纺织行业近期的发展目标和方向

蔡继权

(杭州市化工研究院有限公司  浙江杭州  310023)

摘  要:阐述 “十四五”期间纺织行业的新定位、发展思路、主要目标、重点任务与重点工程以及发展方向。与生命信息科学技术结合向多功能化、智能化、绿色化等方向发展,重点发展产业用纺织纤维和新功能高性能纤维,降本增效、提高市场竞争力。2025年实现高性能纤维自给率大于60%、产业用纺织品纤维消费量比重达到35%、出口额占全球比重大于30%等指标。

关键词:纺织行业;发展;目标;方向;智能;高性能;纤维


前  言

在大变革的新时代,纺织工业是创新驱动的科技产业、文化引领的时尚产业、责任导向的绿色产业。我国纺织行业发展水平居全球领先地位,产业链的每个单元都在快速创新发展并取得突破性成果。今天,纤维制取和纺织业已不仅仅是满足人类穿衣需求的传统行业,而是一个呈现前沿高端技术并与全球各行业同步发展的新领域。

要采用新型纤维材料、新型纱线织物加工技术、多功能整理技术、电子传感等技术,开发先进功能纺织品、智能纺织品,满足市场需求。要突破高性能纤维和纺织新材料的关键技术,开发应用绿色纤维、高效节能设备、清洁生产工艺、废旧纤维循环利用等低碳技术,进行纤维和纺织产品全生命周期的绿色化管理,继续保持国际竞争优势。

1.纺织行业近期发展思路与主要指标

近期纺织行业在新格局中开辟新局面,为新格局贡献新作为,进一步推进行业“科技、时尚、绿色”的高质量发展。为此,纺织行业在整个国民经济中的新定位是:“国民经济与社会发展的支柱产业、解决民生与美化生活的基础产业、国际合作与融合发展的优势产业”。

纺织行业近期总体思路是:牢固树立创新、协调、绿色、开放、共享的新发展理念,立足国民经济与社会发展、民生保障与产业安全,以高质量发展为主题,全面打造“以国内大循环为主、国内国际双循环相互促进”的新发展格局。按照“创新驱动的科技产业、文化引领的时尚产业、责任导向的绿色产业”发展方向,持续深化产业结构调整与转型升级,推动供给与需求的动态平衡,加大科技创新和人才培养力度,打造国际合作和竞争新优势,推动区域协调发展,建成若干世界级先进纺织产业集群,形成一批知名跨国企业集团和有国际影响力的纺织服装品牌,加快迈向全球价值链中高端,为巩固我国纺织强国地位,并为实现制造强国质量强国目标发挥重要作用。发展主要指标见表1。

2.纺织行业近期发展重点任务

2.1 强化科技创新支撑能力,突破行业关键技术

纤维新材料技术:碳纤维、对位芳纶、聚酰亚胺纤维等高性能纤维高端产品、差别化产品关键制备技术,基础纤维高效柔性功能化制备技术,实现纤维高品质、高效生产和低成本,莱赛尔纤维专用浆粕、溶剂、交联剂和差别化莱赛尔纤维关键技术,纤维级1,3-丙二醇、呋喃二甲酸、高光纯丙交酯等生物基单体和原料高效制备技术,智能化、高仿真、生物可降解等功能性纤维材料制备技术。


表1  近期纺织行业发展主要指标

纺织绿色制造技术:印染绿色化学品技术,高效短流程印染技术,非水介质染色技术,数码印花关键技术,废旧纺织品分离识别技术,聚酯、聚酰胺纺织品化学法循环技术。

先进纺织制品技术:高功能纺织消费产品加工技术,智能纤维及制品关键技术,闪蒸法和静电纺丝非织造布技术,高性能纤维多轴向经编、立体编织技术以及重磅宽幅织物、宽幅异厚织物、大型绳缆的成型技术。

纺织智能制造与装备技术:面向纺织行业应用的智能制造关键共性技术,大容量莱赛尔纤维、高性能碳纤维、万吨级对位芳纶、超高分子量聚乙烯纤维和循环再利用化学纤维等成套装备,全自动转杯纺纱机、喷气涡流纺纱机、数字化高速无梭织机、全自动穿经机、立体织造成型装备、高速经编机、连续式针织物平幅印染生产线、低浴比间歇式染色装备、高速数码直喷印花机、高速梳理机及交叉铺网机等关键装备技术。

2.2 完善科技创新体系

进一步加强功能性纤维、印染两个国家制造业创新中心功能建设和服务能力,针对关键共性技术需求加速科研攻关和产业化应用,积极推进产业用纺织品创新中心筹建工作。引导重点企业开展国家级和省级企业技术中心建设,纺织行业认定技术创新中心达到50家。创建以可持续发展理念为指导,融纺织科技、数字技术和创意设计为一体的工业设计中心,新培育建设50家以上行业工业设计中心,推荐建设5~10家国家级工业设计中心。引导相关机构加强国家级重点实验室建设,纺织行业认定重点实验室达到70家。建设和完善纤维新材料、产业用纺织品、智能制造、纺织高端装备、纺织军民融合、时尚产业数字技术融合等领域产业技术创新联盟。

加快标准体系建设,激发人才创新活力,建设高质量的纺织制造体系,畅通内需为基点的产业链循环,提升国际化发展层次与水平,推动行业时尚发展与品牌建设,推进社会责任建设与可持续发展(推进节能低碳发展、加强清洁安全发展、推动再生循环发展、深化企业社会责任建设),优化国内布局提升发展协调性,构建纺织产业的安全发展体系。

3.纺织行业近期发展重点工程

3.1 纤维新材料持续创新升级

差别化、多功能纤维:提升基础纤维功能化高效柔性制备技术与装备水平,突破聚酰胺6熔体直纺、氨纶熔融纺丝等关键技术;进一步开发智能化、高仿真、高保形、舒适易护理、阻燃、抗静电、抗紫外、抗菌、相变储能、光致变色、原液着色等差别化、功能性化学纤维;大力发展生物可降解高性能脂肪族聚酯纤维,及采用绿色催化剂生产纤维;研发支撑功能纤维生产的添加剂、阻燃剂、新型改性剂、母粒、催化剂、油剂等的关键材料和辅料。发展煤化工路线化学纤维,实现纺织原料多元化,降低石化原料比重。

高性能纤维:推动建设国家级碳纤维及复合材料创新中心,构建高性能纤维行业创新体系。加强高性能纤维高效低成本化生产技术研发,提高已实现工程化、产业化的碳纤维、芳纶、超高分子量聚乙烯纤维、聚酰亚胺纤维、聚苯硫醚纤维、连续玄武岩纤维等高性能纤维技术成熟度和产品稳定性。加快研发更高性能碳纤维、芳纶、超高分子量聚乙烯纤维、聚酰亚胺纤维等关键制备技术。突破高性能液晶聚芳酯纤维、芳杂环纤维、聚对苯撑苯并二噁唑纤维等高性能纤维制备关键技术。

生物基化学纤维:突破莱赛尔纤维专用浆粕、溶剂和交联剂,纤维级1,3-丙二醇、呋喃二甲酸、高光纯丙交酯等生物基单体和原料的关键制备技术。研究聚乳酸纤维、莱赛尔纤维、生物基聚酰胺纤维、聚对苯二甲酸丙二醇酯纤维、聚呋喃二甲酸乙二醇酯纤维、海藻纤维和壳聚糖纤维等生物基化学纤维规模化生产关键技术,开发高品质差别化产品,加强应用技术开发。

3.2 智能制造引领高质量发展

大力推进企业数字化改造,持续提高企业数字化装备配置率、数字化装备联网率、关键工序数控化率、关键工业软件应用覆盖率,实现企业外部供应链和内部生产系统的精准对接。

发展长丝集约式高速卷绕装备等关键单机装备,开发和推广化纤生产远程控制系统、智能物流系统等。研发全自动转杯纺纱机、喷气涡流纺纱机、高速无梭织机、全自动穿经机、一次成型纬编机等关键单机,开发织机控制系统、针织立体成型控制系统,研发电子清纱器、电子多臂开口装置、织针等基础零部件。发展印染车间物料智能化输送设备,开发匹布自动缝纫接头设备、布卷、布车、浆料桶AGV运送设备和定位系统,逐步建立印染智能化物流系统。重点发展针刺机、水刺机、纺熔联合机,柔性化、模块化非织造布专用功能性后整理设备、非织造布自动分切机等关键单机装备,开发非织造布柔性化模块化控制系统。重点发展智能吊挂装备等关键单机装备,研发自动缝制和物流智能配送系统等。

化纤全流程智能制造:提升智能原料配送、丝饼管理、生产数据分析、立体仓库技术等技术,开发适用于化纤行业的智能制造支撑软件。在涤纶、锦纶、氨纶、再生纤维素纤维、碳纤维等领域建设若干智能车间示范。

棉纺全流程智能制造:开发推广清梳联、并条、精梳、粗细联、细络联、包装物料等智能化系统并实现综合集成,实现与WHS、MES、ERP、远程运维系统的集成,逐步实现夜间无人值守。在行业若干重点企业实现推广。

印染智能制造生产线:实现生产线数据自动采集系统、智能控制系统和印染信息集成管理系统的集成,形成若干示范线。

非织造布智能生产线:开发面向非织造布的生产执行系统和大数据分析模型,建设纺粘、水刺、针刺,以及应用领域的智能工厂,贯通产业链的横向联系和上下游协同能力。

针织智能生产系统:提高自动化和智能化装备的应用和普及。借助制造执行系统(MES),实现针织生产车间多机台针织设备的远程监控和生产管理。

服装智能模块化缝制生产线:突破高精度轻型机械手或机器人衣片抓取、传送、操作,以及与缝制单元设备协同加工技术,推进集成应用。

家用纺织品智能制造生产线:加快推进家纺行业智能制造标准体系建设,推进关键智能化装备的研发应用,开展智能化生产线及车间的建设与示范。

3.3 时尚建设增强发展新动力

包括时尚设计能力提升、时尚领域科技创新、时尚品牌建设这三项重点工程。

3.4 绿色制造促进低碳循环发展

节能减碳:大力发展化纤、织造、非织造等各领域高效节能技术和装备,棉纺、织造等重点用能设备实施照明、电机、空调空压等用能单元系统化改造。印染行业发展针织物和涤纶连续式印染成套装备,推广低温前处理、冷轧堆前处理和染色、分散染料低温染色和印花、分散染料碱性染色、蒸汽热能分级利用、高效节能定形机、节能型热风烘燥机等节能技术和装备。推广定形机、印染废水热能回收及热泵法热能回用技术等。实施低碳改造和园区节能改造工程。

清洁生产:研发可降解纤维材料,加强高效环保型浆料、染料和印染助剂、高效环保化纤催化剂、油剂和助剂的研发及应用。推进绿色纤维制备和应用,攻关生物基纤维重点原料和关键制备技术,提升重点品种规模化制备技术,扩大原液着色化纤应用。研发推广高效短流程前处理、无碱或低碱前处理、低盐或无盐活性染料染色、生物质色素染色、活性染料低尿素或无尿素印花、电化学还原染色、等离子体印染、液氨整理、多功能机械整理等少化学品印染技术。进一步攻关数码印花升级换代关键技术,并实现高性能打印喷头零部件国产化。

提升水效:研发推广非水介质染色、针织物平幅连续染色、涤纶织物少水连续染色等节水印染加工技术。进一步推广化纤机织物连续平幅前处理、针织物连续平幅前处理、小浴比间歇式染色、分散染料碱性染色、高牢度涂料印花等技术。推进水资源循环利用和污水资源化,鼓励纺织企业加大中水、再生水等非常规水资源开发力度,支持非常规水资源利用产业化示范工程。

污染防治:加强水污染物治理,研发推广含盐染色废水循环利用、高级氧化、膜处理技术等印染废水深度处理及回用技术;研发低成本高回用率印染废水深度处理与回用技术、废水近零排放和定形机废气高效收集处理及余热回用技术。加强大气污染物治理,引导企业提高 VOCs 治理设施废气收集率、同步运行率和去除率水平。

资源循环利用:建设再生涤纶规模化生产线,包括化学法再生涤纶(DMT 法)产能提升项目、化学法(BHET法)再生涤纶产业应用试点项目和瓶片直纺再生涤纶长丝试点示范项目。废旧纺织品再利用方面重点突破化学法再生聚酯产业化、规模化技术。推动建设若干覆盖全国重点城市的废旧纺织品资源化回收、分拣、拆解、规范化处理基地。

3.5 产业用纺织品向高端化发展

医疗卫生用纺织品:研究防水透气、防护病菌病毒、可重复使用等功能性医卫防护材料;研发纺织基医用人体器官管道材料、可吸收缝合线和功能敷料等高端医用纺织材料;提升高等级医疗卫生防护、手术、护理用纺织品市场渗透率。

环境保护用纺织品:发展高过滤精度材料、纤维基高性能微孔过滤材料、脱硝除尘一体化功能过滤材料制备等关键技术及相关产品。扩大汽车滤清器、空气净化器等纺织基过滤材料的应用。

应急与安全防护用纺织品:研发化学毒剂降解型防护、核生化防护、热防护、保暖隔热和软质防刺防割等防护类纺织基制品;开发气柱式应急救援帐篷、高性能救援绳索及安全应急逃生系统等应急救援材料与制品。

新能源与复合材料用纺织品:研发碳纤维复杂织物及复合材料、芳纶蜂窝结构材料、中空夹心复合材料、高强柔性膜材、轻量柔性纺织基防爆材料等产品和技术。扩大纤维基复合材料在轨道交通、风电叶片、高端装备等领域的应用。

土工与建筑用纺织品:研发双组份长丝复合多功能土工材料、高性能土工格栅、矿用柔性加固网等产品和加工技术。扩大生态环保型、智能型土工建筑纺织材料的应用。

国防军工与航空航天用纺织品:提升衣帽鞋靴等单兵防护用品的性能和舒适性。开发高性能核生化防护、高功能伪装防护、电磁屏蔽和吸收、武装封装等国防军工领域用纤维基复合材料。开发战斗飞行服、宇航服、星载天线金属网、降落伞、缓降气囊等装备用高性能纺织复合材料。

海洋产业与渔业用纺织品:研究编织、绞编、封边等绳缆成型和无结网成型工艺,开发海洋用高性能特种绳缆网。开发高性能系泊缆研发和工程应用研究,加快高性能绞捻、绞编、特种无结经编、有结节能网产品和智能编织技术的应用。

4.纺织行业的发展方向

随着纺织新材料在信息工程、能源产业、医疗卫生行业、交通运输业、建筑产业中的应用越来越广泛,材料科学工程与生物学、医学、电子学、光学等领域交叉合作研发日益扩大。世界各国都致力于跨越多个部门,把纺织新材料的开发纳入到产、学、研一体化的研发平台,以满足各个部门对新材料的种种需求,推动纤维和纺织新材料产业的超前发展。

电子技术在纺织加工中的广泛应用极大地提高了产品加工性能、产品质量和劳动生产率,降低了成本和改善了劳动条件。自动化、机电一体化的纺织机械与设备,使纤维和纺织工业的技术结构、产品结构、生产及管理方式发生了巨大的变化。由于现代计算机自动控制和网络技术的应用,纺织机械可以在万里以外进行测控,在发生故障时可自动切换故障部件。

现代纺织产业的一个重要标志是信息技术与纺织科学技术之间的交叉和融合,使纺织生产面貌大为改变。新材料技术的突破在很大程度上使材料产品实现智能化、多功能化、环保、复合化、低成本化、长寿命及按用户进行定制。这些产品会加快信息产业和生物技术的革命性进展,也能够给制造业、服务业及人们生活方式带来重要影响。新材料的开发周期正在缩短,创新性已经成为纺织新材料发展的灵魂。信息技术与纺织新材料的应用开发联系更加紧密,针对特定的应用目标,加快研制速度,提高材料的使用性能,便于新材料迅速走向实际应用,从而节约资源。

纺织新材料产业的发展方向是降低生产成本、延长使用寿命、提高附加值和市场竞争力。如新型结构材料主要通过提高强韧性、提高温度适应性、延长寿命以及材料的复合化设计等来降低成本功能材料以向微型化、多功能化、模块集成化、智能化等方向发展来提升材料的性能。面对资源、环境和人口的巨大压力,生态环境材料、高性能、低成本的绿色化发展趋势明显,短流程、低污染、低能耗、节约资源以及材料回收循环再利用的绿色化生产制造,是新材料产业可持续发展的必然选择。

未来新材料的发展将在满足军事需求的同时,在很大程度上围绕如何提高人类的生活质量展开。生命科学技术、信息科学技术的发展和经济持续增长将成为新材料发展的最根本动力。纺织新材料在绿色工业发展方面会起重要作用。

纺织行业要加快产业结构调整,大力发展新材料和先进制造技术。在服装用、家用和产业用这三大纺织纤维中发展重点是产业用纺织纤维,而在服装用和家用方面应重点开发新功能纤维,在产业用纺织品方面应重点开发高性能纤维。

新功能纤维指对传统天然纺织纤维进行化学改性或物理改性、表面处理或对化学纤维改变截面形状、表面状态、形态结构、纺丝中添加功能性物质,使纤维及其纺织品具有新的功能。目前在服装用纺织品和家用纺织品中除了保形、抗皱、抗起球、悬垂、颜色鲜艳度、色牢度、光泽等功能之外,流行的重点已转向导湿透汽功能、防水防油防污的三防功能、抗静电功能、阻燃防熔滴功能、紫外线吸收功能、红外线吸收功能、红外线辐射功能、保暖功能、凉爽功能、恒温调节功能、电磁波屏蔽功能、抑菌功能、抗菌功能、消炎功能、有害气体吸附功能、显色功能、可控变色功能、导光性能、反光或闪光功能、生物相容性功能等。随着智能服装迅速发展,带动了高技术功能纤维的开发和研制,成为今后纺织材料的重要发展方向。

高性能纤维是指具有超高强度、超高模量等优异力学性能的纤维,兼具比重较轻、耐热温度高、热分解温度高等特点。如聚四氟乙烯纤维可以在-160~280℃间正常使用。氮化硼纤维不仅在耐核辐射(α、β、γ粒子、离子束)方面具有良好稳定性,而且在吸收核辐射能方面也具有良好功能。高性能纤维是机械制造、电工设备、化工设备、运输机械、农业装备、电子器材、土工建筑材料、渔业器材、体育运动器材、精密仪器、医疗器械、航空航天装备、火箭卫星壳体和附件、器材和国防装备的主要材料。

纺织新材料朝着高功能、高性能方向发展,并已在航天、航空、国防、医药、石油、工业、农业等各个行业应用。具有屏蔽、吸附效果的纺织新材料可用于消除污染危害、保障人身安全的核防护材料。特种合成纤维特别是离子交换纤维是海水提铀吸附、放射性污染水处理等都离不开的材料。利用质轻、高强、耐各种微生物腐蚀的合成纤维制品作骨架,经树脂、橡胶甚至于混凝土复合,可取代传统建筑材料在水利、土建、交通等领域应用,如直径为15微米、长度为3~10毫米的通用级沥青碳纤维与混凝土复合材料,其耐久性与尺寸稳定位优良、轻而强韧、绝缘性差,与普通混凝土相比抗张强度及抗弯强度提高5~10倍,弯曲韧性和伸长变形能力提高10~30倍,而重量可减低一半。

生物化学技术在纤维和纺织加工中应用的研究发展,大大改观了某些传统纺织加工技术,也为直接从自然界提取高性能材料开拓新型纺织材料做出贡献,其中受到关注的是微生物、酶利用技术以及基因重组等。将微生物,生物酶以及细胞类脂质等采用生物催化剂固定,通过生物反应技术可应用于纤维和纺织品的生产、环境净化。各种新型高性能超细纤维、中空纤维或离子交换纤维用于人造器官。此外,还可用纤维制成各种医疗器械,如激光光纤治疗、激光光纤手术刀等。

3.结语

在数字化、信息化及人工智能日新月异的时代,纺织行业已经从一维纤维材料发展到如今的全产业链各个环节都呈现革新式的技术进步与发展。畅想未来,纺织行业的多维度创新发展,必将为人类文明提供更荣耀的辉煌!

 

作者简介:

蔡继权,教授级高级工程师,长期从事新产品研发和科技管理。

邮  箱:cjq6834@163.com

 

 

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