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澄清新型纤维的真相—Lyocell纤维

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点击次数:  更新时间:2018-01-09  【打印此页】  【关闭

导读:当前,一些纤维的称谓不能完全反映甚至完全曲解了纤维的本质,对化纤产品市场的健康发展带来了诸多不利影响,这不排除一些生产商为了开拓市场进行虚假宣传和概念炒作。行业的规范和可持续发展应从产品的规范命名和分类开始,本刊推出“澄清新型纤维的真相”专栏,以期澄清新型纤维的真相,使更多业内人士熟知这些纤维的本源,同时对规范市场起到一定的促进作用。

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Tencel®生产流程

在日常生产与贸易中,“天丝”、“Tencel”是两个常用的字眼儿,一些业内人士或媒体,甚至是权威专家在学术报告或者是撰文中,经常把“Tencel®”与“Lyocell”当作两种纤维,如经常会看到类似这样的表述:“Tencel、Lyocell、竹浆纤维、牛奶蛋白纤维等新型再生纤维运用的比例有大幅提升”。显然上述现象都是一些常识性的谬误。

1  Lyocell纤维的本源

Lyocell是纤维大类的名称,就像Polyester(聚酯)纤维、Polyamide(聚酰胺)纤维一样,是一类纤维区别另一类纤维的范畴。有人认为Lyocell就是Tencel®,Tencel®就是Lyocell,在此之间划上等号,显然这是一个非常低级的错误,因为在Lyocell这种大类纤维中,除了Tencel®之外,还有其他的品牌。这也是目前业内对Lyocell纤维误读或误导最多的地方。天丝®、Tencel®只是某家公司生产的Lyocell纤维的商标名,表征的是一种纤维产品的商标,而不是纤维成分的分类。既然是商标名,那么就需要加上注册商标的符号,因此,“天丝”、“Tencel”都是错误的表述,应该是“天丝?”、“Tencel®”。

从原理上来讲,Lyocell纤维是采用N–甲基吗啉–氧化物(N–Methyl Morpholine Oxide,简称NMMO)的水溶液溶解纤维素后进行纺丝制得的一种再生纤维素纤维。该纤维名称由BISFA(国际人造纤维及合成纤维标准局)命名,美国联邦贸易委员会也确认通过上述工艺生产的再生纤维素纤维名称为Lyocell,并规定衣物的成分标签中不能以商品名代替“Lyocell”进行标注。“Lyo”由希腊文“Lyein”而来,意为溶解,“cell”则是取自纤维素“Cellulose”,二者合起来为“Lyocell”。原欧洲共同体指令(1997/37号)将Lyocell的代号定为“CLY”。

Lyocell纤维物理机械性能优良,尤其是湿强与湿模量,接近于合成纤维。Lyocell纤维具有棉纤维的舒适性、粘胶纤维的悬垂性和色彩鲜艳性,又具有真丝的柔软手感和优雅光泽,可以纯纺,也可与其它天然纤维、合成纤维或再生纤维混纺、交织或复合,也可做成非织造布、纸张与过滤材料等。

普通型Lyocell纤维包括长丝与短纤。Lyocell长丝主要以Akzo Nobel公司的Newcell®为代表,Lyocell短纤主要有Tencel®、Alceru®、Cocel®、Acell®等,这些品种都是以木浆粕为原料,纺丝过程中溶剂NMMO的回收率可达99%以上。

2  Lyocell纤维的发展历史与现状

2.1 荷兰Akzo(阿克苏)公司

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。

2.2 英国Courtaulds(考陶尔兹)公司

Courtaulds公司是最早开发Lyocell纤维的生产厂家之一,1984年该公司在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,于1988年建成2000t/a的半工业化装置。1992年12月Courtaulds在美国Alabama(阿拉巴马)州的Mobile建成第1套1.8万t/a的生产厂,投资9000万美元,1994年正式投产,1996年2月又投资1.4亿美元再建2.5万t/a的第2条生产线,商品名为“Tencel®”,我国译为“天丝®”,由于两者皆为商品名,因此在作为产品使用时须加商标号。1998年Courtaulds再投资1.2亿英镑在英国Grimsby兴建4.2万t/a的Lyocell短纤维(Tencel®)工厂,当时还计划在韩国和新加坡等国建立分厂。

1998年7月,Akzo Nobel收购Courtaulds65%的股份,成立了Acordis公司(总部位于荷兰),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Akzo Nobel又将其纤维业务(Acordis)出售给了CVC Capital Partners集团,由该集团下属的荷兰公司Corsadi BV(位于英国)负责运营Acordis所有的Lyocell纤维生产与销售业务,这些业务发展成为后来的Tencel集团公司,包括美国与英国的两家工厂。

2.3奥地利Lenzing(兰精)公司

Lenzing公司是世界粘胶纤维的主要生产厂家之一,为克服粘胶生产的环境污染,从20世纪80年代初期就开始寻找新的溶剂,1984年集中研制了3种溶剂,1986年从Akzo公司买下了5项基本NMMO专利,1990年8月建成了Lenzing试验工厂,1997年7月2日在Heiligenkreuz建成的1.2万t/a的Lyocell短纤生产线投产,商品名为“Lenzing Lyocell®”。

1999年Lenzing公司与Akzo Nobel公司合资,在德国Obernburg地区建立了一个产能为5000t/a的Lyocell长丝工厂,所用生产工艺与Acordis公司相似,商品名为“Newcell®”。2000年1—8月,Lenzing公司在Heiligenkreuz的第1条生产线产能扩大到2万t/a。2004年2月,投资3600万欧元的第2条Lyocell生产线正式投入运营,产能为2万t/a。自此,Lenzing在Heiligenkreuz工厂的Lyocell产能达到4万t/a。

2004年5月4日,Lenzing收购Corsadi BV属下的Tencel集团公司。Corsadi BV是Acordis公司中4个业务部门的所有者,即Tencel、Acetate Chemicals、Cordenka与Polyamide High Performance GmbH。自此,Lenzing一统Lyocell纤维生产的天下,具有12万t/a的产能。从2005年3月起,Lenzing公司决定将商品名“Tencel®”用于集团下所有的Lyocell纤维。2008年初,Lenzing公司位于奥地利Heiligenkreuz生产厂的第2条生产线投产(总投资为2500万欧元),该工厂的Lyocell纤维产能达到5万t/a,Lenzing公司Lyocell纤维的全球总产能达到13万t/a,如表1所示。目前,该公司推出了多项Lyocell纤维新产品,引领世界纤维素纤维技术的发展。

2.4中国

我国对Lyocell纤维纺丝工艺的研究起步较晚,20世纪90年代初期开始对Lyocell纺丝工艺技术进行探索试验,走在前列的是成都科技大学,该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;四川大学对NMMO合成及回收进行系统研究,1999年建立了50t/a的NMMO的小规模生产装置;东华大学1994年对Lyocell纤维进行研究,并建成100t/a的国产设备小试生产线;我国台湾省聚隆纤维股份有限公司1998年底在彰化建了30t/a的Lyocell纤维试验线;自20世纪90年代后期起,东华大学、上海纺织控股集团等单位进行了长期研究,并和德国某研究所进行联合攻关,取得了成功。2006年底,上海里奥化纤有限责任公司1000t/a的生产线正式投产,打破了原有的外企垄断格局。

中国纺织科学研究院自2005年开始启动Lyocell纤维国产化工程技术的研究开发工作,2006年完成了5L间歇溶解纺丝工艺的研究开发,解决了纺丝稳定性问题;2007年完成了100L间歇溶解纺丝工艺的研究开发,同年完成了连续浸渍混合溶解设备的设计和制造;2008年又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。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。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”已全部建成并投入运行;2008年11月,由福建宏远集团有限公司和中国科学院化学研究所等单位完成的“新溶剂法再生竹纤维纺织材料的研发”300t/a中试项目通过验收。

目前,国内除上海里奥化纤有限责任公司外,恒天天鹅、山东英利也投入积极研发Lyocell纤维,目前仍在调试阶段。

2.5其它国家与地区

德国TITK也研究与制造Lyocell纤维,1998年投产,以短纤为主,商品名为“Alceru®”;韩国Hanil合成纤维公司开发的Lyocell纤维商品名为“Acell®”;俄罗斯制造的Lyocell纤维商品名为“Orcel®”;日本也有小批量生产。

3结语

新型纤维蓬勃发展的同时,也带来了命名和分类不规范的困扰。商家的唯利是图与专家的不求甚解进一步加剧了新型纤维称谓的混淆局面,期待更多的有识之士认清这些新型纤维的本原,用正确的方法来指导生产与规范消费市场。(文/董奎勇 赵永霞)