История и происхождение волокна
Купро (cupro) — регенерированное целлюлозное волокно, получаемое из хлопкового линта — коротких волокон, остающихся на семенах хлопка после отделения длинных волокон для текстильной промышленности. Технология была разработана в Германии в 1890-х годах, однако промышленное производство началось в 1918 году компанией J.P. Bemberg AG. В Японии технологию освоили в 1931 году, и сегодня японская компания Asahi Kasei является крупнейшим мировым производителем купро под торговой маркой Bemberg. Название происходит от латинского cuprum — медь, поскольку в производстве используется медно-аммиачный раствор.
Купро (медно-аммиачный шёлк) — искусственное целлюлозное волокно, вырабатываемое из хлопкового пуха (линта) методом растворения целлюлозы в медно-аммиачном комплексе с последующим формованием в осадительной ванне. Относится к классу регенерированных целлюлозных волокон наряду с вискозой, лиоцеллом и модалом, однако обладает уникальной структурой с круглым сечением элементарной нити.
Процесс производства
Технология получения купро-волокна основана на растворении очищенной хлопковой целлюлозы в реактиве Швейцера — водном растворе гидроксида тетраамминмеди(II) [Cu(NH₃)₄](OH)₂. Производственный цикл включает следующие этапы:
- Подготовка сырья: хлопковый линт очищается от механических примесей, восков, жиров и пектиновых веществ путём щелочной обработки и отбеливания.
- Растворение целлюлозы: очищенная целлюлоза смешивается с медно-аммиачным раствором при пониженной температуре, образуя прядильный раствор с концентрацией целлюлозы 7–10%.
- Фильтрация и дегазация: раствор проходит многоступенчатую фильтрацию для удаления гелеобразных частиц и пузырьков воздуха.
- Формование нити: прядильный раствор продавливается через фильеры в осадительную ванну с разбавленной серной кислотой, где происходит коагуляция целлюлозы в виде непрерывных элементарных нитей круглого сечения.
- Промывка и регенерация меди: сформированные нити тщательно промываются; медь и аммиак из отработанных растворов извлекаются и возвращаются в производственный цикл — современные предприятия достигают степени регенерации меди свыше 99,9%.
- Отделка и сушка: волокно подвергается авиважной обработке, нарезается или формируется в жгут, высушивается до кондиционной влажности.
Структура и физико-химические свойства
Принципиальное отличие купро от вискозного волокна заключается в морфологии поперечного сечения. Если вискозная нить имеет характерную изрезанную форму с глубокими бороздами, то элементарная нить купро обладает идеально круглым поперечным сечением, что определяет её исключительные тактильные свойства и мягкий благородный блеск, приближенный к натуральному шёлку.
| Показатель | Купро | Вискоза (стандартная) | Лиоцелл (Tencel) | Модал | Хлопок |
|---|---|---|---|---|---|
| Линейная плотность, дтекс | 0,6–7,8 | 1,3–17 | 1,0–6,7 | 1,0–1,3 | 1,2–2,5 |
| Прочность в сухом состоянии, cN/текс | 22–28 | 18–26 | 37–40 | 34–38 | 24–40 |
| Прочность в мокром состоянии, cN/текс | 15–18 | 10–15 | 31–35 | 22–28 | 28–48 |
| Потеря прочности во влажном состоянии, % | 30–35 | 40–50 | 10–15 | 20–30 | увеличение |
| Удлинение в сухом состоянии, % | 14–18 | 15–22 | 14–16 | 12–14 | 6–10 |
| Степень полимеризации целлюлозы | 450–550 | 250–400 | 500–600 | 350–450 | 2000–3000 |
| Влажность при 65% отн. влажности, % | 11,0 | 12–13 | 10,5 | 11,5 | 7,5–8,0 |
| Водопоглощение, % | 90–110 | 85–120 | 65–70 | 75–85 | 40–50 |
| Термостойкость | размягчение при 180°C, разложение при 260°C | размягчение при 180°C, разложение при 210°C | размягчение при 190°C | размягчение при 180°C | разложение при 250°C |
| Форма поперечного сечения | круглая | зубчатая/бороздчатая | овальная/округлая | округлая | бобовидная с каналом |
Благодаря высокой степени полимеризации (450–550) купро демонстрирует лучшую устойчивость к истиранию по сравнению с обычной вискозой. Волокно характеризуется исключительной равномерностью по тонине, что позволяет формовать микроволокна линейной плотностью от 0,6 дтекс — тоньше натурального шёлка. Гигроскопичность материала составляет 11%, что обеспечивает превосходный влагообмен и высокие гигиенические свойства. Ткань не накапливает статическое электричество, обладает охлаждающим эффектом при контакте с кожей и характеризуется драпируемостью, превосходящей большинство текстильных материалов.
Текстильные характеристики тканей из купро
Ткани из купро-волокна обладают следующим комплексом потребительских свойств:
- Поверхностная плотность тканей варьируется от 60 до 180 г/м² в зависимости от плетения и назначения.
- Гладкая поверхность с шелковистым блеском, не требующая дополнительной мерсеризации.
- Высокая драпируемость — коэффициент драпируемости составляет 28–35% (для сравнения: хлопок — 40–55%, вискоза — 30–40%).
- Воздухопроницаемость — 180–350 л/м²·с при перепаде давления 100 Па.
- Температура глажения — 130–150°C (режим «шёлк»).
- Устойчивость к воздействию микроорганизмов выше, чем у вискозы, благодаря более плотной структуре волокна.
- Стойкость окрашивания — высокая, красители проникают в структуру волокна равномерно; колористическая гамма практически не ограничена.
- Ткань не пиллингуется благодаря филаментной структуре и высокой однородности элементарных нитей.
- Коэффициент теплопроводности — 0,045–0,055 Вт/(м·K), что делает ткань «прохладной» на ощупь и особенно комфортной в тёплом климате.
- УФ-проницаемость — умеренная, требуется дополнительная защита при использовании в солнцезащитных изделиях.
Экологический аспект и сертификация
Современное производство купро позиционируется как пример циркулярной экономики в текстильной отрасли. Сырьём служит хлопковый линт — отход хлопкоочистительного производства, который ранее часто сжигался или утилизировался. Технология замкнутого цикла, применяемая Asahi Kasei, позволяет извлекать и повторно использовать более 99,9% меди и аммиака из отработанных растворов. Волокно Bemberg имеет следующие экологические сертификаты: OEKO-TEX Standard 100 Class I, этикетку EU Ecolabel, а также сертификат биодеградируемости согласно ISO 14855 — полное разложение волокна в почве происходит в течение 4–8 недель без образования токсичных остатков. Кроме того, производство сертифицировано по стандарту GRS (Global Recycled Standard), поскольку использует вторичное сырьё.
Сравнение с другими материалами и области применения
Купро часто называют «японским шёлком» или «растительным шёлком» за характерный внешний вид и тактильные ощущения. По сравнению с натуральным шёлком купро имеет меньшую стоимость в 3–5 раз при сопоставимых эстетических качествах, но уступает в прочности на разрыв и устойчивости к деформации. По сравнению с вискозой купро выигрывает в мягкости, блеске и стабильности размеров, но проигрывает в цене — стоимость купро выше вискозного полотна на 30–60%. Материал широко применяется в следующих сегментах:
- Женская и мужская одежда: блузы, платья, рубашки премиум-сегмента — особенно ценится подкладочная ткань на основе купро, которая не электризуется, обеспечивает идеальное скольжение и отводит влагу.
- Спортивная одежда: термобельё и одежда для йоги благодаря высокой гигроскопичности и охлаждающему эффекту.
- Домашний текстиль: постельное бельё высокой ценовой категории, обладающее терморегулирующими свойствами и исключительной мягкостью.
- Нижнее бельё: гипоаллергенность, гладкая поверхность и влагоотведение делают материал оптимальным для контакта с чувствительной кожей.
- Плащёвые и курточные ткани: микроволоконные конструкции из купро обеспечивают ветрозащиту при сохранении паропроницаемости.
- Технический текстиль: фильтровальные материалы, подложки для печати, электроизоляционные ткани.
Рекомендации по уходу
Деликатная структура купро требует соблюдения определённых правил ухода. Рекомендуется ручная или машинная стирка в деликатном режиме при температуре воды не выше 30°C с использованием нейтральных моющих средств без отбеливателей и энзимов. Отжим — только на минимальных оборотах (до 400 об/мин), центрифугирование противопоказано для тонких тканей. Сушка — исключительно в расправленном виде вдали от источников тепла и прямых солнечных лучей. Глажение — с изнаночной стороны в режиме «шёлк» (130–150°C), предпочтительно через влажную марлю или с использованием пара. Химчистка допустима щадящими растворителями. При нарушении режимов ухода возможна усадка ткани до 3–5% по основе и утку, а также потеря характерного блеска вследствие фибрилляции поверхности.
Текущее состояние рынка
По состоянию на 2024 год мировое производство купро-волокна оценивается приблизительно в 30–35 тысяч тонн в год, что составляет менее 0,5% от общего объёма производства целлюлозных химических волокон. Более 90% мирового выпуска приходится на Японию (Asahi Kasei, Bemberg), остальной объём производят Китай и Индия. Основные потребители ткани — Япония, Италия, Франция и США. В сегменте подкладочных тканей премиум-класса купро занимает долю около 15–18% рынка. Рост потребления сдерживается высокой стоимостью технологии и сложностью организации безотходного производства с регенерацией меди. Тем не менее среднегодовой рост рынка купро оценивается в 5–7%, что обусловлено растущим спросом на экологичные и высококачественные текстильные материалы в сегменте «устойчивой моды». Разрабатываются технологии получения купро-подобных волокон из альтернативных источников целлюлозы, включая бамбук и эвкалипт, что может расширить сырьевую базу производства в ближайшие десятилетия.
