為助力解決國(guó)產(chǎn)棉花中短纖維率質(zhì)量水平與紡織行業(yè)需求不匹配的問(wèn)題，促進(jìn)國(guó)棉質(zhì)量提升，以GB/T 35931—2018《棉纖維棉結(jié)和短纖維率測(cè)試方法 光電法》發(fā)布為契機(jī)，2018年中國(guó)纖維質(zhì)量監(jiān)測(cè)中心組織開(kāi)展了第一輪棉花短纖維率風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)專項(xiàng)行動(dòng)。

為了進(jìn)一步提升棉花短纖維率風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)相關(guān)測(cè)試數(shù)據(jù)的可靠性，根據(jù)中國(guó)纖維質(zhì)量監(jiān)測(cè)中心的工作安排，河北省纖維檢驗(yàn)局開(kāi)發(fā)了10種原棉短纖標(biāo)樣（羅拉法賦值），并邀請(qǐng)3家不同原棉短纖維率儀器生產(chǎn)企業(yè)，對(duì)原棉短纖標(biāo)樣進(jìn)行了驗(yàn)證試驗(yàn)，用于驗(yàn)證不同原棉短纖維率測(cè)試儀器的測(cè)試精度。本文重點(diǎn)介紹原棉短纖維率指標(biāo)的現(xiàn)狀。

1 棉纖維長(zhǎng)度測(cè)試方法現(xiàn)狀

棉花短纖維率是指棉花中纖維長(zhǎng)度短于一定界限的纖維質(zhì)量（根數(shù)）占總質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)，通常我國(guó)以16mm為界，美國(guó)、澳大利亞等國(guó)以1/2英寸（12.7mm）為界。

通過(guò)系統(tǒng)梳理，現(xiàn)存的棉纖維長(zhǎng)度測(cè)量方法主要包括：

（1）單纖維測(cè)量法，測(cè)試設(shè)備AFIS單纖維測(cè)試儀（烏斯特），測(cè)試指標(biāo)包括：重量平均長(zhǎng)度、根數(shù)平均長(zhǎng)度、品質(zhì)長(zhǎng)度、上四分位長(zhǎng)度和12.7mm短纖維率（重量/根數(shù)）。

（2）分組稱重法（梳片法、羅拉法、一端平齊），包括Y121梳片式棉纖維長(zhǎng)度儀和Y111羅拉式棉纖維長(zhǎng)度分析儀，梳片法測(cè)試指標(biāo)包括：上四分位長(zhǎng)度、質(zhì)量平均長(zhǎng)度、短纖維率（質(zhì)量），測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)GB/T 13779—2008《棉纖維 長(zhǎng)度試驗(yàn)方法 梳片法》、ASTM D1440—1996(2002)《棉纖維長(zhǎng)度和長(zhǎng)度分布的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法(排列法)》。羅拉法測(cè)試指標(biāo)包括：主體長(zhǎng)度、品質(zhì)長(zhǎng)度、質(zhì)量平均長(zhǎng)度、短纖維率（質(zhì)量），測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)GB/T 6098—2018《棉纖維長(zhǎng)度試驗(yàn)方法 羅拉式分析儀法》。

（3）光電法1（一端平齊），主要測(cè)試設(shè)備XJ129棉結(jié)和短絨測(cè)試儀（陜西長(zhǎng)嶺）、Aqura棉結(jié)和短絨測(cè)試儀（印度普瑞美）、KX111纖維長(zhǎng)度分析儀（上海康信），測(cè)試指標(biāo)包括：有效長(zhǎng)度、短纖維率（根數(shù)/質(zhì)量），測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)GB/T 35931—2018《棉纖維棉結(jié)和短纖維率測(cè)試方法 光電法》。

（4）光電法2（隨機(jī)排列），主要測(cè)試設(shè)備Y146棉纖維光電照影儀和HVI大容量棉纖維測(cè)試儀長(zhǎng)度模塊（烏斯特），Y146棉纖維光電照影儀測(cè)試指標(biāo)包括：2.5%跨距長(zhǎng)度、50%跨距長(zhǎng)度、長(zhǎng)度整齊度，測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)GB/T 13781—92《棉纖維長(zhǎng)度（跨距長(zhǎng)度）和長(zhǎng)度整齊度的測(cè)定》、ISO 4913—1981 《紡織品 棉纖維 長(zhǎng)度(跨距長(zhǎng)度)和整齊度指數(shù)的測(cè)定》、ASTM D1447—2000《用纖維照影機(jī)測(cè)量法測(cè)定棉纖維的長(zhǎng)度和長(zhǎng)度均勻度的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法》。HVI大容量棉纖維測(cè)試儀長(zhǎng)度測(cè)試指標(biāo)包括：平均長(zhǎng)度、上半部平均長(zhǎng)度、長(zhǎng)度整齊度，測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)GB/T 20392—2006《HVI棉纖維物理性能試驗(yàn)方法》、ASTM D 5867—1995《用大容量?jī)x器測(cè)量棉纖維物理性能的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法》。

表1所示為棉纖維長(zhǎng)度不同測(cè)試方法異同分析。

2 原棉短纖維率技術(shù)指標(biāo)

通過(guò)系統(tǒng)梳理，可以發(fā)現(xiàn)棉纖維長(zhǎng)度測(cè)試方法中短纖維率指標(biāo)：

表1 棉纖維長(zhǎng)度不同測(cè)試方法

（1）梳片法。美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)ASTM D1440—1996 (2002)《棉纖維長(zhǎng)度和長(zhǎng)度分布的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法(排列法)》，界定為短于1/2英寸（12.7mm）的纖維質(zhì)量百分比。

（2）梳片法。國(guó)標(biāo)GB/T 13779—2008《棉纖維 長(zhǎng)度試驗(yàn)方法 梳片法》，界定為短于16mm的纖維質(zhì)量百分比。

（3）羅拉法。國(guó)標(biāo)GB/T 6098—2018《棉纖維長(zhǎng)度試驗(yàn)方法 羅拉式分析儀法》，界定為短于16mm的纖維質(zhì)量百分比（細(xì)絨棉）、20mm的纖維質(zhì)量百分比（長(zhǎng)絨棉）。

對(duì)于梳片法和羅拉法：

（1）梳片式纖維長(zhǎng)度分析儀。美標(biāo)ASTM D1440以1/8英寸（3.18mm）為間隔，國(guó)標(biāo)GB/T 13779以3mm為間隔，將纖維從長(zhǎng)至短分組稱重，有試驗(yàn)證明，當(dāng)夾取纖維時(shí)，其他纖維有向前蠕動(dòng)的現(xiàn)象，并且纖維在壓入梳片時(shí)容易彎曲，導(dǎo)致測(cè)試結(jié)果波動(dòng)較大。

（2）羅拉式纖維長(zhǎng)度分析儀。來(lái)源于蘇聯(lián)茹可夫棉纖維長(zhǎng)度分析儀，以2mm（1mm，2018版新增）為間隔，將纖維從短至長(zhǎng)分組稱重，有試驗(yàn)證明，當(dāng)夾取纖維時(shí)，分出的每組纖維再進(jìn)行細(xì)分，發(fā)現(xiàn)抽取的每組纖維包含比本組短和比本組長(zhǎng)的纖維，因此在羅拉法標(biāo)準(zhǔn)中，需要對(duì)每組稱見(jiàn)重量進(jìn)行修正，現(xiàn)行羅拉法標(biāo)準(zhǔn)中修正公式來(lái)源于蘇聯(lián)茹可夫棉纖維長(zhǎng)度分析儀，且自1985版以來(lái)一直沿用，文獻(xiàn)[1]給出了不同的修正公式，如有必要，應(yīng)針對(duì)現(xiàn)行國(guó)內(nèi)棉花品種，研究符合中國(guó)棉花國(guó)情的修正公式。

（3）梳片法將纖維從長(zhǎng)至短分組稱重，且每組長(zhǎng)度間隔（美標(biāo)1/8英寸、國(guó)標(biāo)3mm），羅拉法將纖維從短至長(zhǎng)分組稱重，且每組長(zhǎng)度間隔2mm（1mm，2018版新增），從測(cè)試誤差角度，梳片法測(cè)試誤差大于羅拉法，因而在我國(guó)棉紡行業(yè)，羅拉法逐漸取代梳片法。

2.1 梳片法

在GB/T 13779—2008《棉纖維長(zhǎng)度試驗(yàn)方法 梳片法》中，短纖維率R按下式（1）計(jì)算：

式中：

R——短纖維率，%；

mj——第j組纖維質(zhì)量，mg；

i——短于16mm（細(xì)絨棉）的短纖維組序數(shù)；

n——纖維分組數(shù)。

表2所示為GB/T 13779—2008《棉纖維長(zhǎng)度試驗(yàn)方法梳片法》 附錄A計(jì)算實(shí)例（3mm組距）。從表2可知，短于16mm（細(xì)絨棉）的短纖維組序數(shù)為5，纖維長(zhǎng)度范圍13.01mm～16.00mm，組中值14.5mm，因此，梳片法選取第5組最大纖維長(zhǎng)度16mm，作為短纖維率指標(biāo)。

2.2 羅拉法

在GB/T 6098—2018《棉纖維長(zhǎng)度試驗(yàn)方法 羅拉法》中，短纖維率R按下式（2）計(jì)算：

式中：

R——短纖維率，%；

mr——不長(zhǎng)于16mm（細(xì)絨棉）的短纖維質(zhì)量，mg；

m1——長(zhǎng)于16mm（細(xì)絨棉）的短纖維質(zhì)量，mg。

表3所示為GB/T 6098—2018《棉纖維長(zhǎng)度試驗(yàn)方法羅拉法》 附錄A原始記錄（2mm組距）?？紤]到羅拉法測(cè)試方法特性，即抽取的每組纖維同時(shí)包含比本組短和比本組長(zhǎng)的纖維，在羅拉法標(biāo)準(zhǔn)中，需要對(duì)每組稱見(jiàn)重量應(yīng)用公式（2）修正至真實(shí)質(zhì)量，因此短纖維率指標(biāo)計(jì)算基于各組真實(shí)質(zhì)量。

從表3可知，mr為分組序數(shù)1～5的真實(shí)質(zhì)量之和（m1+m2+m3+m4+m5），與此對(duì)應(yīng)的渦輪刻度為16，組5纖維長(zhǎng)度范圍14.50mm～16.49mm，組中值15.5mm，因此，有機(jī)構(gòu)認(rèn)為16mm 短纖維率（質(zhì)量），實(shí)際上應(yīng)為16.5mm短纖維率（質(zhì)量）。

從上述分析可知，梳片法短纖維率指標(biāo)計(jì)算基于各組稱見(jiàn)質(zhì)量，不需要進(jìn)行質(zhì)量換算，因此應(yīng)用界定的短纖維組最大纖維長(zhǎng)度（16mm）作為短纖維率指標(biāo)。

與此不同的是，羅拉法短纖維率指標(biāo)計(jì)算基于各組真實(shí)質(zhì)量，各組真實(shí)質(zhì)量按下式（3）計(jì)算：

式中：

mj——第j組真實(shí)質(zhì)量，mg；

mj-1——第j-1組稱見(jiàn)質(zhì)量，mg；

m'j——第j組稱見(jiàn)質(zhì)量，mg；

mj＋1——第j+1組稱見(jiàn)質(zhì)量，mg。

參照稱見(jiàn)質(zhì)量與真實(shí)質(zhì)量的計(jì)算公式（3），相對(duì)應(yīng)的，可以得到各組真實(shí)組中值，參見(jiàn)公式（4）：

式中：

Lj——第j組真實(shí)組中值，mm；

Lj-1——第j-1組名義組中值，mm；

L'j——第j組名義組中值，mm；

Lj＋1——第j+1組名義組中值，mm。

相應(yīng)的，渦輪刻度16，分組序數(shù)5纖維長(zhǎng)度范圍14.50mm～16.49mm，組中值15.5mm，真實(shí)組中值應(yīng)為15.9mm，考慮到各組真實(shí)質(zhì)量包含上、下相鄰組部分纖維，因此不能應(yīng)用該組最大值16.5mm作為短纖維率指標(biāo)，而只能應(yīng)用該組真實(shí)組中值15.9mm作為短纖維率指標(biāo)。

表2 GB/T 13779—2008 原始記錄（3mm組距）

表3 GB/T 6098—2018 原始記錄（2mm組距）

因此，考慮到羅拉法測(cè)試特性，即各組真實(shí)質(zhì)量包含上、下相鄰組部分纖維，同時(shí)JJF(紡織) 024—2015《羅拉式纖維長(zhǎng)度分析儀校準(zhǔn)規(guī)范》中4.2.6擋溜板內(nèi)壁與纖維輸出羅拉鉗口有效控制中心距允差0.1mm，考慮到與渦輪刻度（16）及梳片法中短纖維率指標(biāo)相統(tǒng)一，建議仍然保持羅拉法16mm 短纖維率技術(shù)指標(biāo)，不要調(diào)整為16.5mm短纖維率。

3 關(guān)于短纖維率技術(shù)指標(biāo)的思考

關(guān)于16mm短纖維率（質(zhì)量）技術(shù)指標(biāo)是否調(diào)整為16.5mm短纖維率（質(zhì)量），需要考慮以下幾個(gè)方面的問(wèn)題，具體來(lái)講：

（1）GB/T 6098—2018《棉纖維長(zhǎng)度試驗(yàn)方法 羅拉法》，自1985版以來(lái)，一直界定為短于16mm的纖維質(zhì)量百分比，需要究根溯源，探究當(dāng)初設(shè)定16mm短纖維率（質(zhì)量）的因素，有必要的話，需要追溯至蘇聯(lián)茹可夫棉纖維長(zhǎng)度分析儀及測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)規(guī)定；

（2）現(xiàn)行GB/T 13779—2008《棉纖維 長(zhǎng)度試驗(yàn)方法 梳片法》，界定為短于16mm的纖維質(zhì)量百分比，GB/T 35931—2018《棉纖維棉結(jié)和短纖維率測(cè)試方法 光電法》界定為短于16mm的纖維質(zhì)量百分比；考慮到國(guó)內(nèi)梳片法、羅拉法和光電法標(biāo)準(zhǔn)均規(guī)定短纖維率技術(shù)指標(biāo)為16mm短纖維率（質(zhì)量），以及國(guó)內(nèi)棉紡行業(yè)一直以來(lái)使用習(xí)慣，有必要的話，應(yīng)組織國(guó)內(nèi)相關(guān)行業(yè)專家統(tǒng)一認(rèn)識(shí)。