Хлопчатобумажное производство

Хлопчатобумажное производство занимает повсюду в мире доминирующее положение среди различных отраслей текстильной промышленности, имеющей своей задачей удовлетворение потребности человека главным образом в одежде и домашнем убранстве теми тканями и вообще продуктами производства, которые получаются в результате переработки текстильного сырья разного рода и происхождения, как то: хлопка, льна и других лубяных волокон, шерсти, шелка, а равно и искусственного волокна, быстро возрастающего в своем применении. Хлопчатобумажная промышленность имела исключительное значение в жизни современного человечества, когда на смену домашнего промысла явилась так называемая фабричная система (factory system) массового производства, преобразовавшая всю промышленность в ее целом. Хлопчатобумажное производство, по выражению англичан, явилось пионером (в экономическом смысле) всей новейшей цивилизации. Этой промышленности мир обязан введением машинных методов в область производства товаров, до того времени исключительно применявшего ручной труд (и называвшегося поэтому мануфактурным).

Общую схему хлопчатобумажной промышленности можно разграничить на следующие главнейшие отрасли:

I. Сырьевую — состоящую в добывании и производстве собственно волокна. Сюда входит: а) хлопководство, заканчивающееся по созревании хлопка определенным моментом сбора хлопка-сырца (волокна с семенами); б) первичная обработка (на хлопкоочистительных джинных заводах), заканчивающаяся наковкой волокна в кипы, поступающие после стандартизации хлопка данного урожая на фабрики.

II. Обрабатывающую промышленность, заключающую производства: А) Прядильное — с процессами сортировки, смешивания, трепания, чесания, выравнивания, предпрядения и тонкопрядения, заканчивающееся выработкой пряжи. Б) Ткацкое — с процессами, совершающимися над а) пряжею, идущей на основу (продольные нити) в ткани: размоткой, сновкой, шлихтованием и затем проборкой нитей в особые приборы ремиз и бердо — после чего получается так называемый ткацкий навой, и б) над пряжей, идущей на уток (поперечные нити) в ткани в зависимости от состояния и формы этой пряжи, поступающей в производство, и от условий и требований; в) самого ткачества — ныне весьма разнообразного по организации и оборудованию, смотря по системе станков, степени их автоматичности, роду и характеру переплетения и т. п., и заканчивающегося получением суровья — ткани в том виде и состоянии, в каком она снимается с ткацкого станка. В) Аппретурно-отделочное — с процессами беления, крашения, печатания и аппретуры, состоящими по преимуществу из химической обработки волокнистых веществ, из которых составляется продукция предыдущих производств, и из ряда механических операций — благодаря чему товары приобретают тот наружный вид и качества, которые наилучшим образом удовлетворяют спросу потребителя в зависимости от своего назначения.

Приведенная общая схема уже сама по себе показывает, насколько разрослась область хлопчатобумажного производства в современном его составе и оборудовании. На первый план в деле рационализации производства выдвигаются научно-исследовательские основы и все те новые принципы управления, какие ныне становятся обязательными для всех сознательных работников в этой крупнейшей отрасли современной промышленности. Произошел, можно сказать, существенный сдвиг во взгляде на самые принципы ведения предприятия с массовым производством товара, причем так называемый технический контроль производства получает ныне характер организованного учреждения в виде центральной испытательной станции, соединенной, с одной стороны, с арбитражной конторой предприятия, где принимается и исследуется опытным сортировщиком каждая поступающая на фабрику кипа хлопка, подбирается в партии по признакам, принятым в данном производстве для пряжи данного номера и назначения, а с другой стороны, — с пряжной конторой, где сосредоточена правильная приемка выработанной пряжи с машин, проверка и выдержка или кондиционирование ее, как товара, и затем пуск ее в ткацкое производство, или доставка покупателю или заказчику, или отправка на вольный рынок.

В идеале — требования, предъявляемые центральной испытательной станции при фабрике, должны быть таковы, чтобы в этом учреждении или под его ведением находилось и производство проб на выход продукта в качественном и количественном отношении из единицы веса сырья. Желательно даже, чтобы станция могла произвести определение, хотя бы приближенно, по малому маклерскому образцу хлопка выход продукта так, чтобы можно было совершение самой сделки на ту или иную партию хлопка поставить в связь с данным производством и обосновать ее результатом упомянутого определения, дающего производственный критерий для такой чисто коммерческой операции, каковой представлялась еще в недавнем прошлом закупка хлопка для фабрик.

Таким образом, прежняя манера практиков-прядильщиков вести дело по памяти или по отметкам в своих записных книжках — в новом строе текстильной промышленности вычеркивается самым решительным образом из практики дела и заменяется систематической регистрацией наиболее существенных моментов в жизни предприятия по ходу производства, отмечающей по определенной форме все данные как специальных проб, так и результатов наблюдений над потреблением и обработкой материала, над расходом топлива, смазочных и других вспомогательных материалов, над выходом продукта, количеством возвратных и безвозвратных угаров, качеством и добротой изделий или товара, % брака, над простоем и выработкой машин и т. п. факторами производства. При этом регистрация должна отмечать упомянутые данные а jour, а не являться показателем прошлого, задним числом знакомящим ответственного руководителя с происшедшим явлением того или иного порядка.

Следуя приведенной общей схеме производства, мы по отношению к сырьевой отрасли промышленности (о сельскохозяйственной стороне вопроса см. хлопчатник) остановимся лишь на следующих данных о достижениях, имеющих непосредственное значение в производстве.

Фактом существенного значения является повсюду, за границей и у нас в СССР, возросшее внимание к изучению и научному исследованию хлопкового волокна (см приложение рис. 1 и 2), как в его нормальных свойствах, характеризующих прядильную способность материала данного происхождения и сезона, так и в его дефектах и пороках, представляющих известные препятствия и затруднения при его последующей обработке в пряжу и ткань, с которыми обрабатывающей промышленности приходится иметь дело. За эти годы была переработана в Америке существовавшая стандартизация хлопка, получившая название универсальной хлопковой классификации — с 1 августа 1924 года признанная Великобританией и на континенте Европы и, таким образом, являющаяся общей обязательной для мировой торговли хлопком классификацией американского упланда.

Правительством Соединенных Штатов Америки (Department of Agriculture) узаконены следующие стандарты хлопка:

I) Стандарты на класс и сорт (Grade standards) (рис. 10 и 11), обозначаемые такими названиями: 1) Middling Fair; 2) Strict Good Middl; 3) Good Middl; 4) Strict Middl; 5) Middling; 6) Strict Low Middl; 7) Low Middl; 8) Str. Good Ordinary; 9) Good Ordinary — которым соответствуют официальные образцы.

II. Стандарты на длину волокна (Staple determination), причем хлопок, средняя длина волокна которого равна 1¹/₈ дюйма (или более), относится к так называемому Staple Cotton и расценивается в соответствии с длиной, вызывая премии к ценам обыкновенного хлопка, средняя длина которого ниже упомянутой.

III) Что касается третьего элемента, имеющего в производстве пряжи весьма важное значение наряду с длиной волокна, классом и сортом товара, то есть рода и количества посторонних примесей в хлопке, а также его блеска, тонины, крепости, ровноты, плотности массы, степени его зрелости и извитости (именно того, что определяет природу хлопка или его характер и структуру), то до сих пор еще не установлено стандартов для этих свойств хлопка. Но в настоящее время правительственное Бюро сельскохозяйственной экономии в Америке выражает уверенность, что предпринятые им научно-исследовательские работы в этом направлении, изыскания зависимости между крепостью и структурой волокна и крепостью пряжи — приведут в недалеком будущем к твердому обоснованию стандартов и по характеру хлопка. В практике стараются обозначить эту третью важную сторону стандартизации хлопка посредством установления типов товара, районов происхождения, связать его с пунктом отправки и т. п., но, конечно, все это дает только приблизительное представление о природе хлопка.

В связи с новой классификацией хлопка получил уточнение и вопрос о выборке образцов из кипы и о дальнейшем обращении с ними при сравнении их со стандартами хлопка, то есть с теми коробками с образцами, которые за установленными подписями официальных лиц получаются из Нью-Йорка (или Ливерпуля). Обращается внимание на то, что точная классификация товара требует соблюдения надлежащих условий для более или менее точного производства самой операции сравнения образцов предлагаемого к покупке товара со стандартами и определения (арбитража) качеств волокна. Выдвигаются на первое место так называемые нормальные кондиционные условия, то есть степень влажности в испытываемом хлопке. Влажность придает волокну хлопка большую крепость и длину, наоборот чрезмерная сухость действует отрицательно. Департамент земледелия определил кондиционные условия такими нормами: относительной влажности помещения 65% и температуры 70° F (21°С). Установлены были также надлежащие условия арбитража и самый метод вытягивания штапеля волокна из испытываемого образца хлопка.

Следующей стадией достижений в сырьевом вопросе является усовершенствование в так называемой первичной обработке волокнистых материалов всех родов и происхождений. Здесь мы должны отметить лишь ту эволюцию, какая произошла в области первичной обработки снятого с поля сырца на хлопковое волокно, как первообразный материал для прядильного производства, в связи, во-первых, с новыми воззрениями на роль предварительной обработки сырца в смысле очищения (отделения волокна от семян), просушивания, освобождения от посторонних примесей до джинирования, во-вторых, в связи с новыми исканиями в области самого процесса, и машин для джинирования (см. приложение, рис. 3-8) и, наконец, в-третьих, с новыми данными в процессе прессовки хлопкового волокна в кипы призматические различного веса и степени плотности и в кипы круглые разных систем (фиг. 9). Производятся научные исследования самого рабочего процесса джинирования на пильном и валичном (ножевом) джине, выясняется вопрос о роли и значении отдельных органов этих машин, — о влиянии скорости пильного вала, плотности сырцового валика, содержания влаги в сырце и т. п. на процесс очистки и на качество получаемого волокна, на характер и степень повреждений материала и т. п.

А) Прядильное производство. Переходя к хлопкообрабатывающей промышленности, мы начнем с производства пряжи, — но прежде остановимся на классификации прядильных фабрик в зависимости от номера вырабатываемой на них пряжи.

Номер пряжи представляет собой техническое выражение толщины (или тонины) пряжи и есть отношение определенной длины нити к весу этой нити. В зависимости от системы и величины единиц длины и веса, которыми определяется номер, в практике применяются различные системы нумерации. В хлопкопрядильном производстве известны: метрическая — наиболее простая и удобная нумерация, когда длина нити измеряется метрами, а вес граммами (1 000 метров — длина мотка пряжи и килограмм — единица веса), и английская нумерация, в которой длина мотка принята = 840 ярдов (разделяемых на 7 пасьм по 120 ярдов каждая), а единица веса принята в 1 английский фунт (avoir du poids), равный 7 000 гран. Для определения № пряжи числовым выражением узнают сколько мотков пряжи идет на единицу веса, то есть на 1 килограмм в случае метрической системы (причем каждый моток будет в 1 000 метров) или на 1 английский фунт (7 000 гран.) в случае английской нумерации (причем каждый моток в 840 ярдов). Очевидно, что №англ. не будет равен №метр., и для хлопчатобумажной пряжи соотношение номеров будет равно 1,694, то есть №метр.: №англ. = 1,694. То, что сказано здесь о номере пряжи, относится и вообще к продуктам хлопкопрядильного производства, так что, следуя той же системе нумерации, можно судить об относительной толщине всякого полуфабриката какой-либо промежуточной стадии производства (холста, ленты, ровницы).

Классификация прядильных фабрик. Обычно хлопкопрядильное производство разделяют на три группы: приготовление низких №№ пряжи, приготовление средних №№ и высоких. Высокие №№ пряжи, к которым относятся № 60 и выше до № 100-120, как наиболее тонкие, требуют для себя лучших хлопков в смысле длины волокон, их тонины, блеска и шелковистости, так как это дает возможность, как увидим далее, наиболее правильно и равномерно расположить их в нити, придать им необходимую крепость и соответствующий внешний вид. К таким наиболее соответствующим хлопкам можно отнести высокосортные нижнеегипетские хлопки (например, саккеляридис и другие названия), длина волокон которых определяется 40-42 мм и которые отличаются тониной своих волокон, их крепостью, шелковистостью и при известных установившихся в практике способах обработки дают вполне добротную пряжу высоких номеров. Этой же цели могут служить и некоторые сорта американских длинноволосых хлопков, как си-айлэнд (от Gossypium barbadense), длина волокон которого доходит до 45-50 мм (и более) и который благодаря нежности своих волокон идет на самые высокие №№ пряжи. Количество таких хлопков сравнительно невелико, и применение их ограничено.

Переходя к группе средних №№, которая охватывает пряжу от № 20 до № 50, естественно для выработки их перейти к более коротким и сравнительно грубым волокнам, так как и сама пряжа является более толстой и относительно более крепкой, во всяком случае, удовлетворяющей тем напряжениям, которые ей приходится испытывать в последующем ткачестве и в дальнейшей обработке. Более короткие сравнительно с первой группой хлопки, с длиной штапеля, доходящей до 28/29 мм, и составляют основную массу волокон, которая с успехом может применяться к выработке средних №№, причем крайние отклонения в тонине пряжи в одну сторону до № 20, а в другую до № 50, конечно, допускают соответственные уменьшения и увеличения указанной длины волокна. Выработка средних №№ пряжи и соответствующих сортов тканей из них составляет главную массу работы фабрик всего мира, и получающийся в мировом масштабе хлопок составляет именно эту группу. К таким хлопкам относится американский хлопок, так называемый упланд (upland), разных происхождений, с длиной волокна от 27/28 до 31/32 мм и несколько более, и русский хлопок из американских семян, той же длины (из Туркестана и Закавказья).

Для выработки той же группы №№ идет также и хлопок из Верхнего Египта, так называемый верхнеегипетский, который по относительно большей длине волокон и их тонине сравнительно с указанным американским обычно употребляется, однако, на более высокие номера из средней группы при обычных способах обработки.

Наконец, третья группа пряжи низких номеров, включая пряжу до № 20, следовательно, еще более грубую, может с успехом быть выпряденной из коротковолосых хлопков, с длиной волокна 20/22 мм или из волокон, хотя и более длинных, но с некоторыми дефектами (при вызревании и сборе), — следовательно, более слабых. Для рассматриваемой группы №№ применяется также подмесь к хлопку угаров, — отбросов, получающихся в виде коротких и загрязненных волокон при выработке пряжи средней группы.

Кроме перечисленных трех категорий пряжи, являющихся главными и типичными при классификации прядильных фабрик, следует упомянуть и о пряже угарной, вырабатываемой на специальных аппаратах по системе так называемого угарного прядения.

Сортировка хлопка на фабрике (как она обычно производится в настоящее время). Прядильная фабрика получает сырье для своего производства — хлопок — сильно спрессованным( 20-35 англ. Фунт. в 1 куб. ф.) и спакованным в кипы, весящие для хлопков разного происхождения от 130 до 336 кг. До этого момента хлопок проходит стадии своей коммерческой оценки как товара и до известной степени является уже классифицированным. Эта торговая классификация касается, как уже сказано, степени засоренности хлопка примесями, нормальности его структуры, внешнего вида и цвета, присущего вполне вызревшему волокну, или той и иной степени попорченности его при вызревании. Вместе с тем классификация отмечает и характер хлопка, отражающий собой ровноту волокна, его шелковистость, крепость, а также присутствие в хлопке завитков и жгутиков, явившихся в результате неправильного джинирования. Наконец, определяется и длина волокна. Все эти данные дают возможность легче разобраться с хлопком на фабрике, где, прежде всего, необходимо бывает выбрать тот или другой материал для соответствующей работы. В этом смысле фабрика имеет всегда задачу выработать определенный номер пряжи известной добротности для того или другого назначения (основа и уток в ткачестве).

Современное направление исследовательских работ в применении к задачам производства имеет целью связать все качества и свойства хлопчатого волокна с конечным результатом получающейся из него пряжи, то есть получение определенной добротности в зависимости от длины, тонины, крепости волокна, извитости его и др.; но, к сожалению, до настоящего времени еще не выработано какой-нибудь формулы, которая бы связывала между собой эти данные и давала бы возможность наверняка определить заранее результаты переработки в пряжу. Поэтому на фабрике дело подбора хлопка является очень важным для успеха прядения, требует громадного навыка и опытности, при наличии которых без каких-либо сложных инструментов и приборов только и бывает возможно оценить пригодность хлопка для соответствующей цели. Применение же точных приборов, определяющих, например, тонину хлопка, его извитость (как, например, микроскопа), на практике возможно лишь в исключительных случаях, так как это отнимает, в общем, слишком много времени, между тем как на большой прядильной фабрике, которая может перерабатывать до 100 кип хлопка в день, исследование каждой кипы (что является минимальным) займет много времени. Поэтому способ органолептический, то есть определения качеств хлопка руками (на ощупь) и на глаз, — остается и до настоящего времени господствующим на практике. Доминирующим, однако, качеством хлопка является длина волокна, которую определяют путем распрямления волокон в небольшом пучочке хлопка (штапель) руками и выравниванием его кончиков. Так как в массе длина волокон различна, то есть, например, в пучочке можно встретить волокна от 15 до 30 мм, то этот прием при известной опытности дает возможность узнать группу наиболее длинных и приближающихся к ним по длине волокон, которые и составляют важную часть для работы, так как короткие волокна при обработке стараются по возможности удалить. Так же обычно производится и разрыв волокон штапеля руками, причем по испытываемому впечатлению опытный сортировщик, хотя и относительно, но довольно верно, определяет крепость. Далее, шелковистость, цвет хлопка, частью его зрелость определяются прямо на глаз. Отсюда ясно, насколько субъективны все те приемы, какими приходится довольствоваться в производственной практике. Указанный подбор хлопка делается каждой фабрикой в зависимости от того номера пряжи или группы номеров, которые на ней вырабатываются, для последующего назначения в тот или иной сорт ткани. Запасшись необходимым количеством нужного сырья, фабрика отдельными партиями, достаточными, примерно, для однодневной выработки, переправляет кипы с хлопком в так называемое сортировочное отделение, где кипы распаковываются и исследуются или сортируются, имея в виду качество волокна, сообразно с которым и предназначаются для выработки того или иного № и назначения пряжи.

Так как, с одной стороны, некоторые разновидности хлопка одного происхождения представляются весьма неодинаковых качеств, а с другой — хлопки различного происхождения обладают характерными особенностями, отличающими их от хлопков других происхождений — так что в иных сортах обращают на себя преимущественное внимание одно какое-либо качество, а в других — другое, то обыкновенно в практике прядения имеют место два метода выработки пряжи: 1) или беря хлопок непосредственно из кип и пластами питая трепальные машины (способ работы без лабазов), 2) или предварительно составляя так называемые смеси (mixing) хлопка по определенному принципу, подбирая и соразмеряя пропорцию входящего в эти смеси материала для питания трепальных машин (способ работы с лабазами, рис. 13 и 14). Бывают случаи, когда необходимо прибегнуть к смешиванию разных хлопков или хлопков с угарами, чтобы достигнуть производства пряжи установленной доброты или цены.

Современная практика составления смесей основана по большей части на личном опыте руководителя производством, покоящемся преимущественно на эмпиризме, но новейшие тенденции в изучении свойств волокна и стандартизации хлопков различного происхождения дают возможность подвести некоторые научные обоснования под это существенное дело и тем реализовать определенные технические и экономические достижения в производстве.

Трепание. Современная прядильная фабрика для превращения бесформенной массы хлопка в пряжу разбивает всю работу на ряд отдельных операций, выполняемых машинами. Этих отдельных операций насчитывается до 8-10, причем в первых стадиях происходит разрыхление хлопка, расщипывание его на отдельные небольшие клочки и соединенное с этим очищение, то есть выделение из хлопка оставшихся в нем после джинирования сорных примесей, а также и коротких волокон, или пуха. Вместе с тем хлопок из бесформенной массы обращается в слой более или менее равномерный по весу и определенных размеров по ширине и длине, навиваемый на скалку в виде свитка, называемого холстом. Эта стадия операций составляет трепание хлопка, производимое на машинах различного устройства, носящих различные названия изображенных: на рис. 16 и 17 — вытяжная щипальная и рис. 18 — холстовая трепальная машина (см. приложение). При этом, разрыхляющее и очищающее действие в них осуществляется орудиями по преимуществу двух разных типов: а) вращающимися барабанами, покрытыми зубьями или тупыми ножами, и б) трепалами с двумя или тремя бьющими планками, или билами. Сорные части и примеси к хлопку выпадают при этом через колосниковые решетки, соответственно расположенные. Важную роль играет в современных машинах вентилятор, благодаря воздушной тяге которого, производимой через посредство так называемых сетчатых барабанов, достигается и правильное движение обрабатываемого материала в машине, и удаление пыли и мелких волоконец.

Чесание. Дальнейшее очищение и разделение хлопка на отдельные волокна и возможно равномерное расположение их относительно друг друга, а иногда и их параллелизация, приводят к применению очень деликатных и тонких орудий и машин, рабочие органы которых покрыты особой гарнитурой в виде тонких игл, прочесывающих волокна. При этом из хлопка вычесываются мелкие волокна и примеси, а материал обращается в бесконечный рыхлый жгут — ленту. Эта, следующая за трепанием, операция составляет, собственно, чесание хлопка (см. приложение, рис. 21, 22 и 23). Чесание бывает или кардное, или гребенное в зависимости от устройства машины и самих орудий, в первом случае называемых кардами (особыми лентами, усаженными равномерно и правильно расположенными тонкими стальными проволочными скобочками, согнутыми под известным углом и заостренными на концах), а во втором гребнями. На рисунке 21 изображена кардочесальная машина, а на рисунке 22 гребнечесальная машина для хлопка.

Вытягивание и выравнивание продукта (ленты) после чесания производится на ленточных машинах в несколько переходов с одной машины на другую и имеет своей задачей отдельные волокна, составляющие чесальную ленту, распрямить, параллелизовать, выровнять самый продукт в отношении его толщины и плотности, иногда несколько утонить. Этот процесс, сущность которого сводится к вытягиванию и сдваиванию лент после чесания, характеризует важный отдел производства, подготовляющий ленту для последующего предпрядения. Вытяжной аппарат состоит из 3 и 4 пар валиков, изображенных на рисунке 26, из которых каждая последующая вращается скорее предыдущей, так что отношение скорости передней, выпускающей пары, к задней, принимающей, и выражает собой так называемую вытяжку. Обыкновенно нижние валики представляют собой стальные цилиндры с рифленой поверхностью, а верхние обтягиваются сукном и опойком (кожей) и, будучи нагружены, обусловливают более или менее значительное и притом упругое зажатие обрабатываемого материала.

Подготовительное прядение. Целью предпрядения является постепенное весьма значительное -утонение ленты и подготовка ее к образованию пряжи путем превращения ленты в более тонкий фитилеобразный продукт, называемый ровницею. При этом процесс утонения ленточки совершается не сразу, а постепенно, и сопровождается скручиванием ее в той незначительной степени, какая необходима, чтобы вызвать достаточное трение между волокнами и тем предупредить расползание продукта, сделать его более крепким, способным вынести последующую обработку. Этой стадией обработки, производимой на машинах, называемых ровничными, или банкаброшами, заканчиваются, собственно подготовительные операции прядильной фабрики.

Устройство ровничных машин, которые различаются названиями: толстый, перегонный и тонкий банкаброш, — довольно сложно и требует серьезного изучения их со стороны мастеров, а также и уменья наладить их правильную работу. Главные органы банкаброша суть: а) вытяжные пары валиков, б) крутильный снаряд (преимущественно — рогулька) и в) навивающий аппарат. На рисунке 29 изображен банкаброш в его главных составных частях.

Прядение. Последняя операция, превращающая ровницу в пряжу, составляющую конечный продукт прядения, производится на специальных машинах двух систем: ватерной и мюльной. Тонкопрядильные машины так называемой ватерной системы с непрерывным процессом прядения, состоящим из вытягивания ровницы, поступившей с тонкого банкаброша, кручения и навивания спряденной нити, — сравнительно простого устройства и весьма продуктивны в работе. Ватера различаются своим крутильным снарядом: они бывают рогулечные и кольцевые. В ватерах I типа рогулька получает самостоятельное вращение, а катушка свободна и вращается натяжением навиваемой на нее нити (рис. 32). В ватере II типа (рис. 31) веретено, с надетой на него катушкой и вращаемое от машины, и кольцо (окружающее веретено), по которому движется бегунок, или скобочка, увлекаемый натяжением нити — обусловливают собой кручение и навивание выпрядаемой нити. Так как кольца вставлены в особую планку, получающую движение вверх и вниз, то, благодаря этому, и достигается навивание нити последовательными слоями, заполняющими всю катушку. На рисунке 34 изображены: описанный орган — веретено с катушкой, кольцо и бегунок.

Наибольшей сложностью устройства отличается тонкопрядильная машина так называемой мюльной системы с периодическим процессом прядения, то есть она совершает вытягивание, кручение и навивание продукта не одновременно, а в 3 или даже 4 периода, составляющих полный цикл работы машины. В отличие от ватера, мюль-машина состоит из двух частей: неподвижной, называемой брусом, на котором расположен вытяжной аппарат (производящий вытяжку ровницы), и подвижной части, каретки, заключающей в себе веретена, выполняющие функции крутильного аппарата во время первого периода — отхода каретки от бруса, и второго периода — докрутки, и затем, после кратковременного третьего периода, называемого отмоткой, воспринимающие на себя спряденные нити в последнем периоде работы — намотки (при возврате каретки к брусу). В составе машины, кроме органов, производящих непосредственно вышеупомянутые четыре действия, имеется сложный механизм, распределяющий и регулирующий работу этих органов в течение полного цикла действия машины вполне автоматически, отчего и вся машина получает название сельфактора от английского Self-acting (рис. 35 и 36, см. приложение).

Пряжа, снятая с тонкопрядильной машины, выдерживается в специальных помещениях (кондиционируется), получая определенную степень влажности и нормальные свойства, соответственно своему назначению в последующей отрасли производства — ткачестве.

Для определения качества пряжи и правильной оценки ее, как товара, приходится решать целый ряд вопросов, производя каждый раз соответствующие наблюдения и испытания. Для полного и точного исследования пряжи необходимо определить, пользуясь специальными приборами и аппаратами: 1) природу волокнистого материала пряжи, 2) степень ее тонины (№), 3) чистоту и цвет пряжи, 4) гладкость и ровноту, 5) крепость, 6) растяжимость (эластичность), 7) крутку, 8) содержание влаги в пряже и, наконец, 9) пригодность пряжи для известного или данного назначения.

Применения на практике хлопчатобумажной пряжи чрезвычайно многочисленны и разнообразны, так что является нередко затруднение относительно надлежащего выбора или подбора пряжи, которая по своим качествам была бы наиболее подходяща к данному случаю. Наибольшее количество пряжи идет на потребности ткачества, и сравнительно меньшая часть употребляется на вязаные изделия (чулки, фуфайки и пр.), для плетения кружев, швейных ниток и т. п.

Ткани употребляются как в домашнем быту (в виде белья, одежды и пр.), так и для потребностей технических в фабричном и заводском обиходе. Весь обширный класс так называемых плотных хлопчатобумажных изделий с его несколькими сотнями различных названий требует для своего образования всего два рода нитей — основу и уток. Они, вообще говоря, отличаются и по тонине, по материалу, и по способу обработки, приобретая различие в складе, внешнем виде, крепости, крутке и прочих свойствах пряжи. Основа делается обыкновенно круче, крепче, эластичнее, плотнее, глаже, чем уток, который, благодаря своему назначению, должен отличаться, в большинстве случаев, известной степенью пушистости, должен быть более или менее отлог, хотя, в виде исключения, и уток может быть одинаковых свойств, как и основа. Разобраться во всей этой массе возможных сортов пряжи и наметить, куда и на что именно данная пряжа наиболее пригодна, задача трудная и сложная. Мы здесь наметим лишь некоторые данные о пряже и прежде всего, укажем на — добротность пряжи, как на такое понятие о товаре, которое составляется лишь на основании полного изучения его свойств и качеств, о которых сказано выше. В основу понятия о добротности пряжи положена ее крепость, то есть сопротивление или отдельной нити, или одной пасьмы на разрыв, при определенной тонине или № нити и при данном обозначении пряжи. Что касается других свойств и качеств пряжи (ее эластичности, достоинства первоначального материала, степени крутки, ровноты и чистоты), то влияние их отмечается градациями или степенями добротности, как то: посредственная, средняя, хорошая и т. п. Произведение крепости на номер, для пряжи близких между собою №№, и составляет постоянную величину, весьма удобную для сравнения достоинства испытываемых образцов пряжи; так, для медио американского № 34 — крепость одной пасьмы, равная 50 фунтов, считается хорошей, и произведение № на крепость будет 34 Х 50 = 1 700; если имеем медио № 30, то для пряжи той же доброты крепость должна быть 1700/30 = 56,6 английских фунтов и т. д. Определяют несколько степеней этой доброты от низшей до высшей.

Б) Ткацкое производство составляет вторую часть хлопчатобумажного производства, представляющую, в общем, самостоятельную отрасль промышленности, сильно развившуюся при концентрации хлопкопрядения, хотя иногда и объединенную с прядением и отделкой товара в один общий комбинат — однако на тех же началах массового производства товара.

К пряже, поступающей на ткачество, предъявляются определенные требования, вообще говоря, не одинаковые, в зависимости от назначения, причем пряжа, идущая на основу ткани, в большинстве случаев должна быть добротнее (и притом иного №, крутки, степени гладкости, и т. д.), чем для утка. Отсюда необходимость тщательной приемки пряжи, основанной на технических испытаниях, тождественных с описанными выше.

Самое производство тканей распадается на подготовительный отдел и собственно ткачество на ткацком станке.

Подготовительные операции — для основной пряжи иные и притом значительно сложнее, чем для утка. От последнего (утка) требуется, главным образом, чтобы нить, правильно сбегая в процессе тканья со шпули челнока, не образовала петель и сукрутин и располагалась мягко и ровно, входя во взаимное переплетение с основными нитями, сообразно с рисунком ткани. Отсюда вытекает и сущность подготовки утка, сводящаяся к надлежащей перемотке нити на шпули и затем к запарке или увлажнению. Однако, часто уточная пряжа поступает на ткацкую фабрику в початках, по своему размеру и на мотке вполне соответствующая назначению и притом предварительно выдержанная, так что может непосредственно идти в дело.

Подготовка основной пряжи распадается на несколько операций: размотку, сновку, шлихтовку и проборку. В конечном результате имеется в виду образовать основу для помещения на ткацком станке, для чего требуется: подобрать и соединить определенное, обыкновенно большое, число нитей, и притом значительной длины, расположить их параллельно и правильно, затем обеспечить этим нитям в процессе тканья надлежащую крепость и гладкость, если таковыми они обладают в недостаточной мере, и, наконец, распределить полученную таким образом основу на части, сообразно с тем родом переплетения с уточными нитями, какой желают придать ткани. Эти три главные задачи приготовления основы достигаются:

Размоткой, состоящей в перемотке доставленной пряжи в початках, малых ватерных катушках или мотках в большие катушки той или иной формы. При этом достигается и контроль над пряжею, удаляются ее дефекты. Выполняется это на различных по принципу, но довольно простых по своей конструкции машинах (рис. 37 и 38).

Сновкой, состоящей в перегонке пряжи с нескольких сот катушек, приготовленных в предыдущем отделе, на навой, или сновальный валик, соединением которых в следующей операции, обычно сопровождаемой и проклеиванием (или шлихтованием) нитей, образуется собственно основа для ткани, навиваемая на ткацкий навой. При этом упомянутые сновальные валики соединяются в числе 4-6, соответственно с количеством нитей во всей основе, а самая ширина вырабатываемой ткани обусловливает плотность расположения основных нитей на ткацком навое и, следовательно, размер навоя. Самое навивание нитей как на сновальные валики в процессе сновки, так и на ткацкий навой в следующей операции, шлихтовке, — должно быть произведено совершенно правильно и равномерно, сохраняя расчет количества и порядок соединяемых нитей неизменным. Что касается степени проклеивания, или шлихтования, то, так как его роль ограничивается лишь ткачеством, — приходится быть особенно осмотрительным, чтобы излишним количеством или несоответствующим качеством шлихта и самого способа нанесения его не повредить или не затруднить последующие отделочные операции товара, в которых придется, прежде всего, позаботиться об удалении шлихта. Рецептов шлихта много, — также различают шлихт пресный и кислый. Мы ограничимся здесь лишь указанием на составные ингредиенты: первая группа — склеивающие вещества (картофельная мука, крахмал, клей), вторая — смягчающие (мыло, сало, масло, воск и т. п.), третья — гигроскопические, притягивающие в готовую основу влагу из воздуха (глицерин, хлористый кальций и т. п.), четвертая — антисептические, предохраняющие от плесени и порчи основу (хлористые и сернокислые соединения цинка и меди, бура и т. п.), и, наконец, пятая — утяжелители, прибавление которых, однако, преследует цели собственно чуждые технологической сущности процесса шлихтования (глинка, тяжелый шпат).

Устройство сновальных и шлихтовальных машин видно на рисунках 41 и 44. Наибольшую сложность представляет собой шлихтовальная машина, состоя из: 1) задней части с рамками, где помещается определенное число сновальных валиков, 2) прибора для пропитывания и шлихтовки основы (корыто со шлихтом с опускными валиками, отжимные валики и щетки), 3) сушильных приборов (барабаны, камеры), 4) передней части машины — для разделения слоев нитей и навивания проклеенной и просушенной основы на ткацкий навой. Необходимо отметить довольно сложные механизмы для приведения машины в действие и счетчики или приборы для отмеривания и маркировки (отметки) готовых кусков основы.

Приготовленный предыдущими операциями навой поступает в отделение для проборки основных нитей в особый прибор — глазки ремизок и бердо — сообразно с переплетением основы и утка в ткани и после этого переносится на ткацкий станок. Проборка производится или вручную — помощью двух рабочих: проборщика и подавальщика — или автоматически — помощью особой сложной машины (американского изобретения).

Ткацкий станок — см. приложение, рис. 50, 51, 52 и 60.

Механические ткацкие станки классифицируются, сообразно со сложностью производимых тканей и конструкцией своих преступных механизмов, на станки с эксцентриками (рис. 50), с кареткою Добби для мелкоузорчатых переплетений (рис. 53) и с машиной Жакарда для сложных узорчатых тканей, а также на станки одночелночные и многочелночные (в случае смены утков для пестротканых товаров) и, наконец, на станки автоматические системы Нортроп и др. (рис. 56), в которых замена сработанной шпули в челноке производится не ткачом, как в обыкновенном механическом станке, а особым остроумным механизмом, автоматически (он изображен с правой стороны).

Ткань — окончательная форма, которую принимает пряжа в изделиях. Отличие тканей друг от друга определяется, в сущности, одним из следующих главнейших моментов:

а) материалом ткани (его род и происхождение);

b) его добротностью, зависящей от свойств и качеств пряжи;

с) способом переплетения основных и уточных нитей;

d) назначением ткани в применении ее на практике, и

е) той или иной особенностью в последовательной обработке или в окончательной отделке товара.

Схема ткани изображена на рисунке 61, где ясно видны так называемые перекрытия одних нитей другими в местах их взаимной встречи.

Весьма важно знать закон распределения этих перекрытий — он является характеристикой самой ткани и помогает выполнению ее на ткацком станке. Отсюда необходимость условного графического изображения ткани и особого искусства, применяемого в ткацком деле — ткацкого рисования. Рисунок ткани воспроизводится на клетчатой или канвовой бумаге, причем принято нити основы представлять вертикальными полосками, а нити утка горизонтальными, место же основных перекрытий отмечать крестиками или закрашиванием (рис. 62). Составляя такой рисунок по данному образцу ткани, легко убедиться в наличности так называемого рапорта переплетения, то есть такой составной части ткани в виде повторяющейся площадки, мысленно укладывая которую последовательно в горизонтальном и вертикальном направлении, можно получить весь образец.

Рапорт переплетения значительно сокращает работу составления как самого рисунка ткани, так и заправочного чертежа (рис. 63, 64 и 65) для руководства при выполнении ткани, представляющего собой условное изображение проборки основных нитей в глазки ремизок и число этих ремизок и ошнуровки — соединения ремизок с проступными эксцентриками (зевообразовательный механизм). Таким образом, рапорт ткани или переплетения распадается на две части: рапорт по основе и рапорт по утку. Кроме мест перекрытия основными нитями уточных, в рисунке важно отметить и так называемые сдвиги или расстояния этих перекрытий для соседних нитей — весьма характерные в более сложных переплетениях, которые могут быть весьма разнообразными. Для облегчения знакомства с переплетениями приведем три типичных, или основных, из которых производятся и остальные, более сложные.

Простейшим переплетением является тафтяное, или полотняное (также миткалевое, рис. 63). Рапорт такого переплетения равен двум и состоит из 2 основных и 2 уточных нитей, соответственно чему для образования ткани достаточно двух ремизок и двух проступных эксцентриков.

Следующим весьма распространённым переплетением является киперное, или саржевое, имеющее рапорт более двух, и расположение сдвигов таково, что ткань получает ясно выступающую полосатость по диагонали, столь характерную для саржи (рис. 65). Для выполнения саржи требуется более двух ремизок и более двух эксцентриков, причем порядок проступания (подъема) ремизок соблюдается очередным, отчего и получается диагональная полосатость. Распределения перекрытий основных и уточных обыкновенно не одинаковы, а противоположны с лица и изнанки, и потому ткань называется односторонней (кроме так называемой батавии — 4-ремизного кипера 2Х2). Кипер различают: простой и сложный, причем в простом рапорт по основе равен рапорту по утку, а в сложном этого равенства может и не быть.

Третье типичное переплетение называется сатиновым, или атласным (см. рис. 64). Оно напоминает саржевое, но перекрытия в нем, равномерно рассеянные по всему рапорту, не соприкасаются по диагонали, а следуют особому закону, причем для выполнения его требуется значительно больше ремизок. Правильный атлас не может получиться меньше, как при 7-8 ремизках, и напротив, — 4-5-ремизочные сатины уже обнаруживают диагональную полосатость, почему называются неправильными. Так же, как и саржевые ткани, сатиновые относятся к тканям односторонним и делятся на основные и уточные, смотря по тому, выступает ли налицо ткани больше основных или уточных нитей. Это — наиболее красивое среди названных переплетений и отличается наибольшим блеском благодаря параллельности выступающих нитей, в особенности при густом и плотном или так называемом богатом атласе.

Среди хлопчатобумажных атласов особенно распространены ткани под следующими названиями: сатин, ластик, демикотон молескин, шведская материя и др. О бархатном переплетении см. бархат.

Комбинируя описанные типичные переплетения, можно классифицировать ткани на следующие классы: 1) гладкие, 2) фасонные, или несложно узорчатые, 3) сложноузорчатые, и затем на 4) пестротканые, 5) ворсовые, 6) двойные (и вообще многослойные) и 7) газовые.

Более сложные по переплетению ткани требуют для своей выработки большего числа систем нитей, как основных, так и уточных, и более сложных ткацких станков, снабженных соответствующими приспособлениями для помещения, например, двух или трех основных навоев, для смены нескольких челноков в случае пестротканых материй и т. д. Далее, ткани могут быть классифицированы по роду материала, из которого приготовляют основные и уточные нити: на простые и смешанные, причем пряжа для последних может иногда быть приготовлена даже из смеси разных волокон (например, из хлопка и шерсти и т. п.). Наконец, ткани классифицируются и по внешнему виду, в зависимости от отбелки, окраски и отделки — что уже до бесконечности увеличивает разнообразие ткацких изделий, обусловливаемое, между прочим, влиянием моды.

Переходя к обзору новейших успехов и достижений в области процесса и машин хлопчатобумажного производства, мы должны отметить то положение, что если за последние полвека здесь не произошло ни одного великого изобретения, которое революционизировало бы процесс производства, то, с другой стороны, нельзя не констатировать значительной в своей совокупности работы по улучшению почти каждой машины в смысле ее большей продуктивности или большей экономичности и лучшего качества в работе. В особенности произведены многие нововведения и выдающиеся усовершенствования в так называемых вспомогательных машинах или в отдельных частях и органах машин, как в стадии приготовительных процессов производства, так и в окончательных операциях прядения и ткачества, которые в своей совокупности помогли или увеличить производительность, или улучшить качество, или, наконец, уменьшить стоимость обработки продукта. В современных машинах — при видимом, внешнем сходстве их с прежними — почти ничего не осталось сколько-нибудь существенного, что не подвергалось бы тому или другому изменению или переработке как в конструктивном отношении, так и со стороны заводского исполнения (большей точности в пригонке, упрощении или облегчении в сборке и работе и т. п.).

Несомненное улучшение в качестве продукта при значительном сбережении в издержках производства дает усовершенствование всякого рода контроллеров (Controller), то есть приборов, облегчающих наблюдение за правильной и продуктивной работой машин, благодаря которым прядильщики и ткачи получают возможность поднять производительность труда, увеличить выработку на машинах, поддержать на определенном уровне качество продукта, уменьшить % брака товара и снизить себестоимость изделия.

В обзоре достижений в хлопчатобумажном производстве мы начнем с принципов и методов смешивания хлопка и перейдем к машинам производства, отметив успехи так называемой механизации производства. Устраняют вечно пыльные и грязные питательные и распределительные решетки и заменяют их пневматической системой транспортировки хлопка от кипоразбивателя (Bale Breaker) до лабазов (при работе с лабазами): этим стремятся избегнуть и обычного осаждения сора и пыли, остатков хлопковых скорлупок и листочков на самые скирды смесей, над которыми располагаются распределительные решетки. Тот же самый принцип пневматизации уже применяется теперь в машинах трепального отдела.

По-видимому, эволюция в развитии современного процесса производства в этой именно стадии дела идет по пути изобретения и изыскания более совершенных способов очистки и взрыхления хлопка путем пневматизации процесса, сопровождающегося сокращением органов машин с сильным ударным действием трепальных ножей и бил и заменой их новейшими типами и конструкциями органов машин в комбинациях, предлагаемых некоторыми американскими фирмами. Здесь мы отметили лишь то стремление, какое стало выявляться в практике в применении к американскому хлопку и выражаться в целой комбинированной системе машин и аппаратов для предварительного высушивания, очищения и затем восстановления естественной влажности в обрабатываемом материале. Таких инсталляций имеется уже несколько: они принадлежат лучшим и прогрессивным американским заводам Вайтин (Whitin) и Сако-Ловель (Saco-Lowell).

Кардо-чесание и последующие подготовительные процессы производства. В практике прошлого и настоящего никогда не прекращалось стремление избавиться от множества подготовительных машин, убавить значительные комплекты вспомогательных частей и принадлежностей, необходимых в этом отделе (каковы тазы, катушки, шпильки, сукно, опойковые валики и т. п.), и, наконец, облегчить труд работающих и поднять производительность, приходящуюся на каждого рабочего. Можно признать, что в этой отсталости в значительной мере повинно господствовавшее довольно примитивное представление о процессе вытягивания, отсутствие более глубокого изучения теории вытяжки, конструкций самого вытяжного аппарата, формы и размеров вытяжных валиков и т. п. И мы видим, как одно уже осуществление в практике «высокой вытяжки» в прядильном ватере, по системе Казабланка и других изобретателей, повлекло за собой сразу возможность значительной экономии в оборудовании и процессе производства. Оказалось возможным выбросить целый комплект так называемых тонких ровничных банкаброшей. Процесс вытягивания занимает в плане прядильного производства основное положение. В направлении улучшения вытяжного процесса вполне определились два пути: а) путь улучшения всей предшествующей обработки волокнистого материала в первых стадиях производства и б) путь изобретений и усовершенствований в конструкции самого вытяжного аппарата вообще и в особенности вытяжного аппарата тонкопрядильной машины.

Достижения в области чесания (кардного и гребенного) особенно ярки в проблеме угара, выделения из хлопка как разных посторонних примесей, так и тех коротких, дефектных волокон из общей массы обрабатываемого материала, которые носят различные названия, смотря по месту выделения и своему характеру: орешек, пух, очесок и так называемый невидимый угар. Означенная проблема выразилась, прежде всего, в более глубоком изучении самих угаров по их составу и сущности, повлекшем за собой изменения в их качестве и количестве и лучшее последующее их использование. С другой стороны, она выразилась в введении усовершенствований в конструкцию кардо-чесальной машины, ее различных органов. Наконец, в третьих — та же проблема угара повлекла за собой усовершенствование способа и орудий для выполнения обиходных работ, для периодического очесывания барабана, шляпок и вальяна, для пропыливания, точения и поверки в смысле удобств и надежности подведения всех органов машины надлежащим образом и в должной степени. Операция очесывания барабана и переднего вальяна простым способом очищения гарнитуры названных органов специальными рабочими всюду заменена усовершенствованным способом при обязательном введении: а) специальных щеток и б) обеспыливающей инсталляции по английской системе Гаргривса или в) переходом на пневматическую очистку барабана и переднего вальяна по системе Кука — посредством отсасывания пуха и оческа из глубины гарнитуры вместо очесывания щеткой и, наконец, г) применением постоянно или периодически действующего очистительного валика, приспособленного к главному барабану.