不同品質(zhì)類型海島棉紡細(xì)號紗研究

白玉林 李少敏 王承強(qiáng) 杜斌 劉露 左常樂 劉霞

摘要 為明確自育2份材料的可紡性及開發(fā)前景，與車間大貨同步開展紡4.2～9.8 tex紡紗試驗(yàn)，并測試各環(huán)節(jié)質(zhì)量指標(biāo)。元龍39號纖維斷裂比強(qiáng)度和馬克隆值較高，更適合生產(chǎn)9.8 tex的紗；而元龍34號因纖維細(xì)度、纖維斷裂比強(qiáng)度的優(yōu)勢，更適合生產(chǎn)4.2 tex的紗。對育種者而言，應(yīng)根據(jù)紡紗需求制訂選育目標(biāo)，當(dāng)選育開發(fā)低號、超低號紗的品種時，應(yīng)重點(diǎn)篩選纖維細(xì)度、纖維斷裂比強(qiáng)度，以此提升紗線強(qiáng)力及質(zhì)量。

關(guān)鍵詞 海島棉；纖維品質(zhì)；纖維斷裂比強(qiáng)度；細(xì)號紗；紗線強(qiáng)力

中圖分類號 TS 114? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A

文章編號 0517-6611（2023）12-0164-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2023.12.037

Study on Spinning Fine-count Yarn of the Different Quality Sea-island Cotton

BAI Yu-lin1，2，LI Shao-min1，2，WANG Cheng-qiang1，2 et al

（1.Changji Esquel Textile Co.，Ltd.，Changji，Xinjiang 831100;2.Xinjiang Cotton Spinning Engineering Technology Research Center，Urumqi，Xinjiang 830054）

Abstract In order to clarify the spinnability and development prospect of the 2 self-bred materials，the spinning test of 4.2-9.8 tex was carried out simultaneously with the bulk production in the workshop and tested each link quality index. Yuanlong 39 is more suitable for producing 9.8 tex yarn because of its higher strength and Micronaire; Yuanlong 34 is more suitable for producing 4.2 tex yarn because of its advantages in fiber fineness and strength. For breeders，breeding objectives should be based on the requirements of spinning，when the varieties are selected for the production of fine-count yarn，the fiber fineness and strength，so as to improve strength and quality of yarn.

Key words Sea-island cotton;Fiber quality;Strength;Fine count yarn;Yarn strength

基金項目 新疆昌吉州科學(xué)技術(shù)局庭州青年計劃項目（2021QN16）。

作者簡介 白玉林（1980—），男，青海民和人，高級農(nóng)藝師，碩士，從事海島棉育種研究。*通信作者，副研究員，從事海島棉育種研究。

收稿日期 2022-11-18；修回日期 2023-01-28

新疆“十四五”規(guī)劃綱要中明確要促進(jìn)當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)產(chǎn)業(yè)向高端化、智能化、綠色化發(fā)展，姚穆院士為新疆紡織服裝產(chǎn)業(yè)給出的建議是不僅要打通纖維原料、紡紗、智造、染色、整理、服裝和家用紡織的完成產(chǎn)業(yè)鏈，還要密切結(jié)合最終產(chǎn)品和最終市場，研發(fā)和生產(chǎn)“高”“新”“特”“精”“優(yōu)”產(chǎn)品［1］。雖然新疆紡織服裝產(chǎn)業(yè)已初步形成“三城、七園、一中心”，但園區(qū)規(guī)劃發(fā)展雷同，企業(yè)結(jié)構(gòu)單一，產(chǎn)品類型少，紗線品質(zhì)不高，附加值低，棉紡織產(chǎn)業(yè)上下游產(chǎn)不對需，供需失衡是面臨的問題［2-5］，同時隨著國內(nèi)紡織企業(yè)轉(zhuǎn)型升級，技術(shù)水平和設(shè)備不斷更新，尤其在高支紗上，向強(qiáng)力高、性價比高的方向發(fā)展，但國內(nèi)能滿足需求的棉花數(shù)量很少［6］，為確保新疆棉紡產(chǎn)業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展，使育成品種的品質(zhì)能多一些“新”“優(yōu)”，使紗線種類多一些“高”“特”“精”勢在必行。

原棉品質(zhì)與成紗質(zhì)量關(guān)系研究表明，紗線強(qiáng)力的提高不僅能提升產(chǎn)品質(zhì)量及可塑性，同時能降低紗線斷頭率，提高生產(chǎn)效率，提升經(jīng)濟(jì)效益［7-8］。而紗線強(qiáng)力的提高與纖維細(xì)度、纖維強(qiáng)力及纖維長度等指標(biāo)密不可分，纖維細(xì)度與紗條截面中的平均纖維根數(shù)相關(guān)，纖維越細(xì)，纖維間的抱合力和摩擦力越高，滑脫纖維根數(shù)減少，成紗強(qiáng)度提高，同時成紗條干的不勻率就越好［7］；而當(dāng)其他條件相同，比強(qiáng)度越高，成紗強(qiáng)力也大，紡紗的品質(zhì)指標(biāo)也就越高［9］；纖維長度短時，長度的增加對單紗強(qiáng)力的提高顯著，而當(dāng)纖維足夠長時，長度的影響就不夠顯著［10-11］；適當(dāng)?shù)鸟R克隆可提高成紗強(qiáng)力，當(dāng)海島棉馬克隆值在3.5～4.0時，其成紗條干均勻，纖維抱合良好，強(qiáng)力較高［9，12］。目前區(qū)內(nèi)審定品種不論是陸地棉還是海島棉，品質(zhì)性狀突破不大，同質(zhì)化嚴(yán)重［13-15］，其中適合生產(chǎn)中低號紗、低附加值的原材料多，而用于生產(chǎn)高品質(zhì)、多類型、高附加值的原材料很少，上、下游產(chǎn)業(yè)的資源錯配，對整個產(chǎn)業(yè)的發(fā)展十分不利。

得益于溢達(dá)集團(tuán)自身產(chǎn)銷一體化的優(yōu)勢，在已有細(xì)號紗新材料選育的基礎(chǔ)上［16］，以提高纖維強(qiáng)力、改善農(nóng)藝性狀和提升產(chǎn)量為育種目標(biāo)，以滿足高端產(chǎn)品對高強(qiáng)力紗線的需求。經(jīng)過多年培育，筆者就育成的2份優(yōu)質(zhì)品系開展不同號數(shù)的試紡工作，明確其開發(fā)前景，不斷豐富紗線類型，提升產(chǎn)品附加值，同時使育種工作以緊貼后端產(chǎn)業(yè)需求和不斷豐富現(xiàn)有品質(zhì)類型來開展新品種（系）的選育。

1 材料與方法

1.1 試紡材料 自育低馬值超細(xì)材料元龍34號（YL34#），以低馬值超細(xì)為選育目標(biāo)，不同世代以篩選馬克隆值和纖維細(xì)度為重點(diǎn)，2014—2018年開展株系、品種比較試驗(yàn)及訂單種植，年度間纖維細(xì)度、強(qiáng)力等品質(zhì)指標(biāo)穩(wěn)定，鈴重2.8～3.0 g，產(chǎn)量中等，衣分稍低29%～30%，生產(chǎn)開發(fā)超低號紗有明顯優(yōu)勢；自育高強(qiáng)材料元龍39號（YL39#），以高強(qiáng)為選育目標(biāo)，不同世代重點(diǎn)篩選纖維比強(qiáng)度， 2017—2019年開展株系、品種比較試驗(yàn)及擴(kuò)繁種植，年度間纖維比強(qiáng)度高且一致，農(nóng)藝性狀優(yōu)良，生長勢強(qiáng)，具有大鈴絮暢采拾性好的特點(diǎn)，鈴重 3.2～3.4 g，衣分在32%～33%，產(chǎn)量理想，具有良好的開發(fā)前景。

1.2 配棉 為考察和比較2份試紡材料在生產(chǎn)相同號數(shù)紗線時強(qiáng)力的表現(xiàn)差異，均以單一原料為配棉，分別采用100%元龍34號和100%元龍39號進(jìn)行紡紗工作，紡紗號數(shù)為4.2～9.8 tex，大貨生產(chǎn)以企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對GradeA1級紗線的要求進(jìn)行配棉，紡紗號數(shù)9.8 tex為大貨A，紡紗號數(shù)為4.2 tex為大貨B。

1.3 精梳紡紗流程 紡4.2～9.8 tex紗采用以下工藝流程：①原棉。 從原棉庫抽檢需要進(jìn)行紡紗的原棉，對其進(jìn)行HVI檢測，確定是否達(dá)到紡4.2～9.8 tex紗所需的原棉品質(zhì)指標(biāo)。②開清棉。將打包的原棉進(jìn)行抓棉開松，剔除異纖，確保原棉純度，降低后端制造瑕疵的產(chǎn)生。③梳棉。采用TC5-1梳棉機(jī)將開松后的棉束梳理為單根纖維并剔除棉結(jié)和雜質(zhì)，并使棉纖維集合為棉條。④精梳。采用E62精梳機(jī)再進(jìn)行一次梳理，梳去短絨（長度小于12.7 mm）的同時進(jìn)一步剔除棉結(jié)，使纖維間平行排列，以便使保留的纖維在細(xì)度、長度、整齊度等方面較為均勻一致。⑤并條。通過并條設(shè)備使纖維平行伸直度更好，具有自調(diào)勻整功能，使棉條定量穩(wěn)定。⑥粗紗。將棉條進(jìn)行牽伸，使棉條變細(xì)變勻。⑦細(xì)紗。將粗紗進(jìn)行牽伸、加捻，按要求紡成所需單紗。

1.4 測試方法 原棉測試采用USTER HVI 1 000大容量棉花纖維測試分析儀；梳棉纖維細(xì)度測試采用USTER AFIS PRO纖維測試分析儀測定梳棉、精梳棉條細(xì)度，測試采用毫特；紗線測試采用USTER TENSOJET 4型強(qiáng)力儀，測定紗線的斷裂強(qiáng)力、斷裂伸長率等指標(biāo)，測試采用特克斯制；采用USTER TESTER 4條干儀，測定紗線的條干CV%、棉結(jié)+200%和毛羽。

2 結(jié)果與分析

2.1 原棉品質(zhì)

根據(jù)生產(chǎn)紗線質(zhì)量要求選擇合適的原棉進(jìn)行品質(zhì)測試工作，其中車間大貨以梭織紗質(zhì)量企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中GradeA1紗要求進(jìn)行配棉，而元龍34號和元龍39號不進(jìn)行配棉，以100%該品種原棉進(jìn)行測試。其中，元龍34號各品質(zhì)指標(biāo)優(yōu)良，屬于低馬值超長高強(qiáng)力材料，馬克隆值較車間大貨低0.5～0.7；纖維上半部平均長度較大貨A長2.5 mm，與大貨B長度相當(dāng)；斷裂比強(qiáng)度較大貨A、大貨B分別高出5.9～7.6 cN/tex，整齊度最優(yōu)，紡紗一致性指數(shù)高達(dá)262。元龍39號屬于高強(qiáng)力材料，其馬克隆值、纖維上半部平均長度、整齊度與大貨A指標(biāo)相當(dāng)，但斷裂比強(qiáng)度較大貨A、大貨B高7.1～8.8 cN/tex，纖維上半部平均長度較大貨B短2.6 mm（表1）。試驗(yàn)所選原棉質(zhì)量均能滿足生產(chǎn)所需。

2.2 梳棉質(zhì)量

采用緊密紡生產(chǎn)細(xì)號紗時一般要經(jīng)過一次梳棉后再經(jīng)一次精梳，以確保纖維排列有序順滑，使棉結(jié)和疵點(diǎn)降至最低。經(jīng)過梳棉后，棉結(jié)（Nep）中元龍34號最高，是元龍39號的1.89倍，2份大貨相當(dāng)；纖維長度中元龍34號較元龍39號和大貨A分別長1.3和1.7 mm，較大貨B低0.3 mm；短絨率以元龍34號最高，元龍39號和大貨A相當(dāng)，而大貨B最低；上四分位長度（UQL（w））中元龍34號最長，較元龍39號、大貨A和B分別長1.1、2.1和0.3 mm；5%根數(shù)計算的長度以也是元龍34號最長，較元龍39號、大貨A和B分別長2.6、3.3和0.4 mm；纖維細(xì)度以元龍34號最細(xì)，較元龍39號、大貨A和B分別低15、10和4 mtex。從梳棉階段看，元龍34號各項品質(zhì)指標(biāo)優(yōu)良，唯一不足的是棉結(jié)稍高，這與其纖維過細(xì)有直接關(guān)系，其次為大貨B，元龍39號纖維稍粗，棉結(jié)明顯較低，纖維長度稍短。經(jīng)過精梳后，所有參試材料的棉結(jié)明顯降低且相差不大，降幅在73.9%～82.3%；纖維長度都有所增長，但元龍34號和大貨A增長較多，分別長了0.9和1.2 mm；短絨率方面各參試材料幾乎相當(dāng)，較梳棉階段有明顯降低，利于成紗質(zhì)量的提升；上四分位長度中元龍34號、元龍39號和大貨B變化不大，而大貨A變長了1.2 mm；5%根數(shù)計算的長度中各參試材料均有提高，元龍34號仍為最長，較元龍39號、大貨A、大貨B分別長2.4、2.4、0.4 mm，與梳棉階段相比，元龍34號、元龍39號、大貨A及大貨B分別有0.8、1.0、1.7和0.8 mm的提高；纖維細(xì)度中以元龍34號最低，而元龍39號最高；從落棉率看，大貨A最高，比元龍34號、元龍39號和大貨B分別高出1.9百分點(diǎn)、1.6百分點(diǎn)和0.2百分點(diǎn)，這可能與其纖維長短不一致有關(guān)，表現(xiàn)在纖維長度、5%根數(shù)計算的長度增幅較大（表2）。

2.3 紗線質(zhì)量

分析不同號數(shù)紗線質(zhì)量，在紡9.8 tex×1紗線時，條干均勻性方面，元龍39號最好，元龍34號最差；紗線棉結(jié)+200%方面同樣是元龍34號最差，元龍39號最優(yōu)；紗線強(qiáng)度方面，元龍34號和元龍39號相同，均較大貨A高25.7%；毛羽和伸長方面各參試材料基本相當(dāng)；整體看，在生產(chǎn)9.8 tex×1紗線時，元龍39號各項指標(biāo)更合理，成紗質(zhì)量更優(yōu)，是首選原材料。在紡4.2 tex×1紗線時，條干均勻性方面，元龍34號最優(yōu)，充分體現(xiàn)了纖維細(xì)度的優(yōu)勢；在紗線棉結(jié)+200%方面，元龍34號較優(yōu)，明顯低于元龍39號和大貨B；紗線強(qiáng)度方面，也是元龍34號表現(xiàn)較好，較元龍39號和大貨B分別高出9.4%和19.7%；紗線的毛羽和伸長方面各材料間相當(dāng)；盡管大貨B配棉后纖維長度、纖維細(xì)度優(yōu)于元龍39號，但成紗質(zhì)量比元龍39號差，反映出低號紗生產(chǎn)中原棉強(qiáng)力對成紗質(zhì)量的重要性。從結(jié)果看，在生產(chǎn)4.2 tex×1紗線時，受益于元龍34號低馬值超細(xì)高強(qiáng)的優(yōu)勢，其條干均勻性、棉結(jié)+200%、強(qiáng)度等指標(biāo)惡化幅度相對小，優(yōu)勢保持明顯，紗線質(zhì)量最優(yōu)，是適合用于生產(chǎn)高附加值的優(yōu)勢品種（表3）。

3 討論與結(jié)論

紗線強(qiáng)力影響后序加工時的織造效率及質(zhì)量，紗線強(qiáng)力的提高會進(jìn)一步提升面料的斷裂強(qiáng)力和撕破強(qiáng)力。而纖維長度、纖維斷裂比強(qiáng)度、纖維細(xì)度、纖維成熟度指數(shù)、纖維整齊度指數(shù)與成紗強(qiáng)力的高低密不可分，雖然紡紗號數(shù)主要由纖維長度決定，但到一定號數(shù)時，纖維長度對紗線強(qiáng)力的提升作用不明顯［6-7，9-11，17］，這在該研究中得到了驗(yàn)證，紡9.8 tex×1紗時，盡管元龍34號的纖維長度較元龍39號高1.5 mm，但兩者的纖維斷裂比強(qiáng)度相當(dāng)，最終成紗強(qiáng)力相差無幾；紡4.2 tex×1紗時，盡管大貨B的纖維長度較元龍39號長，但其強(qiáng)力較低，成紗強(qiáng)力較元龍39號低2.2 cN/tex。而紡4.2 tex×1紗時，得益于元龍34號纖維細(xì)度、纖維強(qiáng)力、纖維長度的優(yōu)勢，成紗條干的均勻性、棉結(jié)等指標(biāo)更優(yōu)，體現(xiàn)出纖維細(xì)度越細(xì)、長度越長，則成紗條干均勻性越好，更有利于提高紗線強(qiáng)力［7，18］，因此在生產(chǎn)超低號數(shù)紗線時，纖維細(xì)度和纖維斷裂比強(qiáng)度對成紗質(zhì)量的影響更大。當(dāng)前在目標(biāo)托底價格下，棉花質(zhì)量改善不大，為追求最大經(jīng)濟(jì)效益，農(nóng)戶更關(guān)心產(chǎn)量和衣分，從而舍棄質(zhì)量要求，軋花廠則只關(guān)心速度和效率，對提高棉花質(zhì)量積極性不高［19］，從而造成上游低質(zhì)量棉花產(chǎn)能過剩，下游高質(zhì)量棉花供給不足［20-21］；同時為適應(yīng)種植市場需求，育成品種在產(chǎn)量、抗逆性方面有較大提升，而纖維品質(zhì)的多樣性方面仍需加強(qiáng)［14-15］，如何同步提升產(chǎn)量、品質(zhì)及品質(zhì)多樣性、抗逆性仍是眾多育種家今后的研究目標(biāo)。

以終端產(chǎn)品對原棉品質(zhì)的需求為出發(fā)點(diǎn)，開展新品種（系）的培育，不僅使棉花育種目標(biāo)明確，同時有利于棉紡下游環(huán)節(jié)進(jìn)一步提升產(chǎn)業(yè)附加值，提高市場競爭力。該研究選育的2份新材料在織造不同號數(shù)紗線時，未出現(xiàn)纏繞羅拉、斷頭增加及織造效率降低的情況，而是大幅度提升了紗線強(qiáng)力，滿足后端產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)所需，并使經(jīng)濟(jì)效益最大化。因此，在新品種（系）培育中，選育適合生產(chǎn)中、低號紗線的品種時，應(yīng)著重通過提高纖維斷裂比強(qiáng)度來提升紗線強(qiáng)力，以豐富產(chǎn)品類型；而選育適合生產(chǎn)超低號紗線品種時，應(yīng)著重篩選纖維細(xì)度、纖維強(qiáng)力來提高強(qiáng)力，使纖維品質(zhì)具有開發(fā)多樣產(chǎn)品的優(yōu)勢。通過試紡來評價育成品種的可紡性，不僅掌握育成品種的優(yōu)缺點(diǎn)，明確其可開發(fā)前景，使經(jīng)濟(jì)效益最大化，同時豐富現(xiàn)有品質(zhì)性狀的多樣性，將進(jìn)一步提升原棉市場競爭力和知名度。

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