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21世纪棉纺织工业发展的构思

                                    内容提要:21世纪世界纺织工业的发展与人口快速增长十分相关,首先世界人9的快
速增长给纺织原料的结构带来了很大的变化,化学纤维将逐步取代天然纤维,天然纤维将
逐步减少直至消失。此外,纺织由于电子计算机等微电子技术结合,实现了短流程、
高速、高效、高质量及高度自动化的生产工艺流程,大大减少了用工,在节能降耗,减少
噪音及进一步减少用工上会有很大的发展,21世纪头二十年的纺织工业的发展尤其要注
意对纺织原料的开发应用,纺织智能化及自动化的技术进步,环境保护及降低能耗上
要加快前进的步伐。
    关键词:人口增长、纺织原料、纺织生产的流程、人才短缺、生产周期、数控网络技
术,智能化生产监控。
    20世纪世界棉织工业在后50年由于电子计算机、非电量电测技术、变频调速技术的
应用,出现了高科技的清梳联、高产梳棉机、带自调匀整的高速并条机、四单元传动粗纱
机、高速环锭细纱机、转杯纺、喷气纺、涡流纺、七单元传动浆纱机、高速喷气织机等。
电子计算机控制的高科技水平的纺织。此外还有赛络纺紧密纺纱技术,不仅大大提高
纺纱速度、织造速度及产量,而且在提高产品质量、缩短工艺流程、减少用工、改善环境、
降低能耗等方面也都有很大的进步。进入21世纪后这些高科技的纺织装备在生产中发挥
着优异的作用,并在不断完善与改进,21世纪纺织工业技术进步面临着许多问题需要解
决。
    世界人口的快速增长是全球面临的紧迫问题,二战后的40年,世界人口从30亿增加
到60亿,估计21世纪头10年、将再增加10亿,平均每年增加㈠乙,2050年,世界人
口总量将达到120亿,到本世纪未,世界人口总量要达到180亿。
    人口的快速增长为纺织工业的发展带来许多问题。如:原材料、能源、技术人材短缺、
纺织工业的技术进步等。   
    1、世界人口的增加表明对纺织材料需求总量的增加,  目前60亿人口,人均对纤维的
需求量从2.5公斤增加到8公斤,欧美国家人均纤维消费量分别为21.5公斤和37.2公斤,
而亚洲纤维消费能力不足6公斤,但根据亚洲人口增长速度及经济增长速度,未来纺织工业
市场要以亚洲为主,  目前亚洲聚脂纤维常识占全球总量的70%。2003.年可上升到80%,
总量超过110万吨,聚脂短纤维目前占全球总量的42%,2003年可上升到70%,总量可达到
95万吨。全部合成纤维产量占全球产量的53%。总的纤维需求量将达到4800万吨一5000万吨,
如果仍按每人8公斤计算,2050年的纤维总量要达到1.4亿吨。
    1.1  天然纤维与化学纤维比率的变化:   
    20世纪人均纤维消费量为8公斤,  目前化学纤维(合成纤维、人造纤维素纤维)占5公斤
,天然纤维占3公斤,21世纪纤维消耗量的增加中几乎全部为化学纤维,虽然天然
纤维对生态环保有利,但目前天然纤维在世界纤维总消费量的比率已低于化学纤维,据2002
年统计,化纤与天然纤维的比率已改变为52:48。化学纤维开始突破与天然纤维的对等
平衡,化纤比例已居领先地位,因此,21世纪能否继续保持天然纤维消耗量。是21世纪
所面临的问题。
    1.2  假如2050年世界人口达到120亿,必须研究介决一系列相关问题,首先人口的
快速增长,必须优先安排粮食与天然纤维的种植面积,可想而知,天然纤维的种植将逐步
为粮食所取代(相对于人口的快速增长,粮食种植面积必须扩大),因此加快开发研究类
似于天然纤维性质的化学纤维是今后的重要方面。人们不可能以普通化纤原料代替天然纤
维,因此加快差别化纤维细旦、超细旦纤维以及功能性纤维的发展速度应当摆在日程上。
    21世纪,人均纤维消耗量的增加,几乎全部为化学纤维。今后能否保持天然纤维的
消耗量,是世界所面临的问题。   
    1970年天然纤维中棉花占54%、羊毛8%、化纤长绦11%、化纤短纤11%、粘胶纤维16‰到1997年棉花消费量下降到41%、羊毛下降到3%、化纤长绦上升到27%、化纤短纤上升到23%、粘纤下降到6%,说明化学纤维消耗量比例从90年代已快速增加,而天然纤维显着减少。    ’
    天然纤维在21世纪的发展情况受到世界人口总数发展的制约,假如世界人口总数在
2050年上升到120亿,吃的部题比穿的问题更加矛盾尖锐化。天然纤维种植面积逐步为
粮食种植所取代,势必造成天然纤维逐步为化学纤维所取代,因此,研究与开发类似于天
然纤维性质与质量的化学纤维是今后化学纤维的发展方向。
    1.3  为了解决好21世纪纺织材料的供续平衡问题,今后要着重研究开发生产服用差
别化纤维。以解决人口迅速增长对纤维消耗总量增加的问题。所谓差别化纤维是指经过化
学或物理改性后、使普通化学纤维获得特定的性质。
    当代差别化纤维的开发与生产。在国内外已引起高度重视。差别化纤维有服用型及功
能型两大类。
    80年代以来,差别化纤维有较快发展,  目前我国差别化纤维占化学纤维的比例将突破20%,年产量将上升到50万吨。
    我国差别化纤维品种色括各种化纤:如有色纤维、网络长绦、高强低伸纤维、空气变
形纤维、高收缩纤维、阳离子可染纤维、抗起球纤维、纺真纤维(仿棉、仿毛、仿丝),
抗静电纤维、阻燃纤维。功能性纤维如抗菌、防臭、防紫外线。人体微循环保健纤维等都
具有国际一流水平,其中高强、高模维纶及高强低伸缝纫线都达到国际市场要求的水平。
    与国外发达国家相比较,我国的品种还不多,差别化纤维还要加大力度开发研制。尤
其对中高档次的差别化纤维要投入人力、物力进行开发。
    1.4  我国目前已开发出的仿丝、仿毛、仿麻、仿鹿皮及能深层次印染加工的各种织
物,是普通档次较低的产品,高档次差别化纤维包括吸湿透气性优良、防水透湿。隔防菌、
防臭及抗紫外线的差别化纤维及织物。
    1.5  纤维外观的改进,不能真正代替天然纤维服用、舒适性的功能,因此,穿看舒
适的差别化纤维要重点解决好。   
1.  5.  1吸汗、吸水:亲水性合纤、亲/疏水性混纺纱、微孔纤维、表面积增加的纤维。
1.5.2防水/透湿织物、微孔膜叠层物、微孔树脂涂层物、高密织物。
1.5.3绝缘织物:超细纤维绝缘材料、金属或陶瓷涂层物、贮热材料的镀层物或共
1.5.4  防臭/香味织物:抗菌纤维、除臭纤维(活性C、金属结合物),芳香剂纤维。
1.5.5  抗紫外线织物:精细陶瓷附加纤维。
1.5.6  微生物保健纤维。  
    1.6  日本对纤维差别化的研究开发已取得很大进展,所开发的差别化纤维是以
聚脂为原料,采用高级纺纱及加工技术生产出高级时装面料、具有天然纤维所不具备的高
级优良的手感。这是第一代新型差别化纤维,  日本称“新合纤”,但穿着舒适性却远不如
真丝,70年代后半期,第二代“新合纤”研制成功,它是采用异收缩混纤丝和特殊碱处
理工艺,纺成仿真丝织物。80年代已发展成第三代“新合纤”织物。是利用纺制天然纤
维开发短化纤工艺技术研制成功的。所开发的仿丝能具有天然绦构成的高络变形工艺,90
年的第四代差别化纤维、进入了超细化技术,并使纤维表面呈现微凸凹状及微孔,对
原料聚合物进行改性复合化工艺处理。超细化纤维、手感特别柔软,  目前国外已能使单丝
超细到0.1旦或更细,用其纺纱及织造,可生产出特高支、高密织物,还可进一步加工成
仿桃皮织物及其它高级面料。
    “新合纤”经过20年的发展,到20世纪末已形成许多系列,包括落起绒织物;新型
纺丝织物具有超过真丝性质的特性;用超细化技术制成的仿丝织物的纤维细度必须在
0.2-0.3旦,断面有多种形状。其它还有新型纺毛织物,仿鹿皮织物等,这些产品都基于
超细丝、纤维的基础上进一步,研制开发的。像仿鹿皮织物的原丝是细旦海岛型、幅射型、
复合纤维加工后纺织而成。再经过溶解、溶胀或变形方法,使原丝达到超细化。
    1.7  国内外在21世纪将下列差别化纤维中进行重点开发:
    1.7.1聚合阶段生产的差别化纤维:研制常压下可染型阳离子性聚脂Ceeop),60年
代初美国杜邦公司首先完成了对聚脂纤维进行改性工作,使其与带强酸性(璜酸)阳离子
基因的单体共聚,研制成阳离子改性聚脂(COP),可不用载体在高压下或用载体压常压下
用阳离子染料染色,染色效果好,色泽鲜艳,生产成本低,具有抗起球、起霜等优点,缺
点是强度低,不耐碱处理及易水介等。
    80年代第二代改性聚脂为常压可染型聚脂(ECOP),在其组成中含有第三单体。及醚
型或酯型,第四单体,组分共聚,增加对染料的吸收渗透能力,上色率达100%,在特定
工艺条件下可提高耐碱性,强度不会进一步降低。
    由于ECOP的出现,便阳离子改性聚脂提高到一个新水平,不但能和丝、毛一样在常
压下用阳离子染料染色,色泽鲜艳,并可进行复杂图案加工,可以任何比例与绦、羊毛、
普通、锦纶等纤维混纺交织,ECOP是具有很好发展前途的差别化纤维。
  碱溶性芳聚脂:是高吸湿性及多种用途的复合纤维,以间苯二甲酸二甲脂璜酸钠
作为第三单体,在聚合时引到聚脂大分子链上,再将这种改性的共聚脂与普通聚脂片共混,
纺成中空纤维,最后经碱处理可纺成从表面贯穿中间空腔的有许多微孔的高吸性,碱
溶性共聚脂还可作为复合纤维的一个组成部分,制成各种用途的复合纤维,成为研制差别化纤维的重要原料。
   低熔点共聚脂:可做破层组分、通过复合纺丝制成粘合性皮芯性复合纤维,作为非织造面料。
1.7.2 纺丝阶段生主的差别化纤维:
①生产开发断面异型纤维如米字型、阳光辐射性及中空辐射性涤/棉复合纤维,可做为各种超细纤维织物的基本原料。
②海岛型涤/聚苯工烯复合纤维,也是研制各种超细纤维织物的基本原料之一,适于加工制做高级劳动服面料,高级人造鹿皮等。
③三花瓣异型断面的细旦丝,作为仿真丝长丝原料。
1.7.3 成纱阶段的改性:
①开发异形纤维,异收缩纤维的混纤技术。
②开发各种变形技术产品:微卷曲纤维的不匀性,增加皱纹等。
1.8大多数是以石油为基础原料的,但石油原料贮量以很有限,预计2050年石油资源将可能用尽,化学纤维将会以新的基础原料取代石油,因此,21世纪将开发出许多新的可再生性的纤维素纤维。
2.新型纤维素纤维的发展:
传统的粘胶纤维是纤维素纤维为主要产品,优点是吸湿性能好,质地柔软,穿着舒适及生物降解性能好等。有棉型、毛型及涤型等人造纤维,近年来在第三世界发展很快,亚太地区更为突出,
我国粘胶产量在2001年后可突破45万吨,世界粘胶总产量达到250万吨,但粘胶纤维生产工艺流程长,对环境污染严重及纤维本身湿强力特别低(只有干强的50%),尺寸稳定性能差等缺点存在,特别人们对环保意识的加强,在一定程度上,制约了粘胶纤维的发展。
2.1 20世纪后20年,奥地利、英国及法国等发达国家研制开发了新一代纤维素纤维—Lyocell,tencell(中国称其为“天丝”)及莫代尔纤维的出现,使纤维素纤维取地突破性的进展。并已投放市场,受到消费者的欢迎。
  这些纤维素纤维的生产具有三大优点:
首先工艺流程短,生产过程采用溶剂法。将纤维素浆溶解后即可纺丝,生产过程中的溶剂无毒,而且生产中的性质,可以取代天然纤维纺织服装。生产工艺短,比棉花的生产周期短,棉纤维生长期用水量比Lyocell纤维用水量高百倍。而且棉花生长过程需大量农药、化肥等,比Lyocell纤维生产所需化学药品高20倍。Lyocell纤维还有生物降解的特点,。比合成纤维优异的多,这些是Lyocell纤维的第二大优点。
第三大优点是纤维性能比粘胶纤维及合成纤维好,Lyocell纤维吸湿后强力为干态的85%,尺寸稳定性也比粘纤好的多,Lyocell纤维单强高达38-42cn/dtex,仅次于单强的55-60cn/dtex,Lyocell纺纱性能好,纺织印染加工具有良好的适应性,织物及服装既有高档次的外观风格等等。Lyocell纤维问世后受到消费者的欢迎,称其为绿色纤维,具有很大的市场潜力,发展势头很强。21世纪是新型纤维素纤维Lyocell县委发展的时代,它在化学纤维生产中具有快速发展的趋势。
2.2 从发展趋势上看,天然纤维将逐步减少直到消失。毫无疑问,本世纪20年代将出现许多新的纤维原料来取代普通天然纤维,像目前新开发的大豆纤维和竹纤维等都是新
  的纤维原料,竹纤维(竹材粘胶纤维)由于具有比普通粘胶纤维有更好的吸湿性、透气性、
  染色性及悬垂性,而且含有天然的抑菌和抗紫外线性能,因此竹材粘胶纤维具有很大的发
  展潜力。竹纤维生长期很短每两到三年即可砍伐,砍伐后仍可断续生长。预计每亩地年产
  竹材20吨,可生产6吨竹质纤维。我国的竹材资源十分丰富,特别分部在我国西南地区。
  全国竹材面积421万公顷,竹材储蓄量1.27亿吨占全世界竹资源的30%,同时国家在15年内将括建和改建竹林基地120万公顷。因此是我国发展竹质粘胶纤维的有利的天然条
  件。除了生产竹质粘胶粘纤工艺外,还可像麻纤维那样脱胶工艺的生产方法,但由于单根
  竹纤维长度只有2毫米,因此只可采用半脱胶的生产工艺。生产竹纤维的脱胶工艺还需要
  进一步的研究。竹纤维许多好的特性,在服装、毛巾、浴巾、无纺布以及装饰布等领域的都有广泛的
适应性,用途很广,是部分取代棉纤维及普通粘胶纤维的优质原料。由于棉及羊毛纤维具有再循环利用的特性,因此在相当长的历史时期,仍然要占有一定的比例。
    从长远关点看,加快化学纤维,特别是差别化纤维以及新型纤维素纤维的发展速度是
21世纪纺织I业的战略任务,预计21世纪20年代将出现许多新的纤维原料以满足21世
纪,快速增长的需求,纺织工业在21世纪仍然是世界经济发展中的重要部分。纺织工
业对世界仍然十分重要,因此要努力开发新的能够代替天然纤维的各种纤维。以满足纺织
工业发展的需求。
    3、人口快速增长面临的第二个问题是纺织工业必须通过加快技术进步的步伐,实现
对纺织生产的短流程、高速度、智能化、自动化、低噪音、少污染以及高产品质量的要求,
还要在降低能源消耗和加快资金周转上取得进展。
    3.1短流程是在20世纪80年代起开始出现的重要技术进步,在传统纺系统中由于高
科技的电子计算机技术,传感技术及变频调速技术的应用,成功的开发出高科技的清梳联
体系,从原料喂入到生条已成为一个工序,开清棉部分也简化了许多突出了单机功能及质
量监控功能,使开松除杂、降低短绒及棉结,提高生条质量,在新型清梳联联合机上得到
很大的改进。
    新型纺纱系统成功的取消了粗纱、细纱及络纱等工序大大的缩短了纺纱工艺流程,像
喷气纺、涡流纺及转杯纺都是集纺纱、络纱为一体的高科技的生产设备,直接生产出高质
量的筒子纱。
    预计美国将在2020年到2030年之间向世界推出一步纺纱,一步织布的新的纺纱系统
从原料进入到成纱或织成布只需要一个工序,彻底改变纺纱工序多,流程长的局面。
  3.2高速度:20世纪80年代起,纺织的运转速度得到很大的提高,梳棉机锡林
速度已提高到600转/分,最高达到740转/分,并条机的引速度已高达1000米/分,精梳机的速度已达到400钳次/分以上,环锭细纱机的锭速达到25000转/分,涡流纺纱机的引出速度已达到400米/分,喷气织机速度已高达2000转/分。生产速度的提高缩短了生产周期加快了资金周转速度。
  3.3智能化自动监控水平的提高使产品质量得到很大的提高,如电子计算机控制下的    目前发展中国家在发达国家工作的专业人才已达50万人,并以每年10万人的数字增
加,其中亚太地区人才外流最严重,印度外流6万余名,土耳其平均每年外流370名专家,
菲律宾培养的专业人才有13%移居国外,埃及目前有350万专业人才移居国外,主要流入
美、英、法、德、加拿大及澳大利亚等。就连一些较发达国家的人才也向发达国家流入。
    4.3  人才流动趋势是从发展中国家,不发达国家流向发达国家流动,主要有三个方
面的原因:一是发达国家工资高、发展中国家每人年收入3000美元,而美国中等科技人
才年收入达到1.5万美元;二是发达国家的科技条件优越,像美国很注意科研经费每年投
入800亿美元左右,据说美国出资9万美元顾用独联体的116名核能专家为美国工作;此
外美国国会基金设立的沃特曼奖以培养激励科技人员的工作积极性,最高获奖者、在2—3
年内可得到50万美元的奖金。其他还有“工程创造奖”等各种名目的奖金。
  4.4我国的科技人才也在外流,据抽样调查北大;清华等在校301位学生,其中有211
名打算出国,超过70%,中国一些主要大学已向国外输出14万人,占当时出国留学生的50%,在全部去国外留学的学生中明确表示仅有44%的人愿意回国。  自费出国留学的人回国者仅占3%。
    4.5国外在华的一些公司,公开到我国高等学府大学生中招人,以供给学习生活费用
及提前发放工资的方式、吸引我国在校大学生外流。像美国微软公司在中国的分公司、研
究院等,招用中国40多名博士,摩托罗拉在华投资,从1亿美元增加到15亿美元,大部
分是在中国国内招用的中国科技人才。外资在华兴办的纺织企业,工程技术人员几乎全部
都是在我国国内解决,我国花费了许多资金培养的人才却为外国所用,浪费是可想而知的。
  4.6人才流失现象归纳起来有以下原因:
  4.6.1中国用人机制值得研究:
  如在我国广州,从美国lJ刁来的八位博士、回国不久大部分又离开了广州,其中四名又
回到美国,主要是待遇过低,工作环境不如国外,国内对人才管理方式不能使回国人员施
展能力,表明工资待遇是一方面的问题,但更主要的是工作环境及人事制度方面存在问题。
    4.6.2老龄人才问题:
    我国各类科技人员,退休的已达到400多万,而其中高级职称的科技人才占50%,预
计今后每年还会有6000多名专业人才退休,到2006年退休人员将再增加16万人,虽然
有一部分人员继续发挥余热,但大部分人员离退休后只得休间在家,无疑是个大的损失。
  4.6.3实际上我国人才在总量上与欧美发达国家相比差距并不大。我国共有高等学校
1022所,在校大学生340万人,其中科学家和工程师占150万人,科技人员部量与美国、
日本、俄罗斯、欧盟等国大休相当,只是我国目前的人事工资制度滞后于社会发展,用人
机制远远不适应生产力的发展,成为各级人才发挥力量的巨大障碍。
  4.6.4我国纺织工业面临人才短缺问题:
  由于国营纺织企业机制不合理,工资待遇偏低,使部分科技人员及技术工人流向三资
企业,人才流失造成缺岗,工作质量下降,影响企业技术进步,(技改及新品种开发)及
产品质量的提高。尤其设备维修工作造成的损失更为严重。
    另外,新毕业的专业大学生、由于工资待遇问题不顾去国营企业工作。    目前国家出台了新的国有企业工资政策,允许经济效益好的国有企业工资可向三资企业靠齐。但仍然没有真正放开对国营企业的工资管理。
  4.6.5新兴的司营纺织企业,由于技术人才缺乏,在管理上缺少科学管理的人才及科
学的管理模式、即便是新的高科技设备,生产效率却低下,某厂新引进的200多台喷气织
机、生产效率只有80%,一人看2台喷气织机,主要是缺少技术人员及科学的管理。新兴
的纺织企业严重缺少科技人才。  
    中国国情研究小组康晓光教授说:如果一个国家在人才竞争上落后一步,就可能在科
技进步,社会发展等方面步步落后,我国搞建设最需要的是人才,最缺乏的也是人才。因
此,人才问题应当引起我们纺织工业决策人的高度重视。
  5、解决人才短缺问题的建议:
  5.1国家必须出台关于抑制人才不合理外流及国营企业人才向三资企业流动的政策,
首先在纺织工业领域中要加快管理体制的改革,以股份制企业,私营企业及合资企业为主要
模式,以充分发挥各个层次的科技人员(包括技术工人)的工作积极性。二是要彻底放开工
资待遇的管理,使各种体制企业的科技人员工资基本上与三资企业拉平。要创造好良好的
工作环境和生活环境及工资待遇,吸引大专院校毕业生走进工厂企业发挥作用。
  5.2巴西全国为了应对新的纺织设备的引进,进行更新换代技术升级。有计划的、常
年的举办各类专业训练班,为企业培训各种专业技术骨干,他们于欧洲各大纺织公司
举办各种专业的培训教育中心。以保证新技术、新设备能在巴西充分的发挥作用。面对我
国纺织工业技术进步的加快的新局面。我国应当效发巴西的做法,注意举办各级专业教育,
采取定向培训的办法,为企业培养技术人才。更要注意举办自动化、自动控制、电子计算
机的纺织专业技术的培训班,为企业培养出一批一批自动化专业技术队伍,以应对我国坊
织工业向高科技发展对人才的需求。
    5.3  我国应当学习美国的教育方法,重点办好中等专业的纺织技术学校,为企业输
送高等级的技术工人及管理人才。
  5.4  要注意加强纺织大专业院校及科研队伍的力量,采取有效措施吸引国内外高级
专家在我国纺织工业技术进步的战略任务中,不断的发挥作用,在开发新产品、研究新原
料改进纺织,采用高科技技术等方面做出贡献。为我国培养出更多的纺织科技人才。
  5.5  要适当的延长科技人员的退休年龄,或者彻底放开对退休年龄的限制,根据科
技人员的体能和企业的需要来确定科技人员的退休时间,以充分的发挥高级科技人员的作用。
主要参考文献:
1、Jurg Rupp:“the man—made fibe decade(?)”  text  BUlletin    2002.1  P6—
2、ProfDr.1ngAntun Schenek‘‘natural fibrS—proctionand importnce’text Bulletin
                                                      2002.2    P8
3、秦贞俊:“国外21世纪棉纺织工业发展方向的设想”    纺织科普  2002
4、秦贞俊:“21世纪纺织工业发展的展望”    安徽纺织信息  2002.2
5、秦贞俊:“美国棉纺织工业结构的战略调整”    国外纺织技术  2002.6
6、秦贞俊:“世界棉纺织工业的技术进步”国外纺织技术   2002.8
                              

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