羊毛毛條無氯防縮新技術(shù)的實(shí)現(xiàn)

文/本刊記者 王菲

每一年的“紡織之光”中國(guó)紡織工業(yè)聯(lián)合會(huì)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)的競(jìng)爭(zhēng)都異常激烈，能夠脫穎而出榮獲一等獎(jiǎng)的項(xiàng)目背后都有一段不平凡的創(chuàng)新歷程。

7月9日一早，紡織之光科技教育基金會(huì)常務(wù)副理事長(zhǎng)葉志民、副秘書長(zhǎng)陳思奇一行來到天津?yàn)I海東方科技有限公司，實(shí)地回訪考察2018年度“紡織之光”中國(guó)紡織工業(yè)聯(lián)合會(huì)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)項(xiàng)目“生物酶連續(xù)式羊毛快速防縮關(guān)鍵技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化”的技術(shù)背景與研發(fā)意義，研發(fā)過程，總體思路以及應(yīng)用推廣等情況。天津工業(yè)大學(xué)教授劉建勇、天津?yàn)I海東方科技有限公司總經(jīng)理張偉民、天津市綠源天美科技有限公司副總經(jīng)理?xiàng)钊f君進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)匯報(bào)。

突破國(guó)際性跨世紀(jì)難題

羊毛防縮問題一直是該技術(shù)領(lǐng)域研究的重點(diǎn)問題。目前，產(chǎn)業(yè)化的羊毛防縮加工仍依賴于氯化處理技術(shù)，但其產(chǎn)生的可吸附有機(jī)氯（AOX）帶來嚴(yán)重的環(huán)境污染問題，導(dǎo)致該方法正被逐步禁止使用。對(duì)此，業(yè)界展開了替代氯化法的長(zhǎng)期研究，并形成多種加工方法，但受技術(shù)水平的制約，這些新技術(shù)并未得到工業(yè)化普及，因此歐盟紡織品生態(tài)標(biāo)準(zhǔn)Eco-Label 也無奈地規(guī)定氯化法僅可用于羊毛毛條。所以，開發(fā)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的羊毛毛條無氯防縮新技術(shù)便成為亟待解決的國(guó)際性跨世紀(jì)難題。

與此同時(shí)，作為新型的綠色加工技術(shù)，生物酶法是近年來羊毛防縮技術(shù)研究的熱點(diǎn)。在已公開的蛋白酶羊毛防縮加工方法中，均采用兩步法或間歇式一浴法，但這類方式不僅加工流程長(zhǎng)、工藝條件苛刻，而且對(duì)羊毛纖維損傷大，嚴(yán)重影響了羊毛的品質(zhì)和服用質(zhì)量。

“生物酶連續(xù)式羊毛快速防縮關(guān)鍵技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化”項(xiàng)目通過承擔(dān)單位的聯(lián)合創(chuàng)新與攻關(guān)，首次構(gòu)建了基于“雙催化理論”的羊毛毛條生物酶快速防縮處理反應(yīng)體系，使剝除羊毛鱗片的生化反應(yīng)過程100 秒內(nèi)完成，為實(shí)現(xiàn)毛條連續(xù)化防縮加工奠定了理論與技術(shù)基礎(chǔ)；通過技術(shù)集成，首次研制成功專用于羊毛毛條的連續(xù)快速自動(dòng)化羊毛毛條防縮加工工藝、裝備及生產(chǎn)線，實(shí)現(xiàn)了無氯、快速、穩(wěn)定的防縮加工目標(biāo)；開發(fā)出具有生態(tài)特征的新型無氯防縮毛條，產(chǎn)品滿足防縮產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)要求（IWS TM31（5×5A）），且抗起球性能良好。

據(jù)介紹，該項(xiàng)目得到了國(guó)際羊毛局（IWS）的高度重視，具備向國(guó)外先進(jìn)國(guó)家有償輸出技術(shù)的條件，同時(shí)也突破了以往對(duì)生物酶在紡織上需要較長(zhǎng)時(shí)間這一應(yīng)用特質(zhì)的傳統(tǒng)認(rèn)知，對(duì)推進(jìn)綠色制造和提升科技創(chuàng)新水平具有重大意義。

產(chǎn)學(xué)研合作的典范

該項(xiàng)目由天津工業(yè)大學(xué)、天津?yàn)I海東方科技有限公司、武漢紡織大學(xué)、天津市綠源天美科技有限公司、常熟市新光毛條處理有限公司、霸州市濱海東方科技有限公司共同承擔(dān)。據(jù)劉建勇介紹，這是一個(gè)典型的產(chǎn)學(xué)研合作完成的項(xiàng)目。項(xiàng)目正式啟動(dòng)和完成時(shí)間為2014年3月～2016年6月，而相關(guān)的基礎(chǔ)研究可以追溯到2008年5月，對(duì)項(xiàng)目所涉及的羊毛快速改性雙催化理論及專用活化劑、高效生物酶等相關(guān)助劑的作用效果、機(jī)理和應(yīng)用進(jìn)行研究，為項(xiàng)目的最終完成奠定了基礎(chǔ)。

2014年3月～2014年10月，該項(xiàng)目完成了連續(xù)快速工藝的實(shí)驗(yàn)室工業(yè)化模擬研究；2014年11月～2015年2月完成了短時(shí)間靜態(tài)生產(chǎn)性驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)研究；2015年2月～2015年5月完成了生物酶連續(xù)快速改性羊毛專用設(shè)備的設(shè)計(jì)與生產(chǎn)線開發(fā)與研制；并于2015年5月～2016年4月 實(shí) 現(xiàn) 了連續(xù)快速生物酶處理工藝的優(yōu)化。

2015~2016年，項(xiàng)目組成員頻繁往來于天津和江蘇常熟以及浙江桐鄉(xiāng)之間。劉建勇告訴調(diào)研組，高鐵管家的大數(shù)據(jù)顯示，那段時(shí)間他經(jīng)常出現(xiàn)在天津南站和蘇州北站兩個(gè)高鐵車站；而天津?yàn)I海東方科技有限公司和天津市綠源天美科技有限公司兩輛商務(wù)車的30 余萬里程，也記錄了該項(xiàng)目走出實(shí)驗(yàn)室，往來于天津和兩家生產(chǎn)企業(yè)的行動(dòng)軌跡。

項(xiàng)目工廠大試的關(guān)鍵時(shí)期，項(xiàng)目組平均兩周要去一趟常熟和桐鄉(xiāng)，一呆就是一個(gè)星期。經(jīng)常是開著車?yán)鴿M滿的助劑開到企業(yè)，白天商量方案、在機(jī)器上試驗(yàn)、晚上測(cè)試做出來的產(chǎn)品性能，第二天拿到測(cè)試數(shù)據(jù)后再調(diào)整工藝，接著試驗(yàn)……直到助劑或者企業(yè)準(zhǔn)備的羊毛用完，又或者必須返回學(xué)校看試驗(yàn)結(jié)果，項(xiàng)目組才又開著車返回天津。據(jù)統(tǒng)計(jì)，參與該項(xiàng)目的企業(yè)累計(jì)投入已超過1000 萬元，目前已形成了兩條生產(chǎn)線，每條生產(chǎn)線生物酶法防縮羊毛毛條生產(chǎn)能力可達(dá)2000 噸/年。

創(chuàng)新永不止步

“整體技術(shù)國(guó)際先進(jìn)水平、核心技術(shù)國(guó)際領(lǐng)先水平。”是2016年項(xiàng)目鑒定組對(duì)該項(xiàng)目給出的評(píng)價(jià)。

短時(shí)間靜態(tài)生產(chǎn)性驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)研究。

經(jīng)檢測(cè)，項(xiàng)目開發(fā)的具有生態(tài)紡織品特征的快速連續(xù)防縮毛條生產(chǎn)線，其產(chǎn)品達(dá)到防縮產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)要求（IWS TM31 5×5A ≤-8%）；具備良好的抗起球性能；力學(xué)性能良好；品質(zhì)穩(wěn)定。此外，通過調(diào)整工藝，項(xiàng)目所生產(chǎn)的羊毛制品的抗起毛起球性能大大優(yōu)于氯化防縮羊毛。

SGS 對(duì)產(chǎn)品檢測(cè)結(jié)果顯示，氈縮性能指標(biāo)符合國(guó)際通用標(biāo)準(zhǔn)TWC TM31(5X5A)要求；抗起毛起球性能提高1.5 級(jí)。活化劑生態(tài)證明顯示，活化劑不含鹵化物、無有毒有害物質(zhì)。羊毛加工過程中所使用的化學(xué)品無鹵素及其衍生物，最終產(chǎn)品無氯化物殘留，符合生態(tài)紡織品標(biāo)準(zhǔn)Oeko- Tex?100 的要求。

目前該項(xiàng)技術(shù)成果已經(jīng)應(yīng)用在常熟新光、浙江新中和兩家公司，同時(shí)，山東南山集團(tuán)、山東東方地毯、浙江三德紡織服飾等企業(yè)也在積極開展推廣應(yīng)用工作，以滿足高端市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品生態(tài)性的要求。

談及該項(xiàng)目實(shí)施的社會(huì)效益及意義，劉建勇表示，這個(gè)項(xiàng)目可以說實(shí)現(xiàn)了革命性的突破，從根本上徹底解決了AOX 的環(huán)境污染問題，對(duì)原有氯化生產(chǎn)線改造即可建成生物酶防縮加工生產(chǎn)線，投資少。項(xiàng)目的實(shí)施對(duì)本領(lǐng)域生物酶連續(xù)處理技術(shù)的應(yīng)用具有借鑒意義，同時(shí)提高了我國(guó)羊毛行業(yè)的國(guó)際影響力，推進(jìn)了本領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步，為生態(tài)紡織品的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)制定贏得了話語權(quán)。

回顧和總結(jié)項(xiàng)目取得成功的必然條件和因素，劉建勇說道：“堅(jiān)持產(chǎn)學(xué)研的正確方向，理論及應(yīng)用研究要與生產(chǎn)實(shí)際緊密聯(lián)系；堅(jiān)忍不拔和團(tuán)隊(duì)精神是實(shí)現(xiàn)工程創(chuàng)新的必備素質(zhì)；民營(yíng)企業(yè)的堅(jiān)持和創(chuàng)新意識(shí)以及強(qiáng)烈的社會(huì)責(zé)任感是項(xiàng)目成功的堅(jiān)實(shí)后盾。”

在已經(jīng)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的基礎(chǔ)上，該項(xiàng)目還在繼續(xù)迭代創(chuàng)新，主要包括：生產(chǎn)過程中的快速在線檢測(cè)技術(shù)，特別是生物酶的活力快速在線監(jiān)測(cè)問題亟待解決；國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的推進(jìn)和全球化普及，目標(biāo)是在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的制定方面有所突破；降低成本，提高產(chǎn)品的市場(chǎng)占有率；生產(chǎn)線的進(jìn)一步完善，提高裝備的信息化和自動(dòng)化程度；以及廢水排放的綜合利用研究等。

葉志民在聽取了介紹與實(shí)地考察后表示，這是一個(gè)極具創(chuàng)新性的項(xiàng)目，聚焦了大紡織產(chǎn)業(yè)中的一個(gè)小環(huán)節(jié)，在環(huán)保領(lǐng)域的突破意義重大，對(duì)于行業(yè)創(chuàng)新發(fā)展具有引領(lǐng)作用。在倡導(dǎo)綠色與可持續(xù)發(fā)展的當(dāng)下，生物酶技術(shù)是值得深挖的一個(gè)領(lǐng)域。能否實(shí)現(xiàn)在其他纖維上的應(yīng)用，以及如何進(jìn)一步拓展應(yīng)用領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)規(guī)模效應(yīng)、降低技術(shù)成本是項(xiàng)目組需要考慮的問題。