Dicţionar tehnic textil

Fibrele Lyocell | Caracteristicile și proprietățile fibrelor Lyocell

Fibrele Lyocell sunt fibre produse prin regenerarea celulozei şi se obţin printr-un proces de dizolvare şi filare în solvent organic, fără formarea de compuşi derivaţi. Denumirea vine din limba greacă: lyo (din greaca lyein) = dizolvă, iar cell de la celuloză. În funcţie de diferiţii producători, fibrele de acest tip au fost înregistrate şi sub alte mărci comerciale, cum sunt: Tencel şi Courtaulds Lyocell (S.U.A. – firma Courtaulds), Lenzing Lyocell (Austria – Lenzing AG), New Cell (Germania – firma Akzo Nobel Fibers), Alceru (Germania – firma TITK). 

Obţinerea fibrelor Lyocell

 Trebuie menţionat că acesta este un tip complet nou de tehnologie pentru producerea fibrelor celulozice artificiale, care prezintă numai procese de natură fizică, fără a interveni nici o reacţie chimică. Ea cuprinde etapele de dizolvare, filare, coagulare şi uscare.

Se foloseşte ca materie primă celuloza din lemn de calitate bună  şi se realizează o suspensie de aproximativ 13% celuloză, 20% apă şi 67% NMMO. Celuloza nu este solubilă în amestecul apă/solvent realizat cu acest raport  şi, de aceea, apa este îndepărtată din suspensie de-a lungul liniei de „extracţie“, fiind atinsă zona de soluţie. Soluţia stabilizată prin agenţi chimici potriviţi va servi la filare. Etapa următoare implică părăsirea zonei de soluţie din diagrama de fază, când celuloza coagulează sub formă de fir şi, prin spălare, se îndepărtează solventul NMMO. Drept urmare creşte accentuat conţinutul de apă din fir; se poate ajunge la un raport 70% apă şi 30% celuloză, dar prin uscare controlată se poate atinge un conţinut de umiditate de 10–15%.

Pasta de celuloză de lemn, NMMO şi apa sunt amestecate astfel încât să atingă cel mai înalt grad posibil de uniformitate, aceasta deoarece calitatea unei soluţii omogene de filare este factorul decisiv pentru controlul procesului şi calitatea firului filamentar. Soluţia filtrată, încălzită la peste 100°C, pentru diminuarea viscozităţii, este trecută prin orificiile filierei şi după ce parcurge un spaţiu cu aer, trece în baia de coagulare, care în varianta cea mai simplă conţine numai apă. În spaţiul de aer se produce etirarea filamentelor, iar în baie, coagularea. Ulterior, prin spălare se îndepărtează solventul NMMO din filamente, iar acestea sunt finisate, uscate şi bobinate. Se lucrează la viteze de filare mult mai mari decât cele folosite la viscoză sau cupro şi se pot obţine filamente de fineţe foarte înaltă. Solventul NMMO este recuperat atât din baia de regenerare, cât şi din cea de spălare în proporţie de peste 99,5%. Au fost astfel fabricate fire filamentare, dar şi fibre scurte, pentru dome-niul textil sau tehnic.

Structura şi proprietăţile fibrelor Lyocell

Aceste fibre se remarcă printr-un grad înalt de cristalinitate, încât raportul zonelor cristaline şi amorfe poate ajunge la aproximativ 9:1; mult mai mare decât la fibrele tip viscoză. Prin procesul de obţinere se imprimă şi o orientare moleculară foarte înaltă, chiar în zonele amorfe existând un grad oarecare de orientare.

Această structură de tip deosebit pe care o prezintă fibrele Lyocell se va reflecta în proprietăţile mecanice cu totul speciale pe care le manifestă, având cele mai mari valori pentru rezistenţă, comparativ cu toate celelalte fibre celulozice. Un alt avantaj demonstrat la fibra de tip Lyocell este că prezintă o conversie a rezistenţei fibrei în tenacitatea firului mult mai eficientă decât în cazul altor fibre. La îmbunătăţirea proprietăţilor de rezistenţă mecanică contribuie şi gradul de polimerizare mai înalt, comparativ cu al celorlalte fibre din celuloză regenerată. În privinţa comportării mecanice, la fibrele tip Lyocell cel mai important aspect este menţinerea rezistenţei în stare umedă la valori deosebit de înalte, astfel încât are loc o reducere de numai 10–15% faţă de starea uscată.

 Fibrele Lyocell pot fi texturate şi acest efect rămâne stabil după numeroase spălări, motiv pentru care pot fi utilizate în produse voluminoase, dar de masă redusă. Tuşeul produselor din fibre tip Lyocell este cu totul caracteristic, pe deplin diferit de cel dat de alte fibre şi, prin diverse procedee, poate fi variat enorm, fiind create produse cu estetică absolut nouă.

Un aspect cu totul specific la aceste fibre este capacitatea mare de fibrilare. Prin fibrilare se înţelege desprinderea de fibrile în lungul suprafeţei fibrei umflate în apă, sub acţiunea unor tensiuni mecanice. Pe baza numărului  şi încreţirii fibrilelor analizate la microscop, fibrile ce s-au format pe fibre solicitate în apă la un test de agitare („Shake Test“), se evaluează această proprietate conform unei scări cu etaloane. Fibrilarea se manifestă şi la fibrele produse prin tehnologia viscoză, în special la polinoze dar cu intensitate mai redusă. S-a demonstrat (pentru fibrele din celuloză regenerată) existenţa unei dependenţe aproape liniare între această proprietate şi modulul în stare umedă, şi anume tendinţa de fibrilare creşte o dată cu creşterea modulului umed; se constată deci, că mărimea fibrilării este preţul pentru o stabilitate dimensională înaltă în stare umedă. Deoarece a fost considerată o deficienţă pentru unele sortimente de fibre tip Lyocell, s-a reuşit prin modificarea condiţiilor de filare să se diminueze tendinţa de fibrilare, ajungând la nivelul prezentat de fibra de viscoză. Ulterior, fibrilarea acestei fibre nu a mai fost privită ca un handicap, ci s-a transformat într-o calitate dorită şi căutată, devenind un element de modă. Ea poate fi reglată prin tratamente enzimatice în combinaţie cu tratamente mecanice şi, dacă este necesar, completate prin finisări speciale, ce sunt bine suportate datorită rezistenţei foarte mari a fibrei. Pe lângă modificarea permeabilităţii, produsele textile au căpătat efecte deosebite, cum sunt: efect coajă de piersică, efect nisip, tuşeu moale etc.

Pe ansamblu, proprietăţile deosebite ale fibrei Lyocell constituie o sinteză perfectă între fibrele naturale  şi cele sintetice, produsele realizate având caracteristici mult îmbunătăţite. Aceste fibre se vopsesc cu aceiaşi coloranţi folosiţi pentru celelalte fibre celulozice, substantivitatea fiind echivalentă cu cea obţinută pentru viscoză. Uneori vopsirea poate avea şi ea un efect de fibrilare, astfel încât procesul trebuie condus corespunzător.