Эффективные технологии для легкой и текстильной промышленности

В настоящее время в мировой практике актуальным является выпуск тканей и изделий из них со специальными свойствами различного назначения: бытового, спортивного, представительского, туристического и др. Для этого разработаны эффективные технологии, которые могут быть рекомендованы для достижения различных свойств производимых изделий.

Понятие технологии

С середины ХХ века технологии широко используются не только в технике для производства продукции, но и в управлении процессами, передвижении и перемещении, и других направлениях жизни человека, например, бизнес-технологии, технологии управления, информационные, логистические, космические, аддитивные, военные технологии и многие другие отраслевого или специального назначения.Технология является составной частью методологии и являетсяотражением научной стороны процессов, а с практической стороны представляет собой инструмент проведения процесса для достижения определенного результата.

Различают эволюционный и революционный пути развития технологий. Эволюционный заключается в совершенствовании существующих технологий, революционный –в разработке новых не имеющих аналогов.

Управляющие технологии

Для управления процессами в последние годы применяются информационные технологии, которые представляют собой инструменты использования знаний для выполнения каких-либо целей. Они получили широкое развитие с появлением и использованием электронно-вычислительной техники, способной искать, накапливать и аналитически ее обрабатывать и выдавать результат согласно заложенной программе, в частности применятьзаложенные в компьютерной технике цифровые технологии для управления.

Традиционными (базисными) технологиями управления являются административнохозяйственная, программно-целевая и инициативная технологии [1], которые применяются и сегодня. Однако с появлением информационных технологий управление сферами деятельности переходит на новый, более высокий уровень. Наибольший интерес представляют управляющие инновационные технологии, осуществляющие свои функции с использованием цифровых технологий. Инновационными считаются те технологии, которые получены в результате научных разработок путем вложения капитала в науку. При этом они либо не имеют аналогов, либо значительно совершеннее и эффективнее имевшихся ранее.

На сегодняшний день имеют место и широко используются программные продукты для управления определенными секторами и направлениями:

• ■    ERP - управление внутренними процессами: ведение конструкторских и технологических спецификаций; формирование планов продаж и производства; планирование потребностей в материалах и комплектующих, сроков и объемов поставок; управление запасами и закупками (ведение договоров, реализация централизованных закупок, обеспечение учета и оптимизации складских и цеховых запасов); планирование производственных мощностей; оперативное управление финансами, финансовый и управленческий учет; управление проектами, включая планирование этапов и ресурсов, необходимых для их реализации; автоматизация внутренней деятельности предприятия (back-office);

• ■    CSRP (CustomerSynchronizedResourcePlanning)- планирование ресурсов, синхронизированное с покупателем;

• ■    APS (Advanced Planning & Scheduling)- синхронное планирование и оптимизация производственных процессов;

• ■    MFG/PRO - управление снабжением, запасами, производством, сбытом, контролем качества, сервисом, финансами;

• ■    CAD (Computer-AidedDesign) - автоматизированное проектирование;

• ■    CAD/САПР - компьютеризованное проектирование;

• ■    CAM (ComputerAidedManufacturing) - автоматизированная подготовка производства;

• ■    CAM/АСТПП - компьютеризованное производство;

• ■    CIM (Computer Integrated Manufacturing)- компьютеризированное интегрированное производство;

• ■    MES (ManufacturingExecutionSystem)- система управления производством, информационная и коммуникационная система производственной среды предприятия, которая связывает воедино все бизнес-процессы предприятия с производственными процессами, оперативно поставляет объективную и подробную информацию руководству;

• ■    FMS- роботизация;

• ■    CRM (Customer Relationship Management) - управление взаимоотношениями с клиентами ;

• ■    SCM (Supply Chain Management) - управление логистическими цепочками;

• ■    KM (Knowledge Management) - управление знаниями;

• ■    PDM (Product Data Management) - управление данными об изделии;

• ■   B2C   (Business  to   Customer)-программный  продукт,   обслуживающий

взаимоотношения предприятий с покупателями;

• ■   B2B  (Business  to  Business) -программный  продукт,  обслуживающий

взаимоотношения предприятий между собой.

Прогрессивные технологии для легкой промышленности

Прогрессивные технологии производства натуральных и синтетических волокон, тканей и изделий из них ориентированы на придание волокнам (и, соответственно, тканям) новых свойств: повышения прочности, огнестойкости, водо- и грязеотталкивания, устойчивости к действию микроорганизмов и др.Наиболее наглядно это развито в странах Европы: Италии, Германии, Португалии, Греции и др.

Технологическое развитие легкой промышленности проводитсяпутем разработки и использования новых видов волокнообразующих полимеров и физической и химической модификации уже применяемых химических волокон. Механические свойства улучшаютсяв результате ориентации и вытягивания волокна. Введение малых добавок в полимерное волокно улучшает его устойчивость к различным внешним воздействиям. В результате модификации волокон кардинально меняются их свойства: практически получаются новые волокна и нити на базе старых.

В нашей стране имеют место суровые климатические условия,в результате чего появляется необходимость создания благоприятного жизнеобеспечения и минимизации воздействия среды обитания на человека. Это осуществляется за счет придания свойств текстильным изделиямпутем добавления химических волокон, обладающих особыми свойствами, чтоможнодостичьпутемприменения крейзинг-технологии. Сущность указанной прогрессивной технологиисостоит во ведении модифицирующих добавок в виде наночастиц в поры химического волокна при его растяжении. При использовании такого волокна в нитях текстильные материалы приобретают дополнительные свойства: пониженная горючесть и электризуемость; антимикробность; специальные тепло- и влагопроводящие, магнитные, электроаккумулирующие и другие свойства.В РАН, Курчатовском институте и МГУ им. М.В. Ломоносова проведены фундаментальные исследования по разработке нанотехнологий введения специальных добавок в полимеры в процессе крейзинга при производстве полиэфирных волокон, которые не имеют мировых аналогов. Модификация полимеров по технологии крейзинга в жидких средах проводится путем совмещения стадии ориентационного вытягивания полимерных пленок и волокон в среде, содержащей наночастицы модификатора, с одновременным введением модифицирующей добавки. Однако практически указанные технологии в нашей стране пока нашли минимальное применение.

В городе Иванове имеется опыт производства текстильных изделий, имеющих специальные бактерицидные свойства. Это осуществляется способом пропитки натуральных материалов раствором серебра. Этот способ является достаточно простым, но затратным в части количества серебра, которое снижается при каждой стирке, в отличие от введения наночастиц в поры полимерных волокон по крейзинг-технологии.

Биотехнологии для текстильной промышленности

Применение биотехнологий в текстильной промышленности позволяет повысить качество продукции, эффективность и улучшить экологические условия производства. Так, различные методы биохимической обработки позволяют не только совершенствовать существующие технологии, но и создавать новые, а также способны придать продукции новые свойства, в частности, повысить добротность и качество готовой продукции, резко ускорить процессы промывки, отбеливания, модифицирования и полировку поверхности, очистку волокон, мягчение, расшлихтовку тканей и др. Использование биотехнологий, например, упрощает процесс подготовки льняных материалов, исключая стадию щелочной отварки, и хорошо очищая их от примесей.

Следует отметить эффективность использования в процессе производства текстильных материалов некоторых биологических ферментов и комплексов, в част6ности амилазов, протеазов, липазов, пектиназов, лигниназов и др. Амилазы – ферменты гидролитического действия, расщепляющие крахмал и используемые при расшлихтовке текстильного материала. Целлюлазы – ферменты, широко используются при отварке хлопчатобумажных тканей и трикотажа, джинсовых изделий для получения «варенки», для «опаливания» тканей, для удаления растительных примесей шерсти. Протеазы – группа ферментов гидролитического действия. Применяется в составе моющих средств, в отварке, для частичного удаления чешуйчатого слоя шерсти, умягчения, для придания тканям новых потребительских свойств (эффект «лунного света», мягкость, драпируемость и др.). Липазы – ферменты, превращающие жиры в водорастворимые. Применяются они для более эффективного удаления жира. Пектиназы – ферменты, использующиеся в процессах отварки суровой хлопчатобумажной и льняной тканей для удаления пектиновых веществ. Лигниназы–ферменты, применяемые для удаления лигнина, составляющего основную часть остатков коробочек хлопчатника взамен хлорной обработки.

Кроме того, биологические методы и технологии успешно применяются для очистки сточных вод текстильных предприятий от красителей, вспомогательных веществ и прочих отходов.

Технологии комплексной переработки льна

Лен произрастает в различных климатических зонах России, в частности в регионах, где другие сельскохозяйственные культуры практически не выращиваются. Гарантированная урожайность льна и комплексность его переработки (масло, пищевые добавки, ткани, целлюлоза и др.) могли бы существенно поднять доходность и занятость населения регионов России.

В ряде зарубежных стран реализуются государственные и межгосударственные целевые программы: «Саксонский лен» (Германия), «Скандинавский лен» (Финляндия, Дания и Швеция), «Южно-Африканский лен» и т.п. В США два научно-исследовательских института занимаются проблемами комплексной переработки льна. В этих странах государства оказывают поддержку предприятиям по производству и переработке льна. Глубокая переработка льна, прежде всего, связана с использованием соломы для производства целлюлозы взамен лесной древесины, то есть, направлена на экономию древесины и сохранение леса. Льняная солома получается в виде отхода при отделении льняных волокон, идущих на производство тканей,как правило, сжигается. Она является возобновляемым сырьем для производства целлюлозы, используемой при изготовлении бумаги. Целлюлоза из льна имеет очень высокое качество и может применятьсядля изготовления денежных банкнот, сигаретной бумаги, гигиенических изделий и др. По сравнению с лесом, который может вырасти только через несколько десятков лет, лен вырастает ежегодно и может пополнять объемы необходимого сырья. Для сравнения: с1 га посевов льнаполучают в 8-10 раз больше целлюлозы, чем с самого быстрорастущего дерева в нашей климатической зоне – тополя.Из льняной целлюлозы получаюттакже эфиры, которыеприменяют для получения пороха, клеев, химических волокон, лаков и красок, ингибиторов набухания глинпри добыче нефти.Раздробленная солома льна и костра также являются исходным материалом для производства волокнистых плит [2].

Технологии получения текстиля специального назначения

Высокую прочностьткани можнополучить за счет использования волокон, наполненных углеродными нанотрубочками цилиндрической формы с тонкой стенкой, которые имеют уникальные свойства: в 100 раз выше прочность, чем у стали, в 6 раз легче стали. Свойство бронезащиты также достигается за счет применения синтетического волокна кевлар полипарафенилентерефталамид, которое в пять раз прочнее стали. Разработки в этом направлении продолжаются с ориентиром на увеличение прочности и снижение веса. Так, бронежилеты из материала Zуlоn (разработка японских ученых) были получены путем пропитки ткани жидкой броней кевлара. Созданная на основе жидкости баллистическая ткань менее чем за 1 мс после попадания пули ненадолго затвердевает на большей площади и представляет собой взвесь твердых наночастиц диоксида кремния, затем опять становится мягкой.

Огнезащита обеспечивается в результате наполнения волокон наночастицами глинозема (гидроалюмосиликата), которые обеспечивают высокую механическую прочность и защиту от огня. Указанные типы волокон применяют в процессах производства защитных касок и бронежилетов. Огнезащитные свойства обеспечиваются также за счет применения волокна Kynol американской фирмы Carborundum Со. Оно используетсяв производствеспециальной одежды, поскольку имеет свойстване только термо- и огнезащиты, но и устойчиво к кислотам, щелочам, маслам и пару и вполне может применяться взамен асбеста.

Указанные типы волокон применяют в процессах производства защитных касок и бронежилетов.

Водонепроницаемостьдостигается путем применения водозащитных дышащих ламинатов, представляющих собой соединение мембранных пленок с тканью. Применяемые при этом гидрофильныеламинаты имеют компактную твердую структуру полимера, сдерживающуюпроникновение воды и способную испарять воду с поверхности благодаря действию гидрофильныхсвойств. Разработаны текстильные соединения (микропористые ламинаты), представляющие собой соединение мембранных пленок с тканью, которые способны «дышать» за счет воздухопроницаемости мембран. Используются для производства медицинских тканевых изделий и защитных масок. Потопоглощение достигается в результате комбинации водоотталкивающего слоя с водопоглащающим, между которыми находится воздушная полость.

В нашей стране отработана технология производства текстильных изделий медицинского и санитарно-гигиенического назначения: льняной химической нити повышенной совместимости с тканями живого организма, медицинской гигроскопической льняной и льнохлопковой ваты, перевязочных материалов, лечебного белья [3].

Заключение

Улучшение управления рекомендуется за счет использования прогрессивных информационных технологий во всех отраслях хозяйства и, прежде всего, в легкой и текстильной промышленности, развитие которой в нашей стране необходимо повысить на более высокий уровень. Наряду с управляющими технологиями следует расширить использование крйзинг-технологии, биотехнологий и других прогрессивных технологий, придающих новые свойства материалам.

В мировой практике известны многие варианты воздействия на искусственные волокна, использование которых придает тканям и текстильным изделиям многие полезные свойства. В России еще не налажено промышленное производствонаночастиц, биокатализаторов и ферментов для нужд текстильной промышленности. Развитие этой сферы рекомендуется осуществить на основе реализации импортозамещения.