يمثل القطن ما يقرب من 50٪ من الاستهلاك العالمي لألياف النسيج. الصين والولايات المتحدة والاتحاد الروسي والهند واليابان هي الدول الرئيسية المستهلكة للقطن. يقاس الاستهلاك بكمية ألياف القطن الخام المشتراة والمستخدمة لتصنيع مواد النسيج. يبلغ إنتاج القطن في جميع أنحاء العالم سنويًا حوالي 80 إلى 90 مليون بالة (17.4 إلى 19.6 مليار كجم). الصين والولايات المتحدة والهند وباكستان وأوزبكستان هي الدول الرئيسية المنتجة للقطن ، حيث تمثل أكثر من 70 ٪ من إنتاج القطن العالمي. يتم إنتاج الباقي من قبل حوالي 75 دولة أخرى. يتم تصدير القطن الخام من حوالي 57 دولة والمنسوجات القطنية من حوالي 65 دولة. تؤكد العديد من البلدان على الإنتاج المحلي لتقليل اعتمادها على الواردات.

تصنيع الغزل عبارة عن سلسلة من العمليات التي تحول ألياف القطن الخام إلى خيوط مناسبة للاستخدام في المنتجات النهائية المختلفة. هناك عدد من العمليات مطلوبة للحصول على خيوط نظيفة وقوية وموحدة مطلوبة في أسواق النسيج الحديثة. بدءًا بحزمة كثيفة من الألياف المتشابكة (بالة القطن) تحتوي على كميات متفاوتة من المواد غير الوبر والألياف غير القابلة للاستخدام (المواد الغريبة ، والقمامة النباتية ، والنباتات ، وما إلى ذلك) ، وعمليات الفتح والمزج والخلط والتنظيف والتمشيط والرسم المستمرة يتم إجراء التجوال والغزل لتحويل ألياف القطن إلى خيوط.

على الرغم من أن عمليات التصنيع الحالية متطورة للغاية ، إلا أن الضغط التنافسي يستمر في تحفيز مجموعات الصناعة والأفراد على البحث عن طرق وآلات جديدة وأكثر كفاءة لمعالجة القطن والتي قد تحل ، في يوم من الأيام ، محل أنظمة اليوم. ومع ذلك ، في المستقبل المنظور ، سيستمر استخدام الأنظمة التقليدية الحالية للمزج والتمشيط والرسم والتجوال والغزل. يبدو أن عملية قطف القطن هي وحدها التي من الواضح أن مصيرها القضاء في المستقبل القريب.

تنتج صناعة الغزل خيوطًا لمختلف المنتجات المنسوجة أو المحبوكة النهائية (مثل الملابس أو الأقمشة الصناعية) وخيوط الخياطة والحبال. يتم إنتاج الخيوط بأقطار مختلفة وأوزان مختلفة لكل وحدة طول. في حين أن عملية تصنيع الغزل الأساسية ظلت دون تغيير لعدد من السنوات ، فقد زادت سرعات المعالجة وتكنولوجيا التحكم وأحجام العبوات. ترتبط خصائص الغزل وكفاءة المعالجة بخصائص ألياف القطن المعالجة. خصائص الاستخدام النهائي للغزل هي أيضًا دالة لظروف المعالجة.

عمليات تصنيع الغزل

فتح ومزج وخلط وتنظيف

عادةً ما تختار المطاحن مزيجًا بالة مع الخصائص اللازمة لإنتاج خيوط لاستخدام نهائي محدد. يتراوح عدد البالات التي تستخدمها المطاحن المختلفة في كل مزيج من 6 أو 12 إلى أكثر من 50. تبدأ المعالجة عندما يتم إحضار البالات المراد خلطها إلى غرفة الفتح ، حيث تتم إزالة التعبئة والربط. تُزال طبقات القطن من البالات يدويًا وتوضع في مغذيات مجهزة بناقلات مرصعة بأسنان مسننة ، أو توضع بالات كاملة على منصات تحركها ذهابًا وإيابًا تحت أو فوق آلية نتف. الهدف هو بدء عملية الإنتاج المتسلسلة عن طريق تحويل طبقات القطن المضغوط إلى خصلات صغيرة وخفيفة ورقيقة تسهل إزالة المواد الغريبة. يشار إلى هذه العملية الأولية باسم "الفتح". نظرًا لأن البالات تصل إلى المطحنة بدرجات متفاوتة من الكثافة ، فمن الشائع قطع روابط البالات قبل 24 ساعة تقريبًا من معالجة البالات ، للسماح لها "بالازدهار". هذا يعزز الفتح ويساعد على تنظيم معدل التغذية. تؤدي آلات التنظيف في المطاحن وظائف الفتح والتنظيف من المستوى الأول.

تمشيط وتمشيط

تعتبر البطاقة أهم آلة في عملية تصنيع الخيوط. تقوم بوظائف التنظيف من المستوى الثاني والأخير في الغالبية العظمى من مصانع المنسوجات القطنية. تتكون البطاقة من نظام مكون من ثلاث أسطوانات مغطاة بالأسلاك وسلسلة من القضبان المسطحة المغطاة بالأسلاك والتي تعمل بالتتابع على تكتلات صغيرة وخصلات من الألياف في درجة عالية من الفصل أو الانفتاح ، وتزيل نسبة عالية جدًا من القمامة وغيرها. مادة غريبة ، قم بتجميع الألياف في شكل يشبه الحبل يسمى "قطعة من الجبن" وقم بتسليم هذه الشظية في حاوية لاستخدامها في العملية اللاحقة (انظر الشكل 1).

الشكل 1. تمشيط

Wilawan Juengprasert ، وزارة الصحة العامة ، تايلاند

تاريخياً ، تم تغذية القطن بالبطاقة على شكل "حضن منتقي" ، والذي يتكون على "منتقي" ، وهو مزيج من لفافات العلف والمضارب مع آلية مكونة من شبكات أسطوانية يتم فيها فتح خصلات قطنية جمعت وتدحرجت في بات (انظر الشكل 2). تتم إزالة الضرب من الشاشات في ورقة مستوية ومسطحة ثم يتم دحرجته في لفة. ومع ذلك ، فإن متطلبات العمالة وتوافر أنظمة المناولة الآلية مع إمكانية تحسين الجودة تساهم في تقادم الرافعة.

الشكل 2. منتقي حديث

Wilawan Juengprasert ، وزارة الصحة العامة ، تايلاند

أصبح القضاء على عملية الانتقاء ممكناً من خلال تركيب معدات فتح وتنظيف أكثر كفاءة وأنظمة تغذية شلال على البطاقات. يقوم هذا الأخير بتوزيع خصلات من الألياف مفتوحة ونظيفة على البطاقات الهوائية عبر القنوات. يساهم هذا الإجراء في معالجة الاتساق وتحسين الجودة ويقلل من عدد العمال المطلوبين.

ينتج عدد قليل من المطاحن خيوطًا ممشطة ، وهي أنظف خيوط قطنية وأكثرها اتساقًا. يوفر التمشيط تنظيفًا أكثر شمولاً مما توفره البطاقة. الغرض من التمشيط هو إزالة الألياف القصيرة والحبوب والقمامة بحيث تكون الشظية الناتجة نظيفة ولامعة للغاية. الكومبر عبارة عن آلة معقدة تتكون من لفات تغذية محززة وأسطوانة مغطاة جزئيًا بإبر لتمشيط الألياف القصيرة (انظر الشكل 3).

الشكل 3. تمشيط

Wilawan Juengprasert ، وزارة الصحة العامة ، تايلاند

الرسم والتجوال

الرسم هو العملية الأولى في صناعة الغزل التي تستخدم صياغة الأسطوانة. في الرسم ، تنتج جميع المسودات عمليا من حركة البكرات. يتم وضع حاويات الشظية من عملية التمشيط في كريل إطار الرسم. تحدث الصياغة عندما يتم إدخال قطعة من الجبن في نظام من البكرات المزدوجة التي تتحرك بسرعات مختلفة. يؤدي الرسم إلى تقويم الألياف في الشظية عن طريق الصياغة لجعل المزيد من الألياف موازية لمحور الشظية. الموازاة ضرورية للحصول على الخصائص المرغوبة عندما يتم لف الألياف لاحقًا في خيوط. ينتج الرسم أيضًا قطعة من الجبن تكون أكثر اتساقًا في الوزن لكل وحدة طول وتساعد على تحقيق قدرات مزج أكبر. الألياف التي يتم إنتاجها من خلال عملية الرسم النهائية ، والتي تسمى الرسم النهائي ، تكون مستقيمة تقريبًا ومتوازية مع محور الشظية. الوزن لكل وحدة طول لشظية سحب وحدة الإنهاء مرتفع جدًا بحيث لا يسمح بالصياغة في خيوط الغزل على أنظمة الغزل الحلقية التقليدية.

تقلل عملية التجوال من وزن الشظية إلى حجم مناسب للغزل في الخيط وإدخال الالتواء ، مما يحافظ على سلامة خيوط السحب. يتم وضع علب الشظايا من الرسم أو التمشيط في الكريل ، ويتم تغذية الشظايا الفردية من خلال مجموعتين من البكرات ، والثانية تدور بشكل أسرع ، وبالتالي تقليل حجم الشظية من حوالي 2.5 سم في القطر إلى القطر من قلم رصاص قياسي. يتم نقل الالتواء إلى الألياف عن طريق تمرير حزمة الألياف من خلال "نشرة" متنقلة. يُطلق على المنتج الآن اسم "المتجول" ، والذي يتم تعبئته على بكرة يبلغ طولها حوالي 37.5 سم وقطرها حوالي 14 سم.

الغزل

الغزل هو الخطوة الوحيدة الأكثر تكلفة في تحويل ألياف القطن إلى خيوط. في الوقت الحالي ، يتم إنتاج أكثر من 85٪ من خيوط الغزل في العالم على إطارات دوارة ، والتي تم تصميمها لتوجيه التجوال إلى الحجم المطلوب للخيط ، أو العد ، ونقل الكمية المطلوبة من اللف. كمية اللف تتناسب مع قوة الخيط. يمكن أن تختلف نسبة الطول إلى الطول الذي يتم تغذيته بترتيب من 10 إلى 50. يتم وضع بكرات التجوال على حوامل تسمح للجوال بالتغذية بحرية في أسطوانة السحب لإطار الغزل الدائري. بعد منطقة الرسم ، يمر الخيط عبر "المسافر" إلى بكرة الغزل. يدور المغزل الذي يحمل هذه البكرة بسرعة عالية ، مما يتسبب في انتفاخ الخيط عند الالتواء. أطوال الخيوط الموجودة على البكرات قصيرة جدًا لاستخدامها في العمليات اللاحقة ويتم نقلها إلى "صناديق غزل" وتسليمها إلى العملية التالية ، والتي قد تكون ملفوفة أو ملفوفة.

في الإنتاج الحديث للخيوط الثقيلة أو الخشنة ، يحل الغزل المفتوح محل الغزل الحلقي. يتم إدخال قطعة من الألياف في دوار عالي السرعة. هنا تقوم قوة الطرد المركزي بتحويل الألياف إلى خيوط. ليست هناك حاجة إلى البكرة ، ويتم تناول الغزل على العبوة المطلوبة في الخطوة التالية في العملية.

يتم تكريس جهود بحث وتطوير كبيرة لأساليب جديدة جذرية لإنتاج الغزل. قد يحدث عدد من أنظمة الغزل الجديدة قيد التطوير حاليًا ثورة في صناعة الغزل ويمكن أن تسبب تغييرات في الأهمية النسبية لخصائص الألياف كما يُنظر إليها الآن. بشكل عام ، يبدو أن أربعة من الأساليب المختلفة المستخدمة في الأنظمة الجديدة عملية للاستخدام على القطن. تُستخدم أنظمة Core-spun حاليًا لإنتاج مجموعة متنوعة من الخيوط المتخصصة وخيوط الخياطة. تم إنتاج الخيوط غير الملتوية تجاريًا على أساس محدود من خلال نظام يربط الألياف مع كحول عديد الفاينيل أو بعض عوامل الترابط الأخرى. يوفر نظام الغزل غير الملتوي معدلات إنتاج عالية محتملة وخيوط موحدة للغاية. أقمشة التريكو وغيرها من أقمشة الملابس من خيوط ملتوية لها مظهر ممتاز. في غزل دوامة الهواء ، الذي يخضع حاليًا للدراسة من قبل العديد من مصنعي الآلات ، يتم تقديم قطعة من الجبن إلى بكرة فتح ، على غرار الغزل الدوار. إن دوران دوامة الهواء قادر على تحقيق سرعات إنتاج عالية جدًا ، ولكن النماذج الأولية حساسة بشكل خاص لتغيرات طول الألياف ومحتوى المواد الغريبة مثل جزيئات القمامة.

اللف والتخزين المؤقت

بمجرد أن يتم نسج الخيوط ، يجب على الشركات المصنعة إعداد حزمة صحيحة. يعتمد نوع العبوة على ما إذا كان سيتم استخدام الخيوط للنسيج أو الحياكة. يعتبر اللف ، والتخزين المؤقت ، واللف ، واللف خطوات تمهيدية لنسج وحياكة الخيوط. بشكل عام ، سيتم استخدام منتج التخزين المؤقت كملف خيوط الاعوجاج (الخيوط التي تعمل بالطول في القماش المنسوج) وسيتم استخدام منتج اللف على شكل ملء الخيوطالطرق أو خيوط اللحمة (الخيوط التي تمر عبر القماش). تمر المنتجات من الغزل المفتوح بهذه الخطوات ويتم تعبئتها إما للحشو أو الالتواء. ينتج اللف خيوط رقائق ، حيث يتم لف خيوط أو أكثر معًا قبل المعالجة الإضافية. في عملية اللف ، يتم لف الخيط على بكرات صغيرة ، صغيرة بما يكفي لتلائم مكوك نول الصندوق. في بعض الأحيان تتم عملية اللف في النول. (انظر أيضًا مقال "النسيج والحياكة" في هذا الفصل).

معالجة النفايات

في مصانع النسيج الحديثة حيث يكون التحكم في الغبار أمرًا مهمًا ، يتم التركيز بشكل أكبر على معالجة النفايات. في عمليات النسيج الكلاسيكية ، كان يتم جمع النفايات يدويًا وتسليمها إلى "مخلفات" إذا لم يكن من الممكن إعادة تدويرها في النظام. هنا كان يتراكم حتى أصبح هناك نوع واحد كافٍ لصنع بالة. في حالة الفن الحالية ، تقوم أنظمة التفريغ المركزية تلقائيًا بإرجاع النفايات من الفتح والقطف والتمشيط والرسم والتجول. يستخدم نظام التفريغ المركزي لتنظيف الآلات ، وجمع النفايات تلقائيًا من أسفل الماكينات مثل الذباب والجروح من التمشيط ، ولإعادة عمليات مسح الأرضية غير الصالحة للاستخدام والنفايات من مكثفات المرشح. مكبس البالات الكلاسيكي عبارة عن مكبس رأسي رأسي لا يزال يشكل بالة نموذجية تزن 227 كجم. في تكنولوجيا بيت النفايات الحديثة ، تتراكم النفايات من نظام التفريغ المركزي في خزان استقبال يغذي مكبس البالات الأفقي. يمكن إعادة تدوير نفايات منتجات صناعة الغزل المختلفة أو إعادة استخدامها من قبل الصناعات الأخرى. على سبيل المثال ، يمكن استخدام الغزل في صناعة غزل النفايات لصنع خيوط الممسحة ، ويمكن استخدام العقيق في صناعة الضرب القطني لعمل الضرب على المراتب أو الأثاث المنجد.

مخاوف تتعلق بالسلامة والصحة

الالآت

قد تحدث الحوادث في جميع أنواع آلات المنسوجات القطنية ، على الرغم من أن معدل التردد ليس مرتفعًا. إن الحراسة الفعالة لتعدد الأجزاء المتحركة تطرح العديد من المشاكل وتحتاج إلى عناية مستمرة. يعد تدريب المشغلين على الممارسات الآمنة أمرًا ضروريًا أيضًا ، لا سيما لتجنب محاولة الإصلاح أثناء تحرك الماكينة ، وهو سبب العديد من الحوادث.

قد تحتوي كل قطعة من الآلات على مصادر للطاقة (كهربائية ، ميكانيكية ، هوائية ، هيدروليكية ، بالقصور الذاتي ، وما إلى ذلك) والتي يجب التحكم فيها قبل محاولة أي أعمال إصلاح أو صيانة. يجب على المنشأة تحديد مصادر الطاقة وتوفير المعدات اللازمة وتدريب الموظفين لضمان إيقاف تشغيل جميع مصادر الطاقة الخطرة أثناء العمل على المعدات. يجب إجراء فحص على أساس منتظم للتأكد من أن جميع إجراءات الإغلاق / tagout يتم اتباعها وتطبيقها بشكل صحيح.

استنشاق غبار القطن

تبين أن استنشاق الغبار الناتج عن تحويل ألياف القطن إلى خيوط وأنسجة يتسبب في مرض الرئة المهني ، التقرح ، في عدد قليل من عمال النسيج. عادة ما يستغرق من 15 إلى 20 عامًا من التعرض لمستويات أعلى من الغبار (أعلى من 0.5 إلى 1.0 مجم / م³) لكي يصبح العمال مفاعلات. حددت معايير OSHA والمؤتمر الأمريكي لخبراء الصحة الصناعية الحكوميين (ACGIH) 0.2 مجم / م³ غبار القطن القابل للاستنشاق كما تم قياسه بواسطة جهاز التفريغ العمودي كحد أقصى للتعرض المهني لغبار القطن في صناعة خيوط النسيج. الغبار ، وهو جسيم محمول في الهواء يتم إطلاقه في الغلاف الجوي أثناء معالجة القطن أو معالجته ، هو خليط غير متجانس ومعقد من القمامة النباتية والتربة والمواد الميكروبيولوجية (مثل البكتيريا والفطريات) ، والتي تختلف في التركيب والنشاط البيولوجي. العامل المسببات المرضية والتسبب في الإصابة بالتهاب الحلق غير معروفين. يُعتقد أن نفايات نبات القطن المرتبطة بالألياف والسموم الداخلية من البكتيريا سالبة الجرام الموجودة على الألياف ونفايات النبات هي السبب أو تحتوي على العامل المسبب. ألياف القطن نفسها ، والتي تتكون أساسًا من السليلوز ، ليست هي السبب ، لأن السليلوز عبارة عن غبار خامل لا يسبب أمراض الجهاز التنفسي. يمكن للضوابط الهندسية المناسبة في مناطق معالجة المنسوجات القطنية (انظر الشكل 4) جنبًا إلى جنب مع ممارسات العمل والمراقبة الطبية ومعدات الحماية الشخصية ، في معظم الأحيان ، القضاء على التقرن. يؤدي غسل القطن بالماء الخفيف عن طريق أنظمة الغسيل الدفعية وأنظمة البط المستمرة إلى تقليل المستوى المتبقي من الذيفان الداخلي في كل من الوبر والغبار المحمول بالهواء إلى مستويات أقل من تلك المرتبطة بالانخفاض الحاد في الوظيفة الرئوية كما تم قياسه بواسطة حجم الزفير القسري لمدة ثانية واحدة.

الشكل 4. نظام شفط الغبار لآلة تمشيط

ضجيج

يمكن أن تكون الضوضاء مشكلة في بعض العمليات في صناعة الغزل ، ولكن في عدد قليل من مصانع النسيج الحديثة ، تقل المستويات عن 90 ديسيبل ، وهو المعيار الأمريكي ولكنه يتجاوز معايير التعرض للضوضاء في العديد من البلدان. بفضل جهود التخفيف من مصنعي الآلات ومهندسي الضوضاء الصناعية ، تستمر مستويات الضوضاء في الانخفاض مع زيادة سرعات الآلات. الحل لمستويات الضوضاء العالية هو إدخال معدات أكثر حداثة وأكثر هدوءًا. في الولايات المتحدة ، يلزم وجود برنامج للحفاظ على السمع عندما تتجاوز مستويات الضوضاء 85 ديسيبل ؛ سيشمل ذلك مراقبة مستوى الضوضاء واختبار قياس السمع وإتاحة حماية السمع لجميع الموظفين عندما لا يمكن هندسة مستويات الضوضاء أقل من 90 ديسيبل.

الإجهاد الحراري

نظرًا لأن الغزل يتطلب أحيانًا درجات حرارة عالية وترطيبًا صناعيًا للهواء ، فمن الضروري دائمًا مراقبة دقيقة لضمان عدم تجاوز الحدود المسموح بها. يتم استخدام محطات تكييف الهواء المصممة والمُصانة جيدًا بشكل متزايد بدلاً من الأساليب الأكثر بدائية لتنظيم درجة الحرارة والرطوبة.

أنظمة إدارة السلامة والصحة المهنية

تجد العديد من مصانع غزل النسيج الأكثر حداثة أنه من المفيد وجود نوع من أنظمة إدارة السلامة والصحة المهنية في المكان للتحكم في مخاطر مكان العمل التي قد يواجهها العمال. يمكن أن يكون هذا برنامجًا تطوعيًا مثل "البحث عن الأفضل في الصحة والسلامة" الذي طوره المعهد الأمريكي لمصنعي المنسوجات ، أو برنامجًا مفوضًا بموجب لوائح مثل برنامج الوقاية من الإصابات والأمراض المهنية في ولاية كاليفورنيا الأمريكية (العنوان 8 ، قانون لوائح ولاية كاليفورنيا ، القسم 3203). عند استخدام نظام إدارة السلامة والصحة ، يجب أن يكون مرنًا وقابلًا للتكيف بما يكفي للسماح للمصنع بتكييفه وفقًا لاحتياجاته الخاصة.

الرجوع