- Использование чесальной машины для чесания шерсти белой альпаки
- Схема, показывающая название, расположение и вращение роликов, используемых на чесальной машине
В текстильном производстве кардочесание — это механический процесс, который распутывает, очищает и перемешивает волокна для получения непрерывной паутины или ленты, пригодной для последующей обработки. [1] Это достигается путем пропускания волокон между дифференциально движущимися поверхностями, покрытыми «кардочесальной одеждой», прочным гибким материалом, в который вмонтированы металлические штифты. Он разбивает пряди и неорганизованные комки волокон, а затем выравнивает отдельные волокна так, чтобы они были параллельны друг другу. При подготовке шерстяного волокна к прядению кардочесание является шагом, который следует за ворсовкой. [2]
Слово происходит от латинского Carduus, означающего чертополох или ворсянка [3], поскольку сушеные растительные ворсянки изначально использовались для расчесывания необработанной шерсти, прежде чем технический прогресс привел к использованию машин.
Эти упорядоченные волокна затем могут быть переданы в другие процессы, которые являются специфическими для желаемого конечного использования волокна: хлопок , ватин , войлок , шерстяная или камвольная пряжа и т. д. Кардочесание также может использоваться для создания смесей различных волокон или различных цветов . При смешивании процесс кардочесания объединяет различные волокна в однородную смесь. Коммерческие кардочесальные машины также имеют ролики и системы, предназначенные для удаления некоторых загрязняющих веществ растительного происхождения из шерсти. [ необходима цитата ]
Общим для всех кардочесальных машин является кардочесальная одежда. Кардочесальная одежда изготавливается из прочной гибкой основы, в которую вмонтированы близко расположенные проволочные штифты. Форма, длина, диаметр и расстояние между этими проволочными штифтами определяются разработчиком карты и конкретными требованиями приложения, в котором будет использоваться кардочесальная ткань. Более поздняя версия кардочесальной одежды, разработанная во второй половине 19-го века и встречающаяся только на коммерческих кардочесальных машинах, в которой один кусок зубчатой проволоки был обмотан вокруг ролика, стала известна как металлическая кардочесальная одежда. [ необходима цитата ]
Кардочесальные машины известны как кардочесальные машины. Волокно может быть прочесано вручную для ручного прядения.
Историк науки Джозеф Нидхэм приписывает изобретение смычковых инструментов, используемых в текстильной технологии, Индии. [4] Самые ранние свидетельства использования смычковых инструментов для чесания происходят из Индии (II в. н. э.). [4] Эти чесальные устройства, называемые каман (лук) и дхунаки , ослабляли текстуру волокна с помощью вибрирующей струны. [4]
На рубеже восемнадцатого века шерсть в Англии прочесывали с помощью пар ручных карт, в два этапа: «работа» с картами, расположенными напротив друг друга, и «раздевание» там, где они расположены параллельно. [5]
В 1748 году Льюис Пол из Бирмингема , Англия, изобрел две чесальные машины с ручным приводом. Первая использовала слой проводов на плоском столе, перемещаемом ножными педалями. Это не удалось. Во второй слой проволочных полосок был помещен вокруг карты, которая затем была обернута вокруг цилиндра. [5] Дэниел Борн получил аналогичный патент в том же году и, вероятно, использовал его на своей прядильной фабрике в Леоминстере , но она сгорела в 1754 году. [6] Изобретение было позже развито и усовершенствовано Ричардом Аркрайтом и Сэмюэлем Кромптоном . Второй патент Аркрайта (1775 года) на его чесальную машину был впоследствии признан недействительным (1785 год) из-за отсутствия оригинальности. [7]
С 1780-х годов кардочесальные машины были установлены на фабриках на севере Англии и в центре Уэльса. Приоритет отдавался хлопку, но шерстяные волокна кардочесали в Йоркшире в 1780 году. С шерстью использовались две кардочесальные машины: первая, или скребковая, открывала и смешивала волокна, вторая, или конденсирующая, смешивала и формировала полотно. [8] Первая в Уэльсе была на фабрике в Долобране около Мейфода в 1789 году. Эти кардочесальные фабрики производили пряжу, в частности, для валлийской фланелевой промышленности. [9]
В 1834 году Джеймс Уолтон изобрел первые практические машины, использующие проволочную карту. Он запатентовал эту машину, а также новую форму карты со слоями ткани и резины. Сочетание этих двух изобретений стало стандартом для кардочесальной промышленности, используя машины, впервые построенные Парром, Кертисом и Уолтоном в Анкоутсе , а с 1857 года — Джемсом Уолтоном и сыновьями в Хотон-Дейле . [10]
К 1838 году в долине Спен , центром которой был Клекхитон , насчитывалось не менее 11 фабрик по производству кардной одежды, а к 1893 году она была общепризнанной мировой столицей кардной ткани, хотя к 2008 году в Англии осталось только два производителя металлической и гибкой кардной одежды: Garnett Wire Ltd., основанная в 1851 году, и Joseph Sellers & Son Ltd., основанная в 1840 году. [ необходима цитата ]
Бэрд из Шотландии привез кардочесание в Лестер, штат Массачусетс , в 1780-х годах. В 1890-х годах город производил треть всех ручных и машинных карт в Северной Америке. [ необходима ссылка ] Джон и Артур Слейтер из Сэддлворта переехали работать со Слейтером в 1793 году. [8]
Строгальная мельница 1780-х годов приводилась в движение водяным колесом. В то время в Лидсе было 170 строгальных мельниц. Для работы каждой строгальной мельницы требовалось 15–45 лошадиных сил (11–34 кВт). Современные машины приводятся в движение ременной передачей от электродвигателя или верхним валом через два шкива. [8]
Кардочесание : на этом этапе волокна разделяются и собираются в свободную прядь ( ленту или жгут ).
Хлопок выходит из машины для сбора в виде кругов, а затем отправляется на кардочесальные машины. Кардочесатели аккуратно выстраивают волокна, чтобы их было легче прясть. Кардочесальная машина в основном состоит из одного большого валика с окружающими его меньшими. Все валики покрыты мелкими зубцами, и по мере продвижения хлопка зубцы становятся тоньше (т. е. ближе друг к другу). Хлопок выходит из кардочесальной машины в виде ленты; большой веревки из волокон. [11]
В более широком смысле кардочесание может относиться к четырем процессам: ивовка, плетение, кардочесание и волочение. При ивовке волокна ослабляются. При плетении пыль удаляется, чтобы создать плоский лист или плетение волокон; само кардочесание представляет собой расчесывание спутанного плетения в толстую веревку или ленту диаметром 1/2 дюйма, затем его можно дополнительно расчесать, используется для удаления более коротких волокон, создавая более прочную пряжу.
При вытягивании волочильная машина объединяет 4 ленты в одну. Повторное вытягивание повышает качество ленты, позволяя прясть более тонкие номера. [12] Каждая лента будет иметь тонкие и толстые пятна, и путем объединения нескольких лент вместе можно достичь более однородного размера. Поскольку объединение нескольких лент дает очень толстый канат из хлопковых волокон, сразу после объединения ленты разделяются на ровницы. Эти ровницы (или волокнистые нити) затем используются в процессе прядения. [13]
Для машинной обработки ровница имеет ширину примерно с карандаш. Ровницы собираются в барабане и поступают на раму для волочения, которая добавляет крутку и наматывается на бобины. Промежуточные рамки используются для повторения процесса волочения, чтобы получить более тонкую пряжу, а затем ровничные рамки уменьшают ее до более тонкой нити, придают больше крутки, делают более равномерной и равномерной по толщине и наматывают на меньшую трубку. [14]
Кардочесальные машины, используемые в настоящее время на шерстяных фабриках, мало чем отличаются от машин, использовавшихся 20–50 лет назад, а в некоторых случаях и вовсе сохранились с тех времен.
Кардочесальные машины различаются по размеру: от тех, что легко помещаются на кухонном столе, до тех, что занимают целую комнату [1] [ постоянная неработающая ссылка ] .
Кардочесальная машина, занимающая целую комнату, работает очень похоже, главное отличие состоит в том, что волокно проходит через гораздо большее количество барабанов, часто с промежуточной перекрестной укладкой для выравнивания нагрузки на последующие кардочесальные машины, которые обычно становятся тоньше по мере продвижения волокна через систему.
Когда волокно сходит с барабана, оно имеет форму биты — плоской, упорядоченной массы волокон. Если используется кардочесальная машина с небольшим барабаном, бита имеет длину окружности большого барабана и часто является готовым продуктом. Однако кардочесальная машина с большим барабаном затем берет биту и превращает ее в ровницу, растягивая ее все тоньше и тоньше, пока она не достигнет желаемой толщины (часто ровница имеет толщину запястья). (Ролаг отличается от ровницы тем, что это не непрерывная прядь, и тем, что волокна в конечном итоге идут поперек, а не вдоль пряди.) Хлопковые волокна подаются в машину, подбираются и начесываются на плоские щетки при кардочесании.
У некоторых прядильщиков есть дома небольшая кардочесальная машина барабанного типа, специально предназначенная для смешивания разноцветных волокон, которые продаются уже кардочесаными.
Предшествуя механизированному ткачеству, ручное ткачество было кустарным производством, которое использовало те же процессы, но в меньших масштабах. Эти навыки сохранились как ремесло или как форма искусства и хобби . [15]
Карты для рук обычно представляют собой квадратные или прямоугольные лопатки, изготавливаемые в различных размерах от 2 на 2 дюйма (5,1 см × 5,1 см) до 4 на 8 дюймов (10 см × 20 см). Рабочая поверхность каждой лопатки может быть плоской или цилиндрически изогнутой и носить сукно карты. Маленькие карты, называемые флик-картами, используются для того, чтобы фликовать концы пряди волокон или выщипывать некоторые пряди для прядения. [16]
Пара карт используется для расчесывания шерсти между ними до тех пор, пока волокна не будут более или менее выровнены в одном направлении. Затем выровненное волокно снимается с карты как ролаг . Кардочесание — это деятельность, которая обычно выполняется снаружи или над подкладкой, в зависимости от чистоты шерсти. Ролаг снимается с карты. [ необходима цитата ]
Данный продукт (ровница, рулага и батт) можно использовать для прядения .
Кардочесание шерсти может производиться либо «в жире», либо нет, в зависимости от типа машины и предпочтений прядильщика. «В жире» означает, что ланолин , который естественным образом идет с шерстью, не был вымыт, оставляя шерсть слегка жирной на ощупь. Большие барабанные кардочесальные машины, как правило, не очень хорошо справляются с ланолином, поэтому большинство коммерческих камвольных и шерстяных фабрик моют шерсть перед кардочесанием. Ручные кардочесальные машины (и небольшие барабанные кардочесальные машины тоже, хотя инструкции могут не рекомендовать это) можно использовать для кардочесания шерсти с высоким содержанием ланолина.
Самая простая кардочесальная машина — барабанная кардочесальная машина. Большинство барабанных кардочесальных машин приводятся в действие вручную, но некоторые приводятся в действие электродвигателем. Эти машины обычно имеют два валика или барабана, покрытых кардной одеждой. Приемный валик или меньший валик дозирует волокна из подающего лотка на больший барабан для хранения. Два валика соединены друг с другом ременным или цепным приводом, так что их относительные скорости заставляют барабан для хранения аккуратно вытягивать волокна из приемного валика. Это вытягивание выпрямляет волокна и укладывает их между проволочными штифтами кардной ткани барабана для хранения. Волокно добавляется до тех пор, пока кардная ткань барабана для хранения не заполнится. Зазор в кардной ткани облегчает удаление батта, когда кардная ткань заполнена.
Некоторые кардочесальные машины барабанного типа имеют мягкую щетинную щетку, которая вдавливает волокно в барабан для хранения. Эта насадка служит для уплотнения волокон, уже находящихся в кардочесальной ткани, и добавляет небольшое количество дополнительного выпрямления к уплотненному волокну. [ необходима цитата ]
Кардочесальные машины Cottage значительно отличаются от простых барабанных кардочесальных машин. Эти кардочесальные машины не хранят волокна в кардочесальной ткани, как это делают барабанные кардочесальные машины; вместо этого волокна проходят через работу кардочесальной машины для хранения или для дополнительной обработки другими машинами.
Типичный кардочесальный станок для коттеджей имеет один большой барабан (swift), сопровождаемый парой подающих роликов (щипцов), одной или несколькими парами рабочих и съемных роликов, фантазийным станком и съемником . Подача в кардочесальный станок обычно осуществляется вручную или с помощью конвейерной ленты, и часто выходной продукт кардочесального станка для коттеджей хранится в виде ваты или далее перерабатывается в ровницу и наматывается в гофры с помощью вспомогательного намоточного станка для гофр. Кардочесальный станок для коттеджей на изображении ниже поддерживает оба выхода.
Сырое волокно, помещенное на подающий стол или конвейер, перемещается к щипцам, которые ограничивают и дозируют волокно на стриже. По мере перемещения к стрижу многие волокна распрямляются и укладываются в кардочесальную ткань стрижа. Эти волокна будут переноситься мимо рабочих или стрипперов в фантазийную.
По мере того, как стриж переносит волокна вперед от щипцов, те волокна, которые еще не выпрямились, подхватываются рабочим и переносятся наверх к его парному стриппе. Относительно скорости поверхности стрижа рабочий вращается довольно медленно. Это имеет эффект реверсирования волокна. Стриппер, который вращается с большей скоростью, чем рабочий, вытягивает волокна из рабочего и передает их стрижу. Относительная скорость поверхности стриппера медленнее, чем у стрижа, поэтому стриж вытягивает волокна из стриппера для дополнительного выпрямления.
Выпрямленные волокна переносятся стрижем к фантазийному. Кардочесальное полотно фантазийного предназначено для взаимодействия с кардочесальным полотном стрижа, так что волокна поднимаются к кончикам кардочесального полотна стрижа и переносятся стрижем к съемнику. Фанси и стриж — единственные валики в процессе кардочесания, которые фактически соприкасаются.
Медленно вращающийся съемник снимает волокна с стрижа и переносит их к гребенке для мух, где они снимаются с съемника. Тонкая паутина из более или менее параллельных волокон, толщиной в несколько волокон и шириной с валики кардочесальной машины, выходит из кардочесальной машины на гребенке для мух под действием силы тяжести или других механических средств для хранения или дальнейшей обработки. [ необходима цитата ]
{{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )
Медиа, связанные с Кардинг (категория) на Wikimedia Commons