棉花反射率、黃度與加工關系初探

趙鳳友

摘要：

本文通過試驗棉花顏色與加工關系，表明加工工藝各參數設置不排雜或少排雜會影響棉花顏色，降低顏色級。

關鍵詞：棉花；顏色；加工

描述棉花顏色的方法之一是對棉花纖維進行儀器測試，測試得到的值是代表纖維色澤、含雜數量種類、皮棉表面粗糙度或平滑度的平均值，一般用反射率和黃度兩個指標來表示。以上表明棉纖維的外觀形態（平滑度）及所含的非纖維物質，對棉花顏色描述是有影響的，而這些又與棉花的加工有著直接的關系，即與加工時排雜與皮棉清理程度有關。有些企業對減少棉花的雜質不夠重視、采用新的加工技術積極性不高、采取少或不排雜的辦法來提高產量，對棉花顏色級有無影響？影響多大？目前沒有研究。

因此本文將要探討研究棉花反射率、黃度與加工的關系。搞清這一關系后，一方面有利于檢測機構更好地把握顏色級檢驗，因為在實際檢驗顏色級的過程中，棉纖維外觀形態、雜質等，會對人的視覺有影響；另一方面有利于棉花加工企業，確定加工工藝對棉花顏色（反射率、黃度）的影響，提高棉花加工企業的加工技術水平和管理水平。

為了探討棉花反射率、黃度與加工之間的關系，本文主要從三個方面進行分析：一是不同加工工藝對同一批次棉花顏色的影響；二是同一批次棉花在兩種加工參數狀態下加工出的皮棉，其外觀形態和非纖維物質含量對感官檢驗棉花顏色影響；三是同一批次棉花在兩種加工參數狀態下加工出的皮棉，經儀器測試出的雜質面積、雜質粒數指標是否有差異，并分析這種差異是否影響棉花的反射率、黃度的大小。

1 樣品準備

樣品是同一期采摘的籽棉約7噸。此批棉花的平均馬克隆值是4.7；手扯長度級是28毫米。感官檢驗籽棉顏色級為白棉三級。

籽棉進行充分混合后，分成兩部分進行加工。加工時，一部分的排雜設備和排雜功能全部開啟，另一部分的排雜設備和排雜功能全部關閉。

取樣按每包3個樣（皮棉重量每包約80公斤）、每樣重量300克，即在包的開始、中間、包尾各取一個樣品，編號測試。

2 加工參數

加工設備主要有80軋花機、籽棉清理機、皮棉清理機等。此處正常排雜加工的設備參數略，關閉排雜功能的技術參數如下：（1）鋸齒軋機下排雜：共4擋，現在全部關閉；（2）棉籽梳、擋籽板：調至毛頭率較高；（3）籽棉卷密度：用4個擋位控制，用二擋；（4）清僵清花機：關閉；（5）皮棉清理機：關閉。

3 樣品檢驗

（1）本試驗中，取樣60個在排雜功能全部開啟狀態加工；取樣56個在排雜功能全部關閉狀態加工，每個樣品用HVI測試4次，取平均值。測試指標包括Rd、+b、顏色級（按中國棉花標準2014版判定）、葉屑級（按美國標準判定）、雜質面積、雜質粒數。

（2）檢驗人員對上述儀器測試樣品逐樣進行感官檢驗，檢驗棉花外觀形態。

測試結果原始數據見附表1～4。

4 數據分析

4.1 顯著性分析

選用統計量t分析兩種參數狀態下對棉花顏色的影響是否顯著。 分別分析計算兩種狀態下的測試數量、反射率與黃度平均值和標準方差。如表1所示。

通過計算得到兩種狀態下反射率的統計量tRd≈ 69.32，黃度t+b=20。查t分布表可知，q=n1+n2=60+56=116，α=0.05，tα=1.98；α=0.01，tα=2.617，由于tRd 、t+b遠大于t0.05和t0.001，因此兩種加工工藝對反射率與黃度影響是非常顯著的。

通過上述分析我們得知，不同加工工藝參數對同一批棉花顏色影響是非常顯著的，為什么同一批棉花顏色在加工前一致，加工后有了差異呢？這是因為棉花顏色級測試的不僅是棉纖維顏色，是同時含有表面平滑程度及含有非纖維物質量的綜合平均值，所以不同加工工藝參數對同一批棉花顏色影響，是通過改變棉花外觀形態及含有非纖維量物質來實現的。因此有必要對兩種加工工藝狀態下棉花外觀形態以及非纖維物質含量（指標為雜質面積、粒數）的差異進行分析。

4.2 檢測指標比較

4.2.1 感官檢驗

檢驗人員對兩種加工工藝的棉花外觀進行感官檢驗。排雜系統開啟加工的棉花外觀表現：雜質少，纖維層次明顯、表面平滑程度高、棉纖維顏色顯透亮。排雜系統關閉外觀表現：雜質多，纖維雜亂、扭結、縷狀明顯，顏色顯呆滯。

兩種工藝加工出棉花的軋工質量，排雜系統開啟明顯高于關閉，相差一個檔次。

4.2.2 指標平均值

為了更直觀地比較工藝兩種狀態下得到反射率、黃度數據具有顯著差異，同時也比較其他指標差異性，我們計算排雜系統開啟與關閉狀態下反射率、黃度、顏色級、葉屑級、雜質面積、雜質粒數等指標的平均值，如表2所示。

從表2可以看出：顏色級、葉屑級、雜質粒數、雜質面積等指標排雜系統全部關閉要遠大于開啟的各項數據，差值分別是0.86、0.71、0.24、19.61。而Rd、+b則是排雜系統全部關閉要小于開啟狀態，差值為：-1.67、-0.33。

綜合來看排雜系統全部關閉加工出的皮棉反射率降低，黃度變小，顏色級降低，而葉屑級、雜質粒數、雜質面積升高。

4.2.3 指標面積圖

根據原始數據繪制兩種工藝狀態下加工出的棉花顏色級、反射率、黃度值，雜質數量、雜質面積等指標變化圖，如圖1～圖5所示。

通過圖1～圖5可以看出兩種加工工藝狀態下的顏色級、反射率、黃度、雜質數量、雜質面積指標是有明顯差異的。顏色級在顏色圖上分布呈現出不同區域（圖1），原因是加工系統排雜系統開啟時反射率、黃度值比關閉時明顯大（見圖2和圖3），而反射率、黃度值大的原因是加工系統排雜系統開啟時雜質數量、雜質面積明顯要小于關閉狀態（見圖4和圖5）。而這些數據分布結果與上面感官檢驗外觀是一致的。

5 結論

（1）棉花加工工藝影響了棉纖維外觀形態及非纖維物質含量，而棉纖維外觀形態及非纖維物質含量影響了棉纖維的反射率和黃度。也就是棉花加工工藝通過改變棉纖維外觀形態及非纖維物質含量，來改變棉纖維的反射率和黃度。

（2）同一批棉花加工出棉纖維表面粗糙、紊亂，雜質多根本原因是加工系統不排雜，造成了反射率低、黃度變白，而顏色級變化方向是，在顏色圖上從右上到左下，這一方向正是類型線方向，所以顏色級是沿顏色圖類型線方向下降，反過來說加工系統排雜是沿顏色圖類型線上升。說明棉花中雜質面積、雜質粒數大與小、多與少、外觀形態等不影響類別，只影響等級。而對加工業企業來說應當提高加工工藝水平、采用新的加工技術，以免顏色級下降。

（3）在感官檢驗棉花顏色級時，對于雜質特別多，纖維雜亂、扭結、縷狀明顯、軋工極差的棉花要特別注意，顏色級別應本著宜低不宜高的原則判定。

（作者單位：河北省纖維檢驗局）endprint