文/卞曉靜
回潮率檢驗(yàn)是現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)的重要環(huán)節(jié),但很多初級(jí)檢驗(yàn)人員將回潮率和含水率混淆,從而對(duì)檢測(cè)過(guò)程造成一定困擾,以下將從回潮率和含水率對(duì)棉花質(zhì)量的影響及其測(cè)試方法展開(kāi)研究。
一般儲(chǔ)存時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)皮棉不能散放,必須經(jīng)打包機(jī)打成符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的棉包。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)皮棉包裝有三種包型:85公斤/包(±5公斤)、200公斤/包(±10公斤)、227公斤/包(±10公斤),目前我國(guó)棉包絕大部分為85公斤,而國(guó)外則以227公斤的棉包(480磅)居多。
回潮率表示紡織材料吸濕程度的指標(biāo)。在紡織品的貿(mào)易中為了計(jì)重和核價(jià)的需要,必須對(duì)各種紡織材料的回潮率作出統(tǒng)一規(guī)定?;爻甭实拇笮?duì)紡織材料的物理機(jī)械性質(zhì),如強(qiáng)力、伸長(zhǎng)率、電阻、比重以及紡織工藝都有影響,因此要準(zhǔn)確測(cè)量。
回潮率稱(chēng)干基含水率,是指被測(cè)的潮濕棉花中所含有的水分重量占干棉花(濕重-水分重)重量的百分率。計(jì)算公式為:
含水率也稱(chēng)濕基含水率,是指被測(cè)的濕棉花中所含有的水分重量占濕棉花重量的百分率。計(jì)算公式為
對(duì)棉花規(guī)定的含水率數(shù)值,目前規(guī)定為10%。交接貿(mào)易時(shí),實(shí)測(cè)含水率不足或超過(guò)標(biāo)準(zhǔn),實(shí)行重量補(bǔ)扣。超過(guò)最大限度(含水率達(dá)到12%以上)應(yīng)做攤曬等處理。
盡管回潮率和含水率數(shù)值相差不大,且相互間能轉(zhuǎn)化,可以用含水率估算回潮率,但在棉花公檢和后期軋花等工序時(shí)不可亂用,否則會(huì)直接影響皮棉產(chǎn)量、纖維長(zhǎng)度整齊度指數(shù)、短絨率等重要指標(biāo)。在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中,用回潮率來(lái)表示纖維所含水分的多少。而我國(guó)目前大多數(shù)企業(yè)仍習(xí)慣使用含水率。棉花加工技術(shù)指標(biāo)來(lái)源于生產(chǎn)實(shí)際而又指導(dǎo)生產(chǎn)技術(shù),必須準(zhǔn)確掌握和應(yīng)用,企業(yè)應(yīng)該緊跟標(biāo)準(zhǔn)步伐吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)。
紡織材料的回潮率不同,其重量也不同。為了消除因回潮率不同而引起的重量不同,滿(mǎn)足紡織材料貿(mào)易和檢驗(yàn)的需要,國(guó)家對(duì)各種紡織材料的回潮率規(guī)定了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn),稱(chēng)為公定回潮率。它在數(shù)值上接近標(biāo)準(zhǔn)溫濕度條件下測(cè)得的平衡回潮率。應(yīng)注意的是,各國(guó)對(duì)紡織材料公定回潮率的規(guī)定往往根據(jù)自己的實(shí)際情況而定,所以并不完全一致。
公定重量如何計(jì)算,以下簡(jiǎn)單列舉計(jì)算方法。一批棉花毛重為20噸,包裝物重量為100公斤(0.1噸),經(jīng)檢驗(yàn),實(shí)際含雜率為3%,實(shí)際回潮率為10%,公定回潮率為8.5%,則這批棉花公定重量為19.53噸,而不是20噸。
計(jì)算公式如下:
如果按照含水率代替實(shí)際回潮率計(jì)算,當(dāng)實(shí)際回潮率為10%時(shí),含水率約為9.1%,則:
由此可見(jiàn),含水率和回潮率不能一概而論,兩者差異甚大。
關(guān)于回潮率,我國(guó)近幾年修訂的標(biāo)準(zhǔn)主要有GB 9994—2008《紡織材料公定回潮率》、GB 6500—2008《毛絨纖維回潮率試驗(yàn)方法-烘箱法》、GB 6503—2008《化學(xué)纖維回潮率試驗(yàn)方法》、GB/T 6102.1—2006《原棉回潮率試驗(yàn)方法 烘箱法》、GB/T 6102.2—2012《原棉回潮率試驗(yàn)方法 電測(cè)器法》、GB/T 6503—2008《化學(xué)纖維 回潮率試驗(yàn)方法》等。
隨著現(xiàn)代物理測(cè)試技術(shù)的應(yīng)用,棉纖維水分檢驗(yàn)方法有多種,總的可分為直接法和間接法兩大類(lèi)。直接測(cè)定法:先稱(chēng)取試樣重量,然后去除其中水分,再稱(chēng)取試樣干燥重量,計(jì)算實(shí)際回潮率。根據(jù)去除水分方法的不同,直接測(cè)定法有:烘箱法、紅外線(xiàn)輻射法、高頻電場(chǎng)加熱法、真空干燥法和吸濕劑干燥法等。在工業(yè)生產(chǎn)中常采用的是烘箱法和紅外線(xiàn)輻射法。烘箱法的優(yōu)點(diǎn)是測(cè)定結(jié)果比較準(zhǔn)確,缺點(diǎn)是速度慢、效率低。紅外線(xiàn)輻射法的優(yōu)點(diǎn)是速度快、效率高、節(jié)省能源,缺點(diǎn)是溫度不易掌握、測(cè)定的結(jié)果有波動(dòng)。間接測(cè)定法:利用纖維的某些性質(zhì)和回潮率之間的關(guān)系間接推算纖維的回潮率。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是速度快、效率高,但纖維有關(guān)性質(zhì)和回潮率之間關(guān)系值的確定仍需要利用直接法。間接法可以分為電阻法、電容法、紅外線(xiàn)吸收法和微波法等。微波法具有快速、連續(xù)、非接觸、無(wú)破壞性等特點(diǎn),可用于連續(xù)測(cè)定和自動(dòng)控制,是近來(lái)尚在發(fā)展的新技術(shù)。我國(guó)多用電阻法測(cè)定原棉水分。以下就以電阻法為例進(jìn)行研究簡(jiǎn)要分析。
1.電阻法測(cè)定原理。電阻式測(cè)量法是利用不同回潮率的棉纖維具有不同電阻值的特點(diǎn)進(jìn)行棉花回潮率測(cè)量。在測(cè)量過(guò)程中,主要根據(jù)棉纖維的電阻值與回潮率呈負(fù)相關(guān)變化的規(guī)律,在一定密度、電壓、溫濕度等情況下,將棉纖維作為一個(gè)電阻接在電路里,同時(shí)進(jìn)行溫度補(bǔ)償,通過(guò)測(cè)試電路中電流的大小間接得到棉花回潮率。但影響棉纖維導(dǎo)電性能的主要因素除回潮率外,還有溫度、密度和外加電壓等[1],采用該方法時(shí)須有溫濕度傳感器、溫度補(bǔ)償電路、密度補(bǔ)償裝置及穩(wěn)定電壓等,確保一定的溫度、密度及電壓等。
圖1 電阻法測(cè)定回潮率工作原理圖
2.電阻法檢測(cè)方式及應(yīng)用情況。GB/T 6102.2—2009《原棉回潮率試驗(yàn)方法電測(cè)器法》已經(jīng)修訂為GB/T 6102.2—2012《原棉回潮率試驗(yàn)方法 電阻法》,標(biāo)準(zhǔn)中明確寫(xiě)到檢測(cè)方式包括電測(cè)器檢測(cè)、在線(xiàn)裝置檢測(cè)、插入裝置檢測(cè)。目前市場(chǎng)中使用的原棉水分電測(cè)器、棉包在線(xiàn)回潮率檢測(cè)裝置、插入式回潮率檢測(cè)裝置都適用于測(cè)試原棉回潮率。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,對(duì)檢驗(yàn)結(jié)果有異議時(shí),以GB/T 6102.1《原棉回潮率試驗(yàn)方法烘箱法》為準(zhǔn)。
早年普遍使用的是電測(cè)器檢測(cè),國(guó)家對(duì)相關(guān)設(shè)備進(jìn)行了一代代更新。自2007年以來(lái),我國(guó)纖檢機(jī)構(gòu)及農(nóng)業(yè)部種植管理部門(mén)等開(kāi)展了“溫濕度對(duì)棉花回潮率測(cè)量影響及新型電測(cè)器”的研究,確定了棉纖維導(dǎo)電性能與溫度之間關(guān)系的數(shù)學(xué)模型,研制出單一90V直流電壓的新型棉花回潮測(cè)量?jī)x,克服了溫度及電壓對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。
為克服密度的影響,一些研究人員研制了具有密度補(bǔ)償裝置的回潮率測(cè)量?jī)x器,可保證適宜的密度測(cè)量環(huán)境,每年檢驗(yàn)旺季前應(yīng)做好電測(cè)器的校準(zhǔn)和檢修工作。用棉花電阻校驗(yàn)箱校驗(yàn)儀器表頭刻度,用壓力校驗(yàn)器校驗(yàn)壓力器的壓力,各臺(tái)電測(cè)器之間也應(yīng)相互校準(zhǔn)對(duì)照。必要時(shí)與烘箱法進(jìn)行對(duì)照,兩者試驗(yàn)結(jié)果發(fā)生較大差異時(shí),應(yīng)分析原因,以正常條件下的烘箱法試驗(yàn)結(jié)果為準(zhǔn)。
在線(xiàn)裝置檢測(cè)生產(chǎn)廠家目前只有屈指可數(shù)的企業(yè)通過(guò)國(guó)家資格審查,例如蘇州市光華電測(cè)技術(shù)研究所和中華全國(guó)供銷(xiāo)社合作總社鄭州棉麻工程技術(shù)設(shè)計(jì)研究所。該方法注重實(shí)時(shí)檢測(cè)回潮率,其作用是,在原棉打包過(guò)程中即時(shí)檢測(cè)棉花的回潮率,逐包出具回潮率檢驗(yàn)結(jié)果。棉包回潮測(cè)定在線(xiàn)裝置檢定記錄表可參照表1。
表1 棉包回潮測(cè)在線(xiàn)定裝置檢定記錄表
插入裝置逐包檢測(cè),并出具檢驗(yàn)結(jié)果,如果按批檢測(cè)則按GB 1103.1、GB 1103.2和GB 19635規(guī)定取樣數(shù)量,逐包檢測(cè),記錄檢驗(yàn)結(jié)果,計(jì)算批樣回潮率算術(shù)平均值作為檢測(cè)結(jié)果。第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)和質(zhì)檢部門(mén)在對(duì)棉花公檢、收儲(chǔ)、出庫(kù)等時(shí)采用較多。
棉花回潮率不僅是影響棉花安全儲(chǔ)運(yùn)、加工工藝系統(tǒng)穩(wěn)定性、加工質(zhì)量的重要因素,還是棉花貿(mào)易結(jié)算的重要依據(jù)。本研究用簡(jiǎn)單的計(jì)算公式分析研究了回潮率和含水率的區(qū)別,舉例計(jì)算了棉花公定重量,以助于進(jìn)一步了解公定回潮率。
此外,就目前使用最廣泛的棉花回潮率測(cè)量方法進(jìn)行討論,重點(diǎn)分析電阻法測(cè)定回潮率的原理、檢測(cè)方法和目前應(yīng)用情況,三種方法還存在一些不足。例如,電測(cè)器檢測(cè)棉花回潮率很低時(shí),電阻值很大,流過(guò)待測(cè)棉花的電流值就很小,此時(shí)小電流不易測(cè)量,難以保證測(cè)量精度。希望國(guó)家相關(guān)單位和研究所等能持續(xù)更新系統(tǒng)和檢測(cè)方法,緊跟國(guó)外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn),提高棉花回潮率的準(zhǔn)確度。