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2019年度有15個紡織項目被國家科學技術獎提名公布

2019年度有15個紡織項目被國家科學技術獎提名公布

       3月26日,國家科學技術獎勵工作辦公室公布了2019年度國家自然科學獎、國家技術發明獎,以及國家科學技術進步獎提名項目,其中紡織相關項目共有15項。

  國家技術發明獎(5項)

  1、碳纖維多層立體織物機織裝備與織造關鍵技術及產業化應用

  碳纖維等高性能纖維多層立體織物是目前迅速發展的一類新型復合材料的增強結構骨架材料,是航空、航天、國防和高技術領域的重要基礎材料。復合材料關鍵裝備和核心技術長期受到國外嚴密封鎖,目前我國碳纖維多層立體織物織造多以手工織造為主,產品制造周期長、成本高、質量不穩定,嚴重影響新材料的產業化應用和高技術產業需求。

  該項目發明了一種可織造2萬根、30層碳纖維立體織物的機織裝備及織造技術,實現了機械化、自動化、批量化生產。主要包括:1.發明了送經系統,解決了超大容量連續平展送經和碳纖維連續織造過程中的損傷問題,保證了不同層經紗穩定性控制在3%之內;2.發明了大慣量平行打緯系統、預打緯技術,實現了多層織物變打緯功能,降低了纖維磨損,提高了大慣量打緯穩定性,確保織物的高品質;3.發明了3自由度雙向錯層平行引緯技術及無捻退緯紗裝置,實現了30層角聯鎖加經向增強結構的織物自動化織造;4.開發了高性能纖維多層織物、變截面織物織造技術,研制了整體織物骨架,發明了特種復合材料預制體制備方法。

  該項目已授權發明專利16件,實用新型專利46件。項目整體技術達到國際先進水平。 該項目成果顯著提升了我國裝備技術水平,打破國外封鎖,已廣泛應用于航空航天、風力發電、紡機等諸多領域,提高了產品的國際競爭力,對我國紡織行業技術進步和產業升級起到重要的示范和推動作用。

  2、聚合物電紡納米纖維綠色高效制造關鍵技術及產業化

  聚合物納米纖維是能源環保、生物醫藥及國防建設等領域迫切需求的先進材料。在聚合物納米纖維的制備方法中,靜電紡絲以其巨大的產業化潛力而倍受關注。其中溶液電紡已實現產業化,但存在溶質轉化成纖率低和溶劑回收問題,而“零溶劑”的熔體電紡則具有安全環保和綠色高效的顯著優勢,且適用于聚丙烯、聚乙烯等量大面廣的難溶聚合物。

  為此,在國家科技支撐計劃等項目的支持下,北京化工大學、天津工業大學和東華大學協同攻關,攻克了傳統聚合物熔體電紡高壓電絕緣、毛細管易堵塞、效率低以及纖維細化等關鍵技術難題,實現了聚合物電紡納米纖維綠色高效制造關鍵技術的突破和產業化應用。主要發明點如下: 1.發明了聚合物電紡熔膜微分成纖方法及裝置;2.發明了靜電-溫度-氣流多場耦合纖維細化技術;3. 發明了熔體微分電紡納米纖維的批量生產裝備;4.發明了微分電紡高效低阻納米纖維膜制備技術。

  該項目攻破了聚合物熔體電紡納米纖維綠色高效制備的核心技術,研制成功世界首套聚合物熔體微分電紡納米纖維膜生產線,并擴展到高粘綠色溶液電紡領域。 該項目已獲授權發明專利56項,申請PCT國際專利2項,發表論文70篇,制定國家標準1項,出版專著1本。相關成果獲2018年中國輕工業聯合會技術發明一等獎,天津市專利金獎。

3、鮮繭生絲的性狀特征檢驗與鮮繭繅絲關鍵技術

  我國生絲產量和絲織產品出口均占全球70%以上,隨著國家“一帶一路”和“東桑西移”戰略的實施,桑蠶繭絲綢已成為我國西部脫貧攻堅、鄉村振興的重要產業。傳統生絲生產采用干繭繅絲工藝,流程長、能耗高,鮮繭繅絲是近年來興起的一項新技術。

  該項目圍繞影響生絲品質的重要科學問題開展研究,為鑒別鮮繭生絲和提高鮮繭生絲質量建立了理論基礎;發明了鮮繭生絲性狀特征檢驗技術,破解了鑒別鮮繭生絲的技術難題;發明了鮮繭繅絲工藝關鍵技術,解決了提高鮮繭生絲抱合力的技術難題;發明了鮮繭繅絲配套設備,解決了鮮繭蛹等對生絲白度影響的技術難題。獲得授權國家發明專利13件。該項目顛覆了傳統繅絲工藝,減少了工序,降低了能耗,提高了鮮繭生絲品質,總體技術達到國際領先水平。鮮繭繅絲新技術已在多家企業應用,取得了良好的經濟和社會效益,對推動絲綢行業轉型升級和科技進步起到了很好的促進作用。

  4、新一代網絡化智能化噴氣織機

  噴氣織機由于速度快、效率高、能耗低等優點,是紡織行業無梭織機的主流機型。目前,高檔噴氣織機主要依賴進口。該項目發明了基于EtherMAC技術的噴氣織機電控系統,實現了控制系統的模塊化,具備遠程監控功能;發明了提高原料及織物品種適應性的裝置;創新研發了數字探緯技術和硬件,提高了穩定性和可靠性;研究設計了動平衡大扭矩打緯機構,實現高速織造;開發了織造工藝專家系統,實現了智能化織造生產。獲發明專利3件,實用新型專利13件,外觀專利2件。

  該項目開發的織機綜合性能達到國際先進水平,發明的新型電氣控制系統達到同類產品國際領先水平。該機具有良好的高速穩定性、可靠性,生產效率大幅提高,能耗下降,而價格僅為國外進口織機的70%左右。目前已實現大批量推廣應用,2015-2017年實現銷售3630臺,經濟和社會效益顯著。 該項目的研發成功,取代了進口高端織造設備,提高了國際競爭力,促進了國內噴氣織造行業的轉型升級。

 5、共聚及締合雙重改性硅丙乳液印花粘合劑關鍵技術及應用

  涂料印花和染料印花、染色相比,工藝簡單,不需水洗,幾乎不產生廢水,是紡織行業重點發展方向。但色牢度、手感和親水性三項關鍵性能難以兼顧的行業痛點嚴重制約了涂料印花工藝的推廣。

  該項目通過親水聚醚鏈段、聚硅氧烷鏈段對聚丙烯酸酯進行共聚及締合雙重改性,在國際上率先實現涂料印花織物色牢度、手感和親水性三項關鍵指標的全面提升,突破了涂料印花工藝全面推廣的關鍵技術瓶頸,主要發明點為:1.發明了單乙烯基硅氧烷共聚改性聚丙烯酸酯乳液制備技術,解決了普遍存在的聚硅氧烷鏈段分布不勻,產品加工穩定性差的難題,在不影響織物色牢度的前提下,顯著提升了織物的手感。2.發明了疏水封端異氰酸酯/親水改性聚氨酯自組裝方法,在水性聚氨酯分散體制備領域,首創了雙釜聯動核殼乳化工藝,解決了交聯能力與穩定性間的矛盾,顯著提升了織物的色牢度。3.發明了親水聚醚聚硅氧烷締合改性技術,實現了親水聚醚鏈段在表面的均勻分布,解決了親水性與色牢度間的矛盾,在不降低織物色牢度前提下,顯著提升了親水性。

  該項目整體技術達到國際先進水平。已授權發明專利23件,形成了完善的自主知識產權體系;主持起草國家標準3項、行業標準8項。 項目成果已在行業推廣應用,色牢度、手感和親水性等指標均超過國外同類產品,為印染企業減少了廢水排放,節約了能耗,經濟和社會效益顯著。

  

國家科學技術進步獎(10項)

  1、超仿棉聚酯纖維及其紡織品產業化技術開發

  該項目緊密圍繞我國超仿真纖維發展戰略需求,立足自主創新,以開發具有高品質、高功能、低消耗和低排放特征的超仿棉聚酯纖維為目標,成功構建了超仿棉聚酯纖維及其紡織品產業化技術體系。

  主要技術創新包括:(1)開發了易染色、高回潮和親水速干型超仿棉聚酯系列品種。(2)創新設計了改性劑在線添加均化裝置,研發了均質聚合穩定控制技術,攻克了改性劑在線精確比例添加、共聚酯分子結構均一性控制等共聚酯連續聚合生產關鍵技術難點。(3)研制了低成本導流型網格圈集聚紡和自捻型噴氣渦流紡等新型紡紗裝置、研發短流程低溫少堿一浴法前處理及一浴一步法染色工藝。(4)形成了超仿棉聚酯纖維及紡織品制備成套技術,實現了超仿棉聚酯切片及其纖維在萬噸級規模裝置上穩定生產及紡織品的推廣應用。

  該項目授權發明專利19件,總體技術達到國際先進水平,取得了顯著的經濟和社會效益,引領了我國差別化聚酯纖維的技術創新與產業升級。

  2、醫衛防護非織造材料關鍵加工技術及產業化

  醫衛防護材料是應對疫情、災害的重要戰略物資和民生健康產業急需的關鍵材料。但現有技術在安全防護性能和使用舒適性等方面已無法滿足健康防護需求。該項目通過研究電、磁雙駐極熔噴微/納交疊纖維非織造防護材料制備技術,解決了使用壽命短的技術難題;攻克了紡粘/熔噴/紡粘非織造材料在線復合與功能化集成技術,實現了防護材料抗菌與拒水、拒酒精、拒血液特性。研發了導向吸濕和定向導流等高性能醫用材料和兼具濕強和可沖散特性環境友好護理材料。

  該項目獲授權發明專利21件。該項目已實現產業化,產品廣泛應用于醫療衛生、健康護理、婦嬰保健等領域,取得了顯著的社會和經濟效益。該項目提升了我國醫衛防護材料制備技術和裝備水平,提高了和產品國際競爭力,對我國產業用紡織品行業結構調整起到了重要促進作用。

  3、多軸向經編技術裝備及復合材料制備關鍵技術及產業化

  隨著國防軍工、航空航天、軌道交通、風力發電、新能源汽車等行業的深入發展,迫切需要開發輕量化、低成本的高性能纖維復合材料織造、成型制造技術。該項目解決了“纖維織造-復材成型-加工應用”產業鏈關鍵技術。研發了具有自主知識產權的碳纖維展纖整經機、碳纖維多軸向經編機、玻璃纖維高速多軸向經編機等高性能纖維增強材料核心技術裝備;攻克了國產碳纖維、玻璃纖維等高性能纖維的多軸向編織技術;構建了碳纖維增強熱塑性編織結構復合材料性能預測、結構優化設計方法和專用模具等;研發了多軸向經編增強材料的熱塑/熱固性樹脂基復合材料快速成型技術及自動化單元裝備,使生產效率得到大幅提升。

  該項目已獲授權發明專利超過40件,制定國家標準2項,建立了多軸向經編材料生產線52條、復合材料生產線2條,并實現了產業化,取得了顯著的經濟效益和社會效益。項目整體技術達到國際先進水平,滿足了我國航空航天、風電葉片、汽車等領域的重大需求,具有廣闊的發展前景。

  4、紡織面料顏色數字化關鍵技術及產業化

  傳統紡織面料開發周期長、自動化程度低,顏色表達的經驗化和實物化問題突出,測配色技術、計算機仿真和面料影像化的精準度偏低,這些問題嚴重制約了紡織面料個性化、多花色、快交期的市場需求。該項目結合高檔紡織面料產品對顏色高效精準管控的迫切需求,開展了顏色數字化關鍵技術及產業化應用研究,研制了多光譜成像顏色測量裝備,研發了紗線與面料精準測色和配色技術,突破了面料紋理的高仿真技術瓶頸,開發了面料影像精準采集和智能檢索系統,構建了高效的面料數字化研發和管理云平臺,形成在色紡、色織和印染領域廣泛應用的顏色數字化功能體系,解決了紡織面料顏色的一致性和精準性問題,大幅縮短了花色面料的開發周期。

  該項目已獲國內外發明專利授權15件,整體技術達到國際領先水平,項目成果已實現產業化,其相關研究成果分別獲2017年中國紡織工業聯合會科學技術進步一等獎和2018年山東省科技進步一等獎。 該項目的推廣應用,促進了紡織品數字化技術的發展,對紡織行業轉型升級具有積極的示范作用。

  5、經軸連續循環染色節水關鍵技術及產業化

  聚酰胺纖維(錦綸)是繼聚酯纖維之后的第二大合成纖維,目前錦綸織物染色耗水量高、污水排放量大,染色勻染性難以控制。該項目將自動化與染色技術相結合,創新設計并制造了大體積立式經軸循環染缸、智能控制輸送系統、連缸并聯循環設備等高效經軸循環染色成套設備,創新開發了染料微膠束增溶與緩釋、酸堿度滑移控制等工藝技術,大幅提高染料上染率和勻染性,實現了小浴比染色和染色用水連續循環使用的節水技術,解決了錦綸染色過程中的一系列關鍵技術問題。項目技術屬國際先進水平。

  該項目已授權專利12件,其中發明專利8件、實用新型專利4件。 該項目技術與傳統工藝相比,用水量和廢水排放量大幅度減少,生產效率大大提高,取得了良好的經濟、社會效益,對印染行業技術進步和產業升級起到了重要的示范作用。

  6、萬噸級新溶劑法纖維素纖維關鍵技術研發及產業化

  新溶劑法再生纖維素纖維服用性能優良,生產過程環保,是我國化纖產業發展的一個重要方向,但目前該纖維的核心生產技術及產品基本被國外壟斷。該項目結合當前新溶劑法纖維素纖維國產化遇到的系列問題,重點解決了漿粕連續高效溶解、高粘度干濕法紡絲、纖維抗原纖化、溶劑高效回收及相應裝備的設計與控制等關鍵技術,形成了3萬噸/年的Lyocell纖維生產的成套技術與裝備,經濟效益和社會效益良好。

  該項目授權發明專利5件,實用新型專利31件,軟件著作權2件,主持制訂和修訂行業標準各1項。項目整體技術達到國際先進水平,2016年獲中國紡織工業聯合會科學技術進步獎一等獎,2017年獲山東省科學技術進步獎一等獎。 該項目的推廣應用打破了國外對我國新溶劑法纖維素纖維生產技術的壟斷,顯著提升了我國新溶劑法纖維素纖維生產技術和裝備水平,對促進我國化纖產業的結構調整、轉型升級具有重要意義。

  7、海藻資源制取纖維成套技術與裝備及其產業化

  海藻纖維具有良好的吸濕性、抗菌性和阻燃性等優良性能,但傳統加工工藝嚴重限制了海藻纖維的生產和應用。 該項目發明了海藻酸鹽分子交聯技術,解決了海藻纖維易溶于鹽水和洗滌劑的難題;創新研發了纖維凝膠脫水分纖技術,減少了纖維生產脫水劑用量,提高了生產的安全性;開發了多種類功能化海藻纖維制備工藝,顯著增加了海藻纖維產品種類;通過集成創新在國內首次建成從海藻酸鹽提取、纖維成形制備成套技術及裝備,項目獲授權中國發明專利49件,整體技術達到國際先進水平。經濟和社會效益良好。

  該項目建成了國際首條800噸/年紡織服裝及醫衛用海藻纖維柔性生產線,可生產四大系列20多個海藻纖維品種,產品在紡織服裝、生物醫用、衛生護理等領域實現應用。打破了國外海藻纖維產品單一用作醫用敷料的局面。

  8、活性染料無鹽染色關鍵技術研發與產業化應用

  全球70%以上的紡織品是染色產品。鹽是活性染料染色過程中用量最大的化學品 ,大量難處理的高鹽廢水已成為制約紡織印染行業可持續高質量發展的重大技術瓶頸。

  該項目自主創新研發了纖維、紗線和織物的連續無鹽染色成套工藝技術和裝備,實現了產業化應用,從源頭上防治污染,提高了產品質量。主要技術內容包括:(1) 創新開發出纖維素纖維連續無鹽染色技術與裝備 ,解決了低浴比連續染色難的問題 ,實現了纖維連續無鹽染色 ;(2) 研發出單紗連續無鹽染色技術與裝備 , 解決了單紗快速吸液不均勻的難題 ,實現了單紗柔性化連續無鹽染色 ; (3)發明了織物連續無鹽染色技術與裝備 ,解決了無鹽汽蒸固色水解多 、染深色難的問題 ;(4)發明了無鹽染色專用活性染料和助劑合成制備技術,創新研發出纖維 、紗線和織物無鹽染色專用全色譜染料和助劑 ,攻克了染液穩定性和滲透性差等難題 。

  該項目獲授權發明專利22件,總體技術水平達到國際領先水平。該項目實現了活性染料無鹽染色的產業化應用,節能減排效果顯著 ,質量大幅度提高 。已建成纖維和紗線無鹽染色生產線3條,織物無鹽染色生產線4條,經濟社會效益顯著。對促進紡織印染行業綠色可持續發展具有重要推動和示范作用。

  9、印花針織物低張力平幅連續水洗關鍵技術及裝備研發

  針對印花針織物加工中織物手感、彈性、水洗效果及節能環保不可兼得的實際應用難題,該項目創新提出了印花針織物低張力平幅連續水洗新思路。自主研發了新型固色劑,開發了整套水洗工藝,研制了布面超喂張力自動控制系統等多個單元裝置,通過助劑、工藝、裝備的集成創新,實現了印花織物低張力高效水洗。并通過配置廢水循環凈化處理,實現了廢水自動循環凈化處理及回用。

  該項目產品質量明顯優于傳統工藝,與傳統工藝相比,節水節能減排效果顯著。獲授權專利6件,其中發明專利3件、實用新型專利3件。該項目技術成熟度高、可推廣性好,對針織物“高品質,低排放”綠色生產加工具有重要的示范作用。

  10、高性能工業絲節能加捻制備技術與裝備及其產業化

  高性能工業絲是汽車、電子、航空航天、建筑等行業重要的高附加值基礎材料,需求持續增長,相關高端加捻技術裝備市場一直被國外占領。該項目突破了高性能工業絲難以實現高品質加捻卷繞、裝備能耗高、效率低的技術難題,通過加捻制備工藝及其裝備設計制造的理論創新,成功研制出汽車輪胎簾子線、電子布玻璃纖維絲以及高檔地毯絲高效節能加捻技術裝備,實現了產業化生產,產品不僅覆蓋國內高端工業絲產品制備市場,而且出口美國、巴西、西班牙、韓國等國家,取得了良好的經濟社會效益。

  該項目多項技術屬國內外首創,項目整體技術達到國際先進水平,取得系列國內外授權發明專利。該項目對于提升國產高端紡織裝備水平及國際地位,促進產業轉型升級具有十分重要的作用。

 


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