HVI在實際生產中的應用性能探討

王 銘，耿向陽，曲京武，董俊哲(， )

HVI大容量纖維測試儀是一種綜合測試棉花主要性能的大型儀器，它可以測量的棉纖維的指標包括：長度、強度、長度整齊度、伸長、馬克隆值、顏色、雜質、水分、短纖維指數(SFI)、成熟度、紡織穩定參數(SCI)。此外，儀器可把NEP TESTER 720棉結測試儀和UV儀集成在一起，測算出棉纖維的棉結數和紫外線(UV值)。這些纖維特性，對于確保成紗質量，研究改進纖維混合開發和檢測外購，都是非常重要的。HVI儀器可提供精確可靠，帶有計算機控制校準和診斷功能的自動化測試系統。所有功能均由精密的微處理器控制，從而簡化了操作并為測量參數提供了靈活性。[1]

現階段中國的HVI在檢測行業中應用較為廣泛，但在紡紗廠實際生產中的應用卻不盡如人意。本文作者以實際經驗為基礎，通過探索，發現了從以下幾方面有效利用HVI的渠道。

1 利用HVI可以有效控制紗線的質量

眾所周知，纖維性能和紗線性能之間的關系決定了最終產品的質量，形狀細長、強度堅韌的纖維可紡成紗號更細、強度更高、均勻度更好的紗線。同時更細、更長、強度更好的原棉在紡紗過程中意味著低斷頭，高效率(前提是紡機保養較好)。不同的紡紗系統對于纖維質量參數的要求是不同的，這由紡紗機理決定。拿目前使用最為廣泛的兩種紡紗系統環錠紡和轉杯紡來說，對環錠紡影響較大的是棉纖維的長度和整齊度，而對轉杯紡影響較大的則是纖維的強力和細度(馬克隆值)。

美國棉花公司進行了一項試驗，試驗利用HVI對原棉進行測試來評估纖維和紗線性能間的關系。他們在環錠紡紗機和轉杯紡紗機上以同樣的棉來紡制23 tex的紗線。表1顯示了HVI測試的每種纖維質量參數對不同紡紗系統的重要性排序。

對于環錠紡紗線的強度，纖維長度和整齊度的影響為43%，纖維強度的影響為20%，馬克隆值的影響為15%。

對于轉杯紡紗線的強度，纖維長度和整齊度的影響為29%，強度的影響為24%，馬克隆值的影響為14%。這表明纖維長度、整齊度和馬克隆值對轉杯紡紗線強度的影響要略低一些。

轉杯紡工藝要求每個紗線截面至少有100根纖維才能成紗。在轉杯紡發展的初期，紗線截面內的最少纖維根數限制了轉杯紡在細號紗方面的應用。如今細號的轉杯紡紗可以用低馬克隆值的棉纖維紡成。因此，對于轉杯紡來說，馬克隆值已經成為最為重要的指標。

利用HVI測得纖維的數據可以有效地為紡紗工藝服務，HVI可以一次性測試纖維多個指標，對材料的選擇可以起到最佳的指導作用。

2 HVI的檢測數據在棉花貿易中的應用

國際上棉花的交易信息由利物浦棉花協會根據棉花的產地、等級和長度對外進行公布。這些HVI測試所得的數值，是大多數紡紗廠購買棉花的主要依據。將同一產地的棉花按長度進行分類，可以獲得棉花的一些額外有價值的信息。現在國內貿易中也越來越傾向于使用這種數值作為交易依據。

經檢查證實由耳局部或全身腫瘤和全身性疾病所致的耳鳴；精神病患者；客觀性耳鳴；18周歲以內或65周歲以上；妊娠或哺乳期婦女；對本藥過敏者；未按規定針刺、服用中藥治療，無法判斷療效者。

為了在棉花銷售和紡紗前對棉花進行更細致的評定，可以根據纖維長度、雜質等級等質量特征來分類棉包。將所有棉包按照HVI測試數值分成不同的批次，可以為棉花供應商增加棉批的價值，為紡紗廠提供長度變異更小的原棉。紡紗廠可以根據纖維長度將棉批分類進行驗貨。這種方法還可以使紡紗廠選擇不同纖維長度的原棉，紡制不同紗號的紗線，滿足不同的產品需求。棉花供應商和紡紗廠都可以利用這些數據實現自身利益的最大化。

3 利用HVI數據減少織物的橫檔疵點

橫檔疵點是指織物表面以為織機性能不佳、雜質較多、操作不當等原因引起的緯紗排列不勻的疵點，橫檔疵點經常出現在針織物中，其中在單面針織物中出現最為頻繁，原因是針織工藝是使用一根紗線來形成織物，而機織物則是由兩根紗線交織而成。橫檔疵點在織物中的主要表現形式為色差。

導致成品織物產生橫檔疵點的因素有很多，其中最常出現的一種情況是紗線性質的變異引起的，如紗線毛羽、號數或紗線捻度。針織廠一般根據紗線到貨的日期來選用紗線，即是說一般會將同時期制造的紗線一起使用，而不是將不同時期紡制的紗線混合使用。放置時間較長的紗線會發生整批變異，這種情況下制成的織物無疑容易產生橫檔疵點。

而紗線的性質取決于纖維的質量。與織物橫檔疵點有關的纖維質量參數包括：馬克隆值(Mic)，成熟度(Mat)和熒光值(UV)[2]。

3.1 馬克隆值

HVI測試的馬克隆值(Mic)反映了同一種棉纖維的成熟度和細度。對于控制和消除織物疵點以及后整理的問題，馬克隆值的控制是紡紗工藝中的關鍵。實際上，當遇到成品織物的橫檔疵點問題的時候，馬克隆值是要控制的最重要的纖維質量參數指標。在紡織針織紗時，馬克隆值是配棉時首個應預控制的纖維質量參數指標。

配棉時需控制以下馬克隆值的差異：

①多次配棉之間的平均馬克隆值差異(天與天之間)。

②一次配棉中馬克隆值的變異(CV%)[3]。

馬克隆值會隨著時間而變化，對紡紗廠來說，重要的是控制這種變化，一些紡紗廠堅持先用完上一級的棉花，然后再使用本季棉花。這樣會使得配棉時原棉庫中可供選擇的棉花很少，這會增大配棉的變異以及最終產品(紗線)的質量變異，降低紡紗效率。只有不斷地更新數據來科學配棉，才能減小這種變異發生的可能性。

要降低馬克隆值的變異系數，可以通過增加棉包的方式來改變。一般來說，配棉時棉包的數量越多，混合得越均勻。建議不要將纖維質量參數相同的棉包作為一組來進行排列，例如：將一組馬克隆值為3.8的棉包放置于馬克隆值為4.0的一組棉包附近。最好在配棉時將棉包混放，即性質稍有不同的棉包相鄰排列。

通過控制馬克隆值來減少橫檔疵點的做法是：每次配棉間平均馬克隆值變化不超過0.1，并且將一次配棉中棉包間的馬克隆值變異系數控制到低于10%，這樣將大大降低甚至消除針織物的橫檔疵點。一次配棉中所用的棉包數量越少，棉包間的變異就越大。

3.2 成熟度

HVI測得的馬克隆值表明了棉纖維的成熟度，但有一定局限。如果所加工的原棉屬于同一栽培品種，馬克隆值可成功地用于橫檔疵點的控制。如果不同品種或不同產地的原棉相混合，就需要知道有關原棉成熟度的其他信息。

國內紡紗廠對于紗線原料的選擇主要集中于馬克隆值上，認為馬克隆值高于4.0的棉花紡紗不易產生疵點，其實不然。實驗證明，馬克隆值高于4.0的棉花，在成熟度過低的情況下，也會產生橫檔疵點，這對紡紗廠來說是個警示。

如要發現這些可能潛在的引起織物橫檔疵點的棉包，則需在HVI測量的成熟度指數的指導下對數據進行綜合分析。一般來說，馬克隆值高于4.0的棉花在成熟度指數高于85%的情況下是成熟的，低于85%的情況下不能算做成熟。

HVI成熟度指數給紡紗廠提供了如下益處：

(1)棉花接收時，紡紗廠現在可以接收以前因為馬克隆值低而被拒收的棉包。

(2)棉花接收時，可將未成熟的棉包從成熟度正常的棉包中分離出來用于特殊的用途。

(3)可以基于額外的成熟度信息優化配棉，因此能避免織物的橫檔疵點。

3.3 熒光值

織物的橫檔疵點也可能是棉花的熒光性的變化引起的。熒光性的變化經常在新舊棉花混配時發生。溫暖潮濕的環境(多數原棉庫如此)所產生的細菌或真菌對棉花有影響。影響的結果就是所謂的“墨西卡利效應”，即在紫外光(UV)的照射下棉花呈現綠色或者黃色的熒光。

由于生長期的季節變化，每季棉花的UV值都有一個正常的變化范圍。通常，每季棉花的平均UV值不同，UV值的變化范圍取決于棉花收獲時的天氣狀況。棉花在庫存中存儲9～12個月也會引起熒光性的變化。新舊棉花必須謹慎混合以減小織物橫檔疵點產生的機會。

當不同次配棉間的平均UV值變化較大，或者一次配棉中UV值的變異未加控制時，都會引起織物橫檔疵點。對于UV值的變化，仍使用數值相近的棉包不相鄰的方法來控制棉包的排放。這就要求配棉前應用HVI對棉包進行測試，如果可能的話，可以將棉包按照UV值分成特定的類別儲存。

將不同次配棉間的平均UV值控制在最大±1的范圍，同一次配棉中(棉包間)UV值變化范圍在±5的范圍，將會極大地減少，甚至消除坯布中的橫檔疵點問題。和馬克隆值一樣，一次配棉中棉包間的UV值的變異在混配棉包較少時更顯重要[4]。

4 總結

引起織物橫檔疵點的原因中，至少有70%是由于纖維質量參數的變異。紡紗廠可以通過特定的方法來控制那些影響棉織物染色和后整理的關鍵纖維質量參數。HVI測試每個棉包的馬克隆值、成熟度和熒光性，將有助于紡紗廠控制由于纖維所引起的橫檔疵點問題。

[1] 張宏偉, 盧明德, 王善元，等. 熟條HVI測試性能與轉杯紗強力之間關系研究[J].中國紡織大學學報, 1998, 24(2): 93—96.

[2] 王立英.降低有梭織物橫檔疵點的措施[J].山東紡織科技，2006，47(3)，27—28.

[3] Dr.Preston Sasser. Cotton Inc., Fiber Grade and Measurement[J].Textile Asia,1988,37(1):17—19.

[4] 熊偉, 李榮, 張冶. 原棉混配與織物外觀質量的關系[J]. 棉紡織技術, 2001, 29(8): 21—23.