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傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)向“新”而生:揭秘超乎想象的紡織新技術(shù)
集萃印花網(wǎng)  2022-10-10 00:00:00

    【集萃網(wǎng)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(yè)蹲點采訪時發(fā)現(xiàn),如今的紡織業(yè)超乎想象。山東是紡織大省,2021年全省現(xiàn)代輕工紡織產(chǎn)業(yè)規(guī)模以上企業(yè)共計6859家,實現(xiàn)營業(yè)收入1.8萬億元,占全省規(guī)模以上工業(yè)的17.6%。今年山東將現(xiàn)代輕工紡織產(chǎn)業(yè)列入“十強產(chǎn)業(yè)”,傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)向“新”而生。

玉米淀粉做成的被子

“聚乳酸可降解風(fēng)衣”“聚乳酸環(huán)保運動褲”“聚乳酸抗菌床上用品四件套”……在購物網(wǎng)站瀏覽,發(fā)現(xiàn)不少紡織服裝品牌都推出了聚乳酸系列產(chǎn)品。

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

“我們研發(fā)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(jīng)賣出了10萬多條。”9月20日下午,濱州高新區(qū)愉悅家紡工業(yè)園內(nèi)的居家世博館產(chǎn)品展示區(qū),愉悅集團紡織設(shè)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。“聚乳酸纖維在土壤中經(jīng)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(huán)保消費理念的期待。聚乳酸纖維天然的弱酸性環(huán)境,對細(xì)菌的滋生有抑制作用,可以驅(qū)避粉塵螨,還具有吸濕導(dǎo)汗、抗紫外線、低可燃性等特點,可以滿足消費者對產(chǎn)品迭代升級的需求!

高耗能、高排放曾是傳統(tǒng)紡織行業(yè)的特征。數(shù)據(jù)顯示,紡織服裝業(yè)碳排放量占據(jù)全球碳排放量的10%,是僅次于石油的第二大污染行業(yè)。從自然中來,到自然中去,聚乳酸纖維契合“越環(huán)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(chǎn)為紡織品的難度。“聚乳酸纖維在高溫下降解速度加快,而紡織業(yè)中的染色、印花等環(huán)節(jié)大多是高溫環(huán)境;聚乳酸纖維表面光滑,但紡織成高品質(zhì)細(xì)紗的難度大。我們也在不斷地調(diào)整工藝,攻克技術(shù)難關(guān),使產(chǎn)品以更完美的形態(tài)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(chǎn)品,之后還將緊跟市場前沿,繼續(xù)開發(fā)聚乳酸纖維新品。”文洪杰說。

在愉悅居家世博館,種類繁多、功能各異的功能性紡織新產(chǎn)品,刷新記者對現(xiàn)代紡織業(yè)的認(rèn)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(dāng)于做了一次遠(yuǎn)紅外光理療。它還有去甲醛、去異味的效果,讓空氣更清新。”愉悅居家世博館功能產(chǎn)品展示區(qū),講解員張若男介紹。

愉悅暖紅外團隊研發(fā)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(qū)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(fā)現(xiàn)暖紅外面料部分是溫?zé)岬,普通面料部分則沒有什么變化。她又將一個裝有內(nèi)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(yuǎn)優(yōu)于普通面料,而且其擁有的導(dǎo)電性使其具有巨大的市場應(yīng)用空間。”伍麗麗說。

“暖紅外面料的紡織技術(shù)在不斷更新迭代!庇鋹偧瘓F首席科學(xué)家、青島大學(xué)生態(tài)紡織省部共建協(xié)同創(chuàng)新中心主任房寬峻教授介紹,現(xiàn)在開發(fā)的第三代產(chǎn)品已經(jīng)試驗成功,將在進一步優(yōu)化后量產(chǎn)。

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(chǎn)品也可以實現(xiàn)功能化嗎?

夏津縣被譽為“中國棉紡織名城”,純棉紡織占據(jù)主導(dǎo)。德州恒豐集團夏津仁和事業(yè)部,是功能性紗線的研發(fā)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(fā)的產(chǎn)品,以功能化、差異化為方向,棉紡織產(chǎn)品也在不斷升級。

“我們與東華大學(xué)聯(lián)合研發(fā)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(yè)部總經(jīng)理蔡金南介紹,所添加的抗菌材料對人體無毒無刺激,生產(chǎn)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(xì)菌的抑菌率達到90%以上,目前已用于國內(nèi)知名運動服裝品牌以及抗菌內(nèi)衣產(chǎn)品的生產(chǎn)。

脫胎換骨讓舊衣重生

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

“回收的舊衣服,上游企業(yè)經(jīng)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(yè)紡紗織布生產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn),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(huán)保、節(jié)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(huán)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(huán)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(chǎn)線已經(jīng)全部投產(chǎn),可日產(chǎn)高品質(zhì)萊賽爾纖維140噸!蓖跚诒硎,為了拓展功能性萊賽爾纖維產(chǎn)品,他們投資4000萬元建了一條中試生產(chǎn)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(fā)中。萊賽爾纖維也將實現(xiàn)“千變?nèi)f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(yīng)用于紡織產(chǎn)品中。

“傳統(tǒng)的止血材料止血效率慢、止血效果差,體內(nèi)殘留會引發(fā)醫(yī)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(nèi)快速止血,促進創(chuàng)面愈合,在體內(nèi)可以自行降解吸收!庇鋹偧瘓F化學(xué)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(yīng)活性高等優(yōu)點,可以廣泛應(yīng)用在日化、食品、藥品、復(fù)合材料等行業(yè)與領(lǐng)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(nóng)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(jù)統(tǒng)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(chǎn)納米纖維素,產(chǎn)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(yīng)用受限,納米纖維素還沒有產(chǎn)業(yè)化。目前,納米纖維素團隊正與東華大學(xué)進行聯(lián)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(chǎn)防割手套!9月23日下午,夏津縣白馬湖鎮(zhèn)白馬湖村的山東環(huán)升新材料科技有限公司,企業(yè)負(fù)責(zé)人郝永剛帶記者走進機聲隆隆的生產(chǎn)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(huán)升新材料雖然只有30多人,但已開發(fā)生產(chǎn)出幾百種特種功能性紗線,在細(xì)分領(lǐng)域發(fā)揮特色優(yōu)勢。

9月22日,環(huán)升新材料為浙江客戶阻燃隔熱防護服面料所研發(fā)的新型紗線,拿到了中試檢測報告,即將進入量產(chǎn)!霸300克面料才能達到的防護標(biāo)準(zhǔn),我們通過新材料、新設(shè)備、新工藝的應(yīng)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。”郝永剛說。

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(qū),愉悅?cè)嗽煅軋F隊研發(fā)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(jīng)攻克了精密織造、賦彈緊密定型和生物涂層等關(guān)鍵技術(shù),已進入動物試驗階段。”劉玉杰說。

人造血管竟然可以織出來?接過人造血管仔細(xì)端詳,記者發(fā)現(xiàn),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(biāo)志線,因有著致密的螺旋波紋結(jié)構(gòu),“血管”可伸縮,可打結(jié),可自由彎轉(zhuǎn),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(xué)性能、順應(yīng)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(nèi)長期穩(wěn)定性。僅“既得是多孔結(jié)構(gòu),還不能滲血”,就已經(jīng)超出了紡織專業(yè)科班出身的劉玉杰對紡織的認(rèn)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(fā)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(qū)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(nèi)血栓的形成,要促進內(nèi)皮細(xì)胞在血管壁上的形成。

“我們團隊都是學(xué)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(xué)!眲⒂窠苷f。

經(jīng)過兩年多的研發(fā),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(fā)的人造血管選用微米級紗線織造,構(gòu)造適合內(nèi)皮細(xì)胞黏附的孔徑尺寸,利于內(nèi)皮細(xì)胞的攀爬增長;表面的微孔化、多孔化,增加了內(nèi)皮細(xì)胞與材料的結(jié)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(jīng)過改性呈負(fù)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(fā)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(shù)時拍攝的視頻。“人造血管與心臟主動脈縫合好后,醫(yī)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(fù)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(fù)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(jīng)理李付杰表示,人造血管屬于第三類醫(yī)療器械,獲批上市還需要經(jīng)過一系列實驗、審批。

“健康紡織是保健用品領(lǐng)域中極具發(fā)展?jié)摿Φ男屡d產(chǎn)業(yè),也為紡織產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展提供了新概念和新空間。以家紡主業(yè)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(tài)產(chǎn)業(yè)鏈條,除人造血管外,人造肌腱、人造皮膚等產(chǎn)品也在研發(fā)中。”李付杰說。

發(fā)展越成熟 越需要創(chuàng)新

顛覆式創(chuàng)新賦能產(chǎn)業(yè)蝶變。加大研發(fā)投入,建設(shè)實驗室、創(chuàng)新中心、研發(fā)中心等研發(fā)機構(gòu)及創(chuàng)新平臺,開展產(chǎn)學(xué)研合作……采訪中,記者感受到紡織企業(yè)對科技創(chuàng)新的重視。比如,近三年,愉悅集團、夏津仁和的研發(fā)投入均超過銷售收入的4%。科研成果的產(chǎn)業(yè)化,為企業(yè)帶來顯著經(jīng)濟效益,提升了企業(yè)的品牌價值和市場競爭力。

紡織企業(yè)的科技創(chuàng)新力穩(wěn)步提升,但有的企業(yè)研發(fā)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(yè)打樣得到客戶認(rèn)可后即安排生產(chǎn),不具有超前性,不涉及新材料、新設(shè)備和新工藝,產(chǎn)品附加值不高。

“一些研發(fā)項目周期長、投入大,研發(fā)成果再有創(chuàng)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(yè)來說,與上下游企業(yè)聯(lián)動進行產(chǎn)品研發(fā),是最安全、最有效的。”一紡織企業(yè)負(fù)責(zé)人告訴記者。

另一家紡織企業(yè)管理人員說:“研發(fā)需要專業(yè)技術(shù)人員,想找到專業(yè)人員專門在企業(yè)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(shè)的核心是產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新。只依靠高校、科研院所的力量,企業(yè)沒有自己的研發(fā)團隊,就相當(dāng)于把一項技術(shù)轉(zhuǎn)移到了企業(yè),是‘一次性’的創(chuàng)新。企業(yè)必須要圍繞技術(shù)攻關(guān)鍛煉隊伍,這樣實現(xiàn)技術(shù)上突破的同時,也實現(xiàn)了人才隊伍的鍛煉成長!狈繉捑f。

從2013年擔(dān)任愉悅集團首席科學(xué)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(fā)團隊的青年研究人員已經(jīng)成為愉悅集團各個部門的主要負(fù)責(zé)人,在關(guān)鍵崗位上繼續(xù)進行著科技創(chuàng)新,并帶動全員創(chuàng)新。

“發(fā)展成熟的傳統(tǒng)行業(yè),更需要創(chuàng)新,使技術(shù)和產(chǎn)品實現(xiàn)差別化,這樣才有生存空間。從發(fā)展趨勢來看,跨行業(yè)、跨領(lǐng)域的研發(fā),或許是紡織產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的方向和動力!狈繉捑f。

來源:山東新聞

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