王菲
項目名稱:生物酶連續(xù)式羊毛快速防縮關鍵技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化
主要完成單位:天津工業(yè)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
每一年的“紡織之光”中國紡織工業(yè)聯(lián)合會科學技術(shù)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(chuàng)新歷程。
羊毛防縮問題一直是該技術(shù)領域研究的重點問題。目前,產(chǎn)業(yè)化的羊毛防縮加工仍依賴于氯化處理技術(shù),但其產(chǎn)生的可吸附有機氯(AOX)帶來嚴重的環(huán)境污染問題,導致該方法正被逐步禁止使用。對此,業(yè)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(shù)水平的制約,這些新技術(shù)并未得到工業(yè)化普及,因此歐盟紡織品生態(tài)標準Eco-Label也無奈地規(guī)定氯化法僅可用于羊毛毛條。所以,開發(fā)產(chǎn)業(yè)化應用的羊毛毛條無氯防縮新技術(shù)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(shù),生物酶法是近年來羊毛防縮技術(shù)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,而且羊毛纖維損傷大,嚴重影響了羊毛的品質(zhì)和服用質(zhì)量。
“生物酶連續(xù)式羊毛快速防縮關鍵技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化”項目通過承擔單位的聯(lián)合創(chuàng)新與攻關,突破了以上倆大技術(shù)難題,實現(xiàn)了針對羊毛毛條的無氯、快速、穩(wěn)定的防縮加工目標,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(zhì)的傳統(tǒng)認知,對推進綠色制造和提升科技創(chuàng)新水平具有重大意義。
該項目由天津工業(yè)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(jù)劉建勇介紹,這是一個典型的產(chǎn)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(xù)快速工藝的實驗室工業(yè)化模擬研究;2014年11月~2015年2月完成了短時間靜態(tài)生產(chǎn)性驗證實驗研究;2015年2月~2015年5月完成了生物酶連續(xù)快速改性羊毛專用設備的設計與生產(chǎn)線開發(fā)與研制;并于2015年5月~2016年4月實現(xiàn)了連續(xù)快速生物酶處理工藝的優(yōu)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(xiāng)之間。劉建勇告訴調(diào)研組,高鐵管家的大數(shù)據(jù)顯示,那段時間他經(jīng)常出現(xiàn)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(chǎn)企業(yè)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(xiāng),一呆就是一個星期。經(jīng)常是開著車拉著滿滿的助劑開到企業(yè),白天商量方案、在機器上試驗、晚上測試做出來的產(chǎn)品性能,第二天拿到測試數(shù)據(jù)后再調(diào)整工藝,接著試驗……直到助劑或者企業(yè)準備的羊毛用完,又或者必須返回學??丛囼灲Y(jié)果,項目組才又開著車返回天津。據(jù)統(tǒng)計,參與該項目的企業(yè)累計投入已超過1千萬元,目前已形成了兩條生產(chǎn)線,每條生產(chǎn)線生物酶法防縮羊毛毛條生產(chǎn)能力可達2000噸/年。
“整體技術(shù)國際先進水平、核心技術(shù)國際領先水平?!笔?016年項目鑒定組對該項目給出的評價。
經(jīng)檢測,項目開發(fā)的具有生態(tài)紡織品特征的快速連續(xù)防縮毛條生產(chǎn)線,其產(chǎn)品達到防縮產(chǎn)品技術(shù)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(zhì)穩(wěn)定。此外,通過調(diào)整工藝,項目所生產(chǎn)的羊毛制品的抗起毛起球性能大大優(yōu)于氯化防縮羊毛。
SGS對產(chǎn)品檢測結(jié)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?;罨瘎┥鷳B(tài)證明顯示,活化劑不含鹵化物、無有毒有害物質(zhì)。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(chǎn)品無氯化物殘留,符合生態(tài)紡織品標準OekoTex?100的要求。
目前該項技術(shù)成果已經(jīng)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(yè)也在積極開展推廣應用工作,以滿足了高端市場對產(chǎn)品生態(tài)性的要求。
天津工業(yè)大學教授劉建勇(右)、天津濱海東方科技有限公司總經(jīng)理張偉民(左)向紡織之光科技教育基金會常務副理事長葉志民(中)介紹項目技術(shù)路線。
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(xiàn)了革命性的突破,從根本上徹底解決了AOX的環(huán)境污染問題,對原有氯化生產(chǎn)線改造即可建成生物酶防縮加工生產(chǎn)線,投資少。項目的實施對本領域生物酶連續(xù)處理技術(shù)的應用具有借鑒意義,同時提高了羊毛行業(yè)的國際影響力,推進本領域的技術(shù)進步以及生態(tài)紡織品的國際標準制定話語權(quán)。此外,項目的實施還滿足了高端市場對產(chǎn)品生態(tài)性的要求。
回顧和總結(jié)項目取得成功的必然條件和因素,劉建勇說道:“堅持產(chǎn)學研的正確方向,理論及應用研究要與生產(chǎn)實際緊密聯(lián)系;堅忍不拔和團隊精神是實現(xiàn)工程創(chuàng)新的必備素質(zhì);民營企業(yè)的堅持和創(chuàng)新意識以及強烈的社會責任感是項目成功的堅實后盾?!?/p>
在已經(jīng)實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的基礎上,該項目還在繼續(xù)迭代創(chuàng)新,主要包括:生產(chǎn)過程中的快速在線檢測技術(shù),特別是在生物酶的活力快速在線監(jiān)測問題方面亟待解決;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(chǎn)品的市場占有率; 生產(chǎn)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。