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。

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"

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。

中试规模的熔融-静电纺丝——超前技术思维

由于越来越严格的环境要求和新的法律规定,在过滤器等不同应用中对超细纤维的要求也越来越高。熔融-静电纺丝技术是一项可用于生产超细纤维过滤器的充满前景的技术。

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。

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。

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。

1200mm直径条筒的优点

条筒直径在过去20多年内明显增加,且已建立了采用直径为1 000mm条筒时的技术方法。2015年,在意大利米兰举办的国际纺织机械展览会（ITMA）上,德国Trutzschler公司展出了直径为1 200mm的条筒,它是由喂入速度比旋转式条筒更快的T型筒改进形成的（图1）。亚琛工业大学纺织技术研究所（ITA）调查了这项革新的投入和产出,研究在Trutzschler公司投资的两条样品生产线的纺纱厂内进行。

人工智能不可取代缺失的自然智慧

目前,人工智能已成为一个人们热议的话题。自2019年人类宣布人工智能时代到来以来,该话题已进一步上升为政治话题。人工智能是出于政治目的的炒作,还是一种有充分根据的长期趋势?人工智能是福是祸?人工智能是仅有利于亚马逊和谷歌这样的大型互联网公司,还是中型企业也可从中受益?这些问题均有待解答。

化纤生产拉伸工艺中的纤维热处理

许多产业用纺织品的生产需进行纤维热处理。该处理会影响纤维的结构,进而影响纤维的质量。纤维的热处理对温度变化反应灵敏,纤维品质对温度依赖程度高。因此,必须将温度调节在正确的范围内。RWTH亚琛工业大学纺织技术研究所(ITA)已通过对纺织工艺的模拟和计算,对纤维温度进行了测定。通过该方法,纤维质量可得到控制和提高。

用于增强断纬自清装置可靠性的机器监测系统

高科技织物需有高质量的检测。织物的质量需求因其特定应用而异,如对于汽车安全气囊而言,含有疵点是不可接受的。织造过程中的断纬是织物出现疵点的一个可能原因。为在喷气织造过程中清理断纬,现代织机上普遍安装有自动清除断纬的系统,该系统的可靠性约为80%。尽管自动清除系统显示清除成功,但梭口内仍然有污点或断纬纱片的情况占20%。研究旨在将纬纱自动清除系统的可靠性提高至95%,以提高织造厂加工高品质科技织物的生产率。减少断纬率造成的停机时间可大幅提高喷气织机的织造效率。为增强断纬自动清除系统的可靠性,开发了一种用于检查喷气织机梭口的断纬机器监测系统。在完成自动清纱程序后,机器监测系统还会检查梭口是否清理干净。

降低筒子纱染色工艺成本的新型染色筒子

在产业研究发展促进计划(IGF)AiF-Nr.17514N"InnoSpul"项目中,对于筒子结构的确定和交叉卷绕纱管的染色性能进行了深入研究。基于绕线过程和所显示的密度分布的分析可知,传统的绕线方法无法得到均匀的径向密度。因此,开发了一种新型绕线工艺——InnoSpul Winding。染色测试表明:采用新型InnoSul Winding工艺可获得比传统绕线方法高出40%的染色均匀性。

ITMA 2015：在复捻、加捻及变形领域的创新

新加坡MP国际集团组织的2015年国际纺织机械展(ITMA)于2015年11月12—19日在意大利米兰举行。自1951年起,ITMA已成为世界上著名的纺织和服装机械展览会。ITMA 2015的焦点是使目前的机械、设备及加工工艺向着灵活、资源节约和可持续方向发展。位于比利时的欧洲纺织机械制造委员会(CEMATEX)颁发了可持续创新奖,这在ITMA历史上是第一次。持续性发展是全球纺织和服装产业链制造商们最关心的问题,这一奖项旨在鼓励和承认杰出的企业和学生对纺织和服装工业可持续发展所做出的贡献。相比2011年,ITMA 2015的参展者增加了25%,有来自46个国家的1 694家国际参展商参展。简单介绍了复捻、加捻及变形领域著名机械制造商的创新。

应用于纤维基加热的聚乙烯/炭黑复合材料

本研究的目的在于探讨由90%(质量分数)的聚乙烯(PE)和10%(质量分数)的炭黑(CB)组成的复合材料的电导率和发热性。在该比例下,填料含量超过了渗流边界值。由该复合材料制备的长丝的导电性较好,其电导率σ=10~50 S/m。与相当于电绝缘体的纯聚合物(σ=10^(-5)~10^(-12)S/m)相比,该复合长丝具有相当好的电性能;但与σ值在10~7S/m范围内的铁或铜相比,仍需进一步提高,才能获得完全导电的聚合物。事实上,正是这种半导体性能,使复合长丝适合应用于纤维基加热,引起的电损失可以被用于发热。研究通过改变生产工艺参数,对不同变量的影响进行了分析,并对长丝性能进行了优化。到目前为止,由亚琛工业大学纺织技术研究所(ITA)生产的复合长丝具有个位数级的电导率(S/m)。进一步描述了达10倍的性能提升。

碳纤维废料生产的碳纤维短纤的粉碎和表征

碳纤维粗纱的生产及进一步加工成纤维增强复合材料的过程中会产生碳纤维长丝废料及卷曲织物、非卷曲织物的边角料。这些废料适合作为生产纤维增强复合材料所需的新型高质量材料。CAMISMA项目开发出气动非织造布生产技术并应用于碳纤维非织造布的连续化生产。纤维长度是碳纤维粉碎和表征的一个关注点。粉碎使用3种不同的切割部件进行测试。为了确定碳纤维长度的表征方法,比较了3种不同的方法。

非圆纤维形状因子的几何无关的半自动化测定

异形纤维越来越多地用于纺织品的功能化,这些纤维由于具有非圆形横截面而与传统纤维区分开来。由于聚合物熔体在喷嘴出口处发生膨胀,异形纤维的生产相当困难,其结果是纤维横截面偏离了成型毛细管的横截面形状。可以用形状因子表征制得的纤维的横截面形状。定义了外伸因子(FO)和圆因子(FC)的形状因子准则。根据这些独立准则,可以推导出几何无关的形状因子(FITA)。半自动化程序的开发,使得可在较短时间内评估更大的样本,并减少了主观影响。

张力可控的自适应供纱系统

在所有类型的纺织品生产过程中,由于纱线张力和纱线消耗不均匀,供纱常成为一个挑战。纱线长度和张力的大幅度波动对产品质量和工艺稳定性产生不利影响,导致加工误差和生产速度下降。为解决这一问题,德国亚琛工业大学纺织技术研究所(ITA)与艾特林(Ettlin)纺纱和织造公司合作,开发出一种自适应供纱系统,并以单边筘针综织造为例,对纱线张力进行调节。采用新系统,即便是粗糙的装饰线,也可在较高的生产速度下,完美集成于防晒纺织品中,并且其还具有对不同编织图案和材料的适应性。该系统在提高产品质量的同时,实现了具有复杂装饰结构产品的稳定生产。

基于仿真模拟的络筒工艺参数自动设置系统

德国纺织和服装行业每年因染色缺陷而导致的经济损失高达880万欧元。迫于东亚同行竞争压力的增大,德国的纺织业已难以承受这些损失。随着于2017年6月开始的为期两年的跨学科AiF项目DensiSpul的启动,德国亚琛工业大学纺织技术研究所(ITA)、弗劳恩霍夫技术与经济数学研究所(ITWM)和促进应用计算机科学学会(GFal)尝试联手通过模拟试验,将染色废筒率降低15%。