原棉杂质成因与棉纱织物质量

杨 凡，熊 伟

(1.生态环境部南京环境科学研究所，南京 210042；2.新疆沃普农业发展有限公司， 乌鲁木齐 830011)

0 引言

原棉中的杂质主要有棉叶、棉秆、棉籽壳、破籽、带纤维籽屑、软籽表皮、不孕籽、僵片、异纤、杂物等，都是在棉花采摘、运输、堆放、加工过程中产生的。纺纱厂要求购进的原棉中杂质越少越好，因为异纤和有色杂物将导致企业增加去除异纤的生产成本，无异纤、带纤维籽屑、软籽表皮、不孕籽、僵片，才利于纺纱过程中除杂的顺利进行。对于棉叶、棉秆、棉籽壳一类的杂质数量一般无具体要求，因为这类杂质很容易在清花和梳棉工序中被清除，不会危害棉纱质量。

由于籽棉在采摘、加工过程中分等分级不清、加工工艺不当或加工管理混乱造成的棉籽壳、带纤维籽屑、软籽表皮、不孕籽，严重影响棉纱疵点数量和织物质量[1]，原料纱疵中50%～70%是因这类杂质产生；其余原料纱疵是由棉花的棉结、短绒率、未成熟纤维及纺纱过程中的各类飞花造成的[2-3]；因此，对棉花杂质数量和百分含量的控制一定要按照棉花杂质的种类和在纺纱过程中的危害性来设定，以保证纺纱过程中对棉纱杂质、疵点数量的控制。

1 不同气候环境对原棉杂质的影响

气候环境影响原棉中杂质的种类和含量,受气候环境影响，棉花分为早、中、晚期。一般早期棉花的杂质主要有棉叶、棉秆、棉籽壳、不孕籽、带纤维籽屑、软籽表皮、破籽、僵瓣等，其中棉叶的数量最多，其次是棉籽壳；中期棉花杂质主要有棉叶、棉秆、棉籽壳、破籽，也以棉叶的数量最多；晚期棉花的杂质主要有棉叶、棉秆、棉籽壳、不孕籽、软籽表皮、带纤维籽屑、破籽、僵瓣，其中棉秆的数量较少，其余杂质较多。如果按照地域环境来分，生长期内光照时间长、昼夜温差大、吐絮采摘期雨水量少、成熟期长的棉花杂质种类少，其杂质主要是棉叶、棉籽壳、破籽；如果棉花在生长期或吐絮期内雨水多、受寒流低温天气的影响大、生长期内的光照时间不足，不仅棉叶、棉籽壳、破籽数量多，而且棉花加工的疵点数量会更多，带纤维籽屑、软籽表皮、不孕籽、僵瓣的数量最多，这种在加工过程中产生的杂质由于数量多、体积小，尽管在清梳联工序加强除杂和分梳作用，但清除效率十分低下、绝大多数杂质仍会残留在纤维中，所以，改善种植、生长、采摘、加工的条件对减少棉花中的加工类有害杂质是有积极作用的。

2 不同加工形式对棉花杂质的影响

由于棉纤维的长度差异、采摘方式不同，以及皮棉颜色要求不同，籽棉的加工形式也就不同，影响了棉纤维的长度、短绒率和疵点数量。虽然某些加工形式可以减小棉花的含杂率，其实却增加了杂质数量，使杂质变得更小，因此，选择合适的籽棉加工形式和加工流程是减少棉花疵点数量和棉花杂质数量的关键。

按照纤维的长短，籽棉加工方法又分为锯齿式和皮辊式。细绒棉一般采用锯齿式轧棉机加工，也有少部分采用皮辊式加工。而长绒棉采用皮辊式轧棉机加工。采用锯齿式加工比采用皮辊式加工对棉纤维的危害性大，因为锯齿式加工的棉花短绒率高、疵点数量多、杂质数量多且体积小，疵点难以清除，因此，采用皮辊式加工细绒棉、长绒棉都能有效清除籽棉中的杂质。

籽棉的加工形式分为以下几种。

2.1对手采棉可采取的加工方法有带皮清机的锯齿式加工、不带皮清机的锯齿式加工和不带皮清机的皮辊式加工。

上述3种籽棉加工形式中，皮辊式加工的籽棉杂质种类最少，虽然数量较多，但其杂质的体积较大，且多为棉籽壳、棉叶、棉籽类，在后序加工过程中易清除，对减少棉纱中疵点具有积极的意义。不带皮清机的锯齿式加工的棉花杂质比皮辊式加工棉花杂质的数量和种类更多，带纤维籽屑、破籽、不孕籽、软籽表皮、僵片的数量明显增加，但杂质的体积较大，且多以游离的形式存在于纤维之中，在后序加工过程中比较容易清除。带皮清机的锯齿式加工的皮棉杂质数量和种类较多、杂质的体积很小，且绝大多数杂质粘附于纤维上或纠缠在纤维之间，在纺纱加工过程中清除的杂质数量和效率有限。

2.2对机采棉采取的加工方法有：① 三道或四道除杂→不带皮清机锯齿加工；② 三道或四道除杂→带皮清机锯齿加工。

采用机采棉的优点是减少了人为因素的干扰，使棉花中异纤类杂质的数量和种类大幅度降低，为后序棉纱的漂白、染色提供质量保证；机采棉是采用较大的风力进行吸附，因此籽棉中的棉叶、棉秆、杂草数量是手采棉数量的几十倍，要求籽棉在加工之前必须进行除杂处理，而棉纤维在受到打击时易损伤，所以对籽棉的除杂会使棉花纤维质量下降，尤其是长度下降最为严重。实践证明机采棉经除杂处理后的皮棉中杂质小而多，无论是采用皮清机还是采用其他加工，皮棉中的带纤维籽屑、僵片、不孕籽、软籽表皮、破籽类杂质都比手采棉高几倍甚至几十倍，这类皮棉在纺纱生产中与手采棉相比，生产成本增加5%～15%；因此，机采棉加工的皮棉在目前情况下无法生产高质量的棉纱。

3 不同杂质对棉纱和织物的影响

原棉中不同种类的杂质对棉纱和织物质量的影响各不相同。异纤影响棉纱、棉布的外观质量；带纤维籽屑、软籽表皮、不孕籽、僵片等杂质影响棉纱和棉布的疵点数和染色效果；棉叶、棉籽壳、破籽等杂质影响棉纱和织物的杂质数量。所以，采摘、摊晒、堆放、运输过程中产生的杂质多以异纤、带颜色杂物为主，在纺纱过程中虽然不影响工艺流程、工艺参数、内在质量控制指标，但严重影响棉纱和织物的外观质量。分等分级、加工过程中产生杂质的种类绝大多数为破籽、带纤维籽屑、软籽表皮、不孕籽、僵片，极易造成棉纱和织物疵点数增多，严重时造成织物上大量的死棉、毛粒、毛球。因此，为防止这类危害性强的杂质，在加工时必须采用有效措施。

3.1原棉主要杂质对棉纱质量的影响，见表1。

表1 原棉主要杂质对棉纱质量的影响

从表1可以看出，除异纤、带颜色杂物对色纤维影响严重外，其他杂质主要影响疵点的大小；其中，带纤维籽屑涉及各类疵点，对棉纱质量指标影响最为严重，特别是对毛羽，所以控制原棉中的异性纤维、带颜色杂物、带纤维籽屑最为重要。

3.2原棉主要杂质对织物质量的影响，见表2。

表2 原棉主要杂质对织物质量的影响

从表2可以看出，异纤、带颜色杂物主要影响白色织物，而带纤维籽屑影响织物的疵点类型和数量，而软籽表皮、僵片、不孕籽主要影响死棉、毛粒、毛球等，所以减少棉花中的杂质种类和数量就是减少在棉花采摘和籽棉加工过程中人为造成的杂质。

4 减少异纤、带纤维籽屑的方法

为在加工原棉中减少危害性杂质，主要应从棉花的种植、采摘、摊晒、运输、堆放、加工进行严格管理，异纤、带颜色杂物的主要控制方法如下。

a) 在棉花吐絮后禁止所有动物进入棉田，以防止动物脱毛、混入棉花中产生各类不同颜色的异纤和有色的杂物。

b) 采摘后的籽棉存储、摊晒、运输、堆放都应严格管理，采用棉布袋装棉花，严禁一切动物进入，所有进入棉花堆放、存储、摊晒区域的人员都必须按照轧花厂管理规定穿衣戴帽。

c) 带纤维籽屑的控制必须在采摘过程中实行严格的分等分级，在采摘后尽可能充分摊晒减小籽棉回潮率，以利于在籽棉的加工过程中根据棉花的成熟度和回潮率差异确定轧花机工艺。

d) 要根据棉花品种、成熟度、线密度、长度选择轧花工艺和轧花流程，以尽可能减少在轧花过程中对籽棉的打击力度，防止因籽棉大量破损产生危害性杂质。

e) 轧花厂不仅有皮棉含杂率控制要求，更应有带纤维籽屑、软籽表皮、不孕籽、僵片、破籽的控制标准，使棉花的有害杂质控制在纺纱质量要求范围之内。

5 原棉杂质定等是控制纺纱疵点的关键

由于原棉杂质数量受杂质体积大小的影响，所以原棉中杂质的百分含量并不能反映棉花杂质数量的多少，因此，某些条件下原棉杂质的百分比反映不出杂质的危害性大小，一定要根据其杂质的种类和危害性杂质数量来衡量原棉杂质等级，才对纺纱有指导意义。原棉中的杂质百分含量在棉花检验指标中也必须存在，因其直接与纺纱的成本相关联；如果仅考虑棉纱的质量，按照原棉中杂质的危害性对棉花杂质分等分级是有用且必需的。从棉纤维标准或棉纤维检验机构来看，对原棉杂质中的异纤、带纤维籽屑、软籽表皮、僵片、不孕籽的定等定级无合理的标准，只是在纺织厂根据质量要求对杂质的大小和数量有内控标准，所以规定杂质数量的分等分级标准对提高原棉质量的控制、纺纱质量的控制、织物质量的控制起着积极的作用。

5.1采用人工手拣目测对棉花杂质定等级(检测棉花每个样品为100 g，检验样品大于3个/批)，其要求见表3。

表3 手拣目测原棉的杂质等级

对于原棉中危害性杂质的等级划分，采用手拣目测来测试和控制原棉中有害性杂质较好，不仅原棉取样的容量大，而且测试的数量也较大，对纺纱的参考意义较大，因此，根据纺纱质量的要求选择杂质的等级，对纺纱质量的控制和提高有帮助。

5.2应用AFIS检测对棉花杂质定等级(AFIS样品数量大于10个/批或15个/批棉花，其他项目样品为3个/批)，其要求见表4。

表4 AFIS检测棉花杂质等级

纺织厂采用AFIS实验仪器来控制棉花的有害性杂质数量可行且测试速度快，虽然只能测试棉花中的带纤维籽屑，但是带纤维籽屑的数量也可以反映出软籽表皮、不孕籽、僵瓣等其他有害杂质数量，因此，利用AFIS测试棉花中的带纤维籽屑对检测其他有害疵点(除异纤外)具有指导意义。

6 结语

6.1棉花杂质分为有害性和无害性。有害性杂质主要是异纤、带颜色杂物、带纤维籽屑、软籽表皮、不孕籽、僵瓣；而无害性杂质主要是棉叶、棉秆、棉籽壳、棉籽，了解棉花杂质的种类和数量对后序棉纱和织物的生产具有实际意义。

6.2不同的棉花品种、气候环境、采摘方式、轧花方式、产地和国家，其棉花杂质种类、数量不同，杂质的体积大小和状态也不同，在纺纱和织造过程中产生的疵点类型、数量也不同，对棉纱和织物的危害性也有较大的差异。

6.3原棉中不同种类的杂质，在纺纱和织造过程中产生的疵点对棉纱和织物的质量影响不同，采摘、堆放、运输、存储过程中产生的杂质以异纤、带颜色杂物为主，主要危害棉纱、织物的外观；而籽棉的分等分级、加工产生的危害性杂质以带纤维籽屑、软籽表皮、不孕籽、僵瓣为主，容易造成棉纱和织物的疵点数量增多。

6.4从棉花采摘、分等分级、摊晒、运输、存储、堆放、加工管理、加工工艺、加工检验等有效地进行控制，才能达到降低和控制异纤和有害杂质的目的。

6.5合理规定皮棉中有害杂质的标准，不仅可以指导棉花采摘、分等分级、摊晒、堆放、存储、运输、加工和检验，而且还可以为不同质量的棉纱和织物提供相应级别的棉花，以更有效控制棉纱和织物质量、减少有害疵点。