未來紡織行業(yè)中竹原纖維材料的可持續(xù)發(fā)展前景

羅明智，宗立新

（佛山市順德金紡集團有限公司，廣東佛山 528305）

1 綠色維度

1.1 材料來源

竹原纖維［1-2］源于竹類植物。從全球竹類植物資源分布情況來看，中國擁有的竹原資源總量最多，約占50%以上。而且分布面積廣闊（分布在20 余個省份內(nèi)），約700 多萬hm2［3-4］。由于竹類植物生長快，在資源上獲取的竹原纖維優(yōu)于其他木質(zhì)材料，是一類擁有頑強生命力的綠色生態(tài)環(huán)境友好型優(yōu)質(zhì)可再生資源［5］。竹類植物不僅能夠很好地吸收二氧化碳，從而改善溫室效應，同時也比其他植被能釋放出更多的氧氣。因此，竹林資源能夠更好地保護地球的大氣環(huán)境。竹類植物的生長發(fā)育周期短，存活率較高，用竹原纖維部分取代木料或者棉料在綠色可持續(xù)發(fā)展中具有相當大的發(fā)展前景［6-7］。

1.2 加工過程

從古至今，竹類植物就始終伴隨著人類的生產(chǎn)與生活。在20 世紀中葉，竹原纖維面料的身影已經(jīng)出現(xiàn)在衣服上，但是在當時，因為各種科技因素，竹原纖維并不能得到很好的應用，導致其市場占有率一直很低。進入21 世紀后，由于竹原纖維的制造與應用技術(shù)取得了進展，竹原纖維產(chǎn)業(yè)也因此獲得了良好的發(fā)展前景。

竹原纖維是一種纖維素纖維，近幾年常常通過理化工程化方法加工制得［8-10］，是中國繼棉、麻、毛、絲后的第5 大純天然纖維素纖維，被廣泛應用于紡織品［11］。因為竹類植物自身的構(gòu)造特征和竹原纖維含量較高，而且竹原纖維提取工藝簡單、成本較低，能夠很好地轉(zhuǎn)變?yōu)榧徔椑w維，使得竹類植物作為一種紡織用材的加工成本大大降低。

竹原纖維可以產(chǎn)生優(yōu)異的替代效應。因此，由化學成分原材料制造的化纖產(chǎn)品可以用竹原纖維取而代之，以降低對不可再生資源的損耗。而可持續(xù)經(jīng)濟發(fā)展理念的不斷提出，又給竹文化帶來了綠色生態(tài)的理念。在當今的市場經(jīng)濟發(fā)展中，竹原纖維的應用已經(jīng)得到了越來越多的嘗試創(chuàng)新。

1.3 回收利用

竹原纖維是集綠色、生態(tài)、天然、友好、環(huán)保、可降解等諸多特性于一身的純天然纖維素纖維，竹類植物的生長周期和高產(chǎn)量等特性，決定了竹類植物自身可多量生長且合適開采利用［12］，可以緩解生產(chǎn)生活與生態(tài)環(huán)境之間的矛盾。目前，隨著人們提倡使用綠色資源，自然紡織材料也是一個非常熱門的經(jīng)濟發(fā)展點。而隨著人類生活水平的提高，自然紡織材料也就越來越需要利用相應的綠色可持續(xù)資源，因此竹原纖維是個不錯的纖維材料選擇方向［13］。竹原纖維的分解過程也是環(huán)保和無污染的，可以被埋在泥土中進行分解，并且還能夠利用最基本的反應類型進行分解得到二氧化碳和水。

2 時尚維度

近年來，紡織品材料領(lǐng)域不斷發(fā)展，人們對服裝等穿著產(chǎn)品的設計更加重視環(huán)保可持續(xù)觀念。在時尚元素快速更迭的時代，需要最大化地體現(xiàn)竹原纖維的質(zhì)感，要能很好地契合當下的綠色環(huán)保氛圍，在時尚流動的長河中占據(jù)一席之地。而融入竹原纖維綠色環(huán)保特點的理念，將會使竹原纖維產(chǎn)品在未來市場上日益受到公眾的青睞。由于竹原纖維有良好的透水性、吸濕性［14］，極強的耐磨性和優(yōu)異的可染性，并具備純天然抗菌［15］、除螨、防臭、防紫外線等作用，制作的紡織面料尤其適合酷熱的夏季穿戴，不僅色彩鮮艷，舒服透氣，柔軟耐穿，而且還兼具抗菌抑菌和防紫外線的特殊效果。將綠色環(huán)保觀念與舒適休閑理念完美融合，能夠滿足現(xiàn)代消費者追求的精神舒適與體感舒適雙重需求。

2.1 吸濕透氣性

現(xiàn)代人對于生活品質(zhì)的追求越來越高，涼爽輕盈的面料能夠帶來全新的穿著體驗。由于竹原纖維的多孔性，毛細管效應也相對較強，其通透性和吸濕性決定了竹原纖維能夠吸水并揮發(fā)，從而增強了纖維的吸濕能力和加濕能力。在與不同的紡織纖維的比較中，竹原纖維所具有的透氣性和吸濕性效果幾乎最強［16］，讓人感到透氣清涼，其獨特的紋理和舒適的質(zhì)感，制作成家居內(nèi)衣穿著，仿佛使人置身于大自然中，給人一種天然、健康、舒適的觸感。有利于人體的生理循環(huán)，也符合可持續(xù)發(fā)展理念，更符合人們追求綠色生活的時尚理念。

2.2 柔軟舒適性

隨著人們對健康追求的不斷提高，環(huán)?？沙掷m(xù)的生活方式在未來將持續(xù)成為熱門話題，舒適性與實用性的有效結(jié)合成為未來面料的重點研發(fā)方向。竹原纖維由于具有柔韌性，手感比棉布柔軟，具有天鵝絨感，使得面料能夠持久柔軟不僵硬，使肌膚觸感較為舒適［17］。精致有序的風格別有一番風味，整體工藝較為簡約，使得綠色主題在產(chǎn)品中脫穎而出。含有高質(zhì)量竹原纖維的紗線，織造出的單品呈現(xiàn)出獨樹一幟的高級感，精工打造出的竹原纖維面料，具有舒適的手感，同時更具精致的時尚外觀。

2.3 抗菌抑菌性

受疫情影響，人們的健康和衛(wèi)生防疫意識得到很大的提高，功能性面料的需求越來越高，其中不乏許多抗菌功能的產(chǎn)品，這成為后疫情時代人們更為關(guān)注的選項之一?？咕媪暇哂袃?yōu)異的防護安全性，能夠有效抑制細菌、真菌、霉菌，以一種自然舒適的感覺，重新演繹健康綠色的家居生活風尚。竹原纖維完全源自竹類植物，本身具備抗菌、抑菌的優(yōu)勢，具有更高的環(huán)保價值。竹原纖維在提取過程中，采用了某種獨特的技術(shù)來保持抗菌材料不受損害，無論是什么樣的產(chǎn)品，無論其如何清洗，都能保持抗菌、抑菌性能。人們在接觸竹原纖維時不會產(chǎn)生過敏反應，成為各大品牌關(guān)注的熱點。

2.4 防曬防護性

隨著人們對舒適服裝的不斷追求，對可持續(xù)的天然環(huán)保面料愈發(fā)關(guān)注，探索防護健康性能的面料成為未來面料的重點研究方向。竹原纖維含有特殊成分，可以阻擋對皮膚有害的紫外線，有利于皮膚健康，是良好的肌膚養(yǎng)護材料。春夏用于成衣制造，可以避免紫外線對人體的影響，為消費者帶來更環(huán)保的選擇，同時又不失時尚感。

3 科技維度

3.1 技術(shù)支持

竹原纖維的開發(fā)和利用不僅符合公眾對環(huán)境保護理念的實踐和倡導，而且促進了我國竹原纖維資源的合理開發(fā)和利用。竹原纖維的高度可生物降解能力可以減少對紡織物料的浪費，反映其綠色性能。竹類植物是一類優(yōu)良的可再生資源，同時其生長速度也相當快。因此，竹原纖維產(chǎn)業(yè)需要有創(chuàng)新的技術(shù)支持，能夠在一定程度上推動竹原纖維商品交易市場更加健全，使竹原纖維行業(yè)規(guī)范化發(fā)展。

隨著時代的進步和科技水平的提高，德國政府部門出臺“工業(yè)4.0”相關(guān)政策，目前已經(jīng)獲得了研究中心和工業(yè)界的普遍認可。隨著中國綜合國力的提升，國際影響力也在不斷提升，在不同國際事務上彰顯出東方大國的智慧與魅力。工業(yè)4.0 同樣也少不了中國人的身影，該概念一經(jīng)問世，瞬間在國內(nèi)形成熱潮。關(guān)于紡織領(lǐng)域的工業(yè)4.0，中國紡織機械（集團）有限公司總經(jīng)理葉茂新先生指出，中國紡織業(yè)的工業(yè)4.0 是指一個設計過程高度智慧、工業(yè)生產(chǎn)過程高度先進、技術(shù)人員與機器互動更加完善、產(chǎn)品與環(huán)境相互良好協(xié)同、產(chǎn)品和市場相互跨國交流合作的工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展新趨勢。對竹原纖維的加工以及提取也應該走高度自動化、智能化、無人化的路線。

3.2 提取過程

竹原纖維的提取過程一般包括前處理、再分解、成型及后處理過程。

3.2.1 前處理

前處理過程一般包括整料、形成竹片、再浸泡。先將竹類植物材料的枝節(jié)和尖梢按照紡紗技術(shù)的需要裁切為定長竹簡；接著通過機器或者手動方法將竹簡劈裂為相應長度的竹條；然后將竹條浸泡于專用的脫膠軟化劑中一定時間。

3.2.2 再分解

再分解工藝主要包括高溫蒸煮、水洗、分絲等。高溫蒸煮是把細竹條連同浸泡液一并升溫至某一高溫，并賦予其一定的壓強，按照蒸煮所規(guī)定的時間執(zhí)行脫糖、脫脂、脫膠以及殺菌流程；水洗是把蒸煮過的竹條拿出，再加水沖洗，以去掉竹條表面附著的浸泡液；分絲是先通過機械方法壓平竹條，然后用成絲機分解出粗纖維。

3.2.3 成型及后處理

成型及后處理過程一般要經(jīng)歷蒸煮、分絲、還原、降溫脫水、變軟等多個工藝過程。蒸煮是把經(jīng)過分解得到的粗纖維放在蒸皿中，添加浸泡液，一并升溫至某一溫度，再經(jīng)過特定的加壓；分絲是將粗纖維分成更細的纖維，加水清洗以達到脫膠目的；還原是將竹原纖維放入浸泡液中，并加入適量助劑，以提高竹原纖維的強度；脫水通常是采用離心式脫水處理；軟化是通過軟化劑使竹原纖維變軟，使之產(chǎn)生相應的柔軟度。

3.3 智能制造規(guī)劃

基于工業(yè)4.0 的技術(shù)，采用竹原纖維的提取技術(shù)，建立獨特的高自動化、智能化的無人廠房，完成對整個制造流程中的相關(guān)信息的收集。通過自動化手段控制整個制造流程，智能化控制各個生產(chǎn)過程中的參數(shù)。

前處理：將經(jīng)過去枝節(jié)與尖梢處理的原材料放入裁切機，由控制中心設定參數(shù)裁切成定長竹簡，采用帶視覺的機械手抓取定長竹簡，放入粉碎機，粉碎后的竹碎片通過傳送帶送到浸泡蒸煮設備中。

分解：蒸煮設備添加溫度以及壓力檢測單元，智能監(jiān)測蒸煮過程中壓力、溫度的變化，再通過自動控制系統(tǒng)，完成對蒸煮過程中壓力、溫度的智能控制，最后通過過濾輸送線完成水洗過濾，送入分絲機制作成粗纖維。

成型：采用同樣的方式，將各個設備加工后的產(chǎn)品通過輸送線或者輸送管道送到下一工位，每個設備帶有傳感器檢測來料，進而控制每個設備工作時的產(chǎn)量。

通過輸送線、輸送管道以及機械手將各個設備連接在一起，在進入后一個設備進行加工前，先檢測產(chǎn)品是否合格，例如檢測含水量、浸泡液含量等。產(chǎn)品在每一個生產(chǎn)過程中都能檢測到各類關(guān)鍵數(shù)據(jù)，收集檢測到的數(shù)據(jù)，通過控制系統(tǒng)展現(xiàn)在控制中心的面板上。通過PID 自動控制系統(tǒng)，對各個設備的參數(shù)進行智能調(diào)節(jié)。整個工廠高度智能，生產(chǎn)線上基本無人操作，通過實時監(jiān)測系統(tǒng)即可以發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)線上產(chǎn)品的生產(chǎn)狀況，只需要按照生產(chǎn)任務改變一些初始參數(shù)即可以完成智能制造，各種產(chǎn)品參數(shù)報表都可以通過控制器智能產(chǎn)生，工廠產(chǎn)品管理也變得簡單化，產(chǎn)品也越來越智能化，產(chǎn)品制造過程也變得更加透明化。

4 未來應用與創(chuàng)新

竹原纖維有著各種優(yōu)點，但是在制造過程中又面臨一些問題，還有很多特點必須得到更好的研發(fā)與運用。在再生竹原纖維的制造過程中，竹單纖維太短，纖維素纖維中的木質(zhì)素含量也沒辦法消除，環(huán)保問題更讓人頭痛。而在竹原纖維的發(fā)展過程中，由于竹原纖維本身收縮力強烈，但是濕強度卻不足，而且面料易于變形，使得面料的感覺也沒有從前好，懸掛性能也需要改進。

紡織品與人體密切接觸，因此應更重視質(zhì)量檢測。因為竹原纖維與竹漿纖維成分間具有一定的相似性，受中國目前檢驗技術(shù)水平的影響，人們很難分辨天然竹原纖維與竹漿纖維。又因為市場的不健全，要想避免纖維欺詐，更好地區(qū)分竹原纖維與其他化學纖維，就需要技術(shù)機構(gòu)建立相應的標準規(guī)范，讓竹原纖維產(chǎn)業(yè)得到更為良性的發(fā)展。

竹原纖維的高度生物降解性也是未來研究開發(fā)的重點。竹原纖維的色牢度好，不必顧慮因多次清洗和日曬而造成的褪色。竹原纖維具有抗菌、防紫外線、保護皮膚的功效，主要用來制作家紡、內(nèi)褲、貼身T 恤、襯衣、絲襪、鞋墊等。但是，有些產(chǎn)品的功效并不理想，期望通過發(fā)揮竹原纖維的環(huán)保特性，更好地詮釋其各項特殊功效。

4.1 對裝飾的期望

由于竹原纖維有很好的吸濕性，能夠很好地用作居室的裝修材料。在氣候較潮濕的地方，室內(nèi)的壁紙和地板均使用由竹原纖維工藝制造的特殊材料，能在一定程度上減少室內(nèi)的濕氣。但是由于世界氣候變暖，溫室效應日益嚴重，一些建筑裝飾材料又導致各種資源的浪費和對周圍環(huán)境的污染，竹原纖維的各種特點都被應用到室內(nèi)建筑裝飾材料中，因此必須在室內(nèi)建筑裝飾材料應用領(lǐng)域?qū)χ裨w維開展更進一步的研究。

臥室裝修一開始會有一些味道，要保持通風。利用竹原纖維與絲纖維混合，應用現(xiàn)代加工工藝制作成紗線，并通過規(guī)定的配比，制作成竹原纖維和絲混壁紙。一方面提高了竹原纖維的抗菌滲透性和吸濕性，另一方面彌補了絲織物支撐質(zhì)量的不足。由于墻紙也能夠起到很好的裝飾效果，盡管成本較高，也可以呼應城市綠化環(huán)境的主題。竹原纖維本身的抗菌特性能夠控制有害氣體的擴散，在特定狀況下可以保持房間的干燥通風等。

竹原纖維還可以與棉纖維混合，提高純棉織物的透氣性，使地面保持干燥。尤其是在南方，織物被鋪設到地面上，有助于降低患風濕病的風險。棉竹混合織物主要由紗線構(gòu)成，花紋比較清晰，即使用在地板上也能夠起到很好的裝飾效果。在保持傳統(tǒng)竹原纖維特點的基礎上，還可以更好地滅菌和阻止病菌的生長。

4.2 對防曬的期望

酷熱的夏天紫外線較強，因此防曬尤為重要。竹原纖維服裝產(chǎn)品無論經(jīng)過多少次清洗或者日曬均不致褪色，所以也可用于制造防曬衫和傘。由于竹原纖維具有柔軟性和透氣性，能夠在夏天提供更清涼的感受，而且不用顧慮日光輻射對傘的影響，可以減少紫外線對皮膚的傷害。在夏季的穿著服飾中還可以增加使用竹原纖維面料，不但手感柔和，同時還能夠讓竹原纖維更方便地運用到紡織領(lǐng)域，節(jié)省了生產(chǎn)成本，也賦予商品更高的附加值。

4.3 對抗菌的期望

在眾多新纖維中，竹原纖維以抗菌特性出類拔萃。其中，竹原纖維中富含的“竹琨”類化合物，抗菌特性優(yōu)異，經(jīng)多次水洗或者干燥，也可維持其特性，并能夠有效抑制病菌。竹原纖維在家庭服裝中的廣泛使用，能夠帶給人們衛(wèi)生、舒服的感受。嬰幼兒的肌膚敏感、柔嫩，而竹原纖維中的“竹琨”自然殺菌率高達95%，有助于嬰幼兒的身體健康。

竹原纖維家紡織物的密度高、質(zhì)感細膩，對皮膚親和力好，吸濕性、通透性好，并具備抗菌和抗病毒功效。床墊用品易產(chǎn)生塵螨，人體肌膚與床上用品每天接觸，竹原纖維天然的抗菌特性可以去除塵螨，高吸濕性和透氣性可以保持冬季暖和，夏季清涼。

5 結(jié)論

竹原纖維是一種可再生資源，可生物降解，不僅綠色環(huán)保，而且有益健康。將其運用于紡織品領(lǐng)域，可以更好地凸顯相關(guān)環(huán)保特性，并在一定程度上促進竹產(chǎn)業(yè)資源的開發(fā)，更好地跟上世界紡織材料的發(fā)展節(jié)奏，堅持可持續(xù)發(fā)展的理念。竹原纖維在生產(chǎn)過程中仍需要重視環(huán)保問題，進而更好地發(fā)揮其特性，以迸發(fā)強勁的經(jīng)濟活力。由于竹原纖維是一類衛(wèi)生、舒適的紡織品面料，在今后的使用與開發(fā)過程中，應重視與其他化纖產(chǎn)品的混合，并從技術(shù)上加以研究，進而產(chǎn)生良好的社會效益與經(jīng)濟效益。