HVI在实际生产中的应用性能探讨

王 铭，耿向阳，曲京武，董俊哲(， )

HVI大容量纤维测试仪是一种综合测试棉花主要性能的大型仪器，它可以测量的棉纤维的指标包括：长度、强度、长度整齐度、伸长、马克隆值、颜色、杂质、水分、短纤维指数(SFI)、成熟度、纺织稳定参数(SCI)。此外，仪器可把NEP TESTER 720棉结测试仪和UV仪集成在一起，测算出棉纤维的棉结数和紫外线(UV值)。这些纤维特性，对于确保成纱质量，研究改进纤维混合开发和检测外购，都是非常重要的。HVI仪器可提供精确可靠，带有计算机控制校准和诊断功能的自动化测试系统。所有功能均由精密的微处理器控制，从而简化了操作并为测量参数提供了灵活性。[1]

现阶段中国的HVI在检测行业中应用较为广泛，但在纺纱厂实际生产中的应用却不尽如人意。本文作者以实际经验为基础，通过探索，发现了从以下几方面有效利用HVI的渠道。

1 利用HVI可以有效控制纱线的质量

众所周知，纤维性能和纱线性能之间的关系决定了最终产品的质量，形状细长、强度坚韧的纤维可纺成纱号更细、强度更高、均匀度更好的纱线。同时更细、更长、强度更好的原棉在纺纱过程中意味着低断头，高效率(前提是纺机保养较好)。不同的纺纱系统对于纤维质量参数的要求是不同的，这由纺纱机理决定。拿目前使用最为广泛的两种纺纱系统环锭纺和转杯纺来说，对环锭纺影响较大的是棉纤维的长度和整齐度，而对转杯纺影响较大的则是纤维的强力和细度(马克隆值)。

美国棉花公司进行了一项试验，试验利用HVI对原棉进行测试来评估纤维和纱线性能间的关系。他们在环锭纺纱机和转杯纺纱机上以同样的棉来纺制23 tex的纱线。表1显示了HVI测试的每种纤维质量参数对不同纺纱系统的重要性排序。

对于环锭纺纱线的强度，纤维长度和整齐度的影响为43%，纤维强度的影响为20%，马克隆值的影响为15%。

对于转杯纺纱线的强度，纤维长度和整齐度的影响为29%，强度的影响为24%，马克隆值的影响为14%。这表明纤维长度、整齐度和马克隆值对转杯纺纱线强度的影响要略低一些。

转杯纺工艺要求每个纱线截面至少有100根纤维才能成纱。在转杯纺发展的初期，纱线截面内的最少纤维根数限制了转杯纺在细号纱方面的应用。如今细号的转杯纺纱可以用低马克隆值的棉纤维纺成。因此，对于转杯纺来说，马克隆值已经成为最为重要的指标。

利用HVI测得纤维的数据可以有效地为纺纱工艺服务，HVI可以一次性测试纤维多个指标，对材料的选择可以起到最佳的指导作用。

2 HVI的检测数据在棉花贸易中的应用

国际上棉花的交易信息由利物浦棉花协会根据棉花的产地、等级和长度对外进行公布。这些HVI测试所得的数值，是大多数纺纱厂购买棉花的主要依据。将同一产地的棉花按长度进行分类，可以获得棉花的一些额外有价值的信息。现在国内贸易中也越来越倾向于使用这种数值作为交易依据。

经检查证实由耳局部或全身肿瘤和全身性疾病所致的耳鸣；精神病患者；客观性耳鸣；18周岁以内或65周岁以上；妊娠或哺乳期妇女；对本药过敏者；未按规定针刺、服用中药治疗，无法判断疗效者。

为了在棉花销售和纺纱前对棉花进行更细致的评定，可以根据纤维长度、杂质等级等质量特征来分类棉包。将所有棉包按照HVI测试数值分成不同的批次，可以为棉花供应商增加棉批的价值，为纺纱厂提供长度变异更小的原棉。纺纱厂可以根据纤维长度将棉批分类进行验货。这种方法还可以使纺纱厂选择不同纤维长度的原棉，纺制不同纱号的纱线，满足不同的产品需求。棉花供应商和纺纱厂都可以利用这些数据实现自身利益的最大化。

3 利用HVI数据减少织物的横档疵点

横档疵点是指织物表面以为织机性能不佳、杂质较多、操作不当等原因引起的纬纱排列不匀的疵点，横档疵点经常出现在针织物中，其中在单面针织物中出现最为频繁，原因是针织工艺是使用一根纱线来形成织物，而机织物则是由两根纱线交织而成。横档疵点在织物中的主要表现形式为色差。

导致成品织物产生横档疵点的因素有很多，其中最常出现的一种情况是纱线性质的变异引起的，如纱线毛羽、号数或纱线捻度。针织厂一般根据纱线到货的日期来选用纱线，即是说一般会将同时期制造的纱线一起使用，而不是将不同时期纺制的纱线混合使用。放置时间较长的纱线会发生整批变异，这种情况下制成的织物无疑容易产生横档疵点。

而纱线的性质取决于纤维的质量。与织物横档疵点有关的纤维质量参数包括：马克隆值(Mic)，成熟度(Mat)和荧光值(UV)[2]。

3.1 马克隆值

HVI测试的马克隆值(Mic)反映了同一种棉纤维的成熟度和细度。对于控制和消除织物疵点以及后整理的问题，马克隆值的控制是纺纱工艺中的关键。实际上，当遇到成品织物的横档疵点问题的时候，马克隆值是要控制的最重要的纤维质量参数指标。在纺织针织纱时，马克隆值是配棉时首个应预控制的纤维质量参数指标。

配棉时需控制以下马克隆值的差异：

①多次配棉之间的平均马克隆值差异(天与天之间)。

②一次配棉中马克隆值的变异(CV%)[3]。

马克隆值会随着时间而变化，对纺纱厂来说，重要的是控制这种变化，一些纺纱厂坚持先用完上一级的棉花，然后再使用本季棉花。这样会使得配棉时原棉库中可供选择的棉花很少，这会增大配棉的变异以及最终产品(纱线)的质量变异，降低纺纱效率。只有不断地更新数据来科学配棉，才能减小这种变异发生的可能性。

要降低马克隆值的变异系数，可以通过增加棉包的方式来改变。一般来说，配棉时棉包的数量越多，混合得越均匀。建议不要将纤维质量参数相同的棉包作为一组来进行排列，例如：将一组马克隆值为3.8的棉包放置于马克隆值为4.0的一组棉包附近。最好在配棉时将棉包混放，即性质稍有不同的棉包相邻排列。

通过控制马克隆值来减少横档疵点的做法是：每次配棉间平均马克隆值变化不超过0.1，并且将一次配棉中棉包间的马克隆值变异系数控制到低于10%，这样将大大降低甚至消除针织物的横档疵点。一次配棉中所用的棉包数量越少，棉包间的变异就越大。

3.2 成熟度

HVI测得的马克隆值表明了棉纤维的成熟度，但有一定局限。如果所加工的原棉属于同一栽培品种，马克隆值可成功地用于横档疵点的控制。如果不同品种或不同产地的原棉相混合，就需要知道有关原棉成熟度的其他信息。

国内纺纱厂对于纱线原料的选择主要集中于马克隆值上，认为马克隆值高于4.0的棉花纺纱不易产生疵点，其实不然。实验证明，马克隆值高于4.0的棉花，在成熟度过低的情况下，也会产生横档疵点，这对纺纱厂来说是个警示。

如要发现这些可能潜在的引起织物横档疵点的棉包，则需在HVI测量的成熟度指数的指导下对数据进行综合分析。一般来说，马克隆值高于4.0的棉花在成熟度指数高于85%的情况下是成熟的，低于85%的情况下不能算做成熟。

HVI成熟度指数给纺纱厂提供了如下益处：

(1)棉花接收时，纺纱厂现在可以接收以前因为马克隆值低而被拒收的棉包。

(2)棉花接收时，可将未成熟的棉包从成熟度正常的棉包中分离出来用于特殊的用途。

(3)可以基于额外的成熟度信息优化配棉，因此能避免织物的横档疵点。

3.3 荧光值

织物的横档疵点也可能是棉花的荧光性的变化引起的。荧光性的变化经常在新旧棉花混配时发生。温暖潮湿的环境(多数原棉库如此)所产生的细菌或真菌对棉花有影响。影响的结果就是所谓的“墨西卡利效应”，即在紫外光(UV)的照射下棉花呈现绿色或者黄色的荧光。

由于生长期的季节变化，每季棉花的UV值都有一个正常的变化范围。通常，每季棉花的平均UV值不同，UV值的变化范围取决于棉花收获时的天气状况。棉花在库存中存储9～12个月也会引起荧光性的变化。新旧棉花必须谨慎混合以减小织物横档疵点产生的机会。

当不同次配棉间的平均UV值变化较大，或者一次配棉中UV值的变异未加控制时，都会引起织物横档疵点。对于UV值的变化，仍使用数值相近的棉包不相邻的方法来控制棉包的排放。这就要求配棉前应用HVI对棉包进行测试，如果可能的话，可以将棉包按照UV值分成特定的类别储存。

将不同次配棉间的平均UV值控制在最大±1的范围，同一次配棉中(棉包间)UV值变化范围在±5的范围，将会极大地减少，甚至消除坯布中的横档疵点问题。和马克隆值一样，一次配棉中棉包间的UV值的变异在混配棉包较少时更显重要[4]。

4 总结

引起织物横档疵点的原因中，至少有70%是由于纤维质量参数的变异。纺纱厂可以通过特定的方法来控制那些影响棉织物染色和后整理的关键纤维质量参数。HVI测试每个棉包的马克隆值、成熟度和荧光性，将有助于纺纱厂控制由于纤维所引起的横档疵点问题。

[1] 张宏伟, 卢明德, 王善元，等. 熟条HVI测试性能与转杯纱强力之间关系研究[J].中国纺织大学学报, 1998, 24(2): 93—96.

[2] 王立英.降低有梭织物横档疵点的措施[J].山东纺织科技，2006，47(3)，27—28.

[3] Dr.Preston Sasser. Cotton Inc., Fiber Grade and Measurement[J].Textile Asia,1988,37(1):17—19.

[4] 熊伟, 李荣, 张冶. 原棉混配与织物外观质量的关系[J]. 棉纺织技术, 2001, 29(8): 21—23.