die Probe erhaltenen Abtastung abgezogen. Die Datenpunkte für die Abtastung werden dann für die Probendicke korrigiert, indem sie mit einem KorrekturfaktorcF = -1,0 (eT In[T]) multipliziert werden. Hieriste die Basis des natürlichen Logarithm us und In(T) ist der natürliche Logarithmus von T. Da T kleiner als 1 ist, ist Hn(T) immer minus und CF stets plus. Auch wenn T = 1/e,dannCF = 1 für die Probe optimaler Dicke. Aus diesem Grund ist CF stets größer als 1 und korrigiert die Intensität einer Probe mit anderer als optimaler Dicke für die Intensität, die man beobachtet hätte, wenn die Dicke optimal gewesen wäre. Bei annähernd optimalen Probendicken kann CF im allgemeinen bei unter 1,01 gehalten werden, so daß die Korrektur für die Probendicke weniger als ein Prozent beträgt, was innerhalb des Unsicherheitsbereichs liegt, der von der Zählstatistik bestimmt wird. <

Die gemessenen Intensitäten rühren von FR Reflexionen her, deren Beugungsvektoren parallel zur Faserachse verlaufen. Bei den meisten Nylonfasern wird eine Reflexion in der Nähe von 1 Grad 2 β beobachtet. Um die genaue Position und Intensität dieser Reflexion zu bestimmen, wird zuerst eine Hintergrundlinie unterhalb des Peaks tangential zur Beugungskurve bei Winkeln, die sowohl größer als auch geringer als der Peak sind, gezogen. Eine Linie, die parallel zur tangentialen Hintergrundlinie verläuft, wird dann tangential zum Peak in der Nähe seines scheinbaren Maximums, jedoch im allgemeinen bei einem etwas höheren 2 θ-Wert gezogen. Der 2Ö-Wert an diesem Berührungspunkt wird als die Position gewertet, da es die Position des Maximums wäre, wenn die Proben-Hintergrundwerte abgezogen würden. Der langperiodische Abstand (LPS) wird anhand der Braggschen Reflextionsbedingung unter Verwendung der so erhaltenen Position berechnet. Bei kleinen Winkeln reduziert er sich auf

LPS = \/sin(2£)

Die Intensität des Peaks LPI wird als die vertikale Entfernung ausgedrückt in Zählungen pro Sekunde zwischen dem Berührungspunkt der Kurve und der unter ihm liegenden Hintergrundlinie definiert.

Das Kratky Diffraktometer ist ein Einstrahlgerät und die gemessenen Intensitäten sind bis zur Standardisierung willkürlich. Die gemessenen Intensitäten können je nach Gerät wegen der Alterung der Röntgenröhre, Unterschieden bei der Ausrichtung, Drift

und Verschlechterung des Szintillationskristalls unterschiedlich sein. Um den quantitativen Vergleich mehrerer Proben zu ermöglichen, wurden die gemessenen Intensitäten normiert, indem sie mit einer stabilen Bezugsprobe in Beziehung gesetzt wurden. Bei dieser Bezugsprobe handelte es sich um eine Nylon 66-Probe (T-717 Garn von E. I. du Pont Co., Wilmington, De.), das im ersten Beispiel dieses Patents als Liefergarn (Liefergarn 1) verwendet wurde.

Schallmodul: Der Schallmodul wird nach der von Pacofsky in der US-PS 3748844, Spalte 5, Zeilen 17 bis 38 beschriebenen Methode gemessen. Die Offenbarung des genannten Patents ist durch Bezugsnahme hierin eingeschlossen, mit der Ausnahme, daß die Fasern vor dem Test 24 Stunden bei 70⁰F (21⁰C) und 65% relativer Feuchtigkeit konditioniert wurden und man die Nylonfasern bei einer Spannung von 0,1 g/d anstatt der in dem Bezugspatent genannten 0,5-0,7 g/d für die Polyesterfasern laufen ließ.

Beschleunigtes Alterungsverfahren für Oligomerablagerungen:

Ein Garnwickel wird 168 Stunden lang in eine Umgebung mit kontrollierter Temperatur (37,8°C) und Feuchtigkeit (90% RH) gegeben und danach 24 Stunden lang bei 2O⁰C und 50% RH konditioniert. Nach dem Konditionieren werden 18000 Meter Garn mit einer Geschwindigkeit von 500 m pm über eine auf 0,1 Gramm/Denier vorgespannte keramische Fadenführung gezogen. Die an der Fadenführung sich bildenden Ablagerungen werden in Methanol einer vorher gewogenen Aluminiumschale aufgelöst. Man läßt das Methanol verdunsten, und wiegt Schale und Ablagerungen. Die Gewichtszunahme der Schale ist auf die Ablagerungen zurückzuführen. Die Menge der Ablagerungen wird ausgedrückt in Gramm Ablagerung pro Gramm Faser mal 10⁶. Die Ablagerungsrate nimmt im allgemeinen mit steigender RV zu. Die Einarbeitung von MPMD in Nylon 66-Polymer ermöglicht die Verwendung eines Polymers mit geringerer RV bei hohen Spinngeschwindigkeiten, um ein Gleichgewicht zwischen Streckspannungen von weniger als 1,2g/d und einer annehmbar geringen Ablagerungsrate zu erhalten. „Kreuzpolarisation kombiniert mit „magic angle spinning" (CP/MAS) sind magnetische Kernresonanzverfahren (NMR), die zum Sammeln von Spektraldaten genutzt werden, die die zwischen Copolymer und Homopolymer bestehenden Unterschiede hinsichtlich der Struktur und Zusammensetzung beschreiben. Insbesondere können NMR Daten, die mit festem Kohlenstoff-13 und Stickstoff-15 mittels CP/MAS gewonnen wurden, genutzt werden, um zu untersuchen, welcher Beitrag, von der kristallinen und der amorphen Phase des Polymers geleistet wird. Solche Verfahren werden von Schafer u.a. in Macromelecules 10,384 (1977) und Schaefer u.a. in J. Magnetic Resonance 34,443 (1979) und kürzlich von Veeman und Mitarbeitern in Macromolecules 22,706(1989) beschrieben.

Anhand der von Veeman in dem vorstehend erwähnten Artikel sowie von VanderHart in Macromolecules 12,1232 (1979) sowie in Macromolecules 18,1663 (1985) beschriebenen Verfahren können Informationen über die Struktur der amorphen Phasen des Polymers gesammelt werden.

Parameter, die die Molekülbewegung bestimmen, können mit verschiedenen Methoden gewonnen werden, u.a. C-13TI und C-13Tlrho. DasC-13TI-Verfahren wurde von Torchia entwickelt und in Magnetic Resonance, 30, 613 (1978) beschrieben. Die Messung von C-13Tlrho wird von Schaefer in Macromolecules 10,384(1977) beschrieben. Das natürliche in großer Menge vorhandene N-15 wird für zusätzliche Informationen verwendet, die die Informationen ergänzen, die mit der Kohlenstoff-13 Festkörper NMR-Untersuchung gewonnen wurden. Diese Analyse liefert auch Informationen über die Verteilung der Kristallstrukturen im Polymer, wie Mathias in Polymer Commun. 29,192 (1988) anschaulich dargelegt ist.

MBB Färbbarkeit

Für die MBB Färbbarkeitsprüfung wird eine Menge von 42 jeweils 1 Gramm wiegenden Garnproben vorbereitet. Das geschieht vorzugsweise, indem das Garn auf kleine Schalen aufgebracht wird. 9 Proben sind Kontrollen, die anderen Proben werden in die Prüfung einbezogen.

Alle Proben werden dann durch Eintauchen in 54 Liter einer wäßrigen Farbflotte aus 140ml einer Standardpufferlösung und 80 ml 1,22% Anthrachinon Milling Blue Bl (Abkürzung MBB) (C. I. Säureblau 122) gefärbt. Der pH des letzten Flotte beträgt 5,1. Die Temperatur der Lösung wird ausgehend von der Raumtemperatur um 3-10~/min auf T_DYE (Farbstoffübergangstemperatur, d.h.

die Temperatur, bei der es zu einem starken Anstieg der Farbstoffaufnahmerate kommt) erhöht und 3-5 Minuten auf dieser Temperatur gehalten. Die gefärbten Proben werden gespült, getrocknet und mittels Reflexionskolorimeter auf ihre Farbtiefe gemessen.

Die Farbwerte werden durch Berechnung der K/S-Werte aus den abgelesenen Remissionswerten bestimmt. Die Gleichungen lauten:

MBB Färbbar

wo R der Remissionswert ist. Der Wert von 180 wird genutzt, um die Färbbarkeit der Kontroll probe anzupassen und zu normieren.

ABB Färbbarkeit

Ein Probensatz wird auf die gleiche Weise vorbereitet wie für die MBB Färbbarkeit. Alle Proben werden dann durch Eintauchen in 54 Liter einer wäßrigen Farbflotte auf 140 ml einer Standardpufferlösung, und 100 ml 10% Merpol LFH (ein flüssiges, nichtionisches Detergens von E. I. du Pont de Nemours und Co.), und 80 bis 500ml von 0,56% ALIZARINE CYANINE BLUE SAP (abgekürzt ABB) (C. I. Säureblau 45) gefärbt. Das abschließende Bad hat einen pH von 5,9. Die Lösungstemperatur wird ausgehend von der Raumtemperatur um 3-10~/min auf 120~C erhöht, und bei dieser Temperatur 3 bis 5 Minuten gehalten. Die gefärbten Proben werden gespült, getrocknet und die Tiefe der Färbung wird mittels Reflexionskolorimeter gemessen. Die Farbwerte werden durch Berechnung der K/S-Werte aus den abgelesenen Remissionswerten ermittelt. Die Gleichungen lauten:

ABB Färbbarbeit = x 180 UND K/S =

K/S KONTROLLE 2R

worin R = der Reflexionswert ist. Der 180-Wert wird verwendet, um die Kontrollprobenfärbbarkeit auf eine bekannte Base einzustellen und zu normieren.

% CV von K/S, das auf Flächengebilden gemessen wurde, gibt einen Hinweis auf LMDR. Ein hoher LMDR entspricht niedrigen K/S-Werten. Geringe % CV von K/S-Werten sind erwünscht.

Die Farbübergangstemperatur ist die Temperatur beim Färben, bei der die Faserstruktur genügend geöffnet ist, um einen plötzlichen Anstieg der Farbaufnahmerate zu ermöglichen. Sie steht mit der Polymer-Übergangstemperatur zweiter Ordnung, früheren thermomechanischen Behandlungen der Faser sowie die Größe und Konfiguration des Farbstoffmoleküls in Zusammenhang. Aus diesem Grund kann sie als ein indirektes Maß der „Porengröße" der Faser für einen bestimmten Farbstoff angesehen werden.

Die Farbübergangstemperatur kann für den Farbstoff C. I.Säureblau 122 folgendermaßen bestimmt werden: Das Garn wird in einer Flotte, die pro Gramm Garn 800 Gramm Flotte umfaßt, vorgereinigt. Danach werden 0,5 g/l Natriumdiphosphat (TSPP) und 0,5g/l Merpol (R) HCS zugegeben. Die Temperatur der Flotte wird um 3°C/min erhöht, bis sie 60⁰C beträgt. Die Proben werden 15 Minuten auf dieser Temperatur gehalten, danach gespült. Zu beachten ist, daß die Vorreinigungstemperatur die Farbübergangstemperatur der Faser nicht überschreiten darf. Wenn die Farbübergangstemperatur der Reinigungstemperatur zu stark ähnelt, sollte das Verfahren bei einer niedrigeren Reinigungstemperatur wiederholt werden. Die Flotte ist auf 30°C einzustellen und 1 % C. I. Säurblau 122 pro Masseanteil Flächengebilde sowie 5g/l einbasiges Natriumphosphat (M. S. P.) sind zu verwenden. Der pH ist mittels M. S. P. und Ethansäure auf pH 5,0 einzustellen. Die Garnproben sind einzugeben und die Temperatur der Flotte um 3°C/min auf 95°C zu erhöhen.

Bei jeder Temperaturerhöhung der Flotte um 5°C ist eine etwa 25 ml umfassende Probe der Farbflotte zu entnehmen. Die Proben sind auf Raumtemperatur abzukühlen, und die Absorbanz jeder Probe bei der maximalen Absorbanz von etwa 633 nm ist, auf einemSpektrophotometer unter Verwendung einer Wasser-Vergleichsgröße zu messen. Es ist der prozentuale Anteil der vollen Ausfärbung zu berechnen und als Funktion der Flottentemperatur aufzutragen. Entlang der beiden geraden Teile der Kurve sind einander schneidende Linien zu zeichnen. Die Temperatur im Schnittpunkt ist die Farbübergangstemperatur (T_0YE), die ein Maß der Öffnung der Faserstruktur ist. Bevorzugte T_DYE-Werte für Fadenschar-verstreckte Garne liegen unter etwa 65⁰C, speziell unter etwa 6O⁰C.

Das Analysegerät für Denier-Abweichungen (DVA) ist ein nach dem Prinzip von Uster funktionsierendes kapazitives Gerät zur Messung von Denier-Abweichungen am laufenden Faden. Das DVA mißt an einer 240 Meter langen Probe alle 0,5 Meter die Denier-Veränderungen und meldet den %CV dieser Messungen. Es meldet ebenfalls den Denier-Bereich, der das Mittel der hohen minus der niedrigen Werte für acht 30m lange Proben ist. Mit dem DVA ermittelte, in Tabellen zusammengestellte Meßwerte werden als Variationskoeffizienz bezeichnet (DVA %CV).

Dynamische mechanische Analyseversuche werden ebenfalls nach dem folgenden Verfahren durchgeführt. Ein „Rheovibron" DDV-IIc, der mit einem „Autovibron" Rechnerteil der Firma Imass, Inc., Hingham MA und einem IMC-1 Ofen, ebenfalls von der Firma Imass, ausgerüstet ist, werden verwendet. Standardisierte Probenauflagen aus rostfreiem Stahl und Fasernklammern, die ebenfalls von Imass geliefert wurden, werden verwendet. Das zusammen mit dem Autovibron gelieferte Computerprogramm wurde so modifiziert, daß eine konstante, frei wählbare Heizgeschwindigkeit und ein auf den Prüfkörper wirkender statischer Zug im gesamten Temperaturbereich von —30 bis 220⁰C aufrechterhalten werden können. Es wurde auch dahingehend abgewandelt, daß die statische Spannung, die Zeit und die gegenwärtige Prüfkörperlänge an jedem Datenpunkt ausgedruckt werden, so daß der konstante Verlauf der Spannung und Heizrate bestätigt werden und die Schrumpfung in Abhängigkeit von der Temperatur bei konstanter Beanspruchung gemessen werden kann. Dieses Computerprogramm enthält keine Korrekturen für die Masse der Klammern und die Auslenkung der Meßdose. Alle Operationen und Berechnungen mit Ausnahme der genannten werden zusammen mit dem Autovibron von Imass geliefert.

Bei den Prüfungen an erfindungsgemäßen Prüfkörpern wurde eine 0,1 Gramm/Denier (bezogen auf Denier vor der Prüfung) entsprechende statische Spannung verwendet. Eine Heizrate von 1,4 ± 0,1 °C/Minute wird verwendet, und die Testfrequenz beträgt 110Hz. Die computergestützten Geräte lesen alle 1,5 Minuten einen Wert ab, der jedoch wegen der unterschiedlichen Zeit, die der Rechner zur Aufrechterhaltung der konstanten statischen Spannung durch Anpassung der Länge des Prüfkörpers benötigt, nicht konstant ist. Die Ausgangslänge des Prüfkörpers beträgt 2,0 ± 0,1 cm. Der Test wird für den Temperaturbereich von -30 bis 230⁰C durchgeführt. Der Denierwert des Prüfkörpers wird durch Fachen oder Teilen des Garns auf 400 ± 30 eingestellt, um zu gewährleisten, daß die dynamischen und statischen Kräfte sich in der Mitte des Meßbereichs der Meßdose befinden.

Die Position (d.h. die Temperatur) der tan delta und E" Peaks wird nach folgender Methode bestimmt. Zuerst wird die ungefähre Lage eines Peaks anhand einer grafischen Darstellung des entsprechenden Parameters als Funktion der Temperatur geschätzt. Die endgültige Lage des Peaks wird durch die Fehlerquadratmethode eines Polynoms zweiter Ordnung im Bereich von ±10-15 Grad in bezug au diese geschätzte Temperatur bestimmt, wobei man davon ausgeht, daß die Temperatur eine unabhängige Variable ist.

Die Peaktemperatur wird als die Temperatur des Maximums dieses Polynoms gewertet. Die Übergangstemperaturen, d. h. die Temperatur der Wendepunkte, werden auf gleiche Weise bestimmt. Der annähernde Wendepunkt wird aus einer grafischen Darstellung geschätzt. Dann werden genügend Datenpunkte zur Abdeckung des Übergangs von einem scheinbaren Plateaubereich zum anderen an ein Polynom der dritten Ordnung angepaßt/FITTED/, wobei davon ausgegangen wird, daß die Temperatur eine unabhängige Variable ist. Die Übergangstemperatur wird als der Wendepunkt des so erhaltenen Polynoms gewertet. Die E"-Peaktemperatur(T_Emax) bei etwa 100⁰C (vergl. Figur 12) wird als Indikator der alpha Übergangstemperatur (T_A) gewertet. Es ist wichtig, daß sie zur Gewährleistung einer gleichmäßigen Färbbarkeit einen niedrigen Wert (d. h. unter 100⁰C, vorzugsweise unter 95, am besten weniger als 90Ό aufweist.

Methoden zur Bestimmung der Färberate

Es ist bekannt, daß die Färberate von Nylonfasern in starkem Maße von ihrer Struktur abhängig ist. Die radialen und axialen Diffusionskoeffizienten von Farbstoffen in Nylonfasern können nach den Verfahren gemessen werden, die vom Textil Research Institute of Princeton, N.J. in Dye Transport Phenomena, Progress Report Nr. 15 und den darin genannten Literaturhinweisen beschrieben werden. Der Farbstoffverlust aus einer Farbflotte und folglich die Sorption des Farbstoffs durch die Faser und die Berechnung eines Diffusionskoeffizienten aus den Daten ist nach den von H.Kobsa in einer in Textile Research Journal, Jhg. 55, Nr. 10, Oktober 1985 ab Seite 573 veröffentlichten Artikelreihe beschriebenen Verfahren möglich. Eine Abwandlung dieser Methodeistim Hanby Textil Institutein Carey, N. C. verfügbar.

In einer Abwandlung von Kobsas Methode verwendeten wir 2,5g Faser im Lieferzustand und gaben sie in eine Flotte (Turbocolor-100 vom Ahiba-Typ mit einem PC 091-Controller der Fa Ahiba AG, Basel, Schweiz), die 700ml Farbstofflösung aus 0,125g Walkblau BL (Cl. Säureblau 80, obwohl Cl. Säureblau 122 ähnliche Resultate erbringt) enthält. Die Farbstoff lösung wird durch Zugabe von 50ml einer Stammlösung, die 2,5 g Farbstoff pro Liter entionisiertes Wasser, 0,5g Natriumdihydrogenphosphatmonohydrat und 1 Tropfen Dow-Corning Antifoam „B„ (Antischaummittel) enthält, und Auffüllen von entionisiertem Wasser bis zu 1 Liter hergestellt. Der pH der Farbflotte beträgt 4,5 ± 0,02, und die Temperatur ist auf ±2°C geregelt. Eine Sonde von einem Optical Waveguide Specturm Analyzer (Lichtwellenleiter-Spektralanalysegerät) Modell 200, Hersteller Guided Wave Ic. (El Dorado Hills, Ca) wird für die gesamte Zeit in die Ahiba-Farbflotte eingebracht, um Absorbanzveranderungen und folglich Veränderung der Farbstoff konzentration in der Flotte zu messen, und zwar vorzugsweise unter Verwendung der Wellenlänge des Absorbanzmaximu ms in dem Farbstoff Spektrum. Mit dieser Methode wurde sowohl die Zeit- als auch die Temperaturabhängigkeit der Färberate der Fasern gemessen. Vor Abschluß des Färbevorganges können die Fasern zu verschiedenen Zeitpunkten aus der Flotte herausgenommen werden, und das Farbstoffkonzentrationsprofil quer zur Faser kann als Maß der Struktur gemessen werden, wie in den Publikationen des Textile Research Institute beschrieben wurde. Die Temperaturabhängigkeit der Färberate und die Diffusionseigenschaften können ebenfalls als Maß der temperaturabhängigen Strukturveränderungen genutzt werden.

Eine zweite Färbemethode umfaßt die Behandlung der Faser als die stationäre Phase in einem Flüssigchromatographiesystem und den Farbstoff als sorbierendes Material in der mobilen Phase. Verwendet wird ein Flüssigchromatograph von Hewlet Packard, Modell 1084 B, der vom Hersteller Hewlett Packard, PaIo Alto, Ca., mit UV-Detektor geliefert wird, wobei 1 Gramm Fasern in eine 20cm lange Säule aus rostfreiem Stahl mit ¹A Zoll Durchmesser gepackt wird.

Entionisiertes Wasser wird mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 2 ml/min durch die senkrechte Säule nach oben gepumpt. Das Wasser wird durch eine Farbstofflösung ersetzt, die der oben beschriebenen gleicht, bei der jedoch das Antischaummittel weggelassen wurde.

Die Temperatur des Systems wird bei 30⁰C gehalten, obwohl sie auch variiert werden kann, um die Temperaturabhängigkeit der Auswirkungen zu bestimmen. Der Farbstoffgehalt im ablaufenden Wasser wird von dem Detektor, der bei einer Wellenlänge von 584 Nanometer (nm) arbeitet, gemessen, wo die Farbstoffabsorbanz in der Nähe des Maximums ist, verglichen wird mit der Absorbanz bei 450 nm, wo die Farbstoffabsorbanz gering ist. Anfangs ist der Farbstoffgehalt der ablaufenden Flüssigkeit fast Null, dann steigt der Farbstoffgehalt bis zu einem langsam anwachsenden Plateau an. Nach Чг Stunde, d.h. bevor der Farbstoff in der Faser einen Gleichgewichtszustand erreicht hat, wird die in die Säule gepumpte Farbstofflösung durch entionisiertes Wasser ersetzt. Wenn die Wasserfront durch die Säule läuft, setzt die Faser eine Farbstofffront frei, in der die Farbstoffkonzentration höher als in der Farbstofflösung sein kann. Aus den Kurvenanstiegen und den Flächen unter der Absorbanzkurve, die für die ablaufende Flüssigkeit als Funktion des Volumens bestimmt wurde, wurden Unterschiede in den Oberflächenmerkmalen und den Diffusionseigenschaften des Farbstoffs ermittelt.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines texturierten Nylon-66-Multifilgarnes mit einer relativen Viskosität von etwa 50 bis etwa 80, das das Strecktexturieren eines Liefergarnes von etwa 15 bis etwa 250 Denier und mit einer elastischen Dehnung (E_b) von etwa 70 bis etwa 100% bei einer Temperatur von etwa 200°C bis etwa 240⁰C zur Verfügbarmachung eines Texturgarnes mit einer elastischen Dehnung von weniger als 35% umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß die Texturiergeschwindigkeit mindestens 900 Meter pro Minute beträgt und das Liefergarn ein Nylon-66-Polymer ist, das eine geringe Menge eines bifunktionellen Polyamid-Comonomers oder eines nichtreaktionsfähigen Zusatzes enthält, die zur Wasserstoffbrückenbildung mit dem Nylon-66-Polymer fähig sind, und das Garn eine in g/d angegebene Streckspannung (DT) von mindestens etwa 0,8 bis weniger als etwa 1,2 aufweist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Texturiergeschwindigkeit mindestens 1 km/min beträgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Liefergarn so strecktexturiert wird, daß die elastische Dehnung des Texturgarns weniger als etwa 30% beträgt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Liefergarn einem der Ansprüche 7 bis 11 entspricht.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein spinntexturiertes Multifilgarn zuerst nach dem Verfahren nach Anspruch 17 oder 18 hergestellt und später als Liefergarn im Strecktexturierverfahren eingesetzt wird.

6. Teilverstrecktes Nylon-66-Polymer-Multifilgarn von etwa 15 bis etwa 250 Denier und einer elastischen Dehnung (E_b) von etwa 70 bis 100%, wobei das Polymer eine relative Viskosität von etwa 50 bis etwa 80 aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymer eine geringe Menge eines bifunktionellen Polyamid-Comonomers oder eines nichtreaktionsfähigen Zusatzes enthält, die zur Wasserstoffbrückenbildung mit dem Nylon-66-Polymer fähig sind, und das Garn eine in g/d angegebene Streckspannung (DT) von mindestens etwa 0,8 und weniger als etwa 1,2 aufweist.

7. Teilverstrecktes Garn nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymer als bifunktionelles Zusatz-Comonomer eine geringe Menge ε-Aminohexansäure-Monomereinheiten enthält.

8. Teilverstrecktes Garn nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymer als bifunktionelles Zusatz-Comonomer eine geringe Menge 2-Methyl-pentamethyIenadipamid-Einheiten enthält.

9. Teilverstrecktes Garn nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymer als bifunktionelles Zusatz-Comonomer etwa 2 bis etwa 8% in Masseanteilen ε-Aminohexansäure-Monomereinheiten enthält.

10. Teilverstrecktes Garn nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymer als bifunktionelles Zusatz-Comonomer etwa 2 bis etwa 20% in Masseanteilen 2-Methylpentamethylenadipamid-Einheiten enthält.

11. Teilverstrecktes Garn nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymer als bifunktionelles Zusatz-Comonomer etwa 20 bis 40% Masseanteilen 2-Methylpentamethylenadipamid-Einheiten enthält und das Garn nach dem Abkochen eine Schrumpfung von über 10% aufweist.

12. Teilverstrecktes Garn nach Anspruch 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die relative Viskosität etwa 60 bis 70 beträgt.

13. Teilverstrecktes Garn nach Anspruch 8,10 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß die relative Viskosität etwa 50 bis 60 beträgt.

14. Teilverstrecktes Garn nach Anspruch 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Dehnung (E_b) etwa 75 bis etwa 95% und die in g/d angegebene Streckspannung zwischen etwa (140/Eb-0,8) und etwa 1,2 beträgt.

15. Teilverstrecktes Garn nach Anspruch 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß es eine maximale dynamische Dehnungsrate (AUAT)_max von etwa 0,05 bis etwa 0,15%/°C und eine Empfindlichkeit der (AL/AT)_max gegenüber Beanspruchung (σ) d(AL/AT)_max/do von etwa 3 χ 10"⁴bis7 x 10~⁴ (%/°C)/(mg/d) aufweist.

16. Teilverstrecktes Garn nach Anspruch 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Streckmodul (M_D) von etwa 3,5 bis etwa 6,5g/d und eine Streckbeanspruchung (σ₀) von etwa 1,0 bis etwa 1,9g/d, gemessen bei 75°C und einem Streckverhältnis von 1,35X, mit einer scheinbaren Streckenergie (E₀) von etwa 0,2 bis etwa 0,5 (g/d)K aufweist.

17. Verfahren zur Herstellung eines spinntexturierten Multifilgarnes aus Nylon-66-Polymer von etwa 15 bis etwa 250 Denier durch Erspinnen eines Nylon-66-Polymers mit einer relativen Viskosität von mindestens etwa 50 bis etwa 80 mit einer Spinngeschwindigkeit von mindestens etwa 4500 Metern/Minute aus der Schmelze, dadurch gekennzeichnet, daß das Nylon-66-Polymer eine geringe Menge eines bifunktionellen Polyamid-Comonomers oder eines nichtreaktionsfähigen Zusatzes enthält, die in der Lage sind, mit dem Nylon-66-Polymer Wasserstoffbrücken zu bilden.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit über 5000mpm beträgt.

19. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit nicht mehr als etwa 6500mpm beträgt und es eine Spinnproduktivität (P_s) von mindestens etwa 8000 und eine in g/d angegebene Streckspannung (DT) von weniger als etwa (Ps/5000-0,8) und weniger als etwa 1,2 aufweist.

20. Verfahren nach Anspruch 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die folgenden Spinnbedingungen eingehalten werden: Temperatur der Polymerschmelze (T_p): etwa 280 bis etwa 300°C; Kapillardurchmesser (D) der Spinndüse zwischen etwa 0,15 und etwa 0,3mm; Verhältnis zwischen Länge und Durchmesser (L/D) mindestens etwa 1,75; Verhältnis L/D⁴ mindestens etwa 100 mm~³; Abschrecken der frisch aus der Schmelze ersponnenen Elementarfäden in einem Luftstrom mit über etwa 50% RH bei einer Temperatur von etwa 10⁰C bis etwa 30°C und einer Geschwindigkeit von etwa 10 bis etwa 50m/min, und Vereinigung der Elementarfäden in einer Entfernung von weniger als 1,5m von der Spinndüse.

21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser (D) der Spinndüsenkapillaren etwa 0,15 bis etwa 0,25 mm, das L/D-Verhältnis mindestens etwa 2 und das L/D⁴-Verhältnis mindestens etwa 150mrrT³ betragen, die Abschreckluft mindestens etwa 70% RH aufweist und die Vereinigung in einer Entfernung von weniger als etwa 1,5m von der Spinndüse erfolgt.

22. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Vereinigung in einer Entfernung von weniger als 1,25 m erfolgt.

23. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die frisch abgeschreckten, aus der Schmelze ersponnenen Elementarfäden mittels eines mit Meßvorrichtung versehenen Spitzenapplikators vereinigt und ohne Einsatz von Galetten zu einem Wickel aufgewunden werden.

24. Texturiertes Nylon-66-Multifilgarn, das eine elastische Dehnung (E_b) von weniger als etwa 35% und eine relative Viskosität von etwa 50 bis etwa 80 aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Garn im wesentlichen aus Nylon-66-Polymer besteht, das eine geringe Menge eines bifunktionellen Polyamid-Comonomers oder eines nichtreaktionsfähigen Zusatzes enthält, die in der Lage sind, mit dem Nylon-66-Polymer Wasserstoffbrücken zu bilden.

25. Texturgarn nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymer als bifunktionelles Zusatz-Comonomer eine geringe Menge ε-Aminohexansäure-Monomereinheiten enthält.

26. Texturgarn nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymer als bifunktionelles Zusatz-Comonomer eine geringe Menge 2-Methyl-pentamethylenadipamid-Einheiten enthält.

27. Texturgarn nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymer als bifunktionelles Comonomer etwa 2 bis etwa 8% in Masseanteilen ε-Aminohexansäure-Monomereinheiten enthält.

28. Texturgarn nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymer als bifunktionelles Zusatz-Comonomer etwa 2 bis etwa 20% in Masseanteilen 2-Methyl-pentamethylenadipamid-Einheiten enthält.

29. Texturgarn nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymer als bifunktionelles Zusatz-Comonomer etwa 20 bis etwa 40% Masseanteilen 2-Methyl-pentamethylenadiparnid-Einheiten enthält und das Garn nach dem Abkochen eine Schrumpfung von mehr als etwa 8% aufweist.

30. Texturgarn nach Anspruch 25 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß die relative Viskosität etwa 60 bis etwa 70 beträgt.

31. Texturgarn nach Anspruch 26,28 und 29, dadurch gekennzeichnet, daß die relative Viskosität etwa 50 bis etwa 60 beträgt.

32. Texturgarn nach Anspruch 24 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß es eine elastische Dehnung (E_b) von weniger als etwa 30% aufweist.

33. Texturgarn nach Anspruch 24 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß es nach dem Verfahren nach Anspruch 1 hergestellt wird.

34. Texturiertes Nylon-66-Multifilgarn, das eine elastische Dehnung (E_b) von weniger als 35% und eine relative Viskosität von etwa 50 bis etwa 80 aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil der Elementarfäden des Garns im wesentlichen aus Nylon-66 besteht und nach dem Abkochen eine Schrumpfung von weniger als etwa 6% aufweist und das Garn andere Elementarfäden umfaßt, die im wesentlichen aus Nylon-66-Poiymer bestehen, das 20 bis 40% in Masseanteilen 2-Methyl-pentamethylenadipamid-Einheiten als bifunktionelles Zusatz-Comonomer enthält, und das Garn nach dem Abkochen eine Schrumpfung von mehr als 8% aufweist, wobei die prozentuale Schrumpfungsdifferenz zwischen den Elenentarfäden mindestens etwa 4% beträgt.

35. Teilverstrecktes Nylon-66-Polymer-Multifilgarn von etwa 15 bis etwa 250 Denier und mit einer elastischen Dehnung (E_b) von etwa 70 bis etwa 100%, wobei das Polymer eine relative Viskosität von etwa 50 bis etwa 80 aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymer eine geringe Menge eines bifunktionellen Polyamid-Comonomers oder eines nichtreaktionsfähigen Zusatzes enthält, die in der Lage sind, mit dem Nylon-66-Polymer Wasserstoff brücken zu bilden, wobei das Polymer außerdem einen Nylon-66-Polymer-Kettenverzweiger in einer Menge zwischen etwa 0,025 und etwa 0,125 Mol-% enthält.

36. Teilverstrecktes Garn nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß der Kettenverzweiger aus der Klasse trifunktioneller aliphatischer Amine ausgewählt wird.

37. Teilverstrecktes Garn nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß der Kettenverzweiger Tris-2-aminoethylamin (TREN) ist.

38. Teilverstrecktes Garn nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß das bifunktionelle Comonomer aus der aus ε-Aminohexansäure-Monomereinheiten und 2-Methylpentamethylenadipamid-Einheiten bestehenden Klasse ausgewählt wurde.

39. Verfahren zur Herstellung eines spinntexturierten Multifilgarnes aus Nylon-66-Homopolymer von etwa 15 bis 125 Denier durch Erspinnen des Nylon-66-Homopolymers, das eine relative Viskosität (RV) von mindestens etwa 60 bis etwa 70 aufweist, mit einer Spinngeschwindigkeit (V_s) zwischen etwa 5000 und 6000 Metern pro Minute aus der Schmelze, dadurch gekennzeichnet, daß die folgenden Spinnbedingungen eingehalten werden: Temperatur, bei der Polymer (T_p) aus der Schmelze ersponnen wird: von etwa 285 bis etwa 295°C; Kapillardurchmesser (D) der Spinndüse zwischen etwa 0,15 und etwa 0,25mm; Verhältnis Länge/Durchmesser (L/D) mindestens etwa ... (Auslassung im Text, d.U.), L/D⁴-Verhältnis von mindestens etwa 120mrrT³und eine Elementarfadenspinndichte (FSD) von weniger als etwa 0,5 Elementarfäden pro mm²; Abschreckung der frisch aus der Schmelze ersponnenen Elementarfäden in einem Luftstrom mit über etwa 50% relativer Feuchtigkeit (RH) bei einer Temperatur von etwa 10 bis 30⁰C und einer Geschwindigkeit von etwa 10 bis 30mpm, Vereinigung der Elementarfäden in einer Entfernung zwischen etwa 75 und 150cm; ferner gekennzeichnet dadurch, daß die Spinnproduktivität P_s (= V_s x RDR, wo RDR = 1 + E_b, %/100) mindestens etwa 8000 beträgt und die Liefergarne ein Reststreckverhältnis (RDR) zwischen etwa 1,7 und etwa 2 und eine Streckspannung (DT) zwischen etwa 0,8 und etwa 1,2 Gramm pro Denier aufweisen.

40. Verfahren nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß die frisch abgeschreckten, aus der Schmelze ersponnenen Elementarfäden mittels eines mit Meßvorrichtung versehenen Spitzenapplikators vereinigt und ohne Nutzung von Galetten zu einem Wickel aufgewunden werden.

41. Direkt verwendbares, für Einsatzgebiete, bei denen die Färbung von entscheidender Bedeutung ist, geeignetes Multifilgarn, dadurch gekennzeichnet, daß es hergestellt wird aus Nylon-66-Polymer mit einer relativen Viskosität (RV) von etwa 40 bis etwa 50, das etwa 2 bis etwa 8% in Masseanteilen ε-Aminohexansäure-Comonomereinheiten enthält, das in einem Spinnverfahren gesponnen wurde, das dem Garn eine genügende Spinntexturierung verleiht, so daß das Garn eine Streckspannung (DT) von über 1,4g/d mit einer Reißdehnung (E_b) zwischen etwa 45% und etwa 65%, eine dynamische Längenveränderung (ALänge, %) und eine dynamische Schrumpfungsrate (ALänge, %/ATemperatur, ^CC) von weniger als Null im Temperaturbereich von 40⁰C bis 135°C, eine maximale dynamische Dehnungsrate [(ALänge, %)/(ATemperatur,°C)]_max von weniger als etwa 0,15 (%/°C) mit einer Empfindlichkeit der (AL/AT)_max gegenüber der Beanspruchung o,[d(AL/AT]_max/d(a) von weniger als etwa 7 x 10~⁴(%/°C)/(mg/d) und eine Schrumpfung nach dem Abkochen (BOS) zwischen etwa 3% und etwa 8% aufweist.

42. Direkt verwendbares Multifilgarn nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbstoff-Übergangstemperatur (T_DYE) weniger als etwa 65°C beträgt.

43. Direkt verwendbares Multifilgarn nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, daß die dynamische mechanische Spitzentemperatur (T_E'_max) weniger als etwa 95^CC beträgt.

44. Direkt verwendbares Multifilgarn nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, daß das Garn nach dem Abkochen in trockener Hitze bei 175°C weiter schrumpft.

Hierzu 12 Seiten Tabellen und 9 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft Verbesserungen an und in bezug auf multifile Bekleidungsgarne aus Nylon 66, insbesondere texturierte Nylongarne, z. B. für Strumpfwaren, und teilverstrecktes Nylon- (das gelegentlich als POY oder PON bezeichnet wird) Liefergarn zum Strecktexturieren (d.h. Zwischengarne, aus denen Bekleidungsgarne hergestelltwerden). Verfahren zur Herstellung solcher Bekleidungsgarne zur Herstellung von POY (durch Polymerisation und Hochgeschwindigkeits-Spinnen aus der Schmelze) und zur Verwendung von POY, z.B. durch Strecktexturieren und in anderen Verfahren zur Verwendung von POY sowie Produkte, die aus den vorstehend genannten Garnen gefertigt werden.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Synthetische lineare Hexamethylenadipamid-Polyamidgarne (die oft als Nylon 66 bezeichnet werden) sind seit nunmehr 50 Jahren bekannt. Ein bedeutendes Einsatzgebiet solcher Garne sind texturierte multifile Garne ζ. B. für die Herstellung von Bekleidung wie Strumpfwaren. Für zahlreiche Zwecke ist die Bauschigkeit der Texturgarne erwünscht. Seit einigen Jahren werden diese texturierten Bauschgarne industriell in zwei Stufen hergestellt. In einem ersten Verfahren wird Nylon-Polymer aus der Schmelze zu Elementarfäden gesponnen, die mit hohen Geschwindigkeiten (in der Größenordnung von 3000 Metern pro Minute [mpm] — sogenanntes Hochgeschwindigkeitsspinnen aus der Schmelze) — als teilverstrecktes Garn (gelegentlich als POY bezeichnet) zu einem (Garn-) Wickel geformt werden; dieses Garn ist ein Liefergarn (oder Zwischenprodukt) für das Streckiexturieren (gelegentlich als DTFY für strecktexturiertes Liefergarn bezeichnet); danach werden in einem zweiten Verfahren die Liefergarne auf handelsüblichen Texturiermaschinen strecktexturiert. Diese Verfahren wurden in mehreren Publikationen z.B. von Adams in US-PS 3994121, veröffentlicht 1976, beschrieben. Das Strecktexturieren verschiedener Typen von POY wird seit über 10 Jahren in großem Maßstab in der Industrie durchgeführt. Dadurch wurden Verbesserungen an Texturiermaschinen gefördert. Infolgedessen haben Texturiermaschinen seit einiger Zeit Laufleistungen von mehr als 1000 mpm. Es zeigte sich jedoch, daß es zu schwierig ist, die gewünschten Nylon-66-Bauschgarne bei so hohen Geschwindigkeiten herzustellen; in erster Linie war das auf die begrenzten Eigenschaften der handelsüblichen Nylon-POY zurückzuführen. Folglich werden in den USA Nylonbauschgarne industriell bei Geschwindigkeiten von weit unter lOOOmpm texturiert, d.h. weit unter der Kapazität der Texturiermaschinen, die bei bedeutend höheren Geschwindigkeiten betrieben werden könnten. Vor kurzer Zeit haben Chamberlin u.a. in den US-PSen 4583357 und 4646514 solche Garne und ihre Herstellung über teilverstrecktes Nylon (von Chamberlin als PON bezeichnet) diskutiert. Die Offenbarungen dieser „Chamberlin"-Patente sind hierin durch Bezugnahme als Hintergrund der Aspekte der Erfindung eingeschlossen. Chamberlin offenbart ein verbessertes (PON)-Spinnverfahren und -Produkt durch Erhöhung der relativen Molekülmasse des Nylon-Polymers über die in der Vergangenheit für Bekleidungszwecke üblichen Werte hinaus. Die relative Molekül masse des Nylongarns wurde durch die relative Viskosität (RV) gemessen, die nach ASTM D 789-81 mittels 90%iger Methansäure bestimmt wurde. Die Bekleidungsgarne bestanden aus Nylon 66zwischen 15 und 250 Denier; dieser Denier-Bereich für Bekleidungsgarne unterscheidet sich von demjenigen für Nylon-Teppichgarne, die in anderer Weise hergestellt und verarbeitet werden und andere (höhere) Denierwerte aufweisen, und einige solche Teppichgarne hatten in der Vergangenheit eine höhere RV als die für Nylonbekleidung üblichen Werte; Chamberlin erwähnt die Kosten und einige Schwierigkeiten bei der Nutzung von RVs, die höher waren, als es bei der Herstellung von Bekleidungsgarnen üblich war. Chamberlins höhere RVs waren höher als 46, vorzugsweise höher als 53 und im besonderen höher als 60 und betrugen bis zu 80 (bei Nylon 66). Chamberlin verglich die Vorteile solcher Garne mit Garnen, die eine nominelle Polymer-RV von 38-40 haben. Chamberlin offenbart die Herstellung von PON durch Spinnen bei hohen Geschwindigkeiten-über 2 200 mpm und bis zu 5000 mpm. Chamberlin beschreibt, wie seine mit hoher Geschwindigkeit gesponnenen PON-Liefergarne mit hoher RV bei 750 oder 800 mpm auf einer Barmag FK6-L900 Texturiermaschine mittels einer 2¹A Meter langen Hauptheizschiene bei 225°C und eines Barmag Scheiben-Aggregats mit Kyocera-Keramikscheiben mit einem Scheiben/Garn-Verhältnis von etwa 1,95 strecktexturiert werden. (Wie der Name bereits besagt, kann die Barmag FK 6-L900 Texturiermaschine mit einer Geschwindigkeit von 900 m/min betrieben werden, d.h. bei höheren als von Chamberlin offenbarten Geschwindigkeiten; seit einigen Jahren sind Texturiermaschinen, die mit noch höheren Geschwindigkeiten laufen, handelsüblich.) Chamberlin erhielt Kräuselungswerte, die besser waren als die Werte für herkömmliches 40RV-Garn, ohne daß es unter diesen Bedingungen zu übermäßig zahlreichen Elementarfadenbrüchen (Fransen) oder Garnbrüchen kam.

Chamberlin erläuterte den nutzbaren Texturierspannungsbereich, in dem das Streckverhältnis (bei einer gegebenen Streckwalzengeschwindigkeit) durch Anpassung der Geschwindigkeit der Lieferwalze und auf diese Weise der Strecktexturierungsbeanspruchung oder -spannung, die hoch genug, um die Stabilität in der Faschdrahtzone zu sichern (um Zu rückdrehen zu vermeiden), jedoch gering genug sein sollte, um (übermäßige) Elementarfadenbrüche zu vermeiden, verändert werden kann. Auf diese Weise wurden Anpassungen vorgenommen, um durch Arbeiten bei „maximaler Texturierspannung" innerhalb dieses anwendbaren Spannungsbereichs eine maximale Kräuselungsentwicklung zu erzielen. Selbst wenn es gelingt, ein Liefergarn bei einer gegebenen Geschwindigkeit und unter anderen spezifizierten Bedingungen befriedigend zu texturieren, kann der nutzbare Texturierspannungsbereich ziemlich eng sein. Ein enger Texturierungsbereich (ein schmales „Fenster") ist ein Nachteil für die Industrie, da er dem Texturierer Beschränkungen auferlegt.