棉花生產

棉花生產實踐在上一季作物收穫後開始。 最初的操作通常包括切碎秸稈、拔根和翻土。 肥料和除草劑通常在土地舖床之前施用並摻入土壤中以準備所需的灌溉或種植。 由於土壤特性和過去的施肥和種植實​​踐會導致棉花土壤的肥力水平變化很大，因此肥力計劃應基於土壤測試分析。 控制雜草對於獲得高皮棉產量和質量至關重要。 雜草可使棉花產量和收穫效率降低多達 30%。 自 1960 年代初以來，除草劑已在許多國家廣泛用於控制雜草。 施用方法包括對現有雜草的葉面進行種植前處理、摻入種植前土壤以及在出苗前和出苗後階段進行處理。

對棉花植株的良好生長起重要作用的幾個因素包括苗床準備、土壤濕度、土壤溫度、種子質量、幼苗病害侵染、殺菌劑和土壤鹽分。 在準備充分的苗床上種植優質種子是實現早期、均勻的旺盛幼苗林分的關鍵因素。 優質種植種子冷試發芽率應在50%以上。 在冷/暖試驗中，種子活力指數應為140或更高。 建議播種率為 12 至 18 粒種子/米行，以獲得 14,000 至 20,000 株植物/公頃的植物種群。 無論種子大小如何，都應使用合適的播種機計量系統以確保種子間距均勻。 種子發芽和幼苗出苗率與 15 至 38 ºC 的溫度範圍密切相關。

早季幼苗病害會影響均勻的林分並導致需要重新種植。 重要的苗期病原體如 腐霉菌、絲核菌、鐮刀菌 梭梭屬 會減少植株的數量並導致幼苗之間的長跳動。 只能種植經過一種或多種殺菌劑適當處理的種子。

棉花在不同植物發育階段的用水情況與其他作物相似。 從出苗到第一個方格的用水量通常少於 0.25 厘米/天。 在此期間，蒸發造成的土壤水分損失可能超過植物蒸騰的水量。 隨著第一次開花出現，用水量急劇增加，並在開花高峰期達到 1 厘米/天的最高水平。 需水量是指生產棉花作物所需的總水量​​（降雨和灌溉）。

昆蟲種群對棉花質量和產量有重要影響。 早季種群管理對於促進作物的平衡結果/營養髮育很重要。 保護早熟果實位置對於實現豐收至關重要。 超過 80% 的產量是在結果的前 3 到 4 週內確定的。 在結果期間，生產者應每周至少對棉花進行兩次偵察，以監測昆蟲活動和損害。

一個管理良好的落葉計劃可以減少可能對收穫的棉花等級產生不利影響的葉子垃圾。 PIX 等生長調節劑是有用的脫葉劑，因為它們控制營養生長並有助於提早結果。

收穫

兩種類型的機械收割設備用於收割棉花：摘錠器和剝棉機。 這 主軸拾取器 是一種選擇性收割機，它使用帶倒鉤的錐形錠子從棉鈴中取出籽棉。 該收割機可以在田間多次使用以提供分層收割。 另一方面， 脫棉機 是一種非選擇性或一次性收割機，它不僅可以去除開得很好的棉鈴，還可以去除破裂和未打開的棉鈴以及毛刺和其他異物。

生產出優質均勻作物的農藝實踐通常有助於提高收穫效率。 田地應排水良好，並為有效使用機械而佈置行。 行的末端應該沒有雜草和草，並且應該有 7.6 到 9 m 的田地邊界，以便轉動收割機並將其與行對齊。 邊界也應該沒有雜草和草。 圓盤在雨天會產生不利條件，因此應改用化學除草或割草。 採摘棉花株高不宜超過1.2米左右，剝棉花株高不宜超過0.9米左右。 在適當的生長階段使用化學生長調節劑可以在一定程度上控制株高。 應採用將底部棉鈴放置在離地面至少 10 厘米的生產實踐中。 應謹慎管理生長季節的施肥、栽培和灌溉等栽培措施，以生產出均勻的、發育良好的棉花作物。

化學脫葉是一種誘導葉子脫落（脫落）的栽培方法。 可以使用脫葉劑來幫助最大限度地減少綠葉垃圾污染，並促進清晨棉絨上的露水更快乾燥。 在至少 60% 的棉鈴開放之前，不應使用脫葉劑。 使用脫葉劑後，至少 7 至 14 天不應收割作物（該時間因使用的化學品和天氣條件而異）。 化學乾燥劑也可用於準備收穫的植物。 乾燥是植物組織中水分的快速流失和隨後的組織死亡。 死去的葉子仍然附著在植物上。

目前棉花生產的趨勢是更短的季節和一次性收穫。 加速吐鈴過程的化學物質與脫葉劑一起使用或在葉子落下後立即使用。 這些化學物質可以提早收穫，並增加在第一次收穫期間準備收穫的棉鈴百分比。 由於這些化學品能夠打開或部分打開未成熟的棉鈴，如果過早施用化學品，作物的質量可能會受到嚴重影響（即馬克隆值可能較低）。

儲存應用

棉花在儲存前和儲存期間的水分含量很關鍵； 過多的水分會導致儲存的棉花過熱，從而導致棉絨變色、種子發芽率降低並可能自燃。 含水量在12%以上的籽棉不宜存放。 此外，在棉花儲存的前 5 至 7 天，應監測新建模塊的內部溫度； 溫度升高 11 ºC 或高於 49 ºC 的模塊應立即軋花，以避免出現重大損失的可能性。

有幾個變量會影響籽棉儲存期間的種子和纖維質量。 水分含量是最重要的。 其他變量包括儲存時間、高水分異物的數量、整個儲存質量的水分含量變化、籽棉的初始溫度、儲存期間籽棉的溫度、儲存期間的天氣因素（溫度、相對濕度、降雨量） ) 和保護棉花免受雨水和潮濕地面的影響。 高溫下會加速變黃。 溫升和最高溫度都很重要。 溫度升高與生物活動產生的熱量直接相關。

軋花工藝

全球每年生產約 80 萬包棉花，其中約 20 萬包由美國約 1,300 家軋花廠生產。 軋棉機的主要功能是將皮棉從種子中分離出來，但軋棉機還必須能夠去除棉花中的大部分異物，這些異物會顯著降低皮棉的價值。 軋棉廠必須有兩個目標：(1) 為種植者市場生產質量令人滿意的皮棉，以及 (2) 軋棉時纖維紡紗質量的降低最小，這樣棉花才能滿足最終用戶的需求，即微調器和消費者。 因此，在軋花過程中保持質量需要正確選擇和操作軋花系統中的每台機器。 機械處理和乾燥可能會改變棉花的天然品質特性。 充其量，軋棉機只能在棉花進入軋棉機時保留其固有的質量特性。 以下段落簡要討論了軋花機中主要機械設備和工藝的功能。

籽棉機械

棉花從拖車或模塊運輸到軋棉機的綠棉鈴收集器中，在此處去除棉鈴、石塊和其他重質異物。 自動進料控制提供均勻、分散良好的棉花流，使軋棉機的清潔和乾燥系統運行更高效。 分散不佳的棉花會結塊地通過乾燥系統，只有棉花的表面會被乾燥。

在乾燥的第一階段，加熱的空氣將棉花傳送通過架子 10 到 15 秒。 調節輸送空氣的溫度以控制干燥量。 為防止纖維損壞，棉花在正常操作期間暴露的溫度不應超過 177 ºC。 高於 150 ºC 的溫度會導致棉纖維發生永久性物理變化。 烘乾機溫度傳感器應盡可能靠近棉花和熱空氣匯合的位置。 如果溫度傳感器位於塔式乾燥機出口附近，混合點溫度實際上可能比下游傳感器處的溫度高 55 至 110 ºC。 下游的溫度下降是由於蒸發的冷卻效果以及通過機械和管道壁的熱量損失造成的。 隨著溫暖的空氣將籽棉移動到圓筒清潔器，乾燥繼續進行，圓筒清潔器由 6 或 7 個以 400 至 500 轉/分的速度旋轉的帶刺圓筒組成。 這些滾筒在一系列柵格桿或篩網上擦洗棉花，攪動棉花並讓細小的異物（例如樹葉、垃圾和污垢）通過開口進行處理。 圓筒清潔器打碎大棉團，通常會調節棉花以進行額外的清潔和乾燥。 每米圓筒長度每小時約 6 包的處理率很常見。

棒機從棉花上去除較大的異物，例如毛刺和棒。 棒式機器利用鋸缸以 300 至 400 rpm 的速度旋轉產生的離心力，在鋸夾住纖維的同時“甩掉”異物。 從回收機上甩出的異物進入垃圾處理系統。 4.9 至 6.6 包/小時/米圓柱長度的處理率很常見。

軋棉（皮棉分離）

在經過另一階段的干燥和錫林清潔後，棉花由輸送分配器分配到每個軋棉機。 位於軋棉機台上方的榨棉機以可控的速度將籽棉均勻地計量到軋棉機台，並作為次要功能清潔籽棉。 提取-餵料機圍裙處棉纖維的水分含量至關重要。 水分必須足夠低，以便可以輕鬆去除杜松子酒架中的異物。 但是，水分不能太低（低於 5%），以免在與種子分離時導致單根纖維斷裂。 這種斷裂會導致纖維長度和棉絨脫落率明顯下降。 從質量的角度來看，短纖維含量較高的棉花會在紡織廠產生過多的浪費，因此不太受歡迎。 通過在提取-餵料機圍裙處保持 6% 至 7% 的纖維水分含量，可以避免纖維過度斷裂。

常用的軋棉機有兩種類型——鋸齒軋棉機和滾筒軋棉機。 1794 年，Eli Whitney 發明了一種杜松子酒，它通過圓柱體上的尖刺或鋸子去除種子中的纖維。 1796 年，亨利·奧格登·福爾摩斯 (Henry Ogden Holmes) 發明了一種帶有鋸條和肋骨的杜松子酒； 這種杜松子酒取代了惠特尼的杜松子酒，並使軋花成為連續流程而不是間歇過程。 棉花（通常 陸地棉) 通過脫殼機前部進入鋸軋機機架。 鋸抓住棉花並將其拉過被稱為脫殼肋的寬間距肋。 棉束從礱穀機肋條中拉入輥箱底部。 實際的軋花過程——皮棉和種子的分離——發生在軋花架的軋輥箱中。 軋花動作是由一組在軋花肋條之間旋轉的鋸引起的。 鋸齒在軋花點處從肋條之間穿過。 這裡牙齒的前緣大致平行於肋，牙齒從種子中拉出纖維，這些纖維太大而無法通過肋之間。 以高於製造商推薦的速度軋棉會導致纖維質量下降、種子損壞和堵塞。 杜松子酒立鋸速度也很重要。 高速往往會增加軋花過程中造成的纖維損傷。

滾筒式軋花機提供了第一種分離超長絨棉的機械輔助手段（古巴棉) 來自種子的棉絨。 來源不明的 Churka 軋棉機由兩個以相同表面速度一起運轉的硬輥組成，從種子中擠壓纖維，每天產生約 1 千克棉絨。 1840 年，Fones McCarthy 發明了一種更高效的軋輥軋花機，它包括一個皮革軋花輥、一把緊貼在軋輥上的固定刀和一把往復式刀，當棉絨被軋輥和固定刀夾住時，它將種子從棉絨中拉出。 在 1950 世紀 XNUMX 年代後期，美國農業部 (USDA) 農業研究局的西南軋棉研究實驗室、美國軋棉機製造商和私人軋棉廠共同開發了旋轉刀輥式軋棉機。 這種杜松子酒是目前美國唯一使用的滾筒式杜松子酒。

棉絨清潔

棉花通過棉絨管道從軋棉機輸送到冷凝器，然後再次形成棉絮。 棉絮從冷凝鼓中取出並送入鋸式棉絨清潔器。 在棉絨清潔器內部，棉花通過餵料輥和餵料板，將纖維施加到棉絨清潔器鋸上。 鋸子在格柵條下攜帶棉花，在離心力的幫助下去除未成熟的種子和異物。 正確設置鋸尖和柵條之間的間隙很重要。 柵條必須筆直，前緣鋒利，以避免降低清潔效率和增加棉絨損失。 將棉絨清潔器的進給速度提高到高於製造商推薦的速度會降低清潔效率並增加優質纖維的損失。 輥軋棉通常使用非侵蝕性、非鋸齒型清潔劑進行清潔，以最大限度地減少纖維損傷。

棉絨清潔劑可以通過去除異物來提高棉花的等級。 在某些情況下，棉絨清潔劑可以通過混合產生白色等級來改善帶有輕微斑點的棉花的顏色。 它們還可以將斑點棉的顏色等級提高到淺斑點或白色等級。

包裝

清潔後的棉花被壓縮成包，然後必須將其覆蓋以防止它們在運輸和儲存過程中受到污染。 生產三種類型的棉包：改良扁平包、壓縮通用密度包和軋花通用密度包。 這些包的包裝密度為 224 和 449 kg/m³ 分別用於修改後的扁平和通用密度包。 在大多數軋棉機中，棉花被包裝在“雙箱”壓榨機中，其中皮棉最初通過機械或液壓壓榨機在一個壓榨箱中壓實； 然後旋轉壓箱，將棉絨進一步壓縮至約 320 或 641 kg/m³ 分別通過改進的平面或杜松子酒通用密度壓力機。 修改後的扁平捆在以後的操作中被重新壓縮成為壓縮通用密度捆，以實現最佳運費。 1995 年，美國約 98% 的棉包是杜松子酒通用密度棉包。

纖維質量

棉花質量受到每個生產步驟的影響，包括選擇品種、收穫和軋花。 某些品質特性受遺傳影響很大，而另一些則主要由環境條件或採收和軋花操作決定。 任何生產或加工步驟中的問題都可能對纖維質量造成不可逆轉的損害，並降低生產商和紡織品製造商的利潤。

棉鈴開放之日的纖維質量最高。 風化、機械收割、處理、軋花和製造會降低天然品質。 有許多因素表明棉纖維的整體質量。 最重要的指標包括強度、纖維長度、短纖維含量（短於 1.27 厘米的纖維）、長度均勻度、成熟度、細度、雜質含量、顏色、種皮碎片和棉結含量以及粘性。 市場普遍認可這些因素，儘管並非所有因素都在每包上進行測量。

軋花過程會顯著影響纖維長度、均勻度以及種子塗層碎片、雜質、短纖維和棉結的含量。 對質量影響最大的兩種軋花做法是軋花和清潔過程中纖維水分的調節以及使用的鋸式棉絨清潔程度。

推薦的軋花皮棉水分範圍是 6% 到 7%。 杜松子酒清潔劑在低水分條件下去除更多垃圾，但並非沒有更多纖維損壞。 較高的纖維水分可保持纖維長度，但會導致軋花問題和清潔不良，如圖 1 所示。如果增加干燥以改善除雜，紗線質量會降低。 儘管紗線外觀隨著乾燥達到一定程度而改善，但由於異物去除增加，短纖維含量增加的效果超過了異物去除的好處。

圖 1. 棉花的濕潤軋花清潔折衷方案

清潔幾乎不會改變纖維的真實顏色，但梳理纖維和去除雜質會改變感知顏色。 棉絨清潔有時可以混合纖維，從而減少被歸類為有斑點或淺斑點的棉包。 軋棉不影響細度和成熟度。 在清潔和軋花過程中使用的每一種機械或氣動設備都會增加棉結含量，但棉絨清潔器的影響最為明顯。 皮棉中的種皮碎片數量受種子狀況和軋花操作的影響。 Lint 清潔器會減小碎片的大小，但不會減少碎片的數量。 紗線強力、紗線外觀和紡紗斷頭是三個重要的紡紗質量要素。 所有這些都受到長度均勻性的影響，因此也受到短纖維或斷纖維比例的影響。 當使用最少的干燥和清潔機械軋棉時，這三個要素通常可以得到最好的保存。

軋棉機乾燥和清潔紡錘收穫棉花的順序和數量的建議旨在實現令人滿意的棉包價值並保持棉花的內在質量。 幾十年來，它們在美國棉花行業普遍被遵循並因此得到證實。 這些建議考慮了營銷系統的溢價和折扣，以及各種軋花機造成的清潔效率和纖維損傷。 對於特殊的收穫條件，這些建議的一些變化是必要的。

當軋棉機按推薦順序使用時，通常可從棉花中去除 75% 至 85% 的異物。 不幸的是，該機器在去除異物的過程中也去除了少量的優質棉花，因此在清潔過程中減少了商品棉花的數量。 因此，清潔棉花是異物水平與纖維損失和損壞之間的折衷。

安全和健康問題

軋花行業與其他加工業一樣，存在著諸多隱患。 工傷索賠信息顯示，手部/手指受傷人數最多，其次是背部/脊椎、眼睛、腳/腳趾、手臂/肩部、腿部、軀乾和頭部受傷。 儘管該行業一直積極參與減少危害和安全教育，但杜松子酒安全仍然是一個主要問題。 引起關注的原因包括事故頻發和工人索賠、大量損失工作日和事故的嚴重性。 杜松子酒受傷和健康障礙的總經濟成本包括直接成本（醫療和其他補償）和間接成本（工作時間損失、停工、收入損失、工人賠償保險成本增加、生產力損失和許多其他損失因素). 直接成本比間接成本更容易確定，而且成本要低得多。

許多影響軋花的國際安全和健康法規源自美國職業安全與健康管理局 (OSHA) 和環境保護署 (EPA) 管理的立法，後者頒布了殺蟲劑法規。

其他農業法規也可能適用於杜松子酒，包括對在公共道路上行駛的拖車/拖拉機上的慢行車輛標誌的要求、對員工操作的拖拉機上的翻車保護結構的規定以及對臨時工適當生活設施的規定。 雖然軋花廠被視為農業企業，並沒有被許多法規具體涵蓋，但軋花廠可能希望遵守其他法規，例如 OSHA 的“一般工業標準，第 1910 部分”。 軋花廠應考慮三個具體的 OSHA 標準：火災和其他應急計劃 (29 CFR 1910.38a)、出口 (29 CFR 1910.35-40) 和職業噪聲暴露 (29 CFR 1910.95)。 主要退出要求在 29 CFR 1910.36 和 29 CFR 1910.37 中給出。 在其他國家，農業工人被納入強制性保險範圍內，這種遵守將是強制性的。 遵守噪聲和其他安全與健康標準將在本文檔的其他部分討論 百科全書。

員工參與安全計劃

最有效的損失控制計劃是管理層激勵員工提高安全意識的計劃。 這種激勵可以通過以下方式實現：制定安全政策，讓員工參與計劃的每個要素，通過參加安全培訓，樹立良好榜樣，並為員工提供適當的激勵措施。

要求在指定區域使用 PPE 並要求員工遵守可接受的工作規範，從而減少職業健康障礙。 每當在噪音或粉塵水平高的區域工作時，都應使用聽力（耳塞或耳罩）和呼吸（防塵面罩）PPE。 有些人比其他人更容易受到噪音和呼吸系統問題的影響，即使有了 PPE，也應該重新分配到噪音或灰塵水平較低的工作區域。 與舉重和過熱相關的健康危害可以通過培訓、使用物料搬運設備、穿著得體、通風和遠離高溫來解決。

整個軋花操作過程中的所有人都必須參與軋花安全。 當每個人都積極參與損失控制計劃時，可以建立安全的工作氛圍。

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棉花佔全球紡織纖維消費量的近 50%。 中國、美國、俄羅斯聯邦、印度和日本是主要的棉花消費國。 消耗量是通過購買和用於製造紡織材料的原棉纖維的數量來衡量的。 全球棉花產量每年約為 80 至 90 萬包（17.4 至 19.6 億公斤）。 中國、美國、印度、巴基斯坦和烏茲別克斯坦是主要產棉國，佔世界棉花產量的70%以上。 其餘的由大約 75 個其他國家/地區生產。 原棉從大約 57 個國家出口，棉紡織品從大約 65 個國家出口。 許多國家強調國內生產以減少對進口的依賴。

紗線製造是將原棉纖維轉化為適用於各種最終產品的紗線的一系列過程。 要獲得現代紡織市場所需的潔淨、強力、均勻的紗線，需要經過許多工序。 從密集的纏結纖維（棉包）開始，其中包含不同數量​​的非棉絨材料和不可用纖維（異物、植物垃圾、微粒等），連續進行開松、混合、混合、清潔、梳理、併條，進行粗紗和紡紗以將棉纖維轉化為紗線。

儘管當前的製造工藝高度發達，但競爭壓力繼續刺激行業團體和個人尋求新的、更有效的棉花加工方法和機器，有一天，這些方法和機器可能會取代今天的系統。 然而，在可預見的未來，目前傳統的混紡、梳理、併條、粗紗和紡紗系統將繼續使用。 只有棉花採摘過程似乎注定要在不久的將來被淘汰。

紗線製造業生產用於各種機織或針織最終產品（例如，服裝或工業用織物）以及縫紉線和繩索的紗線。 生產的紗線具有不同的直徑和每單位長度的不同重量。 雖然基本的紗線製造工藝多年來一直保持不變，但加工速度、控制技術和卷裝尺寸都有所提高。 紗線性能和加工效率與所加工棉纖維的性能有關。 紗線的最終用途特性也是加工條件的函數。

紗線製造過程

打開，混合，混合和清潔

通常情況下，工廠會選擇具有生產特定最終用途紗線所需特性的棉包混合物。 不同工廠在每次混合中使用的棉包數量從 6 個或 12 個到超過 50 個不等。當要混合的棉包被帶到開墾室時，加工就開始了，在那裡裝袋和紮帶被移除。 手工從棉包中取出棉花層，並將其放入配備有帶尖齒的傳送帶的進料器中，或者將整包棉花放在平台上，在採摘機構的下方或上方來回移動。 目的是通過將壓實的捆包棉花層轉化為有助於去除異物的小而輕、蓬鬆的簇絨來開始順序生產過程。 這個初始過程稱為“打開”。 由於捆包以不同程度的密度到達工廠，通常在處理捆包前大約 24 小時切割捆紮帶，以使其“開花”。 這增強了開口並有助於調節餵食速度。 工廠中的清潔機執行開放和一級清潔的功能。

梳理和精梳

梳棉機是紗線製造過程中最重要的機器。 它在絕大多數棉紡織廠中執行二級和最終級清潔功能。 該梳理機由一個系統組成，該系統由三個金屬絲覆蓋的錫林和一系列扁平的金屬絲覆蓋桿組成，它們連續地將小團塊和纖維束加工成高度分離或開松，去除很高百分比的雜質和其他異物，將纖維收集成稱為“條子”的繩狀形式，並將此條子放入容器中以供後續工序使用（見圖 1）。

圖 1.梳理

Wilawan Juengprasert，泰國公共衛生部

從歷史上看，棉花以“採摘機圈”的形式餵入梳棉機，“採摘機圈”是在“採摘機”上形成的，它是餵入輥和打漿機的組合，其機械裝置由圓柱形篩網組成，打開的棉花簇在其上收集並捲成棉絮（見圖 2）。 棉絮以均勻的平板形式從篩網中取出，然後捲成一圈。 然而，勞動力需求和具有提高質量潛力的自動化處理系統的可用性正在導致揀選機過時。

圖 2. 現代選擇器

Wilawan Juengprasert，泰國公共衛生部

通過在卡片上安裝更高效的開松和清潔設備以及斜槽進給系統，可以取消揀選過程。 後者通過管道將開松和清洗過的纖維簇以氣動方式分配到梳理機上。 此操作有助於提高處理一致性和提高質量，並減少所需的工人數量。

少數工廠生產精梳紗，這是最乾淨、最均勻的棉紗。 梳理提供比梳理機提供的更廣泛的清潔。 精梳的目的是去除短纖維、棉結和雜質，使最終的條子非常乾淨和有光澤。 精梳機是一台複雜的機器，由帶槽的餵料羅拉和部分佈滿織針的圓筒組成，用於梳理短纖維（見圖 3）。

圖 3. 梳理

Wilawan Juengprasert，泰國公共衛生部

繪圖和巡迴

牽伸是​​紗線製造中採用輥牽伸的第一個過程。 在繪圖中，幾乎所有的牽伸都是由滾筒的作用產生的。 梳理過程中的棉條容器被放置在併條機的紗架上。 當條子被餵入以不同速度移動的成對羅拉系統時，就會發生牽伸。 牽伸通過牽伸使棉條中的纖維變直，使更多的纖維平行於棉條的軸線。 當纖維隨後被捻成紗線時，平行化對於獲得所需的性能是必要的。 併條還生產出每單位長度重量更均勻的條子，有助於實現更高的混合能力。 最終牽伸工藝（稱為整理牽伸）生產的纖維幾乎是筆直的，並與條子的軸線平行。 精整併條的單位長度重量過高，無法在傳統的環錠紡系統中牽伸成紗。

粗紗工藝將棉條的重量降低到適合紡成紗線和加撚的尺寸，從而保持牽伸股的完整性。 來自整理機併條或精梳的條筒被放置在筒子架上，單條條子通過兩組羅拉餵入，第二組羅拉旋轉得更快，從而將條子的尺寸從直徑約 2.5 厘米減小到直徑約 37.5 厘米。一支標準鉛筆。 通過使纖維束穿過粗紗“錠翼”來賦予纖維撚度。 該產品現稱為“粗紗”，包裝在長約14厘米、直徑約XNUMX厘米的筒管上。

紡織

紡紗是將棉纖維轉化為紗線的成本最高的步驟。 目前，世界上超過 85% 的紗線是在環錠細紗機上生產的，環錠細紗機旨在將粗紗牽伸成所需的紗線尺寸或支數，並賦予所需的撚度。 撚度的多少與紗線的強度成正比。 長度與餵入長度的比率可以在 10 到 50 的數量級上變化。粗紗的筒管被放置在支架上，使粗紗能夠自由地餵入環錠細紗機的牽伸羅拉。 在牽伸區之後，紗線通過“鋼絲圈”進入紡紗筒管。 支撐該筒管的錠子高速旋轉，導致紗線在加撚時膨脹。 筒管上的紗線長度太短，無法用於後續工序，被落入“紡紗箱”並輸送到下一道工序，可能是捲繞或捲繞。

在現代粗紗或粗紗的生產中，氣流紡正在取代環錠紡。 一條纖維條子被送入高速轉子。 在這裡，離心力將纖維轉化為紗線。 不需要筒管，紗線被捲繞到工藝中下一步所需的捲裝上。

相當大的研究和開發工作正在致力於紗線生產的全新方法。 目前正在開發的許多新紡紗系統可能會徹底改變紗線製造，並可能導致纖維特性的相對重要性發生變化，正如人們現在所認為的那樣。 總的來說，新系統中使用的四種不同方法似乎適用於棉花。 包芯紗系統目前用於生產各種特種紗線和縫紉線。 無撚紗線已經在有限的基礎上通過將纖維與聚乙烯醇或一些其他粘合劑粘合在一起的系統在商業上生產。 無撚紗系統提供潛在的高生產率和非常均勻的紗線。 由無撚紗製成的針織和其他服裝面料具有優良的外觀。 在目前被多家機械製造商研究的氣流渦流紡中，與轉杯紡紗類似，將條子引入分梳輥。 空氣渦流紡紗能夠實現非常高的生產速度，但原型模型對纖維長度變化和異物含量（如雜質顆粒）特別敏感。

繞線和繞線

紗線紡出後，製造商必須準備正確的包裝。 卷裝類型取決於紗線是用於機織還是針織。 捲繞、繞線、加撚和絎縫被認為是機織和針織紗線的準備步驟。 一般來說，假脫機的產品將被用作 經紗 （在機織織物中縱向運行的紗線）和捲繞產品將用作 緯紗， 或者 緯紗 （穿過織物的紗線）。 氣流紡的產品繞過了這些步驟，並被包裝用於緯紗或經紗。 加撚產生合股紗，其中兩根或多根紗線在進一步加工之前加撚在一起。 在絎縫工藝中，紗線被纏繞在小筒子上，小到足以裝在箱式織機的梭子內。 有時，絎縫過程發生在織布機上。 （另請參閱本章中的“編織和針織”一文。）

廢物處理

在粉塵控制很重要的現代紡織廠中，廢物的處理更加受重視。 在傳統的紡織操作中，如果無法回收到系統中，則人工收集廢物並將其運送到“廢物站”。 它在這裡積累，直到有足夠的一種類型來製作一捆。 在目前的技術水平下，中央真空系統自動回收開松、揀選、梳理、併條和粗紗產生的廢料。 中央吸塵系統用於清潔機器，自動收集機器下方的廢物，例如飛毛和梳理產生的塵埃，以及回收無法使用的地板清掃物和過濾冷凝器產生的廢物。 經典的打包機是垂直向上沖程壓力機，它仍然可以形成典型的 227 公斤捆包。 在現代垃圾處理技術中，廢物從中央真空系統收集到一個接收罐中，該接收罐為臥式壓捆機提供原料。 紗線製造行業產生的各種廢品，可以回收再利用，或供其他行業再利用。 例如，紡紗可用於廢舊紡紗行業製造拖把紗，回收纖維可用於棉絮行業製造床墊或軟體家具的絮芯。

安全和健康問題

機械

各類棉紡織機械都可能發生事故，但發生頻率不高。 對多個移動部件的有效保護提出了許多問題，需要不斷關注。 對操作員進行安全實踐培訓也很重要，尤其是要避免在機器運行時嘗試維修，這是許多事故的原因。

每台機器都可能有能源（電氣、機械、氣動、液壓、慣性等），在嘗試進行任何維修或維護工作之前需要對其進行控制。 設施應確定能源，提供必要的設備並培訓人員，以確保在設備上工作時關閉所有危險能源。 應定期進行檢查，以確保遵守並正確應用所有上鎖/掛牌程序。

吸入棉塵（棉塵病）

吸入棉纖維轉化為紗線和織物時產生的粉塵已被證明會導致少數紡織工人患上職業性肺部疾病，即棉纖維肺病。 通常需要 15 到 20 年才能暴露在更高濃度的粉塵中（高於 0.5 到 1.0 mg/m³) 讓工人成為反應堆。 OSHA 和美國政府工業衛生學家會議 (ACGIH) 標准設定為 0.2 mg/m³ 由垂直淘洗器測量的可吸入棉塵作為紡織紗線製造中棉塵職業暴露的限值。 灰塵是在處理或加工棉花時釋放到大氣中的一種空氣懸浮微粒，是植物垃圾、土壤和微生物材料（即細菌和真菌）的異質複雜混合物，其成分和生物活性各不相同。 棉菌病的病原體和發病機制尚不清楚。 與纖維相關的棉花植物垃圾和來自纖維和植物垃圾上的革蘭氏陰性菌的內毒素被認為是原因或含有致病因子。 主要是纖維素的棉纖維本身不是原因，因為纖維素是一種惰性粉塵，不會引起呼吸道疾病。 在棉紡織品加工區（見圖 4）採取適當的工程控制以及工作實踐、醫療監測和個人防護裝備可以在很大程度上消除棉菌病。 通過批量洗滌系統和連續棉絮系統對棉花進行溫和的水洗，可將棉絨和空氣中的灰塵中的內毒素殘留水平降低到低於與肺功能急劇下降相關的水平，如通過 1 秒用力呼氣量測量的那樣。

圖 4. 梳理機的除塵系統

Noise

在紗線製造的某些過程中，噪音可能是一個問題，但在一些現代紡織廠中，噪音水平低於 90 dBA，這是美國標準，但超過了許多國家的噪音暴露標準。 由於機械製造商和工業噪聲工程師的減排努力，噪聲水平隨著機械速度的增加而持續降低。 高噪音的解決方案是引入更現代、更安靜的設備。 在美國，當噪音水平超過 85 dBA 時，需要實施聽力保護計劃； 這將包括噪音水平監測、聽力測試，以及在噪音水平無法控制在 90 分貝以下時為所有員工提供聽力保護。

熱應激

由於紡紗有時需要高溫和空氣的人工加濕，因此始終需要仔細監控以確保不超過允許的限制。 設計和維護良好的空調設備越來越多地用於代替更原始的溫度和濕度調節方法。

職業安全健康管理體系

許多更現代的紡織紗線製造廠發現，建立某種類型的職業安全和健康管理系統來控制工人可能遇到的工作場所危害是很有用的。 這可以是一項自願計劃，例如美國紡織製造商協會制定的“追求最佳健康和安全”計劃，也可以是美國加利福尼亞州職業傷害和疾病預防計劃（第 8 篇，加州法規，第 3203 節）。 當使用安全和健康管理系統時，它應該足夠靈活和適應性強，以允許工廠根據自己的需要進行調整。

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改編自第 3 版職業健康與安全百科全書。

羊毛工業的起源在古代已經消失。 綿羊很容易被我們遙遠的祖先馴化，並且在滿足他們對食物和衣服的基本需求方面發揮著重要作用。 早期人類社會將從綿羊身上收集的纖維揉在一起形成紗線，根據這一基本原理，處理纖維的過程變得更加複雜。 毛紡織業一直處於開發和採用機械方法的前沿，因此是工廠生產系統發展的早期產業之一。

原料

從動物身上提取的纖維長度是決定其加工方式的主要因素，但不是唯一因素。 可用的羊毛類型可大致分為 (a) 美利奴羊毛或植物羊毛，(b) 雜交品種——細、中或粗羊毛，以及 (c) 地毯羊毛。 然而，在每個組中，有不同的等級。 美利奴羊毛通常直徑最細，長度較短，而地毯羊毛是長纖維，直徑較粗。 如今，越來越多的仿羊毛合成纖維與天然纖維混紡，並以同樣的方式進行加工。 來自其他動物的毛髮——例如馬海毛（山羊）、羊駝毛（美洲駝）、羊絨（山羊、駱駝）、安哥拉山羊（山羊）和駱駝毛（野生美洲駝）——在該行業中也起著重要的作用，儘管是次要的； 它相對昂貴，通常由專業公司加工。

製作

該行業有兩個獨特的加工系統——羊毛和精紡。 機器在許多方面相似，但目的不同。 從本質上講， 精紡的 系統使用較長的短纖羊毛，在梳理、準備、梳理和精梳過程中，纖維保持平行，較短的纖維被剔除。 紡紗生產出直徑細的強力紗線，然後將其編織成輕盈的織物，具有人們熟悉的男士西裝光滑而結實的外觀。 在裡面 羊毛 系統，目的是將纖維混合併纏繞在一起，形成柔軟蓬鬆的紗線，將其編織成具有“羊毛”表面的豐滿和蓬鬆特性的布料——例如花呢、毛毯和厚外套。 由於羊毛系統不需要纖維的均勻性，製造商可以將新羊毛、精紡過程中剔除的較短纖維、從舊羊毛服裝上撕下回收的羊毛等混紡在一起； “shoddy”取自軟的，“mungo”取自硬的廢料。

然而，應該記住，該行業特別複雜，所用原材料的條件和類型以及成品布的規格將影響每個階段的加工方法和這些階段的順序。 例如，羊毛可以在加工前、在紗線階段或在編織件中接近加工結束時進行染色。 此外，一些過程可能在不同的機構中進行。

危害及其預防

與紡織工業的每個部分一樣，帶有快速移動部件的大型機器會產生噪音和機械傷害危險。 灰塵也可能是個問題。 應為設備的通用部件（例如正齒輪、鏈條和鏈輪、旋轉軸、皮帶和滑輪）以及專門用於羊毛紡織行業的以下機械部件提供最高可行形式的防護裝置或外殼：

• 各種類型的預開松機的進料輥和雨燕（例如，挑逗機、威利機、石榴石機、磨碎機等）

• 梳理機和梳理機的刺輥或刺輥和相鄰輥

• 梳棉機、梳理機和回收機的 swift 和 doffer 錫林之間的進氣口

• 鰓箱滾子和落子

• 併條機和粗紗機的背軸

• 騾車和車頭之間的陷阱

• 用於整經機開軸運動的凸銷、螺栓和其他固定裝置

• 擦洗機、碾磨機和絞布機的擠壓輥

• 布和包裝紙與吹瓶機滾筒之間的進氣口

• 割草機旋轉刀筒

• 氣力輸送系統中的風扇葉片（此類系統管道中的任何檢查面板都應與風扇保持安全距離，並且工人應該在他或她的記憶中牢牢記住機器運行所需的時間長度切斷電源後減速並停止；這一點尤為重要，因為清理系統堵塞的工人通常看不到移動的刀片）

• 飛梭，它提出了一個特殊的問題（織機應配備精心設計的防護裝置，以防止梭子飛出棚子並限制它在飛行時可能行進的距離）。

此類危險部件的防護存在實際問題。 防護裝置的設計應考慮到與特定過程相關的工作實踐，尤其應防止在操作員處於最大風險時可能移除防護裝置（例如，鎖定安排）。 需要特殊培訓和密切監督，以防止在機器運轉時清除和清潔廢物。 大部分責任落在機械製造商身上，他們應確保在設計階段將此類安全功能納入新機器，而監督人員則應確保工人在安全操作設備方面接受充分培訓。

機械間距

如果機器之間的空間不足，則會增加發生事故的風險。 許多較舊的場所將最大數量的機器擠進了可用的建築面積，從而減少了過道和通道以及工作室內用於臨時存放原材料和成品材料的可用空間。 在一些舊工廠中，梳理機之間的過道非常狹窄，以致於無法將傳動帶封閉在防護罩內，必須求助於在運行點處的傳動帶和皮帶輪之間“楔入”防護罩； 在這些情況下，製作精良且光滑的皮帶緊固件尤為重要。 英國政府委員會針對某些毛紡織機械推薦的最小間距標準是必需的。

材料處理

如果不採用現代機械負載處理方法，則仍然存在因提升重物而受傷的風險。 物料搬運應盡可能機械化。 如果這不可用，則在本文其他地方討論的預防措施 百科全書 應該被雇用。 正確的起重技術對於操作沉重的經軸進出織機或在早期準備過程中處理笨重的羊毛包的工人尤為重要。 在可能的情況下，應使用手推車和可移動的手推車或滑橇來移動此類笨重的負載。

火

火災是一種嚴重的危險，尤其是在舊的多層工廠中。 工廠結構和佈局應符合當地有關暢通無阻的通道和出口、火警系統、滅火器和軟管、應急燈等的規定。 清潔和良好的內務管理將防止灰塵和絨毛積聚，從而助長火勢蔓延。 不得在工作時間內進行涉及使用火焰切割或火焰燃燒設備的維修。 有必要對所有員工進行火災應對程序培訓； 消防演習應盡可能與當地消防、警察和緊急醫療服務機構協同進行，並應在適當的時間間隔進行。

一般安全

重點放在那些特別是在毛紡織工業中發現的事故情況。 然而，應該指出的是，工廠中的大多數事故發生在所有工廠共有的情況下——例如，人員和物體墜落、搬運貨物、使用手動工具等——並且相關的基本安全與大多數其他行業一樣，羊毛行業應遵循的原則同樣適用。

健康問題

炭疽病

通常與羊毛紡織品有關的工業疾病是炭疽病。 它曾經是一個巨大的危險，尤其是對羊毛分揀員來說，但由於以下原因，在羊毛紡織行業幾乎完全得到控制：

• 改進炭疽病流行的出口國的生產方法

• 易於攜帶炭疽孢子的材料的消毒

• 在準備過程中改進排氣通風處理可能感染的材料

• 將羊毛包微波加熱足夠長的時間，使其達到可以殺死任何真菌的溫度。 這種處理還有助於回收與羊毛相關的羊毛脂。

• 醫療方面的重大進步，包括高風險情況下工人的免疫接種

• 對工人進行教育和培訓，提供清洗設施，必要時提供個人防護設備。

除了炭疽真菌孢子外，已知真菌的孢子 粗球孢子蟲 可以在羊毛中找到，尤其是來自美國西南部的羊毛。 這種真菌可引起稱為球孢子菌病的疾病，這種疾病與炭疽引起的呼吸道疾病通常預後不良。 當炭疽病通過皮膚屏障的破損進入人體時，還有導致惡性潰瘍或中心黑色的癰的額外危險。

化學物質

各種化學品被使用——例如，用於脫脂（二氧化乙烯、合成洗滌劑、三氯乙烯以及過去的四氯化碳）、消毒（甲醛）、漂白（二氧化硫、氯）和染色（氯酸鉀、苯胺）。 風險包括放氣、中毒、刺激眼睛、粘膜和肺部，以及皮膚狀況。 一般來說，預防依賴於：

• 替代危險性較低的化學品

• 局部排氣通風

• 小心標記、儲存和運輸腐蝕性或有毒液體

• 個人保護設備

• 良好的洗滌設施（在可行的情況下包括淋浴）

• 嚴格的個人衛生。

其他危害

噪音、照明不足以及羊毛加工所需的高溫和高濕度水平可能對整體健康產生有害影響，除非對其進行嚴格控制。 許多國家/地區都規定了標準。 染棚中的蒸汽和冷凝水可能難以有效控制，通常需要專家的工程建議。 在織造棚中，噪聲控制是一個嚴重的問題，仍有許多工作要做。 到處都需要高標準的照明，尤其是在生產深色織物的地方。

塵

除了早期工藝產生的粉塵中炭疽孢子的特殊風險外，許多機器（尤其是那些具有撕裂或梳理作用的機器）也會產生足以刺激呼吸道粘膜的大量粉塵，因此應將其清除通過有效的 LEV。

Noise

由於機器中有所有運動部件，尤其是織機，毛紡廠通常是非常嘈雜的地方。 雖然可以通過適當的潤滑來實現衰減，但也應考慮引入隔音板和其他工程方法。 總的來說，預防職業性聽力損失取決於工人使用耳塞或耳罩。 必須對工人進行正確使用此類防護設備的培訓，並在監督下確認他們正在使用這些設備。 許多國家/地區都需要具有定期聽力圖的聽力保護計劃。 更換或維修設備時，應採取適當的降噪措施。

工作壓力

工作壓力以及隨之而來的對工人健康和福祉的影響是該行業的一個普遍問題。 由於許多工廠全天候運作，因此經常需要輪班工作。 為了滿足生產配額，機器連續運行，每個工人都被“綁”在一台或多台設備上，並且在“流動人員”接替他或她的位置之前不能離開設備去洗手間或休息。 再加上環境噪音和噪音保護器的使用，他們高度常規化、重複性的活動使得 事實上的 隔離工人和缺乏社交互動，許多人感到壓力很大。 監督質量和工作場所便利設施的可用性對工人的工作壓力水平有很大影響。

結論

雖然較大的企業能夠投資於新技術開發，但許多較小和較舊的工廠繼續在配備過時但仍在運行的設備的舊工廠中運營。 經濟上的需要要求更少而不是更多地關注工人的安全和健康。 事實上，在許多發達地區，工廠正在被廢棄，取而代之的是發展中國家和容易獲得廉價勞動力且健康和安全法規不存在或通常被忽視的地區的新工廠。 在世界範圍內，這是一個重要的勞動密集型行業，對工人健康和福祉的合理投資可以為企業及其員工帶來可觀的紅利。

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蠶絲是由蠶幼蟲產生的有光澤、堅韌、有彈性的纖維； 該術語還包括用這種纖維製成的線或布。 絲綢業起源於中國，據傳說早在公元前 2640 年。 到公元 3 世紀，蠶及其製品的知識通過韓國傳入日本； 它可能稍後傳播到印度。 絲綢生產從那裡慢慢地向西通過歐洲帶到新大陸。

生產過程涉及一系列步驟，不一定在單個企業或工廠中執行。 他們包括：

• 養蠶。 以生絲為原料的蠶繭生產被稱為 養蠶業，一個涵蓋攝食、繭形成等的術語。 第一個必需品是足以餵養幼蟲的桑樹。 飼養蠕蟲的托盤必須保存在恆溫 25 °C 的房間內； 這涉及在較冷的國家和季節進行人工供暖。 蠶繭在餵食約 42 天后開始吐絲。

• 紡紗或紡絲。 絲綢紡紗的獨特過程稱為 繅絲， 其中來自繭的細絲形成連續、均勻和規則的股線。 首先，天然樹膠（絲膠）在熱水中軟化。 然後，在熱水浴或熱水盆中，將幾個蠶繭的絲端接在一起、拉起、連接到繅絲輪上並纏繞成生絲。

• 投擲。 在這個過程中，線被加撚並加倍成更結實的紗線。

• 脫膠。 在此階段，生絲在大約 95 °C 的肥皂水溶液中煮沸。

• 漂。 然後將生絲或煮過的絲在過氧化氫或過氧化鈉中漂白。

• 編織。 接下來將絲線織成織物； 這通常發生在不同的工廠。

• 染色。 絲綢可以在長絲或線狀狀態下染色，也可以作為織物染色。

健康和安全隱患

一氧化碳

在日本，養蠶業是一種常見的家庭產業，由於在通風不良的飼養室使用炭火，一氧化碳中毒的症狀包括頭痛、眩暈，有時還包括噁心和嘔吐，這些症狀通常並不嚴重。

皮炎

盆地病繅絲女工的手部皮炎非常普遍，尤其是在日本，據報導，在 1920 世紀 30 年代，繅絲工人的發病率為 50% 至 XNUMX%。 XNUMX% 的受影響工人每年平均損失三個工作日。 皮膚損傷主要位於手指、手腕和前臂，其特徵是紅斑上覆蓋著小水泡，這些水泡變成慢性、膿皰或濕疹，並且極度疼痛。 這種情況的原因通常歸因於死蛹的分解產物和繭中的寄生蟲。

然而，最近，日本的觀察表明，這可能與繅絲浴的溫度有關：直到 1960 年，幾乎所有的繅絲浴都保持在 65 °C，但是，自從引入浴溫為 30 至45 °C，在捲筒工人中沒有典型皮膚損傷的報告。

一些繅絲工人在處理生絲時可能會產生過敏性皮膚反應。 在與繅絲浴沒有直接局部接觸的地方，已經觀察到面部腫脹和眼部炎症。 同樣，在絲綢運動員中也發現了皮炎。

呼吸道問題

在前蘇聯，紡紗工中扁桃體炎的異常爆發被追溯到繅絲池水中和繭部周圍空氣中的細菌。 消毒和經常更換繅絲池水，再加上繭繅絲處的排氣通風，帶來了迅速的改善。

在前蘇聯進行的廣泛的長期流行病學觀察表明，天然絲綢行業的工人可能會出現以支氣管哮喘、哮喘樣支氣管炎和/或過敏性鼻炎為特徵的呼吸道過敏症。 看來天然蠶絲在生產的所有階段都會引起過敏。

還報告了在紡紗機或絡筒機上包裝或重新包裝絲綢時導致紡紗機工人呼吸困難的情況。 取決於機器的速度，有可能霧化絲周圍的蛋白質物質。 這種氣溶膠，當達到可吸入大小時，會引起肺部反應，與棉塵對棉塵的反應非常相似。

Noise

對於紡絲和纏繞絲線的機器以及編織織物的織布機的工人來說，噪音暴露可能達到有害水平。 設備的充分潤滑和隔音板的插入可能會稍微降低噪音水平，但整個工作日的持續暴露會產生累積效應。 如果沒有獲得有效的消減，則必須使用個人防護裝置。 與所有暴露於噪音的工人一樣，以定期聽力圖為特色的聽力保護計劃是可取的。

安全衛生措施

溫度、濕度和通風的控制在絲綢工業的各個階段都很重要。 居家工作者不應逃避監督。 飼養室應保證通風良好，用電暖器或其他取暖設備代替木炭或煤油爐。

降低繅絲浴的溫度可有效預防皮炎。 應經常更換水，並進行排氣通風。 應盡可能避免皮膚直接接觸浸在繅絲浴中的生絲。

提供良好的衛生設施和注意個人衛生至關重要。 在日本發現用 3% 的醋酸溶液洗手很有效。

新進入者的體檢和之後的醫療監督是可取的。

絲綢製造中的機械危害與一般紡織工業中的危害相似。 預防事故的最好方法是良好的內務管理、運動部件的充分保護、持續的工人培訓和有效的監督。 動力織機應設有防護裝置，以防止飛梭造成事故。 紗線準備和織造過程需要非常好的照明。

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