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    傳統產業向“新”而生:揭秘超乎想象的紡織新技術
    集萃印花網  2022-10-10

        【集萃網觀察】

    用玉米淀粉做成的被子,堪比鋼絲般強度的紡線,甚至有人工織造的血管……日前,記者到濱州、德州的紡織企業蹲點采訪時發現,如今的紡織業超乎想象。山東是紡織大省,2021年全省現代輕工紡織產業規模以上企業共計6859家,實現營業收入1.8萬億元,占全省規模以上工業的17.6%。今年山東將現代輕工紡織產業列入“十強產業”,傳統產業向“新”而生。

    玉米淀粉做成的被子

    “聚乳酸可降解風衣”“聚乳酸環保運動褲”“聚乳酸抗菌床上用品四件套”……在購物網站瀏覽,發現不少紡織服裝品牌都推出了聚乳酸系列產品。

    聚乳酸是塑料的替代材料,多用來生產可降解餐具和購物袋。它怎么“闖”入了紡織界?

    “我們研發的玉米抱抱被,填充物中添加了聚乳酸纖維,很受消費者歡迎,已經賣出了10萬多條!9月20日下午,濱州高新區愉悅家紡工業園內的居家世博館產品展示區,愉悅集團紡織設計部主任文洪杰打開包裝,記者撫摸玉米抱抱被一角,輕盈、柔滑,舒適感十足。

    文洪杰告訴記者,叫“玉米抱抱被”,是因為聚乳酸纖維又叫玉米纖維,多由玉米等植物提取的淀粉制成!熬廴樗崂w維在土壤中經過一年到三年的時間就可以完全降解,變成水和二氧化碳,燃燒時不會造成污染,符合環保消費理念的期待。聚乳酸纖維天然的弱酸性環境,對細菌的滋生有抑制作用,可以驅避粉塵螨,還具有吸濕導汗、抗紫外線、低可燃性等特點,可以滿足消費者對產品迭代升級的需求!

    高耗能、高排放曾是傳統紡織行業的特征。數據顯示,紡織服裝業碳排放量占據全球碳排放量的10%,是僅次于石油的第二大污染行業。從自然中來,到自然中去,聚乳酸纖維契合“越環保約時尚”的紡織消費新理念。

    可正是由于聚乳酸纖維易降解,增加了將它生產為紡織品的難度!熬廴樗崂w維在高溫下降解速度加快,而紡織業中的染色、印花等環節大多是高溫環境;聚乳酸纖維表面光滑,但紡織成高品質細紗的難度大。我們也在不斷地調整工藝,攻克技術難關,使產品以更完美的形態送到消費者手中。除被子外,目前已有襯衣、蓋毯、窗簾、床上用品四件套等產品,之后還將緊跟市場前沿,繼續開發聚乳酸纖維新品!蔽暮榻苷f。

    在愉悅居家世博館,種類繁多、功能各異的功能性紡織新產品,刷新記者對現代紡織業的認知。

    “晚上睡覺蓋上這樣一條薄薄的毯子,不僅舒適保暖,還相當于做了一次遠紅外光理療。它還有去甲醛、去異味的效果,讓空氣更清新!庇鋹偩蛹沂啦^功能產品展示區,講解員張若男介紹。

    愉悅暖紅外團隊研發工程師伍麗麗告訴記者,這條毯子的“魔力”源于毯“芯”——由納米碳素紗線織成的暖紅外面料。

    為讓記者感受到暖紅外面料和普通面料的區別,伍麗麗做了個小實驗。她將一塊黑色拼接布料在紅外燈上烘烤3秒鐘取下,記者用手觸摸,發現暖紅外面料部分是溫熱的,普通面料部分則沒有什么變化。她又將一個裝有內置電池的燈泡放到納米碳素紗線上,燈泡瞬間亮了起來。

    “這說明暖紅外面料對紅外線吸收性遠優于普通面料,而且其擁有的導電性使其具有巨大的市場應用空間!蔽辂慃愓f。

    “暖紅外面料的紡織技術在不斷更新迭代!庇鋹偧瘓F首席科學家、青島大學生態紡織省部共建協同創新中心主任房寬峻教授介紹,現在開發的第三代產品已經試驗成功,將在進一步優化后量產。

    功能性面料層出不窮,依然無法取代一些消費者對“純棉”的鐘愛。純棉產品也可以實現功能化嗎?

    夏津縣被譽為“中國棉紡織名城”,純棉紡織占據主導。德州恒豐集團夏津仁和事業部,是功能性紗線的研發織造基地。珍珠纖維、牛奶纖維、亞微米纖維、海藻纖維等,均是其自主研發的產品,以功能化、差異化為方向,棉紡織產品也在不斷升級。

    “我們與東華大學聯合研發的抗菌棉,通過高壓靜電紡絲工藝,將抗菌材料‘嫁接’到棉纖維上,既保留了棉纖維的天然性,又增加了抗菌除螨的功能!钡轮莺阖S集團副理事長、夏津仁和事業部總經理蔡金南介紹,所添加的抗菌材料對人體無毒無刺激,生產出的抗菌棉能達到4A級,抑菌效果持久,耐洗滌,對大腸桿菌、金黃色葡糖球菌等常見細菌的抑菌率達到90%以上,目前已用于國內知名運動服裝品牌以及抗菌內衣產品的生產。

    脫胎換骨讓舊衣重生

    曾經,消費者關注服裝的使用壽命,越結實越耐穿越好;如今,人們也越來越關注其“歸處”。推動廢舊紡織品的循環利用,使舊衣服“脫胎換骨”再次變成新衣成為發展趨勢。

    “回收的舊衣服,上游企業經過一系列工序制成原料,我們就可以做成萊賽爾纖維,再由下游企業紡紗織布生產出新的衣服。這不僅是‘重生’,還是升級。因為萊賽爾纖維既有合成纖維的強度,又有天然纖維的吸濕性、抗靜電性,有絲綢般的手感和光澤,易于紡織、染整加工,舒適性、透氣性更好!鄙綎|鴻泰鼎新材料科技有限公司辦公室主任王勤說。

    萊賽爾纖維俗稱“天絲絨”,是以可再生的竹、木漿粕為原料,生產的再生纖維素纖維。王勤介紹,他們公司采用最先進的溶劑紡絲干法工藝進行生產,將原料粉碎后和溶劑直接混合、加熱、溶解后紡絲,加工過程物理、環保、節能,排放接近于“零”,溶劑回收率可達99.7%。

    不僅如此,萊賽爾纖維的服裝更容易被降解,環保性突出。資料顯示,在海洋中,萊賽爾纖維63天可完全降解;在土壤中,55天可完成降解;在淡水環境下只需42天就可完全降解。

    “截至9月底,鴻泰鼎5萬噸萊賽爾纖維生產線已經全部投產,可日產高品質萊賽爾纖維140噸!蓖跚诒硎,為了拓展功能性萊賽爾纖維產品,他們投資4000萬元建了一條中試生產線,有保健功能的生姜萊賽爾纖維、相變儲能纖維、石墨烯萊賽爾纖維等都在研發中。萊賽爾纖維也將實現“千變萬化”。

    在愉悅集團采訪時,記者還了解到,紡織廢料正被“再生”為高價值的納米纖維素,并可重新應用于紡織產品中。

    “傳統的止血材料止血效率慢、止血效果差,體內殘留會引發醫療事故,納米纖維素纖維與海藻酸鹽、殼聚糖等做成的止血棉,遇到血液立即就會變成凝膠狀,20秒內快速止血,促進創面愈合,在體內可以自行降解吸收!庇鋹偧瘓F化學車間主任陳凱玲介紹。

    納米纖維素具有可再生、可降解、生物相容性好、吸附能力強和反應活性高等優點,可以廣泛應用在日化、食品、藥品、復合材料等行業與領域。

    納米纖維素的原料,是自然界中取之不盡用之不竭的纖維素,木漿、棉花、農作物廢棄秸稈、香蕉皮等有纖維的材料都可以提取,紡織廢料也不例外。據統計,愉悅集團印染車間的下腳料,一天就得一噸多,可以用于生產納米纖維素,產出比高達90%。一般下腳料50元/噸,納米纖維素40元/克。

    由于提取成本較高,市場應用受限,納米纖維素還沒有產業化。目前,納米纖維素團隊正與東華大學進行聯合實驗,突破成本制約。

    紗線強度是同等鋼絲的5倍

    “這是一根20支的特種紗線,重量是同等粗度鋼絲的五分之一,強度卻是它的五倍,主要用于生產防割手套!9月23日下午,夏津縣白馬湖鎮白馬湖村的山東環升新材料科技有限公司,企業負責人郝永剛帶記者走進機聲隆隆的生產車間。

    看上去極為普通的紗線,記者試著用力拽了拽,紗線紋絲不動,手掌卻被勒出了印痕。

    郝永剛告訴記者,特種功能性紗線通常要融合多種纖維,滿足客戶對于面料強度、彈性、形變、耐磨、阻燃、舒適性、防靜電等各方面的需求。而將特性各不相同的纖維混合在一起,紡成紗線,并不是一件容易的事,需要找到相對最合適的配方、最適宜的工藝、客戶能接受的價格。

    環升新材料雖然只有30多人,但已開發生產出幾百種特種功能性紗線,在細分領域發揮特色優勢。

    9月22日,環升新材料為浙江客戶阻燃隔熱防護服面料所研發的新型紗線,拿到了中試檢測報告,即將進入量產!霸300克面料才能達到的防護標準,我們通過新材料、新設備、新工藝的應用,用250克甚至200克就可以達到。碳排放少了,面料更輕薄了,衣服成本降低了,但是功能不減!焙掠绖傉f。

    織出來的人造血管

    9月21日下午,愉悅集團生命科技館人造血管展區,愉悅人造血管團隊研發工程師劉玉杰向記者展示一段直徑10毫米的大口徑人造血管。

    “這根人造血管是我們用微米級紗線編織的,主要用于置換人體主動脈。我們團隊已經攻克了精密織造、賦彈緊密定型和生物涂層等關鍵技術,已進入動物試驗階段!眲⒂窠苷f。

    人造血管竟然可以織出來?接過人造血管仔細端詳,記者發現,這是一段“紡織感”很強的管狀織物,白色的管壁縱向織著一條黑色標志線,因有著致密的螺旋波紋結構,“血管”可伸縮,可打結,可自由彎轉,彈性很好。

    第一次接觸人造血管,劉玉杰也覺得神奇,“這真的是紡織能做到的嗎?”人造血管需要具備良好的力學性能、順應性和生物相容性,不易變形,又要具有與天然血管類似的自愈能力,保持在人體內長期穩定性。僅“既得是多孔結構,還不能滲血”,就已經超出了紡織專業科班出身的劉玉杰對紡織的認識。

    2020年初,愉悅集團人造血管項目正式啟動,房寬峻教授率團隊踏上研發的征途。

    找紡織材料就像大海撈針,每一種材料,團隊都想拿來試試,再把它們排列組合,工作量特別大?椩旄穷H費周折,人工血管是立體編織的,但普通織機織出的布都是平面的,團隊不斷嘗試改造織機,讓它織成管狀,織成螺旋,找到最適宜的彈性區間?椩祀y題攻克后,團隊又研究涂層,要防滲漏,要防止短期內血栓的形成,要促進內皮細胞在血管壁上的形成。

    “我們團隊都是學紡織和印染的,都是第一次接觸人造血管,只能一點一點地學!眲⒂窠苷f。

    經過兩年多的研發,人造血管終于完成臨床前的生物安全性能檢測,進入大動物實驗階段。

    房寬峻教授介紹,團隊研發的人造血管選用微米級紗線織造,構造適合內皮細胞黏附的孔徑尺寸,利于內皮細胞的攀爬增長;表面的微孔化、多孔化,增加了內皮細胞與材料的結合力,達到長期抗血栓的效果;表面材料上進行生物涂層,涂層材料經過改性呈負電性,靜電的排斥力提供了良好的抗凝血作用;通過溶血實驗、血小板黏附實驗等一系列實驗,證明人造血管具有良好的血液相容性。

    在研發實驗室,劉玉杰給記者播放了今年3月進行首例大動物實驗手術時拍攝的視頻!叭嗽煅芘c心臟主動脈縫合好后,醫生故意用針刺破管壁,血柱噴出,2秒鐘后血流自動停止,管壁復原。動脈血壓至少是120毫米汞柱,在這種情況下扎破織物還能自動復原,我激動得流出了眼淚!

    山東欣悅健康科技有限公司副總經理李付杰表示,人造血管屬于第三類醫療器械,獲批上市還需要經過一系列實驗、審批。

    “健康紡織是保健用品領域中極具發展潛力的新興產業,也為紡織產業的創新發展提供了新概念和新空間。以家紡主業為支撐,從愉悅家紡升級到欣悅健康,大健康板塊已建立起完整生態產業鏈條,除人造血管外,人造肌腱、人造皮膚等產品也在研發中!崩罡督苷f。

    發展越成熟 越需要創新

    顛覆式創新賦能產業蝶變。加大研發投入,建設實驗室、創新中心、研發中心等研發機構及創新平臺,開展產學研合作……采訪中,記者感受到紡織企業對科技創新的重視。比如,近三年,愉悅集團、夏津仁和的研發投入均超過銷售收入的4%?蒲谐晒漠a業化,為企業帶來顯著經濟效益,提升了企業的品牌價值和市場競爭力。

    紡織企業的科技創新力穩步提升,但有的企業研發還只是按照下游客戶的需求來進行實驗,甚至由客戶提供樣品,企業打樣得到客戶認可后即安排生產,不具有超前性,不涉及新材料、新設備和新工藝,產品附加值不高。

    “一些研發項目周期長、投入大,研發成果再有創新性沒有市場也是白搭,一堆專利掛在墻上沒有任何意義。對于企業來說,與上下游企業聯動進行產品研發,是最安全、最有效的!币患徔椘髽I負責人告訴記者。

    另一家紡織企業管理人員說:“研發需要專業技術人員,想找到專業人員專門在企業搞研究不容易,這不僅僅是提高待遇就能解決的問題!

    “人才隊伍建設的核心是產學研協同創新。只依靠高校、科研院所的力量,企業沒有自己的研發團隊,就相當于把一項技術轉移到了企業,是‘一次性’的創新。企業必須要圍繞技術攻關鍛煉隊伍,這樣實現技術上突破的同時,也實現了人才隊伍的鍛煉成長!狈繉捑f。

    從2013年擔任愉悅集團首席科學家起,房寬峻幾乎每周都要往返于青島與濱州。讓他欣慰的是,不少研發團隊的青年研究人員已經成為愉悅集團各個部門的主要負責人,在關鍵崗位上繼續進行著科技創新,并帶動全員創新。

    “發展成熟的傳統行業,更需要創新,使技術和產品實現差別化,這樣才有生存空間。從發展趨勢來看,跨行業、跨領域的研發,或許是紡織產業創新發展的方向和動力!狈繉捑f。

    來源:山東新聞

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