氨纶
基本介绍
氨纶（spandex）氨纶是聚氨基甲酸酯纤维的简称，是一种合成纤维，组成物质含有85％以上组分的聚氨基甲酸酯。商品名称有莱克拉（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。目前全球氨纶总产能约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。
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。
Spandex（氨纶） 弹性纤维使用手册
[第一章]
Spandex弹性纤维简介
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。
Spandex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.RUBBERCO.)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。
Spandex生产方法
Spandex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：
(一) 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。
(二) 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
(三) 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。
(四) 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。
Spandex的形态
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 = 棉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%
Spandex物性
Spandex一般由多根长丝组成，一般为10D/根，现时已有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，干法纺丝之生产溶液DMAC对人体之肝脏有害，一般10D/根内含控制0.5mg/kg，如15D/根则含0.7mg/kg，超过标准。生产Spandex时，对于打卷张力，筒上支数，断裂强度，断裂伸度，成形度，油附著量，弹性回复率等等，都要特别注意，此等问题直接影响编织，尤以针织生产单面布更加要留意。(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：一般为摄氏190度/华氏390度。
(11) 溶化温度：一般为摄氏250度/华氏437度。
Spandex贮存及使用标准方法
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。
(G) Spandex 之简单测试方法：
1、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。
2、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，碓保企业用之氨纶质量一致。
Spandex各种功能类别
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，近期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。
氨纶的应用
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，如：乳罩 家饰，如：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。
