Lyocell纖維(溶解性纖維)生產過程綠色環保,并能在較短時間內完全生物降解,被譽為21世紀綠色纖維。但我國對Lyocell纖維的研發起步相對較晚,導致該領域被國外公司壟斷近20年。目前采用國內技術建設的Lyocell 纖維萬噸生產線投資在3億元以上,仍然較高。業內專家認為,降能耗、高品質原料供應以及優化工藝是Lyocell纖維降成本的重要途徑。
能耗高是Lyocell纖維降成本面臨的首要難題。中國紡織科學研究院表示,Lyocell纖維是一個制造很耗能的品種,1.5萬噸/年Lyocell纖維生產線,溶劑回收中要蒸出水60噸/時,導致公用工程消耗費用較高。要解決這個難題,除設計合理有效的回收工藝路線外,N-甲基嗎啉-N-氧化物(NMMO)回收過程中還存在一個溶劑提純濃縮的過程,目前采用多效蒸發、MVR技術,這需要在生產規模、投資、能耗等多方面平衡選擇。此外,在纖維素溶解和紡絲過程中應盡量采用較低的溫度縮短物料在高溫下的停留時間,減少NMMO和纖維素的分解。同時,使用較低濃度的NMMO 溶液也會降低溶劑回收負荷,達到更加節能的目的。其次,原料價格高也導致了Lyocell纖維的高成本。Lyocell纖維生產需要的槳粕聚合度均一且穩定,有時候需要使用進口特殊漿粕,價格高于常規黏膠纖維的原料。NMMO溶劑價格也比較高,據了解,NMMO市價高達3萬元/噸,而每生產1噸Lyocell纖維要消耗64千克的NMMO, 按市價計約1 900元。據了解,Lyocell纖維所用原料漿柏在我國來源其實相對廣泛,從棉短絨到闊葉木、竹子、甘蔗渣及秸稈類植物。在一些不適宜生長作物的鹽堿地栽種灌木, 既防風固沙又可為Lyocell纖維提供原料。因此,保證高品質原料供應是Lyocell纖維降成本的一個重要路徑。
恒天纖維集團有限公司認為,Lyocell纖維降成本還需要優化技術,特別是紡絲液原液制備和紡絲工藝技術。
連續真空薄膜推進溶解技術是纖維紡絲原液制備常用的方法,將含過量水的NMMO混合溶劑、助劑、纖維素漿粕制成漿粥后,在薄膜蒸發器中刮延成膜,在一定溫度和真空作用下迅速形成無泡真空溶液。其中,由于紡絲液黏度大,高于傳統的膠溶液,一般的抽真空脫泡很難脫徹底,需要采取多種辦法來降低溶液黏度,控制溶液溫度,這樣一來也就提高了紡絲液制備的設計和工藝難度,應對此進行長期深入的研究。在紡絲工藝過程中,紡絲液溫度、凝固浴溫度、凝固浴中的NMMO含量等參數變化都會對紡絲成形造成不同程度的影響,目前企業和科研院正在對這些因素進行分析研究,以找到最佳的技術方案,從工藝上降低Lyocell纖維的制造成本。