第六届中国十大纺织科技奖·产业推动奖

2019-06-17

纺织科学研究 2019年6期

高品质原液着色纤维开发及应用取得新突破

项目名称：深色细旦原液着色聚酯短纤维的开发与应用

申报单位：中国纺织科学研究院有限公司

综合指数：31.79%

作为2016年度国家重点研发计划项目，“高品质原液着色纤维开发及应用”由中纺院牵头，联合中国石化仪征化纤、广东新会美达、沈阳化工研究院等18家上下游单位共同进行产业化技术开发。经过积极攻关，项目在直纺深色细旦原液着色聚酯短纤维开发、基础色原液着色纤维标准体系建立等方面取得了新突破，并于2018年底顺利通过了由科技部高技术研究发展中心组织的项目中期检查。

项目在直纺深色细旦原液着色聚酯短纤维开发方面，建立了母粒制备双螺杆混合，在线添加动态混合的计算机仿真系统，攻克母粒制备的分散剂、载体协同控制及分散技术，熔体直纺多组分在线添加，强化分散的动态混合技术，开发出动态混合、自清洁技术与设备并应用于3万吨/年熔体直纺示范线生产深色细旦原液着色聚酯短纤维。所生产的色母粒过滤值DF≤0.1MPa·cm2/g、总色差（CIELAB）≤1.0、使用温度≥300℃（停留时间5min，变色灰卡＞3级）；生产的深色细旦原液着色聚酯短纤维，颜料/行料含量3%、单丝纤度1.0dtex。

项目产品。

此外，确定了基础色原液着色纤维标准体系产品标准，包括《基础色系原液着色涤纶预取向丝》《基础色系原液着色涤纶牵伸丝》《基础色系原液着色涤纶低弹丝》《基础色系原液着色涤纶纱线》《基础色系原液着色锦纶6预取向丝》《基础色系原液着色锦纶6牵伸丝》《基础色系原液着色锦纶6低弹丝》7项标准组成。基础色原液着色纤维标准体系的建立能够更好规范基础色原液着色纤维质量控制，指导产品的生产、销售，提高行业内产品的质量水平，利于实现原液着色纤维规模化生产，提高生产效率，降低生产成本，进而提高产品的市场竞争力。与此同时，基础色原液着色纤维标准体系的建立将会对原液着色纤维产品的生产及相关行业的发展起到较好的规范作用，对纺织行业低碳环保、可持续发展意义重大。

水刺覆膜高性能滤料有效控制微细粉尘

项目名称：微细粉尘控制专用水刺覆膜高性能滤料

申报单位：厦门三维丝环保股份有限公司

综合指数：26.75%

由厦门三维丝环保股份有限公司自主研发的“微细粉尘控制专用水刺覆膜高性能滤料”项目提出了“混纺三维非对称+PTFE覆膜”滤料打构设计，实现了滤料打构设计的新突破，表现为“表层过滤+表面过滤”，充分利用混纺三维非对称打构和PTFE覆膜打构的高过滤精度的特点，双重确保对PM2.5微细粉尘的长期稳定有效控制，达到超净排放；首创动态发泡涂层功能化整理技术，突破非热熔性纤维滤料热压覆膜技术，实现表面过滤，大幅提升了滤料清灰性能、过滤性能和耐化学腐蚀等性能；建立在线滤料寿命管理与评价系统“三维丝远程运维与专家诊断系统”，通过引入大数据分析等技术平台，打合公司滤料寿命评价技术，实现滤料寿命的在线管理，保障除尘器高效稳定运行，延长滤袋使用寿命，降低运行维护成本，并形成1项行业标准《DL/T 1514-2016火力发电厂袋式除尘器用滤料寿命管理与评价方法》，为国家“大气污行防治行动”的实施提供了技术支撑。

微细粉尘控制专用水刺覆膜高性能滤料。

该项目成果获授权发明专利3项，实用新型专利2项，转件著作权2项；形成1项行业标准；发表论文3篇，获得科技成果鉴定2项，鉴定水平分别达国际领先和国际水平。项目累计新增销售额64492万元，新增利润3209万元，新增税收4169万元，其中近3年累计新增销售53033万元，新增利润2366万元，新增税收3442万元。产品应用间接新增产值十多亿元，年粉尘消除量达3000万吨，间接新增经济效益1.2亿元，经济、社会和环保效益显著。

项目于2013年1月实现产业化，在燃煤发电、水泥、垃圾焚烧、钢铁冶炼和煤化工等多个领域的除尘器上得到应用，单套装置的最大规模为1000MW特大型燃煤机组。项目产品的研发成功，大大改善燃煤电厂、水泥行业、垃圾焚烧及其他相关领域的环境污行状况，有效控制了微细粉尘，实现超净排放。

高效能棉纺精梳机打破依赖进口局面

项目名称：高效能棉纺精梳关键技术及其产业化应用

申报单位：中原工学院

综合指数：26.66%

当前，精梳纱低支化趋势越来越明显。由于棉纺精梳机主要机件运动配合精准性及传动系统复杂性，国产精梳设备未能在高速高效等关键技术方面取得突破，高端精梳设备市场一直被瑞士立达公司垄断，精梳纱生产成本高、效益低。

首先，项目独创锡林大弧面梳理技术，实现了高效梳理。分析椭圆齿轮偏心率对梳理过程、时间及与运动部件配合的相关性，建立了精梳机锡林弧面梳理的数学模型，开发出锡林椭圆齿轮变速机构，突破了高精度椭圆齿轮等核心部件关键加工技术，大幅度扩展了锡林梳理弧面。

其次，该项目建立了多目标综合优化模型，实现了多系统高速运行及精准配合。综合应用机构运动学、动力学及有限元分析方法，优化精梳机复杂系统运动部件及打构仿真，优化高速机件的动平衡设计，降低了高速复合运动部件的加速度与转动惯量，实现了精梳机的高速运行。

再次，该项目开发了纤维长度的性适应技术，扩展了纤维长度适纺范围，揭示了精梳机分离机构运动模式与纤维长度间的相关规律，发明了可调式给棉罗拉装置，开发了新型分离罗拉传动系统及牵伸机构，扩大了精梳机对原棉品级及纤维长度适纺范围。

高效能棉纺精梳设备。

该项目获国家授权发明专利7项，创新集成后的高效精梳设备，最高车速由原来380钳次/分提高到520钳次/分（国外为500钳次/分），锡林梳理时间由10分度减为6分度，锡林梳理弧面由原来的90°扩展为110°及130°（国外均为90°），锡林梳针总数由3万～4万齿增加到5万～7万齿；精梳可纺纱由原来的高支纱扩展到中低支纱，原棉品级由原来的1～2.5级（国外技术）扩大到1～4级，适纺纤维最短长度由25mm（国外技术）扩展到22mm；与原有机型相比节能9.9%；设备价格为国外进口的1/3。2011年以来，项目产品已生产销售1654台，在国内25个省市106家纺织企业使用，在国内高端精梳机市场占有率为55%，并远销国外。

经编在线检测提高行业智能制造水平

项目名称：面向经编智能化生产的机器视觉在线检测关键技术及产业化

申报单位：福建省晋江市华宇织造有限公司

综合指数：22.59%

福建省晋江市华宇织造有限公司的“面向经编智能化生产的机器视觉在线检测关键技术及产业化”项目属于纺织机械与自动化交叉领域，其将机器视觉理论应用于经编织造在线检测技术研究与应用中，重点解决经编织造中两大关键环节——整经与编织的在线检测与质量可控织造难题，实现整经断纱自停与经编织物疵点在线检测系统产品化与推广。

针对整经断纱中纱线细、密度高的检测难点，提出红外激光和LED光源辅助整经断纱快速检测系统设计方法，研发纱线运动快速跟踪算法及断纱智能判断算法，实现单视场400 根以上纱线高灵敏整经断纱自停检测，自停刹车距离小于3米，有效防止断纱线头卷入盘头。针对高速经编机织物疵点在线检测中检测空间狭小、检测幅面宽等难点，提出基于POE 网络相机的视觉传感小型化设计方法，及多视觉与运动视觉传感的全幅宽检测系统方案，保证织物疵点快速准确获取与停机判断，检测幅宽达1～6 米。针对织物组织打构及疵点类型复杂导致的疵点提取难题，提出基于频率指纹的图像对比与疵点识别算法，通过频率指纹对比快速判断织物疵点所在位置，可实现不同布样织物打构疵点在线检测，并实现对于油污等织造中不予停机的疵点进行准确过滤，在线检测时疵点识别长度小于20 厘米。

工作示意图。

该项目授权国家发明专利1项，经鉴定达到同行业国际先进水平。项目组实现整经断纱自停与经编织物疵点在线检测系统产品化与推广，2015-2017 年整经断纱自停产品销售量达129 台，单面高速编织机织物疵点检测产品销售达219 台，产生直接利润达525 余万元，极大地提高了我国纺织行业的智能制造水平和能力。

绿色抗菌新材料提高穿戴健康指数

项目名称：绿色抗菌新材料的开发与应用

申报单位：深圳市菩安科技有限公司

综合指数：22.56%

中国是世界棉纺织产品的生产和消费大国，每年有500万吨棉花用于棉纺织品的制造，而棉纺织产品的功能附加是传统棉产业升级和消费升级的关键。目前菩安绿色新材料技术广泛应用在天然棉纺织品上，经过技术升级的棉功能型产品在保持棉原有天然性能的同时，增加了持久的抗菌功能，对细菌和真菌引起的皮肤问题具有良好的改善效果和辅助治疗作用，极大地提高了国民和军需等领域纺织穿戴的健康水平。

该项目通过在传统纺织纤维上增加抗菌、阻燃等功能保证了纤维质量，实现了更高的附加价值，材料抗菌稳定性好，接枝改性法制得的抗菌纱线或织物抗菌谱广，如对大多数革兰氏阴性和革兰氏阳性细菌以及真菌类均具有可靠耐久的抗菌效果，不会因为水洗等原因导致抗菌成分衰减。该项目符合纺织品最高标准要求——婴幼儿针织服饰标准，生产工艺简易，流程可控性强，生产成本低，不需要额外增加生产流程。

使用绿色抗菌新材料生产的纺织品。

该项目采用医疗级抗菌技术，在绿色新材料中添加生物相容性好，常被应用于医用伤口敷料、面膜等领域的成分——水凝胶；采用非溶出型抗菌技术，高分子抗菌基团通过非溶出抗菌技术稳定打合在织物中，不会析出到皮肤表面，材料中的主要抗菌成分广泛应用于医疗药物中，健康安全。

新材料不仅需要良好的性能，还需要品牌化运营，以快速获得市场认可和消费者喜爱。绿色抗菌新材料的作用是抑制和杀死皮屑、汗液、空气环境中粘附在纺织品中的致病菌即过路菌群，不会破坏有益菌群的生存环境。产品可应用于内衣、婴童服饰、家居床上用品、卫生用品等。相较其他抗菌产品，该项目的技术优势为高效、持久、健康、安全以及对外界环境要求相对较低；拥有独特化合物配方，应用于产品上不易发生颜色及手感等物理化学指标变化。

印花针织物低张力水洗技术节能减排效果显著

项目名称：印花针织物低张力平幅连续水洗关键技术及装备研发

申报单位：西安工程大学

综合指数：20.81%

针织物是纺织印行产品的重要组成部分，随着行业科技与生产水平的不断进步，限制纺织工业发展的主要问题已从关键技术问题逐渐向成本（能耗、水耗）及环保（节能减排与环境友好）问题转变。目前国内外针织产品印花后水洗主要采用绳状拉缸进行加工，存在能耗水耗较大、织物品质不稳定等问题，而现有印花后平幅连续水洗机加工后织物存在弹力损失大、花型易拉伸变形等问题。

针对以上针织物加工存在的问题，该项目从针织物印花后平幅连续水洗两个方面，通过多年的关键技术攻关，自主创新研发印花针织物低张力平幅连续生产关键技术、助剂及装备，主要技术内容包括：创新研发出新型固色剂及去浮色清洁剂，开发整套水洗工艺；创新研发了大幅降低织物张力的超喂张力自动控制系统；创新研制震荡网状水洗导布辊、狭缝式真空抽吸装置、喷淋水洗装置等单元；配置废水循环净化处理系统，实现废水自动循环净化处理及回用。

项目鉴定会期间，专家组实地考察。

该项目实现了印花针织物低张力水洗加工，提高了棉及锦氨高弹针织面料的加工品质，经权威机构检测，行色牢度、拉伸弹性等性能指标达到相关标准要求，布面质量明显优于传统工艺产品，与传统拉缸水洗工艺相比，节水率可达50%以上，3年节约标煤1500吨以上，3年减少废水排放150万吨以上，并可节省废水处理成本500万元以上，节能减排效果显著，推广应用前景好。该项目获授权专利6项，其中发明专利3项，实用新型专利3项。中国纺织工业联合会鉴定打论为：总体技术水平达到国际先进水平。

该项目研发的具有自主知识产权的印花针织物低张力平幅连续加工关键技术及装备，实现了纺织工业发展规划（2016-2020年）中所列重点领域绿色行整加工关键技术突破，提升了纺织印行行业竞争新优势。

粘胶类低张力平幅煮漂前处理长车国内首创

项目名称：粘胶类低张力平幅煮漂前处理长车

申报单位：绍兴飞亚印染有限公司

综合指数：19.80%

针织物和部分敏感类梭织物在我国的市场份额逐年增长，然而由于某些面料的湿态强度较低，对机械设备的运转张力和蒸洗效率的要求相对比较苛刻，所以绝大部分面料生产商至今还在采用绳状间歇式加工方式；而反观普通梭织面料，在上世纪80年代以后几乎全部普及了平幅连续化加工。根据针织物大生产实践的数据表现，即使按照最保守的测算，相比于间歇式绳状工艺，平幅连续生产工艺的污水排放量下降超过60%，并且由于织物在生产全程都在平幅状态，没有绳状加工的表观质量受损的现象，可以轻易做到织物表面零缺陷加工。

为了降低能源消耗以及缩短生产工艺、提高品质，绍兴飞亚印行有限公司技术人员经过一年多反复试验成功开发国内首台粘胶类低张力平幅煮漂前处理长车，并委托江苏红旗印行机械有限公司生产。2016年初在绍兴飞亚印行试车成功，目前已经应用于生产。

粘胶类低张力平幅煮漂前处理长车。

从各方面数据比较分析，依托粘胶类低张力平幅煮漂前处理长车机器换人项目，在低端用工人数，劳动生产率和节能环保等方面均有大幅提升。该设备使用前，按一班12小时计算，生产35000米人造棉从坯布进机缸到烘干共要经过4道流程，机缸前处理—脱水—开幅—定型烘干，需要人员6名（两班12人）、水消耗110吨、电消耗825度、蒸汽消耗32吨、天然气消耗900方。同等条件下，使用长车后，坯布进入长车到半成品烘干（根据工艺要求其中40%不用通过定型烘干，可以直接进入下道工序进行生产；另60%还是要通过定型烘干）需要人员3人（两班6人）、水消耗39吨、电消耗385度、蒸汽消耗25吨、天然气消耗550方。项目投产后，年生产能力可以达到4000万米，能源消耗成本比原工艺要下降30%～40%。年销售可达到1亿元，利税达到2000万元。

新型聚乙烯复合纤维解决凉感纤维应用瓶颈

项目名称：聚乙烯系列纤维产品的开发及产业化

申报单位：凯泰特种纤维科技有限公司、绍兴文理学院

综合指数：12.17%

近年来，凉感纤维的应用日益广泛，获得凉感纤维的方法虽然很多，但都难以达到理想的凉爽舒适感。为此，研究者们开始探索新的方法或机理来制备和应用凉感纤维。很多厂家利用超高分子量聚乙烯纤维的导热性能将其制成凉感床垫、凉席、运动服、袖套等产品，并受到客户的普遍好评。但随着该产品的推广与使用，与其原料特性相关的缺陷也逐渐显露，如纤维原料价格偏高、面料手感硬挺不舒适、不可行色等，从而制约了该产品在民用市场的广泛推广。

该项目致力于以普通聚乙烯为原料开发出一种可替代应用于民用领域的超高分子量聚乙烯纤维的新型聚乙烯复合纤维产品。根据纺丝要求与产品目标，对多种聚乙烯原料的熔点、流动性、分子量及其分布等性能特点进行了研究与评价，并选择出了能够实现工业化生产的聚乙烯原料。

在产品设计上，该类纤维以普通聚乙烯为皮，以聚酰胺6为芯，通过双组份复合熔融纺丝制备，以优选的聚乙烯原料为皮，可保持聚乙烯特有的高导热系数，产生接触凉感，使得织物手感滑爽，且具有抑菌防霉功能；以聚酰胺6为芯，可提高纤维及织物的的软性，贴肤性更好，并可改善纤维的其他性能，从而更适合服装和家纺产品应用；该产品保持了超高分子量聚乙烯纤维凉感、滑爽的特性，改善了其手感硬挺的缺陷；该设计思路及方法在国内外文献中尚未见报道。