1基本介绍
2基本特性
Spandex译名"斯潘德克斯
",是一种弹性纤维,学名聚氨酯纤维
(Polyurethane),简写(PU)。中国大陆称为"氨纶",它具有高度弹性,能够拉长6~7倍,但随张力
的消失能迅速恢复到初始状态,其分子结构为一个像链状的、柔软及可伸长性的聚氨基甲酸酯,通过与硬链段连接在一起而增强其特性。弹性纤维分为两类:一类为聚酯
链类;一为聚醚链类。聚酯类弹性纤维抗氧化、抗油性较强;聚醚类弹性纤维防霉性,抗洗涤剂较好。 3优点
氨纶弹性优异。而强度比乳胶丝高2~3倍,线密度也更细,并且更耐化学降解。氨纶的耐酸碱性、耐汗、耐海水性、耐干洗性、耐磨性均较好。[1]
4合成纤维
化学纤维
是指那些以天然或者合成的高聚合物为原料,经过化学方法加工制造出来的纤维,它可以分为人造纤维和合成纤维
两大类。人造纤维有两种,即人造纤维素纤维(如粘胶纤维
,富强纤维等)和人造蛋白质纤维(如大豆纤维
,花生纤维等),而合成纤维的阵营比较庞大,有聚酯纤维(即涤纶
),聚酰胺纤维(锦纶
6,锦纶66等),聚丙烯腈纤维(腈纶
),聚乙烯醇缩甲醛纤维(维纶
),聚丙烯纤维(丙纶
),聚氯乙烯纤维(氯纶
),聚氨基甲酸酯纤维(氨纶)。组成物质含有85%以上组分的聚氨基甲酸酯,商品名称有莱卡
(Lycra、美国、英国、荷兰
、加拿大、巴西
)、尼奥纶(Neolon、日本
)、多拉斯坦(Dorlastan、德国)等。首先由德国Bayer公司
于1937年研究成功,美国杜邦公司于1959年开始工业化生产,现已将其氨纶产业卖给美国科氏工业集团
,总产能约为10万吨左右。现全球氨纶总产能约60万吨,而韩国
晓星公司的氨纶产能接近12万吨,成为全球第一。中国
第一家氨纶企业是烟台氨纶
厂,1989年开始生产。中国大陆现有生产能力35万吨左右,为全球最大氨纶生产国。氨纶共有两个品种,一种是由芳香双异氰酸酯和含有羟基的聚酯链段的镶嵌共聚物(简称
聚酯型氨纶),另一种是由芳香双异氰酸酯与含有羟基的聚醚链段镶嵌共聚物(简称聚醚型氨纶)。氨纶纤维与弹力聚烯烃纤维和弹力复合纤维统称弹力纤维。
5物理特性
具有高断裂伸长(400%以上) 、低模量和高弹性回复率的合成纤维。多嵌段聚氨酯纤维的中国商品名称。又称弹性纤维。氨纶具有高延伸性(500%~700%)、低弹性模量(200%伸长,0.04~0.12克/旦)和高弹性回复率( 200%伸长 ,95%~99%)。除强度较大外,其他物理机械性能与天然乳胶丝十分相似。它比乳胶丝更耐化学降解,具有中等的热稳定性,软化温度约在200℃以上。用于合成纤维和天然纤维的大多数染料和整理剂,也适用于氨纶的染和整理。氨纶耐汗、耐海水并耐各种干洗剂和大多数防晒油。长期暴露在日光下或在氯漂白剂中也会退,但退程度随氨纶的类型而不同,差异很大。
氨纶纤维所以具有如此高的弹力是因为它的高分子链是由低熔点、无定型的"软"链段为母体和嵌在其中的高熔点、结晶的"硬"链段所组成。柔性链段分子链间以一定的交联形成一定的网状结构,由于分子链间相互作用力小,可以自由伸缩,造成大的伸长性能。刚性链段分子链结合力比较大,分子链不会无限制地伸长,造成高的回弹性。氡纶长丝的横截面
大部分为狗骨形(dog-bone-shaped)也有一些长丝表面光滑或呈锯齿状。断裂强度在所有纺织纤维中是最低的,只有0.44~0.88CN/dtex(聚醚型的强度要高于聚酯型)。吸湿范围较小,一般为0.3-1.2%(复丝吸湿率要比单丝稍高些)。耐热性视品种不同而有较大差异,大多数纤维在90~150℃范围内短时间存放,纤维不会受到损伤,安全熨烫温度为150℃以下,可以加温干扰与湿洗。染性能较优,可染成各种顿,染料对纤维亲和力强,可适应绝大多数品种的染料,并具有较好的耐化学性,耐大多数的酸碱、化学药剂、有机溶剂、干洗剂和漂白剂,以及耐日晒和风雪,但不耐氧化物,易使纤维变黄与强力降低。
氨纶一般不单独使用,而是少量地掺入织物中。这种纤维既具有橡胶性能又具有纤维的性能,多数用于以氨纶为芯纱的包芯纱,称为弹力包芯纱,这种纱的主要特点,一是可获得良好的手感与外观,以天然纤维组成的外纤维吸湿性好;二是只用1-10%的氨纶长丝就可生产出优质的弹力纱;三是弹性百分率控制范围从10%到20%,能根据产品的用途,选择不同的弹性值。易于纺制25~2500旦不同粗细的丝,因此广泛被用来制作弹性编织物,如袜口 、家具罩、滑雪衣、运动服、医疗织物、带类、军需装备、宇航服的弹性部分等。随着人们对织物提出新的要求,如重量轻、穿着舒适合身、质地柔软等,低纤度氨纶织物在
合成纤维织物中所占的比例也越来越大。 也有用氨纶裸体丝和氨纶与其它纤维合并加捻而成的加捻丝,主要用于各种经编、纬编织物,机织物和弹性布等。
6发展情况
自从1958年DUPONT把Spandex引入商业用途,并注册商标为(LYCRA),市场音译为[莱卡],很多人已把"莱卡"作为Spandex之名称。其后世界各地均有生产,如美国橡胶公司(U.S.RUBBER
CO.)之"VYRENE",日本东洋纺(TOYOBO)之"ESPA"(氨丝霸),德国拜耳公司(BAYER,A.G.,W.GERMANY)之"DORLASTAN",英国COURTAULDS,U.K.之"SPANZELLE",(B.F.GOODRICH
CHEMICAL CO.,LTD)之"ESTANE",日本富士纺之"FUJIBO"
(富士宝),DUPONT与日本东丽合作之"TORAY-DUPONT",美国(GLOBE
MANUFACTURING CO.)之
"CLEARSPAN"和"GLOSPAN",韩国泰光(TAE-KWANG)之"ACELAN",东国合纤(TONGKOOK)之"TEXLON",HYOSUNG晓星之"TOPLON"及"CREORA"更是全世界最大。日本旭化成之
"ROICA"(罗依可),其后旭化成更于1999年初与台湾台塑集团合作开办"FORMOSA
ASAHI"公司,简称"FAS",日本日清纺之"MOBILON"
(莫比龙)亦在台湾增加生产线生产(TOWNSPAN)东华丝,而台湾自行投资有薛恒兴之"SHEIFLEX"(雪霏丝),而中国大陆亦有烟台之"纽士达",及连云港之"奥神"均以"TOYOBO"东洋纺之设备及技术生产,而广东鹤山氨纶厂亦于1996年投产,福建长乐、南通海门、山东淄博亦开始生产氨纶,中国DUPONT在上海与华源合作生产,而浙江华峰之"千禧"牌氨纶亦于2000年投产。另外DUPONT亦与其它厂合作(但DUPONT不参与生产事宜)以"ELASPAN"(伊邦)牌销售。全球各地均投资或增扩氨纶之产量,令弹性纤维市场一片畅旺。[2]
中国DUPONT在上海与华源合作生产,而浙江华峰之"千禧"牌氨纶亦于2000年投产。2004
年,采用当前世界上最先进的日本“日清纺”氨纶生产工艺的浙江华莱氨纶建成投产。根据国家统计局和海关的统计数据,我国2013年1-11月份氨纶纤维产量为35.38万吨,同比增加26.77%;1-11月份进口氨纶纤维纯氨纶1.30万吨,出口4.17万吨;进口氨纶包覆纱0.52万吨,出口0.18万吨;新增资源(产量+纯氨纶进口+氨纶包覆纱进口)37.20万吨,净增资源(新增资源-纯氨纶出口-氨纶包覆纱出口,即表观需求)32.86万吨,显示中国氨纶纤维产业的市场需求比较强劲。 与上月相比,氨纶纤维行业2013年11月份产量和进出口有所波动,从而使得当月新增资源和净增资源均有所变化。
7生产方法
综述
氨纶纤维克服了如应力、应变性能、支数范围和橡胶纱之模朔性的质量缺陷,当年DUPONT
最先采用干法纺丝生产,时至今日,生产方法亦大致有四种:
干法纺丝
(DRY SPINNING):溶液在热气流下,因溶剂挥发而固化成丝的方法。
生产流程:溶液(经过)----纺丝泵(过滤)
----干燥箱(100℃热风吹过,使溶液挥发)----纺丝----卷绕成型
纺丝速度:由200~800M/分钟
纺丝温度:为200~230℃
纤维纤度:22.2~1244dtex
采用:DUPONT、拜耳、东洋纺
特性:过程污染大,工艺复杂,成本高。
熔融纺丝
(MELT-SPINNING):高聚物加热到熔点以上成为熔体而成丝的方法。
生产流程:高聚物在无溶剂下聚合----造粒----在定温下切片----清洗除杂----干燥----脱水----进入螺杆压机制成溶体----喷丝板挤出----通过冷箱冷却----卷绕成型。
纺丝速度:由600~1600M/分钟
纺丝温度:为160~220℃
纤维纤度:9~1100dtex
采用:钟纺、拜耳、日清纺
特性:流程短、成本低、污染小
湿纺纺丝
(WET-SPINNING):原液在凝固浴中经双扩散作用而固化成丝的方法。
生产流程:原液----纺丝泵(过滤)----从喷丝板进入温水(90℃以下)----再生槽凝固浴----脱去溶剂----丝条洗涤----干燥----卷绕成型。
纺丝速度:由50~150M/分钟
纺丝温度:为90℃以下温水
纤维纤度:44~440dtex
采用:日本富士纺
特性:此法生产过程污染大、纺速慢、成本高。
化学反应法
高聚物制成溶液经扩链剂使其发生化学反应,而固化成丝的方法。
生产流程:溶液----经喷丝板至凝固液----添加扩链剂(化学反应)----卷绕成形----硬化---处理成网状纤维。
纺丝速度:由50~150M/分钟
纤维纤度:44~80dtex
采用:美国环球
特性:此法生产过程污染大、成本高。
8形态
Spandex生产上亦有分不同亮光度形态,通常有:(以DUPONT为例)
透明(CLEAR- LUSTER):表面纤维较平滑,故反光成透明,摩擦率低,条干均匀度较差,上亦较差,适宜与短纤类材料生产,经织物采用多。
白根(DULL- LUSTER):即本白,表面纤维较凹凸不平,摩擦面大,上效果好,适宜配
长纤类生产,粗支根用,如胸围品及辅料用多。
半透明(BRIGHT- LUSTER):内加进钛白粉及防滑剂,对化学剂较强抵抗力,游泳衣用多,
因有抗氯功能。
哑(MATT- LUSTER):界乎本白与半透明之间,为哑白,适宜针织采用。
Spandex各种用途不同,有各种产品形态,主要分为三种:裸纱、包芯纱、包覆或合捻纱。
每种不同组合对应不同用途。
裸纱(bare yarn):
为100%氨纶纱,裸纱一般不直接用于织物上,大多与对手材料共同生产,并需采用特殊装置生产。针织品最常用,如泳衣、运动服等,一般以22-78Dtex为主。
包芯纱(core spun yarn)
以裸纱为芯,其它材料为外皮纺成的纱,简称CSY。如以棉包芯一般用环绽纺纱机之细纱车上插入牵伸过的裸纱,包缠包芯纱之裸纱伸长度必需适当调整,其伸缩率被抑制在2~3倍。现今包芯纱分硬芯纱及软芯纱,包芯纱之对手材料有棉、涤、晴等等。被广泛使用在织物,针织品,绷带、袜子、内衣、牛仔服,一般以22-235Dtex为主。
一般包芯纱之支数及混用率(%):
60s棉包22dtex = 棉92% 氨纶8%
80s棉包22dtex = 棉90% 氨纶10%
55s棉包33dtex = 棉91% 氨纶9%
60s棉包33dtex = 棉90% 氨纶10%
30s棉包44dtex = 棉92% 氨纶8%
40s棉包44dtex = 棉90% 氨纶10%
50s棉包44dtex = 棉87% 氨纶13%
12s棉包78dtex = 棉96% 氨纶4%
16s棉包78dtex = 棉95% 氨纶5%