第一情报 ---化学工业

21世纪的绿色环保纤维——Lyocell纤维

供稿人:杨薇炯  供稿时间:2004-9-23   关键字:纤维素纤维  Lyocell纤维  生产工艺  性能用途  
上世纪百年化纤史为我们成功展现了人类把化纤的生产与应用发展到了一个似乎不可思议的高度, 诞生了无数种令世人震惊的化纤产品,丰富了人们对衣着、装饰和产业用纺织品的需求。随着人们对经济、时尚和环保的关注,一种新型再生纤维素纤维——Lyocell纤维己越来越引起人们的兴趣。Lyocell纤维是国际人造纤维和合成纤维标准化局BISF为有机溶剂纺丝法制得的新纤维素纤维确定的属名,它是国际标准化组织ISO规定的人造纤维素纤维6大新品(铜氨、粘胶、高强高湿模量、醋酯、三醋酯纤维及Lyocell)成员之一。该纤维在英、美等国家中的注册商标为Tencel,而在我国及台湾地区则俗称为天丝棉。因该纤维以天然纤维素为原料,其纤维结构基本上与棉纤维相同,具有独特的光泽、良好的吸湿、优美的悬垂、涤纶的强度、真丝的手感、天然透气与抗静电性等优良特性,成为服装用纺织品和卫生用纺织品的主要原料而倍受人们的青睐。同时该纤维生产工艺过程对环境无污染,被誉称为“21世纪的绿色环保纤维”。
一、Lyocell纤维的发展现状
上世纪70年代德国阿克苏·诺贝尔AKZO Nobel公司就开始研究溶剂法纺丝制造纤维素纤维,1978年获得了新纤维的制造专利。1992年该公司致力于Lyocell长丝的研究,注册商标Newcell,并于1994年11月在德国简称100 t/a 的长丝中试工厂。
 
奥地利兰精Lenzing公司于1986年开始研究Lyocell纤维,并建立实验工厂进行工艺研发。1997年在国内建成第一条Lyocell纤维生产线,注册商标Lyocell,初期生产能力为12000t/a,后扩大到15000 t/a。1999年中期建成的第二条生产线,其生产能力达40000 t/a。
 
以生产粘胶纤维而盛名的英国考陶尔兹Courtaulds公司1980年开发N-甲基啉-N-氧化物(简称NMMO)新溶剂纺丝技术,1988年建成了1000 t/a的Lyocell纤维中试工厂,1992年在美国阿拉巴马州的Mobile投资9000万美元,建成第一家1.8万t/a工业化生产厂,注册商标Tencel, 1996-1997年进行了扩大生产,将生产能力由96年2.5万t/a扩至5万t/a。该公司2002年发展目标为Tencel纤维总生产能力达15万吨,成为溶剂纺丝新纤维的主体生产企业。
 
此外,至1997年底,世界上已有33个国家和地区的660余家企业在生产或筹建Lyocell纤维工厂,目前具有生产和建设装置的主要国家和地区除上述国家外,还有瑞士、埃及、阿根廷、澳大利业、中国、印度、尼泊尔、沙特阿拉伯、台湾省和日本等。预计2005年内全世界Lyocell纤维的年生产能力至少为30万t,届时会更多生产商加盟到这一市场中来。
二、Lyocell纤维的生产工艺
Lyocell纤维生产工艺流程一种溶剂循环封闭式的干湿法纺丝技术路线,其工艺流程为:
 
NMMO工艺是一种不经化学反应而生产纤维素纤维的新工艺,它是利用NMMO中叔胺氧化物对纤维素的溶解特性,将纤维素浆粕溶解得到粘度适宜的纺丝液,经干喷湿纺法纺丝,后经低温水浴或H2O/NMMO体系凝固成形,经拉伸、水洗、切断、上油、干燥、溶剂回收等工序制成Lyocell纤维。其生产过程可分为三个阶段:1.浆粕的溶解;2.纺丝和纤维的后处理;3.溶剂的回收和循环利用。其中德国AKZO Nobel公司于1996年后就Lyocell纤维的纺丝和纤维后处理申请了如WO9713896、WO9708370、WO9940251、WO(Appl)96-17118、WO(Appl)96-30566等多项发明专利。英国Courtaulds公司1995年后也申请了制造溶纺Lyocell纤维的如WO9535399、WO9514398、WO9530043、WO9803707、GB2322642、GB2316690等一百多项发明专利,并在欧美主要国家和中国(含台湾)、日本、韩国等亚洲国家等申请了相应的专利保护。奥地利兰精Lenzing公司1996年后相继申请了制造Lyocell纤维方法的如WO9858103、US5543101、AT410806B、AT409144B、AU740994等多项发明专利。而国内目前就Lyocell纤维制备方法的发明专利仅只有十几项,其中还包括英国Courtaulds公司、瑞士西巴特殊化学品等公司在华申请的几项专利,相对而言,我们国内的Lyocell纤维自主开发的专利技术尤显薄弱。
三、Lyocell纤维的性能与用途
Lyocell纤维的化学结构与粘胶纤维基本相同,除了具有天然纤维本身特性外,尚具有良好的吸湿性、舒适性、光泽性、染色性和生物降解性。Lyocell纤维还具有强伸特性,适宜与其它纤维混纺。在纺织方面,它适合各种纺纱方法;在整染方面,适用的染料多,上染率高;在服用方面,使用舒适吸湿、保水性好、湿强、湿模高、热稳定性好、经久耐用,可通过原纤化技术使其手感丰满。因它属天然纤维,生产用溶剂无毒,生理学性能好,生产工艺无污染,产品可生物降解,因而有利于环境保护,有利于Lyocell纤维及其织物的可持续发展。
 
Lyocell纤维与其它纤维的性能比较
性能指标
粘胶
高湿模量粘胶
聚酯
Lyocell纤维
线密度(dtex)
1.7
1.7
/
1.7
1.7
强度(cN/tex)
22-26
34-36
20-24
40-52
40-42
断裂伸长率(%)
20-25
13-15
7-9
44-45
14-16
湿态强度(cN/tex)
10-15
19-21
26-30
40-52
34-38
湿态伸长率(%)
25-30
13-15
12-14
44-45
16-18
湿态模量(5%伸长时)
50
110
100
/
270
回潮率(%)
13
12.5
8
0.5
1.5
保水率(%)
90
90
50
3
65
   
Lyocell纤维在欧洲市场上流行,主要用于生产手感柔软的女衬衫、外套等,意大利还可生产类似天鹅绒的甲克衫及外套等。在巴黎服装展示会上,德国、奥地利的制造商还展出了利用Lyocell纤维与羊毛混纺制成的各式男女服装、休闲服装、裤子等。另外,还可将奥地利Lenzing的Lyocell纤维与Lycra(莱卡)弹性纤维混纺后织成女式外衣和内衣,还可利用Lyocell纤维开发产业用的非织造布,用于香烟过滤嘴、过滤材料等。
四、我国Lyocell纤维研发现状与开发前景
近年来国内许多企业特别是粘胶纤维厂十分关注Lyocell纤维的研发与生产,如保定化纤厂曾购进两个集装箱的棉型Lyocell短纤维,并联合保定一棉、邯郸四棉厂共同研发Lyocell纤维纺纱织布工艺。青岛六棉厂开发出Lyocell纱线及纺织品,浙江嘉兴绢纺厂研制出Lyocell牛仔布等。国内曾有纺织集团公司与奥地利兰精Lenzing公司多次接洽,准备引进设备建立一个Lyocell纤维生产基地,但因种种原因未能如愿。
 
据专家预测2005年全球Lyocell纤维年生产能力将达到30万吨,这预示着Lyocell纤维产品市场需求量大,开发前景十分广阔,同样也预示着国际间的竞争也将会愈演愈烈。谁占领的市场份额多,谁就占有市场的主控权。而我国是个幅员辽阔,资源丰富的人口大国,纤维素基本原料储备量大,Lyocell纤维所用的原料浆粕来源广泛。鉴于我国这个巨大的服装、面料和Lyocell纤维开发的潜在市场,面对国外大企业在技术与市场上的垄断现象,我国纺织化纤行业有识之士更应高度重视Lyocell纤维在国内的开发,政府要对该项目的创新研发给予极大支持,加大研发投入,加强产学研合作;企业要吸收、消化、借鉴国外大公司的先进技术,大力研发创新技术,缩短与发达国家间的差距,早日实现国产化生产,以推动本世纪Lyocell纤维全球工业化发展。

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