超低浴比輸送帶式智慧型染色機

作者:

黃美華、黃慶堂、張棋龍、李明哲、林于棟

刊登日期:2021/10/28

摘要:基於氣候變遷與數位化兩大趨勢,更低水耗及能耗的智慧化設備的發展成為必然。在染整領域,這代表低浴比、高度自動化與符合工業4.0連網需求。七信公司研發的超低浴比輸送帶式智慧型染色機,輸送帶式設計造就最低浴比的特性,低耗水耗能為其特質,「運轉同步」、「染程循環時間」、「浴比」、「溫度」、「速度」等透過友善人機介面完美控制,所有操作參數的蒐集,符合工業4.0的需求,可藉由網際網路連結。
Abstract:Based on the trends of climate change and digitalization, the developments of intelligent equipment with lower water and energy consumption become urgent and necessary in dyeing and finishing process, which means low liquor ratio, high automation, and networking are required for industry 4.0. The extreme low liquor ratio intelligent conveyer-driven dyeing machine being developed by the ACME Machinery Industry Co., ltd meets all the requirements. With the conveyor-driven design, the fabrics pick up with saturated water only and create the characteristics of the lowest liquor ratio and result in the lowest water and energy consumption. Parameters such as liquor ratio, temperature, speed, operation synchronization, and cycle time all are well-controlled with user-friendly interface and all the operation-related information will be collected to comply with the requirements of Industry 4.0, and it could be accessed through internet if necessary.
關鍵詞:數位轉型、智慧監控、低浴比
Keywords:Digital transformation, Intelligent monitoring, Extreme low liquor ratio

前言
數化轉型強化競爭力,方能站穩全球紡織機械業已是廠商必備的經營策略,在工業4.0浪潮下,所有設備必須具備有連網能力,設備的數據可以被數位化,以利管理者即時監控。由於全球品牌通路推動短交期與大量客製化趨勢,已開始引導台灣染機製造廠商,朝向數據化以及聯網化發展,以符合成衣製造商對於交期掌握與快速反應的需求。國內紡織業在國際品牌大廠要求資訊接軌的壓力下,對製造品質、成本、環境、交期控管的嚴謹度日益增高,多數關鍵製程只能採用高價且技術自主性較低的進口設備,國內紡織設備業於自身具優勢的產品雖性價比逐漸可與歐、美、日大廠競爭,但因設備智慧化程度不足,普遍面臨市占率無法擴展之問題。
紡織業缺工問題嚴重,一旦出現退休潮經驗傳承將出現斷層,我國紡織產業109年,工廠4,420家,從業人員估計151,452人均產值估計約198萬元[1],總產值為新台幣2,996億元,為我國經濟體系中不可或缺的一份子。紡織產業與石化、鋼鐵、水泥、造紙、電子業等共列為國內六大耗能產業[2],約占21%,年耗能約160萬公秉油當量。根據統計107年紡織產業染色與水洗耗水量就超過7,954萬噸,耗電量將近50億度。紡織品生產是透過一站一站的加工製程串聯而增益其附加價值,紡織業最耗能製程為染整作業(又稱濕製程wet processing),但卻又是創造紡織品高附加價值(增值50%)的最重要工段。濕製程的染色製程繁雜,重修率高,需使用大量熱水作業與人力,但一旦缺少此工段紡織將面臨斷鏈危機。少量多樣、短交期、高品質衝擊現今的生產製造模式,因此產業往自動化、智慧化發展是製造業必然的轉型方向。紡織業要走向智慧製造之智慧化過程,必須先將生產製程數位化與聯網化是關鍵技術。
台灣受限於紡織設備商99%為中小企業規模,礙於資金、短期展現良率提升、產能提升、成本降低之成效,資料可視化是目前導入智慧製造最急迫的項目如圖1所示[3],同樣的七信公司也是依此模式,希望藉由染色機染程及設備參數資料之收集與分析,優化染色品質與降低成本符合客戶需求。

圖1資料可視化是導入智慧製造最急迫的項目  (source:工研院/forenex;智動化整理)


由於水資源短缺、能源危機與環境污染日益嚴重,因此節能減碳與綠色環保已成為世界之首要議題,台灣為品牌代工重鎮,因應品牌低碳、水足跡、高品質、短交期要求,產業相應有節能、節水、低碳、高質、低成本與快速反應之設備需求。除了染色作業流程自動化外,對於紡織染整製造業者來說,生產流程的優化更是最重要的。從批次打樣到量產之間往往因設備、水質或染劑等的變化,在顏色的準確度上產生誤差,使得老師傅必須視色差狀況重染,便會增加成本與工時,「一次成功的對色率」是最大挑戰,完全提升生產效率,降低成本,減少物料與資源浪費。為了讓染色一次對色成功,使用即時監控系統分析各製程中設備參數、溫度、時間影響對色的關鍵因子,大數據分析以提高對色率。
有鑑於此,七信公司開發的超低浴比飽和式智慧化低溫染色機的設備因應而生,此機台不同於L型與O型之浸染式染色機(水力帶動布匹循環),而係利用輸送帶之機械力帶動布匹循環之機械與電控整合技術,布匹只吸收飽和水,故名為飽和式染色機。除了大幅降低用水量、用電量、用蒸氣量暨減少廢水與二氧化碳排放量,又結合紡織所染色生產及技術及數據化和連網化之資通訊技術,開發符合現代潮流的智慧化產品。在缸體及機構關鍵組件改良方面,以矩形缸體為外觀,突破高温機圓形缸體的限制,俾便有更佳的利用空間,符合內部結構設計的要求,可調整軸距輸送帶裝置、內置快取式熱交換器設計、帶布角度控制與脫離輸送帶之定位點暨張力設計等,達成一次對色之完美再現性,避免缸差之重修,以逹到降低染色機成本及提高染色品質之最終目的,適用於低溫染程的棉、麻、嫘縈、羊毛等天然纖維或混紡暨尼龍織物專用機。更重要的是提昇台灣環保染整技術水平,大幅提昇產品獲利,藉此商品推出帶動國內染整厰的環保意識,使其逐漸取代傳統型染機市場。.
超低浴比輸送帶式智慧型染色機介紹
紡織機械廠商99%以上為中小企業規模者,目前僅少數廠商有能力進行數位轉型。但紡織機械業者多專精於機構與電控整合,面對數據化或聯網化趨勢,需要資通訊技術協助。例如為紡織染色機機械設備商七信工業股份有限公司,專精於機構與電控整合技術與紡織所資訊人才共同完成超低浴比輸送帶式智慧型染色機,該公司成立於1985年,秉持著專業、務實與完美的經營理念,專業製造各種染色機械。三十多年來所生產的產品行銷世界20餘國,包括日本、美國、英國、法國、義大利、澳洲等紡織業先進國家,產品普獲好評,並榮獲歐盟、美國、英國、義大利、德國、中國、希臘、土耳其、印度、日本、泰國、印尼、馬來西亞、韓國、台灣...等多國(地區)發明專利,其間並獲第一屆國家發明獎與數屆產品創新研究獎,108年度經濟部國家產業創新獎-卓越獎暨台灣精品獎。

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