摘 要：纺前准备工程的离线检测技术主要包括利用高科技的仪器对原棉、配棉、开清棉和梳棉等工序的半制品的质量检测，通过质量检测，及时发现生产过程中的质量波动，并提供有关数据，达到指导配棉，优化设备生产工艺，优化过程控制提高产品质量的目的。
关键词：Afls；HVI；原棉；开清棉；梳棉；工艺参数；棉结；短绒率
1 纤维测试仪
1.1 AfIs纤维测试仪
AfIs纤维测试仪是瑞士乌斯特制造的纤维检测设备，它除了可以测试纤维中棉结和杂质外，还可以按记重法和记数法分别测出纤维的平均长度、纤维的长度cV%值、上四分位长度和短纤率。该仪器测得纤维长度的稳定性好，能客观反映纤维长度和短纤率的质量特征。主要应用于纺纱过程中，各工序半成品，成品的质量检测，指导各工序工艺调整。
1.2 HVl大容量原棉性质检测仪
在棉花生产、贸易以及纺织领域应用广泛。它可对棉纤维的成熟度、细密度、含糖率、棉结、杂质、单纤维强力及色泽含杂分级等项目进行快速的大容量检测，也可以对轧花加工后造成的棉结杂质进行细致的大容量检测，分析出有害、无害棉结，调整生产工艺，提高轧花质量。纺织厂依靠HVI把好原料进厂关，做好混棉排队工作。
1.3 Afis测试仪与HⅤI测试仪的比较
①Afis仪测试的是纤维长度是照影长度，而HVI仪测试的纤维长度是跨距长度，造成Afis测试的重量平均四分之一长度右半部平均长度比HVI测试的长度约长6%-10%。
②Afis能通过称重法测试纤维平均长度、右半部平均长度，还能通过纤维根数计算纤维的平均长度、5%纤维跨距长度。HVI只能通过红外线感光法测试纤维长度，所以测试纤维长度方面Afis较好。
③Afis仪能通过记重法和记数法两种方法具体计算原料中含短纤维的百分率，HⅤI仪只能测试原料中含短纤率的一个相对指数，所以对具体混棉、配棉在短纤维这个指标上Afls仪指导性强。
④两种仪器都可以测试纤维的各项物理指标偏差和CⅤ%值。
⑤Afls仪可以测试出尘埃数量、杂质数量、杂质的大小，而HVI仪可以测出杂质的面积个数、杂质的等级。
⑥Afis仪检测出的棉结能够清楚地看出棉结的S.D值和CV%值，HVI仪检测出棉结只是整个样品的一组数据，所以Afls仪检测出的数据更能够反映样品指标。
⑦Afis仪不能够测试原料纤维的强度、整齐度、反射率、黄度、纤维伸长率和纤维的马克隆值，而HVI仪不能测试纤维的细度、5%纤维跨距长度、未成熟纤维含量、原料纤维的异物率。也可以说Afis是对原料纤维各项物理指标每个点的分析，HVI仪是对原料纤维各物理指标每一个面的分析。
2 Afis仪与HVI仪在原棉加工及棉纺配棉中的应用
皮棉是由轧花厂加工，经烘干，清棉后打包贮运，主要供棉纺厂纺纱用。皮棉加工后，平均长度、短纤维含量、长度不匀率、纤维强力、含杂及棉结等性能变化很大，需要对其物理指标进行检测。
应用HVI大容量纤维检测仪或Afis，对不同回潮，不同含杂的棉花进行检测，发现不同回潮与含杂的棉花加工后差异较大。试验结果如下:
棉花回潮分别是4.5%、5.7%、8.7%，其含杂分别是3.1%、4.2%、7.9%进行加工工艺试验。
①平均长度，经过三道皮棉除杂机加工后皮棉纤维平均长度均为25毫米，而经过棒式轧花机处理后，纤维平均长度为26.4毫米;棉花回潮率从8.7%降到4.5%时，加工后纤维平均长度由26.3毫米减到25.2毫米。
②短纤维含量，纤维回潮率从8.7%降到4.5%时，短纤维含量从4.5%增加到8.3%。
③纤维强力，皮棉加工回潮率为4.5%、5.7%、8.7%时纤维强度相应为2.81、2.88、2.93、克/tex。
④棉结在轧花生产过程中，皮棉经二道轧花后棉结78粒/克，而经过一道扎花机时棉结为34粒/克，说明棉结数量随轧花机道数有关;而两道轧花机加工皮棉时，回潮率由8.7%降至4.5%，棉结减少38%;应用Afis一N快速棉结测试仪检测出每克锯齿棉含200一250粒棉结，最高达45O粒/克;而皮辊棉只有150粒/克，表明加工方法不同影响加工后棉结的含量。
2.1 HVI在配棉上的应用
纺纱厂为了充分发挥和合理利用不同原棉特性，达到稳定生产保证质量，控制成本，各纺纱厂一般不采用单唛头纺纱，而是把几种原棉搭配组成混和棉使用，这就是配棉。
配棉时要根据成纱要求，结合原棉特性制订出混和棉的各种成份与混用比例的可行性方案，并按产品分类编制配棉排队表。检验棉花品质指标就用HvI纤维检测仪，它代替了感官检验，配棉方式由传统的定性为主转向定量为主。以往企业在制订配棉技术标准时，对原棉的商业品级和色泽难以掌握，科学性差，导致马克隆值为棉纤维品质为内在指标，并对色泽外观质量采用模糊数学法。而HVI提出了原棉技术品级的概念，对制订配棉技术标准规划纺纱工艺设计有着积极的作用。
利用HVI原棉性质测试仪测得原棉上半部平均长度、断裂强及、整齐度指数和马克隆值，根据测试综合评价指数进行技术分级，分5个等级。(如表1)
表1 细绒棉评价分级特征表
2.2 Afis在纺前准备工序上的应用
①指导配棉上盘时快速检测，对不同国家、地区、不同批次的原棉品质提供准确数据，保证合理配棉，稳定质量，降低成本。
②能在抓包机上进行逐包检测，测得短绒、棉结、杂质含量，找出包与包之间的差异，剔出超标棉包，不参与混合，稳定配棉质量。
③对没有在线检测的清梳系统，离线检测技术更重要，它能及时检测清梳工序生产过程中的质量状况，提供准确数据，并跟踪追击，稳定成纱质量。
3 依靠Afis纤维性能检测仪优化清梳联工艺实践
现在清梳联设备是高科技、自动化、连续化、短流程的生产线，担负着对原棉的开松、除杂、均匀混和任务，具有较高的除杂效率，开松能力强的特点。同时也伴随着损伤纤维，产生短绒棉结的问题。给产品质量带来较大影响，对清梳各机台的工艺优化，最大限度的控制短绒和棉结的产生，就需要利用Afis纤维检测仪对生产过程进行检测，提供可靠准确的数据，对设备工艺进行修改，提高各机台工产品质量。
3.1 Afis测试仪对抓棉机工艺的检测指导作用
(Afis试验数据对比见表2)
JWF1009工艺条件:
工艺数据1:打手速度910转/分钟，打手伸出肋条一2mm，打手每次下降1.2mm，小车运行速度19米/分钟。
工艺条件2:打手速度1200/分钟，打手刀片伸出肋条一2mm，打手每次下降1.3mm，小车运行速度16米/分钟。
工艺条件3:打手速度1325转/分钟，打手伸出肋条一2mm，打手每次下降1.2mm，小车运行速度16米/分钟。
表2 抓棉机不同工艺对比结果(品种，JC60S，短绒16mm以下)
从试验数据可以看出，抓棉机在其它工艺基本不变的条件下，打手速度慢，棉结短绒增长率低。
3.2 对JWF1107单轴流开棉机滚筒速度工艺优化
(见表3)
表3 (品种JC60S，AFIS实验数据，短绒率
通过Afis实验数据看出，打手速度快，棉结短绒增加的趋势，但除杂能力增强。
3.3 JWF1029多仓混棉机主要控制给棉运转效率，运转效率高，原料混合好，开松好，供棉量稳定。通过Afis试验数据对比，棉结增长率19%，短试也有所增加。
3.4 Afis对JWF1115精开棉机打手速度的优化对比
表4 (品种JC60S，Afis试验数据，短绒
试验数据看出，打手速度低棉结、短绒增长率低。
3.5 Afis对梳棉机工艺优化作用
从Afis检测仪对各工序的产品的检测结果，可以看出梳棉机在纺纱工艺流程中占有十分重要的地位，是减少棉结，提高纺纱质量的重要工序，优良梳棉工艺和梳理组件配置，可以减少喂入棉结含量的80%。
3.5.1 Afis检测锡林速度对棉结短绒的影响
锡林速度快，离心力高，排杂能力强。据测锡林速度由350转/分钟提升到630转/分钟，生条棉结可减少50%左右;可减少锡林上的分梳负荷，减少锡林表面的纤维密度，提高分梳质量;锡林速度提高后，梳理力并不成比例增大，所以对损伤纤维的副作用并不十分显暑，据测当锡林速度由300转/分钟提升到600转/分钟时梳理力只增加10一20%。
表5 Afis测试锡林速度对棉结，短绒的对比结果。(品种JC60S，短绒
锡林速度对全机其他参数起着主导作用，随着速度增高，棉结有减少的趋势，但纤维受损大，短绒增加快，因此锡林速度根据成纱质量有所侧重，一般在360–460转/分钟之问。
3.5.2 Afis测试刺辊速度对棉结短绒的影响
由于清梳联喂入的筵棉此棉卷厚的多，所以刺辊速度过低时，纤维开松不充分、转移不畅，速度过高，纤维损伤大，极易产生棉结短绒。(试验对比见表6)
表6 Afis刺辊速度对棉结、短绒的试验对比(品种：JC60S，短绒
从表中可以看出，随着刺辊速度的增加，梳棉机去除棉结的效率有所下降，棉结、短绒增加。
3.6 Afis检测刺辊与锡林的速比对棉结与短绒的影响见(表7)
表7 刺辊与锡林不同速比AfiS试验。(品种:JC60S，短绒
从表7中试验数据中可看出，刺辊与锡林速比在1:2.5时棉结去除率为83%，短绒增长率为-5.7%。
3.7 清梳联梳棉机喂入部位工艺对棉结、短绒的影响
①由于清梳联高产梳棉机上喂入的不是棉卷而是棉絮，因此要适当加大给棉板与刺辊分梳的隔距，一般大于0.6毫米，加长了刺辊与给棉板的打击点长度，减少纤维损伤及分梳能为过大产生棉结。
②适当降低棘辊速度，使锡林加速，以减少刺辊的分梳打击使纤维损伤少，对减少棉结有力。
表8 Afis检测不同刺辊提速度对棉结增减的试验对比。(品种JC60S，短绒
由表8可以看出刺辊速度低，单机除杂效率低，可是刺辊速度高，短绒增长率及生条棉结含量也增高。
3.8 除尘系统负底对生产棉结及短绒含量的影响
现在梳棉机有不少负压吸点，如后车肚除尘系统，分梳板部分负压吸嘴，盖板棉网清洁系统负压吸嘴，以及各三角区的负压吸尘点等，尤其后车肚部分和盖板部分的负压清吸，排短绒、结杂的作用最明显。
4 结束语
现代的棉纺设备高速、高产、自动化程度高，利用HVI，AfiS等高科技检测仪器，在清梳工序生产线上最大限度的排除原棉中的杂质而又最大限度地减少棉结和短绒，对减轻后工序负担，提高产品质量，起着非常重要的作用。
参考文献：
[1]秦贞俊,现代棉纺纺纱新技术，东华大学出版社;
[2]朱友名主编，棉纺织新技术:
[3]《棉纺基础》编委会，《棉纺基础》，北京中国纺织出版社;
[4]《棉纺手册》编写组，《棉纺手册》上册，纺织工业出版社;
[5]邱兆宝，基于HvI数据的配棉技术标准与应用研究”，山东纺织工程学会第十二届三次优秀论文集，p44一p48，2012年12月。
