项目名称

医卫防护材料关键加工技术及产业化

项目简介

功能性医卫防护产品如医疗防护口罩、手术防护服等面大量广，是我国市场急需、同时也是应对疫情、灾害重要的战略物资。功能性医卫防护产品对基础非织造材料提出了更高的性能和指标要求，但国内行业整体技术水平偏低，功能性、专用化产品匮乏，高品质产品仍依赖国外进口。该项目在国家科技支撑计划课题“医卫防护材料关键加工技术及产业化”（编号：2011BAE10B01）支持下，发明了一系列医卫防护材料关键加工技术，授权中国发明专利10项，形成了复合结构非织造医卫防护材料成型、固结与功能性整理技术体系，显著提升了我国医卫防护材料行业的技术水平和核心竞争力。

客观评价

该项目验收意见：“技术成熟，开发了一系列新型功能性医卫材料，实现了产业化应用，取得了良好经济和社会效益”；科技查新结论：“课题具有新颖性”； 咨询报告结论：“项目取得的研究成果处于国际领先水平”。

推广应用情况

该项目实现了纺熔、热风穿透粘合、水刺等基础非织造材料，以及防护口罩、手术服、妇婴用品等制品产业化，产品已扩大应用并出口，经济效益显著。

主要知识产权证明目录

主要完成人情况

靳向煜（东华大学），程博闻（天津工业大学），吴海波（东华大学），徐寿明（浙江和中非织造股份有限公司），郁杨（江苏六鑫洁净新材料有限公司），胡修元（绍兴振德医用敷料有限公司）

完成人合作关系说明

东华大学、天津工业大学、绍兴振德医用敷料有限公司等2011年至2013年共同承担国家科技支撑计划课题“医卫防护材料关键加工技术及产业化”（编号：2011BAE10B01），2014年6月通过课题验收。东华大学与浙江和中非织造股份有限公司（前身为绍兴县和中合纤有限公司）自2003年起开始产学研合作，共同开发水刺非织造工艺技术及产品，合作项目“高效节能减排水刺关键技术及纤维素纤维功能性产品应用”获2008年度浙江省科学技术奖。天津工业大学与江苏六鑫洁净新材料有限公司自2014年开始产学研合作，共同开发双驻极高效低阻熔喷非织造材料工艺及装备技术。

项目名称

机织整体褶裥的高效加工关键技术及产业化

项目简介

本项目属于纺织面料技术领域。

项目结合当前服装和家纺产品对立体结构面料的需求，基于高效的传统平面面料制备技术，开展了机织整体褶裥生产技术的深度研发，在成形机理、织前准备、织造技术、染整技术以及质量评价等方面取得了系列重大技术突破。在成形机理方面，分析了机织整体褶裥的结构特征，奠定了机织整体褶裥的织物组织设计基础；厘清了整体褶裥成形原理和过程，得出多织口异步移动是织造整体褶裥的核心问题所在，指明了重点研发方向。在织前准备方面，首创了须条引导型赛络集聚纺纱技术，显著提高了纱线的紧密度和耐磨性；应用低张力整经技术，降低纱线损伤的同时提高了片纱均匀度；采用超声波上浆技术，实现了高致密纱线的高浸透上浆，提高了织造效率。在织造技术方面，发明具有自适应功能的异步自反转送经机构，使整体褶裥的宽度跃升到23.7mm；创新设计的提花分区目板及布边强化控制技术，实现了机织褶裥大提花面料的高效稳定织造。在染整技术方面，研发了专用等离子退浆和湿蒸染固色、定型和焙烘二次固色定型等系列技术，研制了系列高渗透性染整助剂，实现了整体褶裥的染整质量；利用饱和蒸汽对褶裥进行立体定型，保证了褶裥具有圆润的折角，提升了面料立体风格；在质量评价方面，提取了整体褶裥的特征指标，确定了客观指标与感官指标之间的关系，构建了机织整体褶裥的风格评价体系，为机织整体褶裥面料的推广应用奠定了基础。5.评价体系的创新构建：研究了整体褶裥的形态特征，提炼出褶裥宽度、褶裥密度和褶裥效果三项特征指标；构建了机织整体褶裥的风格评价体系，采用材料质地的仿生评价和感官评价方法，应用聚类分析和人工神经网络算法，确定了表征织物质地的客观指标与感官指标之间的对应关系，为机织整体褶裥产品的推广应用奠定了基础。

项目形成了年产600万米各类机织整体褶裥面料的生产能力，推出了自主设计的素色和色织、小提花和大提花等多系列产品，已在服装和家纺领域得到广泛应用。所采取的研发思路以及所形成的关键技术，对提升企业乃至整个面料行业的自主创新能力和市场竞争力具有重要意义。

客观评价

1、鉴定结论

2016年5月20日中国纺织工业协会组织行业专家召开了由淄博银仕来纺织有限公司和东华大学共同承担的“褶裥机织面料整体成形关键技术研究及产业化应用”项目成果鉴定会，鉴定意见为：项目研究了双织轴送经张力控制技术，结合后梁大缓冲松经工艺，创新开发了气簧自适应送经系统，解决了上下双经轴差异化平衡送经的技术难题，实现喷气多梭口大褶裥面料的产业化生产，最大褶裥宽度可达到50px以上；形成了年产200万米的提花褶裥织物生产能力，产品推广应用到家纺、服装等领域，具有良好的经济和社会效益；项目完成了任务书规定的要求，总体技术达到国际领先水平。

2、科技查新

2016年1月22日教育部科技查新工作站对项目“异步自反转式送经系统研发及产业化应用”进行科技查新，查新结论为：尽管国内外均有通过双经轴织造褶裥织物的文献报道，褶裥宽度为6mm；未见有关自动反转张力平衡送经的相关文献报道；综上所述，课题“异步自反转式送经系统研发及产业化应用”具有新颖性。2016年1月8日教育部科技查新工作站对项目“异步自反转式送经系统研发及产业化应用”进行科技项目咨询，报告结论为：该项目取得的研究成果处于国内外领先水平。

3、检测、检验报告

2016年3月25日国家纺织机械质量监督检验中心对“异步自反转式送经系统”进行检验，检验结果：弹性后梁摆幅为1~100mm，自动反转动程为1~200mm，经纱张力输出偏差为18.5%；检验结论：样品经检验，符合Q/YSL-SJ-001《异步自反转式送经系统》企业技术条件规定的要求。

2016年3月31日鲁泰纺织股份有限公司检测中心对褶裥面料的褶裥宽度进行检测，检测结果为：最大褶裥宽度是23.7mm；检验结论：所检项目符合Q/ZBYSL002-2016优等品标准要求。

4、应用证明

自2011年以来，该项目技术在淄博银仕来纺织有限公司、愉悦家纺有限公司实施了产业化应用，高耐磨织前准备、高效稳定整体褶裥织造、高保形染整、整体褶裥产品评价等方面得到推广，生产的具有明显立体结构的素色和色织、小提花和大提花整体褶裥面料倍受市场青睐，广泛应用于家纺、服装产品，增加了产品附加值，获得良好的经济效益。2014年~2016年，新增销售收入15.65亿元，新增利润1.62亿元。

项目关键技术在行业内得到推广应用，其中无锡一棉纺织集团有限公司、华纺股份有限公司等10家企业分别采用了该项目的关键技术对自身企业的加工技术进行改造，提高了生产效率，丰富面料产品品类，提升了企业的市场竞争力，取得了良好的经济效益。2014年~2016年，新增销售收入29.05亿元，新增利润2.88亿元。

5、获奖情况

该技术的相关成果已经获得了2016年度中国纺织工业联合会科学技术进步奖一等奖和2014年滨州市重大专利奖。

6、其他

该技术拥有多项自主知识产权，已授权国家专利20项，其中发明专利16项，发表相关研究论文13篇，建立行业标准2项、企业标准2项。

推广应用情况

淄博银仕来纺织有限公司，应用整体技术，2010.06~2016.11

愉悦家纺有限公司，应用整体技术，2010.12~2016.11

无锡市第一棉纺织厂，应用高致密纺纱技术，2011~2016

江苏悦达纺织集团有限公司，应用高耐磨织前准备技术，2012~2016

孚日集团股份有限公司，整体褶裥评价，2012~2016

常山纺织股份有限公司，应用强控布边织造技术，2012~2016

江苏省华宝纺织有限公司，应用高耐磨织前准备技术，2011~2016

华纺股份有限公司，应用高保形染整技术，2012~2016

即发集团控股有限公司，应用高保形染整技术，2012~2016

南通双弘纺织有限公司, 应用高致密纺纱技术, 2011~2016

尉氏纺织有限公司, 应用高稳定织造技术, 2011~2016

衡阳天锦纺织有限公司，应用高稳定织造技术，2011~2016

昌邑市华晨悦胜纺织有限公司，应用高保形染整技术，2012~2016

主要知识产权证明目录

一种可自动反转的送经机构及其工作方法（ZL201410414550.8）

宽幅管状织物的织造方法（ZL201410458329.2）

一种织物的退浆方法（ZL201210413424.1）

一种紧密赛络纺纱线的加工装置（ZL201110090250.5）

二元结构的涤纶和粘胶混纺纱的加工装置及其方法（ZL201110207700.X）

一种多元经纱仿色织面料的制备方法（ZL201110349698.4）

一种纹理触觉评价过程的模拟测量方法（ZL201210460721.1）

一种印染前处理工艺（ZL201210528063.5）

一种织物的染色方法（ZL201210452410.0）

一种材料表面质地的模拟触觉评价方法（ZL201410028070.8）

完成人情况

刘宗君，男，高级工程师，淄博银仕来纺织有限公司

马颜雪，女，讲师，东华大学

刘曰兴，男，工程师，愉悦家纺有限公司

薛文良，男，副研究员，东华大学

李杰，女，工程师，中国棉纺织行业协会

孙红春，女，高级工程师，淄博银仕来纺织有限公司

胡吉永，男，副教授，东华大学

章学文，男，工程师，淄博银仕来纺织有限公司

赵爱国，男，研究员，愉悦家纺有限公司

刘京艳，女，工程师，淄博银仕来纺织有限公司

主要完成单位及创新推广贡献

东华大学，主要承担项目的基础研究及技术转化等工作，对本项目的具体科技创新包括：（1）研究了机织整体褶裥的成形原理和过程，分析了褶裥结构特征，为技术研究奠定理论基础；（2）针对机织褶裥面料整体织造过程中存在的问题，开展系列研究，通过须条引导型纺纱、低张力整经和超声波上浆等织前准备技术，显著增强了纱线的耐磨性，从而提高机织整体褶裥的织造效率；（3）负责研发了具有自适应功能的自反转送经机构，以及强控型布边和创新分区目板等关键技术，解决了机织褶裥织造过程中的经纱波动大、断头率高和布边成形不良等问题，提高了整体褶裥面料的质量；（4）结合机织整体褶裥的形态特征，构建了相关产品的风格评价体系，为产业化推广应用奠定基础；（5）研究成果成为2016年纺织工业联合会科技进步奖一等奖的重要技术支撑。

淄博银仕来纺织有限公司，主要承担项目的技术转化、产学研结合及产业推广应用等工作，对本项目的具体科技创新包括：（1）针对面料行业新型的市场需求，自主研发了具有立体视觉效果的褶裥结构，通过设备和工艺改进，攻克了机织整体褶裥的一次成形织造的技术难题；（2）与东华大学进行产学研合作，参与研发了花轴的异步自反转送经装置，有效地解决了整体褶裥织造时张力不稳定的问题，改善了褶裥成形效果，提高了生产效率；（3）以理论研究和技术革新为基础，自主设计开发了系列化的素色和色织、小提花和大提花机织褶裥面料，丰富了产品种类，显著提高了附加值，增强企业市场竞争力；（4）项目成果于2016年获纺织工业联合会科技进步一等奖，充分展示了项目的技术水平和行业认可度。

愉悦家纺有限公司，在项目中针对产品风格特点，研究开发了适合机织整体褶裥面料的染整技术工艺，提升了产品应用附加值，并担负技术转化及产业推广应用等工作。对项目创新和推广的贡献包括：（1）创新研发了一种织物的退浆方法和专用退浆精练助剂，在织物进行退浆前，预先进行等离子体处理，提高了织物的退浆率，退浆率可达85%以上，比传统工艺提升20%左右，有效改善了织物表面的吸水性和渗透性，提高了织物的毛效、织物手感和力学性能。（2）创新研发了一种织物的染色方法，织物染色后进行湿蒸处理，在湿蒸固色的过程中，染料通过湿蒸加热与纤维结合，同时利用饱和蒸汽对褶裥进行定型，保证了褶裥具有圆润的折角，从而达到染色和定型的目的，由于饱和蒸汽具有较高的运动活力，染料在蒸汽的作用下提高了透染性，使染料分子与纤维之间的结合度提高，得色量高、得色均匀。

完成人合作关系说明

第一完成人

1、与第2完成人马颜雪，于2011年开始在立体结构织物的设计与开发、织造等基础研究工作方面紧密合作，共同项目、知识产权、共同获奖证书；

2、与第3完成人刘曰兴，于2010年开始在新产品开发、高效织造和后整理染色等领域紧密合作，共同合作协议；

3、与第4完成人薛文良，于2010年开始在高致密纺纱技术、织造工序的浆纱和整经等方面紧密合作，共同项目、共同获奖证书；

4、与第5完成人李杰，于2009年开始在新产品设计与开发，产业化应用推广等方面紧密合作，共同项目、知识产权、共同获奖证书；

5、与第6完成人孙红春，于2008年开始在褶裥结构成形、结构设计、生产加工等方面紧密合作，共同项目、共同获奖证书；

6、与第7完成人胡吉永，于2011年开始在特殊装置研发、产品风格评价系统等方面紧密合作，共同项目、共同获奖证书；

7、与第8完成人章学文，于2008年开始在产品设计、织前准备、高效织造等方面紧密合作，共同项目、知识产权、共同获奖证书；

8、与第9完成人赵爱国，于2010年开始在新产品开发和后整理染色印花等领域紧密合作，共同合作协议；

9、与第10完成人刘京艳，于2009年开始在织物结构设计与开发、高效织造等方面紧密合作，共同项目、共同获奖证书。

项目名称

千吨级干喷湿纺高强/中模碳纤维产业化关键技术及应用

项目简介

本项目属纺织科学技术领域，是实现碳纤维材料自主产业化，满足战略物资需求的重要创新。

碳纤维是关乎国防安全和国民经济建设的战略新材料，是《“十三五”国家科技创新规划》支持的重点产业，但其生产技术及装备长期遭日、美等国的封锁，国内产业发展一直被国际行业巨头蓄意打压，产业化进程受阻，市场长期处于进口产品垄断状态。近5年来，我国碳纤维需求年均增长率近15%，但自给率不足20%，严重制约我国武器装备和战略新兴产业的发展。

国内实现了基于湿法纺丝技术的T300级碳纤维从无到有的突破，但存在生产效率低、成本高和产业化应用少等问题。该项目突破了干喷湿纺关键技术瓶颈，开发了均质聚合系统、高效环保脱单、稳定干喷湿纺、节能预氧化的成套技术，实现碳纤维制备工艺及自主装备集成，建成国内首条千吨级干喷湿纺碳纤维生产线，在多个应用领域首次实现材料国产化，并在国内民用碳纤维领域首次实现盈利，成为我国碳纤维产业化发展的“里程碑”。

1、率先攻克了千吨级干喷湿纺碳纤维前驱体关键技术

国内首次建立大型聚合系统及微区传热调控方法，确立了丙烯腈大型聚合反应动力学和系统换热模型，攻克了行业最大的60m³聚合反应釜的均质化技术难点；发明了溶剂喷射回收单体再利用的高效“绿色”脱单新方法，单体脱除率99%以上，克服了传统脱单方法脱除率低和排放量大的难题；揭示了干喷湿纺PAN纤维在空气层DMSO单扩散、凝固浴DMSO/H₂O双扩散和单轴向应力综合作用下的成型规律，基于流体横流和射流干涉机理建立了多维度凝固浴液面吸波扰流模型，解决了干喷湿纺空气层稳定性关键难题，突破了300m/min以上高速纺丝的技术瓶颈。

2、创新建立了干喷湿纺PAN纤维快速预氧化技术

通过优化PAN分子结构，降低大分子链间的内聚能，缩短环化反应的诱导期，环化反应的活化能由168.39 kJ/mol降低为109.81 kJ/mol，促进了氧化效率，避免了高温集中放热，提高了PAN纤维在预氧化阶段的热稳定性；基于预氧化湍流气氛控制模型，实现了预氧化反应热的高效、快速扩散，预氧化时间由传统的60-70min缩短至35min以内，突破了PAN纤维快速均质预氧化关键技术。

3、首次自主研制了高速纺丝和快速连续预氧化碳化的成套技术和关键装备

设计研发了两段式蒸汽牵伸装备，设计了特殊迷宫结构，保证了牵伸腔内的蒸汽压力，改善了纤维在牵伸取向过程中的可塑性，建立了PAN纤维分段取向模型，实现了300m/min 以上速度条件下PAN纤维的高取向化、细旦化和低缺陷的高倍一致牵伸；颠覆了传统千吨碳化线依赖3m幅宽6氧化温区的生产方式，率先建立了以单线2m幅宽3氧化温区的碳化线，碳化速度达到11m/min以上，较传统技术提升了38%，实现千吨级全年连续稳定生产。

本成果获授权专利22项、实用新型专利5项，技术认定XX项，发表论文XX篇。成套装备及工艺在中复神鹰应用，产品在湖南金博复合材料科技有限公司等单位应用，已实现利润18885亿元。极大地促进了我国碳纤维及其下游复合材料行业的发展。

客观评价

1、验收意见

项目完成了计划项目合同书规定的指标，经费使用合理，同意通过验收。

2、项目鉴定意见

由中国纺织工业联合会组织专家对“干喷湿纺GQ45高性能碳纤维工程化关键技术及设备研发”项目成果进行鉴定，评价认为该项目在国内率先突破了千吨级碳纤维原丝干喷湿纺工业化制造技术，自主开发设计了快速换热的全混式60m³聚合釜，干喷湿纺纤维成型装备、蒸汽牵伸设备、全套碳化关键设备以及高效溶剂回收和废气处理系统；项目生产线连续稳定运行，制备出的碳纤维产品的各项性能指标均达到国家标准《聚丙烯腈碳纤维》GB/T26752-2011中GQ4522类型的要求，并应用于多家复合材料制造企业，反映良好；项目总体技术达到国内领先水平，产品达到国际同类产品先进水平。

由中国纺织工业联合会组织专家对“千吨级高强型、高强中模型干喷湿纺高性能碳纤维关键技术及产业化”项目成果进行鉴定，评价认为：项目开发了多工位、常稳态、高纺速干喷湿纺工艺和关键装备，纺丝速度达到300m/min以上，突破了干喷湿纺原丝细旦化、高取向化技术，开发出干喷湿纺原丝快速预氧化技术，有效缩短了预氧化时间；在国内率先建成了基于干喷湿纺工艺的碳纤维生产线，其中SYT49为千吨级规模(12K)、SYT55为百吨级规模(12K)，实现了连续稳定运行；产品已成功应用多个领域并取得了良好的社会经济效益；项目具有自主知识产权，总体技术达到国内领先水平，产品性能与国际同类产品相当。

3、技术水平评价

经国防科工局军工协作配套中心组织专家组依据《碳纤维技术成熟度评价指南》评审，一致认定“中复神鹰碳纤维有限责任公司生产的SYT49-12K（T700级）产品当前技术成熟度等级为7级”（注：7级是目前国内可达到的最高等级，中复神鹰是是国内唯一一家T700级产业化技术达到7级的企业）。

4、检测报告

项目生产的SYT49（12K）、SYT55（12K）经中航复合材料有限责任公司、北京航空航天大学、北京化工大学、江苏省高性能纤维产品质量监督检验中心检测的结果显示：项目生产的SYT49（12K）、SYT55（12K）产品性能达到国际同类产品水平。

5、查新报告

江苏省科技查新咨询中心对项目成果进行了国际查新，结果表明：项目采用的查新点（1）聚丙烯腈基碳纤维用聚合器实现单釜聚合能力达60m³；（2）纺丝速度达到300m/min以上；（3）残单脱除率99%以上；（4）碳纤维用聚丙烯腈原丝在300~500m/min的速度下连续通过0.5~0.9MPa（绝压）的饱和蒸汽中实现4~7倍的牵伸；（5）预氧化时间35min以内；（6）碳化速度达到11m/min以上，2m幅宽碳化线上实现千吨规模的连续生产；（7）干喷湿纺SYT45级高性能碳纤维产业化生产（产能碳纤维1000吨/年，聚丙烯腈原丝2500吨/年）。在国内外文献范围内未见相同报道。

6、获奖、专利、论文情况

项目相关成果“千吨级高强型、高强中模型干喷湿纺高性能碳纤维关键技术及产业化”获中国纺织工业联合会科学技术进步一等奖。

项目相关成果“干喷湿纺GQ45高性能碳纤维工程化关键技术及设备研发”荣获中国建材集团科技进步一等奖。

项目相关产品SYT45高性能碳纤维被国家科技部、环保部、商务部和国家质监总局等四部委联合认定为“国家战略性创新产品”。

项目相关成果获中国化学纤维工业协会全国化纤行业“十二五”最具技术创新突破奖。

本项目申请中国专利12项，其中发明专利9项，实用新型专利3项；发表论文X篇。

推广应用情况

干喷湿纺关键装备由江苏鹰游纺机有限公司制造，在中复神鹰碳纤维有限责任公司实现推广应用，建成聚合装置2套、千吨级干喷湿纺原丝生产线3条、千吨级碳化生产线3条。

干喷湿纺碳纤维制备技术在中复神鹰碳纤维有限责任公司第二和三期工程建设中实现应用并转化为碳纤维产品。2012年起，年产量在1000吨以上，累计生产产品6000余吨。

依托项目生产的干喷湿纺碳纤维在中航复合材料有限责任公司、湖南金博复合材料科技有限公司、中复碳芯电缆科技有限公司、沈阳中复科金压力容器有限公司、山东江山纤维科技有限公司、江苏天鸟高新技术股份有限公司、爱思开化工（青岛）有限公司、卡本复合材料（天津）有限公司、南京海拓复合材料有限责任公司、连云港神鹰碳纤维自行车有限责任公司、上海悍马建筑科技有限公司等单位推广应用。

中复神鹰依托本项目的技术，承担了多项国防科技工业局项目，分别为核工业XXX和航天XX等重要装备型号上进行应用考核验证。

主要知识产权证明目录

主要完成人情况

主要完成单位及创新推广贡献

完成人合作关系说明

张国良、刘芳、刘宣东、席玉松、陈秋飞、金亮、郭鹏宗、张家好、李韦均为中复神鹰碳纤维有限责任公司的技术负责人，张国良为本项目负责人，负责本项目的总体实施。

完成人张定金、连峰分别为中复神鹰股东中国复合材料集团有限公司的董事长和技术负责人，与中复神鹰长期合作、联合攻关。

陈惠芳、肖茹均为东华大学教师，多年来一直从事高性能碳纤维的研究，与中复神鹰已进行长期合作。

张斯纬为江苏鹰游纺机有限公司的总经理，于素梅为江苏鹰游纺机有限公司研究所所长，二人长期从事设备研发工作，参与本项目首套干喷湿法高速纺丝和快速预氧化碳化的关键技术装备的研制，与中复神鹰保持着长久的合作。