Lyocell

<час />

Лиоцелл - это искусственное волокно, полученное из целлюлозы, более известное в США под торговой маркой Tencel. Хотя это связано с вискозой, другой целлюлозной тканью, лиоцелл создается методом прядения из растворителя, и целлюлоза не претерпевает значительных химических изменений. Это чрезвычайно прочная ткань, которая используется в промышленности, например, в автомобильных фильтрах, тросах, абразивных материалах, бинтах и ​​защитных костюмах. В основном он встречается в швейной промышленности, особенно в женской одежде.

Фон

Ткани, полученные из целлюлозы, восходят к середине девятнадцатого века, хотя никто их не производил до 1889 года. Швейцарский химик Джордж Одемарс получил в 1855 году английский патент на искусственный шелк, полученный им из коры тутового дерева. Компания Audemars попыталась воспроизвести метод, который шелкопряд использует для производства шелка, путем растворения волокнистой внутренней коры тутовых деревьев для отделения целлюлозы. Чтобы сформировать нити, он окунул иглы в раствор целлюлозы и вытащил их. Другой химик, англичанин Джозеф В. Свон, модифицировал методику Одемарса, пропустив раствор целлюлозы через мелкие отверстия. Его основным интересом было производство нитей для электрических ламп, но Свон понял, что можно производить целлюлозный текстиль, используя его метод экструзии. Он выставил целлюлозную ткань в Лондоне в 1885 году, но не смог вызвать интереса, и проект заглох. Промышленное производство целлюлозного волокна было впервые осуществлено французским химиком графом Илером де Шардонне. Он выставил свой так называемый искусственный шелк в Париже в 1889 году, и, вопреки опыту Свона, люди были в восторге от его новой ткани. Шардоне построил завод в Безансоне, Франция, в 1891 году и добился большого успеха, вынеся свою новую ткань, теперь называемую вискозой, на передний план модной индустрии. В Соединенных Штатах производство вискозы началось в 1910 году под эгидой американской компании по производству вискозы. Эта компания была дочерней компанией Samuel Courtaulds and Co., Ltd., предшественницы основного разработчика лиоцелла, Courtaulds PLC из Соединенного Королевства (теперь известной как Accordis Fibers).

Химики и производители в двадцатом веке сильно интересовались искусственными волокнами. Ацетат, еще одно целлюлозное волокно, было впервые коммерчески произведено в Соединенных Штатах в 1924 году. Химики из компании Du Pont разработали нейлон в 1930-х годах, и он вошел в широкое коммерческое использование, начиная с 1939 года. Акрил и полиэстер были двумя другими важными антропогенными элементами. волокна. Они дебютировали в 1950-х годах. Нейлон, акрил и полиэстер отличаются от целлюлозных волокон, потому что они получены из химических веществ и, таким образом, полностью созданы руками человека. Лиоцелл, вискоза и ацетат основаны на целлюлозе, содержащейся в древесной массе, и поэтому их часто называют «натуральными» волокнами, хотя волокна не возникли бы, если бы не искусственный процесс.

В течение двадцатого века производство и обработка искусственных волокон претерпели значительные усовершенствования. Например, первый район, произведенный графом Шардонне, оказался легковоспламеняющимся, и сегодня район, представленный на рынке, совсем другой. В конце 1970-х - начале 1980-х гг. Исследователи, в основном ведущие районные Схема, изображающая производственные процессы, используемые для изготовления волокна лиоцелл. производитель Courtaulds Fibers и американская фирма American Enka начали исследовать новый метод производства целлюлозного волокна методом прядения из растворителя. В этом методе целлюлоза размягчается, а затем превращается в волокно. Обычный искусственный шелк, напротив, называется «регенерированным целлюлозным волокном», и он включает в себя гораздо больше этапов. Целлюлоза сначала химически превращается в ксантогенат, затем растворяется в каустической соде, а затем регенерируется в целлюлозу при прядении. Метод прядения из растворителя является более простым и экологически безопасным, поскольку он использует нетоксичный химический растворитель, который повторно используется в производственном процессе. Лиоцелл из целлюлозного волокна, полученного формованием из растворителя, был впервые коммерчески произведен в США в 1992 году компанией Courtaulds. Компания использовала торговую марку Tencel. Ткань получила общее название лиоцелл в США в 1996 году. К тому времени в мире существовал еще один крупный производитель лиоцелла, австрийская компания Lenzing AG, которая приобрела патенты и исследования лиоцелла у американской Enka при покупке районное управление этой компании в 1992 году.

Сырье

Основным ингредиентом лиоцелла является целлюлоза, природный полимер, содержащийся в клетках всех растений. Он образует основу для других волокон растительного происхождения, таких как хлопок, конопля и лен. Целлюлозу для производства лиоцелла получают из целлюлозы лиственных пород деревьев. Мякоть обычно получается из смеси деревьев, выбранных из-за их целлюлозных свойств, таких как цвет и количество загрязняющих веществ. Некоторые распространенные породы деревьев - дуб и береза. Деревья выращиваются на управляемых лесных фермах, как правило, на земле, не подходящей для других сельскохозяйственных целей. Растворитель, используемый в производственном процессе, представляет собой оксид амина. Вода - еще один ключевой ингредиент в производстве волокна лиоцелл. Также используется отделочный агент, который варьируется, но обычно представляет собой смазку, такую ​​как мыло или силикон. Ткани из лиоцелла обычно окрашиваются Основным ингредиентом лиоцелла является целлюлоза, природный полимер, содержащийся в клетках всех растений. Целлюлозу для производства лиоцелла получают из целлюлозы лиственных пород деревьев. В процессе производства древесина твердых пород дробится на щепу, а затем подается в чан химического варочного котла, который размягчает древесину до состояния влажной целлюлозы. Мякоть моют, отбеливают и сушат на огромном листе, который наматывают на гигантскую катушку. с любыми красителями, которые также совместимы с хлопком и вискозой.

Производственный
процесс

Подготовка древесной массы

• 1 Деревья лиственных пород, выращиваемые для производства лиоцелла, собираются лесорубами и перевозятся на мельницу. На заводе деревья разрезаются на длину 20 футов (6,1 м) и окоряются струями воды под высоким давлением. Затем бревна загружаются в рубильную машину - машину, которая измельчает их на квадраты размером чуть больше почтовых марок. Рабочие завода загружают чипсы в чан химического варочного котла, который размягчает их до состояния влажной массы. Эту пульпу промывают водой и можно отбелить. Затем его сушат в виде огромного листа, и работники завода раскатывают его на катушки. Лист целлюлозы имеет консистенцию плотного картона. Рулон целлюлозы огромен, весит около 500 фунтов (227 кг).

Растворение целлюлозы

• 2 На фабрике по производству лиоцелла рабочие раскатывают несколько катушек целлюлозы и разбивают их на квадраты размером в один дюйм. Затем рабочие загружают эти квадраты в нагретый сосуд под давлением, наполненный оксидом амина.

Фильтрация

• 3 После непродолжительного погружения в растворитель целлюлоза растворяется в прозрачном растворе. Его откачивают через фильтр, чтобы гарантировать растворение всей стружки.

Вращение

• 4 Далее раствор прокачивается через фильеры. В этих устройствах используются различные искусственные волокна. Что-то вроде насадки для душа, фильера протыкается небольшими отверстиями, и когда целлюлоза проталкивается через нее, длинные волокна выходят наружу. Затем волокна погружают в другой раствор оксида амина, на этот раз разбавленный. Это устанавливает нити волокна. Затем их промывают деминерализованной водой.

Сушка и отделка

• 5 Затем волокно лиоцелла проходит в зону сушки, где из него испаряется вода. Пряди в этом месте переходят в зону отделки, где наносится смазка. Это может быть мыло, силикон или другой агент, в зависимости от будущего использования волокна. Этот шаг - это, по сути, распутывание клубков, облегчающее последующие этапы кардочесания и прядения пряжи.

Заключительные шаги

• 6 Высушенные и готовые волокна на этом этапе находятся в форме, называемой жгутом. Буксировка представляет собой большой раскрученный пучок нитей непрерывной длины. Пучки жгута попадают в обжимную машину - машину, которая сжимает волокно, придавая ему текстуру и объем. Гофрированное волокно кардуется механическими кардерами, которые выполняют такое действие, как расчесывание, для разделения и упорядочивания прядей. Кардные пряди разрезаются и упаковываются в тюки для отправки на тканевую фабрику. Весь производственный процесс, от развертывания сырой целлюлозы до тюкования волокна, занимает всего около двух часов. После этого лиоцелл можно обрабатывать широким спектром способов. Его можно прядать из другого волокна, например из хлопка или шерсти. Пряжу можно ткать или вязать, как и любую другую ткань, и придавать ей разнообразную отделку, от мягкой и замшевой до шелковистой.

Восстановление растворителя

• 7 Оксид амина, используемый для растворения целлюлозы и затвердевания волокна после прядения, восстанавливается и повторно используется в производственном процессе. Разбавленный раствор выпаривают, удаляя воду, и оксид амина направляют для повторного использования в сосуде под давлением на этапе 2. Девяносто девять процентов оксида амина могут быть извлечены в типичном процессе производства лиоцелла.

Контроль качества

Лиоцелл производится только на нескольких заводах в мире. Это специально спроектированные, современные заводы, а контроль качества осуществляется с помощью сложных компьютерных систем мониторинга. Компьютеры непрерывно проверяют множество ключевых факторов, таких как прочность волокна, его цвет, денье (измерение диаметра волокна), удлинение, уровень влажности и уровень покрытия. Компьютеры также отслеживают «мусор», который возникает, когда одно отверстие в фильере блокируется, а нить выходит расколотой или невытянутой.

Побочные продукты / отходы

Производство лиоцелла не производит вредных побочных продуктов и значительно менее токсично и расточительно, чем производство других целлюлозных волокон. Его основной ингредиент, целлюлоза, легко добывается на управляемых лесных фермах, и промышленность не обвиняли в плохих привычках ведения лесного хозяйства. Растворитель оксида амина нетоксичен, и, поскольку он почти полностью перерабатывается в процессе производства, он не попадает в окружающую среду. Ткани из лиоцелла также поддаются естественному биоразложению. Производство лиоцелла также является экологически безопасным, поскольку используется меньше воды и энергии, чем при производстве других искусственных волокон.