澄清新型纖維的真相(一)

董奎勇 趙永霞

Facts Behind New Textile Fibers ( I ) :Lyocell Fiber

編者按:當前,一些纖維的稱謂不能完全反映甚至完全曲解了纖維的本質,對化纖產品市場的健康發(fā)展帶來了諸多不利影響,這不排除一些生產商為了開拓市場進行虛假宣傳和概念炒作。行業(yè)的規(guī)范和可持續(xù)發(fā)展應從產品的規(guī)范命名和分類開始,本刊“纖維技術”專欄從本期開始將刊發(fā)一組系列文章,以期澄清新型纖維的真相,使更多業(yè)內人士熟知這些纖維的本源,同時對規(guī)范市場起到一定的促進作用。

在日常生產與貿易中,“天絲”、“Tencel”是兩個常用的字眼兒,一些業(yè)內人士或媒體,甚至是權威專家在學術報告或者是撰文中,經常把“Tencel?”與“Lyocell”當作兩種纖維,如經常會看到類似這樣的表述:“Tencel、Lyocell、竹漿纖維、牛奶蛋白纖維等新型再生纖維運用的比例有大幅提升”。顯然上述現(xiàn)象都是一些常識性的謬誤。他們對Lyocell纖維的認識只是停留在表象上,淺嘗輒止,在一些所謂專家的誤導下,以訛傳訛,混淆視聽,最終形成了一種混亂的局面。

1Lyocell纖維的本源

Lyocell是纖維大類的名稱,就像Polyester(聚酯)纖維、Polyamide(聚酰胺)纖維一樣,是一類纖維區(qū)別另一類纖維的范疇。有人認為Lyocell就是Tencel?,Tencel?就是Lyocell,在此之間劃上等號,顯然這是一個非常低級的錯誤,因為在Lyocell這種大類纖維中,除了Tencel?之外,還有其他的品牌。這也是目前業(yè)內對Lyocell纖維誤讀或誤導最多的地方。天絲?、Tencel?只是某家公司生產的Lyocell纖維的商標名,表征的是一種纖維產品的商標,而不是纖維成分的分類。既然是商標名,那么就需要加上注冊商標的符號,因此,“天絲”、“Tencel”都是錯誤的表述,應該是“天絲?”、“Tencel?”。

從原理上來講,Lyocell纖維是采用N – 甲基嗎啉 – 氧化物(N – Methyl Morpholine Oxide,簡稱NMMO)的水溶液溶解纖維素后進行紡絲制得的一種再生纖維素纖維。該纖維名稱由BISFA(國際人造纖維及合成纖維標準局)命名,美國聯(lián)邦貿易委員會也確認通過上述工藝生產的再生纖維素纖維名稱為Lyocell,并規(guī)定衣物的成分標簽中不能以商品名代替“Lyocell”進行標注。“Lyo”由希臘文“Lyein”而來,意為溶解,“cell”則是取自纖維素“Cellulose”,二者合起來為“Lyocell”。原歐洲共同體指令(1997/37號)將Lyocell的代號定為“CLY”。

Lyocell纖維物理機械性能優(yōu)良,尤其是濕強與濕模量,接近于合成纖維。Lyocell纖維具有棉纖維的舒適性、粘膠纖維的懸垂性和色彩鮮艷性,又具有真絲的柔軟手感和優(yōu)雅光澤,可以純紡,也可與其它天然纖維、合成纖維或再生纖維混紡、交織或復合,也可做成非織造布、紙張與過濾材料等。

普通型Lyocell纖維包括長絲與短纖。Lyocell長絲主要以Akzo Nobel公司的Newcell?為代表,Lyocell短纖主要有Tencel?、Alceru?、Cocel?、Acell?等,這些品種都是以木漿粕為原料,紡絲過程中溶劑NMMO的回收率可達 99% 以上。

2Lyocell纖維的發(fā)展歷史與現(xiàn)狀

2.1荷蘭Akzo(阿克蘇)公司

1976年后,總部位于荷蘭的Akzo(阿克蘇)公司組織Enka公司及其研究所開始研究以NMMO為溶劑的再生纖維素纖維,最先生產出Lyocell纖維。1980年Akzo公司首先申請了Lyocell纖維的工藝與產品專利,1989年BISFA正式命名以此類方法生產的纖維為“Lyocell”。1994年Akzo公司與Nobel公司合并,成立了Akzo Nobel(阿克蘇?諾貝爾)公司。

2.2英國Courtaulds(考陶爾茲)公司

Courtaulds公司是最早開發(fā)Lyocell纖維的生產廠家之一,1984年該公司在Grimsby建成中試裝置,1987年從Akzo公司購進Lyocell纖維生產的專利許可證,于1988年建成 2 000 t/a的半工業(yè)化裝置。1992年12月Courtaulds在美國Alabama(阿拉巴馬)州的Mobile建成第 1 套 1.8 萬t/a的生產廠 ,投資 9 000 萬美元,1994年正式投產,1996年2月又投資 1.4 億美元再建 2.5 萬t/a的第 2 條生產線,商品名為“Tencel?”,我國譯為“天絲?”,由于兩者皆為商品名,因此在作為產品使用時須加商標號。1998年Courtaulds再投資 1.2 億英鎊在英國Grimsby興建 4.2 萬t/a的Lyocell短纖維(Tencel?)工廠 ,當時還計劃在韓國和新加坡等國建立分廠 。

1998年7月,Akzo Nobel收購Courtaulds 65% 的股份,成立了Acordis公司(總部位于荷蘭),具備了長短纖的生產體制,成為當時世界上最大的再生纖維素纖維生產商。

1999年Akzo Nobel又將其纖維業(yè)務(Acordis)出售給了CVC Capital Partners集團,由該集團下屬的荷蘭公司Corsadi BV(位于英國)負責運營Acordis所有的Lyocell纖維生產與銷售業(yè)務,這些業(yè)務發(fā)展成為后來的Tencel集團公司,包括美國與英國的兩家工廠。

2.3奧地利Lenzing(蘭精)公司

Lenzing公司是世界粘膠纖維的主要生產廠家之一,為克服粘膠生產的環(huán)境污染,從20世紀80年代初期就開始尋找新的溶劑,1984年集中研制了 3 種溶劑,1986年從Akzo公司買下了 5 項基本NMMO專利,1990年8月建成了Lenzing試驗工廠,1997年7月2日在Heiligenkreuz建成的 1.2 萬t/a的Lyocell短纖生產線投產,商品名為“Lenzing Lyocell?”。

1999年Lenzing公司與Akzo Nobel公司合資,在德國Obernburg地區(qū)建立了一個產能為 5 000 t/a的Lyocell長絲工廠 ,所 用生產工藝與Acordis公司相似,商品名為“Newcell?”。

2000年1 — 8月,Lenzing公司在Heiligenkreuz的第 1 條生產線產能擴大到 2 萬t/a。2004年2月,投資 3 600 萬歐元的第 2 條Lyocell生產線正式投入運營,產能為 2 萬t/a。自此,Lenzing在Heiligenkreuz工廠的Lyocell產能達到 4 萬t/a。

2004年5月4日,Lenzing收購Corsadi BV屬下的Tencel集團公司。Corsadi BV是Acordis公司中 4 個業(yè)務部門的所有者,即Tencel、Acetate Chemicals、Cordenka與Polyamide High Performance GmbH。自此,Lenzing一統(tǒng)Lyocell纖維生產的天下,具有 12 萬t/a的產能。從2005年3月起,Lenzing公司決定將商品名“Tencel?”用于集團下所有的Lyocell纖維。2008年初,Lenzing公司位于奧地利 Heiligenkreuz生產廠的第 2 條生產線投產(總投資為 2 500 萬歐元),該工廠的Lyocell纖維產能達到 5 萬t/a,Lenzing公司Lyocell纖維的全球總產能達到 13 萬t/a,如表 1 所示。目前,該公司推出了多項Lyocell纖維新產品,引領世界纖維素纖維技術的發(fā)展。

2.4中國

我國對Lyocell纖維紡絲工藝的研究起步較晚,20世紀90年代初期開始對Lyocell紡絲工藝技術進行探索試驗,走在前列的是成都科技大學,該大學和宜賓化纖廠聯(lián)合攻關探索工藝條件,并獲得階段性成果;四川大學對NMMO合成及回收進行系統(tǒng)研究,1999年建立了 50 t/a的NMMO的小規(guī)模生產裝置;東華大學1994年對Lyocell纖維進行研究,并建成 100 t/a的國產設備小試生產線;我國臺灣省聚隆纖維股份有限公司1998年底在彰化建了 30 t/a的Lyocell纖維試驗線;自20世紀90年代后期起,東華大學、上海紡織控股集團等單位進行了長期研究,并和德國某研究所進行聯(lián)合攻關,取得了成功。2006年底,上海里奧化纖有限責任公司 1 000 t/a的生產線正式投產,打破了原有的外企壟斷格局。

中國紡織科學研究院自2005年開始啟動Lyocell纖維國產化工程技術的研究開發(fā)工作,2006年完成了 5 L間歇溶解紡絲工藝的研究開發(fā),解決了紡絲穩(wěn)定性問題;2007年完成了 100 L間歇溶解紡絲工藝的研究開發(fā),同年完成了連續(xù)浸漬混合溶解設備的設計和制造;2008年又在薄膜蒸發(fā)器的設計和制造上獲得成功,制備出了合格的紡絲液,并在2008年6月獲得了符合質量性能指標的新溶劑法纖維素纖維。目前年產 10 t級新溶劑法纖維素纖維關鍵設備工程化小試示范線已建成并實現(xiàn)連續(xù)穩(wěn)定運行。中國紡織科學研究院與新鄉(xiāng)化纖股份有限公司合作開發(fā)的“年產 1 000 t新溶劑法纖維素纖維國產化生產線項目”預計將在2009年年底全部建成并投入運行;2008年11月,由福建宏遠集團有限公司和中國科學院化學研究所等單位完成的“新溶劑法再生竹纖維紡織材料的研發(fā)”300 t/a中試項目通過驗收。

目前,國內除上海里奧化纖有限責任公司外,尚未有企業(yè)進行Lyocell纖維產業(yè)化生產。

2.5其它國家與地區(qū)

德國TITK也研究與制造Lyocell纖維,1998年投產,以短纖為主,商品名為“Alceru?”;韓國Hanil合成纖維公司開發(fā)的Lyocell纖維商品名為“Acell?”;俄羅斯制造的Lyocell纖維商品名為“Orcel?”;日本也有小批量生產。

3結語

新型纖維蓬勃發(fā)展的同時,也帶來了命名和分類不規(guī)范的困擾。商家的唯利是圖與專家的不求甚解進一步加劇了新型纖維稱謂的混淆局面,期待更多的有識之士認清這些新型纖維的本原,用正確的方法來指導生產與規(guī)范消費市場。