专利名称：可拉伸聚合物纤维及由它生产的制品的制作方法图1是本发明六翼纤维的断面轮廓图。图2A和2B展示一种本发明纤维，其中螺旋形捻回几乎完全在周边(2A)，和其中螺旋形捻回几乎完全不在周边(2B)。图3展示略呈波纹状的本发明纤维。图4是本发明的一种特定对称双翼纤维的断面形状图示，它具有包围着芯并位于双翼之间的薄皮层。图5是可用于制造本发明纤维的设备-工艺示意图。图6是可用于制造本发明纤维的重叠板纺丝组件的侧视图。图6A是垂直于图6所示重叠板纺丝组件看去并沿图6的线段6A-6A截取的细孔板A的平面视图。
图6B是垂直于图6所示重叠板纺丝组件看去并沿图6的线段6B-6B截取的细孔板B的平面视图。
图6C是垂直于图6所示重叠板纺丝组件看去并沿图6的线段6C-6C截取的细孔板C的平面视图。
图7是可用于制造按照另一种本发明实施方案的一些纤维的重叠板纺丝组件的侧视图。
图7A是垂直于图7所示重叠板纺丝组件看去并沿图7的线段7A-7A截取的细孔板A的平面视图。
图7B是垂直于图7所示重叠板纺丝组件看去并沿图7的线段7B-7B截取的细孔板B的平面视图。
图7C是垂直于图7所示重叠板纺丝组件看去并沿图7的线段7C-7C截取的细孔板C的平面视图。
图7F是垂直于图7所示重叠板纺丝组件看去并沿图7的线段7F-7F截取的细孔板F的平面视图。
图7G是垂直于图7所示重叠板纺丝组件看去并沿图7的线段7G-7G截取的细孔板G的平面视图。
图7H是垂直于图7所示重叠板纺丝组件看去并沿图7的线段7H-7H截取的细孔板H的平面视图。
图8是实例7中作为范例的本发明纤维断面轮廓图。
图9是实例7中作为范例的本发明六翼纤维断面轮廓图。
发明详述按照本发明，提供一种可拉伸合成聚合物纤维，大致如图1、2A、2B、3、4、8和9中的10所示。本发明纤维包括如图1中12所示轴向芯和如图1中14所示多个翼。按照本发明，该轴向芯包含热塑性弹性体聚合物；该翼含有附着在芯上的至少一种热塑性非弹性体聚合物。优选的是，热塑性非弹性体聚合物为可永久延伸(permanentlydrawable)。
本文中使用的术语“纤维”可与术语“长丝”通用。术语“纱(线)”包括单丝组成的各种纱线。术语“复丝纱”一般指二或更多根单丝组成的纱线。术语“热塑性”是指可反复地熔融-加工(例如，熔融纺丝)的聚合物。所谓“弹性体聚合物”是指一种处于不含稀释剂的单组分纤维形式的聚合物，具有超过100％的断裂伸长并且当拉伸到其长度的两倍，保持1min，然后松开时，将在松开的1min内回缩到其原来长度的不足1.5倍。本发明纤维中的弹性体聚合物可具有小于约14,000磅/平方英寸(96,500kPa)，更典型地小于约8500磅/平方英寸(58,600kPa)的挠曲模量，其中以纺成单组分纤维存在并按照ASTM标准D790挠曲性能在室温或23℃并按照基本上如此中所述的条件测定。本文中使用的术语“非弹性体聚合物”是指任何不是弹性体聚合物的聚合物。此种聚合物也可称作“低弹性”、“硬”和“高模量”的。所谓“可永久延伸”是指该聚合物具有某一屈服点，而倘若聚合物拉伸到超过这一点，它将不回复到其原来的长度。
本发明纤维，当由至少两种沿纤维全长彼此粘附的聚合物组成，每种聚合物属于不同类别，例如，聚酰胺、聚酯或聚烯烃时，就称作“双成分”纤维。如果聚合物的弹性特征之间差异足够大，以致可以采用相同类别的聚合物，则所制成的纤维是“双组分”纤维。此种双组分纤维也在本发明范围内。
本发明纤维沿其自己的纵轴扭转(捻回)，而没有显著二-或三-维卷曲特征。(在此种较高维度的卷曲中，纤维的纵轴本身呈折线或螺旋线构型；此种纤维不属于本发明范围)。本发明纤维可表征为具有基本上螺旋形的捻回和一维螺旋形捻回。“基本上螺旋形捻回”既包括完全围绕着弹性体芯盘绕的螺旋形捻回，也包括仅部分地围绕该芯盘绕的螺旋形捻回，因为据观察，纤维要达到合乎需要的伸长性能不一定要求完整360°的螺旋形捻回。图2A显示，一种具有几乎完全沿周边的基本上螺旋形捻回的纤维10；而图2B则展示一种具有几乎完全不沿周边的基本上螺旋形捻回的纤维10。“一维”螺旋形捻回是指，虽然纤维的翼可以为基本上螺旋形的，但纤维的轴线即便在低张力下也基本上保持直线，以此区别于具有2-或3-维卷曲的纤维。然而，具有一定波纹的纤维则在本发明范围之内，正如图3中纤维10所展示的。
是否存在二-和三维卷曲可根据将纤维基本拉直(抻直存在的任何非直线部分)所需要的拉伸量来判断，同时也是判断具有螺旋形捻回的纤维的径向对称性的尺度。本发明纤维可要求小于约10％伸长，更典型地小于约7％伸长，例如约4％～约6％，便可将纤维基本拉直。
本发明纤维具有基本上径向对称断面，正如可从图1所看到的。所谓“基本上径向对称断面”是指一种断面，其中各个翼的位置和尺寸满足如下条件当纤维围绕其纵轴旋转360/n度，其中n是代表纤维的“n-重”-对称的整数时，产生与旋转前基本相同的断面。该断面就围绕着芯在尺寸、聚合物和间隔角度方面而言基本对称。此种基本上径向对称断面提供高伸长与高均一性和没有显著程度二-或三维卷曲出乎意料的组合。此种均一性在纤维的高速加工中具有优势，例如，在通过导丝器和针织用针时，以及在制造平滑、无花点(non-“picky”)织物，特别是透明轻薄织物如袜类等方面。具有基本径向对称断面的纤维不具有自卷曲倾向，即，它们没有明显二-或三维卷曲特性。关于一般描述可参见《纺织研究杂志》(Texti1e Research Journal)1967-06，p.449。
为达到最高的断面径向对称性，芯可具有基本上圆形或规则多边形的断面，例如，如同在图1、4、8和9中看到的。所谓“基本圆形”指的是，过纤维断面中心彼此成90°交叉的两个轴的长度比不大于约1.2∶1。采用基本圆形或规则多边形芯，不同于美国专利4,861,660中的芯，可保护弹性体，避免与辊、导丝器之类接触，正如稍后在讨论翼的数目时所描述的。多个翼可围绕芯排列成任何期望的方式，例如，如图1那样不连续地，即，翼聚合物不构成芯上的连续壁炉台(mantel)，也不与相邻翼在芯表面相接合，例如像美国专利3,418,200的图4和5所表示的那样。翼可以具有相同或不同的尺寸，只要保持基本径向对称性。再有，每个翼可具有与其他翼不同的聚合物，同样只要基本上径向几何和聚合物组成的对称性得到维持。然而，为制造起来简单和容易达到径向对称，优选的是，各个翼具有大致相同的尺寸，并且由相同聚合物或聚合物共混物制成。还优选的是，各个翼不连续地包围着芯，以便于制造。
虽然纤维断面就围绕芯的尺寸、聚合物和角度间隔而言为基本对称，但要知道，偏离完美对称的小波动，由于诸如骤冷的不均一或聚合物熔体流动的不完美或纺丝孔的不完美，一般在纺丝过程中在所难免。应当理解，此种波动是允许的，只要它们不大到足以偏离本发明的目的，例如，通过一维螺旋形捻回提供具有要求伸长和回复，同时最大限度降低二-和三维卷曲的纤维。就是说，纤维不故意做成如美国专利4,861,660中那样的不对称。
从芯朝外凸起的翼粘附在芯上并且构成许多至少部分地包围芯的螺旋形，尤其是在经过有效加热后。这些螺旋形之间的节距在纤维受到拉伸时可能增加。本发明纤维具有多个翼，优选3～8，更优选5或6个。采用的翼的数目可根据纤维的其他特征和纤维制造及使用条件来确定。例如，当制造单丝时，可采用5或6个翼，尤其在较高拉伸比和纤维张力情况下。在此种情况下，翼间距可围绕着芯足够密，以保护弹性体使之，与采用较少翼数的情况相比，较少与辊筒、导丝器之类接触并从而较少断丝，缠辊和磨损。较高牵伸比和纤维张力的效应是将纤维压向辊筒和导丝器的力更大，从而使各个翼外展并导致弹性体芯与辊筒或导丝器相接触；因此，在高牵伸比和纤维张力的情况下优选多于2个翼。在单丝中，常常优选5或6个翼，以达到容易制造与较少芯接触之间的最佳组合。当要求复丝纱时，可采用少到二或三个翼，因为弹性体芯与辊筒或导丝器接触的可能由于其他纤维的存在而减少。
虽然优选的是，翼不连续地包围着芯以便于制造，但芯也可在其外表面包括介于翼与芯接触点之间的非弹性体聚合物皮层。图4表示一种具有皮层16的纤维10。皮层厚度可介于纤维芯最大半径的约0.5％～约15％。皮层可通过在芯与翼聚合物之间提供更多接触点来促进翼与芯之间的粘附，这是一项当双成分纤维中聚合物之间彼此粘附得不很好时特别有用的特性。皮层还可减少芯与辊筒、导丝器等之间的磨损性接触，尤其当纤维具有少数翼时。
本发明的多翼断面的芯和/或翼可以是实心的或者是中空或包括空洞的。在典型情况下，芯和翼都是实心的。另外，翼可具有任何形状，例如椭圆、T-、C-或S-形(例如参见图4)。有用的翼形状的例子可见诸于美国专利4,385,886。T-、C-或S-形可能有助于保护弹性体芯，使之免于接触导丝器和辊筒，正如上面所述。
总翼聚合物与芯聚合物之间的重量比可有所不同，以提供所要求的性能组合，例如，由芯提供所要求的弹性并由翼聚合物提供其他性能。例如，非弹性体翼聚合物与弹性体芯聚合物的重量比可采用约10/90～约70/30，优选约30/70～约40/60。当在该纤维不与某种伴随纱线一起使用(例如，袜类)时，为达到使用中的耐用与高伸长相结合，通常优选翼/芯重量比介于约35/65～约50/50。
如上面所指出的，本发明纤维的芯可由任何热塑性弹性体聚合物成形。有用弹性体的例子包括热塑性聚氨酯、热塑性聚酯弹性体、热塑性聚烯烃、热塑性聚酯酰胺弹性体和热塑性聚醚酯酰胺弹性体。
有用的热塑性聚氨酯芯弹性体包括由聚合二醇、二异氰酸酯和至少一种二醇或二胺增链剂制备的那些。优选二醇增链剂，因为由它制成的聚氨酯的熔点比用二胺增链剂制成的熔点低。可用于制备弹性体聚氨酯的聚合二醇包括聚醚二醇、聚酯二醇、聚碳酸酯二醇和它们的共聚物。此类二醇的例子包括聚(亚乙基醚)二醇、聚(四亚甲基醚)二醇、聚(四亚甲基-共聚-2-甲基-四亚甲基醚)二醇、聚(乙二醇-共聚-1，4-丁二醇的己二酸酯)二醇、聚(乙二醇-共聚-1，2-丙二醇的己二酸酯)二醇、聚(1，6-己二醇-共聚-2，2-二甲基-1，3-丙二醇的己二酸酯)、聚(3-甲基-1，5-戊二醇的己二酸酯)二醇、聚(3-甲基-1，5-戊二醇的壬酸酯)二醇、聚(2，2-二甲基-1，3-丙二醇的十二烷酸酯)二醇、聚(戊烷-1，5-碳酸酯)二醇和聚(己烷-1，6-碳酸酯)二醇。有用的二异氰酸酯包括1-异氰酸根合-4-[(4-异氰酸根合苯基)甲基]苯、1-异氰酸根合-2-[(4-异氰酸根合-苯基)甲基]苯、异佛尔酮二异氰酸酯、1，6-己烷二异氰酸酯、2，2-双(4-异氰酸根合苯基)丙烷、1，4-双(对-异氰酸根合，α，α-二甲基苄基)苯、1，1’-亚甲基双(4-异氰酸根合环己烷)以及2，4-甲苯二异氰酸酯。有用的二醇增链剂包括乙二醇、1，3-丙二醇、1，4-丁二醇、2，2-二甲基-1，3-丙二醇、二甘醇及其混合物。优选的聚二醇是聚(四亚甲基醚)二醇、聚(四亚甲基-共聚-2-甲基-四亚甲基醚)二醇、聚(乙二醇-共聚-1，4-丁二醇的己二酸酯)二醇以及聚(2，2-二甲基-1，3-丙二醇的十二烷酸酯)二醇。1-异氰酸根合-4-[(4-异氰酸根合苯基)甲基]苯是优选的二异氰酸酯。优选的二醇增链剂是1，3-丙二醇和1，4-丁二醇。单官能链终止剂如1-丁醇之类，可加入其中以控制聚合物的分子量。有用的热塑性聚酯弹性体包括通过聚醚二醇与低分子量二醇，例如，分子量小于约250的，与二羧酸或其二酯，例如，对苯二甲酸或对苯二甲酸二甲酯，之间的反应制备的聚醚酯。有用的聚醚二醇包括聚(亚乙基醚)二醇、聚(四亚甲基醚)二醇、聚(四亚甲基醚-共聚-2-甲基-四亚甲基醚)二醇[由四氢呋喃与3-甲基四氢呋喃之间的共聚衍生而来]和聚(亚乙基-共聚-四亚甲基醚)二醇。有用的低分子量二醇包括乙二醇、1，3-丙二醇、1，4-丁二醇、2，2-二甲基-1，3-丙二醇及其混合物；1，3-丙二醇和1，4-丁二醇是优选的。有用的二羧酸包括对苯二甲酸，任选地与少量间苯二甲酸，及其二酯(例如，＜20mol％)共用。
可用于制造本发明纤维的芯的有用热塑性聚酯酰胺弹性体包括美国专利3,468,975中描述的那些。例如，此类弹性体的制备所用聚酯链段可通过乙二醇、1，2-丙二醇、1，3-丙二醇、1，4-丁二醇、2，2-二甲基-1，3-丙二醇、1，5-戊二醇、1，6-己二醇、1，10-癸二醇、1，4-二(羟甲基)环己烷、二甘醇或三甘醇，与丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、2-甲基己二酸、3-甲基己二酸、3，4-二甲基己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸或十二烷二酸或者它们的酯之间的反应来制备。此种聚酯酰胺中的聚酰胺链段的例子包括通过六亚甲基二胺或十二亚甲基二胺与对苯二甲酸、草酸、己二酸或癸二酸之间的反应，以及通过己内酰胺的开环聚合制备的那些。
热塑性聚醚酯酰胺弹性体如美国专利4,230,838中描述的那些，也可用于制造该纤维芯。此类弹性体例如可这样制备先用以下原料制备具有二羧酸链端的聚酰胺预聚物低分子量(例如约300～约15,000)聚己内酰胺、聚庚内酰胺、聚十二内酰胺、聚十一内酰胺、聚(11-氨基十一烷酸)、聚(12-氨基十二烷酸)、聚(己二酸1，6-己二醇酯)、聚(壬二酸1，6-己二醇酯)、聚(癸二酸1，6-己二醇酯)、聚(十一烷酸己二醇酯)、聚(十二烷酸己二醇酯)、聚(己二酸1，9-壬二醇酯)之类，与琥珀酸、己二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十一烷二酸、对苯二甲酸、十二烷二酸等。该预聚物随后可与羟基链端的聚醚，例如，聚(四亚甲基醚)二醇、聚(四亚甲基-共聚-2-甲基四亚甲基醚)二醇、聚(亚丙基醚)二醇、聚(亚乙基醚)二醇之类起反应。
如上所述，翼可由任何非弹性体或硬聚合物成形。此类聚合物的例子包括非弹性体聚酯、聚酰胺和聚烯烃。
有用的热塑性非弹性体翼聚酯包括聚(对苯二甲酸乙二醇酯)(“2G-T”)及其共聚物、聚(对苯二甲酸1，3-丙二醇酯)(“3G-T”)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(“4G-T”)和聚(2，6-萘二甲酸乙二醇酯)、聚(对苯二甲酸1，4-环己烷二甲醇酯)、聚(丙交酯)、聚(壬二酸乙二醇酯)、聚[2，7-萘二甲酸乙二醇酯]、聚(羟基乙酸)、聚(丁二酸乙二醇酯)、聚(α，α-二甲基丙内酯)、聚(对-羟基苯甲酸酯)、聚(羟基苯甲酸-乙二醇酯)、聚(间苯二甲酸乙二醇酯)、聚(对苯二甲酸1，4-丁二醇酯)、聚(对苯二甲酸1，6-己二醇酯)、聚(对苯二甲酸1，12-十二烷二醇酯)、聚(对苯二甲酸1，4-环己烷二甲醇酯)(反式)、聚(1，5-萘二甲酸乙二醇酯)、聚(2，6-萘二甲酸乙二醇酯)、聚(对苯二甲酸1，4-环己烷二甲醇酯)(顺式)以及聚(对苯二甲酸1，4-环己烷二甲醇酯)(反式)。
优选的非弹性体聚酯包括聚(对苯二甲酸乙二醇酯)、聚(对苯二甲酸1，3-丙二醇酯)和聚(对苯二甲酸1，4-丁二醇酯)以及它们的共聚物。当采用较高熔点聚酯如聚(对苯二甲酸乙二醇酯)时，可在聚酯中加入共聚单体以使得能够在较低温度下纺丝。此类共聚单体可包括4～12个碳原子的线型、环状和支化脂族二羧酸(例如，戊二酸)；对苯二甲酸以外的8～12个碳原子的芳族二羧酸(例如，间苯二甲酸)；3～8个碳原子的线型、环状和支化脂族二醇(例如，1，3-丙二醇、1，2-丙二醇、1，4-丁二醇和2，2-二甲基-1，3-丙二醇)；以及4～10个碳原子的脂族和芳脂族醚二醇(例如，氢醌双(2-羟乙基)醚)。共聚单体在共聚聚酯中可以约0.5～15mol％的数量存在。间苯二甲酸、戊二酸、己二酸、1，3-丙二醇和1，4-丁二醇为用于聚(对苯二甲酸乙二醇酯)的优选共聚单体，因为它们商业上易得且便宜。
翼聚酯还可包含少量其他共聚单体，只要这些共聚单体对纤维性能不具有负面影响。此类其他共聚单体包括5-磺基间苯二甲酸钠，用量例如介于约0.2～5mol％。可加入非常少量，例如约0.1～约0.5重量％，以全部组分为基准计，三官能共聚单体，例如偏苯三酸，用以控制粘度。
有用的热塑性非弹性体翼聚酰胺包括聚(己二酰己二胺)(尼龙6，6)；聚己内酰胺(尼龙6)；聚庚内酰胺(尼龙7)；尼龙10；聚(12-十二内酰胺)(尼龙12)；聚己二酰丁二胺(尼龙4，6)；聚癸二酰己二胺(尼龙6，10)；聚(十二烷二酰己二胺)(尼龙6，12)；十二烷二胺与正十二烷二酸的聚酰胺(尼龙12，12)、由双(4-氨基环己基)甲烷和十二烷二酸衍生的PACM-12聚酰胺、30％间苯二甲酸-己二铵盐与70％己二酸己二铵盐的共聚酰胺、最高30％双(对-酰氨基环己基)亚甲基与对苯二甲酸和己内酰胺的共聚酰胺、聚(4-氨基丁酸)(尼龙4)、聚(8-氨基辛酸)(尼龙8)、聚(庚二酰庚二胺)(尼龙7，7)、聚(辛二酰辛二胺)(尼龙8，8)、聚(壬二酰壬二胺)(尼龙9，9)、聚(壬二酰癸二胺)(尼龙10，9)、聚(癸二酰癸二胺)(尼龙10，10)、聚[1，10-癸烷二甲酰双(4-氨基-环己基)甲烷]、聚(己二酰间苯二甲胺)、聚(癸二酰对苯二甲胺)、聚(庚二酰2，2，2-三甲基己二胺)、聚(癸二酰哌嗪)、聚(11-氨基十一烷酸)(尼龙11)、聚间苯二甲酰己二胺、聚对苯二甲酰己二胺和聚(9-氨基壬酸)(尼龙9)、聚己内酰胺。共聚酰胺也可使用，例如，聚(己二酰己二胺-共聚-2-甲基戊二胺)，其中六亚甲基部分可占到总二胺衍生部分的约75～90mol％。
有用的聚烯烃包括聚丙烯、聚乙烯、聚甲基戊烯以及一种或多种乙烯或丙烯与其他不饱和单体的共聚物和三元共聚物。例如，包含非弹性体聚丙烯翼和弹性体聚丙烯芯的纤维属于本发明范围内；此种纤维是双组分纤维。
弹性体与非弹性体聚合物的组合可包括聚醚酰胺，例如，聚醚酯酰胺弹性体芯与聚酰胺翼，以及聚醚酯弹性体芯与聚酯翼。例如，翼聚合物可包含尼龙6-6及其共聚物，例如，聚(己二酰己二胺-共聚-2-甲基戊二胺)，其中六亚甲基部分占到约80mol％，任选地混以约1％～约15wt％尼龙-12，而芯聚合物可包含弹性体嵌段的聚醚酯酰胺。“嵌段的聚醚酯酰胺”是指聚合物具有软链段(长链聚醚)，共价地(由酯基团)键合到硬链段(短链聚酰胺)上。类似的定义对应于嵌段聚醚酯、嵌段聚氨酯以及诸如此类。尼龙12可改善翼与芯的粘附力，尤其当芯主要由PEBAXTM3533SN(Atofina供应)构成时。另一种优选的翼聚合物可包含选自下列的非弹性体聚酯聚(对苯二甲酸乙二醇酯)及其共聚物、聚(对苯二甲酸1，3-丙二醇酯)和聚(对苯二甲酸1，4-丁二醇酯)；适合与之配合使用的弹性体芯可包含聚醚酯，后者包含选自聚(四亚甲基醚)二醇与聚(四亚甲基-共聚-2-甲基四亚甲基醚)二醇的聚醚二醇，与对苯二甲酸或对苯二甲酸二甲酯以及选自1，3-丙二醇和1，4-丁二醇的低分子量二醇的反应产物。
弹性体聚醚酯芯也可与非弹性体聚酰胺翼配合使用，尤其当使用增粘剂时，正如本文其他地方所描述的。例如，此种纤维的翼可选自(a)聚(己二酰己二胺)及其与2-甲基戊二胺的共聚物和(b)聚己内酰胺；而此种纤维的芯可选自(a)聚醚酯酰胺和(b)聚(四亚甲基醚)二醇或聚(四亚甲基-共聚-2-甲基四亚甲基醚)二醇与对苯二甲酸或对苯二甲酸二甲酯以及选自1，3-丙二醇和1，4-丁二醇的二醇的反应产物。
制造上面描述的聚合物的方法是技术上已知的，且可包括催化剂、助催化剂和链支化剂的采用，正如技术上已知的。
由于芯具有高弹性，故它能够吸收当纤维拉伸并松弛时附着的翼导致其扭转过程中的压缩、扭转和拉伸力。这些力有可能导致翼与芯聚合物的剥离，倘若它们的附着力太弱的话。结合力可通过翼与芯组成当中一种或多种的选择或者如前面所描述的皮层的采用和/或采用增强聚合物之一或二者粘附力的添加剂来提高。添加剂可加入到一个或多个翼中，以使每个翼具有相对于芯相同或不同的附着力。因此，典型的芯和翼聚合物的选择应保证它们充分相容，以使它们彼此粘合从而在纤维制造和使用期间极少发生分离。
还有，可在翼和/或芯聚合物中加入添加剂来改善粘附力，例如，尼龙12，例如，5wt％，以总翼聚合物为基准，即，聚(12-十二内酰胺)，亦称作“12”或“N12”，由Atofina按商品名Rilsan“AMNO”市售供应。还有，马来酐衍生物(例如，Bynel?CXA，杜邦公司的一种注册商标，或Lotader?乙烯/丙烯酸酯/马来酐三元共聚物，由Atofina供应)也可用来改性聚醚酰胺弹性体，以改善其对聚酰胺的粘附力。作为另一个例子，热塑性线型酚醛树脂，例如，HRJ12700(SchenectadyInternational)，数均分子量介于约400～约5000，可加入到弹性体(共)聚醚酯芯中以改善其与(共)聚酰胺翼的粘附力。线型酚醛树脂的用量应介于1～20wt％，更优选2～10wt％。可用于本发明的线型酚醛树脂的例子包括但不限于，苯酚-甲醛、间苯二酚-甲醛、对丁基苯酚-甲醛、对乙基苯酚甲醛、对己基苯酚-甲醛、对丙基苯酚-甲醛、对戊基苯酚-甲醛、对辛基苯酚-甲醛、对庚基苯酚-甲醛、对壬基苯酚-甲醛、双酚-A-甲醛、萘酚甲醛和松香(特别是部分马来酸化的松香)的烷基-(例如，叔丁基-)苯酚改性的酯(例如，季戊四醇酯)。参见批准的美国专利申请序列号09/384,605，申请日1999-08-27，关于改进共聚聚酯弹性体与聚酰胺之间粘附力的技术的实施例。
以马来酐(“MA”)官能化的聚酯也可用作增粘添加剂。例如，聚(对苯二甲酸丁二醇酯)(“PBT”)可通过在双螺杆挤塑机中的自由基接枝来达到用MA的官能化，参见J.M.Bhattacharya，《PolymerInternational(2000-08)，498，pp.860～866，文中还报道，生成少数重量百分数的PBT-接枝-MA作为(分别)由聚(对苯二甲酸丁二醇酯)与尼龙66和聚(对苯二甲酸乙二醇酯)与尼龙66组成的二元共混物的相容剂的应用。例如，此种添加剂可用来更牢固地将本发明纤维的(共)聚酰胺翼粘附到(共)聚醚酯芯上。
本发明中使用的聚合物和制成的纤维、纱线和制品可包含传统添加剂，可在聚合过程期间加入，或者加入到制成的聚合物或制品中，并可对改善聚合物或纤维的性能做出贡献。这些添加剂的例子包括抗静电剂、抗氧化剂、抗微生物剂、耐焰剂、染料、光稳定剂、聚合催化剂和各种助剂、增粘剂、去光剂(delustrants)如二氧化钛、消光剂(matting agents)和有机磷酸酯。
其他可施加到纤维上的添加剂，例如在纺丝期间和/或牵伸过程中，包括抗静电剂、滑爽剂、增粘剂、亲水剂、抗氧化剂、抗微生物剂、耐焰剂、润滑剂和它们的组合。另外，这些附加添加剂可在方法的各种不同步骤期间加入，正如技术上已知的那样。
本发明纤维可呈连续长丝形式(复丝纱或单丝)或者短纤维(包括，例如，纤维束或短纤维纺制纱)。本发明的牵伸纤维可具有约1.5～约60的单丝旦数(约1.7～67分特)。典型地，本发明具有聚酰胺翼的全牵伸纤维具有约1.5～3.0g/dtex(克/分特)的强度；而具有聚酯翼的纤维，则具有约1～2.5g/dtex，具体随翼/芯比而定。制成的本发明纤维的煮沸后伸长可至少为约20％，优选至少约40％，以改善最终服装的舒适和贴身。
虽然上面的描述集中在当纤维具有基本径向对称断面时的优点，但此种对称，尽管常常是希望的，在以下情况下却不是本发明的实施方案所要求的(a)可拉伸合成聚合物纤维具有至少约20％煮沸后收缩且要求小于约10％伸长便可基本拉直纤维；(b)可拉伸合成聚合物纤维包含含有弹性体聚合物的轴向芯以及多个附着在芯上的含有非弹性体聚合物的翼，其中芯在其外表面包括在翼与芯接触点之间的非弹性体聚合物的皮层；(c)可拉伸合成聚合物纤维包含含有弹性体聚合物的轴向芯以及多个附着在芯上的含有非弹性体聚合物的翼，其中芯具有基本圆形或规则多边形断面；或者(d)可拉伸合成聚合物纤维包含含有弹性体聚合物的轴向芯以及多个附着在芯上的含有非弹性体聚合物的翼，其中至少一个翼具有T、C或S形状。
可制作、使用按照这四个实施方案的纤维并可借以提供本文所描述的一项或多项优点。
当制成包含多根纤维的纱线时，纤维可具有任何希望的纤维支数和任何希望的单丝旦数(dpf)，并且弹性体与非弹性体聚合物的比例可从一根纤维到另一根彼此不同。复丝纱可包含许多不同纤维，例如，2～100根纤维。另外，包含本发明纤维的纱线可具有某一范围的单纤维线密度并且也可包含非本发明的纤维。
本发明合成聚合物纤维可按照已知方式制成织物，包括采用机织、经编、纬编(包括圆机)针织，或者袜类针织。此种织物具有优异伸长和回复能力。该纤维可用于纺织品和织物，例如，装饰织物，以及服装(包括女性内衣和袜类)，以制成服装的全部或一部分，包括狭幅织物(花边)。服装，例如，采用本发明纤维和纱线制造的袜类和织物，据发现平滑、质轻并且非常均一(“无花点”)，具备优良伸长和回复性能。
另外，按照本发明，提供一种用于纺制连续聚合物纤维的熔融纺丝方法。该方法将结合着图5加以描述，该图是可用于制造本发明纤维的设备示意图。然而，要知道，其他设备也可使用。本发明方法包括让包含弹性体聚合物的熔体穿过纺丝板成形为多根可拉伸合成聚合物纤维，它们包括含有弹性体聚合物的轴向芯和多个附着在芯上并含有非弹性体聚合物的翼。参见图5，热塑性硬聚合物进料(未画出)从20引入到重叠板纺丝组件35中，同时热塑性弹性体聚合物进料(未画出)从22引入到重叠板纺丝组件35中。预结合和后结合纺丝板组件均可采用。两种聚合物从具有设计成产生要求断面的纺丝孔的重叠板纺丝组件35中以未牵伸丝40的形式挤出。本发明方法还包括在丝束离开纺丝板之后将它们骤冷以使纤维冷却，以任何已知的方式，例如借助图5中的冷空气50。任何合适的骤冷方法均可采用，例如侧吹风或径向流动风。
丝束任选地采用已知技术以整理剂如硅油，任选地辅以硬脂酸镁，在图5所示的上油辊60处进行处理。骤冷后，这些丝束接着进行牵伸，以使它们表现出至少约20％煮沸后伸长。丝束可在至少一个牵伸步骤中接受牵伸，例如在喂丝辊80(它可以150～1000m/min运转)和牵伸辊90之间，如图5示意地表示的，结果形成牵伸丝100。牵伸步骤可与纺丝偶联，从而制造出全牵伸纱，或者，若要求部分取向纱的话，按照分开进行的方法，纺丝与牵伸之间有一定时间延迟。牵伸也可在长丝卷绕成经纱的同时完成；即本领域技术人员所谓的“牵伸整经”。可赋予丝束任何要求的牵伸比(只要不因断丝而影响加工的进行)；例如，全取向纱可通过约3.0～4.5倍的牵伸比制成；部分取向纱通过约1.2～3.0倍的牵伸比制成。这里，牵伸比是牵伸辊90的圆周速度除以喂丝辊80的圆周速度。牵伸可在约15～100℃，典型值约15～40℃进行。
牵伸丝100任选地可部分地松弛，例如在图5中110处借助水蒸汽。任何程度热松弛皆可在纺丝期间实施。松弛得越多，长丝的弹性越大，在下游操作中的收缩越少。经如下所述松弛之后的最终牵伸丝可具有至少约20％煮沸后伸长。优选令刚纺出的丝束热松弛约1～35％，以牵伸丝长度为基准，然后再将其卷绕起来，以使它能够作为典型硬纱操作。
该骤冷、牵伸并任选地松弛过的长丝，随后可在图5的卷绕机130处以200～约3500m/min，最高4000m/min的速度卷绕收集。或者，倘若纺制并骤冷的是复丝，则纤维可集束并任选地接受交络处理，然后再于卷绕机130上以例如最高4000m/min，例如以约200～约3500m/min的速度范围卷绕。单丝与复丝纱可在图5的卷绕机130上按照相同方式卷绕。在复丝纺出并骤冷之后，丝束可集束并任选地交络处理，然后再按照本技术领域的通常做法卷绕。
牵伸后的任何时刻，双成分长丝皆可在完全松弛的情况下进行干-或湿-热处理，以发展出所要求的伸长和回复性能。此种松弛可在长丝生产期间完成，例如在上面描述的松弛步骤期间，或者在长丝已经结合到纱线或织物中以后，例如，在煮练、染色之类的处理期间。以纤维或纱线形式的热处理可采用，例如，热辊或热箱或喷射-网(jet-screen)膨化步骤来实施。优选的是，此种松弛热处理能够在纤维处于纱线或织物中以后实施，以使得在此之前它可以像非弹性体纤维一样加工；然而，若希望的话，它也可以先热处理并完全松弛，接着以高伸长纤维形式卷绕。为使最终织物达到较大均一性，纤维可均一地热处理和松弛。热处理/松弛温度可介于约80℃～约120℃，若加热介质为干燥空气的话；约75℃～约100℃，当加热介质是热水时；以及约101℃～约115℃，当加热介质是超计大气压压力水蒸汽时(例如，在压热釜中)。温度不足可能导致很少或没有热处理效果，而温度过高，可能会使弹性体芯聚合物熔融。热处理/松弛步骤通常可在数秒钟内完成。
如上所述，纺丝孔具有对应于本发明纤维要求断面的式样，如上所述，或者适合产生其他双成分或双组分纤维。纺丝孔可采用任何合适的方法切割，例如，采用激光打孔，正如美国专利5,168,143中所述，钻孔，电火花加工(EDM)和冲孔，正如本技术领域已知的。纺丝孔可利用激光束切割，以达到对本发明纤维断面对称性的良好控制。纺丝孔可具有任何适当尺寸并可切割成连续(预结合)或不连续(后结合)的。不连续纺丝孔可通过沿某种图案钻出许多小孔来获得，该图案将容许聚合物在纺丝板面以下合并并形成本发明的多翼断面。
例如，本发明长丝可采用如图6、6A、6B和6C中所示预结合纺丝组件制造。在图6中，给出如图5所示的重叠板纺丝组件的侧视图，聚合物沿着箭头F的方向流动。纺丝组件中的第一板是包含聚合物熔体池并具有传统式样的板D。板D坐落在计量板C(断面图如图6C所示)上，后者又坐落在任选的分配板B(断面图如图6B所示)上，后者又坐落在纺丝板A(断面图如图6A所示)上，后者由纺丝组件底板E支撑。计量板C与计量板底下的分配板B对齐并接触；分配板在纺丝板A上面并与之对齐和接触；纺丝板A虽开有细小通孔但缺乏实质性锥口孔；纺丝板又与纺丝板底板(E)对齐并接触，后者的孔大于纺丝孔。对齐的情况是这样的，喂入到计量板C中的聚合物可穿过分配板B、纺丝板A和纺丝板底板E，从而形成纤维。熔体汇集板D，是一种常规板，用于给计量板供料。聚合物熔体汇集板D和纺丝组件底板E的厚度和刚度足够大，以致它们可牢度地彼此相对地压紧，从而防止聚合物从纺丝组件的重叠板之间泄漏。板A、B和C足够薄，因此这些细孔可用激光方法切割。优选的是，纺丝组件底板(E)中的孔为喇叭形，例如呈约45°～60°角，以让初生纤维不接触其孔边缘。还优选的是，当要求聚合物预结合时，不同的聚合物可在纤维成形之前彼此接触(预结合)小于约0.30cm，一般小于0.15cm，以使计量板C、任选的分配板D和纺丝板设计E所预期的断面形状能更精确地表现在纤维中。纤维断面的更精确的规定也可借助于按照美国专利5,168,143所描述的板中开孔方法来实现，其中，来自固态激光器的多模式光束被还原为基本单模式光束(例如，TM00模式)并聚焦在直径小于100μm的点和金属板上方0.2～0.3mm处。产生的熔融金属由与激光束同轴流动的带压流体从金属板下表面赶出。最上面的分配板顶面到纺丝板面的距离可缩短到小于约0.30cm。
为制造具有任何数目对称分布翼聚合物部分的丝，在每一块板中将采用相同数目对称排列的细孔。例如，在图6A中，纺丝板A被表示为在垂直于图5重叠板纺丝组件的平面内的视图。图6A中的板A由6个与中心圆纺丝孔142相连、对称排列的翼纺丝孔140组成。每个翼纺丝孔140可具有不同宽度144和146。图6B表示出互补的分配板B，它具有的分配孔150从孔端152到连接分配孔与中心圆孔156的任选狭缝154之间呈锥形。图6C表示计量板C，包括用于翼聚合物的计量孔160和用于芯聚合物的中心计量孔162。聚合物熔体汇集板D可具有本技术领域已知的任何传统式样。纺丝组件底板E具有通孔，这些孔足够大并且朝外渐扩(例如沿45～60°)以远离新生丝束的路径，使得丝束不触及孔壁，如图5和6中侧视图所示。重叠板纺丝组件，纺丝板A～D彼此对齐，使得芯聚合物从聚合物熔体汇集板D，穿过计量板C的中心计量孔162并穿过6个小纺丝孔164，穿过分配板B的中心圆纺丝孔156，穿过纺丝组件板A的中心圆纺丝孔142并经过纺丝组件底板E的大喇叭口孔流出。与此同时，翼聚合物从聚合物熔体汇集板D穿过计量板C的翼聚合物计量孔160，穿过分配板B的分配孔150(其中若存在任选的狭缝154，于是这两种聚合物在此首次彼此接触)，穿过纺丝板A的翼聚合物纺丝孔140，并最后经过纺丝组件底板E中的孔流出。
本发明纺丝组件可用于多种合成聚合物的熔融挤出以生产纤维。在本发明的纺丝组件中，聚合物可直接喂入到纺丝孔中，因为纺丝板没有实质的锥口孔(substantial counterbore)。所谓没有实质的锥口孔是指，任何存在的锥口孔的长度(包括连接大量纺丝孔的任何凹陷部分)皆小于纺丝孔长度的约60％，优选小于约40％。多组分聚合物流股从纺丝板的成纤纺丝孔背面入口直接计量进入特定点，消除了多个聚合物流股在距离进入纺丝孔尚有相当一段时间(或距离)就在进料通道内合并时，正如一般情况那样，所出现的聚合物迁移问题。
可能有用的是，将两块板的功能合并到一块中，具体做法可采用在单一一块板的一面或两面上做成凹槽，并借助适当的通孔连接凹槽。例如，可在纺丝板的上游侧切割出凹陷、沟槽和下沉(例如，采用电火花加工)，并让它们起到分配通道、浅沟、非实质性锥口孔等作用。
各种各样包含二或更多种聚合物的纤维可利用本发明纺丝组件制成。例如，本文没有公开和/或要求保护的其他双成分纤维和双组分纤维也可以这样制造，包括美国专利4,861,660、3,458,390和3,671,379中公开的断面。制成的纤维断面例如可以是并列、偏心皮芯、同心皮芯、翼-和-芯、翼-和-皮-和-芯以及诸如此类。另外，本发明纺丝组件还可用来纺制可分裂或非-可分裂纤维。
在图7中，表示出如图5所示纺丝组件重叠板的侧视图，其中聚合物沿着箭头方向流动。此种组件的用法作为例子在下面的实例6中做了说明。纺丝组件中的第一板是包含聚合物熔体池的板D。该板具有本技术领域已知的传统式样并包含分别用于引入非弹性体翼和皮层聚合物以及弹性体聚合物的通道20和22。板D坐落在计量板H上，后者叉坐落在分配板G上，后者又坐落在纺丝板F上，后者又坐落在板C上，后者又坐落在板B上，后者又坐落在纺丝板或板A上，后者由纺丝组件底板E支撑。聚合物熔体汇集板D和纺丝组件底板E的厚度和刚度足够大，以致它们可牢度地彼此相对压紧，从而防止聚合物从纺丝组件的重叠板之间泄漏。所有其他板足够薄，因此纺丝孔可用激光方法切割。图7A～7C和图7F～7H代表可用于制造图5断面视图所代表的本发明某些纤维的替换重叠板纺丝组件的平面视图。弹性体芯聚合物与非弹性体翼和皮层聚合物在图7A～7C和图7F～7H中的接合是利用大致类型与图6侧视图所示相同的预结合纺丝组件实现的。在该替换的重叠板纺丝组件中，虽然也采用纺丝组件底板E、纺丝板A和聚合物熔体汇集板D，但用了5块板替代分配板B和计量板C。穿透纺丝板A，如图7A所示，切割出翼纺丝孔210，中心芯聚合物和皮层聚合物孔214以及连接狭缝212。板B，如图7B所示，贯通地切割出翼纺丝孔220和中心芯聚合物和皮层聚合物孔222，分别对中地位于纺丝板A的上方。在板B上方对中地放置着板C，如图7C所示，其上贯通地切割出锥形翼和皮层聚合物纺丝孔230，中心芯聚合物和皮层聚合物孔232。板234的环状部分依然连接着板。在板C的上方对中地放置着板F，如图7F所示，其中贯通地切割出翼纺丝孔240，和中心芯聚合物和皮层聚合物孔242。在板F上方对中地放置着板G，如图7G所示，贯通地切割出翼纺丝孔250，锥形翼聚合物和皮层聚合物孔252，以及中心芯聚合物孔254。在板G上方对中地放置着板H，如图7H所示，贯通地切割出翼聚合物纺丝孔260、翼聚合物和皮层聚合物孔262，和中心芯聚合物孔264。
本发明将利用下列非限定性实施例来说明。下面的试验方法曾在试验方法术语煮沸后伸长，在技术上与以下术语通用“％伸长(伸长百分数)”、“可回复伸长”、“可回复收缩”和“潜在卷曲”。术语“不可回复收缩”与以下术语通用“％收缩”、“表观收缩”和“绝对收缩”。
实施例中制备的纤维的伸长性能(煮沸后伸长、煮沸后收缩和煮沸后伸长回复)按如下方法测定。5000旦(5550dtex(分特))的绞纱卷绕在54英寸(137cm)纱框上。成圈的绞纱两侧都包括在总旦数中。分别量取2g重物(长度CB)和1000g重物(0.2g/旦)(长度LB)下的初始绞纱长度。绞纱被置于95℃水中处理30min(“煮沸”)，测定2g重物(长度CA初始)和1000g重物(长度LA初始)下的初始(煮沸后)长度。测定了1000g重物下的长度之后，再测定30秒后(长度CA30s)和2小时后(长度CA2h)2g重物下的长度。煮沸后收缩按照100×(LB-LA)/LB来计算。煮沸后伸长百分率按照100×(LA-CA@30s)/CA@30s算出。煮沸后伸长回复按照100×(LA-CA2h)/(LA-CA初始)算出。
按以下程序进行20％和35％可用伸长(available stretch)下的卸载力试验。制备煮沸后的5000(5550分特)总旦数双成分纤维绞纱。成圈绞纱的两侧都包括在总旦数中。Instron抗张试验机(Canton，MA)在21℃和65％相对湿度条件下使用。将绞纱放在试验机夹具中、二夹具之间隔距3英寸(76mm)。试验机完成3次“拉伸-并-松弛(加载-并-卸载)”的周期，每个加载周期具有最大500g力(0.2克/旦)，然后测定第三次卸载周期的力。测定在第三卸载周期的20％和35％可用伸长时的有效旦数(也就是，试验伸长状态下的实际线密度)。“20％和35％可用伸长”是指，该绞纱在第三周期中已从500g力分别松弛了20％和35％。以毫克/有效旦(mg/旦)为单位记录20％和35％可用伸长时的卸载力。
纤维的翼与芯的剥离(脱离)是这样测定的，首先在1.25m纱框上卷绕5000旦(5550分特)绞纱(绞纱尺寸包括所成圈的两侧)。绞纱在压热釜中、102℃水蒸汽条件下处理30min。从绞纱中选择20cm长度单根纤维并对折一次。所形成的圈的丝头用胶粘带在下边粘贴在一起，粘贴好的丝圈垂直悬挂在钩子上。1克/旦(25旦的丝圈悬挂50g)的重物被固定在丝圈的下(胶粘带粘贴的)端。抬起重物至丝圈变松，然后再缓慢放下以拉伸丝圈，直至施加上全部重量。经过10个这样的周期之后，在放大的情况下查看丝圈的剥离情况并评级。3个样品按如下评级0＝无翼/可见芯沿纤维剥离1＝在一个或多个结的拐弯处观察到轻微剥离2＝在纤维抵住悬吊钩子摩擦处观察到剥离3＝边缘出现剥离(呈小圈，以及仅在少数点处)4＝小毛圈，表明沿整个纤维剥离5＝大范围剥离(沿纤维全长到处是大圈)将3个样品的结果平均。
测定R1和R2在纤维断面的显微照片上做出两个圆，一个圆(R1)是包围芯聚合物的大致最外范围的外接圆，另一个圆(R2)是翼聚合物部分的大致最内程度的内接圆。
实例1A采用如图5所示设备纺出具有对称六翼断面的本发明双成分纤维，基本如图1所示。单纤维40采用纺丝板35和265℃的纺丝温度纺制。从图5的20处，一种按常规制备并具有约45～60的相对粘度的熔融尼龙聚合物被引入到纺丝组件30中。形成双成分长丝的翼部分的该尼龙聚合物是聚(己二酰1，6-己二胺-共聚-2-甲基-1，5-戊二胺)，其中六亚甲基部分以80mol％存在(6/MPMD(80/20)-6)，其中加入了5wt％以总翼聚合物为基准计，尼龙12(聚(12-十二内酰胺))(亦称作“12”和“N12”)(Rilsan?“AMNO”，Atofina供应)。尼龙12加入的作用在于促进翼-芯粘附。翼部分占纤维的45wt％。第二聚合物，构成纤维的芯，从22引入到图5的纺丝组件30中。芯聚合物是弹性体嵌段聚醚酯酰胺(PEBAXTM3533SN，Atofina供应；挠曲模量2800psi(19,300kPa))并按体积计量加入以生产芯，占双成分纤维的55wt％。
预结合纺丝组件30由图6中标为A～E的重叠板组成。纺丝孔贯通0.015英寸(0.038cm)厚不锈钢纺丝板A切割，成为围绕对称中心以60°对称排列的6个翼，方法按美国专利5,168,143所述。如图6A所示，每个翼纺丝孔140为直线孔，长轴中心线穿过对称中心并具有从尖端到中心圆纺丝孔142(直径0.012英寸
)圆周0.049英寸(0.124cm)的长度，半径的原点与对称中心为同一点。在纺丝孔的进口没有锥口孔。从尖端起到0.027英寸(0.069cm)这段翼长度144的宽度为0.0042英寸(0.0107cm)；其余0.022英寸(0.056cm)的长度146的宽度是0.0032英寸(0.0081cm)。每个翼在尖端切割成半径为半宽度的圆。0.015英寸(0.038cm)厚的分配板B与纺丝板A对齐，使得其分配孔与纺丝板A中的纺丝孔相适配。板B的六个翼纺丝孔为0.094英寸(0.239cm)长和0.020英寸(0.051cm)宽，并且其翼尖制成半径为其宽度一半的圆头。如图6B所示，分配板B的六个翼纺丝孔150每一个渐缩至圆形(0.006英寸
直径)开口端156，然后以0.013英寸(0.033cm)长和0.0018英寸(0.0046cm)长的狭缝154延伸至中心孔156。中心孔156在该板中的直径是0.0125英寸(0.032cm)。狭缝154连接中心孔与每个翼分配孔的一端。计量板C为0.010英寸(0.025cm)厚(参见图6C)。每计量孔对中地布置在分配板B翼长轴中心线上方或者在对称中心的上方。中心计量孔152和每个翼的一个孔160直径都是0.010英寸(0.025cm)；孔160的中心距离孔162的中心0.120英寸(0.305cm)。向中心计量孔喂入的是过滤的熔融弹性体聚合物，它来自传统熔体汇集板D(参见图6)并形成最终纤维内的芯要素。板C的外面6个计量孔喂入的是非弹性体聚合物，来自熔体汇集板D，将成为聚合物翼。纺丝组件底板E中的大孔(典型地，0.1875英寸(0.4763cm)直径)(参见图6)，与纺丝板A中的纺丝孔对齐并以45°锥角扩大。纺丝板A、分配板B和计量板C被夹在熔体汇集板D与纺丝组件底板E之间。就典型而言，板E为0.2～0.5英寸(0.4～1.3cm)厚；板D为0.02～0.03英寸(0.05～0.08cm)厚。
初生的单丝40(参见图5)在流动空气50的作用下冷却至固化，并在60处施涂包含硅油和硬脂酸金属盐的整理剂(约5wt％，以纤维为基准)。纤维继续前进到喂丝辊80与牵伸辊90之间的牵伸区，其中在每个辊上各缠绕几圈。牵伸辊90的速度是喂丝辊80的4倍，以达到4倍的牵伸比；后者的速度是350m/min。随后，纤维在腔110内接受6psi(0.87kPa)水蒸汽的处理；卷绕机130以比牵伸辊90低20％的速度运转，以使纤维得到部分(20％)松弛，借此减少最终纤维的收缩。牵伸并部分松弛的纤维120在卷绕机130上卷绕并具有27旦(30分特)的线密度。
实例1B采用如图5所示设备纺出具有10根纤维的双成分纱线，每根纤维具有6个由尼龙6-12(聚(十二烷酰己二胺))(特性粘度1.18)，Zytel?158，美国杜邦公司的商品名，挠曲模量为295,000psi(2百万kPa)构成的径向对称翼，和PEBAXTM3533SA的芯，采用的方法与实例1A中的基本相同，所不同的是纺丝板温度是240℃，分配板B没有狭缝154，施加4wt％聚醚酯为主要成分的整理剂，而不是实例1A中施加的整理剂，牵伸比是3.75倍，纱线松弛15％。牵伸并部分松弛的纱线具有80旦(88分特)的线密度。制成纤维的断面显微照片示于图8。
实例1C按照类似于实例1A的方法制备一种10根丝组成的本发明双成分纱线，每根丝具有5个由聚(对苯二甲酸丁二醇酯)(4G-T)(Crastin?型号6129，杜邦公司注册商标；350,000psi挠曲模量(2.4百万kPa))组成的径向对称翼，并具有HYTREL?(杜邦公司注册商标)3078弹性体聚醚酯芯，不同的是每块板具有5个相距72°对称排列的翼聚合物供应孔；计量板C具有额外的一组孔，在翼的中心线上每个翼一个；该4G-T翼不具有内聚添加剂；采用4wt％含如同美国专利4,999,120中描述的含聚硅氧烷整理剂以替代实例1A中施加的整理剂；喂丝辊速度为250m/min；牵伸比是3.6倍；松弛用蒸汽压力是20psi(2.9kPa)。牵伸并部分松弛的纱线具有150旦(165分特)的线密度。
关于在计量板C的翼中心线上每个翼一个的额外一组孔，每孔为0.005英寸(0.013cm)直径，并距离孔的对称中心0.0475英寸(0.121cm)。然而，该额外的孔不由熔体汇集板D供应熔融聚合物。
在实例1A～C中制备的纱线，就它们的煮沸后伸长、煮沸后收缩和煮沸后伸长回复，做了比较。试验程序是，首先制备卷绕在54英寸(137cm)纱框上的5000旦(5550分特)绞纱。成圈绞纱的两侧包括在总旦数中。用一种轻的和一种重的重物分别测定初始绞纱长度并记录到以下测定结果CB＝加2g重物测定的绞纱长度LB＝加1000g重物(0.2克/旦)测定的绞纱长度。
热水处理，或“煮沸”，即，将绞纱放在95℃水中浸泡30min之后测定下列初始和最终长度CA(初始)＝加2g重物，测定的处理后绞纱长度LA＝加1000g重物(0.2克/旦)，测定的处理后绞纱长度。
CA(30s)＝在从LA测定后取下1000g重物并加载上2g重物之后，30秒时测定的绞纱长度CA(2h)＝LA测定后加上2g重物2小时测定的绞纱长度这些测定结果按如下公式用于计算纱线特性煮沸后伸长百分数＝10×(LA-CA@30s)/CA@30s煮沸后收缩＝100×(LB-LA)/LB煮沸后回复百分数＝100×(LA-CA@2h)/(LA-CA@初始)表1所载实例1A～1C纱线的煮沸后收缩、煮沸后伸长百分率和伸长回复的纱线性质，都适合袜类和服装应用。
表1

实例2用实例1A中制备的4根纤维编织(针织)透明轻薄袜腿毛坯。采用一种四吃线袜机(Lanoti 400型，402号针)。纤维按商业裤袜采用的典型四路进线，每横列平针袜腿组织编织。长丝是直接从性状如同“硬”纱线似的，也就是不带弹性体特性的卷绕丝饼上进行针织的。这四路长丝直接通过筒子架导丝器独立地喂入到机器针中的，其中每个导丝器具有通常袜机非弹性体纱线采用的典型传统跳动环松紧调节器。该袜腿毛坯是，在大腿处采用700rpm，并在踝部用800rpm编织的。每种毛坯编织约2min，包括标准尼龙-氨纶裤袜款式中的腿部。
裤袜的毛坯尺寸按传统方式调节以满足标准尺寸规格。接着，袜腿毛坯接受热处理以激活双成分纤维中的潜在伸长特性。这用两种方法之一来完成。在一种方法中，裤袜毛坯放在布袋中并在室温水浴中搅动。水浴以水蒸汽加热在45min内升高至85℃，然后在搅拌下用室温水冷却。装在袋内的毛坯经离心脱水并在100℃烘箱内干燥。在另一种方法中，毛坯利用大气压压力的蒸汽通过滚筒汽蒸而收缩。在二者任何一种方法中，本发明纤维在松弛热处理后都变得高度可拉伸但又不膨松。随后，毛坯从袋子中取出并按传统方式缝制成裤袜。随后，该服装再次装入袋中并采用标准尼龙袜用酸性染料程序、99℃的最高染浴温度进行染色。染色的服装脱水，干燥并在标准4英寸(10.2cm)底宽的袜板上进行热定形。袜定形的压热釜设定在102℃对袜子处理4秒，随后在99℃干燥30秒。裤袜放在袜板上为的是在保持织物处于无褶皱状态下又使它们尽可能保持得小。该成品服装的外观适合透明轻薄袜的用途，并且它们表现出良好伸长和回复。它们在每个整理阶段的收缩按如下方法进行测定，并发现成品的大小和尺寸的一致性都适合袜子产品的工业制造。
对坯布进行了横向伸长测定，也是在10min热水处理(煮沸)之后评估收缩和符合典型尺寸标准的能力。横向伸长测定的程序是，将每个袜子毛坯套在Dinema S.R.L.仪器上，张开夹具，并测定当夹具上的力达到4500g时的伸长百分数。测定数据是在裆以下3英寸(7.6cm)(大腿)、趾与裆的中点(“膝”)以及趾以上约3.5英寸(8.9cm)(“足”)等部位取得的。袜腿的拉伸伸长测定也类似，只是每个毛坯沿长度方向被夹在仪器的夹具之间。伸长数值为大腿处，22％；膝，21％；足，17％；全腿拉伸，138％。在大腿、膝、足和全腿拉伸中测得从毛坯到煮沸尺寸收缩约17～24％数值，且其尺寸在进一步热定形和染色之后很少再发生变化，表明这些袜子毛坯尺寸稳定到满足工业生产需要。
实例3从实例1B获得的纱线被用于在梭织机上制成纬向-伸长机织物，制成商品名为TACTEL?(杜邦公司注册商标)的“Crowfoot(四经破缎纹)”组织，其中采用70旦(78分特)尼龙6-6经纱，每英寸102根(40/cm)。用实例1B的80旦(89分特)10根丝的双成分纱作为纬纱，纬密100根纬纱/英寸(39/cm)。该机织坯布幅宽为62.5英寸(159cm)。该机织坯布的整理程序包括松弛状态71℃煮练，随后在118℃第二次松弛煮练。干燥后，织物具有松弛幅宽36英寸(91cm)。织物继而在100℃以标准尼龙用酸性染料染色。染色后的湿幅宽是33英寸(84cm)。最后，织物风干，不经热定形。最终幅宽是33.25英寸(84cm)。该织物仅经风干后不膨松而是平滑和无褶皱。织物表现出优良伸长和回复，以及极佳硬纤维的手感和美学品质。在松弛的成品状态，该织物具有以下性能基重4.45盎司/平方码(151g/m2)；厚度0.0103英寸(0.0262cm)；纬密112根纬纱/英寸(44/cm)；经密192根经纱/英寸(76.8/cm)。
5cm宽乘10cm长的一块该织物接受用手沿纬向抻拽至完全伸展的评估。该织物可伸长相当于其松弛长度的65％并且在手抻拽超过其伸长的与松弛的长度之差的95％的一段之后表现出回复。
实例4从实例1C获得的纱线被用于在梭织机上制成纬向-伸长机织物，织成商品名为TACTEL?(杜邦公司注册商标)的平纹组织，采用70旦(78分特)尼龙6-6经纱，每英寸102根(40/cm)。以实例1C的150旦(166分特)10根丝的双成分纱作为纬纱，纬密为50根纬纱/英寸(19.7/cm)。该机织坯布的幅宽是63.5英寸(161cm)。该织物在松弛状态在82℃煮练20min。织物继而在100℃以标准尼龙用酸性染料染色并在93℃进行干燥。最终干态幅宽是33.5英寸(85cm)。该织物不膨松而是平滑和无褶皱。织物表现出优良伸长和回复，以及极佳硬纤维的手感和美学品质。在松弛的成品状态，该织物具有以下性能
基重4.5盎司/平方码(152g/m2)；厚度0.0115英寸(0.0292cm)；纬密60根纬纱/英寸(23.6/cm)；经密204根经纱/英寸(80/cm)。
5cm宽乘10cm长的一块该织物接受用手沿纬向抻拽至完全伸展的评估。该织物可伸长相当于其松弛长度的72.8％并且在手抻拽超过其伸长的与松弛的长度之差的97％之后表现出回复。
实例5本实例说明在本发明纤维的制造中采用增粘剂(参见实例5B)的好处。双成分纤维采用图5所示设备以及类似于实例1A所描述的条件和纺丝组件进行纺丝。每根牵伸纤维具有26旦(28.6分特)的线密度。煮沸后性能和剥离评定结果载于表2。
实例5A弹性体芯聚合物为弹性体聚醚酯酰胺(PEBAXTM3533SN，由Atofina供应)，纺丝期间按体积计量供应从而形成占每根纤维51wt％的芯。形成6个翼的尼龙共混物是聚(己二酰1，6-己二胺-共聚-2-甲基-戊二胺)，如同实例1A中所述。制成纤维的断面显微照片示于图9中。
实例5B按照基本如实例5A那样纺制一种纤维，具有6个由6/MPMD(80/20)-6聚酰胺(聚(己二酰1，6-己二胺-共聚-2-甲基-1，5-戊二胺)，其中六亚甲基部分以80mol％存在)组成的翼，以及弹性体聚醚酯酰胺(PEBAXTM3533SN)的芯，所不同的是，如实例1A那样，在翼聚合物中加入5wt％聚(12-十二内酰胺)以促进翼-芯之间的粘附。
纤维的翼与芯的剥离是这样测定的，首先在1.25m纱框上卷绕5000旦(5550分特)绞纱(绞纱尺寸包括所成圈的两侧)。绞纱在压热釜中、102℃水蒸汽条件下处理30min。从绞纱中选择20cm长度单根纤维并对折一次。所形成的圈的丝头在用胶粘带在下边粘贴在一起，粘贴好的丝圈垂直悬挂在钩子上。1克/旦(0.9dN/tex)(25旦[28分特]的丝圈悬挂50g)的重量固定在丝圈的下(胶粘带粘贴的)端。抬起重物至丝圈变松，然后再缓慢放下以拉伸丝圈，直至施加上全部重量。经过10个这样的周期之后，在放大的情况下查看丝圈的剥离情况并评级。3个样品按如下评级0＝无翼/可见芯沿纤维剥离1＝在一个或多个结的拐弯处观察到轻微剥离2＝在纤维抵住悬吊钩子摩擦处观察到剥离3＝边缘出现剥离(呈小圈，以及仅在少数点处)4＝小毛圈，表明沿整个纤维剥离5＝大范围剥离(沿纤维到处是大圈)将3个样品的结果平均并载于表2。
表2

该结果显示，采用选择的一对芯与翼聚合物可使制成的纤维抗剥离(实例5A)，而采用增粘剂可对进一步降低纤维的剥离等级产生有利作用，例如，降低到约2.5等级以下(实例5B)。
实例6本实例说明一种具有特殊二翼断面的本发明纤维以及包含与翼相同聚合物并连续地连接翼的薄皮层的应用。在此种情况下，每个翼的侧面(不同于翼的端头)附着在芯上，因此该翼具有T-字形(参见图4)。薄皮层包裹着芯并从而避免弹性体与各种表面的接触。
在本实例的纤维制造中，聚(十二烷酰己二胺)(Zytel?158)用作翼聚合物；同时一种聚醚酯，具有聚(四亚甲基-共聚-2-甲基四亚甲基醚)二醇软嵌段和对苯二甲酸丁二醇酯(4G-T)硬嵌段，基本如美国专利4,906,721所述那样制备，用作芯。3-甲基四氢呋喃在共聚醚二醇中的加入量是9mol％，二醇的数均分子量是2750，且4G-T与共聚醚二醇的摩尔比是4.6∶1。
聚合物纺丝采用如同7A～7C和图7F～7H中所示纺丝板的构型。在纺丝板A(图7A)中，皮芯孔的直径是0.011英寸
。第一板B(图7B)的芯-和-皮孔的直径是0.008英寸
。第一板B(图7B)的芯-和-皮孔的直径是0.025英寸
。该板的环状部分的外径为0.100英寸
。第三板F(图7F)的芯-和-皮孔的直径是0.125英寸
。第四板G(图7G)的中心芯孔的直径是0.025英寸
，该板环状部分的外径为0.100英寸
。第五板H(图7H)的中心芯孔的直径是0.033英寸
。
各个中心孔和环状部分的尺寸保证聚合物按如下所述流动。芯聚合物径直穿过每块板的中心芯孔。翼-和-皮层聚合物分别由板B的翼纺丝孔和中心孔靠外的部分喂入到纺丝板A的翼纺丝孔和芯孔靠外部分。因此，翼与芯在纺丝板A中首次接触。板C的锥形翼-和-皮层纺丝孔将部分聚合物向下喂入到板B的翼纺丝孔中并将部分聚合物向上喂入到板F的中心孔外边缘，从而形成部分皮层。板C的锥形翼-和-皮层纺丝孔由板F的孔供料。板F的孔由板G的孔供料。板G的锥形孔给板F的中心孔外边缘供料，从而形成另一部分皮层。因此皮层与芯的首次接触发生在板F。板H中的各孔分别给板G中的各孔供料。
在本实例中制造的纤维中，翼与芯的重量比是56/44，皮层占总翼含量的约10wt％。该百分数可在约2～约20wt％之间变动。10根丝经纺丝，牵伸3.6倍，不经松弛，最后以900m/min的速度卷绕。在松弛状态接受大气压压力水蒸汽处理后，纤维立即收缩，随后便显示出优良伸长和回复。
实例7本实例展示，为达到本发明纤维所要求的伸长和回复，不一定要求完全的周边螺旋形捻回。
实例1C中使用的翼和芯聚合物通过类似于实例1A中使用的纺丝组件纺成丝，所不同的是纺丝板A中的翼纺丝孔长度为0.023英寸(0.058cm)；中心圆孔直径0.008英寸(0.200cm)；分配板B没有狭缝154(参见图6B)；10根纤维纺出形成一根纱线，每根纤维具有33wt％翼聚合物；纱线牵伸3.3倍，不经松弛处理，然后以1040m/min卷绕。图8和9是制成的纱线中的纤维的显微照片，显示翼既有周边螺旋形捻回也有非周边捻回。周边捻回段和非周边捻回段对完全松弛具有类似响应10cm长度(纱线)在大气压压力水蒸汽处理后收缩4.8cm。反复的伸长-并-松弛周期(至10cm)导致最终为6.5cm的长度，然而，它在受到大气压压力水蒸汽处理后再次收缩到4.8cm，表明是