Памук чини скоро 50% светске потрошње текстилних влакана. Кина, Сједињене Државе, Руска Федерација, Индија и Јапан су земље које највише користе памук. Потрошња се мери количином сировог памучног влакна купљеног и коришћеног за производњу текстилних материјала. Светска производња памука је око 80 до 90 милиона бала годишње (17.4 до 19.6 милијарди кг). Кина, Сједињене Државе, Индија, Пакистан и Узбекистан су главне земље које производе памук, које чине преко 70% светске производње памука. Остатак производи око 75 других земаља. Сирови памук се извози из око 57 земаља, а памучни текстил из око 65 земаља. Многе земље наглашавају домаћу производњу како би смањиле ослањање на увоз.
Производња предива је низ процеса који претварају сирова памучна влакна у предиво погодно за употребу у разним крајњим производима. Бројни процеси су потребни да би се добила чиста, јака, уједначена предива потребна на модерним текстилним тржиштима. Почевши од густог паковања замршених влакана (бала памука) која садржи различите количине материјала без влакана и неупотребљивих влакана (стране материје, биљно смеће, мрвице и тако даље), континуиране операције отварања, мешања, мешања, чишћења, чешљања, извлачења , ровинг и предење се изводе како би се памучна влакна претворила у предиво.
Иако су тренутни производни процеси високо развијени, притисак конкуренције наставља да подстиче индустријске групе и појединце да траже нове, ефикасније методе и машине за прераду памука које би једног дана могле заменити данашње системе. Међутим, у догледној будућности, постојећи конвенционални системи мешања, кардања, извлачења, ровинга и предења ће се и даље користити. Чини се да је само процес брања памука очигледно предодређен за елиминацију у блиској будућности.
Производња предива производи предиво за разне ткане или плетене крајње производе (нпр. одећу или индустријске тканине) и за конац за шивење и конопце. Предива се производе различитих пречника и различитих тежина по јединици дужине. Док је основни процес производње предива остао непромењен већ неколико година, брзине обраде, контролна технологија и величине паковања су се повећале. Својства предива и ефикасност обраде су у вези са особинама обрађених памучних влакана. Својства крајње употребе предива су такође функција услова обраде.
Процеси производње предива
Отварање, мешање, мешање и чишћење
Типично, млинови бирају мешавине бала са својствима потребним за производњу предива за одређену крајњу употребу. Број бала које се користе у различитим млиновима у свакој мешавини креће се од 6 или 12 до преко 50. Прерада почиње када се бале које се мешају донесу у просторију за отварање, где се уклањају вреће и везице. Слојеви памука се ручно скидају са бала и стављају у хранилице опремљене транспортерима са шиљастим зупцима, или се целе бале постављају на платформе које их померају напред-назад испод или преко механизма за чупање. Циљ је да се започне секвенцијални производни процес претварањем збијених слојева балираног памука у мале, лагане, пахуљасте праменове који ће олакшати уклањање страних материја. Овај почетни процес се назива „отварање“. Пошто бале стижу у млин у различитим степенима густине, уобичајено је да се везице за бале секу отприлике 24 сата пре него што се бале прераде, како би им се омогућило да „процветају“. Ово побољшава отварање и помаже у регулисању брзине храњења. Машине за чишћење у млиновима обављају функцију отварања и првостепеног чишћења.
Чешљање и чешљање
Картица је најважнија машина у процесу производње предива. Обавља функцију чишћења другог и последњег нивоа у огромној већини фабрика памучног текстила. Картица се састоји од система од три цилиндра прекривена жицом и низа равних, жицом прекривених шипки које сукцесивно обрађују мале грудве и снопове влакана у висок степен раздвајања или отворености, уклањају веома висок проценат смећа и других страних материја, сакупите влакна у облик налик на ужад који се зове „сливер“ и испоручите овај комадић у контејнер за употребу у накнадном процесу (погледајте слику 1).
Слика 1. Кардовање
Вилаван Јуенгпрасерт, Министарство јавног здравља, Тајланд
Историјски гледано, памук се на карту убацивао у облику „скупљача“, који се формира на „бирачу“, комбинацији ваљака за храњење и мућки са механизмом састављеним од цилиндричних сита на којима се налазе отворени праменови памука. сакупљени и умотани у бат (погледајте слику 2). Баца се скида са паравана у равном, равном листу, а затим се котрља у крило. Међутим, захтеви за радном снагом и доступност аутоматизованих система за руковање са потенцијалом за побољшање квалитета доприносе застаревању берача.
Слика 2. Савремени берач
Вилаван Јуенгпрасерт, Министарство јавног здравља, Тајланд
Укидање процеса брања омогућено је уградњом ефикасније опреме за отварање и чишћење и система за убацивање жљебова на картице. Потоњи распоређују отворене и очишћене снопове влакана на картице пнеуматски кроз канале. Ова акција доприноси конзистентности обраде и побољшању квалитета и смањује број потребних радника.
Мали број млинова производи чешљано предиво, најчистије и најуједначеније памучно предиво. Чешљање обезбеђује опсежније чишћење него што то омогућава картица. Сврха чешљања је да се уклоне кратка влакна, уши и смеће, тако да добијени комадић буде веома чист и сјајан. Чешљак је компликована машина састављена од ужлебљених ваљака за довод и цилиндра који је делимично прекривен иглама за чешљање кратких влакана (види слику 3).
Слика 3. Чешљање
Вилаван Јуенгпрасерт, Министарство јавног здравља, Тајланд
Цртање и лутање
Извлачење је први процес у производњи предива који користи извлачење ваљака. У цртању, практично сав нацрт настаје деловањем ваљака. Контејнери са иверцом из процеса кардања се забијају у калем оквира за цртање. Извлачење се дешава када се ламела убаци у систем упарених ваљака који се крећу различитим брзинама. Цртање исправља влакна у исечци извлачењем да би више влакана било паралелно са осом траке. Паралелизација је неопходна да би се добила жељена својства када се влакна накнадно упредају у предиво. Цртање такође производи траку која је уједначенија у тежини по јединици дужине и помаже у постизању већих могућности мешања. Влакна која се производе завршним процесом извлачења, који се назива финишерско извлачење, су скоро равна и паралелна са осом траке. Тежина по јединици дужине финишера за извлачење је превелика да би се омогућило увлачење у предиво на конвенционалним системима за предење.
Процес ровинга смањује тежину траке на одговарајућу величину за предење у предиво и уметање увојака, чиме се одржава интегритет провучених нити. Конзерве резача из финишног цртања или чешљања се постављају у калем, а појединачне траке се убацују кроз два сета ваљака, од којих се други брже окреће, смањујући на тај начин величину иверице са око 2.5 цм у пречнику на пречник. стандардне оловке. Увијање се даје влакнима пропуштањем снопа влакана кроз лутајући „летач“. Производ се сада зове „ровинг“, који се пакује на бобину дужине око 37.5 цм и пречника од око 14 цм.
Предење
Предење је најскупљи корак у претварању памучних влакана у предиво. Тренутно, преко 85% светске пређе се производи на рамовима за предење, који су дизајнирани да нацртају ровинг до жељене величине или броја предива и да дају жељену количину увијања. Количина увијања је пропорционална јачини предива. Однос дужине према дужини која се убацује може варирати од 10 до 50. Бобине за ровинг се постављају на држаче који омогућавају да се ровинг слободно увлачи у ваљак за извлачење прстенастог рама. Након зоне за исцртавање, предиво пролази кроз „путник“ на бобину за предење. Вретено које држи ову шпулицу се ротира великом брзином, узрокујући да предиво балонира док се увијање даје. Дужине предива на бобинама су прекратке за употребу у наредним процесима и одбацују се у „кутије за предење“ и испоручују у следећи процес, који може бити намотавање или намотавање.
У савременој производњи тежих или грубљих предива, предење на отвореном замењује прстенасто предење. Део влакана се доводи у ротор велике брзине. Овде центрифугална сила претвара влакна у предиво. Нема потребе за бобином, а предиво се преузима на пакет који је потребан за следећи корак у процесу.
Значајни истраживачки и развојни напори се улажу у радикалне нове методе производње предива. Бројни нови системи за предење који су тренутно у развоју могу да револуционишу производњу предива и да изазову промене у релативном значају својстава влакана како се она сада доживљавају. Генерално, четири различита приступа која се користе у новим системима изгледају практично за употребу на памуку. Системи са језгром се тренутно користе за производњу разних специјалних предива и конца за шивење. Предива која се не увијају се производе комерцијално на ограниченој основи помоћу система који повезује влакна заједно са поливинил алкохолом или неким другим везивним средством. Систем предива без увијања нуди потенцијално високе стопе производње и веома уједначена предива. Плетене и друге одевне тканине од неупреденог предива имају одличан изглед. У ваздушном вртложном предењу, које тренутно проучава неколико произвођача машина, вучна трака се приказује на ваљку за отварање, слично роторском предењу. Ваздушно вртложно окретање је способно за веома велике производне брзине, али прототипни модели су посебно осетљиви на варијације дужине влакана и садржај страних материја као што су честице смећа.
Намотавање и намотавање
Када се предиво преде, произвођачи морају припремити исправан пакет. Врста паковања зависи од тога да ли ће се предиво користити за ткање или плетење. Намотавање, намотавање, увијање и квилинг сматрају се припремним корацима за ткање и плетење предива. Уопштено, производ намотавања ће се користити као предива основе (предива која се протежу по дужини у тканој тканини) и производ намотавања ће се користити као пуњење предива, Или предива потке (предива која се протежу преко тканине). Производи од отвореног предења заобилазе ове кораке и пакују се или за пуњење или за основу. Увијањем се добијају слојна предива, где се два или више предива упредују заједно пре даље обраде. У процесу квиловања предиво се намотава на мале бобине, довољно мале да стану у шатл разбоја за кутије. Понекад се процес квиловања одвија на разбоју. (Погледајте и чланак „Ткање и плетење“ у овом поглављу.)
Руковање отпадом
У савременим текстилним фабрикама где је контрола прашине важна, руковању отпадом се придаје већи нагласак. У класичним текстилним операцијама, отпад се сакупљао ручно и достављао у „депо за отпад“ ако није могао да се рециклира у систем. Овде се накупљало док није било довољно једне врсте да се направи бала. У садашњем стању технике, централни вакуумски системи аутоматски враћају отпад од отварања, брања, кардања, извлачења и ровинга. Централни усисни систем се користи за чишћење машина, аутоматско прикупљање отпада испод машине као што су муве и комадиће од чешљања, као и за враћање неупотребљивих подова и отпада из филтер кондензатора. Класична балирка је вертикална преса која још увек формира типичну балу од 227 кг. У модерној технологији отпадних вода, отпад се акумулира из централног вакуумског система у пријемном резервоару који напаја хоризонталну пресу за бале. Различити отпадни производи индустрије производње предива могу се рециклирати или поново користити у другим индустријама. На пример, предење се може користити у индустрији предења отпада за прављење предива за крпе, гранатирање се може користити у индустрији памучне вате за прављење вате за душеке или тапацирани намештај.
Забринутост за безбедност и здравље
Машина
Несреће се могу догодити на свим врстама машина за памучни текстил, иако стопа учесталости није висока. Ефикасно чување мноштва покретних делова представља многе проблеме и захтева сталну пажњу. Обука руковаоца о безбедној пракси је такође неопходна, посебно да би се избегли покушаји поправке док је машина у покрету, што је узрок многих несрећа.
Сваки комад машине може имати изворе енергије (електрични, механички, пнеуматски, хидраулични, инерцијски и тако даље) које треба контролисати пре него што се покуша било каква поправка или одржавање. Објекат треба да идентификује изворе енергије, обезбеди неопходну опрему и обучи особље како би се осигурало да се сви опасни извори енергије искључе током рада на опреми. Инспекцију треба обављати редовно како би се осигурало да се све процедуре закључавања/означавања поштују и правилно примењују.
Удисање памучне прашине (бисиноза)
Показало се да удисање прашине која се ствара када се памучна влакна претварају у предиво и тканину изазива професионалну болест плућа, бисинозу, код малог броја текстилних радника. Обично је потребно 15 до 20 година излагања вишим нивоима прашине (изнад 0.5 до 1.0 мг/м3) да радници постану реактори. Стандарди ОСХА и Америчке конференције владиних индустријских хигијеничара (АЦГИХ) поставили су 0.2 мг/м3 памучна прашина која се може удисати измерена вертикалним елутриатором као граница за професионалну изложеност памучној прашини у производњи текстилног предива. Прашина, честице у ваздуху које се ослобађају у атмосферу док се памук рукује или обрађује, је хетерогена, сложена мешавина ботаничког смећа, земљишта и микробиолошког материјала (тј. бактерија и гљивица), који варира у саставу и биолошкој активности. Етиолошки агенс и патогенеза бисинозе нису познати. Сматра се да је отпад од памука повезаног са влакнима и ендотоксин из грам-негативних бактерија на влакнима и биљном смећу узрок или да садржи узрочник. Само памучно влакно, које је углавном целулоза, није узрок, јер је целулоза инертна прашина која не изазива респираторне болести. Одговарајуће инжењерске контроле у областима за прераду памучног текстила (види слику 4) заједно са радном праксом, медицинским надзором и ЛЗО могу, углавном, елиминисати бисинозу. Благо прање памука у води помоћу система за серијско прање и континуираних батт система смањује резидуални ниво ендотоксина у влакнима и прашини у ваздуху на нивое испод оних који су повезани са акутним смањењем плућне функције мерено запремином принудног издисаја од 1 секунде.
Слика 4. Систем за усисавање прашине за машину за чешљање
Бука
Бука може бити проблем у неким процесима у производњи предива, али у неколико модерних текстилних фабрика нивои су испод 90 дБА, што је амерички стандард, али премашује стандарде излагања буци у многим земљама. Захваљујући напорима произвођача машина и индустријских инжењера за смањење буке, нивои буке настављају да опадају како се брзина машина повећава. Решење за висок ниво буке је увођење модерније, тише опреме. У Сједињеним Државама, програм за очување слуха је неопходан када нивои буке прелазе 85 дБА; ово би укључивало праћење нивоа буке, аудиометријско тестирање и омогућавање заштите слуха свим запосленима када се нивои буке не могу пројектовати испод 90 дБА.
Топлотно оптерећење; топлотни удар
Пошто предење понекад захтева високе температуре и вештачко овлаживање ваздуха, увек је потребно пажљиво праћење како би се осигурало да се дозвољене границе не прекораче. Добро дизајнирана и одржавана постројења за климатизацију се све више користе уместо примитивнијих метода регулације температуре и влажности.
Системи управљања безбедношћу и здрављем на раду
Многе модерније фабрике за производњу текстилног предива сматрају корисним да имају неку врсту система управљања безбедношћу и здрављем на раду како би се контролисале опасности на радном месту са којима се радници могу сусрести. Ово може бити добровољни програм као што је „Потрага за најбољим у здрављу и безбедности“ који је развио Амерички институт за произвођаче текстила, или програм који је прописан прописима као што је Програм за превенцију повреда и болести на раду америчке државе Калифорније (наслов 8, Калифорнијски кодекс прописа, одељак 3203). Када се користи систем управљања безбедношћу и здрављем, он треба да буде довољно флексибилан и прилагодљив да омогући фабрици да га прилагоди својим потребама.