不同品質(zhì)類型海島棉可紡性研究

摘要 采用常規(guī)棉紡精梳工藝，評價不同品質(zhì)類型海島棉的可紡性。結(jié)果表明：紡高號紗時馬克龍值較高的品種能有效控制棉結(jié)，紡低號紗時纖維細(xì)度和斷裂比強度更有利于紗線強力的提升，纖維長度長有利于棉結(jié)的控制，而較高斷裂比強度有利于提升紗線強力。

關(guān)鍵詞 海島棉；可紡性；纖維品質(zhì)；纖維細(xì)度；成紗質(zhì)量

中圖分類號 TS102 文獻標(biāo)識碼 A 文章編號 0517-6611（2024）21-0159-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.21.033

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：

Study on the Spinnability of Island Cotton of Different Quality Types

BAI Yu-lin1，2， LIU Lu1，2， WANG Cheng-qiang1，2 et al

（1.Changji Esquel Textile Co.， Ltd.， Changji， Xinjiang 831100; 2.Xinjiang Cotton Spinning Engineering Technology Research Center， Urumqi， Xinjiang 830054）

Abstract The spinnability of different quality types of Island cotton was evaluated by using conventional cotton spinning combing process. The results show： the higher Macron value can effectively control the neps when spinning high count yarn， the fiber fineness and fiber strength are more useful to the improvement of yarn strength when spinning low count yarn， the long fiber length is helpful to control of the neps， and the higher fiber strength is beneficial to the improvement of yarn strength.

Key words Island cotton;Spinnability;Fiber quality;Fiber fineness;Yarn quality

基金項目 新疆維吾爾自治區(qū)科技廳“天山英才”基層科技骨干人才（2023TSYCJC0021）。

作者簡介 白玉林（1980—），男，青海民和人，高級農(nóng)藝師，從事海島棉育種研究。*通信作者，副研究員，從事海島棉育種研究。

收稿日期 2023-12-13

新疆作為我國唯一的海島棉生產(chǎn)區(qū)，纖維具有色白柔長、整齊度及斷裂比強度優(yōu)良的特性［1］，是生產(chǎn)高端棉紡產(chǎn)品的優(yōu)質(zhì)原料。原棉品質(zhì)的優(yōu)劣決定著成紗質(zhì)量的高低，尤其紗線強力的提高有利于提升產(chǎn)品質(zhì)量及可塑性，降低紗線斷頭率，提高生產(chǎn)效率，從而提升經(jīng)濟效益［2-3］ ，紗線強力的提高與纖維細(xì)度、纖維強力及纖維長度等品質(zhì)指標(biāo)密不可分，纖維細(xì)度與紗條截面中的平均纖維根數(shù)相關(guān)，纖維越細(xì)，纖維間的抱合力和摩擦力越高，滑脫纖維根數(shù)就會減少，成紗強度就會提高，同時成紗條干的不勻率就越好［2，4］；當(dāng)其他條件相同，比強度越高，成紗強力會越大，紡紗的品質(zhì)指標(biāo)也就越高［5］；纖維長度短時，長度的增加對單紗強力的提高顯著，而當(dāng)纖維足夠長時，長度的影響就不夠顯著［6-7］；適當(dāng)?shù)鸟R克隆值可提高成紗強力，當(dāng)海島棉馬克隆值在3.5～4.0時，其成紗條干均勻，纖維抱合良好，強力較高［5，8］。目前新疆審定品種不論是陸地棉還是海島棉，品質(zhì)性狀突破不大，同質(zhì)化嚴(yán)重［9-11］，其中適合生產(chǎn)中低號紗、低附加值的原材料多，而用于生產(chǎn)高品質(zhì)、多類型、高附加值的原材料少，上、下游產(chǎn)業(yè)的資源錯位，不利于整個棉花-棉紡產(chǎn)業(yè)的有序、健康發(fā)展。

目前，針對育成品種（系）開展可紡性評價的研究鮮見報道［12-13］，筆者從上、下游產(chǎn)業(yè)需求出發(fā)，根據(jù)育成材料的特性開展試紡工作，評價不同材料的可紡性并明確其開發(fā)應(yīng)用前景，一方面為海島棉品質(zhì)育種與高端棉紡產(chǎn)業(yè)緊密結(jié)合提供新的思路，另一方面為純棉高檔紗的生產(chǎn)提供技術(shù)支持，并為棉紡企業(yè)提供更多可選擇的優(yōu)質(zhì)原棉，幫助企業(yè)著力打造優(yōu)勢產(chǎn)品，進一步提升新疆長絨棉的市場競爭力。

1 材料與方法

1.1 試紡材料 均為自主選育的新材料，具有不同品質(zhì)特性，其中元龍28號（YL28#）為豐產(chǎn)型高衣分高馬克隆值材料，元龍34號（YL34#）為超細(xì)超長高強力材料，元龍39號（YL39#）為豐產(chǎn)型高強力材料，元龍51號（YL51#）為豐產(chǎn)型超細(xì)高強力材料。

1.2 配棉 紡紗號數(shù)為 4.2～14.8 tex，采用單一原料為配棉，考察試紡材料紡不同號數(shù)紗線時的優(yōu)缺點，最大程度發(fā)揮原棉品質(zhì)，實現(xiàn)經(jīng)濟效益最大化。

1.3 紡紗流程 紡4.2～14.8 tex紗采用以下工藝流程：①原棉， 從原棉庫抽取試紡材料原棉，并對其進行HVI檢測；②開清棉，將打包的原棉進行抓棉開松，剔除異纖，確保原棉純度，降低后端制造瑕疵的產(chǎn)生；③梳棉，采用TC5-1梳棉機將開松后的棉束梳理為單根纖維，并剔除棉結(jié)和雜質(zhì)，使棉纖維集合為棉條；④精梳，采用E62精梳機再進行一次梳理，梳去短絨（長度小于12.7 mm）的同時進一步剔除棉結(jié)，使纖維間平行排列，以便讓保留的纖維在細(xì)度、長度、整齊度等方面較為均勻一致；⑤并條，通過并條設(shè)備使纖維平行伸直度更好，具有自調(diào)勻整功能，使棉條定量穩(wěn)定；⑥粗紗，將棉條進行牽伸，使棉條變細(xì)變勻；⑦細(xì)紗，將粗紗進行牽伸、加捻，按要求紡成所需單紗。

1.4 測試方法 原棉測試采用USTER HVI1000大容量棉花纖維測試分析儀；梳棉纖維細(xì)度測試采用USTER AFIS PRO纖維測試分析儀，測定梳棉條、精梳棉條細(xì)度，采用mtex；紗線測試采用USTER TENSOJET 4型強力儀，測定紗線的斷裂強力、斷裂伸長率等指標(biāo)，測試采用特克斯制；采用USTER TESTER 4條干儀，測定紗線的條干CV%、棉結(jié)+200%和毛羽。

2 結(jié)果與分析

2.1 原棉品質(zhì)

對試紡材料進行HVI測試（表1），其中主要纖維品質(zhì)指標(biāo)中馬克隆值表現(xiàn)為YL28#>YL39#>YL34#>YL51#，上半部平均長度表現(xiàn)為YL34#>YL39#>YL51#>YL28#，斷裂比強度表現(xiàn)為YL39#>YL51#>YL34#>YL28#，整齊度指數(shù)表現(xiàn)為YL34#>YL51#>YL39#>YL28#，成熟度表現(xiàn)為YL39#=YL28#>YL34#>YL51#。分析參試材料的品質(zhì)結(jié)果，其中YL28#各項指標(biāo)與Pima棉較接近，YL34#、YL51#的馬克隆值、成熟度較吉扎87稍低，但斷裂比強度較吉扎87高，YL39#的斷裂比強度最高，其他品質(zhì)居中。因此，可將YL28#歸為高馬克隆值、短纖維類型，將YL34#歸為低馬克隆值、高強力超長類型，將YL39#歸為高馬克隆值、高強力類型，將YL51#歸為低馬克隆值、高強力類型。

2.2 梳棉質(zhì)量

分析試紡材料不同梳棉階段測試結(jié)果（表2），隨著紡紗流程的進行棉結(jié)逐漸降低，纖維細(xì)度逐步升高，各長度指標(biāo)呈高—低—高的變化，短絨率則表現(xiàn)為低—高—低的變化。原棉中，棉結(jié)方面以YL28#最高，YL39#最低，且均在較低范圍；纖維長度、上四分位長度（w）及5%長度均以YL34#最長，YL28#最短；短絨率方面，YL34#最高，YL28#和YL51#最低；纖維細(xì)度以YL51#最細(xì)，YL28#最粗。梳棉后，棉結(jié)有大幅降低，其中YL28#降幅最大，YL34#降幅最小，這與纖維的細(xì)度、長度及成熟度有關(guān)，YL34#棉花細(xì)且長，剛度低，在梳理過程中，纖維容易糾纏成結(jié)，再次形成棉結(jié)；所有材料的纖維長度、上四分位長度及5%長度均低于原棉，其中YL34#仍為最長，但短絨率小幅增加，原因可能與開清棉過程中機械作用造成的二次傷害有關(guān)；由于梳去部分棉結(jié)、不成熟纖維等，纖維細(xì)度逐漸變粗，其中YL39#增加的最多為9 mtex。精梳后，棉結(jié)再一次大幅降低，各材料間相差不大，基本將原棉中75%～90%的棉結(jié)剔除；纖維長度、上四分位長度及5%長度整體較原棉長，并且YL34#始終保持其長度優(yōu)勢，其中纖維長度在40～48 mm的占比最高（表3）；短絨率整體下降明顯，較原棉下降約60%；隨著大量短絨及棉結(jié)的剔除，纖維細(xì)度繼續(xù)變粗，YL51#仍然最細(xì)，但比原棉增加了10 mtex，YL39#最粗，較原棉增加了16 mtex，YL34#纖維細(xì)度低于150 mtex的占比最高，為63.9%，YL28號最低，為49.7%（表4）；落棉率方面，YL34#最低，為13.9%，而YL51#最高，為15.1%（表2），從落棉率看，YL34#使用成本相對較經(jīng)濟。經(jīng)過梳棉階段，去除大量棉結(jié)和短絨，使棉纖維粗細(xì)、長短更加均勻整齊，為后端生產(chǎn)奠定良好的基礎(chǔ)。

2.3 紗線質(zhì)量

通過分析試紡材料紡不同號數(shù)紗的質(zhì)量可知（表5），條干均勻性、棉結(jié)+200%、強度及伸長基本隨試紡號數(shù)的降低而逐漸惡化，毛羽則逐漸優(yōu)化。紡14.8 tex紗時，纖維細(xì)、強力高的材料（YL34#、YL51#）具有更好的條干均勻性及強度， YL28#在棉結(jié)+200%和伸長率方面表現(xiàn)更優(yōu)。

紡11.8 tex紗時，纖維細(xì)、強力高的材料仍在條干均勻性、強度方面優(yōu)勢明顯，強度也是最大的，而YL28#的棉結(jié)+200%增幅明顯。紡5.9 tex紗時，條干均勻性、棉結(jié)+200%整體惡化幅度較大，以YL28#各項指標(biāo)變差最嚴(yán)重，而強力較高的材料織成的紗仍有較高的強度。紡4.2 tex紗時，YL34#得益于優(yōu)良的纖維細(xì)度、長度及強力，整體成紗指標(biāo)較優(yōu)，尤其是棉結(jié)+200%最低，而YL39#因纖維較粗，棉結(jié)+200%最多，成紗強度最低，由于YL51#纖維稍短，其棉結(jié)+200%較高，但其纖維更細(xì)，使其成紗強度最高。

3 討論

纖維長度、纖維斷裂比強度、纖維細(xì)度、纖維成熟度指數(shù)、纖維整齊度指數(shù)與成紗質(zhì)量關(guān)系密切，其中紗線強力影響著后序加工時的織造效率及質(zhì)量，紗線強力的提高會進一步提升面料的斷裂強力和撕破強力。該試紡結(jié)果表明，不同品質(zhì)類型海島棉紡不同號數(shù)紗線時的主要指標(biāo)遠優(yōu)于緊密紡精梳本色紗線FZ/T 12018—2019行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)［14］優(yōu)等品級的要求，紡高號數(shù)紗時（14.8～11.8 tex），為提升布面光潔和平整度可采用馬克隆值較高的品種來降低紗線棉結(jié)，減少布面疵點及挑修成本［8］，提升生產(chǎn)效率。雖然紡紗號數(shù)主要由纖維長度決定，但在紡低號紗時，纖維細(xì)度和纖維斷裂比強度對紗線強力的提升作用更加明顯，而較長纖維更利于棉結(jié)+200%的控制。不論品種纖維粗細(xì)，紡5.9 tex以下的紗時，纖維斷裂比強度高的品種能明顯提高成紗強力，有利于提升后端生產(chǎn)制造，最終提升布面的斷裂強力和撕破強力。

4 結(jié)論

（1）馬克隆值高、成熟度好而長度稍短的原棉，適合生產(chǎn)11.8～14.4 tex紗，能有效降低棉結(jié)，提升布面的平整度。

（2）馬克隆值高、成熟度好且斷裂比強度高的原棉，適合生產(chǎn)11.8～5.9 tex紗，能明顯提高紗線強力，實現(xiàn)經(jīng)濟效益最大化。

（3）馬克隆值低、纖維細(xì)度細(xì)、整齊度高，斷裂比強度高的原棉，適合生產(chǎn)4.2 tex紗及低于此號數(shù)的紗，不僅能保持較高的紗線強力，整體的紗線質(zhì)量能確保后端生產(chǎn)需求，具備生產(chǎn)出高品質(zhì)，高附加值產(chǎn)品，進一步提升產(chǎn)品市場競爭力。

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