棉花反射率、黃度與加工關(guān)系初探

趙鳳友

摘要：

本文通過試驗棉花顏色與加工關(guān)系，表明加工工藝各參數(shù)設(shè)置不排雜或少排雜會影響棉花顏色，降低顏色級。

關(guān)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(shù)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(tài)（平滑度）及所含的非纖維物質(zhì)，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(guān)系，即與加工時排雜與皮棉清理程度有關(guān)。有些企業(yè)對減少棉花的雜質(zhì)不夠重視、采用新的加工技術(shù)積極性不高、采取少或不排雜的辦法來提高產(chǎn)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(guān)系。搞清這一關(guān)系后，一方面有利于檢測機構(gòu)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(tài)、雜質(zhì)等，會對人的視覺有影響；另一方面有利于棉花加工企業(yè)，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(yè)的加工技術(shù)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(guān)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(shù)狀態(tài)下加工出的皮棉，其外觀形態(tài)和非纖維物質(zhì)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(shù)狀態(tài)下加工出的皮棉，經(jīng)儀器測試出的雜質(zhì)面積、雜質(zhì)粒數(shù)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(shè)備和排雜功能全部開啟，另一部分的排雜設(shè)備和排雜功能全部關(guān)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(shù)

加工設(shè)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(shè)備參數(shù)略，關(guān)閉排雜功能的技術(shù)參數(shù)如下：（1）鋸齒軋機下排雜：共4擋，現(xiàn)在全部關(guān)閉；（2）棉籽梳、擋籽板：調(diào)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(guān)閉；（5）皮棉清理機：關(guān)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(tài)加工；取樣56個在排雜功能全部關(guān)閉狀態(tài)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(zhì)面積、雜質(zhì)粒數(shù)。

（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(tài)。

測試結(jié)果原始數(shù)據(jù)見附表1～4。

4 數(shù)據(jù)分析

4.1 顯著性分析

選用統(tǒng)計量t分析兩種參數(shù)狀態(tài)下對棉花顏色的影響是否顯著。 分別分析計算兩種狀態(tài)下的測試數(shù)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(tài)下反射率的統(tǒng)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(shù)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(zhì)量的綜合平均值，所以不同加工工藝參數(shù)對同一批棉花顏色影響，是通過改變棉花外觀形態(tài)及含有非纖維量物質(zhì)來實現(xiàn)的。因此有必要對兩種加工工藝狀態(tài)下棉花外觀形態(tài)以及非纖維物質(zhì)含量（指標為雜質(zhì)面積、粒數(shù)）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(tǒng)開啟加工的棉花外觀表現(xiàn)：雜質(zhì)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(tǒng)關(guān)閉外觀表現(xiàn)：雜質(zhì)多，纖維雜亂、扭結(jié)、縷狀明顯，顏色顯呆滯。

兩種工藝加工出棉花的軋工質(zhì)量，排雜系統(tǒng)開啟明顯高于關(guān)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(tài)下得到反射率、黃度數(shù)據(jù)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(tǒng)開啟與關(guān)閉狀態(tài)下反射率、黃度、顏色級、葉屑級、雜質(zhì)面積、雜質(zhì)粒數(shù)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(zhì)粒數(shù)、雜質(zhì)面積等指標排雜系統(tǒng)全部關(guān)閉要遠大于開啟的各項數(shù)據(jù)，差值分別是0.86、0.71、0.24、19.61。而Rd、+b則是排雜系統(tǒng)全部關(guān)閉要小于開啟狀態(tài)，差值為：-1.67、-0.33。

綜合來看排雜系統(tǒng)全部關(guān)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(zhì)粒數(shù)、雜質(zhì)面積升高。

4.2.3 指標面積圖

根據(jù)原始數(shù)據(jù)繪制兩種工藝狀態(tài)下加工出的棉花顏色級、反射率、黃度值，雜質(zhì)數(shù)量、雜質(zhì)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(tài)下的顏色級、反射率、黃度、雜質(zhì)數(shù)量、雜質(zhì)面積指標是有明顯差異的。顏色級在顏色圖上分布呈現(xiàn)出不同區(qū)域（圖1），原因是加工系統(tǒng)排雜系統(tǒng)開啟時反射率、黃度值比關(guān)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(tǒng)排雜系統(tǒng)開啟時雜質(zhì)數(shù)量、雜質(zhì)面積明顯要小于關(guān)閉狀態(tài)（見圖4和圖5）。而這些數(shù)據(jù)分布結(jié)果與上面感官檢驗外觀是一致的。

5 結(jié)論

（1）棉花加工工藝影響了棉纖維外觀形態(tài)及非纖維物質(zhì)含量，而棉纖維外觀形態(tài)及非纖維物質(zhì)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(tài)及非纖維物質(zhì)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(zhì)多根本原因是加工系統(tǒng)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(tǒng)排雜是沿顏色圖類型線上升。說明棉花中雜質(zhì)面積、雜質(zhì)粒數(shù)大與小、多與少、外觀形態(tài)等不影響類別，只影響等級。而對加工業(yè)企業(yè)來說應(yīng)當提高加工工藝水平、采用新的加工技術(shù)，以免顏色級下降。

（3）在感官檢驗棉花顏色級時，對于雜質(zhì)特別多，纖維雜亂、扭結(jié)、縷狀明顯、軋工極差的棉花要特別注意，顏色級別應(yīng)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