Kas ir elastīgā dzija?

Plašajā tekstilmateriālu ainavā elastīgā dzija izceļas kā būtiska sastāvdaļa, kas ir mainījusi neskaitāmu tekstilizstrādājumu funkcionalitāti un komfortu. No mūsu iecienītāko džinsu elastīgajām jostasvietām līdz pieguļošiem sporta apģērba audumiem, elastīgajai dzijai ir neaizstājama loma tekstilizstrādājumu veiktspējas un lietošanas pieredzes uzlabošanā. Bet kas īsti ir elastīgā dzija, un kas padara to par tik būtisku mūsdienu tekstilrūpniecības sastāvdaļu?

 

1. Elastīgās dzijas definīcija

Elastīgā dzija, kas pazīstama arī kā elastīga dzija, attiecas uz dzijas veidu, kam piemīt spēja ievērojami izstiepties pie pieliktā spēka un atgriezties sākotnējā garumā vai formā, kad spēks tiek noņemts. Šī unikālā elastīgā īpašība to atšķir no parastajiem pavedieniem, kuriem parasti ir ierobežotas stiepšanās un atgūšanas iespējas. Elastīgās dzijas elastība ir atvasināta no tās molekulārās struktūras, ražošanā izmantotajiem materiāliem vai īpašām ražošanas laikā izmantotajām apstrādes metodēm.

Atšķirībā no stingrām dzijām, kas saglabā relatīvi fiksētu garumu, elastīgā dzija var izstiepties par 50% līdz pat 1000% no sākotnējā garuma atkarībā no veida un dizaina. Turklāt tam ir lieliska atveseļošanās, kas nozīmē, ka tas var atgriezties sākotnējā formā bez paliekošas deformācijas pat pēc atkārtotiem stiepšanās cikliem. Šī augstās stiepjamības un labas atgūstamības kombinācija padara elastīgo dziju ideāli piemērotu lietojumiem, kur būtiska ir elastība, komforts un formas saglabāšana.

 

2. Elastīgo dziju klasifikācija

Elastīgo dziju var iedalīt vairākās kategorijās, pamatojoties uz dažādiem kritērijiem, piemēram, izmantotajām izejvielām, dzijas struktūru un ražošanas metodi. Katrai kategorijai ir atšķirīgas īpašības, kas padara to piemērotu īpašiem lietojumiem.

2.1. Klasifikācija pēc izejvielām

Izejvielu izvēle būtiski ietekmē elastīgās dzijas elastības īpašības, izturību un izmaksas. Galvenie elastīgās dzijas veidi, kuru pamatā ir izejvielas, ir šādi:

2.1.1. Dabīga elastīga dzija

Dabiskā elastīgā dzija ir iegūta no dabīgiem avotiem, piemēram, gumijas kokiem. Visizplatītākais veids ir dabiskā kaučuka dzija, kas ir izgatavota no lateksa, kas iegūts no gumijas kokiem. Dabiskā kaučuka dzijai ir lieliska elastība, stiepes attiecība līdz 800%, un laba elastība. Tas ir arī bioloģiski noārdāms, padarot to par videi draudzīgu iespēju. Tomēr dabiskā kaučuka dzijai ir daži ierobežojumi, piemēram, slikta izturība pret eļļu, ķīmiskām vielām un augstām temperatūrām. Tas ir arī pakļauts novecošanai un degradācijai, ja tiek pakļauts saules gaismas un skābekļa iedarbībai.

2.1.2. Sintētiskā elastīgā dzija

Sintētiskā elastīgā dzija ir izgatavota no mākslīgiem polimēriem, kas tiek sintezēti ķīmiskās reakcijās. Tā kā ir pieejams plašs sintētisko polimēru klāsts, sintētisko elastīgo dziju var pielāgot īpašām veiktspējas prasībām, piemēram, augsta elastība, laba ķīmiskā izturība un termiskā stabilitāte. Visbiežāk izmantotie sintētiskie elastīgie pavedieni ir spandekss, elastīgā poliestera dzija un poliamīda elastīgā dzija.

spandekss: Pazīstams arī kā Lycra (Invista zīmols), spandekss ir viens no visplašāk izmantotajiem sintētiskajiem elastīgajiem pavedieniem. Tā ir segmentēta poliuretāna šķiedra, kas sastāv no mīkstiem segmentiem (poliētera vai poliestera) un cietajiem segmentiem (uretāna grupām). Mīkstie segmenti nodrošina dzijai augstu stiepjamību, savukārt cietie segmenti darbojas kā šķērssavienojuma punkti, nodrošinot labu atjaunošanos. Spandeksam ir izcila stiepšanās attiecība no 500% līdz 800%, un pēc izstiepšanas tas var atgūties līdz 10% no sākotnējā garuma. Tam ir arī laba izturība pret ķimikālijām, eļļām un saules gaismu, un tā ir izturīga pret novecošanos. Spandekss ir viegls, mīksts un ērti valkājams, padarot to piemērotu plašam lietojumu klāstam, tostarp apģērbam, sporta apģērbam un medicīniskiem tekstilizstrādājumiem.

Poliestera elastīga dzija: Poliestera elastīgā dzija tiek izgatavota, sajaucot poliestera šķiedras ar elastīgām sastāvdaļām, piemēram, spandeksu. Tas apvieno izcilo poliestera izturību, izturību pret grumbām un ķīmisko izturību ar spandeksa elastību. Poliestera elastīgajai dzijai ir mērena stiepšanās attiecība, kas parasti svārstās no 100% līdz 300%, un laba atveseļošanās. Tas ir arī izturīgs pret izbalēšanu un saraušanos, padarot to ideāli piemērots āra apģērbam, peldkostīmiem un mājas tekstilizstrādājumiem.

Elastīga poliamīda dzija: Pazīstama arī kā neilona elastīgā dzija, poliamīda elastīgo dziju izgatavo, sajaucot poliamīda šķiedras ar spandeksu vai citiem elastīgiem materiāliem. Poliamīdam ir laba izturība, nodilumizturība un mitrumu izvadošas īpašības, un, apvienojot to ar elastīgām sastāvdaļām, tas veido dziju, kas ir gan staipīga, gan izturīga. Poliamīda elastīgās dzijas stiepes attiecība ir aptuveni 150% līdz 400% un lieliska atjaunošanās. To parasti izmanto zeķēs, apakšveļā un sporta apģērbā, kur svarīga ir gan elastība, gan izturība.

2.2. Klasifikācija pēc dzijas struktūras

Pamatojoties uz struktūru, elastīgo dziju var iedalīt elastīgajā dzijā ar serdi, elastīgajā dzijā ar pārklājumu un tukšajā elastīgajā dzijā.

2.2.1. Elastīgā dzija ar serdi

Elastīgajai dzijai ar serdi, kas pazīstama arī kā serdes dzija, ir divslāņu struktūra: centrālā elastīgā serde un ārējais pārklājošais slānis no neelastīgām šķiedrām, piemēram, kokvilnas, poliestera vai poliamīda. Elastīgā serde nodrošina dzijas stiepjamību, savukārt ārējais slānis uzlabo dzijas izskatu, rokturi un izturību. Ārējo pārklājošo slāni var vērpt, izmantojot dažādas vērpšanas metodes, piemēram, vērpšanu ar gredzenu, rotora vērpšanu vai vērpšanu ar gaisa strūklu, kas ietekmē dzijas īpašības. Elastīgajai dzijai ar kodolu ir laba elastība un atjaunošanās, un ārējais slānis padara to saderīgu ar dažādiem krāsošanas un apdares procesiem. To plaši izmanto džinsā, ikdienas apģērbā un darba apģērbā, kur ir vēlama stiepšanās un dabīga auduma sajūta.

2.2.2. Pārklāta elastīga dzija

Pārklātā elastīgā dzija ir līdzīga elastīgajai dzijai, kas vērpta ar serdi, taču tai ir atšķirīga struktūra. Tas sastāv no elastīgas serdes (parasti spandeksa), kas ir pārklāts ar vienu vai vairākiem neelastīgu pavedienu slāņiem, piemēram, poliesteru vai poliamīdu, izmantojot pārklājuma mašīnu. Pārklāšanas process var būt vienpārklājums (viens pārklājuma dzijas slānis) vai divkāršs (divas pārklājošās dzijas kārtas, savīti pretējos virzienos). Elastīgajai dzijai ar dubultu pārklājumu ir labāka stabilitāte, elastība un izturība pret aizķeršanos nekā dzijai ar vienu pārklājumu. Pārklātai elastīgajai dzijai ir gluda virsma un laba elastība, tāpēc tā ir piemērota trikotāžas izstrādājumiem, apakšveļai un sporta apģērbam.

2.2.3. Tīra elastīga dzija

Bare elastīgā dzija ir elastīga dzija bez ārējā pārklājuma slāņa. Tā ir tīra elastīga šķiedra, piemēram, spandeksa pavediens. Elastīgajai dzijai ir visaugstākā elastība starp visiem elastīgās dzijas veidiem, ar stiepes koeficientu līdz 800%. Tomēr tai ir daži trūkumi, piemēram, slikta nodilumizturība un tendence apstrādes laikā pielipt citām šķiedrām. Elastīguma nodrošināšanai aušanas vai adīšanas procesos parasti izmanto neapstrādātu elastīgo dziju kombinācijā ar citām dzijām. To parasti izmanto elastīgos audumos sporta apģērbam un peldkostīmiem, kur nepieciešama augsta elastība.

 

3. Elastīgās dzijas ražošanas procesi

Elastīgās dzijas ražošanas process atšķiras atkarībā no dzijas veida un izmantotajām izejvielām. Šeit mēs koncentrēsimies uz visizplatītāko elastīgās dzijas veidu ražošanas procesiem: spandeksa dziju, elastīgo dziju ar serdi un pārklātu elastīgo dziju.

3.1. Espandeksa dzijas ražošanas process

Elastāna dzijas ražošana ietver vairākus galvenos posmus, tostarp polimēru sintēzi, vērpšanu, vilkšanu un uztīšanu.

3.1.1. Polimēru sintēze

Pirmais solis spandeksa ražošanā ir poliuretāna polimēra sintēze. Šis process ietver diizocianāta (piemēram, metilēndifenildiizocianāta, MDI) reakciju ar diolu (piemēram, poliētera diolu vai poliestera diolu), veidojot prepolimēru. Pēc tam prepolimēru reaģē ar ķēdes pagarinātāju (piemēram, etilēndiamīnu), veidojot poliuretāna polimēru ar lielu molekulmasu. Izmantotā diizocianāta, diola un ķēdes pagarinātāja veids un attiecība nosaka galīgās spandeksa dzijas īpašības, piemēram, elastību, izturību un ķīmisko izturību.

3.1.2. Vērpšana

Pēc polimēra sintezēšanas to izšķīdina šķīdinātājā (piemēram, dimetilformamīdā, DMF), veidojot vērpšanas šķīdumu. Pēc tam vērpšanas šķīdumu izspiež caur vērptuvi (metāla plāksni ar daudziem maziem caurumiem) koagulācijas vannā. Koagulācijas vannā ir nešķīdinātājs (piemēram, ūdens), kas izraisa polimēra nogulsnēšanos un pavedienu veidošanos. Kvēldiegu diametru nosaka vērpēja caurumu lielums un ekstrūzijas ātrums.

3.1.3. Zīmējums

Pēc tam koagulācijas vannā izveidotie pavedieni tiek izvilkti, lai izlīdzinātu polimēra molekulas un uzlabotu dzijas elastību un izturību. Zīmēšana parasti tiek veikta vairākos posmos, izmantojot apsildāmus veltņus, lai izstieptu pavedienus. Vilkšanas pakāpe (vilces koeficients) ietekmē spandeksa dzijas īpašības: lielāka stiepes pakāpe nodrošina lielāku elastību un izturību, bet mazāku pagarinājumu.

3.1.4. Tinums

Pēc vilkšanas spandeksa pavedieni tiek uztīti uz spolēm vai konusiem uzglabāšanai un turpmākai apstrādei. Uztīšanas process ir rūpīgi jākontrolē, lai nodrošinātu vienmērīgu spriegojumu un novērstu kvēldiegu sapīšanu.

3.2. Elastīgās dzijas ražošanas process ar serdi

Ar serdi vērptas elastīgās dzijas ražošana ietver elastīgas serdes (parasti spandeksa) kombināciju ar neelastīgu šķiedru ārējo pārklājuma slāni. Visizplatītākā elastīgās dzijas ar serdi vērpta izgatavošanas metode ir vērpšana ar gredzenu.

3.2.1. Materiālu sagatavošana

Pirmkārt, elastīgo serdi (spandeksa pavedienu) attin no spoles un ievada vērpšanas rāmī. Neelastīgās šķiedras (piemēram, kokvilna, poliesters vai poliamīds) tiek kārstas, stieptas un šķiedrētas, lai izveidotu šķiedru, kas ir noteikta biezuma nepārtraukta šķiedru virkne.

3.2.2. Gredzenu vērpšana

Rovings tiek ievadīts gredzenveida vērpšanas rāmī, kur tas tiek ievilkts (izstiepts), lai samazinātu tā biezumu. Tajā pašā laikā spandeksa kvēldiegs tiek ievadīts ievilktā rovinga centrā. Pēc tam ievilktā rovinga un spandeksa pavediena kombinācija tiek savīta, lai izveidotu elastīgo dziju, kas vērpta ar serdi. Vīšanas līmenis ietekmē dzijas īpašības: augstāks vijuma līmenis nodrošina labāku dzijas izturību un stabilitāti, bet var samazināt elastību.

3.2.3. Uztīšana un apdare

Pēc vērpšanas elastīgā dzija tiek uztīta uz spolēm. Tai var veikt arī papildu apdares procesus, piemēram, izmēru noteikšanu (lai uzlabotu aušanas veiktspēju) vai karstuma iestatīšanu (lai stabilizētu dzijas struktūru un elastību).

3.3. Pārklātas elastīgās dzijas ražošanas process

Pārklātas elastīgās dzijas ražošana ietver elastīgās serdes (spandeksa) pārklāšanu ar vienu vai vairākiem neelastīgu dziju slāņiem, izmantojot pārklāšanas mašīnu.

3.3.1. Materiālu sagatavošana

Elastīgo serdi (spandeksa pavedienu) atrit no spoles un ievada pārklāšanas mašīnā. Neelastīgās pārklājošās dzijas (piemēram, poliestera vai poliamīda pavedieni) arī tiek izritinātas no spolēm un ievadītas mašīnā.

3.3.2. Pārklājuma process

Pārklājuma mašīnai ir rotējoša vārpsta, kas notur spandeksa serdi. Vārpstai griežoties, neelastīgās pārklājošās dzijas tiek savītas ap spandeksa serdi. Elastīgajai dzijai ar vienu pārklājumu vienu pārklājošās dzijas slāni savīti ap serdi. Elastīgajai dzijai ar dubultu pārklājumu ap serdi pretējos virzienos savītas divas pārklājošās dzijas kārtas. Vītumu blīvums (pagriezienu skaits uz garuma vienību) ietekmē dzijas īpašības: lielāks vijuma blīvums nodrošina labāku pārklājumu, stabilitāti un izturību pret aizķeršanos.

3.3.3. Tinums

Pēc pārklāšanas pārklātā elastīgā dzija tiek uztīta uz spolēm uzglabāšanai un tālākai apstrādei.

 

4. Galvenie elastīgās dzijas veiktspējas rādītāji

Lai novērtētu elastīgās dzijas kvalitāti un piemērotību dažādiem pielietojumiem, tiek izmantoti vairāki galvenie darbības rādītāji. Šie rādītāji ietver elastību, atjaunošanos, izturību, pagarinājumu lūzuma brīdī, nodilumizturību, ķīmisko izturību un termisko stabilitāti.

4.1 Elastība

Elastība attiecas uz dzijas spēju stiepties pie pieliktā spēka. To parasti izsaka kā stiepes attiecību, kas ir izstieptā garuma attiecība pret sākotnējo garumu. Piemēram, spandeksa dzija, kuras stiepes koeficients ir 600%, var izstiepties līdz 6 reizes lielākam par sākotnējo garumu. Elastīgās dzijas elastību nosaka tās molekulārā struktūra, izmantoto izejvielu veids un ražošanas process. Augsta elastība ir būtiska tādiem lietojumiem kā sporta apģērbs un apakšveļa, kur audumam ir jāizstiepjas līdz ar ķermeņa kustībām.

4.2. Atgūšana

Atgūšana attiecas uz dzijas spēju atgriezties sākotnējā garumā vai formā pēc pieliktā spēka noņemšanas. To parasti izsaka kā atkopšanas koeficientu, kas ir atgūtā garuma attiecība pret sākotnējo garumu. Labs atgūšanas koeficients (parasti virs 90%) nodrošina, ka tekstilizstrādājums saglabā savu formu un piemērotību pat pēc atkārtotas stiepšanas. Atgūšanu ietekmē tie paši faktori, kas elastību: molekulārā struktūra, izejvielas un ražošanas process. Piemēram, spandeksa dzijai ir lieliska atjaunošanās, jo tās poliuretāna struktūrā ir cietie segmenti, kas darbojas kā šķērssavienojuma punkti, lai atjaunotu dzijas sākotnējo formu.

4.3. Spēks

Izturība ir dzijas spēja izturēt stiepes spēku, nelūstot. To parasti izsaka kā stiprību, kas ir pārrāvuma izturība uz lineārā blīvuma vienību (piemēram, grami uz denjē). Elastīgās dzijas izturība ir svarīga, lai nodrošinātu tekstilizstrādājuma izturību. Piemēram, trikotāžas izstrādājumos elastīga dzija ar augstu izturību var izturēt berzi un spriedzi valkāšanas un mazgāšanas laikā. Elastīgās dzijas stiprums ir atkarīgs no izejmateriālu veida (sintētiskie elastīgie pavedieni parasti ir stiprāki nekā dabiskie elastīgie pavedieni) un ražošanas procesa (zīmēšana var uzlabot dzijas izturību, izlīdzinot polimēra molekulas).

4.4. Pagarinājums pārrāvuma vietā

Pārraušanas pagarinājums ir procentuālais dzijas garuma pieaugums, kad tā pārtrūkst stiepes spēka ietekmē. Tas ir saistīts ar dzijas elastību, bet ir maksimālais stiepums, ko dzija var izturēt pirms pārtrūkšanas. Liels pārrāvuma pagarinājums ir vēlams lietojumos, kur audums var tikt pakļauts ārkārtējai stiepšanai, piemēram, medicīniskos pārsējus vai elastīgos audumos, kas paredzēti lielai noslodzei. Elastīgās dzijas pagarinājums pārrāvuma brīdī atšķiras atkarībā no veida: spandeksa dzijai ir augsts pārrāvuma pagarinājums (500% līdz 800%), savukārt poliestera elastīgajai dzijai ir mazāks pārrāvuma pagarinājums (100% līdz 300%).

4.5. Nodilumizturība

Nodilumizturība ir dzijas spēja izturēt nodilumu, ko izraisa berze. Tas ir svarīgs elastīgās dzijas veiktspējas rādītājs, ko izmanto, piemēram, zeķēs, cimdos un sporta apģērbā, kas lietošanas laikā tiek pakļauti biežai berzei. Elastīgās dzijas nodilumizturība ir atkarīga no izejmateriālu veida (poliamīda elastīgajai dzijai ir laba nodilumizturība, pateicoties poliamīdam raksturīgajām īpašībām) un dzijas struktūras (pārklātai elastīgajai dzijai ir labāka nodilumizturība nekā tukšai elastīgajai dzijai, jo ārējais pārklājošais slānis aizsargā elastīgo serdi).

4.6 Ķīmiskā izturība

Ķīmiskā izturība attiecas uz dzijas spēju pretoties degradācijai, ja tā tiek pakļauta ķīmiskām vielām, piemēram, mazgāšanas līdzekļiem, eļļām un šķīdinātājiem. Tas ir svarīgi elastīgai dzijai, ko izmanto medicīniskajos tekstilizstrādājumos (kas var nonākt saskarē ar dezinfekcijas līdzekļiem) un rūpnieciskajiem tekstilizstrādājumiem (kas var būt pakļauti eļļām un ķīmiskām vielām). Sintētiskajiem elastīgajiem pavedieniem, piemēram, spandeksa un poliestera elastīgajiem pavedieniem, ir laba ķīmiskā izturība salīdzinājumā ar dabīgajiem elastīgajiem pavedieniem. Piemēram, spandekss ir izturīgs pret lielāko daļu mazgāšanas līdzekļu, eļļu un organisko šķīdinātāju, tāpēc tas ir piemērots lietošanai peldkostīmos (kas ir pakļautas hlora iedarbībai peldbaseinos) un sporta apģērbā (kas tiek bieži mazgāti ar mazgāšanas līdzekļiem).

4.7. Termiskā stabilitāte

Termiskā stabilitāte ir dzijas spēja saglabāt savas īpašības (piemēram, elastību un izturību) augstā temperatūrā. Tas ir svarīgi elastīgai dzijai, ko izmanto lietojumos, kur tekstilizstrādājums apstrādes (piemēram, krāsošanas un apdares) vai lietošanas laikā (piemēram, rūpnieciskajās krāsnīs) var tikt pakļauts augstām temperatūrām. Elastīgās dzijas termiskā stabilitāte ir atkarīga no izejmateriālu veida: elastīgajai poliestera dzijai ir laba termiskā stabilitāte (var izturēt temperatūru līdz 150 grādiem), salīdzinot ar spandeksu (kam ir zemāka termiskā stabilitāte, maksimālā temperatūras izturība ir aptuveni 130 grādi).