中国纺织工业联合会科学技术奖获奖项目选载（2018年度）

超仿棉聚酯纤维及其纺织品产业化技术开发

获奖等级：一等奖

主要完成单位：中国纺织科学研究院有限公司、东华大学、中国石化仪征化纤有限责任公司、鲁丰织染有限公司、徐州斯尔克纤维科技股份有限公司、江阴市华宏化纤有限公司、江苏大生集团有限公司、江苏国望高科纤维有限公司、桐昆集团股份有限公司、江苏微笑新材料科技有限公司

主要完成人：李鑫、王学利、卢立勇、金剑、张瑞云、张战旗、孙德荣、吉鹏、邱志成、赵瑞芝、戴钧明、李志勇、张江波、唐俊松、沈富强

针对聚酯纤维亲水性差、短纤维易起球、常压染色上染率低，混纺织物需两步染色，聚酯纤维面料刚度大、吸湿性差等“共性缺点”，项目以聚酯分子改性为核心，突破大容量装置高比例、多组分改性共聚酯连续聚合技术，细旦纤维截面精确控制技术，新型纤维及其纯纺、混纺面料的纺织染整技术等，开发出3种新型分子结构的超仿棉聚酯纤维及各自的系列化产品。主要成果如下：

设计并合成了高比例改性的新型分子聚酰胺酯（CAS：25610-75-7），创新设计研制了在线添加与均化装备，开发出大容量装置上高比例聚合物改性剂在线精确添加、均质稳定连续聚合技术，制备出具有柔软、常压深染、抗起球特性的易染色型纤维；突破了亲水超仿棉共聚酯多元聚合技术和纺丝技术，制备了异形、全消光等高回潮率型超仿棉聚酯纤维；突破了细旦长丝高异形度截面精确控制技术，制备出亲水细旦型纤维。

研发了低成本导流型网格圈集聚纺和自捻型喷气涡流纺等新型纺纱技术及装置，超仿棉聚酯纤维织物常压匀染、与棉混纺织物一浴一步法染色等技术，开发出3类超仿棉聚酯纤维机织、针织系列的纯纺、混纺产品。形成了超仿棉聚酯聚合、纺丝、纺纱、织造、染整产业化成套技术，建成大容量连续聚合纺丝示范线、千吨规模连续聚合纺丝产业化柔性试验线。形成了有自主知识产权的超仿棉聚酯、纤维与纺织品技术体系，授权发明专利23项、实用新型专利2项。科技成果鉴定为“项目总体技术达到国际先进水平”。

易染型短纤：常压上染率≥90%，初始模量20～50 cN/dtex，强度≥2.0 cN/dtex；亲水细旦型纤维：单丝纤度≤1.0 dtex，异形度≥60%；高回潮型纤维：回潮率≥0.8%。机织和针织物经纬向尺寸变化率分别≤3%和≤7%；面料色牢度：耐洗、耐汗渍（变色、沾色）≥3-4级，耐干、湿摩擦分别≥3-4级和≥3级，机织物耐光≥4级；抗起毛起球性能≥3-4级。

项目在2015～2017年，直接新增销售额94.42亿元、利税21.97亿元，间接新增销售额7.55亿元、利税1.17亿元。成果已推广应用，产生了良好的经济效益和社会效应。

静电喷射沉积碳纳米管增强碳纤维及其复合材料关键制备技术与应用

获奖等级：一等奖

主要完成单位：天津工业大学、威海拓展纤维有限公司

主要完成人：程博闻、陈利、康卫民、徐志伟、周存、张国利、刘雍、刘玉军、王文义、王宝铭、刘皓、孙颖、陈磊、李磊、赵义侠

先进纺织复合材料作为一种理想的结构材料，在航空、航天、体育用品等领域得到广泛的应用。碳纤维作为一种高性能纤维，在先进纺织复合材料的增强体中占据越来越重要的位置。碳纤维复合材料的性能不仅取决于碳纤维和树脂基体材料本身的力学性能，更与碳纤维和基体材料之间的界面性能密切相关。然而，先进纺织复合材料中常用的T-300碳纤维的抗拉强度仅约为3 400 MPa，尽管T700以上高性能碳纤维抗拉力学性能优异，但其纤维表面光滑，与树脂、陶瓷和碳等基体黏结性差、界面结合较弱，易出现分层、分裂现象。因此，开发兼具高抗拉强度和优异界面性能的碳纤维增强体对提升先进纺织复合材料整理水平至关重要。

针对上述难题，该项目提出基于国产碳纤维（T 300级），以力学性能优异的碳纳米管为增强体，开发出抗拉力学性能达T 700级以上水平且兼具优异界面性能的碳纳米管增强碳纤维，并配套开发环保型碳纤维专用浆料，解决高性能碳纤维与基体之间的界面结合问题，为满足国家重大需求的先进复合材料的开发奠定基础。具体创新如下：

（1）发明了静电喷射沉积碳纳米管增强碳纤维制备技术与装备。基于国产T 300级碳纤维，提出了静电喷射碳纳米管增强碳纤维结构缺陷补强技术和热处理交联结构重组方法，开发出电极辅助多射流静电喷射、纤维蒸汽定型与废气回收等装置，显著提升了碳纤维的抗拉强度（达T 700级水平），解决了国产碳纤维力学性能差的难题；（2）开发了环保型水性环氧树脂基碳纤维专用浆料。针对碳纳米管表面官能团特性，设计并制备出具有较强反应性和黏结性的水性环氧树脂碳纤维浆料乳液，通过浆料配方的设计与优化，采用复合乳化、相反转等技术研制出环保性水性环氧树脂碳纤维专业浆料。（3）开展了碳纳米管增强碳纤维先进复合材料制备与应用研究，揭示了碳纳米管增强碳纤维在先进复合材料中界面作用机制。基于树脂转移成型（RTM）技术制备了碳纳米管增强碳纤维先进复合材料，揭示了碳纳米管增强体与树脂的界面增强机制和能量吸收与传递原理，解决了复合材料的分层、分裂问题，实现了碳纳米管增强碳纤维在航空头盔、离心罐等先进纺织复合材料和加热服装等领域的应用。

该项目申请国家发明专利10项，其中授权5项，授权实用新型专利3项，发表科技论文25篇，近3年，项目累计销售收入3 517万元，新增利润886.7万元。该项目的实施为制备高性能碳纤维及纺织复合材料提供一条新途径，满足我国航空航天企业对碳纤维高性能的需求，有助于打破日、美等国对我国高性能碳纤维产品垄断与技术的封锁，符合国家高技术发展的战略需求，具有显著社会效益和经济效益。

粗旦锦纶6单丝及分纤母丝纺牵一步法高速纺关键技术与装备

获奖等级：一等奖

主要完成单位：长乐恒申合纤科技有限公司、长乐力恒锦纶科技有限公司、东华大学

主要完成人：李发学、陈立军、刘智、丁闪明、吴德群、李云华、张振涛、高洁、袁如超、杨前方、毛行功、朱惠惠、赵杰

粗旦锦纶6单丝及分纤母丝除具有普通锦纶6的优良特性外，还具有纺织加工流程短、产品粗犷等特点，符合人们追求休闲、舒适、时尚的审美需求，广泛应用于休闲服装、装饰布、鞋材等领域。其中粗旦锦纶6单丝具有中等工业丝的强度，耐磨性突出，织物回弹性优秀，非常适合用来开发军服、军用帐篷与雨披、军用绳索与织带等。

目前粗旦锦纶6单丝及分纤母丝的生产工艺主要由二步法向一步法过渡，主要存在大容量熔体挤出分配不均、长纺程纺丝张力波动较大、丝条较粗冷却不均匀、高速纺上油率不足与废油处理等技术难题，造成纺丝易断头、产品质量不稳定、生产成本过高等，严重阻碍了产品的工业化发展。

项目首先阐明了粗旦锦纶6单丝及分纤母丝在成形过程中的动力学特征和结构演化规律，攻克了熔体精确分配、纺丝张力精准调控、均匀冷却等难题，在4 800 m/min纺速下制备出单丝纤度可达40 D的高品质单丝和分纤母丝，开发出分纤母丝专用喷雾系统、两段式侧吹风箱与稳定侧吹风风速的气流整流复合冷却系统、油轮式上油系统等关键设备，形成了纺丝成套技术。建成了3万t/年的成套生产线，授权国家发明专利3项，实用新型专利20项，软件著作权1项，牵头修订国家标准1项，行业标准2项。

项目承担单位生产的粗旦锦纶6单丝及分纤母丝已实现产业化，产品被多家企业使用，截至2018年5月累计销售单丝与分纤母丝30 309 t，新增销售收入7.15亿元，利税1.06亿元。

项目实现了粗旦锦纶6单丝及分纤母丝的一步法高速纺产业化生产，形成了成套技术及装备，提高了我国锦纶6的差别化率，推动了我国化纤装备的设计和应用水平，对增强我国锦纶产业的竞争优势及军队后勤保障建设起着重要推动作用。项目采用的一步法高速纺技术路线，具有高效、低耗、低排放、低成本、高品质特征，体现了资源节约、绿色环保、生态文明的发展理念。

印花针织物低张力平幅连续水洗关键技术及装备研发

获奖等级：一等奖

主要完成单位：福建福田纺织印染科技有限公司、西安工程大学、绍兴东升数码科技有限公司

主要完成人：陈茂哲、贺江平、师文钊、尚玉栋、张伯洪、林英、刘瑾姝、田呈呈、邹杭良、陆少锋、黄永盛、赵川、黄良恩、何菊明、廖德春

目前国内外针织产品水洗加工主要有绳状拉缸水洗、绳状及平幅连续水洗等形式。但是，绳状拉缸水洗水、电、气消耗量大，织物易起皱、拉毛、起毛及发生损伤，还易造成缸差、条差等问题。平幅连续水洗机水洗可一定程度解决上述问题，但目前常用设备多为进口设备，对织物品质、配套水洗助剂、工艺参数设定等要求较高，与国内加工时所用的面料、助剂、工艺等较难匹配，洗后织物弹力损失大、花型易拉伸变形。因此研发印花针织物低张力平幅连续水洗技术是纺织印染行业的重大任务。由于受平幅水洗设备、水洗助剂等诸多因素影响，实现印花针织物低张力平幅连续水洗必须解决水洗工艺、设备改造、助剂研发、废水循环净化处理等关键技术难题。

该项目通过多年的关键技术攻关，自主创新研发印花针织物低张力平幅连续水洗关键技术及装备，主要技术内容包括：

（1）创新研发出新型固色剂，开发整套水洗工艺；

（2）创新研发了大幅降低织物张力的超喂张力自动控制系统；

（3）创新研制震荡网状水洗导布辊、狭缝式真空抽吸装置、喷淋水洗装置等单元；

（4）配置废水循环净化处理系统，实现废水自动循环净化处理及回用。

在关键技术及装备研发的基础上，已建成印花针织物低张力平幅连续水洗生产线2条，并投产应用多年。实现了印花织物低张力高效水洗，提高了棉及锦氨高弹针织面料的水洗品质，经权威机构检测，染色牢度、拉伸弹性等性能指标达到相关标准要求，布面质量明显优于传统工艺产品，与传统拉缸水洗工艺相比，节能减排效果显著，推广应用前景好。

该项目获授权专利6项，其中发明专利3项，实用新型专利3项。中国纺织工业联合会鉴定结论为：总体技术水平达到国际先进水平。

该项目研发的具有自主知识产权的印花针织物低张力平幅连续水洗关键技术及装备，实现了纺织工业发展规划（2016-2020年）中所列重点领域绿色染整加工关键技术突破，提升了纺织印染行业竞争新优势。

经编全成形短流程生产关键技术及产业化

获奖等级：一等奖

主要完成单位：江南大学、江苏华宜针织有限公司、江苏润源控股集团有限公司

主要完成人：蒋高明、丛洪莲、董智佳、张爱军、张琦、张燕婷、高哲、储云明、储开元、刘莉萍

项目主要研究经编全成形短流程生产关键技术，通过经编纱线一次成形工艺技术、全成形服装三维建模、上机文件高速加载以及生产实时在线监测技术，建立了短流程生产技术平台，项目成果已在经编全成形产品的开发和生产中全面应用。

主要科技内容：（1）经编一次成形编织工艺技术：建立无底无缝织物理论数学模型并编程实现设计系统的工艺开发功能，建立全成形织物二维工艺结构数据库，实现工艺快速生成；（2）经编全成形服装三维建模与展示技术：基于特征提取与参数化算法实现人体模型与经编全成形服装的原型建模，通过特征匹配实现服装模型二维设计的同步三维展示；（3）分布式经编双贾卡高速加载技术：构建基于两级总线式系统架构和组合式贾卡控制单元的经编双贾卡提花控制系统，快速实时匹配双贾卡提花系统工艺数据量剧增的要求；（4）生产数据在线监测技术：利用RFID射频技术、传感技术对员工、机器生产数据及机器运行状况进行实时采集，选择存储器对数据进行存储、备份和处理。

授权专利情况：围绕经编全成形短流程生产关键技术的研究，共获相关中国发明专利授权10件、软件著作权登记5件，发表学术论文15篇。

技术经济指标：经编全成形双针床双贾卡织物计算机辅助设计系统，可高效开发单色、混色或双色成形服装、鞋面、医用短裤等多种全成形织物，纱线一次编织成织物，1台设备3 min生产8件背心或50个鞋面或80件医用短裤等成形产品；双针床双贾卡高速工艺数据控制系统，1 000横列花高双贾卡工艺文件加载约10 s，速度提升120倍。

应用推广及效益：2015年以来，项目成果已在江苏润源、江苏华宜针织、福建佶龙机械科技、义乌市糖猫针织等覆盖江苏省、福建省和浙江省等多个省份的10余家经编全成形设备织造和生产织造厂家进行了技术推广应用；2015-2017年中累积新增销售5.54亿元、新增利润1.61亿元。项目研究成果提高了我国经编全成形短流程生产技术水平，大幅度提高了生产效率，减少了用工和能耗，推动了产业升级与技术进步。

经轴连续循环染色节水关键技术及产业化

获奖等级：一等奖

主要完成单位：浩沙实业（福建）有限公司、东华大学

主要完成人：付春林、谢孔良、高爱芹、王忠、侯爱芹、常向真、施鸿雁、胡婷莉、王玉新、孔令豪、施毅然、胡柳、张建昌、胡波、王平仔

印染工业是纺织品生产过程中资源消耗和污染排放的主要环节。聚酰胺纤维（锦纶）是继聚酯纤维之后的第二大合成纤维，目前锦纶织物染色浴比大，耗水量高，污水排放量大，污染严重，染色匀染性难以控制。本项目通过研发经轴连续循环染色技术，将自动化与染色技术相结合，开发了高效连续循环染色成套设备和工艺技术，实现循环连续染色，解决了连续染色过程中的一系列关键技术问题。

主要创新成果为：

（1）设计并制造立式经轴染缸系统，通过机械手将经轴组从染缸顶部开口处取出或移动，实现织物在各经轴染缸的转移。通过精细化机械设计和控制，确保染缸内染液均匀循环。立式经轴染缸容量大、生产效率高，设备占用空间小，操作控制简便。

（2）设计和创新连续循环染色工艺流程，通过分组并联立式染缸，使染色缸、皂洗缸、固色缸和水洗缸形成一组多工序连续染色循环，实现“水不换，布移动”模式，形成连续循环染色过程，使得染色残液多次连续使用，成功实现经轴连续循环染色。

（3）开发了染料微胶束技术和配方、胶束增溶与缓释技术，在染色过程中，染料从胶束中缓慢释放，达到匀染的目的，实现小浴比染色中染料的增溶与匀染。染色残液不排放，胶束继续增溶染料，使染色不断续缸进行。

（4）研究染色过程的酸碱度滑移控制技术，发明了高效pH值滑移剂。通过染料筛选、pH值滑移技术及工艺优化技术，大幅提高染料上染率。通过对残液进行跟踪检测，完成染料和助剂的补加，实现染液的快速调整，从而实现经轴连续循环染色。

该项目申请专利15项，已授权11项，其中发明专利7项，实用新型专利4项。发表论文18篇,其中Sci收录11篇。

通过3年多的连续运行，设备稳定，工艺成熟，相比传统染色，节约用水量80%，减少废水排放84.5%，生产效率提高60%。近3年取得直接经济效益34.39亿元，纳税4.13亿元，间接经济效益近百亿元。该项目取得了重大经济和社会效益，对纺织印染行业技术进步和产业升级具有重要推动和示范作用。