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1、 现代纺织工程技术前沿 现代纺织工程技术前沿 王泽辉 （天津工业高校机械工程学院天津 300387） 摘要： 纺织工程是为国民经济建设和发展创建物质和精神财宝、 为人类生活供应必备物质、 反映社会文明水准的重要工程领域， 应用特别广泛。 它是古老而又传统的工程领域， 自人类出现以来， 就与人类的活动亲密相关。 本文从纺纱、 织造、 化纤、 印染、 纺织限制和静电纺六个方面阐述了现代纺织工程的技术前沿以及与我国与国外的差距， 使我们深刻的了解了这一工程技术的发展趋势以及前沿科技， 极大的提高了我们学习和探讨的爱好。 关键词： 纺纱、 织造、 纺织限制、 印染、 化纤、 静电纺、 现代纺织工程、
2、技术前沿 Modern textile engineering technology WANG Zehui (School of mechanical engineering of Tianjin Polytechnic University,Tianjin300387) Abstract： Textile engineering is to create material and spiritual wealth, for the construction and development of the national economy, provide the necessary mater
3、ial for human life reflect the social civilization level important engineering field, is widely used. It is old and traditional engineering fields, since the dawn of man, is closely related to human activities. This paper describes the technology frontier of modern textile engineering and the gap wi
4、th foreign countries and China from the spinning, weaving, printing and dyeing, chemical fiber, textile and static spinning six aspects, so that we deeply understand the development trend of thistechnology and cutting-edge technology, greatly improved the learning and research interests. Key words:S
5、pinning WeavingPrinting and dyeing Chemical fiber Textile, Electrostaticspinning Textile engineering Modern technology 0 前沿 纺织工程在快速发展的工程领域， 随着现代科学技术的发展， 新的纤维资源不断被开发利用， 各种高性能和功能性的化学纤维不断问世， 新的纤维制品加工方法不断出现， 纤维制品的加工设备日益高效化、 精密化、 自动化和智能化， 从而使纺织制品也日趋多样化和功能化， 其应用领域尤其是在重要产业部门的应用不断拓宽， 纺织制品与人体工程、 环境爱护及社会文化的关系
6、日益亲密， 从而使纺织工程内涵大为扩展， 与其它工程领域的交叉渗透也大为加强， 新的学科增长 点正在不断形成。 在纺纱、 织造、 纺织限制、印染、 化纤等方面不断涌现新的技术以及生产方式生产设备， 本文从六个方面深刻的阐述了现代纺织工程技术的前沿。 1.纺纱机械技术前沿 1.1 我国与国外的差距 (1)技术创新实力薄弱 (2)开发产品技术含量低， 缺乏 高端市场竞争实力 (3） 缺乏整合引进技术和自主创新实力 (4） 院校和科研单位重理论轻实践， 缺 乏工程应用导向 1.2 纺纱机械的发展方向 (1)单机的机电一体化 (2)自动化水平 (3)在线监控及信息技术的应用 (4)生产工序连续化 (5
7、)管理网络化 1.3、 现在已经实现的发展趋势 （1） 纺纱机械向成套化、 连续化方向发展 （2） 清梳联技术广泛应用并向短流程多组合高速高效方向发展 （2.1） 采纳高效短流程工艺 （2.2） 采纳多种组合， 适用不同原料与品种加工须要 （2.3）在清梳联机组中都配置了异纤监控与拣出装置 （2.4）梳棉机的高产优质是清梳联机组的核心 （3 ） 精梳机采纳新工艺、 新技术， 更加完臻， 高效能精梳机是主体 （4 ） 采纳高速单眼并条机与多电机驱动带自 动落纱的悬锭粗纱机是并粗装备的发展方向 （5） 纺纱主机细纱机向多锭化超长机自动落纱发展 （6 ） 自动络筒机的发展和技术的进步 （7） 紧密纺
8、技术的日趋成熟与转杯纺纱技术的发展 （8 ） 在线质量检测与限制新技术被广泛采纳 1.4 新型纺纱 （1） 环锭纱环锭纱是指在环锭细纱机上，用传统的纺纱方法加捻制成的纱线。 纱中纤维内外缠绕联结， 纱线结构紧密， 强力高，但由于同时靠一套机构来完成加捻和卷绕工作， 因而生产效率受到限制。 此类纱线用途广泛， 可用于各类织物、 编结物、 绳带中 （2） 自由端纱自由端纱是指在高速回转的纺杯流场内或在静电场内使纤维凝合并加捻成纱， 其纱线的加捻与卷绕作用分别由不同的部件完成， 因而效率高， 成本较低。 （3） 气流纱气流纱也称转杯纺纱， 是利用气流将纤维在高速回转的纺纱杯内凝合加捻输出成纱。 纱线
9、结构比环锭纱蓬松、 耐磨、条干匀称、 染色较艳丽， 但强力较低。 此类纱线主要用于机织物中膨松厚实的平布、 手感良好的绒布及针织品类。 （4） 静电纱静电纱是利用静电场对纤维进行凝合并加捻制得的纱。 纱线结构同气流纱， 用途也与气流纱相像。 （5） 涡流纱涡流纱是用固定不动的涡流纺纱管， 代替高速回转的纺纱杯所纺制的纱。 纱上弯曲纤维较多、 强力低、 条干匀称度较差， 但染色、 耐磨性能较好。 此类纱多用于起绒织物， 如绒衣、 运动衣等。 （6） 尘笼纱尘笼纱也称摩擦纺纱， 是利用一对尘笼对纤维进行凝合和加捻纺制的纱。 纱线呈分层结构， 纱芯捻度大、 手感硬， 外层捻度小、 手感较松软。 此类
10、纱主要用于工业纺织品、 装饰织物， 也可用在外衣（如工作服、 防护服） 上 2.织造机械技术前沿 2.1 现代织造技术新工艺和新设备 络筒 自动络筒机:高速、 高效、 高质、 智能化。 （1） 络纱工艺方面： 采纳电子防叠系统、张力限制系统， 筒子成形质量大大提高。 采纳直流无刷电机和伺服电机驱动槽筒， 使卷绕速度更高， 启动平稳。 采纳毛羽削减装置，提高纱线质量。 采纳气圈限制器， 降低了退绕张力， 削减了毛羽和断头。 以上措施大大提高了纱线质量。 （2） 接头及换管循环： 采纳电子逻辑加时序限制代替原有的机械时序限制， 使效率大大提高， 降低了功耗，削减了废丝和对纱线的损伤。 （3） 传感
11、器的运用： 广泛运用传感器使动作智能化， 在线检测使故障诊断率提高， 张力传感器的运用， 大大提高了卷装质量。 （4） 机电一体化： 自动络筒机目前已从机械为主， 过度到以电气化、 电脑化为主。 如： 电气件快速增加而机械零件大大削减， 防叠装置由机械改为电子， 张力加压由气动改为电磁， 有些机械传动改为电机传动如打结循环系统等 2.2 碳纤维多层角联机织装备及技术 碳纤维多层立体织物是目 前快速发展的一类新型复合材料的增加结构骨架材料，是航空、 航天、 国家防卫和高技术领域的重要基础材料。 在复合材料制造流程中， 碳纤维的纺织加工是材料制备的关键过程。 采纳各种纺织加工工艺使高性能碳纤维相互
12、交织、 交叉而形成的具有特定纤维取向和孔隙分布的纤维织物， 是高性能复合材料构件的增加骨架。 目前我国碳纤维多层角联织物织造多以手工织造为主， 产品制造周期长、 成本高、 性能低、 质量不稳定， 严峻影响新材料的产业化应用， 一些关键的技术设备被发达国家所垄断。 由我们学校自 主研发的碳纤维多层织造装备和技术， 将可以打破西方发达国家对我国碳纤维增加复合材料和技术的封锁， 为提升国家总体竞争力服务。 同时， 它将有利于实现多学科、 产学研的有机结合， 在纺织机械行业为发展新兴产业方面进行有益的探究。 该课题的实施可以带动上、 下游关联产业的发展。 既可以带动上游钢铁、 电子行业的发展， 又可以
13、带动下游纤维行业、 树脂行业的发展;还可以降低下游关联产业如航空航天、 风电叶片、 飞机制造、 造船、 军工、建筑等高科技领域的产品成本， 促进和提高上、 下游关联产业的产品质量和市场竞争实力。 一种碳纤维多层角 联织机单纱张紧架， 包括架体， 架体上部设有导纱架， 导纱架下方设有固定在架体上的张紧架， 导纱架上设有多根相互平行的导纱辊， 导纱辊通过轴承支撑在架体上， 全部导纱辊同处于一个平面内； 张紧架上设有与导纱辊对应的张紧支撑固定杆， 张紧支撑固定杆上设有与单纱数量相当的固定块， 每个固定块均套装在张紧支撑固定杆上， 并用顶紧螺丝锁紧， 每个固定块上均固定有一张紧弹簧片， 张紧弹簧片上安
14、装有瓷环。 本好用新型实现了单根碳纤维纱线在织造的过程中张力的自动调整，很好地解决了 在织物开口和综平交替过程中冗余纱线张紧的问题； 并且对于长距离送经的单根纱线有肯定导向支撑作用， 避开了多根纱线相互干涉的问题。 3.化纤技术前沿 3.1 化学纤维的分类 （1） 化学纤维可分为初生丝、 拉伸丝、 变形丝 初生丝包括未拉伸丝（常规纺丝）、 半预取向丝（中速纺丝）、 预取向丝（高速纺丝）、 高取向丝（超高速纺丝） 拉伸丝包括拉伸丝（低速拉伸丝）、 全拉伸丝（纺丝拉伸一步法）、 全取向丝（纺丝一步法） 变形丝包括拉伸变形丝和空气变形丝 （2） 化学纤维又可分为再生纤维、 合成纤维 化学纤维包括再生
15、纤维和合成纤维 再生纤维包括纤维素纤维和蛋白纤维，纤维素纤维包括粘胶纤维、 铜氨纤维、 醋酯纤维、 硝酸纤维， 蛋白纤维包括牛奶蛋白、花生蛋白、 石油蛋白 合成纤维包括杂链纤维（聚酯氨纤维、聚酯纤维、 聚酯亚胺纤维、 聚酯氨弹性纤维）碳链纤维（聚丙烯晴纤维（腈纶） 聚乙烯醇缩醛（维纶） 聚丙烯纤维（丙纶） 聚氯乙烯纤维（氨纶） 聚四氯乙烯纤维） 3.2 该领域的发展前沿技术 （1） 新型纤维的研制： 复合纤维， 异形截面纤维（中空纤维）、 仿蚕丝、 自然卷曲纤维 （2） 现有纤维的深加工： 网络丝、 交络丝、空气变形丝 （3） 改性纤维的研制： 高强、 高摸聚乙烯纤维的研制 （4） 无纺布的发展： 针刺、 水刺、 热粘合 （5） 复合材料： 玻璃纤维、 碳纤维复合材料 4 印染技术前沿 4.1 染整技术前沿 4.1.1 目前在染整技术方面探讨的课题 (1)生态纺织品染整技术的探讨。 包括采纳高效短流程前处理工艺， 生物酶前处理技术（生物酶退浆、 生物酶精炼、 生物酶在漂白中的应用）， 无水或非水前处理工艺（如低温等离子体技术、 其他离子溅射技术、 激光技术、 超声波技术和紫外线辐射技术等处理技
