棉花纖維品質(zhì)和異性纖維含量檢驗(yàn)技術(shù)研究

張秀芳

（山東省聊城市纖維檢驗(yàn)所 山東聊城252000）

1 棉花纖維品質(zhì)的檢驗(yàn)指標(biāo)

1.1 纖維長(zhǎng)度

棉花纖維長(zhǎng)度的測(cè)量方法有許多，主要有分組測(cè)定法、不分組測(cè)定法和逐根測(cè)定法3 種。 其中，分組測(cè)定法能夠測(cè)定棉花主體長(zhǎng)度、品質(zhì)長(zhǎng)度、基數(shù)、短纖維率等；不分組測(cè)定法能夠?qū)σ皇w維的長(zhǎng)度進(jìn)行直接測(cè)量，并獲得手扯長(zhǎng)度、分梳長(zhǎng)度、光電長(zhǎng)度、跨距長(zhǎng)度等。

1.2 纖維長(zhǎng)度整齊度

棉花是由許多長(zhǎng)短不同的單根纖維共同組成的，長(zhǎng)度整齊度是評(píng)價(jià)纖維束長(zhǎng)度分布情況的一項(xiàng)指標(biāo)，一般能在測(cè)量纖維長(zhǎng)度的同時(shí)獲得。纖維長(zhǎng)度整齊度的指標(biāo)主要有分梳長(zhǎng)度整齊度、 跨距長(zhǎng)度整齊度。根據(jù)校準(zhǔn)方法的差異，跨距長(zhǎng)度整齊度具有整齊度百分比和整齊度指數(shù)兩種表達(dá)形式。 50%跨距長(zhǎng)度和2.5%跨距長(zhǎng)度的比值為整齊度百分比，平均長(zhǎng)度和上半部平均長(zhǎng)度的比值則為整齊度指數(shù)。

1.3 棉花纖維的強(qiáng)度（力）及斷裂伸長(zhǎng)率

棉花纖維的強(qiáng)度（力）能夠?qū)γ藁ɡw維的拉伸強(qiáng)度進(jìn)行評(píng)價(jià)，屬于棉花纖維拉伸特性的重要指標(biāo)，會(huì)影響成紗品質(zhì)。若棉花的其他物理性能基本相似，則具備越高的纖維強(qiáng)度，紡紗斷頭率越低，成紗強(qiáng)度越高，越能獲得更加堅(jiān)固耐穿的布制品。

1.4 棉花纖維顏色

棉花質(zhì)量的判斷因素中， 棉花纖維的顏色幾乎是全部棉花生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)的公認(rèn)指標(biāo)。 通常情況下，棉花的顏色都會(huì)帶有一定黃色，黃色程度越高，則白度越低。

2 棉花異性纖維檢測(cè)存在的問(wèn)題

2.1 棉花纖維顏色相似的異性纖維較難識(shí)別

根據(jù)相關(guān)研究表示，若棉花纖維的顏色和混入棉花中的異性纖維的顏色差異小于5%，人的肉眼將會(huì)難以有效分辨異性纖維，特別是顏色接近棉花纖維顏色的布絲及彩色丙綸絲等識(shí)別較為困難的異性纖維[1]。 另外，對(duì)于一些化學(xué)纖維及和棉花纖維顏色相近的毛發(fā)，也具有較高的識(shí)別難度。 因此，利用人體肉眼進(jìn)行棉花異性纖維的識(shí)別，具有較大的難度，且無(wú)法獲得良好的檢測(cè)效果。

2.2 人的肉眼分辨能力較低

通常來(lái)說(shuō)，人的肉眼容易受到環(huán)境因素的影響，若環(huán)境具有較高的光照強(qiáng)度，將會(huì)導(dǎo)致人眼分辨率受限， 無(wú)法顯著辨別棉花異性纖維； 若背景亮度較高，人眼的分辨率也會(huì)顯著降低。 同時(shí)，與亮度細(xì)節(jié)相比，人眼在識(shí)別色彩細(xì)節(jié)方面的分辨率也很低。因此，若棉花中的異性纖維和棉花纖維本身色差較小，則人眼在分辨混入棉花的異性纖維的過(guò)程較為困難， 這也是造成當(dāng)前棉花異性纖維檢驗(yàn)質(zhì)量和效率難以滿足實(shí)際需求的重要因素。

2.3 人工檢測(cè)容易受到其他因素影響

當(dāng)前，棉花異性纖維的檢測(cè)以人工檢測(cè)為主，通過(guò)手工挑揀、人工稱重的方式進(jìn)行檢測(cè)，并利用重量比指標(biāo)進(jìn)行計(jì)量，這種檢測(cè)方式存在一定的局限，主要是人工在檢測(cè)過(guò)程中，容易受到光線等環(huán)境和檢測(cè)人員的情緒因素等影響，不利于保證檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性和效率性。另外，人眼在高強(qiáng)度檢測(cè)工作時(shí)容易產(chǎn)生視覺(jué)疲勞，使分辨率降低，容易產(chǎn)生檢測(cè)誤差，降低檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

3 異性纖維檢驗(yàn)技術(shù)

3.1 手工挑揀法

當(dāng)前，檢驗(yàn)棉花中異性纖維含量抽樣方式主要有兩種情況。 第一，在棉花加工過(guò)程中，需要在同一籽棉大垛、同一天生產(chǎn)、同一條生產(chǎn)線加工的棉包進(jìn)行抽取，隨機(jī)在每10 包抽取一次，每次抽取越3 kg的抽檢樣品，對(duì)其進(jìn)行檢驗(yàn)；第二，在交易棉花過(guò)程中，成包皮棉異性纖維通常是批量進(jìn)行交易和檢驗(yàn)的，在檢驗(yàn)環(huán)節(jié)需要根據(jù)相關(guān)要求進(jìn)行定性檢驗(yàn)或定量檢驗(yàn)，在這一環(huán)節(jié)由交易雙方對(duì)抽樣方法和數(shù)量進(jìn)行有效協(xié)商。同時(shí)，由于在棉花流通過(guò)程中檢驗(yàn)棉花的異性纖維含量會(huì)產(chǎn)生較高的成本， 檢驗(yàn)效率較低，會(huì)對(duì)棉花的存儲(chǔ)、運(yùn)輸及紡織使用產(chǎn)生不良影響，因此，在取樣時(shí)通常將每一個(gè)按層平均分成兩個(gè)切割的樣品和另一個(gè)切割成樣品中對(duì)應(yīng)棉包內(nèi)側(cè)的一半合并成樣品[2]。 另外，棉花檢驗(yàn)樣品應(yīng)當(dāng)盡可能保持原有的形狀和尺寸，確保棉花樣品具備代表性，并且保持棉花樣品的原有形態(tài)， 這樣才有利于后續(xù)色特征級(jí)等指標(biāo)的檢驗(yàn)。

3.2 我國(guó)棉花異性纖維含量檢測(cè)技術(shù)

我國(guó)異性纖維在線檢出裝置主要有兩種：（1）光學(xué)檢測(cè)技術(shù)。其通過(guò)彩色線陣CCD 數(shù)碼相機(jī)對(duì)棉花纖維進(jìn)行高速掃描， 能夠在發(fā)現(xiàn)異常時(shí)立即由計(jì)算機(jī)發(fā)出命令，并驅(qū)動(dòng)相關(guān)機(jī)構(gòu)迅速響應(yīng)氣閥的動(dòng)作來(lái)實(shí)現(xiàn)。 該技術(shù)具有較高的分辨率， 檢測(cè)效果較好[3]。（2）光電傳感器檢測(cè)技術(shù)。該技術(shù)主要應(yīng)用于棉條通道或紗線上，具有較多的局限性。我國(guó)籽棉扎前檢驗(yàn)主要依靠手工檢驗(yàn)方式，籽棉扎后檢驗(yàn)主要在紡織行業(yè)開(kāi)清棉工序上應(yīng)用。但由于異性纖維會(huì)在扎花、皮棉清理等過(guò)程中變得更短細(xì)，因此該技術(shù)應(yīng)不斷提升精度要求，才能保證異性纖維檢驗(yàn)的準(zhǔn)確率和清除率[4]。

3.3 國(guó)外異性纖維檢驗(yàn)技術(shù)

3.3.1 籽棉扎前檢驗(yàn)技術(shù)

美國(guó)具有較高的農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平， 因此在籽棉扎前很少混入異性纖維。但根據(jù)相關(guān)學(xué)者研究，異性纖維與棉花的光學(xué)和機(jī)械性能雖然較為相似， 但其化學(xué)成分存在明顯不同， 因此可以利用這一原理進(jìn)行檢測(cè)[5]。 美國(guó)采用機(jī)采棉加工工藝，需要對(duì)籽棉進(jìn)行加熱烘干，這個(gè)過(guò)程中異性纖維將會(huì)在50℃左右釋放化學(xué)氣體，可以使用色譜分析／質(zhì)譜儀對(duì)棉花異性纖維含量進(jìn)行檢測(cè)。但是，這種檢測(cè)技術(shù)具有較高的要求和成本，在棉花加工企業(yè)并不能有效推廣。

3.3.2 籽棉扎后檢驗(yàn)技術(shù)

以瑞典為例，某公司通過(guò)將電容式、光電式、具有較高靈敏度的發(fā)光二極管傳感器等設(shè)備進(jìn)行有效組合，組建了智能型檢測(cè)頭，形成了型號(hào)為UQC 的清紗器，其在檢測(cè)成紗過(guò)程中的異性纖維含量具有較高的靈敏度，有效降低了生產(chǎn)過(guò)程中紗線的切除量，減少了捻接。 同時(shí)，該系統(tǒng)能夠?qū)Ξ愋岳w維進(jìn)行在線分級(jí)，并能夠利用計(jì)算機(jī)輔助清紗，能夠有效檢測(cè)細(xì)小的頭發(fā)絲和單根合成纖維，具有較高的檢測(cè)精度。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，棉花纖維品質(zhì)的主要指標(biāo)包括纖維長(zhǎng)度、纖維長(zhǎng)度整齊度、纖維顏色、纖維強(qiáng)度等，為了提高棉花的纖維質(zhì)量， 必須對(duì)棉花中異性纖維的含量進(jìn)行檢驗(yàn)，并提升檢驗(yàn)過(guò)程的科學(xué)性和規(guī)范性，提高檢驗(yàn)的質(zhì)量和效果，保證棉花的品質(zhì)。