中国纺织服装新技术的发展

中国纺织服装新技术的发展

中国正面临由世界制造业大国向世界制造业强国转变的关键时期，中国纺织产业正向世界纺织强国迈进。面临国际环境劳动力成本、能源成本、运输成本、环境治理成本的挤压和生态文明的需求，纺织产业进入转型升级的关键时期。在此关键时期，中国纺织产业必须将新型产品、新型市场作为重要的目标。要开发新型产品、适应新型市场，必须依托新型材料(新纤维、新原料、新助剂)、新型技术、新型机械设备、与数字化信息化结合步入新型的设计和新型营销体系网络，大幅度跨入新型纺织服务业领域。由此，形成新型的纺织制造业，迈入世界纺织强国领域。

中国纺织的新纤维、新材料、新技术、新设备、新产品和新市场在近十年的努力中已经开始取得长足的进步，但仍有漫长的道路要发展迈进。中国纺织产业一定要在“创新驱动、质量为先、绿色发展、结构优化”和“工业化和信息化两化融合”的道路上奋勇前进。这些方面内容广泛，品种较多，只能简要汇报一些典型的例子。供参考。

1 新型材料

1.1 新型纺织纤维

新型纺织纤维中最重要的部分包括两大类纺织纤维。

1.1.1 高性能纤维

纺织纤维具有新型的特种性能。例如：高强度、高模量、超高强度、超高模量；耐高温，耐烧蚀；高绝缘或高导电；特殊导光；抗化学腐蚀(化学稳定性)；可见光，红外线，高频电磁辐射的可控反射率；导磁或隔磁等等。

(1)碳纤维强度是合金钢的10^13 倍，耐高温，耐烧蚀，比重轻。主要用途：①用于大火箭，大导弹：可以送原子弹、氢弹上天，送太空舱、月球登陆。不仅火箭腔体，还有头罩(高速气流摩擦高热) 还有燃烧动力喷火喉管(1 600 ℃火焰喷口冲刷20 min 不会被烧蚀)。②用于大飞机：机壳、机翼、结构件用碳材料增强复合材料，强度高、重量轻、寿命长、耗油少、航程远、飞程高、载重量大。还有大飞机刹车盘只能用碳纤维/碳颗粒复合材料，降落刹车不会被烧毁。

(2)芳纶纤维高强度、高模量、耐高温、耐磨损、韧性良好；重点用于防弹衣、防弹头盔、防爆服，以及高电压、大功率变压器绝缘隔板(免除液油循环，冷却)，缩小体积，提高效率，减少维修。(3)聚四氟乙烯纤维和膜耐高温、耐低温、阻燃、化学稳定性最高、不腐蚀、比重轻、防水、透汽。用于航天服、月球登陆服、防毒服、医用抗击非典医护人员的防护服等。

1.1.2 新功能纺织纤维

化学纤维纺丝过程中加入专用功能物质，使纤维具有专用新功能。包括：防水放油防污；导汗、导水、快干；高吸水；抗菌、抑菌、防臭；缓慢释放香味；防蚊虫；驱螨虫；导电、电信号传输线、电热释能源；抗静电；防近红外、防中外红外；近红外、中红外隐身迷彩；辐射中红外；可见光隐身、迷彩；防近紫外线、防中紫外线；防电磁辐射(低频、中频、高频、超高频、特高频)；电磁辐射隐身；防核辐射；吸湿放热；恒温保暖；恒温凉爽；阻燃；防熔滴；耐低温；耐磁；测温；测脉搏；测心率；测血压；测血糖；测心电图等。除日常应用舒适、安全之外，还有许多产业性应用。特别是卫生用纺织品要求抗菌、吸液、保湿、隔离、防污等。医疗用纺织品包括：人工皮肤、人工血管、人工血管支架、人工心脏瓣膜、人工疝气托、人工尿道管、人工骨骼、人工关节、心脏起搏器、人工肾、人工肺、血液过滤器等。

1.1.3 新型助剂和辅助材料

所有新功能和高性能纤维都要有新型原料。同时，新纤维染色用的染料、数字印花用的染料也都是新染料。从化纤纺丝到纺纱、织造、染色、整理等过程还有用到一系列的新型助剂，新型辅助材料。

要产生黏胶纤维需要纤维素浆粕。现在为保护森林，不允许采伐，要尽量用榨糖后的甘蔗渣、桑叶喂蚕后的桑条、麻杆剥皮后的麻杆芯、竹材、稻草、麦草和玉米杆为原料加工制成的纤维素浆粕。涤纶纤维原料的对苯二甲酸、乙二醇、丙二醇、丁二醇，因石油、天然气将逐渐枯竭，需用玉米杆用生物工程方法制取。海藻纤维要从海带提取食盐中加用的碘后的海带渣提取。甲壳素纤维和壳聚糖纤维要从螃蟹壳，虾皮中提取。天然纤维也应尽量不用良田和耕地种植，用盐碱地、荒滩地、山坡地种植。化学纤维尽量用“可以再生的、可以降解的、可以循环的、对环境友好的生物质材料”制取。新功能纤维的功能原料也是重要的原材料。抗静电的碳粉，碳纳米粉，红外辐射的氧化锆，保暖性的石墨烯，缓慢释放香气的香精油微胶囊，抗菌防臭用的抱沸石颗粒包裹的银离子颗粒，保暖和凉爽纤维用的十八碳脂肪酸微胶囊，遮盖用的二氧化硅微颗粒，测心电图用的微电极，测血压用的微感应器等等，都是品质规格极严的专用材料。

同时纺织机械关键零部件部分需要特殊的合金钢。纬编针织和经编针织用的织针，环锭纺纱机的钢领、钢丝圈，超大提花机用的提花针，织机的筘、综丝等等，都要用到特种合金钢。环锭细纱机的锭带制成超柔软，正面摩擦力大，背面摩擦力特别低，使环境精纺机锭子传动功率损耗下降35%。如此等等，都需要特种专用原料。

2 新型纺织技术和纺织机械设备

2.1 新型纺纱技术和纺纱机械设备

2.1.1 环锭纺纱

(1)数字化棉纺生产系统清棉、梳棉联接；条卷、倂卷、精梳联接；粗纺、精纺、络筒联接。自动落纱、自动插管、自动留头，络筒机自动测细纱条干、纱疵切除、断头自动接头。结合自动配棉，棉条筒自动运输；粗纱管的自动运输；细纱满纱管和空管的自动运输；筒纱自动运输、自动堆垛、自动打包系统。由中国恒天集团全面生产，并于2015年5月开始实现5万锭示范企业，实际包括目前需要的新型设备检测，维修，调整及管理人员平均万锭三班20 人。

(2)集聚纺技术环锭纺纱精纺机减少毛羽，保证强度。适合细线密度纱线生产。已实现多年。

(3)全聚纺技术环锭纺纱精纺机新型窄槽式、负压、空心罗拉集聚纺技术。减少毛羽、保证强度、适合细线密度纱线生产。已推广应用。

(4)聚纤纺技术环锭纺纱精纺机新型集聚纺技术。适合细线密度纱线生产。减少毛羽，保证强度。

(5)柔顺纺技术环锭纺纱精纺机加纤维提高回潮，高温金属件熨烫成纱。减少毛羽、保证强度、适合细线密度纱线生产。已推广应用。

(6)嵌入式复合纺纱环锭纺纱精纺机实现2 根(可不同纤维) 粗纱牵伸，加2 根长丝(可不同纤维) 复合纺纱。在环锭精纺机上一次成形多种纤维品种纱线，同时有短纤维和长丝，复合捻结成纱。适合细线密度纱线生产。可并入可溶性维纶长丝生产超细线密度纱线。已在棉纺，毛纺中推广应用。获2009 年国家科技进步一等奖。

(7)低扭矩纺技术环锭纺纱精纺机在出纱三角区与导纱钩间安装摩擦式假捻器，使细纱三角区捻度显著高于常规捻度扭紧细纱，通过假捻器后，细纱捻度被假捻器退捻，仍由锭子和钢丝圈加捻和圈绕。所生产的细纱紧密，毛羽少，实际存留捻度可显著低于常规环锭纱捻度，因而纱线结构及强度好。由于实际捻度下降故环锭纺纱产量可明显提高。此项技术在国内外多个企业推广应用。

2.1.2 集成式转杯纺技术

转杯纺精纺机粗纱喂入，分梳式大牵伸，将纤维送入转杯槽内凝聚、排列、加捻，引出卷绕成筒纱。兼配电容式，光电式条干检测器，测试成纱条干与毛羽。发现纱疵自动切断纱线，并自动接头。筒纱纺时自动络筒，自动换空筒，自动留头。此项技术已成熟，在国内外多个企业引用。中国已研发投入批量生产。美国2014年增设14 万锭。适纺细纱14.8 tex 及以上(棉纱英制支数40支及以下)。

2.1.3 集成式喷气涡流纺技术

喷气涡流纺精纺机粗纱喂入，超大牵伸，(罗拉，皮圈牵伸) 纤维束气流喷吹至接收(吸气) 口旋涡气流加捻成纱。引出经电容式、光电式检测器检测条干和毛羽后，经络筒圈绕成纱筒。满筒后自动络筒、自动留头、满筒纱自动输送至机头端。条干检测发现纱疵，自动切断纱线，有自动接头装置自动接头。此项技术已成熟，中国已研发投入批量生产。国际引用较多。美国2014 年增设87 万锭。适纺细纱线密度14.8 tex 及以上(棉纱英制支数40支及以下)。

2.2 新型织造技术及机械设备

2.2.1 机织(梭织)

大提花(1 万针以上，提花针用碳纤维制造)，超宽幅(织物幅宽16.5 m 及以上)，高速造纸机抄纸网及造纸毯织造用，色织等。

2.2.2 无梭织造

刚性剑杆织造，柔性剑杆织造，喷气织造，喷水织造等在色织，宽幅，提花等方面都有重大进展。

2.2.3 纬编针织

近年来开发新型技术和机械设备，可以增加经向添纱，纬向添纱，斜向添纱，和电子计算机控制三维立体成形以及自动缝头工作。多向添纱纬编针织技术已经用于防弹头盔基布织造系统。三维立体成形技术在织袜系统多种色纱精致提花应用。

2.2.4 提花经编针织

近年来完成双针床提花经编针织机电子计算机控制针织服装一次成型技术，免除裁剪衣片，缝纫成形过程。现在T 恤衫生产、羊绒衫生产等过程已经工程应用，并用计算机完成领形、袖形、衫形选择及量体尺寸确定后计算机完成设计直通提花经编机直接生产。同时完成领圈、袖圈、下摆圈、罗纹组织，直接成形和缝头工作。

2.2.5 编结织造

近年编结织造在产业用纺织品生产中已经形成生产体系，特别是重大装备复合材料增强体的生产已形成巨大规模。航空、航天、军工、国防系统重大装备部件的复合材料增强体大部分均由编结织造生产，包括大型导弹的头罩到航天、航空很多部件的增强体生产。

2.2.6 缝编织造

纱线多层平行铺放及交叉铺放后，缝编成形生产已形成大型机械设备，如风力发电机桨叶的生产，已形成系列生产系统。美国使用的5 MW 风力发电机桨叶也在中国生产。中国大量3 MW发电机桨叶已形成规模生产。

2.2.7 新型非织造

非织造铺网、针刺、水刺成形系统在超细纤维利用、加机织织物复合以及聚合物直接熔喷、压粘加针刺、水刺复合生产系统均已成熟。大量产业用纺织品已广泛应用及大量国内供应和出口供应。例如：燃炉厂、火力发电厂、钢铁厂、水泥厂、垃圾焚烧场的高温尾气过滤滤袋的生产已全面依托新型非织造生产系统。

2.3 新型染整技术及设备

2.3.1 新型染整技术及设备

近年来中国染色已扩展至纤维染色，纱线(筒子纱)染色，织物染色领域。由于多色纤维混色纱及配色纱的需求增加，以及色织布的流行，染色工序已大面积推向纤维及纱线。毛纤维染色设备已有多年历史，棉纤维染色设备以及成形；化学纤维原液着色技术和设备近年已广泛推广。山东康平纳建成日产5 t 筒子纱染色全自动化生产系统示范企业已实施多年，许多企业已推广应用。

2.3.2 新型织物及服装印花技术

平网印花、园网印花，精密对花技术(对花精度0.2 mm) 等织物印花技术已经实现，喷墨印花技术已经成熟，除大型宽幅设备外，也有小型单件服装专用喷墨印花设备，用于生产个性化特殊专项服务。

2.3.3 织物整理技术

织物退浆、烫光、定形、剪毛、专项功能整理(例如：防水整理、抗菌整理、阻燃整理) 等近年已有重大变化。功能性整理由于织物染整工序加工用水量大、污水处理问题多、处理后经洗涤功能衰减等原因，已大量改用功能性纤维生产。除水洗收缩、热定形、熨烫等已改用灌蒸热湿蒸呢机处理，不仅稳定尺寸、防皱抗褶还可调节光泽和手感。在功能性调节上增加了某些特殊技术，例如：防熔滴采用电子束交联技术。某些隔离功能采用复膜技术或浸渍成膜技术等显著提高了织物功能。

3 新型服装技术

服装生产近年最大的突显点是多功能需求和个性化定制化生产开始在国内启动。

现在服装普遍提出了许多功能化需求，在穿着接触舒适、尺寸稳定、清洁美观、抗菌防臭、抗静电、防紫外线等等方面，提出了许多希望和需求。特别对于某些特殊工作场所的工作人员工作服的特殊要求。例如：石油田、天然气田、汽车加油站工作人员和汽车司机工作服要求抗静电。雷达站的工作人员的工作服要求防超高频电磁辐射。医院X 射线检测医生工作服要求防X 射 线。核电站工作人员的工作服要求防核辐射等等。

同时在现代服装市场上对服装和纺织面料提出“多品种、小批量、快交货”的要求下，发展到结合“互联网+”的个性化定制的需求。在中国近三年来已有一批企业迎合社会需求开展个性化服务。例如：前面提到的T恤衫迎合个性化定制要求。已经有一批企业用双针床提花经编针织机生产个性化T 恤衫。一批企业生产袜子也迎合个性化需要。衬衫也有一批企业实施个性化定制，选择领形、袋形、袖形、衫形、纱线品种、颜色、花形、扣型等完成量体数据后个性化定制。羊绒衫也有一 批企业实施个性化定制。包括西装在内也有一批企业实施用户互联网个性化定制。这不仅是服装生产，更是个性化服务。生产者不仅要为用户个人提供他需求的服务，也要为用户提供穿着使用中需要注意的问题。特别是家用纺织品系统，现代已经出现国内著名旅馆、宾馆的被单、床单、床垫、枕头、枕巾、毛巾、方巾等，纺织企业为用户专门设计、生产、显示标识、宾馆专用标志或提花图案，而且负责收取、洗涤、熨烫、运送和全程使用。甚至变成宾馆向纺织企业租用。这就是说，纺织企业不仅要设计、生产、供应而且要“服务”，形成“纺织服务业”。同时，还必须关注“绿色发展”，关于污气、污水、污物处理要特别关注。

4 结语

纺织产业还将迅猛发展。近40 年来，全球纺织纤维加工总量由1980 年的3 046 万t，1990 年的4 000 万t，到目前的9 000 万t，已有重大增涨。但联合国发布预测2050 年全球纺织纤维加工总量将达到2.53 亿t，其中:服装用4150 万t， 占16.4% ； 家用纺织品4100 万t， 占16.2%；产业用纺织品17050 万t，占67.4%。但是中国随着劳动力成本、能源成本、运输成本、环境治理成本的上升，低中档纺织品加工领域已到达必须逐步退出，并转移向南亚、东南亚、非洲、南美洲的地步。中国只能抓住高中档纺织品部分。面向高性能、新功能、特殊人群、特殊领域、特别适用需求，去生产精细、精美、精湛、精密和品质优异的产品。中国纺织企业一定要做专、做精、做特、做优、保持强势，占领市场；回避无序竞争，使中国纺织织造业进入世界纺织品强国系列。

(姚穆院士在2015 年全国纺织产业转移工作会暨绿色 互联纺织发展论坛上的讲话整理稿)

江苏省南通市人，中国工程院院士， 纺织材料专家和纺织教育家。现任西安工程大学名誉校长、西安工程大学学术委员会主任委员、教授、博士生导师。

长期从事该领域科研和教学，提出基于中国人体皮肤感觉神经系统特点，综合反映皮肤生理学、心理学、物理学、工程学的着装舒适性模型和透过织物的能量流与物质流的接触界面阻抗理论，开拓人体着装舒适性研究新领域，为特种功能服装研制奠定理论基础。开展纯化纤仿真技术理论研究和工程技术攻关，设计、研制新型化纤多异多重复合变形长丝——“军港纶”及其加工技术，产品用于驻港澳部队、解放军、公安、武警等部门制服及民用服装。主持和指导了中长绒陆地棉品种筛选及其加工技术研究，有益于巩固我国棉纺产品在国际市场的地位。先后研制纺织仪器16 种，起草多项国家标准和军用标准。

获国家科技进步一等奖、三等奖各1项，省部级奖多项。主编、参编及翻译出版著作18本，主编《纺织材料学》高校教科书，四版共27次印刷，发表学术论文百余篇，为国家培养大批人才及科技骨干。