一次纺纱革命
2009-04-17潘钦栋徐寰
潘钦栋 徐 寰
2月18日,中国纺织工业协会主持召开了由山东如意、武汉科技学院、西安工程大学共同承担的《高效短流程嵌入式复合纺纱技术》项目推广会,该技术的推文静应用将对中国纺织行业的技术进步与产品升级换代起到巨大的推动作用。中国纺织工业协会杜钰洲会长盛赞“这种纺纱技术是一种对传统纺纱技术一次革命性的突破”。
一次填补空白的技术创新
中国位居世界纺织大国之首,但中国纺纱技术都以国外技术的引进为主,环锭纺、紧密纺、赛络纺及长丝复合纺纱虽然在纱线的生产上有较多优点,但是在纱支的极限、纱线的花色品种以及纤维原料的适应性等方面仍存在很多局限。因此,研究具有广泛适应性的新型纺纱技术,使优质的纤维材料实现更优质的产品,使低档纤维原料实现高附加值,对于中国纺织产业的升级和结构调整具有深远的意义。
武汉科技学院副院长徐卫林教授带领技术研发组,紧密结合国家“十一五”纺织行业结构调整及产业发展的政策,紧跟国际纺织技术发展趋势,根据国际纺织品的高支轻薄、环保、功能发展方向,针对超高支纱线纺纱过程和成纱存在的问题,在深入研究成纱原理的基础上,创新性的提出了“嵌入式系统定位纺纱方法”;利用该技术对环锭纺细纱机进行了创新改造,并进行了纺纱工艺技术的创新及应用,大大降低了纤维成纱对纤维根数、长度的要求;实现了毛纺500公支、棉纺500英支的超高支纺纱;使低支原料能够进行高支纺纱,实现了资源的优化利用;使传统纺纱难以利用的原料可纺,实现了原料的充分利用。该技术具有高效、低耗、短流程、节能的优点,并为不同原料优化组合与花色品种多元化纺纱提供了新途径。
徐卫林是国家新世纪百千万人才工程首批国家级人选、教育部新世纪优秀人才工程、中组部联系专家。2008年度,徐卫林在“优质天然高分子材料的超细粉体化及其再利用”方面的研究成果顺利通过评审,被授予2008年度国家技术发明二等奖,这也是湖北省该年度获得的唯一一项国家技术发明奖。以他为研发核心人员的“嵌入式复合纺纱技术”是对传统纺纱技术及理论的突破,是纺织产业的一次革命性升级,由此带来的将是纺织相关产业技术的进一步延伸及应用领域的进一步拓展。必将在我国纺织行业调整振兴计划中发挥重要的作用。
杜钰洲会长也因此明确指出,“这个突破是原创于中国的技术,带来了中国纺织工业产品创新的突破:落地的下脚料、下脚纤维也能成为高档织物的资源,突破了国际上毛纺的高支面料、高档面料的国际纪录;羽绒、木棉等等也可以成为纱线的资源,开辟了新纤维的先河;突破兔绒、羊绒的起球问题,为多种纤维混纺创造了新的可能,开辟了更广阔的道路。在作为上游的纺纱技术取得突破,对于织造、染整,对于我们产业的科技贡献和品牌贡献会产生新的重要影响。”
艰难的研发过程
该项目由山东如意科技集团有限公司、武汉科技学院、西安工程大学共同承担研制。山东如意科技集团有限公司拥有国家级技术中心、博士后工作站,完善的技术创新体系,雄厚的技术创新实力,拥有完整的产业链,具备产业链集成创新的基础条件,曾多次承担国家级重大科研项目,均取得了突破性进展。武汉科技学院、西安工程大学均是在纺织技术领域有极高知名度的高校,武汉科技学院还拥有“新型纺织材料绿色加工及其功能化省部共建教育部重点实验室”,具有非常强的科技研发能力。三方力量共同合作,保证了项目的顺利实施。
据了解,为了保证研发工作的顺利完成,特别成立了以如意董事长邱亚夫为组长,邱栋、徐卫林、丁彩玲为副组长的项目领导协调小组,下设项目调度组、技术研发组、设备革新组、工艺追踪组、后勤保障组5个专业小组。
该技术重要特点之一是产业链集成创新。如意利用毛纺、棉纺、兔毛纺纱、印染、服装,产业链一条龙集成创新,边缘交叉技术融合发挥了重要作用。根据纤维的长度及特性,分别对棉纺、毛纺设备进行系统改造,解决了单靠毛纺或单靠棉纺设备均实现不了的难题。比如兔绒(长度17mm)、落毛(长度15mm)、羽绒(长度10mm),如此短的纤维,如果不对原设备创新改造,很难将这些高难度加工的纤维制成条。只要制成条,利用“如意纺”技术即可纺纱。
整个研发过程,所有人员不断改进与完善,在坎坷中实现了技术的创新和应用。
三大技术突破
《高效短流程嵌入式复合纺纱技术及其产业化》是中国纺织工业协会科技指导性项目,该项目核心创新原理是建立了三个加捻三角区。与原环锭纺纱技术只有一个三角区有极大的不同,大大缩短了浮游纤维的握持距离,三角区中加强长丝嵌入式系统定位的运行方式提供成纱的足够强力,从而大大降低短纤维成纱对根数、长度及捻度的要求,从根本上突破了原环锭纺纱的原理及成纱的必要条件。“嵌入式系统定位新型纺纱技术”,是一种国际原创适用于多种纤维纺纱的新型技术,既缩短加工流程,又降低能源消耗及原料消耗。
研制了嵌入式系统定位新型纺纱装备,对现有环锭细纱机进行一系列集成创新与改造,加装六大系统:即原料喂入系统、自动退绕系统、张力控制系统、导丝与导条系统、准确定位系统、断头检测系统。改造后与原有环锭细纱机有极大的区别,是一种拥有自主知识产权的新型纺纱装备,可以实现原有细纱机所不能实现的许多新功能。该项目的研究人员分别对毛纺和棉纺设备进行了系统改造,在不断完善与持续创新的基础上,对现有原料进行对比试验,从极细的羊毛原料,极细的棉花原料,到目前可以在原有纺纱机上利用原有技术可以纺纱的其他原料,进行了一系列的提高纺纱参数试验,优化纱线的设计参数,调整上机的工艺条件,经过大量的试验优化与技术攻关。纺制出满足后序加工需要的新型纱线。突破了目前的极限纺纱技术,原有技术为毛纺最高极限纱支180/2Nm公支,而应用此技术纺纱用同样的原料可以达到500/2Nm公支以上。棉纺原有纺纱技术最高纱支300/2Ne英支,应用此技术可以达到500/2Ne英支以上。技术上实现了三大突破:
一是突破原有纺纱技术的极限纺纱,实现了纤维“超高支纺纱”。
二是实现资源的充分利用,将原来只能作为低附加值产品的原料进行高价值的使用,增加附加值,如落毛、落棉纤维等利用此技术纺出了高支纱线。
三是突破原有纺纱技术对纤维长度、细度等性能要求,可以变废为宝,将原来不能在纺织领域使用的纤维原料实现了成功应用,如羽绒纤维的纺纱等,极大地拓宽纺织原料的种类,实现了循环经济。引人注目的经济推广价值
目前,以徐卫林教授为第一发明人,武汉科技学院与山东如意科技集团有限公司联合申报了“高效短流程嵌入式复合纺纱技术”的发明专利,拥有了这项国际原创新型装备技术的自主知识产权。该项目具有以下四大意义:突破了目前的超高支纺纱技术;实现了资源的优化利用;实现了资源
的充分利用;实现了原料的充分组合。
利用该技术研制了一系列产品,经如意集团检测中心、国内和国际权威机构作了大量测试,指标满足标准要求。这种新型的纺纱技术,为以后的技术创新提供了无限的创新空间。比如:羽绒,原来主要用作填充物,而现在利用羽绒纺出了纱线,用途如下:可作点缀装饰线;可做超滑细的起绒织物,羽绒刺痒感很小,用做高档内衣;编织成超薄填充物加工超薄羽绒服,由于羽绒纤维拒水不抗静电,嵌入抗静电长丝后,彻底解决其抗静电问题。此技术大大扩展了羽绒的用途。
此项技术已在山东如意科技集团有限公司的毛纺、棉纺、兔毛纺等十六个企业中进行产业化应用,研制的系列产品投放国际、国内市场,收到良好的效果,世界顶级奢侈品牌的高档西装、精品西装和极品西装很多都在采用该技术研制的面料。
该技术是对传统纺纱技术及理论的突破,是纺织产业的一次革命性升级,由此带来的将是纺织相关产业技术的进一步延伸及应用领域的进一步拓展,提供了多元的创新空间,其应用领域非常广阔。
创新是产业发展的原动力
毫无疑问,高效短流程嵌入式复合纺纱技术的研发,证明了创新能力的巨大作用。在目前行业面临着金融危机带来负面影响的时候,创新是我们战胜一切困难的核心之一,也是纺织工业进入到产业升级阶段的核心表现。
高等学校的学术水平、创新能力直接关系到行业未来的发展。武汉科技学院始终坚持以科技创新服务行业的发展战略,把创新作为学校发展的灵魂和不竭的动力,突出创新团队和创新平台建设,着力构建高水平、开放性、国际化的科技创新体系,大力推动应用研究和高新技术开发,推出了一批高水平的科研成果;同时,坚持把知识应用与服务行业发展作为学校组织目标的基本取向,强化社会服务功能,加快科研成果转化,加强学研产合作,积极推进校企合作,取得了显著成效。例如,徐卫林教授研制的纯天然纤维单向导汗纺织面料,2004年被科技部列为“国家重点新产品”,获湖北省科技进步一等奖,已经作为军用服装面料投入使用,制造的军用内衣很好地解决了广大解放军官兵高强度训练中大量出汗导致的身体不适问题;该面料还作为NIKE服装系列中的GOLF运动服装面料,正在与ADIDAS开展技术合作。该技术于2008年11月在山东鲁泰集团实现了单向导汗机织高档面料的研发成功,并被鉴定为国际先进水平。2008年,徐卫林教授的另一重大原创技术——“优质天然高分子材料的超细粉体化及其再利用”被授予国家技术发明二等奖。创新的科技发展思路,促进了高校科研水平再上新台阶,也必将推动纺织行业实现新跨越。
如意集团则是纺织企业创新的标兵。推广会上,社会长称赞如意一贯坚持创新,在国际上的品牌效应非常突出,如意今年参加了法国PV展,是唯一的一个中国品牌,引起了欧洲和国际的广泛关注。这次产学研科研成果推广,不仅是推广了技术,而且也推广了这种精神、经验,让行业增添了信心。我们要把产业的创新能力、原创能力及集成创新能力和自主品牌的发展,作为纺织业这个我国传统的支柱产业、重要的民生产业、国际竞争具有优势的产业所必须的必经道路。
不久前,国务院通过的纺织行业调整振兴纲要,再一次明确了产业地位,这个地位就是以创新为支撑的,我们行业的比较优势也需要寻找不断升级之路。对此,杜钰洲指出。这次科研成果不仅有科研人员、大学教授的努力,还有如意集团的共同协作,姚穆院士也给予很大支持,最后取得突破性的进展,说明了综合团队通力合作的作用,未来希望行业继续出现更多类似的合作创新研发。
回顾这项成果的取得过程,我们明白传统产业创新要注重集成创新,包括产业链的集成和学研产集成,还有科技与生产力和文化与生产力集成,这是快速提升产业的一个捷径。此外,行业产业创新要实现一种社会责任,要保护知识产权,使它合理地在推广中得到创新创造的价值,进而带动更多的创新,切实推动产业振兴纲要的落实,推动产业升级,实现我们建设纺织强国的最终目标。