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棉纤维长度指标的含义及相互之间的关系

发布时间: 2010-07-21 来源: 作者:
    长度是棉纤维的一项重要指标。长期以来,由于使用场合的不同以及测试方法的不断发展变化,产生了众多的反映棉纤维长度的指标,各个指标之间有相近的、相关的一面,但又有区别和差异;有一些经验认识,但又无固定转换算式。随着中国加入WTO,进行棉花质量检验体制改革,与国际接轨,棉纤维长度的测试方法与指标也要发生一些变化。测试方法由原来的感官目测或手工、简易、慢速仪器发展到大容量机器自动检测时代,指标上也面临淘汰一些旧的指标,而采用一些新的指标。

1  棉纤维长度指标的含义及相互之间的关系

1.1  手扯长度(Lh )
    采用手扯的方法使纤维平行伸直且一端整齐,然后测量出这束纤维中大部分纤维所具有的长度。
    手扯长度是原棉检验中用得最普遍的一种方法。商业上都以手扯长度作标准检验方法。在实际应用中,手扯长度与罗拉分析仪测量的主体长度接近。
1.2  主体长度(Lm)
是指一批棉样中含量最多的纤维的长度,如图1所示。按照测量方法的不同,分根数主体长度和重量主体长度。
在工商交接中,一般都用主体长度作为纤维的长度指标。
1.3  品质长度(Lp)
    又称右半部平均长度,是指比主体长度长的那一部分纤维的重量加权平均长度。
    棉纺工艺上确定工艺参数时经常采用品质长度作为棉纤维长度指标,它较主体长度长2.5~3.5mm左右,随纤维的长度分布而异。
1.4  平均长度( )
    是指纤维长度的平均值。一般都用重量加权的平均长度。
    用棉纤维大容量测试仪(HVI)测量棉纤维长度时,纤维束的遮光量(光学质量)一定程度代表了纤维重量,这样也可以给出平均长度,如图2所示。图中,将距离梳夹根部3.81mm(0.15inch)处的纤维遮光量定为100%,在此点给照影曲线做切线,与横坐标的交点即为平均长度(与纵坐标的交点是将梳夹根部的纤维遮光量定为100%,由于非实测所得,故加括号)。
    用HVI测得的平均长度与用罗拉分析仪和梳片式长度分析仪测定的平均长度不完全相同,但具有较强的相关性。
1.5  上半部平均长度(Luhm)
    又称上四分位长度,是指重量占所测棉纤维一半的较长部分纤维的平均长度。
    用HVI测量棉纤维长度时,在照影曲线上,如果将梳夹根部的纤维遮光量定为100%,那么,从遮光量50%的点向照影曲线所做的切线与横坐标的交点即为上半部平均长度(参见图2)。需要说明的是,用HVI测得的上半部平均长度与用罗拉分析仪和梳片式长度分析仪测得的上四分位长度不完全相同,但具有较强的相关性。另外,上半部平均长度与品质长度是完全不同的两个表示棉纤维长度的指标,但都是棉纺工艺上确定工艺参数时经常采用的指标。在实际应用中,HVI上半部平均长度与手扯长度、主体长度比较接近,但其大小或接近程度随着棉样中纤维长度分布情况的变化而变化。
1.6  跨距长度(SL)
    是指被测纤维束中指定百分数的纤维所跨越的距离。
    用HVI测量棉纤维长度时,扫描纤维束的第一个截面位置距离梳夹根部3.81mm,以此为基线,将其遮光量定为100%,那么,遮光量为50%处距梳夹根部的距离称为50%跨距长度(SL1),遮光量为2.5%处距梳夹根部的距离称为2.5%跨距长度(SL2),参见图2。
    由于2.5%跨距长度与传统棉纺设备上牵伸时的罗拉隔距相当,因此,可作为确定棉纺工艺参数的依据。
1.7  整齐度比Ur
    两个跨距长度之比,即SL1/SL2。它是表示棉纤维长度整齐度的一项指标。
1.8  整齐度指数Ui
    平均长度和上半部平均长度之比,即 /Luhm。它也是表示棉纤维长度整齐度的一项指标,与整齐度比不同,但数值上具有很强的相关性。
1.9  短绒率SFR
    是指纤维长度短于某一长度界限的纤维重量占所测纤维总重量的百分比。短纤维的界限,中国标准为16mm,美国标准为1/2inch(12.7mm)。
    用HVI测量棉纤维长度时,该指标称为短纤维指数(SFI)。由于HVI测量长度时取样方法和取样器的局限性,不能完全反映短纤维含量,HVI输出的短纤维指数是用上半部平均长度和整齐度指数通过一定的经验公式估算出来的。

2  几种棉纤维的测试结果

    对几种棉纤维各个长度指标的测试结果见下表。

3  几种棉纤维长度指标间的相关性分析

3.1  主体长度Lm与手扯长度Lh
    用表中主体长度Lm与手扯长度Lh的数据进行线性回归分析(见图3),相关系数达到0.9878,可见主体长度Lm与手扯长度Lh具有很强的相关性。
3.2  主体长度Lm与品质长度Lp
    用表中主体长度Lm与品质长度Lp的数据进行线性回归分析(见图4),相关系数达到0.9815,可见主体长度Lm与品质长度Lp具有很强的相关性。
3.3  主体长度Lm与上半部平均长度Luhm
    用表中主体长度Lm与上半部平均长度Luhm的数据进行线性回归分析(见图5),相关系数达到0.9904,可见主体长度Lm与上半部平均长度Luhm具有很强的相关性。
3.4  整齐度指数Ui与整齐度比Ur
    用表中整齐度指数Ui与整齐度比Ur的数据进行线性回归分析(见图6),相关系数为0.9257,可见整齐度指数Ui与整齐度比Ur具有较强的相关性。
3.5  短绒率SFR与短纤维指数SFI
    用表中短绒率SFR与短纤维指数SFI的数据进行线性回归分析(见图7),相关系数为0.9784,可见短绒率SFR与短纤维指数SFI具有很强的相关性。

4  结论

4.1  由于测试方法不同,使用的场合不同,表示棉纤维长度的指标不同。
4.2  各长度指标之间具有不同程度的相关关系,但没有确切的换算关系,相关程度还随着被测棉纤维长度分布的变化而变化。
4.3  对长度和整齐度而言,棉纤维大容量检测方法可以取代传统的方法,但对短纤维含量而言,该方法给出的仅是一个估算值。