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　　杜凱　　東營(yíng)市紡織纖維檢驗(yàn)所
　　閆承蘭　東營(yíng)市紡織纖維檢驗(yàn)所
　　吳志翠　東營(yíng)市宏遠(yuǎn)紡織有限公司

　　摘要：使用HVI棉花大容量測(cè)試儀與AFIS單纖維檢測(cè)儀對(duì)原棉的纖維質(zhì)量和設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行全面了解，爭(zhēng)取以較小的原料成本達(dá)到客戶滿足的品質(zhì)要求
　　Make use of HVI and AFIS On the cotton fiber quality and equipment to conduct a comprehensive understanding, For smaller raw material cost to customers to meet the quality requirements.

　　關(guān)鍵詞：原棉質(zhì)量的相對(duì)穩(wěn)定The relative stability of raw cotton quality　　實(shí)施全面監(jiān)控The implementation of a comprehensive monitoring　　合理配棉Reasonable distribution of cotton　　優(yōu)良的設(shè)備狀態(tài)Excellent equipment state

　　HVI棉花大容量測(cè)試儀由四個(gè)獨(dú)立的基本組件組成，即長(zhǎng)度/強(qiáng)力模塊、馬克隆模塊、顏色∕雜質(zhì)模塊和控制系統(tǒng)組成。HVI系統(tǒng)綜合了棉花分級(jí)經(jīng)驗(yàn)和棉纖維物理性能測(cè)試技術(shù)，是集電子、計(jì)算機(jī)、光學(xué)、傳感器、氣動(dòng)技術(shù)于一體的高科技產(chǎn)品。HVI主要是用于原棉測(cè)試，它和計(jì)算機(jī)配棉系統(tǒng)共同控制同一品種紗線中上、下組原棉質(zhì)量的相對(duì)穩(wěn)定，從而避免了紗線質(zhì)量的過(guò)大波動(dòng)。
　　AFIS單纖維檢測(cè)儀與HVI棉花大容量測(cè)試儀最本質(zhì)的區(qū)別是HVI測(cè)試的是一束纖維的指標(biāo)，而AFIS是一定數(shù)量的單根纖維的綜合指標(biāo)。雖然它們都是通過(guò)光學(xué)系統(tǒng)得到投影曲線，但是它們測(cè)試求出的各種長(zhǎng)度、成熟度等指標(biāo)的方法和意義不同。AFIS單纖維檢測(cè)儀器通過(guò)光電傳感器測(cè)試單纖維的根數(shù)和數(shù)量，分別得出纖維長(zhǎng)度和根數(shù)的排列圖，從而求得按根數(shù)和重量加權(quán)的平均長(zhǎng)度、長(zhǎng)度CV%、短絨率%、重量加權(quán)上四分位長(zhǎng)度UQL等指標(biāo)；而HVI大容量測(cè)試儀的長(zhǎng)∕強(qiáng)模塊由光學(xué)系統(tǒng)利用透光法測(cè)量梳夾上的一束棉纖維，通過(guò)光學(xué)系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)獲得精確的照影儀曲線從而計(jì)算出平均長(zhǎng)度、上半部平均長(zhǎng)度、長(zhǎng)度整齊度指數(shù)等相關(guān)指標(biāo)。HVI和AFIS都具有自動(dòng)測(cè)試、精確度高、測(cè)試速度快、避免人為操作差異等特點(diǎn)。
　　我們按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)抽取8批新疆細(xì)絨棉，同一批樣品分別用HVI棉花大容量測(cè)試儀和AFIS單纖維檢測(cè)儀測(cè)試，分別記錄如下（每批的指標(biāo)是測(cè)試多次的平均指標(biāo)），從下表的數(shù)據(jù)可以看出兩臺(tái)測(cè)試儀器所測(cè)指標(biāo)之間具有很好的相關(guān)性。

　　一、HVI棉花大容量測(cè)試儀與AFIS單纖維檢測(cè)儀測(cè)試指標(biāo)解析
　　1）HVI馬克隆值棉塊測(cè)試的馬克隆值是反應(yīng)的棉花纖維細(xì)度與成熟度的綜合指標(biāo)，指在特定條件下一團(tuán)棉花的透氣性的度量，它屬于定流量測(cè)壓差式的氣流儀。AFIS則是應(yīng)用光電圖像處理方法測(cè)定單根纖維周長(zhǎng)和截面積，自動(dòng)計(jì)算棉纖維細(xì)度(mtex)、成熟度比和未成熟纖維含量百分率IFC。
　　2）HVI長(zhǎng)∕強(qiáng)棉塊通過(guò)光學(xué)系統(tǒng)是對(duì)一束纖維進(jìn)行測(cè)量，通過(guò)計(jì)算機(jī)得到照影曲線，從而得出平均長(zhǎng)度、上半部平均長(zhǎng)度、長(zhǎng)度整齊度指數(shù)、短纖維指數(shù)等指標(biāo)。國(guó)際上采用的是長(zhǎng)度短于12.7mm的纖維重量占纖維總重量的百分率作為短纖維指數(shù)，我國(guó)一直采用的是16mm作為棉短絨的長(zhǎng)度界限；HVI系統(tǒng)給出的是12.7mm或16.5mm兩種可選棉短絨長(zhǎng)度。而AFIS的長(zhǎng)度和成熟度（L&M）模塊:測(cè)試?yán)w維長(zhǎng)度和成熟度（SFC），它測(cè)試的纖維長(zhǎng)度指標(biāo)包括按根數(shù)計(jì)算的平均長(zhǎng)度（L(n)/mm）、重量計(jì)算的平均長(zhǎng)度（L(W)/mm）、重量計(jì)算的上四分位長(zhǎng)度（UQL(W)/mm）、根數(shù)或重量計(jì)算的短纖維率等指標(biāo)。HVI的短纖維指數(shù)與AFIS的重量法短纖維率有很好的相關(guān)性，而以AFIS測(cè)得重量法短纖維率更為精確。
　　3）AFIS單纖維檢測(cè)儀的棉結(jié)（N）模塊:測(cè)試棉結(jié)數(shù)量、棉結(jié)種類和大小，系統(tǒng)將棉結(jié)定義為非單根纖維的纏結(jié)，并將棉結(jié)分為“纖維棉結(jié)”和“帶籽屑棉結(jié)”兩類，一般說(shuō)來(lái)，它與我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的棉結(jié)概念基本上是一致的，由于它將松散的纖維纏結(jié)均算作棉結(jié)，因此與我國(guó)傳統(tǒng)目測(cè)法檢測(cè)的棉結(jié)相比更加嚴(yán)格。而HVI棉結(jié)是由HVI的外掛件720棉結(jié)儀測(cè)試到的，測(cè)試原理和AFIS相似，但是720棉結(jié)儀只統(tǒng)計(jì)棉結(jié)數(shù)量，沒(méi)將“纖維棉結(jié)”和“帶籽屑棉結(jié)”分別計(jì)數(shù)、也沒(méi)對(duì)棉結(jié)大的大小進(jìn)行測(cè)試。帶籽屑的棉結(jié)是造成紗線條干不勻和布面紗疵的嚴(yán)重危害之一，因而可以認(rèn)為AFIS檢測(cè)的棉結(jié)更為合理。
　　4）AFIS單纖維檢測(cè)儀的雜質(zhì)（T）模塊:測(cè)試?yán)w維中異物、雜質(zhì)、微塵的大小與數(shù)量；依據(jù)對(duì)纖維中異物的測(cè)試可估計(jì)棉條中異纖的含量，并能預(yù)測(cè)異纖對(duì)布面質(zhì)量的影響程度。而HVI長(zhǎng)∕強(qiáng)棉塊還能測(cè)試棉纖維的束纖維強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率，顏色/雜質(zhì)模塊能測(cè)試棉花的反射率、黃度，其測(cè)試指標(biāo)更全面，更能系統(tǒng)全面地反映棉花的質(zhì)量和使用價(jià)值。
　　基于以上幾點(diǎn)的分析可看出HVI大容量測(cè)試儀比較適合測(cè)試原棉，與計(jì)算機(jī)配棉軟件共同控制原棉質(zhì)量，防止紗線質(zhì)量的過(guò)大波動(dòng)并能預(yù)測(cè)成紗質(zhì)量；而AFIS單纖維檢測(cè)儀更適合測(cè)試不同工序中的棉條，對(duì)整個(gè)紡紗流程和設(shè)備狀態(tài)實(shí)施全面監(jiān)控。
　　二、HVI棉花大容量測(cè)試儀和AFIS單纖維檢測(cè)儀在紡織工業(yè)中的應(yīng)用
　　HVI檢驗(yàn)指標(biāo)在紡紗工藝中的作用和對(duì)紡織產(chǎn)品性能價(jià)值的影響很大，正確使用HVI指標(biāo)并直接用于紡織生產(chǎn)，改變相對(duì)落后的按感官檢驗(yàn)結(jié)果配棉的方式。當(dāng)一批原棉進(jìn)廠后，逐包取樣并逐包測(cè)試，按規(guī)定在實(shí)驗(yàn)室條件平衡后用HVI測(cè)試，按指標(biāo)分類分組，根據(jù)所紡品種和客戶的質(zhì)量要求不同，將不同組別的原棉混合搭配使用，既防止過(guò)剩質(zhì)量的浪費(fèi)又防止有質(zhì)量缺憾的產(chǎn)品出現(xiàn)。各測(cè)試指標(biāo)對(duì)紗線質(zhì)量的貢獻(xiàn)順序：馬克隆值、上半部平均長(zhǎng)度、長(zhǎng)度整齊度指數(shù)、伸長(zhǎng)率、斷裂比強(qiáng)度、Rd、+b等，其中Rd、+b差異大時(shí)易造成紗線出現(xiàn)色差、布面出現(xiàn)黃白檔；而短絨對(duì)成紗的強(qiáng)力、均勻度、外觀疵點(diǎn)的影響很大，可增加纖維間的滑脫機(jī)會(huì)，易造成紗線斷頭，增大落棉率，導(dǎo)致生產(chǎn)成本增大，勞動(dòng)生產(chǎn)率降低，一般根據(jù)HVI測(cè)試的短纖指數(shù)和原棉采購(gòu)內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)，短纖指數(shù)高的原棉將被拒絕采購(gòu)。計(jì)算機(jī)配棉就是將HVI測(cè)得的原棉各項(xiàng)物理指標(biāo)輸入計(jì)算機(jī)，然后由計(jì)算機(jī)把所有的庫(kù)存棉花根據(jù)指標(biāo)分成很多個(gè)馬克隆值、黃度、整齊度和強(qiáng)度指標(biāo)的平均值和CV值接近的組，在使用過(guò)程中用分類排隊(duì)法按組使用，再由計(jì)算機(jī)自動(dòng)給出配棉分類排隊(duì)設(shè)計(jì)方案（一般給出兩組或三組由配棉工程師選用）以及預(yù)測(cè)的混合棉試紡結(jié)果，既能保證合理使用原棉，又能使配棉成分中上一組和下一組的指標(biāo)相對(duì)穩(wěn)定，這樣就很自然地做到了分類排隊(duì)配棉成分的合理、穩(wěn)定。
　　棉纖維的質(zhì)量是成紗質(zhì)量的決定性因素，棉纖維的質(zhì)量一方面取決于配棉，另一方面取決于前紡各工序?qū)w維質(zhì)量的改善程度。AFIS可測(cè)試前紡不同工序中棉條的棉結(jié)粒數(shù)、短絨率等指標(biāo)，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中前紡各半制品進(jìn)行定期監(jiān)控，然后根據(jù)企業(yè)不同工序的內(nèi)控指標(biāo)要求及時(shí)調(diào)整工藝參數(shù)，從而以最經(jīng)濟(jì)的途徑創(chuàng)造出最優(yōu)的產(chǎn)品質(zhì)量。下面以紡JC60S的紗線為例說(shuō)明AFIS單纖維測(cè)試儀在前紡各工序中的應(yīng)用。
　　清棉工序肩負(fù)著重要的開(kāi)松和除雜作用，但在對(duì)棉塊進(jìn)行開(kāi)松與除雜過(guò)程中，將伴隨著棉結(jié)和短絨的增加，為了選擇合理的打手速度、開(kāi)松點(diǎn)隔距，就必須對(duì)清棉工序流程中各機(jī)器的運(yùn)行效率進(jìn)行檢測(cè)，可以利用AFIS檢測(cè)并計(jì)算出雜質(zhì)的清除效率，棉結(jié)的數(shù)量的變化、纖維長(zhǎng)度的變化，短絨率的變化等，以便根據(jù)棉條質(zhì)量的變化及時(shí)對(duì)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)。
　　梳棉工序的一個(gè)重要作用就是在纖維得到充分梳理的同時(shí)盡可能地避免對(duì)纖維的損傷，為了降低梳棉的棉結(jié)增長(zhǎng)率和節(jié)約用棉，我們利用AFIS的檢測(cè)并優(yōu)化工藝參數(shù)，確定梳棉機(jī)的速度、針布型號(hào)、隔距等，紡JC60S紗時(shí)一般要求梳棉棉條中：棉結(jié)不高于65粒/g，短絨率不高于4%，合理調(diào)整棉結(jié)的增長(zhǎng)率和清除效率，過(guò)多地清除棉結(jié)對(duì)纖維和用棉量是不利的。在一次定期抽查測(cè)試中發(fā)現(xiàn)6#梳棉機(jī)的測(cè)試指標(biāo)異常，短絨率9.2%，棉結(jié)97粒/g。然后通知車(chē)間保全查找原因，通過(guò)排查發(fā)現(xiàn)是分梳錫林針布左邊嚴(yán)重?fù)p傷，更換錫林針布后設(shè)備狀態(tài)、測(cè)試指標(biāo)正常。
　　精梳工序中JC60S紗線一般要求精梳條中：棉結(jié)不高于14粒/g，短絨率不高于1.5%精梳工序?qū)釛l中的短絨、棉結(jié)和雜質(zhì)有強(qiáng)清除作用，為了保證合理的質(zhì)量要求和節(jié)約用棉，我們必須借助AFIS測(cè)試指標(biāo)對(duì)工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，如給棉長(zhǎng)度和落棉隔距的選擇等。也可以利用AFIS對(duì)預(yù)并條棉條和粗紗進(jìn)行測(cè)試，分析牽伸形式和牽伸分配對(duì)纖維產(chǎn)生的影響，設(shè)置最佳牽伸隔距，避免纖維損傷，改善紗線長(zhǎng)片段不勻，避免成紗出現(xiàn)機(jī)械波。
　　　棉纖維經(jīng)過(guò)前紡各工序的處理以后，其分離度、平行伸直度得到提高，棉結(jié)雜質(zhì)減少，短絨率降低，纖維的可紡性能得到改善。為了滿足客戶的產(chǎn)品質(zhì)量要求而追求合理配棉，優(yōu)良的設(shè)備狀態(tài)，在實(shí)際生產(chǎn)中，需使用HVI棉花大容量測(cè)試儀與AFIS單纖維檢測(cè)儀對(duì)原棉的纖維質(zhì)量和設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行全面了解，爭(zhēng)取以較小的原料成本達(dá)到客戶滿足的品質(zhì)要求。