Lyocell
Lyocell é uma fibra sintética derivada da celulose, mais conhecida nos Estados Unidos sob a marca Tencel. Embora esteja relacionado ao rayon, outro tecido celulósico, o liocel é criado por uma técnica de fiação com solvente, e a celulose não sofre nenhuma alteração química significativa. É um tecido extremamente resistente com utilizações industriais, como em filtros automotivos, cordas, materiais abrasivos, bandagens e materiais de proteção para roupas. Ela é encontrada principalmente na indústria de vestuário, principalmente em roupas femininas.
Antecedentes
Os tecidos derivados da celulose datam de meados do século XIX, embora ninguém o produzisse comercialmente até 1889. Um químico suíço, George Audemars, obteve uma patente inglesa em 1855 para uma seda artificial que ele derivou da casca da amoreira. Audemars tentou reproduzir o método que o bicho-da-seda usa para fazer seda, dissolvendo a casca interna fibrosa das amoreiras para separar a celulose. Para formar os fios, ele mergulhou as agulhas na solução de celulose e as retirou. Outro químico, o inglês Joseph W. Swan, modificou a técnica de Audemars, forçando a solução de celulose por pequenos orifícios. Seu principal interesse era a produção de filamentos para lâmpadas elétricas, mas Swan percebeu que era possível fabricar um tecido de celulose usando seu método de extrusão. Ele expôs tecido de celulose em Londres em 1885, mas não despertou interesse e o projeto morreu. A produção comercial de uma fibra celulósica foi realizada pela primeira vez pelo químico francês Conde Hilaire de Chardonnet. Ele exibiu sua chamada seda artificial em Paris em 1889 e, ao contrário da experiência de Swan, as pessoas ficaram maravilhadas com seu novo tecido. Chardonnet construiu uma fábrica em Besançon, França, em 1891, e teve grande sucesso trazendo seu novo tecido, agora denominado rayon, para a vanguarda da indústria da moda. Nos Estados Unidos, a produção de rayon começou em 1910 sob os auspícios da American Viscose Company. Essa empresa era afiliada da Samuel Courtaulds and Co., Ltd., o ancestral do desenvolvedor principal do lyocell, Courtaulds PLC do Reino Unido (agora conhecido como Fibras Accordis).
Químicos e fabricantes estavam intensamente interessados nas fibras feitas pelo homem no século XX. O acetato, outra fibra celulósica, foi produzido comercialmente pela primeira vez nos Estados Unidos em 1924. Químicos da empresa Du Pont desenvolveram o náilon na década de 1930 e ele passou a ser amplamente utilizado comercialmente a partir de 1939. Acrílico e poliéster foram dois outros importantes feitos pelo homem fibras. Estes estreou na década de 1950. Náilon, acrílico e poliéster diferem das fibras celulósicas porque são derivadas de produtos químicos e, portanto, são totalmente feitas pelo homem. Lyocell, rayon e acetato são baseados na celulose da polpa de madeira e, portanto, são frequentemente designados por fibras "naturais", embora as fibras não ocorram exceto em um processo feito pelo homem.
A fabricação e o processamento de fibras artificiais passaram por muitos refinamentos ao longo do século XX. O primeiro rayon produzido pelo conde Chardonnet, por exemplo, provou ser altamente inflamável, e o rayon no mercado hoje é bem diferente. No final da década de 1970 e início da década de 1980, os pesquisadores, principalmente no principal rayon
Um diagrama que descreve os processos de fabricação usados para fazer fibra de liocel. o produtor Courtaulds Fibers e a empresa americana Enka, americana, começaram a investigar um novo método de produção de fibra celulósica por meio de uma técnica de fiação com solvente. Nesse método, a celulose é amolecida e transformada em fibra. O rayon convencional, ao contrário, é chamado de "fibra de celulose regenerada" e envolve muitas outras etapas. A celulose é primeiro quimicamente convertida em xantato, depois dissolvida em soda cáustica e, em seguida, regenerada em celulose à medida que é fiada. A técnica de fiação com solvente é mais simples e mais ecológica, pois usa um solvente químico não tóxico que é reciclado no processo de fabricação. O liocel de fibra celulósica fiado com solvente foi produzido comercialmente pela primeira vez nos Estados Unidos em 1992 pela Courtaulds. A empresa utilizou a marca Tencel. O tecido recebeu o nome genérico de liocel nos Estados Unidos em 1996. Nessa época, havia um outro grande produtor de liocel no mundo, a empresa austríaca Lenzing AG, que havia adquirido patentes e pesquisas sobre liocel da americana Enka quando comprou operação de rayon dessa empresa em 1992. Matérias-primas
O principal ingrediente do liocel é a celulose, um polímero natural encontrado nas células de todas as plantas. É a base de outras fibras derivadas de plantas, como algodão, cânhamo e linho. A celulose para a fabricação de liocel é derivada da polpa de árvores de madeira dura. A polpa é tipicamente de uma mistura de árvores escolhidas por suas propriedades celulósicas, como a cor e a quantidade de contaminantes. Algumas espécies de árvores comuns usadas são carvalho e vidoeiro. As árvores são cultivadas em fazendas de árvores administradas, geralmente em terras que não são adequadas para outros usos agrícolas. O solvente usado no processo de fabricação é um óxido de amina. A água é outro ingrediente chave na produção da fibra de liocel. Um agente de acabamento também é usado, e isso varia, mas geralmente é um lubrificante como sabão ou silicone. Tecidos de Lyocell são geralmente tingidos
O ingrediente principal do liocel é a celulose, um polímero natural encontrado nas células de todas as plantas. A celulose para a fabricação de liocel é derivada da polpa de árvores de madeira dura. Durante o processo de fabricação, a madeira dura é quebrada em cavacos e, em seguida, alimentada em um tanque de digestores químicos, que os amolece e os transforma em polpa úmida. A polpa é lavada, branqueada e seca em uma enorme folha que é enrolada em um carretel gigante. com qualquer corante que também seja compatível com algodão e rayon. O processo de fabricação
Preparando a polpa de madeira
- 1 As árvores de madeira de lei cultivadas para a produção de liocel são colhidas por madeireiros e transportadas de caminhão para a fábrica. Na fábrica, as árvores são cortadas em comprimentos de 6,1 m (20 pés) e descascadas por jatos de água de alta pressão. Em seguida, as toras são colocadas em um picador, uma máquina que as corta em quadrados pouco maiores do que selos postais. Os operários da fábrica colocam os cavacos em um tanque de digestores químicos que os amolecem e os transformam em polpa úmida. Essa polpa é lavada com água, podendo ser branqueada. Em seguida, é seco em uma enorme folha e os trabalhadores da fábrica a enrolam em bobinas. A folha de celulose tem consistência de papel cartão grosso. O rolo de celulose é enorme, pesando cerca de 227 kg.
Dissolvendo a celulose
- 2 Na fábrica de liocel, os trabalhadores desenrolam várias bobinas de celulose e as quebram em quadrados de uma polegada. Os trabalhadores então carregam esses quadrados em um recipiente aquecido e pressurizado cheio de óxido de amina.
Filtragem
- 3 Após um curto período de imersão no solvente, a celulose se dissolve em uma solução límpida. É bombeado para fora através de um filtro, para garantir que todos os chips sejam dissolvidos.
Spinning
- 4 Em seguida, a solução é bombeada por fieiras. Esses são dispositivos usados com uma variedade de fibras feitas pelo homem. Algo parecido com um chuveiro, a fieira é perfurada com pequenos orifícios e, quando a celulose é forçada através dela, longos fios de fibra saem. As fibras são então imersas em outra solução de óxido de amina, desta vez diluída. Isso define os fios de fibra. Em seguida, são lavados com água desmineralizada.
Secagem e acabamento
- 5 A fibra de liocel passa em seguida para uma área de secagem, onde a água é evaporada dela. Os fios neste ponto passam para uma área de acabamento, onde um lubrificante é aplicado. Pode ser um sabonete ou silicone ou outro agente, dependendo do uso futuro da fibra. Esta etapa é basicamente um desembaraçador, facilitando as etapas futuras de cardar e fiar em fios.
Etapas finais
- 6 As fibras acabadas e secas estão neste estágio em uma forma chamada estopa. O reboque é um grande feixe não torcido de filamentos de comprimento contínuo. Os feixes de estopa são levados para uma prensadora, máquina que comprime a fibra, conferindo-lhe textura e volume. A fibra crimpada é cardada por cardadoras mecânicas, que realizam uma ação de pentear, para separar e ordenar os fios. Os fios cardados são cortados e enfardados para envio a uma fábrica de tecidos. Todo o processo de fabricação, desde o desenrolamento da celulose bruta até o enfardamento da fibra, leva apenas cerca de duas horas. Depois disso, o liocel pode ser processado de várias maneiras. Pode ser fiado com outra fibra, como algodão ou lã. O fio pode ser tecido ou tricotado como qualquer outro tecido e receber uma variedade de acabamentos, desde suave e semelhante a camurça até sedoso.
Recuperação do solvente
- 7 O óxido de amina usado para dissolver a celulose e solidificar a fibra após a fiação é recuperado e reutilizado no processo de fabricação. A solução diluída é evaporada, removendo a água, e o óxido de amina é encaminhado para reutilização no recipiente pressurizado na etapa 2. Noventa e nove por cento do óxido de amina é recuperável no processo de fabricação de liocel típico.
Controle de qualidade
Lyocell é produzido apenas em algumas fábricas no mundo. São moinhos especialmente projetados e de última geração, e o controle de qualidade é realizado por sofisticados sistemas de monitoramento por computador. Os computadores verificam continuamente uma variedade de fatores-chave, como a tenacidade da fibra, sua cor, o denier (uma medida do diâmetro da fibra), alongamento, nível de umidade e nível de aplicação de acabamento. Os computadores também monitoram o "lixo" que ocorre quando um orifício na fieira fica bloqueado e o filamento sai fragmentado ou não puxado.
Subprodutos / resíduos
A fabricação de liocel não produz subprodutos prejudiciais e é significativamente menos tóxica e prejudicial do que a fabricação de outras fibras celulósicas. Seu principal ingrediente, a celulose, é facilmente obtido em fazendas de árvores administradas, e a indústria não foi acusada de maus hábitos florestais. O solvente de óxido de amina não é tóxico e, como é quase totalmente reciclado durante a fabricação, não é liberado no meio ambiente. Os tecidos Lyocell também são naturalmente biodegradáveis. A fabricação do liocel também é ecologicamente correta porque menos água e energia são usadas do que na fabricação de outras fibras sintéticas.
Processo de manufatura