涤纶膨体长丝（BCF）性能评价研究

2021-09-30杨一刘芙蓉叶翔宇

中国纤检 2021年9期

文/杨一刘芙蓉叶翔宇

1 背景介绍

1.1 产品的术语和定义

涤纶膨体长丝是以聚酯（PET）为原料，利用热流体喷射变形加工生产制得。现在最广泛采用的生产方法是纺丝—拉伸—变形—卷绕一步法，它具有工艺流程短、投资少、产量高等优点[1]。涤纶膨体长丝的生产工艺流程是：涤纶切片先经过干燥和预结晶，与色母粒等分别计量混合、熔化和过滤，通过喷丝板喷丝，侧吹风冷却成形，丝束经油剂嘴上油之后，连续拉伸、变形、卷曲、打网络结及卷筒[2]。

1.2 产品的用途和市场前景

上世纪50年代宽幅簇绒机的发明及杜邦公司膨体变形长丝（BCF）的发明，给地毯制造业带来了革命性的变化[3]。涤纶膨体长丝作为新兴的地毯纱，以其三维卷曲性，良好的手感和高蓬松性，广泛应用于织造地毯、汽车坐垫和装饰织物等领域，卷曲性能的优良决定了BCF对各种产品的适合程度。中国高速发展的几大产业：如房地产、旅游酒店和交通运输 (航空、铁路、公路等) 以及汽车工业，使各种地毯用量不断增加，化纤BCF的应用前景广阔。2015年以前，化纤地毯的主要原料为锦纶、丙纶及少量涤纶，尤其丙纶长丝及其后加工纱线在地毯中得到了广泛运用，满足了人们不断提高的生活水平需要[4]。近年来，涤纶的占比呈快速上升趋势[5]。

目前生产涤纶膨体长丝产品规模较大的企业有：浙江四通新材料科技股份有限公司，年产能1万多吨；常州灵达特种纤维有限公司（年产能1万多吨）、常州君城化纤有限公司（年产能1万多吨）、高密利源化纤有限公司（年产能1万多吨）、福建诺奥环保家居用品有限公司（年产能5000多吨）、江苏凯普特新材料科技有限公司（年产能1万多吨）、江苏开利地毯股份有限公司（年产能3000多吨）。

1.3 产品的现状及适用范围

目前产品类型主要有线密度为1000dtex～2000dtex、三叶截面的涤纶（PET）和阳离子染料易染涤纶(ECDP)网络膨体长丝，及其双股加捻定型膨体长丝。其中PET膨体长丝产品约占总量的20%，ECDP约占总量的80%。其中，PET膨体长丝以有色涤纶为主，最终产品市场基本在国外；ECDP是一款国内研发的改性产品，该产品发展迅速，市场主要集中在国内。

涤纶膨体长丝（BCF）产品的应用越来越多，产量也在逐步增长，目前该类产品质量的评价主要在参考丙纶、尼龙膨体长丝行业标准或者各企业自定的企业标准，而丙纶、尼龙膨体长丝标准的考核指标不能有针对性地反映涤纶膨体长丝的特征，各个企业标准之间也缺乏共识和公正性。市场对BCF产品缺乏清晰认识，质量也良莠不齐，内外贸易摩擦频繁发生，限制了该产品的应用和发展。因此本文对BCF的性能进行了评价与研究，为制定产品标准提供数据支撑。

2 技术指标要求设置分析

2.1 物理性能项目

BCF物理性能项目设置既要保证产品最基础的质量要求，又要满足后续实际用途的需要。结合锦纶膨体长丝和丙纶膨体长丝产品的相关标准及市场需求，对影响产品特性至关重要的项目进行设置分析。对涤纶膨体长丝、阳离子染料易染涤纶膨体长丝网络丝的线密度偏差率、线密度变异系数、断裂强度、断裂强力变异系数、断裂伸长率变异系数、热卷曲伸长率、沸水收缩率7个物理性能项目展开评价研究。对涤纶膨体长丝、阳离子染料易染涤纶膨体长丝加捻定型丝的线密度偏差率、线密度变异系数、断裂强度、断裂强力变异系数、断裂伸长率变异系数、沸水收缩率、捻度变异系数7个物理性能项目展开评价研究。

2.2 外观项目

涤纶膨体长丝的外观性能好坏直接影响产品的后道加工和使用，因此对涤纶膨体长丝、阳离子染料易染涤纶膨体长丝网络丝的毛丝、硬头丝、油污、成型、色差5个外观项目展开评价研究。对涤纶膨体长丝、阳离子染料易染涤纶膨体长丝加捻定型丝的毛丝、硬头丝、油污、藤捻、成型、色差6个外观项目展开评价研究。

表1 物理性能项目设置分析

表2 外观项目设置分析

3 试验

3.1 样品

为了对行业内BCF的性能指标做一个评估摸底，作为指标设置参考依据的一部分。本文对12种不同规格共182批次的网络丝、24种不同规格共197批次的加捻定型丝进行物理性能及外观检验并收集数据。

3.2 测试设备

按照国家规定的测试方法对不同规格、批次的样品进行测试，具体测试设备见表3。

表3 测试设备

4 结果与分析

整理得到数据：涤纶膨体长丝网络丝（简称A产品）共88批次，阳离子染料易染涤纶膨体长丝网络丝（简称B产品）94批次，涤纶膨体长丝加捻定型丝（简称C产品）93批次，阳离子染料易染涤纶膨体长丝加捻定型丝（简称D产品）104批次。针对四类产品各个物理、外观性能项目进行汇总归纳，找出每个项目的最大及最小测试值，再结合同类型不同原料产品标准分等情况，从而得到产品标准分等的建议范围，数据见表4～表11。