棉纖維的測(cè)試中,長(zhǎng)度的測(cè)試儀器和計(jì)算指標(biāo)項(xiàng)目之多居于首位?,F(xiàn)僅根據(jù)我國(guó)沿用50多年的羅拉式長(zhǎng)度儀的品質(zhì)長(zhǎng)度、國(guó)內(nèi)外棉纖維長(zhǎng)度照影儀和大容量棉纖維測(cè)試儀的上半部平均長(zhǎng)度、以及棉花貿(mào)易中一直沿用的手扯長(zhǎng)度、還有經(jīng)典的韋氏(梳片式)長(zhǎng)度分析儀的上四分位長(zhǎng)度,對(duì)這四項(xiàng)長(zhǎng)度指標(biāo)之間的互相關(guān)系先進(jìn)行綜述,最后談四點(diǎn)看法。
1 手扯長(zhǎng)度與上四分位長(zhǎng)度、上半部平均長(zhǎng)度之間的關(guān)系
1932年,美國(guó)發(fā)明了韋氏長(zhǎng)度分析儀。為使手扯長(zhǎng)度有一個(gè)基準(zhǔn),美國(guó)農(nóng)業(yè)部曾用這分析儀的上三分位長(zhǎng)度、上四分位長(zhǎng)度和上五位長(zhǎng)度同手扯長(zhǎng)度作比較,最后確定以上四分位長(zhǎng)度作為指導(dǎo)手扯長(zhǎng)度的基準(zhǔn)。由于各級(jí)手扯長(zhǎng)度同上四分位長(zhǎng)度均存在差異,且各級(jí)長(zhǎng)度的差異不一,故須將上四分位長(zhǎng)度根據(jù)每級(jí)的實(shí)際差異的數(shù)值作修正,才能等于手扯長(zhǎng)度。為此,美國(guó)農(nóng)業(yè)部通過(guò)大量試驗(yàn),找出了各級(jí)長(zhǎng)度標(biāo)準(zhǔn)與上四分位長(zhǎng)度的實(shí)驗(yàn)關(guān)系。自此之后,美國(guó)農(nóng)業(yè)部就根據(jù)韋氏長(zhǎng)度分析儀的上四分位長(zhǎng)度減去各級(jí)長(zhǎng)度各自的差值確定各級(jí)長(zhǎng)度標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)值。
1980年,美國(guó)農(nóng)業(yè)部又找出了HVI大容量棉纖維測(cè)試儀的上半部平均長(zhǎng)度同手扯長(zhǎng)度的實(shí)驗(yàn)關(guān)系,表1為手扯長(zhǎng)度與上四分位長(zhǎng)度之間的關(guān)系。
表 1手扯長(zhǎng)度與上四分位長(zhǎng)度、上半部平均長(zhǎng)度之間的關(guān)系對(duì)照表 mm
手扯長(zhǎng)度 | 上四分位長(zhǎng)度 | 上半部平均長(zhǎng)度 | ||
數(shù)值 | 比手扯長(zhǎng)度(±) | 數(shù)值 | 比手扯長(zhǎng)度(±) | |
25.40 | 27.41 | +2.01 | 24.87 | —0.43 |
26.19 | 28.18 | +1.99 | 25.75 | —0.44 |
26.99 | 29.21 | +2.22 | 26.54 | —0.45 |
27.76 | 30.17 | +2.41 | 27.53 | —0.23 |
28.56 | 31.48 | +2.92 | 28.56 | 0 |
29.36 | 32.75 | +3.39 | 29.58 | —0.22 |
30.14 | 34.28 | +4.14 | 30.60 | —0.46 |
30.94 | 35.02 | +4.08 | 31.49 | —0.55 |
31.74 | 35.79 | +4.06 | 32.28 | —0.55 |
2 手扯長(zhǎng)度與品質(zhì)長(zhǎng)度之間的關(guān)系
1964年,原紡織工業(yè)部纖維檢驗(yàn)局機(jī)構(gòu)恢復(fù)后,將“棉纖維長(zhǎng)度試驗(yàn)”列入部局重點(diǎn)科研項(xiàng)目,由上海、山東、河北、陜西、遼寧、河南、江蘇、天津八?。ㄊ校├w檢局(所),用羅拉式長(zhǎng)度分析儀等幾種儀器對(duì)52份棉樣進(jìn)行試驗(yàn),長(zhǎng)度等級(jí)范圍從7/8inch~1 3/16inch(即22.22mm~30.16mm)?,F(xiàn)僅將手扯長(zhǎng)度y與品質(zhì)長(zhǎng)度x之間的關(guān)系,列出公式如下:y="0.887x+0.9114
按此公式可求得手扯長(zhǎng)度y與品質(zhì)長(zhǎng)度x之間關(guān)系的對(duì)照表,如表2所示。
表2 手扯長(zhǎng)度與品質(zhì)長(zhǎng)度之間關(guān)系的對(duì)照表 mm
手扯長(zhǎng)度y | 品質(zhì)長(zhǎng)度x |
25.40 | 27.80 |
26.19 | 28.70 |
26.99 | 29.59 |
27.76 | 30.48 |
28.56 | 31.38 |
29.30 | 32.28 |
30.14 | 33.17 |
30.94 | 34.06 |
31.73 | 34.96 |
3 四項(xiàng)長(zhǎng)度指標(biāo)之間的互相關(guān)系
綜合上述表中的數(shù)據(jù),可得出四項(xiàng)長(zhǎng)度指標(biāo)之間互相關(guān)系的對(duì)照表,如表3所示。
表3 四項(xiàng)長(zhǎng)度指標(biāo)之間互相關(guān)系的對(duì)照表 mm
手扯長(zhǎng)度 | 上四分位長(zhǎng)度 | 上半部平均長(zhǎng)度 | 品質(zhì)長(zhǎng)度 |
25.40 | 27.41 | 24.87 | 27.80 |
26.19 | 28.18 | 25.75 | 28.70 |
26.99 | 29.21 | 26.54 | 29.59 |
27.76 | 30.17 | 27.53 | 30.48 |
28.56 | 31.48 | 28.56 | 31.38 |
29.30 | 32.75 | 29.58 | 32.28 |
30.14 | 34.28 | 30.60 | 33.17 |
30.94 | 35.02 | 31.49 | 34.06 |
31.73 | 35.79 | 32.28 | 34.96 |
為進(jìn)一步便于比較,以手扯長(zhǎng)度的毫米整數(shù)為準(zhǔn),用插入法求得上述四項(xiàng)長(zhǎng)度指標(biāo)之間的互相關(guān)系,如表4所示。
表4 四項(xiàng)長(zhǎng)度指標(biāo)之間互相關(guān)系的對(duì)照表 mm
手扯長(zhǎng)度 | 上四分位長(zhǎng)度 | 上半部平均長(zhǎng)度 | 品質(zhì)長(zhǎng)度 | |
25 | 27.00 | 24.87 | 27.36 | |
26 | 27.98 | 25.56 | 28.49 | |
27 | 29.22 | 26.55 | 29.60 | |
28 | 30.43 | 27.77 | 30.74 | |
29 | 31.97 | 29.06 | 31.86 | |
30 | 33.53 | 30.29 | 33.02 | |
31 | 35.26 | 31.47 | 34.13 | |
32 | 36.22 | 32.57 | 35.26 | |
平均值 | 28.50 | 31.45 | 28.52 | 31.31 |
由表4可知,棉纖維手扯長(zhǎng)度在25mm~32mm各檔的范圍內(nèi):
1)上四分位長(zhǎng)度的各檔平均值比手扯長(zhǎng)度的各檔平均值偏大2.95mm,并且各檔都偏大,隨各檔長(zhǎng)度的增長(zhǎng)其差值越大,25mm檔偏大2.0mm,而32mm檔則偏大4.22mm。
2)上半部平均長(zhǎng)度的各檔平均值與手扯長(zhǎng)度的各檔平均值很接近,僅差0.02mm。但是,手扯長(zhǎng)度25~28mm四檔,上半部平均長(zhǎng)度略偏小0.13、0.44、0.45、0.23mm;而手扯長(zhǎng)度29~32mm四檔,上半部平均長(zhǎng)度略偏大0.06、0.29、0.47、0.57mm。
3)品質(zhì)長(zhǎng)度的各檔平均值比手扯長(zhǎng)度的各檔平均值偏大2.81mm,并且各檔都偏大,隨各檔長(zhǎng)度的增長(zhǎng)其差值越大,偏大在2.36mm~3.26mm的范圍。
4)品質(zhì)長(zhǎng)度的各檔平均值比引半部平均長(zhǎng)度的各檔平均值偏大2.79mm,并且各檔都偏大,偏大在2.69mm~3.49mm范圍。
4 幾點(diǎn)看法
4.1 關(guān)于上半部平均長(zhǎng)度取代手扯長(zhǎng)度作為結(jié)價(jià)依據(jù)的問(wèn)題
如上述表3所示:若僅從各檔長(zhǎng)度的平均值來(lái)看,上半部平均長(zhǎng)度和手扯長(zhǎng)度十分接近,但在28mm及以下的四檔長(zhǎng)度,上半部平均長(zhǎng)度短于手扯長(zhǎng)度,則售棉方要吃虧;在28mm及以上的四檔長(zhǎng)度,上半部平均長(zhǎng)度長(zhǎng)于手扯長(zhǎng)度,則購(gòu)棉方要吃虧。
4.2 關(guān)于紡紗工藝方面究竟采用那種長(zhǎng)度最好
20世紀(jì)50年代初,我國(guó)棉紡織廠在設(shè)計(jì)紡紗工藝時(shí),采用品質(zhì)長(zhǎng)度取代了原來(lái)的有效長(zhǎng)度和上四分位長(zhǎng)度。如今世界上對(duì)棉纖維長(zhǎng)度建立起那么多的表示方法,究竟有什么好處,各自的價(jià)值如何?值得令人深思。幾十年來(lái),長(zhǎng)度照影儀(包括HVI)的指標(biāo)由上半部平均長(zhǎng)度改到跨距長(zhǎng)度,近幾年由跨距長(zhǎng)度改回到上半部平均長(zhǎng)度。對(duì)于這一問(wèn)題,早在1973年就有文獻(xiàn)資料指出:跨距長(zhǎng)度的參數(shù)與拜氏長(zhǎng)度分析儀的參數(shù)并不相符,并且其中一些在工藝意義上還有好多不確切性。因此,建議通過(guò)科學(xué)實(shí)驗(yàn),尋找一個(gè)比較理想的長(zhǎng)度指標(biāo)。
4.3 關(guān)于上半部平均長(zhǎng)度的定義
上半部平均長(zhǎng)度是較長(zhǎng)一半纖維的平均長(zhǎng)度。按照在照影曲線圖中[1]:從纖維50%處作照影曲線的切線,切線與長(zhǎng)度坐標(biāo)軸相交點(diǎn)所顯示的長(zhǎng)度值。其實(shí)質(zhì)是重量占纖維束一半的較長(zhǎng)纖維部分的根數(shù)的平均長(zhǎng)度。所以目前通常講的上半部平均長(zhǎng)度既不是纖維根數(shù)的上半部平均長(zhǎng)度,又不是纖維重量的上半部平均長(zhǎng)度。這里有一個(gè)照影儀歷史的原因,1940年美國(guó)赫脫爾(Hertel)在關(guān)于棉條中纖維被握持的理論曲線的基礎(chǔ)上,提出了纖維長(zhǎng)度照影儀曲線的理論,并研究創(chuàng)制纖維長(zhǎng)度照影儀,在曲線上作圖求得纖維的上半部平均長(zhǎng)度、平均長(zhǎng)度和整齊度。鑒于目前計(jì)算機(jī)技術(shù)已十分先進(jìn),建議進(jìn)一步應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)在照影曲線圖上求出:以纖維重量來(lái)計(jì)算的上半部平均長(zhǎng)度、平均長(zhǎng)度和整齊度;以纖維根數(shù)來(lái)計(jì)算的上半部平均長(zhǎng)度、平均長(zhǎng)度和整齊度。
4.4 關(guān)于建立韋氏(梳片式)長(zhǎng)度分析儀的長(zhǎng)度測(cè)試基準(zhǔn)
韋氏(梳片式)長(zhǎng)度分析儀是按纖維由長(zhǎng)至短排列,將同一組長(zhǎng)度收集在一起稱(chēng)重,得出纖維各組長(zhǎng)度的重量,由此可以作出纖維長(zhǎng)度重量分布圖和纖維長(zhǎng)度重量累積分布圖,再計(jì)算出相應(yīng)的綜合指標(biāo)。它是一個(gè)直接測(cè)量的儀器,也是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的、經(jīng)典的長(zhǎng)度測(cè)量?jī)x器。任何簡(jiǎn)接測(cè)試棉纖維長(zhǎng)度的儀器,都是以此為準(zhǔn)對(duì)比簡(jiǎn)接測(cè)試儀器的準(zhǔn)確性。因此,建議我國(guó)有關(guān)方面對(duì)國(guó)內(nèi)外的長(zhǎng)度測(cè)試儀器,特別是新型號(hào)、新指標(biāo)的儀器,用韋氏(梳片式)長(zhǎng)度分析儀進(jìn)行比對(duì)試驗(yàn)驗(yàn)證(包括短纖維%)。同時(shí),建議抓緊培訓(xùn)(梳片式)長(zhǎng)度分析儀的試驗(yàn)人員。
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