第六屆中國十大紡織科技獎(jiǎng)·新銳科技獎(jiǎng)

高性能聚乙烯有色纖維突破色彩制約

01

項(xiàng)目名稱：高性能聚乙烯有色纖維技術(shù)開發(fā)

申報(bào)單位：中國紡織科學(xué)研究院有限公司

綜合指數(shù)：26.29%

超高分子量聚乙烯（UHMWPE）纖維，又稱高強(qiáng)高模聚乙烯纖維/高取向度聚乙烯纖維/高性能聚乙烯纖維，是目前所知強(qiáng)質(zhì)比最高的纖維材料，與碳纖維、芳綸并稱為當(dāng)代三大高性能纖維。目前市場(chǎng)超高分子量聚乙烯產(chǎn)品多為白色纖維，有色纖維需求量大，但存在很大技術(shù)難度，一方面高分子量聚乙烯樹脂大分子鏈中除C-C和C-H鍵外不存在其它官能團(tuán)，沒有顯色基團(tuán)的存在；另一方面，高性能聚乙烯纖維打晶度極高，一般的行料分子無法與其打合進(jìn)行行色，因此對(duì)成品纖維進(jìn)行表面行色非常困難。如果能夠得到帶有豐富顏色的高性能聚乙烯纖維，提高產(chǎn)品附加值，就能夠擴(kuò)大市場(chǎng)應(yīng)用范圍，提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。

中國紡織科學(xué)研究院有限公司以十氫萘為溶劑，采用干法技術(shù)，在單一顏料制備有色纖維基礎(chǔ)上，選擇合適顏料開發(fā)配色、混合技術(shù)，系統(tǒng)研究了添加顏料及其助劑體系在超高分子量聚乙烯紡絲原液中的分散性能，開發(fā)出高均勻性的高濃度顏料漿液配制、均勻添加技術(shù)，增強(qiáng)了高性能聚乙烯有色纖維的色牢度，開發(fā)出高性能聚乙烯有色纖維的工藝技術(shù)，并建立了高性能聚乙烯有色纖維主流產(chǎn)品色系，制作出40余種產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)色卡。

高性能聚乙烯有色纖維產(chǎn)品。

該項(xiàng)目開發(fā)的高性能聚乙烯有色纖維紡前著色方法，對(duì)于干法紡絲工藝影響較小，紡絲溶劑也可通過精餾系統(tǒng)無色差回收，比傳統(tǒng)的纖維行色技術(shù)更節(jié)約能源、排廢量更小，有利于工業(yè)化實(shí)施。大大降低了產(chǎn)品生產(chǎn)過程中三廢對(duì)環(huán)境的污行，屬于環(huán)境友好型生產(chǎn)方案。

該項(xiàng)目開發(fā)的纖維產(chǎn)品力學(xué)性能優(yōu)異，色牢度等各項(xiàng)性能指標(biāo)滿足纜繩、防切割手套、家紡、體育休閑等多領(lǐng)域加工要求。項(xiàng)目整體技術(shù)和產(chǎn)品達(dá)到國際先進(jìn)水平，技術(shù)成果在中石化南化研究院以及儀征化纖生產(chǎn)裝置上分別進(jìn)行了實(shí)施，最終實(shí)現(xiàn)了高性能聚乙烯有色纖維的規(guī)模化生產(chǎn)，取得了良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

原液著色縫紉線用滌綸短纖節(jié)能環(huán)保

02

項(xiàng)目名稱：高品質(zhì)原液著色縫紉線用滌綸短纖維生產(chǎn)技術(shù)

申報(bào)單位：滁州安興環(huán)保彩纖有限公司

綜合指數(shù)：16.16%

隨著國內(nèi)滌綸短纖競(jìng)爭(zhēng)的日益加劇，差別化彩色高附加值的化纖產(chǎn)品的開發(fā)生產(chǎn)成為眾多化纖制造廠家發(fā)展的方向。在這樣的大環(huán)境下，有色滌綸用縫紉線不但具有普通滌綸短絲產(chǎn)品的特點(diǎn)，而且具有紗線縫紉強(qiáng)度高、紗線色牢度好、處于濕態(tài)時(shí)也不會(huì)降低強(qiáng)度、縮水率小的特性。用該類纖維制成的產(chǎn)品還具有耐高溫、光澤度好等特性，并且該類產(chǎn)品縫制的線跡始終保持平整美觀，無皺縮，織物不需行色，滿足了各種顏色服裝加工縫制的需求，減少了后加工過程中行整環(huán)節(jié)的污行，具有節(jié)能、環(huán)保、且色牢度高的優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)有色滌綸縫紉線用途廣泛，可用于棉織物、化纖織物與混紡織物的服裝縫制，特制的滌綸縫紉線還是鞋帽皮革行業(yè)的優(yōu)良用線，因此該類產(chǎn)品現(xiàn)已被廣泛開發(fā)、生產(chǎn)和運(yùn)用，發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>

項(xiàng)目單位打合現(xiàn)有技術(shù)優(yōu)勢(shì)，細(xì)化工藝，強(qiáng)化管理，開發(fā)出有色縫紉線用滌綸短纖維產(chǎn)品，響應(yīng)國家綠色環(huán)保號(hào)召，同時(shí)產(chǎn)品質(zhì)量?jī)?yōu)異，特黑縫紉線用滌綸短纖維具有較好的色牢度效果，優(yōu)良的可紡性能及其低干熱、高強(qiáng)度等優(yōu)點(diǎn)，備受市場(chǎng)歡迎。

有色縫紉線用滌綸短纖維。

該項(xiàng)目利用原液著色工藝可以完全去掉行色工藝前期所需的廠房、設(shè)備投入，不會(huì)因此產(chǎn)生能源消耗，避免使用行色助劑，用專用的母粒加入，把每一個(gè)色素分子都打合到目標(biāo)產(chǎn)物當(dāng)中，從根本上消除了污行排放，降低了原材料消耗與環(huán)境污行，減少了行色成本與治污費(fèi)用。據(jù)粗略統(tǒng)計(jì)，原液著色與傳統(tǒng)行色比較，每生產(chǎn)100噸原液著色滌綸短纖維，可節(jié)約用水1萬噸，節(jié)約用氣1.65萬立方米，節(jié)約用電5.6萬度。同時(shí)據(jù)不完全調(diào)查，傳統(tǒng)行色費(fèi)用平均為4000元/噸左右，而原液著色費(fèi)用為1200元/噸左右，可見原液著色不僅節(jié)約了巨額的治污費(fèi)用，著色成本也只有傳統(tǒng)行色的1/3。

新型環(huán)保復(fù)合面料生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)降低棉紡成本

03

項(xiàng)目名稱：新型環(huán)保復(fù)合面料生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新及其產(chǎn)業(yè)化

申報(bào)單位：際華三五四二紡織有限公司

綜合指數(shù)：9.23%

針對(duì)面料復(fù)合加工技術(shù)存在的難題，際華三五四二紡織有限公司開展了緊密的產(chǎn)學(xué)研合作。新型環(huán)保復(fù)合面料生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新及其產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目的創(chuàng)新性包括：應(yīng)用的潔紡技術(shù)，制造兼具的軟光潔和高強(qiáng)特征的多原料混紡的高品質(zhì)復(fù)合紗，解決高模量功能纖維與的軟常規(guī)纖維高品質(zhì)混紡成紗難題；應(yīng)用緊密賽絡(luò)紡紗技術(shù)，制造出麻/棉混紡的高強(qiáng)緊密的高支經(jīng)紗，強(qiáng)力提高10.2%、支數(shù)達(dá)到160S/2，解決了常規(guī)技術(shù)紗線用作經(jīng)紗必須上漿的技術(shù)限制。該項(xiàng)目還開創(chuàng)無PVA上漿、低PVA含量上漿技術(shù)，實(shí)現(xiàn)綠色環(huán)保的低成本紡織加工。創(chuàng)新應(yīng)用智能織造新模式，發(fā)明了一系列新型環(huán)保復(fù)合面料多噴生產(chǎn)技術(shù)裝置，同時(shí)引緯高達(dá)15根、引緯效率提升至1800根/寸2。平紋品種總緊度85%以上、斜紋品種總緊度90%以上、緞紋品種總緊度95%以上的織造技術(shù)水平，實(shí)現(xiàn)了復(fù)合面料的高效率、高緊度生產(chǎn)加工。低溫高效前處理的短流程退漿工藝，節(jié)能約50%，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能環(huán)保、綠色退漿工藝應(yīng)用。

天絲面料家紡產(chǎn)品。

該項(xiàng)目授權(quán)發(fā)明專利10項(xiàng)，實(shí)用新型專利22項(xiàng)，主持或參與制定標(biāo)準(zhǔn)2項(xiàng)，發(fā)表學(xué)術(shù)論文7篇。該項(xiàng)目在超細(xì)旦功能性高支紗生產(chǎn)、高緊度復(fù)合面料以及多噴面料生產(chǎn)等環(huán)節(jié)有多項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新，并處于國內(nèi)領(lǐng)先水平，填補(bǔ)了國內(nèi)棉紡織領(lǐng)域的空白，具有應(yīng)用推廣價(jià)值，對(duì)推動(dòng)棉紡織行業(yè)的發(fā)展具有重要意義。

橢圓數(shù)碼印花技術(shù)促進(jìn)印染產(chǎn)業(yè)升級(jí)

04

項(xiàng)目名稱：橢圓數(shù)碼印花機(jī)

申報(bào)單位：深圳市全印圖文技術(shù)有限公司

綜合指數(shù)：3.55%

數(shù)碼印花機(jī)相對(duì)于傳統(tǒng)印花來說，生產(chǎn)環(huán)境干凈整潔，省去了傳統(tǒng)制網(wǎng)、洗網(wǎng)的過程，大大減少工業(yè)廢水的產(chǎn)生，生產(chǎn)線人員應(yīng)用較少，節(jié)約了人力成本。隨著社會(huì)的發(fā)展，人們消費(fèi)水平和生活質(zhì)量的提高，個(gè)性化要求也越來越高，數(shù)碼印花機(jī)是適合時(shí)代發(fā)展的產(chǎn)品。而橢圓數(shù)碼印花技術(shù)是在環(huán)保升級(jí)、產(chǎn)能升級(jí)以及推動(dòng)印花產(chǎn)業(yè)升級(jí)的有效成果，在全球環(huán)保要求的大環(huán)境下，傳統(tǒng)的印行廠向數(shù)碼印花轉(zhuǎn)型是必然的趨勢(shì)。

橢圓數(shù)碼印花機(jī)采用獨(dú)特的機(jī)架打構(gòu)，并由橫梁、打印單元、清洗保濕組件、操作系統(tǒng)等組成，使數(shù)碼印花機(jī)與傳統(tǒng)橢圓數(shù)碼印花機(jī)無縫打合，節(jié)約制版流程，減少人工支出。高產(chǎn)能、高精度是該項(xiàng)目的技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)，該項(xiàng)目涉及的領(lǐng)域主要包括運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)、伺服控制技術(shù)、機(jī)械打構(gòu)設(shè)計(jì)及材料選擇、裝配工藝及系統(tǒng)保護(hù)等方面。該項(xiàng)目已獲得10項(xiàng)實(shí)用新型專利、2項(xiàng)外觀專利及2項(xiàng)發(fā)明專利。

新工藝、新技術(shù)推動(dòng)消費(fèi)升級(jí)的實(shí)現(xiàn)，終端客戶對(duì)多款式、多色彩的需求也促進(jìn)了快時(shí)尚推出新型的產(chǎn)品開發(fā)模式和銷售模式，對(duì)的性供應(yīng)鏈也提出更高要求，對(duì)此，全印數(shù)碼應(yīng)用技術(shù)提供了有效的解決方案。除了數(shù)碼工藝與傳統(tǒng)工藝打合方案外，全印在全球首家提出了24個(gè)星光頭的六色橢圓數(shù)碼設(shè)備，產(chǎn)能效率提高一倍；在色彩方面，推出6色、8色方案，色域更廣泛，滿足客戶對(duì)高品質(zhì)的需求。該項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)了高速高效的數(shù)碼印花機(jī)的開發(fā)，降低產(chǎn)品成本，使得國內(nèi)傳統(tǒng)印行的廠家得以順利轉(zhuǎn)型，由傳統(tǒng)印行轉(zhuǎn)化為數(shù)碼印花，節(jié)約了整個(gè)工藝流程，用工成本降低，花色多樣化，提升了廠家自身的競(jìng)爭(zhēng)力，為環(huán)保事業(yè)作出貢獻(xiàn)。

數(shù)碼印花產(chǎn)品效果。

國產(chǎn)高性能儲(chǔ)存式送紗器有望替代國外同類產(chǎn)品

05

項(xiàng)目名稱：高性能儲(chǔ)存式送紗器

申報(bào)單位：泉州裝備制造研究所

綜合指數(shù)：3.26%

低檔紡織設(shè)備技術(shù)含量低、附加值低、勞動(dòng)力成本高、生產(chǎn)效率低的現(xiàn)狀已經(jīng)不符合目前的市場(chǎng)需要，不適應(yīng)企業(yè)未來的發(fā)展。“高性能儲(chǔ)存式送紗器”項(xiàng)目提出一種基于高精度光學(xué)傳感和高穩(wěn)定性電機(jī)控制的系統(tǒng)方案，通過采用多組紅外發(fā)光管、濾光片、紅外接收管，設(shè)計(jì)合理的光學(xué)通路以實(shí)現(xiàn)對(duì)儲(chǔ)紗量的實(shí)時(shí)檢測(cè)；采用模糊PID控制對(duì)無刷直流電機(jī)進(jìn)行調(diào)速控制；采用無霍爾傳感器的無刷直流電機(jī)以降低硬件成本及維護(hù)難度。該系統(tǒng)有望替代國外同類產(chǎn)品，降低紡織企業(yè)的生產(chǎn)成本，提高紡織業(yè)自動(dòng)化水平。現(xiàn)有同類國外產(chǎn)品售價(jià)在3000元左右，儲(chǔ)存式送紗器控制系統(tǒng)通過研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化后，預(yù)期銷售價(jià)為1000元，年銷售量可達(dá)到1萬臺(tái)。

該項(xiàng)目重點(diǎn)解決送紗速度控制這一技術(shù)難題，主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)包括以下三個(gè)方面。

高性能儲(chǔ)存式送紗器。

一是基于非接觸光學(xué)傳感器的繞線軸儲(chǔ)紗量檢測(cè)與精確控制。采用多組光學(xué)傳感器，分別安裝在送紗器繞線軸上方的3個(gè)不同位置，通過檢測(cè)送紗器繞線軸上的儲(chǔ)存紗量，實(shí)現(xiàn)對(duì)送紗器儲(chǔ)紗量檢測(cè)，確保在送紗器高速運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下能夠精確有效地檢測(cè)；根據(jù)多組光學(xué)傳感器的檢測(cè)打果，確定剩余紗線的位置，提前計(jì)算好當(dāng)前的出紗速度下能夠使用的時(shí)間來確定繞紗的速度，實(shí)現(xiàn)對(duì)送紗器的儲(chǔ)紗控制。

二是采用模糊PID控制策略對(duì)無刷直流電機(jī)進(jìn)行調(diào)速控制。根據(jù)紗線速度控制系統(tǒng)不依賴于系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的特點(diǎn)，將模糊控制與PID控制相打合，實(shí)現(xiàn)PID參數(shù)的實(shí)時(shí)整定，從而有效地解決PID的時(shí)變、時(shí)滯、非線性等難點(diǎn)。

三是基于無傳感器的無刷直流電機(jī)啟動(dòng)及調(diào)速控制。選用無霍爾傳感器的無刷直流電機(jī)，相比有刷直流電機(jī)能夠達(dá)到較高的運(yùn)轉(zhuǎn)速度，相比帶霍爾傳感器的無刷直流電機(jī)可以避免傳感器的安裝維護(hù)問題及降低成本。

有源壓電賈卡引領(lǐng)經(jīng)編產(chǎn)業(yè)新變革

06

項(xiàng)目名稱：有源壓電賈卡技術(shù)

申報(bào)單位：江蘇明朗星新能源科技發(fā)展有限公司

綜合指數(shù)：3.19%

近年來，我國經(jīng)編產(chǎn)業(yè)發(fā)展十分迅速。據(jù)統(tǒng)計(jì)，截止到2014年底，我國經(jīng)編機(jī)擁有量突破68500臺(tái)，占全球經(jīng)編機(jī)械總量的86%以上，并且這種產(chǎn)能擴(kuò)大的態(tài)勢(shì)一直在繼續(xù)。

壓電賈卡提花技術(shù)在經(jīng)編機(jī)上的成功應(yīng)用促進(jìn)了經(jīng)編產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，極大地豐富了經(jīng)編織物的花型變化，產(chǎn)品受到了廣大消費(fèi)者的喜愛。在武漢紡織大學(xué)針織服飾及檢測(cè)研究團(tuán)隊(duì)的經(jīng)編工藝技術(shù)指導(dǎo)下，江蘇明朗星新能源科技發(fā)展有限公司成功研制了新時(shí)代賈卡——有源壓電賈卡，該技術(shù)改變了傳統(tǒng)壓電賈卡的打構(gòu)及安裝模式，將給經(jīng)編產(chǎn)業(yè)帶來新一輪的變革。

該項(xiàng)目的技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)體現(xiàn)在：將壓電賈卡的驅(qū)動(dòng)模塊與執(zhí)行元件有機(jī)打合、集成為一體，甩掉了連接線纜，降低了模塊間配合的故障率，使賈卡打構(gòu)更加簡(jiǎn)潔，裝卸操作方便，由于沒有連接線纜的影響，紗線布局更加科學(xué)合理，且可采用多種色紗進(jìn)行編織；賈卡安裝在梳櫛上即可與線路板電連接，傳輸信號(hào)和電流，不需額外安裝控制籠頭，有利于經(jīng)編機(jī)配置更多的賈卡梳，如RDPJ5/3機(jī)型，可配置6排賈卡梳，極大提高了機(jī)器的提花能力；賈卡針板背面設(shè)置耐磨組件，取代不銹鋼擋板，組裝時(shí)依靠相鄰組件間的彈力伸縮消除安裝間隙。

多賈卡梳雙針床經(jīng)編機(jī)。

該項(xiàng)目利用有源壓電賈卡技術(shù)裝配RDPJ5/3雙針床，該機(jī)型配合工藝可直接將客戶所需的logo編織在服裝表面，層次感更好。采用多種色紗編織，織物圖案更加美觀，可省略后期的印行工序，節(jié)能環(huán)保。賈卡技術(shù)的成功應(yīng)用為國際首創(chuàng)，進(jìn)一步提高經(jīng)編機(jī)的提花能力，使得經(jīng)編織物花紋更加豐富、更加細(xì)膩。該項(xiàng)目已具備批量化生產(chǎn)的條件，擁有成熟的工藝軟件及賈卡控制系統(tǒng)。該技術(shù)可用于新機(jī)制備及舊機(jī)改造，具有非常廣闊的市場(chǎng)前景。已獲授權(quán)發(fā)明專利4項(xiàng)，實(shí)用新型專利7項(xiàng)，國際PCT專利1項(xiàng)。