棉花異性纖維含量檢驗技術探究

陳彪??

摘 要：棉花作為我國民事重要經濟作物之一，也是紡織工業的主要原料。但是因各種因素，棉花中存在的異性纖維給棉紡織業帶來了巨大的經濟損失，因此采取有效技術檢驗棉花異性纖維的含量具有重大意義。

關鍵詞：棉花：異性纖維；檢驗

中圖分類號：TB 文獻標識碼：A doi：10.19311/j.cnki.16723198.2018.30.096

近年來，伴隨著我國棉花夾帶異性纖維的現象日益嚴重，嚴重影響了我國紡織產品的銷售和出口，并且還對紡織企業的社會信譽產生影響，導致其蒙受較大的經濟損失，相關部門必須高度重視棉花異性纖維問題，準確檢驗棉花異性纖維含量，控制棉花質量。

1 棉花異性纖維概述

1.1 異性纖維含義

迄今為止國際上關于異性纖維依然無統一定義，世貿組織文件將棉花異性纖維列入雜質類，因此由可以將其稱為纖維雜志。我國GB1103.1-2012中《棉花第一部分：鋸齒加工細絨棉》中指出棉花異性纖維含義為：棉花中混入的非本色棉纖維或者非棉纖維，常見的包含絲、塑料繩、毛發、化學纖維、麻等。

1.2 棉花異性纖維的來源

歸納起來，棉花中異性纖維主要來源三個方面：一是棉農在棉花的采摘過程中，封裝和扎口時應用的編織袋、化纖塑料繩等非棉纖維混入棉花中。二是很多農民習慣在地面曬棉花，如此容易摻雜一些雜質、動物毛發等非棉品。三是因為遭到環境影響，棉籽被污染，或者儲存、加工、運輸等過程中因操作不當同異性纖維混合。

1.3 棉花異性纖維危害

1.3.1 危害紡織加工

作為雜質的異性纖維，必然會對紡紗質量和紡織品染色質量產生影響，因為異性纖維和棉花的機械特性非常相似，以至于在加工過程中很難將其清除，并且容易撕碎、拉斷變成更短的纖維，也可能被打碎變成纖維狀的瑕疵點，這些瑕疵點容易導致細紗斷頭，降低了紡織工作效率。再對織布染色后，布面上會伴有各種色點，從而對布面整體外觀造成影響。因為很難將異性纖維同棉纖維分開，以至于很多棉紡織企業不得不聘請專門的人員進行挑揀。

1.3.2 危害棉農經濟增長

如果棉花中含有大量的異性纖維，會降低棉花的等級，如此一來勢必會降低籽棉的收購價格。例如：新疆作為我國棉花主要生產基地，其北疆棉花的異性纖維含量便低于南疆異性纖維含量，而兵團棉花異性纖維含量低于其他地方。棉花中存在異性纖維，會導致棉花價格下降，以至于棉農的經濟收入降低。

1.3.3 危害棉花聲譽和出口

就目前而言我國棉花價格普遍較高，沒有拉開質量差價，以至于個別地區出現了“種產量，輕質量”的問題，異性纖維的問題日益突出，導致紡織企業很難買到不含異性纖維、價格合理的優質棉花，最終不得不依靠進口的形式，極大地減少了對國內棉花的需求。同國外棉花相比，我國棉花質量偏低必定會影響國棉在國際市場的聲譽，不利于國棉的出口，嚴重時還可能對國棉國內市場產生影響。

2 傳統棉花異性纖維計量方法存在的問題

當前，棉花異性纖維含量檢測方法主要是通過人工挑揀，人工稱重的方法，歸納起來主要存在以下幾個方面的問題。

2.1 人眼分辨能力有限

大量研究顯示，人類分辨率主要具備以下三個特征：一是在光照度太弱、太強或者背景亮度過強的情況下，人眼的分辨率會下降；二是當加快視覺目標移動速度時，人眼分辨率會下降；三是人眼對彩色細節的分辨度差于對亮度細節的分辨率，假如黑白分辨率是1，那么紅藍為0.19，黑紅為0.4。所以，人員對景物細節的分辨能力有限，人眼適用于識別同棉花顏色區別較大或者體積較大的異性纖維。

2.2 人眼難以識別同棉纖維顏色相近的異性纖維

研究發現：如果異性纖維和棉纖維的顏色差異低于5%時，人眼很難識別，所以類似彩色丙綸絲、有色布塊這類異性纖維很容易被人眼識別，但是如果異性纖維和棉纖維顏色接近、體積小時便無法識別。并且人眼長時間識別容易產生視覺疲勞，容易產生視覺誤差，除此之外，人眼識別還會受到檢測環境等因素的影響。

2.3 取樣量偏小，隨機性偏差

在棉花纖維檢測中，結果出現較大偏差的危害性雜物的硬雜物容易在紡紗過程中被發現和排除，但是卻很難發現異性纖維，雖然避免棉花中混入異性纖維比較容易，但是如果一旦棉花中混有異性纖維，若想發現并排除難度較大。

3 棉花異性纖維含量檢測技術

近幾年，隨著我國棉花異性纖維問題日益嚴重，并因異性纖維引發的經濟糾紛已經屢見不鮮了，因此棉花異性纖維含量檢測受到了國內外的高度重視。就當前國內外棉花異性纖維含量的檢測技術來看，異性纖維在線檢出裝置常見的主要有兩種類型，第一種為光學檢測技術，這類檢測技術主要是應用具有較高分辨率的高速掃描彩色線陣CCD數碼相機來掃描棉花纖維，一旦發現異常時計算機便會發出命名，驅動相應機構迅速響應氣閥的動作來實現。第二種為光電傳感器檢測技術，這種檢測技術因為局限性多，主要被應用于紗線或者棉條通道上。

3.1 籽棉扎前檢驗技術

3.1.1 美國的檢驗技術和清除方法

當前，針對棉花異性纖維的問題比較常用的方法便是在籽棉扎花之前將其檢驗出來，然后清除掉，主要是因為如果棉花中混入了異性纖維，將會增加此后工作的難度，所以在扎花之前將異性纖維清除非常必要。因為美國農業機械化水平高，在棉花的種植、采收、加工整個環節均是機械完成，這些過程中棉花很難混入異性纖維，即便如果她們依然研究了異性纖維含量檢驗技術。有學者經研究發現，雖然異性纖維和棉花在機械和光學特性方面非常相似，但是二者的化學成分存在明顯差異，這便是檢驗異性纖維含量的原理。因為美國均為機采棉加工工藝，在加工之前需要烘干籽棉，烘干的溫度控制在140℃左右，但是異性纖維在其所運行的機器中當環境溫度接近50℃時，便會釋放出化學氣體，而這些化學氣體的化學成分顯然不同意籽棉和皮棉釋放出來的化學成分。根據這一原理，便可以應用色譜分析/質譜儀（GS/MS）檢驗棉花異性纖維的含量，但是這種檢驗技術對設備的反應速度和可靠性要求較高，因此成本高，不適用于棉花加工企業。

3.1.2 我國扎前檢驗技術和清除方法

我國為了清除棉花中的異性纖維，棉花加工企業除了嚴格把好棉花收購質量關，還有個別企業并聘請專門人員進行挑揀，除此之外還由專人在喂花前挑揀面垛上的異性纖維，這種做法耗時耗力，所以一些企業嘗試輸送帶清理的方法，具體做法如下：將經過籽棉清理機清理后的籽棉，通過進花口送至棒條輥中，實現輸送和混勻籽棉的目的，再進入輸送帶向前輸送，在輸送的同時在輸送帶兩邊安排8～10人翻撿，一旦發現棉花異性纖維，將其揀出并放入事先準備好的布袋中，被剔揀后的籽棉在通過輸送帶后送至扎花機配棉箱內，輸送帶的長為16米、寬為1米，采用這樣的方式雖然在一定程度上增加了勞動力成本，但是被挑揀后的皮棉銷售價格比挑揀之前增加了400～600元。

3.2 籽棉扎后檢驗和清除技術

3.2.1 國外檢驗和清除異性纖維技術

例如：由瑞典的烏斯特公司生產的型號為UQC的清紗器，這類儀器主要是將光電式、電容式、高靈敏性能LED異性纖維常感器等設備進行組合后，構成了智能型檢測頭，可以檢測成紗過程中異性纖維。這類清紗器具有性能優、靈敏度高等優點，從而極大的減少了生產所需質量紗線時切除紗量，減少了捻接，并且該系統還能夠自動提供在線異性纖維分級、分布以及CAY計算機輔助清紗等功能，即便對單根合成纖維或者細小的頭發絲依然能夠檢測到。

3.2.2 國內檢驗和清除異性纖維技術

就當前國內來看，在檢驗棉花異性纖維含量方面主要集中在紡織行業的開清棉工序上，例如：中科院上海技術物理研究所發明了一套棉花異性纖維自動檢測和清除系統，便將其命名為“光電眼”。這項技術是基于機器視覺技術和智能加工技術，包含數千個傳感器，在光照條件滿足的情況下檢測棉花的速度高達400kg/h，該速度相當于3個工人連續工作8小時的工作量，檢測異性纖維的面積高達1～2cm2。但是因為異性纖維在經歷籽棉收購、清理、扎花、清理皮棉等操作后，其可能變成更細、更短的纖維，甚至個別纖維的面積低于1～2cm2，所以該項技術的精度還有待提高，從而提高異性纖維檢驗準確率和清除率。

棉花異性纖維含量檢驗技術的核心為提高棉花的質量，但是這些技術的成本較高，還不太適合目前我國國情，因此關于棉花異性纖維的清除最佳辦法還是從源頭上把好質量關，在扎花前避免棉花異性纖維混入棉花中。

4 結語

綜上所述，棉花異性纖維含量檢驗作為控制棉花質量的關鍵技術，在保證成紗、成衣品質方面發揮重要作用，當前我國棉花異性纖維含量檢驗技術還不夠成熟，還有待更多研究者不斷努力，研究出更多檢驗和清除棉花異性纖維的實用性技術，提高棉花的經濟效益。

參考文獻

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