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未来纺织科技将要如何发展呢?
更新时间:2016-12-19 发布:www.1024sj.com

尽管全球经济在放缓,但科技创新步伐从未停止,伴随着化工、机械、电子、现代材料、生命科学等相关产业的发展,新型纤维材料、高新技术纺织品、高端装备等领域的先进技术不断涌现,大大丰富了全球纺织产业的发展资源。


   我国纺织科技水平也在不断提高,在日前举行的“纺织之光”2016年度中国纺织工业联合会科技教育奖励大会上,共有116个科技项目分获一、二、三等奖,其中代表行业最高水平的12个一等奖项目最为引人注目。这些项目既代表了当今行业科技发展的水平,同时也可以从中看到未来科技发展的方向。


   从一等奖项目看,今年获奖项目呈现以下几个特点:一是纤维材料高新技术取得重大突破;二是高性能功能化产业用纺织品技术创新取得重要进展;三是资源循环利用技术取得明显提升;四是技术标准的国际化取得突破性进展;五是纺织加工技术提升瞄准高效、高附加值。


   特点1



   说起纤维材料的重大突破,不能不提及由中复神鹰碳纤维有限责任公司等单位完成的“千吨级干喷湿纺高性能碳纤维产业化关键技术及自主装备”项目,该项目在已有千吨规模T300级碳纤维产业化基础上,自主开发了干喷湿纺碳纤维技术,设计研发了关键生产装备,建成了国内首条千吨规模T700/T800级碳纤维生产线。


   可喜的是,在已经建成的3条干喷湿纺纺丝线上,累计销售干喷湿纺碳纤维3182吨,占国产碳纤维市场的50%以上,销售额近3亿元。2016年1~5月产品已经在民用市场领域实现盈利,在国内碳纤维行业中尚属首次。此外,产品在新能源汽车、轨道交通、风力发电、海洋工程等新兴领域具有广阔的应用前景。产品对提高我国军用高性能碳纤维自主保障能力,支撑国家战略性新兴产业发展,推动传统产业升级具有重要的战略意义。


   Lyocell纤维已经在业内有了一定的知名度,它是一种绿色环保再生纤维素纤维,具有天然纤维本身的特性如吸湿性、透气性、舒适性、光泽性、可染色性和可生物降解性等,还具有合成纤维高强度的优点,其强度与涤纶接近,远高于棉和普通的粘胶,在纺织等行业具有广阔的应用前景。


   由山东英利实业有限公司等单位完成的“万吨级新溶剂法纤维素纤维关键技术研发及产业化”项目,在国内Lyocell纤维生产过程中首次完成了万吨级新溶剂法纤维素纤维生产全过程计算机控制系统的设计、集成、软件开发,实现了新溶剂法纤维素纤维生产全过程自动化,掌握了核心控制技术;


   集成配备了万吨级新溶剂法纤维素纤维生产装备,优化了生产工艺,首次实现了万吨级新溶剂法纤维素纤维的稳定达标生产,并在万吨级新溶剂法纤维素纤维生产线上,开展了系统的理论研究,获得了影响产品性能的生产实际规律,突破了纤维制备的理论瓶颈,同时攻克了溶剂净化回收、浓缩技术。


   该项目已在山东英利实业有限公司实现产业化,建立15000吨/年的生产线一条,截止到2016年5月实现销售额16416万元,利税2462万元;产品已在山东省高密市康泰纺织有限公司、临邑恒丰纺织科技有限公司、德州华韵纺织科技有限公司等多家企业获得推广,效益显著。


   本项目的推广应用,打破了国外对我国Lyocell纤维生产技术的垄断,显著提升了我国新溶剂法纤维素纤维生产技术和装备水平,为我国化纤行业的结构调整、转型升级做出了积极贡献。


   开发海藻纤维,向海洋要资源,是在土地、石油资源日益枯竭情况下,继续推进我国经济社会发展的必然选择。然而海藻纤维存在的力学性能低、产能低、遇盐水遇碱性溶液会溶解、初生纤维粘连并丝、纤维难染色等问题数十年来一直未能得到解决,这将海藻纤维的应用局限于“量小面窄”的医用纤维领域,用于开发医用敷料和护理材料。


   由青岛大学等单位开发的“海藻纤维制备产业化成套技术及装备”在国际上首次实现了海藻纤维强度提高、产能提升、耐盐耐碱性洗涤剂(耐皂洗)洗涤、无脱水剂(酒精、丙酮等)分纤、有色纤维制备等关键技术的突破。目前已经建成了年产800吨自动化柔性海藻纤维生产线,运行可靠,产品质量稳定;开发并成功生产纺织服装、生物医疗、卫生保健三大系列共20多个海藻纤维产品,打破了国内外海藻纤维产品单一用于医用敷料和护理材料的局面。



   特点2


   高性能产业用纺织品加工技术引人注目


   产业用纺织品行业已经成为“十三五”纺织业新的经济增长极,科技创新无疑是行业发展的重要支撑。在一等奖项目中,产业用领域的创新总是令人关注。


   由东华大学等单位完成的“医卫防护材料关键加工技术及产业化”项目,研究了熔喷超细纤维成型技术,优化了熔喷模头结构参数及熔喷工艺条件;研究了熔喷超细纤维滤料驻极技术,通过添加纳米材料改性,提高了驻极熔喷滤料过滤效率及持久性;研究了医疗用SMS纺熔集成技术,优化并验证了宽幅纺熔模头的聚合物熔体分配系统和宽幅窄缝正压牵伸装置的结构,分析了宽幅多模头纺熔复合成型固结技术。


   通过整理剂浓度、焙烘温度、抗静电剂配比优化等工作,得到了聚丙烯SMS材料三拒一抗后整理最优工艺;通过导流层材料结构设计和成网固结技术研究,开发出纤维定向排列导流层与纤维凝聚排列阻尼层复合的导流层材料;研究了节能型水刺加固技术,注重功能性、差别化、天然木浆等纤维的应用,开发出功能型医卫材料,项目整体技术达到国际领先水平。


   该项目已建立热风和水刺加工、熔喷和功能性后整理、妇婴用品加工产业化示范基地,建立热风、水刺、熔喷、后整理、妇婴卫生制品示范线6条,已形成10亿只/年高效低阻口罩、1400万套/年医用三抗SMXS防护服、2200吨/年妇婴用卫生制品双网复合导流层材料、15000吨/年水刺功能性医卫材料的产能。产品近三年来新增销售收入超过12.7亿元,利税达到1.7亿元,经济效益显著。项目显著提升了我国医卫防护材料行业的技术水平和核心竞争力,社会效益显著。


   垃圾焚烧是破解“垃圾围城”的有效手段。但是高温焚烧除产生粉尘外,还生成诸如被国际卫生组织列为一级致癌物的二英等毒性物质。由浙江理工大学等单位完成的“垃圾焚烧烟气处理过滤袋和高模量含氟纤维制备关键技术”项目针对传统垃圾焚烧中除尘袋处理粉尘、活性炭吸附二英,以及除尘袋用聚四氟乙烯(PTFE)膜裂纤维等技术弊端,研发了粉尘和二英一体化处理用过滤袋和高模量含氟纤维。


   项目组建了滤袋生产线2条,产能10万条/年;含氟长丝生产线60台(套),产能800吨/年;含氟短纤生产线18台(套),产能1000吨/年。滤料用于垃圾焚烧,纤维用于燃煤电厂、水泥厂等行业的高温尾气处理上。近三年实现产值3亿多元,利润2086万元,税收2383万元。


   该项目提高了环保滤料的生产工艺和设备水平,为我国具有国际先进性排放标准的制定奠定物质和技术基础,对提高我国大气污染防治的科技支撑能力、满足环保领域国家重大战略需求、推动产业结构战略性调整等方面具有重要意义。


   由上海市纺织科学研究院等单位完成的“多功能飞行服面料和系列降落伞材料关键技术及产业化”项目围绕集多功能一体的防护救生服装面料和高性能降落伞材料制造关键技术和产业化展开,创建了“结构设计—纤维织造—整理—功能材料—复合”集成创新生产技术体系,突破了各项功能之间的制约和限制,研发了集高强、阻燃、防水、透湿、防电磁辐射、防静电、防油污等多项功能于一体的飞行员救生服。


   攻克了“限定负荷自动调节复合织物”和“单向弹性绸”制备关键技术,研究了自适应透气量救生伞结构,达到了降落伞阻力系数自动调节,实现了在不同压差下的可变透气功能,解决了救生伞高原及平原通用、全天候一体化的难题;突破了“杂环芳纶伞材耐磨损整理”、“涂层降落伞材料抗粘连整理”和“锦丝绸耐高温整理”关键技术,提高了降落伞的耐磨性能,避免了高压压缩包中伞衣伞带粘连现象,使阻力伞的使用寿命提高50%以上,满足了我国新型战机高空高速发展的需求。


   特点3


   绿色环保技术不可或缺


   资源循环利用是行业可持续发展的必由之路,也是行业科技创新的重要方面。


   聚酯PET是纺织工业最重要的原料,国内年产能4600万吨,酯化工序产生大量废水,由上海聚友化工有限公司等单位完成的“聚酯酯化废水中有机物回收技术”项目,针对聚酯酯化废水中有机物组成极其复杂、汽提后废水COD高、回收的乙醛品质性能极不稳定以及乙二醇回收装置能耗高的关键技术难题,通过对不同聚酯酯化工艺及不同生产规模装置产生的酯化废水中有机物的组成及含量进行分析和研究,剖析2-MD生成和分解的机理,将反应精馏、多效精馏技术应用于聚酯废水中有机物的回收,开发出与聚酯装置规模及工艺相匹配的系列化工艺流程技术和装置,突破了汽提后废水中乙二醇含量高的技术瓶颈,解决了废水中有机物回收率低的难题。


   通过对影响乙醛品质的多种因素深入研究,开发出一整套保证乙醛品质性能的工艺技术,彻底解决了影响乙醛纯度和性能稳定的难题。应用多效精馏技术优化乙二醇回收工艺,极大地降低了能量消耗。


   截止到2015年底,该项目已推广至6家企业累计1137万吨/年的聚酯装置上,建成11条生产线,其中已有8条线的回收装置实现了工业化运行,达到了运行稳定、投资成本少、运行成本低、回收周期短、所得产品质量优良的良好效果。


   回收的乙醛纯度达99%以上,乙二醇浓度达87%以上,可供聚酯装置作为原料使用,降低了生产成本,极大地降低了废水COD排放(<1500mg/L)和处理成本。现已累计回收乙醛约41040吨,乙二醇约21600吨,新增收入3.1亿元,实现利润1.6亿元,减排CO2约11.3万吨,为促进化纤行业低碳减排、清洁生产做出了重要贡献。


   近年来,我国回收旧聚酯瓶生产再生聚酯纤维产业稳定增长,但亟待解决“产品档次低、品种少,生产稳定性差、产品质量不高,水资源浪费和污染严重”等问题。由海盐海利环保纤维有限公司等单位完成的“高品质差别化再生聚酯纤维关键技术及装备研发”项目围绕行业提质增效、节能减排的迫切需求,突破、创新并集成高品质差别化再生聚酯纤维产业化生产关键技术及装备,建成国内外规模最大的15万吨/年的废弃聚酯瓶加工清洗生产示范线和20万吨/年再生聚酯纤维生产示范线。


   项目开发了再生涤纶POY、FDY、ITY三大系列产品,纤维断裂强度分别达到2.27cN/dtex、4.11cN/dtex、1.99cN/dtex。产品被广泛应用于高档服装、窗帘、地毯、毛绒玩具等领域,尤其在地毯、窗帘等领域替代原生产品使用优势明显。


   至2015年底,累计实现销售收入118332万元,利润4492万元,上缴税费2138万元,经济效益显著。估算每年可回收利用100亿个(25万吨)废聚酯瓶,折算成标煤57万吨,减少二氧化碳排放60万吨,节约填埋空间70万立方米,环境效益显著。



   特点4


   标准技术增强国际话语权


   技术标准的国际化突破,标志着我国纺织业在世界范围的话语权得到增强。


   邻苯二甲酸酯类物质作为PVC等塑化材料增塑剂,广泛地应用于纺织辅料、涂层织物及儿童用品,属于环境激素类物质,对人体具有一定危害。在欧美等国家和地区相关法规对邻苯二甲酸酯提出限量要求,而国际尚无标准的情况下,我国于2009年向ISO提出主导制定国际标准“纺织品中邻苯二甲酸酯测定”的新提案,历经五年于2014年正式发布。


   由中纺标检验认证有限公司等单位自主研发的“ISO14389:2014纺织品邻苯二甲酸酯的测定四氢呋喃法”项目将具有我国优势的检测技术推向了国际,为国际贸易提供了统一的检测方法,全面提升了纺织产品的国际竞争能力,对保护我国纺织品贸易具有深远的影响。


   其作为强标GB31701-2015的引用标准,为保障婴幼儿及儿童纺织产品的安全健康提供技术支持,对于提升纺织产品生产工艺的优化和质量升级,有效控制有害物质使用具有强有力的推动作用。


v


   特点5


   新型纺织加工技术提升产品竞争力


   传统的棉纺织、麻纺织行业也在一等奖榜单中占有一席之地,让人们对纺织加工技术提高生产效率、提高产品附加值充满了期盼。


   由淄博银仕来纺织有限公司等单位完成的“大褶裥大提花机织面料喷气整体织造关键技术研究及产业化应用”项目在深入分析机织褶裥面料的整体成形原理的基础上,系统探讨了整体褶裥的成形过程和织造难点,通过须条引导型纺纱、低张力整经、超声波上浆、自反转送经,以及强控型布边和创新分区目板等关键技术研发,解决了大褶裥机织面料整体织造过程中,由于上下织口异步移动所造成的经纱张力波动大、断头率高和布边成形不良等问题,实现大褶裥大提花面料的喷气织机高质高效整体织造,最大褶裥宽度达到23.7mm,突破了最大褶裥宽度仅为6mm的现有整体织造的技术瓶颈。


   在成功研发大褶裥机织面料整体织造技术的基础上,该项目结合市场消费需求和流行趋势,通过褶裥宽度和褶裥密度的变化,以及颜色和图案的艺术融合,设计开发了系列化大、小提花整体褶裥面料,其中素色小提花面料12种,色织小提花面料11种,大提花面料12种,并实现了产业化生产。年产200万米大提花整体褶裥面料的生产能力,使得产品已在服装和家纺领域得到广泛应用,具有良好的经济和社会效益。


   由山东华兴纺织集团有限公司等单位完成的“环锭纺纱智能化关键技术开发和集成”项目通过对国内外不同供应商的设备和系统全流程综合集成,建成了从原料投入到成品入库的全自动生产线。开发了在线监测信息系统、条筒AGV输送系统、细纱接头智能导航系统、筒纱智能包装与输送系统等。


   开发了环锭智能纺纱管理系统,实现了柔性化生产管理、生产质量在线检测及分析;建立了多维质量数据分析模型,采用可逆向动态追踪技术实现对产品的生产过程及进度追踪;通过综合数据分析,实现了对企业生产经营决策的支持。


   提高了生产效率,缩短了研发周期,减少了用工,提升了纱线质量,经济效益和社会效益明显。主要创新点在全集成自动化纺纱生产线、环锭智能纺纱管理系统和多维纺织质量数据关联分析、逆向动态追踪系统。通过该项目的实施,年可生产高档混纺纱6000吨,有效提高生产效率30%,企业万锭用工数量下降75%,能源利用率提高12%,企业综合运营成本降低25%。


   由中央军委后勤保障部军需装备研究所开发的“汉麻高效可控清洁化纺织加工关键技术与设备及其产业化”项目,针对麻纤维生产中污染重、能耗高、效率低、品质差等世界性难题,以节能减排、高效、可控、精细为目标,通过系统研发,形成了从工艺到设备、原料到成品、产品到标准、技术到产业化的全方位创新体系。


   经检测,汉麻棉型短纤维平均长度大于32mm,细度超过3200Nm,麻条纤维长度可调,细度可达2000Nm,指标远超过国家标准指标;纯纺纱可达60Nm以上,麻棉(55/45)纱可达100S以上,指标超过国标优等品;汉麻纺织品具有良好抗菌等功能性。经验收,“加工技术和产品水平方面处于国际领先地位”。


   在云南和湖北建成了世界首个年产5000吨汉麻纤维和纱线专业生产厂,开发了针织、机织、家纺、产业用系列产品,在军队和民品得到广泛应用。近三年,直接新增销售额49665万元,利税5649万元,间接新增销售248321万元,利税63242万元。


   中国纺织工业联合会副会长李陵申:


   科技创新是产业升级的基础和源泉


   从一等奖获奖项目中可以清晰地看出,纤维材料、环保绿色制造、产业用纺织品加工、智能化纺织装备、标准及生产管理等技术正在成为未来行业科技发展的方向,这与《纺织工业“十三五”科技进步纲要》(简称“纲要”)提出的我国纺织工业科技主攻方向完全吻合。


   纲要确立了在纤维材料高新技术,先进纺织、染整及高附加值纺织品加工技术,绿色制造技术,高性能产业用纺织品加工技术,先进纺织装备,纺织信息化技术等六大领域要突破30项共性关键技术,在全行业重点推广纤维材料加工技术、纺纱织造新工艺技术、染整新工艺技术、产业用纺织品、国产化纺织机械以及纺织信息化技术等100项先进适用技术。通过全面实施“六大类30项共性关键技术和100项先进适用技术”,进一步推动行业自主创新能力、技术装备水平和产品开发能力整体提升,实现行业创新发展。


   我国纺织工业经过改革开放30多年发展,早在上世纪九十年代中期就已经成为世界最大的生产国、消费国和出口国,由大变强一直是纺织几代人的梦想。必须客观认识到,我国尚处于工业化中期阶段,纺织工业高新技术化是建成制造强国的必由之路。因此,科技创新将在全行业实施创新驱动战略过程中居于核心地位,是产品创新、管理创新、品牌创新等诸多创新的基础和源泉。


   我国拥有最完整的产业链配套能力,具有迈进世界纺织强国阵营的基础和优势。“十三五”期间,纺织工业作为我国国民经济传统支柱产业、重要民生产业和创造国际化新优势的产业,是科技和时尚融合、生活消费与产业用并举的产业,在美化人民生活、带动相关产业发展、拉动内需增长、建设生态文明、增强文化自信、促进社会和谐等方面发挥重要的作用。


   全行业要在创新驱动国家战略的框架下,顶层设计、前瞻谋划和布局未来科技创新重点方向,要抓住新一轮科技革命和产业变革带来的重大机遇,围绕纺织“十三五”科技进步纲要确立的九大目标、五大任务和“30+100”重点方向,聚焦行业重大共性关键技术和应用基础研究,加快推进科技成果转化应用,推进科技体系协同创新,加强标准支撑体系建设,推进纺织技术装备、产品开发水平和能力的全面提升。力争在“十三五”末,我国纺织科技创新水平与国际先进水平实现由“跟跑、并行”为主向“并行、领跑”为主的转变。


   科技进步九大目标


   1.加强高仿真功能性纤维材料开发,化纤差别化率达到65%;


   2.突破一批高性能纤维制备和应用技术,实现高性能纤维的低成本和高附加值,成为世界上自主掌握高新技术的主要国家之一;


   3.掌握一批重点领域产业用纺织品制造关键技术,产业用纺织品纤维消费量比重达到33%;


   4.印染行业万元产值水耗下降20%、能耗下降15%;


   5.国产纺织装备水平进一步提高,国内市场占有率不低于80%;


   6.纺织信息化水平进一步提高,建立智能化纺纱、长丝、印染、针织、非织造布、服装和家纺示范生产线;


   7.主要企业具备较强的自主创新能力,大中型企业研究与试验发展经费支出占主营业务收入比重达到1.0%以上;


   8.拥有一批自主知识产权的核心技术,授权发明专利年增15%;


   9.完善纺织品安全、基础通用标准,加快制定中纺联团体标准,进一步优化纺织标准体系结构;国际标准化能力进一步增强,主导制定国际标准达到30项。


   科技进步五大任务


   1.加强纺织科学基础研究。面向行业共性关键技术发展需求,瞄准国际纺织高端和前沿技术,加强新型纤维材料设计与制备、绿色纺织染加工、智能制造与两化深度融合等重点领域基础理论与前沿技术研究,开展学科交叉融合前沿技术研究,为行业原始创新和科技长远发展提供理论基础。


   2.实质推进行业重大关键共性技术研发。在行业重大共性关键技术上实现实质性突破,提升行业整体技术水平。大力推进高性能、功能性、多元化、生态纤维材料,高效、低碳、安全、环保绿色制造技术,高性能产业用纺织品加工技术,智能化纺织装备、生产及管理等技术的研究开发与产业化应用。


   3.加快先进适用技术应用推广。搭建成果转化服务平台,促进纺织染先进工艺技术、数字化智能化高端装备的应用,以及“互联网+”两化深度融合成功案例的推广。强化绿色环保、资源循环利用、高效低耗、节能减排先进适用技术、工艺和装备应用推广,淘汰落后产能,提升行业整体技术水平。发挥企业作为科技成果转化应用的主体作用,积极推动科技成果转化为现实生产力。


   4.优化完善纺织科技协同创新体系。发挥市场在资源配置中的决定性作用,加快国家级工程研究中心、重点实验室、企业技术中心等创新主体以及公共服务体系建设,整合产、学、研、用及行业公共服务体系等多方资源,推动知识创新联盟、技术创新联盟和产品创新联盟建设,提升行业科技要素协同创新能力。


   5.加强标准支撑体系建设。强化健康安全、环境保护等强制性标准,重点制定公益性基础方法标准和通用性终端消费品标准,加强产业用纺织品标准与应用领域的配套,提升纺织机械与附件标准水平。加快中纺联团体标准制定,推动企业标准创新,增加市场和创新标准供给,建立政府标准与市场标准协同配套的标准体系。加强国际标准化工作,推动我国自主技术标准走向国际,带动我国产品、技术和装备“走出去”。

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