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前 言

成熟度好的纤维在纺纱加工中具有较高的强力及弹性，不成熟的纤维强力弱，在轧花及纺纱过程中容易断裂，从而使平均长度减少，增加短纤维含量。不成熟纤维的刚性差，在加工生产中容易形成棉结，使纱及织物外观粗糙而不均匀；不成熟纤维还会产生废纤，成纱强力低、纱疵多，织造效率低，影响最终织物的外观及质量。成熟纤维对化学加工也有影响，如丝光、印染加工、树指整理等，成熟的棉纤维丝光的效果更均匀，在染色时不成熟纤维造成的棉结对染料的亲和力相对低，使染后织物外观出现白点。不成熟纤维的分布若不均匀，会使织物产生横档疵点，不成熟纤维定形性差，染料吸收性能较低，染后洗涤时染料从不成熟纤维中洗掉，形成织物条影轻重的变化及横档疵点。

一、棉纤维成熟度

棉纤维的成熟度是指纤维胞壁厚度。胞壁愈厚，成熟度愈好。成熟度与棉花的品种、生长条件有关，特别受生长条件的影响。棉纤维成熟度不同，纤维的色泽、细度、断裂强度、弹性、吸湿性及染色性能等棉纤维的性质都会相应的引起变化。棉纤维成熟度根据棉纤维的胞壁厚薄、中腔大小，并参考纤维扭转多少而异，大致有以下四种情况：

（1）过成熟纤维：纤维接近圆形棒状、中腔不明显，转曲很少。

（2）成熟纤维：纤维细胞壁较厚，中腔较小，转曲数较多，横截面呈椭圆形。

（3）半成熟纤维：胞壁较薄，有明显中腔，中腔宽度大于壁厚，转曲数比成熟纤维少。

（4）不成熟纤维（或称为死纤维）：纤维呈扁带状，胞壁很薄，中腔大，无转曲。

一般讲，纤维的成熟度是指一批原棉的平均成熟度，棉纤维的成熟度与纺纱质量密切相关。如成熟度高的棉纤维，能接受打击，易于清除杂质，不易产生束丝、棉结及短绒；成熟度高的纤维吸湿性能较低，弹性好，加捻效率低；成熟度高的棉纤维在纺纱加工过程中，飞花及落棉少，制成率高；成熟度高的棉纤维吸湿性能均匀，织物染色均匀，在加工成织物后，耐磨性好；成熟度中等的棉纤维，由于纤维较细，因而成纱强度较高；成熟度差的纤维，胞壁薄、吸色性能差，容易在深色织物上出现白星、横档及条影等织物外观疵点，成熟度过低的纤维，成纱强度不高；但成熟度过高的纤维较粗，成纱强度也低。

总之，为了稳定与提高纺纱质量，减少棉结及短绒并保证织物外观质量的提高，减少和消除织物横档疵点，必须对棉纤维的成熟度及不成熟纤维含量的分布等问题给予高度重视与管理。

二、棉纤维成熟度的检测

（1）传统的棉纤维检测方法有：中腔胞壁对比法、偏振光检测法及气流仪等。这些测定棉纤维成熟度的方法虽然能直接报告出棉纤维成熟度的实际数据，但试验批量少，速度慢，代表性不广，更不能反映出不成熟纤维在原棉及各加工工序中的分布情况，如偏差系数及分布不匀等，尤其不能掌握不成熟纤维的分布变化。因此，不能很好指导生产。

（2）以往采用比较多的是应用马克隆（Micronaire）气流仪测定原棉的细度及成熟度，从气流仪测定棉纤维细度的原理中可看出：气流仪所测定的细度实际上包括棉纤维的成熟度，棉纤维的细度与成熟度之间存在着简单的函数关系。其细度值以马克隆值M表示，正常成熟度的棉花M值在4~5左右。M值越大，表示纤维越粗，反映纤维的成熟度越高，M值是纤维细度与纤维成熟度的综合反应，但用马克隆值反映棉纤维的成熟度，由于棉纤维有长绒棉、细绒棉和粗绒棉之分，也不十分确切。

（3）20世纪80年代，国外开始应用HVI棉花性质检测仪及AFIS棉花性质检测仪。应用HVI可以将原棉经过轧花加工后，进行逐包检验，对纤维的含杂、含糖、色泽、长度、细度、成熟度、及棉结进行综合性的检验，用于掌握原棉的性能及质量情况，指导棉包的分级及仓储，通过计算机的数据库精确控制各种纺纱支数的配棉，使纺纱厂按照原棉管理数据库的各项指标正确进行相应的工艺设计及安排生产品种。尤其重视原棉纤维的成熟度性质及不成熟度纤维（IFC）含量的检测，并作为纺纱厂提高产品质量，减少棉结短绒及织疵的重要依据。

（4）纺纱厂应用AFIS原棉性质检测仪，可以从原棉起对纺纱各工序进行跟踪快速试验，可以及时、快速地反映出各工序的短绒、结杂及不成熟纤维含量及纤维细度、细度偏差等。

（5）应用AFIS检测仪，在不同的纺纱过程中，直接检测出不成熟纤维含量（IFC）及纤维的细度、细度偏差所占的比例和分布的变化。AFIS检测仪是应用光学检测技术对棉样的横截面进行扫描，对棉纤维的胞壁厚度进行检测评估，以测量纤维的细度和成熟度，并可直接测出不成熟纤维的含量，快速的提供数据，以改进产品质量，获得均匀的染色效果。如梳棉机台与台之间棉条中不成熟纤维含量存在着差异，将使梳理中排出短绒量及不成熟纤维量相应变化。纺纱厂可以优选梳理工艺，排除短绒及不成熟纤维，改进生条质量，应用正确的梳理技术，可在改进生条中不成熟纤维含量上确定最佳工艺。

（6）采用HVI测试仪测量棉纤维横截面积的方法来测得棉纤维的成熟度，包括纤维试样制备、混合到试验，试验时间从几个小时缩短到几分钟。

HVI试验仪器要用红外线纤维细度成熟度测试进行适当的校正。

HVI是大容量试验仪，试样制备量很大，大约每小时可试验250个试样，并且要与细度/成熟度试验仪（FMT）经常进行对比，以控制其试验正确性。

AFIS细度、成熟度测试仪与FMT相比，具有操作简便、稳定可靠及较好的费用效益比。但AFIS测试仪在试验及维修方面还需进一步改进。

（7）乌斯特公司近年推出的USTER AFIS PRO2型棉纤维性质检验仪，是全世界公认的棉结测试标准系统（ASTM），替代了原来的USTER AFIS棉纤维性质检验仪，新的USTER AFIS PRO2型棉纤维性质检验仪是模块化的仪器，更换传感器可对棉纤维的长度、成熟度、杂质及棉结含量等纤维性质的指标进行更精确的分析，控制棉纤维中的杂质及梳棉、并条、粗纱等整个纺纱工艺流程的有关质量问题。USTER AFIS PRO2型棉纤维性质检验仪基本模块NC可检测棉纤维及半制品中的棉结及带籽屑壳棉结的数量。更换为L及M检测传感器可检测纤维长度和短纤含量以及棉纤维成熟度和不成熟纤维含量；更换传感器模块还可检测棉花中的杂质和灰尘的含量。

三、棉纤维成熟度对纺纱质量的影响

棉纤维成熟度对棉纱质量影响很大。国外曾以大容量检测仪HVI对纤维的成熟度进行检测，不同成熟度系数的棉纤维对纱线质量及纱疵的影响如表1所示。试验以成熟纤维MR占试样比例分别为086%、0.75%及0.65%进行，试验结果见表1。

表1中，成熟度是由乌斯特AFIS 进行对比试验，三种棉纤维分别从清花到细纱、纺纱条件相同，工艺及空气调节条件相同，纺纱机器一样。试验表明：

（1）成熟纤维占比例高的棉样在细纱机上断头少；

（2）CV%值、品质指标（CSP）值三组试样无显著区别；

（3）MR1（0.86%）的纱疵比MR3（0.65%）的纱疵减少357个，比MR2（0.75%）的纱疵少210个；

（4）成熟纤维占比高的原棉MR1（0.86%）纱线棉结比其他两组原棉的纱线棉结数显著少（从833→973→1096），包括棉结在内的纱疵总数显著减少，原棉中成熟纤维减少，纱线的棉结增加，纱疵也增加。

（5）应用以上三种成熟纤维含量纺的纱，织成针织布，经过漂白染成深颜色。在漂染前针织坯布上不会发现疵点，但经过染色后，发现第一组纤维MR1（0.86%）的针织布比第二组纤维MR2（0.75%）及第三组纤维MR3（0.65%）的针织布面上的白点要少，第一组与第二组相类似，第三组白点最多。

（6）为了控制纺织生产及后加工中质量问题，在购买原料时必须重视原棉中成熟纤维含量，并根据纤维马克隆值进行合理的工艺配置。不同产地的原棉其成熟度也不相同。正确的选购配置原棉可使原棉的成熟度及其在纺织印染加工生产中存在的缺陷得到确切的改进或消除。假如控制与掌握了原棉的成熟度，不但可以提高纺织印染及后加工产品质量，而且会因此获得较高的经济效益。从三批试验中看出，纱线上的细节、粗节等疵点无显著区别，但如果成熟纤维在原棉中占比例低，纱线棉结增加（见表1），因此，纤维成熟度对提高纱线质量有重要影响，即使在混棉中能保持同样的马克隆值，也改变不了纤维成熟度对产品质量的影响。

（7）成熟纤维在原棉中占比例减少，印染布染疵增加，因此纤维成熟度对最后织物的外观起很重要的作用。

（8）纺纱工艺设计不仅要考虑纤维的马克隆值，而且要考虑在混棉中不成熟纤维所占的比率及其分布情况。

（9）低成熟度的纤维会导致产量减少，使纺纱生产中断头增加，相应产生较高的吸棉回花。

（10）纺纱厂要优化梳棉工艺，排除不成熟纤维，提高生条质量。（未完待续）

作者：秦贞俊

编辑： 中国纱线网新媒体团队

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