棉纤维长度检测方法探究

林华东，林楠希，陈召容

（广州海关技术中心，广东 广州 510665）

棉纤维平均长度越长，短纤维的实际含量就越少，纺织出来的成纱断裂强度也会随之提高，断裂的伸长率也会越高，纱线表面就越光滑；短纤维含量越少，精梳落棉越少，实际的棉纤维利用率就越高。因此，准确检测棉纤维的长度可以实现纺纱工艺的合理优化，提高产品质量，最终提高产品的生产效率。

1 棉纤维长度指标

随着棉纤维长度检测技术的不断发展，棉纤维长度指标数量也在持续增加。不同的长度指标，使用的场合也难免存在差异。棉纤维长度指标主要分为以下6种。

（1）主体长度。在棉纤维长度分布中，主体长度是总质量或者总根数占比最大的那一部分纤维长度。在棉花贸易中，通常用主体长度指标评价棉纤维长度。（2）手扯长度。主要是利用手扯的方式，直接将纤维整理成一端平齐、伸直平行的纤维束，然后测量其中大部分纤维的长度。手扯长度与罗拉分析仪器测量的主体长度、大容量棉花纤维测试仪（High Volume Instrument，HVI）上半部的平均长度相近。（3）右半部平均长度，指的是在棉纤维长度实际分布中，主体长度以上各个组纤维质量的加权平均长度，用作工艺参数设计的主要依据。（4）上半部平均长度，指的是质量占据棉纤维1/2的较长部分的纤维平均长度。（5）平均长度，主要指棉纤维长度分布中，各个组纤维质量加权的平均长度。（6）短纤维质量分数，是指短纤维界限下的纤维质量占总质量的百分数[1]。

2 棉纤维长度检测方法的研究及验证

本研究阐述了棉纤维长度的具体检测方法，并分析了测试数据，希望能验证该方法的有效性。

2.1 设计过程

通过分析棉纤维长度的两种检测方法发现，采用手扯尺量法以及HVI法测试纤维长度，主要包含抓取纤维束、拉直定长以及量取纤维长度3个阶段。通过分析，最终选择依靠人力拉取，进行初步整理，利用毛刷针对梳夹中的棉束刷屏，利用黑绒板与刻度钢尺进行量取。

2.2 棉纤维长度检测仪的使用步骤

（1）测试准备。直接将已经制成的粘取插块插到卷取钢尺上，并且加以固定，然后拉开细窄的单面胶带，直接在粘取的插块上缠绕1圈，再手动拉直胶带架的卷轴，让拉开的胶带的粘贴面直接朝上，一头直接粘贴到粘取的插块上，接着将第二电机开动，使用履带和卷取带轮带动卷取钢尺转动，通过第二电机进行控制，按下一次，就会180°转动钢尺。 （2）刷理纤维。检验员用手拔取一定量的棉束，直接用手捏取棉束一端，另一端放在台面的边缘位置上。将第一电机开动，让毛刷能顺时针旋转，以刷理棉束，之后开动转机，在实际的转动过程中，旋转使用摇杆直接带动毛刷，沿着挡板的运行轨道运动，从前端到达后端，在转动过程中进行前后运动，达到平直整齐的状态。（3）粘贴步骤。针对已经完成梳理的棉束外端，与胶带内侧边缘相互粘贴，通过按压的方式，让棉束前端被夹持，然后慢慢抽出棉束，在按压力的作用下，下层的棉纤维被粘贴到胶带上，接着转动卷取钢尺，将其卷取到粘取插块上。重复上述步骤，直至棉束平直整齐的一端纤维能够完全被粘贴到粘取插块上。（4）长度量取。取下粘取插块后，利用毛刷进行梳理，再将其放到定长槽中，用钢尺测量长度，并做好记录[2]。

2.3 测试结果准确度验证

2.3.1 实验室内验证

（1）测试对象与测试方法。由于棉纤维性质的影响，品质指标的数值不会太稳定，难免产生一定的波动。标准样品的检测结果是多次检验后的平均值，也可以直接看成波动较小的纤维样品。因此，本研究主要选择棉花长度/强力标准样品作为测试样品，本身具有较强的代表性[3]。样品a：长强陆地棉，长31.0 mm，长度整齐度指数为84.7%；样品b：短弱陆地棉，长24.9 mm，长度整齐度指数为84.7%；样品c：长强皮马棉，长34.9 mm，长度整齐度指数为85.8%；样品d：短弱皮马棉，长28.2 mm，长度整齐度指数为80.8%。基于上述样品进行分析。

通过粘贴式的棉纤维长度检测仪进行测试，并且记录数据，然后采用t检验法测试数据的准确性。

（2）测试结果与分析。通过测试仪针对样品做好检验分析，检验的结果见表1。

表1 检验的结果

在t检验结果中，a为0.695、b为2.025、c为2.213、d为﹣0.471，在自由度f为9、达到95%的置信水平时，通过4种标准棉样纤维检测，t测验均为|t|＜t0.05=2.26。这就表示，测试的结果和标准值没有明显的差异，也说明本次检测可靠性与准确性较高[4]。

2.3.2 实验室间验证

（1）方法。通过选择均匀的棉样，然后按照规格制作6份盲样，每一份都包含6只不同规格的棉花样品，通过验证单位进行盲样的测试。

（2）结果与分析。针对各个验证单位，对应的平均值和标准差见表2。

表2 棉样纤维长度检测实验室间验证结果

通过柯克伦检验法对各组标准差进行分析与检验，结果发现，实验数据本身没有出现离群值。

2.4 小结

本研究使用了新方法，主要是将手扯尺量长度检测法和HVI长度检测法的技术特点相结合，并且选择使用粘贴力替代人工，选择利用机械模块的动作组合代替手工操作部分，优化了检测流程，同时大幅度减少了人力损耗。新方法不仅速度快、成本低，检测数据也更准确，操作非常简单[5]。

3 结语

随着时代的发展，棉纤维长度的检测方法越来越多，现阶段需要做的就是从中选择关键的检测方法，并且结合多种方法，满足棉纤维长度检测的实际需求。