設(shè)計(jì)學(xué)視野下的傳統(tǒng)棉花初加工器具研究

張明山（清華大學(xué)美術(shù)學(xué)院，北京100084）

設(shè)計(jì)學(xué)視野下的傳統(tǒng)棉花初加工器具研究

張明山（清華大學(xué)美術(shù)學(xué)院，北京100084）

針對(duì)棉花加工之初始階段（即去籽、彈花、紡紗階段）所涉及之典型的傳統(tǒng)棉花加工器具，如軋花機(jī)、彈花弓、手搖紡車等，從設(shè)計(jì)學(xué)的本體語(yǔ)言（功能、選材、工藝、形態(tài)）對(duì)其展開(kāi)分析，研究設(shè)計(jì)學(xué)視野下的傳統(tǒng)棉花初加工器具設(shè)計(jì)特點(diǎn)。傳統(tǒng)棉花加工采用手工技藝，器具結(jié)構(gòu)組合巧妙，操作工序繁復(fù)又不失精湛，各項(xiàng)性能良好，成品質(zhì)地柔軟，體現(xiàn)出古人善假于物，物盡其用，因地制宜的設(shè)計(jì)意識(shí)。

傳統(tǒng)棉花初加工器具；設(shè)計(jì)學(xué)；軋花機(jī)；彈花弓；手搖紡車

元明以后，棉花種植、織造普及全國(guó)，麻織物需求量大為下降，逐漸為棉織品代替，成為普通大眾司空見(jiàn)慣之日用產(chǎn)品。我們今天所見(jiàn)的棉布，都是大型織機(jī)生產(chǎn)的，與古代棉織已面目全非。中國(guó)古代棉織工藝，是古代絲織、麻織工藝的“簡(jiǎn)約版”衍生技術(shù)，除去繅絲、練絲外，古代棉織工藝與古代絲織工藝相比，工藝原理、織造方式、操作工序基本相近。各地所存民間土織棉布，屬于當(dāng)代民俗土產(chǎn)范圍，本文僅就古代棉織前的初加工器具部分進(jìn)行闡述。關(guān)于“設(shè)計(jì)學(xué)視野”的表述，是在“研究中國(guó)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)思想”范疇之內(nèi)的設(shè)計(jì)成分，主要針對(duì)各器具從設(shè)計(jì)學(xué)的本體語(yǔ)言（功能、選材、工藝、形態(tài)）展開(kāi)，也是最根本的設(shè)計(jì)學(xué)基本要素，即傳統(tǒng)棉花初加工器具的可視覺(jué)感知的物質(zhì)化的部分，包括各類器具的材料選擇、工作原理、結(jié)構(gòu)形態(tài)、操作方式、應(yīng)用范圍及制作工藝等方面。

一、傳統(tǒng)棉花初加工器具之設(shè)計(jì)分析

原棉采摘后，從棉花加工到制作成為可制衣縫被的棉布需要經(jīng)過(guò)幾項(xiàng)工序：去籽（漂洗纖維）——彈花——紡線——織造坯布（亦可色織）——印染（單色棉布浸煮著色，花色棉布或扎染或蠟染）。棉花加工按照工序有其專門(mén)的一系列器具，制作生產(chǎn)過(guò)程能夠有效地協(xié)調(diào)各個(gè)環(huán)節(jié)要素。鑒于現(xiàn)有文獻(xiàn)資料對(duì)織布、印染工藝的相關(guān)研究已極為豐富和到位，因此，本文研究范圍界定為：棉花加工之初始階段，即去籽、彈花、紡紗階段。重點(diǎn)對(duì)此三環(huán)節(jié)中所涉及之典型傳統(tǒng)棉花初加工器具進(jìn)行設(shè)計(jì)分析，即軋花車、彈花弓、手搖紡車。其中，制作棉被、棉衣的棉花，只需加工到彈花這一步即可。如若制作棉布則需在彈花的基礎(chǔ)上進(jìn)一步加工。

圖1　軋花機(jī)（明）《天工開(kāi)物》

圖2攪車構(gòu)造圖①盧嘉錫：《中國(guó)科學(xué)技術(shù)史：機(jī)械卷》，科學(xué)出版社2009年版，第67頁(yè)。

1.軋花機(jī)的設(shè)計(jì)分析

棉花從棉田采摘載回，棉花絮與棉籽粘在棉桃內(nèi)，需要將其烘曬干盡，方可用軋花、脫籽的軋花機(jī)將二者分開(kāi)。軋花，即軋去棉花中的棉籽取得棉花絮。元代王禎《農(nóng)書(shū)》記載的“木棉攪車”是三人操作的手搖軋花機(jī)，使用時(shí)，兩人分立左右兩側(cè)搖軸，一人置于中間將棉花填入兩軸之間。后又發(fā)展出由兩人操作之軋花機(jī)，各執(zhí)一手柄以相反方向搖動(dòng)，一人不斷向兩軸之間的狹縫中喂送棉花，兩軸對(duì)向滾動(dòng)，棉籽被擠出，棉絮和棉籽自然分離。明代在此基礎(chǔ)上發(fā)展出一人操作的軋花機(jī)，明代徐光啟的《農(nóng)政全書(shū)》中對(duì)此軋花機(jī)的結(jié)構(gòu)有說(shuō)明：“今之?dāng)囓嚕砸蝗水?dāng)三人矣。”改進(jìn)后的軋花機(jī)仍有兩軸，下面一軸不改，上面一軸用鐵制，并在其出頭一端裝一“十字形”木架，木架四端各固定一重木，使得木架起到飛輪的功效。在木架底部掛以連軸踏板，供操作者腳踩。軋花時(shí)，棉農(nóng)右手搖手柄，左腳踩踏板，使十字形木架帶動(dòng)鐵軸轉(zhuǎn)動(dòng)，利用飛輪慣性不停旋轉(zhuǎn)，同時(shí)左手將棉花填入軸間，則棉花被帶出車前，棉絮落于車后。改進(jìn)后的軋花機(jī)，只需一人操作，大大節(jié)約了勞動(dòng)力，降低了人工成本。

軋花機(jī)的設(shè)計(jì)，反映了古人對(duì)輪軸原理的早期運(yùn)用。軋花機(jī)作為一種去除棉籽的雛形機(jī)器，比之前用手剝或鐵杖搟搓去籽，效率大為提高，而且“功力數(shù)倍”，“凡木棉雖多，今用此法，即去籽得棉，不致停滯”。軋花機(jī)在后續(xù)使用中也不斷革新了棉紡織機(jī)械，從而提高了紡織水平，進(jìn)一步促進(jìn)了棉花種植的大面積推廣和棉紡織業(yè)的迅速發(fā)展。

2.彈花弓的設(shè)計(jì)分析

圖3　彈花弓①楊明朗：《中國(guó)設(shè)計(jì)全集·第12卷·工具類編·生產(chǎn)篇》，商務(wù)印書(shū)館2012年版。

圖4彈花弓使用方式圖（元）王禎《農(nóng)書(shū)》

彈花弓為彈棉花所用，俗稱彈弓，是我國(guó)一種古老的棉花去籽后對(duì)棉絮加工的工具。元代王楨《農(nóng)書(shū)·農(nóng)器·纊絮門(mén)》中就對(duì)弓形彈花弓作出詳細(xì)描述：“當(dāng)時(shí)彈棉用木棉彈弓，用竹制成，四尺左右長(zhǎng)；兩頭拿繩弦繃緊，用縣弓來(lái)彈皮棉（指脫離了棉籽的棉纖維）。”彈花弓自其被設(shè)計(jì)創(chuàng)造出來(lái)便一直沿用至今，主要作用是把去籽后的棉花彈至松散、柔軟，皮棉加工成棉被。在弓形彈花弓的基礎(chǔ)上，民國(guó)時(shí)期還曾設(shè)計(jì)出以牲畜為動(dòng)力的箱式彈花弓，效率相對(duì)較高。

彈花弓整體結(jié)構(gòu)由彈弓、木槌和背弓扁等部件所組成，其中彈弓為最主要部件，由弓、弦及一些固定和調(diào)節(jié)弦的裝置等構(gòu)成。彈弓制作用材講究：弓采用香椿木做成；傳統(tǒng)弓弦是用彈性較好的羚羊腸子或者牛筋做成，現(xiàn)代有時(shí)也用鋼絲代替；背弓扁采用彈性優(yōu)良的竹子制作；彈棰一般用棗木或檀木等硬木材料制作，弓形蜂腰，長(zhǎng)度約30公分，要求具有一定的重量。彈弓形似弓箭，但比普通弓箭體形要長(zhǎng)、體重要重。操作時(shí)，先把竹篾鋪在門(mén)板上，在鋪滿縱橫交叉的紗線后放上擬彈松的皮棉，身背弓扁，左手握弓，弦朝懷里，彎腰使弦緊貼棉花，右手持木槌彈打弓弦，弓弦的上下跳動(dòng)使棉花蓬松起來(lái)，弓弦上下跳動(dòng)的大小決定皮棉蓬松的程度。在彈棉被所用之棉花時(shí)，還需在放置棉胎的案板四周插上許多小的竹竿，竹竿的頂部勾連紗線在這些小竹竿之間穿行，編織成網(wǎng)覆蓋在棉胎上。此外，彈好的棉花還要經(jīng)過(guò)磙、壓等工序才能完工。彈花弓無(wú)論是在功能、用材還是造型上都顯示其優(yōu)良性能，特別是在人機(jī)工學(xué)方面都是值得現(xiàn)代產(chǎn)品借鑒的。限于其手工操作，耗時(shí)費(fèi)力，效率低下，建國(guó)后逐漸被機(jī)械化彈花作業(yè)所代替。

圖5　手搖紡車復(fù)原圖

3.手搖紡車的設(shè)計(jì)分析

紡車是專用于將織造原材料處理成紗線的機(jī)械裝置，用于紡紗的一種傳統(tǒng)工具。依據(jù)考證，手搖紡車最早出現(xiàn)于春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期，漢代之后北方農(nóng)村普遍使用。②李強(qiáng)、李斌：《中國(guó)古代手搖紡車的歷史變遷》，《絲綢》2011年第10期，第45頁(yè)。根據(jù)使用方式的不同，紡車又分為手搖紡車、腳踏紡車、大紡車等幾種類型。腳踏紡車、大紡車、水力紡車多見(jiàn)于南方地區(qū)，多用于紡絲，且較之手搖式紡車出現(xiàn)較晚，但結(jié)構(gòu)更先進(jìn)，生產(chǎn)效率大為提高。而出現(xiàn)時(shí)間最早、使用范圍最廣泛、操作最簡(jiǎn)便的手搖紡車則最具代表性，廣泛使用于民間鄉(xiāng)村。

圖6　婦女紡紗場(chǎng)景圖③羅洪忠：《邊陲墨脫：西藏僅存的一神秘處女地》，上海學(xué)林出版社2012年版。

手搖紡車結(jié)構(gòu)主要由木架、繩輪、錠子和手柄四部分組成。一般錠子是金屬質(zhì)地，其余構(gòu)件為木制，或使用竹制的長(zhǎng)條板制作繩輪。木架是紡車的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，因此常采用具有韌性的木材榫卯穿插而成。繩輪兩邊各有“米”字形車齒，通過(guò)中心的圓孔穿插于車軸，兩車齒以棉、麻細(xì)繩連接盤(pán)繞一虛空的轉(zhuǎn)輪。錠子與轉(zhuǎn)輪各設(shè)左右兩邊，以紗線相連，手柄設(shè)于轉(zhuǎn)輪處。手搖紡車的基本工作原理是：驅(qū)動(dòng)手搖紡車的動(dòng)能來(lái)自于人的臂力，操作紡車時(shí)需一手持柄搖動(dòng)紡車轉(zhuǎn)輪，使之作周而復(fù)始的旋轉(zhuǎn)，以便另一只手捻出的纖維粗束可以在環(huán)繞轉(zhuǎn)輪的過(guò)程中自轉(zhuǎn)擰結(jié)成束線、并纏繞在轉(zhuǎn)輪上，形成供織布所用的線卷。使用手搖紡車紡紗，全靠?jī)墒值目刂婆c配合。紡紗勻與不勻，關(guān)系著以后織成布的光細(xì)緊密與否，因此紡者須心思細(xì)致、注意操作，不可性急。否則紗線容易扯斷，且紡出的紗線極不均勻。在使用手搖紡車紡紗之前，需要先將彈好的棉花在木板上將其搓成一個(gè)個(gè)長(zhǎng)條束狀的捻子，外圓中空。如清代孫琳撰《紡織圖說(shuō)》中記載江北淮安搓條，使“棉成條子，每條約長(zhǎng)八九寸，重在一錢(qián)左右。如花生條粗，紡時(shí)便不光勻。熟而勻凈，紗如蠶絲。”［1］搓制捻?xiàng)l各地所用工具有所差別，但樣式及原理基本一致。搓條之后，再在紡車上牽引捻?xiàng)l中的棉絮紡成棉紗。

手搖紡車的大范圍使用，證明了上千年前，在生產(chǎn)工具的設(shè)計(jì)、使用中，古人就掌握了“繩輪結(jié)構(gòu)”的轉(zhuǎn)動(dòng)工作方式，并保存至今。也間接說(shuō)明手搖紡車作為優(yōu)良的紡織機(jī)械，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于操作、就地取材、方便拆卸重裝等設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)，滿足了鄉(xiāng)村婦孺進(jìn)行小規(guī)模紡紗的生產(chǎn)需要。手搖紡車的使用，既能使操作者勞動(dòng)強(qiáng)度降低，又大大提高了紡紗效率。

二、傳統(tǒng)棉花初加工器具的設(shè)計(jì)意識(shí)

傳統(tǒng)棉花初加工器具為手工技藝，器具結(jié)構(gòu)組合巧妙，操作工序繁復(fù)不失精湛，成品質(zhì)地柔軟，各項(xiàng)性能良好。可以說(shuō)，農(nóng)耕條件下的生產(chǎn)方式，使農(nóng)戶自給自足，棉花自種、自軋去籽彈棉，棉布自織、自行設(shè)計(jì)加工，基本達(dá)到自給，如有盈余，或作它用。此間加工器具所涉及之設(shè)計(jì)意識(shí)，可以概括為：善假于物，物盡其用，因地制宜。

1.善用機(jī)械，操作捷便

各類傳統(tǒng)棉花初加工器具，樣式設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單而實(shí)用，善于運(yùn)用物理學(xué)中各類機(jī)械原理，以方便、快捷的操作完善自身的不足。軋花機(jī)根據(jù)輪軸相互轉(zhuǎn)動(dòng)原理，通過(guò)曲柄和柄臂卯榫組合，延長(zhǎng)了輪軸的動(dòng)力臂，達(dá)到軋棉時(shí)省力的效果。而彈花弓利用彈性原理，借助人力進(jìn)行操作；利用牲畜帶動(dòng)機(jī)械運(yùn)作的箱式彈花弓，較弓形彈花弓，其機(jī)械彈棉效率更有提高，且以畜力代替部分人力，減少操作者勞動(dòng)量。造物顯然是為了謀事①方曉風(fēng)：《論主動(dòng)設(shè)計(jì)》，《裝飾》2015年第7期，第12-16頁(yè)。，從機(jī)械學(xué)角度看，人在操作手搖紡車時(shí)，搖動(dòng)繩輪中心一側(cè)手柄，帶動(dòng)繩輪運(yùn)動(dòng)，繩輪則帶動(dòng)與其連接的錠子旋轉(zhuǎn)，這樣連同一側(cè)手指對(duì)捻?xiàng)l的操作，抬手扯線，配合另側(cè)手部對(duì)繩輪手柄的速度控制，將扯出細(xì)線纏上錠子，以此動(dòng)作，循環(huán)往復(fù)。此間紡線含有一定技術(shù)水平，搖手柄的速度、捻線的力度、扯線的快慢，都需緊密配合，往往需長(zhǎng)期積累經(jīng)驗(yàn)，方可熟練掌握。各棉花初加工器具由于具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，善用機(jī)械，易于操作的特點(diǎn)，自其出現(xiàn)后，就一直為各地農(nóng)人廣泛利用，即使近現(xiàn)代普遍使用了大型機(jī)械，它們也并未被完全淘汰。

2.“簡(jiǎn)潔”為人，適用即美

大多數(shù)中國(guó)古代生產(chǎn)器具的構(gòu)造，特別的簡(jiǎn)潔實(shí)用，一點(diǎn)多余的部件也沒(méi)有。這里所說(shuō)的“簡(jiǎn)潔”，指這些器具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)非常成功，整件器具的所有結(jié)構(gòu)，都是直接與操作、功效連接，沒(méi)有任何多余、夾雜的構(gòu)件，以至于這些器具的良好性能，在中國(guó)某些地區(qū)依然被繼續(xù)使用。［2］軋花機(jī)出現(xiàn)之前的棉花去籽工作完全靠手工，剖開(kāi)去籽，效率非常低，軋花機(jī)的使用改進(jìn)了“用手剖去其籽”的去棉籽的原始方法。軋花機(jī)的構(gòu)造僅有支架、輥軸、手柄，再無(wú)多余裝飾，但也著實(shí)使得軋棉花工效大為提高。彈花弓的設(shè)計(jì)同樣極“簡(jiǎn)”，這個(gè)“簡(jiǎn)”字是經(jīng)過(guò)深思熟慮后的設(shè)計(jì)，反復(fù)實(shí)踐后的總結(jié)。弓形彈花弓的使用較之原始的用手指撥弦的小彈弓省力省時(shí)。由于敲擊時(shí)振幅大，強(qiáng)勁有力，效率高，彈出的棉花既松散又潔凈。手搖紡車木質(zhì)搖柄的應(yīng)用增加了人手把持的舒適性，繩輪的應(yīng)用以繩子柔軟的材質(zhì)特性保證了紗與其接觸不會(huì)有磨損，以人為本，適應(yīng)人體生理結(jié)構(gòu)和需求而進(jìn)行設(shè)計(jì)②任皎：《人體工程學(xué)在家具設(shè)計(jì)中的應(yīng)用》，《包裝工程》2014年第35卷第18期，第50-52頁(yè)。，反映在材料的選擇和形態(tài)的構(gòu)造上，各傳統(tǒng)棉花初加工器具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)十分簡(jiǎn)潔、不拖拉，極為適用。

3.隨地而作，宜人素樸

傳統(tǒng)棉花初加工器具都是匠人因地取材，自己制作，順應(yīng)自然條件的基礎(chǔ)上，針對(duì)棉花加工各工序中的需要，進(jìn)行主觀選材、制料、設(shè)計(jì)、加工。選材上，根據(jù)各地資源條件，不同地域使用不同材料，但其基本構(gòu)造形式和操作原理基本相同。如手搖紡車，北方區(qū)域用硬木材，南方一帶則以竹木為主，但紡紗扯線，都不耽誤。幾種器具對(duì)于環(huán)境的適應(yīng)能力極強(qiáng)，無(wú)論室內(nèi)室外，山地平原，只需有哪怕僅有幾個(gè)平方面積的平地，就可操工施技。物質(zhì)性需要最典型的就是人們對(duì)衣食住行的需要。③鄧焱、李中揚(yáng)：《設(shè)計(jì)中的“無(wú)用”之道》，《包裝工程》2015年第36卷第6期，第109-112頁(yè)。小農(nóng)時(shí)期，農(nóng)戶種棉彈花、去籽加工、紡紗織布是生活常事。各器具使用頻繁，儼然成為農(nóng)戶日常生產(chǎn)、生活中的常態(tài)。視覺(jué)上，各器具形式構(gòu)造中，曲直、方圓結(jié)構(gòu)均衡，有對(duì)比而不沖突，天然和諧。審美角度看，傳統(tǒng)棉花加工器具體現(xiàn)出的質(zhì)樸無(wú)華，素真無(wú)飾，與其結(jié)構(gòu)功用相輔相成，渾然一體。

三、結(jié)語(yǔ)

棉花，由于其優(yōu)良的特性，如保溫性、吸濕性，穿著舒適透氣，對(duì)染色有良好的親和力，所以，一經(jīng)傳入種植，就很快得到推廣，大江南北，黃河上下，都有了棉花的生產(chǎn)。元明以后，古人衣著以棉代麻，結(jié)束了幾千年來(lái)人們以麻制衣的歷史，使衣著材料有了重大的變革。各棉花初加工器具自被發(fā)明起使用至近現(xiàn)代，由于其結(jié)構(gòu)造型簡(jiǎn)潔，材料選擇簡(jiǎn)單，組裝拆卸簡(jiǎn)便的特點(diǎn)，使其普及程度極高。不可否認(rèn)，與現(xiàn)代大型機(jī)械棉花加工機(jī)具相比，傳統(tǒng)棉花初加工器具的效率、產(chǎn)能較低，且費(fèi)時(shí)費(fèi)力。但在古代自給自足的小農(nóng)經(jīng)濟(jì)條件下，當(dāng)時(shí)各地婦女們的家務(wù)勞作，除去相夫教子，便以紡織作為重要副業(yè)，正所謂“男耕女織”。且大戶人家也會(huì)設(shè)有專用織造的小型作坊，組織女工統(tǒng)一勞作?？梢哉f(shuō)，棉織業(yè)普及大江南北之時(shí)，伴隨其普及的是大量從業(yè)人員，足以滿足當(dāng)時(shí)的生產(chǎn)、生活需要。

［1］孫琳.紡織圖說(shuō)［M］.江南總農(nóng)會(huì)，1901（清光緒27年）.

［2］王琥.設(shè)計(jì)史鑒：中國(guó)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)思想研究·思想篇［M］.南京：江蘇美術(shù)出版社，2010.

（責(zé)任編輯：王璇）

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1008-9675（2016）04-0138-04

2016-05-20

張明山（1983-），男，江蘇鹽城人，清華大學(xué)美術(shù)學(xué)院博士后。研究方向：藝術(shù)學(xué)理論、傳統(tǒng)器具設(shè)計(jì)研究。