棉纺织新技术与新设备推介

最近几年，随着国际、国内经济形势的变化，我国棉纺行业面临新的问题：（1）棉花价格波动剧烈，远期来看棉花资源仍短缺；（2）能源成本持续上涨；（3）用工问题继续紧张；（4）高附加值的产品占有率不高；（5）落后技术和设备不能适应高端市场需求；（6）企业税赋负担偏重，棉纺企业资金短缺现象仍没有得到缓解。

这些问题对棉纺企业的发展提出了新的要求：（1）经营中规避原料波动的风险，生产中节约并优化使用原料，提高资源、能源使用效率；（2）提升管理水平、保护生态环境；（3）棉纺技术与设备的持续改进和创新；（3）更加关注纺织品的生命周期；（4）满足社会新需求。

关于节约并优化使用原料，可以有以下思路供棉纺企业参考：（1）提高产品制成率，实现原料低损耗；（2）提高原料对新型原料的适纺性；（3）实现对低端纤维的升级利用，如黄麻等韧皮纤维的升级利用等；（4）采用复合纺纱技术，集约使用不同品质与档次的纤维原料；（5）优化利用稀贵纤维，采用珍稀纤维资源生产高端产品。

关于生态环境的保护问题，棉纺企业不仅要从意识上深入认识这个问题的迫切性和持续性，而且要从技术上、细节上实践、实施。比如可以采取以下全方位的环保措施：（1）采用环保纺织原料、化学品等；（2）采用符合生态、环保的科学管理、生产流程，保证生产过程中也能合理利用节能技术，达到减排目的，如提高自动化水平，减少湿处理加工的过程，利用蓄冷蓄热空调及冷热电联供技术等；（3）采用系统、先进的废水、废气、废物等的回收利用，如少水及无水印染加工技术，工业污水净化技术等。

相应的棉纺设备也出现了以下发展趋势：（1）高速化、自动化、连续化、短流程化；（2）高质、高效、操作简便和易维护；（3）可靠性、适应性、灵活性更强；（4）节能、降耗、环保、节约原料、节省人工，经济性更强；（5）机电气仪一体化、数字化、智能化、模块化设计增多；（6）前纺大卷装、短流程，纺纱少机台、多锭化和工序联接连续化。（7）专件、器材更加精细化、专业化。

以下推介一些具有代表性的棉纺新技术和新设备，希望能对棉纺企业有所帮助。

“纺织之光”科学技术奖之棉纺织新技术推介：

   棉型织物低温漂白关键技术

   主要完成单位：华纺股份有限公司、东华大学和青岛

   康的恩生物科技有限公司（“纺织之光”推荐项目）

棉型织物是我国主要纺织产品之一。传统的棉纤维的前处理过程中，其水耗和能源消耗约占印染加工全过程的55% ～ 60%，前处理废水的COD值约占印染行业COD排放总量的60%。

对于棉织物漂白过程，为了提高生产效率，缩短加工时间，大部分染整加工企业都采用高温双氧水漂白工艺，但大量事实表明，使用高温漂白工艺存在如下缺点：（1）加工过程能耗高；（2）加重纤维的损伤，降低强力，如果加工用水中含有过量的铁离子或其它重金属离子，这种损伤会更加严重；（3）织物脱脂较多，影响纤维的天然性，导致织物手感粗糙，并且容易起毛起球。

为了改善纺织品漂白后的品质，减少印染加工的能耗，降低织物漂白加工的温度是必然选择。

棉型织物低温漂白关键技术突破了以下关键技术难题：（1）创新仿酶催化剂配体合成方法，实现催化剂配体的高效、低耗合成，通过复配增效显著提升催化剂效率；（2）通过果胶酶产生菌株定向基因改造，获得最适pH值范围为10～11的耐双氧水果胶酶，通过发酵工艺和后处理工艺优化，实现液体果胶酶商品化；（3）以角质酶出发菌种基因改造重组和定向选择为核心，实现角质酶的量产；（4）低温漂白工艺的研究开发及其工艺数据库的建立。

该项技术可将大部分棉织物的退浆精练温度从常规的100 ℃降低至40 ～ 80 ℃，漂白温度从常规的98℃降低至80 ℃，可实现节能35%以上，生物酶的使用降低了化学品的使用量，减少了水洗用水，可实现节水10%、减少废水排放10%以上。

   纯棉纱线中深色无前处理染色技术

   主要完成单位：鲁泰纺织股份有限公司、德州学院

   （2011年二等奖）

本项技术突破传统染色技术理论，提出了染色技术创新思路，研究出纯棉纱线中深色无前处理染色的加工及生产工艺，解决了传统的前处理需要经过100 ℃以上的高温练漂，多次水洗，中和等环节需要消耗大量的水和蒸汽等弊端；首次研制出无前处理纱线活性染料直接染色工艺，实现了零蒸汽耗用、零用水、零时间前处理、零损伤、筒纱染色零平滑剂、前处理零排放的染色技术，大大降低了染色过程中能源和助剂的消耗；创新研制出专用高效渗透、匀染助剂，保留纤维表面的天然蜡质的同时对纤维进行染色，既能达到色彩的效果，也省去了后续柔软处理的工艺，并且保证了面料自然良好的手感；突破了传统染色工艺，创造并形成了一套独特的染色工艺，同时改变了传统染色工艺的操作手法，采用预加碱、混合碱、染色过程加压、低温染色工艺等措施。

纯棉深色无前处理染色不仅解决原纱直接染色得色量低的缺点，而且最终染色深度较传统的前处理染色得色量提高 5%左右，解决原纱直接染色的深度及染色不匀问题，彻底解决了传统通染性差、得色量低以及易染花、留白等技术难题，并且明显提高纱线染色牢度与上染率。

纯棉深色无前处理染色工艺与传统工艺相比，吨纱用水降低了30%，用汽降低了35%，时间缩短了25%。

   棉冷轧堆染色新技术

   主要完成单位：华纺股份有限公司（2010年一等奖）

冷轧堆染色新技术采取室温堆置固着，不需要蒸汽，能量消耗少，浴比小，水、汽、电消耗是各种染色加工中最低的，冷轧堆活性染料染色无需常规活性染料染色中大量的盐，固着率高，染料利用率高，废液排放少，环保效果明显。冷轧堆染色技术以其设备投资少、基建费用低、适应性强、染料利用率高、染色产品布面效果好、色泽饱满，能经受工业水洗而不褪色，可被广泛应用于服装面料、家纺、毛巾及其他纺织品的生产。冷轧堆染色主要集中在欧洲和北美洲，国内应用冷轧堆染色工艺成功案例少之又少。

该技术淘汰传统的生产工艺，引进进口设备，对染料及助剂进行优化选择，采用新型冷轧堆染色技术，对其工艺参数进行选择及优化，实现绿色环保、节能减排；在加工工序过程中，采用松式丝光机烘干，赋予面料自然弹力的最佳效果；其工艺条件全部实施在线跟踪，大大提高了产品一等品率。

该技术采用室温冷堆染色，节省了打底机预烘、水洗机汽蒸等工序，从而大大节省了水、电的消耗。实现比常规染色加工约节约用水15%，节约用电15%，节约蒸汽20%以上，节约染化料达22%，总出水COD排放减少18%。同时由于不使用盐类作为促染剂，有效降低了污水处理的负担。

   棉纺设备网络监控和管理系统

   主要完成单位：北京经纬纺机新技术有限公司

   （2011年二等奖）

随着用工成本的增加、产品的同质化竞争，棉纺厂对设备的网络监控系统需求迫切。截止到2009年底，我国拥有棉纺设备 1 亿锭，多数设备未配置网络管理系统。此项技术开发成功后，万锭可节约30%的用工，纺制纱线质量达到USTER2001公报的 5% ～ 15%水平；大幅提高劳动生产率；使棉纺成套设备整体水平达到国际先进水平。

此项技术针对现有棉纺成套设备的接口配置情况（其中包括老厂设备改造），采取高可靠、抗干扰的网络解决方案，实现了异性纤维分检机、清梳联、精梳机、并条机、粗纱机、细纱机、自动络筒机等棉纺成套设备的全部联网。通过对设备参数的数据采集、数据存储、数据显示、数据分析等，实现设备管理、绩效考核、生产数据监视、设备远程控制及故障诊断等功能。

技术上使用网络分层的方案，把设备的数据发送到服务器。现场总线层，由设备和现场总线组成，以太网层，由交换机和中继器构成，中继器是现场总线层和以太网层的桥梁，连接在两个网络中。

“棉纺设备网络监控和管理系统”实现了（1）实现棉纺成套设备的联网，实时采集、处理、显示每台设备的数据；（2）根据采集上来的过程数据实现设备和人力的实时调度；（3）根据统计出的产量数据实现员工的绩效考核，不再需要人工抄表和人工计算，减少用工；（4）根据采集到设备状态数据，实现设备的及时维护，同时减少用工；（5）根据采集的质量数据，实时调整设备参数，使得产品质量最优。

   棉与多功能长丝复合纱的研发与产业化

   主要完成单位：江苏大生集团有限公司（2010年   二等奖）

利用短纤维与长丝纤维形成多元复合功能性纺织新材料的新技术，该项技术在细纱机上结合赛络纺（丝）技术、包芯技术、倍捻技术、集聚（紧密）纺技术，进行细纱机改造，设计开发新型复合纱线专用机构，改变纱线成纱机理，改变纱线结构，开发新型纱线，进行多种品种和规格（各种功能性纤维和天然纤维的科学组合）系列产品的研制，探索具有良好服用性能同时具有特种功能的新颖风格特征的新产品。

该项技术发挥芯材高强度和一些特殊功能（输水、导汗、弹性、保形、抗皱、防电磁辐射等）和皮层纤维吸湿、接触舒适、抑菌防臭等功能，所形成的复合材料是一种以低成本实现多种功能性的产品，可广泛地应用于军事、产业、高档服装和高档家纺领域。

ITMA 2011展出的棉纺织新设备推介：

   Mayer & Cie.公司推出的Spinit系统

Mayer & Cie.（迈耶・西）公司推出的Spinit系统，在一台针织圆机上融合了细纱纺纱与针织工序，是革命性的创新。具有节约空间、能源、人工、原料、物流成本的潜力。

Mayer & Cie.公司宣称：一个采用产能为500 kg/h的针织厂，采用25台Spinit，即可以替代 2 万锭环锭细纱机 + 380头络筒单元 + 20台高性能针织圆机。

   特吕茨勒清花线

此设备秉承紧凑型清花线设备理念，可以明显节省空间成本。依不同配置，可用一条生产线完成1 200或2 000 kg/h的产量。

清花线由 4 部分组成：（1）自动开包机BLENDOMAT BO-A，对纤维作用轻柔，适应性强；（2）多功能分离装置SP-MF，在空间、运行成本、维护费用上均有显著效果；（3）一体式混棉机MX-I直接将原料喂给精清棉机CLEANOMAT CL-C3，不再需要额外的凝棉器和喂入装置；（4）异性物质分离装置SECUROPROP系列，可清晰地探测出以前不易检测的物质，如薄膜和PP物质。SECUROPROP SP-FPU中同时使用了 3 种不同光学系统的感应器模式：Farb-Modul色彩模式、UV模式和P模式。

   立达高性能梳棉机C70和立达E66/E76

   精梳机

立达高性能梳棉机C70有以下特点：（1）通过重新分配盖板梳理区，并重新设计盖板导向，使产能提升，较C60提高了40%；（2）工作盖板根数达32根，比C60增加45%，比传统梳棉机增加60%；（3）精确梳理隔距提升质量水平，可达到0.1 mm的最小隔距，设置可重现；（4）优化原料利用，预梳理区和后梳理区的除尘刀可使梳棉生产达到较理想的纤维利用率；（5）C70的能耗比C60降低了15%；（6）自动锡林磨针系统IGS，可作为选配件提供。

立达E 66/E76精梳机有以下特点：（1）实际生产速度达到500钳次/min，得益于C・A・P・D（计算机辅助工艺设计）500，E76实际产量达到74 kg/h，E66达到72 kg/h。棉层重量高达80 g/m；（2）质量相同的情况下，落棉减少达 2%，亦即原料节约达 2%。凭借上佳的纤维选择在降低落棉率的条件下仍可获得优质、均匀的棉条质量；（3）高钳速和最高棉层重量的前提下保证高成纱质量，其中包括纱疵、强度/伸长率以及纱线中的偶发性强力弱环等指标；（4）工艺部件可达到与梳理运动的最佳配合，从而实现柔和的纤维处理；（5）具有灵活性，原料利用率和质量可以根据最高产量进行选择；（6）3 上 3 下带压力棒牵伸系统及可调节的后区牵伸和主牵伸隔距增强了对各种长度纤维的精确导向；（7）E76配备的全自动换卷和棉卷接头系统ROBOlap。

   EliTe® CompactSet V5和RoCoS紧密纺装置

EliTe®CompactSet V5紧密纺装置具有最新的活动上销摩擦力控制棒（ACP）质量控制组合件，通过增强主牵伸区纤维间的摩擦力来改善牵伸工艺，缩小了浮游区，改进了纤维均匀性、平行性及提高了细纱的强力。

其还具有新型EliVAC-CDS负压系统，中心抽气管安装于环锭纺细纱机的顶部，由一个带有过滤箱的驱动电机产生负压。主要优点包括：（1）不需要转动的传动轴、滑轮、传动带与轴承等；（2）不需要用于EliTube组的单独风机；（3）能够减少至多20%的能源消耗

在纺制化纤纱时，新型CPS皮壳保护系统通过延长上罗拉的使用寿命，来减少对牵伸组件的维护工作。

第二代紧密纺纱技术 ―― RoCoS（罗卡斯）可使纺纱厂以普通环锭纱的成本生产紧密纺纱线。它可以节能锭子RoleC，可降低能耗10% ～ 15%。RoluB是一个全新的锭子系统，不需要移动锭子顶部部件或者必要时拆下带子就能够更换机油。RoToP牵伸组件的配合使用户能减少达30%的缺陷水平。

   村田Process ConerⅡ QPRO自动络筒机和

   萨维奥Polar系列自动络筒机

QPRO的含义是高品质（High Quality）、高生产率（High Productivity）、节能（Energy Reduction）与易操作（Easy Operation）。村田Process Coner ⅡQPRO自动络筒机配置的PC Module包括：PC Sensor（PC传感器）、PC Tensor（PC纱线张力传感器）与PC Bal Con （PC气圈控制器）。高品质表现在其自动设定功能，能够保持纱线张力的均一性与筒子密度的一致性，并保证纱管的优化定位；高生产率体现在稳定的生产过程控制，例如快速的纱线张力信息反馈、气圈控制器的平稳运行以及更少的停台时间。该机在节能取决于高效设计，即使在高速运转时仍能节能。有垂直纱库型、托盘型、VCF型与细络联型等几种型式。

Polar I DLS自动络筒机采用一个创新的从细纱机到络筒机的闭环式喂料系统，它保证了原料通过这个系统完全自由地移动。该机抽吸装置是通过一个高效变频器来驱动，最大限度减少能源的消耗 。

Polar E自动络筒机，配有自动筒子喂给和自动落纱系统，工序全部自动完成。

   津田驹公司展出的 4 台织机和多尼尔

   DORNIER weave-by-wire®概念

津田驹公司喷气织机概念机―― Concept Model-190-2C-S4，用于超高速织造，是面向未来的下一代机型。该机运用了CFRP 部件，提高生产率和性能。精细的控制减少压缩空气消耗。塑料综丝减震降噪。升级了Weave Navigation System（织造导航系统）系统，Tune Navi、Patrol Navi、Eco Navi 和Quality Navi 带来新功能，扩大和强化了自动设定功能及简易设定功能，使各种设定项目更具体化，更简单化。

另外两台喷气织机分别为ZAX9100-Terry-280-8C-J，8 色引纬，可织造高品质毛巾织物，ZAX9100-190-6C-J，6 色引纬，可织造女装面料。

津田驹公司的ZW8100-190-3C-J喷水织机，可以 3 色引纬，织造厚重提花面料。

多尼尔 DORNIER weave-by-wire®概念中革新的电子技术是技术亮点，引入了FT控制技术，可以实现大量数据的可靠实时传输。SyncroDrive®是该公司剑杆织机和喷气织机系列的重要组成部分。提花机各个传动单元的电子控制电路取代了织造和提花之间的万向连接。

190 cm幅宽的PTS 8/S20 C剑杆织机的核心是多尼尔积极式中心运转引纬，现场通过一款时尚服装面料演示用柔性pic-à-pic对各种粗细的纬纱进行引纬。

360 cm幅宽的AWS 4/S 12 C喷气织机演示绣花窗帘织物的织造，采用多尼尔的ORW技术后，钢筘向上开口，通过经纱产生一种纬面花纹，这在各领域中突破了花型限制。