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高新技术在纺织工业中的应用 |
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| http://cn.newmaker.com
6/15/2004 1:44:00 PM
佳工机电网
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1 传统纺织技术向现代纺织技术发展
纺织生产已经有几千年历史。早在公元前5000年，世界文明发源地就有了纺织品生产。非洲尼罗河流域的亚麻纺织、我国黄河流域和长江流域的葛麻纺织和丝绸纺织、印度河流域的棉纺织等。公元前500年我国就有了手摇纺车和脚踏织机。1972年湖南长沙马王堆西汉古墓出土的200多种丝麻纺织品中有一件素纱蝉衣重量仅49g，可见2000多年前我国的纺织品生产的工艺技术就已经达到很高水平。16世纪以后，欧洲手工纺织机器有了很大改进。18世纪下半叶，产业革命首先在西欧纺织业界掀起，出现了水力驱动的纺纱机。18世纪末，纺织厂开始利用蒸气机，工业化生产从此取代了家庭手工纺织。
纺织生产的工业化推动了纺织机器的不断改进。由于传统的纺织技术用人多、劳动生产率低、工费成本高，发达国家纺织生产大量向劳动成本较低的发展中国家转移。1924年英国棉纺织工业曾经达到6330万纱锭、79．2万台织机的规模。美国、日本的棉纺纱锭也分别达到过3620万锭和1300万锭。时过境迁，曾经为这些国家积累资金、发展经济作过巨大贡献的先导型产业被当作“夕阳工业”先后退出了支柱产业的地位。
20世纪中叶以后，随着世界科学技术和社会经济的发展，特别是70年代以后，电子信息技术在纺织生产中的广泛应用，纺织技术不断向优质、高产、自动化、连续化方向发展，走出了一条大幅度减少用人、大幅度提高劳动生产率的道路。肋年代后期，欧洲首先出现了全自动纺纱工厂，一万棉纺纱锭每班仅用6个人管理，传统纺纱技术进入了现代化发展阶段。
2 现代棉纺织技术发展趋向
2．1 智能化生产
现代纺织技术的丰要特征是智能化生产。传统纺纱技术以手工操作为主要特征。20世纪50年代国际棉纺织生产开始了高速试验。梳棉机高速高产为开清棉和梳棉两个工序的直接连接创造了条件。70年代以后，国际棉纺织技术以电子信息技术为主导，以新材料和高精度自动化机械加工技术为基础，运用光、机、电、气动、液压等传感技术和变频调速等传动技术开发研制了一代又一代现代化新设备，实现了纺织生产过程各种工艺参数的在线检测、显示、自动控制和自动调节，实现了设备运行的自动监测、显示、超限报警、自停、甚至故障自动排除。高度自动化的生产设备能严格按照设定的工艺要求，以定性、定量、规范化的机械动作实现传统纺织生产中依靠工人技术熟练程度完成的各种简单重复的手工操作，保证和提高了产品质量，提高了生产效率，降低了产品成本，增强了产品的竞争力。
清梳联单机和全流程采用的光电检测、压力传感、位移传感、信号转换、伺服系统控制、计算机处理、变频凋速、自调匀整、计算机综合监控等技术提高了全流程运行的稳定性、可靠性、保证了全流程连续、同步、平稳运行，使输出棉条长片段、超长片段、甚至短片段的均匀度都能稳定在一定范围内，从而保证了成纱质量和稳定性。近年发展起来的异性纤维在线自动检测清除装置，采用彩色数码摄像技术，通过面扫描，修正照度差异，光谱分析能精确判定异纤大小及位置，由高速气流将异性纤维排出。
细纱整体自动落纱和自动落筒，空气捻接技术的不断完善，使细络联技术在上世纪80年代中期进入了实用阶段。棉纺生产中用人最多、劳动强度最大的两个工序的直接连接，不仅保证和提高了产品质量、大幅度减少了用人、提高了劳动生产率，还较好的解决了纺纱生产中长期难以解决的纺纱速度和细纱卷装的矛盾，大幅度提高了环锭细纱机的锭速。细络联技术是棉纺生产由传统技术向现代技术发展的标志。
20世纪50年代国际上开始出现各种实用的无梭织机。半个多世纪来，无梭织机也由于电子信息技术的广泛应用，机电化的完善成熟，显示出质量、品种和生产效率方面的明显优势，迅速取代了有梭织机。
机电一体化技术使无梭织机生产自动化达到很高水平，对提高织机的速度和生产效率、扩大品种、提高产品质量发挥了重要作用。剑杆、喷气、喷水和片梭等四种无梭织机的五大运动和各种辅助运动除引纬和打纬运动外都已不同程度地实现了电子化，如电子送经、电子卷取、电子多臂、电子提花、电子储纬器、电子纬纱张力器、电子选纬、自动寻纬、纬纱自动处理等等、电子送经利用传感器在线连续测定经纱张力，通过计算机控制送经电机转速改变送经量，使经纱张
力保持稳定。同步电子连接器使卷取和送经同步，保持经纱张力恒定，从而精确的控制织机纬密，消除布面开车横档。
喷气织机利用高速气流引纬，不能象剑杆一样主动控制纬纱运动。随着喷气引纬系统电子化和计算机控制技术的不断提高，喷气织机已经可以用计算机自动设定、自我诊断、自我修正、监控引纬过程。因纬纱特性引起纬纱飞越梭口时间发生变化时，能自动调节空气喷射时间，校正纬纱飞越梭口的时间，能自动调节喷嘴的喷射压力，校正纬纱飞行速度。能优化喷气时间和压力，减少动力消耗。织机引纬失误时，纬纱自动处理机构能自动清除废纱并重新开车。织机停机后重新开车时，能根据停机时间和上机张力使后梁后退或织轴倒转，保证织口位置不变，并自动调节送经量，防止开车横档。工艺参数自动设定系统只要输入织物组织和织机速度，便能自动完成复杂的引纬工艺参数条件和经纱张力设定。
电子技术的广泛应用使无梭织机的速度、生产效率有了很大提高。有梭织机人纬率一般在250～300m／min左右，无梭织机人纬率一般能达到1000m／min，最高可达2000m／min，甚至3000m／min。无梭织机的品种适应性也有了很大发展，扩大了织造范围。
2．2 新工艺、新技术、新设备不断完善成熟
现代棉纺织技术另一个发展趋向是新工艺、新技术、新设备不断完善成熟。在生产上扩大应用，收到了良好的技术经济效果。
转杯纺纱是迄今最成熟、最成功的新型纺纱技术。瑞士立达公司的R40型和德国赐来福公司的312型全自动转杯纺纱机具有自动接头、自动清洁纺杯、自动落纱、自动传输筒管等功能，纺杯速度已达到15万r／min，可以纺制10tex(Ne60)细纱，出纱速度达200m／rain以上，为一般环锭细纱机出纱速度的6～10倍。这两种转杯纺机的全自动接头装置采用了先进的检测技术，保证了所有接头的质量。
喷气纺是日本村田公司80年代初开发的一种新型纺纱，工艺流程短、用人少、纱线条干好、毛羽少、耐磨优于环锭纱，但强力稍低，手感较硬。1988年推出的N0802型纺纱速度由N0801型的180m／min提高到210m／min。1992年推出N0802H型的纺纱速度又提高到300m／min．2002年北京国际纺机层展出的N0810型喷嘴内部形成漩转涡流，可用于加工纯棉纱，出纱速度可以达到400m／min，还可以生产包芯纱和花色纱。张力传感器能检出并清除清纱器不易检出的弱强纱疵，有利于提高后工序生产效率。喷气纺纱技术的关键是开发生产后加工产品。
1999年巴黎国际纺机展首次展出了紧密纺纱技术。2002年北京国际纺机展上展出了瑞土立达公司、德国苏逊公司、意大利马佐利公司、日本丰田公司和德国青泽公司五家产品，形式各不相同，但原理大同小异，都是利用附加装置缩小细纱前罗拉钳口输出须条宽度，降低三角区的高度，减少毛羽和飞花，降低细纱断头，提高细纱强力。在同等纺纱条件下，还可以降低捻度，改善细纱和织物的手感，有利于提高产量。紧密纺纱技术大面积应用的时间还不长，还需要在实践中积累经验。
在新型无梭织机方面，1983年米兰国际纺机展和1987年巴黎国际纺机展曾分别展出过意大利斯密脱公司和德国特克斯梯玛公司研制的多相织机，人纬率2000m／min，运行平稳，噪声低，但品种适应能力差。1995年米兰国际纺机展首次展出了吕蒂公司的M8300型多相织机，2002年10月又第一次在北京展出。这台织机的引纬原理和机械结构都不同于早先展出的多相织机，它取消了往复运动件，因而织机振动小、噪声低，4根纬纱同时由喷射气流连续引入4个织口，人纬率可以达到5000m／min。纬纱保持了较低的飞行速度，因而引纬张力小，纬纱断头少，织机效率高，但对经纱强力要求较高。M8300型多相织机对批量较大的一般织物有一定优势。
2．3 加工纤维原料多样化
棉纺织技术再一个发展趋向是加工纤维原料的多样化。随着化纤质量品种的发展和市场对纺织产品的要求不断提高，棉纺织行业加工的纤维原料已由棉和棉型化纤混纺交织扩大到棉、毛、丝、麻以及各种化纤等多种纤维原料不同组分、不同配比的混纺、交并、交织，各种长丝和短纤的复合、包缠、包芯等。
为适应多种纤维原料加工而衍生的纺织新工艺、新技术和新设备，在发展中改进、提高，生产出花样繁多、品种各异的纺织产品。
3 积极推进我国棉纺织技术的现代化
3．1 我国是纺织大国，但不是纺织强国
加入WTO，我国纺织工业迎来了难得的发展机遇，也面临新的挑战。我们只有加快结构调整，推进产业升级，才能应对挑战，赢得新的发展优势。
我国纺织工业在克服了90年代的困难以后进人了新的发展时期。2002年主要经济指标全面创出了历史最高水平。全行业实现总产值10195亿元，比上年同期增长15．46％，占全国工业总产值的9．96％。实现利润336．6亿元，同比增长24．77％占全国利润总额5．98％。出口创汇617．7亿元，同比增长15．66％，占全国出口商品创汇总额的18．79％。纺织行业进出口贸易顺差474．5亿美元，为全国出口商品贸易顺差303．5亿美元的156．2％。
我国化纤、纱、布、呢绒、丝织品和服装产量均居世界首位，是世界最大的纺织品和服装生产国，也是世界纺织品和服装第一出口大国，但不是纺织强国。
我国出口纺织晶和服装折吨纤维制品换汇水平不断提高，已达到1．5万美元，但和欧洲、日本等国相比还有很大差距。
2001年欧盟向美国出口服装折平方米平均价为12．37美元，日本6．33美元，而我国仅4．72美元。
2002年我国进口各类服装面料46．47亿米，用汇63．45亿美元，平均单价为每米1．37美元。其中从欧盟进口面料平均单价为每米4．60美元，从日本进口平均单价为每米3．62美元，从韩国进口为每米1．83美元。同期我国向欧盟、日本和韩国出口面料的平均单价分别为每米1.04、0.71、0.65美元。
我国进口面料95％以上是加工成服装出口。国产面料竞争力不强原因是多方面的，重要原因之一是质量不高，品种不适应国际市场的需求。纺织业是加工工业．纺织产品的竞争力在很大程度上决定于纤维原料的质量、品种和纺织染整工艺、技术、装备水平。
纺织工业结构调整应以提高纺织产品质量、扩大品种、提高生产效率、提高劳动生产率、降低产品成本、增强纺织产品在国际市场的适应能力和竞争力为目标，跟踪国际纺织技术的发展，用高科技和先进适用技术改造传统纺织技术。
3．2 加快现有棉纺织企业更新改造
我国棉纺织行业规模很大，但总体技术装备水平不高。在现有棉纺纱锭中，90年代先进设备约占1／3，80年代及以前的设备约占2／3。我国棉纺生产总体上还是以手工操作为主要特征的传统技术，和国际先进水平有较大差距，除影响产品质量外，劳动用工的差距也很大。国外棉纺生产万锭一般用30～60人，少数用100人；我国一般250～300人，少数用60～100人。我国吨纱用工约为日本的2-3倍，为美国的5～6倍。织造用工约为日本的4～5倍。即使和东南亚一些国家相比,印度、巴基斯坦、印尼棉纺纱锭中90年代先进设备已占50％左右。我国棉纺纱初加工产品的竞争力已没有明显优势。
加快现有棉纺织企业更新改造对增强我国纺织产品在国际市场竞争力的重要性和紧迫性，已成为各方面的共识。
3．3 创新是一个民族进步的灵魂
十六大报告高度赞扬创新精神，指出：“创新是一个民族进步的灵魂，是一个国家兴旺发达的不竭动力”。纺织新晶的开发研制要立足于创新和原创性新技术，国际纺织晶市场的竞争表现为质量和价格的竞争，实质是科技的竞争，是用高科技技术改造传统产业的竞争，是纺织生产科技创新能力的竞争。要强化创新意识，重视体制创新、机制创新，使我国纺织产品开发研制工作逐步进人良性循环的发展轨道。
纤维原料和纺织技术的创新，是纺织产品创新的基础。国产成套棉纺新设备基本适应当前我国棉纺企业更新改造的要求。有几个薄弱环节，如精梳、自动络筒和关键器材还要进一步提高。但织造，特别是无梭织机距离很大。我国棉织行业无梭化率比重小，棉纺织企业更新改造急需的高档无梭织机不得不大量进口。开发研制有自主知识产权的高水平无梭织机已是当务之急。
4 深化国有纺织企业体制改革
十六届三中全会提出，积极推进公有制的多种有效实现形式，大力发展国有资本、集体资本和非公有资本等参股的混合所有制经济，实现投资主体多元化，使股份制成为公有制的主要实现形式。这是我国公有制实现形式认识上的突破，为公有制经济的实现形式开辟了新的道路。股份制的多种实现形式，有利于所有权和经营权的分离，有利于推进企业体制创新、技术创新和管理创新，有利于提高企业和资本的运作效率，必将极大地解放和发展我国社会生产力。
国有棉纺织企业冗员多，历史负担重，机制不活，不能适应市场经济的要求，企业效益差，资产负债高，缺乏自我改造和发展能力。纺织工业是高度竞争性行业，加快国有纺织企业的改革步伐，优化所有制结构，才能使国有纺织企业真正走出困境。
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