羊毛毛条无氯防缩新技术的实现

文/本刊记者 王菲

每一年的“纺织之光”中国纺织工业联合会科学技术奖的竞争都异常激烈，能够脱颖而出荣获一等奖的项目背后都有一段不平凡的创新历程。

7月9日一早，纺织之光科技教育基金会常务副理事长叶志民、副秘书长陈思奇一行来到天津滨海东方科技有限公司，实地回访考察2018年度“纺织之光”中国纺织工业联合会科学技术奖一等奖获奖项目“生物酶连续式羊毛快速防缩关键技术及产业化”的技术背景与研发意义，研发过程，总体思路以及应用推广等情况。天津工业大学教授刘建勇、天津滨海东方科技有限公司总经理张伟民、天津市绿源天美科技有限公司副总经理杨万君进行了现场汇报。

突破国际性跨世纪难题

羊毛防缩问题一直是该技术领域研究的重点问题。目前，产业化的羊毛防缩加工仍依赖于氯化处理技术，但其产生的可吸附有机氯（AOX）带来严重的环境污染问题，导致该方法正被逐步禁止使用。对此，业界展开了替代氯化法的长期研究，并形成多种加工方法，但受技术水平的制约，这些新技术并未得到工业化普及，因此欧盟纺织品生态标准Eco-Label 也无奈地规定氯化法仅可用于羊毛毛条。所以，开发产业化应用的羊毛毛条无氯防缩新技术便成为亟待解决的国际性跨世纪难题。

与此同时，作为新型的绿色加工技术，生物酶法是近年来羊毛防缩技术研究的热点。在已公开的蛋白酶羊毛防缩加工方法中，均采用两步法或间歇式一浴法，但这类方式不仅加工流程长、工艺条件苛刻，而且对羊毛纤维损伤大，严重影响了羊毛的品质和服用质量。

“生物酶连续式羊毛快速防缩关键技术及产业化”项目通过承担单位的联合创新与攻关，首次构建了基于“双催化理论”的羊毛毛条生物酶快速防缩处理反应体系，使剥除羊毛鳞片的生化反应过程100 秒内完成，为实现毛条连续化防缩加工奠定了理论与技术基础；通过技术集成，首次研制成功专用于羊毛毛条的连续快速自动化羊毛毛条防缩加工工艺、装备及生产线，实现了无氯、快速、稳定的防缩加工目标；开发出具有生态特征的新型无氯防缩毛条，产品满足防缩产品技术指标要求（IWS TM31（5×5A）），且抗起球性能良好。

据介绍，该项目得到了国际羊毛局（IWS）的高度重视，具备向国外先进国家有偿输出技术的条件，同时也突破了以往对生物酶在纺织上需要较长时间这一应用特质的传统认知，对推进绿色制造和提升科技创新水平具有重大意义。

产学研合作的典范

该项目由天津工业大学、天津滨海东方科技有限公司、武汉纺织大学、天津市绿源天美科技有限公司、常熟市新光毛条处理有限公司、霸州市滨海东方科技有限公司共同承担。据刘建勇介绍，这是一个典型的产学研合作完成的项目。项目正式启动和完成时间为2014年3月～2016年6月，而相关的基础研究可以追溯到2008年5月，对项目所涉及的羊毛快速改性双催化理论及专用活化剂、高效生物酶等相关助剂的作用效果、机理和应用进行研究，为项目的最终完成奠定了基础。

2014年3月～2014年10月，该项目完成了连续快速工艺的实验室工业化模拟研究；2014年11月～2015年2月完成了短时间静态生产性验证实验研究；2015年2月～2015年5月完成了生物酶连续快速改性羊毛专用设备的设计与生产线开发与研制；并于2015年5月～2016年4月 实 现 了连续快速生物酶处理工艺的优化。

2015~2016年，项目组成员频繁往来于天津和江苏常熟以及浙江桐乡之间。刘建勇告诉调研组，高铁管家的大数据显示，那段时间他经常出现在天津南站和苏州北站两个高铁车站；而天津滨海东方科技有限公司和天津市绿源天美科技有限公司两辆商务车的30 余万里程，也记录了该项目走出实验室，往来于天津和两家生产企业的行动轨迹。

项目工厂大试的关键时期，项目组平均两周要去一趟常熟和桐乡，一呆就是一个星期。经常是开着车拉着满满的助剂开到企业，白天商量方案、在机器上试验、晚上测试做出来的产品性能，第二天拿到测试数据后再调整工艺，接着试验……直到助剂或者企业准备的羊毛用完，又或者必须返回学校看试验结果，项目组才又开着车返回天津。据统计，参与该项目的企业累计投入已超过1000 万元，目前已形成了两条生产线，每条生产线生物酶法防缩羊毛毛条生产能力可达2000 吨/年。

创新永不止步

“整体技术国际先进水平、核心技术国际领先水平。”是2016年项目鉴定组对该项目给出的评价。

短时间静态生产性验证实验研究。

经检测，项目开发的具有生态纺织品特征的快速连续防缩毛条生产线，其产品达到防缩产品技术指标要求（IWS TM31 5×5A ≤-8%）；具备良好的抗起球性能；力学性能良好；品质稳定。此外，通过调整工艺，项目所生产的羊毛制品的抗起毛起球性能大大优于氯化防缩羊毛。

SGS 对产品检测结果显示，毡缩性能指标符合国际通用标准TWC TM31(5X5A)要求；抗起毛起球性能提高1.5 级。活化剂生态证明显示，活化剂不含卤化物、无有毒有害物质。羊毛加工过程中所使用的化学品无卤素及其衍生物，最终产品无氯化物残留，符合生态纺织品标准Oeko- Tex®100 的要求。

目前该项技术成果已经应用在常熟新光、浙江新中和两家公司，同时，山东南山集团、山东东方地毯、浙江三德纺织服饰等企业也在积极开展推广应用工作，以满足高端市场对产品生态性的要求。

谈及该项目实施的社会效益及意义，刘建勇表示，这个项目可以说实现了革命性的突破，从根本上彻底解决了AOX 的环境污染问题，对原有氯化生产线改造即可建成生物酶防缩加工生产线，投资少。项目的实施对本领域生物酶连续处理技术的应用具有借鉴意义，同时提高了我国羊毛行业的国际影响力，推进了本领域的技术进步，为生态纺织品的国际标准制定赢得了话语权。

回顾和总结项目取得成功的必然条件和因素，刘建勇说道：“坚持产学研的正确方向，理论及应用研究要与生产实际紧密联系；坚忍不拔和团队精神是实现工程创新的必备素质；民营企业的坚持和创新意识以及强烈的社会责任感是项目成功的坚实后盾。”

在已经实现产业化的基础上，该项目还在继续迭代创新，主要包括：生产过程中的快速在线检测技术，特别是生物酶的活力快速在线监测问题亟待解决；国际标准的推进和全球化普及，目标是在国际标准的制定方面有所突破；降低成本，提高产品的市场占有率；生产线的进一步完善，提高装备的信息化和自动化程度；以及废水排放的综合利用研究等。

叶志民在听取了介绍与实地考察后表示，这是一个极具创新性的项目，聚焦了大纺织产业中的一个小环节，在环保领域的突破意义重大，对于行业创新发展具有引领作用。在倡导绿色与可持续发展的当下，生物酶技术是值得深挖的一个领域。能否实现在其他纤维上的应用，以及如何进一步拓展应用领域，实现规模效应、降低技术成本是项目组需要考虑的问题。