中国纺织工业联合会科学技术奖获奖项目选载

（2021年度）

纳米碳素复合纤维与功能产品产业化成套技术及应用

获奖等级：一等奖

主要完成单位：愉悦家纺有限公司、青岛大学、新材料与产业技术北京研究院、山东黄河三角洲纺织科技研究院有限公司

主要完成人：房宽峻、伍丽丽、房磊、宗宪波、赵秀婷、李涛、刘迪、申春苗、高洪国、刘成禄、任燕飞、赵珍、于志辉、李田田、张国清

导电纤维广泛应用于军事、医疗、航空航天、工业、农业等领域，也是制造健康纺织品的关键材料。项目针对金属镀层纤维易氧化、金属纱线可纺织性能差、碳素共混纤维电阻大等问题，以碳纳米管等为导电材料，开发集导电、远红外、保暖和抗菌等功能于一体的纳米碳素复合纤维与功能产品生产成套技术，攻克了导电纤维碳素涂层易脱落和5 V 电源驱动等难题，实现了产业化，主要技术内容包括：

（1）纤维束纳米碳素粒子均匀涂层与热固化技术。研究纳米碳素粒子双重分散方法和纤维表面修饰技术，创建树脂-碳素粒子-纤维三相交联固化模型，开发出纤维束浸渍-弹性控液和热固化技术，提高了纤维涂层均匀性和耐久性。

（2）纳米碳素复合纤维生产装备。研究纤维带液量随穿行路径和张力的变化规律，研制出隧道式纤维束浸涂、集束通道式纤维束涂层和纱线电阻在线监控等设备，耐水洗电阻变化率降低59.6%。

（3）电致远红外暖芯电路设计织造技术。研究复合纤维纬纱张力均匀调控方法、金属纱线和长丝双轴整经与张力匹配技术，开发双区异紧密度织物设计织造技术，实现了暖芯电路织物一体化织造，电阻变化率方差由0.48减少到0.06。

（4）多功能纳米碳素复合纤维制品设计制造。研究多部位温度测控一体化电路，开发“一布多用”暖芯片高效制作技术，研发电致远红外产品能源管理系统，制造出远红外理疗、高保暖和抗静电等产品，生产效率提高1.4倍。

项目申请专利23项，获得授权发明专利2项、实用新型专利11项。项目已建成纳米碳素复合纤维、织物、暖芯元件和缝制生产线，在杭州绘睡、上海仟兆、山东悦美、上海芳欣、山东黄河三角洲纺织科技研究院和愉悦等7 家企业实现了推广应用，新增销售收入10.69亿元，利税1.18亿元，经济社会效益显著。项目的实施，对深化纺织产业结构调整，畅通内需为基点的产业链循环，建设高质量纺织制造体系，具有重要示范和引领作用。

微创介入用高强低蠕变线材制备关键技术与产业化

获奖等级：一等奖

主要完成单位：杭州锐健马斯汀医疗器材有限公司、东华大学、中国石化仪征化纤有限责任公司、上海香海织带机械有限公司

主要完成人：王璐、蒋冠森、王富军、李凌晨、林婧、杨勇、陈烨、汪剑平、毛吉富、李超婧、徐胜军、祖江平、胡程程、张倩、刘来俊

我国每年运动损伤及退行性病变近1 亿人次，90%以上采用微创介入手术治疗，而国内运动医学器械占比不足14%，国产微创介入用手术器械需求急迫。《增强制造业核心竞争力三年行动计划（2018—2020年）》中已将运动医学固定系统相关产品列为大力发展方向。固定线材作为运动损伤修复器械的核心单元，其原材料、产品和技术被发达国家长期封锁。因此，自主研发出可长期植入的高强低蠕变固定线材是破解这一“卡脖子”问题的关键。

项目主要技术创新点：（1）医用级高强低蠕变UHMWPE 长丝制备技术： 针对长期植入型UHMWPE 增强降蠕和十氢萘超低残留整理的难题，开发低速高应力牵伸技术和常温常压无损十氢萘极限萃取技术，建成我国首条且目前唯一一条医用级UHMWPE 长丝产业化生产线；（2）微创介入用多级线材精细加工及异型线材精准成型技术：针对低摩擦、高刚度UHMWPE长丝小曲率半径结构精细化编织难题，研发以多级编织技术为核心的异型线材可控精准成型装备与关键技术，开发多重适配固定线材14个系列532 种产品；（3）微创介入用线材表面功能强化关键技术：开发表面负压闪涂及柔化后牵伸技术，建立国内首条医用编织线材的降蠕、增柔、保形、促愈功能强化整理生产线。获批NMPA III 类医疗器械注册证6个、CE注册产品10个。

项目成果具有自主知识产权，已申报专利22 项，其中授权发明专利10项，授权实用新型专利5项，发表学术论文4 篇，制定团体标准1 项。项目近三年实现销售收入1.01 亿元、利润8 000 多万元。树立起了运动医学微创介入线材的行业标杆，也为纺织材料在医学领域的应用探索提供借鉴。

智能化高产高质清梳联

获奖等级：二等奖

主要完成单位：青岛宏大纺织机械有限责任公司

主要完成人：王丽霞、倪敬达、李界宏、贾坤、姚霞、徐丰军、詹华春、宋钦文、何洪柱、梁航

随着纺织行业的进步，基于大数据和工业互联网平台等新一代信息技术，实现纺织生产的自动化、数字化和网络化制造，研发智能化、短流程纺织装备成为纺织智能装备的发展目标。

项目的关键技术及创新点为：（1）抓棉机实现三个品种抓取，稳定可靠，精细抓取，智能调整供棉。（2）国际首创并联式单轴流工艺，开松更充分，除杂效率更高，产量更高，最高产量可达3 000 kg/h，能够确保充分的开松度及高效的除杂效率。（3）多仓混棉机强化的四重混合功能，储棉量大，混合效果好，确保清梳联连续稳定生产。储棉量大，保证清梳联系统长期可靠、稳定运行。四重混合功能是混棉效果的有力保障。（4）实现了不同原料精确配比的精细混棉功能。研发了标准型、高产型、紧凑型及小单型等4种适应不同客户需求的智能精细混开棉机组，实现在清花流程中的精确配比，称重精度可达1%，混纺率差不超过1%。（5）优化了清梳联工艺配置流程，机台合理分工，开松柔和细致，解决了清梳联系统除杂与棉结、纤维损伤等质量指标的矛盾，提高了生条质量指标。（6）全自主创新高产智能梳棉机，工艺成熟，分梳精细，调整方便，品种适应性强，可配置棉结在线监测、盖板隔距在线检测、锡林接针保护、智能统计分析生条条干、针布寿命、能耗等智能化配置。（7）发明了一种均匀配棉装置，开发了新的清梳联系统、给棉喂入装置，适用于高含杂原料的分梳模块等，产量突破到2 000 kg/h 以上。（8）发明了一种纺织机械设备故障预防处理方法，开发了清梳联远程运维系统，实现了对清梳联设备的预维护及实时诊断，提升了纺织生产企业的管理水平和效率。（9）研发了具有集成火探排除功能的重物分离器、往复抓棉机中的防火报警及灭火装置等多种清梳联安全装置，提高设备运行安全性。（10）同友商相比，相同配置清梳联流程，实现节能20%～30%。通过原料输送、滤尘系统的气流研究、单机原料输送技术的研发，广泛应用电机直连技术、变频驱动技术，关键开松、除杂、分梳部件新材料、新工艺的应用，节能效果显著。

项目成果具有自主知识产权，授权发明专利3项，实用新型专利26 项，外观专利2 项，软著2 项，相关论文14篇。

HCP2025智能组合式粗纱机

获奖等级：二等奖

主要完成单位：赛特环球机械（青岛）有限公司、徐州天虹时代纺织有限公司、青岛环球集团股份有限公司

主要完成人：王震、崔桂华、曹友常、孙旭、孙杰、李建霞、王森栋、马敏、赵天洁、王沛伟

智能组合式粗纱机是国家“十三五”高端纺织技术装备重要部分，随着国内“用工荒”问题的不断加剧以及劳动力成本的不断上升，研究一种粗细联合智能全自动粗纱机系统，实现纺织厂生产的智能化、数字化、连续化。主要科技内容如下：

（1）在结构布局上，创造性地提出了中间动力输出组合式传动系统，打破了传统粗纱机的设计方式和设备排列布局，使单台粗纱机的锭数成倍增加，最大可达到480 锭，既能匹配任意长度的细纱机长车，又可适应大规模、小批量、多品种的市场需求。该系列产品属全球首创。（2）研究了粗纱纺纱工艺的特点，采用运动控制技术，达到了纺纱工艺数字化，实现了全电子牵伸。自主开发柔性纺纱系统，可实现自适应粗纱张力调整。同时可选配负压自动生头配置，以提高粗纱生头率，降低工人劳动强度。（3）针对纺织行业信息化的需求，研究了工厂级的信息化架构，开发了环球云系统，模块化对接MES、ERP 等。建立了环球云平台，创新性地开展了粗纱及粗细联大数据的研究，提高了设备的整体智能化水平。

该项目拥有自主知识产权，已获授权发明专利7项，实用新型专利10项，软件著作权3项。项目研发的智能组合式粗纱机，设备性能指标超过瑞士立达、德国青泽、日本丰田国外同类产品标准，并已成功进入国内外市场，用户包括天虹集团、咸纺、孚日等国内知名纺织公司，实现了中国智能组合式粗纱机走向国际的关键性突破。

三维多层立体智能织造装备及其应用技术

获奖等级：二等奖

主要完成单位：吴江万工机电设备有限公司、苏州大学

主要完成人：张岩、谢靖、王萍、周玉峰、李媛媛、田秀峰

作为常见增强体的机织物具有多层、异形、变截面的特点，目前大多采用人工或半自动加工方式，加工效率低、产品稳定性差。项目通过产学研合作，以建立三维织物的智能织造系统为目标，创新地解决了三维多层立体异形截面织物织造的难点技术问题，取得的主要创新成果有：

首次实现通过PLC技术将8个电子提花单元组成协同运动的织造系统。每个提花单元可控经纱12 800根，使总经纱数量达到102 400 根，成功解决多提花单元、超大针数、超多经纱的协同控制和精准控制。创新设计制造了特大动程的选针组件，采用电子控制的复动式开口机构，使开口动程达到320 mm，远超目前常规织造选针组件的开口动程68～130 mm，使交织层数可达到52层。通过全油浴齿轮传动技术，成功解决了大针数、重负荷的机械传动难题。创新实现了电子提花单元的新型环形布置方式，在满足装配、维修和操作的同时，通过电子控制系统可以确保织造时织物经纬密度均匀，在变截面（如圆锥形）位置按需要有规律地增(减)纱线，实现异形截面织物的智能可控制备。

该系统织造时最大经纱层数可达54层，织物厚度30 mm，最大直径450 mm，织物形状为圆柱形、圆锥形等，成功解决了超多经纱、多层、变截面、复杂形状等三维立体织物的智能化织造难题，提高了生产效率，可以有效地保证不同批次产品的质量稳定性。项目获授权发明专利10项，实用新型专利3项，软件著作权2 项，发表论文5 篇。经专家组鉴定，该智能织造系统整体水平达到国内领先，在最大交织层数和最大开口尺寸方面达到国际领先水平。目前已成功应用于中材科技股份有限公司等多家国内外企业，所生产织物广泛应用于国防、航空航天等重要领域，获得业界的普遍认可，具有显著的经济效益和社会效益。

立体毛圈织造关键技术与数字化毛巾织机研发及产业化

获奖等级：二等奖

主要完成单位：山东日发纺织机械有限公司、浙江理工大学

主要完成人：何旭平、李子军、迟连迅、应志平、李雪清、程晓颖、吴震宇、刘伟、韩景荣、马素芬

现有毛巾织造装备仍依靠机械或半机械方式进行产品变更，复杂组织织造难和毛巾品种更换效率低，从而不能有限满足市场的快速变化，严重制约了毛巾产业的可持续发展。项目通过联合攻关，发明布动/筘动系列数字式起毛装置，创新基于伺服电机力矩的时变毛经张力闭环调节系统，研发系列机电辅助装置以及网络化控制系统，实现了立体毛圈织造关键技术与数字化毛巾织机重大突破。主要创新如下：

（1）数字式起毛装置：发明了布动/筘动系列数字式起毛装置，实现了经纬双向毛圈参数动态独立调控，突破了毛巾织造装备关键技术瓶颈，实现了浮雕、波浪、缎毛等效果毛巾织物的高效柔性加工。

（2）毛圈精确成形控制技术：研制了基于伺服电机力矩的时变毛经张力闭环调节系统，解决了毛经纱有效夹持和毛圈精确成形难题，有效减少了毛圈成形过程中的纱线回撤行为，保障了毛经纱有效夹持和毛圈精确成形。

（3）系列机电辅助装置：研制了开关磁阻主驱动电机、随动边撑、自动寻纬装置以及气喷参数跟随技术等关键装置与技术，支撑了毛巾织机有效集成，保障了整机高效运行。

（4）网络化控制系统：研发了适配数字式起毛装置嵌入式工业控制系统，设计了毛巾打版系统，开发了具有参数在线设定和状态远程监控的机联网系统，实现了联网集群的柔性织造。

该成果已获国家发明专利授权7 项、实用新型和软件著作权6 项，形成了自主知识产权体系。项目技术已在孚日集团、淄博新亚等行业龙头企业推广应用，经济效益显著。