CH620867A5 - Intercommunicating gangway protection between two vehicles which are connected to one another - Google Patents

Description

Nr 6208/67

AUSLEGESCHRIFT

Nr. 6208/67

SCHWEIZERISCHE EIDGENOSSENSCHAFT

EIDGENÖSSISCHES AMT FÜR GEISTIGES EIGENTUM

Internationale Klassifikation:

Anmeldungsdatum : Prioritäten:

DOlf 7/06 D02g 3/32

2. Mai 1967, 16 <h Uhr

Japan, 2. Mai und 23. August 1966 (28082/66, 55425/66)

Gesuch bekanntgemacht:

30. September 1970

HAUPTPATENTGESUCH

Kanegafuchi Boseki Kabushiki Kaisha, Tokyo (Japan)

Verfahren zur Herstellung einer überwiegend aus Polypivalinsäurelacton bestehenden Faser mit verbesserter elastischer Erholung und nach dem Verfahren hergestellte Faser

Tohru Kitazawa, Osaka-shi, und Hiroshi Maeda, Kobe-shi/Hyogo-ken (Japan), sind als Erfinder genannt worden

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer überwiegend aus Polypivalinsäurelacton bestehenden Faser mit verbesserter elastischer Erholung sowie eine nach diesem Verfahren hergestellte Faser, die sich durch einen Orientierungsgrad (R) von min- s destens 0,9, einen Kristallinitätsgrad (X) von mindestens 50%, eine Identitätsperiode (D) von mindestens 70 A, eine durchschnittliche Länge (L,n) des amorphen Teils von mindestens 30 A, einen Anfangsmodul von wenigstens 30 g/den, eine elastische Erholung von min- io destens 90 % bei 5 % Dehnung und von mindestens 50 % bei 50 % Dehnung und einen Restmodul von wenigstens 70 % des Anfangsmoduls auszeichnet.

Aufgrund der bekannten Eigenschaften von Polypivalinsäurelacton, welches sehr leicht innerhalb kurzer u Zeit und bis zu einem sehr hohen Ausmaß kristallisiert, war weder zu erwarten, daß eine ausreichende Orientierung der Molekülverbände in den Polypivalinsäure-lactonfasern erreicht werden könnte, noch daß es gelingen würde, hochelastische Fasern mit überlegenen phy- 20 sikalischen Eigenschaften durch Anwendung herkömmlicher Schmelzspinn-, Streck- und Elastifizierungsmetho-den zu erhalten. Diese Annahme wurde noch durch die in der französischen Patentschrift Nr. 1231 163 und in der Veröffentlichung von R. Thiebaut et. al. in Industrie des Plastiques Modernes (13. März 1962), dargelegten Feststellungen bekräftigt, wonach der Herstellung von Fasern aus Polypivalinsäurelacton auf industrieller Basis außerordentliche Schwierigkeiten entgegenstehen. Diese Schwierigkeiten sind vor allem1 auf j die außerordentlich hohe Kristallinität von Polypivalinsäurelacton zurückzuführen, die als Ursache dafür anzusehen ist, daß eine regellose Anordnung der Molekülverbände nicht durch einfaches Abschrecken des Polymeren während der Filmbildung erreicht werden kann 1; und daß dieses Polymere innerhalb eines sehr kurzen Zeitraumes eine maximale Kristallinität erreicht, wo-

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durch es zur Ausbildung eines opaken Films kommt. Eine weitere Folge davon ist, daß dieses Polymere unmittelbar nach dem Schmelzspinnen kristallisiert, wodurch eine Orientierung' durch nachfolgendes Verstecken außerordentlich erschwert wird. Die erhaltenen Fasern sind spröde und weisen die erforderlichen mechanischen Eigenschaften nicht auf. Außerdem war eine elastifizierende Behandlung zur Herstellung hochelastischer Fasern wenig erfolgversprechend.

Aufgrund der Tatsache, daß die Herstellung von Fasern aus Polypivalinsäurelacton mit solchen Schwierigkeiten verbunden ist, wurden bisher nur wenige Untersuchungen durchgeführt, die sich mit der Technik der Herstellung von Fasern aus diesem Polymer befassen. Lediglich in der USA-Patentschrift Nr. 2 658 055 und der britischen Patentschrift Nr. 766 347 werden einige Angaben über die Herstellungsbedingungen für solche Fasern gemacht. Es war daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren anzugeben, welches die Herstellung überwiegend aus Polypivalinsäurelacton bestehender Fasern mit verbesserter elastischer Erholung erlaubt. Die Fasern sollten sich durch hervorragende Dehnungseigenschaften und eine gute Wärmefixierbar-keit auszeichnen und zur Herstellung texturierter Garne verwendbar sein.

Um die Lösung dieser Aufgabe zu erreichen, wurden zahlreiche Untersuchungen über den Zusammenhang zwischen den strukturellen Eigenschaften von Polypivalinsäurelacton und den zu erreichenden Fasereigenschaften angestellt. Auf der Basis dieser Untersuchungen und der daraus gewonnenen Erkenntnisse wurde dann das erfindungsgemäße Verfahren entwickelt. Da die Eigenschaften der beim erfindungsgemäßen Verfahren einzusetzenden Fasern von ausschlaggebender Bedeutung sind, soll im folgenden zunächst darauf eingegangen werden, wobei Einzelheiten den anhand der Figu

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ren erläuterten Ausführungsbeispielen zu entnehmen sind.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines azimutalen Röntgenbeugungsdiagramms einer Polypiva-linsäurelactonfaser mit einem Maximum bei 2fc) = 15,4°;

Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung eines radialen Röntgenbeugungsdiagramms mit einem Maximum bei 2 & — 15,4°;

Fig. 3 zeigt in schematischer Darstellung ein méridionales Diagramm, das bei der Streuung von unter kleinem Winkel einfallender Röntgenstrahlung an einer Polypivalinsäurelactonfaser aufgenommen wurde;

Fig. 4 zeigt in schematischer Darstellung die Beziehung zwischen der Temperatur, bei der die Wärmebehandlung vorgenommen wird, und der Dichte des Polypivalinsäurelactons;

Fig. 5 zeigt in schematischer Darstellung, in welchem Bereich bei einer trockenen Wärmebehandlung, die angewendet wird, um einer verstreckten Faser aus Polypivalinsäurelacton eine hohe Elastizität zu verleihen, Temperatur und Dauer der Wärmebehandlung in Abhängigkeit voneinander variiert werden können;

Fig. 6 zeigt in schematischer Darstellung die durch die Wärmebehandlung bewirkten Änderungen des Orientierungsgrades;

Fig. 7 zeigt in schematischer Darstellung den Elastizitätsmodul für verschiedene Dehnungswerte bei einer elastischen Faser, welche nach der Lehre der Erfindung hergestellt wurde;

Fig. 8 zeigt in schematischer Darstellung die Änderung des Elastizitätsmoduls bei wiederholter Dehnung der Faser;

Fig. 9 zeigt in schematischer Darstellung die Änderung der elastischen Erholung, wenn die Faser wiederholt gedehnt wird;

Fig. 10 zeigt in schematischer Darstellung die Abhängigkeit zwischen dem Orientierungsgrad und dem Elastizitätsmodul bei einer verstreckten Faser, welche keiner Wärmebehandlung unterworfen worden war, und bei einer elastischen Faser, welche einer Wärmebehandlung unterworfen worden war;

Fig. 11 zeigt in schematischer Darstellung die Beziehung zwischen dem Orientierungsgrad und dem Kri-stallinitätsgrad;

Fig. 12 zeigt in schematischer Darstellung die Be-zièhung zwischen dem Kristallinitätsgrad und dem Grad der elastischen Erholung;

Fig. 13 zeigt in schematischer Darstellung die Be-» Ziehung zwischen dem Orientierungsgrad und der Identitätsperiode;

Fig. 14 zeigt in schematischer Darstellung die Beziehung zwischen der Identitätsperiode und dem Grad der elastischen Erholung;

Fig. 15 zeigt in schematischer Darstellung die Beziehung zwischen dem Orientierungsgrad und der mittleren Länge des amorphen Teils;

Fig. 16 zeigt in schematischer Darstellung die Beziehung zwischen der durchschnittlichen Länge des amorphen Anteils und dem Grad der elastischen Erholung;

Fig. 17 zeigt in schematischer Darstellung die Beziehung zwischen der Dauer der Wärmebehandlung und dem Grad der elastischen Erholung bei Anwendung des Verfahrens nach der Lehre der Erfindung;

Fig. 18 zeigt in schematischer Darstellung die Beziehung zwischen der Dauer der Wärmebehandlung und der Restdehnung;

Fig. 19 zeigt in schematischer Darstellung die Beziehung zwischen der Dauer der Wärmebehandlung und den grundlegenden Struktureigenheiten, die für die Elastizität bzw. die elastische Erholung verantwortlich sind;

Fig. 20 zeigt in schematischer Darstellung die Beziehung zwischen der Dauer der Wärmebehandlung und dem Grad der elastischen Erholung und dient gleichzeitig zur Veranschaulichung der Unterschiede in den Ergebnissen, die durch die Anwendung verschiedener Arten von Wärmebehandlung, trockene Wärmebehandlung, nasse Wärmebehandlung und Dampfbehandlung, erzielt werden können.

Vor dem Übergang zum speziellen Beschreibungsteil sollen noch einige in der vorliegenden Anmeldung häufig verwendete Begriffe erläutert werden:

1. intrinsische Viskosität [//]:

Die intrinsische Viskosität [>/] dient dazu, das Molekulargewicht eines Polymeren zu definieren. Sie wird im vorliegenden Fall unter Verwendung eines Lösungsmittelgemisches aus 6 Teilen Phenol und 4 Teilen o-Chlorphenol bei einer Temperatur von 30° C bestimmt. Die Berechnung erfolgt anhand der Gleichung:

M = <■>

In dieser Gleichung bedeutet c die Konzentration ausgedrückt in Gramm Polypivalinsäurelacton in 100 ml einer durch Auflösen von Polypivalinsäurelacton in dem oben genannten Lösungsmittel hergestellten Lösung.

/ysp entspricht der spezifischen Viskosität der Lösung und wird durch rj—rjo rjo wiedergegeben, wobei [»?] die Viskosität der Lösung und 7jO die Viskosität des Lösungsmittels bedeuten.

2. Orientierungsgrad R:

Der Orientierungsgrad R ist das Maß für die Orientierung der Molekülverbände, innerhalb der faserbildenden Polymeren. Seine Berechnung erfolgt im vorliegenden Fall aus dem azimutalen Röntgenbeugungsdiagramm der Faser durch Bestimmung der Halbwertsbreite B aus dem Maximum bei 2 (~) = 15,4° mittels der Gleichung

R = l-B/180. (2)

Das Röntgenbeugungsdiagramm wurde mittels eines selbstregistrierenden Röntgenspektrometers (35 KV, 20 mA) hergestellt vom Rigaku Denki K. K. und unter Verwendung einer Laue-Kamera (35 KV, 60 mA) nach der Durchstrahlungsmethode unter Verwendung von CuK„-Strahlung, welche mit Hilfe von Nickel monochromatisch gemacht worden war, aufgenommen. Ein Beispiel für ein azimutales Röntgenbeugungsdiagramm mit einem Maximum bei 2 O = 14,5° ist in Fig. 1 dargestellt.

In dieser Figur wurden zunächst die Punkte niedrigster Intensität (A, B und C) durch eine Gerade miteinander verbunden. Diese Verbindungslinie dient im folgenden als Grundlinie. Der Schnittpunkt des vom Scheitelpunkt D des Maximums bei 15,4° auf die Nulllinie gefällten Lotes mit dieser Grundlinie wird mit E bezeichnet. Anschließend wird der Mittelpunkt der Linie D-E mit F bezeichnet. Die Schnittpunkte der durch F parallel zur Nullinie gelegten Schnittebene mit der Beugungskurve werden mit G und H bezeichnet.

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Die Halbwertsbreite B in Gleichung 2 entspricht der azimutalen Länge von G-H; durch Einsetzen des ermittelten Wertes in die Gleichung 2 erhält man dann den Orientierungsgrad R.

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3. Kristalhnitätsgrad X:

Der Kristallinitätsgrad stellt ein Mittel dar, mit dessen Hilfe eine Phase innerhalb einer aus einem kristallinen und einem amorphen Anteil zusammengesetzten Zweiphasenstruktur, wie sie innerhalb einer io Faser vorkommt, volumetrisch bestimmt werden kann. Er wird üblicherweise in Prozenten angegeben und entspricht dem Verhältnis der Gesamtmenge der Kristallite zur Gesamtmasse. Der Zahlenwert des Kristallinitäts-grades wird ermittelt, indem man das Verhältnis der 15 Beugungsintensitäten bei 20=15,4° und 2 0 = 27° ermittelt. Die Maxima bei 2 0 = 15,4° und 2 0 = 27,0° erscheinen in einem Röntgenbeugungsdiagramm, welches aufgenommen wird, indem man die Faserachse in einer Ebene senkrecht zum Röntgenstrahlbündel rotie- 20 ren läßt, wobei das Röntgenstrahlbündel als Rotationsachse dient. Der Zahlen wert für das ermittelte Verhältnis wird dann zur Berechnung des Kristallinitätsgrades verwendet. Der Wert für die Dichte, die ebenfalls in die Berechnung eingeht, wurde mittels der Flotations- 2s methode bei 30° C in einem Lösungsmittelgemisch von Tetrachlorkohlenstoff und Benzol bestimmt.

Der Kristallinitätsgrad X kann durch die Gleichung

0,13 X = 1,23-

1,23x1,10

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ausgedrückt werden. In dieser Gleichung entspricht d der Dichte. Zwischen der Dichte d und dem Verhältnis der Beugungsintensitäten besteht dabei die folgende Beziehung:

I (120)/I

(27")

-43,4386 + 38,9881 d, (4)

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worin I(i5ö) der Beugungsintensität des Maximums bei 2 0= 15,4° und 1(27°) der Beugungsintensität bei 2 0 = 4,, 27° entspricht.

Ein nach der vorstehend beschriebenen Methode aufgezeichnetes Röntgenbeugungsdiagramm ist in Fig. 2 schematisch dargestellt.

Die Berechnung wird wie folgt vorgenommen:

Die Punkte niedrigster Intensität A bei 13,5° und B bei 20° werden durch eine Gerade verbunden, welche als Grundlinie dient. Anschließend wird vom Scheitelpunkt C des Maximums bei 15,4° das Lot auf die Null- 50 linie gefällt und sein Schnittpunkt mit der Grundlinie mit D bezeichnet. Dann wird das Verhältnis des Abschnitts CD der Linie zu der Strecke EF, das dem Verhältnis (Itl2ö)) entspricht, ermittelt. Danach wird die Dichte d mit Hilfe der Gleichung 4 berechnet und in 5S die Gleichung 3 eingesetzt. Auf diese Weise wird der Zahlenwert des Kristallinitätsgrades X erhalten.

4. Identitätsperiode D:

Unter Identitätsperiode D sind periodisch wieder- 60 kehrende Bereiche gleicher Dichte in Richtung der Faserachse zu verstehen. Sie erlaubt eine quantitative Aussage über eine Phase einer Zweiphasenstruktur, welche aus einem kristallinen und einem amorphen Anteil zusammengesetzt ist und entspricht im allgemeinen der 65 Länge einer wiederkehrenden Periode aus einem kristallinen und einem amorphen Anteil.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird zur Messung der Identitätsperiode die Streuung von unter kleinem Winkel eingestrahltem Röntgenlicht herangezogen. Aus dem entsprechenden Spektrogramm erhält man dann eine Identitätskurve, wie sie in Fig. 3 dargestellt ist.

Die Lage des Maximums der Identitätsperiode wird durch £ = 20 (Grad) ausgedrückt. Die Identitätsperiode D kann dann aus der Gleichung

D

sin 20

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berechnet werden. In Gleichung 5 entsprechen e = 2 0, in Bogeneinheiten;

l die Wellenlänge der verwendeten Röntgenstrahlung in Angström-Einheiten.

Die Wellenlänge A der gemäß der nachfolgenden Beschreibung verwendeten Strahlung beträgt 1,5418 Angström.

5. Durchschnittliche Länge des amorphen Anteüs

Lm:

Die durchschnittliche Länge Lm des amorphen Anteils kann ermittelt werden aus der Differenz zwischen der Identitätsperiode D und der durchschnittlichen Länge Lc der Kristallite in Richtung der Faserachse. Zwischen diesen Größen besteht die folgende Beziehung:

Lm — D Lc

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Das Verfahren zur Berechnung der durchschnittlichen Länge Lc der Kristallite erfolgt nach bekannten Methoden. Eine dieser Methoden wird z. B. von Kakudo und Kasai in: «Untersuchungen über Makromoleküle» in dem Kapitel über die Struktur des festen Zustandes von Makromolekülen, auf Seite 100, beschrieben (publiziert 1958 durch Kyoritsusha).

Man geht dabei im einzelnen wie folgt vor: Zunächst wird ein Streudiagramm unter Verwendung von unter kleinem Winkel eingestreuter Röntgenstrahlung aufgenommen.

Bei der Auswertung des Diagramms sind die die Intensität beeinflussenden Faktoren wie die Streuung durch die Luft und die Absorption durch das Probenmaterial zu berücksichtigen. Unter Verwendung der entsprechend kompensierten Werte wird dann der Logarithmus der Streustrahlungsintensität I (Ordinate) gegen das Quadrat des entsprechenden Streuwinkels ê aufgetragen. Aus der Streukurve wird die Steigung des linearen Anteils ermittelt. Daraus wird dann die mittlere Länge Lc der Kristallite mittels der Gleichung

I — Iq ' ^exp

•l-

2 TIS ( : )2 * Lcs/4

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berechnet.

In Gleichung 7 bedeuten:

I die beobachtete Intensität;

I0 die Intensität des eingestreuten Röntgenstrahlbün-dels;

K die Konstante, die von der Art der verwendeten

Probe und der Wellenlänge abhängig ist;

s den Streuwinkel;

l die Wellenlänge der verwendeten Röntgenstrahlung; Lc die durchschnittliche Länge der Kristallite in der Richtung der Faserachse.

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6. Zugreißfestigkeit und Dehnung (JIS/L/1073):

Die Bestimmung der Zugreißfestigkeit erfolgt in der

Weise, daß man auf die Faser eine Anfangsbelastung von 1/30 g/den zur Einwirkung bringt und die Faser dann mit einer Geschwindigkeit von 100%/min ausdehnt. Man bestimmt die Belastung (g) und die Dehnung (cm), bei der der Bruch erfolgt und ermittelt den Mittelwert aus 20 Messungen. Die im vorliegenden Fall untersuchte Probe hatte eine Länge von 20 cm. Die Zugreißfestigkeit wird in Gramm/denier und die Dehnung in Prozenten ausgedrückt.

7. Anfangsmodul:

In der bei der Ermittlung der Zugreißfestigkeit und Dehnung beschriebenen Weise wird eine Kurve ermittelt, die die Abhängigkeit der Längenänderung von der Kraft wiedergibt. Dann wird aus dieser Kurve der Maximalwert der Steigung in der Nähe des Kurvenursprungs ermittelt. Dieser Wert entspricht dem Anfangsmodul und wird in Gramm/denier ausgedrückt. Der Anfangsmodul entspricht der Kraft, die die Faser ihrer Ausdehnung entgegensetzt und kann als Maß für die Festigkeit und die Steifheit der Faser angesehen werden.

7a. Restmodul:

Unter Restmodul wird der nach mehrmaliger Dehnung gemessene Elastizitätsmodul verstanden. Er wird in Prozenten des Anfangsmoduls angegeben. So entspricht beispielsweise der Restmodul (10/1) dem Verhältnis des Elastizitätsmoduls bei lOmaliger Dehnung zu demjenigen bei 1 maliger Dehnung.

8. Elastischer Erholungsgrad bei 5 % (50 % Dehnung):

Man verwendet die gleiche Anfangsbelastung und die gleiche Probenlänge wie bei der Messung der Zugreißfestigkeit und der Dehnung. Die Probe wird dabei um 5% (50%) mit einer Geschwindigkeit von 10% pro Minute ausgedehnt. Dann läßt man die Probe in diesem Zustand eine Minute lang beharren. Am Ende der einen Minute wird die Belastung mit der gleichen Geschwindigkeit, mit der sie zur Einwirkung gebracht wurde, wieder entfernt. Dann läßt man die Probe drei weitere Minuten in ihrem Zustand beharren. Danach wird sie abermals um 5 % mit der gleichen Geschwindigkeit ausgedehnt. Zu Beginn der zweiten Dehnung tritt eine Restdehnung 5 % (50 %), welche von der ersten Dehnung herrührt, in Erscheinung. Der Restdehnung entspricht der Längenzuwachs bei der ersten Dehnung. Setzt man diesen in Beziehung zu der Dehnungslänge bei der ersten Dehnung, so erhält man in Prozenten ausgedrückt die Restdehnung. Unter Erholungsvermögen ist in diesem Zusammenhang die Fähigkeit der Faser zu verstehen, nach einer Deformation durch Dehnung in Richtung der Faserachse in den ursprünglichen Zustand zurückzukehren. Das Erholungsvermögen kann als Maß für die elastischen Eigenschaften der Fasern angesehen werden. In der Praxis hat sie einen maßgeblichen Einfluß auf die Knitterfestigkeit, die Formstabilität und den Sitz der daraus hergestellten Kleidungsstücke.

9. Knotenfestigkeit (JIS/L/1073):

Aus der zu untersuchenden Faser wird ein Knoten hergestellt. Dessen Festigkeit wird dann in der bei der Messung der Zugreißfestigkeit beschriebenen Weise bestimmt. Die Zugreißfestigkeit wird in g/den ausgedrückt.

In der Praxis liegen die Fasern wesentlich häufiger in Form von Verbänden, in denen sie miteinander ver8

wachsen sind, vor als in Form einzelner Individuen. So z. B. in Geweben, Wirkwaren oder Strängen. Die Knotenfestigkeit ist daher als Maß für die Festigkeit der Fasern anzusehen, wenn sie miteinander in Wechselwirkung stehen, während die Zugreißfestigkeit als Maß für die Festigkeit der einzelnen Faser anzusehen ist.

10. Schrumpfung in heißem Wasser:

Nachdem die zu messende Faser mit einer Anfangsbelastung von 1 /30 g/den belastet wurde, wird die Faserlänge genauestens abgemessen und zu 500 mm bestimmt. Nach der Entfernung der Belastung wird die Probe 30 Minuten lang in heißes Wasser eingetaucht, das eine bestimmte vorgegebene Temperatur aufweist. Anschließend läßt man die Probe an der Luft trocknen. Dann wird eine Belastung, die die gleiche Größe wie die Anfangsbelastung aufweist, auf die Faser zur Einwirkung gebracht und die Länge der Faser bestimmt. Das Verhältnis der Schrumpfung zur ursprünglichen Länge wird in Prozenten ausgedrückt.

Fasern, die für Kleidungsstücke Verwendung finden, werden im Laufe des Herstellungsprozesses zahlreichen Behandlungsschritten, wie Entschlichten, Färben und dergleichen unterworfen und sie werden außerdem, wenn sie als Endprodukte vorliegen, häufig in heißem oder warmem Wasser gewaschen. Werden die Fasern für industrielle Zwecke gebraucht, muß ebenfalls beachtet werden, daß sie auch dann häufig mit Wasser in Berührung kommen. Die Schrumpfung in heißem Wasser dient als Maßstab für die Widerstandsfähigkeit der Fasern gegenüber der Schrumpfung in heißem Wasser.

11. Ausdehnung der Kräuselung und Beibehaltung der Kräuselung in Prozenten:

Man bringt auf die zu messende Faser eine Anfangsbelastung von 2/iooo g/den auf die zu messende Faser zur Einwirkung und mißt die Faserlänge sehr genau ab. Man erhält einen Wert von 20 cm (als a bezeichnet). Danach wird eine Belastung von Vi« g/den auf die Faser zur Einwirkung gebracht. Nach 30 Minuten wird die resultierende Länge (mit b bezeichnet) gemessen. Nach Entfernen der Belastung läßt man die Faser 2 Minuten lang in ihrem Zustand beharren. Dann wird auf die Faser abermals die Anfangsbelastung zur Einwirkung gebracht und die daraus resultierende Länge c der Faser gemessen. Diese Werte werden in die folgenden Gleichungen eingesetzt:

Prozentsatz der Ausdehnung der Kräuselung

[%] = b a X 100,

a

Prozentsatz der Rückgewinnung der Kräuselung b—c

[%] = -— X 100.

b 3.

Der Prozentsatz der Ausdehnung der Kräuselung ist als Maßstab für die Größe der Dehnung eines gekräuselten Garns anzusehen. Der Prozentsatz der Rückgewinnung der Kräuselung dient als Maß für das Ausmaß, in welchem das gekräuselte Garn, nachdem es ausgedehnt wurde, seinen ursprünglichen Zustand wieder herstellen kann und es steht im Zusammenhang mit der Regenerationsfähigkeit nach einer erfolgten Deformation.

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12. Prozentsatz der Schrumpfung von aus texturier-tem Garn hergestelltem Gewebe (JIS/L/1077):

Ein aus mehreren Fasern bestehender Strang von 4200 Denier mit einer ungefähren Länge von 1,125 m wird 10 Minuten lang in warmes Wasser von 60° C eingetaucht. Danach wird der Strang bei einer Temperatur zwischen etwa 100-105° C getrocknet und dann in diesem Zustand etwa 10 Minuten lang belassen. Der danach erhaltene Strang wird mit einer Belastung von 2,1 kg versehen. Die Länge des Stranges nach 2 Minuten wird durch 1 ausgedrückt. Nach Entfernung der Belastung wird die Faser erneut mit einer Belastung von 1,68 g versehen. Nach einer Stunde wird die Länge des Stranges unter der Belastung gemessen und mit 1 bezeichnet. Der Prozentsatz der Helancaschrumpfung kann durch (1/1') x 100 (%) ausgedrückt werden.

Dieser Messung kommt im Zusammenhang mit den vorbestimmten Faktoren der Ausdehnung der Kräuselung und der Rückgewinnung der Kräuselung praktische Bedeutung zu, da einmal die Wirkung von heißem oder warmem Wasser auf das Garn bestimmt wird und zum anderen der Grad seiner Ermüdbarkeit bei einer längerdauernden Deformation bestimmt werden kann. Das Ergebnis dieser Messung kann also als Aussage über die Formstabilität des gekräuselten Garns angesehen werden.

Die Herstellung der überwiegend aus Polypivalinsäurelacton bestehenden Fasern mit verbesserter elastischer Erholung gelingt durch das erfindungsgemäße Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man eine unverstreckte, überwiegend aus Polypivalinsäurelacton mit einer intrinsischen Viskosität [r\] von wenigstens 0,7 bestehende Faser mit einem Orientierungsgrad von wenigstens 0,85, einer Dehnbarkeit von wenigstens 200% und einer hohen Restdehnung bei einer Temperatur T[°C] im Bereich zwischen

T - 282 + 1744 R - 1605 R2 (9)

und 220 ^ T ^ 10 (10)

wobei R den Orientierungsgrad der unverstreckten Faser bedeutet, verstreckt und durch eine Wärmebehandlung und/oder durch Einwirkenlassen eines Quellmittels ela-stifiziert, bis die verstreckte Faser einen Orientierungsgrad (R) von wenigstens 0,9, einen Kristallinitätsgrad (X) von wenigstens 50%, eine Identitätsperiode (D) von wenigstens 70 A und eine mittlere Länge (Lm) des amorphen Teils von wenigstens 30 A aufweist.

Die Elastifizierung wird dabei vorteilhafterweise so lange durchgeführt, bis die verstreckte Faser einen Orientierungsgrad (R) von wenigstens 0,9, einen Kristallinitätsgrad (X) von wenigstens 55 %, eine Identitätsperiode (D) von wenigstens 80 A und eine mittlere Länge (Lm) des amorphen Teils von wenigstens 40 Â aufweist.

Man kann dabei z. B. so vorgehen, daß man die Faser zur Elastifizierung einer Wärmebehandlung unterwirft, deren Dauer bei einer vorgegebenen Temperatur so gewählt wird, daß die Faser einen elastischen Erholungsgrad von wenigstens 50% bei einer Dehnung von 50 % unter Beibehaltung einer Zugreißfestigkeit von wenigstens 50 % der Ursprünglichen erreicht. Man kann aber auch die Dauer der Wärmebehandlung bei einer vorgegebenen Temperatur so wählen, daß die Faser einen elastischen Erholungsgrad von wenigstens 90% bei einer Dehnung von 50% unter Beibehaltung einer Zugreißfestigkeit wenigstens 50 % der Ursprünglichen erreicht.

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Außerdem kann man die Wärmebehandlung in Form einer Dampf- oder Naßbehandlung in einem Temperaturbereich von etwa 100 bis J50°C vornehmen, vorzugsweise in einem Temperaturbereich von etwa 125 bis 150° C.

Eine Temperatur oberhalb 150° C ist für die Durchführung dieser Wärmebehandlung jedoch nicht günstig. Zweckmäßigerweise wird die Dampferhitzung oder die Naßerhitzung auf eine Faser angewandt, die einen außerordentlich hohen Orientierungsgrad zeigt. Auf diese Weise wird gewährleistet, daß durch die Wärmebehandlung mit Sicherheit ein gleichmäßiger und befriedigender Effekt bei relativ niedriger Temperatur und innerhalb einer verhältnismäßig kurzen Zeit erreicht wird.

Die für die Durchführung der genannten Wärmebehandlungen erforderliche Zeit kann sich von einigen Sekunden bis zu einigen zehn Stunden erstrecken, je nachdem, welcher Elastizitätsgrad der Faser erreicht werden soll und welche Temperatur bei der Wärmebehandlung zur Anwendung kommt. Allgemein gilt, daß die Dauer der Wärmebehandlung um so kürzer sein kann, je höher die Behandlungstemperatur ist. Dabei ist jedoch zu beachten, daß mit zunehmender Dauer der Wärmebehandlung zwar der elastische Erholungsgrad zunimmt, daß jedoch gleichzeitig eine Abnahme der Zugreißfestigkeit und der Dehnbarkeit stattfindet. Es ist deshalb notwendig, bei der Wahl der Dauer der Wärmebehandlung, diese auf den Verwendungszweck der Faser abzustimmen.

Soll beispielsweise eine Faser erhalten werden, die sich durch eine wesentliche verbesserte elastische Erholung von 50° oder mehr, bei einer Dehnung von 50 7o auszeichnet, so wird eine Behandlungszeit von 30 Minuten oder mehr bei 110° C, von wenigstens 10 Minuten bei 120°C, von wenigstens 2 Minuten bei 130°C und von wenigstens 1 Minute bei 140° C benötigt. Soll demgegenüber eine Faser hergestellt werden, die eine elastische Erholung von 90% oder mehr bei 50 %iger Dehnung aufweist, so beträgt die notwendige Behandlungsdauer wenigstens 60 Minuten bei 125°C und wenigstens 5 Minuten bei 130°C. Bei der Ermittlung der günstigsten Behandlungsdauer ist zu beachten, daß diese so gewählt wird, daß die behandelte Faser eine Zugreißfestigkeit von wenigstens 50 % behält.

Wird die elastifizierende Wärmebehandlung als Trockenerhitzung durchgeführt, so sind bei der Ermittlung der Behandlungsdauer die augenblickliche Temperatur der Faser, die erwünschte Temperatur der Faser und die Zeitspanne, welche die Faser benötigt, um von der derzeitigen Temperatur bis auf die erforderliche Temperatur erhitzt zu werden, in Betracht zu ziehen. Außerdem ist es notwendig, eine Temperatur anzuwenden, die größer ist als die augenblickliche und die erforderliche Temperatur. Um ein Brüchigwerden der behandelten Faser zu vermeiden, sind sowohl eine obere als auch eine untere Grenze der Behandlungsdauer zu beachten. In Fig. 5 ist die Beziehung zwischen der erforderlichen Behandlungsdauer und der Behandlungstemperatur dargestellt, und zwar bedeuten die Symbole 1 und 2 die jeweils erforderliche Behandlungsdauer bei einer bestimmten Behandlungstemperatur, wenn Fasern hergestellt werden sollen, die einen elastischen Erho-tungsgrad von 50 % bzw. 90 % bei einer Dehnung von 50% aufweisen. Aus diesem Diagramm sind die Gleichungen 11 und 12 abgeleitet, welche die Beziehung zwischen der angewandten Temperatur und der erfor5

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derlichen minimalen Behandlungsdauer bei der Trockenbehandlung wiedergeben:

t = 0,00809öa-3,150 t 307,6 (11) t - -0,00271 02-1,05 0 -f 319,6 (12)

In diesen Gleichungen bedeuten:

r die Dauer der Wärmebehandlung in Min. und 0 die Temperatur der Wärmebehandlung. Das Symbol 3 in Fig. 5, aufgetragen gegen die entsprechende Behandlungstemperatur bedeutet die erforderliche Zeitspanne, welche notwendig ist, bis die Faser nach der Wärmebehandlung 50% der ursprünglichen Zugreißfestigkeit zurückgewonnen hat. Aus diesem Diagramm wurde die folgend; Gleichung 13 abgeleitet, welche die Beziehung zwischen der angewandten Temperatur und der maximalen Dauer der Wärmebehandlung wiedergibt:

r = 4,350-16776» + 161460 (13)

Der erfindungsjemäß bei der Wärmebehandlung durch Trockenerhitzung anzuwendende Temperaturzeitbereich ist in Fig. 5 durch Schraffierung gekennzeichnet und wird durch Symbole 1 und 3 angedeutet. Dieser Bereich wurde experimentell bestimmt, indem man die Länge von Fasermustern bestimmte und diese der Einwirkung von heißer, trockener Luft aussetzte. Dabei ist zu bemerken, daß in den Fällen, in denen Erhitzungsverfahren angewendet werden, bei denen ein besonders guter Wärmeübergang gewährleistet ist, z. B. bei Erhitzen der Faser in Kontakt mit einer heißen Metallplatte oder indem man sie durch geschmolzenes Metall hindurchführt, die in Fig. 5 aufgezeigten Grenzen zu einem gewissen Ausmaß verschoben werden können. Im allgemeinen gewährleistet jedoch die Einhaltung der in Fig. 5 bezeichneten Grenzen, eine zufriedenstellende Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgaben.

Die Wärmebehandlung kann außerdem in einer Vielzahl von einzelnen Erhitzungsschritten durchgeführt werden. Außerdem kann es je nach Art der beabsichtigten Verwendung vorteilhaft sein, der Faser eine weitere Elastizität zu verleihen, indem man sie nach dem Weben oder Wirken abermals einer Wärmebehandlung unterwirft. Diese zusätzliche Wärmebehandlung kann insbesondere während des Waschens, Färbens oder Veredeins der Fasern bzw. Gewebe vorgenommen werden. Es ist außerdem vorteilhaft, vor, während oder nach dem Färben eine gleichzeitige Nacherhitzung der Fasern durchzuführen, beispielsweise unter Verwendung eines Autoklavs oder einer Färbemaschine. Bei der Behandlung von Strümpfen beispielsweise ist es vorteilhaft, die elastifizierende Behandlung gleichzeitig mit der Wärmefixierung vorzunehmen.

Eine weitere Möglichkeit zur Durchführung der Elastifizierungsbehandlung besteht im Einwirkenlassen von Quellmitteln. Als Quellmittel eignen sich organische oder anorganische Verbindungen, die gegenüber Polypivalinsäurelacton aktiv sind. Darunter sind Verbindungen zu verstehen, die entweder Polypivalinsäurelacton zum Quellen bringen oder fähig sind, Polypivalinsäurelacton zu lösen. Zu den wirksamen organischen Verbindungen zählen hauptsächlich Phenol, o-Chlor-phenol, m-Chlorphenol, p-Chlorphenol, o-Cresol, m-Cre-sol und p-Cresol und deren Derivate. Chlorierte Kohlenwasserstoffe wie beispielsweise m-Chlorbenzol, di-Chlorbenzol, tri-Chlorbenzol und tetra-Chlorbenzol, halogenierte aliphatische Säuren wie Trichloressigsäure oder Trifluoressigsäure, ferner Dimethylcarbamyl-Ver-

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bindungen, wie beispielsweise Dimethylformamid und Dimethylazedamid können ebenfalls angewandt werden. Außerdem sind Verbindungen wie Nitrobenzol oder Dimethylsulfoxyd brauchbar. Zu den wirksamen anorganischen Verbindungen zählen die Chloride von Metallen der zweiten Gruppe des periodischen Systems, wie beispielsweise Zinkchlorid, Calciumchlorid und Magnesiumchlorid. Außerdem zählen hierzu Thiocyanate wie Calciumthiocyanat, Kaliumthiocyanat und Ammonium-eyanat, sowie anorganische Säuren wie Schwefelsäure, Salzsäure oder Salpetersäure. Die Quellmittel können in Form einer Lösung oder Suspension in einem gegenüber Polypivalinsäurelacton inerten flüssigen Medium zur Anwendung gebracht werden. Man kann sie entweder einzeln oder in Form von Mischungen von zwei oder mehr Verbindungen einsetzen. Zu den inerten flüssigen Medien zählen Wasser, Alkohol, Glycerin oder Aceton. Zweckmäßigerweise wendet man die als Lösung oder Suspension vorliegenden Quellmittel in Form eines Quellbades an. Die Konzentration des Quellmittels im Quellbad kann dabei in Abhängigkeit vom verwendeten Quellmittel und von dem gewünschten Elastizitätsgrad variiert werden. Dabei ist jedoch zu beachten, daß die Konzentration wenigstens 0,5 Gew.% betragen muß. Werden organische Verbindungen als Quellmittel benützt, so wird bereits bei Konzentrationen von 0,5 bis 8 Gew.% eine merkliche, elastifizierende Wirkung erreicht. Wird jedoch beispielsweise Phenol verwendet, so ist die Verwendung einer Lösung höherer Konzentration, beispielsweise von 75 bis 85 Gew.% bei Raumtemperatur angezeigt. Ähnlich liegen die Verhältnisse bei Verwendung von m-Kresollösung. In diesem Fall haben sich Konzentrationen von 90 bis 95 Gew.% als wirkungsvoll erwiesen. In Abhängigkeit vom Typ der verwendeten Verbindung kann jedoch auch eine Lösung, deren Konzentration zwischen etwa 10 und 30 g/1 wie beispielsweise im Fall von Chlorphenol den gewünschten Effekt bringen. Da die Anwendung außerordentlich hoher Konzentrationen von organischen Quellmitteln unter Umständen aufgrund ihrer hohen Quellkraft ein Steif- oder Sprödewerden der Faser hervorrufen können, ist es zweckmäßig, sie in gelöster oder suspendierter Form in einem Lösungsmittel, wie Wasser, Alkohol, Glycerin oder Aceton zur Anwendung zu bringen und ihre Konzentration auf den erforderlichen Wert einzustellen und so den Grad der Quellung zu steuern.

Die im vorhergehenden anorganischen Quellmittel, insbesondere die Salze, können in entsprechender Weise in Anpassung an den gewünschten Elastizitätsgrad angewendet werden. Es kommen dabei Konzentrationen bis zur Sättigungskonzentration in Frage. Durch Anwendung höherer Konzentrationen wird ein zunehmender Elastifizierungseffekt erreicht. Wird eine gesättigte wäßrige Lösung angewandt, so erhält man eine Faser mit einem extrem hohen elastischen Erholungsgrad.

Man läßt die Quellmittel im allgemeinen bei Normaltemperatur einwirken, was für die industrielle Anwendung des Verfahrens von Vorteil ist. Im allgemeinen wird die Quell Wirkung und der Elastifizierungseffekt mit abnehmender Temperatur verstärkt. Demzufolge kann auch eine befriedigende Quellwirkung beim Arbeiten bei niedrigen Temperaturen erreicht werden. Da jedoch das Arbeiten bei tiefen Temperaturen eine Erhöhung der Herstellungskosten mit sich bringt, und eine genaue Kontrolle der Temperatur erfordert, sind die Tieftemperaturverfahren mit mehr Nachteilen behaftet als erwartet. Als untere Grenze der Behandlungs5

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temperatur ist ein Bereich von 2 bis 5° C anzusehen. In Abhängigkeit vom Quellvermögen des Quellbades kann durch eine leichte Erhöhung der Behandlungstemperatur vermieden werden, daß die Faser ihre Zugreißfestigkeit einbüßt, da bei. leicht erhöhter Temperatur eine gleichmäßigere Wirkung des Quellmittels zu erwarten ist. Das Quellvermögen eines Quellbades wird dabei in erster Linie durch die Art des verwendeten Quellmittels und die Konzentration der Lösung bestimmt. Außerdem kann die Wirksamkeit des Quellmittels durch Zugabe oberflächenaktiver Stoffe anionischer oder nichtionoge-ner Natur verstärkt werden. Auch auf diese Weise wird eine Verstärkung der elastifizierenden Wirkung erreicht. Die elastifizierende Behandlung mit Hilfe von Quellmitteln kann in gleicher Weise wie die Wärmebehandlung, sowohl an Fasern, die in ihrer ursprünglichen Länge belassen werden, als auch an Fasern, die sich in gedehntem Zustand befinden, durchgeführt werden.

Die Behandlung mit Quellmitteln zeichnet sich insbesondere dadurch aus, daß die Elastifizierung der Fasern in außerordentlich kurzer Zeit erfolgt. Die Quellbehandlung kann dabei unter Verwendung bekannter Apparaturen durchgeführt werden. Die Behandlung mit Quellmitteln kann unter Verwendung bekannter Vorrichtungen, z. B. einer Breitfärbemaschine, eines Spannrahmens oder ähnlichem, oder gegebenenfalls im diskontinuierlichen Betrieb mittels Haspelkufe oder Jigger vorgenommen werden. Werden die Fasern einer Behandlung mit Quellmittel unterworfen, so müssen sie nachfolgend gewaschen und getrocknet werden. Die Behandlung mit Quellmittel kann außerdem vor oder nach der Weiterverarbeitung zu den gewünschten Endprodukten, wie Geweben oder Wirkwaren, durchgeführt werden. In diesem Fall erfolgt die Behandlung mit Quellmitteln während des Entschlichtens, Färbens oder Veredeins. So kann man beispielsweise während des Färbeprozesses, der unter Verwendung von Dispersionsfarben durchgeführt wird, einen als Quellmittel geeigneten Carrier zusetzen. Man erhält auf diese Weise gleichzeitig eine farbtiefe Färbung und eine Elastifizierungswirkung. Als Ergebnis der elastifizierenden Behandlung erhält man eine Faser, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie eine intrinsische Viskosität [>/] von mindestens 0,7, einen Orientierungsgrad R von mindestens 0,9, einen Kristallinitätsgrad X von mindestens 50 %, eine Identitätsperiode D von mindestens 70 A, eine durchschnittliche Länge des amorphen Teils Lm von mindestens 30 A aufweist, und die einen Anfangsmodul von wenigstens 30 g'den, eine elastische Erholung von mindestens 90 % bei 5 %iger Dehnung und von mindestens 50 % bei 50 %iger Dehnung, einen Restmodul (10/1) von mindestens 70% des Anfangsmoduls. Die Faser soll dabei eine Knotenfestigkeit zeigen, die der obengenannten Zugreißfestigkeit entspricht.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens ist es möglich, durch entsprechende Auswahl der Bedingungen, unter denen die elastifizierende Behandlung durchgeführt wird, Fasern zu erhalten, die eine intrinsische Viskosität [>y] von wenigstens 0,7, einen Orientierungsgrad R von wenigstens 0,9, einen Kristallinitätsgrad X von wenigstens 55 %, eine Identitätsperiode D von wenigstens 80 A und eine mittlere Länge des amorphen Teils Ln, von wenigstens 40 A aufweisen. Die erhaltenen Fasern besitzen die folgenden elastischen Eigenschaften: einen Anfangsmodul von wenigstens 40 g/den, eine elastische Erholung von mindestens 90% bei 5 %iger Dehnung und von mindestens 90 % bei

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50%iger Dehnung einen Restmodul (10/1) von mindestens 75%, einen Resterholungsgrad (10/1) von mindestens 95 %, eine Knotenfestigkeit entsprechend der obengenannten Zugreißfestigkeit und eine Bindungsstärke von wenigstens 20000.

Die für das erfindungsgemäße Verfahren einzusetzenden Fasern werden aus einem Polypivalinsäurelacton erhalten, welches ein lineares Kondensationsprodukt ist, das im wesentlichen aus wiederkehrenden Estereinheiten der Formel

CH3

—cHj- (j:—eoo

CH3

besteht. Das Polypivalinsäurelacton kann in einfacher Weise durch Polykondensation von Hydroxypivalinsäure oder deren Ester, wie in der USA-Patentschrift Nummer 2 658 055 beschrieben, hergestellt werden oder durch Anwendung des in der britischen Patentschrift Nr. 766 347 beschriebenen Polymerisationsverfahrens für Pivalinsäurelacton. Außerdem werden bei Verwendung eines Copolymeren, welches durch Copolymerisa-tion von Polypivalinsäurelacton mit bis zu 25 Mol% eines anderen Lactons, wie beispielsweise /?-Propion-säurelacton oder a,a-Diäthylpropionsäurelacton, befriedigende Ergebnisse erzielt. Außerdem kann bei dem Verfahren nach der Lehre der Erfindung Polypivalinsäurelacton, welchem andere Polymere beigemischt sind, Verwendung finden, vorausgesetzt, daß durch diese anderen Polymeren die Eigenschaften des Polypivalin-säurelactons nicht beeinträchtigt werden. Es ist überflüssig, darauf hinzuweisen, daß das Polypivalinsäurelacton außerdem die üblichen Zusatzstoffe, wie Farbstoffe, Pigmente und Stabilisatoren enthalten kann.

Dagegen ist es notwendig, daß das den Hauptbestandteil der erfindungsgemäß einzusetzenden Faser bildende Polypivalinsäurelacton eine intrinsische Viskosität ij von wenigstens 0,7, vorzugsweise zwischen 0,9 und 3,5, aufweist.

Ein Polypivalinsäurelacton, dessen Wert von rj kleiner als 0,7 ist, ist zur Faserbildung wenig geeignet, so daß es nicht gelingt, eine Faser mit brauchbaren Eigenschaften auszustatten, falls man nicht während des Spinnvorganges eine extrem hohe Kraft auf die Spinnmasse einwirken läßt. Außerdem gelingt es nicht, eine Faser mit den gewünschten Eigenschaften zu erhalten. Auf der anderen Seite hat ein extrem hoher Wert der intrinsischen Viskosität eine erhebliche Erschwerung der Faserherstellung zur Folge. Vor allem kommt es, wenn tj den Wert 5 wesentlich überschreitet, zu einer extremen Erniedrigung der Fluidität des Polymeren im geschmolzenen Zustand, wodurch der Spinnvorgang wesentlich erschwert wird.

Ein derartiges, im wesentlichen aus Polypivalinsäurelacton bestehendes Polymer wird zunächst unter Verwendung einer bekannten Schmelzspinnapparatur geschmolzen und das geschmolzene Polymer durch eine Spinndüse in Faserform ausgepreßt. Das Schmelzspinnen wird bei einer Temperatur zwischen etwa 240 und 310° C vorgenommen. Im allgemeinen nimmt die Fließfähigkeit eines Polymers mit der Temperatur zu und ergibt so eine verbesserte Spinnfähigkeit. Überschreitet die Temperatur jedoch 280° C, so wird es schwierig, die Schmelzviskosität und die Spinnbedingungen zu steuern, da bei diesen Temperaturen bereits eine thermische Zer10

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setzung des Polymers stattfindet. In diesen Fällen ist es vorteilhaft, einen an sich bekannten Wärmestabilisator zuzusetzen. Die Spinntemperatur kann dann, ohne daß es zu Zwischenfällen wie z. B. einer thermischen Zersetzung kommt, bei Temperaturen bis zu 310° C vorgenommen werden. Als Wärmestabilisatoren kommen z. B. die üblicherweise für Poly-a-olefine oder Gummi verwendeten Bindungen, wie z. B. 4,4'-Thio-bis-(6-tert.-butyl-m-kresol), 4,4'-Butyliden-bis-(6-tert.-butyl-m-kre-sol) und Dilauryl-thio-dipropionat in Frage. Auch bei Temperaturen von 240° C und weniger, das heißt bei einer Temperatur, die unterhalb des Schmelzpunktes des Polymers liegt, treten Schwierigkeiten bei der Durchführung des Spinnverfahrens auf und es gelingt nur unter Anwendung außerordentlich hoher Drücke.

Bei den verwendeten Apparaturen handelt es sich um bekannte Apparaturen, wie sie üblicherweise zum Schmelzspinnen zur Anwendung kommen. Als Beispiel seien eine Rostspinnapparatur und eine Apparatur vom Schraubenextrudertyp genannt. In Fällen, in denen das Schmelzspinnen bei relativ niedrigen Temperaturen vorgenommen werden soll, wird mit Vorteil eine Apparatur vom Schraubenextrudertyp angewandt. Die Düsenöffnung soll einen Durchmesser von wenigstens 0,3 mm, vorzugsweise von 0,4 mm aufweisen. Außerdem sind besondere Vorkehrungen zu treffen, um die lineare Geschwindigkeit bei der Extrusion an der Düsenöffnung herabzusetzen und gleichzeitig das Verhältnis der Spinndeformation zu erhöhen. Diese Erfordernisse sollen im folgenden noch näher erläutert werden.

Auf das aus der Spinndüse austretende Polypivalinsäurelacton wird dann die erforderliche Zugkraft zur Einwirkung gebracht. Dabei muß beachtet werden, daß dieses Polymer einen sehr hohen Kristallinitätsgrad aufweist und daß seine Kristalle relativ starr sind.

Anschließend wird das aus der Spinndüse austretende Polymer einer Zugbeanspruchung unterworfen, solange es noch in geschmolzenem oder plastischem Zustand vorliegt, mit anderen Worten, daß es sich auf einer Temperatur befindet, die nur wenig unterhalb des Schmelzpunktes liegt und insbesondere die im Bereich von etwa 230-310° C liegt, um es in einen verstreckbaren Zustand zu überführen. Der verstreckbare Zustand steht, wie bereits erwähnt, im Zusammenhang mit dem Orientierungsgrad. Wird der enge Temperaturbereich, in dem das Polymer in erweichtem Zustand vorliegt, unterschritten, so findet ein rasches Kristallwachstum statt und die ersponnene Polypivalinsäure-lactonfaser geht in einen praktisch unverstreckbaren Zustand über, wie er bei anderen Polymeren noch nie gesehen wurde.

Dementsprechend ist es notwendig, daß dem Polymer eine Faserstruktur verliehen wird, 0eren Orientierungsgrad unterhalb des üblichen Wertes liegt. Die Struktur der erhaltenen Faser wird dabei letztlich durch das Verhältnis der Spinndeformation bestimmt. Diese kann durch geeignete Auswahl der Bedingungen, unter denen der Spinnprozeß durchgeführt wird, sowie durch Ausübung einer starken Zugkraft auf die ersponnene Faser, unmittelbar nach dem Austritt aus der Spinndüse, beeinflußt werden.

Zu den Faktoren, die einen merklichen Einfluß auf die Eigenschaften der Fasern ausüben, zählen: das Molekulargewicht des Polymers, die Abmessungen der Spinndüsenöffnung, die Fließgeschwindigkeit an der Düsenöffnung, die Schmelzviskosität, die Aufnahmegeschwindigkeit, die in der Umgebung der Spinndüse herr16

sehende Atmosphäre, den Beginn der Verfestigung des geschmolzenen Polymers, die während des Spinnens auf das Polymer einwirkende Zugkraft und den nachfolgenden Verstreckprozeß gerichtet, unter Berücksichtigung der Wechselwirkungen mit den beim Spinnvorgang herrschenden Bedingungen und der Atmosphäre.

Als wichtiger Faktor beim Spinnvorgang, der in engem Zusammenhang mit dem Verhältnis der Spinndeformation steht, ist die Ausflußgeschwindigkeit des aus Polypivalinsäure bestehenden Polymers aus der Spinndüse zu bewerten. Diese kann nach folgender Gleichung berechnet werden:

V = Q/S.d

In der Gleichung bedeuten Q den Querschnitt der Düsenöffnung, S die Geschwindigkeit, mit der das Polymer aus der Düsenöffnung austritt und d die Dichte des geschmolzenen Polymers. Die Werte von Q, S und d werden experimentell bestimmt. Die Geschwindigkeit V kann durch Verändern von Q oder S in mannigfaltiger Weise variiert werden. Im Hinblick auf die Größe des experimentell erforderlichen Titers (denier) der herzustellenden Faser ist es vorteilhafter, die Größe von S zu verändern als diejenige von Q, da auf diese Weise eine wesentlich größere Variationsbreite erzielt wird.

Für das Verhältnis der Spinndeformation A gilt die folgende Beziehung:

A 1367»; (8)

Im allgemeinen kann das Verhältnis der Spinndeformation A umso leichter erhöht werden, je höher die Temperatur, bei der das Schmelzspinnen vorgenommen wird, ist. Die Vergrößerung des Wertes von A kann außerdem durch Anwendung eines verminderten Spinndruckes durch Verwendung einer Spinndüse mit einem größeren Öffnungsquerschnitt und durch Erhöhung der Aufnahmegeschwindigkeit erreicht werden.

Im Anschluß daran werden die erhaltenen Fasern einem Verstreckprozeß unterworfen, obgleich unver-streckte Fasern mit einem Orientierungsgrad R von wenigstens 0,85 relativ stabil sind und ihre Fasereigenschaften im Lauf der Zeit nur wenig ändern, ist es wünschenswert, sie möglichst schnell in einen Zustand überzuführen, in welchem sie die erwünschten Eigenschaften hinsichtlich Homogenität und Stabilität aufweisen.

Das Verstrecken wird dabei bei einer Temperatur T[°C] in einem Bereich, der durch die folgenden Beziehungen wiedergegeben wird:

T^-282 + 1744R- 1605 R2 und 220 ^ T ^ 10

durchgeführt.

Dabei gelangt zweckmäßig ein Streckverhältnis im Bereich zwischen 1,5 und 7 zur Anwendung. Bei der Ermittlung des geeigneten Streckverhältnisses ist außerdem das Verhältnis der Spinndeformation A in Betracht zu ziehen. Da bekanntlich mit dem Anwachsen des Wertes von A der Orientierungsgrad der unverstreckten Faser zunimmt, kann bei dem Streckprozeß die Größe des Streckverhältnisses reduziert werden. Außerdem gelingt durch einen einfachen Ziehvorgang eine Stabilisierung der Fasereigenschaft. In den Fällen, in denen das Verhältnis der Spinndeformation A einen verhältnismäßig kleinen Wert aufweist, ist es notwendig, daß das Streckverhältnis innerhalb des obengenannten Bereichs einen großen Wert aufweist um der Faser die nötige Zugreißfestigkeit zu verleihen.

s io

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«5

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Dabei ist festzustellen, daß der Streckprozeß keine Spezialapparatur benötigt, sondern daß das Verstrecken unter Verwendung einer bekannten Naßsystem- oder Trockensystem-Streckapparatur vorgenommen werden kann.

Eine nach dem dreistufigen Verfahren (Schmelzspinnen nach dem Extruderverfahren, Aufnehmen unter hoher Zugspannung und Verstrecken) hergestellte Poly-pivalinsäurelactonfaser zeigt einen hohen Orientierungsgrad R von wenigstens 0,85, einen Kristallinitätsgrad von höchstens 58 %, eine Zugreißfestigkeit von wenigstens 3,5 g/den, vorzugsweise von wenigstens 4,0 g/den, einen Anfangsmodul von wenigstens 20 g/den, einen Elastizitätsmodul nach der Fließgrenze in der Kraft-Längeänderungskurve von wenigstens 0,20 g/den und eine elastische Erholung von wenigstens 90 % bei 5 %iger Dehnung.

Die derart erhaltenen Fasern werden dann nach dem erfindungsgemäßen Verfahren elastifiziert und können gegebenenfalls zur Herstellung texturierter Garne verwendet werden.

Im folgenden soll ein kurzer Uberblick über die physikalischen Eigenschaften der erfindungsgemäß erhältlichen Fasern gegeben werden:

Die Zugreißfestigkeit beträgt üblicherweise mindestens 3,5 g/den, vorzugsweise jedoch mindestens 4 g/den. Bei Fasern mit extrem hohem elastischem Erholungsgrad ist es erforderlich, daß die Knotenfestigkeit gleich oder größer der erforderlichen Zugreißfestigkeit ist. In manchen Fällen kann die Faser außerdem eine Bindungsfestigkeit von etwa 20 000 oder mehr aufweisen.

Der Anfangsmodul einer Faser beträgt üblicherweise 20 g/den, wobei bei Fasern mit extrem hohem elastischem Erholungsvermögen der Anfangsmodul einen Wert von mindestens 30 g/den aufweist. In manchen FäUen kann er sogar einen Wert von 40 g/den und darüber annehmen. Der elastische Erholungsgrad beträgt bei 5 %iger Dehnung üblicherweise mindestens 90 % und bei 50 %iger Dehnung mindestens 50%. Bei Fasern mit extrem hohem elastischem Erholungsvermögen beträgt dagegen der elastische Erholungsgrad bei 50 %iger Dehnung 90 % oder mehr, bei 5 %iger Dehnung liegt er ebenfalls in der Größenordnung von mindestens 90 %.

Der Restmodul einer Faser (10/1) beträgt bei Fasern mit extrem hohem elastischem Erholungsvermögen im allgemeinen mindestens 70 % und kann in einigen Fällen einen Wert von 75 % oder mehr erreichen und kann in manchen Fällen auf einen Wert von bis zu 95 % gesteigert werden.

Unter Restmodul (10/1) ist dabei das Verhältnis des Wertes des Elastizitätsmoduls bei zehnmaliger Ausdehnung im Vergleich zu demjenigen bei einmaliger Ausdehnung zu verstehen.

Zusätzlich ist zu dem Zusammenhang zwischen den grundlegenden strukturellen Eigenschaften einer Poly-pivalinsäurelactonfaser, wie sie gemäß der Erfindung erhältlich ist, und ihren physikalischen Eigenschaften zu bemerken, daß die Anziehungskraft zwischen den Kettenmolekülen im allgemeinen als «Bindung» in weitestem Sinne zu verstehen ist, innerhalb des aus Kettenmolekülen aufgebauten Netzwerks, erheblich verschiedene Werte aufweist.

Wie der Erfindung zugrundliegende Untersuchungen gezeigt haben, zeichnen sich bei einer Polypivalinsäure-lactonfaser die Verbindungsstellen zwischen den einzelnen Molekülketten durch eine sehr große Stärke auf. Damit im Zusammenhang steht das Deformations18

verhalten der Faser bei starker Dehnung sowie der reversible Charakter ihres elastischen Erholungsvermögens. Die zwischen den Bindungspunkten liegenden Molekülketten können sich relativ frei und stark bewegen, ohne daß es zu einem Aufreißen der Bindungen kommt. Die Festigkeit dieser Verbindungspunkte ist als einer der wesentlichen Faktoren, die für das elastische Verhalten der Polypivalinsäurelactonfaser verantwortlich sind, anzusehen. Sie gewährleistet letzten Endes die Widerstandsfähigkeit gegenüber Deformationen, welche durch innerhalb der Faser zustande kommende Rotationen und Verschiebungen aufgrund der dreidimensionalen Struktur der Molekülketten und der molekularen Anordnung zustande kommen. Von weiterer Bedeutung für das elastische Verhalten der Polypivalinsäurelactonfaser sind der Grad der Verschiebbarkeit der Molekülketten, die Länge der Molekülketten in den für die Entwicklung elastischer Eigenschaften verantwortlichen Bereichen, der Orientierungsgrad der Molekülketten im amorphen Teil und der Dehnungswiderstand dieser Molekülketten. Diese Faktoren sind außerdem, wie der Erfindung zugrunde liegende Untersuchungen gezeigt haben, von maßgeblicher Bedeutung für die physikalischen Eigenschaften der Faser, wie z. B. für den Elastizitätsmodul, die Zähigkeit, den Ermüdungswiderstand und das elastische Erholungsvermögen.

Diese die Feinstruktur der neuen erfindungsgemäß erhältlichen hochelastischen Polypivalinsäurelactonfaser kennzeichnenden strukturellen Eigenschaften und ihre gegenseitige Wechselwirkung, insbesondere die Feinstruktur und Textur der amorphen Teile, sind von grundlegender Bedeutung für die Entwicklung einer gummiähnlichen Elastizität dieser Faser, was einerseits durch theoretische Überlegungen begründet werden kann und anderseits durch die nachfolgend aufgeführten Beispiele bestätigt wird. Die hervorragenden Eigenschaften der erfindungsgemäß erhältlichen Fasern werden besonders deutlich, wenn man sie mit den Eigenschaften anderer natürlicher und synthetischer Fasern vergleicht. So zeigen sich beispielsweise bei einer erfindungsgemäß erhältlichen Faser bei wiederholter Dehnung oder Verformung praktisch keine Ermüdungserscheinungen. Vielmehr zeigt sie gegenüber anderen Fasern eine wesentlich erhöhte Fähigkeit, in den ursprünglichen Zustand zurückzukehren. Dieses hervorragende elastische Erholungsvermögen kann durch Aufnahme der Zugspannungskurve bei wiederholter Belastung und Entlastung sowie mit Hilfe dynamischer Prüfungen, wie beispielsweise der Dauer-Wechselzugprüfung, veranschaulicht werden. Bindungsstärke und Knotenfestigkeit der erfindungsgemäß erhältlichen Fasern zeigen ebenfalls ausgezeichnete Werte. Darüber hinaus zeichnen sich die erfindungsgemäß erhältlichen Fasern nicht nur durch einen hohen Anfangsmodul, sondern außerdem durch einen hohen Wert des Elastizitätsmoduls im gedehnten Zustand, den sogenannten Restmodul, aus. Dieser Restmodul ist etwa lOOmal größer als derjenige von Gummi und etwa lOmal so groß wie derjenige der handelsüblichen « Spandex >-Faser. Die erfindungsgemäß erhältlichen Fasern können sowohl in Form von Endlosfäden, als auch in Form von Stapelfasern hergestellt werden. Sie können mit befriedigenden Ergebnissen sowohl allein als auch in Kombination mit anderen Fasern eingesetzt werden. Die erfindungsgemäß erhältlichen Fasern eignen sich besonders gut für Oberbekleidung, Schwimmbekleidung, Wäsche, Socken und dergleichen. Außerdem haben sie für die industrielle Verwendung

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ausgezeichnete Eigenschaften, wie beispielsweise für die Herstellung von Teppichen, Bettzeug, Innendekoration, Filzgewebeeinlagen für Kunstleder, Filtertücher, Kissen, Polster, Gewebe für die Reifenherstellung, Netze und dergleichen. Als besonders vorteilhaft für die praktische Anwendung sind jene Eigenschaften anzusehen, die der Faser die Fähigkeit, sich in hohem Maße an die jeweilige Belastung anzupassen, unmittelbar nach Entfernung der Belastung wieder in den ursprünglichen Zustand zurückzukehren, verleihen. Weitere Eigenschaften von praktischer Bedeutung sind der hohe Ermüdungswid;rstand, die außerordentlich gute Formbeständigkeit sowie ihre Dauerhaftigkeit in bezug auf Kräuselkontraktion und Kräuseldehnung. Dazu kommen ihre hohe Festigkeit und ihr hoher Elastizitätsmodul. Diese Eigenschaften sind allein und insbesondere in Kombination für die erfindungsgemäß erhältlichen Fasern kennzeichnend und konnten bisher an keiner der nach herkömmlichen Verfahren hergestellten Faser festgestellt werden.

Die nachfolgenden Beispiele dienen der Erläuterung der Erfindung, wobei in den Beispielen 1 und 2 zunächst auf den Einfluß der bei der Herstellung der erfindungsgemäß einzusetzenden und zu verstreckenden Faser angewendeten Spinn- und Verstreckbedingungen eingegangen wird, da diese von erheblicher Bedeutung für die Eigenschaften der herzustellenden hochelastischen Fasern ist.

Beispiel 1

Dieses Beispiel dient zur Erläuterung der Tatsache, daß der Orientierungsgrad R, der einer der grundsätzli20

chen strukturellen Elemente ist und in engem Zusammenhang mit den wichtigen Eigenschaften, nämlich mit der Festigkeit, mit dem Ermüdungswiderstand und dem Modul der Polypivalinsäurelactonfasern der vorliegen-5 den Erfindung steht, in erster Linie durch die Spinn-und Ziehbedingungen definiert werden kann.

Unter Verwendung einer Schneckenpresse, wie sie zur Herstellung von Schnitzeln gebraucht wird, wird Polypivalinsäurelacton mit einer intrinsischen Viskosität [//] von 1,38 durch 6 Öffnungen einer Spinndüse ausgestoßen, wobei jede Öffnung einen Durchmesser von 3 mm hat, bei einer Pressentemperatur von 270° C an den Düsen, 200° C im vorderen Teil der Schnecke (unter dem Fülltrichter) und 245° C im hinteren Teil der Schnecke (auf der Düsenseite).

Das aus den Düsen mit einer Geschwindigkeit von 80 g/Min. ausgestoßene, geschmolzene Polymer wird durch ein Kühlbad geleitet, das aus kaltem Wasser 20 besteht, und darin verfestigt. Das erhaltene Polymer wird in Längen von je 4 mm mit einer Schneidvorrichtung geschnitten, wodurch Polypivalinsäurelacton-schnitzel hergestellt werden, die man als Rohmaterial zum Spinnen verwendet.

25 Durch Verwendung einer Rostspinnapparatur werden die Schnitzel unter verschiedenen Spinnbedingungen schmelzextrudiert, und man erhält unverstreckte Fasern.

Die einzelnen Spinnbedingungen in einer Reihe von 30 Versuchen und die Eigenschaften der erhaltenen unver-streckten Fasern werden in Tabelle 1 gezeigt.

Tabelle 1

Spinnbedingungen und Eigenschaft der unverstreckten Fasern

Spinn- Aufnahme- öffnungs- VI , Ausstoß- Orientierungs- Dehnungs- . Resulehnung /«

Muster Nr. der , ...... Spmnverformungs- Einfaden- nach 1 Std. nach 24 Std.

temp. geschwindigkeit große geschwindigkeit . ... . . grad grad . . .

Nr. „ Öffnung ,w. Verhältnis (A) denier (gemessen vom Austritt aus der

0 C m/Mm. mm 0 g/Min. R % „ . ... ^

Spinndüse an)

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267

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1-9

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Der Mindestwert des Spinnverformungsverhältnisses A, der für das vorliegende Verfahren notwendig ist und nach der Reaktionsgleichung (8) aus dem Wert der intrinsischen Viskosität des verwendeten Polypivalin-säurelactons errechnet wird, ist ungefähr 240. Jedoch geht aus Tabelle 1 klar hervor, daß die einzelnen Werte des Orientierungsgrades R der unverstreckten Fasern, die unter den Spinnbedingungen erhalten werden und der besagten Reaktionsgleichung (8) genügen, alle 0,85 oder größer sind.

Darauf werden die unverstreckten Fasern einem Verstreckvorgang bei verschiedenen Verstrecktemperaturen unterworfen.

Unverstreckte Fasern der Muster Nr. 1-1, 1-3, 1-5, 1-7 und 1-9 werden bei der höchsten Temperatur, die durch die Gleichung (14) definiert ist, oder bei einer etwas darunter liegenden Temperatur verstreckt, 5 während die Fasern der Muster 1-2, 1-4, 1-6, 1-8 und 1-10 bei einer Temperatur, die etwas unter der genannten Höchstgrenze liegt, verstreckt wurden.

Tabelle 2 zeigt die einzelnen Verstreckbedingungen und die erhaltenen Ergebnisse.

io In der nachfolgenden Beschreibung wird jede Musternummer der verstreckten Fasern durch Zufügung des Buchstabens d am Ende der Musternummer der entsprechenden unverstreckten Faser bezeichnet.

Tabelle 2

Verstreckbedingungen und Verstreckbarkeit

Muster Nr.

Verstrecktemperatur 0 C

Verstreckverhältnis (mal)

Denier

Orientierungsgrad R

Verstreckbarkeil und Fasereigenschaft

1-ld l-2d l-3d l-4d l-5d l-6d l-7d l-8d l-9d 1-1 Od

120 160 70 100 30 70 20 50 20 40

2,7 3,0 2,7 3,0 2,7 3,0 2,7 3,0 2,7 3,0

2.8 2,7 3,0 2,7

2.9 2,6 3,0 2,6 2,9 2,6

Wie aus den Tabellen 1 und 2 ersichtlich ist, ziehen die vorstehend beschriebenen Spinn- und Verstreckbedingungen die Durchführbarkeit des Verfahrens während der Dauer des Versteckens in Betracht, und sie üben insbesondere einen großen Einfluß auf den Orientierungsgrad aus, der ein wichtiges Element für Zähigkeit, Ermüdungswiderstand und Modul darstellt. Wie der Vergleich der Muster 1-ld bis l-4d mit den übrigen zeigt, sind Verstreckbarkeit und Fasereigenschaften bei denjenigen Fasern, bei denen der Orientierungsgrad unterhalb des erfindungsgemäß geforderten Grenzwertes liegt, erheblich schlechter.

Indem man die so erhaltenen verstreckten Fasern einer Hitzebehandlung in einer Atmosphäre unterwirft, die aus gesättigtem Dampf besteht und 30 Minuten bei 130° C gehalten wird, wobei die Fasern in ihrer ursprünglichen unveränderten Länge gehalten werden, werden die verstreckten Fasern zu solchen umgebildet, die eine außerordentlich hohe elastische Erholung aufweisen.

In dém Fall, wo solche Muster, wie sie bei den vorliegenden Versuchen verwendet werden, einer Hitzebehandlung unterworfen werden, erhöht sich der Orientierungsgrad nach einer solchen Behandlung mehr als bei unbehandelten Fasern.

Die Veränderungen im Orientierungsgrad, die in der vorher genannten Gruppe von Mustern beobachtet werden, wenn sie der Hitzebehandlung unterworfen werden, zeigt Fig. 6.

In Fig. 6 bedeutet die ausgezogene Linie 1 die Gerade der betreffenden unbehandelten Faser, während die

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0,78 wird manchmal weiß-opak und bildet Risse

0,80 Sut

0,81 wird manchmal weiß-opak und bildet Risse

0,83 Sut

0,86 gut bis ausgezeichnet

0,87 ausgezeichnet

0,88 gut bis ausgezeichnet

0,89 ausgezeichnet

0,90 gut bis ausgezeichnet

0,91 ausgezeichnet ausgezogene Linie 2 die Gerade derselben nach der Dampferhitzung angibt. Der Orientierungsgrad einer unverstreckten Faser, der durch das Spinnverformungs-verhältnis A bestimmt wird, das mit den anderen Elementen, wie Aufnahmegeschwindigkeit zur Zeit des Spinnens, der intrinsischen Viskosität und der Größe der Düsenöffnung zusammenwirkt, und auch durch ein Element wie der Geschwindigkeitsgradient des ge-45 schmolzenen Polymers, das aus der Düsenöffnung ausgestoßen wird, das mit dem Verformungsverhältnis, der Ausstoßgeschwindigkeit und der Schmelzviskosität (Temperatur) zusammenwirkt, steht nicht nur mit der Möglichkeit des nachfolgenden Verstreckvorganges, mit dem Streckverhältnis, der Einheitlichkeit und der Transparenz der verstreckten Fasern in Wechselwirkung, sondern hat auch einen sehr großen Einfluß auf die Fasereigenschaft der fertigen Fasern.

Die vorstehend beschriebenen Eigenschaften sind derart, wie sie noch niemals bei Fasern, die durch gewöhnliches Schmelzspinnen aus einem Polymer wie Polyamid oder Polyäthylenterephthalat hergestellt werden, gesehen wurden.

Tabelle 3 zeigt einen Erholungsgrad, durch den die grundlegenden strukturellen Elemente und die elastischen Eigenschaften der Fasern mit elastischer Erhol-barkeit, wie sie beim Dampferhitzen erhalten werden, bewertet werden. Sie zeigt ferner das Ergebnis der beobachteten Reißfestigkeit, die zur Bewertung der Festigkeit solcher Fasern dient. Aus dieser Tabelle soll hervorgehen, daß durch die bei 130° C durchgeführte

50

55

60

65

25

Dampfbehandlung die Fasern leicht in ausgezeichnete Fasern mit einem hohen Erholungsgrad übergeführt werden können. In der folgenden Beschreibung sind die Musterfasern, die durch die Hitzebehandlung mit einer elastischen Erholung ausgestattet worden sind, durch Zusatz des Symbols (S) am Ende der betreffenden Musternummern der verstreckten Fasern gekennzeichnet. In gleicher Weise sind im Falle einer feuchten

26

Hitzebehandlung das Symbol (W) und im Falle einer trockenen Hitzebehandlung das Symbol (D) zugesetzt.

In Tabelle 3 haben diejenigen Fasern, welche einen Orientierungsgrad niedriger als denjenigen des Musters l-6d (S) oder solche, die einen Orientierungsgrad R < 0,9 aufweisen, das heißt solche von 1-ld (S), l-2d (S), 1—3d (S), l-4d (S) und l-5d (S), die mechanischen Eigenschaften wie die bekannten Fasern.

Tabelle 3

Grundlegende strukturelle Elemente, Erholung und Reißfestigkeit

Muster Nr.

Orien- Kristallinitäts-tierungsgrad grad grad R %

Identitätsperiode A

Durchschnittliche Erholungsgrad Erholungsgrad Reiß-Länge des amorphen bei 5%iger bei 50%iger festigkeit Teils, Â Dehnung, % Dehnung, % g/den

1-ld

0,783

51,3

51

23

88,4

25,7

1,94

l-2d

0,797

45,2

60

22

84,4

24,9

2,17

l-3d

0,811

41,0

53

16

89,6

24,1

2,79

l^td

0,833

36,7

Messung unmöglich wegen des Fehlens einer klaren Spitze der Identitätsperiode

91,0

25,0

3,34

1—5d

0,850

36,0

53

23

91,4

25,6

3,75

l-6d

0,867

30,2

Messung unmöglich

-

92,4

26,4

4,20

l-7d

0,878

37,4

66

25

90,8

27,6

4,53

1—8d

0,890

31,8

50

14

92,4

27,6

4,71

1—9d

0,895

29,3

Messung unmöglich

-

93,6

25,6

4,82

1-1 Od

0,900

25,1

55

19

93,6

26,7

5,16

1-ld (S)

0,822

61,2

92

45

95,0

92,0

1,45

l-2d (S)

0,833

52,4

78

69

96,8

95,3

1,65

l-3d (S)

0,855

58,3

105

53

95,4

90,5

2,07

l-4d (S)

0,875

64,8

91

47

97,0

95,1

2,44

l-5d (S)

0,889

48,9

86

61

95,9

93,2

2,81

l-6d (S)

0,906

65,4

98

63

97,2

94,7

3,62

l-7d (S)

0,917

79,2

104

82

96,8

94,0

4,03

l-8d (S)

0,922

74,8

97

48

97,5

95,0

4,27

l-9d (S)

0,928

59,7

102

71

98,0

94,8

4,38

1-1 Od (S)

0,934

59,9

96

53

98,1

95,9

4,59

Beispiel

Dieses Beispiel soll die Überlegenheit des zur Zeit der Verformung auftretenden hohen Moduls zeigen, 50 welcher einer der Eigenschaften der Fasern mit elastischer Erholung ist, wie sie gemäß vorliegender Erfindung erhalten werden. Ferner soll das Beispiel die Rolle des auf den Modul wirkenden Orientierungsgrades beschreiben im Vergleich mit bekannten Mustern. 55

Gemäß Beispiel 1 wird eine Schmelzschneckenpresse verwendet, um Polypivalinsäurelacton mit einer intrinsischen Viskosität [r;] von 1,57 in unverstreckten Fasern mit vielen verschiedenen Orientierungsgraden zu erspin-nen. 60

Die Spinntemperatur beträgt 275° C an der Düse, 200° C im vorderen Teil der Schnecke (unter dem Fülltrichter) und 260° C im rückwärtigen Teil der Schnecke (an der Düsenseite). Spinnbedingungen, wie Aufnahmegeschwindigkeit, Größe und Zahl der Spinndüsenöffnungen, die Ausstoßgeschwindigkeit und das Spinn-verformungsverhältnis sowie die Eigenschaften der erhaltenen unverstreckten Fasern zeigt Tabelle 4.

Aus der Reaktionsgleichung (8) ist bekannt, daß das Spinndeformationsverhältnis in diesem Fall 110 oder darüber betragen soll.

27 28

Tabelle 4

Spinnbedingungen und Eigenschaften der unverstreckten Fasern

Muster Nr.

Aufnahmegeschwindigkeit m/Min.

Größe der Öffnung mm 0

Zahl der Öffnungen

Ausstoßgeschwindigkeit

Spinndeformations-verhältnis A

Denier

Orientierungsgrad R

2-1

200

0,3

10

2,25

70

10,7

0,80

2-2

400

0,4

10

4,45

135

10,2

0,85

2-3

500

0,5

10

5,60

210

10,0

0,86

2-4

600

0,6

10

6,60

305

10,1

0,87

2-5

700

0,7

10

7,85

395

9,8

0,88

2-6

800

0,8

10

8,95

545

10,4

0,88

Die so erhaltenen unverstreckten Fasern werden unter den Temperaturbedingungen, die den Beschränkungen der Reaktionsgleichungen (9) und (12) entsprechen, verstreckt.

Die Ziehbedingungen und die Eigenschaft der verstreckten Fasern sind in Tabelle 5 gezeigt.

Tabelle 5

Verstreckbedingungen und Eigenschaft der verstreckten Fasern

Muster Nr.

Verstrecktemperatur •C

Verstreckverhältnis (mal)

Denier

Orientierungsgrad R

2-1 d 2-2 d 2-3 d 2-4 d 2-5 d 2-6 d

110 70 50 40 20 20

1,9 2,0 1,9 1,8 2,0 1,8

5.7 5,4 5,3

5.8

5.0

5.1

0,85 0,87 0,88 0,88 0,89 0,90

Die so erhaltenen verstreckten Fasern werden 5 Minuten bei 200° C hitzebehandelt, während sie in ihrer ursprünglichen unveränderten Länge gehalten werden. Der Anfangsmodul sowie derjenige, der sich bei 50 %iger, 60 %iger, 75%iger und 90%iger Dehnung der elastifizierten Fasern zeigt, wird bestimmt. Das Ergebnis des zur Zeit der Verformung bestimmten Moduls ist in Fig. 7 dargestellt.

Fig. 7 ist ein Diagramm, das durch Aufzeichnen gegen den Dehnungsprozentsatz der Moduln der vorstehend genannten Fasermuster, die in Tabelle 5 enthalten sind, bei den vorgenannten Dehnungen erhalten wird. Zu Vergleichszwecken sind ähnliche Moduln, wie

40

45

50

sie im Beispiel 4 der japanischen Patentanmeldung Nummer 9810/1966 angegeben sind, mit B bezeichnet.

Auch der Anfangsmodul und der Orientierungsgrad sind in Tabelle 6 gezeigt. Sie gibt auch die Werte der Kontrollmuster B an.

Alle hitzebehandelten Fasern, mit Ausnahme des Musters Nr. 2-1 d (D), das heißt solche der Muster Nrn. 2-2d (D), 2-3d (D), 2-4d (D), 2-5d (D) und 2-6d (D), sind die Fasern, wie sich gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung hergestellt werden. Aus Fig. 7 und auch aus Tabelle 6 ist ersichtlich, daß diese letzteren hitzebehandelten Fasern unter den Defi-nitionsumfang fallen, wie er für Fasern der vorliegenden Erfindung angegeben ist.

Tabelle 6 Anfangsmodul und Orientierungsgrad

Muster Nr.

Modul (g/den)

Orientierungsgrad R

2-1 d (D)

28,7

0,888

2-2 d (D)

35,4

0,911

2-3 d (D)

40,8

0,920

2-4 d (D)

42,3

0,925

2-5 d (D)

46,1

0,934

2-6 d (D)

51,0

0,939

B (Kontrolle)

14,0

0,827

(Orientierungswinkel : 31,0 ° C)

29 30

Die strukturellen Elemente und der Erholungsgrad, die für die Elastizität notwendig sind, zeigt Tabelle 7.

Tabelle 7

Strukturelle Elemente und Erholung, und Reißfestigkeit/Dehnungscharakteristik

Muster Nr.

Erholungsgrad bei 5%iger Dehnung

0/

/o

Erholungsgrad bei

50%iger Dehnung

"/

7o

Reißfestigkeit g/den

Dehnung

°/

/o

Kristallinitätsgrad

°/

/o

Identitätsperiode A

durchschnittliche Länge des amorphen Teils, A

2-1 d (D) 2-2 d (D) 2-3 d (D) 2-4 d (D) 2-5 d (D) 2-6 d (D)

97,1

98.0 97,3 98,8

98.1 97,6

93.1

94.2 94,7 95,9 95,2 95,0

2,63 3,75 3,98 4,06 4,11 4,49

193 186 204 210 182 197

67.5

59.1 74,7 68,3

71.6

63.2

87 96 94 98 103 110

40 46 51 44 58 69

Fig. 7 zeigt eine der Eigenschaften der gemäß vorliegender Erfindung hergestellten Fasern. Diese Fasern zeigen eine Spannung, die merklich mit der Zunahme der Verformungsintensität zunimmt. Dieses Phänomen stellt auch ein wesentliches Element, das die Zähigkeit und den Ermüdungswiderstand der Fasern der vorliegenden Erfindung unterstützt, dar.

Der Modul der Fasern der vorliegenden Erfindung, der zur Zeit der Dehnung vorhanden ist, zeigt einen hohen Wert, nämlich lOOmal größer als der von Kautschuk, und einige zehn Mal größer als der der handelsüblichen «Spandex»-Fasern und einige Male größer als der der Kontrollfaser (B), wodurch sich der Verwendungswert der vorliegenden Fasern sehr erhöht.

25

30

Beispiel 3

Dieses Beispiel zeigt die Rolle des Orientierungsgrades gegenüber dem Ermüdungswiderstand im Vergleich mit bekannten Mustern. In genau der gleichen Weise wie in Beispiel 1 beschrieben, jedoch mit der Ausnahme, daß anstelle von Polypivalinsäurelacton mit einer intrinsischen Viskosität [>;] = 1,20 verstreckte Fasern 3-ld, 3-2d und 3-3d entsprechend den Mustern Nrn. l-10d, l-4d bzw. 1-ld hergestellt werden. Diese Fasern werden 30 Minuten bei 185° C hitzebehandelt, während sie in ihrer .ursprünglichen ungeänderten Länge gehalten werden. So stellt man drei Faserarten 3-ld (D), 3-2d (D) und 3-3d (D) mit Orientierungsgraden von 0,935, 0,876 bzw. 0,818 her.

Die grundsätzlichen strukturellen Elemente dieser Muster zeigt Tabelle 8.

Tabelle 8 Strukturelle Elemente

Muster Orientierungsgrad Nr. R

Kristallinitätsgrad

<v /o

Identitätsperiode A

durchschnittliche Länge des amorphen Teils, A

3-1 d (D) 3-2 d (D) 3-3 d (D)

0,935 0,876 0,818

64,2 64,5 59,7

96

97 90

58 51 44

Die Muster 3-2d (D) und 3-3d (D) stellen Kontrollmuster für die Messung des Ermüdungswiderstandes des Musters 3-ld (D) der vorliegenden Erfindung dar.

Der Ermüdungswiderstand wird durch Messen des Ermüdungsgrades bestimmt, der sich aus wiederholter zehnmaliger Messung der Erholung bei 50 %iger Dehnung ergibt. Diese Messung ist bereits in Beispiel 1 besprochen worden.

Der Wert des Anfangsmoduls bei der Dehnung in jedem Fall ist gegen die Dehnungsfrequenz aufgezeichnet. Dies zeigt schematisch Fig. 8. Ein Diagramm, das durch Aufzeichnen des Erholungsgrades in jedem Fall gegen die Dehnungsfrequenz gebildet ist, zeigt Fig. 9.

Auch der Ermüdungsgrad bei der letzten Dehnung (der 10. der Serie) gegen den Modul bei der ersten Dehnung, das heißt der Restprozentsatz des Moduls, das heißt der Restmodul, und der Prozentsatz der in ähnlicher Weise erhaltenen Erholung sind in Tabelle 9 angegeben.

Wie sich auch aus Tabelle 9 ergibt, wird dort eine merkbare Überlegenheit der erfindungsgemäßen Fasern

50

55

60

65

bezüglich Ermüdungswiderstand im Vergleich zu bekannten Fasern gezeigt.

Tabelle 9 Ermüdungs widerstand

Muster Nr.

Restmodul % Ende/Anfang

Erholung % Ende/Anfang

3-1 d (D) 3-2 d (D) 3-3 d (D)

78 70 52

97,0 94,7 93,5

Beispiel 4

In diesem Beispiel kann das Verhältnis zwischen der Zähigkeit und den strukturellen Elementen, die die Biegefestigkeit und die Knotenfestigkeit umgeben, sowie die Festigkeit der Fasern der vorliegenden Erfindung (Muster 3-ld) beobachtet werden, im Vergleich mit denen der bekannten Fasern (Muster 3-2d und 3-3d).

31

32

Durch Verwendung der Muster des Beispiels 3 werden die Knoten- und die Biegefestigkeiten gemessen.

Die Knotenfestigkeit wird nach dem Standard JIS-L-1073 gemessen, die Biegefestigkeit unter Verwendung eines Biegetesters, wie er von der Firma Kowa 5 Shokai hergestellt wird. Die Messung der Biegefestigkeit erfolgt durch Biegen der Muster bei einem Biegewinkel von 120° zwischen +60° und -60° und mit einer Kraft von 3 g, und die Zahl der wiederholten Biegungen, bis die Muster brechen, wird gezählt.

Das Ergebnis der Messung dieser Festigkeiten werden in Tabelle 10 gezeigt.

Tabelle 10 Festigkeiten

Muster Denier des Einzel- Orientierungsgrad Reißfestigkeit Knotenfestigkeit Biegefestigkeit

Nr. fadens R g/den g/den (mal)

3-ld

3,1

0,935

(trocken erhitzt)

3-2 d

3,0

0,876

(trocken erhitzt)

3-3 d

3,0

0,818

(trocken erhitzt)

Beispiel 5

Aus den in den Beispielen 1 bis 4 getroffenen Feststellungen ist ersichtlich, daß ein enger Zusammenhang zwischen der Zähigkeit und dem Ermüdungswiderstand der Fasern einerseits und dem Orientierungsgrad anderseits besteht. Der Orientierungsgrad steht ebenso wie die vorgenannten mechanischen Eigenschaften außerdem in enger Beziehung zum Anfangsmodul. In der Wechselwirkung zwischen Orientierungsgrad und Anfangsmodul ist daher auch ein Grund dafür zu sehen, daß die erfindungsgemäßen Fasern einen Orientierungsgrad von mindestens 0,9 aufweisen müssen.

In Fig. 10 ist die Beziehung zwischen dem Anfangsmodul und dem Orientierungsgrad R der Fasern mit verbesserter elastischer Erholung gezeigt, welche erhalten werden, wenn man die noch nicht hitzebehandelten verstreckten Fasern unterschiedlichen Molekulargewichts, wie sie nach den in den Beispielen 1 und 2 beschriebenen Verfahren erhältlich sind, verschiedenen Arten von Hitzebehandlung unterwirft. Die Hitzebehandlung kann in Form einer Trockenhitzebehandlung bei einer Temperatur zwischen 150 und 210° C, einer Dampfhitzebehandlung bei einer Temperatur zwischen 120 und 150° C und einer Heißwasserbehandlung unter Verwendung eines Autoklavs bei einer Temperatur zwischen 120 und 150° C durchgeführt werden.

In Fig. 10 ist mit dem Bezugszeichen 1 die Kurve bezeichnet, die erhalten wird, wenn man den Anfangsmodul von noch nicht mit hitzebehandelten verstreckten Fasern gegen ihren Orientierungsgrad aufträgt; das Bezugszeichen 2 dient zur Bezeichnung der Kurve, die erhalten wird, wenn man den Anfangsmodul entsprechender Fasern, welche mit Hitze behandelt worden sind, gegen ihren Orientierungsgrad aufträgt.

Wie aus Fig. 10 klar ersichtlich, kreuzen sich die beiden Kurven, welche gerade Linien darstellen, an einem Punkt, in dem der Orientierungsgrad R der Fasern annähernd 0,9 ist.

Dabei ist zu bemerken, daß diejenigen Muster, bei denen der Orientierungsgrad niedriger als der ungefähre Wert von R an diesem Schnittpunkt ist, im allgemeinen zu einer Abnahme ihres Anfangsmoduls neigen, wenn sie durch eine Hitzebehandlung elastifiziert werden. Demgegenüber neigen diejenigen Muster, bei denen der Orientierungsgrad höher als der Wert am Schnittpunkt

4,59

5,87

20000

oder darüber

2,45

2,41

17 000

1,46

1,23

1500 bis 3600

ist, allgemein zu einem Anstieg ihres Anfangsmoduls, wenn sie durch eine Hitzebehandlung elastifiziert wer-25 den. Dementsprechend zeigen Polypivalinsäurelacton-fasern mit einem Orientierungsgrad R, der größer oder kleiner als der Wert in der Nähe von 0,9 ist, ein verschiedenes Verhalten.

Besitzt der Orientierungsgrad R einen Wert von 30 mindestens 0,9, so geht die den Polypivalinsäurelacton-fasern eigene Natur meist sehr schnell verloren. In den Fällen, in denen die Fasern einen Orientierungsgrad aufweisen, der demjenigen der bekannten Polypivalin-säurelactonfasern entspricht, können diese zwar in elasti-35 sehe Fasern übergeführt werden; es gelingt aber nicht, zähe Fasern mit einer hohen bis außerordentlich hohen elastischen Erholung, einem hohen Modul und einem überragenden Ermüdungswiderstand zu erhalten.

40 Beispiel 6

Der Kristallinitätsgrad, der im vorhergehenden als eines der grundlegenden Strukturelemente dargestellt wurde, steht im allgemeinen in engem Zusammenhang mit den physikalischen Eigenschaften der Polymeren. 45 In vielen Publikationen wird berichtet, daß der Kristallinitätsgrad einen Einfluß auf die mechanischen Eigenschaften, wie Reißfestigkeit, Dehnung, Modul und Härte ausübt und außerdem die hygroskopischen Eigenschaften wie Quellfähigkeit und Färbbarkeit beeinflußt, was für 50 die praktische Verwendung von Bedeutung ist [vgl. z. B. «Cellulose and Cellulose Derivatives», J. A. Howsmon und W. A. Sisson, Teil I, Seite 231 (1954), oder Journal of Applied Chemistry von R. B. Richards, Band 1, Seite 370 (1951)].

55 Aufgrund der vorgenannten Erkenntnisse war zu schließen, daß bei einer Anzahl von Polymeren der Kristallinitätsgrad in einem gewissen Zusammenhang mit der Wärmefixierbarkeit, dem thermischen Widerstand und der Lichtbeständigkeit steht. Dies trifft auch bei 60 Polypivalinsäurelacton zu.

Im vorliegenden Beispiel sollen die elastischen Eigenschaften der Polypivalinsäurelactonfasern mit verbessertem elastischem Erholungsgrad in bezug auf den Kristallinitätsgrad dargestellt werden. Um zu veranschaulichen, 65 daß der Kristallinitätsgrad eines der grundlegenden strukturellen Elemente für die elastische Erholung darstellt, soll im vorliegenden Fall die Beziehung zwischen

33

dem Erholungsgrad bei z.B. 50%iger Dehnung und dem Kristallinitätsgrad beobachtet werden. In Fig. 11 ist die Beziehung zwischen dem Kristallinitätsgrad und dem Orientierungsgrad dargestellt, während Fig. 12 die Beziehung zwischen dem Kristallinitätsgrad und der elastischen Erholung veranschaulicht.

In diesen beiden Figuren sind die Ergebnisse, die mit nicht mit Hitze behandelten Fasern erhalten wurden, mit einfachen Kreisen bezeichnet, während die erfindungsgemäß erhaltenen Fasern mit einer sehr hohen elastischen Erholung durch doppelte Kreise gekennzeichnet sind. Die ausgezogene Linie in Fig. 11 bedeutet die Gleichung (14), die bereits erläutert worden ist.

X - 120 R + 158 (14)

Der Vergleich dieser Ergebnisse zeigt, wie aus Fig. 11 klar ersichtlich ist, daß der Bereich, in dem sich die mit Hitze behandelten Fasern befinden, deutlich von dem Bereich getrennt ist, in dem sich die nicht mit Hitze behandelten Fasern befinden. Die Grenzlinie zwischen beiden Bereichen entspricht der zuvor beschriebenen Gleichung 14.

Fig. 1.2 zeigt das Verhältnis zwischen dem Erholungsgrad bei 50 %iger Dehnung und dem Kristallinitätsgrad, wobei nach dem erfinaungsgemäßen Verfahren durch eine Hitzebehandlung elastifizierte Fasern mit unbehandelten verstreckten Fasern verglichen werden. Es kann eine Anzahl von Fasern geben, die von der in Fig. 12 gezeigten Gruppe weit abweichen und die, obwohl sie einen hohen Kristallinitätsgrad aufweisen, keine Elastizität besitzen. Diese Fasern finden sich im Bereich, der durch die Beziehung X <C - 120 R + 158 gegeben ist; sie sind von den Fasern, wie sie gemäß vorliegender Erfindung erhalten werden, grundverschieden. Der Grund für die Forderung, daß zur Herstellung von Fasern mit einer stark verbesserten elastischen Erholung ein Kristallinitätsgrad von mindestens 50% notwendig ist und daß zur Erzielung einer außerordentlich verbesserten elastischen Erholung, der Kristallinitätsgrad vorzugsweise 55 % oder darüber betragen soll, ist aus den Fig. 11 und 12 unschwer zu erkennen.

Beispiel 7

Dieses Beispiel zeigt in ähnlicher Weise wie das Beispiel 6 die Beziehung zwischen der Identitätsperiode, die ebenfalls eines der Strukturelemente der Fasern darstellt und des elastischen Erholungsgrades.

Fig. 13 zeigt die Beziehung zwischen der Identitätsperiode und dem Orientierungsgrad, während Fig. 14 die Beziehung zwischen der Identitätsperiode und dem Erholungsgrad bei 50 %iger Dehnung zeigt. In diesen beiden Zeichnungen stellen einfache Kreise die Fasern, die nicht mit Hitze behandelt worden sind, dar, während die doppelten Kreise die erfindungsgemäßen Fasern mit sehr hoher elastischer Erholung darstellen.

Fasern mit einer sehr hohen elastischen Erholung erfordern eine Identitätsperiode von mindestens 70 A, und es ist erwünscht, daß die Identitätsperiode 80 A oder mehr beträgt, wenn Fasern mit einer außerordentlich hohen elastischen Erholung hergestellt werden sollen. Die Bedeutung der Identitätsperiode, die eines der grundlegenden strukturellen Elemente darstellt, ist aus den Fig. 13 und 14 klar ersichtlich.

Beispiel 8

Dieses Beispiel zeigt in ähnlicher Weise, wie dies in Beispiel 6 für den Kristallinitätsgrad geschehen ist,

34

die Beziehung zwischen der durchschnittlichen Länge des amorphen Teils (Lm) und der elastischen Erholung und erläutert die zwischen diesem Strukturelement und der elastischen Erholung bestehende Beziehung.

Fig. 15 zeigt die Beziehung zwischen der durchschnittlichen Länge des amorphen Teils und dem Orientierungsgrad, während Fig. 16 die Beziehung zwischen der durchschnittlichen Länge des amorphen Teils und dem Erholungsgrad bei 50%iger Dehnung zeigt. In diesen beiden Figuren bezeichnen einfache Kreise Fasern, die nicht einer Hitzebehandlung unterworfen worden sind, während die doppelten Kreise erfindungsgemäße Fasern mit einer sehr hohen elastischen Erholung bezeichnen.

Fasern mit einer sehr hohen elastischen Erholung verlangen eine durchschnittliche Länge des amorphen Teils von mindestens 30 A, und wenn Fasern mit außerordentlich hoher elastischer Erholung hergestellt werden sollen, ist die erwünschte durchschnittliche Länge des amorphen Teils 40 A oder länger. Die Bedeutung der durchschnittlichen Länge des amorphen Teils, die eines der grundlegenden strukturellen Elemente ist, ist aus den Fig. 15 und 16 ganz klar ersichtlich.

Beispiel 9

Wenn Fasern mit einer sehr hohen elastischen Erholung durch Trockenhitzebehandlung der Fasern hergestellt werden sollen, so sind Dauer und Temperatur für eine solche Hitzebehandlung, der die Fasern unterworfen werden, aufeinander abzustimmen. Die anwendbaren Bedingungen einer solchen Trockenhitzebehandlung sind bereits durch die Gleichungen 11 und 13 ausgedrückt.

Dieses Beispiel soll daher die Wirkung der Zeitspanne der Trockenhitzebehandlung auf den Erholungsgrad und die Reißfestigkeit der Fasern mit elastischer Erholung zeigen.

Die verstreckten Fasern, die unter Verwendung von Polypivalinsäurelacton mit einer intrinsischen Viskosität [*)] = 1,43 und in ähnlicher Weise wie bei der Herstel-lund der Fasern des Musters Nr. l-10d in Beispiel 6 hergestellt worden sind, werden bei Temperaturen von 170, 185 bzw. 200° C mit Hitze während einer Zeitspanne von maximal 16 Stunden behandelt und die Wirkung der Hitzebehandlung bei den genannten Temperaturen untersucht.

Die Probleme, die bei der Trockenhitzebehandlung auftreten, werden durch den Vorgang der Elastizitätsentwicklung bei der gegebenen Temperatur der Hitzebehandlung und auch durch die Verminderung in der Reißfestigkeit dargestellt. Unter diesen Problemen wird hier die Beziehung zwischen dem Erholungsgrad bei 50 %iger Dehnung und der Dauer der Hitzebehandlung herausgegriffen. Sie ist in Fig. 17 dargestellt. In dieser Zeichnung stellen die mit den Bezugszeichen 1, 2 und 3 versehenen Diagramme den Erholungsgrad bei 50 %iger Dehnung bei den Temperaturen von 170, 185 bzw. 200° C der Hitzebehandlung dar, die gegen die entsprechenden Zeitspannen der Hitzebehandlung aufgezeichnet sind. Aus dem Verhalten der in Fig. 17 gezeigten Hitzebehandlung wird bestätigt, daß die Gleichung (11) gilt. Im allgemeinen kann die Zeit der Hitzebehandlung mit steigender Temperatur verkürzt werden.

Fig. 18 zeigt den Restprozentsatz der Reißfestigkeit der gleichen Faser für die entsprechenden Zeitspannen der Hitzebehandlung, der gegen die Zeitspannen der

5

10

15

20

25

30

35

40

45

SO

55

60

65

35

36

Hitzebehandlung aufgezeichnet ist. Die Bezugszeichen l, 2 und 3 bedeuten das gleiche wie in Fig. 17.

Aus dem Verhalten wegen der in Fig. 18 gezeigten Hitzebehandlung ergibt sich, daß die Gleichung (13)

gilt. s

Unter den grundlegenden strukturellen Elementen wurden solche, die eine direkte Beziehung zur elastischen Erholung haben, nämlich die Identitätsperiode, die durchschnittliche Länge des amorphen Teils und der Kristallinitätsgrad, der eng mit der elastischen io Erholung zusammenhängt, mit dem Erholungsgrad bei 50 %iger Dehnung verglichen und ihre Beziehungen mit der Dauer der Hitzebehandlung bei 185° C untersucht. Das Ergebnis ist in Fig. 19 gezeigt.

In Fig. 19 bedeutet 1 den Erholungsgrad bei 50 %iger 15 Dehnung, 2 die Identitätsperiode, 3 die durchschnittliche Länge des amorphen Teiles und 4 die Kurve, die dem Kristallinitätsgrad entspricht. Aus dieser Figur geht hervor, daß das Verhalten dieser Elemente im Zusammenhang mit der Dauer der Hitzebehandlung eine 20 große Ähnlichkeit mit dem Verhalten des Erholungsgrades bei 50 %iger Dehnung im Zusammenhang mit der gleichen Dauer der Hitzebehandlung zeigt, was den Zusammenhang zwischen den geforderten strukturellen Eigenschaften für Fasern mit einer sehr verbesserten 25 elastischen Erholung veranschaulicht.

Beispiel 10

Dieses Beispiel soll die Wirkung der Art und der Bedingungen der Hitzebehandlung auf den Elastizitäts- }0 grad zeigen. Die verstreckten Fasern von Beispiel 9, die nicht mit Hitze behandelt worden sind, werden einer Dampfbehandlung und einer Heißwasserbehandlung unter Verwendung eines Autoklavs bei einer Temperatur zwischen 123 und 125° C und bei einer Temperatur 35 zwischen 129 und 1310 C unterworfen, während die Fasern in ihrer ursprünglichen unveränderten Länge gehalten werden. Das Ergebnis ist in Fig. 20 im Vergleich mit dem Ergebnis der Trockenhitzebehandlung gezeigt. 40

Die verwendeten Symbole zur Angabe der entsprechenden Kurven in Fig. 20 stellen die Bedingungen der Hitzebehandlung in Tabelle 11 dar.

Tabelle 11 Bedingungen der Hitzebehandlung

Temperatur der Hitze-Symbole behandlung

«C

Wärmequelle

S-l

W-l

D-l

S-2

W-2

D-2

123-125 123-125 170-172 129-131 129-131 185-188

Dampf heißes Wasser heiße Luft Dampf heißes Wasser heiße Luft

Wie aus Fig. 20 klar hervorgeht, entwickeln Dampfbehandlung und Behandlung mit feuchter Hitze die Wirkung der elastifizierenden Behandlung bei einer viel niedrigeren Temperatur als derjenigen, die bei der Trockenhitzebehandlung verwendet wird, und außer-dsm kann eine Wirkung der Hitzebehandlung gleich derjenigen der Trockenhitzebehandlung oder darüber erwartet werden. In der Praxis ist es daher vorteilhaft, während der Herstellung und der Ausrüstung der aus den Fasern gefertigten Artikel, eine Behandlung mit feuchter Hitze anzuwenden. Eine Dampfhitzebehandlung kann z. B. unter Verwendung einer Trockenapparatur durchgeführt werden, wie sie für das Ausrüsten von Baumwoll- oder Viskoserayongeweben mit Kunstharzen verwendet wird, in der zur Durchführung der Hitzebehandlung überhitzter Dampf verwendet wird. Dadurch kann die für die Hitzebehandlung erforderliche Zeit wesentlich reduziert werden und außerdem kann die Hitzebehandlung kontinuierlich und wirkungsvoll erfolgen.

Die Art, in welcher die Dampfhitzebehandlung und die Behandlung mit feuchter Hitze durchgeführt werden, ist bereits beschrieben worden.

Die bei den Versuchen der vorliegenden Erfindung erhaltenen grundlegenden strukturellen Eigenschaften sind in Tabelle 12 gezeigt.

Tabelle 12 Grundlegende strukturelle Elemente

Muster Nr.

Orientierungsgrad R

Kristallinitätsgrad

0/

/<)

Identitätsperiode A

durchschnittliche Länge des amorphen Teils, A

dampferhitzt (125° C) dampferhitzt (130° C) dampferhitzt (135° C) feucht erhitzt (125° C) feucht erhitzt (130° C) feucht erhitzt (135° C)

0,916 0,924 0,938 0,922 0,935 0,933

59.2 65,4

74.3 61,0 63,7 65,6

87 95

98 91

101

99

41 46 45 44 52 57

Beispiel 11

Durch dieses Beispiel soll die Tatsache erläutert werden, daß als alternative Maßnahme zur Durchführung einer elastifizierenden Behandlung mit trockener Hitze, feuchter Hitze oder Dampf eine Behandlung mit Quellmitteln durchgeführt werden kann, wodurch ein ähnlicher Effekt wie bei den vorstehend genannten Behandlungen erzielt werden kann.

65

Die nicht mit Hitze behandelten und in ihrer ursprünglichen unveränderten Länge gehaltenen verstreckten Fasern werden in eine wäßrige Phenollösung und in eine wäßrige Metakresollösung bei Zimmertemperatur eingetaucht und anschließend in Wasser bei 80° C und danach mehrmals bei Zimmertemperatur gewaschen. Die erhaltenen, nicht mit Hitze behandelten und in ihrer ursprünglichen unveränderten Länge gehal

37

38

tenen verstreckten Fasern, werden dann in eine gesättigte wäßrige Lösung von Zinkchlorid und Kalziumthiocyanat bei 25 °C eingetaucht, und darauf in gleicher Weise wie oben gewaschen.

Die Eintauchbedingungen sind in Tabelle 13 gezeigt. Die Eigenschaften und Werte der entsprechenden grundlegenden strukturellen Eigenschaften der Fasern, die durch die Quellbehandlung elastifiziert worden sind, zeigt Tabelle 14. In Tabelle 14 bedeutet das an die Musternummern angefügte Symbol (Quell), daß die Muster einer Quellbehandlung unterworfen worden sind.

Tabelle 13 Bedingungen der Quellbehandlung

Muster Nr.

Quellmittel

Konzentration Gew.%

Temperatur

°C

Eintauchdauer

11-1

wäßrige Phenollösung

5

20

3 Min.

11-2

wäßrige Phenollösung

80

40

1 bis 2 Sek.

11-3

wäßrige Metakresollösung

2

40

3 Min.

11-4

wäßrige Metakresollösung

90

20

1 bis 2 Sek.

11-5

wäßrige Zinkchloridlösung

80

30

5 Min.

11-6

Calciumthiocyanat

60

50

5 Min.

Tabelle 14

Eigenschaften der Fasern mit elastischer Erholung und grundlegenden strukturellen Eigenschaften luster Reiß- ^ u Erholungsgrad Orientierungs- Kristallinitäts- Identitäts- durchschnittliche festigkeit bei 50%iger grad grad periode Länge des amorphen r" g/den Dehnung R % A Teils, A

11-1 (Quell)

4,82

67,6

65,2

11-2 »

4,51

65,8

91,5

11-3 » .

4,78

67,1

64,8

11-4 »

4,49

64,9

92,6

11-5 »

4,77

68,8

77,6

11-6 »

4,85

65,3

72,5

Die Quellmittel-Behandlung hat den Vorteil, daß die Fasern im allgemeinen in solche mit einer sehr hohen elastischen Erholung umgewandelt werden können, und zwar in einer Zeit, die sehr viel kürzer ist als die für die Hitzebehandlung benötigte, und insbesondere kann durch die Anwendung einer optimalen Konzentration der Quellmittellösung und der entsprechenden Auswahl des verwendeten Quellmitteltyps die gewünschte Wirkung der Quellbehandlung in weniger als 1 Sekunde erreicht werden.

Beispiel 12

Unter Verwendung einer Schneckenpresse wird Polypivalinsäurelacton mit einer intrinsischen Viskosität [>y] = 2,0 unter folgenden Bedingungen schmelzextru-diert: Temperatur 275° C, Spinndüse mit 30 Öffnungen von je 0,3 mm, Ausstoßgeschwindigkeit 15,6 g/min, Aufnahmegeschwindigkeit 800 m/min, Spinnverfor-mungsverhältnis 130. Der Ausstoß erfolgt in einer bei 25 °C gehaltenen Atmosphäre, die eine relative Feuchtigkeit von 60% besitzt. Die erhaltenen unverstreckten Fasern haben einen Einfadentiter von 5,9 den und einen Orientierungsgrad R von 0,91. Die unverstreckten Fasern werden dann auf das 4,5fache ihrer ursprünglichen Länge bei 140° C gezogen. Die erhaltenen verstreckten Fasern zeigen die Fasereigenschaft eines Einfadentiters von 1,33 den, eine Reißfestigkeit von 6,6 g/den, einen Dehnungsgrad von 23% und einen Anfangsmodul von 64 g/den.

0,921 59,5 76 33

0,929 61,2 102 41

0,935 57,6 88 36

0,927 56,9 94 49

0,919 56,5 91 37

0,924 54,1 89 37

40 Die verstreckten Fasern werden dann in Stapel von 37 mm Länge geschnitten. Die Stapel werden mit Baumwollfasern vermischt, gesponnen. Das Mischungsverhältnis beträgt 50:50. Es bildet sich ein Zweifachgarn von 85 den. Dieses Garn wird zu einem breiten Tuch 45 verwoben, das 55 Kettfäden/cm und 28 Schußfäden/cm hat.

Ein Teil der erhaltenen Gewebe wird 2 Minuten einer Behandlung mit feuchter Hitze bei einer Temperatur zwischen 140 und 145° C unter Verwendung so einer Trockenapparatur unterworfen, wobei als Wärmequelle überhitzter Dampf verwendet wird. Unter Verwendung einer Druckstrahlfärbevorrichtung wird ein anderer Teil des Gewebes einer Behandlung mit feuchter Hitze unterworfen, die 20 Minuten in heißem Wasser 55 bei einer Temperatur zwischen 130 und 132° C durchgeführt wird. Ein weiterer Teil des Gewebes wird 3 Minuten einer Trockenhitzebehandlung unter Verwendung einer Trockenapparatur unterworfen, wobei erhitzte Luft von 185-190° C als Wärmequelle benutzt wird, «o Es wird eine vergleichende Untersuchung an den erhaltenen hitzebehandelten Stücken des Mischgewebes und an einem nicht aus Mischgewebe bestehenden Tuch, durchgeführt, mittels derer Knitterwiderstand und Knittererholung, Zugreißfestigkeit und Einreißfestigkeit der 65 Proben verglichen werden.

Die Messungen wurden gemäß dem Standard JIS-L-1003 und nach den weiter unten beschriebenen

39

40

Verfahren durchgeführt. Knitterwiderstand und Knittererholung:

Diese Messung wird im allgemeinen als Knittererholungswinkel-Methode bezeichnet, die wie folgt vorgenommen wird:

Es werden zuerst zwei Arten von Mustern von 1 cm X 4 cm Größe hergestellt, wovon eines in Ketten und das andere in Schußrichtung gewonnen wird. Die Muster werden in ihrer Länge gefaltet und jedes gefaltete Muster zwischen ein Paar flacher Platten gelegt. Dann werden die die Muster enthaltenden Platten 5 Minuten lang mit einer Last von 500 g belastet. Unmittelbar darauf wird das gefaltete Muster auf einen gespannten Draht mit einem Durchmesser von 0,51 mm in solcher Weise aufgebracht, daß das gefaltete Gewebe in der Falte über dem Draht hängt. Das Gewebe wird 5 Minuten hängen gelassen, dann wird anschließend der Divergenzwinkel a des gefalteten Gewebes gemessen. Knitterwiderstandsgrad und Knittererholungsgrad werden durch die Beziehung a- Xl00(%)

180

ausgedrückt.

Einreißfestigkeit:

Diese Messung wird allgemein als «Pendelmethode» bezeichnet. Zuerst stellt man zwei Arten von Mustern her, eine in Richtung der Kette und die andere in Richtung des Schusses genommen. Die Muster werden mit einem Elemendorf-Spannungstester gemessen. In u jedem Muster wird in der Mitte zwischen den Klemmen, in die die einander gegenüberliegenden Enden des Teststücks eingespannt sind, ein Riß von 20,5 mm Länge, erzeugt. Die Kraft, die aufgewendet werden muß, um die verbleibenden 43 mm durchzureißen, wird in Gramm J (g) ausgedrückt.

Das Ergebnis der vorstehenden Messungen ist in Tabelle 15 aufgeführt. Die Wirkung, die durch das Mischspinnen zäher Polypivalinsäurelactonfasern mit einer verbesserten elastischen Erholung erreicht wird, 20 zeigt Tabelle 15.

Tabelle 15

Eigenschaften der Polypivalinsäurelactonfasern enthaltenden Gewebe

Einreißfestigkeit Reißfestigkeit Dehnung Knitterwiderstand und

Muster Nr. (g) (kg) (%) Kittererholung

Kette Schuß Kette Schuß Kette Schuß Kette Schuß

dampfbehandeltes Gewebe

2400

2340

103,7

53,8

25,6

23,9

95,7

95,0

mit feuchter Hitze behandeltes

Gewebe

2290

2370

104,6

60,9

27,4

24,5

94,2

92,6

trockenerhitztes Gewebe

2280

2165

102,8

56,5

28,2

24,3

95,1

93,8

Baumwolltuch

(Vergleichsmuster)

1540

1472

84,8

33,0

14,8

12,2

66,5

64,0

Die nachfolgenden Beispiele veranschaulichen die Verwendung der erfindungsgemäß erhältlichen hoch- 40 elastischen Fasern.

Beispiel 13

Unter Verwendung einer Schneckenpresse wird Polypivalinsäurelacton mit einer intrinsischen Viskosität [r/] = 1,40 dem Schmelzspinnen unter folgenden Bedin- 45 gungen unterworfen: Spinntemperatur 270° C, Spinndüse mit 20 Öffnungen von je 0,8 mm Durchmesser, Ausstoßgeschwindigkeit 6 g/min, Aufnahmegeschwindigkeit 500 m/min, Spinnverformungsverhältnis 840, in einer Atmosphäre von 20° C mit einer relativen Feuch- 50 tigkeit von 70%. Man erhält ungereckte Fasern von 100 d/20 Fil. mit einem Orientierungsgrad von 0,89, einem Dehnungsgrad von 274 %, einer Restdehnung von 95 % nach Ablauf 1 Stunde und von 89 % nach Ablauf von 24 Stunden. Darauf werden die ungereckten Fa- 55 sern auf das 3,3fache ihrer ursprünglichen Länge bei 60° C gereckt und man erhält gereckte Fasern mit ausgezeichneten Fasereigenschaften, mit einem Titer als Einfaden von 1,6 den, einem Orientierungsgrad R von 0,91, einem Kristallinitätsgrad von 53%, einem Modul 60 unmittelbar nach dem Endpunkt in der Kraft-Längenänderungskurve von 0,32 g/den, einer Reißfestigkeit von 5,1 g/den, einem Dehnungsgrad von 38%, einem Erholungsgrad von 98 % bei 5 %iger Dehnung, einem Anfangsmodul von 39 g/den, einer Schrumpfung in 65 heißem Wasser von 2,1 % und einer Dichte von 1,163. Diese gereckten Fasern werden gezwirnt (1800 U./min)

und dann 10 Sekunden bei 200° C hitzebehandelt, worauf sie wieder entzwirnt werden. Man erhält gekräuselte Fasern mit einer verbesserten elastischen Erholung, die einen Kräuselausdehnungsprozentsatz von 140% und einen Kräuselerholungsprozentsatz von 99% aufweisen.

Beispiel 14

Unter Verwendung einer 30 mm-Schneckenpresse wird Polypivalinsäurelacton mit einer intrinsischen Viskosität [>/] = 3,0, das 0,3% 4,4'-Butyliden-bis-(6-tert.-butyl-m-kresol) enthält, in eine Atmosphäre von 22° C, die eine relative Feuchtigkeit von 65 % besitzt, unter folgenden Bedingungen versponnen:

Spinntemperatur 290° C, Spinndüse mit 18 Öffnungen von je 0,7 mm Durchmesser, Aufnahmegeschwindigkeit 550 m/min, Spinnverformungsverhältnis 500. So werden die ungereckten Fäden mit einem Einfaden-titer von 10,5 den, einem Orientierungsgrad von 0,88, einem Dehnungsgrad von 296 %, einer Restdehnung von 95 % nach Ablauf einer Stunde und von 93 % nach Ablauf von 24 Stunden hergestellt. Diese ungereckten Fasern werden bei 100° C auf das 3 fache der ursprünglichen Länge verstreckt, mit dem Ergebnis, daß gereckte Fasern mit einem Einfadentiter von 3,9 den, einer Reißfestigkeit von 5,3 g/den, einem Dehnungsgrad von 34%, einer Resterholung von 99,5 % bei 5 %iger Dehnung, einem Anfangsmodul von 43 g/den, einem Orientierungsgrad von 0,91, einem Kristallinitätsgrad von 49 %,

41

42

einem Modul unmittelbar nach der Elastizitätsgrenze von 0,32 g/den erhalten werden.

Die verstreckten Fasern werden nach dem Falschdraht-Verfahren verzwirnt (2950 U./min), wobei die Temperatur 170° C, die Faserfördergeschwindigkeit 50 m/min und das Förderverhältnis -20% ist, um den Fasern eine Kräuselung zu verleihen. Die Kräuselkontraktion der erhaltenen gekräuselten Fasern wird bestimmt und es ergibt sich, daß die Fasern eine ausgezeichnete Kräuselcharakteristik von 265 % aufweisen.

Claims (16)

PATENTANSPRUCH I Verfahren zur Herstellung einer überwiegend aus Polypivalinsäurelacton bestehenden Faser mit verbesserter elastischer Erholung, dadurch gekennzeichnet, daß man eine unverstreckte, überwiegend aus Polypivalinsäurelacton mit einer intrinsischen Viskosität [r]\ von wenigstens 0,7 bestehende Faser mit einem Orientierungsgrad von wenigstens 0,85, einer Dehnbarkeit von wenigstens 200% und einer hohen Restdehnung bei einer Temperatur T[°C] im Bereich zwischen T ;> -282 + 1744 R- 1605 R2 und 220 ^ T ^ 10, wobei R den Orientierungsgrad der unverstreckten Faser bedeutet, verstreckt und durch eine Wärmebehandlung und/oder durch Einwirkenlassen eines Quellmittels elastifiziert, bis die verstreckte Faser einen Orientierungsgrad (R) von wenigstens 0,9, einen Kristallinitätsgrad (X) von wenigstens 50 %, eine Identitätsperiode (D) von wenigstens 70 A und eine mittlere Länge (Lm) des amorphen Teils von wenigstens 30 A aufweist. UNTERANSPRUCHE

1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß man die erhaltene verstreckte Faser durch eine Wärmebehandlung und/oder durch Einwirkenlassen eines Quellmittels elastifiziert, bis die verstreckte Faser einen Orientierungsgrad (R) von wenigstens 0,9, einen Kristallinitätsgrad (X) von wenigstens 55 %, eine Identitätsperiode (D) von wenigstens 80 A und eine mittlere Länge (Lm) des amorphen Teils von wenigstens 40 A aufweist.

2. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß man die Faser zur Elastifizierung einer Wärmebehandlung unterwirft, deren Dauer bei einer vorgegebenen Temperatur so gewählt wird, daß die Faser eine elastische Erholung von wenigstens 50% bei einer Dehnung von 50% unter Beibehaltung einer Zugreißfestigkeit von wenigstens 50% der Ursprünglichen erreicht.

3. Verfahren nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Faser zur Elastifizierung einer Wärmebehandlung unterwirft, deren Dauer bei einer vorgegebenen Temperatur so gewählt wird, daß die Faser eine elastische Erholung von wenigstens 90% bei einer Dehnung von 50% unter Beibehaltung einer Zugreißfestigkeit von wenigstens 50% der Ursprünglichen erreicht.

4. Verfahren nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Wärmebehandlung in Form einer Dampf- oder Naßbehandlung in einem Temperaturbereich von etwa 100 bis 150° C vornimmt.

5. Verfahren nach Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man die Wärmebehandlung in einem Temperaturbereich von etwa 125 bis 150° C vornimmt.

6. Verfahren nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Wärmebehandlung in Form einer Trockenbehandlung in einem Temperaturbereich zwischen etwa 150 und 220° C vornimmt und die Behandlungsdauer so wählt, daß sie den Bedingungen:

t ;> 0,00809 6>-?-3,15 0 + 307,6 und x ;> 4,35 ©-- 1677 0 + 161460,

worin t die Dauer der Wärmebehandlung in Minuten und 6 die Behandlungstemperatur in ' C bedeuten, genügt.

7. Verfahren nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man die Wärmebehandlung in Form einer Trockenbehandlung in einem Temperaturbereich zwischen etwa 170 und 220° C vornimmt und die Behandlungsdauer so wählt, daß sie den Bedingungen:

t ^ -0,00271 02- 1,05 & + 319,6 und t <; 4,35 «8- 1677 & + 161460

genügt.

8. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß man die Elastifizierung durch Behandeln mit einem Quellmittel herbeiführt, wobei man die Behandlung in einem Quellmittel vornimmt, das wenigstens eine gegenüber Polypivalinsäurelacton aktive Verbindung enthält, die in einem gegenüber Polypiva-linsäure inerten flüssigen Medium gelöst oder suspendiert ist.

9. Verfahren nach Unteranspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß man als aktive organische Verbindungen Phenol oder dessen Derivate, chlorierte Kohlenwasserstoffe, halogenierte aliphatische Säuren, Dimethyl-carbamylverbindungen, Dimethylsulfoxyd oder Nitro-benzol und als inertes Lösungsmittel Wasser, Alkohol, Glycerin oder Aceton verwendet.

10. Verfahren nach Unteranspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß man die aktive organische Verbindung in einer Menge von wenigstens 0,5 Gew.%, bezogen auf das Gewicht der Gesamtlösung, einsetzt.

11. Verfahren nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Quellmittel eine auf Raumtemperatur befindliche hochkonzentrierte Lösung verwendet, die wenigstens Phenol oder m-Kresol oder ein Gemisch derselben enthält.

12. Verfahren nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Quellmittel eine Chlorphenollösung mit niedriger Konzentration verwendet, die sich auf Raumtemperatur befindet.

13. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß man als Quellmittel eine wäßrige Lösung verwendet, die mindestens eine gegenüber Polypivalinsäurelacton aktive anorganische Verbindung, beispielsweise ein Chlorid eines Metalls der zweiten Gruppe des periodischen Systems, ein Thiocyanat oder eine anorganische Säure, enthält.

14. Verfahren nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Quellmittél eine nahezu gesättigte wäßrige Lösung verwendet, die mindestens eine gegenüber Polypivalinsäurelacton aktive anorganische Verbindung, beispielsweise ein Chlorid eines Metalls der zweiten Gruppe des periodischen Systems, ein Thiocyanat oder eine anorganische Säure, enthält.

15. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, daß man die thermische Elastifizierung im Zuge einer Texturierungsbehandlung, insbesondere gleichzeitig mit der Fixierung der Kräuselung vornimmt.

j

10

15

20

25

30

35

40

4

45

50

55

«0

45

43

44

PATENTANSPRUCH II Nach dem Verfahren nach Patentanspruch I hergestellte Faser mit verbesserter elastischer Erholung, gekennzeichnet durch einen Orientierungsgrad (R) von mindestens 0,9, einen Kristallinitätsgrad (X) von mindestens 50%, eine Identitätsperiode (D) von mindestens 70 A, eine durchschnittliche Länge (Lm) des amorphen Teils von mindestens 30 A, einen Anfangs-modul von wenigstens 30 g/den, eine elastische Erholung von mindestens 90 % bei 5 % Dehnung und von mindestens 50 % bei 50 % Dehnung und einen Restmodul von wenigstens 70% des Anfangsmoduls.

UNTERANSPRUCH

16. Faser nach Patentanspruch II, gekennzeichnet durch einen Orientierungsgrad (R) von mindestens 0,9, einen Kristallinitätsgrad (X) von mindestens 55 %, eine s Tdentitätsperiode (D) von mindestens 80 A, eine durchschnittliche Länge (Lm) des amorphen Teils von mindestens 40 A, einen Anfangsmodul von wenigstens 40 g/den, eine elastische Erholung von mindestens 90 % bei 5 % Dehnung und von mindestens 90 % bei io 50% Dehnung und einen Restmodul von wenigstens 15% des Anfangsmoduls.

Kanegafuchi Boseki Kabushiki Kaisha Vertreter: Brühwiler, Meier & Co., Zürich

Entgegengehaltene Schrift- und Bildwerke keine