1机采棉发展概况棉花是关系到国计民生的重要物资，我国棉花生产存在劳动力短缺及成本高、机械化水平低、生产成本高、整体效率不高的现实问题，因此缺乏国际竞争力。在发达的棉花种植国家，如美国、澳大利亚、以色列等国，棉花全部采用机器采摘。我国必须提高棉花机械化采摘水平，把人从繁重的基金项目：国家自然科学基金（70663009）体力劳动中解放出来，以降低成本、提升效益，实现我国棉花产业的可持续发展。自1996年起，新疆生产建设兵团开始推广机采棉，现在兵团的机采棉种植规模约32万公顷，发展中遇到许多曲折和问题，更多的是相关核心技术的突破。新疆兵团的体制和机制决定了机采棉得到优先推广发展，随着农村土地承包经营权流转规模的发展，农业规模化、机械化、现代化的逐步推进，相信不久的将来机米棉的比重会越来越高。

　　1.1机采棉的优势与存在的问题机采棉的优势在于以下几点。

　　机采棉是实现我国农业机械化、现代化的必由之路。

　　解决人工摘棉用工荒、用工贵的问题，抑制棉花生产成本的上升，特别是近几年手采棉的拾花费节节攀升。据统计，2009年棉花采摘费上涨，而采用机采比手摘节省约5000元/公顷。

　　增产。机采棉每亩比普通棉花高产~60kg，这是因为机米棉实行包括品种、播种、管理和采摘在内的统一种植模式，更加合理高效，如去除病虫害项就改善许多。

　　大大减少毛发、麻丝、草、化纤等异性纤维含量。

　　及时收割，抵御自然灾害的能力增强。

　　机采棉存在的问题在于以下几点。

　　机采棉与手摘棉相比含杂高、含水高。

　　手摘籽棉含杂率在1%以下，含水率4%~8%，并因地域不同、气候不同有所差异，杂质以叶片、尘土为主；而机采籽棉含杂率6%~9%，有时候高的可达12%，杂质以叶片为主，含有铃壳、枝杆、僵桃、僵瓣、土块、残膜等，含水率高达10%~12%.机采棉在轧花过程中受机械打击次数较手摘棉多4次~5次，多次的打击使纤维受损程度较大，机采棉的上半部平均长度、长度整齐度、短绒率、断裂比强度、色特征级等主要参数比手摘棉低一级或一档，对后道纺纱加工造成不好的影响，与纺织产业结构升级相矛盾。

　　产业链利益机制不完善造成机采棉销售有困难。

　　1.2机采棉的发展年批量生产采棉机，1964年基本实现采棉机械化，其机采棉技术已经较为成熟。我国机采棉起步较晚，受棉花生产成本越来越高的逼迫，在各方面的努力下，机采棉推广的规模也越来越大，突破了许多机采棉产业链关键核心技术，机采棉的生产效益也越来越凸显。但与美国的机采棉技术比较，我们还有许多的技术难关需要突破，如适种的机采棉品种，我国的棉花品种培育直以高产优质为目的，没有考虑吐絮的集中性、果枝始节高度、棉铃分布等，影响机械采摘的采净率和含杂率等。总的来说，机采棉的推广是一种必然趋势，相关的技术会逐步突破，也会逐步形成完善的机采棉生产链。结合我国实际，机采棉的推广会有一个从兵团到地方，从新疆到内地的发展过程，中间也会由于原棉品质的要求、劳动力市场的变化、国际竞争对手的博弈策略、国家产业政策等而产生―些曲折。

　　1.3机采棉发展对纺纱的影响机采棉产业是一项涉及到棉花品种、栽培、田间管理、化学喷雾脱叶、采收、贮运、轧花加工、收购、检验、纺织加工以及系统规划等诸多学科的系统工程，涉及到棉花种植、轧花和棉纺织加工3大领域，各个领域有各自的利益诉求。机采棉推广的目的是降低棉花生产成本，现阶段获益的主体是棉农，这在一定程度上提高了棉农植棉的积极性。而就棉纺织加工企业而言，当然是希望收购价格低、品质好的棉花，机采棉有价格优势，但其品质却比手摘棉低一档次，这也是棉纺企业不得不考虑的。机采棉自身含杂高，客观上必须增加籽棉和皮棉清理次数，部分轧花企业为使机采棉达到手摘棉颜色级、低含杂，过多增加清理次数，导致断裂强力等内在品质下降明显，对后道纺纱造成很不好的影响，只能纺一些中低档次的纱线。随着机采棉产业链的不断完善、相关机采棉生产、收购加工、收储国家标准的订立，机采棉的效益会越来越明显，规模也会越来越大。现阶段中国实行国储棉、棉花进口配额、配额外滑准税政策，棉纺企业以后可能接触机采棉的机会越来越大，明确机采棉对纺纱品质的影响以减少企业经营风险、稳定企业效益，这是棉纺企业不能回避的问题。本文选取经过不同皮棉清理次数的机采棉，进行小样单唛试纺来研究皮棉清理次数对机采棉纺纱性能的影响，以期为我国相关棉纺企业和棉花加工企业提供。

　　2机采棉纺纱试验2.1试样准备在棉花加工季节，从新疆某兵团棉花加工厂同一条轧花线上对同一批棉花经一次皮棉清理（气流式）、二次皮棉清理（锯齿式）、三次皮棉清理（锯齿式）分别取样，每道工序取2kg，三道工序共取样6kg，分别用三个相同材质的包装袋包装，放置在试验室待用。对这三个试样分别在同环境、同机台和相同工艺条件下进行单唛试纺，对成纱进行综合质量测试。全部试纺工作在1周内完成。

　　2.2纺纱工艺流程试验纺纱工艺流程：DHU~201型清梳联合试验机一DHU-A301型并条机一DHU型粗纱机DHU型细纱机。

　　严格按照试验室相关规定进行试验，在DHU401型清梳联合试验机上对皮棉进行除杂和梳理，梳理要注意铺棉的厚度不宜过厚也不宜过薄，否则会使梳出的生条不均匀影响并条工序；在并条时，应注意称取熟条定量，定量需稳定在21.42g/5m，符合本次试验的要求；在粗纱机上应注意纺粗纱时的牵伸倍数，保持总牵伸倍数为8倍；在细纱机上注意控制断头和纱疵，确保喂入、牵伸、加捻等机构的正常运作，*后纺出单纱。纺纱主要工艺为：生条定量20. 13g/5m；并条末并定量21.42g/5m，并合数8根，总牵伸8.2倍，后区牵伸1.36倍；粗纱定量5.35g/10m，牵伸倍数8.0倍；细纱总牵伸17.1倍，后区牵伸1.8倍，捻系数380，前罗拉速度130r/min. 2.3试验数据测试纱号为31.5tex，在USTER条干仪设定测试速度为400m/min下，测试棉结、粗节、细节、条4测试仪上测试成纱强伸性指标。机采棉不同皮棉清理次数的纤维性能见表1，棉纱的性能测试见表2.表1机采棉不同皮棉清理次数的纤维性能项目长度/mm长度整齐度/%短绒率/%纤维强度/cN伸长率/%棉结/粒马克隆值次皮清二次皮清三次皮清表2机采棉不同皮棉清理次数的棉纱性能断裂强度断裂伸长率：特数偏差条CV细节粗节棉结毛羽H值（标准差）次皮清11.95二次皮清11.94三次皮清9.61 3试验数据分析3.1纤维性能影响分析由表1可以看出，随着皮棉清理次数的增加，棉纤维长度、长度整齐度和纤维强度都有明显的下降，纤维中棉结增加*明显。

　　3.2棉纱性能影响分析3.2.1棉纱强伸性指标分析从表2中可以看到，单纱强力随着皮棉清理次数增加而降低，经过第二次锯齿皮棉清理后所纺棉纱的强力相比**次气流式皮棉清理后所纺棉纱强力减少了0.01cN/tex.第三次锯齿皮棉清理后所纺纱线的强力又降低了经过两次皮棉清理工序后棉纱的强力合计减少了2.34cN/tex.纱线的强力是由纤维的强力与滑脱纤维的滑动摩擦力决定的，在其他条件不变时，棉纤维短绒率每增加1%，棉纱强力减少约20cN.由表2可以看出，短绒率随着皮棉清理次数增加而增加，短绒率增加，使得滑脱纤维间的滑动摩擦强力减小，进而棉纱强力减小。纤维长度、长度整齐度与缕纱强力呈正比，表1所示纤维平均长度分别由28. 4mm下降到27. 5mm，长度整齐度由82.5%下降到82.1%，纤维间的抱合力下降，因此成纱强力下降。再加上锯齿式皮棉清理对纤维断裂强力的损伤，单纤维断裂强度由28.4cN/tex下降到27. 1cN/tex，单纤维断裂强度不断下降，综合作用使经过多次皮棉清理后的皮棉纺纱单纱强力下降明显。二次清理后纱线伸长率降低0.56个百分点，三次清理后纱线伸长率降低0. 38个百分点，成纱断裂伸长率主要由纤维断裂伸长、纤维的平均长度、短绒率、细度、成熟度所决定。棉纤维经过每一次皮棉清理，都要经过齿条滚筒的牵拉，纤维的伸长就增加，如表1所示纤维伸长率由6.8%到7.0%.虽然纤维断裂伸率长增加，但考虑到平均长度有所下降，短绒率上升等，综合作用导致经多次皮棉清理后纱线断裂伸长率下降。经过三次皮棉清理后的成纱强力比经过二次皮棉清理的成纱强力有大幅度降低，需引起特别注意。

　　3.2.2棉纱特数偏差与其他四项指标从表2中可以看出，随着皮棉清理次数的增加，相同条件下其所纺纱线特数负偏差不断增大，其他四项指标都在增加。经过第二次皮棉清理后较次皮清后特数偏差变化较大，为-3.6个百分点。如表1所示随着皮棉清理次数增加，纤维平均长度下降，短绒率增加，导致纺纱过程落棉增加，制成率下降。所纺纱线变细，是特数偏差增大的重要原因。每经过一次皮棉清理条干指标都有不同程度的恶化，与第次皮棉清理工序相比第三次皮棉清理工序的条干CV值、细节、粗节和棉结分别增加4. 77个百分点、447.5个/km、460个/km、1005个/km.成纱粗细节和棉结与原棉的马克隆值、短绒率、成熟度、杂质等指标有关，此外，还和皮棉的加工方法有关。皮棉清理次数的增加，导致纤维的内在品质下降，皮棉杂质含量逐渐减少，而棉结数却不断增多，如表1所示棉结数由275粒/g增加到450粒/g，而这些棉结在纺纱过程很难清除，是造成所纺纱线棉结增多的主要原因。纱线条干与纤维的长度、长度整齐度、短绒率、马克隆值、有害疵点、回潮率、细度等指标有关，纤维平均长度降低，长度整齐度下降，短绒率增加导致条干CV值增加。

　　3.2.3毛羽指标分析从表2中毛羽指标来看，毛羽H值与标准差SH随着皮棉清理次数的增加而升高，毛羽H值经过二次工序后增量为0.09，而经过三次工序增加了0.12.相比而言，第三次皮棉清理工序产生的毛羽更多。纤维短绒率高、长度短、长度整齐度差，毛羽H值相应就高，纱线毛羽也就增多，纤维马克隆值大、纤维粗，纤维抱合力差，抗扭刚度大，纤维易在纺纱张力、离心力、摩擦力作用下伸出纱体，造成纱线毛羽增多。

　　3.3综合分析此次试验所纺出的单纱因样本数量有限，试验设备等与实际生产有出入，但是反映的数据已经能说明问题。所纺纱线的各项指标与纺前各次皮清后皮棉的相关指标是息息相关的，单唛试纺纱线的指标间接反映了各次皮棉清理作用对皮棉纤维相关指标的影响，与不同皮棉清理次数后机采棉纤维性能测试结果相呼应，试验结果说明了机采棉区别于手摘棉的清理工艺对纺纱性能有很大的影响，使纺纱企业使用机采棉的纺纱成本和纺纱难度增加。因此如何减少机采棉皮棉清理过程中对纤维内在品质的损伤，是棉纺企业比较关心的事情，更是棉花加工单位应切实关注、皮棉清理设备生产商多多努力的地方。

　　4结语随着皮棉清理次数的增加，条干CV值、粗节、细节、棉结以及毛羽指标、特数偏差、强力都随之恶化，三次皮棉清理工序后纺出的纱线指标比一次、二次变差更为明显，必须解决好机采除杂与减少对纤维性能的损伤这一对矛盾。通过本次小样单唛试纺结果分析，就机采棉的健康发展提出以下建议。

　　轧花厂应减少皮棉清理的次数，加强人员管理，提高员工素质水平，合理设计加工设备工艺，完善制度提高机采棉加工质量。

　　在机采棉生产过程中，过多的清理次数会造成棉纤维长度的较大损伤，严重制约了机采棉生产技术在更大范围的推广应用，应尽快开发适于机采棉加工生产的、对纤维内在品质损伤较小的清棉设备。

　　应加强育种力度，重点解决棉花品种与脱落叶试剂研究的问题，解决机采棉的品质问题。

　　应由各方共同参与制定完善的机采棉加工技术规范和收购标准，并采用HVI检测结果作为结算依据。