다양한 기능성 품종 중에서도 탄성섬유는 "일출산업"으로서 인체에 양호한 접촉감을 줄 수 있으며, 의복의 착용감과 푹신한 따뜻함에 대체 불가능한 역할을 하므로 중국은 물론 전 세계의 섬유산업에서 안정적인 위치를 차지하고 있으며, 섬유원단에 일정한 탄력성을 부여하는 것은 섬유산업의 피할 수 없는 발전 추세가 되었습니다.
1. 디엔 탄성섬유(고무사)
디엔 탄성 섬유는 일반적으로 고무 필라멘트 또는 탄성 필라멘트로 알려져 있으며, 신장률은 일반적으로 100%~300% 사이입니다. 주요 화학 성분은 황화물 폴리이소프렌으로, 고온 저항성, 산 및 알칼리 저항성, 내마모성과 같은 우수한 화학적 및 물리적 특성을 가지고 있으며 양말 및 리브 커프스와 같은 뜨개질 산업에 널리 사용됩니다. 고무사는 초기 탄성 섬유이며, 주로 거친 실로 만들어지기 때문에 직물에서의 사용 범위가 제한적입니다.
2. 폴리우레탄 섬유(스판덱스)
폴리우레탄 엘라스테인은 폴리우레탄을 주성분으로 하는 블록 공중합체로 만든 섬유를 말하며, 중국에서는 스판덱스라고 하며, 미국에서는 원래 상표명이 스판덱스였다가 나중에 이름을 라이크라 라이크라, 유럽에서는 엘라스테인, 일본에서는 네올론, 독일에서는 도로스탄으로 바꾸었습니다. 그 탄성은 분자 구조에서 나오는데, 이 분자 구조는 소위 "소프트"와 "하드" 세그먼트로 구성된 블록 공중합체 네트워크로 구성되어 있습니다. 블록 공중합체가 다르고 방사 공정이 다르기 때문에 이 섬유의 탄성과 염색 및 마무리 특성도 다른 "세그먼트" 네트워크 구조를 형성한 후에 다릅니다.
스판덱스 방적 방법에는 건식 방적, 습식 방적, 화학 반응 방적, 용융 방적이 있습니다. 건식 방적 기술은 현재 가장 일반적인 스판덱스 산업 생산 방법으로, 빠른 방적 속도(1000m/min), 작은 방적 덴터, 좋은 제품 품질, 작은 생산 작업장 면적 등의 장점이 있지만, 동시에 심각한 환경 오염과 높은 비용 등의 단점이 있습니다. 반면, 용매와 응고제를 사용하지 않고 폐수 및 폐액 처리 문제가 없는 용융 방적 기술은 생산 비용이 낮고 개발 잠재력이 크며 현재 연구의 핫스팟 중 하나입니다.
스판덱스는 가장 오래되고 널리 사용된 탄성섬유이며, 가장 성숙한 생산기술이다.
3. 폴리에테르 에스테르 엘라스테인
폴리에테르 에스테르 엘라스테인은 용융 방사를 통해 폴리에스테르와 폴리에테르 공중합체로 만든 엘라스테인 섬유로, 1990년 일본의 테이진 주식회사에서 처음 생산했습니다. 폴리에테르 에스테르 엘라스테인 섬유는 구조적으로 폴리우레탄 엘라스테인 섬유와 유사하며 "세그먼트" 구조적 특성도 있습니다. "소프트" 사슬 세그먼트는 주로 폴리에테르 세그먼트로, 유연성이 좋고 사슬이 길며 신장 및 변형이 쉽습니다. "하드" 세그먼트는 폴리에스테르 세그먼트로, 비교적 딱딱하고 결정화되기 쉽고 사슬이 짧아 섬유가 힘에 의해 변형될 때 노드 역할을 하며 탄성 회복 특성을 부여하고 섬유의 강도와 내열성을 결정합니다.
폴리에테르 에스테르 엘라스테인 섬유는 강도가 높을 뿐만 아니라 탄성도 좋으며, 50% 신장률에서 중강도 엘라스테인 섬유의 탄성은 스판덱스와 동등하며, 융점도 더 높고, PET 섬유와 블렌딩하여 120~130도에서 염색할 수 있으므로 폴리에스터 섬유도 탄성 섬유로 가공할 수 있습니다. 또한, 우수한 내광성, 염소 표백성, 내산 및 내알칼리성 등을 가지고 있어 일반 스판덱스보다 우수합니다. 내산 및 내알칼리성이 좋기 때문에 폴리에스터와 함께 구성된 직물도 알칼리 환원 가공하여 직물의 드레이프성을 향상시킬 수 있습니다.
이 섬유는 원료가 저렴하고 생산 및 가공이 용이하다는 장점이 있으며, 더욱 유망한 섬유 유형입니다.
4. 폴리올레핀 엘라스테인 섬유(DOW XLA 섬유)
폴리올레핀 엘라스테인 섬유는 용융 방사된 폴리올레핀 열가소성 엘라스토머로 만들어집니다. DOW Chemical이 2002년에 출시한 XLA는 메탈로센 촉매로 촉매화된 에틸렌-옥텐 공중합체(POE)를 용융 방사하여 생산한 최초의 상용 폴리올레핀 엘라스테인 섬유로, 현장 중합을 위한 것입니다. 탄성이 좋고, 파단 시 신장률이 500%이며, 220도의 고온 내성이 있으며, 염소 표백 및 강산 및 강알칼리 처리에 대한 내성이 있고, 자외선 분해에 대한 내성이 강합니다. 생산 공정이 간단하고, 원료 가격이 스판덱스보다 낮으며, 생산 공정이 거의 무공해이고 재활용이 쉽습니다.
폴리올레핀 엘라스테인 섬유는 뛰어난 특성으로 인해 최근 몇 년 동안 널리 사용되고 있습니다.
5. 복합탄성섬유(T400섬유)
CONTEX(ST 100 복합 엘라스테인, 시장에서는 T400 엘라스테인으로 통칭)는 DuPont Sorona를 주원료로 하고 일반 PET를 고급 복합 방사 공정을 거쳐 만든 새로운 2성분 복합 탄성 섬유입니다. 자연스러운 영구 나선형 크림프와 우수한 벌키성, 탄성, 탄성 회복률, 색상 견뢰도 및 특히 부드러운 촉감을 가지고 있어 단독으로 짜거나 면, 비스코스, 폴리에스터, 나일론 등과 섞어 짜서 다양한 스타일을 형성할 수 있습니다. 기존 스판덱스 원사는 염색하기 어렵고, 탄성이 지나치고, 직조가 복잡하고, 원단 크기가 불안정하고, 사용 중에 노화되기 쉬운 것과 같은 많은 문제를 해결할 뿐만 아니라 에어젯, 워터스프레이, 애로우 룸에서 직접 직조할 수 있으며 스판덱스와 같이 피복된 원사로 만든 후 기계에서 직조할 필요가 없어 원사 비용을 줄이고 제품의 품질 균일성을 향상시킵니다.
6. 경질탄성섬유
위에서 언급한 탄성 섬유는 연성 탄성 섬유로, 낮은 응력 하에서 더 큰 변형과 회복을 겪습니다. 열역학적 관점에서 탄성은 분자 사슬의 자유도(또는 혼돈) 즉 시스템의 엔트로피 변화에서 비롯되므로 위 섬유의 결정성은 낮습니다. 그러나 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE) 및 기타 섬유와 같이 특수 가공 조건에서 제조된 일부 섬유는 낮은 응력 하에서 변형되기 쉽지 않지만(더 높은 계수를 갖기 때문) 높은 응력 하에서 좋은 탄성을 가지며, 특히 낮은 온도에서 그렇습니다. 따라서 이러한 종류의 섬유를 경질 탄성 섬유라고 합니다.
경질 탄성 섬유의 변형 및 회복은 탄성 섬유의 변형 및 회복과 크게 다릅니다. 예를 들어, 경질 탄성 PP 섬유의 모듈러스 및 강도는 인장 회복 직후의 2차 신축보다 훨씬 낮지만 응력을 제거한 후 일정 시간 동안 두거나 온도를 높여 완전히 이완시킨 다음 2차 신축을 수행하면 변형 회복은 기본적으로 1차 곡선에 가깝습니다. 이는 경질 탄성 섬유가 신축 및 회복될 때 상기 연질 탄성 섬유의 응축 분자의 장쇄 세그먼트의 인장 및 수축 변형이 발생할 뿐만 아니라 신축 과정 중에 미세 다공성 구조에 약간의 변화가 발생하고 웨이퍼 네트워크 구조도 변하기 때문입니다. 이러한 구조적 변화가 점진적으로 회복된 후에야 원래 상태로 돌아갈 수 있으므로 더 높은 압력에서 변형되고 회복되는데, 이를 경질 탄성 섬유라고 합니다.
현재, 딱딱한 탄성섬유는 직물에 많이 사용되지 않지만, 딱딱한 탄성섬유의 탄성 특성이 부드러운 탄성섬유와 다르기 때문에, 몇 가지 특수한 직물이 개발될 수 있다.