棉花儀器化公檢數據在紡織配棉中的應用

陳海民++++李福才++++閆承蘭

摘要：正確使用棉花儀器化公檢數據指標并直接用于紡織生產，對改進和完善棉紡織企業合理購棉、科學配棉、穩定生產、降低成本、提高產品質量有著重要的技術經濟意義。

關鍵詞：棉花儀器化公檢數據；合理選擇調配原棉；最佳牽伸隔距；分類排隊

棉花儀器化公證檢驗包括品質檢驗和重量檢驗，品質檢驗是按照《HVI物理性能試驗方法》用棉花大容量測試儀（以下簡稱測試儀）對棉花品質檢驗樣品逐樣進行測試（棉花大容量測試儀的各項測試指標示例如表1）。正確使用棉花大容量測試儀檢驗指標并直接用于紡織生產，對改進和完善棉紡織企業穩定生產、降低成本、提高產品質量有著重要的技術經濟意義。

目前紡織業發展面臨的困難比較多，外部需求和內部成本的壓力，以及我們現在跟周邊一些國家競爭的態勢等原因造成了現在紡織行業的效益比較差，利潤空間較小，價格上已經沒有優勢。如果質量上再無優勢，那么企業的生存空間就將進一步縮小。

在紗線成本中原棉成本大約占70%，原棉的質量對成紗質量起決定性作用，因此如何正確應用棉花儀器化公證檢驗數據，合理選擇調配原棉，根據紗線質量的需求有效地掌控原棉質量與紡紗利潤最大化的最佳結合點，在提高成紗質量的同時，又能節約原料成本，從而以最經濟的途徑創造出最優的產品質量，就成為紡織行業生存和發展的重要因素。

棉花對紡織企業來說稱之為原棉（原料），表1中的各項指標從不同的角度反映了原棉的物理性能。

棉花儀器化公檢數據中部分指標的含義及其對紗線質量產生的影響

1.上半部長度。測試儀長/強棉塊通過光學系統對一束纖維進行測量，通過計算機得到照影曲線，從而得出平均長度、上半部平均長度、長度整齊度指數、短纖維指數等。長度是原棉最重要的內在質量指標之一。棉纖維長度長，纖維間接觸機會多，纖維間抱合力增加，棉纖維長度越長與其他纖維的接觸長度就越長，當紗線受外力作用而斷裂時，不易滑脫，滑脫纖維少，因而紗線的斷裂比強度就高，特別是在紡細特紗時，纖維長度對成紗的強力影響更顯著。梳棉工序的給棉長度和落棉隔距的選擇是依據原棉的上半部平均長度而定；粗紗、細紗、精梳等工序的紡紗隔距也是根據原棉的上半部平均長度結合棉條、粗紗定量的輕重而確定等，一般長度長，隔距大，半成品粗紗定量重，羅拉隔距略為放大些。羅拉隔距不能小于纖維長度，否則纖維在某一瞬間有可能被兩對羅拉同時握住而拉斷；如果大于纖維長度，在牽伸過程中，就難以控制纖維運動，浮游纖維多，影響條干均勻，所以隔距過大過小，對紗線質量均不利。根據上半部平均長度來設置最佳牽伸隔距，能夠避免纖維損傷、改善紗線長片段不勻、避免成紗出現機械波。

2.整齊度指數。纖維長度整齊度指數是由照影曲線得出的平均長度和上半部平均長度的比值，它表示纖維長度分布均勻或整齊的程度，對紗線的條干有重要影響，同時對紗線的強度和原棉的制成率也有影響。

3.斷裂比強度。棉花大容量測試儀測得斷裂比強度值是束纖維斷裂比強度，當棉纖維斷裂比強度大時，必然是纖維密度小或強力高，對成紗強力有利，同時因纖維不易斷裂，落棉少，制成率高，有利于降低用棉量。

4.馬克隆值。馬克隆值棉塊屬于定流量測壓差式的氣流儀。它測試的馬克隆值是反映棉花纖維細度與成熟度的綜合指標，指在特定條件下一團棉花的透氣性的度量，對同一原棉品種，馬克隆值過高時，纖維過成熟，纖維天然轉曲較少，紡同樣號紗時，紗線截面內纖維根數減少，纖維抱合力較差，成紗強力較低。馬克隆值過低的棉纖維（如表1中第6組的馬克隆值）容易產生有害疵點，染色性差，斷頭率高，成紗強力同樣較低。

5.短纖指數。國際上采用的是長度短于12.7 mm的纖維重量占纖維總重量的百分率作為短纖維指數，我國一直采用的是16 mm作為棉短絨的長度界限；HVI系統給出的是12.7 mm或16.5mm兩種可選棉短絨長度。短纖維對成紗的強力、均勻度、外觀疵點的影響很大，短纖維指數高時可增加纖維間的滑脫機會，易造成紗線斷頭，增大落棉率，導致生產成本增大，勞動生產率降低。紡織企業一般根據HVI測試的短纖指數和原棉采購內控標準，短纖指數高的原棉將被拒絕采購。

6.顏色級。棉花標準GB 1103.1—2012中規定了棉花顏色的類型和級別，其中，類型依據黃度深度（+b）確定，級別依據明暗程度（Rd）確定，并按此規定給出顏色分級圖。顏色級指標對指導配棉有著重要的意義，反射率、黃度差異大時易造成紗線出現色差、布面出現黃白檔，淺色布對原棉的要求高，不能混用馬克隆值低、黃度和反射率差異大的原棉。棉紡企業配棉需根據所紡紗品種的質量要求，將多種不同特性（含顏色）的原棉按一定比例組成混合棉使用，由于紗線品種和用途不同，對成紗本色色差的要求也不盡相同。但不能簡單地依據混棉成分中各自的黃度和反射率的加權平均指標確定混棉成分最終的顏色級；以此方法求得混棉成分的顏色級不能有效防止成紗色差的產生。為防止因混棉成分組合不合理而產生的色差，需對混棉顏色級進行評價。棉花標準規定，確定每批棉花顏色級時必須有主體顏色級，即按批檢驗時，占有80%及以上的顏色級，其余顏色級僅與其相鄰，且類型不超過2個、級別不超過3個。配棉屬混批，涉及不同的顏色級，可能無主體顏色級，無主體顏色級的混棉并不一定會產生明顯色差。

如何正確將棉花儀器化公檢數據應用到配棉中

從理論上講，棉花儀器化檢驗數據是紡織企業使用的重要依據，企業可以完全使用儀器化檢驗數據，但是考慮到儀器化檢驗樣品、檢驗環境、設備以及人員操作等方面的影響，紡織企業采購原棉，對入廠的原料按10%進行驗證性抽驗，將所抽檢樣品的測試指標平均值作為該批原棉的平均指標，如果測試指標差異不大，相符率高，則按原儀器化公證檢驗數據配棉使用。對于包間指標差異大的批次，應剔除異常值，將異常結果的原棉單獨歸類使用。

正確使用HVI指標并直接用于紡織生產，改變相對落后的按感官檢驗結果配棉的方式。計算機配棉就是將儀器化公證檢驗數據（下載）輸入計算機，然后由計算機把所有的庫存棉花根據指標分成很多個馬克隆值、黃度、整齊度和強度指標的平均值和CV值接近的組，在使用過程中用分類排隊法按組使用，再由計算機自動給出配棉分類排隊設計方案（一般給出兩組或三組由配棉工程師選用）以及預測的混合棉試紡結果，既能保證合理使用原棉，又能使配棉成分中上一組和下一組的指標相對穩定，這樣就很自然地做到了分類排隊配棉成分的合理、穩定。將棉花儀器化公證檢驗數據指標應用于計算機配棉軟件可有效地控制原棉質量，防止紗線質量的過大波動并能預測成紗質量。

無計算機配棉軟件的紡織企業在使用原棉過程中首先依據主要指標（上半部平均長度、整齊度指數、斷裂比強度、馬克隆值、顏色級）對原棉進行分類排隊。根據儀器化公證檢驗數據和紗線的不同要求，把適合紡某品種紗的原棉劃為一類。然后在同一類中再把產地、主要指標相接近的排在一隊，以便接替使用。根據不同紗線品種，選擇合適的幾隊原棉作為該配棉成分的主體成分，主體成分在配棉成分中應達到70%左右。為保證生產和紗線質量的穩定，配棉隊數一般為5～10隊，每隊最大混用比例為25%左右；在原棉指標數據差異大時應該勤調，但過渡比例不要超過10%。最后根據原棉庫存情況、所紡品種、配棉日程編制配棉成分分類排隊表。

根據配棉成分分類排隊表中的質量指標和所紡紗線的品種選擇不同的紡紗工藝參數，充分發揮原棉品質的各自特性，以紡制出符合要求的各類紗線產品。根據所紡品種和客戶的質量要求不同，將不同組別的原棉混合搭配使用，既可以防止過剩質量的浪費又可以防止有質量缺憾的產品出現。

在紡織配棉工作中使用儀器化公證檢驗數據時應注意的問題

1.在紡紗配棉工作中為避免成紗質量大幅波動，要求配棉成分表中，每包原棉的各項指標的離散性不能太大，指標異常棉包的使用比例不能太高。

2.當一批原棉的各項指標一致性都很好時，可將儀器化公證檢驗數據分別計算出各指標的重量加權平均值并將其作為該批原棉的檢驗結果。

3.當原棉的黃度和反射率差異大時，運用重量加權平均公式，計算混棉的重量加權平均黃度和反射率值，此方法求得混棉成分的顏色級不能有效防止成紗色差的產生。此時須計算混棉黃度和反射率變異系數。以混棉黃度變異系數為主，結合反射率變異系數，黃度和反射率變異系數是反映總體各單位標志值差異程度的指標，可作為判定混棉方案可信度的依據。生產實踐證明，混棉顏色級的黃度變異系數超過12%時，色差將逐漸加重。

棉花儀器化公檢數據指標在紡紗工藝中的作用和對紡織產品性能價值的影響很大，不僅能改變相對落后的按感官檢驗結果配棉的方式，而且還對改進和完善棉紡織企業合理購棉、科學配棉、穩定生產、降低成本，提高產品質量有著重要的技術經濟意義。

（作者單位：東營市紡織纖維檢驗所）