化纤机械实现全流程自动化

    “十三五”期间，我国化纤机械行业将研发、推广一批具有更高效率、更广泛适应性、更短生产流程、更少能源材料消耗的先进化纤机械设备。在《纺织机械行业“十三五”发展指导性意见》列入的59项“十三五”期间“重点科技攻关项目”中，化纤机械项目有8项。

　　“十三五”期间，国内外化纤行业注重生产装备大容量、精细化、低投入高产出、数字化和控制智能化、高精度、可靠性方面的发展。化纤机械产品将以提升技术水平、提高稳定性、安全性、节能降耗和环保为主要发展方向。精细化、高生产效率、数字化、智能化、高精度和可靠性等方面是研发重点。

　　1 新溶剂法纤维素纤维年产万吨级以上国产化成套设备

　　意义及内容：新溶剂法纤维素纤维生产过程绿色、环保，纤维性能优良，在纺织服装、家纺、产业用领域得到广泛应用，具有巨大的市场潜力。突破新溶剂法纤维素纤维核心技术、关键装备的国产化，实现万吨级产业化生产，进一步降低生产成本，对替代传统生物基纤维素生产工艺，实现产业结构升级具有重大意义。研发国产化的万吨级新溶剂法纤维素纤维生产装置和技术十分迫切。

　　关键技术：原液关键设备反应器、高粘度过滤器和高温高粘齿轮泵的研发；纺丝机的研发；溶剂回收装置的研发。

　　2020年目标：突破关键技术，建立国产化的示范生产线，形成3万吨/年的产能。

　　2 聚酯纺前原液着色（溶剂载体型）技术与设备

　　意义及内容：原液着色是解决染色消耗和排放的有效手段，包括聚酯与聚酰胺聚合纺丝柔性化、高效率在线添加技术及其模块化，再生纤维素纤维原液染色技术，高品质细旦纤维的原液深染技术及原液染色纤维的功能化技术。

　　纺丝过程溶剂载体型原液着色技术采用一种新型的染料溶液，通过染料溶液注入装置，将染料溶液注入到管道内的 PET 熔体中，通过特制的混合元件，将染料与PET熔体均匀地混合纺出色丝。

　　关键技术：目前中试已成功纺出色丝，为了使色纤维具有更广阔的市场前景，需要进一步解决的关键技术包括连续生产线混合装置的研究；适用于不同纤维的溶剂开发；对改性剂的研究以实现功能性纤维的生产。

　　2020年目标：突破关键技术，建立示范生产线。

　　3 化纤设备远程监控系统

　　意义及内容：以往化纤设备控制系统在控制层普遍使用现场总线控制系统（FCS）实施控制，由于系统复杂，给用户的使用和维护带来困难。新型化纤设备远程监控系统利用互联网移动通讯设备及其衍生功能对设备和管理进行便捷的实时监控。目前已成功实现了通过两端移动网卡和远程监控软件对工厂的可编程逻辑控制器（PLC）及部分驱动器软件进行监控和修改。

　　关键技术：研发高安全性的虚拟专用网络（VPN）远程实时监控技术；建立生产工艺和生产管理数据库；研发利用互联网浏览器的便捷远程设备监控平台。

　　2020年目标：建成化纤设备远程监控示范系统。

　　4 工业化规模的碳纤维成套设备

　　意义及内容：碳纤维在工程上的应用前景广阔。国内已有千吨级碳纤维生产线，但生产规模较小。目前需研发大容量碳纤维成套设备，可大幅降低成本，缩小与国际先进水平的差距。单线原丝产量≧3000吨/年、碳丝产量≧1500吨/年。

　　关键技术：研发高精度的聚合装备；研发可靠的纺丝装置和宽幅蒸汽牵伸箱；研发氧化炉、高温炭化炉；研发全自动原丝和碳丝卷绕机；系统化研究降低成本。

　　2020年目标：突破关键技术，建立工业化规模碳纤维的示范生产线。

　　5 新型地毯丝成套设备

　　意义及内容：机织BCF化纤丝地毯占地毯总量的90%以上，2013年全球BCF丝产量达250万吨，中国尚不到8万吨。该新型设备由新型BCF纺丝机、高效节能加捻机、高速节能热定形机组成。生产过程中没有废水、废气、废物的排放。该设备可填补我国地毯丝成套装备的空白。

　　关键技术：研究BCF变形丝纺丝、热辊、变形器与冷却鼓技术与设备；研发BSF变形丝隧道式热定型技术与设备；开发节能加捻机构及技术。

　　2020年目标：完成BCF变形丝成套生产线技术和装备的制造生产产业化。

　　6 聚乳酸长短丝纺丝机

　　意义及内容：以可再生资源为原料的生物降解性纤维将是化纤工业的重要发展方向。聚乳酸（PLA）纤维是以植物中的淀粉为原料，具有可降解、再生的功能。研发聚乳酸长短丝专用纺丝牵伸设备及工艺，并能够稳定的生产，各项性能力争达到国际先进水平。

　　关键技术：聚乳酸切片连续式干燥设备及工艺技术的研发；熔体流动特性的研究；长丝高速纺丝装备及工艺技术；大容量聚乳酸短纤维纺丝的装备及工艺技术。

　　2020年目标：突破关键技术，建立示范生产线。

　　7 化纤长丝高速卷绕系统

　　意义及内容：我国目前还未完全掌握化纤长丝高速卷绕系统的动力学机理和核心技术。在国内化纤长丝生产线上配备的高性能及特种化纤长丝用高速卷绕头仍以进口产品为主。拟解决卷绕机的核心动力学问题，建立变质量、变刚度、变转速的高速柔性转子频变振动系统动力学理论模型，将其应用于高速卷绕头的结构设计中，为实现能满足工艺要求的国产高速卷绕头的升级换代打下基础。

　　关键技术：测试研究含橡胶圈支承结构的动力学参数和被动阻尼减振数据；研究压辊和长丝卷装碰摩-接触耦合机理，为主动控制卷绕机振动打下基础；揭示卷绕机主要参数对系统动力学行为的敏感度，为根据工艺要求设计卷绕机结构参数打下基础。

　　2020年目标：掌握卷绕机核心技术，实现根据生产工艺要求，设计长锭轴高转速的卷绕机，性能达到国外同期设备水平。

　　8 高速机械包覆纱机

　　意义及内容：目前国产机械包覆纱机生产速度低，锭子转速最高为25000转/分钟，占地面积大。拟研制出包覆锭子转速30000转/分钟以上高速机械包覆纱机，提高生产效率。

　　关键技术：现已完成传统包覆纱机自动接头装置研究，30000转/分钟以上高转速实验室样机研究已经开展。

　　2020年目标：研究30000转/分钟以上高转速锭子旋转机构；研究锭子在30000转/分钟以上高转速时纱线的形态。