軋花加工對(duì)機(jī)采棉顏色級(jí)變化的影響研究

■ 曹吉強(qiáng) 徐 紅

〔新疆大學(xué)紡織與服裝學(xué)院，新疆烏魯木齊830046〕

軋花加工對(duì)機(jī)采棉顏色級(jí)變化的影響研究

■ 曹吉強(qiáng) 徐 紅

〔新疆大學(xué)紡織與服裝學(xué)院，新疆烏魯木齊830046〕

棉花的“顏色”是指棉花的光澤、色調(diào)和飽和度，用反射率和黃度兩個(gè)指標(biāo)來(lái)表示。棉花的顏色級(jí)體現(xiàn)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(guān)系，即棉花的顏色級(jí)在一定程度上與軋花加工有關(guān)。軋花加工對(duì)棉花有一定的損傷，徐紅[1]等研究認(rèn)為機(jī)采棉色特征級(jí)指標(biāo)反射率比手摘皮棉低，還有Delhom[2][3]等研究了皮清機(jī)的使用與否、排雜刀的數(shù)量、鋸齒輥筒轉(zhuǎn)速等對(duì)棉花纖維長(zhǎng)度、斷裂比強(qiáng)度、含雜、顏色指標(biāo)的影響，認(rèn)為這種影響關(guān)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(guān)系。

為了研究軋花加工對(duì)機(jī)采棉顏色級(jí)的影響，在新疆南、北疆各選擇一個(gè)棉花加工廠進(jìn)行棉花采樣和HVI檢測(cè)。通過(guò)對(duì)反射率、黃度指標(biāo)的研究分析，發(fā)現(xiàn)軋花機(jī)加工提升了棉纖維的顏色級(jí)1-2個(gè)檔次；顏色級(jí)的提升主要由纖維的反射率上升引起，黃度指標(biāo)有所下降，但下降的幅度沒(méi)有影響到顏色級(jí)的變化。

一、試驗(yàn)部分

（一）試驗(yàn)原材料準(zhǔn)備

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

（二）軋花設(shè)備與試驗(yàn)儀器

1.軋花設(shè)備。

南北疆軋花加工設(shè)備均為山東某棉機(jī)企業(yè)產(chǎn)設(shè)備。

2.試驗(yàn)儀器。

纖維檢測(cè)設(shè)備為新疆維吾爾自治區(qū)纖維檢驗(yàn)局試驗(yàn)中心USTER?HVI-1000C（為避免對(duì)hVI檢驗(yàn)設(shè)備產(chǎn)生不良影響，分別對(duì)機(jī)采棉、手摘棉的大雜（棉殼、棉稈、地膜等）進(jìn)行了去除，但試驗(yàn)結(jié)果仍具有表征性。把試樣放入恒溫恒濕環(huán)境中48個(gè)小時(shí)，每批試樣分成10份進(jìn)行HVi測(cè)試，選取樣品到紡織企業(yè)交于棉花檢驗(yàn)師進(jìn)行AFIS棉結(jié)指標(biāo)檢測(cè)；采用美國(guó)OriginLab公司開(kāi)發(fā)的圖形可視化和數(shù)據(jù)分析軟件OriginPro 8.0[4]。

（三）試驗(yàn)

為保證數(shù)據(jù)的客觀性準(zhǔn)確性、可靠性，對(duì)采集、處理的30個(gè)試樣HVI測(cè)試10次以減少試驗(yàn)誤差，各求其平均值得出300個(gè)數(shù)據(jù)。每30個(gè)數(shù)據(jù)分為一組，求其平均值，列出10組數(shù)據(jù)，為清晰明了地表現(xiàn)各工序之間的品質(zhì)指標(biāo)差異，每組試驗(yàn)數(shù)據(jù)按降序編號(hào)，進(jìn)行比照。

二、試驗(yàn)結(jié)果與討論

（一）北疆機(jī)采棉顏色級(jí)指標(biāo)（Color）

根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，通過(guò)反射率及黃度可判斷出棉纖維顏色級(jí)，但棉纖維顏色級(jí)測(cè)試的不僅是棉纖維顏色，還應(yīng)考慮其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(duì)同一批棉花顏色的影響，是通過(guò)改變棉花外觀形態(tài)及含有非纖維物質(zhì)量來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

反射率是表示棉纖維反射力大小的數(shù)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(shù)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(zhǎng)度和馬克隆值呈顯著正相關(guān)，與斷裂比強(qiáng)度呈顯著負(fù)相關(guān)，反射率高，表明棉花纖維成熟較好、色澤好、等級(jí)高。黃度是反映棉花顏色的特征指標(biāo)，屬逆向指標(biāo)——黃度值越大，棉花的黃色愈重、質(zhì)量越差。表1為某北疆機(jī)采棉不同加工工序上的顏色級(jí)指標(biāo)。

表1 某北疆機(jī)采棉不同加工工序上的顏色級(jí)指標(biāo)

圖1 反射率、黃度上升曲線圖

圖2 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)顏色級(jí)分級(jí)圖[5]

由表1可以看出，棉纖維顏色級(jí)在軋花機(jī)的清理作用下有所提升，說(shuō)明軋花加工工序?qū)γ蘩w維的雜質(zhì)處理具有明顯效果，從圖1可以看到，反射率和黃度指標(biāo)基本呈上升趨勢(shì)。但從顏色分級(jí)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(gè)加工過(guò)程中棉花黃度變化區(qū)間在6.7～7.6，由于黃度對(duì)棉花品級(jí)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(chǎng)棉到二級(jí)籽清這個(gè)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(jīng)過(guò)分析，筆者以為，軋花加工影響外觀形態(tài)，其產(chǎn)生的非纖維物細(xì)小雜質(zhì)影響反射率指數(shù)，而同一批棉花加工出的棉纖維表面粗糙、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。

而關(guān)于黃度，從幾次的測(cè)試區(qū)間分別在6.7～7.7、7.4～7.8、7.2～8.0的結(jié)果來(lái)看，幾乎每經(jīng)過(guò)一道工序黃度都在增加，但是它們有一個(gè)共同的特征是黃度在8以下，對(duì)顏色級(jí)沒(méi)有影響。

（二）南北疆機(jī)采棉顏色指標(biāo)對(duì)比

為了進(jìn)一步驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果，筆者將位于北疆某兵團(tuán)師棉花加工廠與南疆兵團(tuán)某團(tuán)棉花加工廠各工序的顏色指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比，了解它們顏色級(jí)指標(biāo)變化情況，詳見(jiàn)表2。

表2 南北疆機(jī)采棉顏色指標(biāo)對(duì)比

從表2中了解到，在軋花機(jī)的每道清理設(shè)備作用下，機(jī)采棉棉纖維顏色級(jí)有所提升，尤其是經(jīng)過(guò)軋花后道工序提升較快，表2中北疆某師機(jī)采棉顏色級(jí)整體好于南疆某團(tuán)機(jī)采棉。表2中的反射率在軋花后上升較快，整體呈上升趨勢(shì)，其中一個(gè)重要的原因是纖維中的葉片雜質(zhì)等被打碎或排除，并且經(jīng)過(guò)加工后纖維相對(duì)較為整齊、順直；黃度整體呈上升趨勢(shì)，但都沒(méi)有影響到顏色級(jí)。分析產(chǎn)生黃度值增加的原因，筆者認(rèn)為可能是高溫烘干對(duì)棉纖維造成一定的影響，以及在加工過(guò)程中受機(jī)械外力的作用，纖維中棉葉、棉籽表皮等雜質(zhì)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(jí)增幅大于南疆棉纖維，北疆棉纖維的顏色級(jí)也好于南疆機(jī)采棉纖維。纖維的反射率以及黃度均會(huì)影響到纖維紡紗的一致性，在紗線染色的過(guò)程中上色率好，織成的布質(zhì)量好、牢固耐用[6]。

三、結(jié)論

軋花機(jī)加工提升了棉纖維的顏色級(jí)1個(gè)～2個(gè)檔次。

顏色級(jí)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(jī)加工過(guò)程中纖維的黃度值有所升高，即黃度指標(biāo)有所下降，但下降的幅度沒(méi)有影響到顏色級(jí)的變化。

[1]徐紅，李巖，杜衛(wèi)東等.新疆機(jī)采棉的品質(zhì)問(wèn)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(shí)用指南[M].北京：機(jī)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(xì)絨棉[S]北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2012.

[6]徐紅，李巖，謝占林等.機(jī)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.