宋海玲

(德州學院紡織服裝工程學院，山東 德州 253023)

綠色纖維的真正含義包括生命、節(jié)能和環(huán)保三方面。從生態(tài)角度來講，所謂綠色纖維即是：(1)纖維在種植或生產過程中未受污染，特別是未受到農藥、化肥及有毒化工原料的污染；(2)纖維在生產過程中不會對環(huán)境造成污染；(3)纖維制成用品后可回收或能自然降解，不會對生態(tài)環(huán)境造成危害；(4)生產纖維的原料主要來自于再生資源或廢棄物，不會造成生態(tài)平衡的失調和掠奪性資源的開發(fā)；(5)纖維及其制成品對人體具有某種或多種保健功能。綠色紡織品由于其環(huán)保性、健康性及舒適性而受到人們的青睞。在地球資源日漸枯竭，人類生存環(huán)境受到嚴重污染的今天，開發(fā)綠色紡織纖維尤為迫切。現在已開發(fā)出的綠色紡織纖維有采棉、竹原纖維、大麻纖維、Lyocell纖維、甲殼素纖維等。

1 彩棉

1.1 彩棉的性能

天然彩色棉因其具有天然色彩，無需人工染色，可以減輕生態(tài)壓力，所以被譽為“生態(tài)棉”。天然彩色棉自古有之，但因其纖維品質較差，過去未能推廣應用。當代生物技術高速發(fā)展，用遺傳育種方法可以將不同顏色的基因移植到原棉DNA中，得到不同色彩的天然彩色棉。全世界彩色棉育種和研究工作始于20世紀60年代末。據有關資料的不完全統計，目前已經開展天然彩色棉種植、研發(fā)和生產的國家有中國、美國、土耳其、以色列、埃及、俄羅斯、秘魯、墨西哥等27國[1]。一些國家如韓國、印度尼西亞以及整個歐洲對天然彩色棉的興趣也與日俱增。

目前，天然彩棉的種植技術已比較成熟，種植規(guī)模逐年擴大，纖維品質也有了較大改進，生產的天然彩色棉主要品種是陸地棉，色系主要有綠色和棕色，但其顏色深淺存在較大差異。

彩色棉纖維的內在質量較陸地白棉纖維差，強度低，纖維短而細。彩色棉的短絨含量較白棉高，嚴重地影響彩色棉的紡紗工藝和成紗質量，是彩色棉紡紗時制成率低、斷頭多、成本高、成紗不光潔和毛羽多的原因。彩色棉的雜質含量較白棉高，最高時可達9.8%，特別是綠色棉，雜質中不孕籽在軋花過程中，被機器軋碎后成為帶纖維籽屑，紡紗時極難清除，成為織物表面不光潔的疵點。

1.2 彩棉的應用

天然彩色棉最適于開發(fā)貼近皮膚的紡織品和服裝系列產品，如內衣、T恤衫、文化衫、背心、睡衣、襪子等，使其名副其實地成為人類第二健康肌膚；同時開發(fā)貼近皮膚的床上用品類、毛巾類、童毯、線毯類等家紡產品，尤其適合開發(fā)嬰幼兒系列產品；還可以開發(fā)一些家居休閑裝系列產品和無毒保健功能型彩色棉系列紡織品，使天然彩色棉“綠色+保健”的生態(tài)特色更加突出，使天然彩色棉紡織品真正成為質量優(yōu)秀、環(huán)境優(yōu)秀的雙優(yōu)產品。

2 竹原纖維

2.1 竹原纖維的性能

竹子在生長過程中不受污染，是純天然材料。竹子自身具有抗菌、抑菌、防紫外線等特點,故竹原纖維產品也具有抗菌等特效，是適應世界發(fā)展潮流的綠色環(huán)保產品。由于竹子生長周期短,而且生長適應性好,對環(huán)境沒有特別的要求，隨處可長，成本相對較低,原料供應不成問題，因此，開發(fā)和研究竹原纖維產品對合理開發(fā)利用我國的竹資源，推動國家林業(yè)和紡織業(yè)的產業(yè)升級具有深遠的意義。

竹纖維按選材及加工工藝不同可分為竹漿纖維和竹原纖維兩類。竹原纖維又稱天然竹纖維，它是采用機械、物理的方法，通過浸煮、軟化等多道工序，去除竹子中的木質素、多戊糖、竹黏、果膠等雜質后，從竹竿中直接提取的原生纖維。這種纖維在獲取過程中不含化學添加劑，是一種真正意義的純天然纖維。

通過熱重分析發(fā)現天然竹纖維在260 ℃時開始分解，540 ℃時完全分解，熱穩(wěn)定性優(yōu)于棉纖維、亞麻纖維和苧麻纖維。竹原纖維的空隙、凹槽與裂紋，猶如毛細管，可以在瞬間吸收和蒸發(fā)水分，故有“會呼吸的纖維”之稱。竹原纖維具有較強的抗菌和殺菌作用，抗菌效果具有一定的光譜效應。對氨氣的除臭率為70%～72%，對酸臭的除臭率達到93 %～95%，具有抑制大腸桿菌、金黃色葡萄球菌和白色念珠菌的作用，以及良好的防紫外線作用[2]。

2.2 竹原纖維的應用

竹原纖維具有綠色生態(tài)環(huán)保特性，利用其抗菌防臭功能，可用于制作被褥、枕頭的填充料，浴簾、襪子、內衣以及地毯、醫(yī)用品等；竹原纖維還可與不同紗線混紡、交織，優(yōu)勢互補，達到改進織物服用性能的目的。利用紗線結構的變化，在織物表面可顯現出各種不同風格的效應。開發(fā)薄型面料尤應采用各種輕巧的花式紗線。大力開發(fā)雙層、多層織物，開發(fā)多層復合產品可以獲得獨特的雙面效果?？椢镄问蕉鄻踊?、織物組織復雜化、表面形狀凹凸化、彈力織物經緯化,是向輕薄、彈性,高科技、高附加值化發(fā)展的重要開發(fā)方向。除此之外,還應大力開發(fā)竹原功能性非織造布產品。

3 大麻纖維

3.1 大麻纖維的性能

大麻是一種歷史悠久并伴有爭議的纖維，過去主要用以制造繩索、帳篷或家用裝飾織物。上世紀90年代起，人們看好大麻纖維具有良好的生態(tài)性能，其織物服用舒適涼爽、抗菌保健、不霉不蛀、耐用粗獷、防紫外線輻射能力強，但大麻織物卻存在粗糙刺癢、硬板易皺以及縮水率大等弱點。為了獲得柔軟而細長的大麻纖維，人們采用了一些新的技術，如引入新的種植技術，由傳統的露水漚麻方式轉為采用新技術把生麻莖留在地里，直到麻莖輕微漚過頭，也可不經漚麻，而是充分利用機械、化學和生物處理的方法對大麻纖維作進一步改性加工，采用生物酶結合柔軟處理方法，這些對于改善大麻織物服用性能取得了較好效果，人們開始用大麻纖維制造衣著用紡織面料，國內外市場空間較大。

大麻纖維的吸濕排汗性能格外好，貼身穿著不僅舒適，而且特別爽身。據測算，穿著大麻服裝與棉織物相比，可使人體感覺溫度低5℃左右，與化纖織物比更覺涼爽；大麻纖維具有良好的抗靜電性能，干燥的大麻纖維是不良導電體，其抗電擊穿能力比棉纖維高30%左右，是良好的絕緣材料；大麻纖維耐熱性能是其它纖維望塵莫及的，在370 ℃時不改變顏色，因此特別適宜做防曬服裝和各種特殊需要的工作服、汽車座墊、裝飾用布等；大麻纖維具有良好的防紫外線性能，一般的大麻織物無需特別整理即可屏蔽95%以上的紫外線；大麻纖維具有抗霉抑菌作用，對金黃色葡萄球菌、綠膿桿菌、大腸桿菌、白色念珠菌有明顯抑菌效果。

3.2 大麻纖維的應用

大麻纖維的紡織及非紡織應用前景廣闊。紡織應用中，目前已能紡出27.78 tex 的純大麻紗，大麻與其它紡織纖維混紡性能良好，大麻紡織產品具有天然保健功能，大麻/毛混紡織物可防蟲蛀，大麻鞋襪能防治腳氣，大麻內衣不出汗斑、無異味，大麻床上用品潤膚護發(fā)、舒適爽身[3]。

在非紡織應用中，利用大麻纖維的優(yōu)良性能，國外已開發(fā)出一系列具有可生物降解性能的新產品，如防霉抗菌貯藏盒、包裝箱、隔層墊(用于食品、禽蛋、果品的貯藏與運輸銷售)、高檔機械零件(含大麻60%～70%)、大麻纖維加強塑料制品、園林產品等。

4 Lyocell纖維

4.1 Lyocell 纖維的性能

20 世紀70年代英國考陶爾茲公司開發(fā)了新型溶劑紡纖維素纖維(商品名為 Lyocell)，它是以N —甲基嗎啉—N —氧化物(NMMO)的濃水溶液為溶劑，以 NMMO 的稀水溶液為凝固劑，采用濕紡工藝得到的一種具有環(huán)保性能的綠色纖維，我國也稱之為“天絲”。Lyocell纖維以其全新的環(huán)保型纖維制造工藝而倍受關注，其生產流程短，溶劑無害且能回收循環(huán)利用，無廢棄物無污染物，產品能生物降解，原料纖維素儲量豐富且可再生。

Lyocell 纖維的強度比一般的纖維素纖維高許多，吸濕性較好，吸濕回潮率達11.5%，斷裂伸長較小。其織物水洗后變形較小[4]。較高的濕模量賦予纖維在小負荷及中等負荷作用下產生的變形較小，使織物具有較高的尺寸穩(wěn)定性和抗皺性。因此，由Lyocell 纖維織物做成的服裝可洗性好。

4.2 Lyocell 纖維的應用

Lyocell 纖維集天然纖維與合成纖維的優(yōu)異性能于一身，能開發(fā)出多種新穎獨特的產品。在服用、裝飾及產業(yè)用三大領域都有廣泛的應用?？捎糜谥圃灬樋椢铩C織物和非織造織物，可加工成服裝、家庭裝飾織物及工業(yè)用布等。Lyocell纖維受堿溶液作用易出現“原纖化”而使織物表面產生特殊的桃皮絨效果，賦予服裝優(yōu)良的手感和外觀。

此外，Lyocell纖維能滿足各類難度甚高的染色要求，它與其他纖維復合，可以提高各種紡織品的附加值，并產生不同的效果，這對于Lyocell纖維的紡織加工及產品使用十分有利。

5 甲殼素纖維

5.1 甲殼素纖維的性能

甲殼素是一種動物纖維素，廣泛存在于蟹、蝦、昆蟲等甲殼動物的殼內和蘑菇、真菌、細菌等細胞內。將蟹、蝦等甲殼粉碎、干燥，經脫灰、去蛋白質等化學和生化處理，并溶于適當的溶劑中，可以用濕法紡絲方法制成纖維。

甲殼素纖維具有優(yōu)良的吸濕和透氣性能，吸濕率可達400%～500%，吸汗保溫，穿著十分舒適[5]；甲殼素纖維具有優(yōu)良的抗菌性，對大腸桿菌、枯草桿菌、金黃色葡萄球菌、乳酸桿菌等常見菌種具有很好的抑菌作用；甲殼素及其衍生物在生物體內可以被降解，不會有蓄積作用，產物也不與體液反應，對組織無排異反應，因此有良好的生物相容性；甲殼素纖維呈堿性和高度的化學活性，對活性染料等纖維素纖維染色用染料有優(yōu)異的染色性能和上染率；甲殼素和纖維素都是天然的高分子材料，具有生物可降解的特性，是真正的綠色環(huán)保紡織原料。

5.2 甲殼素纖維的應用

甲殼素纖維純紡紗被用于醫(yī)用手術縫合線和敷料醫(yī)用產品,其混紡紗用于民用針織面料及成衣等產品的開發(fā)。

在醫(yī)學領域，用來制成手術縫線、人工皮膚等，其優(yōu)點是與皮膚的親和力較強，不會輕易引起皮膚感染和發(fā)炎，并有抗菌和抗過敏作用，用它制成的醫(yī)療用品如手術服、醫(yī)院床單等，用過之后廢棄可迅速降解。

對甲殼素殼聚糖進行改性可賦予其不同的特性，并廣泛應用于農業(yè)、環(huán)境、紡織、印染、造紙、食品、日用化妝品等領域，是一種高科技“綠色”材料。作為紡織用纖維，其織物具有良好的透氣、透濕、吸濕性和抗彎剛度，并具有很好的抗菌性，符合綠色環(huán)保要求。已有公司將甲殼素纖維紗線和其混紡紗線針織成各種面料[6]。

6 綠色紡織纖維的發(fā)展趨勢

真正開發(fā)綠色紡織品任重而道遠，目前應該努力發(fā)展的方向有以下三個方面：

(1)進一步研制開發(fā)彩色纖維。21世紀要研發(fā)的天然彩色纖維有彩色棉、彩色蠶絲、彩色羊毛等，彩色纖維可以部分避免由于印染造成的紡織廢水污染，但目前大力推廣還有一定難度。首先，現有的天然彩色纖維顏色單調，色譜不全，很難生產顏色鮮艷、深色纖維；其次，產量較低，纖維的強度、長度、可紡性較普通纖維差，加工困難，制成率低，生產批量小則設備清理麻煩，因而最終產品價格高，外觀不理想。

(2)研制新型綠色纖維素纖維。纖維素纖維由于有著良好的吸濕性，因而穿著舒適，用途廣泛，但黏膠纖維的生產對環(huán)境污染嚴重，在發(fā)達國家已受到限制，其替代產品Lyocell纖維(天絲)正逐漸受到人們青睞。目前制約其發(fā)展的因素有三項：一是原料來源為高質量漿粕，主要為木料，而我國由于環(huán)保要求，限制砍伐森林，因此開發(fā)其他來源較豐富的纖維素纖維原料替代木材已成為新的研究課題；二是Lyocell纖維具有原纖化的特性，利用原纖化我們可以生產桃皮絨織物，但這種特性也不可避免地限制了它在某些紡織品領域中的應用；三是與黏膠纖維及其他化纖相比，其價格偏高，使其制成品總成本上升。

(3)進一步發(fā)展可生物降解纖維。隨著石油資源的枯竭，森林的過度砍伐，人類必須尋找開發(fā)更多的可制成纖維的原料，且當這類紡織品在失去使用價值后能回收再利用或可在較短時間內在陽光、水、微生物作用下分解?？缮a這類纖維的原料很多，如用玉米、小麥等淀粉原料制成的聚乳酸纖維，從海藻類植物中提取的海藻纖維等。這些纖維不僅可天然降解，有的還具有止血、生物相容性及抗菌等保健功能。因此在不久的將來有可能得到進一步的發(fā)展。

[1]楊建忠.新型紡織材料及應用[M].上海:東華大學出版社,2003.

[2]邢聲遠.會呼吸的純天然竹原纖維紡織品[J].北京紡織,2003(24)3:36-37.

[3]高志強,馬會英.大麻纖維的性能及其應用研究[J].北京紡織,2004,25(6):30-31.

[4]董奎勇,楊萍.Lyocell纖維發(fā)展概況及趨勢[J].中國纖檢,2004(11):40-42.

[5]吳東來.甲殼素纖維的開發(fā)與應用[J].針織工業(yè),2004(2):56-57.

[6]邢聲遠.紡織新材料及其識別[M].北京:中國紡織出版社,2002.