Модальное волокно

Модальное волокно — это искусственное целлюлозное волокно, получаемое из древесины бука и относящееся к классу вискозных волокон нового поколения (модифицированная вискоза). Отличается повышенной прочностью, мягкостью и устойчивостью к усадке по сравнению с обычной вискозой. Используется в текстильной промышленности для производства одежды, домашнего текстиля и технических тканей.

История

Разработка модального волокна началась в середине XX века как ответ на потребность в более качественных и долговечных целлюлозных волокнах. В 1950-х годах австрийская компания Lenzing AG (ныне — один из крупнейших производителей целлюлозных волокон в мире) начала исследования по улучшению свойств вискозы. В 1964 году компания представила первое коммерческое модальное волокно под торговой маркой Modal.

В 1970-х годах технология была усовершенствована: волокно стало более тонким и прочным, что позволило использовать его в смесовых тканях с хлопком, полиэстером и эластаном. В 1980-х годах модал начал активно применяться в производстве нижнего белья, постельного белья и трикотажа. К 1990-м годам модальное волокно стало одним из стандартных материалов в текстильной промышленности, особенно в Европе и Северной Америке.

В России производство модального волокна не получило широкого распространения; основными поставщиками являются компании Lenzing (Австрия), Tangshan Sanyou Group (Китай) и Grasim Industries (Индия).

Технология производства

Модальное волокно производится из целлюлозы, полученной из древесины бука (реже — эвкалипта или сосны). Процесс включает несколько этапов:

1. Подготовка сырья. Древесина измельчается в щепу, затем обрабатывается химическими реагентами (обычно сульфитом натрия или гидроксидом натрия) для выделения целлюлозы.
2. Растворение. Целлюлоза растворяется в сероуглероде (CS₂) с образованием ксантогената целлюлозы — вязкой массы.
3. Формование. Раствор продавливается через фильеры (металлические пластины с микроскопическими отверстиями) в осадительную ванну с серной кислотой. Под действием кислоты целлюлоза регенерируется, образуя тонкие нити.
4. Вытяжка и обработка. Нити вытягиваются для увеличения прочности и ориентации молекул, затем промываются, отбеливаются и высушиваются.
5. Отделка. Волокно может подвергаться дополнительной обработке: матированию, окрашиванию, нанесению антистатических или гидрофобных покрытий.

Ключевое отличие модала от обычной вискозы — более высокая степень вытяжки нитей, что обеспечивает большую прочность и меньшую усадку при намокании.

Свойства

Физические и механические свойства

• Прочность на разрыв: 35–45 сН/текс (в сухом состоянии), 20–30 сН/текс (во влажном состоянии). Выше, чем у обычной вискозы (25–35 сН/текс), но ниже, чем у хлопка (40–50 сН/текс).
• Удлинение при разрыве: 12–18% (в сухом состоянии), 15–25% (во влажном).
• Гигроскопичность: 12–15% (впитывает влагу лучше хлопка, но хуже вискозы).
• Усадка: менее 2% (после стирки), что значительно ниже, чем у вискозы (5–10%).
• Плотность: 1,52–1,55 г/см³.

Химические свойства

• Устойчивость к щелочам: хорошая (выдерживает обработку в растворах NaOH до 10%).
• Устойчивость к кислотам: слабая (разрушается в концентрированных минеральных кислотах).
• Растворимость: не растворяется в обычных растворителях (вода, спирт, ацетон), но растворяется в концентрированной серной или соляной кислоте.
• Горючесть: горит медленно, плавится, образует твёрдый остаток.

Эксплуатационные свойства

• Мягкость и гладкость: поверхность волокна более гладкая, чем у хлопка, что снижает пиллинг (образование катышков).
• Драпируемость: высокая, ткань хорошо ложится складками.
• Воздухопроницаемость: средняя, уступает хлопку и льну.
• Стойкость к выцветанию: хорошая, волокно хорошо удерживает красители.

Классификация

Модальные волокна классифицируются по нескольким признакам:

По типу сырья

• Из бука (стандартный модал) — наиболее распространённый тип.
• Из эвкалипта (так называемый «экомодал») — реже, позиционируется как более экологичный.
• Из сосны — используется в технических тканях.

По толщине

• Стандартный (1,3–1,7 дтекс) — для одежды и домашнего текстиля.
• Микромодал (0,9–1,1 дтекс) — для тонких тканей (нижнее бельё, шёлк).
• Макромодал (2,2–3,3 дтекс) — для плотных тканей (джинса, пальто).

По обработке

• Неотбеленный — натуральный цвет (кремовый).
• Отбеленный — белый.
• Окрашенный — в массе (добавление красителя в раствор) или после формования.
• С антистатической обработкой — для снижения электризации.

Применение

Модальное волокно используется в различных отраслях:

Текстильная промышленность

• Одежда: платья, блузки, рубашки, юбки, брюки, пиджаки. Часто используется в смеси с хлопком (50/50 или 60/40) или полиэстером.
• Нижнее бельё: бюстгальтеры, трусы, ночные сорочки — благодаря мягкости и гигроскопичности.
• Трикотаж: футболки, водолазки, свитера — из-за драпируемости и устойчивости к усадке.
• Домашний текстиль: постельное бельё, полотенца, халаты, скатерти — волокно впитывает влагу и быстро сохнет.

Технические ткани

• Фильтровальные материалы: для очистки воздуха и жидкостей.
• Изоляционные материалы: в электротехнике (благодаря диэлектрическим свойствам).
• Композитные материалы: в производстве пластиков, армированных целлюлозными волокнами.

Медицина

• Перевязочные материалы: бинты, салфетки — из-за гипоаллергенности и впитывающей способности.
• Одноразовая одежда: халаты, шапочки — в стерильных зонах.

Экологические аспекты

Производство модального волокна считается менее вредным для окружающей среды, чем производство обычной вискозы, но не лишено недостатков:

• Сырьё: древесина бука — возобновляемый ресурс, но вырубка лесов может приводить к экологическим проблемам при нерациональном лесопользовании.
• Химикаты: в процессе используются сероуглерод, серная кислота и гидроксид натрия. Современные заводы (например, Lenzing) внедряют замкнутые циклы водопользования, что снижает выбросы в окружающую среду.
• Биоразлагаемость: модальное волокно разлагается в почве за 2–4 месяца (в зависимости от условий), что лучше, чем синтетические волокна (полиэстер, нейлон), но хуже, чем хлопок.
• Сертификация: продукция Lenzing сертифицирована по стандартам OEKO-TEX Standard 100 (безопасность для здоровья) и FSC (устойчивое лесопользование).

Преимущества и недостатки

Преимущества

• Высокая прочность во влажном состоянии (по сравнению с вискозой).
• Низкая усадка (менее 2%).
• Мягкость и гладкость (не раздражает кожу).
• Хорошая впитывающая способность.
• Устойчивость к пиллингу.
• Хорошо окрашивается.

Недостатки

• Меньшая прочность по сравнению с хлопком и синтетическими волокнами.
• Склонность к сминанию (хуже, чем у полиэстера, но лучше, чем у вискозы).
• Более высокая стоимость по сравнению с обычной вискозой.
• Ограниченная устойчивость к кислотам и щелочам.

Интересные факты

• Модальное волокно часто называют «искусственным шёлком» из-за мягкости и блеска, хотя по химическому составу оно ближе к вискозе.
• В 2010-х годах компания Lenzing разработала технологию «Modal Black», позволяющую получать волокно чёрного цвета без дополнительного окрашивания.
• Модальное волокно используется в производстве некоторых видов бумаги (например, для фильтров) и в косметической промышленности (как наполнитель для масок).

Источники

• «Модальные волокна: свойства и применение» — журнал «Текстильная промышленность», 2018, №4.
• «Технология производства целлюлозных волокон» — учебное пособие, под ред. В.И. Иванова, М.: Легпромбытиздат, 2005.
• «Справочник по химическим волокнам» — под ред. А.А. Конкина, М.: Химия, 2004.
• Материалы компании Lenzing AG (официальный сайт, раздел «Modal»).
• «Экологические аспекты производства вискозных волокон» — научный обзор, журнал «Экология и промышленность России», 2020, №3.