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氨綸(Spandex)是多嵌段聚氨酯纖維的中國商品名稱。一般由多根長絲組成,一般為10D/根,21世紀初已有15D/根,甚至20D/根,理論根數愈少,條幹均勻度愈好,因重疊形態之機會率愈少。主要用於織制襪子、手套、運動衣、游泳衣、鬆緊帶、繃帶、緊身衣褲等。

1 氨綸 -簡介

氨綸氨綸

氨綸(spandex),是聚氨基甲酸酯纖維的簡稱,是一種合成纖維,組成物質含有85%以上組分的聚氨基甲酸酯。商品名稱有萊克拉(Lycra,美國、英國、荷蘭、加拿大、巴西)、尼奧綸(Neolon,日本)、多拉斯坦(Dorlastan,德國)等。

1937年,氨綸首先由德國Bayer公司研究成功,美國杜邦公司於1959年開始工業化生產。到21世紀初,已有近40個工廠生產,年總產量約為10萬噸左右,中國現有(2010年)生產能力l萬噸左右。

氨綸纖維共有兩個品種,一種是由芳香雙異氨酸酶和含有羥基的聚酯鏈段的鑲嵌共聚物(簡稱聚酯型氨綸),另一種是由芳香雙異氰酸酯與含有羥基的聚醚鏈段鑲嵌共聚物(簡稱聚醚型氨綸)。

氨綸纖維與彈力聚烯烴纖維和彈力複合纖維統稱彈力纖維。

2 氨綸 -形態

生產形態

生產上分不同亮光度形態,通常有(以DUPONT為例):   

1、透明(CLEAR- LUSTER):表面纖維較平滑,故反光成透明,摩擦率低,條幹均勻度較差,上色亦較差,適宜與短纖類材料生產,經織物採用多。   

2、白根(DULL- LUSTER):即本白,表面纖維較凹凸不平,摩擦面大,上色效果好,適宜配長纖類生產,粗支根用,如胸圍品及輔料用多。   

3、半透明(BRIGHT- LUSTER):內加進鈦白粉及防滑劑,對化學劑較強抵抗力,游泳衣用多,因有抗氯功能。   

4、啞色(MATT- LUSTER):界乎本白與半透明之間,為啞白色,適宜針織採用。   

產品形態
氨綸氨綸

因用途不同,有各種產品形態,主要分為三種:裸紗、包芯紗、包覆或合捻紗。每種不同組合對應不同用途。   

1、裸紗(bare yarn): 為100%氨綸紗,裸紗一般不直接用於織物上,大多與對手材料共同生產,並需採用特殊裝置生產。針織品最常用,如泳衣、運動服等,一般以22-78Dtex為主。 

2、包芯紗(core spun yarn)以裸紗為芯,其它材料為外皮紡成的紗,簡稱CSY。如以棉包芯一般用環綻紡紗機之細紗車上插入牽伸過的裸紗,包纏包芯紗之裸紗伸長度必需適當調整,其伸縮率被抑制在2~3倍。包芯紗分硬芯紗及軟芯紗,包芯紗之對手材料有棉、滌、晴等等。被廣泛使用在織物,針織品,繃帶、襪子、內衣、牛仔服,一般以22-235Dtex為主。

3、包覆或合捻紗:尼龍、滌綸等長纖維、織造彈性織物時,大都用包覆紗合捻紗為裸紗跟與對手紗合捻而成,通常為了提高氨綸的被包覆程度同對手紗兩根或三根合捻亦可,把對手紗包一重的叫單包覆紗(SCY),包兩重的叫雙包覆紗(DCY),較粗稱(FTY),主要用44-620Dtex為主,用於內衣,內衣輔料。  

3 氨綸 -特性

氨綸具有高延伸性(500%~700%)、低彈性模量(200%伸長,0.04~0.12克/旦)和高彈性回復率(200%伸長 ,95%~99%)。除強度較大外,其他物理機械性能與天然乳膠絲十分相似。它比乳膠絲更耐化學降解,具有中等的熱穩定性,軟化溫度約在200℃以上。氨綸耐汗、耐海水並耐各種乾洗劑和大多數防晒油。

形態

聚酯型彈性纖維的截面呈蠶豆狀,聚醚型彈性纖維的截面呈三角形。

彈性

氨綸纖維所以具有如此高的彈力是因為它的高分子鏈是由低熔點、無定型的"軟"鏈段為母體和嵌在其中的高熔點、結晶的"硬"鏈段所組成。柔性鏈段分子鏈間以一定的交聯形成一定的網狀結構,由於分子鏈間相互作用力小,可以自由伸縮,造成大的伸長性能。剛性鏈段分子鏈結合力比較大,分子鏈不會無限制地伸長,造成高的回彈性。

氡綸長絲的橫截面大部分為狗骨形(dog-bone-shaped)也有一些長絲表面光滑或呈鋸齒狀。斷裂強度在所有紡織纖維中是最低的,只有0.44~0.88CN/dtex(聚醚型的強度要高於聚酯型)。

吸濕性

吸濕範圍較小,一般為0.3-1.2%(復絲吸濕率要比單絲稍高些)。

耐熱性

視品種不同而有較大差異,大多數纖維在90~150℃範圍內短時間存放,纖維不會受到損傷,安全熨燙溫度為150℃以下,可以加溫干擾與濕洗。

染色性

染色性能較優,可染成各種頓色,染料對纖維親和力強,可適應絕大多數品種的染料。長期暴露在日光下或在氯漂白劑中也會退色,但退色程度隨氨綸的類型而不同,差異很大。

耐化學性

具有較好的耐化學性,耐大多數的酸鹼、化學藥劑、有機溶劑、乾洗劑和漂白劑,以及耐日晒和風雪,但不耐氧化物,易使纖維變黃與強力降低。

4 氨綸 -係數

氨綸氨綸織物

1、打卷張力(PACKAGE DRAFT %):彈性纖維之上卷張力十分重要,其張力由內至外要保持平均,如張力不平均,直接影響編織布面效果,最佳之上卷張力為8%-12%.而每個筒子之張力誤差不能超過3%.   

2、筒上支數(DTEX ON CHEESE):筒上支數是受打卷張力所控制,例如:44dtex打卷張力為10%,即在筒上之實際支數為40dtex,即細了10%.現今有些氨綸製造商認為,當每個牌子的氨綸每個重量都相同時,打卷張力大的氨綸無疑是長度較長,編織長度較多,織物亦能織較輕,此點必需留意自己產品之要求情況選用。   

3、斷裂強度(BreAKING TENACITY):通常每種不同牌子或不同系列之氨綸,其強度表現均不同,測試方法可在條件化環境下,取50mm用強力機測試,測試100%(SS100),200%(SS200),300%(SS300),測試各五次,一般觀察200%(SS200)數據,及其它數據之穩定性,強度愈大,織物之伸長力大,而編織時機速亦可快些。   

4、斷裂伸度(BreAKING ELONGATION):在測斷裂強度時,可測出斷裂之伸長度,一般伸度愈大,織物含量成份可少一些。   

5、成形度:以外觀測試,如成形不良,每個筒子外形有異,大小不一等,均為不合格。   

6、油附著量:氨綸含油量最好為5%(+/-2%),含油量多或時間愈長,外層油質向內層浸透,而在筒底積聚,影響編織張力及損耗大。一般油劑組份為硅油,含硬脂酸金屬離子。   

7、彈性回復率:一般纖維伸長100%或以上,叫彈性纖維,指在張力作用下長度增長,當釋放后回復到初始長度,而原長與回復長度之差率,為彈性回復率,一般為95%或以上。   

8、比重:氨綸比重為1.10。   

9、公定回潮率:一般為1.3(ASTM)。   

10、軟化溫度:一般為190攝氏度/390華氏度。   

11、溶化溫度:一般為250攝氏度/437華氏度。

5 氨綸 -生產

氨綸纖維克服了如應力、應變性能、支數範圍和橡膠紗之模朔性的質量缺陷,最初DUPONT最先採用干法紡絲生產,至21世紀初,生產方法亦大致有四種:

干法紡絲
氨綸氨綸

溶液在熱氣流下,因溶劑揮發而固化成絲的方法。   

生產流程:溶液(經過)——紡絲泵(過濾)——乾燥箱(100℃熱風吹過,使溶液揮發)——紡絲——卷繞成型

紡絲速度:由200~800M/分鐘 

紡絲溫度:為200~230℃   

纖維纖度:22.2~1244dtex   

特性:過程污染大,工藝複雜,成本高。

熔融紡絲

高聚物加熱到熔點以上成為熔體而成絲的方法。   

生產流程:高聚物在無溶劑下聚合——造粒——在定溫下切片——清洗除雜——乾燥——脫水——進入螺桿壓機製成溶體——-噴絲板擠出——-通過冷箱冷卻——卷繞成型。   

紡絲速度:由600~1600M/分鐘   

紡絲溫度:為160~220℃   

纖維纖度:9~1100dtex   

特性:流程短、成本低、污染小

濕紡紡絲

原液在凝固浴中經雙擴散作用而固化成絲的方法。   

生產流程:原液——紡絲泵(過濾)——從噴絲板進入溫水(90℃以下)——再生槽凝固浴——脫去溶劑——絲條洗滌——乾燥——卷繞成型。   

紡絲速度:由50~150M/分鐘   

紡絲溫度:為90℃以下溫水   

纖維纖度:44~440dtex   

特性:此法生產過程污染大、紡速慢、成本高。

化學反應法

高聚物製成溶液經擴鏈劑使其發生化學反應,而固化成絲的方法。   

生產流程:溶液——經噴絲板至凝固液——添加擴鏈劑(化學反應)——卷繞成形——硬化——處理成網狀纖維。   

紡絲速度:由50~150M/分鐘   

纖維纖度:44~80dtex   

特性:此法生產過程污染大、成本高。

6 氨綸 -測試

沸水收縮測試

1、取四個氨綸樣品,去除表面層,然後分別取長10cm 三個段落並且用色筆標識距離。

2、將樣品放入沸水中(100℃), 10分鐘時間,然後取出在條件室溫下掛干,5分鐘以後量度其收縮后的長度。

3、根據沸水前、沸水后的差異,計算其沸水收縮率,標準率為10 -15%。沸水收縮率(%)= (10cm - 測試長度) /10×100%   

結論:沸水收縮率超過(10- 15%),表明氨綸的穩定性差。

氨綸彈力測試

1、取四個氨綸樣品,去除表面層,然後分別取長10cm三個段落,並且用色筆標識距離。

2、將樣品的頭尾接合,放在單紗強力機上測試,以50cm/分鐘速度拉伸。

3、首先將樣品分別伸長100%、150%、200%、250%、300%拉伸3次,然後第4次才計算其拉伸應力(cn)及彈性回復率。 

彈性回復率%= (10cm - 測試長度) / 10 X 100% 

結論:不同的產品對氨綸的彈性要求不同,某些產品對氨綸要求低伸長、高彈力或高伸長、低彈力或低伸長、低彈力或高伸長、高彈力,因此不同的布種要選擇不同適合的氨綸。

7 氨綸 -用途

氨綸氨綸

氨綸一般不單獨使用,而是少量地摻入織物中。

1、用來製作彈性編織物,如襪口 、傢具罩、滑雪衣、運動服、醫療織物、帶類、軍需裝備、宇航服的彈性部分等。隨著人們對織物提出新的要求,如重量輕、穿著舒適合身、質地柔軟等,低纖度氨綸織物在合成纖維織物中所佔的比例也越來越大。

2、用氨綸裸體絲和氨綸與其它纖維合併加捻而成的加捻絲,主要用於各種經編、緯編織物,機織物和彈性布等。

3、用於合成纖維和天然纖維的大多數染料和整理劑,也適用於氨綸的染色和整理。

8 氨綸 -儲運

儲存時間

氨綸要保存在溫濕均恆的環境內,溫度攝氏18-20度之間,溫度愈低,貯存期相對可較長,相對濕度為60%-70%,不宜放於日光曝晒之地方,不宜與二氧化硫、氮氧化物等化工產品一起存放,引致其分解。

貯存期限

底於20D(3個月),30D(4個月),40D-70D(6個月),100D-280D(9個月)粗於420D(12個月),Spandex愈粗,貯存期愈長。

運輸

氨綸在織布時,從恆溫倉庫到車間,至少提前16小時將紙箱打開,放在織布車間回潮,以減少織布時斷紗現象。 

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