郝杰
項目名稱:
高品質聚酰胺6纖維高效率低能耗智能化生產關鍵技術
主要完成單位:
義烏華鼎錦綸股份有限公司、廣東新會美達錦綸股份有限公司、北京三聯虹普新合纖技術服務股份有限公司、東華大學
主要完成人:
朱美芳、封其都、肖茹、于佩霖、趙維釗、丁爾民、王宏志、陳欣、林世斌、張青紅、馬敬紅、劉學斌、寧佐龍、諶繼宗、王朝生
每個到訪廣東新會美達錦綸股份有限公司的人,無不對豐富多彩的錦綸產品感到新奇。從腳下的地毯到臥室的床罩,從戶外服裝到運動休閑裝,從警用防護服到戶外帳篷、背包,還有時尚的女士內衣,有醫用骨釘、手術縫合線,甚至最前沿的3D打印制品……都可見到錦綸的身影。
錦綸,學名叫聚酰胺纖維,主要品種有錦綸6和錦綸66,其綜合性能與滌綸等常用纖維比較是最好的。特別是其與人體蛋白質90%的化學結構相似,故有很好的親膚性。在物理性能方面,錦綸有較好的回彈和耐磨性,非常適合做戶外運動產品、軍品及產業用紡織品。然而,多年以來由于生產成本、技術、產品品質等因素限制了錦綸產品的應用,產品開發遠落后于滌綸。
多年來,我國錦綸行業并沒有停止技術創新的腳步,一直在默默地積蓄力量,一年上一個臺階。錦綸原料己內酰胺的自給率從2009年的36%上升到2015年的近90%。錦綸切片的產能從2000年的40萬噸躍升到2014年的240萬噸。在“十二五”收官之際,由我國錦綸行業3家上市公司和一家紡織院校分工協作完成的“高品質聚酰胺6纖維高效率低能耗智能化生產關鍵技術”獲得實質性突破。這項成果采用可有效降低物耗及能耗的前導性高新技術,滿足了市場對多功能、超仿真、舒適化等差別化、功能性錦綸6纖維的迫切需求,推動了錦綸行業技術進步和產業升級,帶動了下游產業的健康發展。在“紡織之光”2015年度中國紡織工業聯合會科技一等獎獲獎項目中被認為是最具行業水平和示范性的創新成果。
三家公司一所院校分工協作
“從上個世紀90年代中期開始,歐洲人已經干不下去了。”新會美達總經理何卓勝曾經訪問過意大利的化纖企業,他發現晚上車間亮著燈,但已經沒有工人干活了,“化纖企業要24小時運轉,而在歐洲這是不可能的。”何卓勝說,這樣的效率怎么可能有競爭力。在他看來,這樣的壓力這幾年在中國也出現了,工資的上漲、90后不愿意三班倒,行業要保持競爭力怎么辦?在錦綸產能大部分集中在中國的背景下,只有靠自己的力量才能實現可持續發展。要提高競爭力,一定要有高品質的錦綸產品;要可持續性發展就要在生產過程實現智能化,提高生產效率,并降低能耗,把用工降下來。
國內涉足錦綸的三家上市公司義不容辭地承擔起了錦綸行業轉型升級的重任。義烏華鼎錦綸股份有限公司具備年產8萬噸錦綸6切片和20萬噸差別化錦綸的能力。這樣的規模正適合發揮智能化的優勢。三聯虹普是國內最具實力的錦綸設備工程提供商,而新會美達恰恰在產品開發上具有優勢,東華大學則為錦綸產品的開發提供了基礎理論支撐。三家上市公司和一家院校就這樣分工協作,在錦綸產業各個環節上尋求整體突破。
從2011年開始,義烏華鼎就著手設計、建設智能化生產線,經過多年的攻關,如今在義烏華鼎的生產車間已經實現了自動裝料、自動絡筒、自動粘標簽、在線張力檢測、自動封裝、立體倉庫等,從原料分配到聚合,再到噴絲、包裝出貨,全部實現了自動生產。生產過程的智能化,使得產能提高了一倍,節能降耗達30%,人工也節省了一半,一年可節約近1億元成本。
一切拿產品說話
“所做的一切最終目的是要拿產品說話。”何卓勝認為,聚酯的創新是被市場逼出來的,而有著更優越性能的錦綸也應該有更好的產品奉獻給市場,新會美達瞄準功能性和差別化,做與別人不一樣的產品。他用阻燃產品舉例說,做阻燃產品,就要多添加母粒,而這對紡絲效率產生影響,斷頭增加,染色性也會降低,“每項開發都會遇到種種難題。”
新會美達與東華大學密切合作,突破了功能組分成鹽處理與原位聚合新技術,實現了阻燃功能性和可紡性的統一。借助無定型納米材料表面包覆與復配有機偶聯劑表面雜化理論,公司解決了全消光纖維熱穩定性差、染色不均勻的問題。最終通過設計異形截面和控制特殊成形工藝,實現了納米功能材料在錦綸6成纖過程中的可控穩定分散問題,開發了系列全消光、抗菌、涼感、阻燃等新一代差別化、功能性錦綸6纖維。原液著色技術的應用,節省了大量用水,減少了COD排放,使得綜合能耗下降70%。
高質量的錦綸絲問世,極大地拓展了產品的應用范圍,從服裝到家紡,從體育用品到戶外用品,以及降落傘、軍工繩帶、風力發電機葉片脫模布、人造骨釘等產業用領域都是錦綸的用武之地。
談及技術創新的體會,何卓勝坦言“教訓很多”。他說,下游應用才能決定上游開發的水平,應用層面不強,對產品的要求也不會高。以前搞產品開發往往閉門造車,不核算成本,不考慮產業化如何做,即使成果出來也無法在市場上推廣。此外,功能性產品要做好定位,要做好包裝,讓其物有所值。
產品開發的成功,還得益于新會美達重質量大于重規模的發展理念。何卓勝介紹說,前些年講規模還有優勢,在如今的市場形勢下,錦綸再靠規模已經不行了,更多的需要產品品質和生產過程的柔性化,“要有能拿得出手的、與眾不同的產品才能得到好的利潤。”經過30多年的發展,新會美達目前已形成了以高分子聚合切片為龍頭,以紡絲、針織、印染為主體的產業結構布局,依靠差異化產品保持了市場領先地位。
對于錦綸產業的技術突破,業內也給予了高度評價,中國化纖工業協會副會長王玉萍認為,錦綸是纖維里的高檔品類,科技創新才能讓高檔產品的優勢淋漓極致地發揮出來。該項技術的突破,樹立起了錦綸產品的新形象,翻開了錦綸發展的新篇章。更有意義的是,錦綸產品開發中用到的原位聚合、雜化、異形截面差異化技術,給化纖行業的功能性產品開發開辟了新天地。