Lyocell es una fibra semisintética que se utiliza para fabricar textiles para prendas de vestir y otros fines. [1] Es una forma de celulosa regenerada que se obtiene disolviendo pulpa y hilando en seco y en húmedo . A diferencia del rayón elaborado mediante algunos de los procesos de viscosa más comunes , la producción de Lyocell no utiliza disulfuro de carbono , [2] [3] que es tóxico para los trabajadores y el medio ambiente. [4] [5] [2] Lyocell fue originalmente registrado como Tencel en 1982.
"Lyocell" se ha convertido en una marca comercial genérica, utilizada para referirse al proceso Lyocell para fabricar fibras de celulosa. [3] [6] La Comisión Federal de Comercio de EE. UU . define Lyocell como "una fibra compuesta de celulosa precipitada de una solución orgánica en la que no se produce ninguna sustitución de los grupos hidroxi y no se forman intermediarios químicos". Clasifica la fibra como una subcategoría del rayón . [7]
Otros nombres comerciales de fibras Lyocell son Tencel ( Lenzing AG ), [8] Newcell ( Akzo Nobel ) y Seacell (Zimmer AG). [9] La empresa Birla también lo vende bajo la marca Excel . [10] Hay otros fabricantes como Sateri que venden su producto bajo el nombre genérico Lyocell [11]
El desarrollo de Tencel fue motivado por preocupaciones ambientales; Los investigadores intentaron fabricar rayón por medios menos dañinos que el método de la viscosa . [12]
El proceso Lyocell fue desarrollado en 1972 por un equipo de la ya desaparecida instalación de fibras American Enka en Enka, Carolina del Norte . En 2003, la Asociación Estadounidense de Químicos y Coloristas Textiles (AATCC) otorgó a Neal E. Franks su Premio Henry E. Millson a la Invención de Lyocell. [13] En 1966-1968, DL Johnson de Eastman Kodak Inc. estudió soluciones NMMO . De 1969 a 1979, la estadounidense Enka intentó, sin éxito, comercializar el proceso. [12] El nombre operativo de la fibra dentro de la organización Enka era "Newcell", y el desarrollo se llevó a cabo a través de una escala de planta piloto antes de que se detuviera el trabajo.
El proceso básico de disolución de celulosa en NMMO se describió por primera vez en una patente de 1981 de Mcorsley para Akzona Incorporated [12] [14] (la sociedad holding de Akzo). En la década de 1980 , Akzo concedió la licencia de la patente a Courtaulds y Lenzing. [6]
La fibra fue desarrollada por Courtaulds Fibers bajo la marca "Tencel" en la década de 1980. En 1982, se construyó una planta piloto de 100 kg/semana en Coventry, Reino Unido, y la producción se multiplicó por diez (a una tonelada/semana) en 1984. En 1988, se abrió una línea de producción semicomercial de 25 toneladas/semana en Grimsby . , Reino Unido, planta piloto . [15] [12]
El proceso se comercializó por primera vez [16] en las fábricas de rayón de Courtaulds en Mobile, Alabama [17] (1990 [16] ) y en la planta de Grimsby (1998). [16] En enero de 1993, la planta de Mobile Tencel alcanzó niveles de producción total de 20.000 toneladas por año, momento en el que Courtaulds había gastado £100 millones y 10 años en el desarrollo de Tencel. Se estimó que los ingresos de Tencel para 1993 ascenderían a 50 millones de libras esterlinas. Estaba prevista la construcción de una segunda planta en Mobile. [17] En 2004, la producción se había cuadriplicado a 80.000 toneladas. [6]
Lenzing inició una planta piloto en 1990 [12] y la producción comercial en 1997, con 12 toneladas métricas/año fabricadas en una planta en Heiligenkreuz im Lafnitztal , Austria. [12] [6] [18] Cuando una explosión azotó la planta en 2003, estaba produciendo 20.000 toneladas al año y planeaba duplicar la capacidad para finales de año. [19] En 2004, Lenzing producía 40.000 toneladas [ sic , probablemente toneladas métricas]. [6] En 1998, Lenzing y Courtaulds llegaron a un acuerdo de resolución de disputas sobre patentes. [6]
En 1998, Courtaulds fue adquirida por el competidor Akzo Nobel , [20] que combinó la división Tencel con otras divisiones de fibra bajo la marca Accordis y luego las vendió a la firma de capital privado CVC Partners. En 2000, CVC vendió la división Tencel a Lenzing AG , quien la combinó con su negocio "Lenzing Lyocell", pero mantuvo la marca Tencel. [6] Se hicieron cargo de las plantas de Mobile y Grimsby y, en 2015, eran el mayor productor de Lyocell con 130.000 toneladas al año. [12]
.jpg/1280px-Patagonia,_OutDoor_2018,_Friedrichshafen_(1X7A0346).jpg)
Se utiliza en muchos tejidos cotidianos. Las fibras discontinuas se utilizan en prendas como mezclilla , chinos , ropa interior, ropa informal y toallas. Las fibras filamentosas, que generalmente son más largas y suaves que las fibras básicas, [21] se utilizan en artículos que tienen una apariencia más sedosa, como ropa de mujer y camisas de vestir de hombre . Lyocell se puede mezclar con una variedad de otras fibras como seda , algodón, rayón, poliéster, lino , nailon y lana . Cuando se mezcla con otras fibras, el tejido resultante es mucho más fuerte y resistente al desgaste, al desgarro y al pilling. [22] Lyocell también se utiliza en cintas transportadoras , papeles especiales y apósitos médicos . [23]
Lyocell comparte muchas propiedades con otras fibras como el algodón , el lino , la seda , el ramio , el cáñamo y el rayón viscosa (con el que está muy relacionado químicamente). Lyocell es un 50% más absorbente que el algodón [24] y tiene una distancia de absorción más larga en comparación con los tejidos modales de tejido similar. [25]
En comparación con el algodón, los consumidores suelen decir que las fibras Lyocell se sienten más suaves y "más aireadas" debido a su mejor capacidad para absorber la humedad. Las afirmaciones de la industria sobre una mayor resistencia a las arrugas aún no están respaldadas. La tela Lyocell se puede lavar a máquina o en seco. Tiene buena caída y se puede teñir de muchos colores, necesitando un poco menos de tinte que el algodón para lograr la misma profundidad de color. [26] [10]
El proceso Lyocell utiliza un disolvente directo en lugar de una disolución indirecta, como la ruta de xantación-regeneración en el proceso de viscosa. La fibra Lyocell se produce a partir de pulpa en disolución , que contiene celulosa de alta pureza con poca hemicelulosa y nada de lignina . Los troncos de madera dura (como el roble y el abedul [27] ) se cortan en cuadrados del tamaño de sellos postales. Las astillas se digieren químicamente, ya sea con el proceso de prehidrólisis-kraft o con el proceso de sulfito , para eliminar la lignina y la hemicelulosa. La pulpa se blanquea para eliminar los restos de lignina restantes, se seca formando una lámina continua y se enrolla en carretes. La pulpa tiene la consistencia de un papel grueso de cartulina y se entrega en rollos que pesan unos 230 kg (500 lb).
En la fábrica de Lyocell, los rollos de pulpa se rompen en cuadrados de una pulgada y se disuelven en N-óxido de N-metilmorfolina (NMMO [2] ), dando una solución llamada "dope". Luego, la solución de celulosa filtrada se bombea a través de hileras , dispositivos utilizados con una variedad de fibras sintéticas. La hilera está perforada con pequeños agujeros, parecidos a los de un cabezal de ducha; cuando la solución pasa a través de él, salen hebras continuas de filamento. Las fibras son arrastradas por el aire para alinear las moléculas de celulosa, lo que confiere a las fibras Lyocell su característica alta resistencia. A continuación, las fibras se sumergen en un baño de agua, donde la desolvatación de la celulosa fija las hebras de fibra. El baño contiene algo de óxido de amina diluido en una concentración de estado estacionario. Luego las fibras se lavan con agua desmineralizada. A continuación, la fibra Lyocell pasa a una zona de secado, donde se evapora el agua de la misma.
La fabricación sigue entonces el mismo camino que con otro tipo de fibras como la viscosa. Los hilos pasan a una zona de acabado, donde se aplica un lubricante, que puede ser jabón o silicona u otros agentes, dependiendo del uso futuro de la fibra. Este paso es un desenredante, antes de cardar e hilar. En esta etapa, las fibras secas y terminadas tienen una forma llamada estopa, un haz grande y sin torcer de longitudes continuas de filamento. Los haces de estopa se llevan a una rizadora, una máquina que comprime la fibra, dándole textura y volumen. A continuación, la fibra rizada se carda mediante cardadoras mecánicas, que realizan una acción de peinado para separar y ordenar las hebras. Luego, las hebras cardadas se cortan y se embalan para enviarlas a una fábrica de tejidos. Todo el proceso de fabricación, desde desenrollar la celulosa cruda hasta empacar la fibra, dura aproximadamente dos horas. Después de esto, el Lyocell se puede procesar de muchas maneras. Puede estar hilado con otra fibra, como algodón o lana. El hilo resultante se puede tejer o tejer como cualquier otro tejido y se le puede dar una variedad de acabados, desde suave y parecido al ante hasta sedoso. [23]
El óxido de amina utilizado para disolver la celulosa y fijar la fibra después del hilado (NMMO) se recicla. Normalmente, [28] se recupera el 99 por ciento del óxido de amina. [10] El NMMO se biodegrada sin producir productos nocivos. [2] Dado que hay pocos residuos, este proceso es relativamente ecológico, aunque consume mucha energía. [10]
La falta de propiedades antibacterianas del Lyocell está limitando sus usos en el campo médico. Por su biodegradabilidad, baja toxicidad y comodidad, Lyocell se convertiría en un material útil para prendas antibacterianas. Se han probado varios enfoques para introducir capacidades antibacterianas. Se han estudiado tres enfoques generales para lograr esto: mezcla física, reacción química y postratamiento. Los métodos de mezcla física introducen agentes antibacterianos en la masa de hilado. En los métodos de reacción química, los aditivos antibacterianos se reticulan en las fibras de Lyocell y, por lo tanto, confieren propiedades antimicrobianas. En los métodos de postratamiento, se depositan aditivos antibacterianos en las superficies de las fibras de Lyocell mediante procesos de recubrimiento físico, acolchado o impregnación. Los métodos de mezcla física y postratamiento parecen ser los más prometedores para la fabricación a gran escala. Se requiere una cuidadosa consideración del costo, el tiempo de preparación y la efectividad antibacteriana para seleccionar el mejor método. La creación de una modificación exitosa de las fibras Lyocell para mejorar las propiedades antibacterianas permitiría fabricar productos para el cuidado de la salud (como batas de laboratorio, gorros, batas), productos de higiene (exfoliantes, toallas sanitarias) y ropa (calcetines, ropa interior). [29]