馬克隆值的測量

[編輯:Wang]  [發(fā)布時(shí)間:2009-04-16]  []

　　馬克隆是英文Micronaire的音譯，馬克隆值是反映棉花纖維細(xì)度與成熟度的綜合指標(biāo)，是棉纖維重要的內(nèi)在質(zhì)量指標(biāo)之一，與棉纖維的使用價(jià)值關(guān)系密切。馬克隆值分為A、B、C三級，B級為標(biāo)準(zhǔn)級。A級取值范圍為3.7—4.2，品質(zhì)最好；B級取值范圍為3.5—3.6和4.3－4.9；C級取值范圍為3.4及以下和5.0及以上，品質(zhì)最差。具體測量方法是采用一個(gè)氣流儀來測定恒定重量的棉花纖維在被壓成固定體積后的透氣性，并以該刻度數(shù)值表示，數(shù)值越大，表示棉纖維越粗，成熟度越高。

　　馬克隆值與成紗質(zhì)量有密切的關(guān)系。馬克隆值高的棉纖維能經(jīng)受機(jī)械打擊，易清除雜質(zhì)，成紗條干均勻，外觀光潔，疵點(diǎn)少，成品的制成率高。但馬克隆值過高，會影響成紗強(qiáng)力。馬克隆值過低的棉纖維往往成熟度差，容易產(chǎn)生有害疵點(diǎn)，染色性差。所以只有馬克隆值適中的棉花，才能兼顧兩方面，獲得較全面的經(jīng)濟(jì)效益。
　　馬克隆值與成紗質(zhì)量的關(guān)系，不能一概而論，與成紗紗支的粗細(xì)密切相關(guān)低支紗高馬克隆值纖維堆成紗質(zhì)量好，細(xì)支紗特別是特細(xì)支紗要求比較低得好，紗支粗單位截面纖維根數(shù)多，纖維的強(qiáng)力直接影響成紗強(qiáng)力，紗支細(xì)單位截面纖維根數(shù)少，纖維的根數(shù)直接影響成紗強(qiáng)力。
　　馬克隆值級是一個(gè)細(xì)度指標(biāo)范圍，原來的單位10-6克/英寸，由于測試的不穩(wěn)定性，現(xiàn)在的馬克隆值作為無量綱值處理。
　　一、氣流儀的發(fā)展過程及馬克隆值的變遷
　　馬克隆氣流儀本來是一種用氣流方法測定機(jī)械軸或孔的直徑的儀器。1947年，美國的W.S.Smith對氣流儀進(jìn)行了改裝，把機(jī)械測頭改為纖維試樣筒，研制了纖維氣流儀。他采集了許多陸地棉樣品，測定了稱重法細(xì)度(μg/in)和氣流儀讀數(shù)，并以氣流儀轉(zhuǎn)子流量計(jì)的浮子高度為自變量，以稱重法細(xì)度為因變量，計(jì)算出線性回歸方程式，制定了線性刻度，其單位為μg/in，這種儀器的商業(yè)名稱就是Micronaire，中文譯為馬克隆。
　　1950年美國農(nóng)業(yè)部又采集了許多陸地棉和亞洲棉，通過試驗(yàn)，計(jì)算了浮子高度與稱重法細(xì)度的二次回歸方程式，制定了非線性刻度。該刻度一直沿用至今。它起初僅用于陸地棉和粗絨棉，長絨棉用不同的刻度。
　　隨著對纖維氣流儀理論的深入研究，知道了氣流儀讀數(shù)并不單純反映纖維細(xì)度，而是細(xì)度和成熟度的綜合反映，許多學(xué)者把氣流儀讀數(shù)稱為細(xì)度×成熟度。從物理上講，氣流儀讀數(shù)反映了纖維的透氣性，是纖維比表面積(纖維表面積/纖維體積)的函數(shù)。為了回避氣流儀在定義上的分歧意見，美國以Micronaire這種儀器的商業(yè)名稱作為量的名稱和單位名稱，用他們?nèi)〈?xì)度(μg/in)。
　　現(xiàn)在國際上無論陸地棉、亞洲棉(粗絨棉)、海島棉(長絨棉)都采用同一馬克隆刻度。嚴(yán)格地說，大家也不再將馬克隆值當(dāng)作細(xì)度，但習(xí)慣上有的還將它稱為細(xì)度。
　　1961年，美國制定了ASTMD1448《棉纖維馬克隆值試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》。由于馬克隆值這一指標(biāo)對棉紡工藝很有使用價(jià)值，試驗(yàn)速度快，儀器的穩(wěn)定性很好，因此美國農(nóng)業(yè)部在1966年把馬克隆作為美國棉花的正式檢驗(yàn)項(xiàng)目。在所有棉纖維物理性能試驗(yàn)儀器中，氣流儀是第一種進(jìn)入棉花分級室，并在業(yè)務(wù)檢驗(yàn)中得到實(shí)際應(yīng)用的儀器。
　　由于馬克隆值檢驗(yàn)效果好，以后很快擴(kuò)大到世界各國，使得馬克隆儀成為當(dāng)今數(shù)量最多的棉纖維性能檢驗(yàn)儀器。1972年，馬克隆值試驗(yàn)方法已制定為國際標(biāo)準(zhǔn)，即ISO2403一1972《棉纖維馬克隆值的測定》。
　　現(xiàn)在美國習(xí)慣上將Micronaire簡稱為mike。
　　二、氣流儀讀數(shù)與細(xì)度、成熟度的理論關(guān)系
　　(一)成熟度比與線密度
　　我國目前用成熟度系數(shù)(K)表示棉花成熟度。國際上用成熟度比(M)和成熟纖維百分率(Pm)表示棉花成熟度。
　　成熟度比的定義是：胞壁增厚度對選定等于0.577的標(biāo)準(zhǔn)增厚度之比，即：
　　M=λ/0.577………………(4.3.1)
　　式中：M----成熟度比；
　　λ---胞壁增厚度。
　　設(shè)H表示棉纖維單位長度的質(zhì)量，即纖維量，也就是線密度；標(biāo)準(zhǔn)增厚度情況下的纖維量H。稱為標(biāo)準(zhǔn)纖維量。因?yàn)榘诤穸瘸艘岳w維長度與密度就是纖維量，因此式(4.3.1)也可以表示為：
　　M=H/Hs………………(4.3.2)
　　1、標(biāo)準(zhǔn)胞壁增厚度
　　棉纖維干涸后，橫斷面呈不規(guī)則腰圓形，很難直接測出其外徑、中腔直徑及壁厚等。通常是以其周長復(fù)原成一個(gè)圓形，如圖4.3.1進(jìn)行理論計(jì)算。
　　所謂胞壁增厚度是指胞壁面積填充程度，即λ=S1/S…&hel