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第八届“中国十大纺织科技”·产业推动奖

2021-12-30本刊编辑部

纺织科学研究 2021年12期
关键词:纱线面料纤维

进入新发展阶段,纺织行业面临更加复杂的形势,在高起点上推动行业高质量发展对企业来说意味着更严峻的考验。这些企业创新突围、勇于进取,他们用实际行动破解行业难题、精进产品工艺、拓宽产品应用领域,不断推动行业的革新和进步。获得第八届“中国十大纺织科技”·产业推动奖的是——

01 化纤长丝生产智能化管理系统

获奖单位:北京中丽制机工程技术有限公司

该项目是以标准化软件平台为基础,为化纤长丝行业定制开发的一套适用于生产现场智能化管理的应用软件。项目采用模块化设计,可实现在线设备管理、离线设备管理、工艺管理、成品管理、投产流程管理、人员配置管理、物料管理、报表统计自动化和能源及环境监控九大功能。目标是使化纤长丝生产企业从原料入库、投料、纺丝、卷绕、成品检验到成品入库出库,实现全过程的数字化信息采集、网络化信息传输和智能化生产管理。

该项目的主要创新点在于:生产流程的智能化管理,该项目设计了一套生产流程的智能化和信息化模型,规范企业的生产流程,使每个生产环节上的关键岗位按照流程操作,在管理过程中留下痕迹,起到互相提醒、互相检查、上下约束的作用,生产流程透明度提高,该系统减少差错率和失误率,对计划的跟踪和总体的生产运行管控都起到了很好的效果;工艺单智能化,该项目设计了一个完整的工艺单模板,系统按投产计划自动生成工艺单的基本信息,工艺员根据投产的产品信息设计工艺参数,确认后一键下发,保证了工艺单与计划的连锁,工艺单与设备关联、与实际产量关联;全产业链的实时监控,从生产任务的下达,到生产的品种、纺位,工艺控制状态,设备运行状态,设备维护维修都在系统的实时监控中,便于管理者了解整个生产状态,数据涵盖了长丝生产全流程所有在线设备的数据采集和交换。

此外,该项目在生产人员配置管理、设计生产报表、在线生成生产统计报表、规划数据存储方式和输入输出方式、设备管理、电子化交接班等方面都有不同的创新点。该项目将改善用户的生产流程和生产习惯,进而提高企业的管理效率、生产效率和经济效率,提高生产企业的核心竞争力。

化纤长丝信息化管理系统。

02 微细旦低熔点皮芯复合聚酯纤维产业化关键技术研发

获奖单位:福建闽瑞新合纤股份有限公司、东华大学、苏州大学、嘉兴学院

随着二胎、三胎政策的放开以及人口老龄化的加剧,一次性卫生用品的市场渗透率及市场规模逐年扩大,也对医卫用纤维原料——低熔点皮芯复合纤维(ES 纤维)的需求产生显著推动力。然而,国内ES 纤维以中低端产品(>1.2D)为主,难以满足市场对产品更细腻、更柔软的需求,1.2D 及以下的高端品种只能依靠国外进口。项目以产品规格微细旦化、产品加工高稳定化、产品性能高品质化为目标,从原料设计、成形技术、产品开发、标准制定等方面组织实施,构建微细旦低熔点皮芯复合纤维的成形新体系,主要创新点包括:构建了高可纺性微细旦低熔点皮芯复合纤维多元原料设计体系,攻克了微细旦低熔点皮芯复合纤维高稳定纺丝技术,建立了微细旦低熔点皮芯复合纤维全流程品质管控及专业化设计体系。

该项目授权发明专利5 项,实用新型专利3 项,制定行业团体标准1 项;项目具有自主知识产权,填补了国内空白,经鉴定,整体技术达到国际先进水平。

项目建成年产3 万吨级微细旦低熔点皮芯复合纤维规模生产线,产品品质达到国际高端产品的质量标准,填补了国内高端市场的空白,打破了长期以来高端ES 纤维由国外企业垄断的局面。未来3年,该项目将投产5 条ES纤维生产线,设计产能将达到7.5 万吨/年,年产值可达10 亿元。

03 织造机械疵点在线监测系统

获奖单位:绍兴织蛛物联科技有限公司

圆形针织机(大圆机)广泛应用于纺织行业。在生产织物的过程中,由于纱架、机头或其它部件的一些故障,常常会在织物上形成疵点,包括横条/飞氨或坏针/花针等。疵点的形成会影响织物的品质,并造成原料损耗。传统的验布机无法在生产环节对产出织物进行实时监测,因此行业对圆形针织机生产环节的在线疵点监测系统具有强烈需求。

该项目采用同轴转动的图像采集技术方案,大幅降低了图像采集系统的硬件成本,极大地提高了图像质量的稳定性;结合5G 技术同云存储、云计算技术,保证了疵品监测的时效性;利用可穿戴装备,针对生产过程中产生的疵点即时对工人进行提醒。该项目的关键技术包括大圆机多相机、同轴转动图像实时采集系统;基于机器学习的大圆机织品瑕疵特征;Gabor 滤波、向量机、BP 网络的结构和学习算法、瑕疵识别算法。

针对大圆机研发的疵点在线监测系统。

该项目为自主研发产品,主要相关技术已经申请国家发明专利1 项、新型实用专利3 项、软件著作权1 项。

04 高强高热新型消防灭火服面料

获奖单位:陕西元丰纺织技术研究有限公司

近年来,灭火服面料性能逐渐由单一功能、单层结构向多种功能、多层结构转变,其产品的防护性能和强力已远高于XF10-2014 标准的最低要求。目前国内要求热防护值达到28cal/cm2,国外提出更高的要求,需达到35cal/cm2,市场上能达到该水平的组合面料克重均在560gsm 以上。

该项目采用芳纶1414 防弹级长丝与芳纶1313 混纺纱为主体材料,通过双层间隔组织结构设计,采用接结纱来控制空气腔的大小,三层复合面料整体克重在520gsm以内,热防护值达到36.1cal/cm2以上,比标准要求提升了29%,真正实现了轻质高效;假人轰燃实验烧伤面积≤15%,且织物炭化不严重,表面无破裂;产品经纬向断裂强力达到2700N 以上,撕破达到600N 以上,其性能亦满足美标NFPA 1971 和欧标EN 469。该项目产品已完成技术成果鉴定,并获得了技术成果鉴定证书,产品技术水准达到国内先进水平。

该项目申请专利6 项,其中3 项已授权,另外在核心期刊上发表了2篇论文;该产品面料参与中国纺联举办的“中国纺织服装中小企业创新创业大赛”并获得双创风采奖。

05 雅赛尔纤维关键技术的研发及产业化应用

获奖单位:宜宾丝丽雅股份有限公司、宜宾丝丽雅集团有限公司、宜宾海丝特纤维有限责任公司

该项目针对传统再生纤维素纤维生产效率低、生产过程污染重及纤维强度低、加工成布匹尺寸稳定性差等问题,形成了高强低伸纤维素制备技术集成。该项目创新点包括:开发高活性碱纤维素制备技术,解决了原料制备低碱度高活性难题,提高黄化质量和原液过滤性能;研发低CS2高酯化度纺丝原液制备技术,破解了纤维成型高结晶区难题,增加纤维皮层厚度,提高纤维强度;首创多级高倍率牵伸成型技术,突破传统高强低伸成型机理,构建牵伸强力数据模型,实现高强低伸纤维规模化生产;在行业率先应用碱液膜分离提取技术,创新应用低锌分步布置凝固浴生产工艺,促进纤维素绿色高效生产。

项目产品广泛应用到各种高速纺纱机群,形成了高强低伸“雅赛尔”纤维-纺纱-针织-家纺梭织-牛仔梭织-无纺布面料-医疗卫生材料市场生态系,带动纤维下游生产效率提高20%以上,促进行业向产业链协同和定制化生产转变。项目获得授权专利技术10 件、其中发明专利6 件。

雅赛尔纤维。

06 TM19 型大卷装自调匀整高速并条机

获奖单位:湖北天门纺织机械股份有限公司

矿山生产活动可能会形成地质灾害隐患,区域性的应力、应变日积月累,加之降雨等诱发性外部因素影响,应力、应变累积量超越临界点,就可能产生滑坡、沉塌、塌陷等地质灾害。伴随着科学技术发展,矿山监测监控物联网已逐渐替代传统的人工观测、计算方式,可对地质灾害隐患进行全天候、实时在线监测监控,自动生成监测监控数据、图像等成果资料,为防灾减灾提供科学依据。

湖北天门纺织机械股份有限公司研发人员基于并条机开发现状和对自调匀整系统提出了“并条工序全自调匀整”这一开发理念,在TMFD3809Y 型并条机基础上着手实施TM19 型大卷装自调匀整高速并条机的研发。

该项目实现了并条工序全自调匀整,从头道到末道的并条工序,包括精梳预并,全部使用具有自调匀整功能的并条机,从而明显改善并条以及后续各道工序的关键指标,有效改善成纱质量。

其主要的特点是1000*1200 超大卷装输出条筒设计,使用最新一代USG3 自调匀整系统和全新非接触式UQM 在线监测系统,运用自动生头,皮辊随摇架整体起落,创新运用多点集中油脂润滑系统,上下圈条伺服电机独立传动,圈条盘具有自清洁功能,圈条张力无级调节,独特的牵伸区棉网自由居中设计,15 寸真彩大屏,人性化的操作系统,备有无线手持终端,连接更多场景,其市场前景广阔。

TM19 型大卷装自调匀整高速并条机。

该项目除了应用部分TMFD3809Y 型并条机的专利外,另申请了国家专利24 项,其中发明专利5 项。

07 多组分智能精细混棉清梳联

获奖单位:青岛宏大纺织机械有限责任公司

青岛宏大纺织机械有限责任公司研发的多组分智能精细混开棉机组,紧密围绕混纺、色纺市场的发展趋势,突破了清梳联产品在精细混棉工艺的局限性,能够完全满足市场对高产、精细混棉设备的需求。该项目实现了智能化全自动称重混合,混合精度可准确控制在1%以内,既能够满足5~300 公斤小订单品种,也能满足连续化生产最高产量1600 公斤的混纺需求。项目将多组分智能精细混开棉机组系列产品融入高产高质清梳联工艺中,打造具有青岛宏大特色的多组分智能精细混棉清梳联,实现对混纺、色纺市场需求的全覆盖。

该项目成果具有自主知识产权,已授权发明专利3 项,实用新型专利26 项。目前,该项目已经实现系列化、产业化,是市场上唯一一家可适应所有混纺需求的精细混棉清梳联设备。

多组分智能精细混开棉机组系列产品。

获奖单位:北京心咚网络科技有限公司

该项目定位于软体材质面料的高精度物理仿真模拟。心咚科技通过对实物面料进行实验室级的精准分析,精确解析面料的物理织物结构,同时运用力学与化学运算结合FEM 有限元算法,最终使面料能够被高精度地进行数字化视觉呈现。该项技术突破传统仿真模拟方式,通过真实的面料进行数据库构建,建立了完善的数字化面料数据库,目前能够覆盖市面80%的面料种类。依托柔性材质物理引擎技术,心咚科技针对服装行业开发了具有花型展示、面料效果模拟、虚拟样衣制作功能的应用产品。用户通过线上编辑花型、布料纹样以及款式等,软件自动实时展示成品样衣的动态上身效果。这为面料商、设计师以及后续的样衣生产展示环节提供了高效便捷的在线交互工具,大大缩短了服装设计生产周期,降低了不必要的实物样卡、样衣等生产成本,为产业上下游间的协同沟通提供了便利。目前,该项目技术及产品已经在服装产业链各环节企业中得到应用,并积累了一批核心客户。

超高精度3D 数字面料展示平台。

09 工业用被芯缝纫机成套技术及产业化应用

获奖单位:上工富怡智能制造(天津)有限公司

被芯缝纫机系统是家纺企业自动化生产线的必然选择,能改善工人的劳动强度、提高生产效率和把控产品质量。国内外主流品牌家纺企业都有相关需求,巨大的市场为设备的发展提供了良好的机遇。

上工富怡工业用被芯缝纫机是国内外首家实现被芯缝前、缝中和缝后的自动化生产和多样化生产的智能化缝纫机。被芯缝纫系统由多个设备系统组合而成,包含梳棉线连线上料装置、高速多针绗缝机、锁四边机、横向对边机和包四边机组成的包边被缝纫系统;梳棉线连线上料装置、高速多针绗缝机加拷四边机组成的拷边被缝纫系统;翻套被四边缝、三层绗缝机组成的翻套被缝纫系统。

该项产品获得专利10 项,其中实用新型9 项、外观专利1 项。该产品的问世填补了被芯自动化生产的国内外设备制造的空白,顺应国内外家纺市场对自动化设备需求发展的大趋势,对国内外的自动化缝制设备家纺行业的转型升级提供了巨大的推动力,同时也会创造出巨大的社会经济效益,在家纺自动化生产线设备制造方面走在了国际的前沿。

工业用被芯缝纫机局部。

10 全气候热湿舒适纱线设计与制造关键技术

获奖单位:福建长源纺织有限公司、东华大学、嘉兴学院、南京东华纤维技术发展有限公司

目前我国热湿舒适性纺织品应用机理缺乏系统研究,纤维与纱线开发方向盲目、成本较高。该项目围绕高导湿纱线设计与纤维制备、纺纱加工等关键技术,通过建立数据模型与模拟,设计制备亲水中空微孔改性聚酯纤维;针对亲水中空微孔改性聚酯纤维的强力低、梳理过程中易断裂、产生大量短绒、影响成纱的强力及质量的问题,开发了柔性梳理技术,实现了基于亲水中空微孔改性聚酯纤维与棉、粘胶、莱赛尔等纤维混纺的吸湿发热(冬)、透湿快干(春夏)、透湿和暖(秋冬)系列全气候热湿舒适型纱线与面料产品的规模化制备。同时,基于纱线接触舒适性的设计原理,开发了新溶剂法纤维素纤维高效低耗高品质智能纺纱技术,实现了系列功能化新溶剂法纤维素纤维混纺纱线的产业化。

该项目建成了具有自主知识产权体系的8 万锭紧密赛络纺全气候热湿舒适型纺纱生产线,完成了3.6 万锭功能性纱线智能化生产线技术改造。该项目创立了功能性纱线设计与开发的新模式,总体技术达到国际领先水平,引领和示范作用显著,推广应用前景广阔,经济和社会效益显著。

功能性纱线智能化生产车间。

11 喷气涡流纺80S 粘胶纱线生产关键技术

获奖单位:江苏京正特种纤维有限公司、江南大学、吴江京奕特种纤维有限公司

喷气涡流纺纱具有环锭纱的真捻外观特征,被誉为气流精梳纱(光洁纱),由于纱线毛羽少,制得的织物具有耐磨损、抗起毛起球、易吸湿、易染色及快干等优点。吴江京奕特种纤维有限公司联合江南大学研发的喷气涡流纺 80S 粘胶纱线生产关键技术的成功实施主要意义在于:

突破了 80S 涡流纺粘胶纱线由于单位截面内纤维根数少、成纱强力低、难以实现大规模产业化生产的瓶颈,通过涡流纺高支成纱机理研究与纺纱工艺的优化调整,实现了80S 粘胶涡流纺的产业化生产,且纺纱速度达到了 400m/min,是传统环锭纺纱生产效率的 40 倍;攻克了涡流纺高支纱线产品生产的技术难题,突破了因粘胶纤维强力不足而无法纺制 80S 涡流纺纱的局限,进一步拓展了适用范围,为涡喷气涡流纺 80S 纯粘胶纱纺制关键技术及产业化提供了更广阔的空间,对我国喷气涡流纺企业生产加工具有普遍应用价值和示范引领作用。

喷气涡流纺80S 粘胶纱线。

12 高强度桑蚕丝莱赛尔纤维面料的深度染色加工技术研究

获奖单位:石狮市龙兴隆染织实业有限公司

桑蚕丝纤维及面料在国内有着悠久的生产加工及服用历史,但是由桑蚕丝与莱赛尔混纺所得到的面料对染整加工技术提出了新的要求。特殊的网络点结构及两种纤维完全不同的特性导致面料染整难度加大。

从染整技术角度来说,桑蚕丝具有不耐碱性,而莱赛尔纤维则需要有一定的碱性处理才能达到理想的上染效果。为使两种纤维相互融合的同时不影响染色的得色率以及整体面料的强度,该项目突破传统染整工艺,采用生物退浆处理工艺进行退浆及漂白预处理,之后再进行物理性的抛松使纤维之间的网络点结构松动,有利于上染。在保证莱赛尔纤维完美得色量的同时有效避免染整过程中对桑蚕丝的损害。

深色桑蚕丝莱赛尔纤维面料。

最后经过进一步的优化后整理得到:易染深,色泽鲜艳、饱满,手感悬垂、蓬松、丝滑,织物强力优异的服用面料。项目克服了桑蚕丝莱赛尔纤维面料因传统技术工艺导致的露白、颜色灰暗、萎靡、手感死板、硬挺、强力低等一系列难题。

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