微观察技术如何应用于棉纺织业上（五）
| 日期：06-04-07 17:23:28 编辑：亚洲纺织联盟网 |
[b]其它简单测试棉纤维成熟度的方法：[/b] 我们可以利用正常的棉纤维胞壁比中腔的直径厚约二分之一，及未成熟的纤维通常较为暗淡而且缺乏光泽等特征，作为分析棉纤维成熟度的基础。 纤维染色法： 利用在同一染缸中，用两种染料，分别为红色和绿色染料，红色为联苯坚牢红，5BL Supral(Geigy)1.2%。氯冉亭坚牢绿BLL 2.8%。 将3克棉纤维试样用薄纱夹着，缝合成一块薄垫，然后在沸腾的蒸馏水里彻底湿透达30分钟，而蒸馏水的容积为样本重量的50倍。样本在沸腾的蒸馏水中处理15分钟后，暂时取走样本以便将氯化钠加入染缸中，再煮15分钟后，加入食盐。 染色后，接着用摄氏度40-50暖水冲洗不少于8-10次，最后把样本进行干燥。 结果，成熟的棉纤维被染成红色，不成熟的棉纤维被染成绿色，红色出现在纤维素的细胞壁上。另外(1)： 可根据不同成熟度的纤维对刚果红染色性能的不同，来测定棉纤维成熟度。 先将棉纤维浸入酒精内2分钟，再取出并除去残余酒精，再浸入18%的烧碱溶液内膨化，再取出用蒸馏水洗去残余溶液，再浸入1%刚果红染液中，煮沸几分钟后取出，经干燥，在显微镜下观察，成熟纤维为无转曲的圆柱状，颜色呈鲜红，完全未成熟纤维有转曲，呈管状，颜色很浅，甚至染不上色。另外(2)： 可利用直接纯天蓝FF对棉纤维的不同染色性能来测定其成熟度。 先将棉纤维浸入酒精内2分钟，再取出并除去残余酒精，再浸入18%的烧碱溶液内膨化，再浸入67%水，16.5%浓度为1%的直接纯天蓝FF溶液，和16.5%氯化钠溶液配制而成的染液，煮沸5分钟，再取出，经干燥，在显微镜下观察，成熟纤维为深蓝色或蓝色，有转曲，呈管状，中腔宽度较大，但不均匀。完全未成熟纤维为淡蓝色，有转曲，中腔很宽，呈扁长形，而死纤维则完全没有颜色，有较多转曲，呈扁长管状。纤维碱处理法： 利用烧碱溶液中测试棉纤维膨胀前后的情况，评估成熟度的简便方法，但此法精确性不太准，祗作参考用。 首先是取7-10克棉纤维，一半以气流仪方法测出其马克隆值，另一半用40Tw(18-20%)浓度的烧碱溶液，并加入1-1.5%的湿润助剂浸渍，膨胀后，清洗样本，进行干燥，然后再次测其马克隆值。计算方法：成熟度指数=烧碱处理前的马克隆值/烧碱处理后的马克隆值 x 100%细度( μg/in)=1.185 + 0.0075(T2 )-0.020(M.I.)式中： T =处理后样品的马克隆值；M.I. =成熟度指数。各种不同方法及不同仪器的测定标准样，可以国际标准棉样(INTERNATIONAL CALIBRATION COTTON SAMPLE)校准比对，此标准棉样是由国际棉花标准委员会按规定制定。各项测试项目都有实物标准棉样，例如：马克隆值标准棉样，长度标准棉样等，同一标准棉样又有多项测定指标的标定数值。 国际标准棉样的使用，必需按照其规定，例如：马克隆值标准棉样其读数从大到小有若干个，校验仪器时，应取两个标准棉样，一个读数较大，一个读数较小，每个棉样最少测试两次，两次测试结果差值不超过0.10单位，超过时另行取样重新测试，如结果仍不符合要求，则调整仪器，检查原因。 在整个棉花纤维测试项目很多，主要棉纤维的成熟度，影响着其它特性之表现，故深入了解及探索纤维成熟之真实状熊，对其他特性指标及后加工序有着很大帮助，棉纤维成熟度相关至棉纤维细度，除以纤维气流测定其马克隆值中反映，亦可用细度测量投影法及细度测量振动法等测定其棉纤维细度。细度测量投影法： 是利用显微镜或投影仪上直接测量纤维直径或宽度，可将试样切成0.4-0.8毫米片段，在甘油，石蜡油中拌和，再放在载玻片上，在投影仪上用专用尺测出直径，一般测300根纤维以上。细度测量振动法： 是一种非破坏性纤维细度测量法，利用在一定张力作用下，细度与横向共振频率求出细度。仪器由调频振荡器，共振状态观察器，张力装置等组成。纤维的上端夹入上夹持器，下端加预加张力，上下刀口紧靠纤维，上刀口由振动源拖动产生振动，使纤维以同样的频率振动，调整所加频率，当纤维的振幅达到最大时，振动源的频率即为纤维的共振频率，上下刀口间的距离，即为纤维振动段的长度，当长度L不少于30毫米时，由预加张力P和共振频率f，可计算出纤维线密度N(克/厘米)的近似值。其公式：N= P / 4L2 f2 。 综合各项测试方法，及棉纤维特征对后工序成纱之各项影响，如何能利用其中一些方法，解决现时棉纺纱线的一些问题。 现时纺纱厂对棉花之测试项目及方法，抽样型式都不统一及齐全，棉花交易以分级别为主，例如美棉，中国大陆棉，都有着其标准，其涉及之项目有棉纤维的外观测试，及内在物理测试数据，此等数据有着影响该批棉花之等级，及价值之分别。[b]中国大陆棉花分级制度[/b]：(以细绒棉国家标准为例)一﹑标准名称﹕棉花细绒棉国家标准1103---1999 现行棉花国家标准是国家质量技术监督局于1999年7月颁布﹐从1999年9月1日开始实施的。二﹑质量标准：1﹑品级﹕根据棉花的成熟程度﹑色泽特征和轧工质量三个条件分7个级﹐共1-7级﹐3级为标准级﹐7级以下为级外。品级有文字标准和实物标准。实物标准是根据文字标准产生的﹐制作实物标准时须参考以下质量指针﹕(1)品级分别 ： 1级 ：成熟条件(不低于)1.6， 断裂比强度(cn/tex﹐不低于)20。 2级 ：成熟条件(不低于)1.5，断裂比强度(cn/tex﹐不低于) 19。 3级 ：成熟条件(不低于)1.4，断裂比强度(cn/tex﹐不低于) 19。 4级 ：成熟条件(不低于)1.2 ，断裂比强度(cn/tex﹐不低于) 18。 5级 ：成熟条件(不低于) 1.0，断裂比强度(cn/tex﹐不低于) 18。注﹕断裂比强度是采用3.2mm隔距﹐国际标准棉花标准(ICC)检验水平。实物标准使用年限为一年(自当年9月1日至次年8月31日)。 检验方法：以品级实物标准结合品级条件决定。检验品级时应在等级室进行﹐等级室符合GB/T13786标准或具备北窗光线。(2)长度分别﹕(以1mm为级距)，用手扯尺量法进行，得出一束纤维中含量最多的一组纤维的长度，就是棉花主体长度，分为七个长度级别如下：25毫米﹐包括25.9mm及以下﹔26毫米﹐包括26.0~26.9mm及以下﹔27毫米﹐包括27.0~27.9mm及以下﹔28毫米﹐包括28.0~28.9mm及以下﹔29毫米﹐包括29.0~29.9mm及以下﹔30毫米﹐包括30.0~30.9mm及以下﹔31毫米﹐包括31.0mm及以上﹔检验方法：用手扯尺量法。检验时﹐取有代表性的棉样﹐双手平分﹐抽取纤维﹐反复整理成没有丝团﹑杂物和游离纤维的平直棉束约60mg﹐棉束宽度约20mm﹐置于黑绒板上﹐用纤维专用尺在棉束两端切齐﹐切绒位置以不露黑绒板为准﹐量取两切线之距离。(3)马克隆值﹕分为A﹑B﹑C级﹕A级﹕3.7~4.2B级﹕3.5~3.6﹐4.3~4.9(马克隆值标准级)C级﹕3.4级以下﹐5.0级以上。检验方法：用马克隆值测试仪按GB/T6498的测试方法执行。其中两项指针，长度以1mm分等级和马克隆值等级是从2000年9月1日开始实施。(4)回潮率：公定回潮率为8.5%﹐回潮率最高限度为10.5%。检验方法：按GB/T6102.1(电测法)或GB/T6102.2(烘箱法)的测试方法执行。 (5)含杂率：标准含杂率﹕皮辊棉为3.0%﹐锯齿棉为2.5%。检验方法：按GB/T6499的测试方法执行。(6)危害性杂物：包括异性纤维﹑色纤维等。三﹑检验方法：1﹑取样：每十包抽一包﹐不是十包按十包记。每个取样棉包抽取样品约200-250g。四﹑质量标识：1﹑类型代号﹕黄棉以字母 “Y”标识﹐灰棉以字母 “G”标识﹐白棉不做标识。2﹑品级代号﹕一级至七级﹐用 “1”‧‧‧‧‧‧ “7”标识。3﹑长度级代号﹕25毫米至31毫米﹐用 “25” ‧‧‧‧‧‧ “31”标识。4﹑马克隆值级代号﹕A﹑B﹑C级分别用A﹑B﹑C标识。5﹑皮辊棉﹑锯齿棉代号﹕皮辊棉在质量标识下方加横线 “-----“ 表示﹐锯齿棉不做标识。如﹕2级锯齿白棉﹐长度29毫米﹐马克隆值A级﹐质量标识为﹕229A﹔ 5级皮辊灰棉﹐长度25毫米﹐马克隆植C级﹐质量标识为﹕G-----525C。棉花国际通用标准分级： 推行棉花分级 “通用标准”初始于1907年﹐美国国会通过法律授权美国农业部制订棉花品级标准，并提供棉花分级服务。很多产棉国及棉花消费国，相关的纺织行业协会，也接受并参与标准样的制作﹑修订，美国农业部分级标准目前包括：棉花纤维长度，长度整齐度，纤维强力，马克隆值，色泽，前处理，碎叶及杂质含量。因此美国农业部的标准既被称作 “美国标准”又被称作 “国际通用标准”。(1)棉花纤维长度：定义是指棉花纤维中，一半以上的较长纤维的平均长度，即上半部平均长度，用1/32英寸及1/100英寸作为长度分级间隔单位。(2)长度整齐度： 定义是指棉花纤维平均长度与上半部平均长度的比率，用百分比表示。 假若所有棉纤维长度都一样，那么，平均长度与上半部平均长度相等，整齐度指数为100，但棉纤 维是天然生长出来的，始终都有差别，故其整齐度总是小于100为合理。(3)纤维强力： 纤维强力定义为撕断一束一特斯(tex)的纤维，所需要的力度(g)，量度单位为克/特斯(gram/tex)﹐根 据国际通用标准﹐棉花的强力与价值计算﹐正常范围为﹕26.5~28.4GPT(gram/tex)﹐超过或低于此 标准将会有溢价或折扣﹐目前﹐中国国家标准对强力要求未能与国际通用标准般明确规定一般使用“卜氏强力”(Bressley)。(4)马克隆值： 马克隆值是代表成熟度及细度的指标。“国际通用标准”将其独立于等级之外与价值挂勾﹐一般正常的马克隆值范围﹕3.5~4.9﹐超过此范围将会有折扣(参考前数据)。(5)色泽： 色泽用反射率(Rd)及黄度(+b)表示，反射率指明暗度，黄度指着色程度，按照“国际通用标准”﹐棉花按颜色由高到低分为﹕白棉(White)﹑淡点污棉(light Spotted)﹑点污棉(Spotted)﹑淡黄染棉(Tinged)﹑黄染棉(Yellow Stained)﹑淡灰棉(Light Gray)和灰棉(Gray)7个颜色等级。(5）含杂： 定义为棉花中非纤维性物质的含量，如叶碎，韧皮等等，“含杂”亦是分等级的组成因素之一，国际通用标准将含杂率分为7级﹐代表含杂从最低到最高。(6)含叶： 定义为棉花中棉株碎叶含量的目测评估，其等级分7级，每级都有物理标准，并且有一个等外级别。中国国家标准近年逐渐与国际通用标准靠近，此举有利中国棉纺业迈向世界水平。棉纺厂对测试棉花的情况： 鉴于棉花分级制度内容之项目部份涉及经济价值，故购买棉花之人员都以品级内容项目为棉花评估之基础，而一般棉纺厂内部对棉花测试之项目，亦并非全面性，及各企业存在内容、项目、测试方法、测试仪器，取样标准等差异。一般棉纺厂测试棉花项目： 1)品级评定：手扯长度，评定品级。2)仪器检验：断裂比强度、断裂伸长度、色度Rd、色度+b/极差、级别、马克隆值、 长度L(w)上四分位长度、短绒率(w)、短绒率( n)、5.0%长度、2.5%长度、细度、不成熟纤维含量、(IFC)成熟系数、棉结、带纤维籽屑、僵片、死纤维、总杂质、尘埃、可见杂质、含糖、回潮率、腊质等等。3）使用仪器：现时测试棉花最先进及最流行之仪器为大容量测试仪〈HVI〉 (HIGH VOLVME INSTRUMENT)，乌斯特HVI系统可以在最快时间内检测大量原棉样本，并以计算机管理每包棉花之数据。 HVI可测量：马克隆值、纤维长度、50%及2.5%跨距长度，平均长度，上半部平均长度，长度均力匀度，长，短纤维含量，曲线图和整齐度，1/8英寸隔距长度的纤维束强度，亨特的反射值及黄度指数，可见的杂质微尘粒数和范围计算等。 乌斯特另外一套纤维信息系统〈AFIS〉，是单纤维测试的仪器，利用气流的原理把杂质与纤维分离，利用讯号处理鉴别棉纤维、棉结及其它杂质，此仪器可提供广泛相关的分布频率资料。 此两套系统是比较先进之综合测试仪，但一般纺纱厂未必有此仪器，大部份仍沿用传统之仪器，如纤维气流仪、纤维长度仪、长度分析仪、纤维强力仪，摩擦系数仪、杂质分析仪等等。一般纺厂对棉花之级别、长度、马克隆值等较重视，其它项目比较少做，棉花成熟度被马克隆值所重视，但上述介绍马克隆值在一定程度上是表示纤维细度，是成熟度综合指数之其中一项． 一般测试项目有否反映棉纤维之真实成熟度？ 马克隆值因与棉价值挂勾，大部份人亦认为马克隆值就是表示棉花之成熟度，但上述介绍马克隆值是利用气流仪，测定棉纤细度之一个数值，是平均数值，假若用过成熟之纤维及未成熟之纤维各半，做成试样，通过气流仪测试，其结果数值为中间最好之数值，故未能真实反映棉花之真正成熟情况‧ 微观测试是通过显微镜，查看棉花真正情况，最能直接观察其成熟如何，腔壁之比例如何等等。 成熟度最能影响成纱之问题： 以上文中介绍棉纤维各项结构特征，影响着成纱之质量，而最致命之疵点，就是织布后，染色处理而产生，吸色不均匀，在布面起横档，此种疵点在整个棉纺测试项目中，无法测试而预知‧ 致命之疵项---布面横档 在现时纺织行业中，若要得知棉纱染色后之结果，必需把该批纱真正织布、染色，才知结果，暂时仍未有仪器、方法能预知情况‧布面染色后起横，当然有多个原因，排除织造、染色问题外 (因此等问题引致起横，是可以分辨出)。很多人说在圆编针织布面上很难分辨出，起横是甚么问题引致，我的方法法是得知织机喂纱路数，假设是90路的话，便在成品布面上拆出90条纱，再将每条纱绕在一张咭纸上，有如花灰纱色咭，但较大一些，再将90块色纱办咭放于对色灯下比对，将深，中，浅，分类，如色差明显分出，便是棉纱受色率不均，与织造无关。 棉纱染色不均，最大程度上是棉纤成熟度差异大，引致受色量不匀而引起，不同成熟度之棉纤，在不同比例上成纱而引致染色后出问题。 建立标准档案库 首先建立一个标准档案库，内容包括：A) 各种成熟度之棉纤维标准档案，即每个马克隆值之标准图样 B) 各种起横棉纤图样。A)各马克隆值标准图样：抽各种常用之棉花，按其马克隆值排列制图样，包括原棉、棉条及棉纱(棉纱可按马克隆值计算纱线含纤维根数，作比对实际情况)。B)起横纤维图样：在过去搜集各种起横成品布，再将起横部份折出制成纤维图样，尝试在起横纤维图样找出其共通点，作标准样办。 与标准样办比对 搜集大批起横棉纤样品图，与马克隆值图样比对，再印证棉纤真正成熟度，不难发现起横之棉纤维绝大部份为未成熟纤维，而追寻资料，与纺前测试之棉花马克隆值相差甚远。 尝试在未染色前，查看成纱之棉纤成熟度，再评估染色后之情况，经长期运作印证，寻求出成功率，作为企业之标准方法‧ 对于棉纤维每个特征及成熟度，测试项目，重新认识棉花纤维，在各种清晰数据下，才作出配棉等工艺，令成纱后各项问题得以预先解决。 抽样问题： 一般棉纺厂，大部份都有做测试棉花、棉纱工作，但单看测试数值，往往无法分析问题原因，主要是抽样测试之抽样条件不同，未按标准处理，变成结果与实际不乎，可规定按国家标准执行。 本文将各项棉纤成熟度测试方法，及相关棉花之各项标准列出，主要是令大家知道在微观测试中，利用各种方法(方法可自订)，配合各企业之设备，自行建立标准实际样品图库(可包括各项目，凡与棉纤维成熟相关而影响成纱质量者)，改善及预知及设定适合之成纱工艺，及用纱分配‧[center]----作者：曾祥---[/center]
