ИННОВАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ПРОИЗВОДСТВЕ ТЕКСТИЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

INNOVATIVE TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OF TEXTILE MATERIALS

Alexander Vyatkov

student, Faculty of Information Technologies, Kosygin Russian State University,

Moscow, Russia.

АННОТАЦИЯ

Многие отрасли в условиях современности трансформируются в сторону применения инноваций. Текстильная промышленность, как одна из ключевых преимуществ экономики многих стран не могла остаться в стороне. В рамках данной статьи будет осуществлен анализ отрасли, рассмотрены ключевые инновационные технологии и направления развития отрасли. В настоящее время текстильная промышленность сформировала крупнейшую в мире и наиболее полную промышленную систему.

ABSTRACT

Many industries in the conditions of modernity are transforming towards the application of innovation. The textile industry, as one of the key advantages of the economy of many countries could not stay aside. This article will analyze the industry, discuss key innovative technologies and the direction of the industry. Currently, the textile industry has formed the world's largest and most complete industrial system.

Ключевые слова: инновации, технологии, текстиль, производство, материалы.

Keywords: innovation, technology, textile, production, materials.

Современные тенденции научно-технической революции и трансформации глобальных промышленных сетей актуализирует применение современных инновационных технологий в производстве тканей, при их производстве применяются экологичные технологии, соответствующие интеллектуальной зеленой трансформации. Если говорить о мировой практике производства текстиля, то например в Китае инновации касаются всего процесса производства. Реализована практически полная автоматизация процесса производства. Весь производственный процесс подключен к интеллектуальной системе, технические параметры можно регулировать в режиме реального времени с помощью компьютера, операции прядения и намотки переданы автоматизированным машинам [1].

По сравнению с ранее использовавшимся процессом кольцевого прядения, вихретоковая прядильная машина способна повысить эффективность производства в 25 раз, количество рабочих составляет всего 1/10 от первоначального, весь производственный процесс не имеет выбросов. Поскольку традиционная текстильная промышленность является трудоемкой отраслью - в последние годы текстильная промышленность ускорила применение нового поколения информационных технологий, таких как 5G, искусственный интеллект, Интернет вещей, промышленный Интернет и т. д., и неуклонно продвигает цифровую и интеллектуальную трансформацию, что открывает для отрасли новое пространство для повышения качества и эффективности. Интеллектуальная трансформация позволила повысить эффективность производства и добиться "зеленой" трансформации [2].

Нанесение печати и окрашивание  является ключевым звеном в текстильной промышленности по энергосбережению и сокращению выбросов, на долю сточных вод приходится около 70% выбросов всей текстильной промышленности. В последние годы, благодаря постоянному продвижению и применению экологически чистых передовых и применимых технологий и процессов, уровень чистого производства в печатной и красильной промышленности продолжает повышаться. По данным отраслевых ассоциаций, за последнее десятилетие очистка сточных вод, химическая потребность в кислороде, выбросы аммиака и азота в печатной и красильной промышленности сократились примерно на 30%, 80%, 90% или около того, потребление воды на единицу продукции снизилось более чем на 40%, на единицу продукции комплексное потребление энергии снизилось более чем на 30%, коэффициент повторного использования воды вырос с 15% до 40%[3].

Научно-технический инновационный потенциал продолжает укрепляться, оказывая мощную поддержку развитию тысяч направлений промышленности. Отходы одежды, обрезки и другие отходы полиэфирных материалов путем химического разложения уменьшения полиэстера, пластиковые бутылки перерабатываются путем удаления примесей, смешивания, плавления, прядения и других процессов воссоздания шелка оказывает положительное воздействие на экологическую ситуацию во всем мире. Чтобы разработать биоразлагаемое сырье компаниям пришлось преодолеть ряд технических трудностей, таких как ключевая технология гомогенизации вязкости расплава, высокопроизводительное производство переработанных волокон и длительный цикл полимеризации. Экологичность и легкость - одна из тенденций в швейной промышленности.

В последние годы текстильные предприятия, основываясь на потребительском спросе на исследования и разработки новых материалов, продвигают функцию модернизации в то же время, но также нацелены на спрос на сырье в тысячах отраслей промышленности, продолжают расширять рынок. Инновационные материалы применяемые в швейной индустрии позволяют достичь высокого качества одежды. Так например микрофибра имитирует замшу -  материал как текстура кожи и ткани мягкость, а также сопротивление трению, термоизоляция и другие характеристики, широко признаны в отрасли[4].

Научно-технический инновационный потенциал текстильной промышленности сосредоточен на ключевых базовых материалах и нановолокнах, умных волокнах и других передовых волокнистых материалах, продолжении разработки высокоэффективных волокон, промышленных специальных волокон и других продуктов. В последние годы значительно возросло качество текстиля, большую роль на рынке продолжает играть Китай.

В настоящее время мировая научно-техническая инновационная модель постепенно развивается в направлении ответа на основные социальные вызовы и повышения благосостояния всего человечества. Режим развития текстильной промышленности также постепенно трансформируется от "большого и всеобъемлющего" к "сильному и точному". Текстильная продукция с высокой добавленной стоимостью, отличающаяся функциональностью и экологичностью, адаптируется к требованиям времени и играет активную роль в удовлетворении разнообразных потребностей населения и повышении качества жизни людей.

Ткань - важнейшее звено в цепочке швейной промышленности, напрямую определяющее качество готовой одежды, а также звено с самой высокой добавленной стоимостью и самыми высокими барьерами в цепочке текстильной промышленности. Исходя из исторического опыта, концентрация на исследованиях и разработке тканей является для текстильных предприятий важным средством повышения статуса промышленной цепочки на фоне последовательной передачи цепочки текстильной промышленности. В настоящее время Китай, как и иные представители индустрии находятся на волне модернизации промышленной структуры, местные текстильные предприятия должны следовать веянию времени, чтобы добиться прорыва в области производства тканей с высокой добавленной стоимостью.

Обработка ткани находится в середине цепочки текстильной промышленности, является самой высокой добавленной стоимостью цепочки промышленности, самые высокие барьеры, с технологически интенсивных и капиталоемких особенностей.

Наряду с потребительским спросом на функциональные ткани продолжают улучшаться, химические волокна продукты на основе их собственной прочности, устойчивости к истиранию и других преимуществ производительности.

Многофункциональная пряжа, такая как антибактериальная, смягчающая и защитная, способна точно уловить пульс потребительского спроса и создать модные вещи, соответствующие веяниям времени; низкоуглеродная и экологически чистая пряжа стремится снизить нагрузку текстиля на окружающую среду за счет использования экологичного сырья и передовых технологий производства, а также предлагает бережное отношение к окружающей среде.

Терморегулирующее волокно с фазовым переходом - это функциональный волокнистый материал, который может поглощать и сохранять тепло при повышении внешней температуры окружающей среды и отдавать тепло при понижении внешней температуры окружающей среды для достижения интеллектуальной терморегуляции в диапазоне температур фазового перехода. Он может использоваться не только в аэрокосмической, промышленной и сельскохозяйственной отраслях, но и в повседневной жизни, и стал одной из горячих точек исследования в этой отрасли. Китай представил один из видов терморегулирующего волокна AC-TEX.

Интеллектуальный волокнистый продукт. Энтальпия изменения фазы продукта составляет >40 Дж/г (полиэстер), 50 Дж/г (нейлон) и может быть настроена в соответствии с требованиями заказчика, что может эффективно предотвратить реакции холода/тепла и удовлетворить потребности в комфорте человека. Учитывая превосходные характеристики терморегулирующего волокна спектр его применения также очень широк и может быть использован в постельных принадлежностях, обуви, носках и стельках, и других областях[5].

Компания также располагает линией по производству PLA-волокна прямого прядения мощностью 10 000 тонн в год, линией по производству нетканого материала PLA горячим воздухом мощностью 1 000 тонн в год и тремя линиями по производству функционального PLA-волокна (5 000 тонн в год), которые способны производить широкий спектр дифференцированных продуктов, таких как трехмерное волокно PLA, двухкомпонентное композитное волокно, волокно с фигурным сечением, нить PLA и оригинальное волокно PLA с жидким цветом. Волокно полимолочной кислоты является сырьем из кукурузы, картофеля и других легко выращиваемых растений, отходы в природе могут быть естественно разлагаемым синтетическим волокном, продукт имеет слабую кислотность, подобную человеческой коже, естественную дружественную коже, антибактериальную, антиклещевую, антиаллергическую и другие характеристики. Молочная кислота, выделяемая PLA-волокном, может проникать внутрь клетки и препятствовать росту бактерий для достижения антибактериального эффекта; естественная слабая кислотность может способствовать метаболизму эпидермиса, росту коллагена, отбеливанию и уходу за кожей, улучшению экологической обстановки кожи; в дополнение к хорошим механическим свойствам, PLA-волокно обладает биоразлагаемостью и биосовместимостью, что способствует защите окружающей среды и устойчивому развитию. Добавляя эксклюзивные модификаторы в PLA можно значительно улучшить долговечность и качество PLA-волокна, что имеет перспективное применение в области домашнего текстиля, одежды и санитарных изделий.

Рынок "умного" текстиля постепенно становится новым двигателем роста мировой экономики. По прогнозам исследовательской компании ReportLinker, мировой рынок "умного" текстиля вырастет до $9,3 млрд в 2026 году при CAGR 28,7%, а рынок "умных" волокон к 2025 году может достичь $130 млрд. В ближайшее десятилетие, в эпоху Интернета вещей, умный текстиль, вероятно, изменит жизнь человека наряду с искусственным интеллектом, человеко-компьютерными интерфейсами и облачными технологиями. За последние 20 лет достижения в области нанотехнологий и методов производства оказали значительное влияние на создание гибкого и растягивающегося "умного" текстиля большой площади для передачи электронной информации. Нанотехнологии внесли значительный вклад в быстрое развитие "умного" текстиля с дополнительными функциями, повышающими его коммерческую ценность. В настоящее время традиционные электронные компоненты, такие как проводящие нити и провода, интегральные схемы, датчики, светоизлучающие диоды (LED) и источники питания, встраиваемые в одежду для здоровья и фитнеса, пользуются большим спросом. С начала эры e-Info Smart Textiles были продемонстрированы различные подходы к интеграции электроники в текстиль.

Существует множество способов классификации "умного" текстиля, и нет единого метода классификации, поэтому его можно классифицировать лишь поверхностно. В целом, в зависимости от способа реагирования на внешние раздражители, умный текстиль можно условно разделить на пассивный умный текстиль (Passive Smart Textiles, также известный как пассивный умный текстиль), активный умный текстиль (Active Smart Textiles, также известный как позитивный умный текстиль) и продвинутый умный текстиль (Very Smart Textiles, также известный как супер умный текстиль). Текстиль, также известный как супер умный текстиль или адаптивный умный текстиль) [6].

Пассивный умный текстиль - это первое поколение умного текстиля, который обладает способностью быстро ощущать изменения или раздражители во внешней среде, но не может регулировать свои характеристики в зависимости от условий окружающей среды. Например, одежда с защитой от ультрафиолета, антибактериальные ткани, ткани с керамическим покрытием, светопроводящие ткани и так далее. По сути, пассивный интеллектуальный текстиль все еще не относится к категории интеллектуального текстиля в строгом смысле этого слова, и его правильнее было бы отнести к функциональному текстилю.

Активный умный текстиль - это второе поколение умного текстиля, который сочетает в себе датчики и исполнительные механизмы для передачи внутренних характеристик. Активный умный текстиль может не только чувствовать изменения или стимулы внешней среды, но и реагировать на внешние изменения соответствующим образом, например, текстиль с памятью формы, теплосберегающая одежда с фазовыми изменениями, фото-/термохромный текстиль и так далее.

Супер умный текстиль обладает характеристиками активного и пассивного умного текстиля, а также дополнительно имеет функцию адаптации к стимулам. Это умный текстиль третьего поколения, в котором задействованы коммуникации, сенсорные технологии, искусственный интеллект, биология и другие высокотехнологичные дисциплины. Он может ощущать изменения или стимулы во внешней среде и принимать соответствующие ответные меры, а также адаптироваться к внешней среде посредством саморегуляции. В настоящее время суперумный текстиль все еще находится в зачаточном состоянии и нуждается в дальнейших исследованиях.

Подводя итоги можно с уверенностью сказать, что применение инноваций и «умных» технологий в текстильной промышленности продолжит свое активное развитие, чтобы не только обеспечить наличие новых видов тканей но и конкурентоспособности в целом.

Список литературы:

1. Мельникова Л. Н. Бережливые инновации в текстильной промышленности, как инструмент решения проблем в сфере утилизации и переработки отходов //Известия высших учебных заведений. Технология текстильной промышленности. – 2021. – №. 2. – С. 17-22.
2. Юйди В. ОРИЕНТАЦИЯ ТЕКСТИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ КИТАЯ НА ИННОВАЦИОННЫЕ ПОДХОДЫ В УПРАВЛЕНИИ //Современные проблемы социально-экономических систем в условиях глобализации. – 2021. – С. 359-362.
3. Хонкелдиева К. Актуальные вопросы повышения экономического потенциала текстильной промышленности //Наука сегодня: фундаментальные и прикладные исследования. – 2020. – С. 13-15.
4. Карасева А. И., Костылева В. В., Сулайманова Д. И. Инновационные технологии в легкой и текстильной промышленности //Сборник научных трудов Международной научной конференции, посвященной. – 2020. – С. 82-86.
5. Оборин М. С., Савельев И. И. Развитие текстильной промышленности на основе" умных" технологий //Известия высших учебных заведений. Технология текстильной промышленности. – 2023. – №. 1. – С. 179-184.
6. Якубов М. С., Уришев Б. А. Концепция повышения экономического потенциала текстильной промышленности //Universum: технические науки. – 2020. – №. 6-2 (75). – С. 57-59.