Konstgjorda fibrer och cellulosa

Konstgjorda fibrer

• Avser konstgjorda fibrer som har sitt ursprung i naturen, men som kräver kemiska eller biokemiska ingrepp för att skapas.
• De första konstgjorda fibrerna som producerades var av cellulosa.
• Det finns nu fibrer som ligger i ett gränsland mellan naturliga och syntetiska fibrer, vilka kan beskrivas som biotekniskt konstruerade.

Cellulosa

• Fibrer kan skapas av den naturligt förekommande polymeren cellulosa, vilken finns i alla växter.
• Cellulosafibrer kan antingen vara naturliga eller återskapade för att uppnå en konsekvent produktion.
• Dessa varianter refereras till som cellulosa I respektive cellulosa II.
• Trä av olika former är det huvudsakliga råmaterialet till cellulosafibrer, med ett visst tillskott av restprodukter från bomullsproduktionen.

Cellulosafibrer - Historia

• Cellulosa som term har använts sedan 1830-talet, då den franske kemisten Anselme Payen upptäckte substansen.
• Utvecklingen av acetat under 1860-talet var startskottet för dessa nya materialformer.
• Det dröjde dock till 1920-talet innan acetat började produceras kommersiellt.
• Viskos (rayon i USA) var den första regelrätta konstgjorda fibern, vilken har genomgått många förändringar sedan dess ursprung.
• Utvecklingen av konstgjorda fibrer är relaterad till explosionen av "mass-fashion".

Cellulosafibrer - Miljöpåverkan

• Det finns nu alternativ till tidigare produktionsmetoder som producerar cellulosabaserade konstgjorda fibrer, dessa har inte en förödande effekt på miljön.
• Användning av hållbara källor till trä, ofta fritt växande i skogar utan gödnings- eller bekämpningsmedel samt konstgjord bevattning, kan förbättra miljöpåverkan drastiskt.
• Produktionsmetoder har numera inte bara gjort produktionen mer effektiv, utan också minskat mängden utsläpp.

Acetat och triacetat

• Acetat kan skapas antingen av trä eller av bomullsavfall som blir över vid produktionen.
• Fibern är billig, mjuk och len, och ger ett material med fint fall.
• Acetat används som substitut för silke, men kan även blandas med bomull eller silke.
• Utvecklades under slutet av 1800-talet och produktionsstarten var i början av 1900-talet.
• Acetat och triacetat är två kemiska föreningar, acetatfibern är en modifierad acetat medan triacetat är en acetat med en högre ratio.

Acetatfiberns historia

• Acetatfibern introducerades kommersiellt i början av 1900-talet, efter många årtionden av utveckling.
• Den började produceras kommersiellt av de schweiziska bröderna Camille och Henri Dreyfus under 1910-talet.
• Fibern användes då främst till plastfilm och såldes till flyg- och filmindustrin.
• Under 1920-talet startade den kommersiella produktionen av acetat som fiber för textilt bruk, där fokus låg på material för strumpbyxor.
• Man upptäckte att acetatfibrer kunde plisseras permanent, vilket ökade efterfrågan då det var inne under 1920-talet.
• DuPont började producera acetatfibern mot slutet av 1920-talet.
• Triacetat utvecklades under 1950-talet och erbjöd ett nytt alternativ med nya egenskaper.
• Från början blandades acetat med silke och/eller bomull för att sänka priset.
• Acetat blandas idag med många fibertyper för att skapa ett skrynkelfritt material med fint fall.

Acetat och triacetat - Egenskaper

• Triacetat är mer värmetåligt, starkare i vått tillstånd och tåligare mot solljus, tack vare en högre halt av acetat.
• Acetat upplevs ofta som mjukare än triacetat, men båda fibrerna har ett snarlikt fall.
• Acetatstyg torkar snabbt men värmer inte effektivt.
• Acetat används ofta som foder eftersom det stöter ifrån sig vätska och fukt.
• Fibrerna går inte att färga med traditionella färgämnen.

Acetat och triacetat - Produktion

• Acetat produceras av trämassa eller bomullsavfall.
• Trämassan löses upp med syra för att omvandlas till cellulosaacetat genom en kemisk reaktion.
• Cellulosaacetat-omvandlingen kan avbrytas för acetat, medan triacetat skapas om processen slutförs.
• Flarn av acetat löses upp i aceton och pressas genom en spinndysa, och acetonet avdunstar.
• Filamenten sträcks sedan innan de spolas.
• Kan efterbehandlas med salt för att reducera statisk elektricitet.

Acetat och triacetat - Miljöpåverkan

• Acetat och triacetat tillverkas från förnybara resurser.
• Plagg av acetat kan inte återvinnas, men kan brännas eller komposteras.

Viskos (rayon)

• Uppfinningen av viskos är en milstolpe inom textilhistorien och silke som symbol för rikedom, lyx och elegans.
• Silke har historiskt varit en nischad handelsvara på grund av dess höga priser.
• Viskos uppfanns för att skapa ett mer lättillgängligt alternativ till silke.
• I Europa kallas fibern viskos, medan den i USA benämns rayon.

Viskos (rayon) - Historia

• Utvecklingen av viskos sträcker sig tillbaka till 1850-talet, då den schweiziske kemisten George Audemars uppfann en första version av konstgjort silke.
• Hilaire Bernigaud skapade nitrocellulosafibrer under mitten på 1880-talet, dessa fick namnet Chardonnet-siden.
• Materialen var extremt lättantändliga och tillverkningen avbröts.
• Ett kommersiellt gångbart alternativ till siden blev tillgängligt genom Cupro's uppfinning.

Viskos (rayon) - egenskaper

• Viskos är en konstgjord fiber som kan beskrivas som semisyntetisk.
• Den skapas av cellulosa som utvinns ur trä eller bomullsavfall.
• Viskos delar vissa egenskaper med basmaterialet men skiljer sig på andra punkter.
• Fibern har god absorptionsförmåga men saknar isolerande egenskaper.
• Fibern är lätt att färga och kan användas som ett alternativ till siden.
• Fibrerna har naturligt hög lyster men kan tillverkas för att vara matta.
• Viskos förlorade cirka hälften av sin slitstyrka i vått tillstånd och behövdes kemtvättas.
• High tenacity rayon (HTR) är slitstarkt och lämpat för industriellt bruk.
• High-wet-modulus rayon (HWM) som är slitstarkare i vått tillstånd, varav kan maskintvättas.

Viskos (rayon) - produktion

• Processad cellulosa löses upp och överflödig vätska avlägsnas.
• Massan strimlas och den resulterande massan löses upp för att skapa en flytande viskoslösning.
• Oupplösta partiklar och luftbubblor filtreras bort innan lösningen pressas genom en spinndysa.
• Filamenten tvättas för att avlägsna restkemikalier.
• Filamenten spolas eller klipps och blandas sedan med naturfibrer.

Cuprammonium viskos - produktion

• Cuprammonium viskos är lik viskosproduktionen, men cellulosan blandas med koppar och ammoniak för processering.
• Om bomullsavfall används som råmaterial kallas fibern cupro, vilket ger ett resultat som liknar äkta silke.

Viskos (rayon) - Miljöpåverkan

• Viskosproduktionen minskar på grund av dess negativa miljöpåverkan.
• Produktionen släpper ut koldisulfid i atmosfären och salter i vattnet.
• Viskosproduktionen har kopplats till regnskogarnas förödelse, men produktionen är möjlig genom hållbara planteringar.
• Produktionen av cuprammonium viskos är ännu värre samt förbjuden i USA.

Lyocell

• Lyocell är en cellulosafiber som tillverkas av trämassa.
• Fibern kan ses som en ny generation av viskos.
• Till skillnad från viskos kan lyocell produceras utan negativ miljöpåverkan.
• Basmaterialet kommer från förnybara källor.
• Materialet är starkare och mindre benäget att krympa än viskos.

Lyocell - historia

• TENCEL®, Modal® och Seacell® är varumärken under vilka garn och material produceras av Lenzing AG.
• Dessa tre varumärken har miljövänliga tillverkningsprocesser.
• Experimenten kring att omvandla sjögräs till fibermaterial utfördes under 40-talet, och resulterade i Seacell®.
• Modal® började produceras kommersiellt under 60-talet av Lenzing och ses som den andra generationen av HWM viskos.
• Courtaulds utvecklade TENCEL® under 80-talet, och fann då harmlösa kemikalier till att återvinna.
• Lenzing köpte TENCEL divisionen av Courtaulds och lanserade fibern under början av 90-talet.

Lyocell - egenskaper

• Materialen har en kristallisk struktur som ger en slitstyrka som kan matcha polyester.
• Materialet känns snarlikt bomull, och har en mjuk yta med volym.
• Långa filamentfibrer kan användas för att skapa sidenliknande material med hög lyster och vackert fall.
• Obehandlat material har en tendens att noppa sig och är även svårt att färga.

TENCEL®

• TENCEL® är det vanligaste varumärket för lyocell-material.
• Fibern tillverkas av eukalyptus, vilket gör den miljövänlig och kostnadseffektiv.
• Tillverkningen kräver energi, men detta sker i en "closed-loop"-process.
• TENCEL® förekommer i olika former och kan användas på samma sätt som viskos, siden eller bomull.
• TENCEL® C innehåller chitin, utvunnet ur krabbskal, vilket är hypoallergeniskt och antiinflammatoriskt.

Modal®

• Modal® skapas av bokträd, vilket förbättrar jordkvaliteten där de planteras.
• Bokträd är tåliga och resistenta mot skadedjur, vilket gör att de kräver lite tillsyn och resurser.
• Processen är miljövänlig där alla kemikalier återvinns, blekning sker med syre, och materialet är nedbrytbart.
• Modal® finns i flera versioner med olika egenskaper och användningsområden.
• Spun-dyed Modal® färgas under produktionen, vilket kapslar in pigmenten och är extremt färgfast.

Seacell®

• Seacell® tillverkas av sjögräs och cellulosafibrer genom en lyocell-process.
• Materialets porösa struktur gör att bärarens kropp kan ta del av vitaminer och mineraler från sjögräset, samtidigt som materialet absorberar slaggprodukter.
• Material av Seacell® är mjuka, lena och andas, vilket gör dem bekväma att bära direkt mot huden.
• Sjögräs är ett förnybart, nedbrytbart och näringsrikt material som sägs ha antibakteriella egenskaper.

Lyocell - produktion

• Små träflisor löses upp för att avlägsna lignin och mjuka upp materialet.
• En våt pappersliknande massa skapas, torkas och rullas.
• Arken löses upp i en organisk förening under hög temperatur och tryck, vilket ger en filtrerad cellulosalösning.
• Lösningen pumpas genom en spinndysa och landar i ett kar med utspädda aminoxider för att stelna filamenten.
• Filamenten tvättas och efterbehandlas för att uppnå önskat resultat.
• Sedan krusas och kardas fibern innan den vävs eller stickas.

Lyocell - Miljöpåverkan

• Lyocell anses vara miljövänligt då det använder förnybara resurser och tillverkas i ett "closed-loop"-system där kemikalier återvinns.
• Råmaterialet använder mindre land och vatten än jämförbara material och är helt nedbrytbart.
• Tillverkningen kräver energi och lösningsmedel av petrokemiskt ursprung.
• Materialet är svårt att färga och har en tendens att noppa sig, vilket kan åtgärdas med efterbehandling som kräver potentiellt miljöfarliga kemikalier.