紡織詞典——氨綸
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，幹法紡絲之生產溶液DMAC對人體之肝髒有害，一般10D/根內含操縱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，彈性回複率等等，都要非常注意，此等問題直接影響編織，尤以針織物生產單麵布更加要留意。
基本介紹
氨綸（spandex）是聚氨基甲酸酯纖維的簡稱，是一種彈性纖維。 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，但隨張力的消逝能迅速恢複到初始狀態，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，通過和硬鏈段連接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；聚醚類彈性纖維防黴性，抗清洗劑較好。 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材料，經過化學方法整理製造出來的纖維，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，有滌綸（即滌綸），聚酰胺纖維（錦綸6，錦綸66等），聚丙烯腈纖維（聚丙烯腈纖維），聚乙烯醇縮甲醛纖維（維綸），聚丙烯纖維（丙綸），PVC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。目前全球氨綸總產能約60萬噸，而韓國曉星公司的氨綸產能接近12萬噸，成為全球。中國家氨綸企業是煙台氨綸廠，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和含有羥基的聚醚鏈段鑲嵌共聚物（簡稱聚醚型氨綸）。氨綸纖維和彈力聚烯烴纖維和彈力層壓纖維統稱彈力纖維。 物理特性 具有高斷裂伸長(400%以上)、低模量和高彈性回複率的合成纖維。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）和高彈性回複率（200%伸長，95%～99%）。除強度較大外，其他物理機械性能和天然乳膠絲非常相似。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後整理劑，也適用於氨綸的上色和後整理。氨綸耐汗、耐海水並耐各種幹洗劑和大多數防曬油。長期暴露在日完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肯定的交聯形成肯定的網狀結構，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，分子鏈不會無限製地伸長，造成高的回彈性。氡綸長絲的橫截麵大部分為狗骨形（dog-bone-shaped）也有一些長絲表麵完滑或呈鋸齒狀。斷裂強度在全部麵料纖維中是低的，隻有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%（複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，可以加溫幹擾和濕洗。上色性能較優，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，耐大多數的酸堿、化學藥劑、有機溶劑、幹洗劑和漂白劑，以及耐日曬和風雪，但不耐氧化物，易使纖維變黃和強力降低。 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和外觀，以天然纖維組成的外纖維吸濕性好；二是隻用1-10%的氨綸長絲就可生產出優質的彈力紗；三是彈性百分率操縱範圍從10%到20%，能根據產品的用途，選擇不同的彈性值。易於紡製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、休閑服、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占的比例也越來越大。也有用氨綸裸體絲和氨綸和其它纖維合並加撚而成的加撚絲，主要用於各種經編、緯編織物，機織物和彈性布等。 進展情況 自從1958年DUPONT把Spandex引入商業用途，並注冊商標為(LYCRA)，市場音譯為[萊卡]，很多人已把"萊卡"作為Spandex之名稱。其後世界各地均有生產，如美國橡膠公司(U.S.RUBBER CO.)之"VYRENE"，日本東洋紡(TOYOBO)之"ESPA"(氨絲霸)，德國拜耳公司(BAYER,A.G.,W.GERMANY)之"DORLASTAN"，英國COURTAULDS,U.K.之"SPANZELLE"，(B.F.GOODRICH CHEMICALCO.,LTD)之"ESTANE"，日本富士紡之"FUJIBO" (富士寶)，DUPONT和日本東麗合作之"TORAY-DUPONT"，美國(GLOBE MANUFACTURINGCO.)之 "CLEARSPAN"和"GLOSPAN"，韓國泰完(TAE-KWANG)之"ACELAN"，東國合纖(TONGKOOK)之"TEXLON"，HYOSUNG曉星之"TOPLON"及"CREORA"更是全世界大。日本旭化成之 "ROICA"(羅依可)，其後旭化成更於1999年初和台灣台塑集團合作開辦"FORMOSA ASAHI"公司，簡稱"FAS"，日本日清紡之"MOBILON" (莫比龍)亦在台灣增加生產線生產(TOWNSPAN)東華絲，而台灣自行投資有薛恒興之"SHEIFLEX"(雪霏絲)，而中國大陸亦有煙台之"紐士達"，及連雲港之"奧神"均以"TOYOBO"東洋紡之設備及技術生產，而廣東鶴山氨綸廠亦於1996年投產，福建長樂、南通海門、山東淄博亦開始生產氨綸，中國DUPONT在上海和華源合作生產，而浙江華峰之"千禧"牌氨綸亦於2000年投產。其它DUPONT亦和其它廠合作(但DUPONT不參和生產事宜)以"ELASPAN"(伊邦)牌銷售。全球各地均投資或增擴氨綸之產量，令彈性纖維市場一片暢旺。 生產方法 綜述 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，當年DUPONT 先采納幹法紡絲生產，時至今日，生產方法亦大致有四種： 幹法紡絲 (DRYSPINNING)：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) ----幹燥箱(100℃熱風吹過，使溶液揮發)----紡絲----卷繞成型 紡絲速度：由200～800M/分鍾 紡絲溫度：為200～230℃ 纖維纖度：22.2～1244dtex 采納：DUPONT、拜耳、東洋紡 特性：過程汙染大，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----幹燥----脫水----進入螺杆壓機製成溶體----噴絲板擠出----通過冷箱冷卻----卷繞成型。 紡絲速度：由600～1600M/分鍾 紡絲溫度：為160～220℃ 纖維纖度：9～1100dtex 采納：鍾紡、拜耳、日清紡 特性：流程短、成本低、汙染小 濕紡紡絲 (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(過濾)----從噴絲板進入溫水(90℃以下)----再生槽凝固浴----脫去溶劑----絲條清洗----幹燥----卷繞成型。 紡絲速度：由50～150M/分鍾 紡絲溫度：為90℃以下溫水 纖維纖度：44～440dtex 采納：日本富士紡 特性：此法生產過程汙染大、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/分鍾 纖維纖度：44～80dtex 采納：美國環球 特性：此法生產過程汙染大、成本高。 形態 Spandex生產上亦有分不同亮完度形態，通常有：(以DUPONT為例) 透明(CLEAR-LUSTER)：表麵纖維較平滑，故反完成透明，摩擦率低，條幹均勻度較差，上色亦較差，適宜和短纖類材料生產，經織物采納多。 白根(DULL-LUSTER)：即本白，表麵纖維較凹凸不平，摩擦麵大，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，遊泳衣用多， 因有抗氯功能。 啞色(MATT-LUSTER)：界乎本白和半透明之間，為啞白色，適宜針織物采納。 Spandex各種用途不同，有各種產品形態，主要分為三種：裸紗、包芯紗、包覆或合撚紗。 每種不同組合對應不同用途。 裸紗(bareyarn)： 為100%氨綸紗，裸紗一般不直接用於織物上，大多和對手材料共同生產，並需采納非常裝置生產。針織物品常用，如泳衣、休閑服等，一般以22-78Dtex為主。 包芯紗(corespunyarn) 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，其伸縮率被抑製在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、晴等等。被廣泛使用在織物，針織物品，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% 包覆或合撚紗：尼龍、滌綸等長纖維、織造彈性織物時，大都用包覆紗合撚紗為裸紗跟和對手紗合撚而成，通常為了提高氨綸的被包覆程度同對手紗兩根或三根合撚亦可，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。 一般包覆及合撚紗之支數混用率(%)： 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% 非常對物纖維混用率(%) 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(PACKAGEDRAFT%)：彈性纖維之上卷張力非常重要，其張力由內至外要保持平均，如張力不平均，直接影響編織布麵效果，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(DTEXONCHEESE)：筒上支數是受打卷張力所操縱，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(BreAKINGTENACITY)：通常每種不同牌子或不同係列之氨綸，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，一般觀看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(BreAKINGELONGATION)：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)彈性回複率：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，當釋放後回複到初始長度，而原長和回複長度之差率，為彈性回複率，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 Spandex要保存在溫濕均恒的環境內，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%，不宜放於日完曝曬之地方，不宜和二氧化硫，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。 Spandex在織布時，從恒溫倉庫到車間，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,去除表麵層,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分鍾時間,然後取出在條件室溫下掛幹,5分鍾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,去除表麵層,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/分鍾速度拉伸。 (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)及彈性回複率。 彈性回複率%=(10cm-測試長度)/10X100% 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。標準率和其它牌子以300%之數據比較，確保企業用之氨綸質量一致。 功能類別 每個牌子之常規spandex，有不同之伸度及強力，隻需按照終產品之要求，再選用適合之spandex，便能生產出合用之彈性布料。除常規之spandex外，近期各牌子均開發出一些非常功能之spandex產品，令用家更多選擇，更適合終產品之要求。例如：(1) 非常彈性舒適功能：首推DUPONT生產之LYCAR-SOFT，其特性為織物在穿著時，不會有緊窄的感覺，而DUPONT亦對於LYCRA-SOFT織物有嚴格要求，合格才發予掛牌，一般先將織物在INSTRON拉伸機上，作拉伸及回複率測試，合格標準為： (a)經編織物：MINIMUM70%WORKRECOVERYSLOPEOF5.0 ORLESS (b)緯編織物：MINIMUM70%WORKRECOVERYSLOPEOF 10.0ORLESS 而旭化成之ROICAHS係，亦有接近之功能。 (2)非常抗氯功能：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)非常耐高溫功能：適用於化學纖維類，如DUPONT之T-169，TOYOBO之ESPA T-765，NISSHINBO之MOBILON-P，HYOSUNG之CREORAC-300等。 (4)非常低溫功能：適用於對手材料不耐高溫，如羊毛，尼龍，或色織布怕高溫變色或漂白變黃等布類，如TOYOBO之ESPA-M，NISSHINBO之MOBILON-R，FUJIBO之U型等。 (5)非常吸濕及透氣功能：如旭化成之RIOCA-BZ，FUJIBO之EM型等。 (6)耐久耐磨性功能：如TOYOBO之ESPAT-70，FUJIBO之E型等。 (7)其它特種功能：如FUJIBO之KA及UA型之抑菌防臭，EF型遠紅外線等等。 應用 氨綸可用於為滿足舒適性要求需要可以拉伸的工作裝。如： 專業休閑服、健身服及鍛煉用工作裝、潛水衣、遊泳衣、比賽用泳衣、籃球服、胸罩和吊帶、滑雪褲、迪斯科、牢固呢褲、休閑褲、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、騎單車用短袖、摔跤背心、劃船用套裝、內衣、表演工作裝、定性工作裝等。如：乳罩、家飾、微珠枕頭。 氨綸用在一般服裝上的比率較小。在北美，用在男性服裝上很少，用在女性服裝上較多。因為女性的服裝都要求比較貼身。在使用時都會大量加入其他纖維如棉、聚酯混紡化纖織物，以將完澤降低到小程度。
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