棉花異性纖維含量檢驗技術探究

■ 肉孜艾·阿依提木哈買提

〔塔城地區纖維檢驗所，新疆烏蘇 833000〕

在近10年的棉花質量檢驗體制改革過程中，我國的棉花檢測技術和管理制度得到了提高和優化，但在棉花檢測實踐中，受多方面因素的影響，棉花纖維品質與異性纖維含量檢驗成果仍然有一定的改善空間。本文圍繞棉花纖維品質和異性纖維含量檢驗技術進行了綜述，并就改進措施進行了研究與探討。

一、棉花異性纖維概述

棉花中的異性纖維指的是混入棉花的非棉花纖維和非本色棉纖維，比如毛發、麻、絲、其他化學纖維等。異性纖維具有輕、細、長的特點，在棉花加工的過程中難以剔除，并且在清、梳等工序中很容易被拉斷或者梳成更細小的纖維，影響棉花產品的質量，給企業造成經濟損失，相關規定明確棉花的異性纖維含量標準不得高于抽樣總包數的10%［1］。

二、棉花異性纖維的主要來源

異性纖維混入的原因很多，例如在棉花的采摘與交易過程中會用化纖編織的袋子來盛裝棉花，然后用塑料繩或者其他纖維制品進行捆扎，此時容易混入其他雜質。在棉花的晾曬過程中，如果沒有及時清理干凈周圍環境中的雜質，那么此時也會混入其他的雜質。在棉花的加工過程中，相關的操作人員沒有對棉花進行仔細地挑揀，操作不當也會導致其他異物混入到棉花中，從而影響棉花的品質。總的來說，如果想要有效地提高棉紡織產品的質量，就必須對加工的棉花開展逐批次的異物檢測，把混在棉花中的異性纖維成分與含量測定出來，進而制定相關的措施及時進行排除，提高棉花纖維的純度以及加工產品的品質［2］。

三、影響棉花異性纖維含量指標的原因

在棉花的異性纖維含量檢測過程中，通常采用手工挑揀以及人工稱重這些相對簡單直接的檢測方式，這些檢測方法存在一定程度的局限性。

（一）受人為因素的影響

目前的棉花異性纖維檢測通常采用人眼觀察的方式，因此存在一些問題：在光照條件較差的情況下，肉眼的分辨率會下降；棉花在傳輸過程中，如果速度較快也會導致分辨率下降，并且人的眼睛對于彩色的分辨率較低，識別能力有上限，難以將一些相似的異性纖維與棉花區分出來，這些都是人工識別的局限。調查顯示，肉眼難以區分棉花纖維顏色差異度小于5%的異性纖維，這些纖維一旦混入棉花中，只靠人眼是無法辨別的。人工檢測還存在檢測人員眼睛疲憊、注意力衰退、精力不集中等問題，長時間的重復工作容易引起困乏和負面情緒［3］。

（二）樣本不合理導致的檢測誤差

有的棉花加工企業在進行棉花異性纖維檢測的過程中僅僅依靠人工識別的方法，因為效率較低，所以通常采用抽樣檢測的方式。但在實際取樣的過程中相關的工作人員采用的抽樣方式不夠科學、隨機性不強、檢測過程不規范、樣本數量偏少，這些不規范的操作都會導致檢測結果缺乏代表性和科學性，從而使得檢測結果不準確。

四、棉花異性纖維檢驗技術

（一）籽棉軋花前檢驗技術

籽棉軋花前的檢驗在棉花異性纖維含量檢驗中比較常見因為如果在棉花軋花前沒有清除掉異性纖維，那么后續的清理工作會非常困難。美國的棉花種植、采收以及加工機械化程度較高，盡管其間混入異性纖維的難度較大，然而美國依然會對異性纖維含量進行檢測。不管是在機械性能上，還是在光學特性上，棉花與異性纖維都有相似之處，而二者的化學成分則有所不同，基于此作為異性纖維含量的檢驗條件。機采加工工藝中，加工前需要在140℃的環境下對棉籽進行烘干，異性纖維在50℃左右會釋放化學氣體，這類化學氣體顯然與棉籽、皮棉的化學成分存在差異。鑒于此，我們可以利用色譜分析、質譜儀對棉花異性纖維含量進行檢驗。

（二）異性纖維檢驗與清除技術

目前，國內外針對棉花異性纖維檢驗技術的應用各有不同。例如瑞典的烏斯特公司使用了UQC清紗器，憑借其光電式、電容式以及高靈敏性LED異性纖維常感器等設備，再加上智能檢測頭，對成紗環節的異性纖維進行檢測。這種設備的優勢體現在性能與靈敏度上，能夠有效控制生產環節對紗線的切除量，避免出現大量捻接。與此同時，該設備還具有自動提供在線異性纖維的分級功能，利用CAY計算機為清紗提供輔助，其檢測精度非常高，即使單根合成纖維或細小的頭發絲也能被設備檢測到。

在國內，棉花異性纖維含量的檢驗技術在紡織的開清棉工序上得到應用。例如來自中科院的“光電眼”，這屬于一種棉花異性纖維自動檢測與清除系統，能夠利用機器視覺技術與智能加工，通過布置大量傳感器對光照下的棉花進行檢測，檢測效率超過400 kg/h，是人工操作的數倍，異性纖維檢測的面積也能夠達到1 cm2～2 cm2。在棉花收購、清理、軋花等多個環節的影響下，由于異性纖維可能會更難檢測，因此，想要靠該項技術實現全面檢測依然存在一些困難，需要提升異性纖維檢測的準確率、清除率。

五、棉花異性纖維含量檢驗技術應用實踐

本文選取A軋花廠作為研究對象，對棉花異性纖維含量的檢驗過程進行探討與研究。目前棉花行業異性纖維問題已經得到了廣泛關注，在產品檢驗過程中A軋花廠嚴格按照管理與規范要求，對棉花異性纖維含量監測進行了構建，并以GB 1103—2007檢測要求為依據，對棉花異性纖維展開檢測。

（一）抽樣

抽樣分為按批抽樣與逐包抽樣兩種方式。

按批抽樣按照批次對樣本進行抽取并進行檢驗。檢驗流程是在棉花加工過程中進行，檢驗人員按照每10個棉包2 kg的標準直接在皮棉滑道上抽取樣品，經匯總后形成樣本。

逐包抽樣是指同一天、同一籽棉垛在同一生產線中抽取檢驗對象。按照每10個棉包2 kg的標準在皮棉滑道上抽取樣品并進行匯總，形成樣本。

（二）檢驗方法

檢驗方法主要為人工挑選。設樣本總重量為Z、挑選樣本的異性纖維為T、異性纖維含量為V，首先用1 kg刻度磅秤對Z進行稱量，保留三位有效數字；在光源充足條件下對棉花樣本中對非棉纖維進行挑選；使用0.1 mg磅秤對所有非棉纖維進行稱量；按照公式（1）對異性纖維含量進行計算并得出結論。

（三）實際計算

A軋花廠的棉花生產量約為220包/d，檢測人員在某日從生產線隨機進行樣本抽選，總計21個，使用磅秤對總重量Z進行稱量，并經過挑選后對異性纖維進行測算，得出結果為15.4 mg。按照式（1）得出：

（四）檢驗證書與棉包代號填寫

根據相關規定，供方提供檢驗證書時應將棉花異性纖維含量納入其中，棉包也應對異性纖維含量代號進行標識，在代號表中填寫檢驗計算結果。

六、棉花異性纖維檢驗工作應注意的問題

棉花纖維檢驗機構在棉花檢驗開始前要組織全體職工進行業務學習，強化業務練兵、提高檢驗隊伍素質，同時要求每名工作人員結合實際工作實事求是地總結上一年度工作經驗并提出合理化建議，對于一些切合實際的管理建議、獎懲措施、監督機制、工作亮點等，可以通過集體討論、技術委員會來商定，領導審批通過后及時補充完善實驗室管理手冊并予以執行。

為保證棉花儀器化檢驗有序開展，檢驗機構應及時引進先進的檢測設備。以塔城地區纖維檢驗所為例，截止到2020年底該所共有21臺進口棉花大容量快速測試儀（HVI）。首先，塔城地區纖維檢驗所會聘請設備生產商的工程師在新棉上市前對設備進行保養，從技術層面上促進檢驗所工作人員的交流，提高他們對HVI儀器進行有效管理的能力；其次，在棉花公證實驗室中檢驗所也會針對其他大型設備制定保養計劃，以恒溫恒濕機為例，如果其運行過程中存在故障隱患，可以在第一時間發現并檢修，從而保障設備運行狀態趨于穩定，創造良好的實驗室環境。截至2020年9月，檢驗所針對短期聘用人員建立崗位培訓機制，并根據崗位內容的不同采取差異化管理，安排專門的技術人員提供指導并對其考勤進行管理。此外在培訓時檢驗所反復強調了獲取數據的準確性，遵循科學、客觀、公平的原則對工作人員開展職業道德教育、規范操作行為、嚴格執行檢驗流程，并通過有效的監督管理來約束和打擊違規操作，同時將績效考核機制引入到管理當中，為提高實驗室棉花檢驗質量奠定了堅實的基礎。具體來講，檢驗所應該圍繞以下幾點采取管理措施：

第一，檢驗所應該按照棉花的批次來抽查樣品，抽查內容應涉及數量、重量以及形態等參數，在抽查過程中做好記錄。如果發現某批次棉花樣品存在問題，那么應該第一時間向在庫檢驗機構報送抽查結果并制定解決方案，確保樣品參數達到要求，避免樣品短缺或者條碼遺失等問題發生；第二，檢驗所應該對待檢樣品的回潮率進行把控，安排專門的管理人員對每個批次的樣品檢測工作進行監督。如果發現有樣品無法達到平衡條件，則應該在第一時間采取預調濕處理，確保在感官檢驗中樣品合格率達到要求；第三，在感官檢驗過程中記錄好每批次棉樣，采取定性描述的方式對樣品級別與質量做出判定，同時安排檢驗人員對檢驗的標準進行統一，不斷優化與提升細節；第四，做好實驗室環境把控，調節溫度、濕度等參數，確保棉樣所處的溫濕度環境趨于穩定，同時嚴格按照檢驗標準使用HVI檢驗待檢樣品的回潮率；第五，加強標準棉樣管理，安排專門的管理人員配發與監督棉樣的使用情況；第六，在日常工作中制定周期性計劃對儀器進行檢查，收集數據并加以分析，基于分析結果來確定實驗室儀器容易出現的問題并采取檢修措施；第七，做好HVI檢驗工作的監督工作，嚴格按照一個棉樣完成一次操作的原則對樣品進行規范的檢驗，確保樣品檢驗結果不會發生錯亂情況，如果單批次的樣品沒有完成檢驗，則應該保持樣品與條碼在一起，待檢驗結果得到確認后才能夠向已檢區進行推送；第八，以班次為單位對所有HVI配備專門的質檢員，嚴格把控棉花的檢驗流程，提高質量控制水平，通過留樣跟蹤、機臺對比以及記錄監督等多種形式確保HVI檢驗結果準確、客觀；第九，將績效考核引入到重要的質檢崗位管理中，以檢驗相符率作為主要評定依據，同時結合上級檢查的反饋意見對崗位人員績效進行客觀、合理的評價，以此來確定薪酬待遇，調動工作積極性；第十，檢驗所針對質量問題通過會議形式進行定期探討，圍繞問題進行研究后提出應對辦法，以此來提高實驗室棉花檢驗質量的控制力度。

七、結束語

棉花品質與異性纖維檢驗工作具有較強的復雜性，對“軟環境”的要求相對嚴格。在棉花行業發展過程中，應該對市場調節機制加以充分利用，持續改善棉花異性纖維檢測工作方法，通過轉變意識態度、提高自律能力、做好政府管控等方式推動棉花行業發展。