軋花加工對機采棉顏色級變化的影響研究

■ 曹吉強 徐 紅

〔新疆大學紡織與服裝學院，新疆烏魯木齊830046〕

軋花加工對機采棉顏色級變化的影響研究

■ 曹吉強 徐 紅

〔新疆大學紡織與服裝學院，新疆烏魯木齊830046〕

棉花的“顏色”是指棉花的光澤、色調和飽和度，用反射率和黃度兩個指標來表示。棉花的顏色級體現的是棉纖維的色澤、含雜與皮棉表面的粗糙或平滑度的平均值，而后者與棉花的加工有著直接的關系，即棉花的顏色級在一定程度上與軋花加工有關。軋花加工對棉花有一定的損傷，徐紅[1]等研究認為機采棉色特征級指標反射率比手摘皮棉低，還有Delhom[2][3]等研究了皮清機的使用與否、排雜刀的數量、鋸齒輥筒轉速等對棉花纖維長度、斷裂比強度、含雜、顏色指標的影響，認為這種影響關系是非線性的；本文主要研究棉花反射率、黃度與軋花加工之間的關系。

為了研究軋花加工對機采棉顏色級的影響，在新疆南、北疆各選擇一個棉花加工廠進行棉花采樣和HVI檢測。通過對反射率、黃度指標的研究分析，發(fā)現軋花機加工提升了棉纖維的顏色級1-2個檔次；顏色級的提升主要由纖維的反射率上升引起，黃度指標有所下降，但下降的幅度沒有影響到顏色級的變化。

一、試驗部分

（一）試驗原材料準備

南、北疆各選擇一個大型軋花廠，具備機采棉加工生產線。北疆選擇在兵團某師某加工廠，南疆兵團某師某團棉花加工廠，在同一時期采取樣品，采樣過程要求待生產穩(wěn)定后，安排8人差時（30 s）分別在喂花口、異性纖維清理機后、提凈式籽棉清理機后、回收式籽棉清理機后、軋花后、氣流皮清后、一道鋸齒皮清后、二級鋸齒皮清后采集樣品，各采集30 kg。

（二）軋花設備與試驗儀器

1.軋花設備。

南北疆軋花加工設備均為山東某棉機企業(yè)產設備。

2.試驗儀器。

纖維檢測設備為新疆維吾爾自治區(qū)纖維檢驗局試驗中心USTER?HVI-1000C（為避免對hVI檢驗設備產生不良影響，分別對機采棉、手摘棉的大雜（棉殼、棉稈、地膜等）進行了去除，但試驗結果仍具有表征性。把試樣放入恒溫恒濕環(huán)境中48個小時，每批試樣分成10份進行HVi測試，選取樣品到紡織企業(yè)交于棉花檢驗師進行AFIS棉結指標檢測；采用美國OriginLab公司開發(fā)的圖形可視化和數據分析軟件OriginPro 8.0[4]。

（三）試驗

為保證數據的客觀性準確性、可靠性，對采集、處理的30個試樣HVI測試10次以減少試驗誤差，各求其平均值得出300個數據。每30個數據分為一組，求其平均值，列出10組數據，為清晰明了地表現各工序之間的品質指標差異，每組試驗數據按降序編號，進行比照。

二、試驗結果與討論

（一）北疆機采棉顏色級指標（Color）

根據國家標準規(guī)定，通過反射率及黃度可判斷出棉纖維顏色級，但棉纖維顏色級測試的不僅是棉纖維顏色，還應考慮其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的影響，是通過改變棉花外觀形態(tài)及含有非纖維物質量來實現的。

反射率是表示棉纖維反射力大小的數值。棉纖維表面所能反射的光量和它所接受的光量之比常用百分率或小數表示，反射率在后道工序中起著重要的作用。棉花反射率與長度和馬克隆值呈顯著正相關，與斷裂比強度呈顯著負相關，反射率高，表明棉花纖維成熟較好、色澤好、等級高。黃度是反映棉花顏色的特征指標，屬逆向指標——黃度值越大，棉花的黃色愈重、質量越差。表1為某北疆機采棉不同加工工序上的顏色級指標。

表1 某北疆機采棉不同加工工序上的顏色級指標

圖1 反射率、黃度上升曲線圖

圖2 國家標準顏色級分級圖[5]

由表1可以看出，棉纖維顏色級在軋花機的清理作用下有所提升，說明軋花加工工序對棉纖維的雜質處理具有明顯效果，從圖1可以看到，反射率和黃度指標基本呈上升趨勢。但從顏色分級圖可以看出黃度在7.9以下的都屬于白棉的區(qū)間，而在整個加工過程中棉花黃度變化區(qū)間在6.7～7.6，由于黃度對棉花品級影響微小，因此，起決定作用的是反射率。由圖1可看出反射率變化起伏較大，從貨場棉到二級籽清這個階段棉花反射率都在上升，而在軋花后反射率有一定程度下降。經過分析，筆者以為，軋花加工影響外觀形態(tài)，其產生的非纖維物細小雜質影響反射率指數，而同一批棉花加工出的棉纖維表面粗糙、紊亂，雜質多，根本原因是加工系統不排雜造成了反射率低。

而關于黃度，從幾次的測試區(qū)間分別在6.7～7.7、7.4～7.8、7.2～8.0的結果來看，幾乎每經過一道工序黃度都在增加，但是它們有一個共同的特征是黃度在8以下，對顏色級沒有影響。

（二）南北疆機采棉顏色指標對比

為了進一步驗證實驗結果，筆者將位于北疆某兵團師棉花加工廠與南疆兵團某團棉花加工廠各工序的顏色指標進行對比，了解它們顏色級指標變化情況，詳見表2。

表2 南北疆機采棉顏色指標對比

從表2中了解到，在軋花機的每道清理設備作用下，機采棉棉纖維顏色級有所提升，尤其是經過軋花后道工序提升較快，表2中北疆某師機采棉顏色級整體好于南疆某團機采棉。表2中的反射率在軋花后上升較快，整體呈上升趨勢，其中一個重要的原因是纖維中的葉片雜質等被打碎或排除，并且經過加工后纖維相對較為整齊、順直；黃度整體呈上升趨勢，但都沒有影響到顏色級。分析產生黃度值增加的原因，筆者認為可能是高溫烘干對棉纖維造成一定的影響，以及在加工過程中受機械外力的作用，纖維中棉葉、棉籽表皮等雜質含有色素的色素染在纖維上。從表2中反映出：北疆棉纖維顏色級增幅大于南疆棉纖維，北疆棉纖維的顏色級也好于南疆機采棉纖維。纖維的反射率以及黃度均會影響到纖維紡紗的一致性，在紗線染色的過程中上色率好，織成的布質量好、牢固耐用[6]。

三、結論

軋花機加工提升了棉纖維的顏色級1個～2個檔次。

顏色級的提升主要由纖維的反射率引起，即軋花加工提升了棉纖維的反射率。

在軋花機加工過程中纖維的黃度值有所升高，即黃度指標有所下降，但下降的幅度沒有影響到顏色級的變化。

[1]徐紅，李巖，杜衛(wèi)東等.新疆機采棉的品質問題與改善建議[J].上海紡織科技，2015，43（10）：65-68.

[2]Delhom C，Byler R.Saw-Type Lint Cleaner Damage as Related to Saw Speed[C].American Society of Agricultural and Biological Engineers.Nevada：ASABE，2009：21-24.

[3]Anthony W S.Apparatus and method for reducing fiber waste by lint cleaners[P].US：WO1999US14724，1999-6-29.

[4]方安平，葉衛(wèi)平等.Origin8.0實用指南[M].北京：機械工業(yè)出版社，2009：135-138.

[5]GB 1103.1-2012，棉花第1部分：鋸齒加工細絨棉[S]北京：中國標準出版社，2012.

[6]徐紅，李巖，謝占林等.機采棉與手摘棉的紡紗性能研究[J].上海紡織科技，2015，43（3）：5-7.