山西棉花短纖維率的情況研究

1 棉花短纖維率測試現(xiàn)狀

短纖維率是棉纖維中短于一定長度界限的纖維質(zhì)量占纖維總質(zhì)量的百分率。一般以12.7mm短纖維率或16.5mm短纖維率表示。短纖維率是棉花重要的質(zhì)量指標(biāo)，棉花中短纖維含量的多少對成紗和織布質(zhì)量有較大影響。棉花中短纖維含量少，紗線制成率高，條干均勻度好，強(qiáng)度高，疵點(diǎn)少，適宜紡高檔紗，制作高檔面料；反之棉花中短纖維含量多，紗線制成率低，條干均勻度差，強(qiáng)度低，疵點(diǎn)多，適宜紡低檔紗，制作低檔面料。

盡管棉花短纖維率對于紡紗織布具有重要意義，但在我國之前的很長時(shí)期內(nèi)，棉花質(zhì)量考核中并不包括短纖維率，主要原因是：

（1）棉花品種的短纖維率測試?yán)щy。上個(gè)世紀(jì)，我國棉花資源緊張，全國五大棉區(qū)西北內(nèi)陸棉區(qū)、黃河流域棉區(qū)、長江流域棉區(qū)、北部特早熟棉區(qū)和華南棉區(qū)均有棉花種植。山西除大同市和朔州市無棉花種植外，其他地市均有種植，涵蓋北方特早熟和黃河流域兩個(gè)棉區(qū)，受無霜期、熱量、光照、水分和土壤的影響，品種多雜亂，品質(zhì)參差不齊，短纖維率差異大。

（2）棉花加工設(shè)備配置不當(dāng)。棉花加工企業(yè)受資金緊張、棉花產(chǎn)量不足、質(zhì)量意識不強(qiáng)等影響，未按照國家棉花加工技術(shù)條件進(jìn)行設(shè)備配置，無籽棉預(yù)處理、籽棉清理、皮棉清理等棉花加工配套設(shè)備，有些企業(yè)甚至使用國家明令禁止的80片以下軋花機(jī)，影響棉花加工質(zhì)量的穩(wěn)定性和一致性，造成棉花中短纖維含量不穩(wěn)定，時(shí)高時(shí)低。

（3）棉花加工工藝不合理。棉花加工企業(yè)為了節(jié)約資本，不按照棉花加工工藝進(jìn)行生產(chǎn)，如籽棉加工前未進(jìn)行調(diào)濕處理，有些籽棉水分含量低，造成纖維強(qiáng)度降低，在棉花加工過程中，纖維被拉斷損傷，短纖維含量增加，又如為提高產(chǎn)量，加快鋸片滾筒轉(zhuǎn)速和軋花速度，增加鋸齒對纖維的沖擊力，纖維被拉斷，棉花中短纖維含量增加，產(chǎn)生雜質(zhì)和疵點(diǎn)。

（4）棉花加工過程摻雜使假。受利益驅(qū)動(dòng)影響，棉花加工企業(yè)存在不誠信行為，未按照相關(guān)棉花加工標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范組織生產(chǎn)，在棉花加工過程中，人為摻入棉短絨、落棉等纖維下腳料以增加棉花重量。

（5）缺乏短纖維率測試儀器。短纖維率檢測儀器機(jī)械化程度低，以人工檢測為主，主要采用羅拉法，費(fèi)工耗時(shí)，受操作手法、工作經(jīng)驗(yàn)的影響，速度慢，準(zhǔn)確率低，不能滿足市場對棉花短纖維率的快速需求。

由于以上原因，從1999年起，棉花標(biāo)準(zhǔn)歷次修訂，棉花生產(chǎn)者、加工者、使用者、檢測機(jī)構(gòu)和政府職能部門都希望規(guī)定棉花短纖維率的考核指標(biāo)，均因測試條件不成熟未考核。

隨著我國棉花行業(yè)情況的改變，棉花短纖維率的測試時(shí)機(jī)成熟，具體表現(xiàn)在：

（1）近年隨著國家棉花種植戰(zhàn)略的調(diào)整，逐步形成了以新疆為主，黃河流域和長江流域?yàn)橹蔚娜竺迏^(qū)。目前山西種植區(qū)域集中，品種數(shù)量銳減，品質(zhì)相對穩(wěn)定，對測試棉花品種短纖維率提供了便利條件。

（2）通過棉花流通和質(zhì)檢體制改革，國家相關(guān)部門出臺了許多標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，對棉花加工設(shè)備提出了具體要求。棉花加工企業(yè)增加了籽棉預(yù)處理設(shè)備、籽棉清理機(jī)和皮棉清理機(jī)等棉花加工配套設(shè)備，徹底淘汰了80片以下軋花機(jī)，棉花加工設(shè)備配置合理完善。

（3）隨著棉花加工企業(yè)質(zhì)量意識的提高和棉花市場競爭力的加大，企業(yè)能按照國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范組織生產(chǎn)，棉花加工工藝先進(jìn)科學(xué)。

（4）通過執(zhí)法部門實(shí)施持續(xù)有效的棉花質(zhì)量監(jiān)管；技術(shù)機(jī)構(gòu)進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)測和嚴(yán)格執(zhí)行棉花公證檢驗(yàn)制度。企業(yè)的質(zhì)量意識和誠信意識加強(qiáng)，棉花加工過程中的摻雜使假等違法行為基本杜絕。

（5）隨著XJ129L快速短纖維率測試儀、KX111-I短纖維型測試儀等設(shè)備的開發(fā)應(yīng)用，短纖維率測試變得快速便捷，減少了繁瑣的人工操作，準(zhǔn)確率高，穩(wěn)定性好.

以山西省為例，目前山西省的棉花種植主要集中在永濟(jì)市、萬榮市、臨猗縣、鹽湖區(qū)的黃河灘地和鹽堿地帶，該種植區(qū)域?qū)儆诘湫偷狞S河流域中早熟棉區(qū)，這些地區(qū)光照充足，熱量條件和土壤肥力好，年降雨量適中，特別適合棉花種植，正常市場生產(chǎn)年份，棉花上市早品質(zhì)優(yōu)，距棉花大面積上市可提前15天到20天。在棉花資源青黃不接的季節(jié)可緩解紡織企業(yè)燃眉之急。特別是永濟(jì)市、臨猗縣曾作為全國優(yōu)質(zhì)棉種植基地，生產(chǎn)的棉花對國家棉花品種資源的儲備和棉花質(zhì)量的研究意義非凡，短纖維率作為棉花質(zhì)量的重要指標(biāo)通過測試一是為培育、繁殖和改良棉花品種提供依據(jù)；二是為加工企業(yè)改進(jìn)加工工藝，提升產(chǎn)品質(zhì)量和企業(yè)信譽(yù)提供依據(jù)；三是為紡織企業(yè)購買棉花并合理使用提供依據(jù)，做到降低成本，物盡其用。因此本文做了相關(guān)的試驗(yàn)。

2 山西棉花短纖維率測試試驗(yàn)

2.1 抽樣原則

本次試驗(yàn)高、中、低等級質(zhì)量籽棉加工后分別對應(yīng)高、中、低等級質(zhì)量棉花。高等級質(zhì)量棉花包括白棉1級和2級。中等級質(zhì)量棉花包括白棉3級和4級，淡點(diǎn)污棉1級和2級。其余棉花為低等級質(zhì)量棉花。

因近年山西棉花產(chǎn)量少，不可能做到單一品種籽棉進(jìn)行單獨(dú)加工，實(shí)際工作中，采用混品種同檔次質(zhì)量籽棉加工。所以對品種試驗(yàn)重點(diǎn)測試不同品種同一檔次棉花質(zhì)量的短纖維含量。

受土壤、氣候等因素影響，在正常市場年份，山西生產(chǎn)加工的棉花，以中等級質(zhì)量棉花為主，約占總產(chǎn)量94.5%，高、低等級質(zhì)量棉花分別約占0.5%、5.0%。本次試驗(yàn)主要針對山西棉花生產(chǎn)和加工實(shí)際進(jìn)行，抽樣以中等級質(zhì)量棉花為主，盡量兼顧高、低等級質(zhì)量棉花。

2.2 抽樣依據(jù)和數(shù)量

棉花的短纖維率主要與棉花品種、籽棉加工設(shè)備和棉花顏色級有關(guān)。本文主要從這三方面進(jìn)行樣品采集，通過快速測定法綜合判定山西種植加工棉花的短纖維率。

（1）根據(jù)棉花品種和質(zhì)量抽樣

近年山西種植的棉花品種主要有晉棉44、冀豐106、中棉12、冀棉958、漢棉802和克隆518。為避免品種混淆，影響短纖維率，采用衣分機(jī)對所選取籽棉逐一進(jìn)行加工。所選籽棉不少于1200g，經(jīng)衣分機(jī)加工后取300g棉花作為實(shí)驗(yàn)室樣品。為充分反映不同籽棉的短纖維率，分別選取正常成熟的早中期籽棉，帶有僵瓣棉和少量輕霜棉的白棉，中晚期僵瓣棉、污染棉和霜黃棉，作為高、中、低等級質(zhì)量籽棉。具體抽樣情況見表1。

（2）根據(jù)軋花機(jī)鋸齒片數(shù)抽樣

山西棉花均采用鋸齒軋花機(jī)加工，為測試不同鋸齒片數(shù)的加工設(shè)備對短纖維率的影響，在正常加工工藝下，對實(shí)時(shí)加工的中等級質(zhì)量棉花從皮棉滑道進(jìn)行抽樣，每半小時(shí)抽取一次，每次抽取數(shù)量不少于100g，同一加工批次棉花抽取次數(shù)不少于4次，形成批樣，從批樣中多點(diǎn)隨機(jī)抽樣，形成300g實(shí)驗(yàn)室樣品。具體抽樣情況見表2。

表1 根據(jù)棉花品種抽樣數(shù)量匯總 個(gè)

表2 根據(jù)軋花機(jī)鋸齒片數(shù)抽樣數(shù)量匯總

（3）根據(jù)加工企業(yè)棉花顏色級抽樣

對企業(yè)正常加工工藝生產(chǎn)的庫存成包棉花按照顏色級分別進(jìn)行取樣，每10包抽取1包，不足10包按10包計(jì)，每包抽取50g，形成批樣，從批樣中多點(diǎn)隨機(jī)抽樣，形成300g實(shí)驗(yàn)室樣品。具體抽樣情況見表3。

（4）根據(jù)紡織企業(yè)棉花顏色級抽樣

對紡織企業(yè)在用和庫存山西生產(chǎn)棉花在不確定加工工藝的情況下，依據(jù)顏色級進(jìn)行抽樣，每10包抽取1包，每包抽取50g，企業(yè)棉花不足60包的，適當(dāng)增加每包抽樣數(shù)量形成批樣，從批樣中多點(diǎn)隨機(jī)抽樣，形成300g實(shí)驗(yàn)室樣品。具體抽樣情況見表4。

2.3 測試原理及設(shè)備校準(zhǔn)

采用XJ129L快速短纖維率測試儀，將被測棉條放到針床上，經(jīng)取樣器多次取樣后，得到一端整齊的纖維放入光電照影傳感器掃描，信號由主控機(jī)處理得到纖維分布圖，據(jù)此得出棉花短纖維率。

測試前利用短纖維率標(biāo)準(zhǔn)樣品A-1和E-1在恒溫恒濕環(huán)境下[溫度（20±2）℃，濕度（65±3）%]平衡24小時(shí)，使棉花的溫度和濕度達(dá)到基本一致，開始進(jìn)行校準(zhǔn)試驗(yàn)。從A-1和E-1分別隨機(jī)抽取試樣約40g，制成6個(gè)棉條，每個(gè)棉條測試兩次短纖維率，共12次，根據(jù)校準(zhǔn)樣品均值差和標(biāo)準(zhǔn)差限值要求判定校準(zhǔn)試驗(yàn)是否通過。校準(zhǔn)試驗(yàn)通過，進(jìn)行正式的樣品測試，校準(zhǔn)未通過，對設(shè)備進(jìn)行調(diào)試，直至校準(zhǔn)試驗(yàn)通過再進(jìn)行樣品測試。

2.4 試樣的制作與平衡

將300g實(shí)驗(yàn)室樣品，根據(jù)GB/T 6097《棉纖維試驗(yàn)取樣方法》，多部位隨機(jī)抽取試驗(yàn)試樣4份，每份樣品約6.5g，試驗(yàn)試樣在GB/T 6529《紡織品 調(diào)濕和試驗(yàn)用標(biāo)準(zhǔn)》標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下，調(diào)濕平衡24小時(shí)以上，使棉花回潮率相對穩(wěn)定，確保短纖維率測試準(zhǔn)確。

2.5 測試方法

根據(jù)GB/T 35931《棉纖維棉結(jié)和短纖維率測試方法光電法》對4份試驗(yàn)試樣進(jìn)行分別檢驗(yàn)，并根據(jù)重復(fù)性和再現(xiàn)性要求進(jìn)行數(shù)據(jù)判斷取舍，確保檢測結(jié)果的準(zhǔn)確可靠，其平均值作為抽取樣品棉花的短纖維率。

3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

3.1 品種測試情況

表5、表6、表7為山西種植6個(gè)品種高、中和低等級質(zhì)量棉花測試的12.7mm短纖維率的平均值及最大值、最小值。3組數(shù)據(jù)分別說明高等級質(zhì)量棉花的12.7mm短纖維率平均值為10.2%，范圍為9.0%～11.0%；中等級的為10.5%，范圍為9.5%～11.9%；低等級的為14.0%，范圍為13.4%～14.6%。高、中等級質(zhì)量棉花相比，平均值相差0.3個(gè)百分點(diǎn)，最小值差0.5個(gè)百分點(diǎn)，最大值差0.9個(gè)百分點(diǎn)；高、低等級的相比，平均值相差3.8個(gè)百分點(diǎn)，最小值差4.4個(gè)百分點(diǎn)，最大值差3.6個(gè)百分點(diǎn)。說明高、中等級質(zhì)量棉花12.7mm短纖維率差異不大，高、中與低等級質(zhì)量棉花差異均大。

表8、表9、表10為山西種植6個(gè)品種高、中、低等級質(zhì)量棉花測試的16.5mm短纖維率的平均值及最大值、最小值。數(shù)據(jù)說明高等級質(zhì)量棉花的16.5mm短纖維率平均值為17.9%，范圍為16.5%～19.9%；中等級的為19.2%，范圍為16.6%～21.4%；低等級的為24.1%，范圍為23.3%～26.0%。

表3 根據(jù)加工企業(yè)棉花顏色級抽樣數(shù)量匯總

表4 根據(jù)紡織企業(yè)棉花顏色級抽樣數(shù)量匯總

表5 高等級質(zhì)量籽棉12.7mm短纖維率均值及極限 %

高、中等級質(zhì)量棉花相比，平均值相差1.3個(gè)百分點(diǎn)，最小值差0.1個(gè)百分點(diǎn)，最大值差1.5個(gè)百分點(diǎn)；高、低等級的相比，平均值相差6.2個(gè)百分點(diǎn)，最小值差6.8個(gè)百分點(diǎn)，最大值差6.1個(gè)百分點(diǎn)。說明高、中、低等級質(zhì)量棉花16.5mm短纖維率均有差異，高、中比差異不明顯，高、中與低差異明顯。

3.2 根據(jù)軋花機(jī)鋸齒片數(shù)測試情況

表11為根據(jù)軋花機(jī)鋸齒片數(shù)測試的12.7mm和16.5mm短纖維率的平均值及最大值、最小值。表中數(shù)據(jù)說明中等級質(zhì)量棉花12.7mm短纖維率平均值為10.3%，范圍為9.2%～11.2%；16.5mm的平均值為17.2%，范圍為15.3%～19.0%。從測試結(jié)果看，12.7mm和16.5mm短纖維率平均值最多相差分別為1個(gè)百分點(diǎn)（139片與80片）和0.8個(gè)百分點(diǎn)（171片與80片）。隨著鋸齒片數(shù)的增加，12.7mm和16.5mm短纖維率均有提高趨勢，但不明顯（139片12.7mm除外）。

3.3 根據(jù)加工企業(yè)棉花顏色級測試情況

表12為根據(jù)加工企業(yè)顏色級測試的12.7mm和16.5mm短纖維率的平均值及最大值、最小值。表中數(shù)據(jù)說明12.7mm短纖維率平均值為11.6%，范圍為9.4%～15.2%；高等級的平均值為10.1%，范圍為9.8%～10.4%；中等級的平均值為11.3%，范圍為9.4%～13.6%；低等級的平均值為14.2%，范圍為13.2%～15.2%；16.5mm短纖維率平均值為18.5%，范圍為13.6%～24.7%；高等級的平均值為15.3%，范圍為13.6%～16.5%；中等級的平均值為18.1%，范圍為15.4%～21.8%；低等級的平均值為23.4%，范圍為22.1%～24.7%。

表6 中等級質(zhì)量籽棉12.7mm短纖維率均值及極限 %

表7 低等級質(zhì)量籽棉12.7mm短纖維率均值及極限 %

表8 高等級質(zhì)量籽棉16.5mm短纖維率均值及極限 %

表9 中等級質(zhì)量籽棉16.5mm短纖維率均值及極限 %

表10 低等級質(zhì)量籽棉16.5mm短纖維率均值及極限 %

表11 不同鋸齒片數(shù)軋花機(jī)短纖維率測試均值及極限 %

表12 加工企業(yè)不同顏色級棉花短纖維率測試均值及極限 %

表13 紡織企業(yè)不同顏色級棉花短纖維率測試均值及極限對比 %

表14 12.7mm短纖維率測試均值及極限匯總 %

表15 16.5mm短纖維率測試均值及極限匯總 %

從不同顏色級的短纖維率平均值看，12.7mm和16.5mm短纖維率均存在白棉2級、白棉3級、淡點(diǎn)污棉1級、白棉4級、淡點(diǎn)污棉2級、淡黃染棉1級含量遞增現(xiàn)象，且白棉4級與淡點(diǎn)污棉1級較為接近。

3.4 根據(jù)紡織企業(yè)棉花顏色級測試情況

表13為根據(jù)紡織企業(yè)棉花顏色級測試的12.7mm和16.5mm短纖維率的平均值及最大值、最小值。表中數(shù)據(jù)說明中等級質(zhì)量棉花12.7mm短纖維率平均值為11.4%，范圍為9.6%～14.4%；16.5mm的平均值為18.4%，范圍為15.3%～23.1%。從測試結(jié)果看，12.7mm和16.5mm短纖維率均存在白棉3級、淡點(diǎn)污棉1級、白棉4級、淡點(diǎn)污棉2級含量遞增現(xiàn)象。

3.5 12.7mm短纖維率測試匯總

表14為4種抽樣方法測試的12.7mm高、中、低等級質(zhì)量棉花的短纖維率平均值及最小值、最大值匯總。表中數(shù)據(jù)說明12.7mm高、中、低等級質(zhì)量棉花的短纖維率平均值分別為10.2%、10.9%、14.1%；范圍分別為9.0%～11.0%、9.2%～14.4%、13.2%～15.2%。

3.6 16.5mm短纖維率匯總

表15為4種抽樣方法測試的16.5mm高、中、低等級質(zhì)量棉花的短纖維率平均值及最小值、最大值匯總。表中數(shù)據(jù)說明16.5mm高、中、低等級質(zhì)量棉花的短纖維率平均值分別為16.6%，18.2%，23.8%；范圍分別為13.6%～19.9%、15.3%～23.1%、22.1%～26.0%。

4 結(jié)論

通過以上分析及匯總可以得出以下結(jié)論：

（1）從棉花品種測試結(jié)果看，高、中等級質(zhì)量棉花不論12.7mm還是16.5mm短纖維含量差異相對均小，高、中與低等級質(zhì)量棉花差異均大。

（2）正常加工工藝下，鋸齒片數(shù)對棉花加工雖有影響，但不明顯。

（3）棉花顏色級不同，短纖維含量不同，隨著棉花顏色級的變灰變黃，短纖維率含量有所增加。

總之，通過進(jìn)行品種測試、加工設(shè)備測試和顏色級測試，可判定中等級質(zhì)量棉花即山西生產(chǎn)的主要棉花12.7mm短纖維率范圍為9.2%～14.4%；16.5mm的范圍為15.3%～23.1%。高、低等級質(zhì)量棉花因產(chǎn)量少，取樣數(shù)量少，其檢測結(jié)果有待進(jìn)一步加大檢測數(shù)據(jù)予以確定。