未來紡織行業中竹原纖維材料的可持續發展前景

羅明智，宗立新

（佛山市順德金紡集團有限公司，廣東佛山 528305）

1 綠色維度

1.1 材料來源

竹原纖維［1-2］源于竹類植物。從全球竹類植物資源分布情況來看，中國擁有的竹原資源總量最多，約占50%以上。而且分布面積廣闊（分布在20 余個省份內），約700 多萬hm2［3-4］。由于竹類植物生長快，在資源上獲取的竹原纖維優于其他木質材料，是一類擁有頑強生命力的綠色生態環境友好型優質可再生資源［5］。竹類植物不僅能夠很好地吸收二氧化碳，從而改善溫室效應，同時也比其他植被能釋放出更多的氧氣。因此，竹林資源能夠更好地保護地球的大氣環境。竹類植物的生長發育周期短，存活率較高，用竹原纖維部分取代木料或者棉料在綠色可持續發展中具有相當大的發展前景［6-7］。

1.2 加工過程

從古至今，竹類植物就始終伴隨著人類的生產與生活。在20 世紀中葉，竹原纖維面料的身影已經出現在衣服上，但是在當時，因為各種科技因素，竹原纖維并不能得到很好的應用，導致其市場占有率一直很低。進入21 世紀后，由于竹原纖維的制造與應用技術取得了進展，竹原纖維產業也因此獲得了良好的發展前景。

竹原纖維是一種纖維素纖維，近幾年常常通過理化工程化方法加工制得［8-10］，是中國繼棉、麻、毛、絲后的第5 大純天然纖維素纖維，被廣泛應用于紡織品［11］。因為竹類植物自身的構造特征和竹原纖維含量較高，而且竹原纖維提取工藝簡單、成本較低，能夠很好地轉變為紡織纖維，使得竹類植物作為一種紡織用材的加工成本大大降低。

竹原纖維可以產生優異的替代效應。因此，由化學成分原材料制造的化纖產品可以用竹原纖維取而代之，以降低對不可再生資源的損耗。而可持續經濟發展理念的不斷提出，又給竹文化帶來了綠色生態的理念。在當今的市場經濟發展中，竹原纖維的應用已經得到了越來越多的嘗試創新。

1.3 回收利用

竹原纖維是集綠色、生態、天然、友好、環保、可降解等諸多特性于一身的純天然纖維素纖維，竹類植物的生長周期和高產量等特性，決定了竹類植物自身可多量生長且合適開采利用［12］，可以緩解生產生活與生態環境之間的矛盾。目前，隨著人們提倡使用綠色資源，自然紡織材料也是一個非常熱門的經濟發展點。而隨著人類生活水平的提高，自然紡織材料也就越來越需要利用相應的綠色可持續資源，因此竹原纖維是個不錯的纖維材料選擇方向［13］。竹原纖維的分解過程也是環保和無污染的，可以被埋在泥土中進行分解，并且還能夠利用最基本的反應類型進行分解得到二氧化碳和水。

2 時尚維度

近年來，紡織品材料領域不斷發展，人們對服裝等穿著產品的設計更加重視環保可持續觀念。在時尚元素快速更迭的時代，需要最大化地體現竹原纖維的質感，要能很好地契合當下的綠色環保氛圍，在時尚流動的長河中占據一席之地。而融入竹原纖維綠色環保特點的理念，將會使竹原纖維產品在未來市場上日益受到公眾的青睞。由于竹原纖維有良好的透水性、吸濕性［14］，極強的耐磨性和優異的可染性，并具備純天然抗菌［15］、除螨、防臭、防紫外線等作用，制作的紡織面料尤其適合酷熱的夏季穿戴，不僅色彩鮮艷，舒服透氣，柔軟耐穿，而且還兼具抗菌抑菌和防紫外線的特殊效果。將綠色環保觀念與舒適休閑理念完美融合，能夠滿足現代消費者追求的精神舒適與體感舒適雙重需求。

2.1 吸濕透氣性

現代人對于生活品質的追求越來越高，涼爽輕盈的面料能夠帶來全新的穿著體驗。由于竹原纖維的多孔性，毛細管效應也相對較強，其通透性和吸濕性決定了竹原纖維能夠吸水并揮發，從而增強了纖維的吸濕能力和加濕能力。在與不同的紡織纖維的比較中，竹原纖維所具有的透氣性和吸濕性效果幾乎最強［16］，讓人感到透氣清涼，其獨特的紋理和舒適的質感，制作成家居內衣穿著，仿佛使人置身于大自然中，給人一種天然、健康、舒適的觸感。有利于人體的生理循環，也符合可持續發展理念，更符合人們追求綠色生活的時尚理念。

2.2 柔軟舒適性

隨著人們對健康追求的不斷提高，環保可持續的生活方式在未來將持續成為熱門話題，舒適性與實用性的有效結合成為未來面料的重點研發方向。竹原纖維由于具有柔韌性，手感比棉布柔軟，具有天鵝絨感，使得面料能夠持久柔軟不僵硬，使肌膚觸感較為舒適［17］。精致有序的風格別有一番風味，整體工藝較為簡約，使得綠色主題在產品中脫穎而出。含有高質量竹原纖維的紗線，織造出的單品呈現出獨樹一幟的高級感，精工打造出的竹原纖維面料，具有舒適的手感，同時更具精致的時尚外觀。

2.3 抗菌抑菌性

受疫情影響，人們的健康和衛生防疫意識得到很大的提高，功能性面料的需求越來越高，其中不乏許多抗菌功能的產品，這成為后疫情時代人們更為關注的選項之一。抗菌面料具有優異的防護安全性，能夠有效抑制細菌、真菌、霉菌，以一種自然舒適的感覺，重新演繹健康綠色的家居生活風尚。竹原纖維完全源自竹類植物，本身具備抗菌、抑菌的優勢，具有更高的環保價值。竹原纖維在提取過程中，采用了某種獨特的技術來保持抗菌材料不受損害，無論是什么樣的產品，無論其如何清洗，都能保持抗菌、抑菌性能。人們在接觸竹原纖維時不會產生過敏反應，成為各大品牌關注的熱點。

2.4 防曬防護性

隨著人們對舒適服裝的不斷追求，對可持續的天然環保面料愈發關注，探索防護健康性能的面料成為未來面料的重點研究方向。竹原纖維含有特殊成分，可以阻擋對皮膚有害的紫外線，有利于皮膚健康，是良好的肌膚養護材料。春夏用于成衣制造，可以避免紫外線對人體的影響，為消費者帶來更環保的選擇，同時又不失時尚感。

3 科技維度

3.1 技術支持

竹原纖維的開發和利用不僅符合公眾對環境保護理念的實踐和倡導，而且促進了我國竹原纖維資源的合理開發和利用。竹原纖維的高度可生物降解能力可以減少對紡織物料的浪費，反映其綠色性能。竹類植物是一類優良的可再生資源，同時其生長速度也相當快。因此，竹原纖維產業需要有創新的技術支持，能夠在一定程度上推動竹原纖維商品交易市場更加健全，使竹原纖維行業規范化發展。

隨著時代的進步和科技水平的提高，德國政府部門出臺“工業4.0”相關政策，目前已經獲得了研究中心和工業界的普遍認可。隨著中國綜合國力的提升，國際影響力也在不斷提升，在不同國際事務上彰顯出東方大國的智慧與魅力。工業4.0 同樣也少不了中國人的身影，該概念一經問世，瞬間在國內形成熱潮。關于紡織領域的工業4.0，中國紡織機械（集團）有限公司總經理葉茂新先生指出，中國紡織業的工業4.0 是指一個設計過程高度智慧、工業生產過程高度先進、技術人員與機器互動更加完善、產品與環境相互良好協同、產品和市場相互跨國交流合作的工業生產發展新趨勢。對竹原纖維的加工以及提取也應該走高度自動化、智能化、無人化的路線。

3.2 提取過程

竹原纖維的提取過程一般包括前處理、再分解、成型及后處理過程。

3.2.1 前處理

前處理過程一般包括整料、形成竹片、再浸泡。先將竹類植物材料的枝節和尖梢按照紡紗技術的需要裁切為定長竹簡；接著通過機器或者手動方法將竹簡劈裂為相應長度的竹條；然后將竹條浸泡于專用的脫膠軟化劑中一定時間。

3.2.2 再分解

再分解工藝主要包括高溫蒸煮、水洗、分絲等。高溫蒸煮是把細竹條連同浸泡液一并升溫至某一高溫，并賦予其一定的壓強，按照蒸煮所規定的時間執行脫糖、脫脂、脫膠以及殺菌流程；水洗是把蒸煮過的竹條拿出，再加水沖洗，以去掉竹條表面附著的浸泡液；分絲是先通過機械方法壓平竹條，然后用成絲機分解出粗纖維。

3.2.3 成型及后處理

成型及后處理過程一般要經歷蒸煮、分絲、還原、降溫脫水、變軟等多個工藝過程。蒸煮是把經過分解得到的粗纖維放在蒸皿中，添加浸泡液，一并升溫至某一溫度，再經過特定的加壓；分絲是將粗纖維分成更細的纖維，加水清洗以達到脫膠目的；還原是將竹原纖維放入浸泡液中，并加入適量助劑，以提高竹原纖維的強度；脫水通常是采用離心式脫水處理；軟化是通過軟化劑使竹原纖維變軟，使之產生相應的柔軟度。

3.3 智能制造規劃

基于工業4.0 的技術，采用竹原纖維的提取技術，建立獨特的高自動化、智能化的無人廠房，完成對整個制造流程中的相關信息的收集。通過自動化手段控制整個制造流程，智能化控制各個生產過程中的參數。

前處理：將經過去枝節與尖梢處理的原材料放入裁切機，由控制中心設定參數裁切成定長竹簡，采用帶視覺的機械手抓取定長竹簡，放入粉碎機，粉碎后的竹碎片通過傳送帶送到浸泡蒸煮設備中。

分解：蒸煮設備添加溫度以及壓力檢測單元，智能監測蒸煮過程中壓力、溫度的變化，再通過自動控制系統，完成對蒸煮過程中壓力、溫度的智能控制，最后通過過濾輸送線完成水洗過濾，送入分絲機制作成粗纖維。

成型：采用同樣的方式，將各個設備加工后的產品通過輸送線或者輸送管道送到下一工位，每個設備帶有傳感器檢測來料，進而控制每個設備工作時的產量。

通過輸送線、輸送管道以及機械手將各個設備連接在一起，在進入后一個設備進行加工前，先檢測產品是否合格，例如檢測含水量、浸泡液含量等。產品在每一個生產過程中都能檢測到各類關鍵數據，收集檢測到的數據，通過控制系統展現在控制中心的面板上。通過PID 自動控制系統，對各個設備的參數進行智能調節。整個工廠高度智能，生產線上基本無人操作，通過實時監測系統即可以發現生產線上產品的生產狀況，只需要按照生產任務改變一些初始參數即可以完成智能制造，各種產品參數報表都可以通過控制器智能產生，工廠產品管理也變得簡單化，產品也越來越智能化，產品制造過程也變得更加透明化。

4 未來應用與創新

竹原纖維有著各種優點，但是在制造過程中又面臨一些問題，還有很多特點必須得到更好的研發與運用。在再生竹原纖維的制造過程中，竹單纖維太短，纖維素纖維中的木質素含量也沒辦法消除，環保問題更讓人頭痛。而在竹原纖維的發展過程中，由于竹原纖維本身收縮力強烈，但是濕強度卻不足，而且面料易于變形，使得面料的感覺也沒有從前好，懸掛性能也需要改進。

紡織品與人體密切接觸，因此應更重視質量檢測。因為竹原纖維與竹漿纖維成分間具有一定的相似性，受中國目前檢驗技術水平的影響，人們很難分辨天然竹原纖維與竹漿纖維。又因為市場的不健全，要想避免纖維欺詐，更好地區分竹原纖維與其他化學纖維，就需要技術機構建立相應的標準規范，讓竹原纖維產業得到更為良性的發展。

竹原纖維的高度生物降解性也是未來研究開發的重點。竹原纖維的色牢度好，不必顧慮因多次清洗和日曬而造成的褪色。竹原纖維具有抗菌、防紫外線、保護皮膚的功效，主要用來制作家紡、內褲、貼身T 恤、襯衣、絲襪、鞋墊等。但是，有些產品的功效并不理想，期望通過發揮竹原纖維的環保特性，更好地詮釋其各項特殊功效。

4.1 對裝飾的期望

由于竹原纖維有很好的吸濕性，能夠很好地用作居室的裝修材料。在氣候較潮濕的地方，室內的壁紙和地板均使用由竹原纖維工藝制造的特殊材料，能在一定程度上減少室內的濕氣。但是由于世界氣候變暖，溫室效應日益嚴重，一些建筑裝飾材料又導致各種資源的浪費和對周圍環境的污染，竹原纖維的各種特點都被應用到室內建筑裝飾材料中，因此必須在室內建筑裝飾材料應用領域對竹原纖維開展更進一步的研究。

臥室裝修一開始會有一些味道，要保持通風。利用竹原纖維與絲纖維混合，應用現代加工工藝制作成紗線，并通過規定的配比，制作成竹原纖維和絲混壁紙。一方面提高了竹原纖維的抗菌滲透性和吸濕性，另一方面彌補了絲織物支撐質量的不足。由于墻紙也能夠起到很好的裝飾效果，盡管成本較高，也可以呼應城市綠化環境的主題。竹原纖維本身的抗菌特性能夠控制有害氣體的擴散，在特定狀況下可以保持房間的干燥通風等。

竹原纖維還可以與棉纖維混合，提高純棉織物的透氣性，使地面保持干燥。尤其是在南方，織物被鋪設到地面上，有助于降低患風濕病的風險。棉竹混合織物主要由紗線構成，花紋比較清晰，即使用在地板上也能夠起到很好的裝飾效果。在保持傳統竹原纖維特點的基礎上，還可以更好地滅菌和阻止病菌的生長。

4.2 對防曬的期望

酷熱的夏天紫外線較強，因此防曬尤為重要。竹原纖維服裝產品無論經過多少次清洗或者日曬均不致褪色，所以也可用于制造防曬衫和傘。由于竹原纖維具有柔軟性和透氣性，能夠在夏天提供更清涼的感受，而且不用顧慮日光輻射對傘的影響，可以減少紫外線對皮膚的傷害。在夏季的穿著服飾中還可以增加使用竹原纖維面料，不但手感柔和，同時還能夠讓竹原纖維更方便地運用到紡織領域，節省了生產成本，也賦予商品更高的附加值。

4.3 對抗菌的期望

在眾多新纖維中，竹原纖維以抗菌特性出類拔萃。其中，竹原纖維中富含的“竹琨”類化合物，抗菌特性優異，經多次水洗或者干燥，也可維持其特性，并能夠有效抑制病菌。竹原纖維在家庭服裝中的廣泛使用，能夠帶給人們衛生、舒服的感受。嬰幼兒的肌膚敏感、柔嫩，而竹原纖維中的“竹琨”自然殺菌率高達95%，有助于嬰幼兒的身體健康。

竹原纖維家紡織物的密度高、質感細膩，對皮膚親和力好，吸濕性、通透性好，并具備抗菌和抗病毒功效。床墊用品易產生塵螨，人體肌膚與床上用品每天接觸，竹原纖維天然的抗菌特性可以去除塵螨，高吸濕性和透氣性可以保持冬季暖和，夏季清涼。

5 結論

竹原纖維是一種可再生資源，可生物降解，不僅綠色環保，而且有益健康。將其運用于紡織品領域，可以更好地凸顯相關環保特性，并在一定程度上促進竹產業資源的開發，更好地跟上世界紡織材料的發展節奏，堅持可持續發展的理念。竹原纖維在生產過程中仍需要重視環保問題，進而更好地發揮其特性，以迸發強勁的經濟活力。由于竹原纖維是一類衛生、舒適的紡織品面料，在今后的使用與開發過程中，應重視與其他化纖產品的混合，并從技術上加以研究，進而產生良好的社會效益與經濟效益。