棉纤维四项长度指标互相关系的述评

棉纤维的测试中，长度的测试仪器和计算指标项目之多居于首位。现仅根据我国沿用50多年的罗拉式长度仪的品质长度、国内外棉纤维长度照影仪和大容量棉纤维测试仪的上半部平均长度、以及棉花贸易中一直沿用的手扯长度、还有经典的韦氏（梳片式）长度分析仪的上四分位长度，对这四项长度指标之间的互相关系先进行综述，最后谈四点看法。

1 手扯长度与上四分位长度、上半部平均长度之间的关系

1932年，美国发明了韦氏长度分析仪。为使手扯长度有一个基准，美国农业部曾用这分析仪的上三分位长度、上四分位长度和上五位长度同手扯长度作比较，最后确定以上四分位长度作为指导手扯长度的基准。由于各级手扯长度同上四分位长度均存在差异，且各级长度的差异不一，故须将上四分位长度根据每级的实际差异的数值作修正，才能等于手扯长度。为此，美国农业部通过大量试验，找出了各级长度标准与上四分位长度的实验关系。自此之后，美国农业部就根据韦氏长度分析仪的上四分位长度减去各级长度各自的差值确定各级长度标准的标准值。

1980年，美国农业部又找出了HVI大容量棉纤维测试仪的上半部平均长度同手扯长度的实验关系，表1为手扯长度与上四分位长度之间的关系。

表 1手扯长度与上四分位长度、上半部平均长度之间的关系对照表  mm

2 手扯长度与品质长度之间的关系

1964年，原纺织工业部纤维检验局机构恢复后，将“棉纤维长度试验”列入部局重点科研项目，由上海、山东、河北、陕西、辽宁、河南、江苏、天津八省（市）纤检局（所），用罗拉式长度分析仪等几种仪器对52份棉样进行试验，长度等级范围从7/8inch~1 3/16inch（即22.22mm~30.16mm）。现仅将手扯长度y与品质长度x之间的关系，列出公式如下：y="0.887x+0.9114

按此公式可求得手扯长度y与品质长度x之间关系的对照表，如表2所示。

   表2 手扯长度与品质长度之间关系的对照表     mm

3 四项长度指标之间的互相关系

    综合上述表中的数据，可得出四项长度指标之间互相关系的对照表，如表3所示。

表3 四项长度指标之间互相关系的对照表              mm

为进一步便于比较，以手扯长度的毫米整数为准，用插入法求得上述四项长度指标之间的互相关系，如表4所示。

表4 四项长度指标之间互相关系的对照表     mm

由表4可知，棉纤维手扯长度在25mm~32mm各档的范围内：

1)上四分位长度的各档平均值比手扯长度的各档平均值偏大2.95mm，并且各档都偏大，随各档长度的增长其差值越大，25mm档偏大2.0mm，而32mm档则偏大4.22mm。

2)上半部平均长度的各档平均值与手扯长度的各档平均值很接近，仅差0.02mm。但是，手扯长度25~28mm四档，上半部平均长度略偏小0.13、0.44、0.45、0.23mm；而手扯长度29~32mm四档，上半部平均长度略偏大0.06、0.29、0.47、0.57mm。

3)品质长度的各档平均值比手扯长度的各档平均值偏大2.81mm，并且各档都偏大，随各档长度的增长其差值越大，偏大在2.36mm~3.26mm的范围。

4)品质长度的各档平均值比引半部平均长度的各档平均值偏大2.79mm，并且各档都偏大，偏大在2.69mm~3.49mm范围。

4 几点看法

4.1 关于上半部平均长度取代手扯长度作为结价依据的问题

如上述表3所示：若仅从各档长度的平均值来看，上半部平均长度和手扯长度十分接近，但在28mm及以下的四档长度，上半部平均长度短于手扯长度，则售棉方要吃亏；在28mm及以上的四档长度，上半部平均长度长于手扯长度，则购棉方要吃亏。

4.2 关于纺纱工艺方面究竟采用那种长度最好

20世纪50年代初，我国棉纺织厂在设计纺纱工艺时，采用品质长度取代了原来的有效长度和上四分位长度。如今世界上对棉纤维长度建立起那么多的表示方法，究竟有什么好处，各自的价值如何？值得令人深思。几十年来，长度照影仪（包括HVI）的指标由上半部平均长度改到跨距长度，近几年由跨距长度改回到上半部平均长度。对于这一问题，早在1973年就有文献资料指出：跨距长度的参数与拜氏长度分析仪的参数并不相符，并且其中一些在工艺意义上还有好多不确切性。因此，建议通过科学实验，寻找一个比较理想的长度指标。

4.3 关于上半部平均长度的定义

上半部平均长度是较长一半纤维的平均长度。按照在照影曲线图中^[1]：从纤维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。其实质是重量占纤维束一半的较长纤维部分的根数的平均长度。所以目前通常讲的上半部平均长度既不是纤维根数的上半部平均长度，又不是纤维重量的上半部平均长度。这里有一个照影仪历史的原因，1940年美国赫脱尔（Hertel）在关于棉条中纤维被握持的理论曲线的基础上，提出了纤维长度照影仪曲线的理论，并研究创制纤维长度照影仪，在曲线上作图求得纤维的上半部平均长度、平均长度和整齐度。鉴于目前计算机技术已十分先进，建议进一步应用计算机技术在照影曲线图上求出：以纤维重量来计算的上半部平均长度、平均长度和整齐度；以纤维根数来计算的上半部平均长度、平均长度和整齐度。

4.4 关于建立韦氏（梳片式）长度分析仪的长度测试基准

韦氏（梳片式）长度分析仪是按纤维由长至短排列，将同一组长度收集在一起称重，得出纤维各组长度的重量，由此可以作出纤维长度重量分布图和纤维长度重量累积分布图，再计算出相应的综合指标。它是一个直接测量的仪器，也是一个标准的、经典的长度测量仪器。任何简接测试棉纤维长度的仪器，都是以此为准对比简接测试仪器的准确性。因此，建议我国有关方面对国内外的长度测试仪器，特别是新型号、新指标的仪器，用韦氏（梳片式）长度分析仪进行比对试验验证（包括短纤维%）。同时，建议抓紧培训（梳片式）长度分析仪的试验人员。