CN1163642C - 无卷曲聚酯单纤维和生产这种单纤维的方法 - Google Patents

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Abstract

一种具有良好耐磨性和令人满意的机械强度和模量的无卷曲聚酯单纤维，其特性粘度以这种形式分布，即：单纤维部分的位置距离单纤维纵向轴线越远，位于单纤维这部分的聚酯树脂部分的特性粘度就越低，其中，单纤维的周围部分由最低平均特性粘度为0.6-1.1的聚酯树脂部分构成，并同心地环绕单纤维的中心部分，该中心部分由具有最高特性粘度的另一部分聚酯树脂构成，通过控制聚酯树脂的每个部分在生产单纤维的熔融喷丝头中的加热过程，来控制位于单纤维的周围部分和中心部分的聚酯树脂部分的特性粘度。

Description

无卷曲聚酯单纤维和生产这种单纤维的方法
技术领域
本发明涉及一种无卷曲的聚酯单纤维和生产这种单纤维的方法。具体的是，本发明涉及一种具有较高表面性能并可用作材料单纤维的无卷曲聚酯单纤维，例如，其可用作绳、网、人造肠线、油布、帐篷、丝网、滑翔降落伞和帆布的材料，并用来生产用于丝网印刷的网状织物，特别是，在印刷电路板生产过程中，用于生产高精度丝网印刷所需的高目数和高模量的素纱罗(plain guaze)。
背景技术
聚酯单纤维可称为“单纤维”或“原料线”，其广泛地用于服装领域和工业原料领域。特别是，在工业原料领域，聚酯单纤维可用作轮胎帘线、绳、网、肠线、油布、帐篷、丝网、滑翔降落伞和帆布的原料线。作为工业原料的单纤维必须在与橡胶的粘附性、抗疲劳性、着色性、耐磨性和打结强度等方面具有较严格的要求。
对单纤维物理性能的要求也非常严格，需要提高单纤维与橡胶的粘附性、抗疲劳性、着色性、耐磨性和打结强度。
特别是，聚酯单纤维具有良好的尺寸稳定性，因此，在用作丝网印刷的素纱罗的原料线方面，聚酯单纤维现已替代了如丝线和无机纤维丝这样的天然纤维丝，所述无机纤维丝例如可以是不锈钢纤维。
在电子装置印刷电路板生产领域，印刷电路的集成度进一步提高，因此，电路印刷精度也迫切需要相应地得以提高。也就是，用于电路印刷的印刷丝网需要进一步提高其目数、机械强度和模量。因此，需要印刷丝网的原料线进一步提高其机械强度和模量，并进一步减小其厚度。通常，为提高聚酯单纤维的机械强度和模量，以较高的拉伸率来热拉经熔融纺丝而成的未拉伸的聚酯单纤维，从而使单纤维中的聚酯分子定向排列和结晶到很高的程度。
但是，在生产印刷丝网的过程中，将聚酯单纤维织成高密度的织物，从而满足了高目数织物的上述需求。在此织造过程中，聚酯单纤维反复与纺织机(织机)的钢筘进行猛烈的摩擦。
因此，单纤维的周围部分就被磨损，并在织机中产生绒毛或粉状泡渣。从而降低了印刷丝网的生产率，并使产品的质量降低。而且，聚酯单纤维的定向排列度和结晶度越高，在织造过程中所产生的上述问题就越严重。当泡渣积累在织机中时，就使织造过程停止，当织造的印刷丝网被泡渣污染时，污染泡渣就在精密印刷过程中在印刷的产品上产生印刷缺陷。
为避免或抑制在织造过程中产生泡渣，JP55-16948A采用极限延伸率为30-60％的拉伸聚酯纤维丝作为经线。但是，高拉伸线通常具有较低的模量，因此不能满足对印刷丝网原料线高强度和高模量的需求。
如上所述，较高的拉伸率必须获得高强度和高模量的聚酯单纤维。但是，较高的拉伸率使位于成品拉伸聚酯单纤维周围部分处的聚酯树脂部分的聚酯分子定向排列度比位于单纤维中心部分的另一部分聚酯树脂要高，因此，容易造成单纤维周围部分局部磨损。为解决上述问题，通过使形成单纤维周围部分的熔融聚合物的各种比例不同于普通的比例，从而生产出高强度和高模量的单纤维，并在织造过程中避免产生泡渣。
例如，JP1-132829A公开了一种壳包芯(core-in-sheath)形式的单纤维，该单纤维包括由聚酯构成的芯部和由尼仑构成的外壳部分。这种壳包芯形式的单纤维具有较高的机械强度，并呈现出对泡渣的产生具有较高的抑制性。但是，在这种单纤维中，由于尼仑的粘着性使外壳部分呈现出高吸水性，外壳部分的这种高吸水性使单纤维的整体尺寸稳定性降低。另外，由于单纤维由聚酯外壳部分和尼仑芯部构成，且聚酯和尼仑互不相容，当印刷过程中单纤维在应力作用下反复疲劳时，聚酯外壳部分和尼仑芯部就在界面处易于相互分开。
为解决上述问题，JP2-289120A公开了一种壳包芯形式的单纤维，该单纤维具有由特性粘度为0.80的聚酯均聚物构成的芯部和由特性粘度为0.67的多乙二醇共聚合聚酯构成的外壳部分。在该壳包芯形式的复合单纤维中，由于单纤维与织机的钢筘和综片接触摩擦，因此在单纤维周围出现磨损。上述壳包芯形式的单纤维的特征在于：单纤维的周围部分由聚酯共聚物构成，该聚酯共聚物具有较低的玻璃化转变温度，并呈现出较高的耐磨性。因此，这种壳包芯形式的单纤维的强度和模量主要由聚酯均聚物构成的芯部来决定。因此，对于单纤维的机械性能而言，其优点是由聚酯共聚物构成的外壳部分的厚度很小，换句话说，在单纤维的横截面中，外壳部分的横截面面积与单纤维整个横截面面积之比是很小的。但是，当单纤维外壳部分的厚度太小时，单纤维芯部就会局部暴露在外，同时，由于外壳部分的聚酯共聚物与芯部的聚酯均聚物之间的相容性很低，因此，在两者界面处，外壳部分与芯部的分离是难以避免的。这种现象会降低单纤维的泡渣抑制作用，并降低其物理性能和功能。
例如，在1998年用于印刷丝网素纱罗的壳包芯形式的单纤维中，外壳部分横截面比为30-40％，这高于上述日本专利的单纤维。
发明概述
本发明的一个目的就是提供一种无卷曲的聚酯单纤维和高效率生产这种单纤维的方法，该单纤维具有较高的机械强度、较高的模量以及周围部分具有较高的耐磨性，并且具有较小的厚度。
本发明的另一个目的是提供一种无卷曲的聚酯单纤维和高效率生产这种单纤维的方法，该单纤维的周围部分在织造过程中具有较高的耐磨性，并用于生产精密印刷丝网的素纱罗，其生产出的印刷丝网具有较高的目数、较高的机械强度和较高的模量，并可具有很小的厚度。
利用本发明的聚酯单纤维和生产这种单纤维的方法就可实现上述发明目的。
本发明的无卷曲的聚酯单纤维由聚酯树脂构成，在该单纤维中，聚酯树脂的特性粘度以这种形式分布，即：沿垂直于单纤维纵向轴线的方向，单纤维部分距离单纤维纵向轴线的位置越远，位于单纤维这部分的聚酯树脂部分的特性粘度就越低，位于单纤维周围部分(p)的聚酯树脂部分在35℃下在邻氯酚(orthochlorophenol)中测定的平均特性粘度[η]f-p为0.6-1.1，周围部分(p)同心地环绕单纤维的中心部分(c)，该中心部分沿单纤维的纵向轴线延伸。
本发明生产无卷曲聚酯单纤维的方法包括以下步骤：
使在温度为35℃下在邻氯酚中测定的特性粘度为0.8-1.3的聚酯树脂熔融；
将熔融聚酯树脂分成至少两个部分；
使聚酯树脂的熔融部分经至少两条通道穿过，从而使聚酯树脂的熔融部分的特性粘度降低到不同的程度；
将特性粘度互不相同的聚酯树脂熔融部分经熔融喷丝孔挤出，具有最高特性粘度的聚酯树脂熔融部分经喷丝孔中部挤出，具有最低特性粘度的聚酯树脂熔融部分经同心环绕喷丝孔中部的周围部分挤出，从而形成熔融聚酯树脂纤维流；
拉出并固化熔融聚酯树脂纤维流，以形成聚酯树脂单纤维；
卷取所拉出和固化的聚酯单纤维；以及
热拉已卷取而未拉伸的单纤维，
其中，在经过热拉步骤后的挤出步骤中，特性粘度互不相同的聚酯树脂部分在交界部分处相互扩散，从而使成品单纤维具有这样的聚酯树脂特性粘度分布，即：沿垂直于单纤维纵向轴线的方向，单纤维部分的位置距离单纤维纵向轴线越远，位于这部分单纤维中的聚酯树脂部分的特性粘度就越低，且位于单纤维周围部分的聚酯树脂部分在温度为35℃下在邻氯酚中测定的平均特性粘度[η]f-p为0.6-1.1。
附图简述
图1是本发明聚酯单纤维的示意简图，所述单纤维具有一个中心部分(c)和一个同心环绕中心部分(c)的周围部分(p)；
图2是图1所示单纤维纵向轴线的距离(X)与构成单纤维的聚酯树脂的特性粘度[η]f之间的关系曲线S1、S2和S3的示意图；
图3(a)是用于生产本发明聚酯单纤维的熔融喷丝头实施例的竖直截面图；
图3(b)是图3(a)所示的熔融喷丝头沿水平线A-A的水平横截面图；
图4是用于生产本发明聚酯单纤维的熔融喷丝头另一个实施例的竖直截面图。
实施本发明的最佳方式
在本发明中，通过降低聚酯树脂的特性粘度，就可获得无卷曲聚酯单纤维，这种聚酯单纤维在其周围部分具有较高的耐磨性和令人满意的机械强度和模量，当熔融聚酯树脂进入熔融喷丝头，穿过喷丝头并从喷丝头挤出时，熔融聚酯树脂的特性粘度就按照在喷丝头中所通过的熔融聚酯树脂的加热过程而降低，也就是说，喷丝头的温度越高且熔融聚酯树脂在喷丝头中所停留的时间越长，熔融聚酯树脂的特性粘度就减小得越大。
本发明的聚酯单纤维具有改进的表面(周边)特性。也就是说，在本发明的聚酯单纤维中，其周围部分与其中心部分相比，呈现出较高的特性，例如，对于如织机的钢筘、罗拉和导纱器这样的金属材料的耐磨性、与橡胶的粘着性、抗疲劳性、着色性、耐磨性和抗结性等。
本发明的聚酯单纤维最好在延伸率为5％时具有每0.9dtex29.4mN或更大(3g/旦尼尔或更大)的平均应力，平均拉伸强度为每0.9dtex 58.4mN或更高，平均极限延伸率为10-30％，在实际使用聚酯单纤维时，上述参数是令人满意的。
在生产聚酯单纤维的过程中，熔融聚酯树脂在高压下通过一个直接设置在熔融喷丝头上方的过滤层，该熔融喷丝头具有多个熔融喷丝孔。在此过滤过程中，经过过滤层中部的熔融聚酯树脂部分和经过过滤层外部的另一部分熔融聚酯树脂从过滤层到喷丝孔的停留时间是不同的。也就是说，经过过滤层外部的熔融聚酯树脂部分比经过中部的熔融聚酯树脂部分所停留的时间要长，且热分解的程度要高，因此，其特性粘度低于经过过滤层中部的熔融聚酯树脂。
当熔融聚酯树脂经多个孔挤出时，由经过过滤层中部的熔融聚酯树脂部分形成的纤维丝具有较高的特性粘度，且由经过过滤层外部的熔融聚酯树脂部分形成的纤维丝具有较低的特性粘度。因此，所获得的成品多纤维丝的物理性能是不均匀的。
为使直接位于喷丝孔上游的熔融聚酯树脂部分的特性粘度均匀，人们进行了很多的尝试。例如，直接在过滤层的下部设置一个调整板或静态混合器，以便使要过滤的聚酯树脂熔融部分均匀地搅拌混合，并使具有均匀特性粘度的熔融聚酯树脂进入熔融喷丝孔来生产多纤维丝。
在本发明中，与上述现有技术不同，在不使其均匀化的情况下，利用特性粘度不同的聚酯树脂熔融部分来生产具有所需表面性能的无卷曲聚酯单纤维。也就是说，在本发明中，单纤维的中心部分由具有最高特性粘度的聚酯树脂熔融部分构成，单纤维的周围部分由具有最低特性粘度的另一部分熔融聚酯树脂构成，且可供选择的是，单纤维的中心部分与周围部分之间的中间部分可由具有介于最高和最低特性粘度之间的中间特性粘度的另一部分熔融聚酯树脂构成。
在本发明的聚酯单纤维中，聚酯树脂的特性粘度以这种方式变化，也就是，沿垂直于纵向轴线的方向，单纤维部分的位置距单纤维纵向轴线越远，位于这部分单纤维处的聚酯树脂部分的特性粘度就越低。换句话说，沿垂直于纵向轴线的方向，聚酯树脂的特性粘度随着距单纤维纵向轴线的距离的增大而降低。
在本发明的聚酯单纤维中，周围部分同心地环绕着沿纵向轴线延伸的单纤维中心部分，因此，本发明的成品单纤维具有自身无卷曲的特性。
本发明单纤维的周围部分在35℃下在邻氯酚中测定的平均特性粘度[η]f-p为0.6-1.1，最好是0.6-0.9。
研究表明，对于整体上的聚酯树脂平均特性粘度[η]f-a为0.65-0.85、极限延伸率为20-40％、拉伸强度为每0.9dtex(1.0旦尼尔)58.8-83.4mN(6.0-8.5g/旦尼尔)的聚酯单纤维，假定单纤维是在相同的生产条件下进行生产，聚酯树脂特性粘度以0.01的幅度减小，成品聚酯单纤维的拉伸强度就以每0.9dtex约1.96mN(约0.2g/旦尼尔)的幅度减小，且成品聚酯单纤维的极限延伸率就以大约1.5％的幅度增大。因此，在生产聚酯单纤维过程中，当单纤维的中心部分由熔融喷丝过程中特性粘度减小量较小的熔融聚酯树脂部分构成，且单纤维的周围部分由熔融喷丝过程中特性粘度减小量较大的熔融聚酯树脂部分构成时，成品聚酯单纤维的周围部分与单纤维的其它部分相比，具有较高的极限延伸率和较低的模量，单纤维的中心部分具有令人满意的机械强度和模量。
下面将结合附图对本发明进行进一步描述。
图1是本发明聚酯单纤维的示意简图，该单纤维具有圆形横截面。在图1中，聚酯单纤维1沿其纵向轴线1a延伸，其具有环绕在纵向轴线1a周围的中心部分1c和同心环绕中心部分1c的周围部分1p。在单纤维1的横截面中，单纤维1的半径为R，中心部分1c的半径由Lc表示，沿单纤维1的半径R所限定的周围部分1p的厚度由Lp表示。也就是，Lc+Lp＝R。由于中心部分1c和周围部分1p是同心的，因此，单纤维整体呈现出无卷曲的特性。
如图2所示，图2是图1所示单纤维纵向轴线的距离(X)与构成单纤维的聚酯树脂的特性粘度(Y)之间的关系曲线S1、S2和S3的示意图。在直线关系图线S1中，特性粘度([η]f)沿从Y1到Y2倾斜的直线Y1-Y2简单地降低。在此情况下，随着以垂直于单纤维纵向轴线的方式而确定的距单纤维纵向轴线的距离的增大，单纤维的聚酯树脂特性粘度成比例地减小。在阶梯形的关系图线S2中，单纤维的聚酯树脂特性粘度在单纤维中心部分1c和周围部分1p之间的界面处以阶梯方式降低。也就是说，位于单纤维中心部分1c处的聚酯树脂部分的特性粘度都为Y1’，并高于位于单纤维周围部分1p的另一部分聚酯树脂的特性粘度，上述另一部分聚酯树脂的特性粘度都为Y2’。在关系图线S3中，单纤维中心部分和周围部分的聚酯树脂的特性粘度从Y1”到Y2”沿二次曲线连续地向下减小。在S3中，对于中心部分具有最高特性粘度的聚酯树脂部分和对于周围部分具有最低特性粘度的聚酯树脂部分在中心部分和周围部分之间的界面部分处相互扩散混合。在本发明中，位于单纤维中心部分和周围部分的聚酯树脂部分的特性粘度分别由平均特性粘度[η]f-c和[η]f-p表示。
与本发明的单纤维相比，日本待审专利申请JP2-289120公开的普通聚酯单纤维由芯部和外壳部分构成，其芯部由特性粘度为0.80的聚酯均聚物构成，外壳部分由特性粘度为0.67并与聚酯均聚物相容性较低的聚乙二醇共聚聚酯共聚物构成。在普通单纤维中，聚合物特性粘度是按照图2中的S2关系图线分布的，其中，在单纤维芯部和外壳部分之间的界面处，特性粘度呈阶梯状下降。本发明的成品聚酯单纤维的周围部分具有改进的表面特性，也就是具有较高的耐磨性，并呈现出令人满意的机械强度和模量。
为改进聚酯单纤维的表面特性，当单纤维用于印刷丝网的素纱罗时，将单纤维周围部分的平均特性粘度控制在0.6-1.1，最好是0.6-1.0，尤其是0.6-0.8。当获得上述特征时，就可显著地提高成品单纤维抵抗诸如金属筘、罗拉和导纱器这样的金属的耐磨性，而成品单纤维的机械强度基本上不受上述特征的影响。
在本发明聚酯单纤维的一个实施例中，沿单纤维纵向轴线延伸的中心部分(c)具有最高的平均特性粘度，并由单纤维的周围部分(p)同心地环绕。
在本发明聚酯单纤维的另一个实施例中，沿单纤维纵向轴线延伸的中心部分(c)具有最高的平均特性粘度，并由一个中间部分(i)同心地环绕，单纤维的周围部分(p)同心地环绕着单纤维的中间部分(i)，位于单纤维中间部分的聚酯树脂部分的特性粘度低于中心部分(c)的特性粘度，但高于周围部分(p)的特性粘度。
单纤维中心部分、周围部分以及可供选择的中间部分的聚酯树脂部分最好是相同类型的聚合物，而它们的特性粘度是不同的。
聚酯树脂最好包括至少一种选自由聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二酸乙二醇酯和聚对苯二甲酸丙二醇酯构成的组。
在本发明中，单纤维由一种聚酯树脂构成，例如，聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯或聚萘二酸乙二醇酯，而构成单纤维不同部分的聚酯树脂部分的加热过程是不同的，因此，构成中心部分、周围部分以及可供选择的中间部分的聚酯树脂部分的特性粘度是互不相同的。
在本发明中，无卷曲、壳包芯类型的聚酯单纤维可通过耦合熔融喷丝工艺由至少两种特性粘度互不相同的聚酯树脂构成，其中，较高特性粘度的熔融聚酯树脂经熔融喷丝孔的中心部挤出，而较低特性粘度的另一种熔融聚酯树脂经喷丝孔的周围部分挤出，同时，特性粘度梯度从单纤维芯部到周围部分降低并传递给单纤维周围部分的熔融聚酯树脂。当然，上述相同的特性粘度梯度传递给单纤维芯部的具有较高特性粘度的熔融聚酯树脂。但是，单纤维中心部分的特性粘度梯度对于将较高的机械强度和模量给予单纤维而言是不重要的。
在利用图3(a)和3(b)所示的熔融喷丝头用两种不同的聚酯树脂生产聚酯单纤维的过程中，当分别控制进入中心孔16的熔融聚酯树脂流和经周围孔17进入漏斗形腔体19的周围部分21的另一种熔融聚酯树脂流时，成品单纤维芯部的特性粘度分布是均匀的，其外壳部分的特性粘度梯度沿从芯部到单纤维周围部分的方向降低。
聚酯单纤维的聚酯树脂具有如上所确定的优选为0.65-1.2，更好是0.7-1.1的整体平均特性粘度[η]f-a。
而且，在本发明的聚酯单纤维中，位于单纤维中心部分(c)的聚酯树脂部分具有如上确定的优选为0.7-1.3，更好是0.75-1.2的平均特性粘度[η]f-c，其高于位于单纤维周围部分的聚酯树脂部分的平均特性粘度[η]f-p。上述特征有利于使成品聚酯单纤维具有令人满意的机械强度和模量。
在本发明的聚酯单纤维中，位于单纤维中心部分(c)的聚酯树脂部分的平均特性粘度[η]f-c优选为0.02-0.20，更好是0.04-O.15，高于位于单纤维周围部分(p)的聚酯树脂部分的平均特性粘度[η]f-p。
在本发明聚酯单纤维的横截面中，最好是单纤维中心部分(c)的面积与单纤维整个横截面面积的比为O.6-0.95，更好是0.80-0.95，因此，单纤维周围部分的面积与单纤维整个横截面面积的比为0.05-0.4，更好是0.05-0.2。
当本发明的聚酯单纤维具有图1所示的圆形横截面形状时，优选是圆心部分c的半径Lc与横截面半径R的比(Lc/R)为0.77-0.98，更好是0.89-0.98，而以圆环方式同心地环绕圆心部分C的周围部分p的厚度Lp(＝R-Lc)与横截面半径R的比(Lp/R)为0.02-0.23，更好是0.02-0.11。
如上所述，单纤维中聚酯树脂的特性粘度具有这样的梯度分布，使得特性粘度沿从纵向轴线到单纤维周边的方向降低。构成单纤维的聚酯树脂的特性粘度平均梯度(α)优选是1-30，更好是2-27。在图2中，S1所示的平均梯度(α)等于Y1和Y2之间的距离除以横截面半径R，也就是：
α = ( Y 1 - Y 2 ‾ / R )
而且，在S3中，平均梯度
α = ( Y ′ ′ 1 - Y ′ ′ 2 ‾ ) / R
聚酯单纤维最好在厚度方向上具有较高的纵向均匀度。厚度的纵向均匀度通常用厚度均匀度(U％)来表示。最好，本发明的聚酯纤维的厚度均匀度(U％)为1.5％或更小，更好是0.8％或更小。
而且，纤维丝或纤维的无卷曲性能由卷曲总百分比(TC)来表示。本发明的无卷曲聚酯单纤维的TC最好为1.5％或更小，更好是1.0％或更小。
本发明的聚酯单纤维可用于各工业领域，其厚度优选为2.2-55.6dtex(2-55旦尼尔)，更好是3.3-33.3dtex(3-30旦尼尔)。在本发明中，实际上，可生产和使用厚度为1.1-11.1dtex(1-10旦尼尔)的很薄的聚酯单纤维。
本发明生产聚酯单纤维的方法包括以下步骤：
使在温度为35℃下在邻氯酚中测定的特性粘度为0.8-1.3的聚酯树脂熔融；
将熔融聚酯树脂分成至少两个部分；
使聚酯树脂的熔融部分经至少两条通道穿过，从而使聚酯树脂的熔融部分的特性粘度降低到不同的程度；
将特性粘度互不相同的聚酯树脂熔融部分经熔融喷丝孔挤出，具有最高特性粘度的聚酯树脂熔融部分经喷丝孔中心部挤出，具有最低特性粘度的聚酯树脂熔融部分经同心环绕喷丝孔中心部的周围部分挤出，从而形成熔融聚酯树脂纤维流；
拉出并固化熔融聚酯树脂的纤维流，以形成聚酯树脂单纤维；
卷取所拉出和固化的聚酯单纤维；以及
热拉已卷取而未拉伸的单纤维，
在经过热拉步骤后的挤出步骤中，特性粘度互不相同的聚酯树脂部分在交界部分处相互扩散，从而使成品单纤维具有这样的聚酯树脂特性粘度分布，即：沿垂直于纵向轴线的方向，单纤维部分的位置距离单纤维纵向轴线越远，位于这部分单纤维中的聚酯树脂部分的特性粘度就越低，且位于单纤维周围部分的聚酯树脂部分在温度为35℃下在邻氯酚中测定的平均特性粘度[η]f-p为0.6-1.1。
在本发明方法的挤出步骤中，可供选择的是，具有介于最高特性粘度和最低特性粘度之间的中间特性粘度的熔融聚酯树脂部分经中间部分挤出，该中间部分同心环绕中心部分，并由喷丝孔的周围部分同心环绕。
在本发明方法的挤出步骤中，熔融喷丝孔可以是壳包芯形式的耦合熔融喷丝孔。在此情况下，壳包芯形式的耦合熔融喷丝孔可具有一个由周围部分和至少一个中间部分组成的板形部件，所述中间部分同心设置在熔融喷丝孔的芯部周围，并介于喷丝孔芯部和周围部分之间。
在本发明的方法中，用于拉出和固化聚酯单纤维的卷取(takingup)步骤最好以500-1500m/min(米/分钟)的卷取速度进行，更好是600-1300m/min。而且，在热拉步骤中，最好将未拉伸的聚酯单纤维预热到85-120℃，更好是90-110℃，并以拉延率3-6来进行拉伸，该拉延率更好是3.5-5.5。
下面将结合图3(a)、3(b)和4来进一步对本发明的方法进行描述。
图3(a)是用于本发明方法的熔融喷丝头一个实施例的竖直截面图，图3(b)是图3(a)所示熔融喷丝头沿水平线A-A的水平横截面图，聚酯树脂熔融物11经计量泵14和通道15进入熔融喷丝头12的过滤层13。
经过滤的聚酯树脂熔融物分布到中心孔16和多个形成在分布盘18上的周围孔17。也就是，一部分熔融聚酯树脂经过过滤层13的较短路径13a并进入分布盘18的中心孔16，另一部分熔融聚酯树脂经过滤层13的较长路径13b并进入多个周围孔17。当熔融聚酯树脂通过过滤层13时，根据聚酯树脂熔融部分在过滤层13中的停留时间和/或一部分熔融聚酯树脂经过过滤层13的路径13a或13b距离的不同，熔融聚酯树脂的特性粘度降低。进入中心孔16的这部分聚酯树脂向下流动并经中心孔16的出口16a进入漏斗形腔体19的中心部分，腔体19位于挤出盘20上，出口16a向下向漏斗形腔体19延伸。而且，进入周围孔17的熔融聚酯树脂部分经路径22进入漏斗形腔体19的周围部分21中，路径22位于分布盘18与挤出盘20之间，从而形成由中心流和周围流组成的复合流，上述中心流由具有较高特性粘度的聚酯树脂熔融部分构成，上述周围流由具有较低特性粘度的聚酯树脂熔融部分构成并同心地环绕中心流。复合流向下流经漏斗形腔体19，并同时变细，然后经熔融喷丝孔23挤出而形成未拉伸的聚酯单纤维。在熔融步骤、分配步骤和挤出步骤中，熔融聚酯树脂的温度保持在290-310℃。
构成单纤维周围部分的熔融聚酯树脂部分在喷丝头12中的路径长度和停留时间比构成单纤维中心部分的熔融聚酯树脂部分要长。因此，位于聚酯单纤维周围部分的聚酯树脂部分的特性粘度低于位于单纤维中心部分的聚酯树脂部分的特性粘度，但这些部分的聚酯树脂是由一种聚酯树脂构成的。因此，较高特性粘度的聚酯树脂部分与较低特性粘度的聚酯树脂部分在单纤维中心部分与周围部分之间的交界部分处相互融合并相互扩散。因此，中心部分和周围部分之间的界面是不能维持的，且聚酯树脂的特性粘度在单纤维中心部分和周围部分之间连续变化。
为了精确地控制位于单纤维中心部分和周围部分的聚酯树脂部分之间的特性粘度差，可在中心孔16与周围孔17之间设置用于聚酯树脂部分的中间孔，以便于使熔融聚酯树脂部分穿过中间孔，并具有适中的特性粘度以进入漏斗形腔体19的中心部分和周围部分之间的中间部分。
图4是用于生产本发明聚酯单纤维的熔融喷丝头的横截面图，本发明的聚酯单纤维具有中心部分、中间部分和周围部分，所述中心部分由具有最高特性粘度的聚酯树脂部分构成，所述中间部分由具有低于中心部分特性粘度的聚酯树脂部分构成并同心地环绕所述中心部分，所述周围部分由具有最低特性粘度的聚酯树脂部分构成并同心地环绕单纤维的所述中间部分。
在图4中，聚酯树脂熔融物31经计量泵33和通道34进入熔融喷丝头32。聚酯树脂熔融物31分布到三个通道35、36和37中。通过最短通道35的熔融聚酯树脂部分进入过滤层38，熔融聚酯树脂经过滤的部分经通道40进入第一熔融腔39的中心部分。经过大于通道35的通道30的熔融聚酯树脂部分进入过滤层41，且过滤的熔融聚酯树脂部分经长于通道40的通道42进入第一熔融腔39的周围部分，从而形成聚酯树脂第一混合流，其中，中心流由通过过滤层37的聚酯树脂部分构成，周围流由通过过滤层41的熔融聚酯树脂部分构成，所述周围流同心地环绕所述中心流。熔融聚酯树脂的第一混合流经孔44进入第二熔融腔43的中心部分，孔44位于第一熔融腔39的底部中心并向下延伸到第二熔融腔43。
另外，经过长于通道36的通道37的熔融聚酯树脂部分进入过滤层45，且过滤的熔融聚酯树脂部分经长于通道42的通道46进入第二熔融腔43环绕第一熔融腔39底部中心孔的周围部分。在第二熔融腔43中，经过过滤层45的熔融聚酯树脂部分的周围流同心地环绕着由经过过滤层38的熔融聚酯树脂部分中心流和经过过滤层41的熔融聚酯树脂部分周围流构成的第一混合流，从而形成第二混合流。在此第二混合流中，第一混合流的周围流表现为一种同心环绕第一混合流中心流的中间流，并被第二混合流的周围流同心地环绕。
在喷丝头32中，中心流的熔融聚酯树脂部分通过包括通道35、过滤呈8、通道40和第一熔融腔在内的最短路径，并具有最高的特性粘度；周围流的熔融聚酯树脂部分通过包括通道37、过滤层45和通道46在内的最长路径，并具有最低的特性粘度，中间流的熔融聚酯树脂部分通过包括通道36、过滤层41、通道42和第一熔融腔39在内的中等长度的路径，并具有适中的特性粘度。
第二混合流向下流经第二熔融腔，同时第二混合流的直径连续地减小，然后经熔融喷丝孔47挤出。
被挤出的单纤维流固化，同时在张力作用下被拉出。卷取并热拉未经拉伸的单纤维。热拉条件是根据拉出固化情况和卷取速度来确定的。例如，当以800-1500m/min的速度卷取未拉伸的单纤维时，最好，在喂入辊上以温度85-120℃、预热0.5-1秒，并以拉伸率3-6进行拉伸。可供选择的是，将经拉伸的聚酯单纤维在150-240℃下热处理0.1-0.5秒。
可供选择的是，将多个未拉伸的聚酯单纤维扎成束，拉伸单纤维束(或多纤维丝)，并可选择地对其进行热处理。然后，根据需要，可使单束成品单纤维相互分开。如上所述，由于特性粘度互不相同的聚酯树脂部分相互相容，位于单纤维芯部、周围部分和可供选择的中间部分的聚酯树脂部分在其交界部分处易于相互扩散。因此，单纤维各部分之间的界面是不清楚的。
本发明的无卷曲聚酯单纤维可以单个单纤维或双纤维丝或短纤维的形式用于各种不同的场合。最好，本发明的聚酯单纤维是用于需要单纤维以对金属材料具有较高耐磨性的场合。而且，本发明的聚酯单纤维还呈现出对橡胶具有较高粘性、良好的抗疲劳性、单纤维周围表面的较强着色性以及增强的打结强度，因此，适用于用作绳、网、肠线、油布、帐篷、滑翔降落伞和帆布的材料线。
【例子】
下面将通过例子对本发明进行进一步的描述。
在该例子中，聚酯树脂的特性粘度和单纤维的拉伸强度、极限延伸率、纱线均匀度和总的卷曲百分比(TC)、产生泡渣的评价、丝网模量(modulus of screen)和对单纤维的总体评价通过下述测量来确定。
(1)聚酯树脂的特性粘度
聚酯树脂在35℃的温度下以各种不同的浓度(C)溶入邻氯酚，从而获得多种稀释溶剂。测量溶剂的粘度(ηr)。聚酯树脂的特性粘度[η]由下式确定：
[η]＝limit(lnηr/C)
(2)拉伸强度和极限延伸率
聚酯单纤维的拉伸强度和极限延伸率根据日本工业标准(JIS)L-1013确定，其中，在30cm/min的延伸速度下对长度为25cm的试样进行拉伸，直到试样断裂。拉伸强度和极限延伸率就是试样断裂时的应力和延伸率。
(3)5％模量
在测量拉伸强度和极限延伸率过程中，如上(2)所述，就测量了延伸率为5％的试样应力。
(4)纱线均匀度(U％)
利用ZELLWEGER公司生产的USTER3在试样纱线长度为300m、测量速度为100m/min、测量时间为3分钟的条件下来测量单纤维试样的纱线均匀度。在测量过程中，可得到一个图线，该图线表明了纵向长度为L的试样，其长度与单位长度重量之间的关系，从图线中还可确定试样单位长度的平均重量；图线中的直线表示单位长度试样的平均重量。
根据下式来计算试样的U％：
U(％)＝(f/F)×100
其中，F表示纵向长度为L的试样的总重量，f表示由图线确定的偏离单位长度试样平均重量的重量偏差累积值。
(5)总卷曲百分比(TC)
单纤维试样卷绕成一个束卷，束卷的总厚度约为1667dtex(约1500旦尼尔)，在束卷的底部中点处作用(2mg)19.6×10-6N的载荷。加载的束卷在沸水中处理20分钟，并在20℃、65％RH的条件下自然干燥一昼夜，从而使束卷卷曲，对卷曲的单纤维束卷在载荷为每0.9dtex(1旦尼尔)19.6×10-4N(200mg)的条件下加载1分钟，然后测量束卷的长度(L0)，将载荷从每0.9dtex(1旦尼尔)19.6×10-4N(200mg)变为19.6×10-6N(2mg)，并保持1分钟，然后测量束卷的长度(l1)。总卷曲百分比(TC)由下式进行计算：
TC(％)＝{(l0-l1)/l0}×100
(6)产生泡渣的评价
通过利用片梭织机在转速250rpm(转/分钟)下对聚酯单纤维进行织造来生产网状织物。在织造过程中，观察钢筘的染斑，当钢筘被染污到不能继续进行织造的程度时，就终止织造过程来清洗钢筘。织造过程的起始与终止之间所获得的成品网状织物长度被称为钢筘清洗周期(m)。钢筘清洗周期越长，钢筘上产生的泡渣量就越小。
(7)单纤维丝网织物模量
根据JIS L1096，利用恒速拉伸式拉伸试验机以10cm/min的拉伸速度对宽度为5cm的单纤维丝网织物(素纱罗)位于夹持件之间的试样长度进行拉伸试验，以获得丝网织物的应力-应变曲线。当试样延伸率达到10％时，测量其拉伸应力(N(kgf))。丝网织物的模量由延伸率为10％的拉伸应力表示。
(8)总体评价
由产生泡渣的评价结果和丝网织物模量，可将单纤维评价为下述三个等级。
等级         钢筘清洗周期(m)         丝网模量(N)
3             250m或更大            140.1N(15kgf)或更大
2             100m或更大            98.1N(10kgf)或更大
              但小于250m            但小于140.1N(15kgf)
1             小于100m              小于98.1N(10kgf)
参考例1
如表1所示，聚酯(聚对苯二甲酸乙二醇酯)树脂在280-300的氮气环境(无氧环境)中进行5-15分钟的热处理，对每个加热的试样进行特性粘度测量。每个热处理条件下的特性粘度减小量表示在表1中。
表1
Figure C0080178500211
表1表明：加热温度越高加热时间越长，聚酯树脂的特性粘度减小量就越大。也就是说，300℃温度下热处理10分钟的特性粘度减小量比280℃温度下热处理5分钟的特性粘度减小量要大0.071。
当在300℃温度下热处理10分钟的聚酯树脂在1200m/min的卷取速度下以4.27g/min的挤出速度熔融喷出，并以3.8的拉伸率牵拉未经拉伸的成品纤维丝时，拉伸的成品纤维丝的极限延伸率比经上述同样过程在280℃下热处理5分钟的聚酯树脂所形成的拉伸聚酯纤维丝的极限延伸率要高大约12％。
为使在未拉伸的单纤维形成过程中由于加热过程不同而导致的聚酯树脂特性粘度差较大，开始的聚酯树脂优选具有相对较高的平均特性粘度([η]f-a)，例如，为0.65或更高，更好是0.70或更高，但通常不超过约1.3.
为使聚酯树脂的特性粘度产生差异，可使用多台挤出温度不同的熔融挤出机。在此情况下，单纤维的中心部分、周围部分以及可供选择的中间部分由多种温度不同的熔融聚酯树脂构成，并由多台挤出机进行提供。这种单纤维生产过程与由多种不同类型的聚合物来生产复合单纤维的过程相似，其缺点是：使用多台挤出机会使单纤维的生产成本很高，且生产较细的单纤维较为困难。
在另一过程中，利用唯一的一台计量泵通过熔融喷丝来生产多个单纤维，然后再将它们相互分开。在此方法中，便于将单纤维的外壳部分尺寸做得较小。但是，在此过程中包含了单纤维的分离过程，因此，很难使分离的单纤维厚度变得较为均匀。
参考例2
在熔融挤出机中使特性粘度[η]为0.90的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂熔融，且将树脂的熔融温度控制在290℃。熔融物经过用加热介质加热到300℃的加热箱，然后经计量齿轮泵以0.3ml/rev(毫升/转)挤出。经计量泵挤出的熔融物的测量温度为300℃。在上述熔融物的熔融和齿轮泵的挤出过程中，齿轮泵的挤出速率如表2所示，测量所挤出的熔融试样的特性粘度。其测量值表示在表2中，
                          表2
  No.   齿轮泵挤出速度    被挤出熔融试样的特性粘度1g/min
    1234     5.0                 0.787.5                 0.8010.0                0.8212.5                0.83
表2表明：齿轮泵的挤出速度越大，熔融物在齿轮泵中的停留时间就越短，所挤出的熔融物的特性粘度就越高，所挤出的熔融物的特性粘度减小量就越小。特性粘度减小量的绝对值是随着熔融喷丝装置中熔融物通道体积和熔融物的温度分布而变化的。当使用一个相同的装置时，熔融聚酯树脂特性粘度的减小量就受作用于熔融物的加热温度和加热时间的影响。
另外，除了将齿轮泵的挤出速度固定为7.5g/min以外，进行与上述过程相同的加热和挤出过程，熔融物通过具有表3所示过滤体积(内部体积)的过滤层，并在挤出装置中停留表3所示的平均时间后，挤出经过滤的熔融物。测量所挤出熔融物的特性粘度。其测量结果表示在表3中。
                       表3
  No.  过滤层体积    熔融物停留时间   挤出的熔融物的特(ml)           (分钟)         性粘度([η]f)
    123     12               2                0.78024               4                0.76160              10                0.711
表3表明：熔融聚酯树脂的特性粘度随着熔融物停留时间的增大而减小。
例1
特性粘度为0.8的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂在300℃下熔融，并经计量齿轮泵14以5ml/min的速度进入图3(a)和3(b)所示的熔融喷丝头。图3(a)和3(b)所示的熔融喷丝头12的内部总体积为12ml，分布盘18的中心通道16的直径为5mm，24个周围通道17同心地设置在中心通道16的周围。周围通道的直径如表4所示。熔融腔19中的混合流经熔融喷丝孔23以5ml/min的挤出速度挤出。被挤出的单纤维流经过温度为350℃、长度为100mm的加热区，然后在以1000m/min的速度拉出和卷取操作下被冷却固化。未拉伸的成品单纤维进入分别加热到100℃和140℃的热拉辊，并以4.0的拉伸率在拉辊之间被拉伸。这样就获得了厚度为10dtex(9旦尼尔)的聚酯单纤维。
测量拉伸单纤维的平均特性粘度，然后，在2摩尔(2M)浓度的氢氧化钠(NaOH)水溶液中，并在30℃温度下以200或更大的液比(处理液重量与单纤维重量的比)进行平均特性粘度的测量和低碱减重处理，上述氢氧化钠水溶液包含3g/l的季铵盐型碱性减重促进剂。当单纤维厚度达到8.9dtex(8旦尼尔)时，用水冲洗单纤维，在空气环境下进行干燥，并测量其平均特性粘度。当单纤维厚度减小到7.8dtex(7旦尼尔)、6.7dtex(6旦尼尔)和5.6dtex(5旦尼尔)时，重复上述这些过程。根据结果数据，计算厚度为5.6dtex(5旦尼尔)的中心部分、内部厚度为5.6dtex(5旦尼尔)且外部厚度为6.7dtex(6旦尼尔)并环绕中心部分的第一环形部分、内部厚度为6.7dtex(6旦尼尔)且外部厚度为7.8dtex(7旦尼尔)并环绕第一环形部分的第二环形部分、内部厚度为7.8dtex(7旦尼尔)且外部厚度为8.9dtex(8旦尼尔)并环绕第二环形部分的第三环形部分、以及内部厚度为8.9dtex(8旦尼尔)且外部厚度为10dtex(9旦尼尔)并环绕第三环形部分的最外层环形部分的平均特性粘度。其结果表示在表4中。在计算中，当特性粘度为0.8的聚合物与特性粘度为0.75的另一种聚合物按照重量比1∶1进行混合时，混合聚合物的平均特性粘度为：{(0.8×1)+(0.75×1)}/(1+1)＝0.775。
比较例1
除了熔融聚酯树脂的过滤以外，如同例1一样准备和测试聚酯单纤维，这样，构成单纤维中心部分的熔融物部分与构成单纤维周围部分的熔融物部分的特性粘度就没有差别。为此，在图3(a)和3(b)所示的熔融喷丝头中，所有的周围孔17都是封闭的，5个静态混合器串联设置在中心孔16处，这样，熔融聚酯树脂可均匀地通过过滤层13，而不会使熔融聚酯树脂部分之间的停留时间产生差异。
测试结果表示在表4中。
                      表4
Figure C0080178500241
表4清楚地表明：当限制通过周围孔17的熔融聚酯树脂流量(使其降低)时，熔融聚酯树脂部分的特性粘度减小量就大于通过中心孔16的熔融聚酯树脂部分的特性粘度减小量。
在比较例1中，基本上在单纤维中心部分和周围部分之间不形成聚酯树脂特性粘度差。
例2和3以及比较例2和3
在例2和3以及比较例2和3中的每一个中，除了挤出速率为5g/min以及将卷取速度和拉伸率控制到使单纤维的拉伸强度和极限延伸率如表5所示以外，通过与例1的试验2相同的过程准备和测试厚度为10dtex(9旦尼尔)的聚酯单纤维。在比较例2和3中，采用普通的简单熔融喷丝头。
通过利用片梭织机在经纱张力为每个单纤维98.0655mN(10kgf)、钢筘间隙为35μm的条件下将单纤维织成350目的丝网织物。
单纤维的物理性能和织造性能以及丝网织物的评价结果表示在表5中。
                    表5
表5表明：当利用本发明的聚酯单纤维生产高模量的用于丝网印刷的丝网织物时，本发明的聚酯单纤维在织造过程中表现出较高的抵抗泡渣产生的能力。
工业应用
在本发明的聚酯单纤维中，单纤维具有由高特性粘度聚酯树脂部分构成的中心部分和由低特性粘度的另一部分聚酯树脂构成的周围部分。在单纤维的特性粘度分布中，特性粘度随着距单纤维纵向轴线距离的增大而减小。本发明的聚酯单纤维可采用本发明的方法来生产，其中，在熔融喷丝头中，进入喷丝头的一部分熔融聚酯树脂比另一部分熔融聚酯树脂具有较高的特性粘度减小量，单纤维的周围部分由具有最低特性粘度的熔融聚酯树脂部分构成，而单纤维的中心部分由另一部分熔融聚酯树脂构成。
通过控制喷丝头中每个熔融聚酯树脂部分的加热过程(停留时间和加热温度)，就可控制特性粘度减小量的差。
当利用本发明的聚酯单纤维来生产丝网织物(素纱罗)时，整体上具有较高拉伸强度、较高模量和较低极限延伸率的本发明聚酯单纤维可使织造过程中泡渣的产生得到抑制或限制。而且，本发明的聚酯单纤维比普通的聚酯单纤维的厚度要小。因此，本发明的聚酯单纤维可使实际生产的各种网状织物具有较高的模量、较高的经纬密度、较高的总开口区面积与织物总面积比、以及较高的机械强度。另外，当网状织物用于丝网印刷时，印刷精度较高，抵抗在印刷过程中作用于织物的挤压力所造成的织物疲劳的抗疲劳性较高，而且在印刷过程中织物的伸长量较小。
因此，本发明的聚酯单纤维和生产聚酯单纤维的方法具有较高的工业实用性。

Claims (24)

1.一种用于丝网织物的无卷曲聚酯单纤维，其中，无卷曲聚酯单纤维中聚酯树脂的特性粘度以这种形式分布，即：沿垂直于单纤维纵向轴线的方向，单纤维部分的位置距离单纤维纵向轴线越远，位于单纤维这部分的聚酯树脂部分的特性粘度就越低，且位于单纤维周围部分(p)的聚酯树脂部分在35℃下在邻氯酚中测定的平均特性粘度[η]f-p为0.6-0.8，周围部分(p)同心地环绕单纤维的中心部分(c)，该中心部分沿单纤维的纵向轴线延伸，单纤维整体上具有如上所述测定的从0.65到0.85的平均聚酯树脂特性粘度[η]f-a、每0.9dtex从58.8到83.4mN的拉伸强度和20到41％的极限延伸率。
2.根据权利要求1所述的聚酯单纤维，其特征在于，沿单纤维纵向轴线延伸的中心部分(c)具有较高的平均特性粘度，且单纤维的周围部分(p)同心地环绕该中心部分。
3.根据权利要求1所述的聚酯单纤维，其特征在于，沿单纤维纵向轴线延伸的中心部分(c)具有较高的平均特性粘度，且单纤维的中间部分(i)同心地环绕该中心部分，单纤维的周围部分(p)同心地环绕单纤维的中间部分(i)，位于单纤维中间部分的聚酯树脂部分的特性粘度低于中心部分(c)的特性粘度，但高于周围部分(p)的特性粘度。
4.根据权利要求1所述的聚酯单纤维，其特征在于，聚酯树脂包括单一化学形式的聚酯聚合物。
5.根据权利要求1所述的聚酯单纤维，其特征在于，聚酯树脂包括至少一种选自由聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二酸乙二醇酯和聚对苯二甲酸丙二醇酯构成的组。
6.根据权利要求1所述的聚酯单纤维，其特征在于，位于单纤维中心部分(c)的聚酯树脂部分的平均特性粘度[η]f-c比位于单纤维周围部分(p)的聚酯树脂部分的平均特性粘度[η]f-p高0.02-0.20。
7.根据权利要求1所述的聚酯单纤维，其特征在于，在单纤维的横截面中，单纤维中心部分(c)的面积与单纤维整个横截面面积的比为0.6-0.95。
8.根据权利要求1所述的聚酯单纤维，其特征在于，在单纤维的横截面中，单纤维周围部分(p)的面积与单纤维整个横截面面积的比为0.05-0.4。
9.根据权利要求1所述的聚酯单纤维，其特征在于，单纤维的横截面形状是圆形的。
10.根据权利要求9所述的聚酯单纤维，其特征在于，在单纤维的圆形横截面中，单纤维中心部分(c)的厚度Lc与单纤维半径R的比Lc/R为0.77-0.98。
11.根据权利要求9所述的聚酯单纤维，其特征在于，在单纤维的圆形横截面中，单纤维周围部分(p)的厚度Lp与单纤维半径R的比Lp/R为0.02-0.23。
12.根据权利要求1所述的聚酯单纤维，其特征在于，构成单纤维的聚酯树脂的特性粘度平均梯度(α)为1-30。
13.根据权利要求1所述的聚酯单纤维，其特征在于，在延伸率为5％时的应力为不小于26.48mN/dtex(3.0g/d)。
14.根据权利要求1所述的聚酯单纤维，其特征在于，其厚度均匀度(U％)为0-1.5％。
15.根据权利要求1所述的聚酯单纤维，其特征在于，其厚度为2.2-55.6dtex(2-50旦尼尔)。
16.一种丝网织物，包括若干如权利要求1到15任一所述的无卷曲聚酯单纤维。
17.一种生产如权利要求1所述的无卷曲聚酯单纤维的方法，其包括以下步骤：
使聚酯树脂熔融；
将熔融聚酯树脂分成至少两个部分；
使聚酯树脂的熔融部分经至少两条通道穿过，从而使聚酯树脂的熔融部分的特性粘度降低到不同的程度；
将特性粘度互不相同的聚酯树脂熔融部分以下述方式经熔融喷丝孔挤出，具有最高特性粘度的聚酯树脂熔融部分经喷丝孔中心部挤出，具有最低特性粘度的聚酯树脂熔融部分经同心环绕喷丝孔中心部的周围部分挤出，从而形成熔融聚酯树脂纤维流；
拉出并固化熔融聚酯树脂纤维流，以形成聚酯树脂单纤维；
卷取所拉出和固化的聚酯单纤维；以及
热拉已卷取而未拉伸的单纤维，
其中，在经过热拉步骤后的挤出步骤中，特性粘度互不相同的聚酯树脂部分在交界部分处相互扩散，从而使所得单纤维具有这样的聚酯树脂特性粘度分布，即：沿垂直于单纤维纵向轴线的方向，单纤维部分的位置距离单纤维纵向轴线越远，位于这部分单纤维中的聚酯树脂部分的特性粘度就越低，且位于单纤维周围部分的聚酯树脂部分在温度为35℃下在邻氯酚中测定的平均特性粘度[η]f-p为0.6-0.8，所得聚酯单纤维整体上具有如上所述测定的从0.65到0.85的平均聚酯树脂特性粘度[η]f-a、每0.9dtex从58.8到83.4mN的拉伸强度和20到41％的极限延伸率。
18.根据权利要求17所述的生产无卷曲聚酯单纤维的方法，其特征在于，在挤出步骤中，具有介于最高特性粘度和最低特性粘度之间的中间特性粘度的熔融聚酯树脂部分经中间部分挤出，该中间部分同心环绕中心部分，并被喷丝孔周围部分同心环绕。
19.根据权利要求17所述的生产无卷曲聚酯单纤维的方法，其特征在于，熔融喷丝孔是壳包芯形式的耦合熔融喷丝孔。
20.根据权利要求19所述的生产无卷曲聚酯单纤维的方法，其特征在于，熔融喷丝孔是壳包芯形式的耦合熔融喷丝孔，其中外壳部分由一个周围部分和至少一个中间部分组成，所述中间部分同心设置在熔融喷丝孔芯部。
21.根据权利要求17所述的生产无卷曲聚酯单纤维的方法，其特征在于，聚酯树脂包括单一化学形式的聚酯聚合物。
22.根据权利要求17所述的生产无卷曲聚酯单纤维的方法，其特征在于，聚酯树脂包括至少一种选自由聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二酸乙二醇酯和聚对苯二甲酸丙二醇酯构成的组。
23.根据权利要求17所述的生产无卷曲聚酯单纤维的方法，其特征在于，用于拉出和固化聚酯单纤维的卷曲步骤以500-1500m/min的卷曲速度进行。
24.根据权利要求17所述的生产无卷曲聚酯单纤维的方法，其特征在于，在热拉步骤中，将未拉伸的聚酯单纤维预热到85-120℃，并以拉延率3-6来拉伸。
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