DE1494564A1 - Fadenfoermiges Material - Google Patents

Description

Oxymethylenpolymere können zu Fadenmaterial, nämlich Monofilen, endlosen Garnen und Stapelfasern verarbeitet werden, die sioh für textile Zwecke eignen, beispielsweise zum Weben und Wirken der üblichen Stoffe aus den Mbnofilen oder endlosen Garnen oder Stapelfasergarnen.

Die Erfindung bezieht sioh auf gewisse neue Kunstfäden und ihre Herstellung· Die neuen fäden zeichnen sioh dadurch aus, daß sie aus einem Qxymethylenpolymeren bestehen und einen nützlichen Grad elastischer Dehnung aufweisen» Unter Spannung dehnen sie sich von ihrer normalen geraden Länge in einem Mafle, das als Prozentsatz dieser Länge ein Vielfaches der Dehnung ist, die bei üblichen Textilfasera möglich ist, und ein wesentlicher Anteil der Längenzunahm· geht bei Entlastung söhne11 verloren.

Kunstfäden mit elastischer Dehnung werden aus anderen Substanzen als Qxymethylenpolymeren hergestellt, z.B. aus Gummi und langkettigen Polymeren, die ganz oder hauptsächlich aus Polyurethanen bestehen· Die letztgenannten fäden sind als Spandexfädea bekannt. Gegenüber diesen bekannten fäden haben jβdooh die erfindungegemäöen fädea den Vorteil einer viel größeren Steifigkeit, erkennbar an einem Anfangsmodul

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von mehr als 2 und gewöhnlich viel mehr als 5· Die entsprechend höhere Kraft, die durch die gereckten Fäden ausgeübt wird, erhöht erheblich ihren Wert bei den üblichen Anwendungseweoken solcher dehnbaren Fäden« Ferner kann man den Fäden ohne weiteres Zugfestigkeiten beim Bruch von mehr als 1,0 g/den, und sogar von etwa 2,0 g/den· verleihen. Diese. Eigenschaften der neuen Fäden führen zu Vorteilen im Gebrauch im Vergleich zu bekannten Materialien mit elastischer Dehnung·

Fäden und Garne, die bei normalen Temperaturen um bis zu 5096 ihrer normalen geraden Länge gereckt werden können und 70$ dieser Dehnung bei der Entspannung schnell verlieren, eignen sich für die verschiedensten Anwendungszwecke, und Produkte dieser Art lassen sich gemäß der Erfindung leicht herstellen« Da die elastische Erholung sich mit der Temperatur ändert, ist es zweckmäßig, Vergleichsversuohe bei der gleiohen Temperatur durchzuführen, und für die Zwecke der Erfindung wird die elastische Erholung bei 21⁰O bestimmt, falls nicht anders angegeben. Die bei dieser Temperatur ermittelten Zahlen gelten für den Temperaturbereich, der beim Gebrauch von Stoffen und Kleidungsstücken normalerweise in Frage kommt«

Die in dieser Beschreibung genannten Werte für die elastisohe Erholung wurden mit einer Ihstron-Zug-Dehnungsprüf-

masohine, die mit. einer Belastungsgeschwindigkeit von IOO56/

ermxtteiw«

Hinute arbeitet* Naohdem der zu prüfende Faden oder das Garn in dem gewünschten Maße gereckt war, wurden die Haltevorrichtungen der PrüfmaBohine mit der gleichen Geschwindigkeit zurückgefahren, bis der Abstand zwischen Ihnen der gleiohe war wie zu Beginn der Prüfung,*der ursprünglichen Hefllänge entsprach· Die Klemmen wurden erneut umgesteuert, um unmittelbar Werte der elastischen Erholung bei der Erholungezeit Hull oder nach angegebenen Zeiten Werte für vorher bestimmte Erholungszeiten zu ermitteln· Die Klemmen

wurden zum Stillstand gebracht, sobald die Spannung vom

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Μ» 4 «·

Nullpunkt zu steigen begann. Die elastische Erholung wird dann wie folgt berechnet»

G-e samt länge Endabstand zwischen Elastische Erholung- _{χ 1oo}

Zusätzliche Länge nach Reckung

Die Messungen wurden immer an der Luft bei 6596 relativer Feuchtigkeit durchgeführt·

Gemäß der Erfindung können Fäden und Garne hergestellt werden, die nach Reokung auf eine 5O#ige Längenzunahme elastische Erholungen bei der Erholungszeit Null aufweisen, die im allgemeinen 7Ο-8θ£ und bei einer bestimmten Nachbehandlung sogar bis zu 92.fi bei 21⁰O betragen« Die Fäden und Garne zeigen naoh Ablauf einer kurzen Zeit eine weitere Erholung von der Wirkung des Reckens. Materialien, die bei der Erholungezeit Null eine elastische Erholung von 7O-8O# haben, zeigen nach 2 Minuten eine elastische Erholung von 8Ο-9Ο56, und auch Werte bis zu 98# wurden gemessen. Wie bereits erwähnt, hängt die elastische Erholung zwar in gewissem Umfange von der Temperatur ab, jedoch zeigen die gemäß der Erfindung hergestellten produkte brauchbare elastische Erholungen auch bei erhöhten Temperaturen, beispielsweise bis zu 121⁰G. Kleidungsstücke, die aus solchen Produkten hergestellt sind oder diese enthalten, sind somit waschfest. Vorstehend wurde von elastischen Erholungen naoh Reokung um 50$ der ursprünglichen Läng· ä gesprochen, jedoch werden gemäß der Erfindung auch Produkte erhalten, die zufriedenstellende Werte für die elastisohe Erholung naoh viel stärkerer Reokung aufweisen, z.S· 2 Minuten naoh Reokung um 25<# eine elastisohe Erholung von

Die vorstehend genannten Werte für die elastisohe Erholung gelten für den ersten Zyklus von Reokung und Erholung, jedoch wurde festgestellt, daß die elastische Erholung des FadenaaterialB zwisohen aufeinanderfolgenden Zyklen sioh wenig ändert, nachdem das Material mehreren Zyklen von

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Belastung und Erholung unterworfen worden 1st· Beispielsweise können Fäden hergestellt werden, die, wenn sie sieben Zyklen von 5O9iiger Belastung und Erholung unterworfen werden, bei 21⁰O und bei der Erholungezeit Null

haben
eine elastische Erholung*'die ζwisollen dem Beginn des sechsten und dem Beginn des siebten Zyklus um weniger als 1,5 und im allgemeinen um weniger als 1,0$ abnimmt·

Vorstehend wurde der hohe Modul der erfindungsgemäßen Produkte erwähnt, auf Grund dessen diese Produkte bekannten Textilfaden und -garnen mit elastischer Dehnung, z.B. den bekannten sog« Spandexgarnen, überlegen sind· FUr Vergleiohszweoke wurde der Anfangsmodul für die erfindungegemäßen Produkte ermittelt. Typisohe Werte sind in den Beispielen genannt. Der Anfangemodul ist die Neigung der Zug-Dehnungskurve bei dem Punkt, der duroh 1# Belastung angezeigt ist, und wurde mit Hilfe der Inetron-Zug-Dehnungeprüfmaeohine bestimmt, die mit einer Belastungsgeeohwlndi_ö£eit von 100#/Minute arbeitete. Die gleiche Maschine wurde zur Bestimmung der Werte verwendet, die für die Zugfestigkeit und Bruchdehnung angegeben sind»

Die Oxymefchylenpolymeren, die zur Herstellung der erfindungsgemäßen Produkte verwendet werden können, sind unter Tonnalbedingungen feste Thermoplaste und können duroh Polymerisation von Formaldehyd oder Trioxan allein oder .-: laammen mit Comonomeren hergestellt werden. Geeignet sind Homopolymere, d.h. Polymere, deren Moleküle nur aus Ketten von Oxymethylengruppen bestehen, insbesondere endblooklerte Homopolymere, d.h. polymere, deren endständige Gruppen sur Verbesserung der thermisohen Stabilität der Polymeren verestert oder veräthert worden sind.

/orzugsweise werden jedooh Polymere verwendet, in denen di· .ioleküle wiederkehrende Ketten von Oxymethylengruppen mit «ingestreuten Gruppen, die Kohlenetoff-Kohlenstoff-Einfaohin ddn Ketten enthalten, darstellen. Di· Polymeren

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können beispielsweise duroh Copolymerisation von Trioxan mit einem oder mehreren anderen Monomeren, insbesondere mit oyolieohen Äthern, die benaohbarte Kohlenetoffatome enthalten_t z.B. Äthylenoxyd oder Dioxolan, hergestellt werden· Diese Copolymeren zeichnen sioh dadurch aus, daß sie eine höhere thermische Stabilität haben, als die Homopolymeren. Biese Eigenschaft ist wichtig bei der Herstellung von Fäden aus den Polymeren duroh Schmelzspinnen, ferner zeigen sie eine viel höhere Stabilität gegen stark alkalische flüssigkeiten. Dies ist besonders vorteilhaft für Textilprodukte, die aus den Polymeren hergestellt werden· Vorzugsweise wird das verwendete Copolymere sowohl duroh Zumisohung von chemischen Stabilisatoren gegen thermisohen ä Abbau und duroh Entfernung von endständigen Oxymethylengruppen vor der Verarbeitung zu Fäden gemäß der Erfindung stabilisiert.

Die erfindungsgemäSen Fäden können duroh Schmelzspinnen hergestellt werden, jedoch müssen die bei der Herstellung und Nachbehandlung der Fäden angewandten Bedingungen sorgfältig eingehalten und überwacht werden, um sicherzustellen, daß die Fäden die gewünschten Eigenschaften haben· Die Bedingungen können jedoch individuell über Bereiche variiert werden, die weit genug sind, um den für die technische Durchführung des Verfahrens notwendigen Spielraum zu haben. Die verschiedenen Variablen haben eine solohe Weohselbe- "

Ziehung, daß man von keiner Kombination von Bedingungen behaupten kann, daß sie die einzig anwendbare ist.

Die Fäden können duroh Schmelzspinnen in einer Maschine hergestellt werden, in der das feste Polymere geschmolzen und mit konstanter Geschwindigkeit und unter Kiemlich hohem Druck duroh die kleinen Bohrungen einer Spinndüse gepumpt wird. Für die bevorzugten regellosen Qxymethylenoopolymeren sind Sohmelsepinntemperaturen von 190-22O⁰O am besten·

Das Polymere wird vorzugsweise geschmolzen, in-dem es in

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Form yon Schnitzeln, die zweckmäßig eine Größe zwischen 9 mm und 74 V- haben, der Einwirkung einer erhitzten Schneckenpresse unterworfen wirdo Die auf diese Weise erhaltene Sohmelze kann dann mit einer Dosierpumpe duroh die Spinndüsenöffnungen gepresst werden· Im allgemeinen wird oberhalb der Spinndüsen ein Sandfilter angeordnet, um Teilchen oder UeIt, die sie zusetzen könnten, zu entfernen« Das Polymere wird vorzugsweise nioht langer als 20 Minuten in Form der Sohmelze gehalten·

Die Spinndüse kann beispielsweise eine bis etwa 500 Bohrungen enthaltene KLastisohe Einfäden für Spezialzwecke, ζ·Β· Zugtaue, können duroh Düsenöffnungen bis zu 2,5 mm Durchmesser gesponnen werden, im allgemeinen werden jedoch öffnungen von 0,125 - 0,625 mm, insbesondere von 0,25 - 0,5 mm Durchmesser verwendet. Die flüssigen Strahlen treten aus den Düsenbohrungen im allgemeinen nach unten in ein gasförmiges Medium aus, beispielsweise in Luft oder ein Inertgas, z.B. Wasserdampf, Stickstoff oder Argon, und erstarren« Die "Absohrecktemperatur", d.h. die Temperatur der luft oder eines anderen Inertgases, an der Austrittsseite der Spinndüse kann bei Umgebungstemperatur, z.B. bei 21⁰O oder höher !igen, z.B. bis zu 140⁰O. Unterhalb der Spinndüse muß ein Schacht verwendet werden, wenn die gewünsohte Abschreoktemperatur wesentlich über oder unter der Umgebungstemperatur liegt· Dieser Schaoht kann auch bei Anwendung von Umgebungstemperatur zur besseren Kontrolle vorteilhaft sein, jedoch kann im letzteren Fall das Polymere auch unmittelbar in Luft gesponnen werden·

Ew wird angenommen, daß die Scherkraft, die durch die Wand der Spinndüse auf das geschmolzene Polymere ausgeübt wird» einen bedeutenden Einfluß auf die Eigenschaften des gebildeten Fadens hat· Im allgemeinen sollte die Sohergesohwindigkeit wenigstens 250 reziprok· Sekunden betragen« Hierbei ist die Sohergesohwlndigkeit durch die Formel

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gegeben, wobei q. die pro Sekunde duroh die Düsenbohrung gepresste Materialmenge in oar und r der Radius der Düsenbohrung in om ist· Ausgezeichnete Produkte wurden mit Sohergesohwindigkeiten zwisohen 250 und 2500 reziproken Sekunden erhalten, jedoch wurde auoh mit höheren Sohergeschwindigkeiten zwisohen 6000 und 7000 reziproken Sekunden erfolgreich gearbeitet· Natürlioh ändert sioh der Einfluß der Scherkraft mit der Viskosität der gesponnenen Schmelze und folglioh mit der Temperatur der Sohmelze und der Anwesenheit oder Abwesenheit von Substanzen, die die Viskosität der Sohmelze beeinflussen· Es ist daher erforderlioh, die Schmelztemperatur und die Sohergesohwindigkeit aufeinander abzustimmen, um sicherzustellen, daß das f

Produkt die gewünschten Eigenschaften hat·

Ein Abzugsverhältnis von wenigstens 25i1, z.B. bis zu 35Oi1, erwies sich als zweckmäßig. Bei einer Absohrecktemperatur in der Nähe von 21⁰C liegt es vorzugsweise zwisohen 90»1 und 23511· Bas Abzugsverhältnis ist das Verhältnis der Geschwindigkeit, mit der der Faden aus der Spinnzone abgezogen wird, zur linearen Geschwindigkeit des geschmolzenen Polymeren beim Austritt aus den Bohrunger der Spinndüse· Bei DUsenbohrungen von O₉13 bis 0,63 mm Durchmesser beträgt die lineare Spinngeschwindigkeit gewöhnlich nicht mehr als 4,6 m/Minute, z.B. 1,8 - 3»7 m/jr nute.» g Die Aufnahmegeschwindigkeit kann je nach dem angewendeten Abzugsverhältnis beispielsweise 46 bis 460 m/Minute oder etwas mehr betragen und liegt vorzugsweise zwisohen 140 und 320 m/Minute«

Die Behandlung des hergestellten Fadens ist von erheblicher Wichtigkeit· Vorzugsweise wird der Faden kalt gereckt,d« ,<> der erstarrte Faden wird bei einer Temperatur, die zu niedrig ist, um ihn im nennenswerten Maße zu erweichen, gereckt· Bevorzugt wird hierbei eine Temperatur von 10 bfa 120⁰O. Das angewendete Reokverhältnis liefct jedooh unter 3i1f z.B. zwischen 1,2t1 und 2,3i1, vorzugsweise zwischen

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1,311 und 1,5t1. Diese Streckverhältnisse sind niedriger, als sie gewöhnlich bei der Herstellung von Kunstfäden zwβoks Erhöhung der Zugfestigkeit angewendet werden, da ein zu hohes Streckverhältnis die elastische Dehnbarkeit der erfindungsgemäßen Fäden zerstört· Durch Kaltrecken innerhalb der vorstehend genannten Grenzen wird ein Produkt erhalten, dessen Zugfestigkeit si oh -von dem des ursprünglichen Fadens wenig unterscheidet, wobei jedoch die elastischen Eigenschaften des Fadens verbessert und/oder gleichmäßig gemacht werden und sogar ein brauchbares Maß an elastischer Dehnung bei einem Produkt erhalten werden kann, das vor dem Hecken keine wesentliche elastische Dehnung aufwies«

Duron eine Wärmebehandlung der Fäden, insbesondere mit Heißwasser oder Dampf, vorzugsweise bei Temperaturen von 90-HO⁰O, gegebenenfalls unter Überdruck, für einen Zeitraum von wenigstens 1 Minute, z.B. bis zu 30 Minuten, werden gewöhnlich die elastischen Eigenschaften verbessert« Häufig werden hierdurch gleichzeitig die Fäden gekräuselt, so daß sie eine Fülligkeit erhalten, die für viele Anwendungszweoke erwünscht ist· Die in den folgenden Beispielen genannten Eigenschaften wurden bei 21⁰O gemessen, falls nicht andere angegeben.

Beispiel 1

Ein Copolymeres von Trioxan und 2 Gew.-96 Äthylenoxyd, bezogen auf das jpfolymerisierbare Gemisch, wurde durch Entfernung endständiger Oxymethylengruppen und Zugabe von 0,5 Gew.-# 2,2«-Methylen-bie-(4-methyl-6-tert_e-butylphenol) und 0,1 Gew.-^ Cyanguanidin, bezogen auf das Gewicht des Polymeren, stabilisiert· Das stabilisierte Polymere wurde bei 205⁰O mit Hilfe einer Zahnradpumpe bei einer Scherge β chwindigke it von II40 reziproken Sekunden von oben nach unten durch eine Spinndüse gepresst, die mit 22 Bohrungen von 0,38 mmi Durchmesser und 0,38 mm Länge versehen

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war. Das erhaltene 22-fädige Garn wurde von Godet-Bollen mit einer Geschwindigkeit von 300 m/Minute aufgenommen, nachdem es duroh eine FUhrungsöse geführt worden war, die In einem Sohaoht von 3 m Länge angeordnet,war, der Luft yon 27-32⁰O enthielt· Insgesamt 8,17 oar Polymerisat wurden pro Minute duroh die Spinndüse gepresst. Dies entsprach einer linearen Geschwindigkeit von 3,2 m/Minute· Das Abzugsverhältnis betrug somit 93,6t1·

Das auf diese Welse erhaltene Garn war gleichmäßig glänzend, wurde jedoch undurchsichtig, wenn es bis zur Streckgrenze gereckt wurde·

Das Garn wurde unmittelbar naoh dem Spinnen mit einer Sohmälze auf Basis von 5Obigem wässrigem Polyalkylenglyool behandelt und an der Luft bei 21⁰O bei einem Streokverhältnls von 2,311 kalt gereckt.

Die Eigenschaften des erhaltenen Garns unmittelbar naoh dem Spinnen und naoh dem Kaltrecken sind nachstehend in !Tabelle angegeben«

Tabelle 1

Anfangsmodul, g/den· Zugfestigkeit, g/den· Bruchdehnung, £ Elastische Erholung nach Dehnung um 5 OJ* bei der Srholungszeit Bull, i»

Doppelbrechung, £n Beispiel 2

Der in BeIs piel 1 beschriebene Yereuoh wurde wiederholt mit der Ausnahme, daß die Spinntemperatur 213°G betrug,

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Kriech	Kalt gereckt
gesponnen
293	188
18,7	5,1
1,17	1,46
200	114
81,2	77,6
0,0581	0,0380

die Spinndüse 34 Bonrungen von je 0,3 mm Durchmesser iuid 0,46 mm Länge enthielt und die Zahnradpumpe so betriehen wurde, daß der Materialdurchgäng duroh die JJüee 4,9 oar/ Minute entsprechend einer linearen Spinngesohwindigkeit von 1,95 m/Minute bei einer Schergeβohwindigkeit von 0,860 betrug. Das Material wurde über eine Auftragswalze geführt, wo es mit einer Textilsohmälze auf Bad.a eines 25#igen Pettesters behandelt wurde. Anschließend wurde es duroh eine IPührungsöse geführt, um die es einmal gewickelt war. Das Garn wurde dann von Godet-Walzen mit einer Geschwindigkeit von 150 m/Minute bei einem Gesamtabzugsverhältnis von 77 s1 aufgenommen«

Das erhaltene Garn hatte abwechselnde Stücke aus undurchsichtigen und glänzenden Zonen, die ein verhältnismäßig hohes Haß von reversibler Dehnung aufwiesen.

Dieses Garn wurde bei 21⁰O bei einem Reokverhältnis von 2s 1 gereckt· Das erhaltene Garn war vollständig, durchsichtig, hatte einen Gesamttiter von 250, eine Zugfestigkeit von 1,2 g/den·, eine Bruchdehnung von 16θ?ί und eine elastische Erholung bei der Erholungszeit Hull von etwa nach Dehnung um

Beispiele 3 bis 6

Der in Beiepiel 2 beschriebene Versuch wurde wiederholt mit der Ausnahme, daß keine Sextilsohmälze aufgetragen und das Garn unmittelbar durch die Führungsöse geführt (ohne einmal um den Führungsstab gewickelt zu sein) und mit verschiedenen Geschwindigkeiten abgezogen wurde, nämlich mit 76, 152 und 305 m/liinute in den Beispielen 3 bis 6 entsprechend einem Abzugsverhältnie von 38,6, 77,2, 115,8 bzw. 154,3» 1. Das Garn wurde nicht kalt gereckt« I¹Ur drei Ton den erhaltenen Garnen, die sämtlich glänzend waren, sind verschiedene mechanische Eigenschaften außer der elastischen Erholung in Tabelle 2 angegeben.

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Tabelle 2	Beispiel	3	5	6
Denier	726	219	157
Anfangemodul, g/den·	20,9	17,5	23,2
Äbzugsverhältnis	38,6»1	115,8:1	154,3*1
Zugfestigkeit, g/den»	0,8	1,39	1,74
Bruohdehnung, fi	372	195	146
Doppelbrechung, Δ η	0,0532	0,0617	0,0626

Einige Werte der elastischen Erholung naoh einer Erholungedauer von 2 Minuten wurden für die vier Qarnproben unmittelbar naoh dem Spinnen und naoh halbstündigem Eintauchen in Wasser unter einem Druok von etwa 1 atü bei einer Temperatur von etwa 120⁰O bestimmt, nachdem die G-arne um 5OfL, 1OO#, 150£, 200?i und 25OJi bei Temperaturen von 21°, 54,5°, 88° und 12O⁰O gedehnt worden waren· Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 aufgeführt.

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Cc O (O ce to

O O

Garn und

Beispiel 3 26a/mn.

""50% 100%

200% 250%

300% Beispiel 4

50% 100% 150* 200* 250*

Beispiel 5 22 Q m/lün.

50% 100% 150* 200*

Frisch gesponnen

85,6 73,2

57,7 50,2

21⁰C

Tabelle 3

Elastische Erholung Temperatur d β s

Garns

90,8 76,8 62,5

90,4 74,6 60,8

54.5°C 88°C

Frisch Frisch

Gekocht gesponnen Gekocht gesponnen Gekocht

120⁰C Frisch gesponnen ' gekocht

97,3 92,5

97,6 89,3 73,1

96,4 89,6 70,1

73,0 66,5

67,7 47,2

56,4 39,8

(fcei 280*) 33,3

89,2 71,6 51,7 49,3

89,0 72,2 96,0
87,8

73,6
34,1

86,9

69,1

61,2 33,0 35,8 60,8 25,4 28,4

(oei 280*) (feei 280*)

95,6
88,5

60,7

94,4
87,2
75,3

74,6
50,7
45,8
35,3
30,4

80,0
53,6

95,2

89,0

67,7·

56,1

38,5

92,2 70,4 62,0

44,4 34,5

22,3

69,4 44,7

40,0

68,8 45,6 25,8

(fcei 1

62,6

41,5

30,2

ekung)

71,2

54,3

29,5

80,0 57,2 -

32,9

200%

!Tabelle 3 (Ports.)

1

e

m ν e

,6 ,9 (Tw

Elastische

Erholung

G a

r η s

C

Gekocht

2 8 4

Frisch gesponnen

icekocht

Garn und

210C

r a t u r

des

88°

EeckuzLg

Frisoh «espönnen

Gekocht

54.

50C

Frisch ges-ponnen

90, 78, 58,

65,6 39,6

7O1 54, m

Frisch gesponnen

Gekocht

Beis-Diel 6 305 m/ULn.

91,2 73,2

95 80

78, 57, 46,

>2 ,3 m

1 00* 150*

88,4 93,2 64,4 81,8 57,8 68,9 3i 125*Beckung)

,6 »0

27,5

31,2

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CD

cn

CD

Die Werte In den Tabellen 2 und 3 zeigen, daß gemäß der Erfindung fäden erhalten werden können, die auoh bei erhöhten !Temperaturen sehr erwünsohte elastische Eigenschaften und gleichzeitig ausreichende mechanische Eigenschaften, wie Zugfestigkeit, Bruchdehnung und Anfangsmodul, aufweisen, und daß die elastischen Eigenschaften des frisch gesponnenen Garns bei Anwendung eines verhältnismäßig hohen Abzugsverhältnisses wesentlich verbessert werden, wenn das Garn kursszeitig mit heißem Wasser behandelt wirdο

Beispiel 7

Es wurde wie in Beispiel 1 gearbeitet mit der Ausnahm·, daß die Menge des geschmolzenen Polymeren, die durch die Spinndüse gepresst wurde, 4,73 onr/Min. bei einer Sohergesohwindigkeit von etwa 660 reziproken Sekunden betrug und das gebildete Garn mit einer Geschwindigkeit von 380 m/Min, entsprechend einem Abzugsverhältnis von 20111 abgezogen wurde· Proben des Garns wurden gereokt, und zwar kalt bei 21⁰O an der Luft bei Eeckverhältniesen von 1,2, 1,3, 1»4 und 1,5»1 und bei 77⁰O und Reokverhältnissen von 1,2 und 1,4x1, wobei das Garn über ein mit Wasser befeuchtetes Tuch geführt wurde, das eine heiße Metallplatte bedeckte· Die physikalischen Eigenschaften der erhaltenen Garne sind in Tabelle 4 aufgeführt.

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Denier Anfangsmodul, g/den· Zjugfestigkeit, g/den. #ruchdehzmng, $> Ellas ti s ehe Erholung bei der Erholtingszeit lull -nach Dehnung um 50J&, #

Doppelbrechung, η

	1,2:1	Tabelle 4	1,4:1	1,5:1	bei	77°C
	125 25,6 1,35 110	Ee ckrerhältni s bei 21ύ0	135 15,3 1,45 104	128 12,5 1,59 104	1,2:1	1,4:1
Frisch	76,8	1,3:1	77,6	81,6	130 20 1,71 106	110 11 1,98 91
«espönnen 126 26,9 1,45 105	0,0669	122 25,4 1,53 109	0,0613	0,0585	81,0	75
78	76,0			mm	0,0569
0,0622	0,0617

VJI

co

CO

Die Abbildungen 1, 2 und 3 zeigen Zug-Dehnungskurven (Kurve A), die bis zu 50# Reokung für die Garne dieses Beispiels unmittelbar naoh dem Spinnen (Fig.1), nach KaTfcreokung bei 21⁰O unter Anwendung eines Reokverhältnissee Ton 1,5:1 (Mg·2) und naoh Kaltreokung bei 77⁰C über ein feuohtes Tuoh bei einem Reokverhältnis von 1,4*1 (Fig.3) gezeichnet wurden» In jedem Fall stellt die Kurre B die entsprechende Zug-Dehnungskurve für das eteifste handelsübliche Spandex-Garn dar. Es ist ersichtlich-, daß die in den Eahmen der Erfindung fallenden Garne in jedem PaIl ohne Rücksicht auf die Nachbehandlung erheblich eteifer ^ sind als das Spandex-Garn. Durch das Kaltrecken, gleich ob trocken oder naß und bei Anwendung beliebiger verschiedener Heckverhältnisse, werden jedoch Garne erhalten, die unterschiedliche Zug-Dehnungseigensohaften haben, die bei verschiedenen AnwendungsKweoken ausgenutzt werden können_o So flacht sich die Zug-Dehnungskurve des frisch gesponnenen Garns nach Anwendung einer bestimmten Beanspruchung ziemlich scharf ab (siehe I¹Ig₀I), während dieser Effekt durch eine trockene Kaltbehandlung stark verändert wird (siehe Pigeä). Ferner ergibt eioh durch feuchtes Kaltreoken bei 77⁰O eine erhebliche Veränderung der Form der Zug-Dehnungskurve, die naoh dieser Art der Behandlung zwei Kniokpunkte hat (siehe Fig.3).

Die Wärmebehandlung, z«B. die oben beschriebene nasse Wärmebehandlung, kann angewendet werden, um Eigenschaften, wie die elastisohe Erholung, des kalt gereckten sowie des unbehandelten Garns zu verbessern· Wenn beispielsweise das Garn dieses Beispiels, das bei 21⁰O unter Anwendung eines Reokverhältnisses von 1,5*1 einer trookenen Kaltreokung bei 21⁰O unterworfen wurde, anschließend 30 Minuten bei 121⁰O und einem Druck von 1,05 atü in heißes Wasser getaucht wurde, hatte es folgende Eigenschaftent

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Denier 126

Anfangsmodul 29 g/den· Zugfestigkeit 1,7 g/den· Bruchdehnung 945* Blastieolie Erholung naoh der Entspannungssseit Hull naoh Heokung yon 5Ojf 92 <f»

Wenn das vorstehend beschriebene Garn naoh der nassen Wärmebehandlung siebenmal einer Heckung von 50jt bei 21 °0 unterworfen wurde, betrug die elastische Erholung des Garne naoh dem sechsten Zyklus 82^·

Beispiel 8

Ss wurde wie in Beispiel 1 gearbeitet mit der Ausnahme, daß die Menge des durch die Düse gepressten Polymeren 3,26 oar/MiJa., bei einer Sohergesohwindigkeit von etwa 450 reziproken Sekunden und die Temperatur des Polymeren während des Spinnens 2O7^eO betrug und das Garn mit einer Geschwindigkeit von 305 m/Min, und einem Abzugsverhältnis von 234:1 abgezogen wurde· Proben des Garns wurden an der Luft bei 21⁰O unter Anwendung verschiedener Beokverhältnisse kalt gereckt» Die Eigenschaften der erhaltenen Garnproben sind in Tabelle 5 angegeben· Bei der Bestimmung, der elastisohen Erholung des Garns wurde jede Probe siebenmal bei 21⁰O um 5<& gereokt. Sie elastisohe Erholung bei der Entlastungszeit Bull wurde naoh dem ersten Zyklus und -am Ende des sechsten Zyklus gemessen·

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Denier JjafangSModul, g/den. Zugfestigkeit, g/den. Bruchdehnung, %

Elastische Erholung Erster Zyklus, <f>

Elastische Erholung,,_: Sechster Zyklus,' % !Doppelbrechung,

	!Tabelle 5	ckTe rhäl	t η	i s	1.5:1
	B. e	1,3:1	1,4		101
Unsereckt	1.2:1	94	93		8,9
114	107	15,3	10	,8	1,73
24,5	18,7	1,59	1	,72	88
1,49	1,47	98	89
129	98

76,4

64 0,0656

78,8

67
0,0673

78,8

70 0,0603

81,6

67
0,0649

75,3

62
0,0580

Die gemäß diesem Beispiel erhaltene Garnprobe, die bei einem Eeckverhältnie von 1,5*1 kalt gereckt worden war, wurde anschließend 30 Minuten bei 121⁰O und einem Druck von 1,05 atü in Wasser getaucht. Das erhaltene Harn hatte einen Titer von 96, einen Anfangsmodul von 20 g/den·, eine Zugfestigkeit von 1,6 g/den«, Eine Bruchdehnung von 53^, eine elastisohe Erholung von 91£ naoh dem ersten Zyklus und von 82# naoh dem sechsten Zyklus bei einer Eeokung um

Beispiele 9 und 10

Ss wurde wie in Beispiel 8 gearbeitet mit der Ausnahme, daß die Spinndüse 13 Bohrungen von je 0,3 mm Durchmesser und 0,46 mm Länge enthielt, woraus sioh eine Schergesohwindigkeit von 1600 reziproken Sekunden ergibt, und das erhaltene Garn mit einer Geschwindigkeit von 305 m/Min, bei einem Abzugsverhältnis von etwa 90 (Beispiel 9)b«w« mit einer Geschwindigkeit von 380 m/Min, bei einem Abfcugsverhältnis von 110 abgezogen wurde. Die Eigenschaften der erhaltenen Garne ohne Nachbehandlung sind in Tabelle 6 angegeben.

Tabelle	Denier	6	Beispiel 9	Beispiel 10
	Anfangsmodul, g/den·	93	75
Zugfestigkeit, g/den»	19,4	26,7
Bruchdehnung, #	1,06	1,36
Elastische Erholung bei der Erholungszeit Null nach Dehnung um 50ji, $>	105	110
Doppelbrechung, An	78	75,2
0,0617	0,0701

Die folgenden Beispiel veransohauliohen die Anwendung von Abs ohreokt emp era türen, d_eh. Temperaturen der zirkulierenden Luft im Spinnschacht unterhalb der Spinndüse, die nicht bei Raumtemperatur lagen_β

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Beispiele 11 und 12

Be wurde auf die in Beispiel 8 beschriebene Weis· gearbeitet mit der Ausnahme, daß bei verschiedenen Abschreoktemperaturen, Abzugsgeschwindigkeiten und Abaugsverhältnissen gearbeitet wurde. Biese Änderungen in den Bedingungen des Verfahrene sowie die Eigenschaften der erhaltenen Garne ohne Nachbehandlung sind in Tabelle 7 aufgeführt·

Tabelle 7	Beispiel 11	Beispiel 12
	105	138
Absohreoktemperatur, 0O	230	460
Abfrugsgesohwindigkeit, m/Min.	172	343
Abzugsverhältnis	209	76
Denier	22,8	17,5
Anfangsmodul, g/den0	1,12	1,03
Festigkeit, g/den*	203	174
Bruchdehnung, <jt	9+. 2	88.4
Elastische Erholung von 50ji Eeokung bei der Erholungszeit Null

Doppelbrechung, Δη 0,0644 0,0588

Die Werte in der vorstehenden Tabelle veranschaulichen, daß Garne, die ohne Nachbehandlung ein· verhältnismäßig hohe elastisohe Erholung haben, unter Anwendung erhöhter Absohreoktemperaturen hergestellt werden können·

Beispiel 13

Das stabilisierte Polymere wurde bei 200° O duroh ein· Spinndüse mit 34 Bohrungen von je 0,3 mm Durchmesser bei einer Schergesohwindigkeit von etwa 6670 und einem Abzugsverhältnis von 33,5*t zu einem 34-fädigen Garn gesponnen, das einen Gesamttiter von 900 hatte und mit einer Geschwindigkeit von 500 m/tein. abgezogen wurde· Dieses Garn wurde bei Haumtemperatur auf einen Streokzwirner bei einem

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Reokverhältnie von 2i1 kalt gereokt, wonaoh es einen Qesamttiter ron 450 hatte und bei einer Geschwindigkeit Ton 1000 m/Min, und 12 Drehungen/m aufgewickelt wurde·

Einen Strang dea Garne ließ man ungehindert bei Raumtemperatur entspannen, wobei βion eine wesentliche Kräuselung ausbildete. Naoh der Entspannung hatte das Garn einen durchschnittlichen Titer pro Faden τοη 17_f einen durchschnittlichen Gesamttiter τοη 577» eine Bruchfestigkeit τοη 0,90 g/den_o, eine Bruchdehnung τοη 160& einen Anfangemodul τοη 28,3 g/den· und eine elastische Erholung τοη 8OjL 3 Minuten naoh der Entspannung τοη 80j£ Reckung.

Der Krauselungsgrad der vorstehend beschriebenen Ware wurde erhöht, indem es 1) bei Raumtemperatur um 1O# gereokt und 1 Minute unter Dampfbehandlung bei 115⁰O im gereckten Zustand gehalten und bei Raumtemperatur wieder entspannt wurde oder 2) bei Raumtemperatur um 1O# gereokt und 1 Minute in siedendes Wasser getaucht, in kaltem Wasser gekühlt und im entspannten Zustand an der Luft getrocknet wurde oder 3) auf die vorstehend unter 2) beschriebene Weise behandelt wurde mit der Ausnahme, daß es nicht gereokt, sondern während des Eintauchens in das siedende Wasser bei der ursprünglichen Länge gehalten wurde. Die Elastiaität der gekräuselten Ware blieb naoh d

jeder dieser Behandlungen weitgehend erhalten·

In vielen der Torstehenden Beispiele sind Werte für die Doppelbrechung der Fäden angegeben. Diese Werte, die mit einem Polarisationsmikroskop mit Berek-Kompeneation in bekannter Weise bestimmt werden, stellen Maße für den Grad der molekularen Anisotropie der Fäden dar, die ihrerseits ein Zeichen für den Grad der Molekülorientierung sind, die als Folge des Spinnens und Reckens eintritt* Dem Fachmann ist bekannt, daß die beToreugten Sohmelaepinnbedingungen nicht so gewählt sind, daß sie als Folge der Dehnung allein

zu einem hohen Orientierungsgrad führen· Die gemäß der

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Erfindung erhaltenen Produkte haben im allgemeinen eine Doppelbrechung von wenigstens 0,03, z.B. von 0,03 bis 0,08 und häufig von 0,03 bis 0,07«

Die erfindungsgemäßen elastischen Fäden können für die verschiedensten Zwecke verwendet werden. Sie eignen sich als Garne beispielsweise von 1-20 den· pro faden, und als einfädige Ware, die einen viel höheren Titer haben kannj« Die Fäden oder Garne können gegebenenfalls Behandlungen unterworfen werden, durch die ihre Fälligkeit, erhöht wird· Sie können in Verbindung mit anderen Fasern, beispielsweise in Form von Stapelfasern in Mischung mit Baumwolle, Volle, Nylon, Polyestern oder anderen Stapelfasern verwendet werden. Die Vermisohung wird in einer Karde, Nadelabstreoke, einem "Pin-drafter", Pacific Converter oder naoh einem anderen normalerweise angewendeten Mischverfahren vor dem Spinnen eines Garns aus der Misohung vorgenommen. Auf Grund des verhältnismäßig hohen Module der erfindungsgemäßen Faser lassen sich diese Misohvorgänge viel leiohter kontrollieren.als wenn andere elastische Fasern mit einem viel niedrigeren Modul verwendet werden, und das Strecken und Spinnen erfolgt mit nur geringfügigen Korrekturen der normalen Masohineneinstellungen· Das Endprodukt, das beispielsweise 5 - 45# erfindungsgeraäß· Faser enthalten kann, eignet sioh zur Herstellung von Stoffen, die brauchbare Dehnungen im Bereich von 1O-3OJ6 haben· Die hohe Erholbarkeit und die hohe Erholungsenergie der erfindungsgemäßen Fasern gewährleisten ausgezeichnete elastisohe Eigenschaften der dehnbaren Stoffe und sohalten das bei Fasern von niedrigem Modul auftretende Problem der Pillenbildung weitgehend oder vollständig aus·

Gummifäden oder die sog. Spandex-Fasern werden gewöhnlich als Kern eines aus Umhüllung und Kern bestehenden Garns verwendet· Die Umhüllung besteht aus Stapelfasergarnen oder mehrfädigen Garnen aus Üblichen Materialien von geringer

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Dehnung, ζ «Β. Baumwolle, Reyon oder Nylon. Das Umspinnen ist teuer und häufig schwierig zu steuern. Die Eigenschaften des umsponnenen Garne sind nicht immer vorauszusagen und stellen häufig nur einen Kompromiss dar zwischen deny was gewünscht wird und dem, was durch Kombination von zwei oder mehr vereinigten Garnen, die unter grundverschiedenen Beanspruohungswerten zusammengehalten werden, erreioht werden kann* Beispielsweise kann ein typisches, mit Baumwolle doppelt umsponnenes Garn mit Spandex-Kern mit einer Vorreokung von 3OO-4OO# hergestellt werden, wenn die Umhüllung um es gezwirnt ist. Im "Huhezustand" zieht sich der Kern auf eine Beanspruchung zusammen, die niedriger ist als die Beanspruchung während des Umspinnens. 'Hierdurch werden die zum Umspinnen verwendeten Garne zu einer zusammengepressten Wendel oder Spirale zusammengedrückt« Das anschließende Reoken eines solchen Garns stellt die kombinierte Wirkung einer erneuten Dehnung des Kerns aus bereits teilweise gerecktem Zustand unä der öffnung der zusammengedrückten Wendel der Umspinnung dar« Der Reckmodul einer solchen komplexen Kombination von Materialeigenschaften und geometrischer Struktur wird durch eine Anzahl sich schnell ändernder Variabler bei der ureprüngliohen Herstellung und anschließenden Verarbeitung sowie während des Gebrauchs dieser Garne und der daraus hergestellten Stoffe leicht gestört« Ferner kann die Beokgrenze dieser | Garne nioht unabhängig vom Eeokmodul variiert werden«

Bei der aus Kern und Umspinnung bestehenden Struktur wird der Versuch gemaoht, die Vorteile der hohen elastischen Erholung des Kerns von hoher Beanspruchung mit der relativen Starrheit der Umspinnung zu kombinieren« Der Hauptzweck einer solohen Kombination ist die Erzielung einer verhältnismäßig hohen Strammheit oder "Erholungskraft" aus ziemlich großen Heokungen«

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Die gemäß der Erfindung hergestellten elastischen Garn· sind für viele Anwendungszweoke zum Ersatz dieser aus Kern und Umspinnung "bestehenden Garne sehr geeignet«» Mit einem verhältnismäßig hohen Modul, der bei dem Garn gemäß der Erfindung erzielt wird, z.B. im Bereich von 2-15 g/den· oder mehr, im Gegensatz zu Spandex-Garnen, deren Modul in der Größenordnung von 0,2 - 0,5 g/den, liegt, brauchen die' erfindungsgemäßen Garne nioht vorgespannt und umsponnen zu werden, um eine hohe Strammheit aufzuweisen» Bei alleiniger Verwendung (d.h. ohne Umspinnung) können sich aus der Verwendung der erfindungsgemäßen Garne wesentliche Verringerungen an Gewicht und Umfang bei gleioher Strammheit, Dehnbarkeit und Erholung ergeben. Durch ihre Verwendung ist es somit möglich, das Gewioht und Volumen vieler Stoffe wesentlich zu verringern und die Stoffe dünner zu machen© Andererseits haben die aus dem erfindungsgemäßen Garn hergestellten Stoffe bei gleichem Garngewioht und gleioher Dichte eine erheblich höhere Strammheit als Stoffe aus umhüllten Gummifäden.

Fäden, einfäSLge Ware und Garne aus endlosen Fäden und Stapelfasern, die mit Hilfe der erfindungsgemäßen Produkt· ._ hergestellt werden, finden weite Anwendung. Nachstehend sind einige mögliche Verwendungszwecke «leser Produkt· aufgezählt.

Herstellung von Kleidungsstücken, bei denen eine gewiss· Dehnbarkeit erwünscht ist, z.B₀ Damenunterkleidung, und bei denen Dehnung bei gleichzeitiger Strammheit erforderlich ist, z.B. Korseletts, stützende Trikotwaren und elastische Verbände.

Stoffe mit veränderlicher Porosität oder Undichtigkeit, d.h. mit zunehmender Undichtigkeit unter Belastung, inebesondere Fallsohirmstoffe.

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Elastisohe Nähgarne, mit deren Hilfe das Zusammenziehen bzw» die Faltenbildung an Säumen von Kleidungsstücken aus elastishhen Stoffen vermieden werden kann.

!Füllmaterial für Polster, Kissen u.dgl«, wo die Verwendung von gekräuselter Stapelfaser, die aus den erfindungsgemäßen Garnen hergestellt ist, auf Grund der hohen elastischen Erholung wertvoll ist_e

Dehnbare !Faservliese, hergestellt durch Vereinigen einer Bahn von Stapelfasern oder ineinandeiprerflochtener laden mit Hilfe eines dehnbaren Klebstoffs.

Teppiohgrundgeweb· und Florfaden. Durch Verwendung eine» Teppiohgrundgewebes aus dem erfindungsgemäßen Fadenmaterial, das während des Einsetzens des Flors gereckt ist, wird ein dichterer Flor bei Entspannung erhalten. Die Eigenschaften des Fadenmaterials sind ideal für den Flor, wo seine elastische Erholung das Material knitterbeständig machte

Artikel, die im Gebrauch eng anliegen müssen, z.B. Bettlaken, Handschuhe, Regensohirmbezüge, Polsterstoffe·

Faltige oder bausohige Stoffe ^Seer -suokerⁿ-Typ)_e Diese können beispielsweise duroh Weben abwechselnder Streifen von Garn aus dem erfindungsgemäßen Fadenmaterial und Strel- *

fen von üblichem Garn hergestellt werden, wobei die erst- ™ genannten Streifen gewebt werden, während die Garne unter einer solchen Spannung gehalten werden, daß sie gereckt sind·

Stoffe und Futterstoffe für Sohuhe, wobei die Dehnbarkeit des Stoffs und seine Erholbarkeit ein bequemeres und haltbareres Produkt ergeben·

Dehnbare kaschierte Stoffe, die sioh für Polsterzweoke, Innenauskleidungen von Autokaroaserlen, Koffer und andere Anwendungsgebiete von Kunstleder eignen.

Fischnetz·, Haarnetz·, dehnbare !Daeohen.

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Claims (12)

1. Patentansprüche
2. daß sie aus einem Oxymethylenpolymeren bestehen, in dem die Moleküle Ketten von wiederkehrenden Oxymethylengruppen mit eingestreuten Gruppen, die Kohlenstoff-Kohlenstoff-Einfaohbindungen in den Ketten enthalten, sindo
3. 3) Kunstfäden nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie um 50$ ihrer normalen geraden Länge gereckt werden können und eine elastische Erholung von 70-92$ hei der Erholungszeit Null aufweisen, bestimmt bei 21⁰O.
4. 4) Kunstfäden nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine elastische Erholung von 80-98$ nach einer Erholungszeit von 2 Minuten aufweisen, bestimmt bei 21°C_e
5. 5) Kunstfäden nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie um 50-250$ ihrer normalen geraden Länge gereckt werden können und eine elastische Erholung von 97-56$ nach einer Erholungszeit von 2 Minuten aufweisen, bestimmt bei 20⁰O.
6. 6) Stapelfasern, Garne und Sträng*-und Bahnen, gewirkte, gewebt« und geknüpfte Stoffe und daraus hergestellte Artikel, hergestellt .aus Fäden gemäß Ansprüchen 1 _ 6.

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7. 7) Verfahren zur Herstellung von Fäden aus Oxymethylenpolymeren, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Schmelze, die das Polymere enthält, durch Düsenbohrungen in eine Atmosphäre presst, die sich bei einer Temperatur unterhalb des Erstarrungspunktes der Schmelze befindet, wobei die Viskosität der Schmelze, die Schergeschwindigkeit, die Abzugsgeschwindigkeit und das Ausmaß einer etwaigen KaItreckung so aufeinander abgestimmt werden, daß ein Fadenmaterial mit einem nutzbaren Grad elastischer Dehnung erhalten wird.
8. 8) Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß

   ein Polymeres, in dem die Moleküle Ketten von wiederkehren- ~ den Oxymethylengruppen mit eingestreuten Gruppen, die Kohlenstoff-Kohlenstoff-Einfachbindungen in den Ketten enthalten, sind, bei 19O - 220⁰C mit einem Abzugsverhältnis von 25 : 1 bis 550 : 1 durch Schmelzspinnen verarbeitet wird.
9. 9) Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Schmelzspinnen des Polymeren bei einer Schergeschwindigkeit zwischen 250 und 25OO reziproken Sekunden vorgenommen wird.
10. 10) Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Schmelzspinnen des Polymeren bei einer Schergeschwindigkeit zwischen 6OOO und 7OOO reziproken Sekunden erfolgt. J
11. 11) Verfahren nach Ansprüchen 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden bei 10 - 120⁰C und einem Reckverhältnis zwischen 1,2 s 1 und 2,5 : 1 gereckt werden.
12. 12) Verfahren nach Ansprüchen 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet,

    daß die Fäden wenigstens 1 Minute, vorzugsweise 1 - 50 Mi-

    vorzugsweise nuten, mit Wasserdampf oder heißem Wasser/bei Temperaturen

    von 90 bis l4o°C.behandelt werden.

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