棉纖維長度檢測方法探究

林華東，林楠希，陳召容

（廣州海關技術中心，廣東 廣州 510665）

棉纖維平均長度越長，短纖維的實際含量就越少，紡織出來的成紗斷裂強度也會隨之提高，斷裂的伸長率也會越高，紗線表面就越光滑；短纖維含量越少，精梳落棉越少，實際的棉纖維利用率就越高。因此，準確檢測棉纖維的長度可以實現紡紗工藝的合理優化，提高產品質量，最終提高產品的生產效率。

1 棉纖維長度指標

隨著棉纖維長度檢測技術的不斷發展，棉纖維長度指標數量也在持續增加。不同的長度指標，使用的場合也難免存在差異。棉纖維長度指標主要分為以下6種。

（1）主體長度。在棉纖維長度分布中，主體長度是總質量或者總根數占比最大的那一部分纖維長度。在棉花貿易中，通常用主體長度指標評價棉纖維長度。（2）手扯長度。主要是利用手扯的方式，直接將纖維整理成一端平齊、伸直平行的纖維束，然后測量其中大部分纖維的長度。手扯長度與羅拉分析儀器測量的主體長度、大容量棉花纖維測試儀（High Volume Instrument，HVI）上半部的平均長度相近。（3）右半部平均長度，指的是在棉纖維長度實際分布中，主體長度以上各個組纖維質量的加權平均長度，用作工藝參數設計的主要依據。（4）上半部平均長度，指的是質量占據棉纖維1/2的較長部分的纖維平均長度。（5）平均長度，主要指棉纖維長度分布中，各個組纖維質量加權的平均長度。（6）短纖維質量分數，是指短纖維界限下的纖維質量占總質量的百分數[1]。

2 棉纖維長度檢測方法的研究及驗證

本研究闡述了棉纖維長度的具體檢測方法，并分析了測試數據，希望能驗證該方法的有效性。

2.1 設計過程

通過分析棉纖維長度的兩種檢測方法發現，采用手扯尺量法以及HVI法測試纖維長度，主要包含抓取纖維束、拉直定長以及量取纖維長度3個階段。通過分析，最終選擇依靠人力拉取，進行初步整理，利用毛刷針對梳夾中的棉束刷屏，利用黑絨板與刻度鋼尺進行量取。

2.2 棉纖維長度檢測儀的使用步驟

（1）測試準備。直接將已經制成的粘取插塊插到卷取鋼尺上，并且加以固定，然后拉開細窄的單面膠帶，直接在粘取的插塊上纏繞1圈，再手動拉直膠帶架的卷軸，讓拉開的膠帶的粘貼面直接朝上，一頭直接粘貼到粘取的插塊上，接著將第二電機開動，使用履帶和卷取帶輪帶動卷取鋼尺轉動，通過第二電機進行控制，按下一次，就會180°轉動鋼尺。 （2）刷理纖維。檢驗員用手拔取一定量的棉束，直接用手捏取棉束一端，另一端放在臺面的邊緣位置上。將第一電機開動，讓毛刷能順時針旋轉，以刷理棉束，之后開動轉機，在實際的轉動過程中，旋轉使用搖桿直接帶動毛刷，沿著擋板的運行軌道運動，從前端到達后端，在轉動過程中進行前后運動，達到平直整齊的狀態。（3）粘貼步驟。針對已經完成梳理的棉束外端，與膠帶內側邊緣相互粘貼，通過按壓的方式，讓棉束前端被夾持，然后慢慢抽出棉束，在按壓力的作用下，下層的棉纖維被粘貼到膠帶上，接著轉動卷取鋼尺，將其卷取到粘取插塊上。重復上述步驟，直至棉束平直整齊的一端纖維能夠完全被粘貼到粘取插塊上。（4）長度量取。取下粘取插塊后，利用毛刷進行梳理，再將其放到定長槽中，用鋼尺測量長度，并做好記錄[2]。

2.3 測試結果準確度驗證

2.3.1 實驗室內驗證

（1）測試對象與測試方法。由于棉纖維性質的影響，品質指標的數值不會太穩定，難免產生一定的波動。標準樣品的檢測結果是多次檢驗后的平均值，也可以直接看成波動較小的纖維樣品。因此，本研究主要選擇棉花長度/強力標準樣品作為測試樣品，本身具有較強的代表性[3]。樣品a：長強陸地棉，長31.0 mm，長度整齊度指數為84.7%；樣品b：短弱陸地棉，長24.9 mm，長度整齊度指數為84.7%；樣品c：長強皮馬棉，長34.9 mm，長度整齊度指數為85.8%；樣品d：短弱皮馬棉，長28.2 mm，長度整齊度指數為80.8%?；谏鲜鰳悠愤M行分析。

通過粘貼式的棉纖維長度檢測儀進行測試，并且記錄數據，然后采用t檢驗法測試數據的準確性。

（2）測試結果與分析。通過測試儀針對樣品做好檢驗分析，檢驗的結果見表1。

表1 檢驗的結果

在t檢驗結果中，a為0.695、b為2.025、c為2.213、d為﹣0.471，在自由度f為9、達到95%的置信水平時，通過4種標準棉樣纖維檢測，t測驗均為|t|＜t0.05=2.26。這就表示，測試的結果和標準值沒有明顯的差異，也說明本次檢測可靠性與準確性較高[4]。

2.3.2 實驗室間驗證

（1）方法。通過選擇均勻的棉樣，然后按照規格制作6份盲樣，每一份都包含6只不同規格的棉花樣品，通過驗證單位進行盲樣的測試。

（2）結果與分析。針對各個驗證單位，對應的平均值和標準差見表2。

表2 棉樣纖維長度檢測實驗室間驗證結果

通過柯克倫檢驗法對各組標準差進行分析與檢驗，結果發現，實驗數據本身沒有出現離群值。

2.4 小結

本研究使用了新方法，主要是將手扯尺量長度檢測法和HVI長度檢測法的技術特點相結合，并且選擇使用粘貼力替代人工，選擇利用機械模塊的動作組合代替手工操作部分，優化了檢測流程，同時大幅度減少了人力損耗。新方法不僅速度快、成本低，檢測數據也更準確，操作非常簡單[5]。

3 結語

隨著時代的發展，棉纖維長度的檢測方法越來越多，現階段需要做的就是從中選擇關鍵的檢測方法，并且結合多種方法，滿足棉纖維長度檢測的實際需求。