Тенсел: производство и свойства волокна

Тенсел (Tencel™) — торговое наименование лиоцеллового волокна, производимого австрийской компанией Lenzing AG. Лиоцелл, в свою очередь, представляет собой искусственное целлюлозное волокно, получаемое по замкнутому технологическому циклу с использованием нетоксичного растворителя N-метилморфолин-N-оксида (NMMO). Тенсел сочетает свойства натуральных и синтетических волокон: он мягкий, как хлопок, прочный, как полиэстер, и при этом полностью биоразлагаем.

История и происхождение

Разработка технологии производства лиоцелла началась в 1970-х годах в ответ на экологические проблемы, связанные с вискозным производством. Традиционный вискозный процесс (метод Ксафена) предполагал использование сероуглерода и других токсичных веществ, что наносило значительный ущерб окружающей среде.

В 1980-х годах британская компания Courtaulds Fibres довела технологию до коммерческого применения, запустив в 1988 году пилотную линию в Великобритании. В 1990-х годах компания начала промышленное производство волокна под названием Tencel. В 1998 году бренд Tencel был приобретён компанией Lenzing AG (Австрия), которая к тому времени разработала собственную технологию производства лиоцелла под названием Lyocell. После слияния производственных мощностей и технологий бренд Tencel стал основным для лиоцелловой продукции Lenzing.

Технология производства

Процесс получения тенсела включает несколько этапов:

1. Подготовка сырья. Основой служит древесная целлюлоза, преимущественно из эвкалипта, бука или берёзы, выращиваемых на сертифицированных плантациях. Древесину измельчают и обрабатывают для получения чистой целлюлозы.
2. Растворение. Целлюлозу смешивают с водным раствором NMMO при температуре около 100 °C и пониженном давлении. В результате образуется вязкий прозрачный раствор — прядильный дope.
3. Формование. Раствор фильтруют и продавливают через фильеры (пластины с микроскопическими отверстиями) в осадительную ванну с водой. При контакте с водой целлюлоза затвердевает, образуя нити.
4. Промывка и сушка. Сформированные нити промывают для удаления остатков растворителя, затем сушат и скручивают в жгуты или нарезают на штапельное волокно.
5. Регенерация растворителя. NMMO, извлечённый из промывных вод, очищают и возвращают в производственный цикл. Благодаря этому до 99 % растворителя используется повторно, а сам процесс считается экологически чистым.

Свойства и характеристики

Тенсел обладает комплексом свойств, выделяющих его среди других волокон:

• Высокая прочность. В сухом состоянии прочность тенсела сопоставима с полиэфирными волокнами и значительно превосходит вискозу. Во влажном состоянии он сохраняет около 85 % прочности, тогда как вискоза — лишь около 50 %.
• Мягкость и гладкость. Волокно имеет круглое поперечное сечение и гладкую поверхность, что обеспечивает приятные тактильные ощущения и снижает раздражение кожи.
• Гигроскопичность. Тенсел впитывает влагу лучше хлопка: его влагопоглощение составляет около 13 % от собственного веса (у хлопка — 8 %). При этом он быстро отдаёт влагу, обеспечивая терморегуляцию и ощущение сухости.
• Дышащие свойства. Структура волокна способствует циркуляции воздуха, что делает одежду из тенсела комфортной в жаркую погоду.
• Биоразлагаемость. Изделия из тенсела полностью разлагаются в почве и в воде, не выделяя токсичных веществ, в течение нескольких месяцев.
• Устойчивость к сминанию. Тенсел меньше мнётся по сравнению с хлопком и вискозой, хотя и уступает в этом синтетическим волокнам.

Виды и модификации

Компания Lenzing выпускает несколько разновидностей тенсела, различающихся свойствами и назначением:

• Tencel Lyocell — классическое лиоцелловое волокно, используемое для производства одежды, домашнего текстиля и технических тканей.
• Tencel Modal — модальное волокно, получаемое по аналогичной технологии, но с модифицированным процессом формования. Оно отличается повышенной мягкостью и используется для белья и трикотажа.
• Tencel Luxe — разновидность с укороченными волокнами, применяемая для производства пряжи с эффектом «шёлка» — тонких и одновременно прочных нитей.
• Tencel A100 — волокно с улучшенным крашением, устойчивое к фибриллированию (появлению ворсинок на поверхности), применяется для тканей с гладкой поверхностью.
• Tencel x Refibra — модификация, в составе которой содержится до 30 % переработанных хлопковых обрезков, что снижает расход первичного сырья.

Применение

Тенсел широко используется в текстильной промышленности благодаря сочетанию комфорта, прочности и экологичности:

• Одежда. Из тенсела производят повседневную одежду, платья, рубашки, брюки, спортивную форму. Ткани из тенсела хорошо драпируются, поэтому востребованы в моде и дизайне.
• Домашний текстиль. Постельное бельё, одеяла, полотенца, шторы из тенсела ценятся за мягкость, гипоаллергенность и способность поддерживать комфортный микроклимат.
• Бельё и чулочно-носочные изделия. Благодаря гладкости и гигроскопичности тенсел подходит для изделий, контактирующих с кожей, включая детскую одежду.
• Технический текстиль. Волокно применяется в производстве нетканых материалов, фильтров, средств гигиены, а также в композитных материалах.
• Смесовые ткани. Тенсел часто смешивают с хлопком, шерстью, льном, полиэстером и эластаном для улучшения свойств тканей: снижения сминаемости, повышения прочности и придания мягкости.

Экологические аспекты

Производство тенсела считается одним из наиболее экологичных среди химических волокон. Замкнутый цикл позволяет возвращать в процесс до 99 % растворителя и воды. Сырьё поступает из лесов, сертифицированных по стандартам FSC (Forest Stewardship Council) или PEFC (Programme for the Endorsement of Forest Certification), что гарантирует ответственное лесопользование. Процесс отбеливания не использует элементарный хлор, а выбросы углекислого газа на единицу продукции ниже, чем при производстве хлопка и вискозы. В 2022 году компания Lenzing получила награду European Business Award за устойчивое развитие за внедрение замкнутого цикла производства.

Критика и ограничения

Несмотря на преимущества, тенсел имеет ряд недостатков. К ним относят склонность к фибриллированию — появлению микроворсинок на поверхности ткани при стирке и трении, что требует специальной обработки волокна. Кроме того, производство требует значительных энергозатрат, а стоимость тенсела выше, чем у вискозы и хлопка. Некоторые потребители отмечают, что одежда из тенсела может требовать деликатного ухода: стирки при низких температурах и отказа от агрессивных отбеливателей.

Источники

• Lenzing AG. Официальный сайт. Раздел Tencel.
• Woodings C. Regenerated Cellulose Fibres. Woodhead Publishing, 2001.
• Sayyed A. J., Deshmukh N. A., Pinjari D. V. A critical review of manufacturing processes used in regenerated cellulosic fibres: viscose, cellulose acetate, cuprammonium, LiCl/DMAc, ionic liquids, and NMMO based lyocell. Cellulose, 2019.
• Römhild K. et al. Lyocell fibers — state of the art and future prospects. Lenzinger Berichte, 2003.