新时期纺织技术的发展

新时期纺织技术发展
[摘要] 在二十一世纪,由于电子技术和计算机技术在纺织机械上的广泛应用,纺织机械自动化、连续化的迅速发展,使得纺织新工艺、新技术不断成熟和推广应用,给纺织工业带来一个新的发展时期。本文介绍了纤维材料、纺纱织造和染整加工等方面纺织技术的发展和研究方向。
[关键词]纺织,纺织技术,发展
一、前言微波电视天线
第二次世界大战以后,纺织工业曾经历了两次重要的革命。第一次是纺织材料革命。聚酰胺、聚酯、聚丙烯等崭新的合成纤维,完全改变了40年代中期以前纺织工业所加工的都是天然纤维(或以天然聚合物为原料的再生纤维)的原料结构。这些新的合成纺织材料使纺织产品的应用范围扩大至国防、宇航、水利、建筑、汽车等其它工业的特殊用途。第二次是纺机革命,发生在70年代。其主要标志是新型纺(如气流纺)织(如剑杆、喷气、喷水等无梭织机)机械进入商业化实用阶段。这些全新概念的纺织机械,大大提高了纺纱和织造的效率,给纺织工业带来了客观的经济效益,使世界纺织工业在80年代末和90年代初上升到一个前所未有的辉煌阶段。目前纺织工业正处于第三次重要变革阶段。电子技术和计算机技术在纺织机械上的广泛应用,纺织机械自动化、连续化的迅速发展,使得纺织新工艺、新技术不断成熟和推广应用,给纺织工业带来一个新的发展时期。
从近日召开的第三届中国国际棉纺()织大会上了解到,世界现代棉纺织技术发展呈现出以下三大趋势:
1、智能化生产趋势。传统纺纱技术以手工操作为主要特征,20世纪50年代国际棉纺织生产开始高速试验,70年代以后国际棉纺织技术以电子信息技术为主导,实现了高度自动化的工艺要求,现代棉纺织技术向着智能化方向迈进。
2、不断完善成熟的新工艺、新技术、新设备,在生产上扩大应用,收到良好的技术经济效果。世界各大棉纺织公司都在大力开发新工艺、新技术和新设备。转杯纺纱是迄今最成熟、最成功的新型纺纱技术,有的纺杯速度每分钟已经达到15万转。日本村田公司的喷气纺每分钟的出纱速度高达400米,还可以生产包芯纱和花纱。不断完善成熟的新工艺、新技术、新设备已成为增强纺纱企业国际竞争力的一个重要因素。
3、加工纤维原料多样化。随着化学纤维质量品种的发展和市场对纺织产品要求的不断提高,棉纺织行业加工的纤维原料已经由早年的棉和棉型化纤混纺交织,扩大到棉毛丝麻以及各种化纤等多种纤维原料不同组份、不同配比的混纺、交并、交织,各种长丝和短纤的复合、包缠、包芯等。
二、纤维材料技术方面
1、纤维细旦化:如短纤为0.5---0.8旦,长纤为0.2---0.5旦。
醚链2、以仿生化学、绿化学及表面化学等核心技术,结合先进纤维技术,研发新颖高附加值和高科技纤维。其研究范围涵盖纤维制造技术、生化用纤维膜、电池用电解质纤维、抗静电纤维、蛋白质纤维、纳米纤维及防水透湿微孔薄膜等研制技术。使多种功能纤维的出现和复合材料的发展,如保健性纤维(远红外,磁性纤维,抗紫外线,奇异纤维,抗细菌纤维等)、仿生性纤维(蛋白质纤维,甲壳素纤维等)、高功能纤维(高强涤纶,Kavlar,碳纤维,Tencel纤维,香型,高收缩纤维等)、异型纤维(三角,五角,扁平,矩形)、智能性纤维(Smart-materials)。所有这些纤维的出现,使纺织品的品种及应用领域大大扩大(医疗卫生,
保健保暖,交通运输,建筑,海洋,农业,生物工程,航天等各个工业领域),档次逐渐提高。
3、突破PET/Clay关键技术,将纳米技术落实到传统PET纤维领域。并衍生开发PP纳米纤维及其应用于超高性能过滤材、精密擦拭布及防护衣等领域。建立硅烷复合PU树脂合成制造及官能基配置制造技术并开发微孔薄膜制造技术。
4、美国的某些研究现状:(1)麻省理工学院创建了一所军事纳米技术研究所,用于研究纳米工艺的防护品。美国陆军希望两三年内,用更好的防护服装备部队。由于采用了纳米技术,防护服能防御生物武器,经过特别处理的纤维,不但能透气又能阻止毒素进入服装。现在已制成一种纳米中空纤维,其内充有铁磁流体,磁化时就变硬。此外,研究人员正在研究贮存能量的织物,并正在检测贮存能量
的人造材料。把这些能贮存电能的材料设计成靴子,必要时,可以丢弃,有利奔跑或跳跃。(2)美国纤维巨商杜邦公司新近开发出一种以玉米为原料生产服装面料的新型工艺。其新开发的基于生物技术的工艺可以取代以往使用的基于石化技术的工艺,利用玉米生产Sorona聚合物。利用新工艺生产的Sorona聚合物手感更柔软,可进行多种染,耐洗性强,还可防紫外线照射。(3)美国联合信号公司使用自产的超高强力聚乙烯纤维织入尼龙中,生产出具有卓越抗撕裂和耐磨性能的纺织品。据介绍,抗撕裂纺织品中的聚乙烯纤维的强力比尼龙高7倍,能有效防止任何穿刺及撕裂口的延伸扩展。靴鞋、滑雪服及运动装备制造业对这种纺织品产生极大兴趣。世界各地对超高强力聚乙烯纤维的需求日益增加。
三、纺纱织造技术方面
1、环锭纺纱自动化连续化。(1)设备的进一步自动化、高效、节能、消耗、低噪声和新材料应用等。如全面应用清梳联——并条——条卷——精梳——粗细络联(半制品自动运输系统)的生产流程。国外清梳联的采用以达到80-90%,我国清梳联占有率还较低,1998年底全国清梳联拥有量约350条线,折配套棉纺纱锭数500万,按4245万纱锭计,98年清梳联约占13.77%,2000年达到15%。(2)技术上,第一,采用超大牵伸和大牵伸。如Sussen 公司推出117倍超大牵伸细纱机,棉条直接纺纱;Howa公司推出三级皮圈牵伸装置,120倍超大牵伸细纱机;Zinser公司推出68倍大牵伸细纱机,粗纱定量Ne0.6。第二,条筒、条卷自动运输,如在精梳中运输导轨上有机动移动的机械手,能
同时将四个小卷从条并卷机上运到精梳机上,并把空管运回。并条筒直径为800 毫米。第三,采用粗、细、络联,包括粗细自动落纱、细纱全自动。(3)原环锭细纱机上对纺纱结构进一步改变和优化,应用毛纺的赛络纺和赛络菲尔纺、集聚纺纱(Compact Spinning)等。
2、转杯纺方面。转杯纺成纱机理使转杯纱在纱线均匀度、纱线疵点、含杂及对短纤维的适应性方面具有独特优越性,从而使其纱支越细越接近环锭纱。转杯纺可纺6-30英支纱,此类纱支目前覆盖我国纱的总产量的50%以上。转杯纺头数在2010 年估计占环锭的4-5%,相当环锭的产量的13--14%,若在2010年用转杯纺生产6-30英支纱占50%,需转杯纺头数应为240万,可见发展数量可观。技术方面,(1)纺纱器改进:应用小杯子,国外转杯直径最小已达到28~30mm,我国根据国情,至少也应达到36~40mm;提高转杯转速,国外最高130,000~150,000rpm,我国最低应不低于80,000~90,000rpm;国外是全自动接头,我国可应用半自动接头;转杯、分梳辊、假捻盘、隔离盘等设计参数与工艺参数应系统组合优化,以上是先决条件。(2)降低转杯纱的设计捻度,国外Autocoro、BaseTex、Elitex等都应用了阻捻器、螺旋假捻盘等。(3)降低转杯纱设计捻度,要提高剥离点处的相对捻度水平,关键技术措施是减弱虚拟捻陷作用、充分增强假捻盘假捻效果和提高阻捻系数。
3、纺纱技术的发展。一定时期内在纺纱领域仍将是环锭纺、转杯纺、喷气纺、摩擦纺、包缠纺等几种纺纱方法共存互补。环锭纺的比例会有所降低,其它几种新型纺纱的比例会以不同速度有所上升。
在粗、中、细支纱领域,转杯纺、喷气纺、摩擦纺等优越性较明显,有
可能会代替环锭纺;而在细、高支纱领域,尤其是纺制高支精品,环锭纺仍有其不可替代的优越性。
4、无梭织机。如果说转杯纺纱和环锭纺纱是各有千秋的话,那么,和传统有梭织机相比,无梭织机在品种、质量、劳动生产率和劳动条件等方面可以说是处于明显优势的地位。当今使用最广泛的4种无梭织机各有特点,但是比较起来,剑杆织机品种适应性广,喷气织机产量高,特别是由于采用了多种新技术以后,单位产量能耗有所下降。根据我国国情,应重点开发这两种机型。正在创导开发研制的普及型剑杆织机和普及型喷气织机,是希望以较低的造价研制出具有一定技术水平的中档无梭织机,以加速我国有梭织机的更新改造。当然,采用无梭织机,就必需有相应技术层次的络整浆工艺和设备配套,没有这个条件,无梭织机也是难收实效的。
膜浓缩5、非织造布。发达国家每年以8-10%的增长速度。发展方向是流程短,产量高,成本低。除服装上应用还有局限性外,可应用在纺织品的各领域,且在扩大。专家测定非织造布生产量对比;以自动有梭机台时产量(米)为1,而非织造布台时产量的倍数为:针刺法125,粘合法480,纺粘法2000,湿法10000。可见非织造布生产效率和发展前景。
四、染整加工技术方面
染整领域的新技术包括低温等离子体、辐射能和超声波技术、生物酶技术和微胶囊技术在染和印花中的应用,以及各种功能染料,包括热变、光变、红外吸收、荧光染料等在染整加工中的应用。目前主要在欧洲倡导应用的三E 系统(Efficient效能、Economy经济、Ecology生态)和清洁生产的四R原则(Reduction内部减少、Recovery回收、Reuse回用、Recycle循环)便是世界染整工业技术发展的主流。
1、以电子计算机为主体的现代控制技术已无所不在地渗透到纺织印染加工各领域
由于普遍采用自动化、电脑过程控制,利用各种高新技术加强工艺过程的监察和先进的辅助生产手段(如电脑测配、电脑分制版、无版喷射印花、网络远程通讯确认定单等),已从原先一般意义上的小批量多种加工,提升为适时即时化(just in time)生产和依次准确化(Right First Time)生产。因此大大降低了生产成本,缩短了交货周期,增强了产品的竞争力。
2、以生态观念开发新设备和技术
当前国际染整设备和新技术的设计思想已从过去的末端治理(三废治理)观念改变为全过程环保的观念。即在整个生产过程的每一环节注重生态平衡。如染料商开发了环保型的染化助剂;设备厂商从机械角度出发,减少甚至不用化工助剂(如德国Ramish的Raco yet 前处理机组和瑞士Benninger 的Injecta高效冲洗机),增加上染率(如采用真空细液;以各种传感器监察上染工艺参数,达到最大固
率等),以及无水加工(如临界CO2介质染、低温等离子体处理技术、无制版印花等)。
五、结语
d1秒概言之,当今纺织新技术发展的重点是:(1)研究新型纤维材料的生产技术,发展功能复合纤维、高仿真纤维、功能纤维、高性能纤维等差别化纤维及开发新型纤维素纤维和环保型新纤维的开发生产技术。(2)发展气流纺纱、喷气纺纱等新型纺纱技术,运用天然纤维及各种化学纤维开发并、捻、包芯、包缠、印、竹节等花纱线产品。(3)发展新型织造技术、电子提花技术,运用多种原料设计各种针、梭织中高档服装面料。(4)继续发展电子分、电子制版、调和电子控制系统,提高天然纤维后整理技术,化纤仿真染整技术、多种纤维复合染整技术和可持续发展的环保型印染加工技术。(5)推广应用设计与开发的创新技术,运用计算机辅助设计、制造和管理技术,进行织物组织设计、花型图案设计、服装设计,紧跟国际流行趋势。(6)重点发展蓬盖材料等非织造布,土工织物,医疗卫生保健材料,骨架材料及包装材料这些产业用纺织品。连接扣件
参考文献:
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