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氟功能整理剂具有拒水、拒油、防污、去污等优异性能,在窗帘、雨伞、鞋材、帐篷、地毯、滤材、工装、防护服和户外运动服等领域具有广泛的市场需求。
但长期以来,我国纺织品以及鞋材用含氟功能整理剂一直被国外氟化工巨头垄断。国内相关领域早在十多年前就有一定的研究,但存在一些缺陷,鞋材方面就普遍存在动态弯折防虹吸性能差,与实际应用场景脱节的问题。
针对当前氟化工行业发展状况以及人们对于防虹吸等功能性纺织鞋服产品的旺盛需求,福建省晋江市华宇织造有限公司联合海西纺织新材料工业技术晋江研究院和北京中纺化工股份有限公司开展含氟功能整理剂合成与制备及其在鞋材领域的应用和产业化技术研究,成功开发出具有拒水、拒油、防污、去污等优异性能的含氟功能整理剂。该项目“含氟功能整理剂的合成与制备及在鞋材领域的应用研究”被授予“第十届中国十大纺织科技·产业推动奖”。为此,记者采访了福建省晋江市华宇织造有限公司执行总裁苏成喻,针对该项技术的研发背景、技术创新点及成果转化情况进行了详细了解。
01
抓牢研发主动权
在纺织行业转型升级的过程中,福建省晋江市华宇织造有限公司(以下简称“华宇”)始终坚持创新驱动的发展战略,积极探索新技术、新工艺、新材料的研发和应用。“含氟功能整理剂的合成与制备及在鞋材领域的应用研究”项目通过乳化、聚合、接枝改性、复配等关键核心技术,开发具有自主知识产权和拥有优异的拒水、拒油、防污、易去污功能的含氟整理剂,将进一步推动解决福建省在含氟功能整理剂制备等“卡脖子”技术难题,打破国外公司在含氟功能整理剂方面的垄断,实现福建省含氟产业的高质量发展。
在研发过程中,如何将实验室小试工艺放大到工业化生产中成为了令科研人员头疼的问题。于是华宇、海西分院及中纺化工组织技术骨干进行深入探讨,最后一致决定采用一体化微乳液聚合设备改造,实现含氟功能整理剂的产业化生产,又根据华宇公司生产线应用试验的具体情况通过复配增效研究,提升了含氟功能整理剂整体适用性。整个开发过程是在项目组成员反复磨合调试中进行,最终才达到如今的产业化应用水平。该项技术成果在2023年被中国纺织工业联合会鉴定为“国际先进”水平。
该项目包含高性能含氟功能整理剂聚合物结构控制技术、高性能含氟功能整理剂产业化制备技术、高性能防虹吸鞋材面料制备技术三项关键技术。
高性能含氟功能整理剂聚合物结构控制技术。利用聚合物结构设计技术,通过引入聚合物链段结构设计,开发多臂丙烯酸酯单元结构聚合物,通过控制自交联结构,提高了含氟功能整理剂的防虹吸、耐弯折、耐摩擦性能。
高性能含氟功能整理剂产业化制备技术。利用微乳液技术,开发耐pH值稳定范围宽,耐热、耐电解质稳定性好的含氟功能整理剂乳液,实现了含氟功能整理剂产品的产业化生产。
高性能防虹吸鞋材面料制备技术。利用后整理工艺技术,通过含氟功能整理剂复配同浴整理剂技术在鞋材表面均匀附着成膜,发挥含氟功能整理剂的最大功效,实现了高性能鞋材的制备。
02
强化科研创新部署
作为集研发、生产、销售经编间隔织物的国内经编间隔织物航母企业,华宇年产经编间隔织物45000吨,是全球最大的经编间隔织物生产基地,产品远销世界各地;在此契机下,公司近年大力推进数字化及智能化建设,斥巨资打造华宇经编智能5G全连接工厂,打造新型工业互联网,成效显著,荣获2022年国家智能制造揭榜挂帅示范工厂(5G应用)、2022年国家级制造业单项冠军示范企业、2021年国家级智能制造揭榜挂帅优秀应用场景(5G应用)等众多国家级荣誉。
近年来,市场竞争环境激烈,市场需求变化极快,华宇在适应市场环境的同时,在科技创新上做了重要部署与投入。近年来,逐步实现从满足客户需求转变到引领客户变革。
在纺织纱线原料上,华宇依托完整的垂直产业链优势,积极与头部化工企业紧密配合,将以往行业中的采购现成母粒,提升为联合研发造粒纺丝,实现差异化产品矩阵,为市场客户提供优质的差异化产品。2023年,国内国际客户投入使用的华宇差异化纱线产值达10亿元。包括:改良型透明耐折单丝产品,解决了单丝在面料中折断的问题,在特步、安踏、李宁、361°,中乔、Asics中的50多款重要产品中得到应用;聚合高分子弹性体纱线,提升了竞速类专业跑鞋的穿着舒适性,提高跑者的运动成绩,目前国内多家客户的高端专业马拉松运动鞋均使用此纱线,以特步160X系列为例,全系列共使用该纱线共计50万双;风冷复丝纱线解决了水冷工艺的染色不均衡问题,2023年逐步替换市场高端复丝面料产品。
在设备改造创新上,华宇持续投入,与上游设备厂商密切配合,将设备改造后实现高产能、高品质、高附加值,赋能客户,并到到明显的基金效益。2023年期间,客户订购经改造设备生产的面料产品占比突破38%。
以复兴贾卡为例,单双层一体成型优点使得客户在制鞋工艺上减少了人工车缝工序,一双鞋能节省人工3.5人。此工艺产品在特步、安踏、李宁中获得大量订单,2023年共计170多万双。
同时融合贾卡优点为将传统电绣工艺植入鞋面一体织造成型的优点,大大减少客户二次加工的麻烦,减少人工,缩短制程时间。
03
提升华宇新质生产力
纺织行业是我国国民经济与社会发展的支柱产业、解决民生与美化生活的基础产业、国际合作与融合发展的优势产业。新时代新征程,加快建设以实体经济为支撑的现代化产业体系,关系我们在未来发展和国际竞争中赢得战略主动。在中国式现代化进程中再建功勋,是纺织行业的使命任务。
华宇积极探索高性能原料的研究与应用,旨在保证鞋子性能的前提下降低鞋子重量,为高端马拉松鞋提供完美解决方案,并逐步推出融合2.0一体织造鞋面、复兴3.0一体织造鞋面、去后衬一体织造鞋面、去鞋舌一体织造鞋面等一系列产品。
后加工工艺环节在制鞋过程占据30%的时间,为缩短时间提升效率与品质,华宇将投入后工艺整合。用科技手段提升现有后工艺制程,打通各供应商各自管理的弊端,依托5G技术、物联网技术、自动化技术、打造全链路垂直供货渠道,实现客户、供应商、用户多方得益的局面。
未来,华宇将继续秉承科技是第一生产力的宗旨,继续加大研发投入。在降低能耗、可持续发展、跨界融合、整合供应链上继续投入探索。实现从一根纱到一块布的进化,最终实现从一根纱到一双鞋的完美蜕变。在可持续发展研发上,通过热循环再次利用、无水染色技术、原液纺丝技术、高速纺织设备改造等,2024年华宇将投入实现减低能源单位33%的目标前进。
编辑丨董雅琪
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