陳彪??

摘 要：棉花作為我國(guó)民事重要經(jīng)濟(jì)作物之一，也是紡織工業(yè)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(yè)帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)損失，因此采取有效技術(shù)檢驗(yàn)棉花異性纖維的含量具有重大意義。

關(guān)鍵詞：棉花：異性纖維；檢驗(yàn)

中圖分類(lèi)號(hào)：TB 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A doi：10.19311/j.cnki.16723198.2018.30.096

近年來(lái)，伴隨著我國(guó)棉花夾帶異性纖維的現(xiàn)象日益嚴(yán)重，嚴(yán)重影響了我國(guó)紡織產(chǎn)品的銷(xiāo)售和出口，并且還對(duì)紡織企業(yè)的社會(huì)信譽(yù)產(chǎn)生影響，導(dǎo)致其蒙受較大的經(jīng)濟(jì)損失，相關(guān)部門(mén)必須高度重視棉花異性纖維問(wèn)題，準(zhǔn)確檢驗(yàn)棉花異性纖維含量，控制棉花質(zhì)量。

1 棉花異性纖維概述

1.1 異性纖維含義

迄今為止國(guó)際上關(guān)于異性纖維依然無(wú)統(tǒng)一定義，世貿(mào)組織文件將棉花異性纖維列入雜質(zhì)類(lèi)，因此由可以將其稱為纖維雜志。我國(guó)GB1103.1-2012中《棉花第一部分：鋸齒加工細(xì)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(jiàn)的包含絲、塑料繩、毛發(fā)、化學(xué)纖維、麻等。

1.2 棉花異性纖維的來(lái)源

歸納起來(lái)，棉花中異性纖維主要來(lái)源三個(gè)方面：一是棉農(nóng)在棉花的采摘過(guò)程中，封裝和扎口時(shí)應(yīng)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(nóng)民習(xí)慣在地面曬棉花，如此容易摻雜一些雜質(zhì)、動(dòng)物毛發(fā)等非棉品。三是因?yàn)樵獾江h(huán)境影響，棉籽被污染，或者儲(chǔ)存、加工、運(yùn)輸?shù)冗^(guò)程中因操作不當(dāng)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(zhì)的異性纖維，必然會(huì)對(duì)紡紗質(zhì)量和紡織品染色質(zhì)量產(chǎn)生影響，因?yàn)楫愋岳w維和棉花的機(jī)械特性非常相似，以至于在加工過(guò)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(diǎn)，這些瑕疵點(diǎn)容易導(dǎo)致細(xì)紗斷頭，降低了紡織工作效率。再對(duì)織布染色后，布面上會(huì)伴有各種色點(diǎn)，從而對(duì)布面整體外觀造成影響。因?yàn)楹茈y將異性纖維同棉纖維分開(kāi)，以至于很多棉紡織企業(yè)不得不聘請(qǐng)專門(mén)的人員進(jìn)行挑揀。

1.3.2 危害棉農(nóng)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)

如果棉花中含有大量的異性纖維，會(huì)降低棉花的等級(jí)，如此一來(lái)勢(shì)必會(huì)降低籽棉的收購(gòu)價(jià)格。例如：新疆作為我國(guó)棉花主要生產(chǎn)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(tuán)棉花異性纖維含量低于其他地方。棉花中存在異性纖維，會(huì)導(dǎo)致棉花價(jià)格下降，以至于棉農(nóng)的經(jīng)濟(jì)收入降低。

1.3.3 危害棉花聲譽(yù)和出口

就目前而言我國(guó)棉花價(jià)格普遍較高，沒(méi)有拉開(kāi)質(zhì)量差價(jià)，以至于個(gè)別地區(qū)出現(xiàn)了“種產(chǎn)量，輕質(zhì)量”的問(wèn)題，異性纖維的問(wèn)題日益突出，導(dǎo)致紡織企業(yè)很難買(mǎi)到不含異性纖維、價(jià)格合理的優(yōu)質(zhì)棉花，最終不得不依靠進(jìn)口的形式，極大地減少了對(duì)國(guó)內(nèi)棉花的需求。同國(guó)外棉花相比，我國(guó)棉花質(zhì)量偏低必定會(huì)影響國(guó)棉在國(guó)際市場(chǎng)的聲譽(yù)，不利于國(guó)棉的出口，嚴(yán)重時(shí)還可能對(duì)國(guó)棉國(guó)內(nèi)市場(chǎng)產(chǎn)生影響。

2 傳統(tǒng)棉花異性纖維計(jì)量方法存在的問(wèn)題

當(dāng)前，棉花異性纖維含量檢測(cè)方法主要是通過(guò)人工挑揀，人工稱重的方法，歸納起來(lái)主要存在以下幾個(gè)方面的問(wèn)題。

2.1 人眼分辨能力有限

大量研究顯示，人類(lèi)分辨率主要具備以下三個(gè)特征：一是在光照度太弱、太強(qiáng)或者背景亮度過(guò)強(qiáng)的情況下，人眼的分辨率會(huì)下降；二是當(dāng)加快視覺(jué)目標(biāo)移動(dòng)速度時(shí)，人眼分辨率會(huì)下降；三是人眼對(duì)彩色細(xì)節(jié)的分辨度差于對(duì)亮度細(xì)節(jié)的分辨率，假如黑白分辨率是1，那么紅藍(lán)為0.19，黑紅為0.4。所以，人員對(duì)景物細(xì)節(jié)的分辨能力有限，人眼適用于識(shí)別同棉花顏色區(qū)別較大或者體積較大的異性纖維。

2.2 人眼難以識(shí)別同棉纖維顏色相近的異性纖維

研究發(fā)現(xiàn)：如果異性纖維和棉纖維的顏色差異低于5%時(shí)，人眼很難識(shí)別，所以類(lèi)似彩色丙綸絲、有色布?jí)K這類(lèi)異性纖維很容易被人眼識(shí)別，但是如果異性纖維和棉纖維顏色接近、體積小時(shí)便無(wú)法識(shí)別。并且人眼長(zhǎng)時(shí)間識(shí)別容易產(chǎn)生視覺(jué)疲勞，容易產(chǎn)生視覺(jué)誤差，除此之外，人眼識(shí)別還會(huì)受到檢測(cè)環(huán)境等因素的影響。

2.3 取樣量偏小，隨機(jī)性偏差

在棉花纖維檢測(cè)中，結(jié)果出現(xiàn)較大偏差的危害性雜物的硬雜物容易在紡紗過(guò)程中被發(fā)現(xiàn)和排除，但是卻很難發(fā)現(xiàn)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(fā)現(xiàn)并排除難度較大。

3 棉花異性纖維含量檢測(cè)技術(shù)

近幾年，隨著我國(guó)棉花異性纖維問(wèn)題日益嚴(yán)重，并因異性纖維引發(fā)的經(jīng)濟(jì)糾紛已經(jīng)屢見(jiàn)不鮮了，因此棉花異性纖維含量檢測(cè)受到了國(guó)內(nèi)外的高度重視。就當(dāng)前國(guó)內(nèi)外棉花異性纖維含量的檢測(cè)技術(shù)來(lái)看，異性纖維在線檢出裝置常見(jiàn)的主要有兩種類(lèi)型，第一種為光學(xué)檢測(cè)技術(shù)，這類(lèi)檢測(cè)技術(shù)主要是應(yīng)用具有較高分辨率的高速掃描彩色線陣CCD數(shù)碼相機(jī)來(lái)掃描棉花纖維，一旦發(fā)現(xiàn)異常時(shí)計(jì)算機(jī)便會(huì)發(fā)出命名，驅(qū)動(dòng)相應(yīng)機(jī)構(gòu)迅速響應(yīng)氣閥的動(dòng)作來(lái)實(shí)現(xiàn)。第二種為光電傳感器檢測(cè)技術(shù)，這種檢測(cè)技術(shù)因?yàn)榫窒扌远?，主要被?yīng)用于紗線或者棉條通道上。

3.1 籽棉扎前檢驗(yàn)技術(shù)

3.1.1 美國(guó)的檢驗(yàn)技術(shù)和清除方法

當(dāng)前，針對(duì)棉花異性纖維的問(wèn)題比較常用的方法便是在籽棉扎花之前將其檢驗(yàn)出來(lái)，然后清除掉，主要是因?yàn)槿绻藁ㄖ谢烊肓水愋岳w維，將會(huì)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?yàn)槊绹?guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平高，在棉花的種植、采收、加工整個(gè)環(huán)節(jié)均是機(jī)械完成，這些過(guò)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(yàn)技術(shù)。有學(xué)者經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，雖然異性纖維和棉花在機(jī)械和光學(xué)特性方面非常相似，但是二者的化學(xué)成分存在明顯差異，這便是檢驗(yàn)異性纖維含量的原理。因?yàn)槊绹?guó)均為機(jī)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(yùn)行的機(jī)器中當(dāng)環(huán)境溫度接近50℃時(shí)，便會(huì)釋放出化學(xué)氣體，而這些化學(xué)氣體的化學(xué)成分顯然不同意籽棉和皮棉釋放出來(lái)的化學(xué)成分。根據(jù)這一原理，便可以應(yīng)用色譜分析/質(zhì)譜儀（GS/MS）檢驗(yàn)棉花異性纖維的含量，但是這種檢驗(yàn)技術(shù)對(duì)設(shè)備的反應(yīng)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(yè)。

3.1.2 我國(guó)扎前檢驗(yàn)技術(shù)和清除方法

我國(guó)為了清除棉花中的異性纖維，棉花加工企業(yè)除了嚴(yán)格把好棉花收購(gòu)質(zhì)量關(guān)，還有個(gè)別企業(yè)并聘請(qǐng)專門(mén)人員進(jìn)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(shí)耗力，所以一些企業(yè)嘗試輸送帶清理的方法，具體做法如下：將經(jīng)過(guò)籽棉清理機(jī)清理后的籽棉，通過(guò)進(jìn)花口送至棒條輥中，實(shí)現(xiàn)輸送和混勻籽棉的目的，再進(jìn)入輸送帶向前輸送，在輸送的同時(shí)在輸送帶兩邊安排8～10人翻撿，一旦發(fā)現(xiàn)棉花異性纖維，將其揀出并放入事先準(zhǔn)備好的布袋中，被剔揀后的籽棉在通過(guò)輸送帶后送至扎花機(jī)配棉箱內(nèi)，輸送帶的長(zhǎng)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(dòng)力成本，但是被挑揀后的皮棉銷(xiāo)售價(jià)格比挑揀之前增加了400～600元。

3.2 籽棉扎后檢驗(yàn)和清除技術(shù)

3.2.1 國(guó)外檢驗(yàn)和清除異性纖維技術(shù)

例如：由瑞典的烏斯特公司生產(chǎn)的型號(hào)為UQC的清紗器，這類(lèi)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(shè)備進(jìn)行組合后，構(gòu)成了智能型檢測(cè)頭，可以檢測(cè)成紗過(guò)程中異性纖維。這類(lèi)清紗器具有性能優(yōu)、靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)，從而極大的減少了生產(chǎn)所需質(zhì)量紗線時(shí)切除紗量，減少了捻接，并且該系統(tǒng)還能夠自動(dòng)提供在線異性纖維分級(jí)、分布以及CAY計(jì)算機(jī)輔助清紗等功能，即便對(duì)單根合成纖維或者細(xì)小的頭發(fā)絲依然能夠檢測(cè)到。

3.2.2 國(guó)內(nèi)檢驗(yàn)和清除異性纖維技術(shù)

就當(dāng)前國(guó)內(nèi)來(lái)看，在檢驗(yàn)棉花異性纖維含量方面主要集中在紡織行業(yè)的開(kāi)清棉工序上，例如：中科院上海技術(shù)物理研究所發(fā)明了一套棉花異性纖維自動(dòng)檢測(cè)和清除系統(tǒng)，便將其命名為“光電眼”。這項(xiàng)技術(shù)是基于機(jī)器視覺(jué)技術(shù)和智能加工技術(shù)，包含數(shù)千個(gè)傳感器，在光照條件滿足的情況下檢測(cè)棉花的速度高達(dá)400kg/h，該速度相當(dāng)于3個(gè)工人連續(xù)工作8小時(shí)的工作量，檢測(cè)異性纖維的面積高達(dá)1～2cm2。但是因?yàn)楫愋岳w維在經(jīng)歷籽棉收購(gòu)、清理、扎花、清理皮棉等操作后，其可能變成更細(xì)、更短的纖維，甚至個(gè)別纖維的面積低于1～2cm2，所以該項(xiàng)技術(shù)的精度還有待提高，從而提高異性纖維檢驗(yàn)準(zhǔn)確率和清除率。

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

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，棉花異性纖維含量檢驗(yàn)作為控制棉花質(zhì)量的關(guān)鍵技術(shù)，在保證成紗、成衣品質(zhì)方面發(fā)揮重要作用，當(dāng)前我國(guó)棉花異性纖維含量檢驗(yàn)技術(shù)還不夠成熟，還有待更多研究者不斷努力，研究出更多檢驗(yàn)和清除棉花異性纖維的實(shí)用性技術(shù)，提高棉花的經(jīng)濟(jì)效益。

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