Elastická vlákna

Vzorec polyurethanu

Elastická vlákna jsou definována jako vlákna, která se dají natáhnout na nejméně trojnásobnou délku a po uvolnění tahu se vrátí na (téměř) původní rozměr.[1]

Polyuretanová vlákna 100 x zvětšená

Historie

Vznik elastického vlákna se zakládá na vynálezu polyadice diisokyanátu německých chemiků Bayera a Rinkeho z roku 1937. Průmyslová výroba elastanu začala v roce 1959 pod značkou Lycra™ (v USA se ustálilo označení spandex[2]). Asi ve stejné době vznikly značky Vyrene™ (US Robber Co.) a Dorlastan™ (Bayer AG).

Celosvětová produkce se zvýšila z 90x103 tun v roce 1995 na cca 1,24x106 tun v roce 2022.[3]. Na celkové sumě se podílely čínské firmy s více než 80 %, největší výrobce byla jihokrejská firma Hyosung se značkou Creora™. Průměrná cena za příze 40 dtex se pohybovala mezi 4 a 8 €/kg.[4]

Výroba vlákna

Zvlákňovací roztok

Naprostá většina elastických vláken se vyrábí z kopolymeru s hlavní složkou polyuretan.

Vedle toho se ve světě používá ke zvlákňování s určitými výhodami několik druhů sloučenin. Známé jsou zejména:

Tvorba polyuretanového roztoku

Polyadicí diisokyanátu se tvoří vysoce molekulární řetězec ze střídavě (dlouhého)„měkkého“ a (krátkého) „tvrdého“ segmentu s vynikající pohyblivostí, která umožňuje roztažnost polyuretanového vlákna na několik set procent. Polymer se tvoří ve dvou fázích. V první fázi vzniká tzv. prepolymer, který se ve druhé fázi rozpouští v arotické polárním rozpouštědle.[4]

Zvlákňování

Asi 80 % elastanů se vyrábí suchým zvlákňováním (mimo toho se používá také mokré, reaktivní a tavné zvlákňování).

Výrobní postup suchého zvlákňování elastanu: Roztok dimethylformamidu nebo dimethylacetamidu » zvlákňovací tryska » odpařovací roura » spojení 4 nebo více vláken do multifilamentu nepravým zákrutem (současná emulse 2-6 % parafinu nebo silikonu) » navíjení (200-1000 m/min).[4]

Vlastnosti elastických vláken

Elastanový filament

Polyuretanový elastan musí obsahovat nejméně 85 % segmentovaného polyuretanu. Vlákno se vyrábí jen ve formě filamentu v jemnostech 1-5000 tex. Hustota 1,15-1,35 g/cm3, navlhavost 0,5-1,5 %, tažná pevnost 5-12 cN/tex, roztažnost 400–700 %, teplota tání 230–260 °C. Vlákna jsou odolná proti zředěným kyselinám i alkáliím a snadno se barví nebo i bělí.[7][8]

Druhy a způsoby zpracování elastické příze

Elastany se zpracovávají nejčastěji ve formě jádrové příze, tj. 5–7 % váhového množství elastického filamentu (s tloušťkou až pod 40 tex) opředeného bavlnou, viskózou nebo polyamidem. Příze se obvykle fixuje pařením (30min. při 110 °C).[9]

  • Tkaniny se vyrábí s obsahem elastických přízí maximálně do 10 %. Elastomery se zanáší do tkaniny napnuté až k mezi roztažnosti, po zatkání se sráží a fixují zpravidla pařením tkaniny.
  • Osnovní pleteniny mohou mít 20–40 % váhového podílu elastických vláken (tyl, šarmé,[10] powernet)
Baletka v overalu z elastanu

Použití elastických textilií

Reference

  1. Elastomeric Fibres [online]. Textile School, 2017 [cit. 2017-09-02]. Dostupné online. (anglicky) 
  2. What is the history and origin of spandex? [online]. Yarnsand Fibers, 2020-10-08 [cit. 2024-07-28]. Dostupné online. (anglicky) 
  3. Production of elastane fibers [online]. statista, 2024 [cit. 2024-07-26]. Dostupné online. (anglicky) 
  4. a b c  Veit: Fibers, Springer Nature 2022, ISBN 978-3-031-15309-9, str. 749-759
  5. 6 commonly used elastic fibers [online]. Hangzhou K&M Textile, 2022-05-09 [cit. 2024-07-28]. Dostupné online. (anglicky) 
  6. Is spandex the only elastic? [online]. Linkedln, 2020-12-22 [cit. 2024-07-28]. Dostupné online. (anglicky) 
  7. Polyurethane Fibres [online]. My Textile Notes, 2009-06-18 [cit. 2017-09-02]. Dostupné online. (anglicky) 
  8. Pospíšil a kol.: Příručka textilního odborníka, SNTL Praha 1981, str. 203–206
  9. a b Cook: Handbook of Textile Fibres,Elsevier 1984, ISBN 9781845693169, str. 610–628
  10. Šarmé [online]. Tetilní zkušební ústav, 2006-2008 [cit. 2017-09-02]. Dostupné v archivu pořízeném dne 2013-03-18. 
  11. Holthaus: Maschen Lexikon, Deutscher Fachverlag Frankfurt/Main 2007, ISBN 978-3871509803, str. 69 a 292
  12. Elastic Band Braiding Machine [online]. Alibaba, 1999-2017 [cit. 2017-09-02]. Dostupné online. (anglicky) 
  13. Elastic-Nähfaden [online]. StoffAgenten, 2017 [cit. 2017-09-02]. Dostupné v archivu pořízeném dne 2017-09-06. (německy) 

Literatura

  • Gries: Elastische Textilien, Deutscher Fachverlag Frankfurt/Main 2005, ISBN 3-87150-852-7, 300 stran
  • Loy: Chemiefasern für technische Textilprodukte, Deutscher Fachverlag 2008, ISBN 978-3-86641-197-5, str. 61–65
  • Koslowski: Chemiefaser-Lexikon:Begriffe-Zahlen-Handelsnamen, Deutscher Fachverlag 2008, ISBN 3871508764, str. 71–73
  • Schenek: Lexikon Garne und Zwirne, Deutscher Fachverlag 2005, ISBN 3871508101, str. 129–130

Související články

Externí odkazy

Média použitá na této stránce

En pointe.jpg
Autor: Olivier T from Rennes, France, Licence: CC BY-SA 2.0
En pointe
Spandex fiber.jpg
Autor: Luigi Chiesa, Licence: CC BY 3.0
Spandex fiber
PU synthesis.png
Autor: unknown, Licence: CC BY-SA 3.0
Polyurethane Fibers (micro photo).jpg
Autor: Photon 400 750, Licence: CC BY-SA 4.0
Polyurethane Fibers Optical microscopy Polarized Light Magnification 100x