原液著色纖維產(chǎn)業(yè)“十三五”發(fā)展路徑

金劍+李鑫+王穎+廉志軍+邱志成

項目背景

隨著人們環(huán)保意識的日益增強，全球低碳經(jīng)濟的發(fā)展，化纖紡織行業(yè)為尋找更為清潔的染色方法以解決染色過程中能源消耗大、廢水產(chǎn)生多，環(huán)境污染嚴(yán)重等問題，開發(fā)了紡前著色即原液著色技術(shù)。

原液著色纖維是指在紡絲溶液或熔體中加入著色劑，經(jīng)紡絲過程得到的有色纖維，也稱為無染纖維或紡前染色纖維。原液著色纖維加工成紡織品時省去染色工序，避免產(chǎn)生大量的印染廢水，減少CO2排放，具有顯著的環(huán)境友好特征。

目前國內(nèi)有中國紡織科學(xué)研究院、儀征化纖等少數(shù)科研機構(gòu)與企業(yè)采用在線添加技術(shù)在聚酯直紡裝置上開發(fā)了黑色、熒光增白等聚酯長絲和短纖維。另外，浙江華欣等利用三原色色母粒，采用配色技術(shù)，生產(chǎn)多色系聚酯纖維。

但其實我國原液著色纖維仍處于快速發(fā)展初期，技術(shù)與裝備與國外相比差距較大，主要表現(xiàn)在：顏料等組分的超細化、分散劑、載體技術(shù)不過關(guān)，高品質(zhì)母粒品種少、生產(chǎn)水平低、質(zhì)量不穩(wěn)定；設(shè)備結(jié)構(gòu)不合理，混合器與組件、管道自清潔無研究，多品種、柔性化生產(chǎn)技術(shù)未實現(xiàn)大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化；產(chǎn)業(yè)鏈的分割導(dǎo)致標(biāo)準(zhǔn)色一直無法統(tǒng)一，原液著色纖維技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)不健全；原料-纖維-織物-終端紡織品整個產(chǎn)業(yè)鏈缺乏統(tǒng)籌管理等。這些問題使我國原液著色纖維距離高功能、高品質(zhì)、低能耗和低排放的發(fā)展目標(biāo)仍較遠。因此，我國原液著色纖維的當(dāng)務(wù)之急是必須以技術(shù)創(chuàng)新提升產(chǎn)品的品質(zhì)和功能，建立標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)服務(wù)體系，推動原液著色纖維大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。

項目總體目標(biāo)

針對我國原液著色纖維產(chǎn)品長期以來品質(zhì)處于中低端、彩色品種市場供給不足等制約產(chǎn)業(yè)高水平發(fā)展的突出問題，通過闡明聚酯與聚酰胺的色彩及穩(wěn)定性、色牢度的影響因素與機理，色漿性質(zhì)對聚酯連續(xù)聚合反應(yīng)動力學(xué)的影響規(guī)律，高含量顏料/染料、功能粉體的熔體紡絲動力學(xué)及結(jié)構(gòu)形態(tài)演化機理，原液著色聚酯、聚酰胺纖維的構(gòu)效關(guān)系等重要科學(xué)問題；突破高含量超細顏料/染料均勻分散和母粒規(guī)模化制備技術(shù)，色母粒及其與功能母粒在聚酯、聚酰胺熔體中高比例添加的強化分散、熔體自清潔技術(shù)和裝備，色彩數(shù)字化表征和配色過程計算機仿真技術(shù)，紡織品整理等關(guān)鍵核心技術(shù)；開發(fā)出高品質(zhì)原液著色纖維高效制備與高水平應(yīng)用產(chǎn)業(yè)化技術(shù)，建立顏料/染料、色母粒、纖維一體化的品質(zhì)和基礎(chǔ)色檢測方法及標(biāo)準(zhǔn)體系，纖維制備與應(yīng)用技術(shù)規(guī)范和數(shù)據(jù)庫，建成國際先進水平的工藝、裝備與控制系統(tǒng)中試驗證平臺和產(chǎn)業(yè)化示范線，實現(xiàn)原液著色聚酯、聚酰胺纖維大規(guī)模制備和高水平應(yīng)用示范。項目在紡織化纖產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、廢水和CO2減排、降低能源消耗等方面將產(chǎn)生重大作用。

主要研究內(nèi)容

超細顏料/染料及其表面修飾劑、穩(wěn)定劑、樹脂基體性質(zhì)對聚酯與聚酰胺的色彩及穩(wěn)定性、色牢度的影響機理

功能粉體與典型顏料/染料協(xié)同效應(yīng)對聚酯和聚酰胺色彩及穩(wěn)定性影響機理

色漿性質(zhì)對聚酯連續(xù)聚合反應(yīng)動力學(xué)的影響規(guī)律

高含量顏料/染料、功能粉體的熔體紡絲動力學(xué)及結(jié)構(gòu)、形態(tài)演化機理

原液著色聚酯、聚酰胺纖維的構(gòu)效關(guān)系

高含量超細顏料/染料均勻分散和母粒規(guī)?；苽浼夹g(shù)

色母粒及其與功能母粒在聚酯、聚酰胺熔體中高比例添加的強化分散、熔體自清潔技術(shù)和裝備

色彩數(shù)字化表征和配色過程計算機仿真技術(shù)

原液著色纖維紡織品制備和整理技術(shù)

預(yù)期效益

項目的完成可以解決現(xiàn)有原液著色聚酯、聚酰胺纖維產(chǎn)業(yè)鏈存在的科學(xué)和技術(shù)問題，從原料、標(biāo)準(zhǔn)、機理和檢測方法等方面規(guī)范原液著色纖維產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，并開發(fā)出聚酯原液著色連續(xù)聚合技術(shù)、功能色母粒系列化協(xié)同制造技術(shù)、高精度聚酯纖維熔體直紡原液著色在線添加技術(shù)、有效成分高比例添加和深染技術(shù)、原液著色織物色光調(diào)控整理技術(shù)等，建成原液著色纖維產(chǎn)業(yè)示范線，建立色母粒-色絲-織物標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)用數(shù)據(jù)庫，形成從原料到終端紡織品的完整技術(shù)創(chuàng)新鏈，實現(xiàn)原液著色聚酯纖維、聚酰胺纖維大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化制備及系列化產(chǎn)品開發(fā)與市場批量應(yīng)用。

項目的實施將形成原液著色纖維直接市場銷售25萬噸，并直接推廣原液著色面料2000萬米，原液著色服裝100萬件，預(yù)計實現(xiàn)產(chǎn)值近30億元，利潤3.5億元，對原液著色纖維產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有積極的促進和示范作用。

項目在多個方面、多項關(guān)鍵技術(shù)突破所形成的國際先進水平的聚合原液著色連續(xù)聚合中試驗證平臺，可為產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級換代提供長遠支撐。建立的統(tǒng)一基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)體系以及應(yīng)用色母粒-色絲-織物標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)庫和仿真系統(tǒng)，優(yōu)化的數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化倉儲物流系統(tǒng)，可以大大提高效率、降低成本，對促進紡織化纖行業(yè)供給側(cè)改革，加快相關(guān)企業(yè)品質(zhì)、品種、品牌建設(shè)，增強我國紡織行業(yè)在國際上的競爭力有積極貢獻。

項目的建設(shè)還將為我國紡織行業(yè)在低碳環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展方向建立新的標(biāo)桿，項目完成后，將推廣形成年產(chǎn)300萬噸高品質(zhì)原液著色纖維的生產(chǎn)能力，每噸纖維加工成紡織品將實現(xiàn)廢水和CO2減排32噸和1.2噸，降低電耗、蒸汽消耗230kWh和3.5m3，減排廢水9600萬噸、二氧化碳360萬噸，降低電耗6.9億kWh，減少蒸汽消耗1050萬m3，折合標(biāo)煤122萬噸。項目具有很高的生態(tài)價值。

綜合來看，項目的實施將產(chǎn)生帶來巨大的經(jīng)濟效益和社會效益，對紡織行業(yè)向綠色環(huán)保方向發(fā)展有重要示范和推動作用。

結(jié)語

隨著碳交易、環(huán)境保護稅等一系列環(huán)保政策法規(guī)的出臺，“十三五”將成為我國原液著色纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵機遇期。原液著色纖維產(chǎn)業(yè)要統(tǒng)籌安排、系統(tǒng)規(guī)劃，緊緊圍繞原液著色纖維高品質(zhì)、高功能、低能耗和低排放的發(fā)展方向開展工作。在高品質(zhì)方面，重點提升纖維和紡織品的色彩鮮艷度、色牢度、均勻性，性能和功能的均勻性、穩(wěn)定性和安全性；在高功能方面，重點開發(fā)超細旦和抗菌、抗靜電、阻燃等功能性原液著色纖維；在低能耗和低排放方面，重點開發(fā)新型高效、安全著色劑，提高母粒的顏料含量，開發(fā)著色劑高效、精確的在線添加技術(shù)，開發(fā)高效混合技術(shù)提升單線產(chǎn)能等。

針對原液著色纖維的應(yīng)用，重點開發(fā)短纖維色紗色彩均一性控制技術(shù)，純紡與混紡紡織品的整理技術(shù)等，色彩的數(shù)字化技術(shù)，典型織物結(jié)構(gòu)紡織品色彩仿真技術(shù)，突出原液著色纖維的特點與優(yōu)勢，在典型應(yīng)用領(lǐng)域開發(fā)出高端紡織品。

在標(biāo)準(zhǔn)體系建立方面，重點建立色漿、色母粒和原液著色纖維的產(chǎn)品品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，針對黑色-灰色系列等市場用量較大的品種建立顏色標(biāo)準(zhǔn)體系，建立完善從色母粒到紡織品的評價檢測方法標(biāo)準(zhǔn)；建立典型品種原液著色纖維制造、紡織品開發(fā)與應(yīng)用的技術(shù)規(guī)范，通過建立聯(lián)盟或行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)、認證和吊牌體系，保證產(chǎn)品品質(zhì)，提高原液著色纖維產(chǎn)品和產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)重點企業(yè)的市場認可度，提升產(chǎn)業(yè)鏈整體水平。

建設(shè)、完善技術(shù)創(chuàng)新公共服務(wù)平臺，為新產(chǎn)品開發(fā)、市場規(guī)范等提供服務(wù)，加快產(chǎn)業(yè)整體水平的提升，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

原液著色纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展是一個系統(tǒng)工程，需要根據(jù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展總體要求，系統(tǒng)規(guī)劃技術(shù)路線圖，突破一批關(guān)鍵核心技術(shù)，構(gòu)建從著色劑到終端紡織品的完整產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新鏈，在產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)和典型的終端應(yīng)用領(lǐng)域形成高水平的示范、引領(lǐng)，構(gòu)建出產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的技術(shù)創(chuàng)新支撐體系，形成中國原液著色纖維體系在國際上的整體競爭優(yōu)勢，保障產(chǎn)業(yè)良性發(fā)展。

可以預(yù)見，隨著“十三五”國家重點研發(fā)計劃項目 “高品質(zhì)原液著色纖維開發(fā)及應(yīng)用”的實施，必將會對我國原液著色纖維產(chǎn)品的品質(zhì)提升和行業(yè)的快速發(fā)展提供強有力的技術(shù)支撐和很好的引領(lǐng)示范作用。