古老与年轻同在、传统与现代融合、智慧与汗水交织,正是纺织科技的魅力所在。8月31日~9月1日,2024全国纺织复合人才培养工程高级培训班来到山水之城、太湖明珠--无锡,走进江南大学、安德里茨(中国)有限公司无锡分公司进行参观、交流,围绕针织相关基础知识、技术创新、数字化装备与工程应用以及非织造工艺技术进展、趋势等内容进行了深入学习、探讨。
▲中国化学纤维工业协会市场推广部副主任窦娟主持此次活动
问天探海 万物可织
针织工业在全球纺织业中占据重要地位,随着新型原料的开发、工艺的创新、装备数控技术的突破和针织应用领域的拓展,使针织行业保持了较快的发展,针织产品广泛地应用于服用、装饰用和产业用三大领域,其高效、灵活的生产方式,以及不断创新的技术正在引领时尚潮流。
▲马丕波
在《针织基础》主题课程中,江南大学纺织科学与工程学院副院长马丕波介绍了针织物(经编、纬编)的基本概念、组织及其结构表示方法、生产工艺流程、产品特点及应用,以及经编机和纬编机的一般结构与分类。
“当前,世界针织工业的发展处于上升期,机械、控制、信息技术的发展推动了针织装备的快速发展,新型原料的研发、推广和新型整理技术的应用为针织面料的开发创造了良好条件。” 马丕波表示,在织物生产中,机织、针织和非织造产品的比例大致各占三分之一,2006年针织服装超过机织服装。其中纬编与经编各自以其独特优势满足不同市场需求。纬编以其生产流程短、效率高、原料适应性强及变化品种便捷而著称,从内衣至外衣多样化发展,环保且性能升级。与纬编相比,经编则高效稳定,组织多样,经编产品在网眼编织、提花及毛绒编织方面更具优势,可无缝成型,防脱散性佳,在工业、航空、汽车高端领域应用广泛。
针织技术创新正在持续惠及更多领域。围绕针织技术创新与工程应用,马丕波介绍,在航天航空领域,大隔距充气材料及复杂针织结构的引入,为其带来了革命性的变化。在安全防护领域,负泊松比针织物、仿生纺织材料等为个体及其他防护提供了更加全面、高效的解决方案,有效提升了防护装备的舒适性和功能性。在交通运输领域,经编复合材料在车船制造中的广泛应用,不仅减轻了车辆和船舶等的重量,还显著提高了结构的稳固性、耐久性、安全性等。在土工建筑领域,经编网眼织物、玻纤多轴向经编柔性复合材料等新型材料的应用,为建筑加固、防护等领域提供了更加环保、高效的解决方案。在医疗健康领域,从可降解三维止血材料到智能医疗材料,为患者提供了更加安全、有效的治疗手段。在运动休闲领域,智能运动裤、智能呼吸带等智能织物的出现,不仅提升了运动装备的功能性,还为用户带来了更加个性化的体验。
▲蒋高明
回溯针织发展历程,自1589年英国威廉·李发明了第一台手摇袜机,历经400多年的发展,随着新型原料的开发、工艺的创新、装备数控技术的突破和针织应用领域的拓展,针织已成为现代纺织重要的加工手段,针织工业已是我国纺织工业中产业链相对较为完整的行业。江南大学针织技术教育部工程研究中心主任蒋高明在《针织技术的创新发展与应用实践》主题课程中,详细介绍了经编、纬编、横编三种技术及其产品创新。经编方面,从高速特里科经编机,到短纤纱经编/高速、RSJ 4/1 EL拉舍尔贾卡经编、经编成形鞋材、经编无缝成形、大隔距针织间隔织物、多轴向经编增强材料、生物医用经编结构材料等生产技术,再到经编针织物设计与三维仿真技术;纬编方面,从细针距圆机,到纬编提花、纬编无缝成形、纬编成形鞋材、智能穿戴技、纺纱针织一体化、纺织AI设计系统iTDS3.0-纬编三维仿真等技术,再到防晒面料、纬编白小T、纸纱针织服装的开发;横编方面,从全成形横编、横编成形鞋材、横编成形运动服装、横编成形椅套、横编ADF等技术,到纺织AI设计系统iTDS3.0-全成型毛衫虚拟展示等,让大家对针织技术有了更深刻的认识和理解。
“经编、纬编、横编各有千秋,各有发展空间。随着人工智能、机器学习等技术的不断发展,针织装备的智能化程度将越来越高,高精度、高质量的针织装备将成为市场主流,针织产品的品种和样式也在不断增加。总之,未来针织装备技术的发展趋势将更加注重智能化、自动化、柔性化、绿色环保和高精度、高质量等方面的发展。这些趋势将有助于提高针织装备的生产效率和质量,满足消费者不断变化的需求。” 蒋高明说道。
基于这样的大趋势面向未来,蒋高明表示,我们要对行业有信心,要抓住新一轮产业革命的机遇,迅速融入“智能制造”与“绿色制造”行动计划,以“双循环驱动•多维度创新”加快行业自主创新能力的提升,攻关工艺、装备及材料等领域的核心技术,提高针织产业的国际竞争力,实现针织大国向针织强国的转变。
江南大学:针织行业的“黄埔军校”
课后,马丕波带领大家参观了江南大学纺织科学与工程学院的展厅及针织技术教育部工程研究中心的经编、纬编、横编三大实验室,介绍了学院的历史沿革、学科建设、师资队伍、科研成果、人才培养,以及三大实验的装备、针织产品开发等情况。
江南大学纺织科学与工程学院创建于 1952 年,经过70多年的发展积淀,学院在学科建设、师资力量、实践教学、科研创新、国际交流等方面均表现出色,形成了较为鲜明的办学特色。其纺织学科是国家“211 工程”重点建设学科,在2021-2024年软科“一流学科排名”蝉联中国第二,是我国师资力量强、学术水平高的纺织高层次人才培养和科技创新的重要高地。
纺织科学与工程学院科研实力雄厚,设有纺织研究所、针织研究所等2个研究所,以及功能纺织材料、产业用纺织品、绿色纺织化学品、生态染整技术等10个研究室,其智能纺织加工技术、 生态染整技术、纺织生物技术等特色优势正在不断强化。特别是针织技术教育部工程研究中心,现有德国、日本、意大利等针织进口设备60余台套,拥有国际一流的针织教学与科研环境。该中心通过校企合作,推动针织智能制造关键技术和新型结构材料研发应用,实现了多项关键技术产业化应用,如采用最新的物联网技术,将针织装备、织造、染整和服装加工等工序实现互联网通讯连接和数据交换,已使山东如意、浙江万方、超达、江苏丹毛、江阴捷豹等10余家企业的300多台设备实现生产全流程的“物物相连”;通过针织技术培训班和企业定制培训班为行业培养专业针织技术人才4000余名,被誉为针织行业的“黄埔军校”。
新兴年轻 潜力可期
非织造技术是一门源于纺织,但又超越纺织的材料加工技术范畴。它结合了纺织、造纸、皮革和塑料四大柔性材料加工技术,并充分结合和运用了诸多现代高新技术。作为纺织工业中最年轻且有发展前途的一个新兴领域,非织造材料在我国的起步较晚,但发展十分迅速,如今已在航天技术、环保治理、农业技术、医用保健或人类日常生活等领域应用日益广泛,如常用的婴儿纸尿裤、防护服、家用装饰品、农用地膜、车用内饰、过滤材料、鞋帽人造皮革、环保用材料、建筑用材料、土工合成材料等。
▲吴海波
在《非织造概论》主题课程中,东华大学纺织学院非织造材料与工程系原副主任吴海波介绍了非织造材料的定义、分类(成网方法、加固方法)、基本加工路线及原理、工艺技术特点、结构特征、主要用途等。非织造工艺具有多学科交叉、工艺流程短程化、劳动生产率高、可应用纤维原料范围广、工艺变化多、技术纺织品特征明显等特点。
非织造布的成网方法可分干法(梳理成网、气流成网)、聚合物挤压法(纺丝成网、熔喷法)、湿法(斜网)成网。其中,纺丝成网法是非织造材料生产的主要方法之一,又被称为纺粘法。其原理是利用化纤纺丝的方法,将高聚物纺丝、牵伸、铺叠成网,最后经针刺、热轧或自身粘合等方法加固形成非织造材料。
非织造材料(纤网)加固方法可分为机械加固法(针刺法、水刺法、缝编法)、化学粘合法(浸渍法、喷洒法、泡沫法等)、热粘合法(热熔法、热轧法)。吴海波提到,热轧法适用于薄型和中厚型产品,产品单位面积质量大多在15~100g/m²,热熔法适合于生产薄型、厚型以及蓬松型产品,产品单位面积质量为15~1000g/m²,两者产品的粘合结构和风格存在较大的差异。
在《非织造工艺技术进展》的深入探讨中,吴海波分享了成网技术、针刺工艺设备、水刺工艺技术、热粘合技术、纺熔工艺技术、在线检测技术等的研究进展情况。在成网技术领域,技术革新从经典设备如法国Thibeau的CA12与Excelle型梳理机,到德国Dilo的Florjet系统,再到气流成网技术的飞跃,包括法国Thibeau与LAROCHE、德国Dilo与ERKO的先进机组与装置。此外,Neumag公司引领的喷射式、离心动力式及杂乱辊梳理技术,以及多家企业研发的交叉、垂直铺网与自调匀整技术,共同构建了成网技术的多元化格局。针刺工艺方面,涵盖了从椭圆轨迹、圆轨迹到HI等多种针刺路径。轧辊外部加热与横向厚度控制的热粘合精细化操作,提升了产品的性能与一致性。圆柱-圆锥型喷水孔更有利于产生高速且稳定的水射流,是水刺工艺中的优选方案。双组分复合纺丝、Reicofil纺粘熔喷以及前沿的熔喷纳米纤维技术,为纺熔工艺带来了革命性的变化,拓宽了非织造材料的应用领域。在线检测技术如ISRA VISION的表面视像检测系统和EGS检测系统,通过高精度、智能化的手段,确保了非织造布生产过程中的质量控制与产品追溯,推动了整个行业的智能化与标准化进程。
安德里茨非织造与纺织:创新缔造美好未来
作为世界领先的非织造布和纺织设备、生产线供应商之一,安德里茨在全球超过280个生产基地和服务销售公司。安德里茨(中国)有限公司成立于2002年,其总部位于广东省佛山市,在北京、上海、成都、无锡均设立了分公司。公司致力于为制浆造纸、金属、水电以及环境与能源(分离技术)四大业务领域,及其他行业和产品提供技术和解决方案。其无锡分公司成立于1997年,一直致力于非织造技术的研发和生产,可以提供从成网到后整理的整套解决方案、单台设备以及优质的服务。
▲陆颜国
安德里茨非织造与纺织中国区总经理陆颜国在致辞时简要介绍了公司从铸造厂到全球技术领导者的170年的发展历程及关键大事件,包括公司在中国的发展情况,以及在非织造布领域的前沿技术优势、创新成果、产品应用等,并分享了安德里茨与赛得利、大连瑞光等重要合作伙伴的装备及生产线合作案例。
“作为从原材料到制品再到废纺回收的全产业链事业部,我们的非织造业务核心竞争力在于热风、湿法成网、纺粘、水刺、针刺、制品加工、回收以及轧光整理技术,我们的战略关注低碳化、数字化,确保客户成功,尤其是长期的盈利增长。” 陆颜国说道。
▲熊梦
安德里茨非织造与纺织中国区销售总监熊梦介绍了公司在非织造布领域的最新技术和产品,包括水刺(直铺TT生产线、交铺生产线)、针刺、热风、湿法等工艺的主要技术参数、相应的各类单机装备、全流程整线解决方案、终端应用场景,以及METRIS数字化解决方案和专业迅速的本地化服务模式等。
之后,在安德里茨非织造与纺织中国区总经理陆颜国、非织造与纺织中国区销售总监熊梦、非织造与纺织技术与工艺专家罗海涛、无锡分公司高级生产经理田华新等的带领下,大家参观了其非织造布生产线上的开包机、梳理机、铺网机、烘干机、气压棉箱、自调匀整仪等重要组成设备以造纸磨床和服务维修车间等。
“通过借鉴造纸技术的深厚底蕴巧妙应用于无纺工艺中,我们实现了技术的跨界融合与创新发展。” 罗海涛说道。在非织造工艺中,从纤维原料的精选、成网与加固的每一个环节,都融入了造纸技术的智慧与经验。这种跨界的技艺融合,不仅提升了非织造布的生产效率与品质稳定性,更让传统工艺在现代工业中焕发出新的生机与活力。
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