文/阿不都熱西提·買買提 杜衛(wèi)東 王新麗

棉花短纖維率是評價棉花加工質(zhì)量及棉紗配棉質(zhì)量的重要指標之一，一直以來棉花產(chǎn)業(yè)鏈上下游供需雙方都很關(guān)注。由于不同產(chǎn)地棉花品質(zhì)存在差異，對不同產(chǎn)地的棉花短纖維率及長度進行分析很有必要[1-5]。新疆是我國最大優(yōu)質(zhì)商品棉生產(chǎn)基地，棉花產(chǎn)量占全國產(chǎn)量的87.3%。產(chǎn)能優(yōu)勢奠定了新疆棉花產(chǎn)業(yè)重要地位，其中南疆地區(qū)棉花產(chǎn)量占比較大，因此本文以南疆棉花質(zhì)量為研究對象，分析棉花短纖維率與纖維長度的相關(guān)性，為進一步提升棉花加工質(zhì)量提供技術(shù)參考。

1 基本情況

自棉花公證檢驗制度實行以來，纖維檢驗機構(gòu)一直開展棉花品質(zhì)逐包檢驗工作，主要對棉花的顏色級、軋工質(zhì)量、長度、長度整齊度、斷裂比強度、馬克隆值等指標進行考核，但棉花短纖維率指標一直未納入棉花質(zhì)量考核體系，不利于下游棉紡企業(yè)選購棉花及配棉質(zhì)量控制。為進一步推進棉花質(zhì)量提升工作，相關(guān)部門、院校一直積極開展棉花短纖維率的研究工作。2020年我們對新疆南疆當?shù)孛藁庸て髽I(yè)生產(chǎn)的成包皮棉進行抽樣，開展棉花短纖維率的研究。共計抽取375批次棉樣，兼顧了不同采摘方式及產(chǎn)地，其中兵團手摘棉樣131批、占35%，地方機采棉樣124批、占33%，地方手摘棉樣120批、占32%，如圖1所示。

圖1 2020年度新疆南疆原棉抽樣情況

棉樣準備依據(jù)GB 1103.1—2012《棉花 第1部分：鋸齒加工細絨棉》，GB/T 6097—2012《棉纖維試驗取樣方法》，棉樣檢測依據(jù)GB/T 35931—2018《棉纖維棉結(jié)和短纖維率測試方法光電法》。測試儀器采用XJ129棉結(jié)和短絨測試儀，測試指標為12.7 mm短纖維率（質(zhì)量）、16mm短纖維率（質(zhì)量）。

2 數(shù)據(jù)分析

2.1 有效長度基本概念

有效長度是指通過纖維長度排列圖（拜氏圖），用幾何方法得到的長度，也稱為四分位長度。測試原理是，依據(jù)GB/T 35931—2018《棉纖維棉結(jié)和短纖維率測試方法光電法》，將被測棉條放到針床上，經(jīng)過取樣器多次取樣后，將得到的一端整齊的纖維放入光電照影傳感器掃描，信號由主控機處理得到纖維長度排列圖，據(jù)此得到試樣長度和短絨指標。這種方法的特點是一端平齊試樣；纖維長度排列曲線——拜氏圖（一次曲線）以及采用光電法[3]。

2.2 總體棉樣有效長度分布情況

圖2中為兵團手摘棉、地方機采棉、地方手摘棉有效長度分布，從圖中可以看出兵團手摘棉有效長度中位值為28.70 mm，地方機采棉有效長度中位值為28.50mm，地方手摘棉有效長度中位值為28.56 mm，同時，發(fā)現(xiàn)棉樣有效長度分布區(qū)間按從大到小排列為：地方機采棉＞兵團手摘棉＞地方手摘棉，表明總體長度分布手摘棉優(yōu)于機采棉，兵團手摘棉又優(yōu)于地方手摘棉。

圖2 兵團手摘棉、地方機采棉、地方手摘棉有效長度分布

2.3 兵團手摘棉有效長度分布及與短纖維率相關(guān)性

表1為兵團手摘棉有效長度分布及12.7 mm和16 mm短纖維率（重量）分布情況，圖3為兵團手摘棉有效長度分布情況柱狀圖。從表1及圖3中可以看出，兵團手摘棉有效長度分布較為集中，主要分布在28.4mm ～28.9mm，占到抽檢棉樣的94.0%。

表1 兵團手摘棉有效長度分布情況

圖3 兵團手摘棉有效長度分布

圖4為兵團手摘棉有效長度—短纖維率分布圖，從表1和圖4中可以看出，隨著兵團手摘棉有效長度的增加，12.7mm、16mm短纖維率（重量）均呈上升趨勢，這與以往相關(guān)研究的結(jié)論有差別，可能是由于取樣量較少以及極值樣的存在，有待后期進一步分析，但整體趨勢可以看出棉花有效長度和短纖維率存在一定相關(guān)性。

圖4 兵團手摘棉不同有效長度—短纖維率分布

為了討論有效長度與棉花短纖維之間的相關(guān)性，進行了回歸分析，表2為兵團手摘棉有效長度—短纖維率擬合曲線方程及相關(guān)系數(shù)。從表中可以看出，對于12.7 mm短纖維率，有效長度—短纖維率擬合方程為Y=-53.47476 +2.3619X，Pearson's相關(guān)系數(shù)r為0.72315，r＞0.7，說明有效長度和短纖維之間存在高度相關(guān)性；對于16mm短纖維率，有效長度—短纖維率擬合方程為Y=-58.94881+ 2.73452X，Pearson's相關(guān)系數(shù)r為0.75898，說明有效長度和短纖維之間存在高度相關(guān)性。

表2 兵團手摘棉不同有效長度—短纖維率擬合曲線

2.4 地方機采棉有效長度分布及與短纖維率相關(guān)性

表3為地方機采棉有效長度分布及12.7mm和16mm短纖維率（重量）分布情況，圖5為地方機采棉有效長度分布情況柱狀圖。從表3及圖5中可以看出，地方機采棉分布較為分散，主要分布于28.1mm ～29.0mm，占到88.0%。

表3 地方機采棉有效長度及短纖維率分布情況

圖5 地方機采棉有效長度分布

圖6為地方機采棉有效長度—短纖維率分布圖。從表3和圖6中可以看出，隨著地方機采棉有效長度增加，12.7mm、16mm短纖維率（重量）均呈下降趨勢，有效長度和短纖維率之間是存在一定負相關(guān)性的。

圖6 地方機采棉不同有效長度—短纖維率分布

表4為地方機采棉不同有效長度—短纖維率擬合曲線方程及相關(guān)系數(shù)。從表中可以看出對于12.7 mm短纖維率，有效長度—短纖維率擬合方程為Y= 41.69456－0.93465X，Pearson's相關(guān)系數(shù)r為-0.45337，說明有效長度和短纖維之間存在中等的負相關(guān)性；對于16mm短纖維率，有效長度—短纖維率擬合方程為Y=-60.41459－1.40338X，Pearson's相關(guān)系數(shù)r為-0.54979，說明有效長度和短纖維之間存在中等的負相關(guān)性。

表4 地方機采棉不同有效長度—短纖維率擬合曲線

2.5 地方手摘棉有效長度分布及與短纖維率相關(guān)性

表5為地方手摘棉有效長度分布及12.7 mm和16 mm短纖維率（重量）分布情況，圖7為地方手摘棉有效長度分布情況柱狀圖，從表5及圖7中可以看出，地方手摘棉分布較為集中，主要分布于28.0 mm ～28.8 mm，占到97.8%。

圖7 地方手摘棉有效長度分布

表5 地方手摘棉有效長度及短纖維率分布情況

圖8為地方手摘棉有效長度—短纖維率分布圖。從表5和圖8中可以看出，隨著地方手摘棉有效長度增加，12.7mm、16mm短纖維率（重量）均呈下降趨勢，有效長度和短纖維率之間是存在一定負相關(guān)性的。

圖8 地方手摘棉不同有效長度—短纖維率分布

表6為地方手摘棉不同有效長度—短纖維率擬合曲線方程及相關(guān)系數(shù)，從表中可以看出對于12.7 mm短纖維率，有效長度—短纖維率擬合方程為Y=44.37921－1.04303X，Pearson's相關(guān)系數(shù)r為-0.15687，說明有效長度和短纖維之間存在中等負相關(guān)性；對于16 mm短纖維率，有效長度—短纖維率擬合方程為Y=-65.43133－1.59333X，Pearson's相關(guān)系數(shù)r為-0.22411，說明有效長度和短纖維之間存在低等負相關(guān)性。

表6 地方手摘棉不同有效長度—短纖維率擬合曲線

3 結(jié)論和相關(guān)建議

3.1 結(jié)論

（1）手摘棉長度分布較為集中，機采棉長度分布較為分散。兵團手摘棉、地方機采棉、地方手摘棉有效長度分別主要分布于28.4 mm ～28.9 mm、28.1 mm ～29.0 mm和28.0 mm ～28.8 mm，相比之下，手摘棉有效長度分布整體優(yōu)于機采棉?？梢娒藁ú烧绞綄γ藁ㄩL度有一定影響，主要是棉花企業(yè)在加工棉花時，設(shè)置同樣的工藝流程和工藝參數(shù)，沒有加以區(qū)別采取具體措施。

（2）手摘棉短纖維率與有效長度存在一定相關(guān)性?？傮w分析結(jié)果，手摘棉有效長度與短纖維率存在一定正相關(guān)性，主要是手摘棉對纖維的損傷較少，雜質(zhì)可以通過加強采摘管理加以控制，減輕棉花加工環(huán)節(jié)加工難度，棉花短纖維率指標控制較好。

（3）機采棉短纖維率與有效長度相關(guān)性不高。相比之下，機采棉由于雜質(zhì)較多，需要在加工環(huán)節(jié)加大機械與棉花的作用力，造成棉纖維斷裂，短纖維率顯著增加，因此造成棉花有效長度與短纖維率存在一定負相關(guān)性這種情況下，棉花長度好不能說明棉花短纖維率指標就好，紡紗企業(yè)選購棉花及合理配棉時，應特別注意棉花短纖維率指標，必要時可對梳棉、棉條等短纖維率指標車間檢測，為優(yōu)化紡紗工藝提供參考。

3.2 相關(guān)建議

針對上述棉花短纖維率指標檢測結(jié)果，作如下建議：

（1）加大棉花短纖維率與棉花其他質(zhì)量指標的關(guān)聯(lián)性研究。通過此次研究初步了解了新疆南疆地區(qū)棉花短纖維率的基本情況，了解新疆南疆地區(qū)用棉企業(yè)采購棉花的短纖維率水平，發(fā)現(xiàn)棉花有效長度和短纖維率之間存在一定的相關(guān)性，為更好供給下游產(chǎn)品，還可以在棉花品種、加工方式、顏色級、長度指標與短纖維率之間的相關(guān)性方面展開研究。

（2）發(fā)揮標準引領(lǐng)的作用，規(guī)范棉花加工企業(yè)的生產(chǎn)質(zhì)量控制。棉花短纖維率是影響皮棉質(zhì)量的重要因素。短纖維率高，損壞了棉花使用價值，增大了清花、梳棉等工序的落棉量，加大了棉紡生產(chǎn)成本。此外在紡紗牽伸過程，大量短纖維成為浮游纖維，產(chǎn)生短片段粗、細節(jié)，破壞棉紗均勻度，降低成紗強度，在織造過程增加斷頭率，影響棉布外觀。目前棉花強制標準GB 1103.1—2012《棉花 第1部分：鋸齒加工細絨棉》沒有對短纖維率指標進行考核，棉花加工企業(yè)應制定內(nèi)控指標，優(yōu)化加工工藝，控制棉花質(zhì)量，為棉花后道加工提供優(yōu)良原料。

（3）應結(jié)合棉花品種及采摘、加工方式，研究棉花短纖維率指標。在收購環(huán)節(jié)，棉花品種、產(chǎn)地、用途、采摘方式不相同，質(zhì)量也不相同，在加工領(lǐng)域，機采棉、手摘棉的加工工藝不同，以及加工設(shè)備不同，得到的皮棉的短纖維率也不相同，在紡紗領(lǐng)域，用于絮棉、紡普梳紗以及紡精梳紗的棉花，對棉花短纖維率指標的要求都不同，因此，應細化棉花短纖維率的控制指標，精心化棉花加工生產(chǎn)，建議根據(jù)下游產(chǎn)品配棉質(zhì)量需求，研究不同品種、采摘方式棉花的短纖維率分布情況，制定具體的工藝流程，采取相應措施，進一步提高棉花的利用率。

（4）盡快規(guī)范并加強棉花短纖維率的檢驗工作。一直以來纖維檢驗機構(gòu)在檢驗中對棉花短纖維率關(guān)注不夠，新疆是棉花主產(chǎn)區(qū)，全疆18個纖檢機構(gòu)擁有近300臺HVI全自動棉花檢測儀器，棉花檢驗能力居全國之首，主要承擔新疆棉花逐包儀器化公證檢驗工作，但對棉花短纖維率指標的關(guān)注還不夠，沒有充分發(fā)揮檢驗機構(gòu)在開展棉花質(zhì)量提升方面的積極作用。存在棉花檢驗與紡紗企業(yè)需求脫節(jié)的情況，主要原因是棉花標準不考核短纖維率，棉花加工企業(yè)普遍不重視該項指標的控制，但棉紡企業(yè)十分重視，該項指標影響紡紗加工工藝及生產(chǎn)成本，對棉紗企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量提高影響較大。

4 結(jié)語

開展棉花短纖維率檢驗技術(shù)分析研究，在探索加強棉花質(zhì)量事中事后監(jiān)管新舉措、解決長期以來棉紡行業(yè)對棉花短纖維含量較高的關(guān)切問題、督促棉花加工企業(yè)優(yōu)化軋花工藝及降低棉紡企業(yè)用棉成本等方面具有重要意義。采取棉花短纖維率檢驗新技術(shù)，發(fā)揮棉花檢驗工作服務產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)企業(yè)的大數(shù)據(jù)優(yōu)勢，通過標準制定，為推進棉花加工精心化生產(chǎn)及質(zhì)量提升十分必要。