棉花检验基础知识

棉花检验基础知识

一、棉花类别：

（一）按长度、细度分：

1、细绒棉（又称陆地棉）：我国种植的大多属于此类。

2、长绒棉（又称海岛棉）：新疆是我国长绒棉生产的主要基地

3、粗绒棉：我国已不再种植。

（二）按纤维色泽分

1、白棉：正常成熟的棉纤维，呈洁白、乳白或淡黄色。

2、黄棉：指棉铃生长期间受霜冻或其他原因，铃壳上的色素染到纤维上，使纤

维大部分呈黄色，一般属低等级。

3、灰棉：指棉铃生长或吐絮期间，受雨淋、日照少、霉变等影响，纤维色泽灰

暗的原棉。

（三）其它棉

1、不孕籽回收棉：从锯齿轧花机排出的不孕籽中回收的较长纤维。

2、霉烂棉：棉花被水浸泡以后，纤维表面的腊质被破坏，纤维呈黄褐色，

此时棉纤维的湿度及水分较高，时间过久则发生霉变，便形成霉烂棉。

3、拔杆剥桃棉：棉花及棉铃停止发育后，晒干剥开的棉花。

4、霜黄棉：棉铃在霜期或低于正常温度下吐絮，此种棉花即为程度不同的

霜黄棉。

5、灰染棉：由于棉花吐絮时连续降雨，纤维经受雨淋，颜色变灰白，无光

泽的棉花。

6、火烧棉

7、油污棉

8、地脚棉

9、水渍棉

10、雹灾棉

11、雨锈棉

二、棉纤维的组成、形态结构和主要性能

（一）棉纤维主要组成物质：是纤维素。纤维素是天然高分子化合物，化学结构式为（C6H10O5）n，正常成熟的棉纤维纤维素含量约94%，此外含有少量多缩戊糖、蜡质、蛋白质、脂肪、水溶性物质、灰分等伴生物。

（二）棉纤维形态结构

棉纤维的截面形态

（1）成熟正常的棉纤维：截面是不规则的腰圆形，中有中腔；

（2）未成熟的棉纤维：截面形态极扁，中腔很大；

（3）过成熟的棉纤维：截面呈圆形，中腔很小。

棉纤维的截面由外至内主要由初生层、次生层和中腔三部分组成

棉纤维的纵向形态

棉纤维具有天然转曲，它的纵面呈不规则的而且沿纤维长度不断改变转向的螺旋形扭曲。

（1）成熟正常的棉纤维：转曲最多

（2）未成熟的棉纤维：呈薄壁管状物，转曲少

（3）过成熟的棉纤维：呈棒状，转曲少

棉纤维单位长度中转半周，即180°的个数称为转曲数，一般长绒棉的转曲数多于细绒棉，细绒棉的转曲数约为39-65个/厘米。

（三）棉纤维的主要性能

1、长度：棉纤维的长度主要取决于棉花的品种、生长条件和初加工。通常细绒棉的手扯长度平均为23-33毫米，长绒棉为33-45毫米。

2、线密度：棉纤维的线密度（细度）指标是指纤维单位长度的重量。

（1）特克斯是我国线密度法定计量单位名称，是指1000米长纤维的重量以克表示。其计算公式如下：

纤维重量（G）

线密度（Ntex）= ——————×1000

纤维长度（m）

换算关系：1特克斯（Ntex）=1000毫特克斯（mtex）

1特克斯（Ntex）=10分特克斯（dtex）

1千特克斯（Ntex）=1000特克斯（Ntex）

（1）公制支数：指每毫克棉纤维所具有的长度毫米数，其计算公式为：

纤维长度（mm）

公制支数（Nm）= ———————

纤维重量（mg）

棉纤维的线密度主要取决于棉花品种、生长条件等，一般

长绒棉较细，为:1.11-1.43dtex（9000-7000公支）

细绒棉较粗，为:1.43-2.22dtex（7000-4500公支）

3、吸湿性；表示吸湿性的指标是回潮率。回潮率是指棉纤维含水分的重量对棉纤维干重的百分率。其计算公式如下：

湿重-干重（g）

回潮率（W%）= ———————×100%

干重（g）

我国《细绒棉》GB1103-1999规定：“棉花公定回潮率为8.5%,棉花回潮率最高限度为10.5%”。

4、强伸性：棉纤维的强伸性通常可用拉伸断裂强力或比强度、断裂长度和断裂伸长率表示。拉伸断裂强力是纤维拉伸到断裂时所需的最大外力P，单位是牛顿（N）。由于纤维的细度影响纤维的强力，为了比较不同粗细纤维的拉伸性质，可将其换算到单位线密度纤维所承受的最大外力，即断裂比强度Pt，单位为牛每特（N/tex）。计算公式如下：

断裂强力（P）

断裂强度（Pt）= ———————

线密度（N/ tex）

断裂长度是以长度形式表示的强度指标，它的物理意义是设想将纤维头尾衔接悬吊起来，直到纤维本身重力而断裂时的长度，也就是重力等于强力时的纤维长度。

断裂伸长率是指纤维拉伸至断裂时的伸长与原长的比值的百分率。计算式如下：

拉伸断裂时长度-拉伸前纤维长度

断裂伸长率= ————————————————————×100%

拉伸前纤维长度

棉纤维的断裂伸长率为3%-7%。

5、化学稳定性：由于棉纤维的主要组成物质是纤维素，所以它较耐碱而不耐酸。酸会促使纤维素水解，使大分子断裂，从而破坏棉纤维。稀碱溶液在常温下处理棉纤维不发生破坏作用，但会使棉纤维膨化。

6、成熟度：棉纤维中腔胞壁的增厚程度，即棉纤维生长成熟的程度称为成熟度。随着成熟度的增加，细胞壁增厚，中腔变小。

（1）成熟正常的棉纤维：天然转曲多，抱合力大，弹性好，有丝光，对加工性能和成纱品质有益；

（2）未成熟的棉纤维：线密度较小，强力低，天然转曲少，抱合力差，吸湿较多，且染色性和弹性较差，加工中经不起打击，容易纠缠成棉结。

（3）过成熟的棉纤维：天然转曲少，纤维偏粗，也不利于成纱强力。

三、检验技术术语

（一）棉花产品标准中的技术术语

1、长绒棉：长度在33-45毫米，细度在9000-8500公支，单强3.9-4.9厘牛,

皮辊轧花。可分特长绒棉(长度在35毫米以上)和中长绒棉(长度在33-35毫米)。

2、细绒棉：长度在23-33毫米，细度在6500-5000公支，单强2.9-4.4厘牛,

一般为锯齿轧花。

3、粗绒棉：长度在23毫米以下，细度在4000公支以下，单强4.4-6.9厘牛。

4、锯齿棉：用锯齿轧花机轧出的棉纤维称为锯齿棉。

5、皮辊棉：用皮辊轧花机轧出的棉纤维称为皮辊棉。

6、天然彩色棉：纤维在生长过程中自身具备天然色彩的棉纤维。

7、染色纤维：经过染色工艺加工的纤维或以色母粒子为原料的有色纤维。

8、品级：棉纤维品质与级别称品级。我国棉花标准GB1103-1999细绒棉规定：

根据棉花的成熟程度、色泽特征、轧花质量分为七级，即一至七级，三级为标准级，七级以下为级外棉。

9、长度：指棉纤维伸直时两端的距离。

10、自然长度：由于棉纤维有天然转曲，所以转曲着的纤维两端间的距离称

为棉纤维的自然长度。

11、主体长度：指某个棉样（或棉束）中含量最多的纤维长度，又称众数长

度。

12、品质长度：指长于主体长度的那部分纤维的加权平均长度，又称主上平

均长度或右半部平均长度。

13、上四分位长度：用梳片式或罗拉式长度仪分析棉纤维的长度，以2毫米

为单位分别称重，由长至短作出长度重量累积分布图，在累积频率四分之一处的长度，叫做上四分位长度。

14、平均长度：指纤维长度的平均值，一般指加权平均长度。

15、整齐度：指纤维长度的整齐程度。

16、短纤维率：指短于一定长度的纤维的含量的百分比率，用于衡量原棉纺

纱时可能出现的无用棉数量，也是考核轧花工艺的一项质量指标。长绒棉一般20毫米以下为短纤维，细绒棉把16毫米及其以下的称短纤维。但不都是指棉短绒。

17、毛衣分率：指轧出的皮棉重量与籽棉试样重量的百分比。

18、公定衣分率：指籽棉毛衣分按国家规定的皮棉含水、含杂率标准进行补

扣计算，即是公定衣分率。

（二）棉花检验方法标准中的技术术语

1、批样：按规定从一批棉花中抽取的一个或多个棉样，作为实验室样品的来源。

2、实验室样品：按规定取自批样的来源。

3、试验样品：按规定取自实验室样品的棉样，作为试验试样的来源。

4、试验棉条：试验样品经纤维引伸器牵伸，并合而成的供试验用的条子。

5、试验试样：取自试验样品或试验棉条用以试验的棉样。

6、恒重：间隔15分钟称量，当连续两次称量的差值小于后一次称量的0.05%,

后一次的称见质量为恒重。

四、检验项目及检验方法（教材初级P29）

1、棉花类别的划分及检验方法

（1）长绒棉：一般采用感官检验法，也可结合仪器检验作出判定。将样品放在工作台上，视纤维的外观形态，手感纤维粗细、强弱和软滑程度，以及手扯长度，结合轧花方式、仪器测定纤维长度、细度、强度、马克隆值、天然转曲等项目作出判定。

（2）细绒棉：同上。

（3）粗绒棉：同上。

2、棉花类型的划分及检验方法

（1）皮辊棉：主要根据棉纤维的外观形态、疵点和杂质的种类及含量等进行鉴定。

（2）锯齿棉：同上。

3、棉花成熟度、颜色特征的感观检验方法

（1）棉纤维成熟度：主要通过手感、目测、手扯方法判定。

（2）颜色特征：通过目测来确定，凡棉纤维大部分呈白色的定为白棉类型，大部分呈黄色的定为黄棉类型，大部分呈灰色的定为灰棉类型。

4、轧工质量检验的内容及其检验方法

（1）轧工质量检验内容：纤维层匀、净清晰程度；轧断纤维多少程度；短纤维率的高低；锯齿棉中索丝、棉结、不孕籽、破籽及带纤维籽屑的多少。皮辊棉中黄根等疵点的多少等。

（2）检验方法：采用手工法，用每百克皮棉疵点粒数表示。

短纤维率采用仪器测试。

短纤维率检验

取样：批量在300包及以下的抽取1份试验室样品；批量在301-600包的棉花抽取2份样品；批量在600包的棉花，抽取3份试验室样品。根据试验室样品，从批样的各个样品中随即抽取部分棉纤维，形成200-250克的一份试验样品，试验试样按GB/T6097-2006《棉纤维试验取样方法》执行。

检验：短纤维率的检验方法按GB/T6098.1-2006《棉纤维长度试验方法第一部分：罗拉式分析仪法》执行，仅检验短纤维率时，可以一次将罗拉分析指针摇到16刻度，分16毫米及以下和16毫米以上两组，分别称重计算即可。

疵点检验

取样：取样按GB/T6097-2006《棉纤维试验取样方法》进行。

检验：疵点检验按GB/T6103-2006《原棉疵点试验方法手工法》执行。

5、衣分及衣分率检验方法

（1）取样：取样深度30厘米，多点，不同部位取具有代表性样品。抽样数量：500千克取样不少于1.5千克;10吨以下抽样10千克;10吨以上,50吨以下抽样20千克;50吨以上抽样25千克。一个试样可大约按1.5千克计,分别形成5、10或12个试样。

（2）试轧：将称取的每份试样在试轧机上试轧，轧出的皮棉分别称重，得出皮棉净重，精确到1克。

（3）计算：根据皮棉的实际含水含杂，国家规定的标准含水含杂，利用公式计算出籽棉的公定衣分率。公式如下：

1+公定回潮率 1-实际含杂率

公定衣分率=毛衣分率×————————×———————×100%

1-标准含杂率 1+实际回潮率

轧出皮棉重量 1-实际含杂率

= ——————×1.1186×———————× 100%

籽棉试样重量 1+实际回潮率

6、回潮率（含水率）试验方法

(1)电测器法:

原理:利用棉纤维在不同回潮率下具有不同电阻值的特性,在试样的质量\密度和极板电压等试验条件一定的情况下,测量通过棉纤维的电流大小,间接地得出原棉的回潮率。

试验步骤：仪器校验：检查表头是否与刻度重合、满度调整；测试：将50±5克试验试样，迅速撕松并放进两极板间，盖好玻璃盖，摇动手柄加压，至到圆点，将开关拨到“测量”，指针稳定后记下读数（读到0.1%），再将开关拨到“温度修正”,修正到0.1%,将测得的锯齿或皮辊棉读数加上相应的温度修正值,即为该试样的回潮率。

(2)烘箱法:

原理：称取一定量的试验试样，置于一定温度的烘箱内烘验，使试验试样中的水分蒸发，直至试验试样达到恒重。

测试步骤：取50克试验试样（精确至0.01克）,每个样品称重时间不超过1分钟;撕松后放进篮内(杂质不丢失,试样充满其容积的1/2至2/3;开启烘箱电源,待生温至105℃±3℃时,记录时间,直至恒重(8个样品称重时间不得超过5分钟),记录数据,计算得到回潮率。

7、含杂率试验方法（GB/T6499-92）

原理：原棉杂质分析机是根据机械空气动力学原理设计的。经刺辊锯齿分梳松散后的纤维及粘附杂质，在机械和的作用下，由于形状、质量不同、作用其上的力也不同，使纤维和杂质分离。

试验步骤：开机空转1-2分钟，然后停机清洁杂质箱、净棉箱、给棉台和刺辊；将已称好的样品均匀平铺于给棉台上，遇有棉籽、籽棉及其他粗大杂质随时拣出，并在原始记录中注明；开机运转正常后，把试验试样喂入给棉罗拉与给棉台之间，分析完毕后取出第一次的全部净棉纵向平铺给棉台上，按第一次步骤作第二次分析，然后取出全部净棉；关机收集杂质盘内的杂质（注意收集2箱四周壁上的全部细小杂质），若杂质盘内落有小棉团、索丝、游离纤维，应将附在表面的杂质抖落后拣出；将收集杂质与拣出的粗大杂质分别称重（称准至0.01克）;

全部杂质质量

计算结果:含杂率= ——————× 100%

试验试样质量

8、马克隆试验方法（GB/T6498-2004）

原理：气流通过由纤维塞组成的试验试样（试验试样的质量及体积是常数），在刻度尺上显示出透气性变化，以通过纤维塞的流量或纤维塞两端的压力差表示，在刻度尺或表头可直接读出读数。

试验步骤：校准仪器（取覆盖高中低三种不同马克隆值的校准棉花校准仪器）；如果每种校准棉花两个测试值的平均值与标准值不超过±0.1，即仪器性能符合要求；将试验试样用手指扯松纤维，均匀装入试样筒，插入压缩活塞并锁定

在固定位置上，使气流以适当的流量或压力通过试验试样，在仪器流量计或压力计的刻度上记录读数，精确到±1%。若两个数值超过0.10，则从同一样品中再试验一个新试验试样，由三个数值平均，得出结果。

五、棉花品级实物标准、棉花长度标准棉样、仪器校准棉样

1、棉花品级实物标准的分类

（1）品级实物标准分基本标准和仿制标准

（2）基本标准分保存本（为每年更新的依据）、副本（为仿制依据）、校准本（用于标准损坏、变异等情况下的修复、校对）

（3）按轧花方式不同，又可分皮辊棉、锯齿棉仿制标准；按类别不同，又分长绒棉、细绒棉仿制标准；按颜色不同，又有天然彩棉实物标准。

2、棉花品级实物标准的使用及保管

（1）使用

对照标准：棉样在标准旁或下方比照，勿在上方比照，以免杂质落入标准表面；

使用标准：轻放轻拿，切勿倾斜倒置，或手指触动标准表面。

（2）保管

存放温湿度：温度10℃、湿度50%；

存放时间：一年（有效期）；

存放环境：不宜放置在阳光射处、高温处或地上，以防受热、受潮而变异，存放在通风透气处为宜；标准只有在使用时打开。

六、影响检验结果的主要因素

1、抽样

2、样品制备

3、检验手段

4、操作技能

5、检验环境

（1）实验室温湿度的影响

（2）检验光线的影响

（3）仪器设备状态的影响

七、影响棉纤维品质的因素

1、品种

2、生长条件

3、栽培技术

4、采摘

5、病虫害

6、加工

7、存储

八、棉花资源的基本情况

我国棉区分布：分为黄河流域、长江流域、西北内陆、华南及北部特早熟五大棉区。

九、主要性能检测的基本原理

（一）回潮率

1、烘箱法

2、电测器法

（二）长度

1、罗拉分析仪法

2、照影仪法

3、电容法

（三）成熟度

1、中腔胞壁对比法

2、显微镜法

3、气流测定法

4、偏光测定法

（四）断裂强力、断裂比强度及断裂伸长率（束纤维法）

1、斯特洛强力仪（摆锤式恒速加负荷型强力仪）：利用摆锤倾斜角度对试样施加

的负载表示最终的断裂强力，还利用上下夹持器的伸长距离表示纤维束的伸长。

2、Y162束纤维强力机（恒速牵引型强力机）：既仪器的上下夹持器的作恒速移

动，而上夹持器只作相应的位移，上下夹持器的位移不完全同步，测试出棉纤维的束纤维强力。

（五）棉花颜色

1、目测法：通过人眼观测棉花的颜色：洁白、乳白、黄染，或判定白、黄、灰

棉。

2、仪器化检验棉花色征：通过纤维的反射率（Rd）及黄度（+b），确定色征等级。重要性能与纺织品质量之间的关系

1、长度与纺纱工艺的关系

（1）长度长，纤维与纤维间的接触面积大，纤维之间的抱合摩擦力越大，拉伸时滑脱机会越少，单纱强力越高；

（2）纤维越长，可纺纱越细。

标准GB1103-2007《细绒棉》的相关内容

标准GB1103-2007《细绒棉》与GB1103-1999在以下方面作了修订：

1、重新修订了“主体品级、准重、公定重量、危害性杂物”的定义

主体品级：GB1103-1999定义：“含有相邻品级的一批棉花中，所占比例80%及以上的品级”；GB1103-2007定义：“按批检验时，占80%及以上的品级，其余品级仅与其相邻”。

准重：GB1103-1999定义：“净重按棉花公定回潮率折算后的重量”；GB1103-2007定义：“准重按国家实际回潮率折算成公定回潮率后的重量”。

危害性杂物：GB1103-2007定义：“混入棉花中的硬杂物和软杂物，如金属、砖石及异性纤维等”。

3、增加了“异性纤维、成包皮棉异性纤维含量、色特征级”的定义

异性纤维定义为“混入棉花中的非棉纤维和非本色棉纤维，如化学纤维、毛发、丝、麻、塑料膜、塑料绳、染色线（绳、布块）等”。

成包皮棉异性纤维含量定义：“成包皮棉异性纤维含量是指从样品中挑拣出的异性纤维的重量与被挑拣样品重量之比，用克/吨（g/t）表示。”

色特征级定义：“依据棉花色特征划分的级别。棉花样品的反射率（Rd）和黄度深度(+b)测试值在棉花色特征图上的位置所对应的级别。”

新标准规定,棉花按色特征分为白棉、淡黄染棉、黄染棉3种类型:白棉分6级,淡黄染棉分4级,黄染棉分3级,共13个色特征级。

色特征级的代号用两位数字表示，第一位是级别，第二位是类型。

白棉6个色特征级的代号为：11、21、31、41、51、61；

淡黄染棉4个色特征的代号为：12、22、32、42；

黄染棉3个色特征级的代号为：13、23、33；

31为色特征级标准级。

4、明确将成包皮棉的抽样及检验分为“按批检验”和“逐包检验”两种情况。（1）按批检验时：抽样和检验方法与GB1103-1999规定相同，但要计算批样中

各品级的百分比，有主体品级的，要确定主体品级，检验结果按主体品级和相邻品级所占百分比出证；无主体品级的按各品级所占百分比出证。（2）逐包检验时，逐包抽样，逐包检验品级，逐包给出品级检验结果。

5、明确棉花长度采用上半部平均长度。棉花手扯长度校准棉样根据HVI测定的

棉花上半部平均长度结果定值。采用手扯尺量法检验时，应经常采用棉花手扯长度校准棉样进行校准。

上半部平均长度定义：在照影曲线图中，从纤维数量50%处作照影曲线的切线，切线与长度坐标轴相交点所显示的长度值。

6、将马克隆级由三级修订为三级五档。

7、增加了成包皮棉异性纤维含量分档内容。明确了棉花加工单位对成包皮棉异

性纤维含量检验的抽样、检验方法和质量标识的要求。棉花交易时，要求对批量交易成包皮棉异性纤维进行定量或定性检验的，可由交易有关方面协商确定具体的抽样方法和抽样数量。

9、增加了长度整齐度指数、断裂比强度的分档内容。

10、明确了新标准所涉及的断裂比强度均采用3.2毫米隔距,HVI校准棉花标

准(HVICC)的校准水平.

11、增加了成包皮棉逐包检验的抽样方法、数量和检验顺序.

12、明确了逐包检验的成包皮棉在加工后先行顺序堆放，取得检验结果后，

棉花加工单位可按检验结果和买方需求组批销售。

13、取消了“七级以下为级外棉“的规定。

品级实物标准只有一至六级，品级程度低于六级的棉花定为七级。

14、取消了“五级棉花长度大于27毫米，按27毫米级计“的限制。

15、增加了32毫米“长度级。

16、棉花回潮率最高限度由10.5%改为10.0%。

17、明确了皮棉成包时可使用回潮率在线自动检测装置测定回潮率。

18、明确了采用“逐包检验”的棉花的杂质检验，按同一籽棉大垛、同一天、

同一条生产线加工的棉包作为一个含杂率检验单元，检验结果作为该单元每包棉花的含杂率。