纤维纱线与织品研发的创新趋势

2020-11-26 09:18
中国纤检 2020年8期
关键词:纱线废物纺织

早在2011年,巴塞罗那国际会展就推出以纤维、纱线和纺织为中心的主题;2015年全世界的纺织行会和服装制造商启动综合性的一站式采购平台。2020年若不是新冠肺炎疫情,全世界就已正式进入全新的纺织创新时代。这个时代围绕纤维、纱线和织物可持续性创新及生态亲密型主题,重点是回收、废物还原和提高生产率。

可持续性解决方案

根据国际大视角(Grand View Research)研究机构的一份新报告,2019年全球纺织市场价值已逾9253亿美元,预计到2025年以复合年计算将达到约1.2万亿美元。在这一增长范围内,根据B2B研究公司(Marketsand Markets™)预测,到2020年年底,仅纱线市场的价值估计就逾126亿美元。事实上,作为全球纺织工业尝试进一步增长的表现,纺织行业正在产生更大的原材料需求,这是因为新的应用和新的生产工艺不断出现。

纤维和纱线部门是纺织和服装业的组成部分。为了保持竞争优势,这些行业正在努力不断改进,不断寻找创新解决方案,以满足不断变化的需求和行业标准。这些标准主要针对可持续的解决办法,如回收、减少废物和提高生产效率以及闭环生产。随着各国政府越来越多地参与,这些标准现在对贸易和企业越来越重要。

很明显,可持续性是品牌、设备和面料制造商以及消费者日益关注的问题。业界仍然只关心回收显然是不够的。更有力地推动节水、产品耐久性和废物管理,以及减少排放、水污染和碳足迹才是未来发展的中心。纱线、纤维和织物随着更多的工业和时尚公司寻找创新和可持续的材料,这些要素仍然是纺织服装业非常关键的组成部分。

世界最大的污染源是石油工业,其次是纺织业,根据联合国可持续时尚伙伴组织,纺织服装业需承担约10%的全球温室气体排放的责任和20%的废水排放责任。因此,纺织服装公司改变其制造方式已成为当务之急。总的来说,公司作为创新解决方案的源头,他们必须以更可持续的解决方案为突破口,采取两大可持续性举措,即启动循环时尚和闭环生产体系系统。

循环经济与可循环时尚的典范

今天的纺织业仍遵循线性经济结构,即寿命周期短,纺织品的来源、生产最终不可持续。这种经济结构,虽然速度快,但却非常低效且不可持续,对环境也有害。近年来,再利用得到广泛关注。然而,这种循环最终结束时,该项目不能被再次利用或回收,最终还是运往填埋场。虽然这种类型的经济结构名为循环经济或循环时尚,但它也表现出,人类需要解决并延长产品寿命的能力。在循环时尚产业中,生产过程的各个方面都被推向循环、道义,最终使其朝着环境友好和可持续发展。这包括附着材料,使用可生物降解的解决方案,依据道义采购原材料,并使用更有效的制造和生产方式。

纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行。在2019年的各类国际会议中,几乎每一家纺织服装公司都强调循环时尚,展示高效的制造和生产过程,包括减少排放废物废水、化学品和能源叠加利用,并通过寻找生物降解材料,以尽可能采用闭环措施。各公司需要使用生态标签来确保其产品符合蓝标设计、全球有机纺织标准(GOTS)、欧盟标准(Ecolabel)、OEKO-TEX标准100®和全球回收标准(GRS)等要求。

其中蓝标提供了一种方法,即在投入生产前,预试和测试分析制造产品所需的所有材料是否符合统一标准。通过分析环境污染成分,从源头消除有害环境污染。GOTS证书确保进入生产的纤维是有机的、在环境和社会层面上生产都是有道德标准的,让消费者获得负责任的产品。欧盟生态标准认证标签Ecolabel是一个产品标识,贴有这种标签的产品表明是在环保意识下制造,并充分考虑制造工艺、发行产品的方法和安全处置能力。而国际纺织环保协会(Oeko-Tex)推出的认证体系确保了纺织生产所有方面的制造和生产过程,保障消费者权益和环境健康,确保在生产过程中不使用有害化学品。GRS标准则提供给美国公司,强化对产品的回收内容,并证明其所使用的回收材料是可追踪的、环保的。

名为昂高(Archroma)的瑞士公司提供“安全、高效和增强型”的纺织化学解决方案。其化学品由蓝标和GOTS认证,产品是生物基、无氟化学(PFC)成分、无甲醛无重金属。通过认证其产品的生态标签和利用可持续的做法,该公司能有效保护环境免受危害,避免产生有害废水,也节约了宝贵的自然资源。

瑞士科莱恩国际公司(Clariant International Ltd.)通过引入电子染色工艺,使涂料染色纱线实现了可持续性举措,生产的纱线能耗降低了98%,水减少了99.9 %。此外,该公司还推出了新的功能添加剂,包括无氟疏水和特种聚酯;扩链母粒,以帮助回收聚酯;以及用于聚丙烯、聚酯、尼龙和聚乳酸纤维、长丝和无纺布的软触摸母料。

意大利DBT纤维公司促进了其纤纺过程的可持续性,旨在通过其可持续的商业模式优化环境和社会影响,实现循环经济。作为其生态纤维绿色行动解决方案的一部分,该公司安装了光伏系统,容量逾650千瓦,每年降低二氧化碳排放量390吨。此外,其地热发电厂取代了燃料发电,从而消除了大气中任何类型的排放。DBT还有一个系统,即从其制造过程中回收废物,并100%回收所有产品的包装材料。为满足提高环境意识的需要,西班牙奈尔斯塔(Nylstar S.L.)公司展示其先进的可持续性方案(NATEO),该方案的重点是零水污染,梅丽尔®尼龙是其节水和回收的著名品牌。这类尼龙纱线提供了生态友好的能替代棉花的方法。根据公司的说法,他们采用了涂料染色法,即在喷出前将颜料加入聚合物涂料中。该方法具有优良的色牢度且在染色过程中需水量很少。用梅丽尔棉66纤维纺出的纱线是为应对棉花农业对环境造成的破坏而研发的工艺。其产品看起来像棉花,却消除了棉花种植所需的大量水和农业化学品。梅丽尔生态牛仔布就是用创新的工艺开发出来,它消除了原每条牛仔裤需消耗1.1万升水的需求。奥妙就在于它采用了基于银离子的抗菌方法,还消除了气味,同时保护了环境的平衡。在其零水污染项目中,奈尔斯塔公司开发了各种性能的新型纱线。梅丽尔织物拥有最优越的触摸手感,这都是经特殊处理的结果,因此特别受到市场青睐。

西班牙安泰(Antex)公司的YNVIRON™回收染色纱线溶液大大减少了有害的温室气体排放,节省了能源,减少了水的消耗,保护了自然资源。开发的新型纤维是工业排放物与消费后废物混合而成,用一种涂料染色溶液着色。比利时比尤利国际集团(Beaulieu International Group)推出了超短纤维,在无纺布应用中不需要乳胶或其他粘合剂。这个产品允许减少水消耗,减少能耗93%,并减少超过35%的二氧化碳排放,却不添加任何制剂。

奥地利兰精公司(Lenzing AG)是一家生产环保木浆纤维的公司,其纤维产品(EcoVero™)驰名全球。根据该公司的说法,生产这类纤维与普通粘胶相比,排放和水耗都降低了50%,而另外两种新型纤维天丝(Tencel™)和Refibra™纤维则是兰精公司用废料棉纺织品和木浆混合制成,有效实现了闭环制造过程。该产品是100%的衍生生物,寿命结束时可做堆肥并可生物降解,其生产过程减少水耗95%。

为业界做出榜样的世界级跨国公司远不止上述企业。

从摇篮到摇篮的闭环式生产

根据联合国环境署提供的最新统计数据,2017年美国产出1690万吨纺织品,却产生并填埋了1120万吨纺织垃圾,只有2.6吨纺织品被回收。这种状况不仅影响着环境,而且大大增加人为的废物污染海洋的行为,全世界每年排入海洋仅塑料垃圾就逾800万吨。诸多产品研发商都在纤维、纱线和织物研发上把能否属于闭环生产工艺放在了首位,即通过回收和减少废物的手段实现保护环境的目的。

世界可持续创新奖最初发起于2015年,旨在鼓励公司通过提出创新解决方案来解决纺织品的可持续性问题。2019年的奖项颁给了意大利-巴斯埃德牛仔布公司(Candiani S.p.A.),只因他们研发出闭环生产的产品Re-Gen,这是一种“圆形牛仔布”织物,它创造了使用再生和回收原材料的新方式。该织物是用各类纺织废料生产,其中含50%的天丝、莱赛尔等废料纤维和50%工业回收棉,并且使用的化学品和染料也非常环保。此外,生产过程还包含伊比利亚识别工艺,创造了世界上绝无仅有的供应链透明度。

海夸尔(Seaqual)是一种100%回收的海洋塑料纤维。该公司与当地渔民合作,请帮助收集废物做原料,生产出好的纤维。奈尔斯塔公司(Nylstar’s Meryl)研发生产出一种称为梅丽尔的纤维,是用河道和海洋中产生的垃圾来制造的。其程序确保高韧性绿柱石纤维不会在环境中沉积为微塑料。该公司的回收计划提供了一种产品——梅丽尔回收纤维,它再利用生产后的废物来创造新型原料,称其为梅丽尔净化纤维,其设计采用了100%的回收原料,用服装的天然拉伸性代替了人造弹性。

芬兰无限纤维公司创新研发出新型回收解决方案,即用于纸板废料和农业废物相结合生成纺织纤维。其工艺是分离所浪费的材料,将其变成浆体,然后纺成高性能纤维。而过去他们的陈旧系统每生产1公斤棉纤维就需耗水2万升。新工艺大大降低了二氧化碳排放量。荷兰政府内政部长曾穿着一件由该公司生产的晚礼服上街发表演讲,以展示其最新研究成果,惊动了全球业界。

如前所述,西班牙安泰公司(Antex)研发产品(YNVIRON)旨在通过回收后工业和后消费废物来降低能耗和环境影响。收集的废物经切碎、熔化和挤压,然后再变成碎片供加工。土耳其生态友好针织公司(Haksa Tekstil San Tic A.S.)利用生产前纺织废料中回收的原材料来创造新品,进而节省成本。根据该公司的说法,他们每年要节省数千吨棉纤维,减少数千吨化学污染。所使用的原材料是由废旧棉、废旧聚酯、废旧合成材料和丢弃的丙烯酸或羊毛组合而成。兰精公司除了诸多创新产品外,还研发出最新的成果Veocel™纤维,其原料来自棉屑和组合木浆,其纤维的特点是生态聚散工艺,用后的无纺纤维经冲洗后可解体并生物降解。它利用EcoColor工艺生产,只使用少量水和能源,减少了环境影响。为确保所有废物在其生产过程中得到利用,兰精公司还利用生物精炼厂重新利用剩余的木材材料。这包括生物基乙酸、糠醛、镁木质素磺酸盐、苏打灰、硫酸钠和木糖。这些生物基副产品可用于食品、动物食品、制药、化妆品、化学等各种纺织加工。德国克尔海姆(Kelhe im)纤维制品有限公司研发出用100%纤维素制成的特种粘胶纤维,这类纤维可完全生物降解,它与其他公司合作,确保不从古木或濒危森林中获取原材料。

世界另一趋势是替代目前在纺织市场上使用的人造材料的可生物降解替代品的方法。中国台湾南亚塑料公司研发出绿色生物降解聚酯长丝。测试表明,在大约98天填埋后的人造丝被生物降解为二氧化碳、甲烷和土壤物质。这种材料回收后可与当地土壤很好地融合,无重金属聚酯和生物聚酯残留。

瑞士人造纤维技术制造商奥林肯公司(Oerlikon)研发出一种新的纤维生产方法,即通过均匀化DR过程完全回收纤维,其工艺允许所有的纺纱废料被导向生产线。值得一提的是,比利时比尤利公司(Beaulieu)研发的纤维、纱线和技术纺织品可融入不同类型的聚合物和各种添加剂,并适合任何类型的短纤维纺丝和横截面。这类高韧性短纤维能提供独特的高拉伸强度,而不影响伸长率。

纺织业是对生态系统影响十分敏感的行业,为保护环境,纺织企业有必要顺势而为,改进或更新生产方法。世界纺织业生态友好型解决方案已成为一种趋势,各国各地区的综合性平台,包括回收、减少废物及预防污染相关方法已相继确立。其主题因创新与展示的系列纤维、纱线和织物而有所不同,却为着一个共同的目标,即解决可持续性发展的问题。

(据美国《纺织世界》近期资料https://www.textileworld.com/textile-world/features/2020/05/newdevelopments-in-fibers-yarns-fabrics/)

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