第二节 纺织竹纤维的分类及命名

一、竹材在纺织领域的应用

竹子是中国的特色资源,将竹材用于纺织领域是2001年后快速发展起来的一个新的竹材应用方向。竹材在纺织领域的应用方式主要有两种:一种是先将竹材制成竹浆粕,再将提纯、溶解后的竹纤维素喷丝制成纺织纤维;另一种是直接从竹材中分离出纤维束,用于纺织纤维。与两种加工方式对应了三种纤维。

1.竹浆黏胶纤维

竹浆黏胶纤维属再生纤维素纤维,它是以竹子为原料,经碱化、老化、磺化等工序制成可溶性纤维素磺酸酯,再溶于稀碱液制成纺丝液,然后经湿法纺丝而制成,它属于黏胶纤维的一种。目前经过探索与实践,企业已掌握了竹浆黏胶纤维的生产工艺,突破了纺纱和染整等难题,利用竹浆黏胶纤维生产的服装和日用品已批量生产并投放市场,实现了工业化的目标。竹浆黏胶纤维是在棉浆、木浆黏胶纤维工艺基础上发展起来的,目前在全国已经工业化生产和具有一定的市场销售规模。

竹浆黏胶纤维纺织品具有手感柔软、凉爽透气的性能,通过纺织企业的联合攻关,目前竹浆黏胶纤维可以纯纺或与其他纤维混纺制成毛巾、T恤衫和袜子等多种产品。而且竹浆黏胶纤维利用了我国四川、贵州、湖南等地丰富的丛生竹资源,它生长周期短,一年可成材,因此相对于以棉短绒、木材为原料加工的黏胶纤维具有经济上的优势。同时,竹浆黏胶纤维也存在着黏胶纤维共同的缺点,如湿强度低、织品尺寸稳定性不好等。由于竹浆黏胶纤维的生产方式失去了竹材绿色环保的天然特性,竹纤维细胞结构被破坏,同时生产工艺过程过长、环境污染等问题,使其成为竹浆黏胶纤维的发展瓶颈。

2.竹莱赛尔纤维

纺织领域中莱赛尔(Lyocell)纤维也被称为“天丝”(在中国的注册商标)。它的制造方法是由德国Akzo-Nodel公司首先发明并取得专利,20世纪90年代在英国得以工业化生产。该纤维和黏胶一样都是再生纤维素纤维,但是两者的生产工艺截然不同,其纤维性能相差也较大。莱赛尔纤维大多以木浆为原料,采用溶剂法生产,即以N-甲基氧化吗啉(NMMO)作为溶剂,溶解纤维素制成纺丝溶液,然后在水凝固浴中喷丝得到纤维,凝固后析出的溶剂可以通过蒸馏回收,回收率达到99%以上,可重复利用,生产过程污染小。

我国竹莱赛尔纤维正在研发过程中,福建农林科技大学等单位都投入了一定的人力、物力对其加以研究和开发,并在实验室制出样品。福建省科技厅已启动“竹纤维纺织材料的研发及产业化”科技重大专项,主要用于研发竹莱赛尔纤维产品。莱赛尔纤维是当今国际上再生纤维素纤维的一个发展方向。竹莱赛尔纤维具有柔软、悬垂、舒适性好和强度高等特点,加工工艺过程有机溶剂可以回收,环境污染小。但由于竹莱赛尔纤维制造工艺过程复杂,加工难度较大,投资高,目前我国若实现工业化生产还需要技术和设备上突破,提高溶剂回收率,降低生产成本。

3.天然竹纤维

纺织用天然竹纤维是指采用独特的物理、化学或生物的方法部分去除竹材中的木质素和多糖等物质,部分脱胶后靠余胶将竹单根纤维纵向相互连接起来而制得的天然束纤维。由于是从竹子中直接分离出来的纤维,它保持了竹纤维原有的形态和特性,属于纯天然纤维,它的研制成功将在天然纤维大家族中增添一名新成员。

纺织竹纤维保持了天然纤维的形态和特性,是天然纤维中的一种,但其产品在国内外市场上还是空白。科技部“十一五”科技支撑计划等国家级科研项目已将天然竹纤维的制取以及纺织加工工艺列入研究范围(2006BAD19B07)。国际竹藤中心、北京服装学院以及东华大学等单位积极开展了相关研发工作。目前中试样品已经满足纺纱的要求,成功试制了枕套、靠垫等产品。全国相关单位紧密协作联合攻关,正在改进、完善和熟化工艺,加紧中试和产业化进程。另外,国际竹藤中心、北京服装学院及相关单位还联合制订了“纺织用竹纤维”和“纺织用竹纤维鉴别试验方法”等林业行业标准。天然竹纤维产品符合人们回归自然和环保的理念,属绿色产品,可以与棉、麻等天然植物纤维相媲美,同时具有自身优良的特点,是竹材加工和纺织业鼓励发展的重要方向之一。目前全球对天然纤维的需求量,每年以1.4%以上速度递增,特别是欧、美等发达国家,天然纤维产品已成为主导消费品,由此可见天然竹纤维产品具有巨大的市场潜力。

目前我国市场上的“竹纤维”产品都是竹浆黏胶纤维,后两类产品尚在产业化进程中。竹浆黏胶纤维在市场的产品中,由于在很多研究文章中均被冠以“竹纤维”的名称,这种错误的命名导致了竹纤维市场的混乱。

二、竹纤维的定义与命名

竹纤维的概念自2001年底引入纺织领域,曾引起极大轰动,也吸引了众多科研人员的研究兴趣,特别是随着多项中国发明专利的申请、日本发明专利的批准,将竹纤维在纺织上的应用开发推向高潮。

然而,在中国竹纤维的命名和分类却一直比较混乱,直到2008年发布了林业标准LY/T 1792-2008《纺织用竹纤维》,竹纤维被定义为“竹类植物的秆纤维,为单体纤维细胞或纤维束”,因此竹纤维仅指从竹材中直接分离提取的天然纤维。竹纤维可以是单体细胞即竹单纤维或竹单根纤维(Bamboo Single Fiber),也可以是多个细胞的纤维束即竹束纤维(Bamboo Bundle);在此标准中,纺织用竹纤维被定义为“竹材经直接分离后获得的适于纺织加工要求的竹纤维,多为束状竹纤维,又称竹工艺纤维”(分为棉型和毛型竹纤维两类);此外,标准中将竹纤维与竹原纤维的概念统一,并将竹浆黏胶纤维从竹纤维类别中划出。本书下文中竹纤维均指天然竹纤维,不再赘述。

从目前市场来看,竹浆黏胶纤维已开发成功,并实现工业化生产,由于竹浆黏胶纤维在制浆、纺丝过程中,对竹材天然特性损伤严重,并且存在环保问题,因此竹浆黏胶纤维的加工工艺还有待改进。而天然竹纤维的开发更是任重道远。竹材中的单纤维长度只有2mm左右(直径8~14μm),长宽比仅为100~120,且竹材的脱胶远比苎麻困难,要制得能满足纺织加工需要的竹束纤维,这将是一项创造性的工作,它不仅为消费者带来新型的服装原料,而且对于保护生态环境、加速我国西部开发的步伐、提高竹材的使用价值,均有着积极的意义。