氨綸(萊卡纖維)

氨綸

萊卡纖維一般指本詞條

氨綸是聚氨基甲酸酯纖維的簡稱,是一種彈性纖維。氨綸一般由多根長絲組成,一般為10D/根,現時已有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,乾法紡絲之生產溶液DMAC對人體之肝臟有害,一般10D/根內含控制0.5mg/kg,如15D/根則含0.7mg/kg,超過標準。生產Spandex時,對於打卷張力,筒上支數,斷裂強度,斷裂伸度,成形度,油附著量,彈性回復率等等,都要特別注意,此等問題直接影響編織,尤以針織生產單面布更加要留意。

基本介紹

  • 中文名:聚氨基甲酸酯纖維
  • 英文名:spandex
  • 別稱:氨綸
  • 性質:彈性纖維
基本特性,優點,合成纖維,物理特性,生產方法,乾法紡絲,熔融紡絲,濕法紡絲,化學反應法,形態,相關係數,貯存方法,測試方法,沸水收縮測試,氨綸彈力測試,套用,

基本特性

Spandex譯名"斯潘德克斯",是一種彈性纖維,學名聚氨酯纖維(Polyurethane),簡寫(PU)。中國大陸稱為"氨綸",它具有高度彈性,能夠拉長6~7倍,但隨張力的消失能迅速恢復到初始狀態,其分子結構為一個像鏈狀的、柔軟及可伸長性的聚氨基甲酸酯,通過與硬鏈段連線在一起而增強其特性。彈性纖維分為兩類:一類為聚酯鏈類;一為聚醚鏈類。聚酯類彈性纖維抗氧化、抗油性較強;聚醚類彈性纖維防霉性,抗洗滌劑較好。
氨綸

優點

氨綸彈性優異。而強度比乳膠絲高2~3倍,線密度也更細,並且更耐化學降解。氨綸的耐酸鹼性、耐汗、耐海水性、耐乾洗性、耐磨性均較好。

合成纖維

化學纖維是指那些以天然或者合成的高聚合物為原料,經過化學方法加工製造出來的纖維,它可以分為人造纖維和合成纖維兩大類。人造纖維有兩種,即人造纖維素纖維(如粘膠纖維,富強纖維等)和人造蛋白質纖維(如大豆纖維,花生纖維等),而合成纖維的陣營比較龐大,有聚酯纖維(即滌綸),聚醯胺纖維(錦綸6,錦綸66等),聚丙烯腈纖維(腈綸),聚乙烯醇縮甲醛纖維(維綸),聚丙烯纖維(丙綸),聚氯乙烯纖維(氯綸),聚氨基甲酸酯纖維(氨綸)。組成物質含有85%以上組分的聚氨基甲酸酯,商品名稱有萊卡(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。首先由德國Bayer公司於1937年研究成功,美國杜邦公司於1959年開始工業化生產,現已將其氨綸產業賣給美國科氏工業集團,總產能約為10萬噸左右。現全球氨綸總產能約60萬噸,而韓國曉星公司的氨綸產能接近12萬噸,成為全球第一。中國第一家氨綸企業是煙臺氨綸廠,1989年開始生產。中國大陸現有生產能力35萬噸左右,為全球最大氨綸生產國。
氨綸共有兩個品種,一種是由芳香雙異氰酸酯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。

物理特性

具有高斷裂伸長(400%以上) 、低模量和高彈性回復率的合成纖維。多嵌段聚氨酯纖維的中國商品名稱。又稱彈性纖維。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。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。氨綸耐汗、耐海水並耐各種乾洗劑和大多數防曬油。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。
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,並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,以及耐日曬和風雪,但不耐氧化物,易使纖維變黃與強力降低。
氨綸一般不單獨使用,而是少量地摻入織物中。這種纖維既具有橡膠性能又具有纖維的性能,多數用於以氨綸為芯紗的包芯紗,稱為彈力包芯紗,這種紗的主要特點,一是可獲得良好的手感與外觀,以天然纖維組成的外纖維吸濕性好;二是只用1-10%的氨綸長絲就可生產出優質的彈力紗;三是彈性百分率控制範圍從10%到20%,能根據產品的用途,選擇不同的彈性值。易於紡制25~2500旦不同粗細的絲,因此廣泛被用來製作彈性編織物,如襪口 、家具罩、滑雪衣、運動服、醫療織物、帶類、軍需裝備、太空衣的彈性部分等。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占的比例也越來越大。 也有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。

生產方法

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。
最先採用乾法紡絲生產,時至今日,生產方法亦大致有四種:

乾法紡絲

DRY SPINNING,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----紡絲泵----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

MELT-SPINNING,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。

濕法紡絲

WET-SPINNING,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----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---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。

形態

1)氨綸生產上亦有分不同亮光度形態,通常有:
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。
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。
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。
啞色,MATT- LUSTER:界乎本白與半透明之間,為啞白色,適宜針織採用。
2)氨綸各種用途不同,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。
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。
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。現今包芯紗分硬芯紗及軟芯紗,包芯紗之對手材料有棉、滌、腈等等。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。
一般包芯紗之支數及混用率(%):
60s棉包22dtex = 棉92% 氨綸8%;
80s棉包22dtex = 棉90% 氨綸10%;
55s棉包33dtex = 棉91% 氨綸9%;
60s棉包33dtex = 棉90% 氨綸10%;
30s棉包44dtex = 棉92% 氨綸8%;
40s棉包44dtex = 棉90% 氨綸10%;
50s棉包44dtex = 棉87% 氨綸13%;
12s棉包78dtex = 棉96% 氨綸4%;
16s棉包78dtex = 棉95% 氨綸5%;
20s棉包78dtex = 棉93% 氨綸7%;
30s棉包78dtex = 棉90% 氨綸10%;
40s棉包78dtex = 棉87% 氨綸13%;
50s棉包78dtex = 棉84% 氨綸16%;
20s棉包122dtex = 棉93% 氨綸7%;
36s棉包122dtex = 棉91% 氨綸9%;
8s 棉包155dtex = 棉95% 氨綸5%;
20s棉包155dtex = 棉88% 氨綸12%;
36s棉包155dtex = 棉79% 氨綸21%;
40s棉包155dtex = 棉77% 氨綸23%。
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,包兩重的叫雙包覆紗,主要用44-620Dtex為主,用於內衣,內衣輔料。
一般包覆及合捻紗之支數混用率(%):
56dtex尼龍包78dtex = 尼龍88% 氨綸12%;
78dtex尼龍包78dtex = 尼龍92% 氨綸8%;
78dtex尼龍包33dtex = 尼龍88% 氨綸12%;
78dtex尼龍包44dtex = 尼龍63% 氨綸14%;
78dtex尼龍包78dtex = 尼龍78% 氨綸22%;
83dtex尼龍包22dtex = 尼龍92% 氨綸8%;
83dtex尼龍包33dtex = 尼龍89% 氨綸11%;
83dtex尼龍包44dtex = 尼龍86% 氨綸14%;
83dtex尼龍包78dtex = 尼龍78% 氨綸22%。
特殊對物纖維混用率(%)
20s/2棉包44dtex = 棉98% 氨綸2%;
30s/2棉包44dtex = 棉97% 氨綸3%;
40s/2棉包44dtex = 棉96% 氨綸4%;
20s/2棉包78dtex = 棉96% 氨綸4%;
30s/2棉包78dtex = 棉95% 氨綸5%;
40s/2棉包78dtex = 棉93% 氨綸7%;
30s/2滌綸包44dtex = 滌綸97% 氨綸3%。

相關係數

(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。一般油劑組份為矽油,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,當釋放後回復到初始長度,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。

貯存方法

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%,不宜放於日光曝曬之地方,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: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。
Spandex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。

測試方法

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乾,5分鐘以後量度其收縮後的長度。
(3)根據沸水前、沸水後的差異,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。標準率與其它牌子以300%之數據比較,確保企業用之氨綸質量一致。

套用

氨綸可用於為滿足舒適性要求需要可以拉伸的服裝。如:專業運動服、健身服及鍛鍊用服裝、潛水衣、游泳衣、比賽用泳衣、籃球服、胸罩和吊帶、滑雪褲、迪斯科、牛仔褲、休閒褲、襪子類、護腿、尿布、緊身褲、帶子、內衣、連體衣、氨綸貼身衣、男性芭蕾舞演員用的綁帶、外科手術用防護衣、後勤部隊用防護衣、騎腳踏車用短袖、摔跤背心、划船用套裝、內衣、表演服裝、定性服裝等。如:乳罩、家飾、微珠枕頭。
氨綸用在一般衣服上的比率較小。在北美,用在男性衣服上很少,用在女性衣服上較多。因為女性的衣服都要求比較貼身。在使用時都會大量加入其他纖維如棉、聚酯混紡,以將光澤降低到最小程度。

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