棉花從田間柔軟的棉鈴到我們身上的衣物或家居用品,需要經(jīng)歷一系列復(fù)雜而精密的工序。每一步都有其特定的目的和講究,以確保最終產(chǎn)品的質(zhì)量和性能。以下是主要工序及其要點(diǎn):
一、 棉花采摘
- 目的: 將成熟的棉鈴從植株上分離。
- 講究:
- 時(shí)機(jī): 最關(guān)鍵的是采摘時(shí)機(jī)。棉花需要充分成熟(棉鈴開(kāi)裂,纖維充分膨松干燥)時(shí)采摘。過(guò)早采摘(“笑口桃”)纖維強(qiáng)度低、成熟度差、含水高;過(guò)晚采摘?jiǎng)t纖維易受風(fēng)雨污染、強(qiáng)力下降、色澤變黃,甚至被風(fēng)吹落。
- 方法:
- 手工采摘: 傳統(tǒng)方式,能最大程度保護(hù)纖維長(zhǎng)度,減少雜質(zhì)(如枝葉、鈴殼),實(shí)現(xiàn)分次采摘(只采成熟棉鈴)。對(duì)棉花品質(zhì)損傷最小,但成本高、效率低。常用于高品質(zhì)棉(如長(zhǎng)絨棉、有機(jī)棉)或勞動(dòng)力成本較低的地區(qū)。
- 機(jī)械采摘:
- 采棉機(jī): 效率極高。主要分摘錠式和氣流式。摘錠式利用旋轉(zhuǎn)的帶齒摘錠將棉花從鈴殼中扯出,易混入較多雜質(zhì)(葉屑、鈴殼碎片、棉桿等),對(duì)纖維有一定損傷。氣流式利用強(qiáng)力氣流吸走棉花,雜質(zhì)相對(duì)少些,但對(duì)纖維長(zhǎng)度損傷可能更大。機(jī)械采棉通常需要配合化學(xué)脫葉劑(在采摘前噴灑使葉子脫落),這本身也有一點(diǎn)爭(zhēng)議。
- 防污染: 采摘時(shí)避免混入化纖絲、頭發(fā)、異性纖維(特別是彩色纖維),這些雜質(zhì)在后道工序極難清除,會(huì)嚴(yán)重影響紗線和布面質(zhì)量。使用棉布包(而非化纖編織袋)盛裝。
二、 籽棉初加工(軋花)
- 目的: 將籽棉中的棉纖維(皮棉)與棉籽分離,并清除部分大雜質(zhì)。
- 主要工序:
- 預(yù)處理(清理): 籽棉進(jìn)入軋花廠后,首先通過(guò)清理設(shè)備(如刺釘滾筒、氣流裝置、篩網(wǎng)等)去除大部分較大的雜質(zhì),如枝葉、鈴殼、沙土、僵瓣棉等。
- 軋花: 核心工序。利用軋花機(jī)(主要是鋸齒軋花機(jī)或皮輥軋花機(jī))將纖維從棉籽上剝離。
- 鋸齒軋花機(jī): 效率高,應(yīng)用最廣。利用高速旋轉(zhuǎn)的鋸片鉤拉纖維,同時(shí)棉籽被阻隔在肋條外。講究: 鋸片轉(zhuǎn)速、肋條間隙、棉籽梳位置等參數(shù)需精確調(diào)整。轉(zhuǎn)速過(guò)快或間隙過(guò)小易損傷纖維、增加短絨率;轉(zhuǎn)速過(guò)慢或間隙過(guò)大則剝離不凈、含雜高、效率低。溫濕度控制極其重要,纖維過(guò)干易斷裂,過(guò)濕則纏繞鋸片、棉籽毛多。
- 皮輥軋花機(jī): 原理類似老式壓面機(jī),利用相對(duì)運(yùn)動(dòng)的皮輥和定刀擠壓、摩擦,使纖維與棉籽分離。對(duì)纖維損傷小,尤其適合長(zhǎng)絨棉和成熟度差的棉花,但效率低。
- 皮棉清理: 軋出的皮棉可能還含有細(xì)小雜質(zhì)(葉屑、不孕籽、破籽等),需通過(guò)皮棉清理機(jī)(如氣流式、鋸齒式)進(jìn)一步清除。
- 打包: 清理后的皮棉被打包機(jī)壓縮成高密度的棉包(國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)包約227公斤),便于儲(chǔ)存和運(yùn)輸。講究: 打包密度要符合標(biāo)準(zhǔn),過(guò)松浪費(fèi)空間,過(guò)緊可能損傷纖維。包布通常用麻布或化纖布,需牢固、防潮、防污染。每包需清晰標(biāo)注產(chǎn)地、等級(jí)、批號(hào)等信息。
三、 棉花檢驗(yàn)與分級(jí)
- 目的: 客觀評(píng)價(jià)棉花的內(nèi)在質(zhì)量,為交易和使用提供依據(jù)。
- 講究: 通常在軋花后、打包前或打包后進(jìn)行。依據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(如中國(guó)GB 1103,美國(guó)USDA標(biāo)準(zhǔn))進(jìn)行,主要檢驗(yàn)指標(biāo):
- 品級(jí): 綜合評(píng)定顏色級(jí)(白度、黃度)、軋工質(zhì)量(皮棉外觀、所含雜質(zhì)情況)和內(nèi)含物(雜質(zhì)、不孕籽、棉結(jié)等)。這是貿(mào)易的核心指標(biāo)之一。
- 長(zhǎng)度: 纖維的主體長(zhǎng)度(單位毫米或1/32英寸)。越長(zhǎng)通??杉徃咧?shù)、更優(yōu)質(zhì)的紗線。常用大容量纖維測(cè)試儀或手扯尺量法。
- 馬克隆值: 綜合反映纖維細(xì)度和成熟度的指標(biāo)。過(guò)低(不成熟)纖維弱、染色差、易起棉結(jié);過(guò)高(過(guò)熟)纖維粗硬、手感差、易脆斷。適中值(如3.7-4.2)最佳。
- 斷裂比強(qiáng)度: 纖維抵抗拉伸斷裂的能力(單位cN/tex)。強(qiáng)度高,紗線強(qiáng)度也高。
- 長(zhǎng)度整齊度指數(shù): 纖維長(zhǎng)度的均勻程度。整齊度高,紡紗時(shí)斷頭少,成紗條干好、強(qiáng)度高。
- 含雜率: 皮棉中所含非纖維物質(zhì)(雜質(zhì))的重量百分比。
- 回潮率/含水率: 棉花中所含水分的重量百分比。標(biāo)準(zhǔn)回潮率通常為8.5%,含水過(guò)高易霉變、影響重量計(jì)量,過(guò)低則易產(chǎn)生靜電、飛花。
- 異性纖維含量: 對(duì)布面質(zhì)量危害極大的非棉纖維和有色纖維的含量。
四、 紡紗
- 目的: 將松散的棉纖維紡制成連續(xù)的、具有一定粗細(xì)和強(qiáng)力的紗線。
- 主要工序及講究:
- 配棉: 根據(jù)成紗質(zhì)量要求和成本,將不同產(chǎn)地、批次、等級(jí)、性能(長(zhǎng)度、細(xì)度、強(qiáng)度、馬克隆值等)的棉花按科學(xué)比例混合。講究: 這是決定紗線質(zhì)量和成本的關(guān)鍵第一步。目的是穩(wěn)定質(zhì)量、取長(zhǎng)補(bǔ)短、合理利用原料、降低成本。需考慮纖維性能的互補(bǔ)性、混合均勻性、可紡性。
- 開(kāi)清棉:
- 目的: 開(kāi)松大棉塊→小棉束→單纖維狀態(tài);清除大部分雜質(zhì)和短絨;均勻混合;制成符合要求的棉卷(傳統(tǒng))或直接喂入(現(xiàn)代清梳聯(lián))。
- 講究: “多松少打、先松后打、松打交替、早落少碎”。開(kāi)松過(guò)度損傷纖維、增加短絨;開(kāi)松不足雜質(zhì)難除、混合不勻。除雜效率要高,但避免雜質(zhì)碎裂更難清除。氣流和打手速度需匹配,防止纖維搓滾成束絲或棉結(jié)。溫濕度控制對(duì)纖維開(kāi)松和除雜效率影響大。
- 梳棉:
- 目的: 將小棉束梳理成基本平行的單纖維狀態(tài);進(jìn)一步清除細(xì)小雜質(zhì)和短絨(<16mm);使纖維初步伸直、平行;制成均勻的棉條(生條)。
- 講究: 被稱為紡紗的“心臟”。針布(錫林、道夫、蓋板)的鋒利度、平整度、隔距配置至關(guān)重要。隔距過(guò)小損傷纖維、增加棉結(jié);隔距過(guò)大梳理不充分、雜質(zhì)殘留多、棉網(wǎng)不清晰。錫林與刺輥的速比影響纖維轉(zhuǎn)移。蓋板花量需控制合理。生條質(zhì)量(棉結(jié)、雜質(zhì)粒數(shù)、短絨率、條干均勻度)直接影響后道工序和成紗質(zhì)量。
- 精梳:
- 目的: (針對(duì)高品質(zhì)紗線)排除生條中一定長(zhǎng)度以下的短絨和殘留的細(xì)小雜質(zhì)、棉結(jié);使纖維更加平行、伸直、整齊;提高紗線的條干均勻度、光潔度和強(qiáng)度。
- 講究: 成本高、落棉多(約15-25%)。需合理選擇精梳準(zhǔn)備工序(條卷→并卷 或 預(yù)并條→條并卷)以提高小卷質(zhì)量和精梳效果。精梳機(jī)參數(shù)(如鉗板隔距、落棉隔距、錫林梳理速度、頂梳深度)需精確設(shè)定。對(duì)纖維長(zhǎng)度要求高,短絨多的棉花精梳效果差。
- 并條:
- 目的: 將多根生條或精梳條并合牽伸;改善纖維的伸直平行度;進(jìn)一步均勻混合;降低條子的重量不勻率;制成符合要求的熟條。
- 講究: 通常需要2-3道。并合根數(shù)(通常6-8根)和牽伸倍數(shù)需合理設(shè)計(jì)。牽伸區(qū)隔距、羅拉壓力、皮輥狀態(tài)對(duì)纖維控制至關(guān)重要。良好的纖維控制能減少?gòu)濄^、提高伸直度、改善條干。自調(diào)勻整裝置的應(yīng)用可顯著改善條子長(zhǎng)片段均勻度。
- 粗紗:
- 目的: 將熟條牽伸拉細(xì)到適當(dāng)粗細(xì);加上少量捻度使粗紗具有一定強(qiáng)力以承受卷繞和退繞張力;卷繞成適合細(xì)紗機(jī)喂入形式的卷裝(管紗)。
- 講究: 牽伸倍數(shù)、捻系數(shù)需合理選擇。捻度過(guò)高影響細(xì)紗牽伸、毛羽多;捻度過(guò)低粗紗易斷頭。卷繞張力需穩(wěn)定,防止意外牽伸。溫濕度控制防止靜電、飛花。
- 細(xì)紗:
- 目的: 將粗紗進(jìn)一步牽伸拉細(xì)到所需細(xì)度(紗支);加上足夠的捻度賦予紗線必要的強(qiáng)力、彈性和光澤;卷繞成管紗。
- 講究: 紡紗的最終成型工序。牽伸機(jī)構(gòu)(搖架壓力、皮圈、皮輥狀態(tài)、隔距塊)需精確維護(hù)。鋼絲圈型號(hào)、重量需與紗支、錠速匹配。錠速、鋼領(lǐng)板升降速度等工藝參數(shù)影響產(chǎn)量和斷頭率。溫濕度對(duì)斷頭、毛羽、強(qiáng)伸性能影響顯著。成紗質(zhì)量(強(qiáng)力、條干CV%、細(xì)節(jié)/粗節(jié)/棉結(jié)、毛羽指數(shù)、捻度不勻)是核心指標(biāo)。
五、 織造(或針織)
- 目的: 將紗線交織或成圈形成織物。
- 主要工序及講究:
- 絡(luò)筒:
- 目的: 將細(xì)紗管紗(或絞紗)卷繞成容量更大、成形良好、便于后道工序高速退繞的筒子紗;清除紗線上的疵點(diǎn)(粗節(jié)、細(xì)節(jié)、棉結(jié)等)和雜質(zhì);使紗線獲得適當(dāng)?shù)膹埩鶆蛐院途砝@密度。
- 講究: 電子清紗器的設(shè)定是關(guān)鍵,需根據(jù)紗線用途和客戶要求精確設(shè)定清除疵點(diǎn)的類型和大?。ㄈ缑藿Y(jié)的直徑和長(zhǎng)度)。張力控制要均勻,避免損傷紗線強(qiáng)力或造成意外牽伸。卷繞密度、錐度、成形要符合要求,防止塌邊、脫圈。捻接質(zhì)量(空氣捻接、機(jī)械搓捻)需良好,保證接頭處強(qiáng)力足夠、外觀不明顯。
- 整經(jīng):
- 目的: 將一定數(shù)量的筒子紗按工藝設(shè)計(jì)要求的長(zhǎng)度、幅寬、排列順序,平行、均勻、張力一致地卷繞到經(jīng)軸上,為漿紗做準(zhǔn)備。
- 講究: 張力均勻性是核心!各根經(jīng)紗從筒子退繞到卷上經(jīng)軸全過(guò)程的張力需高度一致,否則會(huì)導(dǎo)致織造開(kāi)口不清、布面條影、甚至斷經(jīng)。排紗均勻,避免絞頭、嵌邊。經(jīng)軸卷繞密度適當(dāng)、成形良好。靜電消除很重要。
- 漿紗:
- 目的: 在經(jīng)紗表面涂覆一層漿料(淀粉、PVA、丙烯酸類等),烘干成膜。主要作用:貼伏毛羽、增強(qiáng)耐磨性、提高強(qiáng)度、保持彈性、減少斷頭。
- 講究: 被稱為織造的“靈魂”。漿料配方(主漿料、助劑如柔軟劑、抗靜電劑、防腐劑等)需根據(jù)紗線特性(支數(shù)、捻度、毛羽)、織物結(jié)構(gòu)(密度、組織)、織機(jī)速度和后整理要求精心設(shè)計(jì)。上漿率(干漿重占干紗重的百分比)是關(guān)鍵控制點(diǎn),過(guò)高則布身硬、分絞困難、退漿難;過(guò)低則毛羽貼伏差、斷頭多。漿液粘度、溫度、濃度需穩(wěn)定控制。烘燥溫度、張力需精確調(diào)節(jié),避免脆斷或過(guò)度伸長(zhǎng)。漿紗的增強(qiáng)率、減伸率、毛羽降低率、回潮率是重要指標(biāo)。
- 穿經(jīng)/結(jié)經(jīng):
- 目的: 將經(jīng)軸上的經(jīng)紗按織物組織要求依次穿過(guò)停經(jīng)片、綜絲和鋼筘。
- 講究: 絕對(duì)不能出錯(cuò)!穿綜順序決定織物組織(平紋、斜紋、緞紋等)。穿筘密度(每筘齒穿入根數(shù))決定經(jīng)密。結(jié)經(jīng)機(jī)用于品種不變時(shí)快速連接新舊經(jīng)紗,效率高,但需保證接頭質(zhì)量牢固、細(xì)小。
- 織造:
- 目的: 在織機(jī)上,按照織物組織要求,將經(jīng)紗和緯紗(由梭子、劍桿、噴氣、噴水等方式引入)交織成織物。
- 講究: 織機(jī)五大運(yùn)動(dòng)(開(kāi)口、引緯、打緯、送經(jīng)、卷?。┬杈_配合。經(jīng)紗張力控制是核心,張力過(guò)低易造成織口位置不穩(wěn)、緯停多、布面不平;張力過(guò)高則斷經(jīng)多。緯紗張力需穩(wěn)定。引緯時(shí)間、氣壓(噴氣織機(jī))、水流(噴水織機(jī))等參數(shù)需優(yōu)化。溫濕度對(duì)紗線性能、靜電、飛花影響大。需監(jiān)控布面疵點(diǎn)(斷經(jīng)、斷緯、雙緯、稀密路、星跳、沉紗等)并及時(shí)處理。
- 針織: 如果是生產(chǎn)針織物(如T恤、內(nèi)衣),則不需要上述織造工序,而是使用針織機(jī)(圓機(jī)、橫機(jī))將紗線彎曲成圈并相互串套形成織物。講究點(diǎn)在于紗線張力控制、線圈均勻度、針筒/針盤精度、三角座設(shè)計(jì)、布面質(zhì)量控制(破洞、漏針、橫條等)。
六、 染整
- 目的: 對(duì)坯布進(jìn)行物理和化學(xué)處理,改善外觀、手感、服用性能,并賦予其色彩和功能性。
- 主要工序及講究: 工序繁多,工藝復(fù)雜,是賦予面料最終價(jià)值的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
- 前處理: 去除纖維上的天然雜質(zhì)(蠟質(zhì)、果膠、色素、棉籽殼等)和織造時(shí)加入的漿料、油劑,提高織物的潤(rùn)濕性、白度、染色均勻度。
- 燒毛: 快速通過(guò)火焰或赤熱金屬表面,燒掉布面茸毛,使布面光潔。
- 退漿: 去除漿料。根據(jù)漿料種類選擇酶退漿(淀粉)、堿退漿、氧化退漿等。
- 煮練: 在高溫濃堿液中煮練,去除蠟質(zhì)、果膠、蛋白質(zhì)、棉籽殼等天然雜質(zhì)。
- 漂白: 去除天然色素,提高白度(如使用雙氧水)。需控制白度、強(qiáng)力損傷。
- 絲光: 棉布在張力下用濃燒堿處理,使纖維膨脹、截面變圓、光澤增加、強(qiáng)力提高、染料吸附能力增強(qiáng)。講究: 堿液濃度、溫度、作用時(shí)間、張力控制(緯向張力尤其重要)需精確。絲光鋇值(衡量吸附能力提升的指標(biāo))是關(guān)鍵。
- 染色/印花:
- 染色: 使織物獲得均勻、堅(jiān)牢的顏色。根據(jù)染料(活性、還原、直接、硫化等)和織物選擇設(shè)備(卷染、軋染、溢流、噴射等)。講究: 染料選擇(色牢度、環(huán)保性、成本)、前處理均勻性是基礎(chǔ)。染色工藝(溫度、時(shí)間、pH值、助劑、浴比)需嚴(yán)格控制確保色光準(zhǔn)確、均勻(左中右、頭尾)、重現(xiàn)性好。水洗要充分去除浮色。
- 印花: 在織物局部施加顏色形成圖案。方法多樣(平網(wǎng)、圓網(wǎng)、滾筒、數(shù)碼印花等)。講究: 花型設(shè)計(jì)、制網(wǎng)/制版精度、色漿調(diào)制、印花工藝(刮刀壓力、車速)、蒸化固色、水洗。
- 后整理: 賦予織物所需的外觀、手感、尺寸穩(wěn)定性或特殊功能。
- 物理/機(jī)械整理: 預(yù)縮(防縮水)、拉幅(定門幅、改善平整度)、軋光/電光(改善光澤、手感)、磨毛/起毛(增加絨感)、柔軟整理(改善手感)等。
- 化學(xué)整理: 樹(shù)脂整理(防皺、免燙)、防水防油整理、阻燃整理、抗紫外線整理、抗菌整理、易去污整理等。
- 講究: 根據(jù)最終用途精準(zhǔn)選擇整理劑和工藝。整理效果(如防皺等級(jí)、防水等級(jí)、手感風(fēng)格)需達(dá)標(biāo)。需關(guān)注整理劑的環(huán)保性(如甲醛含量、PFOS/PFOA限制)和耐久性。能耗和成本控制也是重點(diǎn)。
七、 成品制造
- 目的: 將經(jīng)過(guò)染整的面料裁剪、縫制成最終的消費(fèi)品(如服裝、床單、毛巾)。
- 講究: 設(shè)計(jì)、打版、排料(節(jié)省面料)、裁剪精度、縫制工藝(線跡、針距、牢度)、熨燙定型、輔料(紐扣、拉鏈)選擇與匹配、質(zhì)量控制(尺寸、外觀、做工)、包裝。
總結(jié)關(guān)鍵點(diǎn)
原料品質(zhì)是基礎(chǔ): 棉花品種、采摘方式、分級(jí)結(jié)果直接影響后續(xù)加工性能和最終產(chǎn)品檔次。
工藝參數(shù)精細(xì)化: 每一步工序都有大量需要精確控制的工藝參數(shù)(速度、溫度、濕度、張力、隔距、濃度、時(shí)間等),稍有偏差即影響質(zhì)量、效率和成本。
設(shè)備狀態(tài)是保障: 設(shè)備(尤其是關(guān)鍵機(jī)臺(tái)如梳棉機(jī)、精梳機(jī)、細(xì)紗機(jī)、織機(jī)、染缸)的維護(hù)保養(yǎng)、關(guān)鍵器材(針布、皮輥皮圈、鋼領(lǐng)鋼絲圈、綜絲鋼筘、印花網(wǎng))的狀態(tài)至關(guān)重要。
溫濕度控制貫穿始終: 從軋花到紡紗、織造、染整,生產(chǎn)環(huán)境的溫濕度對(duì)纖維性能(強(qiáng)度、伸長(zhǎng)、靜電、回潮率)、工藝過(guò)程(牽伸、卷繞、漿料滲透、染料上染)有顯著影響。
質(zhì)量控制環(huán)環(huán)相扣: 每道工序都有嚴(yán)格的質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)和控制手段,后道工序的質(zhì)量往往建立在前道工序的基礎(chǔ)上。
環(huán)保與可持續(xù)性日益重要: 在染整環(huán)節(jié)尤為突出,要求使用環(huán)保染料助劑、降低水耗能耗、減少?gòu)U水排放(如零排放染色技術(shù)、數(shù)碼印花)。
自動(dòng)化與智能化趨勢(shì): 從自動(dòng)采摘、智能軋花、清梳聯(lián)、自動(dòng)絡(luò)筒、無(wú)梭織機(jī)到數(shù)碼印花、自動(dòng)化縫制,整個(gè)流程都在向更高程度的自動(dòng)化和智能化發(fā)展,以提高效率、穩(wěn)定質(zhì)量、降低人工依賴。
從田間一朵棉花到一件精美的成品,凝聚了無(wú)數(shù)農(nóng)業(yè)和工業(yè)工作者的智慧與汗水,每一步的“講究”都是為了追求更好的品質(zhì)、效率和可持續(xù)性。