用于化学纤维工业加工和产品开发的新型溶液纺丝实验室

溶液纺丝工艺在人造纤维行业正变得越来越重要。聚丙烯腈、芳纶等高性能聚合物及纤维素都只能以溶液形式纺丝。为开发新材料的溶液纺丝工艺和系统地改善现有工艺,溶液纺丝实验室已在德国亚琛工业大学纺织技术研究所建成。实验室有4种不同规模的纺丝机,可进行纺丝工艺研究,也可与工业伙伴一起进行产品开发。

喷气织机的高效节能引纬系统

喷气织造是一种高效但同时也是高能耗的织造工艺技术。高能耗的原因是喷气织机采用压缩空气操作机器,而压缩空气的能耗大且成本高。喷气织机大约80%的压缩空气是被辅助喷嘴消耗的。通过使用6ζ方法,发现混合延伸喷嘴系统可显著减少辅助喷嘴的吹气时间。混合延伸喷嘴系统由机械和气动组件构成,可确保纱线被安全地捕捉和牵引。一旦纱线被机械夹持,辅助喷嘴将立即关闭,从而降低能耗。目前这样的系统尚未面世。

应用人工神经网络预测转杯纱性能

应用人工神经网络对不同混纺比转杯纱的性能进行预测。研究中使用的原料为棉、聚酯纤维、粘胶纤维和亚麻。这些纤维以不同混坊比进行随机混合,在Uster MDTA 3设备上加工成条子。然后,在一台转杯纺小样机上将这些条子纺制成388个转杯纱纱样。测试了纱线的拉伸性能、条干不匀率、毛羽和捻度。研究中采用基于误差反向传播算法的人工神经网络软件ITANET-3.7预测纱线性能。通过对不同网络参数进行优化得到了最佳的网络结构,还研究了该网络的性能。

计算机流体力学在喷气织机节能上的应用

高效的生产效率使喷气织机成为生产织物的一种比较经济的方法。但从另一方面来说,提供大量压缩空气所需的成本较高。德国亚琛工业大学纺织技术研究所模拟了引纬中的不稳定气流区域。通过对气流区域的详细分析后得出结论:在不影响织机效率的情况下可以大量减少能量的损耗。

具有一定光学性能的经济型POF替代材料

常见的用于超长距离数据传输或光传导的光纤一般由玻璃或PMMA制成,具有光散射率低、衰减率低等极好的光学特性。由于生产过程和标准材料等成本因素,这些纤维定价高,因而不能成为新型照明设施或短距离光信号传输的经济型解决方案。考虑到经济型半透明纤维在这些应用方向的需求,ITA研发出一些使用改进型熔融纺丝工艺加工成型的通用高分子基纤维,并着眼于通用高分子基纤维光学特性,探究其成为PMMA纤维替代材料的潜力。

基于三维间隔织物的隔热服传热模拟

在高温的工作环境中,工人有烫伤和中暑的风险。作为HEATex研究项目一部分开发的隔热纺织品被用于制作隔热内衣。在试验测试的基础上,模拟了接触热下多层隔热纺织品的传热性能。该模拟可对不同层结构的隔热效果进行定性预估,以减少后续进一步的成本和精力。仿真模型的结果与试验测试结果基本一致。

碳纤维进展：从聚乙烯基前驱体到碳纤维

聚丙烯腈基碳纤维因其优异的力学性能和轻量特性,在汽车工业受到很大的关注。碳纤维较高的市场价格(约20■/kg)限制了其在大众化市场中的应用。为生产价格较低(5~12■/kg)的碳纤维,亚琛工业大学纺织技术研究所(ITA)开展了替代工艺研究。

用于有机板增强体的混合型碳纤维非织造布全周期项目

在"全周期(FullCycle)"项目(IGF-Reference 18717BG)的实施过程中,亚琛工业大学纺织技术研究所(ITA)﹑德国造纸研究所(PTS)与慕尼黑工业大学碳纤维研究中心(LCC)联合开发出用于有机板增强体的混合型碳纤维非织造布。该项目于2015年开始实施,项目旨在将气流成网和造纸工艺结合,制备具有各向同性结构的碳纤维基混合增强型产品。

具有中性降解性能的溶液共纺PLA纤维

由多羟基碳酸如聚乳酸(PLA)制备的移植物的降解,可引起宿主周围组织的局部酸中毒,导致严重的临床并发症。德国亚琛工业大学皮毛纺织技术研究所(ITA)开发出一种添加微凝胶的PLA纤维,其降解后pH值呈中性。通过双组分溶液纺丝工艺,可调控纤维中微凝胶的空间分布状态,赋予纤维一定的拉伸强度,以适应后续的纺织加工。

化学纤维湿纺加工的水洗新概念

借助于计算流体动力学模拟和粒子图像测速系统,开创了化学纤维湿纺加工的水洗新概念,即通过喷嘴形成扇形纤维束。分析了常规水洗的概念,找出常规水洗时紧密的纤维束中溶剂质量转移受到抑制这一主要缺陷。为克服这一缺陷,开发了一种将纤维束扇形展开并减小纤维与纤维间接触面的方法。在实验室规模的试验中,对新概念进行了评估。下一步需在工业规模上验证这一湿法纺丝水洗新概念,更进一步的研究在于箱式结构的改进。

由淀粉获得经济有效的纺织品

通过再生资源制得的材料的经济有效性、应用广泛性及生物可降解性是纺织市场考虑的关键因素。淀粉基产品满足上述这些要求,因此在服装、土工材料及卫生用纺织品等方面具有极大的应用潜力。然而,天然淀粉的热塑性不佳,不能通过熔融纺丝的方法加工成纤维。通过化学改性和将淀粉与其他生物高聚物共混是改变淀粉性能的一种创新方法,可促进淀粉的熔融加工,如使用连续加工设备实现熔融纺丝获得纤维产品。Star-Tex项目针对改性淀粉的应用,以开发应用于服装、土工材料及医疗卫生等领域的纺织产品。

PAN纤维的接触式预氧化工艺

环境保护和可持续性发展对社会发展越来越重要,节能技术的使用已是经济成功的关键。随着这一趋势的发展,越来越多有前景的轻质材料(如碳纤维)得以应用。探讨了亚琛工业大学纺织技术研究中心(ITA)在碳纤维技术领域的研究,介绍了作为i Carbon项目一部分的聚丙烯腈纤维接触式预氧化工艺。

运用CFD模拟高效牵伸装置的气流特征

现代新型纺纱工艺的发展,要求提高前道牵伸的速度。喷气纺纱中高效牵伸装置的生产速度可达450 m/min。新型纺纱工艺代替传统纺纱,要求新的纺纱系统必须具有足够的加工稳定性。由于前罗拉的高速旋转,牵伸装置产生的气流场可能对牵伸装置中的纤维通道产生反作用,进而影响成纱质量。德国亚琛工业大学纺织技术研究所(ITA)采用流体仿真模拟方法表征罗拉输出的气流。通过检测不同的生产速度来研究其对牵伸装置中气流的影响。

热塑性聚氨酯水冷熔融纺丝过程研究

用所设定的参数可以很好地进行熔融纺丝。通过改变试验参数,可使纤维性能更好,并且能够更有效、更容易地控制纤维的加工过程。试验将提供一种生产弹性纤维的新方法,该方法具有不改变原有机器、不增加资本及产物损耗的优点。

纳米高岭土改性聚丙烯纤维的制备及表征

研究项目中,PP分别与1%、2%和3%的纳米高岭土和0.75%、1.5%和2.25%的PP-g-MA在高速下混合纺成纤维。经测试得出,与纯PP纤维相比,纳米高岭土的加入可以增加应变。除了对力学性能加以分析外,对结晶和纤维结构也做了测试。结果表明,纳米高岭土在结晶生成和大分子取向方面对纤维有明显的影响。另外,在纺丝过程中,纳米高岭土已按照纤维的方向取向,无需做进一步的拉伸。

技术的国际溢出、区域聚集与发展

本文提供了一个研究区域内部构成因素的理论模型。不发达地区的内部相互模仿是由贸易的外在性所引起的。国际组织的完整性及区域之间的移民程度决定了每个地区的资源禀赋及相对于技术领导者的区域稳定状态。

ITMA 2015——纺织机械创新的终结?

2015年11月12—19日纺织机械"奥林匹克"——国际纺织机械展览会(ITMA)在意大利米兰举办,来自147个国家的超过12.3万名观众参观了展会,相比2011年在西班牙巴塞罗那举办的上一届ITMA观众增加了20%。ITMA 2015共有1 691家展商参展,展商来自46个国家,展会共有11个展厅,展览面积达10.8万m2。ITMA 2015的主题是"

Easy Vlies 4.0——应用人工智能对非织造布梳理机进行仿真和优化

尽管自动化技术有所进步,但梳理生产线的设置和控制仍源于经验。基于生产环境条件变化而发生的过程错误或产品变化,生产线操作者通常根据他们的经验更改生产参数。在粗梳非织造布生产线中,梳理机对非织造布质量的影响最大。同时,梳理机参数的调整非常复杂,产品的质量很难预测。如果未及时发现生产环境变化、生产过程中的错误或生产参数设置不正确等问题,将导致废料产生或生产线停运。在德国,每年来自非织造布行业的废品价值高达5000万欧元,这些废品不得不以高成本回收利用。