漿紗是棉紡織中能耗高、排放多的工序之一,需要積極探索創新,采取更加環保、可持續的措施來降低碳排放。
“我國棉紡織行業漿料耗用量總體呈現下降趨勢。未來,紡織上漿主要向綠色減碳和智能制造方面發展,聚焦環保上漿、低上漿率、配方簡單、退漿簡易,漿紗設備更趨于智能化、數字化!敝袊藜徔椥袠I協會副會長王耀在近日舉辦的2023中國棉織產業(無錫)發展大會暨全國漿料和漿紗技術年會上說。
那么,當前我國漿紗技術和設備發展情況如何?相關企業又是怎樣踐行減耗降碳的呢?
創新上漿工藝
上漿是織前的必要環節,紗線經過涂漿才能增加強度,但是傳統上漿工藝面臨著很大的環保壓力,為了踐行綠色發展的理念,紡織企業紛紛創新上漿工藝。
“環保上漿工藝技術推動了漿料總用量的下降!蓖跻硎,“十三五”以來,我國棉紡織行業漿料耗用量總體呈現下降趨勢。
近年來,江蘇悅達家紡有限公司(以下簡稱“悅達家紡”)積極推動以節能、降耗、減污為目標的綠色生產新方式。“企業產品以家紡面料為主,原料以全棉為主,還有滌棉、功能性材料及化纖長絲類產品,90%以上的產品要經過漿紗工序。為保證產品環保,追求減耗降碳,提高企業競爭力,減少使用或替代PVA(聚乙烯醇)漿料對我們來說格外重要,因為PVA粉末在自然界中無法降解。”悅達家紡主任孫萬孟表示,根據紗線不同特征,悅達家紡在生產全棉40支、60支、80支以下棉類及滌棉緞紋品種時,創新上漿工藝,實現無PVA上漿。在生產中,為彌補淀粉漿膜硬脆及落粉多的缺陷,在線控制好漿紗回潮率是關鍵。目前,悅達家紡前織MES(生產信息化管理系統)、織機監控系統、AI(人工智能)在線疵點檢測系統、智能驗布設備相互關聯,建立了面料數據采集和管理系統,可實現面料信息的集中統一管理和及時反饋。大量生產和質量數據的存儲、追溯及分析,有助于優化生產工藝,提高產品質量。
“實現無PVA上漿是當前紡織企業的一個共同目標!碧┲菔兰o天虹紡織有限公司準備車間主任王虎扣表示,進行無PVA上漿時調漿操作尤其重要,主要通過以下幾點來控制:一是必須嚴格按工藝投料,漿液必須一次煮到工藝體積,嚴禁在常溫桶加水定積;二是蒸煮必須開小汽慢煮,高壓桶煮漿時間不得低于30分鐘;三是漿液由高壓桶打出到上機使用嚴禁超過1小時,漿紗機打漿前漿液溫度不得低于90℃;四是加入回漿的數量嚴格控制在10%以內。
浙江玉帛紡織有限公司(以下簡稱“玉帛紡織”)是一家集高支高密紡織面料研發、生產、銷售和技術服務于一體的企業。近年來,該公司與浙江理工大學、東華大學和中紡院江南分院等高校和科研機構合作,以漿料助劑研發為重點,創新研發了適用于純棉、純滌、滌棉混紡等紗線的高回潮率、高浸透、低上漿率、無PVA的全淀粉上漿工藝。據介紹,該工藝織造效率高,較傳統工藝可提升10%;漿紗質量好,且成本可降低8%;退漿廢水可降解,生態性好,處理成本低;節能效果顯著,用電量可降低8%。“用了新技術之后,員工操作更簡單了,以前調漿工藝復雜,現在用了全淀粉漿料,工藝變簡單了,員工也不容易出錯!庇癫徔棟{紗車間主任姚建鑫說。
“使用新工藝后,現在企業每年可以節約250多萬元生產成本。”玉帛紡織董事長黃少平介紹,目前,該工藝已實現工業化生產,并在浙江、江蘇、安徽、河北等地廠家得到推廣,達到了高效高質、節能環保、清潔生產的目標。
研發新型漿料
隨著紡織行業綠色低碳轉型步伐的加快,紡織企業對漿料環保性能方面的要求也日益提高。與此同時,漿料生產公司也積極順應市場需求,推出各種新型紡織漿料,助力紡織企業實現綠色生產。
“企業研發的JD-X漿料是以丙烯酰胺為主體多元聚合而成的一種新型紡織漿料,主要特點是黏附性好,吸濕保濕性強,易生物降解,對環境污染小,能顯著改善淀粉漿料的上漿性能與其他漿料的混溶性等。”宜興市軍達新材料科技有限公司(以下簡稱“軍達新材料”)高級工程師王正虎介紹,JD-X漿料也是一款創新型功能漿料,隨著其添加量的增加,淀粉漿對親水性纖維的抱合力顯著增加,在漿紗生產中,能大幅度地提高淀粉的使用量,為少用、不用PVA提供了堅實基礎。
如今,軍達新材料已擁有發明專利20多項,生產的紡織漿料產品包含30多個品種,除了國內市場,還遠銷巴基斯坦、印度尼西亞、越南等國。
“漿料的原材料選擇范圍很窄。必須要拓寬思路,放寬視野,突破PVA、淀粉類和聚丙烯酸類三大漿料的范圍;研發高性能、能完全取代PVA的環保漿料,特別是純棉細支高密織物和滌/棉混紡織物經紗上漿用漿料;尋找高性能、無PVA的低上漿率漿料,真正實現易退漿,退漿廢水COD(化學需氧量)值低,從源頭減少污染物的排放;開發專用漿料,如麻纖維紗線上漿漿料、筒子紗上漿漿料、毛紗上漿漿料、泡沫上漿漿料、低溫上漿漿料!闭劶皾{料的創新研發,軍達新材料總經理吳燕說。她認為,紡織漿料要滿足上漿性能好、易退漿、生物降解性好、成本低的要求。為此,軍達新材料開發了專用于純棉中高檔織物的JD-H高性能漿料,中高支純棉經紗上漿完全無PVA,黏附性好且易生物降解;開發的JD-L低上漿率漿料,中高支純棉經紗上漿完全無PVA,并可降低上漿率30%-40%。此外,該企業還開發了具有優良上漿性能和易退漿性能的滌綸長絲專用漿料JD-TF和錦綸長絲專用漿料JD-NF。
駿德環?萍迹▽幉ǎ┯邢薰颈狈絽^銷售總監陸盛介紹,公司開發的新一代高效上漿劑——JT-2156為粉狀固體,可糊化添加使用,適用于非織造、漿紗上漿等應用,能夠大量替代PVA或淀粉,并改善成品物理性能,具有成膜好、性價比高的特點,是一種獨特的非發泡己內酯共聚物,專門用于(單獨或與PVA組合使用)滌棉混紡紗和其他短纖紗的經紗上漿,適紡性強,有助于企業降本增效。與此同時,可回收再利用的特點使JT-2156兼顧環保效益,成為企業綠色升級的一大幫手。
升級漿紗設備
提高漿紗質量的同時實現綠色低碳,除了創新上漿工藝,使用環保漿料之外,還離不開先進漿紗設備的支撐。
近年來,漿紗機作為織造準備機械的核心,在寬幅化、大卷裝和高速化方面不斷取得突破。中國紡織工程學會副理事長、江南大學紡織研究所所長高衛東表示,經過數十年的發展,國產漿紗機的技術有了長足的進步,主要體現在品種適應性和產量顯著提高,應用退繞張力氣動控制技術、高壓壓漿技術、全烘筒烘燥技術、漿紗機主傳動數控技術、無浸沒輥的單上漿輥上漿技術等方面。這些技術的應用,使國產新型漿紗機實現了寬幅、高速、高產、優質的發展目標。未來,漿紗機在單個經軸張力退繞控制技術、多因素智能修正回潮率精準控制測量技術、漿紗毛羽貼伏量在線檢測技術、基于壓漿力智能控制的上漿率恒定技術、漿紗斷頭撞筘在線監測技術等方面可進一步取得技術優勢,從而促進漿紗質量的進一步提高。
紡織上漿未來向綠色減碳方向發展,漿紗設備趨于智能化、數字化。圖為恒天重工股份有限公司自主研發的GA318型漿紗機,可與互聯網連接,實現遠程在線調試及監控,助力紡織企業節能降耗。(資料圖片)
恒天重工股份有限公司(以下簡稱“恒天重工”)GA318型漿紗機是國產新型漿紗機的代表性機型,該設備是恒天重工近兩年開發的漿紗機迭代升級產品,采用新型車頭、漿槽及智能化控制系統。該機工作幅寬3600mm,卷繞直徑1000mm,車速180米/分鐘,卷繞傳動采用集成化設計,提高了傳動效率及穩定性,具有自動調漿、遠程運維、自動割紗等功能,可與互聯網連接,實現遠程在線調試及監控,助力紡織企業節能降耗。
“智能化進程的推進是提升漿紗質量和減少用工的關鍵!敝袊藜徔椥袠I協會會長董奎勇認為,通過數字化和智能化技術,可以實現對漿紗過程的精準控制和優化,提高漿紗質量。
江南大學研究生院副院長潘如如對此表示認同。他表示,漿紗設備的數字化發展體現在數據采集以及管理系統的應用方面。紡織MES系統包括前織MES系統和織造MES系統,其中,前織MES模塊包括整經管理、漿紗管理和疵點錄入三個部分,織造MES模塊包括織機管理、織軸管理和員工管理。未來,四大技術將助力紡織企業在漿紗這一環節實現節能降耗:一是物聯網技術,通過將各種設備和物品進行聯網,提高生產效率和質量。二是數字孿生技術,通過復制生產過程中的物理系統和過程,建立數字化的模型,可以實現更加精細化和智能化的生產過程管理和優化。三是人工智能技術,通過人工智能構建模型,預測生產過程中的問題和異常、優化生產計劃和生產調度、進行生產過程中的質量檢測和控制。四是云端部署技術,云端部署可以實現MES系統的快速部署和升級,降低管理成本,實現數據共享和協同工作以及遠程監控和管理。