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Cellulosa: un materiale straordinario per il futuro dell’industria tessile

Parliamo da molto tempo di fibre cellulosiche, scrivendo degli ultimi sviluppi e delle sfide che l’industria tessile sta affrontando con il suo recente impegno nella ricerca di processi e soluzioni più sostenibili per un mercato tipicamente molto veloce ed esigente.

Affrontiamo qui di seguito il tema delle diverse fibre a base di cellulosa e presentiamo i più recenti sviluppi in questo campo. Alcune di queste fibre sono certamente già note, le notevoli differenze risiedono nell’approvvigionamento delle materie prime e nelle diverse tecniche di lavorazione.

Innanzitutto, perché un tale interesse per la cellulosa? Ebbene, la cellulosa è un polimero organico che presenta proprietà fisiche uniche, come grande resistenza alla trazione, resistenza all’acqua e ai solventi, mancanza di odore e biodegradabilità che la rendono la risorsa rinnovabile più abbondante e affidabile per l’industria tessile.

Si trova naturalmente nelle fibre vegetali come cotone, canapa, juta, kenaf e simili che vengono tradizionalmente lavorate meccanicamente per produrre filati e quindi tessuti; ma è anche il componente principale di alcune fibre sintetiche che hanno iniziato a svilupparsi negli ultimi due secoli.

Il primo processo per l’applicazione su scala industriale di fibre cellulosiche rigenerate dall’uomo fu quello del metodo Viscosa, che ebbe molto successo e divenne dominante intorno agli anni ’40. Nonostante parta direttamente dalla pasta di legno, questo processo è noto per essere notevolmente inquinante a causa dell’uso intensivo di sostanze chimiche e diversi solventi come l’idrossido di sodio.

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Fibre di Viscosa immagini da flickr.com
 
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Tessuti in viscosa, immagini da flickr.com

 

L’acetato di cellulosa è l’estere acetato della cellulosa prodotto per la prima volta su scala commerciale da Celanese nel 1923 a partire da polpa di cellulosa, disciolta con acido acetico e anidride acetica in presenza di acido solforico. La soluzione risultante viene quindi estrusa attraverso una filiera ei filati vengono prodotti mediante evaporazione del solvente. Nonostante la complessità del processo, le fibre di acetato di cellulosa hanno un uso limitato nell’industria tessile a causa della loro scarsa resistenza, scarsa resistenza all’abrasione e scarsa ritenzione termica.

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Fili in acetato di cellulosa per installazione @ Materially Urban Matters, Milano Design Week 22

 

Lyocell è stata finora la tecnologia più recente e di maggior successo per la produzione di fibre cellulosiche per dissoluzione diretta, permettendo di ottenere fibre dalle proprietà eccezionali e più rispettose dell’ambiente. La fibra Lyocell ha una maggiore tenacità (soprattutto a umido), un modulo a trazione più elevato, un ritiro inferiore, una migliore stabilità termica, una maggiore cristallinità e un maggiore grado di orientamento rispetto alla viscosa.

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Tessuto in Lyocell, immagine da flickr.com

 

Ma la nuova frontiera per la produzione di fibre a base cellulosica è certamente la tecnologia Ioncell, nata per la trasformazione di biomassa legnosa in fibre tessili ad alte prestazioni. Sviluppato dall’Università Aalto e dall’Università di Helsinki, il processo alla base prevede l’uso di nuovi solventi non tossici e rispettosi dell’ambiente noti come liquidi ionici.

Il metodo Ioncell parte da materie prime riciclate da diverse fonti che consistono in una biomassa derivata dal legno come cartoni, giornali, (ma anche vecchie banconote!) e diversi scarti tessili, ciascuno contenente quantità diverse di cellulosa e lignina. Una volta disciolta, la cellulosa viene convertita in fibre resistenti tramite il metodo di filatura a umido detto dry-jet wet spinning.

Essendo adatto ad altri polimeri naturali come la chitina e l’emicellulosa, questo processo aprirà un nuovo mondo di possibilità per le fibre di derivazione vegetale o biogenica nel prossimo futuro dell’industria tessile.

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Fibre cellulosiche e tinture da riciclo di biomassa tramite il processo Ioncell, www.ioncell.fi

 

Materially è impegnata nel progetto europeo  GRETE, co-finanziato dalla commissione europea tramite lo strumento Bio-based Industries Joint Undertaking, pensato per lo sviluppo di nuove tecnologie e processi per la generazione di fibre artificiali a base di cellulosa, meno impattanti rispetto alle soluzioni attualmente disponibili sul mercato. Lo sviluppo del processo Ioncell ha sostenuto il consorzio del progetto nella creazione di fibre di cellulosa con proprietà intrinseche tali da ridurre drasticamente l’utilizzo d’acqua nei processi di tintura e finissaggio. 

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