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第八届“中国十大纺织科技”·新锐科技奖

2021-12-30本刊编辑部

纺织科学研究 2021年12期
关键词:防护服消防员纤维

科技创新不仅决定着行业的应用领域与价值体现,更影响着我国经济社会的发展进程与质量。他们致力于纤维新材料的研发,采用数字化、智能化技术,实现流程改造、产品优化,在技术攻关上锐意进取,为服务高质量发展和保障产业链安全而不断努力。获得第八届“中国十大纺织科技”·新锐科技奖的是——

01 高品质微孔聚酯DTY 纤维产品的开发及产业化

获奖单位:中国纺织科学研究院有限公司、凯泰特种纤维科技有限公司、安踏(中国)有限公司、绍兴文理学院

在聚酯纤维方面,国内外相继开发出微孔聚酯短纤维,具有优异的吸湿速干性,但纤维强度低,成孔剂混合不均匀,染色存在色差,且关于微孔聚酯长丝方面的研究很少。该项目开发的微孔聚酯长丝及其相关产品,取得了以下突破:

为纺制细旦长丝,采用先进的功能粉体液相超细化加工技术与功能聚酯原位连续聚合技术,在聚酯连续聚合生产线上开发出致孔剂呈纳米尺度均匀分散、可纺性满足细旦长丝加工要求的微孔长丝专用聚酯。

在纤维制备过程中,采用数字化、智能化技术精准控制纺丝温度,优化纺丝组件结构设计,包括喷丝孔长径比、小孔径的喷丝板等,调整上油位置、纤维冷却与加弹条件,形成最佳工艺参数,制备了75D、50D、40D 等规格的高品质微孔聚酯DTY 纤维系列产品。

采用特殊处理技术,使纤维面料的纱线产生微孔结构,其比表面积为0.3829m2/g,是常规涤纶的7 倍,从而增加了蒸发面积,面料的蒸发速率在0.38~0.41g/h,是国家标准值的2 倍以上,极大地提升了面料的速干性;面料的洗后吸水率为211%,达到国家标准的要求;面料具有天然纤维自然的触感,抗起球等级达到4 级以上,且保暖性、深显色性也显著提升,同时,采用特殊的抽针结构,具有更好的透气性,产品适宜于出汗量多的夏季、室外跑步时穿着。

项目在原料设计、纺丝、组件结构设计、后道应用等方面体现集成创新,成功开发了高品质微孔聚酯DTY 纤维系列产品,初步满足了运动服、休闲服、T 恤等领域的需求,并可在其他用途方面进行拓展。

02 具有定向导水功能的棉纤维非织造材料关键技术及产业化

获奖单位:福建福能南纺卫生材料有限公司

该项目旨在实现棉纤维非织造材料垂直与水平两个方向的定向导水功能,并对水流的定向传输行为进行研究,揭示导水机理。项目主要研究内容可分为棉纤维非织造材料成型与加固、无氟单面后整理、结构性能评测、水滴/水汽在非织造材料中的定向流动机理研究、定向导水非织造材料用于创伤敷料的研究五个部分。定向导水技术正在医卫领域、健康养老产业发挥巨大作用,该项目开发的具有定向导水功能的棉纤维非织造材料关键技术及产业化,可以形成具有不同结构参数和性能特性的系列化产品,与同类卫生防护面层用产品相比,其采用不同规格的脱脂漂白棉纤维,制成的妇幼卫生用品具有柔软、吸水性强、保湿性能好、生态环保等优点,深受广大消费者喜爱。产品材料经第三方检测,各项卫生防护标准达到国家控制要求,带来了一定的经济效益。

该项目开发的系列化产品柔软、吸水性强。

03 基于聚酰亚胺纤维的新一代高性能消防员灭火防护服面料

获奖单位:江苏奥神新材料股份有限公司

受制于高性能纤维的发展,我国消防员灭火防护服很长时间没有实现真正意义上的革新。该项目采用具有自主知识产权的甲纶Suplon®聚酰亚胺纤维,制备综合性能远超现有XF10 标准的新一代消防员灭火防护服面料,彻底解决现有芳纶灭火防护服存在的抗轰然能力弱、因不耐紫外导致服装洗后不能充分晾晒这两大问题,同时提供天然抑菌等功能,减少异味,大幅提升灭火防护服的综合防护性能和适用性。

该项目采用“甲纶”聚酰亚胺纤维为主要原料,按照消防员灭火防护服标准要求,经纺纱、织造、无纺等工艺制备消防员灭火防护服所需的各层面料。由于基材的优异性能,对比传统消防员灭火防护服,甲纶高性能消防员灭火防护服具有更好的性能:服装完全不燃,具有极优异耐高低温性能,以及耐化学腐蚀性能;极为强悍的抗轰/爆燃性能,一次轰/爆燃后服装保持柔软,尺寸稳定,可提供持续火场防护,可为消防员在极端情况下逃生提供有效防护;面料结实,具有极高的断裂、撕破强力,可从容应对复杂环境;优异的耐辐照等性能,不怕日晒;天然抑菌,具有高达98%以上的抑菌能力,舒适、健康;采用直透覆膜工艺制备防水透湿层,透气性能优异,服装舒适性高;综合防护性能优异,假人轰燃对比测试表明甲纶高性能消防员灭火防护服具有更小的烧伤面积,显示出更优异的综合防护性能。

2021年9月,采用甲纶高性能消防员灭火防护服面料制备的服装被评为“2021 中国国际消防设备技术交流展览会创新产品”。

甲纶消防员灭火防护服。

04 ITEX 智慧纺织云平台

获奖单位:佛山技研智联科技有限公司

该项目整合了数字化工厂运行过程中各个环节的信息流,重点加强对各核心应用系统的整合,目前平台整合了生产执行系统MES、能源管理系统EMS、设备管理系统EAM和工艺管理系统RMS,打破原来各个信息系统间的“信息孤岛”局面,实现了全流程信息的互联互通。利用大数据和云平台技术对汇总信息分析处理,实现智能管理与决策,大大提高了各部门协同水平,有效解决传统纺织印染企业的痛点、难点,助力纺织印染企业实现数字化转型,迈入智造新时代。

基于端、边、云的技术架构,该项目提供了完善的可集成和兼容异构系统的数据端口,能够把染厂作业控制层、现场管理层、企业营运层和协同商务层的数据在同一个平台下打通,让企业实现基于数据和流程的业务协同。ITEX智慧纺织云平台包含计划管理、设备管理、能源管理、质量管理、工艺管理、仓储管理、智能调度、人员管理、安环管理等多个功能模块,企业管理人员随时随地都可以通过手机、电脑、看板、大屏等渠道对工厂的各个环节进行管控,帮助企业有效提高工作效率,减少跨系统带来的额外沟通、数据传递成本,提升企业的经营效能。

该项目从业务端到产品端全流程数据贯通,为纺织印染行业在工业4.0制造产业升级形成良好的应用示范作用,为全国纺织印染行业技术改造指明发展方向,解决了行业内发展的瓶颈,真正意义实现了纺织印染行业智能化生产,具有高度的可推广性与可复制性。

ITEX 智慧纺织云平台的硬件设备。

05 定向纳米纤维基生物医用材料的研发与应用

获奖单位:西安工程大学、(云帆)天津仪器有限公司、江苏唐盛纺织科技有限公司

该项目提出了基于定向纳米纤维的可吸收纳米纤维包覆纱缝合线、一体化小口径人工血管支架和椎间盘纤维环支架等医用材料的构筑技术,探讨了纳米纤维定向和成形过程机理,满足了结构复杂生物组织细胞的生长要求,获得了综合性能优良的生物医用材料制品。

项目制备得到的均匀连续载药定向纳米纤维包覆纱缝合线,具有良好的抗菌、止血、消炎作用,能够促进伤口快速愈合,适合用作细胞具有定向排列结构的肌肉、血管、神经等组织工程修复材料。利用定向纳米纤维包覆纱与纺织加工技术相结合,可制备多种结构形式的功能性医用支架制品。

该项目满足了国内医疗领域的多样化市场需求,填补了相关医用材料的自主研发空白,推动了生物医用材料的技术升级,促进了纳米纤维制品在医疗材料领域的规模化应用。通过合作单位生产的相应静电纺丝装置,现已销往众多高校和科研院所,加快了高功效生物医用材料科研成果的转化速度,取得了良好的社会和经济效益。

06 纺织用功能性微胶囊技术

获奖单位:北京宇田相变储能科技有限公司

该项目利用纳米乳化和切割技术,将功能性物质(主要用于包覆相变调温、杀菌、抗菌、消毒、驱蚊、防螨、香精、精油、香薰、农药、医药、油墨、日化、洗涤等众多功能性物质)切割分散成300~500 纳米的微颗粒,然后利用化学沉积法、物理化学法、溶胶-凝胶法等微胶囊包覆技术,将功能性微量物质包裹在500纳米~5微米的聚合物薄膜中,胶囊内物质的原有物理和化学性质丝毫无损,该专有技术实现了胶囊内功能性物质反应可控化、功能(释放)持久化、植入载体方便化,拓宽了功能性材料的应用领域。

项目开发出能够包封一系列不同功能材料、粒径可控的功能性微胶囊,并实现稳定批量制备,其包覆率不低于75%;微胶囊包封完全、近似球形、粒径小、分布窄,改善面料的手感和舒适度;微胶囊耐强酸强碱、耐候性强,可在纺丝源头、制浆时加入,解决纤维中加入量低、纤维品质下降等问题;表面改性后,功能性微胶囊即使在纤维表面,也可通过“桥”与纤维紧密相连。经过后续单独纺纱或与其他纤维混合纺纱等一系列加工,解决了功能难以持久的问题。

香味微胶囊乳液。

07 双贾卡提花网布的编织方法

获奖单位:信泰(福建)科技有限公司

近两年贾卡网布花样越来越丰富,但提花针法却普遍缺乏新颖性。该项目通过对各把梳栉进行排列设置、垫纱运动组织进行定义以及各把梳栉的配合编织,在双贾卡经编机上进行操作及编织形成不同双贾卡提花网布,突破了传统的贾卡提花效果,丰富了产品的提花效果,满足了市场需求。

该项目中,一种双贾卡提花网布的编织方法已申请国家发明专利,并获得第二十二届中国专利奖。项目有效解决了起泡起皱、透孔不齐、孔内露线、物性偏低及支撑力较低等问题,提高了编织面料的美观、产品合格率和生产效率,降低了产品成本和能耗,更加节约资源且环保。主要应用于鞋面制造领域,可使鞋子更加舒适、耐用、轻巧、美观,促进经济消费,提高了人民生活质量与幸福指数。

双贾卡提花网布。

08 电脑毛巾绣软绣加工技术在羊绒针织产品的开发与应用

获奖单位:北京雪莲羊绒有限公司

该项目将已经机械自动化升级的毛巾绣技术跨界应用到羊绒针织衫创意设计,通过对技术的研究解决生产中羊绒线作绣线时易断、花型毛圈不丰满,以及羊绒制品机器刺绣时图案再现蠕变和绣品花型区域手感板硬等问题。其使羊绒在保持了柔软舒适品质的同时,还具有色泽清晰、图案立体的特点,满足设计人员的创意需求,彰显消费者的个性品位。该项目产品甚至可以分层次表征设计创意,采取定制方式让消费者参与设计,是一种创新型差别化产品。

该项目研发过程中利用3 股过蜡粗纺羊绒纱,解决了调速电脑毛巾绣机穿刺织物时易断线和花型漏底等问题。公司通过技术授权,将羊绒毛巾绣技术结合体育盛会元素,带动产品销售,与2022年北京冬奥会和第19 届杭州亚运会的第三方特许生产企业、特许零售企业、授权的IP 合作企业共同生产杭亚和冬奥元素的毛巾绣羊绒产品,更好促进新型技术推广和产品技术升级。

毛巾绣加工技术应用于羊绒产品中。

09 经编贾卡CAD 设计软件4.0 的开发应用

获奖单位:福建省万物智联科技有限公司

基于市面上现有的经编贾卡类CAD 设计软件(主要有华中CAD 软件/江大CAD 软件),福建省万物智联科技有限公司在该基础上进行了改进开发。改进后的CAD 设计软件和机台控制系统产品齐全,周边产品丰富,有利于支撑特色功能的快速定制开发,系统稳定,且具有特有的智能织排数功能、三贾卡功能、KMO 兼容功能等,可解决市面上原国产软件在应用中产生的各类问题。

该项目已申请并获得软件著作权证书-STCAD软件(电脑端)V4.0(软著登字第7064524 号),并且进行了推广授权应用,目前共授权35 套,带来良好的经济推广效益。同时项目产品均支持开放接口,满足部分领先企业关于数字管理运营、设备数据联网方面的述求,通过新功能和稳定性双重迭代,缩短了产品的开发周期,可以大幅提高企业的设计研发能力和效率,推动经编贾卡领域不断发展。

10 超柔无纺布的制备方法及产品开发

获奖单位:阳光卫生医疗科技江阴有限公司

超柔无纺布是阳光卫生医疗科技江阴有限公司专门为家纺行业开发的用于高档酒店、民宿等场景的一次性浴巾浴袍、床上用品材料。该非织造材料经过柔软改性处理,可以达到肌肤般的柔软手感,并提高了其耐磨性。后续采用复合工艺,通过与特殊薄膜材料复合,赋予其防渗性能,可作建筑墙纸等;并且利用抗紫外整理技术可以将无纺布材料应用于窗帘织物等。该材料较普通家纺材料更蓬松、柔软、亲肤、清洁卫生,后续经过印花处理提高附加值。该款超柔无纺布现已在家纺行业得到推广,且客户使用效果较佳,产品还得到了浙江民宿协会的关注,后续一年订单量累计可达300 余吨。该项目产品在非织造类行业属首例,取得的社会价值远高于经济价值,对于保持公司在行业的领先地位、扩大市场份额、树立公司品牌起到积极的推动作用。

超柔无纺布具有广泛的应用前景,不仅可以推广到几乎所有家纺类行业,后续赋予其附加功能还可应用在工业、制造业等领域,从而为公司拓展业务提供有利的技术支持。

超柔无纺布系列产品。

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