為助力解決國產(chǎn)棉花中短纖維率質(zhì)量水平與紡織行業(yè)需求不匹配的問題，促進(jìn)國棉質(zhì)量提升，以GB/T 35931—2018《棉纖維棉結(jié)和短纖維率測試方法 光電法》發(fā)布為契機，2018年中國纖維質(zhì)量監(jiān)測中心組織開展了第一輪棉花短纖維率風(fēng)險監(jiān)測專項行動。

為了進(jìn)一步提升棉花短纖維率風(fēng)險監(jiān)測相關(guān)測試數(shù)據(jù)的可靠性，根據(jù)中國纖維質(zhì)量監(jiān)測中心的工作安排，河北省纖維檢驗局開發(fā)了10種原棉短纖標(biāo)樣（羅拉法賦值），并邀請3家不同原棉短纖維率儀器生產(chǎn)企業(yè)，對原棉短纖標(biāo)樣進(jìn)行了驗證試驗，用于驗證不同原棉短纖維率測試儀器的測試精度。本文重點介紹原棉短纖維率指標(biāo)的現(xiàn)狀。

1 棉纖維長度測試方法現(xiàn)狀

棉花短纖維率是指棉花中纖維長度短于一定界限的纖維質(zhì)量（根數(shù)）占總質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)，通常我國以16mm為界，美國、澳大利亞等國以1/2英寸（12.7mm）為界。

通過系統(tǒng)梳理，現(xiàn)存的棉纖維長度測量方法主要包括：

（1）單纖維測量法，測試設(shè)備AFIS單纖維測試儀（烏斯特），測試指標(biāo)包括：重量平均長度、根數(shù)平均長度、品質(zhì)長度、上四分位長度和12.7mm短纖維率（重量/根數(shù)）。

（2）分組稱重法（梳片法、羅拉法、一端平齊），包括Y121梳片式棉纖維長度儀和Y111羅拉式棉纖維長度分析儀，梳片法測試指標(biāo)包括：上四分位長度、質(zhì)量平均長度、短纖維率（質(zhì)量），測試標(biāo)準(zhǔn)GB/T 13779—2008《棉纖維 長度試驗方法 梳片法》、ASTM D1440—1996(2002)《棉纖維長度和長度分布的標(biāo)準(zhǔn)試驗方法(排列法)》。羅拉法測試指標(biāo)包括：主體長度、品質(zhì)長度、質(zhì)量平均長度、短纖維率（質(zhì)量），測試標(biāo)準(zhǔn)GB/T 6098—2018《棉纖維長度試驗方法 羅拉式分析儀法》。

（3）光電法1（一端平齊），主要測試設(shè)備XJ129棉結(jié)和短絨測試儀（陜西長嶺）、Aqura棉結(jié)和短絨測試儀（印度普瑞美）、KX111纖維長度分析儀（上?？敌牛?，測試指標(biāo)包括：有效長度、短纖維率（根數(shù)/質(zhì)量），測試標(biāo)準(zhǔn)GB/T 35931—2018《棉纖維棉結(jié)和短纖維率測試方法 光電法》。

（4）光電法2（隨機排列），主要測試設(shè)備Y146棉纖維光電照影儀和HVI大容量棉纖維測試儀長度模塊（烏斯特），Y146棉纖維光電照影儀測試指標(biāo)包括：2.5%跨距長度、50%跨距長度、長度整齊度，測試標(biāo)準(zhǔn)GB/T 13781—92《棉纖維長度（跨距長度）和長度整齊度的測定》、ISO 4913—1981 《紡織品 棉纖維 長度(跨距長度)和整齊度指數(shù)的測定》、ASTM D1447—2000《用纖維照影機測量法測定棉纖維的長度和長度均勻度的標(biāo)準(zhǔn)試驗方法》。HVI大容量棉纖維測試儀長度測試指標(biāo)包括：平均長度、上半部平均長度、長度整齊度，測試標(biāo)準(zhǔn)GB/T 20392—2006《HVI棉纖維物理性能試驗方法》、ASTM D 5867—1995《用大容量儀器測量棉纖維物理性能的標(biāo)準(zhǔn)試驗方法》。

表1所示為棉纖維長度不同測試方法異同分析。

2 原棉短纖維率技術(shù)指標(biāo)

通過系統(tǒng)梳理，可以發(fā)現(xiàn)棉纖維長度測試方法中短纖維率指標(biāo)：

表1 棉纖維長度不同測試方法

（1）梳片法。美國標(biāo)準(zhǔn)ASTM D1440—1996 (2002)《棉纖維長度和長度分布的標(biāo)準(zhǔn)試驗方法(排列法)》，界定為短于1/2英寸（12.7mm）的纖維質(zhì)量百分比。

（2）梳片法。國標(biāo)GB/T 13779—2008《棉纖維 長度試驗方法 梳片法》，界定為短于16mm的纖維質(zhì)量百分比。

（3）羅拉法。國標(biāo)GB/T 6098—2018《棉纖維長度試驗方法 羅拉式分析儀法》，界定為短于16mm的纖維質(zhì)量百分比（細(xì)絨棉）、20mm的纖維質(zhì)量百分比（長絨棉）。

對于梳片法和羅拉法：

（1）梳片式纖維長度分析儀。美標(biāo)ASTM D1440以1/8英寸（3.18mm）為間隔，國標(biāo)GB/T 13779以3mm為間隔，將纖維從長至短分組稱重，有試驗證明，當(dāng)夾取纖維時，其他纖維有向前蠕動的現(xiàn)象，并且纖維在壓入梳片時容易彎曲，導(dǎo)致測試結(jié)果波動較大。

（2）羅拉式纖維長度分析儀。來源于蘇聯(lián)茹可夫棉纖維長度分析儀，以2mm（1mm，2018版新增）為間隔，將纖維從短至長分組稱重，有試驗證明，當(dāng)夾取纖維時，分出的每組纖維再進(jìn)行細(xì)分，發(fā)現(xiàn)抽取的每組纖維包含比本組短和比本組長的纖維，因此在羅拉法標(biāo)準(zhǔn)中，需要對每組稱見重量進(jìn)行修正，現(xiàn)行羅拉法標(biāo)準(zhǔn)中修正公式來源于蘇聯(lián)茹可夫棉纖維長度分析儀，且自1985版以來一直沿用，文獻(xiàn)[1]給出了不同的修正公式，如有必要，應(yīng)針對現(xiàn)行國內(nèi)棉花品種，研究符合中國棉花國情的修正公式。

（3）梳片法將纖維從長至短分組稱重，且每組長度間隔（美標(biāo)1/8英寸、國標(biāo)3mm），羅拉法將纖維從短至長分組稱重，且每組長度間隔2mm（1mm，2018版新增），從測試誤差角度，梳片法測試誤差大于羅拉法，因而在我國棉紡行業(yè)，羅拉法逐漸取代梳片法。

2.1 梳片法

在GB/T 13779—2008《棉纖維長度試驗方法 梳片法》中，短纖維率R按下式（1）計算：

式中：

R——短纖維率，%；

mj——第j組纖維質(zhì)量，mg；

i——短于16mm（細(xì)絨棉）的短纖維組序數(shù)；

n——纖維分組數(shù)。

表2所示為GB/T 13779—2008《棉纖維長度試驗方法梳片法》 附錄A計算實例（3mm組距）。從表2可知，短于16mm（細(xì)絨棉）的短纖維組序數(shù)為5，纖維長度范圍13.01mm～16.00mm，組中值14.5mm，因此，梳片法選取第5組最大纖維長度16mm，作為短纖維率指標(biāo)。

2.2 羅拉法

在GB/T 6098—2018《棉纖維長度試驗方法 羅拉法》中，短纖維率R按下式（2）計算：

式中：

R——短纖維率，%；

mr——不長于16mm（細(xì)絨棉）的短纖維質(zhì)量，mg；

m1——長于16mm（細(xì)絨棉）的短纖維質(zhì)量，mg。

表3所示為GB/T 6098—2018《棉纖維長度試驗方法羅拉法》 附錄A原始記錄（2mm組距）。考慮到羅拉法測試方法特性，即抽取的每組纖維同時包含比本組短和比本組長的纖維，在羅拉法標(biāo)準(zhǔn)中，需要對每組稱見重量應(yīng)用公式（2）修正至真實質(zhì)量，因此短纖維率指標(biāo)計算基于各組真實質(zhì)量。

從表3可知，mr為分組序數(shù)1～5的真實質(zhì)量之和（m1+m2+m3+m4+m5），與此對應(yīng)的渦輪刻度為16，組5纖維長度范圍14.50mm～16.49mm，組中值15.5mm，因此，有機構(gòu)認(rèn)為16mm 短纖維率（質(zhì)量），實際上應(yīng)為16.5mm短纖維率（質(zhì)量）。

從上述分析可知，梳片法短纖維率指標(biāo)計算基于各組稱見質(zhì)量，不需要進(jìn)行質(zhì)量換算，因此應(yīng)用界定的短纖維組最大纖維長度（16mm）作為短纖維率指標(biāo)。

與此不同的是，羅拉法短纖維率指標(biāo)計算基于各組真實質(zhì)量，各組真實質(zhì)量按下式（3）計算：

式中：

mj——第j組真實質(zhì)量，mg；

mj-1——第j-1組稱見質(zhì)量，mg；

m'j——第j組稱見質(zhì)量，mg；

mj＋1——第j+1組稱見質(zhì)量，mg。

參照稱見質(zhì)量與真實質(zhì)量的計算公式（3），相對應(yīng)的，可以得到各組真實組中值，參見公式（4）：

式中：

Lj——第j組真實組中值，mm；

Lj-1——第j-1組名義組中值，mm；

L'j——第j組名義組中值，mm；

Lj＋1——第j+1組名義組中值，mm。

相應(yīng)的，渦輪刻度16，分組序數(shù)5纖維長度范圍14.50mm～16.49mm，組中值15.5mm，真實組中值應(yīng)為15.9mm，考慮到各組真實質(zhì)量包含上、下相鄰組部分纖維，因此不能應(yīng)用該組最大值16.5mm作為短纖維率指標(biāo)，而只能應(yīng)用該組真實組中值15.9mm作為短纖維率指標(biāo)。

表2 GB/T 13779—2008 原始記錄（3mm組距）

表3 GB/T 6098—2018 原始記錄（2mm組距）

因此，考慮到羅拉法測試特性，即各組真實質(zhì)量包含上、下相鄰組部分纖維，同時JJF(紡織) 024—2015《羅拉式纖維長度分析儀校準(zhǔn)規(guī)范》中4.2.6擋溜板內(nèi)壁與纖維輸出羅拉鉗口有效控制中心距允差0.1mm，考慮到與渦輪刻度（16）及梳片法中短纖維率指標(biāo)相統(tǒng)一，建議仍然保持羅拉法16mm 短纖維率技術(shù)指標(biāo)，不要調(diào)整為16.5mm短纖維率。

3 關(guān)于短纖維率技術(shù)指標(biāo)的思考

關(guān)于16mm短纖維率（質(zhì)量）技術(shù)指標(biāo)是否調(diào)整為16.5mm短纖維率（質(zhì)量），需要考慮以下幾個方面的問題，具體來講：

（1）GB/T 6098—2018《棉纖維長度試驗方法 羅拉法》，自1985版以來，一直界定為短于16mm的纖維質(zhì)量百分比，需要究根溯源，探究當(dāng)初設(shè)定16mm短纖維率（質(zhì)量）的因素，有必要的話，需要追溯至蘇聯(lián)茹可夫棉纖維長度分析儀及測試標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)規(guī)定；

（2）現(xiàn)行GB/T 13779—2008《棉纖維 長度試驗方法 梳片法》，界定為短于16mm的纖維質(zhì)量百分比，GB/T 35931—2018《棉纖維棉結(jié)和短纖維率測試方法 光電法》界定為短于16mm的纖維質(zhì)量百分比；考慮到國內(nèi)梳片法、羅拉法和光電法標(biāo)準(zhǔn)均規(guī)定短纖維率技術(shù)指標(biāo)為16mm短纖維率（質(zhì)量），以及國內(nèi)棉紡行業(yè)一直以來使用習(xí)慣，有必要的話，應(yīng)組織國內(nèi)相關(guān)行業(yè)專家統(tǒng)一認(rèn)識。