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印染行业科技发展成效及“十五五” 发展重点方向印染行业科技发展成效及“十五五” 发展重点方向 中国印染行业协会 近年来,全球科技创新进入空前密集活跃的时期,新一轮科技革命和产业变革正在重构全球创新版图、重塑全球经济结构。当前,我国仍处于工业化、城镇化深入发展阶段,经济发展与能源消耗、碳排放存在强耦合关系,要兼顾经济社会可持续发展与碳达峰碳中和目标,实现高质量发展和高水平环境保护,必须依靠科技创新。科技创新是发展新质生产力的核心要素,以科技创新引领新质生产力发展和现代化产业体系建设是提高发展质量和效益的重要抓手。 印染行业是纺织产业链核心环节,是赋予纺织品服装色彩、功能性,提升附加值的重要技术支撑。印染行业涉及物理、化学、生物等多门学科,是技术密集、科技含量高的行业。“十四五”以来,印染行业科技创新能力水平不断提升,先进技术装备研发取得突破,高品质产品占比不断提高,数字化智能化绿色化水平提升明显。 一、“十四五”印染行业科技创新成效 (一)科技创新基础牢固、成果突出 “十四五”期间,印染行业科技创新能力持续提升,全行业共有67项科技成果获中国纺织工业联合会科学技术奖。此外,地方政府、高等院校等也相继组建成立印染技术创新中心、印染技术研究院,越来越多的印染企业建立省级、市级企业技术研发中心等。这些科研机构、技术中心的建立,为印染产业技术研究开发和创新应用提供了有力支撑,在引领带动产业创新发展方面发挥了重要作用。 (二)技术装备水平显著提升 “十四五”期间,印染行业整体技术水平取得明显进步。高上染率的活性染料、液态分散染料、纳米涂料、无酚酸性固色剂、代用盐、尿素替代剂、无氟防水剂、莱赛尔织物抗原纤化交联整理剂、水基(性)聚氨酯涂层整理剂、生物基助剂等染化料助剂得到不断研发与应用。化纤机织物连续平幅前处理、针织物连续平幅前处理、超声波连续水洗、连续喷射绳状水洗、分散染料碱性染色、高牢度涂料印花、 数码喷墨印花等节水减污工艺技术,棉织物低温前处理、小浴比低能耗间歇式染色、冷轧堆前处理与染色、低带液高效浸轧、高温废水热能回收利用、定形机废气余热回用、蒸汽热能梯级利用等节能降碳技术,印染废水分质处理、膜法水处理、定形机废气高效收集处理等污染物治理技术应用面持续扩大。活性染料无盐染色、涤纶织物少水连续轧染、低尿素活性染料印花、数码喷墨印花在线上浆等技术实现产业化应用。棉针织物平幅连续染色、超临界二氧化碳流体染色、纺织品疵点高速智能检测识别系统、数码喷墨印花喷头等技术研发取得积极进展。数码喷墨染色技术取得重要阶段性成果。 (三)数字化智能化水平稳步提升 “十四五”期间,印染行业数码喷墨印花设备的印制速度和精度明显提高,One Pass数码印花机、数码+网印联合机、双面数码印花机等新型数码喷墨印花设备应用面不断扩大;工艺参数在线监测与控制系统、自动滴液系统、染化料自动称量配送系统、印花自动调浆系统、染缸集控系统、智能图像整纬系统、定形机在线监控系统、能源管理系统、智能仓储物流系统、废水处理在线监控系统等印染自动化系统和装备得到不断推广应用,生产计划排程系统(APS)、资源计划管理系统(ERP)、制造执行系统(MES)等数字化管理系统在印染企业得到不同程度的应用;5G、物联网、人工智能、大数据、云计算、等新一代信息技术与印染行业制造场景不断融合; 覆盖印染全流程的数字化信息系统以及AGV小车、工业机器人等智能化生产管理系统在部分企业得到创新应用。 (四)绿色低碳发展成效显著 “十四五”期间,一批清洁生产、污染物治理、资源循环利用等先进技术得到推广应用,单位产品能耗水耗不断降低,污染物排放持续减少,行业绿色发展成效显著。2020~2025年,印染行业机织物单位产品水耗由1.5吨水/百米下降到1.3 吨水/百米,下降幅度为13%;针织物单位产品水耗由95吨水/吨下降到85吨水/吨,下降幅度为11%;单位产品综合能耗下降近8%,其中,机织物单位产品能耗由35公斤标煤/百米下降到32公斤标煤/百米,针织物单位产品能耗由1.2吨标煤/吨下降到1.1吨标煤/吨;水重复利用率由40%提高到45%,提高5个百分点。印染行业能源结构不断优化,太阳能、生物质能等再生能源应用面持续提高。印染产品生态安全性不断提高,生态环保型染料助剂及原材料的应用比例不断扩大。 (五)产品结构持续优化提升 印染行业加快推动产业升级,持续加强以市场为导向的产品创新和产业链协同创新,印染产品品种不断丰富,应用场景逐步拓展,高端产品供给能力持续提升。具备绿色低碳可持续特征的生物基纤维面料和再生纤维面料的应用范围不断扩大,生物基化学品在印染生产中的应用取得显著进展,高性能、绿色健康纺织品供给能力稳步增强。具有卫生保健、安全防护及复合功能的产品不断涌现,具有导电、远红外、防水透湿、抗紫外、抗菌、抗病毒、特种防护等性能的产品开发不断成熟。膜复合和涂层整理面料开发进一步满足户外运动服饰的功能需求。印染行业产品开发进一步向健康医疗、户外运动、时尚环保、智能穿戴等细分领域延伸。AI在纺织品设计和图案花型设计领域持续赋能,推动印花等产品不断创新。 (六)标准化建设稳步推进 “十四五”期间,印染行业标准化建设稳步推进。印染制品分技术委员会共完成国家、行业标准制修订项目30项,其中,国家标准制定l项,修订1项,行业标准制定8项,修订20项。生态环境部将《纺织工业水污染物排放标准》列入《加快推动排放标准制修订工作方案(2024-2027年)》制修订计划。《印染企业综合能耗计算办法及基本定额》《机织印染产品取水计算办法及基本定额》《针织印染产品取水计算办法及基本定额》《纺织染整生产工艺用再生水水质》已修订发布。 二、科技创新存在的主要问题 “十四五”以来,印染行业科技发展取得了一定成绩,但行业创新能力仍显不足,在高品质面料开发、智能化信息化转型等方面存在技术瓶颈和难点。 (一) 创新体系需不断完善,创新能力有待提升 印染行业作为纺织产业链的中间环节和关键环节,科技创新和技术引领对纺织工业高质量发展的支撑作用仍有待加强,推动产业链从材料到终端的协同创新和集成创新能力有待提升,跨学科、跨领域的科技协同创新能力仍需提高。印染企业科研力量不平衡,具备较强原创能力的印染企业少,具有自主知识产权的高技术和高附加值产品比例仍然较低。 (二)高品质面料及产品开发能力亟待提升 经过多年的发展,印染行业在产品品种多样性,性能、质量稳定性等方面有了很大进步,但在高品质、高性能产品的研究开发能力方面仍需不断提升。在新型纤维染色加工领域,聚乳酸纤维等生物基合成聚酯纤维染色,对位芳纶、聚酰亚胺、高强高模聚乙烯、聚苯硫醚等高性能纤维染色,高端热湿舒适性纤维、高端微纳米纤维、生物医用聚乳酸纤维、生物医用再生纤维等前沿纤维染色技术,依旧存在技术空白,与国际先进水平仍有一定差距。同时,由于当前中国印染行业仍以来样加工的模式为主,系统化的面料设计开发能力需要不断加强,高品质、高性能产品生产加工过程的精细化控制与管理水平有待提升。 (三)智能化、信息化转型有待加快推进 印染行业以湿热加工、化学加工为主,产品种类繁多,生产工艺复杂,涉及的生产装备类型多,信息化、智能化转型难度较大,虽然近几年发展速度明显加快,但仍处于初级阶段。当前,我国印染行业在设备互联互通、数据采集、信息融合等方面仍较为薄弱,行业整体装备的数字化、智能化推进速度缓慢,发展多年的自动调浆系统尚未得到普遍应用;染化料自动称量输送系统的应用面仍不够广泛,尤其是自动称量系统,仅在部分优秀企业得到应用:自动滴液打样系统虽己应用于部分企业,但多数应用企业未能充分发挥其作用;重点设备的主要工艺参数实现了在线采集和自动控制,但许多企业只实现于单机台层面,未实现软件与设备、设备与设备之间的互联互通;部分企业实现了整条生产线、整个生产车间的互联互通,但覆盖全流程的信息采集与控制系统仅在少数企业得到运用。另外,印染企业的数字化管理已得到广泛运用,但主要以统计数据和展示数据为主,并没有开展大数据的分析,更缺乏智能化制定生产工艺的能力,如何充分利用生产数据和原材料数据进行智能化生产仍是需要攻克的瓶颈和难点。 (四)一批短板关键核心技术亟待突破 当前,我国印染行业科技创新仍面临一些关键核心技术上的短板,如国产高性能数码印花喷头、测色配色硬件及软件、具有学习功能智能化加工技术、高端化学品、高端印染装备、少水染整产业化关键技术等,存在被“卡脖子”的风险,行业亟需不断加大创新研发力度。 三、 “十五五”印染行业科技发展重点方向 “十五五”时期,印染行业将继续坚持科技创新,聚焦产业链各环节,加快原创先进工艺和技术的研发,突破一批提升产品品质、绿色低碳、数字化智能化的关键产业化技术,加大先进工艺技术的推广力度。以技术进步提升行业可持续发展能力和国际话语权。鼓励企业间的技术成果共享,加快创新成果转化和产业化应用,提高产业核心竞争力。 (一)加强高品质印染产品技术的开发 支持关键核心和基础共性技术研发,发挥龙头企业主导作用和高校、科研院所基础作用,着力研发一批高品质印染产品的关键技术,增强技术创新对产业链发展的支撑能力。加强功能性纺织品后整理技术的研发推广,包括高水平舒适和易护理、 抗静电、抗辐射、防紫外线、新型阻燃、抗菌、防臭、隔热保温、调温及促进血液循环等功能的生产关键技术;突破极端条件(高温、低温、高能射线)下的特种防护功能纺织品加工技术;开展纳米技术、等离子体技术、激光技术等手段在功能纺织品中的应用研究。加强新型纺织纤维印染技术的研发推广,开发应用聚乳酸纤维、芳纶纤维、生物基PTT纤维、可降解聚酯纤维等合成纤维的印染技术;开发应用动植物蛋白纤维的印染技术;开发应用以竹、麻等新型可再生资源为原料的再生纤维的印染技术;开发应用针对功能性纤维、细旦纤维、改性纤维、有色纤维、异形截面纤维等差别化纤维的印染技术。加强智能型纺织品印染技术的研发推广,开发具有自清洁、调温、发光、显示、运动传感、生理指标自动检测和远距离信息传输等多种复合功能和智能化的纺织品印染技术。 (二)加快推进数智化转型升级 以数字技术与产业深度融合为核心驱动力,加速推进5G、人工智能、云计算等新一代信息技术创新应用,促进设备、系统互联互通和数据集成共享,构建覆盖能源管理、设备运维、工艺优化及环保监测的全要素智能分析体系,持续提升生产数控水平。推动企业装备改造升级,全面推进染化料自动称量配送系统、印花自动调浆系统、能源管理系统、智能仓储物流系统、废水处理在线监控系统等自动化装备的应用,提升企业生产效率和精细化管理水平。拓展印染ERP、MES等系统的应用场景,推进设计研发、生产制造、现场管理、运营决策等环节的智能化转型。大力推进印染行业工业互联网平台建设,打通产业链上下游数据壁垒,促进设计研发、产能协同、质量管控等环节高效联动。打造多层级数字孪生平台,推动生产资源精准配置、制造效率系统提升与市场响应敏捷优化。加快推动企业开展机器换人、数字化车间、智能化工厂建设。研发成品和在制品智能化输送系统,包括匹布智能缝头进布系统,智能验布系统,布卷、布车、浆料桶AGV运送设备和定位系统,围绕印染生产过程规律性的动作及搬运等场景开发人形机器人辅助系统;研发具有自学习能力的人工智能织物疵点检测算法与设备,包括机器视觉自动检验面料疵点技术;攻关国产压电陶瓷数码喷墨印花喷头、智能测配色系统等短板技术,提升行业智能化水平。 (三)深入推进绿色低碳化发展 以绿色技术驱动生产各环节降低污染物产排量为核心,持续深化污染防治。加强有毒有害化学品替代技术开发,引导企业在生产过程中使用无毒无害或低毒低害原料,从源头削减或避免污染物的产生。加快绿色先进技术的研发应用,包括继续研发推广针织物连续平幅前处理、超声波连续水洗、低带液高效浸轧、冷轧堆前处理和染色、分散染料碱性染色、活性染料少盐染色、涤纶织物少水连续轧染、低尿素活性染料印花、高色牢度涂料印花、无氟防水整理等绿色先进技术,重点攻关棉针织物活性染料连续染色、超临界二氧化碳染色、国产液氨处理等技术。加强资源综合利用,继续推广废水废气中热能、水资源、染化料等的回收利用技术,研发推广高级氧化、膜处理技术,重点加快高盐印染废水处理技术、高氨氮印染废水处理技术、低成本高效印染废水深度处理与回用的研发和示范,提高末端治理水平和中水回用率;研发推广定形机废气高效收集处理、涂层废气处理,强化企业无组织排放管理。推进企业内部用水循环利用和污水资源化,搭建废水循环利用智慧管理平台,提高重复利用率。 (四)优化产品结构和市场结构 深入实施“三品”战略,严格质量管理,不断提高质量,丰富品种,提升品质,以技术创新带动产品创新,提升高技术含量、高附加值印染产品供给能力。加强产品设计开发,融合传统文化和时尚创意,推动色彩、图案、工艺的创新应用及多元化结合,打造个性化、时尚化、高品质的供给体系。引导企业加强供应链管理,充分发挥印染行业在产业链上的技术和产品优势,推动上下游企业实现协同制造。以市场需求为导向加强产品开发,以产品开发为依托拓展多元化市场,逐步降低行业加工贸易比重,增强企业市场话语权,切实提升发展质量和效益。加强品牌推广、创意设计、技术研发等中心建设,提升自身应变市场能力,以及品牌对市场的掌控能力。 (五)强化标准体系建设 加强印染新产品、功能性面料等产品标准和智能制造、绿色低碳等领域的标准制修订工作,加强标准制修订过程中产业链上下游的协同,促进产业链上下游标准有效衔接。持续提升标准化技术委员会的专业性和规范化建设,拓宽印染标准体系建设,构建多领域、多层次的印染标准体系。在国标委标准体系框架下,重点围绕产品标准,加强国家标准和行业标准的制修订工作。在印染协会团体标准体系框架下,围绕绿色低碳、安全生产、智能制造、生产管理等领域,加快推进通用标准的研究制定工作,并适当补充国标、行标以外的印染产品标准。此外,积极参与其他标准体系框架下与印染相关的标准,加大有利于内外贸衔接的标准研制力度,提升国内外标准的一致性程度。 “十五五”时期,印染行业科技发展更需要政府、高校、科研院所及企业协同努力,继续出台相关技术创新激励政策,鼓励企业研发推广先进适用技术,提升高附加值产品比重,推动印染行业新质生产力持续跃升,实现行业高质量发展。 (撰稿人:刘添涛 丁思佳 李鹏飞)
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