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氨纶

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氨纶(Spandex)是多嵌段聚氨酯纤维的中国商品名称。一般由多根长丝组成,一般为10D/根,21世纪初已有15D/根,甚至20D/根,理论根数愈少,条干均匀度愈好,因重叠形态之机会率愈少。主要用于织制袜子、手套、运动衣、游泳衣、松紧带、绷带、紧身衣裤等。

编辑摘要
中文名: 氨纶 英文名: Spandex
拼音 : ān lún

目录

氨纶 - 基本介绍


氨纶(spandex)
氨纶是聚氨基甲酸酯纤维的简称,是一种弹性纤维。

氨纶 - 基本特性

氨纶氨纶

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。

氨纶 - 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。

氨纶 - 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。

氨纶 - 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,也适用于氨纶的染色和整理。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色,但退色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。染色性能较优,可染成各种顿色,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。

氨纶 - 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。

氨纶 - 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。

氨纶 - 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,上色亦较差,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,上色效果好,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。
哑色(MATT- LUSTER):界乎本白与半透明之间,为哑白色,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%
20s棉包78dtex = 棉93% 氨纶7%
30s棉包78dtex = 棉90% 氨纶10%
40s棉包78dtex = 棉87% 氨纶13%
50s棉包78dtex = 棉84% 氨纶16%
20s棉包122dtex = 棉93% 氨纶7%
36s棉包122dtex = 棉91% 氨纶9%
8s 棉包155dtex = 棉95% 氨纶5%
20s棉包155dtex = 棉88% 氨纶12%
36s棉包155dtex = 棉79% 氨纶21%
40s棉包155dtex = 棉77% 氨纶23%
包覆或合捻纱:尼龙、涤纶等长纤维、织造弹性织物时,大都用包覆纱合捻纱为裸纱跟与对手纱合捻而成,通常为了提高氨纶的被包覆程度同对手纱两根或三根合捻亦可,把对手纱包一重的叫单包覆纱(SCY),包两重的叫双包覆纱(DCY),较粗称(FTY),主要用44-620Dtex为主,用于内衣,内衣辅料。
一般包覆及合捻纱之支数混用率(%):
56dtex尼龙包78dtex = 尼龙88% 氨纶12%
78dtex尼龙包78dtex = 尼龙92% 氨纶8%
78dtex尼龙包33dtex = 尼龙88% 氨纶12%
78dtex尼龙包44dtex = 尼龙63% 氨纶14%
78dtex尼龙包78dtex = 尼龙78% 氨纶22%
83dtex尼龙包22dtex = 尼龙92% 氨纶8%
83dtex尼龙包33dtex = 尼龙89% 氨纶11%
83dtex尼龙包44dtex = 尼龙86% 氨纶14%
83dtex尼龙包78dtex = 尼龙78% 氨纶22%
特殊对物纤维混用率(%)
20s/2棉包44dtex = 棉98% 氨纶2%
30s/2棉包44dtex = 棉97% 氨纶3%
40s/2棉包44dtex = 96% 氨纶4%
20s/2棉包78dtex = 棉96% 氨纶4%
30s/2棉包78dtex = 棉95% 氨纶5%
40s/2棉包78dtex = 棉93% 氨纶7%
30s/2涤纶包44dtex = 涤纶97% 氨纶3%

氨纶 - 相关系数


(1) 打卷张力(PACKAGE DRAFT %):弹性纤维之上卷张力十分重要,其张力由内至外要保持平均,如张力不平均,直接影响编织布面效果,最佳之上卷张力为8%-12%.而每个筒子之张力误差不能超过3%.
(2) 筒上支数(DTEX ON CHEESE):筒上支数是受打卷张力所控制,例如:44dtex打卷张力为10%,即在筒上之实际支数为40dtex,即细了10%.现今有些氨纶制造商认为,当每个牌子的氨纶每个重量都相同时,打卷张力大的氨纶无疑是长度较长,编织长度较多,织物亦能织较轻,此点必需留意自己产品之要求情况选用。
(3) 断裂强度(BreAKING TENACITY):通常每种不同牌子或不同系列之氨纶,其强度表现均不同,测试方法可在条件化环境下,取50mm用强力机测试,测试100%(SS100),200%(SS200),300%(SS300),测试各五次,一般观察200%(SS200)数据,及其它数据之稳定性,强度愈大,织物之伸长力大,而编织时机速亦可快些。
(4) 断裂伸度(BreAKING ELONGATION):在测断裂强度时,可测出断裂之伸长度,一般伸度愈大,织物含量成份可少一些。
(5) 成形度:以外观测试,如成形不良,每个筒子外形有异,大小不一等,均为不合格。
(6) 油附着量:氨纶含油量最好为5%(+/-2%),含油量多或时间愈长,外层油质向内层浸透,而在筒底积聚,影响编织张力及损耗大。一般油剂组份为硅油,含硬脂酸金属离子。
(7) 弹性回复率:一般纤维伸长100%或以上,叫弹性纤维,指在张力作用下长度增长,当释放后回复到初始长度,而原长与回复长度之差率,为弹性回复率,一般为95%或以上。
(8) 比重:氨纶比重为1.10。
(9) 公定回潮率:一般为1.3(ASTM)。
(10) 软化温度:一般为190摄氏度/390华氏度。
(11) 溶化温度:一般为250摄氏度/437华氏度。

氨纶 - 贮存方法


Spandex要保存在温湿均恒的环境内,温度摄氏18-20度之间,温度愈低,贮存期相对可较长,相对湿度为60%-70%,不宜放于日光曝晒之地方,不宜与二氧化硫,氮氧化物等化工产品一起存放,引致其分解。
贮存期限:底于20D(3个月),30D(4个月),40D-70D(6个月),100D-280D(9个月),
粗于420D(12个月),Spandex愈粗,贮存期愈长。
Spandex在织布时,从恒温仓库到车间,至少提前16小时将纸箱打开,放在织布车间回潮,以减少织布时断纱现象。

氨纶 - 测试方法


沸水收缩测试

(1)取四个氨纶样品,去除表面层,然后分别取长10cm 三个段落并且用色笔标识距离。
(2)将样品放入沸水中(100℃), 10分钟时间, 然后取出在条件室温下挂干,5分钟以后量度其收缩后的长度。
(3)根据沸水前、沸水后的差异,计算其沸水收缩率,标准率为10 -15%。
沸水收缩率(%)= (10cm - 测试长度) /10×100%
结论:沸水收缩率超过(10- 15%),表明氨纶的稳定性差。
氨纶弹力测试

(1)取四个氨纶样品,去除表面层,然后分别取长10cm三个段落,并且用色笔标识距离。
(2)将样品的头尾接合, 放在单纱强力机上测试, 以50cm/分钟速度拉伸。
(3)首先将样品分别伸长100%、150%、200%、250%、300%拉伸3次,
然后第4次才计算其拉伸应力(cn)及弹性回复率。
弹性回复率%= (10cm - 测试长度) / 10 X 100%
结论:不同的产品对氨纶的弹性要求不同,某些产品对氨纶要求低伸长、高弹力或高伸长、低弹力或低伸长、低弹力或高伸长、高弹力, 因此不同的布种要选择不同适合的氨纶。标准率与其它牌子以300%之数据比较,确保企业用之氨纶质量一致。

氨纶 - 功能类别


每个牌子之常规spandex,有不同之伸度及强力,只需按照最终产品之要求,再选用适合之spandex,便能生产出合用之弹性面料。除常规之spandex外,各牌子均开发出一些特殊功能之spandex产品,令用家更多选择,更适合最终产品之要求。例如:(1)
特殊弹性舒适功能:首推DUPONT生产之LYCAR-SOFT,其特性为织物在穿着时,不会有紧窄的感觉,而DUPONT亦对于LYCRA-SOFT织物有严格要求,合格才发予挂牌,一般先将织物在INSTRON拉伸机上,作拉伸及回复率测试,合格标准为:
(a)经编织物:MINIMUM 70% WORK RECOVERY SLOPE OF 5.0
OR LESS
(b)纬编织物:MINIMUM 70% WORK RECOVERY SLOPE OF
10.0 OR LESS
而旭化成之ROICA HS系,亦有接近之功能。
(2)特殊抗氯功能:如旭化成之ROICA-SP,DUPONT之T-162,TOYOBO之ESPA
T- 365,NISSHINBO之MOBILON-K,HYOSUNG之CREORA
C-200等。
(3)特殊耐高温功能:适用于化纤类,如DUPONT之T-169,TOYOBO之ESPA
T-765,NISSHINBO之MOBILON-P,HYOSUNG之CREORA C-300等。
(4)特殊低温功能:适用于对手材料不耐高温,如羊毛尼龙,或色织布怕高温变色或漂白变黄等布类,如TOYOBO之ESPA-M,NISSHINBO之MOBILON-R,FUJIBO之U型等。
(5)特殊吸湿及透湿功能:如旭化成之RIOCA-BZ,FUJIBO之EM型等。
(6)耐久耐磨性功能:如TOYOBO之ESPA T-70,FUJIBO之E型等。
(7)其它特种功能:如FUJIBO之KA及UA型之抗菌防臭,EF型远红外线等等。

氨纶 - 应用


氨纶可用于为满足舒适性要求需要可以拉伸的服装。如:
专业运动服、健身服及锻炼用服装、潜水衣、游泳衣、比赛用泳衣、篮球服、胸罩和吊带、滑雪裤、迪斯科、牛仔裤、休闲裤、袜子类、护腿、尿布、紧身裤、带子、内衣、连体衣、氨纶贴身衣、男性芭蕾舞演员用的绑带、外科手术用防护衣、后勤部队用防护衣、骑单车用短袖、摔跤背心、划船用套装、内衣、表演服装、定性服装等。如:乳罩、家饰、微珠枕头。
氨纶用在一般衣服上的比率较小。在北美,用在男性衣服上很少,用在女性衣服上较多。因为女性的衣服都要求比较贴身。在使用时都会大量加入其他纤维如棉、聚酯混纺,以将光泽降低到最小程度。

相关文献

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扩展阅读:
1中国氨纶市场竞争调研与盈利空间评估报告(2013-2017)

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