未来纺织行业中竹原纤维材料的可持续发展前景

罗明智，宗立新

（佛山市顺德金纺集团有限公司，广东佛山 528305）

1 绿色维度

1.1 材料来源

竹原纤维［1-2］源于竹类植物。从全球竹类植物资源分布情况来看，中国拥有的竹原资源总量最多，约占50%以上。而且分布面积广阔（分布在20 余个省份内），约700 多万hm2［3-4］。由于竹类植物生长快，在资源上获取的竹原纤维优于其他木质材料，是一类拥有顽强生命力的绿色生态环境友好型优质可再生资源［5］。竹类植物不仅能够很好地吸收二氧化碳，从而改善温室效应，同时也比其他植被能释放出更多的氧气。因此，竹林资源能够更好地保护地球的大气环境。竹类植物的生长发育周期短，存活率较高，用竹原纤维部分取代木料或者棉料在绿色可持续发展中具有相当大的发展前景［6-7］。

1.2 加工过程

从古至今，竹类植物就始终伴随着人类的生产与生活。在20 世纪中叶，竹原纤维面料的身影已经出现在衣服上，但是在当时，因为各种科技因素，竹原纤维并不能得到很好的应用，导致其市场占有率一直很低。进入21 世纪后，由于竹原纤维的制造与应用技术取得了进展，竹原纤维产业也因此获得了良好的发展前景。

竹原纤维是一种纤维素纤维，近几年常常通过理化工程化方法加工制得［8-10］，是中国继棉、麻、毛、丝后的第5 大纯天然纤维素纤维，被广泛应用于纺织品［11］。因为竹类植物自身的构造特征和竹原纤维含量较高，而且竹原纤维提取工艺简单、成本较低，能够很好地转变为纺织纤维，使得竹类植物作为一种纺织用材的加工成本大大降低。

竹原纤维可以产生优异的替代效应。因此，由化学成分原材料制造的化纤产品可以用竹原纤维取而代之，以降低对不可再生资源的损耗。而可持续经济发展理念的不断提出，又给竹文化带来了绿色生态的理念。在当今的市场经济发展中，竹原纤维的应用已经得到了越来越多的尝试创新。

1.3 回收利用

竹原纤维是集绿色、生态、天然、友好、环保、可降解等诸多特性于一身的纯天然纤维素纤维，竹类植物的生长周期和高产量等特性，决定了竹类植物自身可多量生长且合适开采利用［12］，可以缓解生产生活与生态环境之间的矛盾。目前，随着人们提倡使用绿色资源，自然纺织材料也是一个非常热门的经济发展点。而随着人类生活水平的提高，自然纺织材料也就越来越需要利用相应的绿色可持续资源，因此竹原纤维是个不错的纤维材料选择方向［13］。竹原纤维的分解过程也是环保和无污染的，可以被埋在泥土中进行分解，并且还能够利用最基本的反应类型进行分解得到二氧化碳和水。

2 时尚维度

近年来，纺织品材料领域不断发展，人们对服装等穿着产品的设计更加重视环保可持续观念。在时尚元素快速更迭的时代，需要最大化地体现竹原纤维的质感，要能很好地契合当下的绿色环保氛围，在时尚流动的长河中占据一席之地。而融入竹原纤维绿色环保特点的理念，将会使竹原纤维产品在未来市场上日益受到公众的青睐。由于竹原纤维有良好的透水性、吸湿性［14］，极强的耐磨性和优异的可染性，并具备纯天然抗菌［15］、除螨、防臭、防紫外线等作用，制作的纺织面料尤其适合酷热的夏季穿戴，不仅色彩鲜艳，舒服透气，柔软耐穿，而且还兼具抗菌抑菌和防紫外线的特殊效果。将绿色环保观念与舒适休闲理念完美融合，能够满足现代消费者追求的精神舒适与体感舒适双重需求。

2.1 吸湿透气性

现代人对于生活品质的追求越来越高，凉爽轻盈的面料能够带来全新的穿着体验。由于竹原纤维的多孔性，毛细管效应也相对较强，其通透性和吸湿性决定了竹原纤维能够吸水并挥发，从而增强了纤维的吸湿能力和加湿能力。在与不同的纺织纤维的比较中，竹原纤维所具有的透气性和吸湿性效果几乎最强［16］，让人感到透气清凉，其独特的纹理和舒适的质感，制作成家居内衣穿着，仿佛使人置身于大自然中，给人一种天然、健康、舒适的触感。有利于人体的生理循环，也符合可持续发展理念，更符合人们追求绿色生活的时尚理念。

2.2 柔软舒适性

随着人们对健康追求的不断提高，环保可持续的生活方式在未来将持续成为热门话题，舒适性与实用性的有效结合成为未来面料的重点研发方向。竹原纤维由于具有柔韧性，手感比棉布柔软，具有天鹅绒感，使得面料能够持久柔软不僵硬，使肌肤触感较为舒适［17］。精致有序的风格别有一番风味，整体工艺较为简约，使得绿色主题在产品中脱颖而出。含有高质量竹原纤维的纱线，织造出的单品呈现出独树一帜的高级感，精工打造出的竹原纤维面料，具有舒适的手感，同时更具精致的时尚外观。

2.3 抗菌抑菌性

受疫情影响，人们的健康和卫生防疫意识得到很大的提高，功能性面料的需求越来越高，其中不乏许多抗菌功能的产品，这成为后疫情时代人们更为关注的选项之一。抗菌面料具有优异的防护安全性，能够有效抑制细菌、真菌、霉菌，以一种自然舒适的感觉，重新演绎健康绿色的家居生活风尚。竹原纤维完全源自竹类植物，本身具备抗菌、抑菌的优势，具有更高的环保价值。竹原纤维在提取过程中，采用了某种独特的技术来保持抗菌材料不受损害，无论是什么样的产品，无论其如何清洗，都能保持抗菌、抑菌性能。人们在接触竹原纤维时不会产生过敏反应，成为各大品牌关注的热点。

2.4 防晒防护性

随着人们对舒适服装的不断追求，对可持续的天然环保面料愈发关注，探索防护健康性能的面料成为未来面料的重点研究方向。竹原纤维含有特殊成分，可以阻挡对皮肤有害的紫外线，有利于皮肤健康，是良好的肌肤养护材料。春夏用于成衣制造，可以避免紫外线对人体的影响，为消费者带来更环保的选择，同时又不失时尚感。

3 科技维度

3.1 技术支持

竹原纤维的开发和利用不仅符合公众对环境保护理念的实践和倡导，而且促进了我国竹原纤维资源的合理开发和利用。竹原纤维的高度可生物降解能力可以减少对纺织物料的浪费，反映其绿色性能。竹类植物是一类优良的可再生资源，同时其生长速度也相当快。因此，竹原纤维产业需要有创新的技术支持，能够在一定程度上推动竹原纤维商品交易市场更加健全，使竹原纤维行业规范化发展。

随着时代的进步和科技水平的提高，德国政府部门出台“工业4.0”相关政策，目前已经获得了研究中心和工业界的普遍认可。随着中国综合国力的提升，国际影响力也在不断提升，在不同国际事务上彰显出东方大国的智慧与魅力。工业4.0 同样也少不了中国人的身影，该概念一经问世，瞬间在国内形成热潮。关于纺织领域的工业4.0，中国纺织机械（集团）有限公司总经理叶茂新先生指出，中国纺织业的工业4.0 是指一个设计过程高度智慧、工业生产过程高度先进、技术人员与机器互动更加完善、产品与环境相互良好协同、产品和市场相互跨国交流合作的工业生产发展新趋势。对竹原纤维的加工以及提取也应该走高度自动化、智能化、无人化的路线。

3.2 提取过程

竹原纤维的提取过程一般包括前处理、再分解、成型及后处理过程。

3.2.1 前处理

前处理过程一般包括整料、形成竹片、再浸泡。先将竹类植物材料的枝节和尖梢按照纺纱技术的需要裁切为定长竹简；接着通过机器或者手动方法将竹简劈裂为相应长度的竹条；然后将竹条浸泡于专用的脱胶软化剂中一定时间。

3.2.2 再分解

再分解工艺主要包括高温蒸煮、水洗、分丝等。高温蒸煮是把细竹条连同浸泡液一并升温至某一高温，并赋予其一定的压强，按照蒸煮所规定的时间执行脱糖、脱脂、脱胶以及杀菌流程；水洗是把蒸煮过的竹条拿出，再加水冲洗，以去掉竹条表面附着的浸泡液；分丝是先通过机械方法压平竹条，然后用成丝机分解出粗纤维。

3.2.3 成型及后处理

成型及后处理过程一般要经历蒸煮、分丝、还原、降温脱水、变软等多个工艺过程。蒸煮是把经过分解得到的粗纤维放在蒸皿中，添加浸泡液，一并升温至某一温度，再经过特定的加压；分丝是将粗纤维分成更细的纤维，加水清洗以达到脱胶目的；还原是将竹原纤维放入浸泡液中，并加入适量助剂，以提高竹原纤维的强度；脱水通常是采用离心式脱水处理；软化是通过软化剂使竹原纤维变软，使之产生相应的柔软度。

3.3 智能制造规划

基于工业4.0 的技术，采用竹原纤维的提取技术，建立独特的高自动化、智能化的无人厂房，完成对整个制造流程中的相关信息的收集。通过自动化手段控制整个制造流程，智能化控制各个生产过程中的参数。

前处理：将经过去枝节与尖梢处理的原材料放入裁切机，由控制中心设定参数裁切成定长竹简，采用带视觉的机械手抓取定长竹简，放入粉碎机，粉碎后的竹碎片通过传送带送到浸泡蒸煮设备中。

分解：蒸煮设备添加温度以及压力检测单元，智能监测蒸煮过程中压力、温度的变化，再通过自动控制系统，完成对蒸煮过程中压力、温度的智能控制，最后通过过滤输送线完成水洗过滤，送入分丝机制作成粗纤维。

成型：采用同样的方式，将各个设备加工后的产品通过输送线或者输送管道送到下一工位，每个设备带有传感器检测来料，进而控制每个设备工作时的产量。

通过输送线、输送管道以及机械手将各个设备连接在一起，在进入后一个设备进行加工前，先检测产品是否合格，例如检测含水量、浸泡液含量等。产品在每一个生产过程中都能检测到各类关键数据，收集检测到的数据，通过控制系统展现在控制中心的面板上。通过PID 自动控制系统，对各个设备的参数进行智能调节。整个工厂高度智能，生产线上基本无人操作，通过实时监测系统即可以发现生产线上产品的生产状况，只需要按照生产任务改变一些初始参数即可以完成智能制造，各种产品参数报表都可以通过控制器智能产生，工厂产品管理也变得简单化，产品也越来越智能化，产品制造过程也变得更加透明化。

4 未来应用与创新

竹原纤维有着各种优点，但是在制造过程中又面临一些问题，还有很多特点必须得到更好的研发与运用。在再生竹原纤维的制造过程中，竹单纤维太短，纤维素纤维中的木质素含量也没办法消除，环保问题更让人头痛。而在竹原纤维的发展过程中，由于竹原纤维本身收缩力强烈，但是湿强度却不足，而且面料易于变形，使得面料的感觉也没有从前好，悬挂性能也需要改进。

纺织品与人体密切接触，因此应更重视质量检测。因为竹原纤维与竹浆纤维成分间具有一定的相似性，受中国目前检验技术水平的影响，人们很难分辨天然竹原纤维与竹浆纤维。又因为市场的不健全，要想避免纤维欺诈，更好地区分竹原纤维与其他化学纤维，就需要技术机构建立相应的标准规范，让竹原纤维产业得到更为良性的发展。

竹原纤维的高度生物降解性也是未来研究开发的重点。竹原纤维的色牢度好，不必顾虑因多次清洗和日晒而造成的褪色。竹原纤维具有抗菌、防紫外线、保护皮肤的功效，主要用来制作家纺、内裤、贴身T 恤、衬衣、丝袜、鞋垫等。但是，有些产品的功效并不理想，期望通过发挥竹原纤维的环保特性，更好地诠释其各项特殊功效。

4.1 对装饰的期望

由于竹原纤维有很好的吸湿性，能够很好地用作居室的装修材料。在气候较潮湿的地方，室内的壁纸和地板均使用由竹原纤维工艺制造的特殊材料，能在一定程度上减少室内的湿气。但是由于世界气候变暖，温室效应日益严重，一些建筑装饰材料又导致各种资源的浪费和对周围环境的污染，竹原纤维的各种特点都被应用到室内建筑装饰材料中，因此必须在室内建筑装饰材料应用领域对竹原纤维开展更进一步的研究。

卧室装修一开始会有一些味道，要保持通风。利用竹原纤维与丝纤维混合，应用现代加工工艺制作成纱线，并通过规定的配比，制作成竹原纤维和丝混壁纸。一方面提高了竹原纤维的抗菌渗透性和吸湿性，另一方面弥补了丝织物支撑质量的不足。由于墙纸也能够起到很好的装饰效果，尽管成本较高，也可以呼应城市绿化环境的主题。竹原纤维本身的抗菌特性能够控制有害气体的扩散，在特定状况下可以保持房间的干燥通风等。

竹原纤维还可以与棉纤维混合，提高纯棉织物的透气性，使地面保持干燥。尤其是在南方，织物被铺设到地面上，有助于降低患风湿病的风险。棉竹混合织物主要由纱线构成，花纹比较清晰，即使用在地板上也能够起到很好的装饰效果。在保持传统竹原纤维特点的基础上，还可以更好地灭菌和阻止病菌的生长。

4.2 对防晒的期望

酷热的夏天紫外线较强，因此防晒尤为重要。竹原纤维服装产品无论经过多少次清洗或者日晒均不致褪色，所以也可用于制造防晒衫和伞。由于竹原纤维具有柔软性和透气性，能够在夏天提供更清凉的感受，而且不用顾虑日光辐射对伞的影响，可以减少紫外线对皮肤的伤害。在夏季的穿着服饰中还可以增加使用竹原纤维面料，不但手感柔和，同时还能够让竹原纤维更方便地运用到纺织领域，节省了生产成本，也赋予商品更高的附加值。

4.3 对抗菌的期望

在众多新纤维中，竹原纤维以抗菌特性出类拔萃。其中，竹原纤维中富含的“竹琨”类化合物，抗菌特性优异，经多次水洗或者干燥，也可维持其特性，并能够有效抑制病菌。竹原纤维在家庭服装中的广泛使用，能够带给人们卫生、舒服的感受。婴幼儿的肌肤敏感、柔嫩，而竹原纤维中的“竹琨”自然杀菌率高达95%，有助于婴幼儿的身体健康。

竹原纤维家纺织物的密度高、质感细腻，对皮肤亲和力好，吸湿性、通透性好，并具备抗菌和抗病毒功效。床垫用品易产生尘螨，人体肌肤与床上用品每天接触，竹原纤维天然的抗菌特性可以去除尘螨，高吸湿性和透气性可以保持冬季暖和，夏季清凉。

5 结论

竹原纤维是一种可再生资源，可生物降解，不仅绿色环保，而且有益健康。将其运用于纺织品领域，可以更好地凸显相关环保特性，并在一定程度上促进竹产业资源的开发，更好地跟上世界纺织材料的发展节奏，坚持可持续发展的理念。竹原纤维在生产过程中仍需要重视环保问题，进而更好地发挥其特性，以迸发强劲的经济活力。由于竹原纤维是一类卫生、舒适的纺织品面料，在今后的使用与开发过程中，应重视与其他化纤产品的混合，并从技术上加以研究，进而产生良好的社会效益与经济效益。