基于棉花纖維品質(zhì)的檢驗(yàn)分析

紀(jì)曉杰

（青島市纖維紡織品監(jiān)督檢驗(yàn)研究院，山東 青島 266061）

對(duì)棉花質(zhì)量的評(píng)判需要通過(guò)棉花纖維品質(zhì)的檢驗(yàn)，并對(duì)檢驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行分析，基于此確定棉花的顏色級(jí)。本研究旨在明確棉花檢驗(yàn)指標(biāo)，提出棉花顏色特征級(jí)指標(biāo)的重要性，探討中國(guó)棉花纖維品質(zhì)的評(píng)價(jià)，重點(diǎn)分析國(guó)外棉花纖維品質(zhì)評(píng)價(jià)的研究進(jìn)展和國(guó)內(nèi)棉花纖維品質(zhì)評(píng)價(jià)的研究進(jìn)展，以中國(guó)棉花公證檢驗(yàn)阿拉爾實(shí)驗(yàn)室為例，介紹我國(guó)棉花檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室新設(shè)備的應(yīng)用對(duì)提高棉花品質(zhì)的幫助。

1 棉花纖維品質(zhì)的檢驗(yàn)

1.1 棉花檢驗(yàn)指標(biāo)

關(guān)于棉花纖維質(zhì)量的檢測(cè)指標(biāo)，中國(guó)學(xué)者以及外國(guó)學(xué)者都對(duì)這方面的問(wèn)題進(jìn)行了研究。目前，主要的棉花質(zhì)量檢測(cè)指標(biāo)包括顏色級(jí)、長(zhǎng)度、強(qiáng)力、整齊度、馬克隆值、反射率等。

測(cè)試棉花纖維長(zhǎng)度時(shí)，有逐根法、分組法、不分組法、光電法等。中國(guó)目前采用的主要測(cè)量長(zhǎng)度方法是手扯尺量法，分組劃分的一個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn)是1 mm。采用這種方法測(cè)試對(duì)檢驗(yàn)人員的手法要求高，但是操作起來(lái)簡(jiǎn)便，不需使用復(fù)雜的儀器設(shè)備，而且具有代表性[1]。

均勻性主要是對(duì)纖束的長(zhǎng)度分布情況進(jìn)行了解，采用不同的測(cè)量方法。具體的指標(biāo)是跨距均勻度和分梳均勻度。

成熟度指數(shù)是對(duì)纖維細(xì)胞壁的增厚程度予以反映的指標(biāo)。細(xì)度指數(shù)所反映的是纖維的直徑，綜合指標(biāo)即為棉花的馬克隆值，主要通過(guò)儀器檢驗(yàn)纖維對(duì)氣流所產(chǎn)生的阻力大小獲得。

在棉花纖維的各項(xiàng)指標(biāo)當(dāng)中，顏色級(jí)需要高度重視，主要采用直觀判斷的方法?，F(xiàn)在，棉花的生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)在檢驗(yàn)棉花的質(zhì)量并進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)都使用這一指數(shù)。對(duì)棉花的色澤造成影響的指標(biāo)主要包括棉花纖維的反射率以及棉花纖維的黃度。

棉花纖維的齊度，就是要對(duì)纖維束長(zhǎng)度的分布情況進(jìn)行了解。檢驗(yàn)采用的方法不同，具體的指標(biāo)包括整齊度和跨距整齊度。

1.2 棉花顏色級(jí)指標(biāo)

在對(duì)棉花纖維的品質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)的過(guò)程中，一個(gè)重要的衡量指標(biāo)是棉花的顏色級(jí)，根據(jù)比色法中的反射率和黃度指標(biāo)定量分析棉花的顏色。

在棉花纖維檢測(cè)的過(guò)程中，應(yīng)用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)可以獲得良好的效果。使用大容量快速纖維測(cè)試儀時(shí)，可以對(duì)顏色特征級(jí)進(jìn)行檢測(cè)和研究。國(guó)外對(duì)棉花顏色級(jí)特征的研究比較早，其中，美國(guó)是最早從事這項(xiàng)研究的國(guó)家。通過(guò)使用不同的測(cè)色儀，根據(jù)測(cè)量的結(jié)果可以明確。棉花的顏色不同，纖維的品質(zhì)也存在差異，主要體現(xiàn)為亮度的不同和色調(diào)深度的不同[2]。

美國(guó)通過(guò)棉花的顏色特征進(jìn)行劃分，主要包括3種類(lèi)型，即白棉花、黃染棉花、點(diǎn)污棉花。中國(guó)對(duì)棉花顏色特征的研究雖然起步比較晚，但是已經(jīng)形成了系統(tǒng)，主要包括4類(lèi)，即白棉、淡點(diǎn)污棉、淡黃染棉和黃染棉。

2 中國(guó)棉花纖維品質(zhì)的評(píng)價(jià)

棉花纖維質(zhì)量評(píng)價(jià)需要嚴(yán)格按照程序進(jìn)行，每個(gè)環(huán)節(jié)都不能忽視。評(píng)價(jià)的第一步是通過(guò)感官作出判斷，基于此，不斷細(xì)化棉花質(zhì)量指標(biāo)，然后設(shè)定量化指標(biāo)，對(duì)棉花的纖維品進(jìn)行質(zhì)量分析，從而對(duì)棉花進(jìn)行評(píng)價(jià)。從中國(guó)棉花纖維質(zhì)量評(píng)價(jià)情況以及外國(guó)的棉花纖維質(zhì)量評(píng)價(jià)情況來(lái)看，標(biāo)準(zhǔn)各有不同，每種棉花所設(shè)定的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)都不是固定不變的，而是不斷變化的，并且與國(guó)家的經(jīng)濟(jì)、政治以及科學(xué)技術(shù)等元素存在關(guān)聯(lián)性[3]。從評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的變化情況來(lái)看，主要是從定性分析到定量分析，從感官層面分析到應(yīng)用工具分析，起初的分析比較粗糙，逐漸精細(xì)化。隨著棉花纖維品質(zhì)的評(píng)價(jià)不斷發(fā)展，棉花質(zhì)量評(píng)價(jià)體系也在不斷完善。在檢測(cè)棉纖維質(zhì)量以及評(píng)價(jià)的過(guò)程中，需要嚴(yán)格按照有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。雖然中國(guó)對(duì)于這項(xiàng)研究的起步比較晚，但是已經(jīng)獲得良好的研究成果。

2.1 國(guó)外棉花纖維品質(zhì)評(píng)價(jià)的研究進(jìn)展

進(jìn)入18世紀(jì)的中后期階段，英國(guó)的棉花商人采用商業(yè)實(shí)踐的方式，按照棉花的顏色對(duì)棉花進(jìn)行分類(lèi)。19世紀(jì)，英國(guó)將棉花質(zhì)量劃分為上等質(zhì)量、中等質(zhì)量、下等質(zhì)量以及污染質(zhì)量。采用這種方法評(píng)價(jià)棉花品質(zhì)時(shí)，一個(gè)重要的特點(diǎn)就是簡(jiǎn)單、容易操作，主要采用的是感官檢驗(yàn)方法。但是，這種方法在具體的應(yīng)用中存在局限性，而且具有模糊性特點(diǎn)[4]。由于所采用的方法缺乏科學(xué)性，評(píng)價(jià)的結(jié)果不夠準(zhǔn)確，而且缺乏合理性，很有可能導(dǎo)致貿(mào)易糾紛，但是也存在優(yōu)點(diǎn)，即對(duì)棉花質(zhì)量評(píng)價(jià)的發(fā)展起到促進(jìn)作用。因此，雖然這種檢驗(yàn)方法存在不足，但也具有積極意義。

20世紀(jì)，為提高棉花品質(zhì)評(píng)價(jià)工作的可操作性，美國(guó)農(nóng)業(yè)部提出了棉花纖維質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，主要?jiǎng)澐譃?個(gè)等級(jí)。但是，由于這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)還沒(méi)有頒布實(shí)施，這項(xiàng)工作就決定于貿(mào)易雙方在實(shí)際應(yīng)用中的情況。進(jìn)入20世紀(jì)，國(guó)際上統(tǒng)一了棉花標(biāo)準(zhǔn)，明確了棉制品所具備的價(jià)值，使得棉制品有了更高的商業(yè)地位[5]。1923年，美國(guó)頒布并實(shí)施了《棉花標(biāo)準(zhǔn)法》，規(guī)定棉花質(zhì)量檢驗(yàn)工作需要與實(shí)物作比較，確保實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)與貿(mào)易雙方的檢驗(yàn)需要相符合。

1930年以后，棉花的國(guó)際貿(mào)易發(fā)展速度加快。一些經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家在檢驗(yàn)棉花質(zhì)量時(shí)使用檢測(cè)儀器，重點(diǎn)監(jiān)測(cè)纖維的長(zhǎng)度和纖維的強(qiáng)度，并制定了科學(xué)有效的儀器檢測(cè)方法，同時(shí)出臺(tái)了檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。但是，從商業(yè)化情況來(lái)看，纖維質(zhì)量的評(píng)價(jià)仍然以感官為主，主要是采用儀器檢測(cè)方法雖然有較高的準(zhǔn)確度，但是速度比較慢，而且操作比較煩瑣，檢測(cè)的進(jìn)度慢，不能滿足商業(yè)化發(fā)展需求。

進(jìn)入20世紀(jì)中葉，美國(guó)研究并開(kāi)發(fā)了一套棉花纖維檢測(cè)系統(tǒng)。通過(guò)從實(shí)際應(yīng)用角度深入研究，建立了棉花品質(zhì)快速檢測(cè)指標(biāo)體系。棉花纖維檢測(cè)系統(tǒng)可以對(duì)棉花的物理特性進(jìn)行檢測(cè)，這為儀器檢測(cè)奠定了良好的基礎(chǔ)。為了保證儀器檢測(cè)實(shí)施的合法化，美國(guó)在法律上和政策上給予了支持，基于此，定量分析纖維質(zhì)量并作出評(píng)價(jià)[6]。

2.2 國(guó)內(nèi)棉花纖維品質(zhì)評(píng)價(jià)的研究進(jìn)展

20世紀(jì)60年代，中國(guó)針對(duì)國(guó)外棉花檢測(cè)方法進(jìn)行研究，并研究了先進(jìn)的檢測(cè)技術(shù)用于檢測(cè)纖維品質(zhì)，制定了符合中國(guó)棉花國(guó)情的標(biāo)準(zhǔn)。中國(guó)的棉花質(zhì)量檢測(cè)實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化并規(guī)范化實(shí)施，基于統(tǒng)一檢查的方式，對(duì)棉花貿(mào)易的發(fā)展起到了促進(jìn)作用，推動(dòng)了棉花產(chǎn)業(yè)的快速穩(wěn)定發(fā)展。此后，我國(guó)頒布了棉花纖維檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)實(shí)際需要不斷修訂并予以完善，從原有的10種檢測(cè)方法增加到15種檢測(cè)方法。1999年，定量劃分為棉花第二年檢驗(yàn)指標(biāo)，如此對(duì)于棉花纖維質(zhì)量的檢驗(yàn)從感官檢驗(yàn)轉(zhuǎn)向了儀器檢驗(yàn)[7]。

進(jìn)入21世紀(jì)，中國(guó)棉花質(zhì)量檢測(cè)體系進(jìn)一步深化改革，專(zhuān)業(yè)人員應(yīng)用大容量快速棉花檢測(cè)儀對(duì)棉花纖維質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)。目前，國(guó)內(nèi)外學(xué)者都開(kāi)始研究棉花纖維質(zhì)量的檢測(cè)與評(píng)價(jià)，取得了一定成果，對(duì)棉花品質(zhì)的提高起到了促進(jìn)作用。

3 中國(guó)棉花公證檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室的發(fā)展

隨著中國(guó)科學(xué)科術(shù)發(fā)展速度的不斷加快，棉花檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)也越來(lái)越完善。中國(guó)已經(jīng)成立了多家棉花公證檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室。以中國(guó)棉花公證檢驗(yàn)阿拉爾實(shí)驗(yàn)室舉例說(shuō)明，該實(shí)檢室在2009年成立，針對(duì)當(dāng)?shù)氐拿藁ㄙ|(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)，該實(shí)驗(yàn)室平均每年需要對(duì)當(dāng)?shù)氐?0萬(wàn)噸棉花纖維進(jìn)行檢驗(yàn)，任務(wù)非常繁重[8]。這項(xiàng)工作經(jīng)過(guò)了10多年的探索，并在技術(shù)上不斷改進(jìn)，已經(jīng)獲得了明顯成效。在對(duì)棉花的檢驗(yàn)中，主要采用了大容量棉花纖維測(cè)試儀（High Volume Instrument，HVI），該儀器技術(shù)先進(jìn)，雖然檢測(cè)的過(guò)程比較煩瑣，但是檢測(cè)的結(jié)果準(zhǔn)確，能夠檢測(cè)棉花的各項(xiàng)物理性能指標(biāo)，為第一師阿拉爾市的棉花質(zhì)量提升提供保障。

在軋工質(zhì)量方面，阿拉爾實(shí)驗(yàn)室的棉花質(zhì)量檢驗(yàn)人員按照檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)通過(guò)感觀進(jìn)行檢驗(yàn)。按照軋工質(zhì)量的定義，對(duì)籽棉進(jìn)行加工處理之后，判斷皮棉外觀形態(tài)的粗糙程度，明確棉花纖維含有疵點(diǎn)的種類(lèi)以及疵點(diǎn)量，根據(jù)國(guó)家棉花實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)對(duì)棉花的纖維品質(zhì)作出準(zhǔn)確的判斷，設(shè)定3項(xiàng)指標(biāo)，即優(yōu)等、中等和差等[9]。

統(tǒng)計(jì)2018年度阿拉爾棉花加工企業(yè)公檢細(xì)絨棉軋工質(zhì)量狀況發(fā)現(xiàn)，各個(gè)加工棉花的企業(yè)中，98.9%的企業(yè)軋工質(zhì)量為P2檔；五團(tuán)加工廠的軋工質(zhì)量比較好，八團(tuán)加工廠和塔河種業(yè)金銀川分公司的軋工質(zhì)量也非常好。根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，11.3%的企業(yè)軋工質(zhì)量為P1檔。關(guān)于HVI檢測(cè)儀檢驗(yàn)指標(biāo)，2018年，統(tǒng)計(jì)當(dāng)?shù)氐拿藁ㄙ|(zhì)量，區(qū)分棉花顏色級(jí)，主體為白棉3級(jí)，96.1%的白棉為3級(jí)以上；棉花的平均斷裂比強(qiáng)度為28.33 cN/tex，平均長(zhǎng)度為29.19 mm，棉花的平均長(zhǎng)度整齊度指數(shù)是82.5，93.9%的棉花馬克隆值為A級(jí)和B級(jí)。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)上述研究可以明確，農(nóng)業(yè)優(yōu)質(zhì)品種的選育過(guò)程中，需要以樣品實(shí)驗(yàn)作為依據(jù)，大量的棉花樣品實(shí)驗(yàn)所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)對(duì)棉花的選育都具有參考價(jià)值，有助于推進(jìn)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)更好更快地發(fā)展。通過(guò)深入研究棉花纖維質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)價(jià)理論，提高棉花質(zhì)量、促進(jìn)棉花檢驗(yàn)隊(duì)伍專(zhuān)業(yè)化的同時(shí)，還需要提高檢驗(yàn)水平、完善檢驗(yàn)設(shè)備，創(chuàng)造更高的農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)利潤(rùn)。