专利名称：改进的尼龙复丝服装纱线的制作方法
技术领域：
本发明是有关改进的尼龙66复丝服装纱线，特别涉及变形尼龙丝，可适用于针织品，涉及部分取向尼龙(有时指部分取向丝POY或PON)拉伸变形喂入丝(即由该中间丝制备服装纱线)，还涉及制备此服装纱线的方法，以及制备部分取向丝(POY)(通过聚合作用和高速熔融纺丝)的方法，应用POY的方法，如通过拉伸一卷曲和其它方法来应用POY，亦涉及从上述纱线制造的产品。
合成线型己二酰己二胺聚酰胺丝(通常指尼龙66)问世已有五十年了。这类丝的重要用途是作为变形复丝纱线，如用于生产针织品之类的服装。为满足各种目的，需要变形丝具有高度膨松性。多年来，这种膨体纱在商业上用两个步骤制备第一步，尼龙聚合物熔融纺制成单丝，该单丝在高速(每分钟3000米(mpm)，即所谓高速纺)下卷绕为长丝卷，它作为部分取向丝(有时指作为POY)，用作拉伸一卷曲变形的喂入丝(或中间体)(因此，有时指用于拉伸一卷曲变形喂入丝DTFY);然后在一个独立步骤中，该喂入丝在工业纤维拉伸变形机上进行拉伸卷曲变形。这些方法在几种出版物上已有描述，如Adams.US3，994，121，1976年授权。各种类型的拉伸一卷曲的POY实现大规模商用已有十多年，由此促进了变形机的改进。速度超过1000mpm的变形机已使用了很长时间。但事实证明在此高速度下很难获得所需的膨体尼龙66纱;这主要由商购尼龙POY存在的局限性所限制。所以在美国，为了制备所需的膨松尼龙纱，尼龙POY商业生产中其变形速度完全低于1000mpm，即，完全低于能在极高速度下操作的变形机能力。
最近，Chamberlin等的US4，583，357和4，646，514描述了此类丝及其通过部分取向尼龙(Chamberlin称为PON)进行的生产。“Chamberlin”在此专利所公开的内容引入作为本发明背景参考。
Chamberlin披露了借助将尼龙聚合物的分子量增加至大大超过从前惯用于服装成品的尼龙聚合物的分子量值，来改进(PON)的纺丝产品和方法。尼龙纱的分子量利用90%甲酸，借助ASTMD789-81，通过测量相对粘度(RV)来进行计算。作服装纱线的尼龙66的旦尼尔数(denier)为15～250。用于服装纱线的旦数范围与用于尼龙地毯纱线相对照，二者制造和加工都不同，而且有不同的(较高的)旦数值，某些此类地毯纱线以前比服装尼龙纱有高的相对粘度(RV)值，Chamberlin提到当制造服装纱线时，使用比常规较高的RV存在成本高和一些其它困难。
Chamberlin专利的较高RV一般大于46，优选大于53，最优大于60，可达到80(对尼龙66)。Chamberlin比较了这类纱线胜过公称聚合物RV为38～40的纱线之优点。
Chamberlin揭示在速度2200mpm以上，甚至高至5000mpm纺丝制备PON。Chamberlin描述了他的高RV高速纺PON喂入丝如何在Barmag FK6-L900变形机上以750或800mpm进行拉伸一卷曲变形，即变形机有2 1/2 米主加热器(在225℃)，与Kgoceva陶瓷盘联合的Barmag多盘，D/Y之比为大约1.95。正如其名称所示Barmag FK6-L900变形机能在900米/分下操作，即比Chamberlin披露的速度要高，能在更高速度操作的变形机商品化也已有数年。Chamberlin获得了比40RV常规丝更高的卷曲展现值，而且在这些条件下不会有过多的断裂长丝(磨损碎片)或丝线断裂。
Chamberlin解释在可操作变形张力范围内，拉伸比率通过调节喂入辊速度而改变(在给定的拉伸辊速度下)，拉伸一卷曲变形应力或张力随之也改变，它们应高到足以在假捻区域保持稳定(避免“滑脱”)，低到足以避免(过多的)断丝。因此，于该可操作张力范围内通过“最大变形张力”的操作进行调节以便得到最大卷曲展现值，即使喂入丝能在特定速度和其它指定条件下满意地变形，但可操作变形张力范围仍十分窄，窄的变形范围(或“窗户”)由于限制了变形机而在工业上是不利的。
还可参考
图1进一步了解，其中该图以变形张力与变形速度相对绘制，当在变形速度VL下操作时，捻转插入前的平均张力(指作为前盘张力T1)用大圆点表示，而精确的沿丝张力T，是借助张力分布来更精确地代表，即T1±-ΔT1，ΔT1代表标准张力偏差的3倍左右。因此，稳定的变形工艺要求最小的张力(T1-ΔT1)，而不是平均前盘张力(T1)必须足够高以制止滑脱。例如，为了增加从VL～VH的变形速度，通过调节增大变形速度(由路径A表示)，在这种条件下，得到的结果，尽管平均变形张力似乎可以接受，但每当T1下降时加工将不稳定，从而发生滑脱。故在实际中，变形速度的增加是借助增加平均T1(见路径B)和增加变形拉伸比率来共同完成。这种高拉伸比率可避免滑脱，也就提供了稳定的变形加工，但得到的变形丝膨松性低，甚至也会在穿越捻转设备时由于变形张力的增加而发生断丝。后盘张力(T2)通常大于前盘张力(T1);图1中较高张力值用2′表示。为增加膨松并消除断丝，变形丝必须将张力T2从2′降低到表示为2的低点，通常通过增加盘与丝相对速度比率(D/Y)来实现，即稍微增加前盘张力(T1)，大大减小后盘张力(T2)，从而降低T2/T1之比。考虑到较高的D/Y比率会加大盘的损耗和丝磨擦，另一种选择是增加变形温度，因为当温度上升时，后盘张力(T2)一般比前盘张力(T1)减少更多。这种选择也不理想，它将在捻转插入期间减少“热”丝的拉伸强度并增加了断丝倾向。
这种平衡的变形拉伸比率，盘/丝速度比率以及加热板温度经常被称作“变形窗户”，对给定具有增加了变形速度的变形机器，“窗户”是一条窄缝，可见于图1。存在张力上限值，超过该值则发生断丝，并且甚至使加工中断。但低于张力下限值，则发生滑脱而且沿纱的变形均匀性很差。
按照本发明，发现在常规尼龙66二酸和二胺单体中掺入少量双官能团聚酰胺共聚单体，可以提供进一步改善上面提及的高RV尼龙66复丝拉伸一卷曲变形喂入丝的变形性能。优选的双官能团共聚单体是ε-己内酰胺和从2-甲基-戊撑二胺与己二酸形成的单体单元，后者更优，这将在后面叙及。ε-己内酰胺是制备尼龙6均聚物的单体，Chamberlin认为该原料对适于其目的的尼龙66来说是劣等的。可以确信从2-甲基-戊撑二胺和己二酸形成的单体单元未用于过纤维。然而，本发明的纤维情况与尼龙66均聚物纤维相比具有预想不到的优越性，这将在本文讨论。为方便起见，尽管知道来自ε-己内酰胺的少量ε-氨基己酸单体单元将沿尼龙66聚合物链随机分布(包含来自6个二酸的单体单元和来自6个二胺的单体)，但有时ε-己内酰胺添加剂的使用指的是掺入到尼龙6中。其它单体单元也可随机分布。同样为方便起见，在比较纤维性能中，特别是实施例和图示中，掺入ε-氨基己酸单体单元的本发明纤维被称为是N6，66，以示与N66的共聚物区别。类似地，掺入来自2-甲基-戊撑二胺(MPMD)和己二酸的单体单元的本发明纤维称为Me5-6，66，而从二胺和己二酸(2-甲基-戊撑己二酰二胺)形成的单体单元称为Me5-6。尽管本发明不受任何理论的限制，但我们推测少量单体添加剂如尼龙6或Me5-6之所以能够改进性能是因为它们与尼龙66单体稍有不同，但却类似能达到形成氢键的程度;因此可以相信改进均聚物N66可采用类似能形成氢键的少量其它共聚用单体，如双官能聚酰胺共聚单体，其它二酸共聚用单体，二胺共聚用单体，氨基酸共聚用单体，或内酰胺共聚用单体之类，甚至可使用能与尼龙66聚合物形成氢键的非反应性添加剂，如7-萘并三嗪基-3-苯基香豆素。
根据本发明，其一方面，提供了制备变形尼龙66复丝纱线的方法，该纱相对粘度大约50～80，包括拉伸-卷曲变形，旦尼尔值大约为15～250的喂入丝。温度为大约200～240℃时，其延伸率(Eb)大约70～100%，为了提供延伸率小于35%左右，最好小于30%左右的变形丝，其特征在于变形速度至少大约900mpm，最好至少为大约1000mpm，喂入丝是尼龙66聚合物，其中含有少量此类双官能的聚酰胺共聚用单体或能与尼龙66聚合物形成氢键的非反应性添加剂，最好是本文指出的那些。
根据本发明的另一方面，提供了部分取向尼龙66聚合物复丝纱线，其旦尼尔大约为15～250，延伸率(Eb)大约为70～100%，最好大约为75～95%，聚合物相对粘度为大约50～80，其特征在于聚合物含有少量，最好是大约2～8%(重量)的双官能聚酰胺共聚用单体或能与尼龙66聚合物形成氢键的非反应添加剂，特征还在于丝的拉伸张力(DT)是大约0.8～1.2(g/d)之间，最好是大约(140/Eb-0.8)至大约1.2，优选丝特征为拉伸模量(MD)大约是3.5～6.5(g/d)，拉伸应力(σD)大约是1.0～1.9(g/d)，测量温度75℃，拉伸比1.35X，表观拉伸能量(ED)a为大约0.2～0.5。优选丝的特征还在于TMA最大动态伸长率(ΔL/ΔT)max。在大约100～150℃，300毫克前盘拉力下为大约0.05～0.15%/℃，(ΔL/ΔT)max与应力(σ)之敏感度，d(ΔL/ΔT)max/dσ于300毫克/分米下测量为大约3×10-4至7×10-4(%/℃)/(mg/d)。
依据本发明使用的N6，66聚合物，优选部分取向尼龙66聚合物复丝纱线，其RV最好为60～70。当使用Me5-6，66聚合物时，RV最好为50-60。
根据本发明的另一方面，提供了旦尼尔大约是15～250的尼龙66复丝纺丝取向纱线的制备方法，它是借助对相对粘度至少大约50～80的尼龙进行熔融纺丝来实现的。且该纺丝卷绕速度至少为大约4500米/分，最好为5000mpm以上，但不超过大约6500mpm，其特征在于尼龙聚合物含少量此类双官能聚酰胺共聚用单体或能与尼龙66聚合物形成氢键的非反应性添加剂。优选纺丝条件是聚合物挤出温度(Tp)比聚合物熔点(Tm)高20～60℃，最好是20～40℃纺丝板毛细孔尺寸的直径(D)大约为0.15～0.30mm，最好为大约0.15～0.23mm，长度与直径比(L/D)至少为1.75，最好至少为2，特优为至少3，由此挤压值L/D4至少大约是100mm-3，最好至少大约150mm-3，特优为至少200mm-3，熔融拉细的范围用D2/dpf比率给出，大约为0.010-0.045，新熔融纺制的单丝用空气骤冷，空气流的相对湿度大大约50%以上，特优为至少大约70%RH，温度为大约10℃～30℃，速度为大约10～50mpm，最好大约10～30mpm，在大约75～150cm，最好为大约75～125cm处，接单丝集束从纺丝板正面计。
根据本发明进一步内容，提供了一种变形尼龙66复丝纱线，其延伸率(Eb)小于大约35%，最好小于大约30%，相对粘度为大约50～80，其特征在于该丝基本上由尼龙66组成，但也含有少量，最好大约2～8%(重量)的此类官能聚酰胺共聚用单体或能与尼龙66聚合物形成氢键的非反应性添加剂。
按照本发明使用的N6，66聚合物，优选变形尼龙66聚合物复丝线的RV。最好为60～70，当使用Me5-6，66聚合物时，RV最好为50～60。
本发明还发表了其它方面的内容，即应用新丝的进一步如工方法及其生产的产品。
图1(已提及)是绘制变形张力相对变形速度之图示。
图2是按本发明制备尼龙POY方法的图解说明。
图3是穿过一个纺丝板正面的放大截面，由此说明用于纺制POY单丝的纺丝板喷丝孔。
图4至22用以说明本发明丝线(N6，66和Me5-6，66)均聚物尼龙66丝线(N66)和均聚物尼龙6丝线(N6)之间性能的不同，在后面会更具体地描述。
拉伸卷曲变形喂入丝通过下述方法生产，参考图2和3进行描述，大家知道精确的条件和变化对形成的丝及其性能有重要的影响，这可从实施例中了解，由此提供了控制的可能，某些发现是十分意想不到的。
含有能与尼龙66聚合物形成氢键的双官能共聚酰胺共聚用单体的尼龙66可以这样制备，即在含有适当比例单体的“盐”水溶液中进行缩聚。适宜于生产均聚物尼龙66的步骤可以应用到盐溶液中加入ε-己内酰胺生产N6，66。制造Me5-6，66，己二酸与六亚甲基二胺(HMD)和2-甲基戊撑二胺(MPMD)的摩尔比必须满足生产所需重量百分比的2-甲基-戊撑己二酰二胺(%Me5-6)，上述成份用于制备盐溶液，对于Me5-6，66，通常必须改变普通尼龙66步骤，以便确信易挥发的MPMD停留在溶液中有充分时间进行反应。2-甲基-戊撑二胺可以商购，由E.I du Pont de Nemours & Co.销售，Wilmington，Delawaro商标为DYTEKAR。
起始聚合物，一般是25～50RV(相对粘度)的薄片形式，将其导入容器1，经过常规固相聚合来提高RV值(于控制温度和惰性气体条件下移去水)。形成的聚合物转入挤压机2，在此该聚合物熔化后其熔融体推经一个热输送系统3送至一单个纺丝的组合单元4(为方便，只表示出一个)，如果需要，放出更多的水或从固相聚合物中导出薄片，该固相聚合物于特定熔融温度下低于平衡湿度(水份)，则聚合物RV挤压前能再增加5～15RV单位，这样可取得良好效果。聚合物熔融体用挤压组件5过滤，典型条件为总压力(ΔPT)200～600Kg/cm2，过滤压力(ΔPF)100～300Kg/cm2，流速0.6～2.2g/cm2/min，聚合物挤压温度(Tp)比聚合物熔点(Tm)高大约20～60℃，最好大约20～40℃。对于N6，66共聚物，聚合物挤压温度(Tp)大约是280～300℃，尤以大约285～295℃具良好效果。对于Me5-6，66共聚物，聚合物挤出温度(Tp)是大约275～295℃，尤以大约275～285℃具良好效果。
参考图3，新过滤的聚合物通过很小的纺丝板喷丝孔挤出，其中一个在图3中如图解示意，在此，聚合物按质量流速W(gms/min)〔＝(每丝旦尼尔/9000米)×纺丝速度mpm，即与dpf×V成比例计量进入细孔21，通过一大型毛细管计量孔22，再通过长度为Lmm，直径为Dmm的纺丝板喷丝孔23。此纺丝板喷丝孔尺寸影响到挤出速度(Vompm〔Vo与(dpf×V)/D2成比例〕，熔体拉细速率(V/Vo)〔V/Vo与D2/dpf成比例〕，熔体剪切速率(γ)〔γ与(dpf×V)/D3成比例〕，以及喷丝孔压降(ΔPc)〔ΔPc与(dpf×V)(L/D4)(ηm)成比例〕，因此断言对纺丝性能，沿丝均匀性，最终纤维结构和纺丝的物理性能都有影响，必须仔细选择纺丝速度(V)，丝旦尼尔和新挤出丝的冷却速率。
纺丝板的外表面24需防止单体沉积和氧化，它借助低流速过热蒸汽直接通下并环绕在挤压件周围。然后通过一排气系统除去来实现的。除去单体蒸汽期间，为保持新挤出丝的稳定性，特别要控制侧向骤冷空气来平衡排气速率，因此在头5～15cm中没有明显的单丝净移动。如果需要，新挤出的丝可利用固体或多孔延迟管进一步防止湍流。
单丝在距离大约为75～150cm，最好为75～125cm之上冷却至低于其玻璃化转变温度(Tg)，通常湿冷空气7在10～30℃典型为20℃时相对湿度(RH)至少大约50%，更典型地为70%左右，典型(侧向)速度是10～50mpm，最好是10～30mpm，用一屏6防止零散的室内空气流。单丝可选择性地通过径向骤冷单元进行冷却，必须选择骤冷空气流速使之能象侧向骤冷一样获得所需的沿丝均匀性和丝的物理性能。
冷却丝进行集束，具体是在骤冷室8的底部于大约75～150cm，最好75～125cm借助计量末端上油盘从纺丝板正面集束;如果需要，也可应用其它集束手段，如陶瓷或金属导丝构成空气喷射。沿丝的均匀性和丝的性能受集束长度(Lc)影响。典型地选择其距离为75～150cm以上以及骤冷空气温度和流速，从而得到所期望的平衡性能。
最好通过计量末端上油盘，将纺丝油剂涂覆到集中的丝束(称为纱线)上，也可应用辊上油盘。选择纺丝油剂(通常大约为0.2～1%;更典型为大约0.4-0.7%，以丝重量为基准)以便在高纺丝速度(V)4500～6500mpm下卷绕纺丝卷装(捆)时提供必要的丝与丝间的磨擦，然后在高速变形中从丝卷装中移出均匀丝，最终于高速变形期间对合适的加捻插入提供必须的丝间的摩擦。丝线束直接传输到4500～6500米/分的卷绕机11(这里指无导丝盘纺丝)上。丝束亦可经过一台驱动导丝盘10传送至卷绕机。如9所示，卷绕前进行丝线交叉以获得充分的丝间延伸率和丝线总内聚性，从而改善卷绕和丝线移出;但交叉程度不能高到在变形中妨碍均匀加捻插入。对高速变形机25-55旦数的喂入丝而言，丝交叉值以10～15cm合适。需要取得丝线内聚性和适于加捻插入的丝间迁移之间必要的平衡，此丝交叉程度还受所用纺丝油剂的类型和数量以及加捻插入，如软或硬性摩擦加捻盘的影响。
本发明的丝在大约0.2～0.6gms/den张力下卷绕，不需要任何中间或后热处理来满足稳定性。丝可以经过热处理，如Adams，U.S.3，994，121公开的蒸汽热处理，或采用现有技术中其它方法在卷绕前进行处理以改善物理性能;这种处理对卷装稳定性或高速丝移出并不必需，但适合于较低速纺丝取向(POY或PON)丝，符合卷装形成和丝移走的卷绕张力可由公知的方式获得。
在如本发明4500～6500米/分的高纺丝速度下，骤冷室内存在一狭窄区域，此处丝直径于短距离急剧减小，同时丝拉细速度迅速上升。该现象经常称作“颈缩”地区。在颈缩区域随后便出现聚合物链取向排列和结晶。挤出点到颈缩(Ln)之距离通常是75～150cm，并取决于加工参数，如纺丝速度，丝旦数，聚合物粘度，聚合物温度，挤出速度，骤冷空气温度，骤冷空气的速度等等。
集束长度(Lc)比Ln稍大是较理想的。但最好小于1.25×Ln。沿距离Ln平均拉细速率可用〔(V-Vo)/Ln〕近似表示。通常，正如较高的拉伸张力(DT)和较低的断裂延伸率(伸长率)(Eb)所表明，较高的拉细速率增强了聚合物链的取向性。熔体拉细的程度可通过最终纺丝速度(V)和初始挤出速度(Vo)之比率给出，而且与D2/dpf成比例，平均程度和拉细速率的合适选择必须加以考虑以便获得沿丝均匀性和本发明纱线物理性质之间喂入丝旦尼尔(Denier)f取决于所用成品拉伸变形旦尼尔，(Denier)t和遗留于拉伸丝的剩余断裂伸长率。变形丝旦尼尔(Denier)t由捻丝机的用户决定，而且由于造形和功能原因有所不同。变形丝的成品丝性能，如模量、断裂强度，某种程度上其膨松性均由变形丝断裂伸长率(Eb)t决定，(Eb)t一般量为25～35%，最好为28～32%，考虑作为产品说明，纤维产生器应提供适合的喂入丝，因此，从捻丝机生产能力的立场看，可以理解为什么增加本发明喂入丝的断裂伸长率(Eb)f是有利的。
实施例1将表明，聚合物中含有一定量的尼龙6共聚用单体(能同尼龙66聚合物形成氢键，如己内酰胺)具有出乎意料的优点，即它不仅能增加尼龙66喂入丝的断裂伸长率，而且对特定的断裂伸长率(Eb)f，还能减小拉伸张力(DT)，于是在高变形速度下较容易将喂入丝完全拉成所需的25～35%成品延伸率，而不会失去膨松性或招致断丝，基于相应尼龙6和尼龙66均聚物各自的特点，这些效果是预想不到的。可以推测，无规则掺入到高分子量尼龙66聚合物链中的尼龙6己内酰胺是作为亚稳氢键场所的来源，它不同于那些尼龙66均聚物，并能按增加网络拉伸能力和降低所需用于拉伸的力量之方式选择晶粒间的聚合物链网络。
拉伸一卷曲变形丝，是通过尼龙66中用2-甲基戊撑二胺(MPOD)改善得到Me5-6，66共聚酰胺纤维而制备。它在特定纺丝速度下与单独获得的尼龙66均聚物对照，减小了拉伸张力(DT)，与N6，66共聚酰胺对照，也减小了拉伸张力(DT)，如果从低RV纺丝可较理想地降低储藏期低聚物沉积速率，尤其优选的是Me5-6浓度为10%左右，聚合物较低相对粘度(RV)为大约50～60。因为发现聚合物中存在较少的低分子聚合物(低聚物)相信如此是因为MPMD能与己二酸聚合得很完全，在纺丝期间没有单体排出困难，按照有尼龙6的情况，当需要低收缩变形丝时，允许Me5-6大于10%，直至大约20%，当需要高收缩变形丝时，可达到大约35～40%，以上是相对N6改进的尼龙66丝的优选极限2～8%而言。不同于N6，66，对特定拉伸张力，Me5-6，66丝的延伸率没有明显增加，具有的纺丝能力介于N6，66与N66之间(比较图6和14)，可以相信，与尼龙6一样，N66聚合物中掺入Me5-6，相对尼龙66和尼龙6均聚物，它破坏了形成氢键位置并在同样纺丝条件下降低了拉伸张力。N6和Me5-6改进的尼龙66丝都增强了染色性，这被认为与更易接近的晶粒间区域有关，该区域在速度高于1000mpm条件下增大了拉伸能力并改进了变形能力。
新的结构更适于高速拉伸一卷曲变形，为其形成，优选控制纺丝加工条件，即控制和提供拉细程度和速率与颈缩前长丝旦尼尔减少期间骤冷速率之间恰当的协调(平衡)。
此外，单独增大喂入丝延伸率(Eb)f对增加生产能力是不够的，如果变形机由于需高拉伸力而不能完全拉伸喂入丝，那么喂入丝的较高延伸率不能完全为变形机所利用，因此变形机需要较低的喂入丝旦数从而得到所需成品变形丝旦数，因为喂入丝必须拉伸成具有较高剩余延伸率(Eb)t。
新型的喂入丝的另一个优点是通过提供喂入丝，该丝能在较高变形速度下拉成符合要求的成品旦数值，提供膨体纱来增加变形机的生产能力。
此类优点可从下述实施例中的数据证实，很明显，这些优点是在拉伸加工中获得而不是拉伸一卷曲变形，如径向一拉伸中获得，使用本发明喂入丝也能有利地实现拉伸空气喷射变形。
本发明在下述实施例中进一步说明;所有成份和百分率均用重量值。
实施例Ⅰ几种拉伸一卷曲变形喂入丝采用本方法和装置制备。该方法和装置已图解说明并于表1给定的条件下在前面叙及，获得了需要的丝性能。即，拉伸力(DT)和延伸率(Eb)。实施例Ⅰ-1至Ⅰ-24和Ⅰ-47至Ⅰ-92说明变形用公称53旦尼尔(13根单丝)的喂入丝提供针织贴边纱线(含0.3%TiO2)实施例Ⅰ-25至Ⅰ-46表明变形用公称25旦尼尔(7根单丝)提供针织袜统丝(含0.08%TiO2)。测出的旦尼尔见第2栏，纺丝速度(这里指V)见第3栏。第4栏为“N6%”，即N6单体的重量含量。
比较丝N66均聚物Ⅰ-1C至Ⅰ-12C，Ⅰ-39C至Ⅰ-46C，Ⅰ-63C至Ⅰ-92C不属于本发明，第1栏用字母C表示以同本发明喂入丝区别，即Ⅰ-13至Ⅰ-38和Ⅰ-47至Ⅰ-62大都含5%N6，而Ⅰ-25至Ⅰ-28仅含2.5%。款项Ⅰ-52C-54C和Ⅰ-59C-60C含5%N6且不属于本发明的优选方案，因为其拉伸力(DT)和延伸率(Eb)不适于高速变形，但适合低速拉伸卷曲变形，空气喷射变形和其它拉伸纺织品加工，如拉伸轴(draw beaming)。下三例表示起始聚合物薄片的RV值，以及这些RV值之间增加值(ΔRV)，而减少值用括号表示。最后两例表示拉伸力(DT，克/旦)和延伸率(Eb%)，讨论结果是出乎意料的，所有单丝均有圆截面，使用的纺丝板喷丝孔直径D为10密耳(mils)(＝0.254mm)，L/D＝1.9(即长为19mils)，只有用于Ⅰ-20和Ⅰ-21，其直径为9mils(＝0.229mm)。温度21℃时提供的骤冷空气，相对湿度(RH)75%，横向速度18mpm，经过距离大约100cm，按逆流方式。单丝借助计量末端上油盘进行集束。集束长度Lc＝135cm，但对Ⅰ-18，Ⅰ-20，Ⅰ-21，Ⅰ-52，Ⅰ-53，Ⅰ-59，Ⅰ-71和Ⅰ-77采用122cm，Ⅰ-11C，Ⅰ-19和Ⅰ-38采用140cm，纺丝油剂量(FOY)为公称值0.45%。公称交织为大约12.5cm。
比较用100%尼龙6(N6)均聚物拉伸一卷曲变形贴边用喂入丝是这样纺丝的公称RV为36.4的起始聚合物(含0.3TiO2)，在挤压前经过一台SPP将其RV提高至47.7～72.2，聚合物温度275℃下，通过直径0.254mm，L/D之比为1.9的喷丝孔纺丝板进行挤出，再用18mpm流速，75%RH的室温空气骤然冷却，再经计量末端上油盘进行集束，距离为135cm，以4300～5800mpm纺丝速度纺丝得到公称52旦的13根单丝纱线。对于N6均聚物比较用丝的旦尼尔纺丝速度、丝相对粘度RV，拉伸张力(DT)，都总列于表Ⅲ中。
实施例2本例基本上类似实施例Ⅰ的工艺，本发明的贴边用纱线采用各种不同的纺丝加工条件制备，其条件在表Ⅱ中总列出，借以说明熔融流变学的丝拉伸张力(DT)和拉细工艺中热传递方面预想不到的效果，它揭示出在纤维结构形成期间如何获得所需较低拉伸张力(具有所需的延伸率)，也就是控制聚合物链取向、拉伸和结晶化，从而充分利用本发明预想不到的能力。公称53旦尼尔的丝(13根单丝、圆截面、含0.3%TiO2)在每分钟5300米速度下纺丝，可以观察到，通过升高聚合物温度(Tp)，减小熔体粘度(ηm)，通过进入很小的纺丝板喷丝孔直径(D)增加纺丝板喷丝孔挤出速度(Vo)，以及加大纺丝板喷丝孔L/D4的比率来增加喷丝孔压降(ΔPc)，都能降低拉伸张力(DT)，DT对聚合物相对粘度(RV)降低引起熔体粘度(ηm)降低而言为相反的响应。与之相对照，通过减小骤冷空气流速来降低新挤出单丝的拉伸粘度(ηE)，升高骤冷空气的温度，如使用延迟骤冷，则会增加拉伸张力(DT)。此外，由例Ⅱ-20和Ⅱ-21指出，随SPP之后，在熔体挤出系统中部分地增加骤合物RV，对特定成品丝RV降低了拉伸张力(DT)(其中在Ⅱ-20，增加聚合物RV完全通过SPP实现;即提供薄片RV39.0→SPP薄片RV，在Ⅱ-21，增加丝RV仅部分通过SPP获得，再于熔体传递系统中完成，即，提供薄片RV39.0→SPP薄片RV62.3→挤出熔体/丝RV67.3)。结合这些拉伸张力加工响应的不同，便可与聚合物RV和纺丝速度(V)独立地减小聚合物拉伸张力，这在Chamberlin等US.4，583，357中并未涉及。
实施例3利用实施例Ⅰ的方法，本发明丝具有dpf范围为1～7，该丝制造见于表Ⅲ。采用较大聚合物供给速率的设备可获得比本例要高的dpf。当丝的dpf大于2时丝性能似乎发生改变，此时DT较小，丝的延伸率超过dpf小于2的丝。
这些丝用含0.3%TiO2，41.6RV供料薄片纺制。薄片RV经过SPP上升至丝RV为63.9，293℃下，从L/D＝1.9的13孔纺丝板挤出，侧流(吹)风骤冷，温度为21℃，RH75%，速度18.3米/分经过113.7cm距离，通过一台计量末端上油盘于122cm处集束，按5300米/分速度卷绕。
本例中拉伸张力不是在185℃而是在室温下测定，所以表Ⅲ在DT＊列顶部标示有＊号。
实施例4本例对公称45RV的尼龙66(N66)均聚物商业低速纺丝针织贴边用喂入丝与本发明的贴边用喂入丝(Ⅰ-38)进行比较，Ⅰ-38由公称68RV的尼龙6，66(N6，66)共聚物按5300米/分速度纺丝，并用Barmag FK6-L10(弯曲结构)在800米/分下变形处理，Barmag FK6-L10配有1-4-1P101盘状通风装置，加热盘温度210℃，变形拉伸率(TDR)为1.3287，D/Y比为2.04。正如料想一样，对变形丝对照组和本发明变形丝，它们在变形达到稳定膨松度之后储存大约30～45天(见图7)，用Lawson-Hemphill测量，发现上述两种变形丝的膨松度均降低。本发明的变形丝膨松度大于变形丝对照组，从而使本发明的丝能在高变形速度(VT)下进行变形，同时提供满意的膨松效果，但均聚物丝对照组则不可能实现。
实施例5本例对公称45RV的尼龙66(N66)均聚物低速纺丝针织贴边用喂入丝与本发明的贴边用喂入丝(Ⅱ-9)进行比较，Ⅱ-9由公称68RV的尼龙6，66(N6，66)共聚物按5300米/分速度纺丝，并用Barmag FK6-L10(弯曲结构)在900米/分下变形处理，Barmag FK6-L10配有3-4-1CPU盘通风装置，加热盘温度210℃，220℃和230℃，变形拉伸率(TDR)为1.3287～1.4228，D/Y比为1.87～2.62，本发明(Ⅱ-9)的丝与均聚丝对照组比较，在整个D/Y比范围内(见图9，其中变形拉伸应力σ1于220℃对TDR作图，取D/Y值为1.87，2.04，2.45以及2.62)，两者具有类似的前盘应力(σ1)〔σ1＝(T1，g/d)×TDR〕，但前者的变形拉伸模量(MD，T)稍低〔MD，T＝ΔT1/ΔTDR〕。
无论对照组丝还是本发明的丝，变形丝膨松性均随变形拉伸应力(σ1)，变形温度，以及D/Y比而增加;但本发明(Ⅱ-9)的变形丝膨松性对特定变形拉伸应力(σ1)，其σ1值比对照组丝大0.475G/D左右(见图7，其中变形丝膨松性(度)通过Lawson-Hemphill TYT测量，在公称σ1＝0.475G/D时，表达形式是给定变形丝的TYT膨松度与变形丝对照物膨松度之比)。本发明丝较高的膨松度使得捻丝机能将变形速度增加到1000mpm以上，而且能在800～900mpm较低的变形速度下获得同样的膨松度。这用常规低速纺丝均聚物喂入丝是不能完成的。
实施例6本例比较针织贴边用喂入丝变形性能，该喂入丝由公称64RV聚合物以5300米/分纺丝，采用配有1-4-1P101摩擦盘通风装置的Barmag FK6L-10机器，在210℃加热器上900mpm的速度进行变形处理，其间使用2个不同的D/Y比即2.04和2.62，6个不同的变形拉伸比(TDR)范围为1.2727～1.3962。本发明喂入丝是Ⅰ-37，将它与表Ⅰ中均聚物N66喂入丝Ⅰ-46C比较。每个前盘拉伸应力(σ1)列于表Ⅳ，计算方法是前盘张力(T1)(克)，除以原喂入丝旦数，再乘以变形拉伸比(TDR)。值得注意，表Ⅳ中本发明的喂入丝在较低的前盘拉伸应力下变形。变形拉伸模量(MD，T)随σ1和TDR变化也非常小。
实施例7本例比较以下两种丝(1)由公称66RV尼龙66(N66)均聚物(Ⅰ-11C)，按5300米/分纺制的针织贴边用喂入丝;(2)本发明的贴边用喂入丝(Ⅱ-9)，它由公称68RV尼龙6，66(N6，66)共聚物纺丝。采用配有3-4-1CPU盘通风装置的Barmag FK6-L10(弯曲结构)机器，在220℃加热器上900米/分的速度进行变形处理。变形拉伸比(TDR)从1.333～1.3962变化，D/Y从2.04～2.62变化。无论D/Y值低(2.04)还是高(2.62)，本发明的丝(Ⅱ-9)比均聚物丝对照品具有较低的前盘应力(σ1)和很低的变形拉伸模量(MD，T)，而且D/Y值改变时，T2/T1值有较大降低，表示为Δ(T2/T1)/Δ(D/Y)(见图10，其中σ1对TDR作图，取D/Y＝2.04、2.62，以及Ⅰ-11C和Ⅱ-9丝。
实施例85300mpm纺制的各种针织喂入丝采用Barmag FK6L-10变形机，借助弯曲结构于1100mpm和220℃下加工。将本发明的丝性能与均聚尼龙66丝相比，本发明的丝能在较宽的拉伸比率和D/Y值范围变形。
袜统(Leg)-对袜统丝，喂入丝RV为66，采用具有1-4-1P101盘通风装置的变曲结构的变形机，取两个不同的D/Y值(2.45和2.04)、220℃(1100mpm)。在拉伸比为1.328X时，本发明的喂入丝在所有上面提及的条件下都可圆满运行;比较的均聚物于D/Y值＝2.45也能进行加工，但当D/Y值＝2.04时则加工不稳定。拉伸比率为1.378X时，本发明在两个D/Y比值下都比对照物均聚物运行更好。在较高拉伸比率为1.396X时，只有本发明的喂入丝可运行，而对照均聚物则不能满意地加工。
贴边一对贴边丝，对照均聚物的RV较高为66，而本发明丝仅为63RV，采用弯曲结构和3-4-1CPU盘通风装置的变形机对丝进行变形处理。所用D/Y值为2.24时，两种丝在拉伸比率为1.298X和1.3475X下均能运行，但当拉伸比率增至1.359X时，本发明喂入丝比均聚物对照丝运行更好。如比率更高(1.378X和1.396X)，则只有本发明喂入丝能加工，而均聚物对照丝不能加工，D/Y值为2.45时，(两种丝在1.298X拉伸比率时都能加工，在1.359X时，本发明喂入丝较好加工，比率达1.396X时，只有本发明喂入丝能加工，当D/Y比为2.04时，本发明的丝于拉伸比率1.298X下比均聚物对照丝更好加工。
实施例9在本例中，本发明袜统喂入丝(Ⅰ-37)在下述条件下成功地处理变形。完全商业规模变形机，在Barmag FK6-S12(串联结构)上，每分钟1000米速度下公称断裂率为每磅0.06，Barmag FK6-S12配有1-5-1P101盘通风装置，加热盘温度215℃，变形拉伸率(TDR)为1.30，D/Y值2.42，σ1为0.42g/d。变形纱线以1500RPM速度织成针织品，该速度为现引高用编织机的极限值，现有技术中的均聚物或共聚物纱线不能获得这种变形性能和编织性能。
对前述进行总结，实施例1-3描述了由三种原料制备拉伸-卷曲变形喂入丝，即均聚尼龙66(N66)对照组，均聚尼龙6(N6)对照组和本发明的丝(N6，66由尼龙66中加入尼龙6单体改进而得)，实施例4-9说明了在900和1100mpm下，本发明的某些喂入丝改进的拉伸变形性能，还指出仅用新型喂入丝较宽的变形条件区域，即增大了变形窗;由此使得商用变形机(实际上在太受限的窗内不能操作)有机会应用高速变形处理从而提供所需的膨体纱。后面将讨论新型(N6，66)丝的性能以及与N66丝之差异是非常明显和意想不到的。
Chamberlin认为(实施例6)高RV尼龙6不如尼龙66重要，同时提供了尼龙6RV高达100+的数据。
研究表明，N6，66喂入丝性能与N66存在极大的不同，这可从特性的重要改进来说明(如拉伸一卷曲变形喂入丝，这些改进亦可反应在用于其它目的的较好特性方面，如其它拉伸加工，尤其是径向拉伸，有时相拉伸-径轴或拉伸径向)。
如表1所示，在高纺丝速度下，N66纤维的延伸率随丝的RV增加而增大。同样在表Ⅶ中，高纺丝速度下，N6纤维的延伸率也随丝的RV增加而加大。结合表ⅠN66均聚物和表Ⅶ N6均聚物的数据，并不能表明掺入少量尼龙6单聚物可以在特定纺丝速度和RV下进一步增加N66的Eb值。其性能可期望转向尼龙6共聚体的性能，即较低的Eb到较高的DT(见图4，其中拉伸张力DT对丝RV值作图，分别取速度5300米/分。纺成的N6，66以及含5%N6单体的N6，66丝。见图5，其中特定纺丝速度Tt的最小拉伸张力即(DT)min和相应的Eb对纺丝速度作图，分别用N6，N66和含5%尼龙6单体三种样品。
5300mpm速度下纺成的N6，N66，N6，66丝，它们的拉伸张力(DT)与丝RV关系表示于图4中，图4中应注意几点，首先，随聚合物RV增加，拉伸张力(DT)减小，这就必须增加延伸率，第二、N6的拉伸张力高于N66，第三、尽管聚合物在低RV值(小于大约50)时N6，66丝比N66具有较高的拉伸张力，但当RV值增大到约50以上时(对速度超过大约4500mpm纺成的丝而言)，N6，66的拉伸张力变得比N6和N66都要小。虽然由RV值为40～50制得的共聚丝有高的拉伸力，但对拉伸变形不理想，同时发现这些拉伸张力大的共聚丝适合于直接作为纱使用，特别是关键的染成品纱使用。如适于泳装的针织品。低RV共聚物丝拉伸张力大于约1.4g/d，延伸率(Eb)大约45～65%，这种丝适合于直接应用，即不需要附加的拉伸或热调整。
换句话说，在RV值为50左右处，其性质方面存在令人惊奇的反转，即相对于N66，N6，66低拉伸张力优势是在高速纺成的丝中于此处开始出现的。于特定纺丝速度和聚合物RV条件下，拉伸张力减小的程度随掺入尼龙6单体的量而增大。大于8～10%左右(重量)则不作为进一步减小拉伸张力的实际途径(除常能解决挤出过程除去尼龙6蒸汽的制造难题)。
图5绘制了不同纺丝速度下，低拉伸张力与高延伸率的不同组合。对特定纺丝速度，由N6→N66→N6，66延伸率增大;相应地对特定纺丝速度，由N6→N66→N6，66，RV范围为50～80，其拉伸张力减小。对本发明的N6，66丝，特定纺丝速度下，高延伸率和低拉伸张力的组合改进了纺丝生产能力(PS)，用纺丝速度(V)与喂入丝剩余拉伸比率(RDR)之积表示，其中RDR通过由式〔(100+Eb)/100〕定义，即PS＝V×RDR添加少量尼龙6获得改进的纺丝生产能力(PS)，表示为PS＞8000，DT为大约0.8～1.2g/d，并大致小于表达式〔(V×RDR)/5000～0.8〕(如图6中波折号线ABC表示)。
当图4～6一起考虑时，很清楚N6，66聚合物赋予新型丝拉伸张力(DT)(小于大约1.2g/d)和延伸率(Eb)(大于约70%)之间更好的协调性能，优选地，DT下限(g/d)＞(140/Eb)-0.8，如图22面积I(ABDE)所示，上述性能是通过以下条件实现;在大于4500mpm速度下纺丝，该聚合物的RV值至少为大约50，并含有少量即大约2～8%重量的尼龙6单体。实施例2表明，仔细选择的加工条件之效果，如Tp，纺丝板喷丝孔D，L/D，L/D4以及骤冷步骤，对N6和N66均聚物喂入丝，当考虑到其较高拉伸张力的低值影响时，较高的拉伸张力妨碍了N6和N66均聚物喂入丝完全拉伸至所需要的剩余延伸率，即小于大约35%，最好约30%或更小。
正如变形加工比较中(实施例4-9)所指出本发明的N6，66喂入丝通常得到较低的前盘变形拉伸应力(σ1)，σ1对变形拉伸率的小变化不太敏感，即，变形拉伸模量(MD，T)较低，喂入丝具有类似的热力学行为，将在实施例16中讨论。
实施例10本例的拉伸卷曲变形喂入丝由经过2-甲基戊撑二胺(MPMD)改性过的尼龙66聚合物制备得到共聚酰胺纤维，这里指Me5-6，66，其中2-甲基-戊撑己二酰二胺(由MPMD与己二酸形成的单元，以后称为Me5-6)浓度范围为5～35%(重量)。与尼龙6单体一样，聚合物中的Me5-6能与尼龙66聚合物形成氢键得到改善氢键结构的尼龙66共聚酰胺，它可提供较低拉伸张力(DT)的丝，该丝是在速度大于大约4500mpm，由RV50～80的共聚物进行纺丝而成。Me5-6使共聚物熔点(Tm)降低大约1℃/每1%重量的Me5-6;例如，尼龙66均聚物Tm大约262℃，而10/90Me5-6，66共聚物Tm为大约253℃，40/60Me5-6，66共聚物Tm大约为221℃;因此，理想的是降低纺丝温度(Tp)来保持纺丝温度(Tp)比共聚物Tm高大约20℃～60℃，即Tp-Tm20～60℃。当纺5/95Me5-6，66时，所用Tp为290℃，当纺35/65Me5-6，66时，所用Tp为275℃。
表Ⅷ中，总结了丝的纺丝和性能数据。纺丝采用5%，10%，20%和35%Me5-6，纺丝速度范围为4500～5900mpm，共聚物含0.3%TiO2，RV值是大约40～70。对含有5%，10%，20%和35%Me5-6的共聚物，起始聚合物RV大约分别是46.5，39.3，33.1和35.0。公称53旦尼尔的13根单丝纱在大约0.45%FOY和12.5cm交叉条件下高速拉伸变形进行纺纱。如果这些MPMD POY纺丝后准备作为拉伸径向喂入丝，那么应使用较高的FOY和交叉水平，单丝通过直径为0.254mm，L/D值为1.9的纺丝板喷丝孔挤出，然后用相对湿度75%的室温空气以18mpm的速度侧风吹进行骤冷处理，再借助计量末端上油盘于135cm处集束。类似N6，66共聚物，Me5-6，66共聚物比66共聚物获得更低的拉伸张力，对特(给)定聚合物RV和纺丝速度而言。(图4和5与图11和13比较)。按类似的方式，当聚合物RV增加到70RV左右时，Me5-6改进的66的拉伸张力减小。当增加Me5-6拉伸张力进一步减小(见图11和图13)。然而不同于尼龙6改进的66，Me5-6改进的66甚至在聚合物RV小于50时，也比66均聚物具更低的拉伸张力(比较图4和11)。从图11可以发现在RV范围为大约60～80上，尼龙6改进的66比5%Me5-6改进的66获得较低的拉伸张力。而在RV小于大约60时，后者的拉伸张力要低。如果Me5-6的量增加到大约10%，则于整个RV研究范围(大约40～70)，其拉伸张力减小到比尼龙6改进的66还要低。
即使对于Me5-6在55RV的拉伸张力高于在65RV，但将较高拉伸张力与较低丝RV结合进行变形是有利的。已经发现高RV均聚物和共聚物丝分别贮存120天和90天之后，出现低聚物型沉积问题。集束架导丝器表面发生低聚物沉积会导致集束架诱导变形张力增加而最终导致变形性质退化(损坏)出现沉积量随丝RV和共聚物含量而增加。在正常喂入丝成为变形丝生产时间中，不会观察到沉积问题，但如果变形前需保存大约60天以上时，与60～70RV相对照，用稍低的RV丝(大约50～60RV)纺丝较有利，并按例Ⅱ讨论的调节加工变量方法以便在较低RV值时使拉伸张力达最小。Me5-6改进的66共聚物在较低的RV范围50～60能提供较低的拉伸张力，因此比尼龙6改进的66共聚物具优越性，所以当需要较低RV丝时，Me5-6改进的66共聚物更好。
图12中，延伸率(Eb)对丝RV进行绘图，包括5%，10%，35%的Me5-6共聚物以及6，66作比较。RV范围为45～70时，5%Me5-6共聚物的延伸率大于6，66，而含5%以上Me5-6共聚物的延伸率小于6，66。图13中Me5-6共聚物的最小拉伸张力(DT)min和相应的延伸率(Eb)对纺丝速度作图。从图13可以观察到延伸率(Eb)随Me5-6增加而减小，相应的(DT)min也减小，含量超过10%共聚物的(DT)min非常类似。对于Me5-6，较低拉伸张力和较低延伸率的结合取得了比N6和N66均聚物要大的纺丝生产能力，但等于或稍小于N6，66共聚物(比较图6和14)当RV小于达到最小拉伸张力(DT)min的RV时，尽管提供的生产能力较低，但为了减小低聚物沉积趋向，仍利用低拉伸张力和低RV丝之组合。选择适于高速变形的优质喂入丝，必须考虑低拉伸张力，高延伸率，纺丝生产能力以及低聚物沉积之间的组合。优选的组合将取决于，如变形机导纱器的类型，盘表面以及变形前存放时间等。使用纺丝油剂，它作为湿成份障碍物以阻止(抑制)低聚物沉积发生，可使用油剂以便应用较高RV聚合物优化纺丝生产能力。
实施例11本例中66.4RV的Me5-6，66共聚物含Me5-65%，TiO20.3%，5300mpm下纺丝得到公称旦尼尔51，13根单丝针织贴边用喂入丝，其拉伸张力1.10g/d，煮沸收缩(BOS)大约4%(例Ⅷ-9)，该聚合物与公称旦数50，13根单丝针织贴边用喂入丝相应地进行变形比较，后者为含0.3%TiO2，65RV的均聚物，在5300mpm下纺丝得到1.28g/d拉伸张力。喂入丝用Barmag FK6-L10(弯曲结构)机器进行变形，该机器配有3-4-1CPU盘通风装置，速度范围(800～1000mpm)，温度(200～240℃)，D/Y值(2.290～2.620)，TDRs(1.318～1.378)。所测前盘变形应力(σ1)用克/每拉伸旦尼尔表示〔T1/原未拉伸旦数×TDR〕，膨松度采用Lawson-Hemphill TYT在平衡后测量，其对时间为常数。
本发明丝的生产方法和产品数据总列在表ⅥA中。对照喂入丝总结于表ⅥB其中样品用字母C代表对照丝。Me5-6，66喂入丝在整个变形条件范围具有较低σ1值，使之能拉伸至较高拉伸比和得到较大变形生产能力。在同样变形速度、温度和类似的σ1值下，共聚物和均聚物变形纱具有基本相同的TYT膨松度;如预料中一样，TYT膨松度随高σ1值、温度而增加，随速度增加而降低;然而，Me5-6，N66丝的膨松度当增加D/Y(即减小T2/T1值)比时不发生大的变化。N66均聚物丝的膨松度随D/Y值增加而降低，它限制了在较高速度变形中使用N66均聚喂入丝。喂入丝和变形丝都煮沸，煮沸后总的干热定型收缩小于8%，共聚物变形丝与均聚物变形丝相比，前者BOS稍高，而DHS类似。
实施例12本例中，公称61RV的Me5-6，66喂入丝含Me5-635%，5300mpm下纺丝，12.3%的煮沸收缩率(例Ⅷ-58)，该丝在配有3-4-1CPU盘通风装置的Barmag FK6L-10机(弯曲结构)上变形，900mpm，210℃，D/Y值2.39，TDR1.328X，7.5%过量。变形Me5-6，N66丝具有的BOS为15%，煮沸后总干热定型收缩率为12.8%(HSS/ABO)。它大大高于用同样条件变形的N66均聚物喂入丝(I-11C)，后者煮沸收缩率4.7%，煮沸后总干热收缩率为5.7%，有趣的是，这些高BOS变形的Me5-6，66丝通过Lawson-Hemphill TYT测量，其与变形尼龙66丝具有等同的DHS，几乎为4%。变形Me5-6，N66丝较高的收缩率使其膨体纱特别适合于作有弹性的包芯花色纱线。变形前，多根合并的高和低收缩率的Me5-6，66丝(即，例Ⅷ-9中用低收缩率示范，例Ⅷ-58为高收缩率)将能提供混合收缩效能的变形丝。
实施例13本例中，对本发明的N6，66共聚物变形丝和N66均聚物变形丝对照丝，测定煮沸后(即卷曲展现和卷曲滞留)张力的影响。例Ⅱ-9和Ⅰ-11C中的共聚物和均聚物喂入丝在Barmag FK6-L10上变形，其配有3-4-1CPU通风装置，速度为900mpm，210℃，TDR为1.333X，D/Y值为2.24。如实施例Ⅳ所述，在膨松度于调节期间中不发生变化前，变形丝对变形丝卷装一直稳定。该变形丝然后卷绕成团，在控制50%RH和21℃的条件下无张力松驰24小时，并划分成三组(A，B，C);A组通过描述适于BOS的步骤煮沸;B组在0.5g/d负荷下施以预张力24小时后再煮沸;C组于煮沸后用0.5g/d负荷后处理12小时。B组和C组在变形纱线服装的染色和整理中，膨松显现处理期间的张力影响以及膨松显现作用于膨松滞留之后的张力影响两方面都相似。试验和对照丝最终长度变化(收缩率)为试验丝;A组-4.0%，B组-4.4%，C组-1.5%;对照丝A组-3.0%，B组-1.9%，C组-1.0%。本发明变形丝由于预张力处理而基本上无膨松外观之损失，由于后处理则减少了膨松外观损失。与对照组N66均聚物丝相比而言，按照Chamberlin US.4，583，357公开的变形尼龙6丝有较大的卷曲损失，对尼龙6，66共聚物丝的上述结果是预想不到的。
实施例14例1已表明，对N6，66共聚物，当RV低于大约50～50的聚合物RV值减小时，其拉伸张力迅速增加。本例证明少量三官能团胺(0.037%重量的三，2-氨基乙胺)(TREN)在高RV处减小了拉伸张力，但它在低RV范围40～45处减小张力就更有效地获得了在低RV聚合物时拉伸张力的更好协调(平衡)，从而降低了低聚物沉积。N6，66共聚物用0.037%三-2-氨基乙胺改进，RV为48.8和60.3，于5300mpm下，利用L/D＝1.9，直径为0.254mm纺丝板喷丝孔，于290℃进行纺丝，75%RH，21℃空气，以18mpm流速骤冷，再用计量末端上油盘在135cm处集束，由此制得公称50旦数13根单丝织物贴边喂入丝，其拉伸张力分别是0.94和0.98g/d，延伸率分别为85.1%，和87.6%。
实施例15本例比较N6，66共聚物和N66均聚物(见表Ⅸ列的方法和性能数据)，纺丝密度的影响，即FSD(每单位挤出面积上新挤出丝的数量)。相应于每挤出来7～34根单丝，长丝纺丝密度范围在0.18mm2～0.91/m2变化，拉伸张力随长丝纺丝密度(FSD)增加而增加。此行为与本发明是一致的，即对这些而言(见表Ⅱ和Ⅹ)急骤冷却增加了延伸粘度(ηE)和降低了拉伸张力。为使拉伸张力达最小，长丝纺丝密度(FSD)优选是少于大约0.5/mm2。如果由于机器设备限制而不可能实现，则最好通过较高空气流速，较低骤冷空气温度，以及导入方式，即冷却空气刚好位于新挤出丝下方(从纺丝板表面计少于10cm)，这些联合方法以增加骤冷速率。
实施例16例16喂入丝的热力学性质以“热”应力一应变性质为特征，表示成拉伸应力σD(这里定义为拉伸张力(g)除以原旦数再乘以拉伸比率，即克/拉伸旦数，从室温到175℃相对于拉伸比率(DR)。和变形比较中所示(例4～9，11)，本发明的N6，66喂入丝一般具有较低的前盘变形拉伸应力(σ1)，σ1对变形拉伸比率的小变化不太敏感，即，具有较低的变形拉伸模量，这些喂入丝的热力学性质类似，由图15～18说明，三种喂入丝(例11C，Ⅱ-9和商业45RV POY大约3300mpm纺丝而成)总列于表Ⅴ中，分别为款项Ⅴ-1，Ⅴ-2，Ⅴ-3。
图15是拉伸应力(σD)表示为克/拉伸旦数，对拉伸比率所绘的代表图，取温度20℃，75℃，125℃和175℃，屈服点(塑变点)以上，拉伸应力(σD)随拉伸比率线性增加，斜率称为拉伸模量(MD)，定义为(ΔMD/ΔDR)。拉伸温度(TD)上升时，拉伸应力(σD)和拉伸模量(MD)值减小。
图16比较在75℃，对不同喂入丝(A＝公称65RV尼龙66共聚物，5300mpm速度纺丝，例Ⅰ-11C;B＝公称68RV尼龙6，66共聚物，5300mpm速度纺丝，例Ⅱ-9;C＝公称45RV尼龙66共聚物，3300mpm速度纺丝)，拉伸应力(σD)对拉伸比率(DR)的关系。所需拉伸应力(σD)和拉伸模量(MD)之值通过喂入丝类型和拉伸温度(TD)的选择进行控制。优选拉伸喂入丝的拉伸应力(σD)大约是1.0～1.9g/d，拉伸模量(MD)大约是3.5～6.5g/d，测量条件75℃拉伸比率(DR)为1.35，选自拉伸应力σD对拉伸比率的最合适的线性点。选择75℃是因为此时大多数尼龙纺丝取向喂入丝达到最大收缩率但又不会发生明显的重结晶(即，晶格采用重结晶改善前于玻璃化转化温度Tg之上时，这里更有象征性的“初纺”聚合物链晶格的机械性质)。
图17为图16中丝B，用拉伸模量对数值ln(MD)对〔1000/(TD，℃+273)〕所绘的代表性图。图22中最合适线性关系的斜率作为表观拉伸能量(ED，A)，假定Arrhenius类型有赖于MD和温度(即，MD＝Aexp(ED/RT)，其中T为开氏温度，R是通用气体常数，A是材料常数)，优选的拉伸喂入丝的表现能量(EDA〔ED/R＝Δ(lnMD)/Δ(1000/TD)，其中TD为开氏温度)，大约是0.2～0.5(g/d)0K之间。
实施例17从实施例1、2、3和15发现，对特定聚合物的RV和纺丝速度，单独仔细地选择和控制熔体及拉伸粘度可以使拉伸张力达最小，很明显应在此处将本改进方法应用到N66高RV均聚物中，并比较改进效果。表Ⅹ中，除纺丝速度固定为5300mpm外，拉伸张力(DT)对不同的加工条件进行测定。和例2所示一样，N66均聚物的相应DT类似于N6，66共聚物，但在最优加工条件下，N66均聚物的拉伸张力(DT)比N6，66共聚物高10～15%。如果因为某些制造局限而不能应用N6，66共聚物，那末由Chamberlin等改进的N66均聚物喂入丝通过仔细选择和控制熔体以及拉伸粘度就可使用;即，聚合物挤出温度大约290～300℃，纺丝板喷丝孔直径(D)小于0.30mm左右，最好为小于0.23mm左右。L/D大于2.0左右，最好大于3左右，因此L/D4大于100mm-3左右，最好大于150mm-3左右。纺丝板挤出面积的单丝数目小于大约0.5单丝/mm2，骤冷湿空气相对湿度(RH)至少为50%，温度小于30℃，典型地为75%RH和21℃，流速大于10mpm左右，最好大于15mpm左右，距离至少为75cm，最好为大约100cm，经过一个计量末端上油盘导丝器(以上以下亦可称集束器)，于大约75～150cm之间，最好在75～125cm之间将丝集束。在从起始聚合物到成品丝的步骤中，增加RV可进一步减小丝的拉伸张力;例如部分经SPP增加RV，再通过随后的熔体挤出导流来完成。熔体挤出导流中，RV从5增加到15，拉伸张力减小大约5%。组合这些优选加工条件，可以使N66均聚物喂入丝在纺丝速度大约在5000～6000mpm时，其拉伸张力小于1.2g/d。
此外，对特定纺丝速度，通过提高延伸率(Eb)，将本发明改进的熔体挤出方法应用到高纺丝速度下的高RV尼龙66均聚物，达到了增加纺丝生产能力(Ps)的效果。对现有技术的此项改进见图21，其中线A和B为Chamberlin等US4，583，357实施例Ⅱ中的比较组和试验组丝。RV分别为40和80，线C为本文所述的改进方法，证明本发明对Chemberlin等有重大改进。
实施例18喂入纱的热物理性质用收缩率和对温度的延伸特性来表示，利用杜邦热物理分析仪(TMA)来测量，而且图18至20阐明了具有代表性的性质。
图18(线A)是在300毫克/初始旦尼尔的恒定的拉力下，使用50℃/min(±0.1℃)的恒定加热速率，所得到的用经典方法绘制的尼龙喂入纱的长度对温度的百分比变化图。延伸大约在玻璃化温度(Tg)下开始出现，而且在温度TII下急剧增加，我们相信，L与氢键开始断裂允许聚合物链的伸长和晶片的运动温度有关。
图18(线B)是相应于线A的动态延伸率标绘图，在此表示的是线A的每摄氏温度变化引起的长度的瞬时变化(Δ长度，%/Δ温度，℃)。Tg和TII，L之间的动态延伸率是比较恒定的，并且在温度为TⅡ，＊时(即在约100-150℃之间)增至第一个最大值，此温度与开始晶化有关。在温度为TII，＊至TII，U范围内动态延伸率基本上保持在一比较高的水平上，然后在与纱开始晶体熔化和轻化有关的温度TII，U下骤然增加，直到纱在一般低于熔点(Tm)的温度下断裂为止。TII，U一般比熔点Tm小20至40℃。大多数脂肪族聚酰胺显示出线B的对温度的动态延伸率特性，在第一个最大温度TII，L以后，动态延伸率有微小的降低，达到最小温度TII，＊＊，此温度对于尼龙66聚酰胺来说常常选为布瑞尔(Brill)温度而且与由热稳定性较小的β晶型到热稳定性较大的α晶形的转变有关。
图19表示的是在一恒定的加热速率50℃(±0.1℃)下改变拉力(还可选张力σ，表示每原始旦尼尔的毫克数)由3mg/denier到500mg/denier所得到的尼龙喂入纱温度与长度变化百分比(Δ长度，%)的示意图。纱线在大于约50mg/d(图19，上半部)的接力下延伸，并且在小于约50mg/d(图19，下半部)的拉力下收缩。在给定的拉力下相对温度的长度瞬时变化〔(Δ长度，%)/(Δ温度，℃)〕在收缩条件下作为“动态收缩率”，在延伸条件下作为“动态延伸率”。本发明所使用的优选喂入纱在起始张力5mg/d，40℃至135℃的温度下收缩，此温度接近玻璃化温度(Tg)和开始晶化的温度(TII，＊);并且在同样的条件下具有小于零的动态收缩率(即，收缩随温度增加并且在初始收缩后不显示出任何自然的延伸)。
图19是尼龙喂入纱在50至500mg/d的张力下，相对温度的动态延伸率示意图。动态延伸率的初始最大值作为主要晶化的开始并且出现温度TII，＊。
图20是初始动态延伸率的最大值〔(Δ长度，%)/(Δ温度，℃)max〕对初始拉力/每初始旦尼尔(或张力)的示意图;(ΔL/ΔT)max如正斜率d(ΔL/ΔT)max/dσ值还随着应力的增加而增加，d(ΔL/ΔT)dσ值一般随着聚合物相对粘度的增加和纺丝速度的增加(即(RDR)S的减少)而减小。本发明所使用的优选喂入纱的特征是在应力为300mg/d，(ΔL/ΔT)max值约为0.05～0.15%/℃，而且d(ΔL/ΔT)/dσ值在张力为300mg/d时为2×10-4～7×10-4(%/℃)/(mg/d)。
实施例19在实施例19中，本发明(例Ⅺ-1)的具有代表性的尼龙6，66纱、尼龙66均聚物高速纺所制的纱(例Ⅺ-2)，和低RV低速纺所制的纱(例Ⅺ-3)在表Ⅺ中被比较。本发明的纱比相应的尼龙66均聚物纱有较少的结晶体和有较小晶粒尺寸。本发明的纱的晶相看来更均匀，50%是由于较高的熔解速率(DSC)，50%是由于较窄的NMR范围。较低的平均分子取向度(双折射法)和更为均匀的晶相(DSC、NMR)可以解释它们的较低的声波模数。就象所预料到的那样，本发明的共聚纱比尼龙66均聚纱的尺寸热稳定性稍微小一些，但是在用TMA测量时有可比拟的动态收缩和延伸率，它很可能表明高速纺成的纱具有较大的晶体尺寸。本发明的纱在80℃时具有可比较的染色动力性能，但在40℃～60℃时染色速率出乎意料地缓慢。然而本发明的纱整体染色率(MBB)比较大。上述原因使得本发明的纱可以通过调整染色浴温度与尼龙66均聚纱一起染色。当采用较小的牵伸应力、牵伸系数和拉伸能量测量时，本发明的纱具有较大的伸长能力，结合较低的1000+mpm扭转系数可用来解释本发明的纱与现有技术的纱相比有优良的可纺性。
聚酰胺相对粘度的测量Jennings在U.S.4702875的1页栏2，42-51行已经描述。
尼龙66中的尼龙6单体的量(表中以N6%表示)按下列方法确定称好重量的尼龙样品被水解(通过在6N的HCl中回流接触)，然后加入4-氨基丁酸作为一个内在的标准。样品被干燥并且羧酸端基被甲基化(用无水甲醇的3N HCl)，并且用1/1体积比的三氟乙酐/CH2Cl2来三氟酰化胺端基。蒸发掉溶剂和过量的试剂后，残留物被加入甲醇并且用气相色谱如Hewlett Packard 5710A进行色谱分析，可利用Hewlett Packard Co.，Palo Alto，CA，带有火焰电离检测器的产品，使用SupelcoR的柱子，6英尺×4毫米内径，用10%SP2100 on80/100SupelcoportR，可从Supelco公司，Bellefonte，PA购置。许多气相色谱仪、柱和载体都可用于这种测量。衍生的6-氨基己酸峰值与衍生的4-氨基丁酸峰值的面积比通过校准曲线转换成尼龙6的毫克数，然后计算得尼龙6的重量百分比。
Me5-6单体的量的确定是通过加热2克薄片状、薄膜状、纤维状或其它形状(表面材料，如整理剂被除掉)的聚合物过夜，加热是在一含有20毫升浓盐酸和5毫升水的溶液中，100℃的条件下进行的。然后将溶液冷却到室温，己二酸沉淀出来而且可以被去除。(如果存在TiO2，应该过滤或离心分离。)1ml此溶液和1ml33%的NaOH水溶液中和。将1ml乙腈加入到中和后的溶液中，摇动此混合物，形成两相。二元胺(MPMD和HMD)在上部的相中。用毛细管气相色谱，如具有30米DB-5柱(95%二甲基聚硅氧烷/5%二苯基聚硅氧烷)来分析1毫升的上部相溶液。还可以将其它的柱子和载体用于这种测量。合适的温度程序为100℃持续4分钟然后在加热速率为8℃/min下升至250℃。二元胺在约5分钟内从柱子中流出，MPMD首先流出。Me5-6的百分比由MPMD和HMD峰下的积分面积的比值来计算，并且在此申请中作为2-甲基-1，5-亚戊基己二酰二胺在聚合物中所占的重量百分比。
按照ASTM D1907-80测量纱的旦尼尔数。借助于自动切断称重设备测量旦尼尔数，如Goodrich等在U.S.408434中描述。
按Li在U.S.4521484，COL.2，1.61至COL.3，1.6的描述测量抗张性能(强度，伸长(Eb%)，模量)。模量(M)，经常称为“初始模量”，当Y轴为拉力，X轴为伸长负载伸长曲线的第一个适当直的部分的斜率即是。在拉长5%(M5)时的正割模量被定义为(强度/0.05)×100的比值，这里强度是在拉长5%时的测量值。
拉伸试验的同时进行加热测量拉伸强度(DT33%)，用克/每初始旦尼尔表示。这种测试操作非常方便，以近似每分钟180米的表面速度将纱线从一组罗拉通过，并通过园形热管，在185±2℃(高速纺出口的加速温度)，有1.3cm直径1米长的纱通道，然后送到第二组罗拉，该组罗拉转动比第一组罗拉快以使纱在罗拉间以1.33倍的拉伸比拉伸。将常规张力计放在热管和第一组罗拉之间以测量纱的张力。系数的变化由重复读数统计地确定。刚纺成的新纱需等24小时再做这种测量。除了拉长比由1.05倍代替1.33倍和热管温度由135℃代替185℃外，以同样的方式测量@1.05拉长比(DT5%)的拉伸强度。利用这些装置，由下式计算平均正割模量(M5)((〔M5〕/〔旦尼尔〕))/5 ×100(平均值由括号表示)M5的变化百分比也可用此方法得到。
@1.00拉长比(被称为临界收缩拉长)的强度也以象DT为5%的同样的方式被测量，只是将拉长比变为1.00倍和热管温度变为75℃。
剩余拉长比为@1.20(DT RDR＝1.2)的拉力以与DT5相同的方式被测得，只是拉长比基于1.20倍的剩余拉长比。即拉长比＝ (100 ＋ EB(%))/120利用此数据还可以计算系数变化的百分比。
利用KE-2L型Kanebo张力测定仪测量动态收缩张力(ST)，该测量仪由日本大孤Kanebo工程有限公司以及分设在北卡罗来那的Charlotte的Toyomenka America有限公司制造。将7厘米的纱样结成纱圈，并在二个纱圈之间予以固定，用来测量张力(g)相对温度的值，条件是初始予加负荷5毫克/旦尼尔，从室温以30℃/分钟的速率加热到260℃。最大的收缩张力(g/d)(STmax)和在STmax处的用TSTmax表示的温度被记录下来。其它的热变化也可被检测(见图10的详细讨论)。
在一预拉负载下纱由温度的增加(ΔT)而引起的动态长度变化(ΔL)用杜邦热物理分析仪(TMA)来测量，使用2940型，E.I.Du Pont de Nemours和Co.，Inc.of Wilmington，Delaware。12.5毫米长的纱被测量它对温度(摄氏度)的长度变化，它1)被小心地置于两个压配合的铝球之间，同时保持所有的纱伸直和无应力，纱在球外热熔切割端，用微型点焊装置固定以避免单丝的滑脱;2)以5mg/旦的初始负载测量收缩，以300mg/旦测量延伸;3)以35℃的长度作为初始长度，用每分钟50度的速度由室温加热到300摄氏度。每两秒钟(即，每隔1.7℃)测量一次长度变化(ΔL，%)并且作数字记录，然后对取样温度作图。由至少3个具有代表性的图可以确定平均的关系。优选的径向牵伸喂入纱在5mg/d，温度范围为40℃至135℃时具有负的长度变化(即，纱的收缩)。
长度对温度的瞬时变化(ΔL，%)/(ΔT，℃)，在收缩条件下(5mg/d)被称为动态收缩率，在延伸条件下(300mg/d)被称为动态延伸率，可以由原始数据通过浮动平均计算来获得而且重新对取样温度作图。优选的经向拉长喂入纱在40℃至135℃的温度范围内具有负的动态收缩率(即，纱在初始的收缩后不伸长)。在延伸条件下(300mg/d预加负载)(ΔL/ΔT)的值被发现随着温度的增加而增加，到达中间的最大温度值约为110至140℃，在约160-200℃时其值稍微减小，然后在纱熔化以前开始软化时急剧增加(见图7)。出现在约110℃-140℃之间的(ΔL/ΔT)的中间最大值被称为(ΔL/ΔT)max并且被用作聚合网状织物在拉力和高温下的流动性的测量。优选的经向拉长喂入纱有一(ΔL/ΔT)max值，在300mg/d下测量，小于约0.2(%/℃)，优选的小于约0.15(%/℃)和大于约0.15%/℃。
聚合物网状织物的另一个重要特性是它的(ΔL/ΔT)max值对张力增加的敏感性，此处张力被定义为(ΔL/ΔT)max对σD的图在σD值为300mg/d处的正切(以d(ΔL/ΔT)max/dσD表示)，可对独立的预张力由3mg/d到500mg/d的样品测定得应该值(见图5和6)。选择300mg/d张力值是由于它接近经向牵伸松驰区的适宜张力水平(即，在图2中罗拉17与18之间)。
相对拉伸曲线的热拉伸应力被用于模拟牵伸喂入纱对径向牵伸比(WDR)和牵伸温度(TD)增加的响应。牵伸张力(σD)的测量与DT33%的相同，只是纱速减至每分钟50米，测量进行100米长，而且象所描述的那样利用不同的温度和牵伸比。牵伸张力(σD)用克/牵伸旦表示;即，σD＝DT(g/d)×DR，而且在75℃、125℃和175℃时对牵伸比(DR)作图(见图20)。牵伸张力(σD)在DR值大于约1.05(即，在此范围点以上)到开始出现应变硬化(即，残留伸长率(RDR)D约为1.25)这一段范围内随着拉伸比而线性地增加，拉伸应力对拉伸比的最适当的线性图的斜率被称为拉伸系数(MD＝ΔσD/ΔDR)。拉伸应力(σD)的值和拉伸系数(MD)随着拉伸温度(TD)的增加而降低。通过选择喂入纱的类型和拉伸温度(TD)可以将拉伸张力(σD)和拉伸系数(MD)控制在所希望的水平。优选的拉伸喂入纱具有的拉伸张力(σD)在约1.0和约20g/d之间，拉伸系数(MD)在约3到约7g/d之间，这是在75℃下被测量的，而且是取自一最适当的拉伸张力σD对拉伸比的线性图(见图20和21)中在拉伸比(DR)为1.35处。选75℃是由于我们发现大多数尼龙的适于纺织的喂入纱达到了它们的最大收缩张力而且还没有开始经受重要的再结晶过程(即，在网状织物被热再结晶作用变性之前，这可以更多的表示出纺成的聚合物链网状织物在高于其玻璃化温度(Tg)时的物理特性)。
表观牵伸能量(ED)a是牵伸模量随着温度(75℃、125℃、175℃)的增加而减小的速率，其定义为牵伸模量的对数ln(MD)与〔1000/(TD，℃+273)〕的图的斜率，假定与温度成阿仑尼乌斯(Arrhenius)型关系(即，MD＝Aexp(ED/RT)，其中T是开尔文度数，R是通用气体常数，“A”是材料常数。优选的牵伸喂入纱具有的表观牵伸能量(ED)a〔＝ED/R＝Δ(lnMD)/Δ(1000/TD)，其中TD是开尔文度数〕约为0.2至约0.6(g/d)0K。
染料差异方差是用于测量径向牵伸纱的最终染色的均匀性，定义为在一美州编织软鞋上按照这里描述的MBB染色步骤进行染色，在轴向和径向上分别测量K/S的方差差异。径向的编织品的LMDR被发现与径向牵伸纱的染料差异方差成反比(轴向K/S方差-径向K/S方差)。本发明的径向牵伸过程与牵伸温度、牵伸程度、松驰温度和松弛程度相对比以减小径向牵伸纱产品的染料差异方差(DDV)。
沸水收缩(BOS)的测量是按照U.S.3772872中第3栏第49行至第三栏第66行的方法进行的。沸水收缩后的热定型收缩率(HSS/ABO)的测量是将一束试验纱浸入沸水中然后将它放入一热炉中并且测得收缩量。更特别地，在3000旦尼尔的试验纱束上悬挂500g的砝码(6000旦尼尔圈)以使作用在纱上的力为83mg/denier，并且测量纱束的长度(L1)。然后用30g砝码替代500g砝码并且将称重的纱束浸入沸水中20分钟，移出后在空气中干燥20分钟。然后将纱束挂在一个175℃的炉中4分钟，移出，用500g砝码代替30g砝码并且测量纱束的长度(L2)。“沸水收缩后的热定型收缩率”通过下式计算沸水收缩后的热定型收缩率(%)＝ (L1-L2)/(L1) ×100沸水收缩后的热定型收缩率(HSS/ABO)大于BOS，即，这种纱在175℃ABO，DHS连续收缩，较好地实现均匀染色和整理。
静态干热收缩率(DHS90和DHS135)是通过U.S.4134882，第11栏第11行，42-45中描述的方法来测量的，所不同的是炉温是90℃、135℃和175℃，用这些温度分别取代160℃。
24小时回复率是测量纱在过去24小时时间后的回复的量。测量条件是150cm长的样品纱在70±2°F和65±2%(相对湿度)下2小时，制成一个由合适的支撑物悬挂着的纱圈，挂一砝码在圈上，此砝码在纱圈上产生一个0.1mg/denier的张力，测量纱圈长度(L1)，移走砝码，让纱经过24小时，于是挂上相同的砝码在圈上并且测量圈的长度(L2)。
24小时回复率(%)＝ (L1-L2)/(L1) ×100纱的整理剂(FOY)的测量是这样的，将含整理剂的纱样置于四氯乙烯中，它可以从纱上除掉整理剂。从纱上所除掉的整理剂的量是通过红外线技术在3.4(2940cm-1)对四氯乙烯来确定的。吸收比是在整理剂中的所有可吸收的溶剂化合物的量度。FOY通过下式来计算FOY(%)＝ (从纱中除掉的整理剂重量)/(含整理剂的纱的初始重量) ×100对于这种新纱的适合的整理剂是下列整理剂组分的组合物7.5%的水乳液约43份(所有的整理剂组分的份额都以重量表示)椰子油，约22份含14个碳原子的醇与(PO)x/(EO)y/(PO)z的共聚物，其中X可以是5-20(优选10);Y可以是5-20(优选10)和Z可以是(1-10)(优选1.5)，约22份混合的含10个碳原子的醇乙氧基化物(＞10mol的氧化乙烯单元)，约9份的烷基聚乙二醇酯，约4份脂肪酸钾盐，约0.5份(烷基苯)3亚磷酸盐。这种整理剂通过已知的方法用于纱线，其FOY约为0.5%的水平。
聚酰胺纱的交织水平是通过针刺技术来测量的，此技术主要包括将针插入运动着的纱线中，并且测量纱的两点间长度(cm)，一点为针插入处，另一点为预先确定的作用于针上的力能起作用的地方。对于＞39旦尼尔的纱，预先确定的力是15克;对于≤39旦尼尔的纱，预先确定的力是9克。取20个读数。对于两点间的每个长度，取整数，舍去小数，舍去数据O，此整数取以10为底的Log值并且乘以10。对于20个读数的每一个，其结果取平均值并且做为交织水平记录下来。
变形丝的膨松度(卷曲)和收缩率可以通过下面的Lawson-Hemphill变形丝试验装置(TYT)来测量合适的测试仪是30型，由Lawson-Hemphill出售，Inc.，P.O.Drawer 6388，Spartansburg，SC。四个纱长度尺寸以下列顺序得到(1)在非常小的张力下的长度(纱卷曲是存在的)(L1);(2)在刚刚足以拉直纱线的长度(L2);(3)在非常低的张力下加热使纱进一步弯曲的长度(所测的纱是卷曲的)(L3);(4)在刚刚足以拉直纱线的最终的纱的长度(L4)。卷曲通过下式计算卷曲(％)＝ (L2- L3)/(L2) ×100收缩率通过下式计算收缩率(％)＝ (L2- L4)/(L2) ×100
使用下列测试条件10米样品长;样品速度每分钟100米;加热器温度120℃;一个400mg的砝码被用于近似40旦尼尔的纱在第一个区域传感器上的校准，一个200mg的砝码被用于近似20旦尼尔的纱，而且第二个区域的喂入罗拉速度被调整为在中间和第二个区域的喂入罗拉之间产生近似2克的线张力，而且一个20克的砝码被用于第一个区域的传感器上。
变形张力前针板(T1)和后针板(T2)张力，以克/初始喂入纱旦尼尔来表示，可以用Rothschild电子张力仪来测量。R-1192A型的操作条件是0至100克的测量头;量程＝25(称量显示0至40克);用Lawson-Hemphill张力仪校正装置校准。Rothschild张力测定仪和Lawson-Hemphill张力仪校准装置是在商业上可购的Lawson-Hemphill出售，Inc.，PO Drawer 6388，Spartansburg，SC。前针板张力(T1)还可以用张力σ1来表示，σ1＝T1×变形牵伸率，(TDR)和后针板张力σ2＝σ1×(T2/T1)。另一个重要的变形参数，变形牵伸模量，(MTD)是前针板应力的变化(Δσ1)除以变形牵伸率的变化，ΔTDR(即，MTD+Δσ1/ΔTDR)。
动态牵伸应力(σDD)，以〔牵伸张力×牵伸比〕来表示，在加热时，测量正在牵伸和加热的纱。将纱通过一组夹持罗拉很方便地进行这种测试，夹持罗拉以每分钟50米表面速度转动，在75±2℃时使纱通过一园柱形的具有1.3cm直径的热管，1米长的纱通道，然后到达第二组夹持罗拉，该罗拉初始速度与第一组相同，然后快于第一组罗拉，以便纱在两组罗拉间被拉长，20秒内，由一初始拉长比1.0X至最终的1.60X。动态负载(gms)-牵伸率曲线用一长带记录仪记录。用克/牵伸旦尼尔表示的动态牵伸应力(σDD)，用克/初始旦尼尔表示动态牵伸张力(DDT)乘以牵伸比DR(即，σDD＝DDT(g/d)×DR)。动态牵伸模量(MDD)被定义为每牵伸率(DR)的改变的牵伸应力的变化(ΔσDD)(即，MDD＝ΔσDD/ΔDR)。动态σDD和MDD在1.35X牵伸比和75℃时被测量。选择75℃是由于它接近晶核化之前的最大收缩张力的温度，而且在玻璃化温度之上又在重结晶引起的显著变化之前。
扭转模量(MT)纤维制品的扭转特性对纤维制品的加捻和变形加工能力有一定的影响。本发明的纱的扭转模量(MT)为15+%低于均聚物N66纱。这种分析的原理是扭矩平衡法，试样被扭成一定的角度，所产生的力矩与已知粘度的转动着的粘性液体所提供的力矩相平衡。扭转应力/应变曲线的计算是由用Toray扭转刚性分析仪(现代工业股份有限公司，Otsu，Shiga 520，日本)所测定的扭转卷曲曲线来计算，详见M Okabayashi等人在纺织研究杂志46卷，429页后，(1976)中的描述，所用的样品长为2.05cm，60圈，取样频率2秒，S-20粘度标准油，由巴拿马佳能(Cannon)仪器公司州立技术学校提供。液体粘度随着温度的变化数据被校正，扭转模量的计算方法是按照W.F.Knoff在材料科学学问杂志，第6卷，12期，第1392页(1987)中所描述的进行。其它的适于这种测量的仪器是KES-Y-1-X纤维制品扭转测试仪，由日本京都Kato技术公司，股份有限公司制造。
聚酰胺纤维织物的密度的测量是利用标准的密度梯度柱技术来测量，其中使用了四氯化碳和正庚烷液体，温度为25℃。
熔化特性，包括初始熔化速率，的测量是通过微分扫描热量仪(DSC)或差热分析仪(DTA)来进行的。有几种仪器适于这种测量。其中的一种是杜邦热分析仪，由E.I.Du Pont de Nemours and Company of Wilmington，De制造。3.0±0.2mg的样品被放入一带盖的铝容器中，并且在一卷曲装置中被卷曲，这些装置全由仪器制造者提供。以每分钟20°的速度加热样品，测量其熔点(TM)，每分钟50°的速度用于检测低温转变，由于在加热纱期间再结晶很快，一般看不见这种转变。加热在氮气环境下进行(进口流速每分钟43毫升)，用由仪器制造者提供的玻璃球罐覆盖。样品熔化以后，在氮气环境下以每分钟10°的冷却样品速度来确定冷却放热。本发明的纱的熔点(Tm)，就象所预期的共聚物与均聚物的关系那样，对于共聚物中的共聚用单体的每一个重量百分比熔点降低约1℃，然而就象由熔化曲线的初始斜率所表明的，由第一个衍生峰值高度所测量的那样，本发明的纱的熔化速率比可比的纱高将近50%，这是出乎意料的。
纤维织物的光学参数的测量是按照Frankfort和Knox在U.S.4134882中，第9栏第59行至第10栏第65行中所描述的方法进行，只是有下列特例和补充。首先要取代Polaroid T-410胶片和1000X图象放大率，用高速35mm胶片记录示波器扫描，用300X放大率记录光波干涉图案。也可以应用适合的给出同样结果的电子图象分析法。第二，在第10栏，第26行的一单词“than”被“and”代替以改正印刷错误。由于本发明的纤维织物与4134882中的那些不同，由相同的n‖和n⊥计算得的附加参数分布在±0.05。这里的±考虑为以纤维织物图象为中心的相对的两侧。各向同性的在±0.05时折射率(RISO)由下列关系确定RISO(0.05)＝〔(n‖)(0.05)+2(n⊥)(0.05)〕/3任何光学参数的最终平均值被定义为两值的平均数，例如在±0.05时<RISO>＝(RISO(0.05)+RISO(-0.05))/2而且对于双折射也是相似的。
晶化定全指数和表观晶粒尺寸晶化完全指数和表观晶粒尺寸可由X射线衍射扫描得到。这些种组成的纤维织物的衍射图象的特征是显著的赤道X射线反射，峰值出现在散射角近似为20°-21°和23°2θ处。
这些种纤维织物的X射线衍射图象可以用一反射型X射线衍射仪获得(菲力甫电子仪器，Mahwah，N.J.，cat.no.PW 1075/00)，使用一衍射束单色仪和一闪烁检测器。强度数据可以用一个速率计和通过一计算机化的数据收集/分解系统来测量。获得衍射图象所用的仪器调节如下扫描速度每分钟1°2θ;
逐步变化的增量0.025°2θ;
扫描范围6°至38°，2θ;
脉冲高度分析仪，“微分的”。
对于晶化完全指数和表观晶粒尺寸两者的测量，衍射数据通过一计算机程序来使之变光滑，确定基线和测量峰的位置和高度。
尼龙66，尼龙6及尼龙66与尼龙6的共聚物结晶度的X射线衍射量就是晶化完全指数(CPI)(按照P.F.Dismore和W.O.Statton，聚合物科学杂志，C部，13期，133-148页，1966年)。可发现在21°和23°2θ处的两个峰的位置有改变，并且随着结晶度的增加，峰值进一步移开并且接近基于Bunn-Garner尼龙66结构的“理想”位置所对应的位置。这种峰位置的移动提供了测量尼龙66的晶化完全指数的基础CPI＝ (〔d(表面)/d(内部)〕-1)/0.189 ×100其中d(表面)和d(内部)是Bragg‘d’间距，峰值分别在23°和21°处，分母0.189是d(100)/d(010)的值，由Bunn和Garner所报导的晶化很好的尼龙66的值(Proc.Royal Soc.(London)，A189，39，1947)。一个等价的和更有用的关系式，基于20值，是CPI＝〔2θ(表面)/2θ(内部)-1〕×546.7表观晶粒尺寸表观晶粒尺寸的计算是测量赤道衍射峰的半高峰宽度。由于这两个赤道峰相交，半高峰宽的测量是基于在半高时的半个宽度。对于20°-21°的峰，半最大峰高度的位置被计算，并且对于此强度的2θ值根据小角度侧被测量。将在这个2θ值和在最大峰高处的2θ值之间的差值乘以2给出半高峰(或‘线’)宽度。对于23°的峰值，半最大峰高的位置的计算，以及对于此强度的2θ值的测量都在大角度侧;将在此2θ值和在最大峰高处的2θ值之间的差值乘以2给出半高峰宽度。
在这种测量中，只需校正仪器的谱线变宽误差;所有其它的谱线变宽作用都被认为是晶粒尺寸的结果。如果‘B’是样品的测量线宽，校正的线宽‘β’是β=B2-b2]]>其中‘b’是仪器的谱线变宽常数。‘b’可通过测量硅晶粉样品的衍射图象在近似为28°2θ处的峰线宽度来确定。
表观晶粒尺寸(ACS)被给出ACS＝(Kλ)/(βCOSθ)，其中K被取为1(单一)λ是X射线波长(在此为1.5418
);
β是径向校正线宽;θ是Bragg角的一半(就象由衍射图象得到的，所选的峰值的2θ值的一半)。
X射线定位角一束直径约为0.5mm的丝线被小心地缠在样品架上，保持丝线基本平行。在放满的样品架中的丝线被暴露在由菲力甫X射线发生器(12045B型)，所产生的X射线束中，这种可用的发生器出自菲力甫电子仪器。样品丝的衍射图象由Kodak DEF直接暴露X射线胶片(目录号154-2463)来记录，使用Warhus针孔摄象机。摄象机中的平行光管直径0.64mm。暴露过程接续进行约15至30分钟(或一般暴露时间长得足以使在～1.0的光密度处，要被测量的衍射特性被记录下来)。衍射图象的数字化图象用一视频摄象机来记录。透射射线强度用一黑白基准来标定，灰色度(0-255)转换成光学密度。尼龙66、尼龙6及尼龙66和尼龙6的共聚物的衍射图象在2θ近似为20°-21°和23°有两个突出的赤道反射;表面(～23℃)反射被用于测量定位角。等值排列的方位扫描通过这两个所选的赤道峰值(即，图象的每一侧的表面反射)的数据可用插值法由数字化图象数据库得到;所构造的排列使一个数据点相应于1/3弧度。
定位角(OA)是以赤道峰值的半最大光学密度处的弧长度(对应于最大密度的50%处的点的角度)，校正织物底子。由峰值的每侧的半高点之间的数据点数来计算定位角(使用插值法，此值不是整数)。测量两个峰值，用两个测量值的平均值来得到定位角。
长期间隔和标准化的长期强度长期间隔(LPS)和长期强度(LPI)用由Anton Paar K.G.，Graz，Austria制造的衍射计，以-Kratky小角度来测量。衍射计被安装在菲力甫XRG3100X射线发生器的线焦点处，此发生器装备有一长的灵敏的中心X射线管，操作在45KV和40ma。在6度的离开角处观察X射线焦点;而且光束宽以120微米的狭长入口所确定。来自X射线管的铜K-α辐射线被一个0.7mil的镍过滤器过滤而且用一个装有对称地让90%的铜K-α射线通过的脉冲高度分析仪的NaI(TI)闪烁计数器来检测。
尼龙样品的准备是在一含有2cm直径的孔的支架周围互相平行地缠绕纤维织物。被织物覆盖的面积约为2cm乘2.5cm而且典型的样品含有约1克尼龙。样品的实际量是通过测量由遭受强的铜K-αX射线信号的样品和调整样品的厚度直到X射线束的透射率接近为1/e或0.3678为止所带来的射线强度减弱来确定的。为测量透射率，一种强散射体被放入衍射位置，而且将尼龙样品插在它的前面，于是散射体处在射线束狭缝的另一边。如果所测得的没有减弱的强度是I。和减弱的强度是I，那么透射率T是I/I。。透射率为1/e的样品有一最优的厚度，因为大于或小于这个最优厚度的样品的衍射强度将小于最优厚度的样品。
尼龙样品的安装使织物的轴向与射束的长度方向相垂直(或与检测器的移动方向相平行)。对于Kratky衍射计观察水平行焦点，纤维织物的轴与桌面相垂直。在0.1和4.0度2θ之间收集180个扫描点，如下所述在0.1和1.1度之间81个步长为0.0125度的点;在1.1和3.1度之间80个步长为0.025度的点;在3.1和4.0度之间19个步长为0.05的点。每一次扫描时间用1小时，并且每个点用20秒的时间。结果数据用一抛物线来拟合并且去掉仪器的本底。仪器的本底，即没有样品时获得的扫描，乘以透射率T，并且逐步地从样品扫描中去掉。然后扫描数据点对样品厚度作校正，乘以一校正因子CF＝-1.0/(eTln(T))。这里e是自然对数的底，ln(T)总是负值并且CF是正值。还有，如果T＝1/e，则对于最优厚度的样品来说CF＝1。然而，CF总是大于1的，而且由不为最优厚度的样品对观察到的具有最优厚度的样品来校正强度值。对于厚度比较接近最优的样品，CF一般可被保持在小于1.01，所以，样品厚度的校正可以保持比一百分比数小，此百分比数是在由计数统计所不确定地强加的范围内。
所测量的强度是由反映物引起的，它们的衍射矢量平行于织物的轴。对于大多数尼龙织物来说，反映物在1度2θ附近被观察。为了确定这种反映物的位置和强度，在峰值下方首先画一底线，此线为在高于和低于峰值自己的角度处的衍射曲线的正切线。然后用一条平行于正切底线的线画出近于它的表观最大值但一般在较高一点的2θ值处的峰值的正切。如果样品底子被去掉，2θ值的正切点的位置是最大值的位置，所以取这个值。长期间隔LPS由Bragg定律利用如此得到的峰值位置来计算。对于小角度，归纳为LPS＝λ/Sin(2θ)峰的强度LPI被定义为在曲线的正切点和它下面的底线之间的垂直距离，以每秒计算。
Kratky衍射计是一个单射线束仪器并且所测得的强度在标准化之前是任意的。所测得的强度可能随着不同仪器而变化，对于给定的同一个仪器，由于X射线管的老化，强度值会随着不同的测量时间而变化，变化发生在发光晶体的定位、偏移和磨损。对于样品间的定量比较，所测得的强度用一个稳定的、标准的参考样品之比来标准化。这种参考物选一种尼龙66样品(T-717纱，由E.I.du Pont Co.，Wilmington，De.制造)，在本专利的第一个样品中(喂入纱1)它被用作喂入纱。
声波模数声波模数的测定就象Pacofsky U.S.3748844第5栏第17至38行所报道的，这篇专利所公开的，内容被具体实施，只是织物的条件改为24小时，70°F(21℃)，试验前为65%相对湿度并且尼龙织物在每旦尼尔0.1克拉力下试验，而不是所参考的专利的聚酯纤维所报道的0.5-0.7。
低聚物沉淀的加速老化过程一捆纱被放在控制的温度(37.8℃)和湿度(90%RH)环境下168小时，然后在20℃和50%RH条件下平衡24小时。经检验后，18000米纱被放到一陶瓷导件上，预应力为0.1g/d在500mpm下。在导件上形成的沉淀物用甲醇溶解到一个预先称重的铝盘中。使甲醇汽化，将盘和沉淀物称重。盘重的增加归因于沉淀物。沉淀物的量以每克纤维的沉淀物的克数乘以106来表示。发现沉淀速率一般随着RV值的增高而增加。在尼龙66聚合物中的MPMD的混合物，在高的纺织速度下许可使用低RV值的聚合物以提供平衡牵伸张力小于1.2g/d并且提供可接受的低的沉淀速率。
交叉极化Combined with “magic angle spinning”(CP/MAS)是核磁共振(NMR)技术，被用于收集描述共聚物和均聚物在其结构和成份方面的差别的光谱数据。特别是，用CP/MAS得到的固态的碳13(C-13)和氮15(N-15)NMR数据可被用于测定聚合物的晶相和非晶相。这种技术由Schafer等人在大分子10，384(1977)中和Schaefer等人在磁共振杂志34，443(1979)中描述，最近由Veeman和其合作者们在大分子22，706(1989)中进行描述。
与聚合物的非晶相有关的结构资料可由上面提及的Veeman所描述的技术和VanderHart在大分子12，1232(1979)和大分子18，1663(1985)中的描述得到。
影响分子运动的参数可由一种包括C-13T1和C-13 Tlrho的技术得到。Torchia发展了C-13T1，并且在磁共振杂志，Vol.30，613(1978)中描述。C-13Tlrho的测量由Schafer在大分子10，384(1977)中进行描述。
自然丰度N-15NMR数据加上C-13固态NMR分析所得到的数据形成了完整的信息。这种分析还可提供由Mathias在聚合物通讯29，192(1988)中所阐述的聚合物的晶体结构分布资料。
MBB染色性为了MBB染色的测试，准备一组42个纱样，每个试样重1克，制样时最好将纱线喷到一个小盘上。9个试样用于比较;剩下的用于测试。
然后将全部样品浸到含有140ml标准缓冲溶液和80ml 1.22%蒽醌磨蓝色BL(缩写为MBB)(C.I.酸兰色122)的54升染色水溶液中进行染色。最终的浴液PH为5.1。溶液以3-10～/min速度由室温增加到TDYE(染色转变温度，在此温度，染料吸收速率有一突然增加)并保持温度3-5分钟。染过色的样品被冲洗、干燥而且用反射比色计测量染色深度。
染色值可以通过由反射系数读数计算K/S值来确定。关系式是MBB染色性＝ (K/S样品)/(K/S比较) ×180，K/S= ((1-R)2)/(2R)其中R为反射系数值。值180是以一个已知的基准来调整和标准化控制样品的染色性。
ABB染色性与MBB染色性相同的方式准备一些样品。将所有的样品浸入含有140ml标准缓冲溶液，100ml 10% Merpol LFH(一种液体，由E.I.Du Pont de Nemours and Co.生产的非离子型清洁剂)和80-500ml 0.56%茜素菁蓝SAP(缩写为ABB)(C.I.酸蓝45)的54升染色溶液中进行染色。最终的浴液PH为5.9。溶液温度以3-10～/min由室温增加到120～C，并且保持在这个温度下3-5分钟。染过色的样品被冲洗、干燥、并且用反射比色计来测量染色深度。
染色值可以通过由反射系数读数计算K/S值来确定。关系式是ABB染色性＝ (K/S样品)/(K/S比较) ×180，K/S= ((1-R)2)/(2R)其中R＝反射系数值。值180被用于调整和标准化控制样品的对于根据织物提供一个LMDR表示所测得的K/S的%CV的染色性。
染色转变温度是染色期间在此温度下织物结构张开足以引起染料的吸收率的突然增加。它与聚合物的玻璃化温度、织物的热物理过程以及与染料分子的尺寸和结构有关。然而，对于特定的染料，染色转变温度可以被看作是织物“孔”尺寸的间接度量。
染色转变温度对于C.I.酸蓝122染料可以如下法测得将纱在含有每克纱样800克浴液的浴器中预洗。加入0.5g/L焦磷酸4钠盐和0.5g/L Merpol(R)HCS。以3℃/min的速率升高浴温，直到浴温为60℃为止。在60℃时持续15分钟，然后漂洗。注意预洗温度不得超过织物的染色转变温度。如果染色转变温度似乎接近于此洗涤温度，这个预洗过程应当在一较低的洗涤温度下进行。调整浴温为30℃，并且加入占织物重量1%的C.I.酸蓝122和5g/l磷酸钠。用M.S.P和乙酸调节PH到5.0。加入纱样并且以3℃/min的速率将浴温升至95℃。
浴温每升高5℃，从染色浴器中取出～25ml染色液样。冷却样品至室温并且以水为参照物用分光光度计在最大吸光度约633nm下测量每个样品的吸光度。计算染料消耗%并且将染料消耗%对染色浴温作图。沿着曲线的两段直线部分的每段做横切线。在横切线处的温度是染色转变温度(TDYE)，它是织物结构稀疏性的一种量度，对于径向牵伸纱优选的TDYE值小于约65℃，特别是小于60℃。
旦尼尔变化分析器(DVA)是一种电容仪器，利用与Uster相同的原理，用于测量旦尼尔变化。DVA测量超过240米样品的长度的每1/2米的旦尼尔数变化，而且表示出这些测量的%CV。它还表示出伸展的旦尼尔%，这是对于8个30米的样品的高的减低的读数的平均值。利用DVA得到的表格中的数据报道出了变化系数(DVA%CV)。
动态机械分析试验是按下列步骤进行的。使用一种装备有一“自动电子振动”计算机化配套元件的“流变电子振动”DDV-IIC和一种IMC-1炉，是由Imass，Inc.，Hingham MA制造的。还使用标准的不锈钢的样品支座杆和织物夹子，也是由Imass，Inc.制造的。适用于自动电子振动的计算机程序已被修改以便在-30至220℃的温度范围内对样品的加热速率和静态张力保持恒定和可以选择。还已经修改了打印静态张力、时间和取数据点时的样品长度，以便始终不变的张力和加热速率可以被进一步证实以及可以在恒定的张力下测量对温度的收缩率。这个计算机程序没有包含对根据夹子质量和负载杆来进行的校正，所有的操作和计算，除了上面描述的以外，都按照由Imass对自动电子振动器所提供的进行。
本发明对样品的测试，使用相应于每旦尼尔0.1克的静态张力(基于测试前旦尼尔)。所用的加热速率为1.4±0.1℃/min，测试频率为110Hz。计算机化的设备近似每1.5分钟取一个读数，但这不是不变的，因为调整样品的长度后为保持静态张力不变，计算机所需要的时间是不同的。最初的样品长度为2.0±0.1cm。测试所进行的温度范围是-30至230℃。通过将纱折迭或分开来使样品的旦尼尔数调整为400±30，以保证热和静力在负载杆范围的中部。
通过下面的方法确定Δ的正切和E″峰值的位置。首先，由一个适当的参数对温度的称绘图来估计峰值的近似位置。峰值的最终位置由最小二乘法来确定，适用一个二次多项式，在所估计的位置的±10-15度的范围里计算，认定温度为独立变量。峰值温度取为这个多项式的最大值的温度。过渡温度，即弯曲点的温度，可被类似地确定。由一个标绘图来估计近似的弯曲点。然后，覆盖由一个明显的平顶至另一个的过渡区域的足够的数据点，适用于一个三项多项式，认定温度为独立变量。过渡温度取为最终多项式的弯曲点。100℃附近(见图12)E″峰值温度(TE″max)被取为α过渡温度(TA)的指示值，而且对于均匀染色性来说，重要的是使这个值比较低(即，低于100℃，优选为低于95℃，最好为低于90℃)。
染色速率实验方法众所周知，尼龙织物的染色速率特别强的依赖于结构。尼龙织物中的染料的径向和轴向扩散系数可以根据普林斯顿纺织研究所，N.J.，在染料传递现象，进展报告15号及其参考资料所描述的过程来测量。
由染色浴带来的染料减少以及相应的织物对染料的吸收和计算扩散系数，都可利用按照H.Kobsa在纺织研究杂志中的系列文章，第55卷，第10期，1985年10月，573页开始所描述的过程进行所得到的数据。Carey，N.C.的Hanby纺织研究所对这个方法所进行的变动是可用的。
在Kobsa的技术的修改中，我们按照所能容纳的取2.5gm织物并放入浴器中(Ahiba型Turbocolor-100带有一PCO91控制器Ahiba AG，Basel瑞士)，浴器中含有700ml染料溶液，溶液中含有0.125gm磨蓝BL(C.I.酸蓝80，C.I.酸蓝122也给出相似的结果)。染料溶液的制备是加入50ml含有2.5gm染料/升去离子水的常备溶液，0.5克磷酸二氢钠-水合物和1滴Dow-Corning消泡剂“B”并且以去离子水补充至1升。染色浴PH为4.5±0.02，温度控制到±2℃由Guided Wave Inc.(EL Dorado Hills，Ca.)制造的200型光波导衍射分析仪的探针长期地插入到Ahiba染色浴器中去测量吸收率的变化，从而得到浴器中的染料浓度，优选使用染料衍射谱中吸收率最大的波长。用这项技术，我们测量了取决于织物的染色速率的时间和温度。在染色完全以前的不同时间，织物可以从浴器中移出，并且可以测量经过织物的染料浓度分布型，这种测量就象由纺织研究所的出版物所描述的那样作为结构的量度。取决于染色速率的温度和扩散特性也可以被用作结构随温度变化的一个量度。
第二个染色方法包括将织物作为液相层析系统中的固定相来处理，并且染料作为流动相中的吸附材料。由Hewlett Packard，PaLo Alto，Ca.制造的带有一个UV检测器的HewlettPackard 1084B型液相层析仪被使用，将1克纤维织物放入一个20cm的不锈钢塔里，内径为1/4英寸。以2ml/min的流速将去离子水用泵向上送经竖直塔。用一种与上面所述的相似，只是不含消泡剂的染料溶液替代水。将系统温度保持在30℃，但可以根据效果来改变以确定温度。流出的水中的染料含量可以由检测器测量，测量是在584nm的波长下进行的，在这个波长下，参考染料吸收率低的450nm波长的吸收率，染料吸收率接近于最大值。刚开始，流出物的染料含量近似为0，然后染料含量迅速增加，直至一个缓慢增加的曲线平顶。半小时以后，在织物达到染料含量平衡之前，被送入塔中的染料溶液用去离子水来替代。当向前流动的水经过塔时，在前面的染料被织物释放出，在织物中染料的浓度可以超过染料溶液中的浓度。由流出物吸收率与份量曲线下的斜率和面积，我们可确定表面特性和染料的扩散性质的差异。
权利要求
1.一种相对粘度约为50～80的尼龙66变形复丝的制备方法，包括在200～240℃下伸长率(Eb)约为70～100%，15～250旦尼尔的牵伸变形喂入纱，以提供一种伸长率小于约35%的变形纱，其特征在于变形速度至少每分钟900米，并且喂入纱是一种含有少量双官能团的聚酰胺共聚用单体或少量能以氢键和尼龙66聚合物相结合的不参加反应的添加剂的尼龙66聚合物，而且这种纱的牵伸张力(DT)至少约为0.8g/d且小于约1.2g/d。
2.一种按照权利要求1所述的牵伸变形方法，其特征在于变形速度至少1Km/min。
3.一种按照权利要求1或2所述的牵伸变形的方法，其特征在于喂入纱被牵伸变形以使变形纱伸长率小于约30%。
4.一种按照权利要求1所述的牵伸变形方法，其特征在于喂入纱是根据权利要求7至11的任何一个。
5.一种按照权利要求1所述的牵伸变形的方法，其特征在于先按照权利要求17或18的方法制得复丝的纺丝取向纱，然后被用作牵伸变形加工中的喂入纱。
6.一种伸长率(Eb)70～100%的15～250旦尼尔的部分取向尼龙66聚合物复丝，聚合物的相对粘度约为50至约80，其特征在于聚合物含有少量双官能团的聚酰胺共聚用单体或少量能以氢键和尼龙66聚合物结合的不参加反应的添加剂，而且这种纱的伸长应力(DT)约为至少0.8g/d且小于约1.2g/d。
7.一种根据权利要求6所述的部分取向纱，其特征在于聚合物含有少量的ε-氨基己酰基的链节作为双官能团的添加剂共聚用单体。
8.一种根据权利要求6所述的部分取向纱，其特征在于聚合物含有少量2-甲基-1，5-亚戊基己二酰二胺单元作为双官能团的添加剂共聚用单体。
9.一种按照权利要求7所述的部分取向纱，其特征在于聚合物含有约为2至约8%重量比的ε-氨基己酰基链节作为双官能团的添加剂共聚单体。
10.一种根据权利要求8所述的部分取向纱，其特征在于聚合物含有约2至约20%重量比的2-甲基-1，5-亚戊基己二酰二胺单元作为双官能团的添加剂共聚用单体。
11.一种根据权利要求10所述的部分取向纱，其特征在于聚合物含有约20至约40%重量比的2-甲基-1，5-亚戊基己二酰二胺单元作为双官能团的添加剂共聚用单体，而且这种纱具有大于约10%的沸水收缩率。
12.一种根据权利要求7-11的任一个所述的部分取向纱，其特征在于相对粘度为约60至约70。
13.一种根据权利要求8、10或11的任一个所述的部分取向纱，其特征在于相对粘度为约50至约60。
14.一种根据权利要求6至11的任一个所述的部分取向纱，其特征在于伸长率(Eb)为约75至约95%并且以g/d表示的牵伸张力在约(140/Eb-0.8)和约1.2之间。
15.一种根据权利要求6至11的任何一个所述的部分取向纱，其特征在于最大动态伸长率(ΔL/ΔT)max为约0.05至约0.15%/℃，并且(ΔL/ΔT)max对张力(σ)的敏感度d(ΔL/ΔT)max/dσ为约3×10-4至7×10-4(%/℃)/(mg/d)。
16.一种根据权利要求6-11的任一个所述的部分取向纱，其特征在于牵伸模量(MD)为约3.5至约6.5g/d，而且牵伸张力(σD)为约1.0至约1.9g/d，是在75℃和牵伸比为1.35X下测量的，具有表观牵伸能(ED)a约0.2至约0.5(g/d)0K。
17.一种制备旦尼尔数为约15至约250的尼龙66聚合物纺丝取向复丝方法，熔融纺尼龙66聚合物的相对粘度至少约50至约80，纺丝退绕速度至少约4500米/分，其特征在于尼龙66聚合物包含少量的双官能团的聚酰胺共聚用单体或少量能以氢键和尼龙66聚合物结合的不参加反应的添加剂。
18.一种根据权利要求17所述的方法，其特征在于速度大于5000mpm。
19.一种根据权利要求17所述的方法，其特征在于速度不大于约6500mpm并且纺丝产率(Ps)至少约8000，以g/d表示的牵伸张力(DT)小于约(Ps/5000-0.8)而且小于约1.2。
20.根据权利要求17至19的任一个所述的方法，其特征在于使用下列纺丝条件，聚合物熔化温度(Tp)为约280至约300℃，喷丝口直径(D)为约0.15至约0.3nm，长径比(L/D)为至少约1.75，而且L/D4比为至少约100mm-3，用大于约50%RH的空气流来使新的纺成丝冷却，温度为约10°至约30℃，速度为约10至约50m/min，长丝在距喷丝口小于约1.5米的距离上集束。
21.根据权利要求20所述的方法，其特征在于喷丝口直径(D)为约0.15至约0.25mm，L/D比值为至少约2，而且L/D4比值为至少约150mm-3，冷却空气具有至少约70%RH，并且在距喷丝口小于约1.5米处集束。
22.根据权利要求20所述的方法，其特征在于集束距离小于约1.25米。
23.根据权利要求20所提供的方法，其特征在于用计长集束器来使新纺成的长丝集束，并且卷成卷装而不用导辊。
24.变形的尼龙66复丝，具有小于约35%的伸长率(Eb)，相对粘度为约50至约80，其特征在于主要由尼龙66聚合物组成的纱含有少量双官能团的聚酰胺共聚用单体或少量能以氢键与尼龙66聚合物结合的不参加反应的添加剂。
25.根据权利要求24所述的变形纱，其特征在于聚合物含有少量的ε-氨基己酰基的链节作为双官能团的添加剂共聚用单体。
26.根据权利要求24所述的变形纱，其特征在于聚合物含有少量2-甲基-1，5-亚戊基己二酰二胺单元作为双官能团的添加剂共聚用单体。
27.根据权利要求25所述的变形纱，其特征在于聚合物含有约2至约8%重量比的ε-氨基己酰基链节作为双官能团的添加剂共聚用单体。
28.一种根据权利要求26所述的变形纱，其特征在于聚合物含有约2至约20%重量比的2-甲基-1，5-亚戊基己二酰二胺单元作为双官能团的添加剂共聚用单体。
29.根据权利要求26所述的变形纱，其特征在于聚合物含有约20至约40%重量比的2-甲基-1，5-亚戊基己二酰二胺单元作为双官能团的添加剂共聚用单体，并且纱具有大于约8%的沸水收缩率。
30.根据权利要求25-29的任何一个所述的变形纱，其特征在于相对粘度为约60至约70。
31.根据权利要求26、28或29中任一个所述的变形纱，其特征在于相对粘度为约50至约60。
32.根据权利要求24至29中任一个所述的变形纱，其特征在于具有小于约30%的伸长率(Eb)。
33.根据权利要求24至29所述的变形纱，其特征在于按照权利要求1的方法制备。
34.伸长率(Eb)小于约35%的变形的尼龙66复丝，相对粘度为约50至约80，其特征在于纱至少部分含有基本上由尼龙66聚合物组成的具有小于6%的沸水收缩率的纱丝，组成纱的尼龙66长丝基本上由含有20至约40%重量比的2-甲基-1，5-亚戊基己二酰二胺单元作为双官能团的添加剂共聚用单体，并且纱具有大于约8%的沸水收缩率，所说的长丝在%收缩率上的差值至少约4%。
35.一种旦尼尔数为约15至约250，伸长率(Eb)约70至约100%的部分取向尼龙66聚合物复丝，聚合物的相对粘度约50至约80，其特征在于聚合物含有少量双官能团的聚酰胺共聚用单体或少量能以氢键和尼龙66聚合物结合的不参加反应的添加剂，所说的聚合物进一步包含尼龙66聚合物支链，其量在约0.025和0.125摩尔百分比之间。
36.权利要求35所述的部分取向纱的特征是所说的支链从三官能团的脂肪胺系列中选择。
37.权利要求36所述的部分取向纱的特征是所说的支链是3个2-氨基乙胺(TREN)。
38.权利要求35所述的部分取向纱的特征是所说的双官能团的共聚用单体从由ε-氨基己酰基的链节和2-甲基-1，5-亚戊基己二酰二胺单元组成的系列中选择。
39.一种制备旦尼尔数为约15至约125的尼龙66聚合物的变形复丝的方法，熔纺的尼龙66均聚物的相对粘度(RV)为至少约60至约70，退绕速度(Vs)在每分钟约5000和6000米之间，其特征在于利用下列纺丝条件，聚合物的挤出熔融温度(Tp)约285至约295℃，喷丝孔直径(D)为约0.15至约0.25mm，长度/直径(L/D)比值为至少约“？”L/D4比值至少约120mm-3，丝的纺织密度(FSD)小于约每mm20.5个丝，用相对湿度(RH)大于50%的空气流使新的纺成丝冷却，温度约10至30℃而且速度约10至30mpm，长丝的集束距离在约75至150cm之间，其进一步的特征是纺丝产率Ps(＝Vs×RDR，其中RDR＝1+Eb，%/100)至少约8000而且所说的喂入纱具有的剩余牵伸比(RDR)在约1.7和约2之间，牵伸张力(DT)在每旦尼尔约0.8至约1.2克之间。
40.权利要求35所提供的方法，其特征在于刚刚冷却的熔纺成丝通过一个计长集束器集聚并且不用导丝棍而卷绕成卷装。
41.一种适合直接用后续染色的复丝，其特征在于是由相对粘度(RV)约40至约50的尼龙66聚合物制造的，此聚合物还含有约2%至约8%重量比的ε-己酰胺共聚用单体单元，经由纺丝工艺纺丝，此工艺给予纱足够的纺丝取向使得纱具有大于每旦尼尔约1.4克的牵伸张力和断裂伸长率(Eb)在约45%和约65%之间，动态长度变化(Δ长度，%)和动态收缩率(Δ长度，%)/(Δ温度，℃)在40℃至135℃的温度范围内小于零，最大的动态伸长率〔(Δ长度，%)/(Δ温度，℃)〕max小于约0.15(%/℃)，(ΔL/ΔT)max对应力σ的敏感性〔d(ΔL/ΔT)max/dσ)小于约7×10-4(%/℃)/(mg/d)沸水收缩率(BOS)在约3%和约8%之间。
42.根据权利要求41所述的直接用复丝，其特征在于染色转变温度(TDYE)小于约65℃。
43.根据权利要求41所述的直接用复丝，其特征在于动态物理峰值温度(TE″MAX)小于约95℃。
44.根据权利要求41所述的直接用复丝，其特征在于，沸水处理后，在175℃的干热条件下纱连续收缩。
全文摘要
在尼龙66高RV聚合物中掺入少量氢键添加剂，如尼龙6单体或2-甲基-1，5亚戊基己二酰二胺单体，以提供优于均聚尼龙66POY的后续加工性能，尤其在牵伸变形制备膨松纱用于针织物时。
文档编号D01F6/60GK1051597SQ90107068
公开日1991年5月22日 申请日期1990年7月10日 优先权日1989年7月10日
发明者本杰文·休斯·诺斯, 小弗朗西斯·约瑟夫·马隆, 加里·道格拉斯·米洛索维奇, 弗兰克·赫德森·奥弗顿, 罗纳德·爱德华·斯蒂尔, 保罗·格雷戈里·兹米克 申请人:纳幕尔杜邦公司