基本介紹
物質概念
氨綸（spandex）
氨綸纖維是以聚氨基甲酸酯為主要成分的一種嵌段共聚物制成的纖維，簡稱氨綸，是一種彈性纖維。
基本特性
它具有高度彈性，能夠拉長6～7倍，但随張力的消失能迅速恢複到初始狀态，其分子結構為一個像鍊狀的、柔軟及可伸長性的聚氨基甲酸酯，通過與硬鍊段連接在一起而增強其特性。彈性纖維分為兩類：一類為聚酯鍊類；一為聚醚鍊類。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，并且更耐化學降解。氨綸的耐酸堿性、耐汗、耐海水性、耐幹洗性、耐磨性均較好。
品種分類
氨綸纖維共有兩個品種：
1、由芳香二異氰酸酯和含有羟基的聚酯鍊段的嵌段共聚物（簡稱聚酯型氨綸）；
2、由芳香二異氰酸酯與含有羟基的聚醚鍊段的嵌段共聚物（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。用于合成纖維和天然纖維的大多數染料和整理劑，也适用于氨綸的染色和整理。氨綸耐汗、耐海水并耐各種幹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，但退色程度随氨綸的類型而不同，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鍊是由低熔點、無定型的"軟"鍊段為母體和嵌在其中的高熔點、結晶的"硬"鍊段所組成。柔性鍊段分子鍊間以一定的交聯形成一定的網狀結構，由于分子鍊間相互作用力小，可以自由伸縮，造成大的伸長性能。剛性鍊段分子鍊結合力比較大，分子鍊不會無限制地伸長，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，隻有0.44～0.88CN/dtex（聚醚型的強度要高于聚酯型）。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℃範圍内短時間存放，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，可适應絕大多數品種的染料，并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，多數用于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；二是隻用1-10%的氨綸長絲就可生産出優質的彈力紗；三是彈性百分率控制範圍從10%到20%，能根據産品的用途，選擇不同的彈性值。易于紡制25～2500旦不同粗細的絲，因此廣泛被用來制作彈性編織物，如襪口 、家具罩、滑雪衣、運動服、醫療織物、帶類、軍需裝備、宇航服的彈性部分等。随着人們對織物提出新的要求，如重量輕、穿着舒适合身、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并加撚而成的加撚絲，主要用于各種經編、緯編織物，機織物和彈性布等。
發展曆史
發展曆程
1937年由德國拜爾（Bayer）公司首先開發成功；
1958年美國杜邦公司也研制出氨綸纖維，并實現了工業化生産；
20世紀60年代初發展較快，出現高潮；
70年代由于生産技術、成本核算及聚酰胺彈力絲的影響，發展較慢；
80年代，由于加工技術的進步，進入第二個高速發展期；
在中國的發展
1989年，我國在山東煙台建成第一個氨綸生産裝置；
90年代一批氨綸企業也先後投産；
2001年後中國企業全面進入，産能迅猛增加；
截至04年11月，我國氨綸産量已占世界産量的40%多。
生産方法
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，當年DUPONT最先采用幹法紡絲生産，時至今日，生産方法亦大緻有四種：
幹法紡絲
(DRY SPINNING)：溶液在熱氣流下，因溶劑揮發而固化成絲的方法。
生産流程：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/分鐘。
紡絲溫度：為200～230℃。
纖維纖度：22.2～1244dtex。
采用：DUPONT、拜耳、東洋紡。
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。
生産流程：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----進入螺杆壓機制成溶體----噴絲闆擠出----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。
采用：鐘紡、拜耳、日清紡。
特性：流程短、成本低、污染小。
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。
生産流程：原液----紡絲泵(過濾)----從噴絲闆進入溫水(90℃以下)----再生槽凝固浴----脫去溶劑----絲條洗滌----幹燥----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。
采用：日本富士紡。
特性：此法生産過程污染大、紡速慢、成本高。
化學反應法
高聚物制成溶液經擴鍊劑使其發生化學反應，而固化成絲的方法。
生産流程：溶液----經噴絲闆至凝固液----添加擴鍊劑(化學反應)----卷繞成形----硬化---處理成網狀纖維。
紡絲速度：由50～150M/分鐘。
纖維纖度：44～80dtex。
采用：美國環球。
特性：此法生産過程污染大、成本高。
氨綸形态
生産形态
Spandex生産上亦有分不同亮光度形态，通常有：(以DUPONT為例)
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，适宜與短纖類材料生産，經織物采用多。
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，适宜配長纖類生産，粗支根用，如胸圍品及輔料用多。
半透明(BRIGHT- LUSTER)：内加進钛白粉及防滑劑，對化學劑較強抵抗力，遊泳衣用多，因有抗氯功能。
啞色(MATT- LUSTER)：界乎本白與半透明之間，為啞白色，适宜針織采用。
産品形态
Spandex各種用途不同，有各種産品形态，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(bare yarn)：
為100%氨綸紗，裸紗一般不直接用于織物上，大多與對手材料共同生産，并需采用特殊裝置生産。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适當調整，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、晴等等。被廣泛使用在織物，針織品，繃帶、襪子、内衣、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與對手紗合撚而成，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，用于内衣，内衣輔料。
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%
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%
相關系數
(1) 打卷張力(PACKAGE DRAFT %)：彈性纖維之上卷張力十分重要，其張力由内至外要保持平均，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%.現今有些氨綸制造商認為，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，此點必需留意自己産品之要求情況選用。
(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) 油附着量：氨綸含油量最好為5%(+/-2%)，含油量多或時間愈長，外層油質向内層浸透，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，而原長與回複長度之差率，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内，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%，不宜放于日光曝曬之地方，不宜與二氧化硫，氮氧化物等化工産品一起存放，引緻其分解。
貯存期限：底于20D(3個月)，30D(4個月)，40D-70D(6個月)，100D-280D(9個月),粗于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小時将紙箱打開，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,然後分别取長10cm 三個段落并且用色筆标識距離。
(2)将樣品放入沸水中(100℃), 10分鐘時間, 然後取出在條件室溫下挂幹,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,标準率為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,然後分别取長10cm三個段落,并且用色筆标識距離。
(2)将樣品的頭尾接合, 放在單紗強力機上測試, 以50cm/分鐘速度拉伸。
(3)首先将樣品分别伸長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) / 10 X 100%
結論：不同的産品對氨綸的彈性要求不同,某些産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适合的氨綸。标準率與其它牌子以300%之數據比較，确保企業用之氨綸質量一緻。
功能類别
每個牌子之常規spandex，有不同之伸度及強力，隻需按照最終産品之要求，再選用适合之spandex，便能生産出合用之彈性面料。除常規之spandex外，各牌子均開發出一些特殊功能之spandex産品，令用家更多選擇，更适合最終産品之要求。
例如：
(1)特殊彈性舒适功能：首推DUPONT生産之LYCAR-SOFT，其特性為織物在穿着時，不會有緊窄的感覺，而DUPONT亦對于LYCRA-SOFT織物有嚴格要求，合格才發予挂牌，一般先将織物在INSTRON拉伸機上，作拉伸及回複率測試，合格标準為：
(a)經編織物：MINIMUM 70% WORK RECOVERY SLOPE OF 5.0 OR LESS
(b)緯編織物：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ESPAT- 365，NISSHINBO之MOBILON-K，HYOSUNGCREORAC-200等。
(3)特殊耐高溫功能：适用于化纖類，如DUPONT之T-169，TOYOBO之ESPAT-765，NISSHINBO之MOBILON-P，HYOSUNG之CREORA C-300等。
(4)特殊低溫功能：适用于對手材料不耐高溫，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)特殊吸濕及透濕功能：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)其它特種功能：如FUJIBO之KA及UA型之抗菌防臭，EF型遠紅外線等等。
氨綸應用
氨綸可用于為滿足舒适性要求需要可以拉伸的服裝。
如：專業運動服、健身服及鍛煉用服裝、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、牛仔褲、休閑褲、襪子類、護腿、尿布、緊身褲、帶子、内衣、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、内衣、表演服裝、定性服裝等。
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，以将光澤降低到最小程度。
