Текстильная промышленность

Термин текстильная промышленность (с латинского тексер, ткать) первоначально применялся для ткачества тканей из волокон, но теперь он включает в себя широкий спектр других процессов, таких как вязание, тафтинг, валяние и т. д. Он также был расширен за счет производства пряжи из натуральных или синтетических волокон, а также отделки и окрашивания тканей.

Изготовление пряжи

В доисторические времена шерсть животных, растения и семена использовались для изготовления волокон. Шелк был завезен в Китай около 2600 г. до н.э., а в середине 18 века н.э. были созданы первые синтетические волокна. В то время как синтетические волокна, изготовленные из целлюлозы или нефтехимических продуктов, либо сами по себе, либо в различных комбинациях с другими синтетическими и/или натуральными волокнами, находят все более широкое применение, они не смогли полностью затмить ткани из натуральных волокон, таких как шерсть, хлопок, лен. и шелк.

Шелк — единственное натуральное волокно, состоящее из нитей, которые можно скручивать вместе для получения пряжи. Другие натуральные волокна необходимо сначала выпрямить, сделать параллельными путем расчесывания, а затем вытянуть в непрерывную пряжу путем прядения. шпиндель является самым ранним прядильным инструментом; он был впервые механизирован в Европе около 1400 г. н.э. благодаря изобретению прялки. В конце 17 века было изобретено спиннинг Дженни, который может управлять несколькими шпинделями одновременно. Затем, благодаря изобретению Ричардом Аркрайтом вращающаяся рама в 1769 году и введение Сэмюэлем Кромптоном мул, что позволяло одному рабочему одновременно управлять 1,000 веретен, производство пряжи превратилось из надомного производства в фабрику.

Изготовление ткани

Изготовление ткани имело похожую историю. С момента своего появления в древности ручной ткацкий станок был основным ткацким станком. Механические усовершенствования начались еще в древности с развитием хеддл, к которым привязываются чередующиеся нити основы; в 13 веке нашей эры, ножная педаль, который мог управлять несколькими комплектами изгородей. С добавлением обрешетка на раме, который прибивает уток или наполнитель на место, «механизированный» ткацкий станок стал преобладающим ткацким инструментом в Европе и, за исключением традиционных культур, где сохранились оригинальные ручные ткацкие станки, во всем мире.

изобретение Джона Кея летающий челнок в 1733 г., позволивший ткачу автоматически направлять челнок по ширине станка, явилось первым шагом в механизации ткачества. Эдмунд Картрайт разработал паровой ткацкий станок а в 1788 году вместе с Джеймсом Уаттом построил первую в Англии текстильную фабрику с паровым приводом. Это освободило мельницы от зависимости от машин с водяным приводом и позволило строить их где угодно. Еще одним важным событием стало перфокарта система, разработанная во Франции в 1801 г. Жозефом Мари Жаккаром; это позволило автоматизировать плетение узоров. Прежние механические ткацкие станки из дерева постепенно вытеснялись ткацкими станками из стали и других металлов. С тех пор технологические изменения были направлены на то, чтобы сделать их больше, быстрее и более автоматизированными.

Крашение и печать

Первоначально натуральные красители использовались для придания цвета пряже и тканям, но с открытием в 19 веке красителей из каменноугольной смолы и развитием синтетических волокон в 20 веке процессы окрашивания стали более сложными. Первоначально блочная печать использовалась для окраски тканей (шелкография тканей была разработана в середине 1800-х годов), но вскоре ее заменила валиковая печать. Гравированные медные валики были впервые использованы в Англии в 1785 году, после чего последовали быстрые усовершенствования, позволившие печатать на валиках шестью цветами с идеальной приводкой. Современная валковая печать позволяет производить более 180 м ткани, напечатанной 16 и более цветами за 1 минуту.

Отделка

Раньше ткани отделывались щеткой или стрижкой ворса ткани, заполнением или проклейкой ткани или пропусканием ее через валы каландра для получения эффекта глазури. Сегодня ткани предварительно усаживаются, мерсеризованный (хлопчатобумажная пряжа и ткани обрабатываются едкими растворами для улучшения их прочности и блеска) и обрабатываются различными процессами отделки, которые, например, повышают несминаемость, устойчивость к сминанию и устойчивость к воде, огню и плесени.

Специальные обработки производят высокоэффективные волокна, названы так из-за их необычайной прочности и чрезвычайно высокой термостойкости. Так, арамид, волокно, похожее на нейлон, прочнее стали, а кевлар, волокно из арамида, используется для изготовления пуленепробиваемых тканей и одежды, устойчивых как к теплу, так и к химическим веществам. Другие синтетические волокна в сочетании с углеродом, бором, кремнием, алюминием и другими материалами используются для производства легких, сверхпрочных конструкционных материалов, используемых в самолетах, космических кораблях, химически стойких фильтрах и мембранах, защитном спортивном снаряжении.

От ручного труда к промышленности

Текстильное производство изначально было ручным ремеслом, которым занимались кустарные прядильщики и ткачи, а также небольшие группы квалифицированных ремесленников. С развитием технологий появились крупные и экономически важные текстильные предприятия, прежде всего в Великобритании и странах Западной Европы. Первые поселенцы в Северной Америке принесли суконные фабрики в Новую Англию (Сэмюэл Слейтер, который был начальником фабрики в Англии, сконструировал по памяти прядильную машину в Провиденсе, Род-Айленд, в 1790 году), а изобретение Эли Уитни волокноотделитель, которые могли с большой скоростью очищать собранный хлопок, создали новый спрос на хлопчатобумажные ткани.

Этому способствовала коммерциализация швейная машина. В начале 18 века ряд изобретателей изготовили машины для сшивания ткани. Во Франции в 1830 году Бартелеми Тимонье получил патент на свою швейную машину; в 1841 году, когда 80 его машин были заняты пошивом униформы для французской армии, его фабрика была разрушена портными, которые увидели в его машинах угрозу своему существованию. Примерно в то же время в Англии Уолтер Хант изобрел усовершенствованную машину, но отказался от этого проекта, так как считал, что бедные швеи останутся без работы. В 1848 году Элиас Хоу получил патент США на машину, очень похожую на машину Ханта, но оказался втянутым в судебные баталии, которые в конечном итоге выиграл, обвинив многих производителей в нарушении его патента. Изобретение современной швейной машины приписывают Исааку Мерритту Зингеру, который изобрел выступающий рычаг, прижимную лапку для удержания ткани, колесо для подачи ткани к игле и ножную педаль вместо рукоятки. руки свободны для маневрирования тканью. Помимо проектирования и изготовления машины, он создал первое крупное предприятие бытовой техники, в котором были такие новшества, как рекламная кампания, продажа машин в рассрочку, предоставление договора на обслуживание.

Таким образом, технологические достижения 18-го века были не только стимулом для современной текстильной промышленности, но и способствовали созданию фабричной системы и глубоким изменениям в семейной и общественной жизни, которые были названы промышленной революцией. Изменения продолжаются и сегодня, поскольку крупные текстильные предприятия перемещаются из старых промышленных районов в новые регионы, которые обещают более дешевую рабочую силу и источники энергии, в то время как конкуренция способствует постоянным технологическим разработкам, таким как автоматизация с компьютерным управлением, для сокращения потребности в рабочей силе и повышения качества. Тем временем политики обсуждают квоты, тарифы и другие экономические барьеры, чтобы обеспечить и/или сохранить конкурентные преимущества для своих стран. Таким образом, текстильная промышленность не только производит товары, необходимые растущему населению мира; она также оказывает глубокое влияние на международную торговлю и экономику стран.

Проблемы безопасности и здоровья

По мере того, как машины становились больше, быстрее и сложнее, они также представляли новые потенциальные опасности. По мере того как материалы и процессы становились все более сложными, они наполняли рабочее место потенциальной опасностью для здоровья. И по мере того, как рабочим приходилось справляться с механизацией и необходимостью повышения производительности, рабочий стресс, который в значительной степени не осознавался или игнорировался, оказывал все большее влияние на их благополучие. Возможно, наибольшее влияние Промышленная революция оказала на общественную жизнь, поскольку рабочие переезжали из сельской местности в города, где им приходилось бороться со всеми бедами урбанизации. Эти эффекты наблюдаются сегодня, когда текстильная и другие отрасли промышленности перемещаются в развивающиеся страны и регионы, за исключением того, что изменения происходят более быстро.

Опасности, встречающиеся в различных сегментах отрасли, обобщены в других статьях этой главы. Они подчеркивают важность хорошего ведения хозяйства и надлежащего технического обслуживания машин и оборудования, установки эффективных ограждений и ограждений для предотвращения контакта с движущимися частями, использования местной вытяжной вентиляции (LEV) в качестве дополнения к хорошей общей вентиляции и контролю температуры, а также обеспечение соответствующими средствами индивидуальной защиты (СИЗ) и одеждой всякий раз, когда опасность нельзя полностью контролировать или предотвратить путем проектирования и/или замены менее опасных материалов. Повторяющееся обучение и подготовка работников на всех уровнях и эффективный надзор являются постоянными темами.

Проблемы окружающей среды

Экологические проблемы, возникающие в текстильной промышленности, связаны с двумя источниками: процессами, связанными с производством текстиля, и опасностями, связанными с тем, как используются продукты.

Текстильное производство

Главной экологической проблемой, создаваемой предприятиями текстильной промышленности, являются выбросы токсичных веществ в атмосферу и в сточные воды. Помимо потенциально токсичных веществ, часто проблемой являются неприятные запахи, особенно там, где красильные и типографские предприятия расположены вблизи жилых районов. Вентиляционные выхлопы могут содержать пары растворителей, формальдегид, углеводороды, сероводород и соединения металлов. Растворители могут иногда собираться и перегоняться для повторного использования. Частицы могут быть удалены фильтрованием. Очистка эффективна для растворимых в воде летучих соединений, таких как метанол, но не работает при пигментной печати, где большую часть выбросов составляют углеводороды. Легковоспламеняющиеся вещества можно сжечь, хотя это относительно дорого. Окончательным решением, однако, является использование материалов, максимально приближенных к нулевым выбросам. Это относится не только к красителям, связующим и сшивающим агентам, используемым в печати, но и к содержанию формальдегида и остаточного мономера в тканях.

Загрязнение сточных вод нефиксированными красителями представляет собой серьезную экологическую проблему не только из-за потенциальной опасности для здоровья людей и животных, но и из-за обесцвечивания, которое делает его хорошо заметным. При обычном окрашивании может быть достигнута фиксация более 90% красящего вещества, но уровни фиксации только 60% или менее обычны при печати реактивными красителями. Это означает, что более трети реактивного красителя попадает в сточные воды при смывании набивной ткани. Дополнительные количества красителей попадают в сточные воды при промывке трафаретов, офсетных полотен и барабанов.

В ряде стран установлены ограничения на обесцвечивание сточных вод, но часто очень трудно соблюдать их без дорогостоящей системы очистки сточных вод. Решение найдено в использовании красителей с меньшим загрязняющим эффектом и разработке красителей и синтетических загустителей, которые увеличивают степень фиксации красителя, тем самым уменьшая количество смываемых излишков (Grund 1995).

Экологические проблемы при использовании текстиля

Остатки формальдегида и некоторых комплексов тяжелых металлов (большинство из них инертны) могут вызывать раздражение кожи и сенсибилизацию у лиц, носящих окрашенные ткани.

Формальдегид и остаточные растворители в коврах и тканях, используемых для обивки и штор, будут продолжать постепенно испаряться в течение некоторого времени. В герметичных зданиях, где система кондиционирования воздуха рециркулирует большую часть воздуха, а не выбрасывает его во внешнюю среду, эти вещества могут достигать уровней, достаточных для того, чтобы вызвать симптомы у людей, находящихся в здании, как обсуждалось в другом месте в этом документе. Энциклопедия.

Чтобы обеспечить безопасность тканей, Marks and Spencer, британо-канадский розничный торговец одеждой, первыми установили ограничения на содержание формальдегида в одежде, которую они будут покупать. С тех пор другие производители одежды, в частности Levi Strauss в США, последовали их примеру. В ряде стран эти ограничения были формализованы в законах (например, Дания, Финляндия, Германия и Япония), и, в ответ на просвещение потребителей, производители тканей добровольно придерживаются таких ограничений, чтобы иметь возможность использовать экологически чистые материалы. этикетки (см. рис. 1).

Рисунок 1. Экологические этикетки, используемые для текстиля

Заключение

Технологические разработки продолжают расширять ассортимент тканей, производимых текстильной промышленностью, и повышать ее производительность. Однако наиболее важно, чтобы эти разработки также руководствовались необходимостью укрепления здоровья, безопасности и благополучия рабочих. Но даже в этом случае существует проблема внедрения этих разработок на старых предприятиях, мало жизнеспособных в финансовом отношении и не способных осуществить необходимые инвестиции, а также в развивающихся районах, стремящихся к созданию новых производств даже в ущерб здоровью и безопасности населения. рабочие. Однако даже в этих условиях можно многого добиться путем образования и подготовки рабочих, чтобы свести к минимуму риски, которым они могут подвергаться.

Назад