第五届中国十大纺织科技·应用示范奖

石墨烯在功能纤维中的应用经济与社会效益显著

01

项目名称：

石墨烯在功能纤维中的产业化应用

完成单位：

济南圣泉集团股份有限公司、东华大学、青岛大学、黑龙江大学

综合指数：

3.38%

纺织品越来越关注产品的功能与生态、满足人体大健康的发展方向。2014年，我国纺织品行业产值达6万亿元，其中功能性纺织品产值近4000亿元。近三年来，年均增长率3.8%，行业发展迅速，前景广阔。“石墨烯在功能纤维中的产业化应用”项目以玉米芯纤维素为原料，采用“基团配位组装”法制备石墨烯材料，并将其用于功能性纺织品的制备中，在全球范围内创造了石墨烯在消费品领域商业化应用的先例。

石墨烯涤纶长丝。

据介绍，该项目突破了生物基石墨烯配位组装析炭、催化热裂解、精制分散关键技术；研发了石墨烯表面改性及在聚合物中的分散技术，解决了石墨烯在再生纤维素纤维、涤纶短纤维与锦纶6纺丝过程中易团聚、品质控制困难等问题；开发了专用组件过滤技术，制备了石墨烯改性再生纤维素纤维、涤纶短纤维与锦纶6长丝，开发了石墨烯改性纤维高效纺纱系列加工技术、织物与染整技术，建立了石墨烯功能纺织品成型加工技术体系。

项目研发的生物质石墨烯具有制备成本低、产品纯度高、尺寸均匀、薄片层等特性，是传统石墨烯制备方法所达不到的。同时，其不仅具有一般石墨烯的良好特性，如热传导性、导电性等，还具有自己独特的性能，如低温远红外功能、抗菌抑菌功能等。此外，项目采用的生产工艺无污染、无化学物质残留，达到了绿色生产制造的要求。项目授权国家发明专利11项，实用新型专利3项，具有完整的知识产权体系。

据了解，该项目建立了年产200吨生物基石墨烯材料的生产线，年产2000 吨的石墨烯功能聚合物母粒生产线，可纺性良好，赋予纤维远红外、抑菌、抗静电、防紫外等复合功能。并且，由生物质石墨烯制备的“内暖”系列新材料及多功能服饰，主要技术指标及性能国际领先，是服装领域的一次革命。项目产品在服饰、家纺、轻工等领域得到了广泛的应用，经济效益和社会效益显著。

建筑加固用碳纤维布产量与质量均获提升

02

项目名称：

建筑加固用碳纤维布

完成单位：

海宁安捷复合材料有限责任公司

综合指数：

2.81%

经过对传统编织机的研究与改进，海宁安捷复合材料有限责任公司成功研发了“建筑加固用碳纤维布”项目，大大提高了碳纤维布的产量以及质量，产品不仅材质轻，而且具有极高的强度，耐酸碱，耐自然元素的腐蚀和电磁中性等。不论是在施工成本还是材料使用费上相对钢板都具有较好的经济性。该项目荣获了海宁市科学技术进步奖三等奖、嘉兴市科学技术进步奖三等奖、浙江省省级工业新产品等多个奖项。

据悉，建筑加固用碳纤维布以碳纤维为增强材料，以热熔线为辅助材料，经经线纬线编织工艺和加热固化处理形成的一种新型复合材料。其中，碳纤维提供了碳纤维布所需要的高强度，热熔线使碳纤维纱线固定不脱落。

该项目在织造过程中对纱架的改造和对剑杆机的改造。纱架包括支架、设于支架上的若干组纱轮以及刹车组件。刹车组件包括了刹车轮、刹车杆与刹车带。刹车带在抱紧刹车轮时在刹车轮上产生阻尼力矩，而织布机在牵引纱束从纱轮上退绕的同时在纱轮上产生牵引力矩，退绕的纱束在牵引力矩与阻尼力矩的共同作用下产生张力而绷直。但随着纱轮上纱线圈数的减少，牵引力矩随之下降，刹车带在刹车杆的牵引下改变与刹车轮的抱紧程度，对纱轮转动时的阻尼力矩进行调整，使纱束上一直保持均匀、稳定的张力。

剑杆机改进结构包括剑杆机本体，剑杆机本体的纱线入口侧设有的纱线张力调节装置。其中纱线张力调节装置还包括了架体，架体上靠纱架侧设有入纱导辊，靠近剑杆机本体的纱线入口侧设有的调节辊，入纱辊和调节辊间还设有中间辊。剑杆机在运行过程中对剑杆机入口侧的纱线具有很好的张力调节作用，提高了碳纤维布的编织质量，结构简洁巧妙，成本低，同时可灵敏快速的感应纱线是否有断线，如有断线即时停机，减少产品报废比例。

建筑加固用碳纤维布。

建筑加固用碳纤维布不论是在潮湿的地区还是在酸碱环境恶劣的地区都具备较好的耐腐蚀性，其用于桥梁混凝土结构加固时使用寿命普遍长于传统钢板。很大程度上减少了桥梁路面后期保养的费用。对工程造价而言，不但能简化施工难度、提高施工效率、缩短施工周期，节约15%以上的材料使用费，同时房屋桥梁的有效负载的大幅度提升，使用寿命延长，从而降低施工单位的维护成本。

产品投放市场后，计划年销售18万平方米的建筑加固用碳纤维布，项目达产年销售收入900万元，利润总额297.56万元，利税总额297.56万元。

单向导湿快干图文针织面料经济效益显著

03

项目名称：

单向导湿快干图文针织面料研发

完成单位：

泉州海天材料科技股份有限公司

综合指数：

1.74%

目前，以单向导湿、快干、具有隐形花纹图案效应等为主要特征的针织面料系列产品深受市场欢迎。由泉州海天材料科技股份有限公司（以下简称“泉州海天”）完成的“单向导湿快干图文针织面料研发”项目采用具有特殊截面的吸湿排汗性能的新型高亲水纤维作为织物的原料，并运用特定的印花工艺，制备方法简单，设备投入低。

据介绍，该项目研发了8大系列21款高亲水生物基异截面聚酯长丝纯织/与不同原料交织、不同织物组织结构、不同颜色、不同隐形花纹图案的单向导湿快干针织面料产品，在高亲水生物基异截面聚酯长丝纯织/交织优选，纬编针织面料组织结构设计与制备，单向导湿快干印花花型、印花涂覆工艺等染整工艺设计与制备，单向导湿快干性能研究等方面形成核心和集成创新，项目已获得国家发明专利1项。

该项目技术成熟，已形成企业生产规范，所开发的单向导湿快干图文针织面料不仅具有良好的服用舒适性能，且单向导湿性能、吸湿性能、速干性能等已通过国家专业检测机构检测，达到的主要技术指标：洗涤前后的单向传递指数≥200，芯吸高度≥60mm，吸水率≥150%，透湿率≥8000g/m2d。

其中，新型高亲水纤维面料与人体的相容性好，符合健康环保的要求，并具有持久良好的导湿、干爽性能，适于制作中高档运动系列针织服装，已在10余家针织运动服装品牌上得到应用，累计销售单向导湿快干图文针织面料1732吨，新增销售收入10857万元，新增利润1558万元，经济效益显著。

泉州海天作为国内功能性面料集成创新的领先企业之一，其在吸湿速干（CoolDry）、新型生物基纤维（PDT、PTT）的开发应用领域居于国内领先地位。目前泉州海天已形成CoolDry®吸湿速干、Corntec®生物基PTT、Sunlite®中空保暖、Ecorona®再生涤纶、Hytech®高科技功能性、Socorna®植物源PDT、Sofeel®防水速干、POLALITE®高性能保暖、UNIDRY®水悦动等多系列产品。

单向导湿快干图文针织面料。

IR微元素抗菌新材料开启抗菌新方向

04

项目名称：

IR微元素抗菌新材料

完成单位：

深圳市御通科技有限公司

综合指数：

1.70%

由深圳市御通科技有限公司研发的“IR微元素抗菌新材料项目”，采用绿色环保的天然纤维为原料，通过无机抗菌技术处理，使材料具有永久抗菌的功能，其抗菌率可达99%。

据悉，IR微元素技术是一种复合无机抗菌技术，在天然纤维和纱线上，加载天然矿物抗菌元素，实现抗菌目标，属于纤维前处理技术。天然纤维本身就拥有柔软舒适性、耐久性、透气性、纯净性等优点，棉等天然纱线经IR技术处理后，纤维则更加柔软舒适，棉产品也不易僵硬板结。

永久抗菌是IR微元素技术最突出的特性，该处理技术对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、白色念珠菌的抑菌率均超过99%。经测试，在水洗99次之后，IR微元素抗菌材料依旧能保持99%的抑菌率。其灭菌原理是游离式杀菌，遇到细菌能够有效释放杀菌，破坏细菌的细胞膜、细胞壁和细胞核，实现彻底杀灭细菌。该技术产品在达到并超过国家最高3A抗菌标准前提下（FZ/T 73023-2006），还能达到如下指标：符合GB 18401-2010国家纺织品产品基本安全技术规范、GB 18885-2009生态纺织品标准、FZ/T 73025-2013婴幼儿针织服饰标准、GB/T 31713-2015抗菌纺织品安全性卫生要求。

IR微元素抗菌材料对真菌抑制效果尤佳。穿着使用该材料织造的袜子对脚部皮炎、湿疹、瘙痒等真菌类皮肤疾患具有很好的抑制作用，效果极佳。穿着使用该材料织造的内衣对私密皮肤、妇科健康等起到健康护理作用。婴儿穿着，则能够对皮肤敏感、红疹等问题能起改善和预防作用。

IR微元素抗菌袜。

绿色环保是其另一大特性。IR微元素抗菌材料从原料、织造到废水处理整个生产过程无污染、无排放、无异味，助剂可循环使用，环保高效。其使用的抗菌剂是从天然矿物元素中提取而来，采用的天然纤维原料可快速降解，不会对环境造成破坏。去年10月，深圳市御通科技有限公司还被选入中国印染行业节能减排先进技术推荐企业，其污水处理技术体系也是国家重点用水企业水效领跑者，在产品取水量、水重复利用率等水效指标领先同行业其他企业。

IR微元素抗菌材料的应用范围极为广泛，以该材料为基础，织成的纱线可用于织造天丝面料、针织面料、梭织面料、无纺布、IR抗菌黏胶纤维以及其他混纺面料等，并常用在内衣、婴童服饰、家纺、卫生用品、袜子、宠物用品、医疗用品、军工用品等领域。

低熔点特种长丝关键技术获突破

05

项目名称：

低熔点特种长丝的研制及产业化

完成单位：

凯泰特种纤维科技有限公司、绍兴文理学院

综合指数：

1.54%

近年来，随着消费者环保意识的增强，对产品的绿色环保要求也越来越高，用无污染又有相同功能的产品替代化学粘合剂已成为粘合领域研发的最终目标。由凯泰特种纤维科技有限公司和绍兴文理学院共同完成的“低熔点特种长丝的研制及产业化”项目，通过在原料、纺丝、热粘合、后道应用等方面集成创新，成功制得聚酯或聚酰胺超低熔点单复丝，很好的满足了高档纺织品的需求，被誉为“绿色胶粘剂”。

超低熔点纤维尤其是长丝生产存在聚合工艺不成熟、纺丝技术难攻克、产品结晶冷却成型难度大等诸多问题，导致国内鲜有企业能生产优质产品，全部依靠进口，而且价格昂贵。为此，凯泰特种纤维科技有限公司在自有资金和市科研项目资金的资助下，历时3年，在超低熔点纤维研发上取得了重大技术突破。

低熔点特种长丝制造的空调过滤网。

一是根据超低熔点长丝纺丝特殊要求，通过改性剂的优选、原料的匹配、工艺的优化及聚酯或聚酰胺结构的科学设计，并借助先进表征手段，确立了添加不同组份及添加量与共聚物的熔点、结晶性能、流变性能等之间的相关性，优化工艺条件，成功制得熔点在80℃～220℃、可纺性好的系列热熔聚酯或聚酰胺，在此基础上，建立了长丝级热熔聚酯或聚酰胺的指标测试体系，为原料的优选提供理论依据。

二是通过加装三级真空干燥装置，使干燥真空度达到-0.06MPa以下，保证了切片的干燥效果；通过加装热辊，实现三级拉伸，使纤维强度明显提高；通过数字化技术改造温控方式，使纺丝温度波动在±1.0℃内；采用一步法皮芯复合长丝纺丝技术，并对干燥、纺丝、皮芯组份及复合比、拉伸、卷绕等条件的优化组合，形成最佳系列工艺配方，制得了纤度在22dtex～333dtex不同规格、不同熔点的系列超低熔点复丝。

三是成功的将常规倍捻机改造成热粘合设备，并对粘合工艺进行了精密控制，使皮芯型复丝互粘成一根岛屿型截面的热熔单丝，攻克了低熔点聚酯或聚酰胺不能纺粗旦单丝的难题，达到了降低成本、拓展产品用途的目的，并可根据需要制得22dtex～666dtex范围内任意规格的单丝。同时，项目购入热轧机、电脑横机等设备，深入的研究了低熔点纤维的热收缩及产品应用情况。

经鉴定，项目工艺技术处于国际先进水平，已申请专利2件，撰写论文1篇，制订企业标准2项，获得国家商标注册证2项。项目产品已通过德国“信心纺织品”认证，并荣获中国纺织工业联合会科技进步奖二等奖，低熔点聚酯纤维成功入围2017/2018中国纤维流行趋势。2013年-2017年，项目已累计实现销售收入1亿元，新增利税900万元，经济与社会效益显著。

丝绸数码印花工程改造全面提升产品品质

06

项目名称：

丝绸数码印花工程改造

完成单位：

万事利集团有限公司、浙江理工大学

综合指数：

1.07%

数码喷墨印花技术是20世纪90年代国际上出现的最新印花技术，不仅实现了低污染，适应了小批量、多品种和按需制造的生产模式，而且极大地丰富了图案花型的设计方式。特别是丝绸产品，更是以小批量、多品种的著称。由万事利集团有限公司、浙江理工大学共同完成的“丝绸数码印花工程改造”项目，建立了一套较为完善的数码印花技术体系，全面提升了数码印花的品质，其丝绸数码印花技术达到国内同行领先水平。

据介绍，该项目引进了多项先进技术，包括：超高速导带数码喷墨印花技术、色彩存储计算机控制技术、生产废水循环利用技术。针对数码喷墨印花存在的众多问题，项目通过筛选或研发不同数码印花墨水，引进不同机型（喷嘴）数码印花机，购置专用的数码印花蒸化、水洗和整理设备，探索出不同喷嘴对不同花型、不同织物适应性的规律。数码喷墨印花技术与计算机辅助设计技术，大幅提高了丝绸产品的附加值。

与传统印花方式完全不同，数码喷墨印花技术不需要制版，减少了传统印花所需制网、配色调浆、刮印等工艺流程，也无需使用传统印花所需的制网机、上胶机、感光机、烘房等设备，而是直接通过单台计算机控制机械运作，把输入在电脑内的打印图案完美地呈现出来。

丝绸印花织物。

国产数码印花机配合万事利的专利墨水和喷头技术，1小时能生产200米印花织物，可以更好地满足市场对于丝绸印花织物的需求。相比传统印染技术，该技术不仅在工作效率上有明显优势，能耗也大大降低。其中，染料消耗节约85%，耗水减少30%，耗电减少45%，单位水处理成本下降30%，数码印花每万元产值综合能耗只有传统印花的1/10。

通过计算机输入数字形式来控制打印喷头作业的方式，完全实现按需喷印，染料用量仅为传统印花的40%，其中仅有5%的染料被水洗掉，而传统印花将有70%的染料被水洗掉。作为一种绿色技术，项目通过生产废水循环利用技术将生产过程中的废水回收利用，不仅降低能耗、节约企业生产成本，更有效减少了生产废水对环境的污染，真正实现了节能减排。