中國紡織工業(yè)聯(lián)合會科學(xué)技術(shù)獎獲獎項目選載

（2021年度）

納米碳素復(fù)合纖維與功能產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化成套技術(shù)及應(yīng)用

獲獎等級：一等獎

主要完成單位：愉悅家紡有限公司、青島大學(xué)、新材料與產(chǎn)業(yè)技術(shù)北京研究院、山東黃河三角洲紡織科技研究院有限公司

主要完成人：房寬峻、伍麗麗、房磊、宗憲波、趙秀婷、李濤、劉迪、申春苗、高洪國、劉成祿、任燕飛、趙珍、于志輝、李田田、張國清

導(dǎo)電纖維廣泛應(yīng)用于軍事、醫(yī)療、航空航天、工業(yè)、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域，也是制造健康紡織品的關(guān)鍵材料。項目針對金屬鍍層纖維易氧化、金屬紗線可紡織性能差、碳素共混纖維電阻大等問題，以碳納米管等為導(dǎo)電材料，開發(fā)集導(dǎo)電、遠(yuǎn)紅外、保暖和抗菌等功能于一體的納米碳素復(fù)合纖維與功能產(chǎn)品生產(chǎn)成套技術(shù)，攻克了導(dǎo)電纖維碳素涂層易脫落和5 V 電源驅(qū)動等難題，實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化，主要技術(shù)內(nèi)容包括：

（1）纖維束納米碳素粒子均勻涂層與熱固化技術(shù)。研究納米碳素粒子雙重分散方法和纖維表面修飾技術(shù)，創(chuàng)建樹脂-碳素粒子-纖維三相交聯(lián)固化模型，開發(fā)出纖維束浸漬-彈性控液和熱固化技術(shù)，提高了纖維涂層均勻性和耐久性。

（2）納米碳素復(fù)合纖維生產(chǎn)裝備。研究纖維帶液量隨穿行路徑和張力的變化規(guī)律，研制出隧道式纖維束浸涂、集束通道式纖維束涂層和紗線電阻在線監(jiān)控等設(shè)備，耐水洗電阻變化率降低59.6%。

（3）電致遠(yuǎn)紅外暖芯電路設(shè)計織造技術(shù)。研究復(fù)合纖維緯紗張力均勻調(diào)控方法、金屬紗線和長絲雙軸整經(jīng)與張力匹配技術(shù)，開發(fā)雙區(qū)異緊密度織物設(shè)計織造技術(shù)，實現(xiàn)了暖芯電路織物一體化織造，電阻變化率方差由0.48減少到0.06。

（4）多功能納米碳素復(fù)合纖維制品設(shè)計制造。研究多部位溫度測控一體化電路，開發(fā)“一布多用”暖芯片高效制作技術(shù)，研發(fā)電致遠(yuǎn)紅外產(chǎn)品能源管理系統(tǒng)，制造出遠(yuǎn)紅外理療、高保暖和抗靜電等產(chǎn)品，生產(chǎn)效率提高1.4倍。

項目申請專利23項，獲得授權(quán)發(fā)明專利2項、實用新型專利11項。項目已建成納米碳素復(fù)合纖維、織物、暖芯元件和縫制生產(chǎn)線，在杭州繪睡、上海仟兆、山東悅美、上海芳欣、山東黃河三角洲紡織科技研究院和愉悅等7 家企業(yè)實現(xiàn)了推廣應(yīng)用，新增銷售收入10.69億元，利稅1.18億元，經(jīng)濟(jì)社會效益顯著。項目的實施，對深化紡織產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，暢通內(nèi)需為基點的產(chǎn)業(yè)鏈循環(huán)，建設(shè)高質(zhì)量紡織制造體系，具有重要示范和引領(lǐng)作用。

微創(chuàng)介入用高強低蠕變線材制備關(guān)鍵技術(shù)與產(chǎn)業(yè)化

獲獎等級：一等獎

主要完成單位：杭州銳健馬斯汀醫(yī)療器材有限公司、東華大學(xué)、中國石化儀征化纖有限責(zé)任公司、上海香海織帶機(jī)械有限公司

主要完成人：王璐、蔣冠森、王富軍、李凌晨、林婧、楊勇、陳燁、汪劍平、毛吉富、李超婧、徐勝軍、祖江平、胡程程、張倩、劉來俊

我國每年運動損傷及退行性病變近1 億人次，90%以上采用微創(chuàng)介入手術(shù)治療，而國內(nèi)運動醫(yī)學(xué)器械占比不足14%，國產(chǎn)微創(chuàng)介入用手術(shù)器械需求急迫?！对鰪娭圃鞓I(yè)核心競爭力三年行動計劃（2018—2020年）》中已將運動醫(yī)學(xué)固定系統(tǒng)相關(guān)產(chǎn)品列為大力發(fā)展方向。固定線材作為運動損傷修復(fù)器械的核心單元，其原材料、產(chǎn)品和技術(shù)被發(fā)達(dá)國家長期封鎖。因此，自主研發(fā)出可長期植入的高強低蠕變固定線材是破解這一“卡脖子”問題的關(guān)鍵。

項目主要技術(shù)創(chuàng)新點：（1）醫(yī)用級高強低蠕變UHMWPE 長絲制備技術(shù)： 針對長期植入型UHMWPE 增強降蠕和十氫萘超低殘留整理的難題，開發(fā)低速高應(yīng)力牽伸技術(shù)和常溫常壓無損十氫萘極限萃取技術(shù)，建成我國首條且目前唯一一條醫(yī)用級UHMWPE 長絲產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)線；（2）微創(chuàng)介入用多級線材精細(xì)加工及異型線材精準(zhǔn)成型技術(shù)：針對低摩擦、高剛度UHMWPE長絲小曲率半徑結(jié)構(gòu)精細(xì)化編織難題，研發(fā)以多級編織技術(shù)為核心的異型線材可控精準(zhǔn)成型裝備與關(guān)鍵技術(shù)，開發(fā)多重適配固定線材14個系列532 種產(chǎn)品；（3）微創(chuàng)介入用線材表面功能強化關(guān)鍵技術(shù)：開發(fā)表面負(fù)壓閃涂及柔化后牽伸技術(shù)，建立國內(nèi)首條醫(yī)用編織線材的降蠕、增柔、保形、促愈功能強化整理生產(chǎn)線。獲批NMPA III 類醫(yī)療器械注冊證6個、CE注冊產(chǎn)品10個。

項目成果具有自主知識產(chǎn)權(quán)，已申報專利22 項，其中授權(quán)發(fā)明專利10項，授權(quán)實用新型專利5項，發(fā)表學(xué)術(shù)論文4 篇，制定團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)1 項。項目近三年實現(xiàn)銷售收入1.01 億元、利潤8 000 多萬元。樹立起了運動醫(yī)學(xué)微創(chuàng)介入線材的行業(yè)標(biāo)桿，也為紡織材料在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用探索提供借鑒。

智能化高產(chǎn)高質(zhì)清梳聯(lián)

獲獎等級：二等獎

主要完成單位：青島宏大紡織機(jī)械有限責(zé)任公司

主要完成人：王麗霞、倪敬達(dá)、李界宏、賈坤、姚霞、徐豐軍、詹華春、宋欽文、何洪柱、梁航

隨著紡織行業(yè)的進(jìn)步，基于大數(shù)據(jù)和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺等新一代信息技術(shù)，實現(xiàn)紡織生產(chǎn)的自動化、數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化制造，研發(fā)智能化、短流程紡織裝備成為紡織智能裝備的發(fā)展目標(biāo)。

項目的關(guān)鍵技術(shù)及創(chuàng)新點為：（1）抓棉機(jī)實現(xiàn)三個品種抓取，穩(wěn)定可靠，精細(xì)抓取，智能調(diào)整供棉。（2）國際首創(chuàng)并聯(lián)式單軸流工藝，開松更充分，除雜效率更高，產(chǎn)量更高，最高產(chǎn)量可達(dá)3 000 kg/h，能夠確保充分的開松度及高效的除雜效率。（3）多倉混棉機(jī)強化的四重混合功能，儲棉量大，混合效果好，確保清梳聯(lián)連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)。儲棉量大，保證清梳聯(lián)系統(tǒng)長期可靠、穩(wěn)定運行。四重混合功能是混棉效果的有力保障。（4）實現(xiàn)了不同原料精確配比的精細(xì)混棉功能。研發(fā)了標(biāo)準(zhǔn)型、高產(chǎn)型、緊湊型及小單型等4種適應(yīng)不同客戶需求的智能精細(xì)混開棉機(jī)組，實現(xiàn)在清花流程中的精確配比，稱重精度可達(dá)1%，混紡率差不超過1%。（5）優(yōu)化了清梳聯(lián)工藝配置流程，機(jī)臺合理分工，開松柔和細(xì)致，解決了清梳聯(lián)系統(tǒng)除雜與棉結(jié)、纖維損傷等質(zhì)量指標(biāo)的矛盾，提高了生條質(zhì)量指標(biāo)。（6）全自主創(chuàng)新高產(chǎn)智能梳棉機(jī)，工藝成熟，分梳精細(xì)，調(diào)整方便，品種適應(yīng)性強，可配置棉結(jié)在線監(jiān)測、蓋板隔距在線檢測、錫林接針保護(hù)、智能統(tǒng)計分析生條條干、針布壽命、能耗等智能化配置。（7）發(fā)明了一種均勻配棉裝置，開發(fā)了新的清梳聯(lián)系統(tǒng)、給棉喂入裝置，適用于高含雜原料的分梳模塊等，產(chǎn)量突破到2 000 kg/h 以上。（8）發(fā)明了一種紡織機(jī)械設(shè)備故障預(yù)防處理方法，開發(fā)了清梳聯(lián)遠(yuǎn)程運維系統(tǒng)，實現(xiàn)了對清梳聯(lián)設(shè)備的預(yù)維護(hù)及實時診斷，提升了紡織生產(chǎn)企業(yè)的管理水平和效率。（9）研發(fā)了具有集成火探排除功能的重物分離器、往復(fù)抓棉機(jī)中的防火報警及滅火裝置等多種清梳聯(lián)安全裝置，提高設(shè)備運行安全性。（10）同友商相比，相同配置清梳聯(lián)流程，實現(xiàn)節(jié)能20%～30%。通過原料輸送、濾塵系統(tǒng)的氣流研究、單機(jī)原料輸送技術(shù)的研發(fā)，廣泛應(yīng)用電機(jī)直連技術(shù)、變頻驅(qū)動技術(shù)，關(guān)鍵開松、除雜、分梳部件新材料、新工藝的應(yīng)用，節(jié)能效果顯著。

項目成果具有自主知識產(chǎn)權(quán)，授權(quán)發(fā)明專利3項，實用新型專利26 項，外觀專利2 項，軟著2 項，相關(guān)論文14篇。

HCP2025智能組合式粗紗機(jī)

獲獎等級：二等獎

主要完成單位：賽特環(huán)球機(jī)械（青島）有限公司、徐州天虹時代紡織有限公司、青島環(huán)球集團(tuán)股份有限公司

主要完成人：王震、崔桂華、曹友常、孫旭、孫杰、李建霞、王森棟、馬敏、趙天潔、王沛?zhèn)?/p>

智能組合式粗紗機(jī)是國家“十三五”高端紡織技術(shù)裝備重要部分，隨著國內(nèi)“用工荒”問題的不斷加劇以及勞動力成本的不斷上升，研究一種粗細(xì)聯(lián)合智能全自動粗紗機(jī)系統(tǒng)，實現(xiàn)紡織廠生產(chǎn)的智能化、數(shù)字化、連續(xù)化。主要科技內(nèi)容如下：

（1）在結(jié)構(gòu)布局上，創(chuàng)造性地提出了中間動力輸出組合式傳動系統(tǒng)，打破了傳統(tǒng)粗紗機(jī)的設(shè)計方式和設(shè)備排列布局，使單臺粗紗機(jī)的錠數(shù)成倍增加，最大可達(dá)到480 錠，既能匹配任意長度的細(xì)紗機(jī)長車，又可適應(yīng)大規(guī)模、小批量、多品種的市場需求。該系列產(chǎn)品屬全球首創(chuàng)。（2）研究了粗紗紡紗工藝的特點，采用運動控制技術(shù)，達(dá)到了紡紗工藝數(shù)字化，實現(xiàn)了全電子牽伸。自主開發(fā)柔性紡紗系統(tǒng)，可實現(xiàn)自適應(yīng)粗紗張力調(diào)整。同時可選配負(fù)壓自動生頭配置，以提高粗紗生頭率，降低工人勞動強度。（3）針對紡織行業(yè)信息化的需求，研究了工廠級的信息化架構(gòu)，開發(fā)了環(huán)球云系統(tǒng)，模塊化對接MES、ERP 等。建立了環(huán)球云平臺，創(chuàng)新性地開展了粗紗及粗細(xì)聯(lián)大數(shù)據(jù)的研究，提高了設(shè)備的整體智能化水平。

該項目擁有自主知識產(chǎn)權(quán)，已獲授權(quán)發(fā)明專利7項，實用新型專利10項，軟件著作權(quán)3項。項目研發(fā)的智能組合式粗紗機(jī)，設(shè)備性能指標(biāo)超過瑞士立達(dá)、德國青澤、日本豐田國外同類產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，并已成功進(jìn)入國內(nèi)外市場，用戶包括天虹集團(tuán)、咸紡、孚日等國內(nèi)知名紡織公司，實現(xiàn)了中國智能組合式粗紗機(jī)走向國際的關(guān)鍵性突破。

三維多層立體智能織造裝備及其應(yīng)用技術(shù)

獲獎等級：二等獎

主要完成單位：吳江萬工機(jī)電設(shè)備有限公司、蘇州大學(xué)

主要完成人：張巖、謝靖、王萍、周玉峰、李媛媛、田秀峰

作為常見增強體的機(jī)織物具有多層、異形、變截面的特點，目前大多采用人工或半自動加工方式，加工效率低、產(chǎn)品穩(wěn)定性差。項目通過產(chǎn)學(xué)研合作，以建立三維織物的智能織造系統(tǒng)為目標(biāo)，創(chuàng)新地解決了三維多層立體異形截面織物織造的難點技術(shù)問題，取得的主要創(chuàng)新成果有：

首次實現(xiàn)通過PLC技術(shù)將8個電子提花單元組成協(xié)同運動的織造系統(tǒng)。每個提花單元可控經(jīng)紗12 800根，使總經(jīng)紗數(shù)量達(dá)到102 400 根，成功解決多提花單元、超大針數(shù)、超多經(jīng)紗的協(xié)同控制和精準(zhǔn)控制。創(chuàng)新設(shè)計制造了特大動程的選針組件，采用電子控制的復(fù)動式開口機(jī)構(gòu)，使開口動程達(dá)到320 mm，遠(yuǎn)超目前常規(guī)織造選針組件的開口動程68～130 mm，使交織層數(shù)可達(dá)到52層。通過全油浴齒輪傳動技術(shù)，成功解決了大針數(shù)、重負(fù)荷的機(jī)械傳動難題。創(chuàng)新實現(xiàn)了電子提花單元的新型環(huán)形布置方式，在滿足裝配、維修和操作的同時，通過電子控制系統(tǒng)可以確保織造時織物經(jīng)緯密度均勻，在變截面（如圓錐形）位置按需要有規(guī)律地增(減)紗線，實現(xiàn)異形截面織物的智能可控制備。

該系統(tǒng)織造時最大經(jīng)紗層數(shù)可達(dá)54層，織物厚度30 mm，最大直徑450 mm，織物形狀為圓柱形、圓錐形等，成功解決了超多經(jīng)紗、多層、變截面、復(fù)雜形狀等三維立體織物的智能化織造難題，提高了生產(chǎn)效率，可以有效地保證不同批次產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定性。項目獲授權(quán)發(fā)明專利10項，實用新型專利3項，軟件著作權(quán)2 項，發(fā)表論文5 篇。經(jīng)專家組鑒定，該智能織造系統(tǒng)整體水平達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先，在最大交織層數(shù)和最大開口尺寸方面達(dá)到國際領(lǐng)先水平。目前已成功應(yīng)用于中材科技股份有限公司等多家國內(nèi)外企業(yè)，所生產(chǎn)織物廣泛應(yīng)用于國防、航空航天等重要領(lǐng)域，獲得業(yè)界的普遍認(rèn)可，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

立體毛圈織造關(guān)鍵技術(shù)與數(shù)字化毛巾織機(jī)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化

獲獎等級：二等獎

主要完成單位：山東日發(fā)紡織機(jī)械有限公司、浙江理工大學(xué)

主要完成人：何旭平、李子軍、遲連迅、應(yīng)志平、李雪清、程曉穎、吳震宇、劉偉、韓景榮、馬素芬

現(xiàn)有毛巾織造裝備仍依靠機(jī)械或半機(jī)械方式進(jìn)行產(chǎn)品變更，復(fù)雜組織織造難和毛巾品種更換效率低，從而不能有限滿足市場的快速變化，嚴(yán)重制約了毛巾產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。項目通過聯(lián)合攻關(guān)，發(fā)明布動/筘動系列數(shù)字式起毛裝置，創(chuàng)新基于伺服電機(jī)力矩的時變毛經(jīng)張力閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，研發(fā)系列機(jī)電輔助裝置以及網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了立體毛圈織造關(guān)鍵技術(shù)與數(shù)字化毛巾織機(jī)重大突破。主要創(chuàng)新如下：

（1）數(shù)字式起毛裝置：發(fā)明了布動/筘動系列數(shù)字式起毛裝置，實現(xiàn)了經(jīng)緯雙向毛圈參數(shù)動態(tài)獨立調(diào)控，突破了毛巾織造裝備關(guān)鍵技術(shù)瓶頸，實現(xiàn)了浮雕、波浪、緞毛等效果毛巾織物的高效柔性加工。

（2）毛圈精確成形控制技術(shù)：研制了基于伺服電機(jī)力矩的時變毛經(jīng)張力閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，解決了毛經(jīng)紗有效夾持和毛圈精確成形難題，有效減少了毛圈成形過程中的紗線回撤行為，保障了毛經(jīng)紗有效夾持和毛圈精確成形。

（3）系列機(jī)電輔助裝置：研制了開關(guān)磁阻主驅(qū)動電機(jī)、隨動邊撐、自動尋緯裝置以及氣噴參數(shù)跟隨技術(shù)等關(guān)鍵裝置與技術(shù)，支撐了毛巾織機(jī)有效集成，保障了整機(jī)高效運行。

（4）網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)：研發(fā)了適配數(shù)字式起毛裝置嵌入式工業(yè)控制系統(tǒng)，設(shè)計了毛巾打版系統(tǒng)，開發(fā)了具有參數(shù)在線設(shè)定和狀態(tài)遠(yuǎn)程監(jiān)控的機(jī)聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，實現(xiàn)了聯(lián)網(wǎng)集群的柔性織造。

該成果已獲國家發(fā)明專利授權(quán)7 項、實用新型和軟件著作權(quán)6 項，形成了自主知識產(chǎn)權(quán)體系。項目技術(shù)已在孚日集團(tuán)、淄博新亞等行業(yè)龍頭企業(yè)推廣應(yīng)用，經(jīng)濟(jì)效益顯著。