长绒棉纤维性能与成纱质量关系的研究∗

赵君红，李惠军

(新疆大学纺织与服装学院，新疆乌鲁木齐830046)

棉纤维性能对其纺纱的顺利进行和成纱质量影响较大，从某种程度来讲，原棉的特点和性能，是决定和选择合理工艺的主要依据，是决定和影响成纱质量的重要因素[1].如果能从棉纤维各项性能指标的测试结果，直接分析预测成纱的质量好坏，这将不仅能够做到以棉纤维内在质量为主合理配棉，充分发挥其使用价值，还可以稳定和提高产品的质量，从而达到顾客的满意，这说明定量分析研究棉纤维性能与成纱质量的关系意义重大.探讨棉纤维性能与成纱质量的关系，最为常见的分析方法为相关性分析和多元回归分析[2−5].随着HVI大容量纤维检测仪的发明与广泛应用，给棉纤维性能与成纱质量的定量分析创造了很好的条件[6,7].

1 测试

1.1 测试样品

新疆长绒棉纤维，80s纯棉精梳纱.

1.2 测试仪器

HVI SPECTRUM大容量纤维检测仪，USTER条干均匀度测试仪（USTER tester），电子单纱强力机.

2 数据收集

利用HVI大容量纤维检测仪、USTER条干均匀度测试仪（USTER tester）和电子单纱强力机分别对长绒棉纤维和80s纯棉精梳纱进行测试，测试样本n=20.测试的主要性能如表1所示.

表1 纤维和纱线性能的统计结果

3 回归分析

回归分析是通过规定因变量和自变量来确定变量之间的因果关系，建立回归模型，并根据实测数据来求解模型的各个参数，然后评价回归模型是否能够很好的拟合实测数据.

用多元线性回归分析来定量分析长绒棉纤维的成纱条干均匀度、成纱强度、成纱棉结和成纱粗节分别与其六项性能指标的关系.为了便于观察，设MIC为X1、LEN为X2、UNF为X3、SFI为X4、STR为X5、EIG为X6；设成纱条干CV%为Y1、成纱强度为Y2、成纱棉结为Y3、成纱粗节为Y4，通过SPSS统计应用软件进行统计假设检验，模型具有显著统计学意义时，建立回归方程.回归方程如下所示：

其中，括号里的为标准系数.

长绒棉纤维性能指标与成纱质量的回归分析如下.

（1）长绒棉纤维性能与成纱条干CV%的回归分析

Sig.值为0.000，复相关系数R=0.917,复决定系数R2=0.841,如图1条干CV%的实验值与预测值的散点图所示，拟合效果较好，由回归方程（1）式可看出所测的六种长绒棉纤维性能指标均影响成纱强力，并且，从这六项长绒棉纤维性能指标的相关系数R可推测出成纱条干CV%与马克隆值、右半部平均长度和纤维断裂伸长率呈负相关；而与长度整齐度比、短纤维率和纤维素强度成正相关.因此，要保持成纱条干的稳定性必须考虑各长绒棉性能的综合因素.

（2）长绒棉纤维性能与成纱强度的回归分析

Sig.值为0.000，复相关系数R=0.988,复决定系数R2=0.975,拟合效果好，如图2成纱强度的实验值与预测值散点图所示，由回归方程（2）式可分析出影响成纱强度最显著的长绒棉纤维性能指标是右半部平均长度、长度整齐度比、短纤维率.由它们的相关系数R可以推测出成纱强度与右半部平均长度呈正相关；而与长度整齐度比和短纤维率呈负相关.因此，控制配棉过程中长绒棉纤维的整齐度和短纤维率性能指标能有效加强成纱的强度.

（3）长绒棉纤维性能与成纱棉结（200%）的回归分析

Sig.值为0.000，复相关系数R=0.978,复决定系数R2=0.957,拟合效果好，如图3成纱棉结的实验值与预测值散点图所示，由回归方程（3）可看出长绒棉纤维的右半部平均长度、纤维整齐度、短纤维指数、断裂伸长率和纤维素强度是成纱条干CV%的主要影响因素.由方程中各指标的相关系数R可以反映出成纱棉结与纤维整齐度、短纤维指数和断裂伸长率呈正相关；与右半部平均长度和纤维素强度呈负相关.因此，控制长绒棉纤维的纤维整齐度、短纤维率和断裂伸长率可有效防止成纱棉结的增多.

图1 条干CV%散点图

图2 成纱强度散点

（4）长绒棉纤维性能与成纱粗结（50%）的回归分析

Sig.值为0.084，复相关系数R=0.728,复决定系数R2=0.529,拟合效果较差，如图4成纱粗结的实验值与预测值散点图所示.Sig.值大于0.05时没有显著的统计学意义，所以，这六项性能指标与成纱粗结的相关性较低.

图3 成纱棉结散点图

图4 成纱粗结散点图

4 结论

1.影响成纱条干CV%的长绒棉性能指标的影响作用从大到小依次为长度整齐度>纤维断裂伸长率>短纤维率>马克隆值>纤维素强度>右半部平均长度.影响成纱条干的关键因素是长度整齐度；

2.影响成纱强度的长绒棉性能指标的影响作用从大到小依次为右半部平均长度>短纤维率>长度整齐度，影响成纱强度的关键因素是长度因素；

3.影响成纱棉结的长绒棉性能指标的影响作用从大到小依次为短纤维率>断裂伸长率>长度整齐度>纤维素强度>右半部平均长度.影响成纱棉结的关键因素是短纤维率；

4.长绒棉性能指标在显著性水平为0.05时对成纱粗结的相关性较低.

参考文献：

[1]牛耕,杜娟.原棉品质与成纱质量关系的探讨[J].中原工学院学报,2002,13(3):39-42.

[2]刘国松.基于HVI检测系统的综合评判与纱线质量保证体系构建[D].青岛:青岛大学,2010.

[3]翟跃辉.对HVI spectrum棉纤维测试仪测试麦马克隆值的分析[J].中国纤检,2002,7:33+35.

[4]Cai Yiyun,Cui Xiaoliang,James Rodgers.Devron Thibodeaux3A comparative study of the effects of cotton fiber length parameters on modeling yarn properties[J].Textile Research Journal,2013,83(9):961-970.

[5]PAN N,HUA T,QIU Y.Relationship between fiber and yarn strength[J].Textile Research Journal,2001,71(11):960-964.

[6]Fattahi S,Hoseini Ravandi SA.Prediction and Quantitative Analysis of Yarn Properties from Fiber Properties Using Robust Regression and Extra Sum Squares[J].FIBRES&TEXTILES in Eastern Europe,2013,21(7):48-54.

[7]Fattahi S,Hoseini Ravandi S A,Taheri S M.Cotton Yarn Engineering Using Robust Regression and Criteria of Mallow’s Cp[J].Fibers and Polymers,2010,11(7):1075-1082.