Лиоцелл - Lyocell

Матрас с лиоцеллом в качестве покрытия
Этикетка пальто, содержащего Tencel (марка лиоцелла)

Лиоцелл - это разновидность вискозы . Он состоит из целлюлозного волокна, полученного путем растворения целлюлозы с последующим ее восстановлением путем сухого струйно-мокрого прядения . Волокно используется для изготовления тканей для одежды и других целей. В отличие от искусственного шелка, полученного методом вискозы , при производстве лиоцелла не используется вредный сероуглерод , который токсичен для рабочих и окружающей среды. В 2018 году процесс производства лиоцелла был дороже, чем более распространенный процесс производства вискозы для производства вискозы.

«Лиоцелл» стал обобщенным товарным знаком, используемым для обозначения процесса лиоцелл для производства целлюлозных волокон. В США Федеральной торговой комиссия определяет лиоцелла как волокно « состоящее из целлюлозы , осажденной из органического раствора , в котором не несет замещение гидроксильных групп места , и не образуется химические промежуточными». Он классифицирует волокно как подкатегорию вискозы .

Имена

Волокна Lyocell производятся под торговыми марками, включая Tencel (от Acordis , ранее Courtaulds ), Lenzing Lyocell ( Lenzing ), Newcell ( Akzo Nobel ) и Seacell ( Zimmer AG ). Компания Birla также продает его под торговой маркой Excel .

История

Развитие тенсела было продиктовано экологическими соображениями; исследователи стремились производить вискозу менее вредными способами, чем метод вискозы .

Процесс лиоцелла был разработан в 1972 году командой на ныне несуществующем предприятии American Enka по производству волокон в Энке, Северная Каролина . В 2003 году Американская ассоциация химиков и колористов по текстилю (AATCC) присудила Нилу Э. Фрэнксу премию Генри Э. Милсона за изобретение лиоцелла. В 1966–1968 годах Д.Л. Джонсон из Eastman Kodak Inc. изучал растворы NMMO. В период с 1969 по 1979 год американская Enka безуспешно пыталась коммерциализировать процесс. Рабочее название волокна внутри организации Enka было "Newcell", и разработка велась в масштабе экспериментальной установки, прежде чем работы были остановлены.

Основной процесс растворения целлюлозы в NMMO был впервые описан Макорсли в 1981 году в патенте Akzona Incoporated (холдинговая компания Akzo). В 1980-х годах Akzo передала патент на патент Курто и Ленцинг.

Волокно было разработано компанией Courtaulds Fibers под торговой маркой «Tencel» в 1980-х годах. В 1982 году в Ковентри, Великобритания, был построен пилотный завод мощностью 100 кг / неделю, а в 1984 году производство было увеличено в десять раз (до тонны в неделю). В 1988 году в Гримсби, Великобритания, открылась полукоммерческая производственная линия мощностью 25 тонн в неделю. , опытная установка .

Впервые процесс был коммерциализирован на районных фабриках Курто в г. Мобил, штат Алабама (1990 г.), и на заводе в Гримсби (1998 г.). В январе 1993 года завод Mobile Tencel достиг полного уровня производства 20 000 тонн в год, к этому времени Курто потратил 100 миллионов фунтов стерлингов и 10 лет на разработку Tencel. Выручка Tencel за 1993 год оценивалась в 50 миллионов фунтов стерлингов. Планировалось строительство второго завода в Мобиле. К 2004 году производство увеличилось в четыре раза до 80 000 тонн.

Ленцинг начал пилотный завод в 1990 году, а промышленное производство - в 1997 году, 12 метрических тонн в год производились на заводе в Хайлигенкройц-им-Лафницталь , Австрия. Когда в 2003 году на заводе произошел взрыв, он производил 20 000 тонн в год и планировал удвоить мощность к концу года. В 2004 году Lenzing производила 40 000 тонн [так, вероятно, метрических тонн]. В 1998 году Ленцинг и Курто достигли урегулирования патентного спора.

В 1998 году компания Courtaulds была приобретена конкурентом Akzo Nobel , который объединил подразделение Tencel с другими подразделениями волокна под брендом Accordis, а затем продал их частной инвестиционной компании CVC Partners . В 2000 году CVC продала подразделение Tencel компании Lenzing AG , которая объединила его со своим бизнесом «Lenzing Lyocell», но сохранила торговую марку Tencel. Они приобрели заводы в Мобиле и Гримсби и к 2015 году стали крупнейшим производителем лиоцелла с производительностью 130 000 тонн в год.

Использует

Рубашка из лиоцелла

Он используется во многих повседневных тканях. Штапельные волокна используются в такой одежде, как джинсовая ткань , брюки чинос , нижнее белье, повседневная одежда и полотенца. Филаментные волокна, которые обычно длиннее и гладче, чем штапельные волокна, используются в изделиях, которые имеют более шелковистый вид, таких как женская одежда и мужские классические рубашки . Лиоцелл можно смешивать с множеством других волокон, таких как шелк , хлопок, вискоза, полиэстер, лен , нейлон и шерсть . Лиоцелл также используется в конвейерных лентах , специальной бумаге и медицинских повязках .

Характеристики

Фибрилляция лиоцелла может вызывать ощущение «персикового пуха».

Лиоцелл имеет много общих свойств с другими волокнами, такими как хлопок , лен , шелк , рами , конопля и вискоза (с которыми он очень тесно связан химически). Лиоцелл на 50% более абсорбирующий, чем хлопок, и имеет более продолжительное расстояние впитывания по сравнению с модальными тканями аналогичного переплетения.

По сравнению с хлопком потребители часто говорят, что волокна лиоцелла мягче и «воздушнее» из-за их лучшей способности впитывать влагу. Заявления промышленности о более высокой устойчивости к образованию складок пока не подтверждаются. Ткань из лиоцелла можно стирать в стиральной машине или подвергать химической чистке. Он хорошо драпируется и может быть окрашен в разные цвета, при этом для достижения той же глубины цвета требуется немного меньше красителя, чем для хлопка.

Производственный процесс

В процессе лиоцелла используется прямой растворитель, а не косвенное растворение, такое как путь ксантатион-регенерация в процессе вискозы. Волокно лиоцелл производится из растворяющейся целлюлозы , которая содержит целлюлозу высокой чистоты с небольшим количеством гемицеллюлозы и без лигнина . Бревна твердых пород (например, дуба и березы ) раскалываются на квадраты размером с почтовую марку. Для удаления лигнина и гемицеллюлозы щепа химически переваривается либо с помощью процесса предварительной гидролиза- крафт, либо с помощью сульфитного процесса . Пульпа отбеливается для удаления оставшихся следов лигнина, сушится в сплошной лист и раскатывается на катушки. Пульпа имеет консистенцию плотной картонной бумаги и поставляется в рулонах весом около 500 фунтов (230 кг).

N-метилморфолин N-оксид является ключевым растворителем в процессе лиоцелла.

На заводе по производству лиоцелла рулоны целлюлозы разбивают на квадраты размером один дюйм и растворяют в N-оксиде N-метилморфолина (NMMO), получая раствор, называемый «прядильный раствор». Отфильтрованный раствор целлюлозы затем прокачивается через фильеры - устройства, в которых используются различные синтетические волокна. В фильере есть небольшие отверстия, похожие на насадку для душа; когда раствор проталкивается через него, выходят непрерывные нити накала. Волокна втягиваются в воздух, чтобы выровнять молекулы целлюлозы, придавая волокнам лиоцелла характерную высокую прочность. Затем волокна погружают в водяную баню, где после десольватации целлюлозы нити волокна закрепляются. Ванна содержит немного разбавленного оксида амина в постоянной концентрации. Затем волокна промывают деминерализованной водой. Далее волокно лиоцелла попадает в зону сушки, где из него испаряется вода.

Затем производство идет по тому же пути, что и другие виды волокон, такие как вискоза. Пряди переходят в зону отделки, где наносится смазка, которая может быть мылом, силиконом или другим агентом, в зависимости от будущего использования волокна. Этот шаг - это, по сути, распутывание клубков перед прочесыванием и прядением пряжи. На этом этапе высушенные готовые волокна имеют форму, называемую жгутом, большой нескрученный пучок непрерывных отрезков нити. 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 около двух часов. После этого лиоцелл можно обрабатывать разными способами. Его можно прядать из другого волокна, например из хлопка или шерсти. Полученную пряжу можно ткать или вязать, как и любую другую ткань, и ей можно придать различную отделку, от мягкой и замшевой до шелковистой.

Оксид амина , используемый для растворения целлюлозы и установить волокна после формования (NMMO) возвращают. Обычно восстанавливается 99 процентов оксида амина. NMMO биоразлагается без образования вредных продуктов. Поскольку отходов мало, этот процесс относительно экологичен, хотя и энергоемок.

Смотрите также

использованная литература

внешние ссылки