HVI，AFIS和梳片法测试原棉短纤维含量的分析比较

原棉短纤维率（SFC）是 指棉纤维中长度短于一定界限的纤维重量占纤维总重量的百分率。SFC是与长度相关的重要指 标，目前并没有直接测量短纤维含量的仪器，一般都是基于原棉长度的测量方法得出长度之后，再经过一定的数学方法计算出短纤维含量。
6 b! W( U, n5 `/ q  ~. _7 b5 g9 g7 P
（1）测试原理不同： HVI是梳夹随机抓取纤维整体测量，通过纤维照影仪得到纤维长度指标， 再计算出短纤维指数SFI；AFIS是通过分梳及气流把扯松的棉丛分离成单根纤维，再用红外光束快速检测单根棉纤维的长度、直径并借助计 算机得到它们的长度分布、短纤维重量百分含量和根数百分含量；梳片式长度分析仪（韦氏长度分析仪）是棉纤维长度分组测定法的一种主要测试仪器，是用一组钢针梳片将试样整理成一端平齐的棉束，而后自长至短地将棉束中的纤维按长度分为若干组，分别称取各组重量，从而求得长度分布的各项数据。
; ~) J- F9 D5 w8 @
（2）所需试样量不同：三种方法测试试样差异较大，AFIS需要450mg左右，HVI需要150mg左右，对所夹取到的试样量并无明确规定，梳片法需要50mg左右，直接从棉条中取样，通常一根棉条要至少取两次，使结果更具有代表性。
) y- N0 w7 j" ?9 m
) o: `2 R3 z2 {6 E  w- T' M试样方法：
! Z) c: T& \1 Q4 {$ l
$ s. I& `! j5 L$ m  b) F将原棉放在恒温恒湿室里平衡24h，然后分别用三种方法分别做如下试验：
, P2 e1 c( ?* J（1）HVI原棉的短纤维含量测试：其中短纤维是指纤维短于12.7mm的纤维重量百分含量。
( ?; V' ]9 }5 Y) Y（2）使用AFIS得到棉花的各种指标，求得的 是长度短于12.7mm的纤维重量百分含量。
) c" e( O) U4 H1 A+ |3 P& {. z* S/ I（3）按照《GB/T 6097-2006 棉纤维试样取样方法》进行取样，按照《GB/T 13779-2008 棉纤维长度试验方法 梳片法》使用 Y121梳片式纤维长度分析仪求得棉纤维的长度指标，求得的是长度短于13mm的纤维重量百分含量。


表1 一级棉的三种方法测试结果
. O2 A) V4 P; g9 n
& b1 o9 s% t; _: K+ i- B8 p
" B( {* e  H, f9 o

	新疆 （1）129 4 t& z. ]$ _* C2 ]4 M	新疆 （2）129	新疆 % n( w+ E2 F1 E, ]/ j2 A（3）129	新疆 （4）129	新疆 （5）129
HVI（SFI）	11.30	7.40	8.50	8.80	8.00
AFIS（SFC）	7.07	5.83	6.08	4.63	5.63
梳片（SFC）	15.24	13.32	12.03	14.36	13.12

$ V- J- s4 k+ W. h+ o, h
  D. w% D, @3 R& h/ I
表2 二级棉的三种方法测试结果
$ N+ }  r# Q& p; V0 z4 m4 \; F3 D
5 J& J1 P; I3 \3 b4 L' v
+ e/ j- l& Y1 v, ]8 ]+ ~+ P+ P+ R

	新疆 229 " b2 b  X6 y8 d7 n5 N	山东 229	江苏 3 Q- u; f) m- }+ i1 b（1）229 ) p8 R# J7 B4 ]* l5 f* X8 v	江苏 （2）229 6 i9 T) s0 k2 n, ?$ b	江苏 （3）229 ! h$ s+ c3 s# c) j* Z
HVI（SFI）	10.25	9.85	8.85	10.20	10.10
AFIS（SFC）	7.97	7.03	6.37	5.48	7.25
梳片（SFC）	16.46	15.75	15.01	15.33	17.66

  D: O5 [) K4 r" C2 e5 [. }
. n9 q) [+ x" [9 o7 y表3 三级棉的三种方法测试结果

2 ?. r  {. i. b5 O$ |0 G

d& s6 E$ R3 v; ]* R' ?, J( A- O* a	江苏 8 B% E3 o6 @; L8 ^ 329	新疆 ' ?; i/ ^- j, M6 y" a  D; i329	河南 （1）329	河南 1 [* Z1 O# B2 ^! }0 u$ X（2）329 6 E6 {* e- N- i+ m) s	山东 8 ~1 Q, H- g2 D/ I% |329   t5 m- t8 `, F4 |4 p2 X: F/ B
HVI（SFI）	11.30	9.40	9.50	8.80	11.75
AFIS（SFC）	7.30	5.20	6.53	8.38	9.27
梳片（SFC）	14.75	13.10	17.10	20.33	16.71

1 v% T! f5 _1 |% Q
0 L8 g7 l5 ~. a, z" Z& ^表4 四级棉的三种方法测试结果

& w  G% K" r( T: ~# g

	江苏 " [( X$ `0 K" V; _; p429	山东 " N$ u) x- r' r* S3 q, @429	美棉 7 @7 p( A7 {6 o% {3 B四级（1）	西班牙 1 t/ d4 M4 h: X3 w; o四级 / g( K6 P8 r6 J2 X0 W' d	美棉 四级（2） ' L% b) b) D3 L5 E
HVI（SFI）	10.45	11.90	13.20	9.60	14.10
AFIS（SFC）	6.50	8.70	9.43	10.30	8.03
梳片（SFC）	16.67	19.41	27.61	22.61	21.58

（1）HVI目前使用的梳夹取样器采用长度偏长取样，被夹取到的纤维和长度有关，越长的纤维越容易被夹取到，同时纤维自身的特性使其在梳针内的产生交叉、缠绕和抱合，这样取到的纤维试样在梳夹内外的量不相等，分布也不对称且所含短纤维的信息量少；在梳夹取样过程中，纤维会在梳齿上滑移；另外在扫描试样须丛时扫描起始点外移3.81mm，加上被梳夹握持的纤维长度L>2mm，可知单侧大于6.5mm的纤维不能检测，考虑对称性则至少9.6mm以下的纤维无法检测，如有纤维被双齿或多齿握持其结果可达12mm，这些不仅会使所得测试结果偏小，而且会直接影响到SFC 值的精度；
( z2 z9 }0 [* k# C( ~
（2）AFIS仪器在测试前，要先将试样经过开松、梳理以便除去杂质，并用气流将微尘、杂质和纤维分离，然后用红外光束快速检测单根棉纤维的长度、直径，并借助计算机得到它们的长度分布，由于是对纤维进行单根测试所以准确度较高， 前提是不丢失纤维，没有纤维的损伤和断裂，但是AFIS 在之前所进行的开松梳理阶段对原棉的损伤较大，且整个过程中的短纤维损失量也很大，手扯10mm 以下纤维平均损失量在 2.42%~7.37%之间，高速旋转的刺辊对棉纤维的作用力使纤维损失量更大，纤维由于受力而断裂的几率增加，这样测试后得到的SFC值会偏高；
! g! ?# U* u1 [
（3）梳片法在测试过程中也会受到纤维损失的影响，一次扯松后纤维会损失0.5%左右，其中短纤维占大多数，制成棉条后再对纤维进行抽拔测量。因棉纤维自身存在自然卷曲，测量时使用黑绒板对纤维进行握持，每次抽拔少量纤维，分150~200组，分别称重求得SFC。在整个过程中尽量收集散落的短纤维，尽最大可能反映原棉中短纤维的真实信息。
8 x# A- t& z. b$ l
（4）对于测试不同品级的棉样时，品级高的棉样三种方法所测得的SFC之间的差值比较稳定，而对于测试品级较低的棉样时，HVI，AFIS和梳片法得到的数据稳定性比较差，因此对于品级低的棉样其用HVI和AFIS测试得到的SFI的准确 性会降低。