程醉
桑樹在構造上同麻類植物相似,都有表皮層、皮層、韌皮部、木質部等。桑皮纖維則主要是利用冬、夏兩季修剪的桑樹廢枝,經過后期加工制作而成的天然紡織纖維,屬于韌皮纖維的一種。桑皮纖維具有堅實、柔韌、密度適中和可塑性強等特點,并有著優(yōu)良的吸濕性、透氣性、保暖性,其纖維特性主要表現為纖維長、長寬比大、手感柔軟、易于染色等。
開發(fā)桑皮纖維不僅是增加了一種新的天然紡織材料,同時還提高了紡織產品的多樣性和附加值,而且對桑樹廢棄枝條的有效利用,也提高了資源的綜合利用率。
綜合利用價值高
據了解,桑皮纖維的生產加工技術早在上世紀90年代便已經開始被我國科研工作者進行研究,并且,桑皮纖維由于性質與麻類纖維比較相似,因此其紡織設備也多可在麻纖維生產設備基礎上技改而成。所以,進入生產桑皮纖維的門檻對于我國紡織企業(yè)來說并不高。然而,長久以來從比例來看,不得不承認在紡織行業(yè)中從事桑皮纖維研發(fā)的專家寥寥,進行生產的企業(yè)也并不多見。
究其原因,一是由于過去繭絲綢行業(yè)太過興旺,產品利潤大而銷路好,導致其上游的蠶桑產業(yè),注意力主要是在如何為生產絲綢紡織服裝產品服務上。比如說,農戶只需栽好桑樹、養(yǎng)好蠶,再賣給絲廠便能夠賺到盆滿缽滿。而對于生產后剩余的廢桑枝等,則基本上用來燒柴煮飯使。不可否認,在繭絲綢行業(yè)大環(huán)境十分利好的情況下,桑皮纖維等附加產業(yè)存在長期被大家所忽視的問題。
隨著近幾年國際金融形勢的惡化,紡織服裝全行業(yè)步入低谷,繭絲綢產業(yè)的發(fā)展也變得步履蹣跚之際,加大對桑皮纖維開發(fā)利用的優(yōu)勢,便進一步凸顯了出來。
據四川某市繭絲綢行業(yè)的專家測算,桑樹皮占桑條的15%~20%,桑皮纖維占桑皮的10%~30%。每畝桑田,每年冬夏兩季修剪廢棄桑樹枝條在4噸左右,就能生產桑皮纖維約100公斤,收入可達上千元。另外,生產過程中還可以獲得副產品果膠若干。同時,從川東北的實踐經驗來看,農戶平均每畝桑田出售廢棄桑枝能獲得200元以上的直接收入。實事求是地說,種桑綜合效益的提高既有利于穩(wěn)定桑蠶產業(yè)的生產,進而還能促進繭絲綢行業(yè)的發(fā)展。簡單地說,農戶拿到手了真金白銀的人民幣,就能最大限度地減少甚至是避免毀桑種糧食、毀桑種果樹等不利情況的發(fā)生。
有過和桑樹近距離接觸機會的人都知道,趁新鮮時撥開其枝條表皮,觀察纖維存在的韌皮層即可看到韌皮纖維在韌皮內呈簇狀分布,因此便可以判斷出桑皮纖維屬于束纖維。另外據研究顯示,桑樹皮纖維的單纖維長度較短,不能直接用于紡紗。需要進行半脫膠處理,也就是和麻纖維的前期處理類似,以保證保留有一定量的殘膠,將很短的單纖維粘連成具有一定長度的束纖維,以滿足紡紗的工藝要求。處理后得到的工藝纖維則可采用棉型紡紗系統(tǒng)進行紡紗。
據了解,桑皮纖維的纖維強度為3.5cN/dtex~5.1cN/dtex,明顯要好于棉纖維和桑蠶絲;斷裂伸展率為4%~12%,也好于棉和麻,但次于桑蠶絲。因此,開發(fā)利用可再生并且有較高附加值的桑皮纖維,對于增加紡織纖維的種類,提高我們紡織服裝產品檔次,為廣大紡織企業(yè)提供新的經濟增長點等方面來說,都具有重要的意義。
實際上,對桑皮纖維研究開發(fā)的項目一直以來都受到了有關部門的高度重視,并且列入了國家級星火計劃項目。近年來,以四川省絲綢進出口集團公司和四川大學聯合組成的項目組已經完成了包括原材料的組織、調選、纖維的制取、纖維結構性能研究、紡紗工藝及其專用設備的研制與開發(fā)。“桑皮纖維的研究和開發(fā)”項目以及“桑絲棉系列混紡線的研究與開發(fā)”項目都已經通過了鑒定和驗收。也就是說,現在生產桑皮纖維從桑皮的剝取、機械化生產再到紡織服裝產品的全過程都已經可以實現,并且我國還擁有這項技術的全部知識產權。
在四川省南充市南部縣某絲綢公司的陳列室中,就懸掛著一件由桑皮纖維制作而成的衣服。據觀察,這件桑皮纖維衣服質地柔和,手感舒適,摸起來有一種近似于綢緞般的順滑感。目前由于桑皮纖維服裝產量極小,因此成本較高,售價也較為昂貴。據該企業(yè)負責人介紹,一旦大批量產業(yè)化生產,桑皮纖維紡織品的生產成本還具有大幅度降低的空間。
目前,各紡織企業(yè)對于桑皮纖維的產品開發(fā)和應用主要集中于桑棉混紡、桑麻混紡、桑皮纖維與桑蠶絲交織以及桑皮纖維與滌綸長絲交織這四個方面。
桑棉混紡:因為桑纖維強度好于棉纖維,目前研制成功的桑/棉5/45混紡產品,其強力得到了提高,紗線性能得到了改善。桑麻混紡:多數麻類纖維具有吸濕性好的特點,將桑纖維與大麻纖維進行混紡后,可使桑、麻纖維發(fā)揮各自優(yōu)勢,并使混紡紗具有強力高、光澤好、較易染色、耐磨性強等特點。桑皮纖維與桑蠶絲交織:用價格相對低廉的桑皮纖維紗與蠶絲交織,可使織物達到既有透氣、吸濕等真絲產品的功效,又可克服易起皺、易褪色等真絲產品的缺點,還可以降低織物的生產成本。桑皮纖維與滌綸長絲交織:用桑皮纖維與滌綸長絲交織,形成新型的紡織面料具有耐磨透氣、抗靜電、易于染色等特點,且產品外觀挺括、懸垂性、回彈性好。
以上述南充市這家絲綢企業(yè)來說,他們現在已經研發(fā)了桑棉、桑絲棉等混紡纖維,開發(fā)了系列T恤、內衣、睡衣、圍巾等服裝、服飾產品數十個。
對桑皮纖維進行研究、開發(fā)和利用既有利于幫助農民增收,又可以延長蠶桑業(yè)的產業(yè)鏈,提升桑蠶行業(yè)的綜合經濟價值,還對促進產業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有積極作用,也給紡織材料和紡織產品提供了創(chuàng)新的空間。所以不難看出,桑皮纖維及其紡織服裝產品在后期具備較好的發(fā)展前景和發(fā)展空間。
困難、問題仍不少
目前我國桑皮纖維還基本上處于試驗研究階段,尚未能完成實行真正意義上的產業(yè)化開發(fā)。從理論上來說,纖維長度短是制約桑皮纖維產業(yè)化進程的主要原因之一。采用半脫膠工藝獲得的桑皮工藝纖維即束纖維由于保留了部分果膠質,使得一定數量的纖維粘結成束狀,因此它的長度較長。但是,其纖維縱向均勻度就比較差,易起短絨毛且強度低、纖維粗。而若是采用全脫膠工藝可獲得單纖維的桑皮纖維開松棉,在柔韌性、纖度、強度上比工藝纖維優(yōu)勢大,但纖維長度過短,無法進行純紡。實際上,對于桑皮纖維全脫膠工藝的研究,以及單纖維紡紗等后續(xù)工藝的研究目前基本上還處于空白狀態(tài)。
不過,理論上的問題總是比較好解決。比如說,可以進一步完善桑皮纖維制備技術,盡量減少脫膠、開松等加工過程對纖維長度的損傷。另外,還可以采用嵌入紡等新的制造技術,拓展桑皮纖維的應用范圍等等。然而,在實際操作桑皮纖維產業(yè)化進程中遇到的方方面面問題,才是制約整個桑皮纖維產業(yè)發(fā)展的關鍵因素。
川東北丘陵地區(qū)某縣,是國家“東桑西移”工程首批試點縣、四川省蠶桑重點基地縣,全縣桑樹總量達2.5億株,桑園總面積達35萬畝。該縣從2009年開始便將“桑皮纖維綜合開發(fā)項目”作為優(yōu)勢資源項目進行重點推廣和招商。但從實際情況來看,這些年以來縣委領導班子都已經換過幾任,這個項目的招商引資工作仍然沒有取得實質性的進展。而當地同期推出的另外一項“萬畝果?;亍表椖?,現在已經“開花結果”見到了效益,每年夏天都會吸引很多游客前來采摘品嘗、觀光消費。
客觀因素自然是前些年行業(yè)內并未重視桑皮纖維這類附屬于繭絲綢產業(yè)上的纖維原材料開發(fā)。但隨著時間的推移、環(huán)境情況的變化桑皮纖維產業(yè)化項目又遇到了制取成本較高這個嚴重的問題。
2009年時,當地相關人員在進行桑皮纖維項目調研中,發(fā)現到農村去收購廢棄的桑樹枝條,每公斤收購價格在2毛錢左右即有農戶對此表現出積極的態(tài)度。不過,隨著農民工工資的大幅度上漲、農村勞動力的缺乏等等因素影響,據2016年底走訪發(fā)現,每公斤即便是收購價達到5毛錢,對于農戶們來說也并未有多大的吸引力。
另外,開發(fā)桑皮纖維產業(yè)對于產皮桑樹樹種的限制、要求也是一個難以回避的問題。我國境內的桑樹分屬15個桑種,如川桑、滇桑等;3個變種,如垂葉桑、鬼桑等。加上農業(yè)科技工作者不斷對它們進行改良嫁接,目前僅在川東北一地就栽種有很多種桑樹,一般簡單可分為果用桑和葉用桑兩種。
四川的專家學者們經過研究發(fā)現,在四川閬中種植的“閬桑2號”纖維平均長度為13.5mm,而在四川南充種植的“閬桑2號”纖維平均長度為15.4mm。同樣是閬中種植的“閬桑2號”纖維斷裂強度為3.20,而在南部縣種植的“閬桑1號”斷裂強度則為5.13。因此不難發(fā)現,不同桑樹品種甚至是相同的品種在不同生長環(huán)境中產出的桑皮纖維品質差異都很大。
同時,與亞麻、苧麻等韌皮纖維的原材料相比,桑樹韌皮中的纖維素含量較低,僅占30%~40%的比例,而纖維獲得率也只有13%~20%左右。如果我們現在對于廢棄桑樹枝條的利用僅僅局限于提取桑皮纖維的話,無疑生產成本較高而且會形成巨大的廢棄資源。據成功研制出桑皮纖維紡織服裝產品的那家企業(yè)介紹,當年試制期間大量被剝皮的桑樹枝條還需要請專門的清運公司拉到垃圾場進行處理,為此還支付了不少的費用。
理論上來說,桑皮中還含有豐富的果膠以及其他有效成分,可以應用于食品、醫(yī)藥等行業(yè)。剝皮后的桑樹枝條也能夠制取桑枝粘膠纖維、造紙等等。但是這些高大上的配套項目又牽涉到巨額的資金投入,往往來說都不太現實。從川東北地區(qū)的實際情況看,已經在小范圍試驗的利用剝皮桑枝粉碎后進行蘑菇種植,可能是比較切合實際且能夠很快實現的廢棄桑枝利用方法。不過,這也需要有關部門及時做好協(xié)調工作,因為就曾出現過蘑菇公司寧愿高價到外地購買鋸木面,而不要本地桑枝顆粒的情況。
桑皮纖維的開發(fā)特別是綜合利用技術,涉及到桑樹培育、機械制造、生物、化工、紡織、印染乃至于環(huán)境保護等方方面面。它是一個多學科、多門類相互交織融合的綜合技術,勢必要協(xié)調多方力量,加大相關技術研究和資金投入才能加快其產業(yè)化的進程。
我們不妨來想象這樣一幅美好的藍圖,一望無際的桑田中蠶農們用桑葉喂蠶結繭,用桑葚當水果賣錢,用桑枝剝皮做纖維,用廢枝打粉養(yǎng)蘑菇,最后再將使用完的菌包土還于桑田之中。雖然這只是筆者對家鄉(xiāng)桑蠶產業(yè)帶有明顯主觀意愿的展望,但這其中的每一個環(huán)節(jié)都是完全可以實現,并且都是助農增收、能給群眾帶來經濟效益的好項目。相信只要通過我們堅持不懈的努力,在不遠的將來這一夢想終會實現。
品質問題有說道
現在,國內紡織行業(yè)對于桑皮纖維的基本性能和綜合利用技術已經有了初步的了解和認識。而從目前掌握的情況來看,國外尚未發(fā)現有利用桑樹皮制取桑皮纖維的相關研究和報道。因此,開發(fā)和使用桑皮纖維這種極佳的天然綠色生態(tài)紡織品原材料,我們是占盡了天時、地利、人和。
同時,桑皮纖維紡織品目前在零售市場上幾乎很難看到。即便是在大名鼎鼎的國內諸多網商平臺上,都難找到其蹤影。四川研制出桑纖維衣服的企業(yè)也僅僅是象征性地給其標了一個不菲的價格,但據了解即便是有人出此“天價”購買,他們也是不會出售的。其實也可以理解,為了研發(fā)和制作出這件桑皮纖維衣服,企業(yè)耗費的精力和時間都早已經超出了產品本身的價值,并且,現在一張桑皮纖維制作的普通宣紙售價都在200元以上。我們也就不難想象,若是有小批量試制出的桑皮纖維服裝出售,其潛在的可能利潤將會是多么的巨大。
所以,我們也更應該加強對桑皮纖維品質方面的要求和管理,保持和維護住我們在此領域的優(yōu)勢。
在對桑皮纖維的加工生產過程中,環(huán)境和諧和減少污染與生產成本和企業(yè)效益之間的問題是無法回避的矛盾之一。眾所周知,制取桑皮纖維也存在一個脫膠的過程。與傳統(tǒng)的麻類韌皮纖維的加工方法相同,桑皮纖維化學脫膠也會消耗大量的堿、酸、化學助劑等化工原料和能源,生產過程對環(huán)境污染嚴重,治污費用高。此外,化學脫膠還會破壞桑皮纖維的表面結構,使纖維出現更加粗糙、可紡性差以及制成率低等問題。不過,化學脫膠的速度快、生產成本低、占用場地少、適于產業(yè)化生產等優(yōu)勢也非常明顯。
從長遠來看,我國紡織業(yè)的整合升級、轉型創(chuàng)新等舉措,歸根結底都還是要放到“保護環(huán)境”的大前提下才能夠進行。2016年在G20峰會準備召開之前,浙江省的紡織行業(yè)印染行業(yè)中污染嚴重的企業(yè)都被勒令停工。此次停工中涉及到了11座城市,停工范圍之廣、工廠之多史無前例。浙江是我國紡織服裝印染大省,據說7個月關停紡織業(yè)污染工廠2000多家。管中窺豹,也可以讓社會各界都看到國家對紡織行業(yè)污染進行整治的態(tài)度和決心。因此,新興的桑皮纖維企業(yè)如果仍然走化學脫膠等產生大污染的路子,再如果沒有辦法找到合適、合理、合格的污水處理辦法,不論工廠建在何地也是不可能發(fā)展得起來的。
當然,科研工作者們又研究出了污染較小的生物脫膠方法和生物化學混合脫膠方法。但這些技術在實際應用中都多少存在一些問題。比如說生物脫膠,就是利用微生物在生長過程中分泌出的酶使膠質水解被去除。
簡單地說,辦法之一是直接利用脫膠酶制劑或產酶脫膠微生物的發(fā)酵粗酶液作用于桑皮原料,利用酶的生物活性,催化水解膠質物質,使纖維分離出來的方法。這種方法污染幾乎沒有,但是在實驗室中效果就一般脫膠膠質去除率才30%~45%,若是在室外還會受到水質、光照、溫度等環(huán)境條件的影響,膠質去除率更加難以保證。
辦法之二就是,借助以桑皮膠質為營養(yǎng)源的脫膠菌的生命活動,達到接入菌種,分泌酶來分解、去除桑皮中非纖維素物質,提取纖維的目的。但問題是周期同樣較長,成本很高。因為脫膠菌培植工藝復雜,還需要一定的菌種培植設備投入。
因此,研發(fā)更為環(huán)保、廉價、先進的脫膠技術才是確保桑皮纖維產業(yè)能夠健康發(fā)展的必然選擇。
另外,在桑皮纖維紡織產品面料中,桑皮纖維含量問題也是影響產品品質的關鍵因素。由于我們目前尚未大規(guī)模產業(yè)化生產,因此大部分制作出來的桑皮纖維紡織品面料的纖維含量,各企業(yè)都是“秘而不宣”。以現有的資料看,桑皮纖維純紡的可能性為零。同時,據了解,產品中桑皮纖維的含量都不高。研究報道顯示,桑皮工藝纖維與棉、桑皮工藝纖維與粘膠基甲殼素纖維各占50%的比例混紡的中、粗特紗技術基本成功;桑皮單纖維與棉、苧麻、竹漿纖維等的混紡紗桑皮纖維含量也僅在40%左右。
可喜的是,據相關專家介紹,一旦桑皮纖維紡織品真正形成產業(yè)并進入市場,纖維含量的問題可在進行品種和配棉設計時,根據終端產品要求來解決。比如選用與桑皮纖維風格和諧、優(yōu)勢互補的其他纖維種類,既能提高混紡材料的可紡性又能獲得較好的產品風格和質量。
目前我國對于桑皮纖維的開發(fā)應用都還處于步履蹣跚的學步階段。從膚淺的認識來看,桑皮纖維用于紡織業(yè)不但是可能的,還是大有可為的。首先,我國有近千萬畝的規(guī)模化桑樹,這還不包括零散分布于田間地頭,無法統(tǒng)計的野生桑、無主桑。因此,可以為桑皮纖維的產業(yè)化開發(fā)提供源源不斷的原材料供給。同時,發(fā)展桑皮纖維產業(yè)既可以將現在廢棄不用的桑枝轉化為財富,又能夠延長蠶桑、蠶繭產業(yè)鏈條,還能夠豐富我國的紡織服裝用纖維品種。所以,發(fā)展桑皮纖維產業(yè),可謂是百利而無一弊的好事情。
毋庸置疑的是,隨著蠶桑生物科技、桑皮纖維應用技術、桑枝綜合開發(fā)技術以及紡織科技的不斷發(fā)展,桑皮纖維及其紡織服裝產品必將具有更廣闊的開發(fā)應用空間。