صناعة النسيج

يُوضع القطن الخام في محلج القطن . يفصل المحلج البذور ويزيل الشوائب (الأوساخ والسيقان والأوراق) من الألياف. في محلج المنشار، تمسك مناشير دائرية الألياف وتسحبها عبر شبكة ضيقة لا تسمح بمرور البذور. أما محلج الأسطوانة فيُستخدم مع القطن ذي التيلة الطويلة، حيث تلتقط أسطوانة جلدية القطن. تقوم شفرة سكين، مثبتة بالقرب من الأسطوانة، بفصل البذور عن طريق سحبها عبر أسنان المناشير الدائرية وفرش دوارة تُزيلها. ^{[ 9 ]} تُضغط ألياف القطن المحلجة، المعروفة باسم الليف، في بالات يبلغ ارتفاعها حوالي 1.5 متر ووزنها حوالي 220  كيلوغرامًا. 33% فقط من المحصول عبارة عن ليف صالح للاستخدام. يُصنف القطن التجاري ويُسعّر وفقًا لجودته، ويرتبط هذا بشكل عام بمتوسط ​​طول التيلة ونوع النبات. يُطلق على القطن طويل التيلة (من 2.5 إلى 1.25 بوصة) اسم القطن المصري، ومتوسط ​​التيلة (من 1.25 إلى 0.75 بوصة) اسم القطن الأمريكي المرتفع، وقصير التيلة (أقل من 0.75 بوصة) اسم القطن الهندي. ^{[ 10 ]} تُعصر بذور القطن لاستخراج زيت الطهي. وتُصنع من قشورها ومسحوقها علفًا للحيوانات، ومن سيقانها الورق.

تتم عمليات حلج القطن وتكوين البالات والنقل في بلد المنشأ.

يُشحن القطن إلى المصانع في بالات كبيرة تزن 500 رطل. عند إخراج القطن من البالة، يكون مضغوطًا ومتكتلًا، ولا يزال يحتوي على مواد نباتية. تُفتح البالة باستخدام آلة ذات مسامير كبيرة تُسمى "الفتاحة" . ولتخفيف كثافة القطن وإزالة المواد النباتية، يُمرر عبر آلة "القطافة" أو آلة مشابهة. في آلة القطافة ، يُضرب القطن بقضيب ضرب لتفكيكه. ثم يُمرر عبر بكرات مختلفة تعمل على إزالة المواد النباتية. بعد ذلك، يتجمع القطن، بمساعدة مراوح، على غربال، ثم يُمرر عبر بكرات أخرى ليخرج على شكل طبقة ناعمة متصلة، تُعرف باسم "اللفافة". ^{[ 10 ] [ 11 ]}

يشير مصطلح "التمشيط" إلى عملية تنظيف القطن من بذوره وشوائبه الأخرى. اختُرعت أول آلة تمشيط عام 1797، لكنها لم تُستخدم على نطاق واسع إلا بعد عام 1808 أو 1809، عندما طُرحت في مانشستر بإنجلترا. وبحلول عام 1816، أصبحت شائعة الاستخدام. تعمل آلة التمشيط بتمرير القطن عبر زوج من البكرات، ثم ضربه بقضبان حديدية أو فولاذية تُسمى قضبان الضرب أو المطارق. تدور المطارق بسرعة كبيرة، فتضرب القطن بقوة وتُخرج البذور. تتم هذه العملية على سلسلة من القضبان المتوازية للسماح للبذور بالسقوط. في الوقت نفسه، يُنفخ الهواء عبر القضبان، مما يدفع القطن إلى حجرة مخصصة له.

في عملية التمشيط، تُفصل الألياف ثم تُجمع في خيط فضفاض (شريط أو حزمة). يخرج القطن من آلة الالتقاط على شكل لفائف، ثم يُنقل إلى آلات التمشيط. تُرتب آلات التمشيط الألياف بدقة لتسهيل غزلها. تتكون آلة التمشيط بشكل أساسي من أسطوانة كبيرة محاطة بأسطوانات أصغر. جميع الأسطوانات مغطاة بأسنان صغيرة، وكلما تحرك القطن للأمام، أصبحت الأسنان أدق (أي أقرب إلى بعضها). يخرج القطن من آلة التمشيط على شكل شريط: حبل كبير من الألياف. ^{[ 12 ]} وبمعنى أوسع، يمكن أن يشير مصطلح التمشيط إلى هذه العمليات الأربع:

• التنعيم: تفكيك الألياف
• التداخل: إزالة الغبار لإنشاء طبقة مسطحة أو تداخل من القطن
• التمشيط: تمشيط الشعر المتشابك إلى حبل سميك بقطر نصف بوصة، أو شريحة رفيعة
• الرسم: حيث يجمع إطار الرسم 4 شرائح في شريحة واحدة، ويتكرر ذلك لزيادة الجودة.

التمشيط اختياري، ولكنه يُستخدم لإزالة الألياف الأقصر، مما ينتج عنه خيط أقوى. ^{[ 13 ]}

تُدمج عدة شرائط. تحتوي كل شريطة على مناطق رفيعة وسميكة، ومن خلال دمج عدة شرائط معًا، يمكن الوصول إلى حجم أكثر تجانسًا. ولأن دمج عدة شرائط ينتج عنه حبل سميك جدًا من ألياف القطن، تُفصل الشرائط إلى خيوط طويلة. وبشكل عام، في المعالجة الآلية، يكون عرض الخيط الطويل مساويًا تقريبًا لعرض قلم رصاص. هذه الخيوط الطويلة (أو الخصلات) هي التي تُستخدم في عملية الغزل. ^{[ 14 ]}

تُجرى معظم عمليات الغزل اليوم باستخدام تقنية الغزل المفتوح أو الغزل ذي النهاية المفتوحة . في هذه التقنية، تُدفع الألياف بالهواء إلى داخل أسطوانة دوارة، حيث تلتصق بذيل الخيط المُشكّل الذي يُسحب باستمرار من الأسطوانة. تستخدم طرق أخرى للغزل المفتوح الإبر والقوى الكهروستاتيكية . ^{[ 15 ]} وقد حلت هذه الطريقة محل الطرق القديمة للغزل الحلقي والغزل بالخيط. كما أنها قابلة للتطبيق بسهولة على الألياف الاصطناعية .

تأخذ آلات الغزل الخيوط الخام، وترققها وتلفها، مما ينتج عنه خيوط يتم لفها على بكرة. ^{[ 16 ]}

في غزل الميول، يُسحب الخيط من بكرة ويُمرر عبر بكرات تعمل بسرعات مختلفة، مما يُرقق الخيط بمعدل ثابت. إذا لم يكن الخيط متجانسًا في الحجم، فقد تتسبب هذه الخطوة في انقطاع الخيط أو تعطل الماكينة. يُلف الخيط أثناء دوران البكرة مع تحرك العربة للخارج، ثم يُلف على أسطوانة تُسمى المغزل، والتي بدورها تُنتج حزمة مخروطية الشكل من الألياف تُعرف باسم "الحزمة"، عند عودة العربة. يُنتج غزل الميول خيطًا أدق من غزل الحلقات . ^{[ 17 ]}

كانت عملية الغزل تتم بشكل متقطع، حيث يتقدم الإطار ويعود مسافة خمسة أقدام. وهي امتداد لجهاز كرومبتون الذي يعود تاريخه إلى عام 1779. وتنتج هذه العملية خيطًا أكثر نعومة وأقل التواءً، مما جعلها مفضلة للأقمشة واللحمات الدقيقة.

كانت الحلقة امتدادًا لإطار أركرايت المائي الذي يعود تاريخه إلى عام 1769. كانت عملية غزل متواصلة، وكان الخيط الناتج أكثر خشونة، وله لفة أكبر، وأكثر متانة، مما جعله مناسبًا للاستخدام كخيط سدى. يُعد غزل الحلقة بطيئًا نظرًا للمسافة التي يجب أن يقطعها الخيط حول الحلقة.

كان خيط الخياطة مصنوعًا من عدة خيوط ملتوية معًا، أو مزدوجة.

هذه هي العملية التي يتم فيها إعادة لف كل بكرة للحصول على بكرة أكثر إحكامًا.

تتم عملية التضفير بسحب الخيوط من بكرتين أو أكثر ولفها معًا في اتجاه معاكس لاتجاه غزلها. وبحسب الوزن المطلوب، قد يتم تضفير القطن أو لا، ويختلف عدد الخيوط الملتفة معًا. ^{[ 18 ]}

التغويز هو عملية تمرير الخيوط بسرعة فائقة عبر سلسلة من لهب غاز بنسن في جهاز خاص، لحرق الألياف البارزة وجعل الخيط مستديرًا وناعمًا ولامعًا. تُستخدم هذه العملية فقط مع الخيوط عالية الجودة، مثل تلك المستخدمة في صناعة الفوال، والبوبلين، والفينيسيات، والجبردين، والقطن المصري، وغيرها. يفقد الخيط ما بين 5 و8% من وزنه عند تغويزه. يصبح لون الخيط المُغَوَّز أغمق بعد ذلك، ولكن يجب تجنب احتراقه. ^{[ 19 ]}

• 
  بغل يدور
• 
  بغل يدور
• 
  تدوير الحلقات
• 
  تدوير الحلقات

• عدد خيوط القطن: يشير إلى سُمك خيوط القطن، حيث يزن 840 ياردة من الخيوط رطلاً واحداً (0.45 كجم) . يعني القطن ذو العدد 10 أن 8400 ياردة (7700 متر) من الخيوط تزن رطلاً واحداً (0.45 كجم) . هذا النوع من الخيوط أكثر خشونة من القطن ذي العدد 40، حيث يلزم 40 × 840 ياردة. في المملكة المتحدة، تُعتبر الخيوط ذات العدد من 10 إلى 40 خشنة (عدد أولدهام)، ومن 40 إلى 80 متوسطة، وما يزيد عن 80 ناعماً. أما في الولايات المتحدة، فتُعتبر الخيوط ذات العدد حتى 20 خشنة.   
• الهنك: طول 7 لياس أو 840 ياردة (الهنك الصوفي يبلغ 560 ياردة فقط ^{[ 20 ]} )
• الخيط: طوله 54 بوصة (محيط عارضة السدى)
• الحزمة: عادةً 10  أرطال
• ليا: طول 80 خيطًا أو 120 ياردة ^{[ 21 ]}
• الدينير: هذه طريقة بديلة. يُعرَّف بأنه رقم يُعادل وزن 9000 متر من خيط واحد بالجرام. خيط 15 دينير أدق من خيط 30 دينير.
• تكس: هو وزن كيلومتر واحد من الخيوط بالجرام  . ^{[ 22 ]}

بعد غزل خيوط القطن وتشكيلها، يتم نقلها إلى غرفة التشكيل حيث تقوم آلة اللف بأخذ الطول المطلوب من الخيوط ولفها على بكرات التشكيل.

تُجهز رفوف البكرات لحمل الخيط أثناء لفه على عارضة السدى في النول. ولأن الخيط رفيع، فغالباً ما يتم دمج ثلاث بكرات للحصول على العدد المطلوب من الخيوط. ^{[ 24 ]}

هناك حاجة إلى آلة تحجيم لتقوية خيوط السدى عن طريق إضافة النشا، وذلك لتقليل التمزق.

عملية سحب كل طرف من أطراف السدى بشكل منفصل من خلال تجاويف المشط وعيون النير، بالترتيب الموضح في الرسم التخطيطي.

تم استخدام إطار لف الخيوط لنقل خيوط اللحمة من لفائف الغزل إلى البكرات التي تتناسب مع المكوك.

عند هذه المرحلة، يُنسج الخيط. وتبعًا للعصر، كان بإمكان شخص واحد إدارة ما بين 3 إلى 100 آلة. في منتصف القرن التاسع عشر، كان العدد القياسي 4 آلات. وفي عام 1925، كان بإمكان نساج ماهر تشغيل 6 أنوال لانكشاير . ومع مرور الوقت، أُضيفت آليات جديدة لإيقاف النول عند حدوث أي خلل. وكانت هذه الآليات تتحقق من أمور مثل انقطاع خيوط السدى أو اللحمة، واستقامة حركة المكوك، وما إذا كان المكوك فارغًا. وكان بإمكان عامل ماهر واحد تشغيل 40 نولًا من أنوال نورثروب أو الأنوال الأوتوماتيكية. ^{[ 25 ]}

الحركات الثلاث الرئيسية للنول هي: التخلص من الخيوط، والتقاطها، وضربها.

• عملية فصل الخيوط: هي عملية تقسيم خيوط السدى إلى خطين ليتمكن المكوك من المرور بينهما. هناك نوعان رئيسيان من فصل الخيوط: "مفتوح" و"مغلق". في الفصل المفتوح، تُنقل خيوط السدى من خط إلى آخر حسب متطلبات التصميم. أما في الفصل المغلق، فتكون جميع خيوط السدى مستوية.
• التقاط الخيوط : عملية تحريك المكوك من جانب إلى آخر على النول عبر الفتحات الموجودة في خيوط السدى. يتم ذلك بحركات التقاط الخيوط العلوية أو السفلية. تُناسب حركات التقاط الخيوط العلوية الأنوال السريعة، بينما تُناسب حركات التقاط الخيوط السفلية الأنوال الثقيلة أو البطيئة.
• الضرب : الحركة الأساسية الثالثة للنول عند صنع القماش: حركة المشط وهو يدفع كل خيط من خيوط اللحمة إلى حافة القماش. ^{[ 26 ]}

كان نول لانكشاير أول نول شبه آلي. أما أنوال جاكارد وأنوال دوبي فهي أنوال ذات أساليب متطورة في فتح الخيوط. وقد تكون أنوالًا منفصلة أو آليات مُضافة إلى نول عادي. وكان نول نورثروب آليًا بالكامل، وقد تم إنتاجه بكميات كبيرة بين عامي 1909 ومنتصف الستينيات. تعمل الأنوال الحديثة بسرعة أكبر ولا تستخدم المكوك: فهناك أنوال تعمل بنفث الهواء ، وأنوال تعمل بنفث الماء ، وأنوال ذات مكوك رفيع .

الخيوط العرضية والطولية: تشير الخيوط الطولية إلى خيوط اللحمة، بينما تشير الخيوط العرضية إلى خيوط السدى. يمكن التعبير عن خشونة القماش بعدد الخيوط العرضية والطولية لكل ربع بوصة مربعة، أو لكل بوصة مربعة. تُكتب الخيوط العرضية دائمًا أولًا. على سبيل المثال: تُصنع الأقمشة المنزلية الثقيلة من خيوط خشنة، مثل خيوط السدى واللحمة من 10 إلى 14، وتحتوي على حوالي 48 خيطًا عرضيًا و52 خيطًا طوليًا. ^{[ 27 ]}

تشمل المسميات الوظيفية المرتبطة بها: عامل التجميع، عامل جمع الخردة ، عامل النسيج، عامل التجميع ، عامل الرسم.

عندما كان يوجد نول يدوي في المنزل، كان الأطفال يساعدون في عملية النسيج منذ الصغر. تتطلب عملية تجميع قطع القماش مهارة يدوية، ويمكن للطفل أن يكون منتجًا كالشخص البالغ. عندما انتقل النسيج من المنزل إلى المصنع، كان يُسمح للأطفال غالبًا بمساعدة أخواتهم الأكبر سنًا، وكان لا بد من سن قوانين لمنع عمالة الأطفال . كانت ظروف العمل في إنتاج القطن قاسية في كثير من الأحيان، مع ساعات عمل طويلة وأجور زهيدة وآلات خطرة. وكان الأطفال، قبل كل شيء، عرضة للإيذاء الجسدي، وكثيرًا ما أُجبروا على العمل في ظروف غير صحية. تجدر الإشارة أيضًا إلى أن الأطفال الذين عملوا على الأنوال اليدوية كانوا غالبًا ما يواجهون فقرًا مدقعًا، ولم يتمكنوا من الحصول على التعليم.

بحسب حجم المادة المستخدمة، يمكن نقع القماش في حمض مخفف ثم شطفه، أو يمكن استخدام الإنزيمات لتفكيك المادة. ^{[ 32 ]}

التنظيف الكيميائي هو عملية غسل تُجرى على أقمشة القطن لإزالة الشموع الطبيعية والشوائب غير الليفية (مثل بقايا أجزاء البذور) من الألياف، بالإضافة إلى أي أوساخ أو غبار متبقٍ. يُجرى التنظيف الكيميائي عادةً في أوعية حديدية تُسمى " كير" . يُغلى القماش في محلول قلوي ، مما يُكوّن صابونًا مع أحماض دهنية حرة. عادةً ما يكون وعاء "الكير" مغلقًا، بحيث يُمكن غلي محلول هيدروكسيد الصوديوم تحت ضغط، مع استبعاد الأكسجين الذي قد يُؤدي إلى تحلل السليلوز في الألياف. إذا استُخدمت الكواشف المناسبة ، فإن التنظيف الكيميائي يُزيل أيضًا مادة التغليف من القماش، على الرغم من أن إزالة مادة التغليف غالبًا ما تسبق التنظيف الكيميائي وتُعتبر عملية منفصلة. يُعدّ التحضير والتنظيف الكيميائي شرطين أساسيين لمعظم عمليات التشطيب الأخرى. في هذه المرحلة، حتى أكثر ألياف القطن بياضًا طبيعيًا تكون صفراء اللون، ويلزم تبييضها. ^{[ 32 ]}

يُحسّن التبييض درجة البياض بإزالة اللون الطبيعي وأي شوائب متبقية في القطن؛ وتُحدد درجة التبييض بناءً على مستويات البياض والامتصاص المطلوبة للنسيج. يُبيّض القطن، كونه أليافًا نباتية، باستخدام عامل مؤكسد ، مثل هيبوكلوريت الصوديوم المخفف أو بيروكسيد الهيدروجين المخفف . إذا كان النسيج سيُصبغ بلون داكن، فإن مستويات التبييض المنخفضة مقبولة. مع ذلك، بالنسبة لأغطية الأسرة البيضاء والتطبيقات الطبية، فإن أعلى مستويات البياض والامتصاص ضرورية. ^{[ 33 ]}

ثمة احتمال آخر يتمثل في عملية التمريس، حيث تُعالج الأقمشة بمحلول الصودا الكاوية لإحداث انتفاخ في الألياف. ينتج عن ذلك تحسين اللمعان والقوة وقابلية امتصاص الصبغة. يُمررس القطن تحت ضغط، ويجب غسل جميع القلويات قبل إزالة الضغط، وإلا سيحدث انكماش . ^{[ 34 ]}

يمكن تطبيق العديد من المعالجات الكيميائية الأخرى على أقمشة القطن لإنتاج خصائص مثل انخفاض قابلية الاشتعال، ومقاومة التجعد، وغيرها من الصفات، ولكن أهم أربع معالجات تشطيب غير كيميائية هي:

تهدف عملية الحرق إلى إزالة الألياف السطحية من القماش لإضفاء النعومة عليه. يمر القماش فوق فرش لرفع الألياف، ثم يمر فوق صفيحة مسخنة بلهب الغاز.

أثناء عملية الرفع، يتم معالجة سطح القماش بأسنان حادة لرفع ألياف السطح، مما يضفي عليه النعومة والدفء، كما هو الحال في الفانيلا.

عملية الكالندر هي عملية يتم فيها تمرير القماش بين بكرات ساخنة لتوليد تأثيرات ناعمة أو مصقولة أو منقوشة.

عملية الانكماش المسبق هي شكل من أشكال الانكماش الميكانيكي المسبق، بحيث ينكمش النسيج بشكل أقل عند الغسيل.

تُجرى عملية الصباغة عادةً باستخدام صبغة أنيونية مباشرة، وذلك بغمر النسيج (أو الخيوط) بالكامل في حمام صبغ مائي وفقًا لإجراءات محددة. ولتحسين ثبات اللون عند الغسيل والاحتكاك والتعرض للضوء، يمكن استخدام طرق صباغة أخرى. تتطلب هذه الطرق تفاعلات كيميائية أكثر تعقيدًا أثناء المعالجة، وبالتالي فهي أكثر تكلفة.

الطباعة هي تطبيق اللون، على شكل معجون أو حبر، على سطح القماش وفق نمط محدد مسبقاً. ويمكن وصفها بأنها شكل من أشكال الصباغة الموضعية. كما يمكن طباعة التصاميم على أقمشة مصبوغة مسبقاً.

• التمشيط : تُلفّ الشرائط المدهونة بالزيت على شكل لفائف، ثم توضع في آلة التمشيط الدائرية. يتجمع خيط الصوف الممشط معًا ليشكل طبقة علوية. تبقى الألياف الأقصر أو النكهات في الخلف وتُزال بسكين.
• أنغورا