Elastan

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Elastan (EL), auch Elasthan geschrieben, (in den USA und Asien spandex fiber) ist eine äußerst dehnbare Chemiefaser mit hoher Elastizität, die als Filamentgarne (meist als multifil, Garnfeinheit 11-2 600 dtex) ersponnen und zu textilen Produkten verarbeitet werden.[1] Das zugrundeliegende Blockcopolymer hat einen Massenanteil von mindestens 85 % Polyurethan. Selbst bei einer Dehnung auf das Dreifache ihrer Ausgangslänge geht die Faser nach einer Rücknahme der Belastung wieder nahezu auf die Ausgangslänge zurück.[2] Sie ähnelt Gummi, hat aber eine höhere Festigkeit und ist haltbarer.

Die ersten Fasern aus Elastan kamen 1959 als Fibre K auf den Markt, nachdem Joseph Shivers beim amerikanischen Chemiekonzern DuPont ein Verfahren zur großtechnischen Herstellung entwickelte. Es war verklebtes Multifilamentgarn aus Polyurethan. Ab 1962 wurde Fibre K in großen Mengen unter der Marke Lycra vertrieben, die in Deutschland seit dem 28. Januar 2005 vom Unternehmen Invista gehalten wird.[3] Zwei Jahre später begann die Bayer AG mit der Herstellung von Dorlastan,[4] einem Multifilamentgarn aus Polyesterurethan. Weitere Marken sind creora (Hyosung),[5] Linel (Fillattice)[6] und Elaspan (Invista).

Herstellung und Aufbau[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Das gebräuchlichste Herstellungsverfahren für Elastanfilamente ist mehrstufig. Zuerst werden einfache lineare Polyurethane nach dem Diisocyanat-Polyadditionsverfahren gebildet. Für die Faserherstellung ist dabei die Herstellung eines Polyurethan aus Butylenglycol und Hexamethylendiisocyanat gut geeignet.[7] Zur Bildung des elastomeren Polyurethan-Blockcopolymers, eines segmentierten Polyurethans, werden bei der Polyadditionsreaktion ein Großteil des Glycols durch langkettige Dihydroxyverbindungen (Makrodiole) auf Polyether- oder auch Polyesterbasis mit endständigen OH-Gruppen ersetzt. Die Makrodiole ergeben eine amorphe Struktur (die Weichsegmente) und sind sehr beweglich bei Belastung und damit Ursache für die sehr hohe Dehnung von einigen 100 %. Werden sie über die endständigen OH-Gruppen mit Diisocyanaten in Makrodiisocynate (Diisocynat-Prepolymere)umgewandelt, so können diese mit kurzkettigen Diaminen (z. B. Ethylendiamin oder m-Xylylendiamin) bzw. Dialkoholen (Ethylenglycol oder 1,4-Butandiol) unter Kettenverlängerung in segmentierte Polyurethane (Block-Copolymere) übergeführt werden. Die dabei innerhalb der linearen Makromoleküle sich zwischen den langkettigen Weichsegmenten bildenden Brücken ergeben als kurzkettige kristalline Harnstoff- bzw. Carbamidstrukturen die Hartsegmente. Sie bestimmen die Festigkeit und die thermischen Eigenschaften der Elastanfilamente. Die Länge der kurzkettigen kristallinen Bereich beträgt dabei ca. 2,5–3 nm, die der „weichen“ Ketten ca. 15–30 nm.[8][9]

Eigenschaften[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  • Dichte: 1,1–1,3 g/cm3[10]
  • Höchstzugkraftdehnung trocken gleich Höchstzugkraftdehnung nass: 400–700 %,[10] verbunden mit einer hohen Rückstellkraft, die zwei- bis dreimal höher als die von Gummifäden ist[11]
  • Höchstzugkraft trocken: 0,05–0,12 N/tex,[10] die zwei- bis dreifach höher als die von Gummifäden ist[11]
  • Scheuer- bzw. Abriebfestigkeit: mäßig[11]
  • Feuchteaufnahme: 0,5–1,5 %[12]
  • Wasserrückhaltevermögen: 7–11 %[11]
  • Anfärbbarkeit aus wässrigen Lösungen: mit verschiedenen Farbstoffklassen gut[11]
  • Schmelzpunkt : 170–230 °C[11]
  • Hitzebeständigkeit bis 120 °C[11]
  • dauerhafte Formbeständigkeit
  • leicht, weich, glatt
  • keine statische Aufladung
  • kein Pilling
  • regelmäßig waschbar bis 40 °C (empfohlen), ausnahmsweise auch bei um 60 °C[13]

Anwendungen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Elastan wird vor allem für Bekleidung verwendet, die sehr elastisch oder passgenau sein muss. Vor allem hat es sich daher bei Sportbekleidung, Unterwäsche und Socken etabliert. Aus Gründen des Tragekomforts wird es aber immer mit anderen Fasertypen gemischt (zum Beispiel: 80 % Polyamid, 20 % Elastan).

Beispiele für Bekleidung mit Elastananteil finden sich bei:

Eine besondere Anwendung von Elastan findet in der Magierszene statt: Hier wird Elastanfaser als „ultra invisible thread“ verkauft, also als besonders dehnbarer, unsichtbarer Faden benutzt.

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

 Commons: Elastan – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. Hans-J. Koslowski: Chemiefaser – Lexikon. 12., erweiterte Auflage, Deutscher Fachverlag, Frankfurt am Main 2009, ISBN 978-3-87150-876-9, S. 69.
  2. DIN EN ISO 2076, Ausgabe März 2014: Textilien – Chemiefasern – Gattungsnamen. S. 11.
  3. Markenregister, Registernummer: 736316
  4. Markenregister, Registernummer: 770296
  5. Markenregister, Registernummer: 39955281
  6. Markenregister, Registernummer: 30780515
  7. Franz Fourné: Synthetische Fasern: Herstellung, Maschinen und Apparate, Eigenschaften: Handbuch für Anlagenplanung, Maschinenkonstruktion und Betrieb. Carl Hanser Verlag, München/ Wien 1995, ISBN 3-446-16058-2, S. 128.
  8. Walter Loy: Chemiefasern für technische Textilprodukte. 2., grundlegende überarbeitet und erweiterte Auflage. Deutscher Fachverlag, Frankfurt am Main 2008, ISBN 978-3-86641-197-5, S. 62.
  9. Franz Fourné: Synthetische Fasern: Herstellung, Maschinen und Apparate, Eigenschaften: Handbuch für Anlagenplanung, Maschinenkonstruktion und Betrieb. Carl Hanser Verlag, München/ Wien 1995, ISBN 3-446-16058-2, S. 129f.
  10. a b c Wolfgang Bobeth (Hrsg.): Textile Faserstoffe. Beschaffenheit und Eigenschaften. Springer-Verlag, Berlin/Heidelberg/New York 1993, ISBN 3-540-55697-4, S. 169.
  11. a b c d e f g Walter Loy: Chemiefasern für technische Textilprodukte. 2., grundlegende überarbeitet und erweiterte Auflage. Deutscher Fachverlag, Frankfurt am Main 2008, ISBN 978-3-86641-197-5, S. 63.
  12. Wolfgang Bobeth (Hrsg.): Textile Faserstoffe. Beschaffenheit und Eigenschaften. Springer-Verlag, Berlin/ Heidelberg/ New York 1993, ISBN 3-540-55697-4, S. 237.
  13. Kunal Singha: Analysis of Spandex/Cotton Elastomeric Properties: Spinning and Applications. In: International Journal of Composite Materials. 2(2), 2012, S. 11–16, doi:10.5923/j.cmaterials.20120202.03.