Lyocell

Lyocell adalah serat buatan yang berasal dari selulosa, lebih dikenal di Amerika Serikat dengan nama merek Tencel. Meskipun terkait dengan rayon, kain selulosa lain, lyocell dibuat dengan teknik pemintalan pelarut, dan selulosa tidak mengalami perubahan kimia yang signifikan. Ini adalah kain yang sangat kuat dengan kegunaan industri seperti dalam filter otomotif, tali, bahan abrasif, perban dan bahan setelan pelindung. Hal ini terutama ditemukan di industri garmen, terutama dalam pakaian wanita.

Latar Belakang

Kain yang berasal dari selulosa berasal dari pertengahan abad kesembilan belas, meskipun tidak ada yang memproduksinya secara komersial sampai tahun 1889. Seorang ahli kimia Swiss, George Audemars, diberikan paten Inggris pada tahun 1855 untuk sutra buatan yang ia peroleh dari kulit kayu murbei. Audemars mencoba untuk mereproduksi metode yang digunakan ulat sutra untuk membuat sutra dengan melarutkan kulit bagian dalam pohon murbei yang berserat untuk memisahkan selulosa. Untuk membentuk benang, dia mencelupkan jarum ke dalam larutan selulosa dan menariknya keluar. Ahli kimia lain, orang Inggris Joseph W. Swan, memodifikasi teknik Audemars dengan memaksa larutan selulosa melalui lubang halus. Minat utamanya adalah memproduksi filamen untuk lampu listrik, tetapi Swan menyadari bahwa adalah mungkin untuk membuat tekstil selulosa menggunakan metode ekstrusinya. Dia memamerkan kain selulosa di London pada tahun 1885, tetapi dia gagal membangkitkan minat, dan proyek itu mati. Produksi komersial serat selulosa pertama kali dilakukan oleh ahli kimia Prancis Count Hilaire de Chardonnet. Dia memamerkan apa yang disebut sutra buatannya di Paris pada tahun 1889, dan bertentangan dengan pengalaman Swan, orang-orang senang dengan kain barunya. Chardonnet membangun pabrik di Besancon, Prancis pada tahun 1891, dan sukses besar membawa kain barunya, sekarang bernama rayon, ke garis depan industri mode. Di Amerika Serikat, produksi rayon dimulai pada tahun 1910 di bawah naungan American Viscose Company. Perusahaan ini merupakan afiliasi dari Samuel Courtaulds and Co., Ltd., nenek moyang pengembang utama lyocell, Courtaulds PLC dari Inggris (sekarang dikenal sebagai Accordis Fibers).

Ahli kimia dan produsen sangat tertarik pada serat buatan pada abad kedua puluh. Asetat, serat selulosa lainnya, pertama kali diproduksi secara komersial di Amerika Serikat pada tahun 1924. Ahli kimia di perusahaan Du Pont mengembangkan nilon pada tahun 1930-an, dan mulai digunakan secara komersial secara luas mulai tahun 1939. Akrilik dan poliester adalah dua buatan manusia yang signifikan. serat. Ini memulai debutnya pada 1950-an. Nylon, akrilik dan poliester berbeda dari serat selulosa karena mereka berasal dari bahan kimia, dan dengan demikian benar-benar buatan manusia. Lyocell, rayon dan asetat didasarkan pada selulosa dalam pulp kayu, dan karenanya sering disebut serat "alami", meskipun serat tidak akan terjadi kecuali untuk proses buatan manusia.

Pembuatan dan pemrosesan serat buatan mengalami banyak penyempurnaan sepanjang abad kedua puluh. Rayon pertama yang diproduksi oleh Count Chardonnet, misalnya, terbukti sangat mudah terbakar, dan rayon yang ada di pasaran saat ini sangat berbeda. Pada akhir 1970-an dan awal 1980-an, para peneliti, terutama di rayon . terkemuka Diagram yang menggambarkan proses manufaktur yang digunakan untuk membuat serat lyocell. produser Courtaulds Fibers dan di sebuah perusahaan Amerika American Enka, mulai menyelidiki metode baru untuk memproduksi serat selulosa melalui teknik pemintalan pelarut. Dalam metode ini, selulosa dilunakkan dan kemudian dipintal menjadi serat. Rayon konvensional, sebaliknya, disebut "serat selulosa yang diregenerasi," dan melibatkan lebih banyak langkah. Selulosa pertama-tama diubah secara kimiawi menjadi xantat, kemudian dilarutkan dalam soda api, kemudian diregenerasi menjadi selulosa saat dipintal. Teknik pemintalan pelarut lebih sederhana dan lebih ramah lingkungan, karena menggunakan bahan kimia pelarut tidak beracun yang didaur ulang dalam proses manufaktur. Serat selulosa pelarut pintal lyocell pertama kali diproduksi secara komersial di Amerika Serikat pada tahun 1992 oleh Courtaulds. Perusahaan menggunakan nama merek Tencel. Kain tersebut diberi nama generik lyocell di Amerika Serikat pada tahun 1996. Pada saat ini, ada satu produsen lyocell besar lainnya di dunia, perusahaan Austria Lenzing AG, yang telah memperoleh paten dan penelitian tentang lyocell dari American Enka ketika dibeli. operasi rayon perusahaan itu pada tahun 1992.

Bahan Baku

Bahan utama lyocell adalah selulosa, polimer alami yang ditemukan di sel semua tanaman. Ini membentuk dasar untuk serat nabati lainnya seperti kapas, rami, dan linen. Selulosa untuk pembuatan lyocell berasal dari pulp pohon kayu keras. Pulp biasanya dari campuran pohon yang dipilih karena sifat selulosanya seperti warna dan jumlah kontaminan. Beberapa jenis pohon yang umum digunakan adalah ek dan birch. Pohon-pohon ditanam di perkebunan pohon yang dikelola, umumnya di lahan yang tidak cocok untuk penggunaan pertanian lainnya. Pelarut yang digunakan dalam proses pembuatan adalah oksida amina. Air adalah bahan utama lain dalam memproduksi serat lyocell. Bahan finishing juga digunakan, dan ini bervariasi, tetapi umumnya pelumas seperti sabun atau silikon. Kain Lyocell umumnya dicelup Bahan utama lyocell adalah selulosa, polimer alami yang ditemukan di sel semua tanaman. Selulosa untuk pembuatan lyocell berasal dari pulp pohon kayu keras. Selama proses pembuatan, kayu keras dipecah menjadi serpihan dan kemudian dimasukkan ke dalam tong digester kimia, yang melunakkannya menjadi bubur basah. Daging buahnya dicuci, diputihkan, dan dikeringkan dalam lembaran besar yang digulung ke gulungan raksasa. dengan pewarna apa pun yang juga kompatibel dengan kapas dan rayon.

Manufaktur
Proses

Menyiapkan bubur kayu

• 1 Pohon kayu keras yang ditanam untuk produksi lyocell dipanen oleh penebang dan diangkut dengan truk ke pabrik. Di pabrik, pohon-pohon dipotong sepanjang 20 kaki (6,1 m) dan dihilangkan kulitnya dengan semburan air bertekanan tinggi. Selanjutnya, log dimasukkan ke dalam chipper, mesin yang memotongnya menjadi kotak yang sedikit lebih besar dari perangko. Pekerja pabrik memasukkan keripik ke dalam tong digester kimia yang melunakkannya menjadi bubur basah. Bubur ini dicuci dengan air, dan dapat diputihkan. Kemudian, dikeringkan dalam lembaran besar, dan pekerja pabrik menggulungnya ke gulungan. Lembaran selulosa memiliki konsistensi kertas posterboard tebal. Gulungan selulosa sangat besar, dengan berat sekitar 500 lb (227 kg).

Melarutkan selulosa

• 2 Di pabrik lyocell, para pekerja membuka gulungan beberapa gulungan selulosa dan memecahnya menjadi kotak berukuran satu inci. Para pekerja kemudian memuat kotak-kotak ini ke dalam bejana bertekanan dan dipanaskan yang diisi dengan oksida amina.

Memfilter

• 3 Setelah beberapa saat direndam dalam pelarut, selulosa larut menjadi larutan bening. Itu dipompa keluar melalui filter, untuk memastikan bahwa semua chip larut.

Berputar

• 4 Selanjutnya, larutan dipompa melalui pemintal. Ini adalah perangkat yang digunakan dengan berbagai serat buatan. Sesuatu seperti pancuran, pemintal ditusuk dengan lubang kecil, dan ketika selulosa dipaksa melewatinya, untaian panjang serat keluar. Serat kemudian direndam dalam larutan lain amina oksida, kali ini diencerkan. Ini mengatur untaian serat. Kemudian, mereka dicuci dengan air de-mineral.

Pengeringan dan penyelesaian

• 5 Serat lyocell selanjutnya lolos ke area pengeringan, di mana air diuapkan darinya. Untaian pada titik ini lolos ke area finishing, di mana pelumas diterapkan. Ini mungkin sabun atau silikon atau bahan lain, tergantung pada penggunaan serat di masa depan. Langkah ini pada dasarnya adalah sebuah detangler, membuat langkah selanjutnya dari carding dan pemintalan menjadi benang lebih mudah.

Langkah terakhir

• 6 Serat yang sudah jadi dan dikeringkan pada tahap ini dalam bentuk yang disebut tow. Tow adalah bundel besar yang tidak dipilin dari filamen panjang terus menerus. Bundel derek dibawa ke crimper, mesin yang memampatkan serat, memberikan tekstur dan massa. Serat berkerut digaruk oleh carder mekanis, yang melakukan tindakan seperti menyisir, untuk memisahkan dan mengatur untaian. Untaian yang digaruk dipotong dan diikat untuk dikirim ke pabrik kain. Seluruh proses pembuatan, mulai dari membuka gulungan selulosa mentah hingga baling serat, hanya membutuhkan waktu sekitar dua jam. Setelah ini, lyocell dapat diproses dalam berbagai macam cara. Mungkin dipintal dengan serat lain, seperti kapas atau wol. Benang dapat ditenun atau dirajut seperti kain lainnya, dan diberi berbagai sentuhan akhir, dari yang lembut dan seperti suede hingga halus.

Pemulihan pelarut

• 7 Oksida amina yang digunakan untuk melarutkan selulosa dan mengatur serat setelah pemintalan dipulihkan dan digunakan kembali dalam proses pembuatan. Larutan encer diuapkan, menghilangkan air, dan oksida amina diarahkan untuk digunakan kembali dalam bejana bertekanan pada langkah 2. Sembilan puluh sembilan persen oksida amina dapat diperoleh kembali dalam proses pembuatan sel lio yang khas.

Kontrol Kualitas

Lyocell hanya diproduksi di beberapa pabrik di dunia. Ini dirancang khusus, pabrik canggih, dan kontrol kualitas dilakukan oleh sistem pemantauan komputer yang canggih. Komputer terus-menerus memeriksa berbagai faktor kunci, seperti keuletan serat, warnanya, denier (pengukuran diameter serat), perpanjangan, tingkat kelembapan, dan tingkat aplikasi akhir. Komputer juga memantau "sampah" yang dihasilkan ketika satu lubang di pemintal tersumbat, dan filamennya pecah atau terlepas.

Produk Sampingan/Limbah

Pembuatan lyocell tidak menghasilkan produk sampingan yang berbahaya dan secara signifikan kurang beracun dan boros dibandingkan pembuatan serat selulosa lainnya. Bahan utamanya, selulosa, mudah diperoleh dari perkebunan pohon yang dikelola, dan industri ini tidak dituduh memiliki kebiasaan kehutanan yang buruk. Pelarut oksida amina tidak beracun, dan karena hampir sepenuhnya didaur ulang selama pembuatan, tidak dilepaskan ke lingkungan. Kain Lyocell juga dapat terurai secara alami. Pembuatan lyocell juga ramah lingkungan karena lebih sedikit air dan energi yang digunakan daripada dalam pembuatan serat buatan lainnya.