纺织机械领域的工业4.0——付诸实践的第一步

继机械化生产系统(第一次工业革命)和电能驱动的大规模生产(第二次工业革命)之后,第三次工业革命持续至今。在第三次工业革命时期,自动化生产过程是以电子和信息技术(IT)为特点的。如今物理世界和虚拟世界的互动得以实现,实物和虚拟的信息处理产物得以融合,这一融合被称为物联网系统(CPS)。德国信息技术、电信和新媒体协会(BITKOM)将这一次技术革命定义为工业化的第四阶段(工业4.0)。未来的工业4.0项目预示着工业化的第四阶段,且有着特别的创造。

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。

粗粉碎纺织品高粘度涂层组分涂层用内置挤压辊式轧液机

织物增强混凝材料的承载性能由织物的增强基质和混凝基质的复合性能所决定。涂层组分对纱线横截面的完全渗透是复合材料最佳承载强度的先决条件。

经编间隔织物制作的新型纤维增强纺织复合材料

描述了德国亚琛工业大学纺织技术研究所开发的新型纤维增强纺织复合材料。由于这种间隔织物具有非常好的反复压缩后的回弹性和较高的的减震性能,因此这种材料能满足创新的地板覆盖物的要求。由于它具有优异的缓冲特性,还能在汽车发动机罩上的减震/衬垫装置上发挥作用。

产业4.0计划——纺织产业的未来?

具有射频识别(RFID)电子标签的筒子可用于记录并控制整个生产链,包括面料生产、后整理、调配、包装和运输等。如今,纺织机器都配备了较强的检测管理系统,以协助工人完成日常的维护工作。此外,为节省能源消耗并达到及时生产,一些生产流程(如后整理等)通常与智能电网相连。德国现处于第四次产业革命时期,这一时期的高科技战略被德国政府归类为"产业4.0计划",并得到了行业协会BITKOM。

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。

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"

热定型对聚酰胺铺地纺织品色牢度的影响

聚酰胺织造的铺地纺织品通常具有较低的耐热色牢度和耐光色牢度。通过广角X射线衍射对材料进行耐光色牢度检测和结构分析,从而得出纺纱后膨体纱的热定型和色牢度的相关性。

使用传感器系统对纺织生产机器进行状态监测和自优化

传感器和驱动器价格的下降增加了纺织生产机械监控和自动优化设置的利润。对于滚动轴承,已建立的状态监测方案能轻松集成到现有机器中,而在纺织生产机器中,传感系统的使用仍然不足。提出了2种亚琛工业大学纺织技术研究所(ITA)使用的、开发应用于纺织品生产机器状态监测和自优化系统的方法。

建筑与运输行业用可循环纺织覆盖物生态设计方法

"建筑和运输行业用可循环纺织覆盖物生态设计方法(Eco Me Tex)"项目开发了一种可循环纺织地毯的生产方法,其部分研究成果可用于一种可循环再利用的地毯设计与开发,实现了可循环地毯的部分设计。研发过程研究了2种主要的生产品种,一种是仅以聚酰胺6(PA 6)为原料生产的机织地毯产品,另一种是增加分隔层的簇绒地毯。两种生产方式采用的原料皆为用化学方法循环处理的PA 6(Econyl)长丝,由意大利Aquafil Sp A公司提供。

纤维素在纺织技术中的应用——生物经济的机遇?

在纺织工业中引入可持续的生物经济不仅要求向环境友好型生产工艺转变,而且要求采用生物基可再生原材料替代石油基塑料。纤维素纤维因其原材料来源广泛、性能多样而在生物基纤维中占据较大的份额,且极具发展潜力。纤维素纤维应用广泛,涉及服用纺织品、高强产业用纺织品等领域。为探究纤维素纤维的增产方法与改进空间,亚琛工业大学纺织技术研究所(ITA)与纺织研究领域的知名企业合作,进行了关于纤维素纤维的调研,并编制了一份综合民意调查。基于调研结果,从纤维素纤维市场占有率的提高、可持续性纺丝工艺的实现及产学研间有针对性的交流等方面进行讨论,并基于讨论结果,确定了潜在的研发需求,以及解决方案执行中遇到的问题和障碍。

汽车工业中的高模量纤维及其技术经济展望

高模量纤维,特别是碳纤维和玻璃纤维,已用于各种汽车用产品中。纤维增强结构便是典型的例子,如减震器和无负荷轴承部件等。汽车行业对高模量纤维的需求极可能会继续增加。科技文献分析了这类纤维对运输行业特别是汽车业的作用,但经济观点较为鲜见。通过常用的经济分析方法,说明这类材料的潜力,以填补这方面的空白。除了当前的应用外,预计高模量纤维今后将成为汽车工业通用的材料,以降低成本。

功能化耐高温3D纺织品

"HEATex"研究项目组正致力于开发一种功能化的3维(3D)结构内衣,用于在高温工作环境下穿在常规防护服的里面。这种防护内衣由多层结构组成,不同层发挥不同的功能效果。多层结构的一部分由间隔织物组成,一方面避免皮肤与防护服的内部覆盖层接触,防止因汗液引起的烫伤;另一方面,通过排湿产生冷却效果。采用不同局部刚度的间隔织物可同时实现这两种效果。织物刚度可在机器上通过织物加工过程中采用不同的间隔纱进行调节。除间隔织物外,还使用了潜热蓄能器,防止并延迟热量进入较深层。此外,还采用了反射层用于反射热辐射。

聚烯烃热熔黏合纤维和纱及其在纺织领域中的应用

在POMELAD项目(聚烯烃热熔黏合纤维和纱的开发及其在纺织领域中的应用)中,将不同聚烯烃与熔限宽的材料共混,研究了共混物的特性、成纤性及热熔黏合性能,并对实现其在纺织领域的应用(如毛皮纤维、起绒织物、地毯底布、二次地毯底布、块式地毯和纱布等对材料的结构衔接有很高要求的应用)进行了研究。由于聚烯烃热熔纤维具有热黏合行为,对该材料制成的热固定筛网、绒类织物进行的研究证实其结构结合度很高。聚烯烃纤维与普通棉纤维混合制得的缝纫线具有很高的线缝强度。

聚丁二酸丁二醇酯--一种新兴的纺织聚酯?

鉴于石油储量的逐渐减少,以及制造商和消费者环保意识的日益增强,由可再生资源制成的聚合物材料被认为是下一代纺织品的理想材料。然而,生物基聚合物的成本目前是商品聚合物(如聚酰胺和聚烯烃)的两倍以上。由聚酰胺和常规聚酯[如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)]制成的纺织品,其全球产量分别为1 500万t和5 500万t(2015年),在当今纺织工业中占据主导地位。2015年,欧洲市场已将10万t可生物降解聚合物用于商业用途,其中包装应用占主导地位。

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。

生物高分子短纤维加工走向新市场

原材料发展和以再生资源为主的能源方面的研究和创新现已成为世界关注的焦点。生物高分子在纺织产品上的应用应进一步朝着可持续和绿色的方向发展。介绍了目前生物高分子发展水平,讨论了生物高分子材料在纺织品上的应用预测。创新问题解决理论(TRIZ)的应用是讨论以最少的资源为代价开发一些生物高分子纤维纺纱技术的基本思路。

氨基硅油柔软剂在棉纤维上的吸附研究

研究了氨基硅油TSF4708在棉平针织物和毛圈织物上的吸附和解吸动力学及其分布,并将其动力学数据和分布数据与季铵化的增强剂Magnasoft SilQ进行了对比。TSF4708的吸附与质量浓度有关。在最初200 s内,有80%的TSF4708吸附在棉平针织物和毛圈织物上。EDX映射和共聚焦拉曼光谱显示在纤维表面及纤维内部有2μm厚的高质量浓度元素硅层。阴离子洗涤剂存在下的吸附试验发现,相同条件下,TSF4708比Magnasoft SilQ解吸的量更多。

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。