回潮率和含水率對棉花質量的影響及測試方法研究

文/卞曉靜

回潮率和含水率區別和分析

回潮率檢驗是現場檢驗的重要環節，但很多初級檢驗人員將回潮率和含水率混淆，從而對檢測過程造成一定困擾，以下將從回潮率和含水率對棉花質量的影響及其測試方法展開研究。

一般儲存時的標準皮棉不能散放，必須經打包機打成符合國家標準的棉包。國家標準皮棉包裝有三種包型：85公斤/包（±5公斤）、200公斤/包（±10公斤）、227公斤/包（±10公斤），目前我國棉包絕大部分為85公斤，而國外則以227公斤的棉包（480磅）居多。

回潮率表示紡織材料吸濕程度的指標。在紡織品的貿易中為了計重和核價的需要，必須對各種紡織材料的回潮率作出統一規定。回潮率的大小對紡織材料的物理機械性質，如強力、伸長率、電阻、比重以及紡織工藝都有影響，因此要準確測量。

回潮率稱干基含水率，是指被測的潮濕棉花中所含有的水分重量占干棉花（濕重-水分重）重量的百分率。計算公式為：

含水率也稱濕基含水率，是指被測的濕棉花中所含有的水分重量占濕棉花重量的百分率。計算公式為

對棉花規定的含水率數值，目前規定為10%。交接貿易時，實測含水率不足或超過標準，實行重量補扣。超過最大限度（含水率達到12%以上）應做攤曬等處理。

盡管回潮率和含水率數值相差不大，且相互間能轉化，可以用含水率估算回潮率，但在棉花公檢和后期軋花等工序時不可亂用，否則會直接影響皮棉產量、纖維長度整齊度指數、短絨率等重要指標。在國際標準和國家標準中，用回潮率來表示纖維所含水分的多少。而我國目前大多數企業仍習慣使用含水率。棉花加工技術指標來源于生產實際而又指導生產技術，必須準確掌握和應用，企業應該緊跟標準步伐吸收國外先進技術。

紡織材料的回潮率不同，其重量也不同。為了消除因回潮率不同而引起的重量不同，滿足紡織材料貿易和檢驗的需要，國家對各種紡織材料的回潮率規定了相應的標準，稱為公定回潮率。它在數值上接近標準溫濕度條件下測得的平衡回潮率。應注意的是，各國對紡織材料公定回潮率的規定往往根據自己的實際情況而定，所以并不完全一致。

公定重量如何計算，以下簡單列舉計算方法。一批棉花毛重為20噸，包裝物重量為100公斤（0.1噸），經檢驗，實際含雜率為3%，實際回潮率為10%，公定回潮率為8.5%，則這批棉花公定重量為19.53噸，而不是20噸。

計算公式如下：

如果按照含水率代替實際回潮率計算，當實際回潮率為10%時，含水率約為9.1%，則：

由此可見，含水率和回潮率不能一概而論，兩者差異甚大。

回潮率測試標準和方法

關于回潮率，我國近幾年修訂的標準主要有GB 9994—2008《紡織材料公定回潮率》、GB 6500—2008《毛絨纖維回潮率試驗方法-烘箱法》、GB 6503—2008《化學纖維回潮率試驗方法》、GB/T 6102.1—2006《原棉回潮率試驗方法 烘箱法》、GB/T 6102.2—2012《原棉回潮率試驗方法 電測器法》、GB/T 6503—2008《化學纖維 回潮率試驗方法》等。

隨著現代物理測試技術的應用，棉纖維水分檢驗方法有多種，總的可分為直接法和間接法兩大類。直接測定法：先稱取試樣重量，然后去除其中水分，再稱取試樣干燥重量，計算實際回潮率。根據去除水分方法的不同，直接測定法有：烘箱法、紅外線輻射法、高頻電場加熱法、真空干燥法和吸濕劑干燥法等。在工業生產中常采用的是烘箱法和紅外線輻射法。烘箱法的優點是測定結果比較準確，缺點是速度慢、效率低。紅外線輻射法的優點是速度快、效率高、節省能源，缺點是溫度不易掌握、測定的結果有波動。間接測定法：利用纖維的某些性質和回潮率之間的關系間接推算纖維的回潮率。這種方法的優點是速度快、效率高，但纖維有關性質和回潮率之間關系值的確定仍需要利用直接法。間接法可以分為電阻法、電容法、紅外線吸收法和微波法等。微波法具有快速、連續、非接觸、無破壞性等特點，可用于連續測定和自動控制，是近來尚在發展的新技術。我國多用電阻法測定原棉水分。以下就以電阻法為例進行研究簡要分析。

1.電阻法測定原理。電阻式測量法是利用不同回潮率的棉纖維具有不同電阻值的特點進行棉花回潮率測量。在測量過程中，主要根據棉纖維的電阻值與回潮率呈負相關變化的規律，在一定密度、電壓、溫濕度等情況下，將棉纖維作為一個電阻接在電路里，同時進行溫度補償，通過測試電路中電流的大小間接得到棉花回潮率。但影響棉纖維導電性能的主要因素除回潮率外，還有溫度、密度和外加電壓等[1]，采用該方法時須有溫濕度傳感器、溫度補償電路、密度補償裝置及穩定電壓等，確保一定的溫度、密度及電壓等。

圖1 電阻法測定回潮率工作原理圖

2.電阻法檢測方式及應用情況。GB/T 6102.2—2009《原棉回潮率試驗方法電測器法》已經修訂為GB/T 6102.2—2012《原棉回潮率試驗方法 電阻法》，標準中明確寫到檢測方式包括電測器檢測、在線裝置檢測、插入裝置檢測。目前市場中使用的原棉水分電測器、棉包在線回潮率檢測裝置、插入式回潮率檢測裝置都適用于測試原棉回潮率。標準規定，對檢驗結果有異議時，以GB/T 6102.1《原棉回潮率試驗方法烘箱法》為準。

早年普遍使用的是電測器檢測，國家對相關設備進行了一代代更新。自2007年以來，我國纖檢機構及農業部種植管理部門等開展了“溫濕度對棉花回潮率測量影響及新型電測器”的研究，確定了棉纖維導電性能與溫度之間關系的數學模型，研制出單一90V直流電壓的新型棉花回潮測量儀，克服了溫度及電壓對測量結果的影響。

為克服密度的影響，一些研究人員研制了具有密度補償裝置的回潮率測量儀器，可保證適宜的密度測量環境，每年檢驗旺季前應做好電測器的校準和檢修工作。用棉花電阻校驗箱校驗儀器表頭刻度，用壓力校驗器校驗壓力器的壓力，各臺電測器之間也應相互校準對照。必要時與烘箱法進行對照，兩者試驗結果發生較大差異時，應分析原因，以正常條件下的烘箱法試驗結果為準。

在線裝置檢測生產廠家目前只有屈指可數的企業通過國家資格審查，例如蘇州市光華電測技術研究所和中華全國供銷社合作總社鄭州棉麻工程技術設計研究所。該方法注重實時檢測回潮率，其作用是，在原棉打包過程中即時檢測棉花的回潮率，逐包出具回潮率檢驗結果。棉包回潮測定在線裝置檢定記錄表可參照表1。

表1 棉包回潮測在線定裝置檢定記錄表

插入裝置逐包檢測，并出具檢驗結果，如果按批檢測則按GB 1103.1、GB 1103.2和GB 19635規定取樣數量，逐包檢測，記錄檢驗結果，計算批樣回潮率算術平均值作為檢測結果。第三方檢測機構和質檢部門在對棉花公檢、收儲、出庫等時采用較多。

總結

棉花回潮率不僅是影響棉花安全儲運、加工工藝系統穩定性、加工質量的重要因素，還是棉花貿易結算的重要依據。本研究用簡單的計算公式分析研究了回潮率和含水率的區別，舉例計算了棉花公定重量，以助于進一步了解公定回潮率。

此外，就目前使用最廣泛的棉花回潮率測量方法進行討論，重點分析電阻法測定回潮率的原理、檢測方法和目前應用情況，三種方法還存在一些不足。例如，電測器檢測棉花回潮率很低時，電阻值很大，流過待測棉花的電流值就很小，此時小電流不易測量，難以保證測量精度。希望國家相關單位和研究所等能持續更新系統和檢測方法，緊跟國外先進標準，提高棉花回潮率的準確度。