引子
科技的發(fā)展給人們的生活帶來了日新月異的變化。衣食住行“衣”為首,在服裝的舒適化、功能化、多樣化、智能化的表觀變化之下無不體現(xiàn)出該產業(yè)鏈上每個環(huán)節(jié)的技術進步。除了衣著之外,家用紡織品與產業(yè)用紡織品的發(fā)展變化也是快速而多樣的。
在工業(yè)生產快速發(fā)展的同時,人們也更加重視資源、環(huán)境及可持續(xù)發(fā)展的問題,清潔生產技術的推廣應用引人矚目。此外,高分子材料、電子信息、納米技術、生物工程等高新技術在紡織領域更廣泛地滲透,使傳統(tǒng)的紡織行業(yè)正在發(fā)生著革命性的變化。
近兩年來,纖維生產、紗線加工、織造、針織、染整、非織造布等各個領域均取得了新的技術進展,并推出了大量的新工藝和新設備,整體技術水平得到提升,這系統(tǒng)體現(xiàn)了紡織行業(yè)的創(chuàng)新能力??梢钥闯觯案哔|、高效、節(jié)能、環(huán)保、智能”依然是當今世界紡織技術的發(fā)展方向,近期的技術進步重點體現(xiàn)在高效生產技術、節(jié)能環(huán)保技術、電子信息技術、質量控制技術和循環(huán)利用技術等方面。
新年伊始,萬象更新。本刊編輯部策劃并組織了此次新年特別專題,力邀業(yè)內著名專家,以本刊專家委員會為依托,盤點了近兩年來紡織領域的技術進展情況,以饗讀者。
專家盤點 化纖領域
張大省 北京服裝學院教授
高溫熔融紡絲是在 300 ~ 450 ℃下對高分子材料進行熔融紡絲加工的新技術,該技術可將那些常規(guī)紡絲技術無法加工的高熔點、高黏度熱塑性樹脂紡制成纖維。開發(fā)高溫熔融紡絲技術的意義在于摒棄現(xiàn)有紡絲技術(如液晶紡絲、凍膠紡絲)使用有機溶劑,導致環(huán)境不友好的欠缺。同時由于熔融紡絲的成本較低,有利于高性能纖維的推廣。
進展之一:聚苯硫醚(PPS)纖維熔融紡絲技術
PPS的Tg為 86.5 ℃,Tm為 280.9 ℃。通過高溫熔融紡絲可制得PPS長絲,單絲強度為4.6 cN/dtex。由于聚苯硫醚纖維具有一定的耐熱性、阻燃性和優(yōu)異的耐腐蝕性,目前主要用于環(huán)境保護 — 高爐廢氣及熱電廠廢氣過濾材料、化學工業(yè)耐腐蝕過濾材料以及軍事領域等。聚苯硫醚纖維在燃燒時雖無明顯熔滴,但有含硫氣體放出,因此在作為阻燃材料使用時仍嫌不足。另外,PPS的耐熱氧化性能較差,在加工和使用中也應特別注意。
進展之二:聚醚砜(PES)纖維熔融紡絲技術
PES的Tg為 221 ℃,無熔點,可在 180 ℃下長期使用,耐化學性和耐蒸汽性突出,阻燃性好,尤以無熔滴性特點突出,極限氧指數(shù)(LOI)可達到 30% 以上,陰燃和續(xù)燃時間均為 0。空氣中的起始熱分解溫度達 454 ℃。目前國內外均未有真正聚醚砜纖維面世(只有濕法紡制的超濾用中空纖維)。北京服裝學院的課題組已經順利紡制出多種規(guī)格的聚醚砜長絲,單絲強度達到 2.0 cN/dtex,并制成機織面料供先進復合材料使用。聚醚砜纖維與聚苯硫醚纖維相比耐熱性更優(yōu),阻燃性更好,突出的優(yōu)點是耐磨性極高(由于聚醚砜具有極高的表面硬度),因此它在工業(yè)中非常適合用于同時具有阻燃、耐熱、耐磨要求的輸送帶。另外,聚醚砜纖維具有可染性,因此也同樣適合于公共場所及醫(yī)院等有阻燃要求的紡織材料。
進展之三:聚醚醚酮(PEEK)纖維熔融紡絲技術
PEEK熔點為 334 ℃,長期使用溫度可達250 ℃,甚至在 300 ℃條件下仍能保持一部分特性。目前除北京服裝學院外國內尚未有聚醚醚酮纖維生產,北京服裝學院課題組已經成功制得PEEK纖維,單絲強度達 6.0 cN/dtex。還對PEEK織物的阻燃性進行了詳盡的測試,發(fā)現(xiàn)PEEK與一般織物相比發(fā)煙量和放熱量都極低,CO釋放量小于 9 mg/kg,具有很好的燃燒安全性。目前PEEK纖維除了作為航空用復合材料制作之外,還可用于高溫條件下的傳送帶、過濾網、過濾氈以及高性能帆布、電纜包覆材料、體育用品等。
肖長發(fā) 天津工業(yè)大學副校長/教授
自20世紀80年代起,占據(jù)世界化纖主導地位的美、日、歐洲等國著名生產廠商就開始選擇逐步退出常規(guī)化學纖維的生產,而轉向利潤更高、受資源或環(huán)境影響更小的高技術纖維產業(yè)。
在發(fā)展纖維產業(yè)方面,美國的基本思想是“為了強化纖維產業(yè)的競爭力,唯有掌握戰(zhàn)勝世界競爭者的巨大技術”;而由于日本天然纖維資源短缺,所以政府高度重視發(fā)展化學纖維和纖維產業(yè)結構的調整。
我國化纖產業(yè)結構不合理的局面依舊突出,原料價格的不斷上漲使纖維企業(yè)的處境十分困難,而美國、日本、歐洲等發(fā)達國家和地區(qū)對高新技術的封鎖使得我國化學纖維產品的差別化程度和技術含量與發(fā)達國家相比存在很大差距,仍需大量進口補充。例如,近年來聚酯工業(yè)國產化,大容量、高起點、低投入的熔體直接紡裝置得到了快速發(fā)展,裝置規(guī)模不斷擴大,直接紡比例不斷提高,但同時,大規(guī)模直接紡生產線產量大,生產靈活性差,開發(fā)差別化產品成本高,導致產品同質化嚴重,進而引發(fā)低價競爭,導致企業(yè)虧損。
進展之一:復合型導電纖維系列產品的研制與應用開發(fā)
復合型導電纖維系列產品作為高附加值和高技術的功能性纖維,由于其導電性能優(yōu)越、使用時間長久等特點,被廣泛應用在紡織品、醫(yī)療器械、航空航天、石油化工等領域。為緩解復合型導電纖維進口產品價格較高與國內市場需求不斷擴大的矛盾,自2003年以來,天津工業(yè)大學和中國紡織科學研究院開始進行導電纖維的生產開發(fā)基礎性研究和產業(yè)化研究,2007年實現(xiàn)了淺色導電復合纖維的工業(yè)化生產,開始應用于羊絨衫等服裝領域。主要進行了淺色導電母粒、導電碳黑母粒、溶解-涂覆技術、聚氨酯溶液法紡絲技術、化學氣相沉降技術、紡絲專用設備以及復合導電纖維等幾個方面的研究工作。
該技術成功地開發(fā)出導電性能優(yōu)異、價格低于進口同類產品的系列導電纖維,填補了國內空白,替代了進口產品。該技術有力地促進了紡織行業(yè)的產品結構調整和我國高技術纖維的發(fā)展,提高了我國高技術纖維的質量和檔次,對我國高技術纖維的發(fā)展起到了良好的推動作用。
進展之二:壓力響應型中空纖維膜及其應用技術研究
該項目屬功能性化學纖維和產業(yè)用紡織品領域,涉及纖維材料科學、產業(yè)用紡織品和化工分離技術等,由天津工業(yè)大學與天津膜天膜工程技術有限公司合作完成,獲得2007年中國紡織工業(yè)協(xié)會科技進步一等獎。與傳統(tǒng)成孔制膜技術不同,該項目開發(fā)了一種全新的中空纖維膜制膜成孔方法,開發(fā)出具有界面微孔結構特征、對分離體系壓力變化有明顯響應功能的智能中空纖維膜,同時將相關理論成功應用于常規(guī)聚偏氟乙烯中空纖維膜改性,開發(fā)出具有自主知識產權的高抗污染型改性聚偏氟乙烯中空纖維膜及其水處理裝置應用技術。作為一種比表面積大、裝置占用空間少、可反洗重復使用的膜材料,中空纖維膜已廣泛應用于水處理及化工分離領域,是資源、能源化工和環(huán)境等領域的共性技術。該項目技術有效地提高了我國中空纖維膜產業(yè)的核心競爭力,必將在我國國民經濟和社會發(fā)展中起到舉足輕重的作用。
蘆長椿 全國化纖新技術開發(fā)推廣中心總工程師
目前世界纖維產業(yè)技術趨勢如下:(1)環(huán)境與資源制約著纖維產業(yè)的發(fā)展;(2)新產品新技術開發(fā)周期明顯加快(納米纖維產業(yè)化進程);(3)通過超越國界的專業(yè)化技術合作,提高企業(yè)市場競爭能力的趨勢明顯;(4)市場供需變化大大加快,提高市場供需平衡預測能力十分重要。
進展之一:納米纖維技術產業(yè)化
納米纖維具有特別的性能,屬高技術含量纖維產品,是21世紀前沿學科,它將開辟纖維材料新的應用領域,諸如高精密過濾、醫(yī)用紡織品等。其現(xiàn)實和潛在的市場和技術經濟意義重大。
近來,捷克Elmarco公司采用靜電紡絲工藝,紡制 50 ~ 500 nm纖維網,標志著納米技術已進入實用化階段。與此同時日本帝人公司雙組分工藝、可樂麗公司紡絲成網工藝紡制納米纖維也已進入半工業(yè)化運轉??梢哉f納米纖維技術取得了巨大進步。
進展之二:生物技術在化纖生產中的應用及潛在市場
全球多家跨國公司參與生物技術開發(fā)。目前世界上已有 26 家公司完成生物高分子的商業(yè)化生產,并有 60 余家參與生物高分子研究和開發(fā)。生物技術被譽為是蒸汽機車、微電子技術之后第三次工業(yè)上的重大變革。
近年生物技術已進入化纖產業(yè)鏈的各個環(huán)節(jié)。巴西Braskem、陶氏化學等公司制造生物基PE、PVC的 15 萬t/a生產工廠將于2009年投入運轉。Braskem公司生物基PP也在實驗中。杜邦生物基PDO已形成 4.5 萬 t/a產能。PLA、Sorona? – PTT已用于POY/FDY、BCF及紡粘和熔噴非織造布,生物高分子PLA/PHA/PCL等已用于醫(yī)用紡織品。生物高分子的研究開發(fā)是傳統(tǒng)纖維產業(yè)持續(xù)發(fā)展的新機遇。
進展之三:熔紡氨綸與熔紡技術的廣泛使用
傳統(tǒng)氨綸的干法與濕法工藝對環(huán)境存有危害,20世紀歐美及日本等發(fā)達國家已限制其于本土擴大氨綸生產能力。
近年來熔法氨綸技術日趨完善并已為眾多廠家認可。日本日清紡、鐘紡、可樂麗,德國Uhde Inventa – Fischer(伍德依汶達?菲瑟),以及美國等的諸多廠家都涉足熔法氨綸的研發(fā),具有能耗和環(huán)境友好特征,是氨綸纖維持續(xù)發(fā)展不可忽視的方面。熔法氨綸成本可降低 15% ~ 20%,無溶劑消耗和不需要回收設備投資。纖維產品無對人有害的殘留溶劑,具有生產單纖纖度為 15 ~ 20 dtex氨綸的最佳技術的經濟條件。
邱有龍
中國紡織工業(yè)設計院教授級高工
在粘膠短纖維生產中,漿粕中的甲種纖維素經堿液浸漬、壓榨后生成堿纖維素,成為主要生產原料。半纖維素溶解于壓榨堿液中,如果不去除,則在黃化過程中將消耗過多的CS2,且降低了成品纖維的強力。CS2廢氣僅在二浴塑化槽中得到回收,回收量僅 30% ~ 40%,余氣排放,污染環(huán)境。
進展之一:采用膜過濾技術代替老的透析法技術,可達到半纖維素去除率高、回收堿液量大、少占地、節(jié)約投資、節(jié)省勞動力等效果
將壓榨堿液采用膜過濾裝置 2 套,去除半纖維素,代替現(xiàn)在使用的 24 臺壓液透析機,回收純凈堿液 110 m3/d,回收濃縮堿液 90 m3/d,壓液堿回收率提高到 98%。建設紡練車間用的堿性廢水 200 m3/h,膜過濾裝置 1 套,生產除鹽水 115 m3/h。
項目總投資為 1 506.2 萬元,其中:壓榨液膜過濾回收裝置為 720.0 萬元,紡練車間堿性廢水膜過濾回收裝置為 786.2 萬元。
預期效果:(1)壓榨堿液膜過濾回收裝置可多回收NaOH4 600 t/a,價值 1 012 萬元,扣除成本后,年收入 384 萬元;(2)堿性廢水膜過濾回收裝置可節(jié)水 93.4 萬m3/a,少排放污水 92 萬m3/a,減少COD排放量 821.6 t/a,扣除成本后,年收入 208 萬元。
進展之二:排放的廢氣中含有H2S和CS2,先用堿液處理廢氣,使H2S氣體生成NaHS溶液,作為副產品回收出售;再用活性碳吸附CS2廢氣得到液體CS2,回收再用于生產
唐山化纖廠年產粘膠短纖維 15 萬t,處理工藝廢氣 20 萬m3/h,項目分兩期進行,一期處理能力 8 萬m3/h,二期處理能力 12 萬m3/h。采用境外引進技術,將H2S氣體用堿液處理,生成NaHS,再將CS2氣體用活性炭吸附,生成液態(tài)CS2回用。該裝置H2S去除率為 99.5 %,CS2回收率為 95 %。
項目總投資為 13 882.5 萬元,其中:一期工程投資為 4 941.7 萬元,二期工程投資為8 940.8 萬元。
預期效果:一期工程可減少向大氣排放CS2約 6 080 t/a,扣除處理運轉費用,年收入 1 514.2 萬元;二期工程可減少向大氣排放CS2約 9 120 t/a,扣除處理運轉費用(需增加用電裝機 4 590 kW,蒸汽 24.5 t),年收入 5 956.8 萬元。
程博聞
天津工業(yè)大學科技處處長/教授
隨著差別化纖維需求量的日趨增大,纖維制備技術取得了新的進展,此類技術對推動行業(yè)技術進步意義重大。
進展之一:熔融復合紡絲技術
天津工業(yè)大學與捷德紡織(深圳)有限公司合作,采用熔融復合紡絲技術將耐熱溫度較低的相變石蠟、驅蚊油、香料直接紡絲包封于纖維內部,擴寬了功能纖維制備手段。有機小分子物質由于耐熱性較差,粘度低,很難直接用于熔融復合紡絲,以往制備功能性纖維需要采用微膠囊法或浸漬法。
進展之二:復合纖維溶液紡絲技術
該技術通過改變噴絲板結構,直接制備出了腈綸復合纖維(導電、抗菌、光熱轉換),將以往只能用于熔融紡絲的皮芯復合紡技術用于溶液紡絲。
聚丙烯腈、聚乙烯醇等由于分解溫度低于熔融溫度所以只能采用溶液紡絲技術制備纖維,而由于聚合物溶液黏度小于一般熔體的黏度,所以此前沒有采用溶液紡絲工藝制備皮芯復合纖維的技術。
武海良
西安工程大學教授
進展之一:環(huán)保型彩色滌綸繡花線生產技術
當前滌綸繡花線都是通過染色途徑生產的,生產工藝過程繁瑣、產生大量練染廢水,生產成本高,對環(huán)境水體危害很大。廢水處理成本高、效果差,產品色牢度低,使用過程中還會因洗滌、出汗造成沾色,產品檔次低,屬于高污染型低檔產品。采用三原色色母粒經電腦配色制成有色母粒,再注入螺桿擠壓機與白色聚酯切片共混紡絲,經特殊加工制成彩色滌綸繡花線,滿足了對高品質、環(huán)保型底線原料的需求。
彩色滌綸繡花線成套生產技術成熟,克服了絞紗或筒子染色帶來的缸差、色牢度差等缺點,避免了因傳統(tǒng)染色產生的污染,實現(xiàn)了小批量多品種工業(yè)化生產,為下游企業(yè)提供了高質量、低成本、價格低的優(yōu)質產品,直接和間接經濟效益顯著,具有良好的推廣前景和顯著的社會效益。
專家盤點 紡紗領域
狄劍鋒 五邑大學紡織服裝系主任/教授
在紡紗領域,其技術進步表現(xiàn)在設備水平不斷提高,特別是自動化水平越來越高,單臺產量越來越大。另外,一些紡紗新技術得到迅速發(fā)展,例如,緊密紡紗技術越來越成熟,轉杯紡紗的轉速已經達到 16 萬r/min,而且實現(xiàn)了全部自動化;噴氣渦流紡紗得到快速發(fā)展,摩擦紡紗也有所改進。
進展之一:“從纖維到纖維”的循環(huán)利用技術
全世界每年的纖維使用量基本上和纖維廢棄量等同,如果能將廢棄的服裝等循環(huán)利用,不僅可以減少新纖維的使用量,節(jié)約自然資源,減少環(huán)境污染,而且可以產生顯著的經濟效益。
日本帝人公司研制成功世界獨創(chuàng)的“從纖維到纖維”的循環(huán)利用技術。據(jù)介紹,該技術可以把回收的舊衣服經過粉碎、磨粒、處理等過程,生產出新的纖維。用這種循環(huán)利用的纖維可生產出非常漂亮的運動服、領帶、絲巾等時尚產品。但目前這種技術的成本還比較高。
進展之二:3 tex以下(200S以上)超細紗線紡紗技術
山東魯泰紡織有限公司研制成功 300S 紗線,并用純棉 300S 紗制成了襯衫面料,制成的襯衫已出口到英國、意大利及美國,高端的產品也獲得了不菲的利潤,可以說是銷路很好。該產品的推出,不僅使我們在高端紡織品領域取得了突破,更重要的是對我國紡織產業(yè)升級起到了積極的引領作用,增強了我們向紡織強國邁進的信心。
能紡 200S 以上純棉紗的企業(yè)在世界寥寥無幾,產品自然供不應求。山東魯泰能夠研制成功 300S 紗線,并實現(xiàn)產業(yè)化,說明此項技術是可行的,我國應該加大力度推廣這項技術。
進展之三:轉杯紡紗自動化技術
國際上轉杯紡紗技術已經發(fā)展到了第四代,轉杯速度已經達到 16 萬r/min,實現(xiàn)了全部自動化。國際上最有代表性的轉杯紡紗機主要有德國Oerlikon Schlafhorst(歐瑞康賜來福)公司生產的Autocoro 360和瑞士Rieter(立達)公司生產的R40,Autocoro 360的最高紡杯轉速可以達到 15 萬r/min,引紗速度最高可以達到 300 m/min,有360個錠位。后來又開發(fā)出Autocoro 480,錠位達到 480 個。R40 的最高紡杯轉速可以達到 16 萬r/min,引紗速度最高可以達到 350 m/min,有 400 個錠位。這兩種機型的自動接頭技術、在線質量檢測和控制技術、主要零部件系列化技術、特種紗線模塊技術等都是世界上最先進的。
郁崇文 東華大學紡織學院教授
紡紗領域近期的科技進展主要是前期有關技術的推廣應用,如,緊密紡、大牽伸(細紗采用壓力棒控制裝置)等。還有就是在設備上的優(yōu)化完善,如,Autocoro S 360 —— 智能化經濟型轉杯紡紗機,將原來整機上巡回的接頭小車改為每頭上固定的接頭裝置,降低了成本,提高了穩(wěn)定性。
進展之一:毛紡的半精紡(即采用棉紡的梳棉、并條、粗紗和細紗等加工毛纖維)
纖維長度對紡紗過程和成紗質量都有一定的影響,例如,毛紡、麻紡等長纖維所需要的加工流程比棉長,但成紗質量(條干均勻度等)比棉差。探索纖維長度對紡紗加工及成紗質量的影響,以期確定紡紗的最佳纖維長度,以簡化紡紗過程,改善成紗質量。半精紡就是這一思想的應用實例,近年來發(fā)展較快。
專家盤點 織造領域
洪海滄 上海市紡織工程學會織造專業(yè)委員會常務副主任
近一年半來,國外無梭織機主要是劍桿織機和噴氣織機在體現(xiàn)高速化、智能化、自動化、多適用化、模塊化方面作了改進和努力,直至推出新機型。
現(xiàn)代無梭織機已完全實現(xiàn)了電子計算機技術、傳感技術、新型驅動技術與織機機械的完美結合,織機已完全實現(xiàn)了自動化和智能化,機電一體化水平已達到了相當高的水平;織機機電一體化的應用主要體現(xiàn)在對運動機構電氣化、織機監(jiān)控、生產管理自動化系統(tǒng)三方面。自動化是織機特點,計算機技術的應用使織機自動化更進一步發(fā)展。
準備機械(整經機、漿紗機)技術無大的突破,但新型漿料特別是變性淀粉類環(huán)保漿料的積極推廣應用,少用或不用PVA,一直是國內同行關注的重點。
進展之一:功能強大的織機控制系統(tǒng)
現(xiàn)代無梭織機最顯著、最有效果的進展就體現(xiàn)在控制系統(tǒng)的技術進步方面,也是體現(xiàn)高端無梭織機技術水平的重要標志。當前國外劍桿織機和噴氣織機的控制系統(tǒng)普遍采用了智能分布式控制系統(tǒng),主要具備織機監(jiān)控和信息化網絡管理二大功能。
織機監(jiān)控主要有實時監(jiān)控、數(shù)據(jù)處理、雙向通訊等功能,是一種先進的質量控制技術,可使生產管理實行自動化。歸納有如下功能:(1)對織造全過程實行運轉狀態(tài)監(jiān)控、故障診斷、數(shù)據(jù)處理等;(2)新一代織機智能織造系統(tǒng),存儲著許多種織物的經驗性工藝參數(shù),系統(tǒng)會自動生成工藝參數(shù)供參考并同時儲存新參數(shù)以豐富該系統(tǒng);(3)可用儲存卡編程或軟件升級,與中央電腦系統(tǒng)雙向通訊。
信息化網絡管理技術是織機計算機技術應用的更高一個層次,國外高端無梭織機都程度各異地具備此項功能。以太網、CAN總線,甚至光纖通訊等組成局域網,可以實行織機群控;實時織造參數(shù)查詢可通過通信網絡實現(xiàn)全球和區(qū)域的遠程信息遙控及傳輸,藉以實現(xiàn)問題和故障的診斷及處理。
國內高端無梭織機近期在控制系統(tǒng)中采用多CPU分布式控制方式的系統(tǒng)增多了,在實時監(jiān)控、數(shù)據(jù)處理功能方面,已與國外織機縮小了差距,但在信息化網絡管理技術和系統(tǒng)的穩(wěn)定性及可靠性方面還有待于進一步努力。
進展之二:模塊化設計理念的廣泛應用
織機是多運動機構的組合體,各機型按自身特點有各自的基本產品平臺(也即基本模塊),在基本產品平臺上進行功能單元的組合配置,采用通用型運動單元(子模塊),和有各自機型特點的單元系統(tǒng)(特種子模塊),即可生產出符合用戶要求的最終產品。
模塊化設計由于充分考慮了零部件通用性、變換配置的便利性,可降低成本,加快產品的市場供給進度,是一項高效生產技術;現(xiàn)時運動機構的電氣化為模塊化設計創(chuàng)造了快速組合條件。織機模塊化,模塊通用化,生產專業(yè)化,是織機發(fā)展的必然趨勢。
當前歐洲織機廣泛應用了模塊化設計理念,可擴展和演化原機型,大部分機型可實現(xiàn)劍桿和噴氣織機的部件通用。近年來,日本 2 家廠商在噴水織機的設計中,也應用了模塊化設計理念,應用了各自噴氣織機的一些產品平臺,從而提高了產品的綜合技術性能。國內劍桿和噴氣織機的制造,由于以仿制機型為主,受此限制,在 2 種織機的通用化方面,尚未進入模塊化設計理念的階段,但零部件通用性的應用實際早已涉及該領域,相信市場一定會給予我國這方面工作的調整。
進展之三:主電機的數(shù)控直接驅動技術
近 2 年來,國外噴氣和劍桿織機已廣泛推行應用主電機數(shù)控直接驅動技術,將主驅動納入控制系統(tǒng), 加速推進了織機的完全自動化。主驅動系統(tǒng)采用此技術后,取消了主離合器、制動器和慢速、尋緯機構,直接由程序數(shù)字化控制驅動,有利于提高織機速度、運轉效率,減少能耗和機物料消耗。采用該項驅動技術,要求主電機低耗、高啟動轉矩、調速性能好、能頻繁啟制動、效率高。
目前各廠商采用直接驅動技術的電機主要有開關磁阻電機(Sumo)、同步可變磁阻電機(DD)、獨立變頻電機、交流無刷電機(Hi–Drive)等4種。SMIT(斯密特)公司于2007年9月在ITMA展會上推出的GS – 920型劍桿織機,更是采用 2 個直接驅動的(DD)變速電機,一個用于主驅動,另一個用于驅動開口裝置,展示了該機很高的控制技術。
近兩年來國內高端劍桿織機也開始少量試用同步可變磁阻電機(DD),廣東豐凱公司于2007年6月在上海紡機展上最先推出用 2 個直接驅動的變速電機,分別用于主傳動和開口運動的驅動。
李嘉祿 天津工業(yè)大學教授
三維紡織技術是20世紀80年代在航空航天工業(yè)的推動下發(fā)展起來的新型紡織技術,主要用于制備高性能復合材料的增強結構體。近年來,三維紡織技術得到了迅速的發(fā)展,應用領域由航空、航天等領域逐漸拓展到船舶、汽車、機械等民用領域的高性能復合材料的研制中。
進展之一:三維凈體編織技術
由天津工業(yè)大學復合材料研究所研制開發(fā)的三維凈體編織技術是一種材料與零部件的一體化、集成化設計制造技術,即在零部件制備過程中,根據(jù)零部件功能要求進行零部件外部幾何拓撲形狀和內部材料細觀結構的并行設計,一次完成零部件內部組織結構和三維形體的制造。采用三維凈體編織技術研制的衛(wèi)星發(fā)動機支架及其關鍵技術于2007年獲國家科技進步二等獎。
進展之二:多軸向緯編技術
多軸向緯編技術是天津工業(yè)大學復合材料研究所在雙軸向緯編技術基礎上開發(fā)出的一種新型高性能纖維織造技術。0°、90°、 ± 45°排列的高性能纖維由緯編成圈紗線捆綁在一起,形成一個整體結構織物,可用作高性能復合材料的增強結構。
龍海如 東華大學紡織學院教授
針織加工領域的技術進展主要體現(xiàn)在:(1)針織機的機號進一步提高,以適應加工高支輕薄型面料的需求,如單面和雙面圓緯機的最高機號分別達到E60和E44等;(2)針織機速度進一步提高,以適應高效生產的需求,如圓緯機、電腦橫機和經編機的最高速度分別達到 1.8 m/s、1.6 m/s和 4 000 r/min等;(3)電腦控制進一步拓展,以提高了自動化程度,如電子選針盤針和沉降片,圓緯機的電腦控制織物密度與輸紗張力的自動調整系統(tǒng)等;(4)成圈機件進一步改進與完善,以提高編織質量和功能,如電腦橫機的滑動織針與相對運動沉降片,無縫內衣針織機的移圈織針等。
進展之一:超細針距高性能單面多針道圓緯機
該機不僅機號高達E60(之前最高為E54),而且生產效率也很高,路數(shù)達到每英寸筒徑 3.2,速度達 1.3m/s,可以采用高支紗線,生產絲綢般細潔的高質量輕薄型織物。機號進一步的提高,對于編織系統(tǒng)的設計、材料及其熱處理、加工制造精度、疵點與故障的檢測控制等提出了很高的要求。該機采用的新技術主要有:(1)開發(fā)了特殊形狀雙導向的沉降片以及沉降片三角,以確保均勻的織物外觀和減少沉降片的磨損;(2)研制了新型的積極式輸紗裝置,以確保了添紗編織時紗線在導紗孔的優(yōu)化分紗以及可靠墊入織針;(3)設計了新的溫度控制系統(tǒng),以確保整個編織過程優(yōu)化的運行溫度。
進展之二:配置滑動織針與相對運動沉降片的電腦橫機
滑動織針有別于目前電腦橫機普遍采用的舌針。它由兩部分組成,運動受兩個滑動裝置分別控制,類似于復合針。滑動織針特別有益于復雜的移圈,可以不用彈簧移圈針,允許織針配置在針槽中央,避免了移圈斷紗。因此該針可以獲得完全均勻的成圈和高質量的織物。此外,與滑動織針配合的沉降片相對運動技術,減小了滑動織針的動程,使成圈過程紗線張力分布更為均勻,減少了紗線的磨損,防止了斷紗?;瑒涌椺樑c相對運動沉降片的配合,在使用各種紗線編織時,都能獲得優(yōu)質織物,并明顯提高了生產效率。
蔣高明 江南大學Karl Mayer經編研究中心 主任/教授
經編作為我國針織行業(yè)的一個分支,近年來規(guī)模不斷擴大,是我國紡織工業(yè)中發(fā)展最快的產業(yè)之一。隨著經編產業(yè)規(guī)模的逐步擴大,我國不斷引進國際先進生產設備,在較短的時間內,全行業(yè)的技術裝備水平得到快速的提升。經編設備不僅材質好,加工精度高,并且向多種規(guī)格、高機號、寬幅、多梳櫛等方向延伸,同時向專用型、專業(yè)化發(fā)展。在機器高速化、控制電子化、功能多樣化、操作便利化、設計電腦化和管理網絡化等方面都有飛速的發(fā)展,現(xiàn)代經編機已完全成為一種現(xiàn)代化的設備。機器速度達到 4 000 r/min,梳櫛達到 95 把,起花的能力大大提高,進一步擴大了經編產品的應用范圍。
進展之一:碳纖維增強材料(CFRP)在經編機成圈機件中的應用
碳纖維增強材料(CFRP)在任何氣候環(huán)境下都具有質輕、結構剛硬和穩(wěn)定的特點。通過采用CFRP材料,高速特里科經編機成功地打破了工作幅寬和針距的限制。由于該材料的使用,梳櫛的重量減輕了 25%,剛性得到提高,從而使機器速度大幅度提高。更重要的是,使用CFRP材料意味著元件在生產條件下耐高溫能力更強。通過采用CFRP材料和對機器進行設計,HKS2 – 3 E高速特里科經編機的速度比原有機型大幅度提高,機器最高速度可達 4 000 r/min,即使機號達E40 時,也能保持這種較高水平,并能確??椢镔|量。
進展之二:壓電陶瓷賈卡提花技術在國內的大量推廣
近年來賈卡經編機發(fā)展迅速,從機械式賈卡裝置發(fā)展到電磁式控制的賈卡裝置,再從電磁式發(fā)展到現(xiàn)在的壓電式,即Piezo賈卡系統(tǒng)。隨著壓電陶瓷賈卡提花技術的出現(xiàn),賈卡提花原理得到進一步的完善,不但能控制賈卡梳針背、針前的偏移,而且能控制賈卡紗線進入和退出工作。與傳統(tǒng)賈卡技術相比,在Piezo賈卡系統(tǒng)(PJS)中沒有移位針與賈卡導紗針的橫移配合。Piezo賈卡元件由電流脈沖控制偏移一個針距?,F(xiàn)在PJS不但用于普通賈卡經編機,而且還可用于多梳和雙針床經編機。Piezo賈卡的成功開發(fā),使機器的速度提高了 50%,可達 1 300 r/min,而且賈卡提花技術得到進一步發(fā)展。
國外Piezo賈卡系統(tǒng)雖然開發(fā)較早,但在國內大量推廣使用還是近兩年的事情,尤其在多梳花邊機、雙針床連褲襪機、浮紋型賈卡機上等等。國內在Piezo賈卡開發(fā)方面已取得長足的進步,并且已將該技術用于國產的全電腦花邊機和無縫織物經編機上,為我國經編機新技術的自主研發(fā)開辟了道路。
進展之三:伺服控制技術在經編機中的廣泛應用
隨著計算機技術與伺服控制技術的發(fā)展,它們已被廣泛應用于經編機器的各種機構中,如經編電子送經、電子梳櫛橫移、電子牽拉卷取和電子鋪緯等。國內在伺服控制技術的應用方面已取得了一些研究成果,但是這些成果還沒有到成熟階段,需要進行不斷的深入探索。國產的RYKT43/1型全電腦多梳經編機花梳系統(tǒng)全部采用大功率伺服電機控制鋼絲條花梳導紗系統(tǒng),使得花型范圍更寬,變換花型更加簡便。而在RYKT43/1電腦花邊機基礎上推出的RYKD42梳花邊機將伺服電機和氣動元件相結合,使生產速度達到 500 r/min,多把地梳和彈性梳可選用凸輪或EL傳動,形成各種花式底布。
近年新開發(fā)的國產氨綸整經機采用電腦變頻伺服控制技術,電機由PLC實行通信控制,使產品性能更加完善,控制更加精確。適用于棉、滌長絲、低彈絲、粘膠絲、棉紗、腈綸紗等短纖紗。
專家盤點 非織造領域
劉玉軍 中國紡機集團宏大研究院院長/教授級高工
從近年來非織造布工業(yè)的發(fā)展趨勢上看,加工技術的發(fā)展主要集中在以下領域:(1)發(fā)展水刺技術,包括水刺復合技術(多種組合技術如紡粘加水刺、氣流成網加水刺等);(2)細旦、雙組分、異形截面紡熔技術及應用新聚合物的紡熔技術;(3)各種工藝技術都向大規(guī)模、高速度、高產量、高質量、自動化和低耗節(jié)能方向發(fā)展;(4)各工藝之間互相滲透,向混雜化、復合化方向發(fā)展。
紡熔技術方面,其發(fā)展的重點是細旦、高產、節(jié)能、復合及新材料應用。紡粘技術的核心是高成絲速度和生產率、多噴絲孔數(shù)和多紡絲箱體配置。另外,新型紡粘和熔噴技術可以使高速、大規(guī)模生產納米級紡粘纖維和熔噴纖維成為現(xiàn)實。各大公司在開發(fā)自己獨特的成網技術過程中,都注重均勻成網技術的運用,以期生產出結構均勻、各向同性的纖網。
梳理和鋪網技術正向著產品均勻、大規(guī)模和高速度方向發(fā)展;質量控制技術用來生產高產量、高質量的非織造布產品。針刺技術正朝著高速度、高密度和高質量方向發(fā)展;Dilo(迪羅)集團的橢圓針刺梳理技術和圓形針刺梳理技術是這一趨勢的典型代表。水刺固網技術也向更高速度和更高質量的階梯邁進,其與紡粘技術及其它成網技術的結合使非織造布種類繁多。超聲波技術已經商業(yè)化應用于非織造布的粘合、軋花、切割、焊接以及將寬卷材分割成窄卷材方面上來,進一步提高了非織造材料和產品的生產速度和質量。靜電紡絲技術有了突飛猛進的進展,經過 70 多年發(fā)展的靜電紡絲技術已經開始走向大規(guī)模工業(yè)化生產階段。紡粘和熔噴領域已經出現(xiàn)可以直接生產納米纖維的新技術(不是通過雙組分方法)。
進展之一:靜電紡絲技術的工業(yè)化
作為納米技術的一個分支,靜電紡技術是利用靜電場力作為驅動力進行紡絲的方法,該技術具有下列特點:
(1)應用范圍廣(可應用于增強復合材料、工業(yè)過濾、吸聲防噪、化妝品、電池隔膜、防護/透氣、醫(yī)療衛(wèi)生以及傳感器、儲能材料等領域);
(2)適合于各種不同高聚物的靜電紡絲;
(3)極大的經濟和社會價值(目前世界上只有美國的 NanoStatics 和捷克的 Elmarco 公司實現(xiàn)了該技術的工業(yè)化,我國還沒有自己的專利技術,發(fā)展空間廣闊)。
靜電紡是目前唯一可用來生產最小細度僅為幾個納米的連續(xù)納米纖維的技術。合成和天然聚合物,聚合物合金,載有發(fā)色團、納米顆?;蚧钚詣┑木酆衔铮约敖饘俸吞沾刹牧隙伎捎糜谏a靜電紡納米纖維。靜電紡納米纖維生產過程的靈活性使得靜電紡過程可以生產各種各樣的納米纖維產品,應用領域非常廣泛,具有極大的發(fā)展?jié)摿徒洕⑸鐣r值。
進展之二:熔噴納米纖維制造技術
熔噴領域里的最新技術是Hills(希爾)的熔噴納米纖維新技術。這項熔噴技術利用Hills著名的薄板“印刷電路板”技術,來精確地計量及分配兩種以上的聚合物通過模頭。其原理為在紡絲組件中使用薄型的分配板,把每種聚合體的單一入口分成多個入口,而后根據(jù)需要計算并分配工作給每一個薄型分配板的噴絲板入口。該最新技術可紡出平均細度僅為 250 nm的均聚物納米纖維,成本低,穩(wěn)定性好。Hills的熔噴系統(tǒng)已經商業(yè)化并被用于生產并列型纖維、皮芯型纖維(皮比例小于 20%)和混合絲。
這項技術生產的納米纖維細度可以與靜電紡相媲美,且紡絲成網的均勻性和生產速度要遠高于靜電紡。生產的納米纖維應用領域廣,具有極高的經濟和社會價值。
進展之三:紡粘納米纖維制造技術
紡粘工藝上的新亮點當數(shù)Nanoval公司紡粘納米纖維新工藝;這是一種基于纖維劈裂原理的聚合物熔、溶紡粘新技術。其原理是由從噴頭兩側進入的冷空氣噴頭中擠出的熔體進行拉伸并使之分裂。技術關鍵在于牽伸氣流被導入一個先收縮后擴散的噴嘴;剛進入噴嘴時纖維表面受冷空氣拉伸迅速固化,而纖維內層仍為液態(tài)。當氣流到達喉口時,其速度達到亞音速,隨著噴嘴內徑的迅速擴大,氣流壓力急劇下降達到某種真空狀態(tài),使絲條內部及表層產生強大的壓力差,最后急劇分裂成眾多的細纖維。
該工藝紡出的連續(xù)長絲的強度可以達到紡粘非織造布的水平,而纖維的纖度可與熔噴媲美,甚至超過熔噴法,長絲大分子取向高、強力高。NanovalTM技術可紡出與熔噴纖維細度相當或者更細的纖維,而能耗要低得多。SplitfiberTM技術用于非織造布、噴絲寬度為75 cm時,產能可達到 150 kg/h。目前該公司的NanovliszTM纖維劈裂技術已經可以生產出細度低于 1 μm的納米纖維,應用范圍廣泛,具有極高的經濟和社會價值。
郭合信 中國產業(yè)用紡織品行業(yè)協(xié)會紡粘法非織造布分會名譽會長/教授級高工
非織造布工業(yè)自1978年改革開放以來,已經歷了 3 個發(fā)展階段。第一階段:1978 — 1987年,以梳理成網為主,服務于制衣工業(yè)、襯布、噴膠棉、針刺棉的生產;第二階段:1987 —1995年,開展紡粘法生產,使中國的非織造布生產有了突飛猛進;第三階段:1995年后,開展水刺法生產,非織造布質量得到了大大提升。
進展之一:紡粘水刺超細纖維生產線
2008年,中國成功開發(fā)了擁有自主知識產權的第一條紡粘水刺超細纖維非織造布生產線,且已投入生產,這在中國的非織造布發(fā)展史上具有里程碑的意義。
專家盤點 染整及紡織化學品領域
王濟永 中國紡織工程學會染整專業(yè)委員會主任
染整既是一個勞動密集型行業(yè),也是集機械、電子、化工等最新技術成果應用為一體的技術密集型行業(yè)。染整技術是應用技術,應用技術就是研究整合其他領域的先進技術,利用其他領域的最新成果,采用最低的物質消耗,生產加工出人們需要的紡織品。
近幾年染整技術進步主要體現(xiàn)在:(1)采用計算機技術,使染整設備全部實現(xiàn)自動控制、在線監(jiān)測、自動給液,大大提高了染整設備運轉的可靠性;(2)由于設備制造技術的提高,已完全可以實現(xiàn)小浴比染色及廢熱、廢水回用,清潔生產、節(jié)能環(huán)保技術在逐步推行;(3)高效短流程工藝日臻成熟,冷堆染色、活性染料無鹽軋蒸連續(xù)染色技術進展迅速;(4)機電技術的進步、墨水性能的改進使數(shù)碼印花性能得到迅速提高,數(shù)碼印花大量替代機械印花的時間已為時不遠;(5)人體健康型、環(huán)境友好型染化料得到大力推廣。適應氣候、環(huán)境變化的各種整理技術不斷完善。
總之,近幾年染整行業(yè)應用其他領域的技術成果,總體技術水平得到很大提高。所生產的印染紡織品不僅滿足了各層次人們衣著、家用的需要,而且在產業(yè)用紡織品方面也得到了很大的發(fā)展。技術進展主要特征應集中體現(xiàn)在:利用最新技術,采用最低物耗,生產出適合需要的印染紡織品。
進展之一:氣流染色機逐步替代溢流染色機
氣流染色機是應用空氣動力學原理,利用壓縮空氣來優(yōu)化液流染色機的染色效果。近幾年的改進和發(fā)展主要體現(xiàn)在:更小的浴比,采用空氣動力系統(tǒng),增加和重新設計設備部件,以減少用水量;改進織物輸送機理和儲布箱設計,降低噴嘴壓力,從而達到縮短染色循環(huán)時間、減少水耗和柔和地處理織物的目的。采用自動化設備來控制各種工藝參數(shù),特別是使織物速度、絞盤驅動與噴嘴中液流之間的同步協(xié)調,以盡可能實現(xiàn)織物的柔和處理,普遍采用的觸摸屏技術使操作更簡便。隨著國家節(jié)能減排政策的實施,環(huán)保措施的嚴格執(zhí)行,目前大有用氣流染色機替代老式溢流染色機的趨勢。
氣流染色機節(jié)能效果顯著,染同樣的紡織品,可節(jié)水 40%,節(jié)約蒸汽 30%,節(jié)電 10%。
進展之二:植物染料染色產業(yè)化
天然植物染料是以植物為原料,從植物中萃取。植物染料來源于植物,它具有再生性。植物染料直接取自大自然,它本身結構的形成完全是自然形成的結果,期間不會涉及任何化學原料。植物染料原料均是來自綠色可再生資源,受污染少,安全性好,不含有任何有害元素,并且經過嚴格的篩選,不僅無毒無害,而且還有醫(yī)療和保健作用,對人類的健康和延續(xù)具有深遠的意義,這是合成染料難以比擬的。
天然植物染料在印染生產整個過程中,對生產環(huán)境無污染,不會對人體健康產生任何傷害,排污也不會對人類生存環(huán)境產生不良影響。印染加工工藝生態(tài)化,染色固色過程無需任何人工合成化學品,只在弱酸浴中進行,達到現(xiàn)代生態(tài)紡織品的要求。
進展之三:活性染料無鹽軋蒸連續(xù)染色工藝
活性染料無鹽軋蒸連續(xù)染色工藝屬于短流程濕蒸工藝技術應用之一,采用活性染料無鹽軋蒸連續(xù)工藝技術耗鹽少,甚至不耗鹽;由于軋染液后不經烘干而直接進入還原蒸箱,縮短了固色時間;蒸箱溫度高濕度大不僅提高了固色率,而且減少了排污。短流程濕蒸工藝技術在國內雖然推廣沒有幾年,但由于節(jié)能減排效果顯著,物耗小,成本低,工藝技術已日臻成熟。
毛志平 東華大學生態(tài)紡織教育部重點實驗室 主任/教授
節(jié)能減排是染整及紡織化學品領域近年來的工作重點,因此,本領域的重大技術進展也圍繞此主題而產生。
進展之一:高固色率活性染料的開發(fā)
棉型織物約占印染布總產量的 50%,棉型織物染色最重要的一類染料是活性染料,其最突出的問題是固色率低,不僅增加了染料用量和成本,而且凈洗需要大量的水,會增加污水處理的負擔。提高活性染料的利用率對解決棉型織物印染加工過程的污染物排放至關重要。
提高活性染料利用率的方法有多種,如增加活性劑等。大連理工大學研究開發(fā)的可交聯(lián)大分子活性染料,通過將染料組裝到反應性大分子上,提高活性染料與棉纖維織物的親和力,可實現(xiàn)染料接近 100% 地吸附到織物上,再利用大分子上的多個反應性官能團,通過共價鍵將染料結合到織物上,可實現(xiàn)活性染料接近 100% 地固色。
進展之二:染色過程中染料濃度實時監(jiān)測技術研究和應用開發(fā)
染整行業(yè)的生產大多數(shù)加工還是處于以經驗控制工藝的技術水平上,特別是染色加工更是缺乏有效的染料監(jiān)測手段,由此使批次色差大,一次準率低,回修率高,并造成污染增大、能耗提高等問題。染色技術的提升除了開發(fā)新型染料、工藝外,很大程度上取決于加工過程各種工藝參數(shù)的實時監(jiān)控技術的應用。
目前,印染行業(yè)能夠在線實時監(jiān)控的參數(shù)有溫度、pH值、濕度、液位等。而染浴中染料濃度實時監(jiān)測,則是使紡織品染色加工從“憑經驗控制”向自動化(數(shù)字化)控制轉變的技術基礎。
東華大學研究開發(fā)的全波段實時染浴光譜監(jiān)測裝置、電腦自動采樣和數(shù)據(jù)處理方法,已實現(xiàn)了實驗室活性染料染色全過程的染料濃度實時監(jiān)測。該研究的進一步推進將實現(xiàn)織物染色加工過程的數(shù)字化控制。
徐谷倉 中國紡織工程學會染整專業(yè)委員會 顧問/教授級高工
近年來以電子信息技術、生物技術和新材料為核心的高新技術迅速發(fā)展,帶動了現(xiàn)代科學和現(xiàn)代技術的交叉融合。這對紡織染整行業(yè)產生了巨大的沖擊,同時促進了信息技術、生物技術、激光技術、傳感器技術及空氣動力學技術等高新技術在染整行業(yè)和相關行業(yè)(印染助劑、印染機械等行業(yè))的推廣應用,并研發(fā)了不少新技術、新工藝、新設備、新助劑,因而促使染整行業(yè)的迅速發(fā)展并向智能化、自動化、連續(xù)化、高速高效高品質及節(jié)能環(huán)保等方面發(fā)展了一大步。
進展之一:新型生態(tài)紗線涂料連續(xù)環(huán)狀軋染新技術
該新技術是以解決紗線涂料染色為突破口而開展的系統(tǒng)工藝技術攻關,組合應用了纖維改性技術、超聲波處理技術、中紅外烘燥技術、高效前處理技術,同時還采用了染料涂料的復合染色、同浴混合染色等工藝,涂料染料利用率和染深性可顯著提高??偟膭?chuàng)新點是以生態(tài)紗線連續(xù)環(huán)狀軋染新技術和從源頭來抓節(jié)能減排的實踐來實現(xiàn)涂料色織針織產品的清潔生產。
進展之二:高速直輥布鋏松堆絲光機
YF1098 – 180型高速直輥布鋏松堆絲光機是由中國紡織工程學會染整專業(yè)委員會和山東源豐印機有限公司合作開發(fā)的一臺具有自主知識產權的松堆絲光聯(lián)合機。該設備為國際首創(chuàng),其綜合技術達國際先進水平,在浙江亞太印染有限公司投產應用。該新設備解決了“八五”期間松堆絲光機工藝設備未能解決的技術難題(經向縮水率大和生產后產生短碼問題),將設計理念“恒堆置時間”及“恒張力控制”革新為“恒堆置速率控制”及“定長控制”,并對松堆絲光工藝進行工藝優(yōu)化和技術創(chuàng)新。經生產實踐證明“透而均”的溶脹既可提高染色得色率和勻染質量,又可降低纖維的內應力,使織物門幅容易擴張,相應降低了縮水率,解決了短碼缺布問題,同時又采用高給液裝置和變頻調速真空吸液裝置及滾動真空吸水盤,提高了纖維的透芯效果,解決了織物的凹緯和極光疵病,加上聯(lián)合機全程逆流水洗無排放,其節(jié)能減排效果顯著,使松堆絲光工藝進入實用階段,實現(xiàn)了產業(yè)化。
房寬峻 青島大學化學化工與環(huán)境學院教授 英國染色家學會 資深特許會員
隨著節(jié)能減排要求的日益緊迫,生物技術在紡織印染中的應用越來越顯示出其巨大優(yōu)勢。此外,數(shù)字噴墨印花技術也日益成熟,工業(yè)化應用程度越來越高。
進展之一:生物技術在紡織印染中的應用
生物處理溫和的工藝條件顯示出其節(jié)能減排的優(yōu)勢。生物處理與傳統(tǒng)染整技術緊密結合,不僅可以解決傳統(tǒng)染整加工水能消耗大,廢水排放量大等問題,而且可以彌補生物技術本身的不足,成就新的生態(tài)染整工藝。目前一些關鍵技術已經取得突破,生物技術的應用將不斷擴大領域。
進展之二:數(shù)字噴墨印花技術
數(shù)字噴墨印花機無論從速度上還是從可靠性上,都可以滿足工業(yè)化生產的需求。染料和涂料墨水的日益成熟和價格的下降,為噴墨印花生產的成本降低提供了空間。目前,工業(yè)化規(guī)模的噴墨印花示范工廠正不斷涌現(xiàn)。
章杰 上海染料有限公司 高級顧問 中國染料專業(yè)委員會顧問/教授級高工
近兩年來隨著能源、環(huán)保問題的日益突出以及織物品質日趨高檔化的發(fā)展趨勢,世界染整行業(yè)為節(jié)能減排環(huán)保開發(fā)了不少新的染整工藝。因此開發(fā)適于這些新染整工藝用的新型節(jié)能減排環(huán)保型染料和助劑成了國內外染料助劑工業(yè)發(fā)展的主流和重點。在新品種中占據(jù)著顯著的位置,主要反映在節(jié)能減排環(huán)保型活性染料、分散染料和助劑的開發(fā)上。新活性染料集中在適于低溫染色、冷軋堆染色、高固著率染色、一次成功染色、濕短蒸連續(xù)軋染、小浴比吸盡染色、低鹽染色、一浴一步法染色等的品種開發(fā)上;新分散染料集中在適于一次成功染色、高洗滌牢度染色、氣流染色、超細聚酯纖維染色、高光牢度染色、快速染色等的品種開發(fā)上,新助劑集中在適于節(jié)能減排環(huán)保新染整工藝的高功能性與多功能性、高專用性等的品種開發(fā)上。這些新型紡織化學品不僅具有能耗與物耗低、時間省、加工成本小、染色物牢度優(yōu)等特點,還減少了排放廢水量及減輕了廢水負荷,具有很好的節(jié)能減排環(huán)保增效結果。
進展之一:節(jié)能減排環(huán)保型活性染料的發(fā)展和應用
適用于新的節(jié)能減排型染整工藝的新型活性染料,如Levafix CA、Novacron NC、Remazol Ultra RGB、Drimarene HF – CD、Intracron CDX等,具有卓越的RCM要素、優(yōu)異的勻染性和重現(xiàn)性、對染色工藝參數(shù)變化的低敏感性、很好的可洗滌性、高固著率和高色牢度,不僅能降低能耗、節(jié)約加工時間、大大地提高染色能力和生產率,而且顯著地減輕廢水負荷和對環(huán)境的污染,特別能用于一次成功染色和敏感色染色。
進展之二:節(jié)能減排環(huán)保型助劑的發(fā)展和應用
適用于節(jié)能減排染整工藝的新型助劑,如適用于雙氧水低溫漂白的前處理劑,適于冷軋堆漂白用前處理劑、適于一次成功染色用前處理劑和染色助劑、適用于一浴一步法染色的助劑等。
新型高功能性與多功能性前處理劑Sandoclean T10 liq.等、耐強堿的雙氧水穩(wěn)定性和螯合劑Tinoclarite CBB等,能保證基質穩(wěn)定,為一次成功染色奠定了堅實的基礎;新型高功能性染色助劑如新型酸性染色的pH緩沖劑Setavin PAS、新型液狀堿性緩沖劑Egasol SF、親水型染料用固色劑Danfix SA 100、新型皂洗劑Cyclanon XC – W,能有效地保證染色的勻染性與重現(xiàn)性、高固著率與高牢度,實現(xiàn)一次成功染色;新型多功能整理劑如Hydroperm ECO liq.、新一代有機硅柔軟劑Rucofin HHS、新型三防整理劑Nava N2114 liq.等,都能嚴格滿足生態(tài)環(huán)保的標準。
徐順成 中國針織工業(yè)協(xié)會 專家技術委員會委員
針織物染整加工的技術進步在于生物酶和連續(xù)化平幅處理工藝的應用,都是節(jié)能減排型新技術。
進展之一:生物酶技術
生物酶前處理工藝:生物精練酶 1%、滲透劑 0.5%、50 ℃、40 min處理后可直接染深色,較常規(guī)工藝節(jié)水、電、汽 50% 以上。生物酶皂洗工藝:活性染料染棉后水洗 3 遍,用生物酶皂洗劑 0.8%、20 min,未固色的浮色及未上染的染料全部脫色,只需再水洗一遍即可,牢度好。
進展之二:針織物連續(xù)化平幅前處理設備與工藝
針織物采用連續(xù)化平幅前處理設備與工藝(包括平幅燒毛、平幅絲光、平幅練漂),與間歇式繩狀加工工藝相比,生產效率可提高 4 倍,節(jié)水、汽 30%,加工坯布質量無細皺紋、磨毛等現(xiàn)象,并適宜于平幅冷堆染色、平幅印花等后工序的加工,是針織物染整的發(fā)展方向。
專家盤點 檢測技術領域
王建平 天祥集團(Intertek)中國市場事業(yè)部 總經理/教授級高工
經過 10 多年的發(fā)展,紡織品生態(tài)安全性能檢測技術和標準化的發(fā)展長期滯后于立法進程的僵局被打破,檢測技術和標準的配套水平已能基本滿足國際生態(tài)紡織品發(fā)展的要求,其中中國在該領域的整體發(fā)展水平在全球處于領先地位。
進展之一:紡織品生態(tài)安全性能檢測技術和標準化已從基本空白迅速發(fā)展到基本完善,傳統(tǒng)的紡織品性能測試的內涵已完全改變
紡織品生態(tài)安全性能的檢測不少涉及高新技術領域,存在一定的技術難度,傳統(tǒng)的紡織品檢測并不涵蓋這些技術領域。此外,有關紡織品生態(tài)安全的立法相對超前,立法時對是否有成熟的配套檢測技術的考慮相對缺乏。為適應形勢變化的要求和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略,世界各國的科學家在有關紡織品生態(tài)安全性能檢測技術的研究開發(fā)方面做了大量的工作,并取得重大進展,檢測技術相對滯后的局面已經根本改變。
進展之二:紡織品生態(tài)安全性能的檢測技術與方法已從初期的各自為政、零亂紛雜全面向標準化轉變,為破除國際貿易中的“綠色”技術壁壘奠定了堅實的基礎
檢測技術的多樣性是分析測試領域一種正常現(xiàn)象,加上紡織品生態(tài)安全性能檢測項目的多樣性,使早期的紡織品生態(tài)安全性能的檢測技術從原理、技術手段到結果的表示都呈現(xiàn)出多樣化和錯綜復雜的局面,不僅對法規(guī)的實施帶來困難,更給世界各國跨越貿易技術壁壘造成很大的障礙。經過各國的協(xié)調努力,有關紡織品生態(tài)安全性能檢測技術的標準化工作取得了突破性的進展,意義重大。
進展之三:大量先進的檢測技術和裝備的使用,使紡織品檢測領域的整體技術水平實現(xiàn)了跨越式的發(fā)展
隨著大量精密分析測試技術的廣泛應用,紡織品生態(tài)安全性能檢測從一開始就與現(xiàn)代化的分析測試技術手段結緣,使目前全球的生態(tài)紡織品檢測技術水平一步就跨上現(xiàn)代化的臺階,同時使傳統(tǒng)的紡織品測試的概念發(fā)生了革命性的變化,紡織品測試的整體水平已不能同日而語了。
吳雄英 上海出入境檢驗檢疫局工業(yè)品與原材料檢測技術中心主任技術助理/研究員
紡織品服裝的檢測技術進展主要圍繞新型紡織服裝材料的鑒別、生態(tài)紡織品的檢測技術和功能性紡織品的性能檢測等幾個方面。由于技術法規(guī)是市場準入的門檻,往往國外技術法規(guī)的最新出臺,為標準和檢測技術的發(fā)展帶來強勁的需求。歐盟REACH法規(guī)的實施,使得作為下游產品的紡織品和服裝在甄別使用有毒有害物質技術方面有不斷擴大的趨勢;美國新的消費品安全加強法(CPSIA)對兒童產品的安全監(jiān)管更為嚴格;新型的吸濕速干功能性紡織品層出不窮要求必須有相應的評估技術等等。
進展之一:吸濕速干紡織品檢測技術和標準
作為一種能提高穿著舒適性的功能性產品,吸濕速干(亦稱吸濕排汗)織物因其獨特的吸濕性和速干性正受到市場的青睞。目前,吸濕速干織物產品的開發(fā)主要以各種新型吸濕速干聚酯纖維為原料,而且產品種類越來越多。但在織物吸濕速干性能的測試與評價方面國內尚屬空白,如何快速科學地進行性能評估,一個織物樣品達到什么指標就能稱其為吸濕速干織物,亟需相應的檢測技術和標準。目前,國內外的標準只是測試液態(tài)水傳遞的某項性能,并且是測量的穩(wěn)態(tài)條件下的液態(tài)水傳遞性能。
新的檢測儀器MMT(Moisture Management Tester)可以滿足這種功能性紡織品的需求。新的儀器的原理主要是:當液態(tài)水與織物浸水面接觸后,會發(fā)生液態(tài)水沿織物的浸水面擴散,并從織物的浸水面向滲透面?zhèn)鬟f,同時在織物的滲透面擴散,含水量的變化過程是時間的函數(shù)。利用與試樣緊密接觸的傳感器,測定液態(tài)水兩個面 3 個方向的動態(tài)傳遞狀況,計算得出一系列性能指標,以此評估紡織品的吸濕速干、排汗等性能。
目前國標“GB/T 21655 紡織品吸濕速干性的評定 第2部分:動態(tài)水分傳遞法”正處于報批狀態(tài),同時AATCC等標準也在制定中。
該儀器和標準為該類功能性紡織品的檢測和評估提供了科學、快速的推動作用。
進展之二:歐盟REACH法規(guī)對紡織品服裝中有毒有害物質的檢測技術的擴大
歐盟REACH法規(guī)已于2007年6月實施,以前有關紡織品服裝中有毒有害物質的指令進而轉為REACH法規(guī)的要求。對紡織品服裝中有毒有害物質的要求不僅僅是原來的檢測,還需要根據(jù)REACH的要求進行評估工作,以確認是禁止或者許可。REACH法規(guī)的實施,對可能用于紡織品服裝的新型化學品帶來了評估的周期和不確定性。
進展之三:美國新的消費品安全加強法(CPSIA)對兒童產品的安全監(jiān)管
對兒童產品的要求加強,使得兒童服飾及其小部件要受到更為嚴格的監(jiān)管。而且如果違反法規(guī),也會受到高于 1 500 萬美元的處罰。因此,出口美國的兒童產品檢測將更趨嚴格。
專家盤點 智能紡織品領域
施楣梧 總后勤部軍需裝備研究所研究室主任/教授級高工
智能紡織品是具有刺激響應能力的紡織品,在醫(yī)療、運動休閑、軍工、宇航等領域具有廣泛用途。從功能劃分,包括智能保溫、生理狀態(tài)遙測、太陽能發(fā)電、穿戴式計算機、形狀記憶、智能透濕防水、感溫變色、電子化服飾等。
進展之一:相變蓄熱技術
原位成囊直接紡絲技術。將相變物質、成囊單體及引發(fā)劑混合成均相溶液,將此溶液以小液滴形式分散在聚合物紡絲原液中,原液經紡絲得到的初生纖維經過物理化學處理使成囊單體在纖維基體內原位聚合對相變材料包裹形成微膠囊,再經后處理得到相變儲能纖維。相變焓達到 50 J/g,與Outlast? 纖維熱焓約 8 J/g相比,具有實用意義。
進展之二:柔性綜合能源裝置生產技術
柔性太陽能或振動能收集技術??纱┐麟娮赢a品(或電子紡織品)是智能紡織品的一大分支,如健康監(jiān)測,集成ipod或者MP3等消費類電子產品的服裝。但是此類紡織品或服裝一般都需要能量驅動,所以如何提供能量,且保持能源供給裝置輕量、柔軟、機可洗,與普通的服裝集成一體等成為阻礙此類智能紡織品發(fā)展的主要問題。柔性綜合能源裝置生產技術則解決了這一難題,其主要是將以往的團塊狀或膜狀吸能材料以涂敷或刻蝕結合于單根纖維,然后再利用紡織加工技術形成紡織品,尤其是其中的振動吸能裝置,人體穿著其運動時,振動產生的能量可被吸收并存貯于電池中,具有極好的民用和軍用前景。
進展之三:壓敏納米傳感器
基于靜電紡絲的壓電應變傳感器技術。將CNT為基底的壓敏聚合物復合物通過靜電紡絲技術制成壓敏紡織品,其對于應變的感覺能力可較之以往的壓敏紡織品顯著增加 35 倍,對于此類傳感器可通過結構振動實驗來表述其特征,以評定其應變-感覺性狀。上述傳感器的電能和機械能的相互轉換可引導新一代智能紡織品或服裝的開發(fā)。
編后語
“科學技術是第一生產力?!?現(xiàn)代科技每前進一步,都會為社會生產力帶來巨大影響。科技創(chuàng)新和高新技術的產業(yè)化已成為世界各國綜合國力競爭的核心和關鍵。與世界先進水平相比,我國科技還處于追趕階段,只有深刻剖析技術進步中的問題和差距,提出相應的對策與謀略,才能逐步縮短距離,趕超世界先進水平。
近兩年來,隨著經濟全球化進程的不斷加速和國內外經濟貿易環(huán)境的發(fā)展變化,我國紡織工業(yè)進入了結構調整和產業(yè)升級的關鍵時期。加快行業(yè)技術進步,提升自主創(chuàng)新能力已成為產業(yè)轉變發(fā)展方式,保持競爭力的重要手段。
為了系統(tǒng)、全面地了解和掌握行業(yè)技術發(fā)展新動向,為企業(yè)開展技術改造、政府制訂產業(yè)技術政策提供及時有效的信息支持,本刊將對世界紡織新技術加大報道力度,拓寬報道范圍,踐行“關注紡織技術進步,推動企業(yè)財富增長”的辦刊使命。
除此之外,本刊的主辦方 —— 中國紡織信息中心長期以來開展技術進步跟蹤研究工作,并連續(xù)推出了 2004/2005、2006/2007、2008/2009年版《中國紡織工業(yè)技術進步研究報告》,系統(tǒng)和詳盡地介紹了當時國內外紡織技術發(fā)展趨勢,總結了國內紡織各行業(yè)技術進步的新進展,介紹了紡織工業(yè)技術進步的總體目標,需要突破的關鍵技術、裝備等,對我國紡織行業(yè)的產業(yè)提升具有巨大的指導意義和參考價值。特別是最新出版的 2008/2009年版《中國紡織工業(yè)技術進步研究報告》以產業(yè)化應用與工業(yè)化生產為出發(fā)點,圍繞國內外紡織科技領域的六項共性技術 —— 高效生產技術、清潔生產技術、環(huán)保節(jié)約型紡織化學品、電子信息技術、質量控制技術、循環(huán)利用技術進行了重點介紹,分析其在紡織加工鏈的各個環(huán)節(jié)的開發(fā)、創(chuàng)新與應用現(xiàn)狀,是對過去兩年行業(yè)技術進步研究工作的一次全面總結。
“一年之際在于春?!眹蓝^后,必然會迎來煥發(fā)勃勃生機的春天,而技術進步、產業(yè)升級就是打開通向春天大門的金鑰匙。
(注:盤點專家排名不分先后)