浆纱是棉纺织中能耗高、排放多的工序之一，需要积极探索创新，采取更加环保、可持续的措施来降低碳排放。
“我国棉纺织行业浆料耗用量总体呈现下降趋势。未来，纺织上浆主要向绿色减碳和智能制造方面发展，聚焦环保上浆、低上浆率、配方简单、退浆简易，浆纱设备更趋于智能化、数字化。”中国棉纺织行业协会副会长王耀在近日举办的2023中国棉织产业（无锡）发展大会暨全国浆料和浆纱技术年会上说。
那么，当前我国浆纱技术和设备发展情况如何？相关企业又是怎样践行减耗降碳的呢？
创新上浆工艺
上浆是织前的必要环节，纱线经过涂浆才能增加强度，但是传统上浆工艺面临着很大的环保压力，为了践行绿色发展的理念，纺织企业纷纷创新上浆工艺。
“环保上浆工艺技术推动了浆料总用量的下降。”王耀表示，“十三五”以来，我国棉纺织行业浆料耗用量总体呈现下降趋势。
近年来，江苏悦达家纺有限公司（以下简称“悦达家纺”）积极推动以节能、降耗、减污为目标的绿色生产新方式。“企业产品以家纺面料为主，原料以全棉为主，还有涤棉、功能性材料及化纤长丝类产品，90%以上的产品要经过浆纱工序。为保证产品环保，追求减耗降碳，提高企业竞争力，减少使用或替代PVA（聚乙烯醇）浆料对我们来说格外重要，因为PVA粉末在自然界中无法降解。”悦达家纺主任孙万孟表示，根据纱线不同特征，悦达家纺在生产全棉40支、60支、80支以下棉类及涤棉缎纹品种时，创新上浆工艺，实现无PVA上浆。在生产中，为弥补淀粉浆膜硬脆及落粉多的缺陷，在线控制好浆纱回潮率是关键。目前，悦达家纺前织MES（生产信息化管理系统）、织机监控系统、AI（人工智能）在线疵点检测系统、智能验布设备相互关联，建立了面料数据采集和管理系统，可实现面料信息的集中统一管理和及时反馈。大量生产和质量数据的存储、追溯及分析，有助于优化生产工艺，提高产品质量。
“实现无PVA上浆是当前纺织企业的一个共同目标。”泰州世纪天虹纺织有限公司准备车间主任王虎扣表示，进行无PVA上浆时调浆操作尤其重要，主要通过以下几点来控制：一是必须严格按工艺投料，浆液必须一次煮到工艺体积，严禁在常温桶加水定积；二是蒸煮必须开小汽慢煮，高压桶煮浆时间不得低于30分钟；三是浆液由高压桶打出到上机使用严禁超过1小时，浆纱机打浆前浆液温度不得低于90℃；四是加入回浆的数量严格控制在10%以内。
浙江玉帛纺织有限公司（以下简称“玉帛纺织”）是一家集高支高密纺织面料研发、生产、销售和技术服务于一体的企业。近年来，该公司与浙江理工大学、东华大学和中纺院江南分院等高校和科研机构合作，以浆料助剂研发为重点，创新研发了适用于纯棉、纯涤、涤棉混纺等纱线的高回潮率、高浸透、低上浆率、无PVA的全淀粉上浆工艺。据介绍，该工艺织造效率高，较传统工艺可提升10%；浆纱质量好，且成本可降低8%；退浆废水可降解，生态性好，处理成本低；节能效果显著，用电量可降低8%。“用了新技术之后，员工操作更简单了，以前调浆工艺复杂，现在用了全淀粉浆料，工艺变简单了，员工也不容易出错。”玉帛纺织浆纱车间主任姚建鑫说。
“使用新工艺后，现在企业每年可以节约250多万元生产成本。”玉帛纺织董事长黄少平介绍，目前，该工艺已实现工业化生产，并在浙江、江苏、安徽、河北等地厂家得到推广，达到了高效高质、节能环保、清洁生产的目标。
研发新型浆料
随着纺织行业绿色低碳转型步伐的加快，纺织企业对浆料环保性能方面的要求也日益提高。与此同时，浆料生产公司也积极顺应市场需求，推出各种新型纺织浆料，助力纺织企业实现绿色生产。
“企业研发的JD-X浆料是以丙烯酰胺为主体多元聚合而成的一种新型纺织浆料，主要特点是黏附性好，吸湿保湿性强，易生物降解，对环境污染小，能显著改善淀粉浆料的上浆性能与其他浆料的混溶性等。”宜兴市军达新材料科技有限公司（以下简称“军达新材料”）高级工程师王正虎介绍，JD-X浆料也是一款创新型功能浆料，随着其添加量的增加，淀粉浆对亲水性纤维的抱合力显著增加，在浆纱生产中，能大幅度地提高淀粉的使用量，为少用、不用PVA提供了坚实基础。
如今，军达新材料已拥有发明专利20多项，生产的纺织浆料产品包含30多个品种，除了国内市场，还远销巴基斯坦、印度尼西亚、越南等国。
“浆料的原材料选择范围很窄。必须要拓宽思路，放宽视野，突破PVA、淀粉类和聚丙烯酸类三大浆料的范围；研发高性能、能完全取代PVA的环保浆料，特别是纯棉细支高密织物和涤/棉混纺织物经纱上浆用浆料；寻找高性能、无PVA的低上浆率浆料，真正实现易退浆，退浆废水COD（化学需氧量）值低，从源头减少污染物的排放；开发专用浆料，如麻纤维纱线上浆浆料、筒子纱上浆浆料、毛纱上浆浆料、泡沫上浆浆料、低温上浆浆料。”谈及浆料的创新研发，军达新材料总经理吴燕说。她认为，纺织浆料要满足上浆性能好、易退浆、生物降解性好、成本低的要求。为此，军达新材料开发了专用于纯棉中高档织物的JD-H高性能浆料，中高支纯棉经纱上浆完全无PVA，黏附性好且易生物降解；开发的JD-L低上浆率浆料，中高支纯棉经纱上浆完全无PVA，并可降低上浆率30%-40%。此外，该企业还开发了具有优良上浆性能和易退浆性能的涤纶长丝专用浆料JD-TF和锦纶长丝专用浆料JD-NF。
骏德环保科技（宁波）有限公司北方区销售总监陆盛介绍，公司开发的新一代高效上浆剂――JT-2156为粉状固体，可糊化添加使用，适用于非织造、浆纱上浆等应用，能够大量替代PVA或淀粉，并改善成品物理性能，具有成膜好、性价比高的特点，是一种独特的非发泡己内酯共聚物，专门用于(单独或与PVA组合使用）涤棉混纺纱和其他短纤纱的经纱上浆，适纺性强，有助于企业降本增效。与此同时，可回收再利用的特点使JT-2156兼顾环保效益，成为企业绿色升级的一大帮手。
升级浆纱设备
提高浆纱质量的同时实现绿色低碳，除了创新上浆工艺，使用环保浆料之外，还离不开先进浆纱设备的支撑。
近年来，浆纱机作为织造准备机械的核心，在宽幅化、大卷装和高速化方面不断取得突破。中国纺织工程学会副理事长、江南大学纺织研究所所长高卫东表示，经过数十年的发展，国产浆纱机的技术有了长足的进步，主要体现在品种适应性和产量显著提高，应用退绕张力气动控制技术、高压压浆技术、全烘筒烘燥技术、浆纱机主传动数控技术、无浸没辊的单上浆辊上浆技术等方面。这些技术的应用，使国产新型浆纱机实现了宽幅、高速、高产、优质的发展目标。未来，浆纱机在单个经轴张力退绕控制技术、多因素智能修正回潮率精准控制测量技术、浆纱毛羽贴伏量在线检测技术、基于压浆力智能控制的上浆率恒定技术、浆纱断头撞筘在线监测技术等方面可进一步取得技术优势，从而促进浆纱质量的进一步提高。
纺织上浆未来向绿色减碳方向发展，浆纱设备趋于智能化、数字化。图为恒天重工股份有限公司自主研发的GA318型浆纱机,可与互联网连接，实现远程在线调试及监控，助力纺织企业节能降耗。（资料图片）
恒天重工股份有限公司（以下简称“恒天重工”）GA318型浆纱机是国产新型浆纱机的代表性机型，该设备是恒天重工近两年开发的浆纱机迭代升级产品，采用新型车头、浆槽及智能化控制系统。该机工作幅宽3600mm，卷绕直径1000mm，车速180米/分钟，卷绕传动采用集成化设计，提高了传动效率及稳定性，具有自动调浆、远程运维、自动割纱等功能，可与互联网连接，实现远程在线调试及监控，助力纺织企业节能降耗。
“智能化进程的推进是提升浆纱质量和减少用工的关键。”中国棉纺织行业协会会长董奎勇认为，通过数字化和智能化技术，可以实现对浆纱过程的精准控制和优化，提高浆纱质量。
江南大学研究生院副院长潘如如对此表示认同。他表示，浆纱设备的数字化发展体现在数据采集以及管理系统的应用方面。纺织MES系统包括前织MES系统和织造MES系统，其中，前织MES模块包括整经管理、浆纱管理和疵点录入三个部分，织造MES模块包括织机管理、织轴管理和员工管理。未来，四大技术将助力纺织企业在浆纱这一环节实现节能降耗：一是物联网技术，通过将各种设备和物品进行联网，提高生产效率和质量。二是数字孪生技术，通过复制生产过程中的物理系统和过程，建立数字化的模型，可以实现更加精细化和智能化的生产过程管理和优化。三是人工智能技术，通过人工智能构建模型，预测生产过程中的问题和异常、优化生产计划和生产调度、进行生产过程中的质量检测和控制。四是云端部署技术，云端部署可以实现MES系统的快速部署和升级，降低管理成本，实现数据共享和协同工作以及远程监控和管理。
