Жүнді талқандау және тазарту процесі

Кіріспе

Талшықтарды жіктеу, тазалау және араластыру процесі

Кардинг – бұл келесі өңдеуге жарамды үздіксіз таспа немесе сынық жасау үшін талшықтарды жіктеу, тазалау және араластырудың механикалық процесі. Бұл талшықтарды металл тікпелермен жабдықталған, қатты икемді материал – «кардтық киіммен» жабылған әртүрлі қозғалатын беттер арасынан өткізу арқылы жүзеге асырылады. Ол түйіршіктерді және ұйымдаспаған талшықтардың жиынтығын бұзады, содан кейін жеке талшықтарды бір-біріне параллель етіп түзеледі. Жүн талшығын иіруге дайындау кезінде кардинг – иіруден кейін келетін кезең. Бұл сөз латын тіліндегі Carduus сөзінен шыққан, ол қызылқұм немесе қызылқұм гүлдерін білдіреді, себебі шикі жұн тарау үшін технологиялық жетістіктерге дейін кептірілген өсімдік қызылқұмдары қолданылған.

Шолу

Осы реттелген талшықтар одан әрі талшықтың күтілетін қолданысына қарай арнайы процестерге жіберіледі: мақта, балық, киіз, жүн немесе жұқа жіп, және т.б. Талшықтарды араластыру үшін кардингті де қолдануға болады. Араластыру кезінде кардинг процесі әртүрлі талшықтарды біртекті қоспаға біріктіреді. Коммерциялық кард машиналарында жүннен кейбір өсімдік қалдықтарын жоюға арналған роликтер мен жүйелер де қарастырылған. Барлық кард машиналарында кард киім қолданылады. Кард киім – бұл берік, иілгіш негізге бекітілген тығыз орналасқан сым тікпелерден жасалады. Бұл сым тікпелердің пішіні, ұзындығы, диаметрі және арақашықтығы кард машинасының конструкторымен және кард киім қолданылатын нақты талаптармен анықталады. Кард киімнің кейінгі түрі 19 ғасырдың екінші жартысында пайда болды және тек коммерциялық кард машиналарында қолданылды, онда тісті сым бір роликке оралды, бұл металл кард киім деп аталды. Кард машиналары кардтар деп аталады. Талшықты қолмен иіру үшін қолмен кардтауға болады.

Тарих

Ғылым тарихшысы Джозеф Нидхам тоқыма технологиясында қолданылатын садақ тәрізді құралдардың ойлап табылуын Үндістанға жатқызады. Кардинау үшін садақ тәрізді құралдарды қолданудың ең ерте дәлелі Үндістаннан (біздің заманымыздың 2-ғасыры) алынған. Бұл өнертабыс кейін Ричард Аркрайт пен Сэмюэл Кромптон тарапынан жетілдірілді. Аркрайттың екінші патенті (1775 жыл) кейіннен оның кардинау машинасы үшін жарамсыз деп жарияланды (1785 жыл), себебі ол жаңалық болған жоқ. 1780 жылдардан бастап кардинау машиналары Англияның солтүстігі мен Уэльстің орталық бөлігіндегі диірмендерге орнатылды. Басымдық мақтаға берілді, бірақ 1780 жылы Йоркширде жүн талшықтары да кардиналанды. Жүнді кардинау үшін екі машина қолданылды: біріншісі немесе талшықты ашушы талшықтарды ашып, араластырды, екіншісі немесе жинаушы араластырып, желіні қалыптастырды. Уэльстегі алғашқы фабрика 1789 жылы Мейфодтың жанындағы Долобранда салынды. Бұл кардинау диірмендері, әсіресе, Уэльс фланелі өнеркәсібі үшін жіп өндірді. 1834 жылы Джеймс Уолтон сымды кардинауға қолданатын алғашқы практикалық машинаны ойлап тапты. Ол бұл машинаны, сондай-ақ мата мен резеңке қабаттарынан жасалған жаңа кардинау құралын патенттеді. Осы екі өнертабыстың үйлесімі кардинау өнеркәсібі үшін стандартқа айналды, алғашқы машиналар Ancoats-та Parr, Curtis және Walton, ал 1857 жылдан бастап Haughton Dale-де Jams Walton & Sons компанияларымен жасалды. 1838 жылы Спен аңғарында, орталығы Клекхитон қаласында кем дегенде 11 кардинау киім фабрикасы болды. 1893 жылы бұл орын кардинау киімдерінің әлемдік астанасы ретінде мойындалды, бірақ 2008 жылға қарай Англияда тек екі металл және икемді кардинау киімдерін өндіруші қалды: 1851 жылы құрылған Garnett Wire Ltd және 1840 жылы құрылған Joseph Sellers & Son Ltd. Шотландиялық Бэйрд 1780 жылдары кардинауды Массачусетс штатының Лестер қаласына әкелді. 1890 жылдары бұл қала Солтүстік Америкадағы қолмен және машинамен жасалған кардинау құралдарының үштен бірін өндірді. 1793 жылы Сэдлворттан Джон және Артур Слейтер Слейтермен жұмыс істеу үшін келді. 1780 жылдардағы талшықты ашу диірмендері су доңғалағымен қозғалды. Сол кезде Лидс маңында 170 талшықты ашу диірмені болды. Әрбір талшықты ашушының жұмыс істеуі үшін қажетті жабдықтар болды. Қазіргі заманғы машиналар электр қозғалтқышынан немесе екі шкив арқылы жоғарыдағы валдан белбеу арқылы қозғалады.

Science historian Joseph Needham ascribes the invention of bow instruments used in textile technology to India. The earliest evidence for using bow instruments for carding comes from India (2nd century CE). The invention was later developed and improved by Richard Arkwright and Samuel Crompton. Arkwright's second patent (of 1775) for his carding machine was subsequently declared invalid (1785) because it lacked originality. From the 1780s, the carding machines were set up in mills in the north of England and mid Wales. Priority was given to cotton but woollen fibres were being carded in Yorkshire in 1780. With woollen, two carding machines were used: the first or the scribbler opened and mixed the fibres, the second or the condenser mixed and formed the web. The first in Wales was in a factory at Dolobran near Meifod in 1789. These carding mills produced yarn particularly for the Welsh flannel industry. In 1834 James Walton invented the first practical machines to use a wire card. He patented this machine and also a new form of card with layers of cloth and rubber. The combination of these two inventions became the standard for the carding industry, using machines first built by Parr, Curtis and Walton in Ancoats, and from 1857 by Jams Walton & Sons at Haughton Dale. By 1838, the Spen Valley, centred on Cleckheaton had at least 11 card clothing factories and by 1893, it was generally accepted as the card cloth capital of the world, though by 2008 only two manufacturers of metallic and flexible card clothing remained in England, Garnett Wire Ltd. dating back to 1851 and Joseph Sellers & Son Ltd established in 1840. Baird from Scotland took carding to Leicester, Massachusetts in the 1780s. In the 1890s, the town produced one third of all hand and machine cards in North America. John and Arthur Slater, from Saddleworth went over to work with Slater in 1793. A 1780s scribbling mill would be driven by a water wheel. There were 170 scribbling mills around Leeds at that time. Each scribbler would require to operate. Modern machines are driven by belting from an electric motor or an overhead shaft via two pulleys.

Мақта өндірісі процестері

Кардтау: талшықтар бөлінеді, содан кейін осы кезеңнің соңында еріген жіпке (сливер немесе сүйреуге) жиналады. Мақта жинап алу машинасынан жапсырылып шығарылады, содан кейін кардтау машиналарына апарады. Кардтаушылар талшықты жақсылап тізеп, оны иіруді жеңілдетеді. Кардинг машинасы негізінен бір үлкен ролик және оны қоршап тұрған кішігірім роликтерден тұрады. Барлық роликтер кішкентай тістермен жабылған, ал мақта тістерде әрі қарай жылған сайын, тістер тығыз жақындасады (яғни арақашықтығы азаяды). Мақта кардинг машинасынан ірі талшықты арқан түрінде шығады. Көп мағынада кардтау төрт процеске қатысты болуы мүмкін: талшықты босату, лаппинг, кардтау және сызу. Талшықты босату кезінде талшықтар жұмсалады. Лаппинг кезінде шаң алынып, талшықтардың жалпақ қабаты немесе жамбасы жасалады; Кардтаудың өзі – түйіскен жамбасты диаметрі 1/2 дюймдік қалың арқанға немесе сливерге айналдыру, содан кейін қалау бойынша тарауға болады, бұл қысқа талшықтарды алып тастап, мықты жіп жасауға мүмкіндік береді. Сызу кезінде сызу машинасы 4 сливерді біріктіреді. Қайталап сызу сливердің сапасын арттырып, жіпті жұқа етуге мүмкіндік береді. Әрбір сливерде жұқа және қалың жерлер болады, ал бірнеше сливерді біріктіру арқылы біркелкі өлшемге қол жеткізуге болады. Бірнеше сливерді біріктіруден мақта талшықтарынан жасалған өте қалың арқан пайда болғандықтан, біріктірілгеннен кейін сливерлер бірден ровингтерге бөлінеді. Осы ровингтер (немесе шлуббингтер) иіру процесінде қолданылады. Машинамен өңдеу үшін ровинг қарындаш сияқты жуан болады. Ровингтер барабанға жиналады, содан кейін бұрылыс қосып, бобинаға оралатын суғару машинасына жіберіледі. Аралық машиналар ровинг процесін қайталап, жіпті жұқалату үшін қолданылады, содан кейін ровинг машинасы оны одан да жұқа жіпке айналдырады, бұрылысын арттырады, қалыңдығын біркелкілендіреді және кішірек түтікке орайды. Қазіргі жүн фабрикаларында қолданылатын кардтау машиналары 20-50 жыл бұрынғы машиналардан көп ерекшеленбейді, ал кейбір жағдайларда машиналар сол дәуірге жатады. Машиналық кардтау машиналарының көлемі кішкентай ас үй үстеліне сыятындай аз машинадан бастап, толық бөлмені алып жататын үлкен машиналарға дейін өзгереді. Толық бөлмені алып жататын кардтау машинасы да ұқсас жұмыс істейді, басты айырмашылық – талшық көптеген барабандар арқылы өтеді, көбінесе келесі кардтау машиналарына жүктемені теңестіру үшін аралық қиылыстар қолданылады, олар талшық жүйе арқылы өскен сайын тығыз жақындасады. Талшық барабаннан шыққанда, ол шұбық түрінде болады – жалпақ, реттелген талшықтардың жиынтығы. Егер кішкентай барабанды кардтау машинасы қолданылса, шұбық үлкен барабанның шеңберінің ұзындығымен тең болады және көбінесе дайын өнім болып табылады. Бірақ үлкен барабанды кардтау машинасы бұл шұбықты ровингке айналдырады, оны одан да жұқалатып, қажетті қалыңдыққа жеткізеді (ровингтер көбінесе білек сияқты жуан болады). (Ролаг ровингтен өзгеше, себебі ол үздіксіз жіп емес, және талшықтар жіп бойымен емес, көлденеңінен орналасады.) Мақта талшықтары машинаға салынып, жиналады және кардталғаннан кейін жалпақ бетке сүртіледі. Кейбір қолмен иірушілер әртүрлі түсті талшықтарды араластыру үшін үйде кішкентай барабанды кардтау машинасына ие болады, олар бұрын кардталған күйінде сатып алынады.

Carding: the fibres are separated and then assembled into a loose strand (sliver or tow) at the conclusion of this stage. The cotton comes off of the picking machine in laps, and is then taken to carding machines. The carders line up the fibres nicely to make them easier to spin. The carding machine consists mainly of one big roller with smaller ones surrounding it. All of the rollers are covered with small teeth, and as the cotton progresses further on the teeth get finer (i. e. closer together). The cotton leaves the carding machine in the form of a sliver; a large rope of fibres. In a wider sense carding can refer to the four processes of willowing, lapping, carding and drawing. In willowing the fibres are loosened. In lapping the dust is removed to create a flat sheet or lap of fibres; Carding itself is the combing of the tangled lap into a thick rope or sliver of 1/2 inch in diameter, it can then be optionally combed, is used to remove the shorter fibres, creating a stronger yarn. In drawing a drawing frame combines 4 slivers into one. Repeated drawing increases the quality of the sliver allowing for finer counts to be spun. Each sliver will have thin and thick spots, and by combining several slivers together a more consistent size can be reached. Since combining several slivers produces a very thick rope of cotton fibres, directly after being combined the slivers are separated into rovings. These rovings (or slubbings) are then what are used in the spinning process. For machine processing, a roving is about the width of a pencil. The rovings are collected in a drum and proceed to the slubbing frame which adds twist, and winds onto bobbins. Intermediate Frames are used to repeat the slubbing process to produce a finer yarn, and then the roving frames reduces it to a finer thread, gives more twist, makes more regular and even in thickness, and winds onto a smaller tube. The carders used currently in woollen mills differ very little from machines used 20 to 50 years ago, and in some cases, the machines are from that era. Machine carders vary in size from the one that easily fits on the kitchen table, to the carder that takes up a full room
A carder that takes up a full room works very similarly, the main difference being that the fibre goes through many more drums often with intervening cross laying to even out the load on the subsequent cards, which normally get finer as the fibre progresses through the system. When the fibre comes off the drum, it is in the form of a bat – a flat, orderly mass of fibres. If a small drum carder is being used, the bat is the length of the circumference of the big drum and is often the finished product. A big drum carder, though, will then take that bat and turn it into roving, by stretching it thinner and thinner, until it is the desired thickness (often rovings are the thickness of a wrist). (A rolag differs from a roving because it is not a continuous strand, and because the fibres end up going across instead of along the strand.) Cotton fibres are fed into the machine, picked up and brushed onto flats when carded. Some hand spinners have a small drum carder at home especially for the purpose of mixing together the different coloured fibre that are bought already carded.

Құралдар

Механикаландырылған тоқудан бұрын, қол тіке тоқу – үй шаруашылығында жасалатын, сол процестерді, бірақ кіші көлемде қолданатын өнеркәсіп болды. Бұл дағдылар қолөнер ретінде немесе өнер мен хобби ретінде қазірге дейін сақталып келеді.

Қол кардерлері

Қол карталары әдетте әртүрлі өлшемдерде жасалатын төртбұрышты немесе тікбұрышты қайырмалар болып табылады. Әрбір қайырманың жұмыс беті тегіс немесе цилиндрлі қисық болуы мүмкін және карта матасымен жабылады. Кішкентай карталар, флик карталары деп аталады, олар талшықтардың ұштарын қозғауға немесе иіру үшін жіптерді жұмсартуға қолданылады. Жүнді екі картаның арасынан бір бағытта түгелдей жуғанша өткізеді. Содан кейін түгелдей келген талшық ролаг түрінде картадан алынады. Кардтау – жүннің тазалығына қарай, әдетте сыртта немесе төсеніш үстінде жасалатын әрекет. Ролаг картадан ажыратылады. Бұл өнім (ровинг, ролаг және батт) иіруге пайдаланылуы мүмкін. Жүнді кардтау машина түріне және иірушінің қалауына қарай, "майлы күйінде" немесе майын кетіріп жасалуы мүмкін. "Майлы күйінде" дегеніміз – жүнмен бірге табиғи түрде келетін ланолин жуылмайды, сондықтан жүннің майлы сезімі қалады. Үлкен барабан кардерлері ланолинмен жақсы жұмыс істемейді, сондықтан көптеген коммерциялық worsted және жүн тігістері жүнді кардтау алдында жуады. Қол кардерлерін (және кішкентай барабан кардерлерін де, нұсқаулар оны ұсынбаса да) ланолинге бай жүнді кардтау үшін пайдалануға болады.

Барабан кардерлері

Ең қарапайым машиналық кардер – барабандық кардер. Көптеген барабан кардерлері қолмен айналдырылады, бірақ кейбіреулері электр қозғалтқышымен жұмыс істейді. Бұл машиналарда әдетте екі ролик немесе барабан болады, олар кард матасымен жабылған. Кіші ролик немесе жаяу, талшықты қоректендіру табағынан үлкен сақтау барабанына мөлшерлеп береді. Екі ролик белдік немесе тізбек жетегі арқылы байланысқан, сондықтан олардың салыстырмалы жылдамдықтары сақтау барабанының кіші роликтен талшықты жұмсақ тартып алуына мүмкіндік береді. Бұл тарту талшықты түзеп, сақтау барабанының кард матасының сым тікшелері арасына жайғастырады. Сақтау барабанының кард матасы толғанша талшық қосылады. Карда матасындағы саңылау, кард матасы толған кезде батты алып тастауды жеңілдетеді. Кейбір барабан кардерлері талшықты сақтау барабанына басатын жұмсақ қылшықты щеткаға ие. Бұл қосымша, кард матасындағы талшықты жинақылауға және жинақыланған талшықты қосымша түзеуге қызмет етеді.

Коттедж кардерлері

Коттедж карточкалары қарапайым барабан карточкасынан едәуір өзгешеленеді. Бұл карточкалар барабан карточкасындай талшықты картоп матасында сақтап қоймайды, керісінше, талшық карточканың ішкі бөлігі арқылы өтіп, басқа машиналарда сақтауға немесе қосымша өңдеуге жіберіледі. Типикалық коттедж карточкасында бір үлкен барабан (свифт), оған қоса бір немесе бірнеше жұмысшы және сыпырушы роликтер, фэнси және доффер болады. Карточкаға шикізат беру әдетте қолмен немесе конвейерлік лента арқылы жасалады, ал коттедж карточкасының өнімі көбінесе балға түрінде сақталады немесе одан әрі иіріліп, қосымша бумп виндерімен бумптарға оралады. Төмендегі суреттегі коттедж карточкасы екі түрлі өнімді де қолдайды. Талшықты беру үстеліне немесе конвейерге салғанда, шикі талшық тіректерге жылжытылады, олар талшықты ұстап, мөлшерлейді. Олар свифтқа ауысқанда көптеген талшықтар түзуленіп, свифттың картоп матасына жатады. Бұл талшықтар жұмысшы/сыпырушы роликтер арқылы фэнсиге жеткізіледі. Свифт тіректерден талшықты алға жылжытқанда, әлі түзуленбеген талшықтар жұмысшы роликпен жиналып, жұптасқан сыпырушы роликке беріледі. Свифттың беттік жылдамдығына қарағанда, жұмысшы ролик өте баяу айналады. Бұл талшықты кері бұру әсерін береді. Жұмысшы роликтен жылдам айналатын сыпырушы ролик талшықты тартып, свифтқа жібереді. Сыпырушы роликтың салыстырмалы беттік жылдамдығы свифттен баяу болғандықтан, свифт қосымша түзу үшін талшықты сыпырушы роликтен тартады. Түзуленген талшықтар свифт арқылы фэнсиге жеткізіледі. Фэнсидің картоп матасы свифттың картоп матасымен байланысуға арналған, сондықтан талшықтар свифттың картоп матасының ұштарына көтеріліп, свифттың дофферіне жеткізіледі. Фэнси мен свифт – карточкалау процесінде бір-біріне жанасатын жалғыз роликтер. Баяу айналатын доффер талшықты свифттен алып, ұшқыш тараққа жеткізеді, онда олар дофферден бөлінеді. Гравитация немесе басқа механикалық тәсілдер арқылы сақтауға немесе одан әрі өңдеуге жіберілетін, кардердің роликтерінің енімен тең, параллель талшықтардан тұратын жұқа желі ұшқыш тарақтан шығады.

Cottage carding machines differ significantly from the simple drum card. These carders do not store fibre in the card cloth as the drum carder does but, rather, fibre passes through the workings of the carder for storage or for additional processing by other machines. A typical cottage carder has a single large drum (the swift) accompanied by a pair of in feed rollers (nippers), one or more pairs of worker and stripper rollers, a fancy, and a doffer. In feed to the carder is usually accomplished by hand or by conveyor belt and often the output of the cottage carder is stored as a batt or further processed into roving and wound into bumps with an accessory bump winder. The cottage carder in the image below supports both outputs. Raw fibre, placed on the in feed table or conveyor is moved to the nippers which restrain and meter the fiber onto the swift. As they are transferred to the swift, many of the fibres are straightened and laid into the swift's card cloth. These fibres will be carried past the worker / stripper rollers to the fancy. As the swift carries the fibres forward, from the nippers, those fibres that are not yet straightened are picked up by a worker and carried over the top to its paired stripper. Relative to the surface speed of the swift, the worker turns quite slowly. This has the effect of reversing the fibre. The stripper, which turns at a higher speed than the worker, pulls fibres from the worker and passes them to the swift. The stripper's relative surface speed is slower than the swift's so the swift pulls the fibres from the stripper for additional straightening. Straightened fibres are carried by the swift to the fancy. The fancy's card cloth is designed to engage with the swift's card cloth so that the fibres are lifted to the tips of the swift's card cloth and carried by the swift to the doffer. The fancy and the swift are the only rollers in the carding process that actually touch. The slowly turning doffer removes the fibres from the swift and carries them to the fly comb where they are stripped from the doffer. A fine web of more or less parallel fibre, a few fibres thick and as wide as the carder's rollers, exits the carder at the fly comb by gravity or other mechanical means for storage or further processing.