폴리우렌탄섬유

스판텍스섬유 ; Polyurethane Segment가 최소한 85% 포함되는 합성고분자

(1) 서론

1. 1) 개발:1958년 미국 듀퐁사에서 스판덱스(spandex) 개발
2. 2) 정의:우레탄 결합을 갖는 분자사슬이 섬유를 구성하는 화학구조의 85% 이상 을 점유하는 탄성섬유라 하며 유럽에서는 엘라스탄(elastane)이라 부른다
3. 3) 구조:2차 전이온도가 실온 이하인 굴곡성이 풍부한 소프트 세그멘트와 강한 분자력간에 의해 결정 구조를 갖는 하드 세그멘트로 이루어진 블록공중합체이다
4. 4) 한국의 제조업체:태광산업,동국합섬,제일합섬,동양나이론 등
5. 5) 화학 조성에 따라 우레탄 결합을 함유하는 것과 요소결합을 함유하는 것으로 구분된다

(2) 제조공정 1) 중합체의 제조

1. ① 프리고분자(prepolymer)반응:폴리올(polyol)과 디이소시아네이트(diisocyanate)를 반응시켜 초기 중합반응체를 제조
2. ② 사슬연장 반응:저분자량의 활성수소를 갖는 화합물을 반응시켜 중합도를 높히는 반응으로, 프리고분자가 디아민과 반응시는 요소결합이 형성되고,디올과 결합시는 우레탄결합이 형성된다

2) 방사공정

1. ① 건식방사 : 필라멘트의 단면 형상은 용제의 급속한 제거에 의해 표면 부위가 함몰되어 아령형으로 되며 용제의 증발이 완만할수록 원형에 가깝다
2. ② 습식방사 : 필라멘트의 단면 형상은 불규칙한 형태이며 표면도 거친 상태이다.

(3) 섬유의 구조 및 성질 - 물리적 특성

1. ① 현미경에 의한 외관 : 비교적 균일한 외관
2. ② 섬유장 : 필라멘트나 스테이플 섬유
3. ③ 색 : 白色이나 白色에 가까운 色相
4. ④ 광택 : Dull, Luster
5. ⑤ 강력 : 다른 合成纖維에 비해 낮음.
6. ⑥ 탄성 : 우수함.
7. ⑦ 탄성회복성 : 극히 우수함.
8. ⑧ 흡습성 : 매우 낮으며 1%(21℃ 65% RH)이하이다. 물에는 거의 영향을 받지 않음.
9. 　⑨ 내열성 : 品種에 따라 큰 차이가 있고 120℃에서 손상을 받는다. 149℃에서 黃變이 일어나며 分解 된다. 다림질 溫度는 120℃를 초과해서는 안됨.
10. ⑩ 가연성 : 쉽게 연소 됨
11. ⑪ 도전성 : 낮음.
12. ⑫ 비중 : 낮음(1.21∼1.35)

섬유의 구조 및 성질

항 목		폴리우레탄 탄성섬유	천연고무
데니어		460	490
밀도		1.15	1.10
수분(%)		0.8	0.6
강도		0.94	0.26
신도		580	530
탄성회복률(%)	50% 신장	100	100
	200% 신장	95	99
	400% 신장	90	98

- 화학적 특성

1. ① 산에 대한 作用 : 24시간 이상 노출하지 않는 한 대부분의 酸에 강하다.
2. ② 알칼리에 대한 作用 : 대부분의 알카리에 强하며 뜨거운 알칼리 溶液에 손상 받음.
3. ③ 유기용제에 대한 作用 : dry 洗劑에 강함.
4. ④ 표백제에 대한 作用 : Sodium Hypochlorite(CINaO, 염소표백)에 의해 分解 될 수 있다. 염소표백제를 사용하면 안됨.
5. ⑤ 곰팡이에 대한 作用 : 저항성이 있음.
6. ⑥ 蟲에 대한 作用 : 저항성이 있음.
7. ⑦ 일광, 대기에 대한 作用 : 저항성이 있음.
8. ⑧ 염색 : 대부분의 染料가 이용되며 특히, 酸性染料, 分散染料가 좋음.

(4) 폴리우레탄 탄성섬유의 용도

폴리우레탄 탄성섬유의 용도

용 도	형태	탄성사 함유률(%)	가 공 사 종 류	섬 도(d)
란제리	환편	5∼12	베어사,커버사,코어 방적사	20∼420
	경편	"	베어사,커버사	20∼70
거들	경편	10∼40	베어사,커버사	20∼810
수영복	경편	10∼30	베어사	20∼70
	환편	6∼12	베어사,커버사	40∼140
양말	환편	10∼20	베어사,커버사	20∼490
스타킹	환편	10∼60	베어사,커버사,코어 방적사	20∼480
테이프	제직	10∼50	베어사,커버사	140∼5,200
아웃 웨어	제직	2∼10	커버사	40∼140

(5) 가공기술 1) 커버사(coved yarn) 가공사

1. ① 커버링기를 이용
2. ② 심사(芯絲):탄성섬유 사용
3. ③ 피복사(被覆絲):나일론,폴리에스테르,아크릴,면,양모 등 사용

2) 코어 방적사(core-spun yarn) 가공사

1. ① 정방기를 이용하여 단섬유를 방적
2. ② 심사:탄성섬유를 1.5∼3배 연신하여 사용
3. ③ 피복사:나일론,폴리에스테르,아크릴,면,양모 등의 단섬유가 사용

3) 경편,환편:탄성섬유는 베어사(bare yarn) 또는 가공사 형태로 사용 4) 염색가공

1. ① 염색:나일론 염색에 사용되는 산성염료,합금속염료에 염착
2. ② 분산염료,반응성염료에 염색이 가능하나 진한 염색시 습윤견뢰도가 낮음
3. ③ 조건:염색온도:100℃ 이하,열고정 온도:건열 190℃ 이하,습윤 130℃ 이하