Хлопок составляет почти 50% мирового потребления текстильного волокна. Китай, Соединенные Штаты, Российская Федерация, Индия и Япония являются основными странами-потребителями хлопка. Потребление измеряется количеством сырого хлопкового волокна, закупаемого и используемого для производства текстильных материалов. Мировое производство хлопка ежегодно составляет от 80 до 90 миллионов тюков (от 17.4 до 19.6 миллиардов кг). Китай, США, Индия, Пакистан и Узбекистан являются основными странами-производителями хлопка, на долю которых приходится более 70% мирового производства хлопка. Остальное производится примерно в 75 других странах. Хлопок-сырец экспортируется примерно из 57 стран, а хлопчатобумажные ткани - примерно из 65 стран. Многие страны делают акцент на внутреннем производстве, чтобы уменьшить свою зависимость от импорта.

Производство пряжи представляет собой последовательность процессов, которые превращают сырые хлопковые волокна в пряжу, пригодную для использования в различных конечных продуктах. Для получения чистой, прочной и однородной пряжи, необходимой на современном рынке текстиля, требуется ряд процессов. Начиная с плотной упаковки спутанных волокон (кипы хлопка), содержащей различное количество неворсистых материалов и непригодных волокон (посторонние вещества, растительный мусор, пылинки и т. д.), непрерывные операции вскрытия, смешивания, смешивания, очистки, прочесывания, вытягивания , ровница и прядение выполняются для преобразования хлопковых волокон в пряжу.

Несмотря на то, что нынешние производственные процессы высокоразвиты, конкурентное давление продолжает подталкивать отраслевые группы и отдельных лиц к поиску новых, более эффективных методов и машин для обработки хлопка, которые однажды могут вытеснить сегодняшние системы. Однако в обозримом будущем по-прежнему будут использоваться существующие традиционные системы смешивания, чесания, вытягивания, ровницы и прядения. Только процесс сбора хлопка явно обречен на ликвидацию в ближайшем будущем.

Производство пряжи производит пряжу для различных тканых или трикотажных конечных продуктов (например, одежды или технических тканей), а также для швейных ниток и канатов. Пряжа выпускается разного диаметра и разного веса на единицу длины. В то время как основной процесс производства пряжи оставался неизменным в течение ряда лет, скорость обработки, технология контроля и размеры упаковки увеличились. Свойства пряжи и эффективность обработки связаны со свойствами перерабатываемых хлопковых волокон. Свойства конечного использования пряжи также зависят от условий обработки.

Процессы производства пряжи

Открытие, смешивание, смешивание и очистка

Как правило, фабрики выбирают смеси для кип со свойствами, необходимыми для производства пряжи для конкретного конечного использования. Количество тюков, используемых разными заводами в каждой смеси, колеблется от 6 или 12 до более чем 50. Обработка начинается, когда тюки, которые нужно смешать, доставляются в помещение для вскрытия, где удаляются мешки и обвязки. Слои хлопка снимаются с тюков вручную и укладываются в питатели, оборудованные конвейерами с шипами, или целые тюки укладываются на платформы, которые перемещают их вперед и назад под или над ощипывающим механизмом. Цель состоит в том, чтобы начать последовательный производственный процесс путем преобразования уплотненных слоев тюкового хлопка в маленькие, легкие, пушистые пучки, которые облегчат удаление посторонних частиц. Этот начальный процесс называется «открытием». Поскольку тюки поступают на завод с разной степенью плотности, обвязки тюков обычно обрезают примерно за 24 часа до обработки тюков, чтобы они «распустились». Это увеличивает раскрытие и помогает регулировать скорость кормления. Очистительные машины на мельницах выполняют функции вскрышной и первой ступени очистки.

Кардочесание и расчесывание

Кардочесальная машина является наиболее важной машиной в процессе производства пряжи. Он выполняет функции очистки второго и последнего уровня на подавляющем большинстве хлопчатобумажных текстильных фабрик. Кардочесальная машина состоит из системы из трех покрытых проволокой цилиндров и ряда плоских покрытых проволокой стержней, которые последовательно обрабатывают небольшие комки и пучки волокон до высокой степени разделения или открытости, удаляя очень высокий процент мусора и других веществ. инородных тел, соберите волокна в жгутообразную форму, называемую «лентой», и доставьте эту ленту в контейнер для использования в последующем процессе (см. рис. 1).

Рисунок 1. Кардочесание

Wilawan Juengprasert, Министерство здравоохранения, Таиланд

Исторически хлопок подавался на чесальную машину в виде «подборочного круга», который формируется на «подборщике» — комбинации подающих валков и битеров с механизмом, состоящим из цилиндрических сит, на которые подаются открытые пучки хлопка. собраны и свернуты в войлок (см. рис. 2). Войлок снимается с экранов ровным плоским листом, а затем сворачивается внахлест. Однако потребность в рабочей силе и доступность автоматизированных систем обработки с потенциалом повышения качества способствуют устареванию комплектовщика.

Рисунок 2. Современный сборщик

Wilawan Juengprasert, Министерство здравоохранения, Таиланд

Устранение процесса комплектования стало возможным благодаря установке более эффективного оборудования для вскрытия и очистки, а также систем желобной подачи на карты. Последние распределяют открытые и очищенные пучки волокон на карды пневматическим способом по воздуховодам. Это действие способствует согласованности обработки и повышению качества, а также сокращает количество необходимых рабочих.

Небольшое количество фабрик выпускает гребенную пряжу, самую чистую и однородную хлопчатобумажную пряжу. Прочесывание обеспечивает более обширную очистку, чем кард. Целью расчесывания является удаление коротких волокон, узелков и мусора, чтобы полученная щепка была очень чистой и блестящей. Гребнечесальная машина представляет собой сложную машину, состоящую из подающих валиков с канавками и цилиндра, частично покрытого иглами для вычесывания коротких волокон (см. рис. 3).

Рисунок 3. Расчесывание

Wilawan Juengprasert, Министерство здравоохранения, Таиланд

Рисование и рыскание

Волочение - это первый процесс в производстве пряжи, в котором используется вытягивание валиком. На чертеже практически вся тяга возникает от действия роликов. Контейнеры с чесальной лентой закрепляются в шпулярнике ленточной рамы. Вытягивание происходит при подаче ленты в систему парных валков, движущихся с разной скоростью. Вытяжка выпрямляет волокна в ленте путем вытягивания, чтобы сделать больше волокон параллельными оси ленты. Распараллеливание необходимо для получения желаемых свойств, когда волокна впоследствии скручиваются в пряжу. Волочение также дает ленту, которая более однородна по весу на единицу длины и помогает достичь лучших возможностей смешивания. Волокна, полученные в процессе окончательной вытяжки, называемой финишной вытяжкой, почти прямые и параллельны оси ленты. Вес на единицу длины ленты финишной вытяжки слишком велик, чтобы ее можно было вытягивать в пряжу на обычных системах кольцевого прядения.

Процесс ровницы уменьшает вес ленты до подходящего размера для прядения в пряжу и вставки крутки, что сохраняет целостность тяговых прядей. Банки с лентами после финишной вытяжки или гребнечесания помещаются в шпулярник, а отдельные ленты подаются через два комплекта роликов, второй из которых вращается быстрее, уменьшая таким образом размер ленты с примерно 2.5 см в диаметре до диаметра из стандартного карандаша. Волокнам придают крутку путем пропускания пучка волокон через ровничную «рогульку». Продукт теперь называется «ровинг», который упакован в бобины длиной около 37.5 см и диаметром около 14 см.

Спиннинг

Прядение является самым дорогостоящим этапом преобразования хлопкового волокна в пряжу. В настоящее время более 85% мировой пряжи производится на кольцепрядильных машинах, которые предназначены для вытягивания ровницы до нужного размера или количества пряжи и придания желаемой степени крутки. Величина крутки пропорциональна прочности пряжи. Отношение длины к подаваемой длине может варьироваться в пределах от 10 до 50. Катушки ровницы размещаются на держателях, позволяющих свободно подавать ровницу в тянущий валик кольцепрядильной машины. После зоны вытягивания пряжа проходит через «путешественник» на прядильную катушку. Веретено, удерживающее эту катушку, вращается с высокой скоростью, в результате чего пряжа вздувается при скручивании. Пряжа на бобинах слишком короткая для использования в последующих процессах, и ее сбрасывают в «прядильные коробки» и отправляют на следующий процесс, которым может быть намотка или намотка.

В современном производстве более тяжелой или грубой пряжи безкольцевое прядение заменяется кольцевым прядением. Лента волокон подается в высокоскоростной ротор. Здесь центробежная сила превращает волокна в нити. Шпулька не нужна, и пряжа наматывается на упаковку, необходимую на следующем этапе процесса.

Значительные усилия в области исследований и разработок направлены на радикально новые методы производства пряжи. Ряд новых систем прядения, разрабатываемых в настоящее время, могут произвести революцию в производстве пряжи и вызвать изменения в относительной важности свойств волокна, как они теперь воспринимаются. В целом четыре из различных подходов, используемых в новых системах, кажутся практичными для использования на хлопке. Системы сердечникового прядения в настоящее время используются для производства различных видов специальной пряжи и швейных ниток. Бескруточная пряжа производится в ограниченном количестве в промышленных масштабах с помощью системы, которая связывает волокна вместе с поливиниловым спиртом или каким-либо другим связующим веществом. Система бескруточной пряжи предлагает потенциально высокую производительность и очень однородную пряжу. Трикотаж и другие одежные ткани из безкруточной пряжи имеют превосходный внешний вид. В воздушно-вихревом прядении, которое в настоящее время изучается несколькими производителями машин, волочильная лента подается на открывающий валик, аналогично роторному прядению. Воздушно-вихревое прядение обеспечивает очень высокие производственные скорости, но прототипы моделей особенно чувствительны к изменениям длины волокна и содержанию посторонних веществ, таких как частицы мусора.

Намотка и намотка

После того, как пряжа спрядена, производители должны подготовить правильную упаковку. Тип упаковки зависит от того, будет ли пряжа использоваться для ткачества или вязания. Намотка, наматывание, скручивание и квиллинг считаются подготовительными этапами плетения и вязания пряжи. В общем, продукт намотки будет использоваться как нити основы (пряжи, которые идут вдоль ткани) и продукт намотки будет использоваться в качестве наполнитель пряжиили уточные нити (нити, которые проходят по ткани). Изделия из открытого прядения обходят эти этапы и упаковываются либо для наполнения, либо для основы. Кручение производит многослойную пряжу, где две или более пряжи скручиваются вместе перед дальнейшей обработкой. В процессе квиллинга пряжа наматывается на маленькие бобины, достаточно маленькие, чтобы поместиться внутри челнока ткацкого станка. Иногда процесс квиллинга происходит на ткацком станке. (См. также статью «Плетение и вязание» в этой главе.)

Переработка отходов

На современных текстильных фабриках, где важна борьба с пылью, больше внимания уделяется обращению с отходами. В классических текстильных операциях отходы собирались вручную и доставлялись в «свалку», если они не могли быть переработаны в систему. Здесь он накапливался до тех пор, пока одного вида не становилось достаточно, чтобы сделать тюк. В настоящее время центральные вакуумные системы автоматически возвращают отходы от вскрытия, подбора, чесания, вытягивания и ровницы. Центральная вакуумная система используется для очистки машин, автоматического сбора отходов из-под машин, таких как мухи и пылинки от чесания, а также для возврата непригодных подметальных машин и отходов из конденсаторов фильтров. Классический пресс-подборщик представляет собой пресс с вертикальным ходом вверх, который по-прежнему формирует типичный тюк весом 227 кг. В современной технологии удаления отходов отходы накапливаются из центральной вакуумной системы в приемном резервуаре, который питает горизонтальный пресс для тюков. Различные отходы производства пряжи могут быть переработаны или повторно использованы в других отраслях. Например, прядение можно использовать в прядильном производстве отходов для изготовления пряжи для швабры, расчесывание можно использовать в производстве хлопкового ватина для изготовления ватина для матрасов или мягкой мебели.

Проблемы безопасности и здоровья

Спецтехника

Несчастные случаи могут происходить на всех типах оборудования для производства хлопчатобумажной ткани, хотя их частота невелика. Эффективная защита множества движущихся частей сопряжена со многими проблемами и требует постоянного внимания. Обучение операторов безопасным методам также имеет важное значение, в частности, чтобы избежать попыток ремонта во время движения оборудования, что является причиной многих несчастных случаев.

Каждая часть оборудования может иметь источники энергии (электрические, механические, пневматические, гидравлические, инерционные и т. д.), которые необходимо контролировать перед выполнением любых ремонтных работ или работ по техническому обслуживанию. На объекте следует определить источники энергии, предоставить необходимое оборудование и обучить персонал отключению всех опасных источников энергии во время работы с оборудованием. Следует регулярно проводить проверки, чтобы убедиться, что все процедуры блокировки/маркировки соблюдены и правильно применяются.

Вдыхание хлопковой пыли (биссиноз)

Было показано, что вдыхание пыли, образующейся при переработке хлопкового волокна в пряжу и ткань, вызывает профессиональное заболевание легких, биссиноз, у небольшого числа текстильщиков. Обычно требуется от 15 до 20 лет воздействия более высоких уровней пыли (выше 0.5–1.0 мг/мXNUMX).³), чтобы рабочие стали реакторами. Стандарты OSHA и Американской конференции государственных специалистов по промышленной гигиене (ACGIH) устанавливают 0.2 мг/м³ вдыхаемая хлопковая пыль, измеренная с помощью вертикального элютриатора, как предел профессионального воздействия хлопковой пыли при производстве текстильной пряжи. Пыль, переносимая по воздуху твердая частица, выбрасываемая в атмосферу при обработке или обработке хлопка, представляет собой гетерогенную сложную смесь ботанических отходов, почвы и микробиологического материала (т. е. бактерий и грибков), который различается по составу и биологической активности. Этиологический агент и патогенез биссиноза неизвестны. Отходы хлопковых растений, связанные с волокном и эндотоксином грамотрицательных бактерий на волокне и растительных остатках, считаются причиной или содержат возбудитель. Само хлопковое волокно, состоящее в основном из целлюлозы, не является причиной, поскольку целлюлоза представляет собой инертную пыль, не вызывающую респираторных заболеваний. Надлежащий технический контроль на участках обработки хлопкового текстиля (см. рис. 4) наряду с методами работы, медицинским наблюдением и средствами индивидуальной защиты может по большей части устранить биссиноз. Мягкая промывка хлопка водой с помощью систем периодической мойки и систем непрерывного действия снижает остаточный уровень эндотоксина как в ворсе, так и в пыли, переносимой по воздуху, до уровней ниже тех, которые связаны с острым снижением функции легких, измеряемым по объему форсированного выдоха за 1 секунду.

Рисунок 4. Система пылеудаления для чесальной машины

Шум

Шум может быть проблемой в некоторых процессах производства пряжи, но на нескольких современных текстильных фабриках уровень шума ниже 90 дБА, что является стандартом США, но превышает стандарты воздействия шума во многих странах. Благодаря усилиям производителей машин и инженеров по снижению промышленного шума уровень шума продолжает снижаться по мере увеличения скорости машин. Решением проблемы высокого уровня шума является внедрение более современного и более тихого оборудования. В Соединенных Штатах требуется программа сохранения слуха, когда уровень шума превышает 85 дБА; это будет включать мониторинг уровня шума, аудиометрическое тестирование и предоставление средств защиты органов слуха всем сотрудникам, когда уровень шума не может быть ниже 90 дБА.

Перегрев

Поскольку прядение иногда требует высоких температур и искусственного увлажнения воздуха, всегда необходимо тщательное контрольное внимание, чтобы не допустить превышения допустимых пределов. Хорошо спроектированные и обслуживаемые установки кондиционирования воздуха все чаще используются вместо более примитивных методов регулирования температуры и влажности.

Системы управления охраной труда и здоровья

Многие из более современных фабрик по производству текстильной пряжи считают полезным иметь какую-либо систему управления безопасностью и гигиеной труда для контроля опасностей на рабочем месте, с которыми могут столкнуться работники. Это может быть добровольная программа, такая как «В поисках лучшего в области здравоохранения и безопасности», разработанная Американским институтом производителей текстиля, или программа, предусмотренная нормативными актами, такими как Программа штата Калифорния по предотвращению производственного травматизма и заболеваний (Раздел 8, Свод правил Калифорнии, раздел 3203). Когда используется система управления безопасностью и здоровьем, она должна быть достаточно гибкой и адаптируемой, чтобы завод мог адаптировать ее к своим потребностям.

Назад