Lyocell: Serat Selulosa Berkelanjutan dan Kuat untuk Mode dan Industri
Lyocell adalah serat buatan manusia yang berasal dari selulosa, dipasarkan di Amerika Serikat sebagai Tencel. Dihasilkan melalui teknik solvent-spinning, selulosa tetap tidak berubah secara kimiawi, menghasilkan kain yang sangat kuat. Kegunaannya meliputi filter otomotif, tali, produk abrasif, pengikat luka, perlindungan diri, dan paling menonjol, pakaian wanita.
Latar Belakang
Tekstil berbasis selulosa muncul sejak pertengahan abad ke-19, tetapi produksi komersial dimulai pada 1889. Kimiawan Swiss George Audemars menerima paten Inggris pada 1855 untuk sutra buatan yang terbuat dari kulit pohon murbei. Dia meniru metode ulat sutra dengan melarutkan serat dalam kulit, lalu membentuk benang dengan teknik jarum. Kimiawan Inggris Joseph W. Swan menyempurnakan proses Audemars, memaksa larutan melalui lubang halus untuk membuat filamen untuk lampu listrik. Meskipun Swan memamerkan kain selulosa pada 1885, hal itu tidak menarik perhatian.
Kimiawan Prancis Count Hilaire de Chardonnet memulai era baru pada 1889 dengan menyajikan “sutra buatan”—nanti dikenal sebagai rayon—pada Pameran Paris. Pabrik di Besançon, Prancis, dibuka pada 1891, mendorong rayon ke dalam moda utama. Di Amerika Serikat, American Viscose Company, afiliasi Samuel Courtaulds & Co., memulai produksi rayon pada 1910, mengantar landasan bagi yang nanti menjadi Courtaulds PLC (saat ini Accordis Fibers).
Abad ke-20 melihat kemajuan cepat dalam serat buatan manusia. Acetate hadir pada 1924, nylon pada 1939, dan akrilik serta polyester pada tahun 1950. Berbeda dengan polimer sintetik yang berasal dari petrokimia, rayon, acetate, dan lyocell berbasis selulosa—sering disebut serat “alami”, meskipun memerlukan pengolahan industri.
Pada akhir tahun 1970 dan awal 1980-an, Courtaulds Fibres dan American Enka mengembangkan metode solvent-spinning yang menyederhanakan dan memperbaiki proses. Rayon konvensional, serat selulosa regeneratif, memerlukan banyak tahap—mengubah selulosa menjadi xanthate, melarutkan dalam soda kaustik, lalu meregenerasi. Sebaliknya, solvent spinning menggunakan amina oksida non-toksik yang sepenuhnya didaur ulang, mengurangi dampak lingkungan secara signifikan. Lyocell pertama kali memasuki pasar Amerika Serikat pada 1992 dengan merek Tencel, dan nama generik lyocell diadopsi pada 1996. Lenzing AG, perusahaan Austria, bergabung dengan pasar setelah mengakuisisi operasi rayon American Enka pada 1992.
Bahan Baku
Bahan inti adalah selulosa, polimer alami yang ada di semua sel tumbuhan, dan sumber utama untuk kapas, hanf, dan len. Untuk lyocell, selulosa diekstrak dari pulp kayu keras—biasanya oak dan birch—yang ditanam di perkebunan terkelola yang tidak cocok untuk pertanian lain. Proses menggunakan pelarut amina oksida dan air, dengan agya finishing seperti sabun atau pelumas silikon. Kain lyocell dicelup dengan pewarna yang kompatibel dengan kapas dan rayon.
Proses Manufaktur
Menyiapkan Pulp Kayu
- 1. Pohon kayu keras yang ditujukan untuk lyocell dipanen, diangkut ke pabrik, dipotong menjadi panjang 20 kaki (6,1 m), dan dikulup menggunakan jet air tekan tinggi. Balok dipotong menjadi persegi sedikit lebih besar dari cap, lalu dimasukkan ke dalam digester kimia yang melembutkannya menjadi pulp basah. Pulp dicuci, optional diblancing, dikeringkan menjadi lembar tebal, dan digulung pada gulungan besar yang beratnya hingga 500 lb (227 kg).
Melarutkan Selulosa
- 2. Di pabrik lyocell, persegi selulosa digulung, dipotong menjadi potong satu inci, dan dimuat ke dalam wadah dipanaskan dan bertekanan yang mengandung amina oksida.
Filtering
- 3. Selulosa melarut menjadi larutan jernih setelah rendaman singkat. Larutan difilter untuk memastikan semua partikel sepenuhnya terlarut.
Spinning
- 4. Larutan terfilter dipompa melalui spinneret—perangkat dengan banyak lubang kecil yang mirip kepala shower—membuat serat panjang. Serat ini direndam dalam kolam amina oksida yang diencerkan untuk mengatur, lalu dicuci dengan air terdemineralisasi.
Pengeringan dan Finishing
- 5. Serat masuk ke kamar pengeringan di mana air menguap. Mereka kemudian diobati dengan pelumas (sabun, silikon, atau lainnya) sebagai pengaturutan, memfasilitasi carding dan spinning selanjutnya.
Tahap Akhir
- 6. Serat kering membentuk tow—gumpalan panjang filamen yang tidak dilintir. Tow di-crimp untuk menambahkan tekstur, di-card untuk menyelaraskan serat, dipotong, dan dibungkus untuk dikirim ke pabrik kain. Seluruh proses, dari selulosa baku hingga serat yang dibungkus, biasanya memakan waktu sekitar dua jam.
Pemulihan Pelarut
- 7. Amina oksida dipulihkan dan digunakan kembali. Larutan cair diavaporasi untuk menghilangkan air, lalu pelarut diarahkan kembali ke dalam wadah bertekanan. Biasanya, 99 % pelarut direklamasi.
Kontrol Kualitas
Produksi lyocell terjadi di sejumlah pabrik modern di seluruh dunia. Sistem pemantauan komputer canggih secara terus-menerus menilai kekuatan tarik serat, warna, denier (diameter serat), elongasi, kadar air, dan tingkat aplikasi finishing. Sistem juga mendeteksi penurunan spinneret yang menghasilkan filamen “sampah”, memastikan hanya serat berkualitas tinggi yang mencapai pasar.
Sampingan dan Limbah
Pembuatan lyocell tidak menghasilkan sampingan berbahaya dan jauh lebih kurang toksik serta boros dibandingkan serat selulosa lainnya. Sumber selulosa dipanen secara berkelanjutan dari perkebunan pohon terkelola, dan pelarut amina oksida non-toksik serta hampir sepenuhnya didaur ulang, mencegah pelepasan ke lingkungan. Kain yang dihasilkan secara alami terurai biologis. Dibandingkan serat buatan manusia lainnya, produksi lyocell mengonsumsi lebih sedikit air dan energi, memperkuat kredensial lingkungannya.
