羊毛毛條無氯防縮新技術的實現

文/本刊記者 王菲

每一年的“紡織之光”中國紡織工業聯合會科學技術獎的競爭都異常激烈，能夠脫穎而出榮獲一等獎的項目背后都有一段不平凡的創新歷程。

7月9日一早，紡織之光科技教育基金會常務副理事長葉志民、副秘書長陳思奇一行來到天津濱海東方科技有限公司，實地回訪考察2018年度“紡織之光”中國紡織工業聯合會科學技術獎一等獎獲獎項目“生物酶連續式羊毛快速防縮關鍵技術及產業化”的技術背景與研發意義，研發過程，總體思路以及應用推廣等情況。天津工業大學教授劉建勇、天津濱海東方科技有限公司總經理張偉民、天津市綠源天美科技有限公司副總經理楊萬君進行了現場匯報。

突破國際性跨世紀難題

羊毛防縮問題一直是該技術領域研究的重點問題。目前，產業化的羊毛防縮加工仍依賴于氯化處理技術，但其產生的可吸附有機氯（AOX）帶來嚴重的環境污染問題，導致該方法正被逐步禁止使用。對此，業界展開了替代氯化法的長期研究，并形成多種加工方法，但受技術水平的制約，這些新技術并未得到工業化普及，因此歐盟紡織品生態標準Eco-Label 也無奈地規定氯化法僅可用于羊毛毛條。所以，開發產業化應用的羊毛毛條無氯防縮新技術便成為亟待解決的國際性跨世紀難題。

與此同時，作為新型的綠色加工技術，生物酶法是近年來羊毛防縮技術研究的熱點。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、工藝條件苛刻，而且對羊毛纖維損傷大，嚴重影響了羊毛的品質和服用質量。

“生物酶連續式羊毛快速防縮關鍵技術及產業化”項目通過承擔單位的聯合創新與攻關，首次構建了基于“雙催化理論”的羊毛毛條生物酶快速防縮處理反應體系，使剝除羊毛鱗片的生化反應過程100 秒內完成，為實現毛條連續化防縮加工奠定了理論與技術基礎；通過技術集成，首次研制成功專用于羊毛毛條的連續快速自動化羊毛毛條防縮加工工藝、裝備及生產線，實現了無氯、快速、穩定的防縮加工目標；開發出具有生態特征的新型無氯防縮毛條，產品滿足防縮產品技術指標要求（IWS TM31（5×5A）），且抗起球性能良好。

據介紹，該項目得到了國際羊毛局（IWS）的高度重視，具備向國外先進國家有償輸出技術的條件，同時也突破了以往對生物酶在紡織上需要較長時間這一應用特質的傳統認知，對推進綠色制造和提升科技創新水平具有重大意義。

產學研合作的典范

該項目由天津工業大學、天津濱海東方科技有限公司、武漢紡織大學、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。據劉建勇介紹，這是一個典型的產學研合作完成的項目。項目正式啟動和完成時間為2014年3月～2016年6月，而相關的基礎研究可以追溯到2008年5月，對項目所涉及的羊毛快速改性雙催化理論及專用活化劑、高效生物酶等相關助劑的作用效果、機理和應用進行研究，為項目的最終完成奠定了基礎。

2014年3月～2014年10月，該項目完成了連續快速工藝的實驗室工業化模擬研究；2014年11月～2015年2月完成了短時間靜態生產性驗證實驗研究；2015年2月～2015年5月完成了生物酶連續快速改性羊毛專用設備的設計與生產線開發與研制；并于2015年5月～2016年4月 實 現 了連續快速生物酶處理工藝的優化。

2015~2016年，項目組成員頻繁往來于天津和江蘇常熟以及浙江桐鄉之間。劉建勇告訴調研組，高鐵管家的大數據顯示，那段時間他經常出現在天津南站和蘇州北站兩個高鐵車站；而天津濱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車的30 余萬里程，也記錄了該項目走出實驗室，往來于天津和兩家生產企業的行動軌跡。

項目工廠大試的關鍵時期，項目組平均兩周要去一趟常熟和桐鄉，一呆就是一個星期。經常是開著車拉著滿滿的助劑開到企業，白天商量方案、在機器上試驗、晚上測試做出來的產品性能，第二天拿到測試數據后再調整工藝，接著試驗……直到助劑或者企業準備的羊毛用完，又或者必須返回學校看試驗結果，項目組才又開著車返回天津。據統計，參與該項目的企業累計投入已超過1000 萬元，目前已形成了兩條生產線，每條生產線生物酶法防縮羊毛毛條生產能力可達2000 噸/年。

創新永不止步

“整體技術國際先進水平、核心技術國際領先水平。”是2016年項目鑒定組對該項目給出的評價。

短時間靜態生產性驗證實驗研究。

經檢測，項目開發的具有生態紡織品特征的快速連續防縮毛條生產線，其產品達到防縮產品技術指標要求（IWS TM31 5×5A ≤-8%）；具備良好的抗起球性能；力學性能良好；品質穩定。此外，通過調整工藝，項目所生產的羊毛制品的抗起毛起球性能大大優于氯化防縮羊毛。

SGS 對產品檢測結果顯示，氈縮性能指標符合國際通用標準TWC TM31(5X5A)要求；抗起毛起球性能提高1.5 級。活化劑生態證明顯示，活化劑不含鹵化物、無有毒有害物質。羊毛加工過程中所使用的化學品無鹵素及其衍生物，最終產品無氯化物殘留，符合生態紡織品標準Oeko- Tex?100 的要求。

目前該項技術成果已經應用在常熟新光、浙江新中和兩家公司，同時，山東南山集團、山東東方地毯、浙江三德紡織服飾等企業也在積極開展推廣應用工作，以滿足高端市場對產品生態性的要求。

談及該項目實施的社會效益及意義，劉建勇表示，這個項目可以說實現了革命性的突破，從根本上徹底解決了AOX 的環境污染問題，對原有氯化生產線改造即可建成生物酶防縮加工生產線，投資少。項目的實施對本領域生物酶連續處理技術的應用具有借鑒意義，同時提高了我國羊毛行業的國際影響力，推進了本領域的技術進步，為生態紡織品的國際標準制定贏得了話語權。

回顧和總結項目取得成功的必然條件和因素，劉建勇說道：“堅持產學研的正確方向，理論及應用研究要與生產實際緊密聯系；堅忍不拔和團隊精神是實現工程創新的必備素質；民營企業的堅持和創新意識以及強烈的社會責任感是項目成功的堅實后盾。”

在已經實現產業化的基礎上，該項目還在繼續迭代創新，主要包括：生產過程中的快速在線檢測技術，特別是生物酶的活力快速在線監測問題亟待解決；國際標準的推進和全球化普及，目標是在國際標準的制定方面有所突破；降低成本，提高產品的市場占有率；生產線的進一步完善，提高裝備的信息化和自動化程度；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地考察后表示，這是一個極具創新性的項目，聚焦了大紡織產業中的一個小環節，在環保領域的突破意義重大，對于行業創新發展具有引領作用。在倡導綠色與可持續發展的當下，生物酶技術是值得深挖的一個領域。能否實現在其他纖維上的應用，以及如何進一步拓展應用領域，實現規模效應、降低技術成本是項目組需要考慮的問題。