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纺织纤维行业的“圣杯”,天丝如何跨越纤维界限实现可持续创新?

时尚商业洞察 时尚商业洞察 2022-05-21


一到夏末秋初,轻薄舒适的天丝就爆火。其实,天丝的原料取自天然,但面料本身不是自然而成。它到底属于什么“黑科技”?


据资料显示:早在20世纪90年代中期,天丝便已问世。自此,被誉为近半个世纪以来人造纤维史上最具价值的产品。


由此可见,天丝是人造纤维,所以它不似棉麻那些天然面料。但虽然是人造纤维,其原料却是自然界中取之不尽的纤维素,从体感舒适性上看,天丝具备天然纤维和合成纤维的多种优良性能,而在制造层面,其生产过程无化学反应,所用溶剂也无毒无任何污染,是绿色纤维。


这种面料用先进的工艺使其溶剂回收达99.7%,不仅节能、环保,而且可持续发展。用这一纤维制成的衣物不仅光泽自然、手感滑润、强度高、基本不缩水,而且透湿性、透气性好,与羊毛混纺的织物效果良好。因为自然的光泽和华润的手感,天丝常常被用来跟蚕丝做比较。其实,普遍意义上面料分为几种等级——


低等面料:普通化纤,帆布;

普通面料:一般棉、麻;

中级面料:莱卡、天丝等中级化纤面料及天然及混纺、柞蚕丝,长绒棉 ;

普通皮质等高级面料:羊毛、羊驼毛,桑蚕丝,优质皮料;

普通皮草顶级面料:羊绒、驼绒、重磅桑蚕丝织物、高级皮草;

传说级面料:骆马毛Vicuña(唯一能超过羊绒的纤维,比羊绒保暖,比羊绒细。产量极其稀少)


作为高级面料的桑蚕丝,自古以来就是高端纺织面料,比如:“古丝绸之路”实际上指的就是桑蚕丝面料。而现在,桑蚕丝依然备受国内外高端时装的青睐。尤其是改革开放以来,中国城镇化快速推进,养蚕、产丝的桑蚕丝从业人口日趋减少,桑蚕丝面料的产能自然缩减,由此加剧桑蚕丝成为稀缺性资源。而天丝的制造原料针叶木纤维在自然界来源丰富、取之不尽,所以单从原材料成本来看,除了长丝结构的天丝因为生产加工工艺要求极高,稀缺度超过桑蚕丝所价格高于桑蚕丝,市场上流通的大多数天丝面料价格远低于桑蚕丝——桑蚕丝目前的价位日趋走高,普遍价格在80元/米以上,是基础面料中的“奢侈品”,而天丝的价格比从前则有所降低,目前很多品类每米单价都在20—30元之间。



另一方面,天丝的制造过程更关乎技术与工艺。其制造过程简要概括就是以可再生木材为原料,经过采伐、溶解、喷丝、纺纱、织布、染整等工艺生产而成的服装面料。其中核心环节就是原料和溶解。基于现代技术生产出来的天丝纤维的分子紧密规整,具有很高的分子间力,纤维强度比普通的粘胶纤维大20%左右,且过程中所用溶剂无毒,对环境友好的制造工艺奠定了其“21世纪绿色纤维”的美誉。


严格意义上,俗称的“天丝”是拥有80多年历史的奥地利纤维生产商 Lenzing AG为其旗下莱赛尔纤维注册的商标TENCEL™。因为这家奥地利生产商所生产的莱赛尔纤维长期在市场上占绝对主导地位,人们逐渐用“天丝”代称兰精莱赛尔纤维及面料,并根深蒂固地称莱赛尔纤维为“天丝”。


因此,要了解天丝,不能不了解兰精。早在二战之前,兰精集团的前身还是位于欧洲心脏的浆粕和造纸厂区。那是一个因为卓越的生产而被世人熟知的地区,因为拥有许多重要资源,所以较早收获技术研发带来的进步成果。


从以木材为原料生产纤维的企业到成为全球技术领航企业,兰精集团有长达80年的创新旅程。上世纪90年代至2000年,兰精试图采用与过去不同且更具环保优势的生产工艺,并在莱赛尔生产技术方面收获颇丰。这预示着人类所使用的纺织面料在植物纤维领域的巨大变革——迈入莱赛尔新纪元,同时这一壮举也开启了兰精历史的新篇章。



在2000年至2010年期间,兰精经历了动荡的十年。前核心股东奥地利银行将其股份转让给新成立的B&C控股公司,这家公司刚好是Corsadi BV(以前是最早开发Lyocell纤维的生产厂家之一的英国Courtaulds公司的一部分)的所有者,也是兰精在莱赛尔纤维市场上最有力的竞争对手。2004年,兰精集团成功购买TENCEL™商标,销售团队以及包括美国阿拉巴马莫比亚及英国格里姆斯比在内的两个工厂。


这两座工厂后续的研发及销售活动成为莱赛尔纤维创新成功的关键,为创新纤维的终极突破奠定了基础。



后来的2007年,在中国南京建设粘胶纤维工厂,2011年南京工厂第三条生产线上马,同年在集团总部打造第一座莱赛尔纤维工厂,并于两年后成功运行。全球化布局的兰精在中国市场取得长足发展。


实际上,作为全球著名的面料商,在可持续发展方面有卓越贡献——早在1975年,兰精就成立了一个环境部,持续研究生物炼制和封闭生产周期的概念,天丝就是其最典范的“作品”:兰精所生产的莱赛尔纤维,也就是天丝纤维取材于可持续发展木源,并有相关认证背书,这体现在自然生长非原始森林或人工种植林,渐次采伐,回馈原产地社区;而作为天丝生产过程中另一个核心环节的溶解,兰精采用氧化铵作为溶剂,不断优化生产工艺以达欧盟严苛环保要求,溶剂回收率达99%以上,实现不断循环的闭合式利用。


以N-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO)为溶剂,用于湿法纺制再生纤维素纤维,1980年,德国Akzo-Nobel公司首先取得工艺和产品专利,1989年由国际人造纤维和合成纤维委员会正式命名为:Lyocell。在中国商品名是天丝。


早在3年前,天丝在世界范围内的生产能力在24万吨左右,分布在美国、英国、奥地利、德国、印度、韩国以及中国。



1976年后,总部位于荷兰的Akzo(阿克苏)公司组织Enka公司及其研究所开始研究以NMMO为溶剂的再生纤维素纤维,最先生产出Lyocell纤维;1980年德国Akzo公司首先申请了Lyocell纤维的工艺与产品专利,1989年BISFA正式命名以此类方法生产的纤维为“Lyocell”;1994年Akzo公司与Nobel公司合并,成立了Akzo Nobel(阿克苏・诺贝尔)公司。


1984年,英国Courtaulds公司在Grimsby建成中试装置,1987年从Akzo公司购进Lyocell纤维生产的专利许可证,1988年建成2000t/a的半工业化装置,因为其工业化程度和产量在当时较为领先,成为最早开发Lyocell纤维的生产厂家之一。


1998年7月,上文提到的“先行者”Akzo Nobel收购Courtaulds65%的股份,在荷兰成立了Acordis公司总部,并具备了长短纤的生产体制,成为当时世界上最大的再生纤维素纤维生产商。


1999年,“先行者”Akzo Nobel将其纤维业务(Acordis)出售给了CVC Capital Partners集团,由这个集团下属位于英国的荷兰公司Corsadi BV负责运营Acordis所有的Lyocell纤维生产与销售业务。


再后来,就有了今天的巨头兰精收购TENCEL™,成为最后赢家后推出新产品,引领世界纤维素纤维技术的发展。


而在中国,20世纪90年代初期才开始对Lyocell纺丝工艺技术进行探索试验,先是成都科技大学和宜宾化纤厂联合攻关探索工艺条件,并获得阶段性成果;而后四川大学对NMMO合成和回收进行系统研究,在1999年建立了50t/a的NMMO的小规模生产装置;1994年,东南大学对Lyocell纤维进行研究,建成100t/a的国产设备小试生产线;1998年,台湾省聚隆纤维股份在彰化建了30t/a的Lyocell纤维试验线;20世纪90年代后期开始,东华大学、上海纺织控股集团等组织经过长期研究,并和德国的研究所联合攻关,最终才取得技术层面的成功。


而真正的天丝国产化,是从2005年开始的——那年,中国纺织科学研究院启动Lyocell纤维国产化工程技术的研究开发工作;2006年,解决了纺丝稳定性问题,完成5L间歇溶解纺丝工艺的研究开发;2007年,完成100L间歇溶解纺丝工艺的研究开发,同年完成连续浸渍混合溶解设备的设计和制造;2008年,在薄膜蒸发器的设计和制造上获得成功,制备出了合格的纺丝液,并在2008年6月获得了符合质量性能指标的新溶剂法纤维素纤维。



据新乡化纤在2015年发布的公告中称,在第八届六次董事会会议上审议通过该了与中国纺织科学研究院、 甘肃蓝科石化高新装备股份有限公司共同投资设立中纺新乡绿色纤维科技股份有限公司。而后,中国纺织科学研究院与新乡化纤股份有限公司合作开发的“年产1000t新溶剂法纤维素纤维国产化生产线项目”建成并投入运行。目前年产10t级新溶剂法纤维素纤维关键设备工程化小试示范线已建成并实现连续稳定运行。



在2016年3月,在工信部消费品工业司的指导下,中国化学纤维工业协会启动了化学纤维绿色纤维认证。2018年,中国化学纤维工业协会发布团体标准《绿色纤维评价技术要求》,2019年进行了修订。今年3月,中国化学纤维工业协会又发布了“绿色纤维”产业链认证,并首次发布了《绿色纤维评价技术要求》与欧盟Eco-label、Oeko-Tex Standard100及国内《生态纺织品技术要求》等相关标准的比对情况,详细解读绿色纤维的生态环保属性。


其实,在“十三五”规划中,国家和工业信息化部、国家发展和改革委员会在2016年11月25日就下发了《化纤工业“十三五”发展指导意见》,明确“大力发展高性能纤维和生物基化学纤维,提高化纤纤维的功能化、差别化水平。利用模块化技术实现差别化、功能性纤维的规模化生产。”


“十三五”的重点领域和方向之一是生物基化学纤维产业化。生物基再生纤维方面,突破溶剂法纤维素纤维(lyocell)关键装备制造的技术瓶颈及高效低能耗溶剂回收等自主创新技术,实现规模化生产。“十四五”则已全面开启绿色纤维产业链认证,绿色发展成为时代主流,绿色纤维已成为中国纺织工业“十四五”时期软实力。    


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