Hvað er spandex garn?

Á sviði teygjanlegra vefnaðarvara stendur spandexgarn sem umbreytandi nýjung sem hefur endurskilgreint þægindi, sveigjanleika og frammistöðu í ótal vörum. Allt frá -smíðandi leggings íþróttamanna til stuðnings mittisbanda hversdagslegs denims, einstakur hæfileiki spandexgarns til að teygja sig og jafna sig hefur gert það að ómissandi þætti í nútíma textílframleiðslu. En hvað er eiginlega spandexgarn og hvað aðgreinir það frá öðrum teygjanlegum efnum?

 

1. Skilgreining og kjarnaeiginleikar spandexgarns

Spandex garn, einnig þekkt undir vörumerkinu Lycra® (skráð vörumerki Invista), er tilbúið teygjanlegt trefjar sem flokkast semsundrað pólýúretanfjölliða. Samkvæmt skilgreiningu er það langur, samfelldur þráður (eða safn þráða) sem sýnir einstaka teygjanleika og endurheimt-tveir eiginleikar sem aðgreina það frá hefðbundnu ó-teygjanlegu garni eins og bómull eða pólýester.

Alþjóðlega staðlastofnunin (ISO) skilgreinir spandex sem trefjar sem geta teygt sig að minnsta kosti500% af upprunalegri lengdog jafna sig að innan10% af upphaflegri stærðeftir að teygjukrafturinn er fjarlægður. Þessi ótrúlega mýkt er óviðjafnanleg af flestum náttúrulegum eða tilbúnum trefjum, sem gerir spandexgarn að gulls ígildi fyrir notkun þar sem sveigjanleiki og lögunarviðhald eru mikilvæg.

Ólíkt náttúrulegum teygjanlegum efnum eins og gúmmíi er spandexgarn létt, mjúkt viðkomu og ónæmt fyrir mörgum umhverfisþáttum (td sólarljósi, kemískum efnum og hita), sem eykur notagildi þess í fjölbreyttum atvinnugreinum. Það er venjulega notað í blöndur með öðrum trefjum (td bómull, pólýester eða nylon) til að auka teygjanleika efna en varðveita æskilega eiginleika grunntrefjanna -eins og öndun, endingu eða ljóma.

 

2. Efnasamsetning

Einstök teygja og endurheimt spandexgarns stafar af einstakri efnafræðilegri uppbyggingu þess. Spandex er samsett úrsundrað pólýúretanfjölliður, sem samanstanda af tveimur aðskildum gerðum sameindahluta:mjúkir hlutarogharðir hlutar. Þessi tvíþætta-hluta uppbygging er lykillinn að teygjanlegri hegðun hennar.

2.1 Mjúkir hlutar: Gerir teygju kleift

Mjúkir hlutar eru um það bil 70-90% af spandex fjölliða keðjunni. Þetta eru langar, sveigjanlegar keðjur sem unnar eru úrpólýeter díóleðapólýester díól-lífræn efnasambönd með endurteknar einingar sem mynda lausa, spólulaga-byggingu. Þessar vafningar virka eins og örsmáar gormar: þegar krafti er beitt (td þegar dúkur er dreginn) vinda þær sig upp og leyfa garninu að teygjast verulega.

Til dæmis eru mjúkir hlutir sem byggjast á pólýeter- mjög sveigjanlegir og þola vatnsrof (niðurbrot með vatni), sem gerir þá tilvalið fyrir spandex sem notað er í sundföt eða virk föt sem komast í snertingu við raka. Pólýester-mjúkir hlutir, hins vegar, bjóða upp á betri hitaþol og eru oft notaðir í spandex fyrir flíkur sem krefjast vinnslu við háan-hita (td litun eða strauja).

2.2 Harðir hlutar: Akstursbati

Harðir hlutar mynda 10-30% af fjölliðakeðjunni og eru fengnir úrdíísósýanöt(td metýlendífenýldíísósýanat, MDI) ogkeðjuframlengingar(td etýlen díamín). Þessir hlutar eru stuttir, stífir og mjög skautaðir, sem þýðir að þeir mynda sterk millisameindatengi (td vetnistengi) við aðliggjandi fjölliðakeðjur.

Þegar teygjukrafturinn er fjarlægður, virka þessi sterku tengsl á milli harðra hluta sem „sameindafestingar“ og draga mjúku hlutana aftur í spóluðu ástandi. Þetta ferli gerir spandexgarni kleift að endurheimta upprunalega lengd og lögun-jafnvel eftir endurteknar teygjulotur. Án hörðu hlutanna myndu mjúku hlutarnir vera teygðir, sem leiðir til varanlegrar aflögunar (eins og brotinn gormur).

2.3 Kross-tenging: Auka endingu

Í framleiðsluferlinu myndast fleiri efnahvörfkross-tenglarmilli aðliggjandi fjölliða keðja. Þessir þvertengingar eru samgild tengi sem styrkja uppbyggingu spandexgarnsins, bæta togstyrk þess, slitþol og skriðþol (hæg aflögun við stöðugt álag). Þéttleika kross-hlekkja er hægt að stilla til að sérsníða eiginleika garnsins: meiri þver-þéttleiki skilar sér í meiri styrk en örlítið minni teygju, en minni þéttleiki eykur teygjanleika en getur dregið úr endingu.

 

3. Framleiðsluferli á Spandex garni

Framleiðsla á spandexgarni er flókið,-margþrepa ferli sem felur í sér fjölliðumyndun, spuna, teikningu og frágang. Hvert skref er vandlega stjórnað til að tryggja að endanlegt garn uppfylli æskilega teygjanlega og vélræna eiginleika. Tvær algengustu framleiðsluaðferðirnar eruþurrt snúningsferli(notað í yfir 90% af alþjóðlegri spandexframleiðslu) ogblautt snúningsferli(notað fyrir sérhæft-afkastamikið spandex).

3.1 Dry Spinning: Ráðandi aðferðin

Þurrspinning er mest notaða tæknin vegna þess að hún er skilvirk, -hagkvæm og hentug til að framleiða spandexgarn af mismunandi þykktum. Ferlið samanstendur af sex lykilstigum:

3.1.1 Fjölliðamyndun

Í fyrsta lagi er skiptu pólýúretanfjölliðan framleidd í hvarfíláti. Þetta felur í sér þrjú megin skref:

Forfjölliða myndun: Pólýeter eða pólýesterdíól er hvarfað með díísósýanati til að mynda „forfjölliðu“-langa-keðjusameind með hvarfgjarna endahópa.

Keðjuframlenging: Forfjölliðunni er blandað saman við keðjulengingarefni (td etýlendiamín) í leysi (venjulega dímetýlformamíð, DMF, eða dímetýlasetamíð, DMAc). Þetta hvarf lengir fjölliða keðjurnar, eykur mólþunga þeirra og mýkt.

Undirbúningur lausnar: Fjölliðan sem myndast er leyst upp í leysinum til að mynda seigfljótandi "snúningsdóp" með fastefnisinnihald 25-40%. Seigja dópsins er mikilvægt: of þykkt og það er ekki hægt að pressa það út; of þunnt og þráðarnir sem myndast verða veikir.

3.1.2 Útpressun (snúningur)

Snúningsdópinu er dælt í gegnum asnúningur-málmplata með hundruðum eða þúsundum örsmáum holum (venjulega 0,05-0,15 mm í þvermál). Fjöldi og stærð holanna ákvarðar fjölda þráða í garninu og afneitun þess (td spuna með 100 holum framleiðir 100 þráða garn).

Þegar dópið fer út úr spuna, fer það inn í asnúningsbað(einnig kallaður "þurrkunarturn") fylltur með heitu lofti (100-150 gráður). Heita loftið gufar upp leysinum úr dópinu, sem veldur því að fjölliðan storknar í samfellda þræði. Leysirinn er endurheimtur úr loftinu með þéttingarkerfi og endurunninn til að draga úr sóun og kostnaði.

3.1.3 Teikning (stefna)

Storknu þræðirnar eru síðan látnar fara í gegnum röð upphitaðra rúlla (dragrúllur) í ferli sem kallastteikningu. Rúllurnar snúast með auknum hraða og teygja þræðina í 3-5 sinnum upphaflega lengd þeirra. Þessi teygja stillir fjölliðakeðjunum eftir endilöngu þræðinum, sem:

Eykur mýkt og endurheimt garnsins (með því að skipuleggja mjúku og hörðu hlutana).

Eykur togstyrk (með því að draga úr göllum í fjölliða uppbyggingu).

Minnkar þvermál þráðanna, fínpússar áferð garnsins.

Nákvæmlega er stjórnað á dráttarhlutfallinu: hærra dráttarhlutfall leiðir til sterkara, teygjanlegra garn, en lægra hlutfall framleiðir mýkra og sveigjanlegra garn.

3.1.4 Hitastilling

Eftir teikningu eru þræðir látnir fara í gegnum ahita-ofninn(150-200 gráður) til að koma á stöðugleika í uppbyggingu þeirra. Hitastillingin „læsir“ samræmdu fjölliðakeðjurnar, sem kemur í veg fyrir að garnið minnki eða missi mýkt við síðari vinnslu (td litun eða fataframleiðslu). Það bætir einnig viðnám garnsins gegn hita og efnum.

3.1.5 Vinda

Hita-þráðarnir eru síðan spólaðir á stórar spólur eða keilur í ferli sem kallastvinda. Vafningsvélin stjórnar spennu garnsins til að tryggja samræmda spólu, sem kemur í veg fyrir flækju og tryggir samkvæmni við framleiðslu á efni. Spólunum er síðan pakkað og sent til vefnaðarverksmiðja til að vefa eða prjóna.

3.2 Blautsnúningur: Fyrir sérhæfða notkun

Blautsnúningur er notaður til að framleiða-afkastamikið spandexgarn með einstakan styrk eða efnaþol (td fyrir iðnaðartextíl eða læknisfræðileg notkun). Ólíkt þurrsnúningi, sem notar heitt loft til að fjarlægja leysiefnið, notar blautsnúningur afljótandi storknunarbað(td vatn eða leysiefni eins og metanól) til að storkna þráðunum.

Í blautum snúningi:

Snúningsdópið er pressað í storkubað þar sem leysirinn dreifist út úr dópinu og fjölliðan fellur út í þráða.

Þráðirnir eru dregnir í storkubaðið (í stað þess að vera á upphituðum rúllum) til að samræma fjölliðakeðjurnar.

Þráðarnir eru þvegnir til að fjarlægja leifar af leysi, þurrkaðir, hita-stilltir og spólaðir á spólur.

Blautt-spunnið spandex hefur jafnari uppbyggingu og meiri togstyrk en þurrt-spunnið spandex, en það er dýrara og hægara í framleiðslu. Fyrir vikið er það venjulega notað í sessforritum þar sem frammistöðu er forgangsraðað umfram kostnað.

 

4. Helstu eiginleikar Spandex garns

Vinsældir Spandex garns stafa af einstakri samsetningu þess af vélrænum, efnafræðilegum og eðlisfræðilegum eiginleikum, sem gera það hentugt fyrir margs konar notkun. Hér að neðan eru mikilvægustu eiginleikar þess:

4.1 Óvenjulegur teygjanleiki og endurheimt

Eins og fyrr segir getur spandexgarn teygt sig til500-800% af upprunalegri lengd-mun meira en nokkur önnur algeng teygjanleg trefjar (td náttúrulegt gúmmí teygir sig upp í 800%, en það skortir endingu spandex). Eftir teygjur jafnar það sig að innan95-98% af upprunalegri lengd-sem þýðir að 100 cm spandexgarn sem er strekkt í 600 cm (500% lenging) mun fara aftur í 102-105 cm eftir að krafturinn er fjarlægður. Þessi næstum fullkomni bati tryggir að flíkur úr spandex halda lögun sinni jafnvel eftir endurtekna notkun og þvott.

4.2 Létt og mjúk áferð

Spandex garn er afar létt, með þéttleika sem er um það bil 1,2 g/cm³-léttara en bómull (1,5 g/cm³) eða pólýester (1,4 g/cm³). Þessi léttleiki gerir hann tilvalinn fyrir flíkur sem krefjast þæginda án fyrirferðar (td nærföt, íþróttaföt eða sokkabuxur). Það hefur líka slétta, mjúka áferð sem líður blíðlega gegn húðinni, ólíkt náttúrulegu gúmmíi, sem getur verið stíft eða klístrað.

4.3 Hár togstyrkur og slitþol

Þrátt fyrir mýkt hefur spandexgarn glæsilegan togstyrk (krafturinn sem þarf til að brjóta garnið). Það hefur venjulega þrautseigju af0,5-1,0 grömm á hvern denier (g/d)-ekki eins sterkt og pólýester (4,0-5,0 g/d) en nægir fyrir flest fatnað. Þegar það er blandað saman við sterkari trefjar (td nylon eða pólýester) erfir efnið sem myndast styrk grunntrefjanna á sama tíma og spandexið heldur mýkt.

Spandex hefur einnig góða slitþol (þol gegn sliti frá núningi), þökk sé krosstengdri fjölliða uppbyggingu þess. Þetta gerir það hentugt fyrir mikið-klæðnað eins og sokka, leggings eða vinnufatnað, sem verða fyrir endurteknum nuddum við yfirborð.

4.4 Viðnám gegn hita, efnum og sólarljósi

Spandex garn er ónæmt fyrir fjölmörgum umhverfisþáttum, sem lengir endingu flíka sem gerðar eru með því:

Hitaþol: Það þolir hitastig allt að130-150 gráður(fer eftir gerð) án þess að bráðna eða missa mýkt. Þetta gerir það kleift að lita eða strauja það með venjulegum textílferlum (þó hátt hitastig yfir 180 gráður geti valdið niðurbroti).

Efnaþol: Það er ónæmt fyrir flestum þvottaefnum, olíum og lífrænum leysum-sem gerir það hentugt fyrir sundföt (þolið klór) og íþróttafatnað (þolir svita og þvottaefni). Það er hins vegar næmt fyrir sterkum sýrum eða basum, sem geta brotið niður pólýúretan uppbyggingu.

UV viðnám: Það hefur í meðallagi viðnám gegn útfjólublári (UV) geislun frá sólarljósi. Þó að langvarandi útsetning fyrir útfjólubláu ljósi geti valdið hægfara niðurbroti (litun eða tap á teygjanleika), getur blanda spandex með UV-þolnum trefjum (td pólýester) eða að bæta útfjólubláu stöðugleika við fjölliðuna dregið úr þessu vandamáli.

4.5 Öndun og rakavæðing

Hreint spandexgarn er ekki mjög andar, en þegar það er blandað saman við öndunartrefjar eins og bómull, hör eða pólýester, heldur það öndun grunntrefjanna. Sumt nútíma spandex garn er einnig hannað með örrásum eða gljúpum byggingum til að auka rakavörn (getan til að draga svita frá húðinni), sem gerir það tilvalið fyrir virkan fatnað.

 

5. Flokkun spandexgarns eftir uppbyggingu og notkun

Spandex garn er fáanlegt í nokkrum burðarformum, hvert um sig hannað fyrir sérstaka notkun. Algengustu flokkanir eru byggðar áþráðafjöldi, neitar, ogþekjugerð(ber, ein-húðuð eða tvöföld-húðuð).

5.1 Eftir þráðafjölda

Spandex garn er samsett úr mörgum samfelldum þráðum og fjöldi þráða (þráðafjöldi) hefur áhrif á áferð þess, styrk og sveigjanleika:

Einþráður spandex: Einn, þykkur þráður (sjaldan notaður einn, þar sem hann er stífur).

Multifilament Spandex: 10-1000 þræðir snúnir saman. Flest spandexgarn eru margþráðar, þar sem 20-50 þræðir eru algengir fyrir fatnað. Hærri þráðafjöldi leiðir til mýkra, sveigjanlegra garn (td 50 þráða spandex er mýkri en 10 þráða spandex), á meðan lægri fjöldi framleiðir sterkara og endingarbetra garn.

5.2 Eftir afneitun (þykkt)

Denier (d) er mælieining sem lýsir þykkt garns: því hærra sem denier er, því þykkara er garnið. Spandex garn á bilinu í denier frá10d (of-fínt)til1000d (þung-skylda), þar sem algengar neitar fyrir fatnað eru 20d, 40d og 70d:

Ofur-fínt spandex (10d-30d): Notað í léttum, gegnsærum efnum eins og sokkabuxum, undirfötum eða léttum stuttermabolum. Hann er mjúkur og sést varla, sem gerir hann tilvalinn fyrir flíkur þar sem mýkt ætti að vera ósýnilegt.

Medium Spandex (40d-100d): Notað í hversdagsfatnað eins og gallabuxur, kjóla eða íþróttafatnað. Það kemur jafnvægi á mýkt og endingu, veitir nægilega teygju fyrir þægindi án þess að vera of þykkt.

Heavy-Spandex (100d+): Notað í iðnaðar vefnaðarvöru, læknisfræðileg sárabindi eða þungur-virkur fatnaður (td lyftingar leggings). Það hefur mikinn styrk og mýkt, sem gerir það hentugur fyrir forrit sem krefjast endurtekinna teygja undir miklu álagi.

5.3 Eftir þekjugerð

Flest spandexgarn eru "hjúpuð" öðrum trefjum (td pólýester eða nylon) til að auka endingu þeirra, áferð eða litunarhæfni. Helstu þekjugerðirnar þrjár eru:

5.3.1 Berið spandexgarn

Bare spandex garn er hreint spandex án ytri hlífðar. Hann hefur mesta mýkt (500-800% lengingu) en er viðkvæmt fyrir núningi og festingu. Það er sjaldan notað eitt og sér; í staðinn er því blandað saman við aðrar trefjar við vefnað eða prjón (td í teygjanlegu denimi, þar sem því er blandað saman við bómullargarn). Bare spandex er einnig notað í læknisfræðilega vefnaðarvöru (td þrýstibindi) þar sem hámarks mýkt er krafist.

5.3.2 Einfalt-húðað spandexgarn (SCY)

Einstaklings-húðað spandexgarn samanstendur af berum spandexkjarna sem er vafinn með einu lagi af ó-teygjuþráðum (td pólýester eða nylon) með því að nota þekjuvél. Þekjuþráðurinn er snúinn utan um spandexkjarna með 500-1500 snúningum á metra (TPM).

Helstu eiginleikar:

Mýkri og endingarbetri en ber spandex.

Miðlungs mýkt (400-600% lenging).

Lægri kostnaður en tvöfaldur-hjúpaður spandex.

Umsóknir: Frjálslegur fatnaður (td-skyrtur, joggingbuxur), sokkabuxur (td sokkar) og heimilisvörur (td teygjuföt).

5.3.3 Tvöfalt-húðað spandexgarn (DCY)

Tvöfalt-húðað spandexgarn er með berum spandexkjarna vafið tveimur lögum af ó-teygjuþráðum: fyrsta lagið er snúið í eina átt (td réttsælis) og annað lagið er snúið í gagnstæða átt (rangsælis). Þessi „mót-snúningur“ eykur stöðugleika garnsins, endingu og mótstöðu gegn festingu.

Helstu eiginleikar:

Mesta ending og stöðugleiki meðal þakinn spandex garn.

Slétt áferð og stöðug mýkt (300-500% lenging).

Þolir slit og pillun.

Umsóknir: Hár-fatnaður (td íþróttafatnaður, leggings, brjóstahaldara), sokkabuxur (td sokkabuxur) og innilegur fatnaður (td formfatnaður).