Лиоцел — волокно из гидрата целлюлозы¶

Лиоцел — разновидность искусственного целлюлозного волокна, получаемого по технологии прямого растворения целлюлозы в органическом растворителе N-метилморфолин-N-оксиде (NMMO, часто обозначаемом как «аминооксид»). Международное общепринятое обозначение волокна в маркировке текстильных изделий — «лиоцелл» (lyocell); в России и ряде стран СНГ распространено также написание «лиоцел». Волокно относится к классу гидратцеллюлозных, но принципиально отличается от вискозы и модала тем, что целлюлоза в процессе производства не превращается в производное (ксантогенат), а растворяется напрямую, а растворитель рекуперируется почти полностью.

¶История

Технология прямого растворения целлюлозы в аминоксидах была разработана в 1939 году американскими химиками Чарльзом Грейенкером и Эрлом Хауортой, работавшими в компании Eastman Kodak. Однако промышленного применения метод долгое время не находил из-за сложности регенерации растворителя и высокой стоимости процесса.

Возрождение интереса к технологии произошло в 1970–1980-е годы на фоне роста экологических требований к производству вискозы, связанного с выбросами сероуглерода и сероводорода. В 1979 году компания Courtaulds (Великобритания) начала исследования, а в 1982 году подала базовые патенты на процесс, получивший название Tencel. Первое промышленное производство было запущено в 1990 году в Мобиле (штат Алабама, США), а в 1992 году — в Гримсби (Великобритания). В 1998 году Courtaulds была приобретена компанией Akzo Nobel, а волоконный бизнес перешёл к Lenzing AG (Австрия), которая стала крупнейшим мировым производителем лиоцелла под маркой Tencel Lyocell.

В России и других странах разрабатывались собственные варианты технологии, однако масштабного промышленного выпуска лиоцелла на постсоветском пространстве не сложилось; основными поставщиками остаются Австрия, Китай, Индонезия и ряд других стран.

¶Технология производства

Процесс производства лиоцелла включает несколько ключевых стадий:

• Приготовление прядильного раствора. Целлюлозу (обычно древесную, из эвкалипта, бука или хвойных пород) смешивают с водным раствором NMMO. При нагревании и отгонке части воды образуется вязкий раствор — так называемый «прядильный раствор», содержащий 10–15 % целлюлозы.
• Формование волокна. Раствор продавливают через фильеры в осадительную ванну с разбавленным раствором NMMO. При контакте с водой целлюлоза регенерируется, образуя нити.
• Промывка, отделка, сушка. Волокно промывают, обрабатывают (авиваж, иногда — текстурирование) и сушат.
• Регенерация растворителя. Отработанный NMMO улавливают и очищают; степень рекуперации в современных установках достигает 99 % и более.

Именно высокая степень замкнутого цикла по растворителю и отсутствие токсичных сероуглеродных выбросов обеспечили лиоцеллу репутацию «экологичного» волокна.

¶Свойства

Лиоцелл сочетает характеристики натуральных и синтетических волокон:

Характерная особенность лиоцелла — склонность к фибрилляции: под действием влаги и трения поверхностные фибриллы отделяются, образуя «пиллинг» и характерный белый налёт. Этот эффект либо подавляют специальной обработкой (тогда волокно называют «нефибриллирующим»), либо, наоборот, используют для создания эффекта «персиковой кожи» (peach skin) и вельветовой поверхности.

¶Применение

Лиоцелл применяется в нескольких направлениях:

• Одежда. Платья, блузки, рубашки, джинсы, спортивная и домашняя одежда. Часто смешивается с хлопком, льном, шерстью, полиэстером и эластаном.
• Домашний текстиль. Постельное бельё, полотенца, покрывала, обивочные ткани.
• Медицина и гигиена. Перевязочные материалы, влажные салфетки, изделия для ухода за кожей.
• Технические области. Фильтровальные материалы, нетканые полотна, армирующие волокна для композитов.
• Специальные изделия. Бумага для денежных знаков и ценных документов (в частности, лиоцелл применяется в производстве некоторых банкнот).

¶Экологические аспекты

Лиоцелл позиционируется как волокно с пониженной нагрузкой на окружающую среду по сравнению с вискозой: производство не сопровождается выбросами сероуглерода, а растворитель рекуперируется. Вместе с тем критика указывает на энергоёмкость процесса, использование древесного сырья (что связывает производство с вопросами лесопользования) и на то, что часть сырья поступает из регионов с рисками для биоразнообразия. Ряд производителей сертифицирует целлюлозу по схемам устойчивого лесопользования (например, FSC).

¶Классификация и родственные волокна

Лиоцелл входит в группу гидратцеллюлозных волокон наряду с вискозой, модалом и купро. Отличия:

• Вискоза — ксантогенатный процесс, выбросы сероуглерода.
• Модал — модифицированная вискоза с повышенной прочностью.
• Купро — растворение целлюлозы в аммиачном растворе меди, дорого и токсично.
• Лиоцелл — прямое растворение в NMMO, наименьшая токсичность процесса.

¶Маркировка и идентификация

В международной маркировке текстиля волокно обозначается как «lyocell». Под торговыми названиями встречаются Tencel (Lenzing), Newcell, а также различные региональные варианты. Для потребителя лиоцелл обычно указывается на ярлыке изделия; распознать его можно также по характерному блеску и мягкости, напоминающим смесь хлопка и шёлка.

¶Критика и ограничения

Основные претензии к лиоцеллу связаны с ценой (он дороже вискозы и хлопка), склонностью к фибрилляции при неправильном уходе и требовательностью к условиям стирки (рекомендуется деликатный режим, низкие температуры, избегание интенсивного отжима). Кроме того, часть экологических заявлений производителей носит маркетинговый характер и требует независимой проверки.

Источники: Lenzing AG, техническая документация по волокну Tencel; материалы по истории целлюлозных волокон (Courtaulds, Eastman Kodak); обзоры по химии и технологии гидратцеллюлозных волокон; публикации по устойчивому текстилю и сертификации лесопользования (FSC).