冀863 和冀棉521 原棉纺纱与絮用性能研究

张海娜 李俊兰 刘君妹 于惠娥

（1.河北省农林科学院棉花研究所，河北石家庄，050051；2.河北科技大学，河北石家庄，050018）

我国是棉花生产和消费大国，棉花品种选育、原棉种植加工、纺织服装等多个工农行业组成了我国巨大的棉花产业链条［1-2］。棉花品种审定依据中，根据棉纤维上半部平均长度、断裂比强度、马克隆值、整齐度等品质指标将棉花品种划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ不同等级；在原棉生产方面，种植品种数量多，类型多样，据统计，2014 年、2015年、2016 年我国棉花播种品种数量分别为427 个、344 个和276 个［3-4］，品种的生产推广没有按品种的类型划分，这种多品种混杂导致原棉一致性较差，不能满足纺织需求［5］。面对育种工作者培育出的众多不同品质类型棉花品种，种植户与原棉消费企业并没有形成良好需求对接，品种自身优势没有得到充分利用。由于科技发展，社会进步等因素，土地日渐集中节约生产已成大趋势，依据品质和需求将棉花品种订单式生产将成为一种节本增效的规模化原棉生产方式。以往就单个品种原棉利用性能方面的研究相对较少，且更多关注的是纺纱性能方面，关于絮用性能涉及较少［6-7］。本研究的开展拟为棉花品种的分型利用、为棉花品种的推广生产提供科学指导依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验选用棉花品种为冀863 和冀棉521。

棉花品种冀863 由河北省农林科学院棉花研究 所 培 育 而 成，2010 年、2015 年 和2016 年 分 别 通过河北省、山东省和山西省春播常规棉品种审定，2018 年通过河北省机采棉品种审定。2009 年河北省春播棉区域试验和生产试验，上半部平均长度30.0 mm，断裂比强度30.0 cN/tex，马克隆值4.90，整齐度85.5%，符合国家细绒棉AA 型标准和国家棉花品种审定规范Ⅱ型品质标准。

冀棉521 由河北省农林科学院棉花研究所育成，2019 年通过河北省春播常规棉品种审定，上半部平均长度28.6 mm，断裂比强度28.6 cN/tex，马克隆值5.50，整齐度84.6%。符合国家棉花品种审定规范Ⅲ型品质标准。

试验用棉纤维材料均为2017 年在河北农林科学院棉花研究所小安舍试验站同期种植收获，经锯齿轧花机轧花获得皮棉，实测品质为:冀863上半部平均长度30.11 mm，断裂比强度29.9 cN/tex，马克隆值5.0，整齐度85.5%；冀棉521 上半部平均长度28.90 mm，断裂比强度28.80 cN/tex，马克隆值5.55，整齐度84.6%。

1.2 试验方法

1.2.1 纤维品质测定

测试样品在恒温恒湿（20 ℃±1 ℃，相对温度65%±2%）条件下平衡24 h 以上，在相同温湿度条件下，采用USTER HVI 1000 M700 型大容量棉花检测仪检测棉纤维上半部平均长度、断裂比强度、马克隆值等品质指标。下述纱线测试条件均相同。

1.2.2 纺纱工艺流程

（手工开松）→A186F 型梳棉机→A272 型并条机（两道）→HFX-A37 型粗纱机→HFX-A6 型细纱机

1.2.3 纱线性能测试

所纺纱线号数为27.8 tex，取纱线进行强力、毛羽指数和条干均匀度测试。强力测试采用YG020B 型电子单纱强力仪；毛羽测试采用YG171B-2 型纱线毛羽测试仪；条干均匀度测试采用YG136 型条干均匀度测试分析仪。

1.2.4 絮片的制作

絮片的大小为30 cm×30 cm，厚度不应超过20 mm，将选取的14 g 棉纤维在梳棉机上梳理，将梳理过后的铺层整齐平整地铺在事先准备好的布样上，铺层采用交叉放置，保证絮片厚度均匀。

1.2.5 絮片性能测试

絮片保温性测试采用YG606L 型平板式织物保温仪；絮片压缩性能测试采用YG821 型织物风格仪。

2 结果与分析

2.1 纱线性能测试

2.1.1 强力

对使用不同品种原棉纺出的纱线进行了强力测试，冀863 原棉所纺纱线断裂强力、断裂强度、断裂伸长率均高于冀棉521，其中冀863 原棉所纺纱线断裂强力为335.72 cN，比冀棉521高4.92%，两种试样断裂强度均高于GB/T 398—2008《棉本色纱线》中27.8 tex 纱二等标准11.4 cN/tex。纱线强力测试结果如下。

2.1.2 毛羽

对不同试验材料纱线毛羽指数进行了测定，在实际生产中，长度超过3 mm 的毛羽会发生相互缠结，危害纱线的可织性，对后工序生产影响较严重，所以常以3 mm 以上毛羽的多少评价纱线的质量及对生产的影响。试样毛羽测试结果如下。结果显示，3 mm、4 mm、5 mm、6 mm、7 mm 纱线毛羽指数均为冀棉521 高于冀863，增高幅度分别为11.80%、16.92%、30.09%、2.31%、36.00%。

2.1.3 条干不匀率

细纱条干不匀率能够反映出细纱的内在质量，是衡量细纱质量的一个重要指标。纱线条干均匀度测试结果如下。冀863 原棉纺出的纱线条干CV 值14.61%，而冀棉521 纺出纱条干CV 值15.98%，升高了9.37%，二者均小于GB/T 398—2008《棉本色纱线》标准中27.8 tex 纱一等标准17.0%，同时，冀棉521 棉所纺纱线的-40%细节、+50% 粗 节 为 冀863 的2.63 倍 和2.09倍，+200%棉结差异不大，表明冀863 棉纱线的条干均匀度和外观比冀棉521 的好。

2.2 絮片性能测试

2.2.1 保温性能

织物保温性可用保温率、传热系数和克罗值等指标来表征，保温率是指无试样时的散热量和有试样的散热量之差与无试样时的散热量之比的百分率。絮片的传热系数与保温性呈反比。克罗值是描述服装或织物隔热保暖性能即“热阻”工程单位。克罗值的大小表示了织物保暖隔热程度的高低。试样絮片保温性测试结果如下。最能直观表征保温性能的指标是保温率，相同规格的冀863 絮片保温率为36.18%，比冀棉521 的保温率降低了4.15 个百分点，与之相辅相成的保温性能指标传热系数和克罗值也分别表现出了相同结果。表明冀863 原棉絮用保温性能不如冀棉521 的好。

2.2.2 压缩性能

对絮片试样进行了压缩性能测试，结果如下。其中，用冀863 原棉制作的絮片压缩线性度Lc 小于冀棉521 原棉絮片，二者压缩比功Wc 相同，均为100 N·cm/cm2，说明两者产生压缩变形能力相近，织物都较蓬松。压缩回弹性表现为冀863 原棉絮片大于冀棉521 原棉絮片1.47 个百分点，说明冀863 原棉絮片压缩后恢复能力相对较好。厚度指标差异较小。

3 讨论

强力是衡量纱线质量的重要指标。纱线强力高，加工过程中断头率降低，有利于纺纱过程、后加工和织造工艺的顺利进行。影响纱线强力指标的因素为纤维的性质，即纤维长度、成熟度等指标。纤维长度越长，其强力利用率越高，纱线的强力越高。单纤维的强度高时，所纺纱线强度也高。纤维细度细时，纤维在纱中相互抱和较紧密，纱中纤维间摩擦力较大，不易滑脱，纱条条干均匀度提高，成纱强度也提高［8］。冀863 原棉所纺纱线纤维上半部平均长度长、断裂比强度稍高，马克隆值明显较低，所以纺出纱线在单纱断裂强力、断裂强度方面比冀棉521 要强一些，但冀863 原棉所纺纱线强力变异系数稍大一些，可能是由于纱条存在不匀所致。两个品种原棉纱线的毛羽指数差别较大，主要是由于冀棉521 原棉的马克隆值比较高，整齐度低，在纺纱过程中产生的短绒多，落棉率低，纱线的不匀率较高，产生的毛羽也就多。纤维长度和长度整齐度、细度和细度不匀等对成纱条干均匀度都有一定的影响。冀863 原棉长度、细度和整齐度指标均优于冀棉521，所以在条干均匀度方面也表现较好。保温性能和压缩性能是原棉絮用重要评价指标，与冀棉521 相比较，冀863 原棉保温性能较差，但压缩性能较好。再一次验证了原棉品质是其在不同领域应用效果的决定因素的论述［9-10］。

4 结语

本试验结果表明两种纤维品质类型原棉纺纱性能和絮用性能都存在较大差别。即原棉品质会对所纺纱线的强力、毛羽指数、条干均匀度产生明显的影响，同时，絮片的保温性能和压缩性能也因原棉品质不同而改变。比较而言，纤维较长、强度较高、马克隆值较低的棉花品种冀863原棉适用于纺纱；同时，纤维长度、强度不突出，马克隆值较大，但综合农艺性状较好的棉花品种冀棉521 做絮用更能发挥品种自身优势。棉花品种依原棉品质分型利用既能充分发挥品种优势，又能保障生产环节的原棉一致性，还能减少育种过程中一味追求品质改良而过多地工作投入，为新型农业经营主体发展订单式种植加工经营模式提供了科学参考依据。