中国纺织工业联合会科学技术奖获奖项目选载
2020-12-19
(2019年度)
高耐摩色牢度热湿舒适针织产品开发关键技术
获奖等级:一等奖
主要完成单位:东华大学、泉州海天材料科技股份有限公司、上海嘉麟杰纺织品股份有限公司、南通泰慕士服装有限公司、上海三枪(集团)有限公司
主要完成人:蔡再生、杨启东、张佩华、王启明、曹春祥、徐小斌、葛凤燕、王俊丽、李晓燕、顾海、王俊、陈力群、王卫民、赵红、董蓓
目前市场上80%以上的休闲、运动装是针织面料制成的,2017、2018 年规上针织企业主营年收入均超7 000 亿,出口均超880 亿美元。但针织行业仍面临一些问题,如:棉型针织物染色加工需要大量无机盐促染,排污严峻;蚀毛、磨毛、起绒类深色产品湿摩擦牢度低;普通针织服装在运动或湿热多汗时粘着人体肌肤,舒适性差,严重制约着高品质休闲、运动针织服饰的发展。
该项目属针织、染整科学技术领域,是高品质产品开发及其关键技术的重大创新。东华大学与多家行业龙头企业合作,经过近10 年研究和攻关,获得如下主要创新成果:(1)设计和制备了pH/温度双重响应型聚电解质改性剂,可调节与活性染料的吸附、解吸能力,创建无盐浅色匀染、深色透染技术,攻克了一般阳离子改性剂改性后织物染色不匀、色光不可控、色牢度不佳的技术瓶颈;(2)开发了色摩擦牢度提升剂和固色/柔软同浴一步处理工艺,克服了磨毛、蚀毛、绒类深浓针织物湿摩擦牢度低的技术问题;(3)分别基于涤盖棉组织结构、微型窗印花整理技术和里表层亲疏水不同浸润性组织设计,开发一系列具有导湿速干效应的热湿舒适性针织面料。
获授权发明专利26 件,制定国家和行业标准12项,企业标准5项,发表论文45篇。
已在上海嘉麟杰、泉州海天、南通泰慕士、上海三枪等20 多家企业推广应用。棉型针织物无盐染色引领了技术进步;开发的针织服饰体感舒适、经久耐用、有极好的排汗效果,在阿迪达斯、耐克等运动休闲服装,优衣库等快时尚休闲系列服装及PCU、ECWCS等军用服装上有很好的应用。据统计,2016~2018 年承担单位直接经济效益:新增产值247 300万,新增利润32 824.5 万,新增税收6 177.98 万,创汇约13 207.5万美元。
专家鉴定意见和科技查新咨询结论:“项目总体技术达到国际先进水平”。
该项目奠定了棉型针织物无盐生态染色,磨毛、绒类深色针织物湿摩擦牢度提升,高品质热湿舒适针织产品开发领域的领先地位;引领了我国针织染整生态生产、高摩擦色牢度热湿舒适性针织物应用技术进步和产业升级,取得了显著社会效益。
印染废水低成本处理与高效再生利用关键技术和产业化
获奖等级:一等奖
主要完成单位:盛虹集团有限公司、时代沃顿科技有限公司、东华大学
主要完成人:唐俊松、李方、梁松苗、钱琴芳、张雪根、张建国、吴学芬、杨波、田晴、吴宗策、王思亮、刘艳彪、马春燕、沈忱思、徐晨烨
中国纺织工业联合会科技指导性项目“印染废水低成本处理与高效再生利用关键技术和产业化”(项目编号:2017157)由盛虹集团有限公司、时代沃顿科技有限公司、东华大学联合承担完成。项目针对目前印染废水处理与再生综合成本高、产水回收率低、工艺流程长等问题,基于化纤印染工艺产排污环节及废水的特点,围绕低成本和高回收率为研究目标,采用低压抗污染的膜材料与节能优化膜系统工艺,以物化气浮协同技术、生物增效强化技术为预工艺,开发了印染废水低能耗、高回收率集约系统关键技术,掌控系统集成主要工艺段的工艺参数和关键控制条件,最终形成一系列具有自主知识产权且处于国际领先的印染废水低成本处理与再生水高效利用关键技术。项目工艺路线工艺流程简单清晰,废水处理与再生水成本显著降低,且设施易于运行管理,提升纺织印染工业污染防治技术水平,也为其他相关行业废水治理提供了技术参照。
该项目形成发明专利8件,发表论文7篇,参与标准制定2项。项目建立省级循环经济标准化试点基地1个、建成运行规模化系统4 套,共计预处理设计规模65 000 t/天、再生水产水设计规模≥45 500 t/天的规模化运行系统,2018 年共产生再生水1 555.2 万t/年,平均回用率达到71.4%,节约成本2 484 万元/年。项目实施单位盛虹集团完全达到太湖流域对CODCr、氨氮、总氮、总磷等废水排放污染物指标的限值要求和排污证废水排放许可量的要求,且实现总锑的超低排放,产生了显著的经济效益与社会效益。
经该项目技术系统处理的印染废水处理成本为2.8元/t,回用水处理成本为2.0 元/t,回用率大于70%,显著优于国内外同类技术的经济技术指标;出水水质符合《纺织染整工业水污染物排放标准》(GB4287)及其相关要求;回用水质符合《纺织染整工业回用水水质》(FZ/T 01107)要求,回用水印染生产产品符合质量要求。
该项目开发的关键技术在降低废水处理成本和生产用水综合成本的基础上,实现了70%以上的回收率,以“能耗-回收率”最优化的集约化系统设计的理念、短流程“单膜法”工艺、高效预处理膜保障技术,为纺织印染工业的减排提供技术保障,扩展了行业发展的环境容量,为整个纺织工业的可持续发展提供必要条件,也为经济发展和生态环境之间的平衡起到良好的示范效应。
阳离子漂白活化剂的创制及棉织物前处理关键技术产业化应用
获奖等级:一等奖
主要完成单位:江苏联发纺织股份有限公司、江南大学、传化智联股份有限公司
主要完成人:许长海、唐文君、金鲜花、杜金梅、于拥军、姚金龙、于银军、邵冬燕、向中林、孙昌、王孟泽、陈八斤
棉纤维是重要的纺织原材料,被广泛用于服装和家纺用品。棉纤维中含有棉腊、果胶、色素等天然杂质,会严重影响棉织物的后续印染加工性能,因此需通过精练和漂白前处理去除。棉织物的常规前处理工艺是使用烧碱和过氧化氢对其进行高温浸渍、轧蒸或冷轧堆处理,具有能耗高、用水量大或生产周期长等问题,制约了我国印染企业的可持续发展。为此,在国家自然科学基金(编号:21276106)、江苏省重点研发计划(编号:BE201596)、江苏省产学研联合创新资金计划(编号:BY2015019-09)和中国纺织工业联合会科技指导性计划(编号:2017124)支持下,江苏联发纺织股份有限公司、江南大学和传化智联股份有限公司协同攻关,创制了阳离子漂白活化剂,构建了可用于棉织物低温浸渍漂白和快速轧蒸漂白的活化漂白体系,实现了棉织物节能减排前处理技术的突破及其产业化应用。
该项目属于纺织科学技术领域,是棉织物节能减排前处理加工技术。主要技术创新点如下:
(1) 阳离子漂白活化剂的创制及一锅法制备技术。针对现有的漂白活化剂水溶性差、对过氧化氢活化性能低的问题,提出并设计了以季铵盐阳离子为水溶性基团、芳甲酰基为活化基团、内酰胺为离去基团的阳离子漂白活化剂,并将多步合成反应在一锅实施完成,开发了一锅法制备技术并实现产业化,有效提高了阳离子漂白活化剂的生产效率,并降低了生产成本。
(2)活化漂白体系构建技术。揭示了阳离子漂白活化剂对过氧化氢的活化机理,通过调控阳离子漂白活化剂、过氧化氢及pH调节剂的摩尔配比,构建了可在近中性条件下对棉织物高效漂白的活化漂白体系。
(3)棉织物低温浸渍漂白前处理技术。利用创新点(2)的活化漂白体系,实现了50°C 条件下的棉针织物低温浸渍漂白前处理;并将活化漂白体系与生物酶退浆和酶精炼技术结合,实现棉机织物的酶氧一浴低温短流程前处理。
(4)棉织物快速轧蒸漂白前处理技术。利用创新点(2)的活化漂白体系,实现了棉织物快速轧蒸漂白,使汽蒸时间缩至4 m in以内,显著提高了棉织物漂白前处理生产效率。
该项目获授权中国发明专利7项、美国发明专利2项,发表论文14篇。
项目成果已在十余家纺织助剂企业和纺织印染企业推广应用,以应用本项目成果的4家主要企业进行经济效益核算,自2016年以来新增产值合计5.8亿元,新增利润合计1.8亿元。项目成果为纺织印染加工企业提供了高效节能减排方案,加快了我国纺织印染企业实现清洁加工的步伐。中国纺织工业联合会将该项目技术成果鉴定为“国际领先”水平。
涤棉中厚织物短流程连续清洁染色技术与关键装备
获奖等级:一等奖
主要完成单位:东莞市金银丰机械实业有限公司、东华大学、上海安诺其集团股份有限公司、华纺股份有限公司、上海七彩云电子商务有限公司、广东智创无水染坊科技有限公司、东莞市华地皮革有限公司
主要完成人:毛志平、李智、钟毅、徐长进、李裕、孙红玉、吴冬、栗岱欣、杜红波、闫鹏琼、魏辉、梁芳、纪立军、闫英山、袁方怡
该项目属于纺织科学(染整工程)技术领域。项目系统研究了分散染料晶体结构对其超细化效果的影响,创新设计新型梳状两亲聚合物高效分散剂,优化分散染料超细化工艺,获得高稳定性液态分散染料,基于水热协同塑化作用,开发涤纶织物免水洗染色工艺技术;在系统研究织物上自由水及结合水、无机盐等对活性染色固色效率影响的基础上,开发纯棉、涤棉织物轧-烘-焙蒸短流程染色工艺;创新设计具有防分散染料逸散、水热协同固色作用的专用染色装备,实现涤棉纯纺及混纺织物的短流程染色产业化。
项目研发的液态分散染料,无可分解致癌芳香胺,分散剂含量少于10%,染料平均粒径(D90)均小于500 nm;染色织物色牢度:皂洗牢度原样变色≥4.5级,沾色≥4.5 级,干摩牢度≥4 级,湿摩牢度≥3 级,耐热压≥4.5级;密闭式焙蒸固色设备符合“机械电气安全”GB 5226.1-2008标准要求。
对于涤纶织物,与传统热熔染色技术相比,新技术能源(电、蒸汽)消耗降低20%,除清洗设备产生少量的废水外,染色过程无其他废水产生和排放,减少废水及COD 排放90%以上,对于纯棉、涤纶/棉混纺织物,新技术节能30%,节水20%,减少电解质使用量90%。
该项目已获得国家发明专利授权14 件,获实用新型专利授权2 件;在Industrial&Engineering Chem istry Research 和《纺织学报》等期刊上,发表高相关性论文5篇。
该项目在上海安诺其集团有限公司形成5 000 t/年液体分散染料产能;在华纺股份有限公司建设轧-烘-焙蒸染色生产线1条,加工能力1 500万m/年;在东莞市金银丰机械实业有限公司建设密闭式焙蒸固色装备生产线。目前我国涤、棉纯纺及其混纺织物的印染加工量超过150亿m,项目的推广应用经济社会效益显著。项目技术改变了涤棉织物传统染色工艺,技术推广将提高技术应用企业的核心竞争力,提升我国印染行业节能减排水平。技术成果对行业的科技进步推动作用效果明显。
全棉芯弹纱弹力面料关键技术研发与产业化
获奖等级:二等奖
主要完成单位:东华大学、枣庄海扬王朝纺织有限公司、浙江玉帛纺织股份有限公司、中纺院(浙江)技术研究院有限公司、枣庄市声威商贸有限公司
主要完成人:李毓陵、马秀霞、胡玉华、胡吉永、王耀、戴亚东、张瑞寅、汤文联、张君凯、马颜雪
该项目主要研究全棉芯弹纱弹力面料的纺纱、织造及整理关键技术,属于纺织产品加工技术领域。项目创新开发了“内紧外松”的新结构纱线——芯弹纱,系统阐释了芯弹纱的纺纱方法和成纱结构,构建了纺纱工艺与纱线性能之间的关系模型,建立了全棉芯弹面料的成形工艺流程,通过芯弹纱结构创新、芯弹纺工艺构建、柔和深度片染、专用上浆促进剂、全淀粉“两高一低一无”浆纱、低紧度织物设计与织造、超喂松堆丝光、微撑高温定形等关键技术研发,达到了全棉芯弹面料的生产过程中的成纱质量优良、经纱片染匀深、浆纱环保低耗、丝光受控收缩以及面料保形稳定等技术要求,实现了弹性范围广、保形性好、品种规格多样、手感品质优良、生产环境友好的全棉弹力面料的产业化生产,全棉纱上浆率下降达30%、回潮率提高至10%~12%,成品的经向拉伸弹性高达21.2%、纬向拉伸弹性高达18.7%、塑性变形率低于5%,突破了通常全棉弹力面料的弹性不超过12%、塑性变形高于8%且手感品质差的现有技术水平瓶颈。
项目已授权专利11 项。设计开发了弹力大、中、小全棉纬弹面料和四面弹面料和适应高、中、低支纱的上浆促进剂和全淀粉浆料,形成了年产300万m全棉芯弹面料的生产能力,所形成的整体和关键技术已经在十几家企业得到推广。
基于功能性协同生效机理的多功能复合织物关键技术与产业化
获奖等级:二等奖
主要完成单位:浙江理工大学、浙江和心控股集团有限公司、浙江敦奴联合实业股份有限公司、浙江港龙织造科技有限公司、绍兴上虞弘强纺织新型材料有限公司、杭州硕林纺织有限公司
主要完成人:祝成炎、张红霞、黄锦波、田伟、李艳清、王浙峰、谢建强、金肖克、段小文、贺荣
该项目属于纺织品功能性开发领域。项目自主研发功能性纤维,研究分析负氧离子产生、抗紫外、除臭、阻燃、吸湿快干、凉爽等功能的协同生效机理,形成以非后整理方式实现多功能复合的有效方法,对多功能织物经纬纱组合、经纬密度配置、组织结构设计等因素与多功能织物的多功能实现之间的关系展开分析,通过模糊数学综合评价方法对织物性能展开综合评价,确立多功能复合织物最优化复合技术路线和多功能复合方案,并开发了多个系列的高档高质提花窗帘面料和服饰面料。项目在纤维原料开发及多种混纺复合纱研制和产品研发等方面创新性显著,其技术处于国际先进水平。
项目授权国家专利15 项,发表相关论文9 篇。技术指标:(1)抗紫外线性能:UPF=500,T(UVA)=0.1%;(2) 接触冷温感:Qmax=0.159 w/cm2;(3)吸湿排汗功能:50 m in 后织物的残留水分率8.8%;芯吸高度>90 mm;(4)阻燃性能:损毁长度≤150 mm;续燃时间≤5 s;阴燃时间≤5 s;(5)负氧离子发生量:1 551 个/cm3;(6) 12 h 室内甲醛去除:81.5 mg/m3;(7)甲醛含量:未检出;(8)禁用偶氮染料:未检出。各项指标均达到项目立项技术指标。
近3 年内,已累计实现新增产值146 739.75 万元、新增利润12 334.03 万元,具有良好的经济价值和市场前景。