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《紡織器材雜志》2016年第5期

摘要：

為了提升紡織行業(yè)的競爭力，介紹紡織產(chǎn)業(yè)的基本形勢，認(rèn)為在國際、國內(nèi)雙重壓力下中國紡織品產(chǎn)業(yè)走“創(chuàng)新驅(qū)動、質(zhì)量為先、綠色發(fā)展、結(jié)構(gòu)優(yōu)化”的道路，開發(fā)新材料、創(chuàng)新技術(shù)、設(shè)備、工藝，生產(chǎn)高性能、新功能、特殊環(huán)境專用、精美精致、性能優(yōu)異產(chǎn)品；并對紡織新纖維材料的應(yīng)用、紡織新工藝技術(shù)及新設(shè)備的應(yīng)用、新產(chǎn)品開發(fā)與應(yīng)用、紡織器材及專件的創(chuàng)新和發(fā)展進(jìn)行了論述。指出：我國紡織工業(yè)的用工成本從國際中場上來看仍然占有一定的優(yōu)勢，但這一優(yōu)勢正在喪失之中；在這種情況下，要振興我國的紡織工業(yè)，從出路來看一方面要開發(fā)新品種，表現(xiàn)新面貌，使產(chǎn)品具備新功能；另一方面要采用高新技術(shù)改造傳統(tǒng)設(shè)備，紡織企業(yè)智能化、數(shù)字化、工作大量發(fā)展，電子器件的要求數(shù)量大增，也是紡織器材和紡織專件的重要內(nèi)容。

關(guān)鍵詞：

紡織產(chǎn)業(yè)；新材料；新工藝；產(chǎn)品開發(fā)；應(yīng)用；紡織器材；專件；創(chuàng)新；發(fā)展

1紡織產(chǎn)業(yè)的基本形勢

紡織產(chǎn)業(yè)是中國傳統(tǒng)的重要支柱產(chǎn)業(yè)，在“衣、住、行、用”中都占有重要的地位，是重要的民生產(chǎn)業(yè)。近年來，紡織產(chǎn)業(yè)就業(yè)人數(shù)2200萬人，間接就業(yè)（天然纖維種植、加工；化學(xué)纖維原料；加工、經(jīng)營、管理貿(mào)易、運(yùn)輸、銷售、出口、檢驗(yàn)、認(rèn)證等）人員1億人。同時(shí)，紡織產(chǎn)業(yè)也是國際貿(mào)易體系中具有競爭優(yōu)勢的產(chǎn)業(yè)。近30年來，國際紡織品、服裝貿(mào)易總額中，中國貿(mào)易都占1/3以上。特別是近30年來，紡織產(chǎn)業(yè)除服裝用紡織品、家用紡織品外，新發(fā)展的產(chǎn)業(yè)用紡織品創(chuàng)新發(fā)展，也是新興材料產(chǎn)業(yè)的重要組成內(nèi)容。近年中國紡織纖維加工量達(dá)到全球紡織纖維加工總量9000萬t的52%，是世界紡織加工生產(chǎn)第一大國。全球紡織纖維加工量還要迅猛發(fā)展。聯(lián)合國隨著全球人口暴增，將從現(xiàn)在70億人增加到2050年100億人，預(yù)測到2050年，全球紡織纖維加工總量將達(dá)到2.53億t。其中，服裝用紡織品4150萬t，占16.4%（4.32kg/(人•a)）；家用紡織品4100萬t，占16.2%（4.27kg/(人•a)）；產(chǎn)業(yè)用紡織品17050萬t，占67.4%（17.76kg/(人•a)）。紡織產(chǎn)業(yè)尚有巨大發(fā)展空間。但是紡織產(chǎn)業(yè)也面臨新常態(tài)下國際勢力兩面打壓。第一方面：世界經(jīng)濟(jì)正在發(fā)展中的第三世界國家，依靠勞動力成本、能源成本、運(yùn)輸流通成本、環(huán)境治理成本以及低檔紡織產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)要求不高、容易掌握和研發(fā)成本低等優(yōu)勢，占領(lǐng)了低端紡織品的市場。2012年，印度出口到中國的29.5tex棉紗，加進(jìn)口關(guān)稅的售價(jià)是17800元/t，但2012—2013年度中國國儲棉收購價(jià)19800元/t，2013—2014年度中國國儲棉收購價(jià)20400元/t。剝奪了中國低檔純棉紗的生產(chǎn)環(huán)境。第二方面經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的原紡織大國（美、英、德、法、意等）40年前因勞動力成本高于第三世界國家將紡織生產(chǎn)向外轉(zhuǎn)移，繼續(xù)“去工業(yè)化”，特別是1983—2002年，紡織生產(chǎn)能力大幅下降。但是2013年開始推出“再工業(yè)化”，包括發(fā)展紡織產(chǎn)業(yè)。2013年，美國增加紡紗錠101萬錠。并從6月開始向中國出口37tex純棉紗，加進(jìn)口關(guān)稅，市售17200元/t。在這種雙重?cái)D壓下，中國的低檔紡織品的生產(chǎn)空間已被剝奪。中國紡織品產(chǎn)業(yè)只能走“創(chuàng)新驅(qū)動、質(zhì)量為先、綠色發(fā)展、結(jié)構(gòu)優(yōu)化”的道路，開發(fā)新材料、創(chuàng)新技術(shù)、設(shè)備、工藝，生產(chǎn)高性能、新功能、特殊環(huán)境專用、精美精致、性能優(yōu)異產(chǎn)品。

2紡織新纖維材料

2.1產(chǎn)業(yè)用紡織品的新型高性能纖維

近40年來，國際上新纖維材料不斷涌現(xiàn)。中國40年前，開始在原子彈、氫彈、人造衛(wèi)星研發(fā)中對新纖維材料提出了一系列新要求。在這些要求推動下，在中央主持和管理下，一系列新纖維材料不斷涌現(xiàn)。支持了科技、軍工、國防的發(fā)展。這里舉幾個(gè)例子。如：a）高強(qiáng)度、超高強(qiáng)度，高模量、超高模量；b）耐高溫、阻燃、極限氧指數(shù)高、軟化溫度高、熱分解溫度高；c）密度小、質(zhì)量輕；d）高絕緣、耐擊穿電壓高；e）耐化學(xué)腐蝕性強(qiáng)；f）低溫不脆；g）導(dǎo)電。首先是有機(jī)化學(xué)纖維的芳香族、聚酰胺纖維：對位芳綸(芳綸1414)、間位芳綸(芳綸1313)、聚對亞苯基苯并二噁唑纖維、聚間亞苯基苯并二咪唑纖維、無機(jī)纖維中玻璃纖維、碳纖維、玄武巖纖維，主要性能與鋼材的比較見表1。航天、航空、汽車、火箭、火車、導(dǎo)彈早期結(jié)構(gòu)及殼體用金屬材料制造，但因?yàn)閺?qiáng)度有限，原材料更由于密度高、重量大、耗能高、燃料量有限，一次通行距離有限。改用高性能纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，結(jié)構(gòu)件及殼體強(qiáng)度高、模量高、材料用量減少、密度又低、重量大減、故速度可提升、耗能減。同樣，燃料貯量行程可延長，而且飛機(jī)抗飛鳥撞擊損壞下降。特別是導(dǎo)彈噴火口喉管，大飛機(jī)剎車盤等采用碳纖維三維成形體為增強(qiáng)體，其中空隙的基質(zhì)用無定形碳的碳/碳復(fù)合材料，導(dǎo)彈噴火喉口，在1600℃燃?xì)鈬娚淠Σ料虏槐粺g。碳/碳復(fù)合材料的大飛機(jī)剎車盤，數(shù)十噸，百噸重量的大飛機(jī)著陸時(shí)，降速至300km/h著陸，18s～19s剎停，如此大的動能靠剎車盤摩擦力剎停，動能全變成熱能，升溫到千度以上，一般再好的材料，一次剎車，剎車盤將全部燒蝕毀盡，但用碳/碳復(fù)合材料剎車盤可以用數(shù)十次。新型纖維材料為棉紡織生產(chǎn)，混紡、交織，產(chǎn)生高性能、新功能、適應(yīng)市場需求打開轉(zhuǎn)型升級的大門。

2.2服裝、家用紡織品的新功能纖維

天然纖維中木棉纖維有浮海救生和驅(qū)螨蟲的功能；漢麻有抑菌的功能，亞麻、黃麻、漢麻有導(dǎo)濕、快干功能。綿羊毛、山羊絨等毛纖維有保暖功能等?；瘜W(xué)纖維采用異形截面形成縱向溝槽產(chǎn)生導(dǎo)濕快干功能；截面多孔產(chǎn)生保暖功能。扁平截面或三角形截面產(chǎn)生絲光功能等?；瘜W(xué)纖維紡絲中提高大分子聚合度、取向度和結(jié)晶度形成高強(qiáng)度、高模量性能。紡絲過程中增加“加彈工序”產(chǎn)生高卷曲、高彈性恢復(fù)功能；紡絲中增加部分工序可產(chǎn)生高收縮功能等等。化學(xué)纖維紡絲時(shí)采用添加劑、復(fù)合紡絲的方法，形成新功能纖維。包括抗菌、防臭、防靜電、防紫外、防透視、防蚊等功能。以及產(chǎn)生遠(yuǎn)紅外輻射、釋放香味、釋放負(fù)氧離子、升溫保暖、降溫涼爽，以及導(dǎo)電、導(dǎo)磁、原液著色、及電場變色、溫度變色等功能?；瘜W(xué)纖維采用靜電紡絲技術(shù)，可以生產(chǎn)直徑亞納米及納米級的超細(xì)纖維在空氣過濾，人造器官中有重要用途?；瘜W(xué)短纖維和化學(xué)纖維長絲為棉紡織生產(chǎn)提供了基礎(chǔ)性能、功能的材料。

3紡織新工藝技術(shù)及新設(shè)備

紡紗已形成系列紡紗系統(tǒng)，在傳統(tǒng)的環(huán)錠紡紗，轉(zhuǎn)杯紡紗，噴氣渦流紡紗基礎(chǔ)上，形成了廣泛系列，包括，集聚紡紗、賽絡(luò)紡紗、賽絡(luò)絲紡紗、纜形紡紗、柔順紡紗、低扭距紡紗、嵌入式復(fù)合紡紗、塵籠紡紗、平行紡紗等許多技術(shù)系統(tǒng)。這里多種紡紗技術(shù)提供了長絲和短纖維須條混紡加工的技術(shù)。織造也從普通有梭織機(jī)步入無梭織機(jī)領(lǐng)域，包括噴氣織造、噴水織造、劍桿織造、以及多臂織造、萬針提花織造、寬幅織造、超寬幅織造（幅寬16m以上）三軸向織造多層三維立體織造等。針織技術(shù)也形成緯編、經(jīng)編、平型、圓型、寬幅單向襯緯、多向襯緯、單向襯經(jīng)、多向襯經(jīng)及同時(shí)襯經(jīng)襯緯等，以及多針床三維立體成形技術(shù)，包括防彈頭盔增強(qiáng)體一次成形。編結(jié)技術(shù)也形成系統(tǒng)三維立體一次成形的大型專用系統(tǒng)，包括導(dǎo)彈頭罩增強(qiáng)基材的一次成形織造。染色技術(shù)覆蓋了軋染、浸染、冷軋堆染、噴染、涂染、超聲染、及超臨界液體二氧化碳無水染色技術(shù)等，形成少水、節(jié)能、減排、無污水排放的許多新技術(shù)。印花技術(shù)也覆蓋平網(wǎng)印花、園網(wǎng)印花、噴墨印花、電子控制噴墨印花技術(shù)系統(tǒng)。服裝設(shè)計(jì)生產(chǎn)也有原來的手工加工總結(jié)了各種自動化技術(shù)，電子計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)刻板及一次三維立體成形無縫服裝的技術(shù)。在這些系統(tǒng)基礎(chǔ)上，紡織機(jī)械設(shè)備的自動化、智能化的水平也有了巨大進(jìn)步。一年來，中國已建成了4座5萬t的棉紡自動化示范工廠，每萬錠每日三班用人有原來的365人降到30人以下。筒子紗染色也建成了大型示范工廠和推廣使用。T恤衫、羊絨衫生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)個(gè)體用戶訂貨量體生產(chǎn)一次成形系統(tǒng)。這些進(jìn)步使中國紡織產(chǎn)業(yè)步向世界強(qiáng)國的方陣。

4新產(chǎn)品開發(fā)與應(yīng)用

服裝生產(chǎn)和家用紡織品生產(chǎn)，在新常態(tài)下，適應(yīng)市場“多品種、小批量、快交貨”的要求，重點(diǎn)生產(chǎn)高性能，多種新功能，適應(yīng)特殊人群，特殊環(huán)境需求，精密、精美、精致、精湛、高品質(zhì)性能的產(chǎn)品。用多種色紗線形成的色織產(chǎn)品已成為大量主體，不少企業(yè)，出口的襯衫，每批480種不同顏色和花型，并開始適應(yīng)個(gè)體訂貨需求。產(chǎn)業(yè)用紡織品，近年來首先面對航空、航天、軍工、國防的特殊要求，中國已有企業(yè)承接空中客車公司生產(chǎn)飛機(jī)多部件生產(chǎn)和分部裝配任務(wù)。中國導(dǎo)彈在長征3號、4號基礎(chǔ)上，已完成5號的總裝。人造衛(wèi)星、飛船、航天艙的系列部件以及太陽能電池板的折疊展開裝置都已形成常規(guī)化生產(chǎn)。大飛機(jī)、鐵路動車、汽車的輕量化改造已形成系列研發(fā)生產(chǎn)系統(tǒng)。碳纖維增強(qiáng)1000kV2000A西電東輸電纜已經(jīng)投產(chǎn)。碳纖維增強(qiáng)的萬針提花針織布機(jī)的提花針和多針床針織機(jī)的提花梭也已批量使用。發(fā)電廠、熱力廠、水泥廠、垃圾焚燒場的高溫尾氣過濾的袋式除塵系統(tǒng)已經(jīng)比較成熟。在國內(nèi)大量使用，并正在配合高溫尾氣脫硫、脫硝、免除二噁英已技術(shù)結(jié)合。公路、鐵路路基增強(qiáng)也廣泛使用，并為青藏鐵路提供了海拔5000m高寒地段凍土不會熔化，保持在－3℃以下的穩(wěn)定性。紡織產(chǎn)業(yè)，正為祖國制造業(yè)的發(fā)展貢獻(xiàn)自己的力量。

5紡織器材及專件的創(chuàng)新和發(fā)展

傳統(tǒng)的紡織器材和專利件，近幾年來已獲得重大創(chuàng)新和突破。金屬針布和彈性針布的齒形重新設(shè)計(jì)；鋼領(lǐng)、鋼絲圈。特種合金材料顯著延長了壽命；節(jié)能錠帶取得大量推廣；各種鋼筘顯著改善了推送導(dǎo)紗的通道；噴氣機(jī)的噴嘴依據(jù)空氣動力學(xué)原理大幅改進(jìn)；萬針大提花織機(jī)提花針已用碳纖維生產(chǎn)；膠輥的多種纖維適應(yīng)性和周期研磨技術(shù)等等，都取得創(chuàng)新進(jìn)展。新型紡紗技術(shù)產(chǎn)生了一系列新專件。集聚紡紗的羅拉、網(wǎng)格圈、導(dǎo)條器、壓力棒；低扭矩紡紗的加捻器；柔順紡紗的須條處理器；全聚紡紗的羅拉；新型轉(zhuǎn)杯紡紗機(jī)的轉(zhuǎn)杯、引紗管；新型噴氣渦流紡紗機(jī)的引紗器，渦流管；各種自動落紗附屬裝置；各種機(jī)器斷頭自動報(bào)警檢測頭、顯示燈和控制系統(tǒng)；新型錠膽，環(huán)錠細(xì)紗機(jī)的各種加捻器的捻度報(bào)警器；轉(zhuǎn)杯紡紗機(jī)的自動接頭機(jī)；噴氣渦流紡紗機(jī)的儲紗輥和自動接頭器；自動絡(luò)筒機(jī)的自動接頭器；自動轉(zhuǎn)杯紡、自動噴氣渦流紡機(jī)、自動絡(luò)筒機(jī)的紗線條干檢測器和紗疵切斷器；自調(diào)勻整并條機(jī)的牽伸羅拉和條干檢測頭；粗紗—細(xì)紗聯(lián)合機(jī)的吊管器、粗紗管的尾紗清除器；細(xì)紗-絡(luò)筒聯(lián)合機(jī)的送紗托錠、紗頭整理器、空管尾紗清除器等等的專件。凡此等等都是新的紡織器材和紡織專件。這些器材和專件，不僅要有新的設(shè)計(jì)，而且要有新的材料。由于當(dāng)前纖維增強(qiáng)復(fù)合材料成本比較高，未到大面積廣泛使用時(shí)期，采用金屬材料都要考慮各種專用的特種合金鋼。這些合金鋼生產(chǎn)的工藝技術(shù)難度并不很大，但當(dāng)前的困難是，我們的許多特殊專件和器材都是小件，雖然全國機(jī)器很多，但總量每年卻只需幾十噸到上百噸。但中國技術(shù)成熟的國營大型鋼鐵廠的煉鋼爐都是千噸以上大爐，它生產(chǎn)一爐，要幾十年才能用完，以致無法供應(yīng)。而國際上特別是瑞士，生產(chǎn)這些特種專用合金鋼材的都是小廠、小爐，專用訂貨，并與專件使用廠有保密供貨協(xié)議，很難處理。當(dāng)前這些困難，中國工程院經(jīng)多年聯(lián)系，已在逐步解決過程中。同時(shí)，由于按照中央指示，除了在“創(chuàng)新驅(qū)動，質(zhì)量為先，綠色發(fā)展，結(jié)構(gòu)優(yōu)化”的同時(shí)，強(qiáng)調(diào)“智能化，工業(yè)化兩化融合”的方針。紡織企業(yè)智能化，數(shù)字化，工作大量發(fā)展，電子器件的要求數(shù)量大增，也是紡織器材和紡織專件的重要內(nèi)容。現(xiàn)在智能化示范棉紡企業(yè)的環(huán)錠細(xì)紗機(jī)上每一個(gè)錠位都設(shè)有一個(gè)鋼絲圈旋轉(zhuǎn)感應(yīng)器和一只斷頭亮燈的小燈泡。因此，電子器件也是紡織器材的重要和大量的內(nèi)容。

作者:姚穆 單位:西安工程大學(xué)