棉花颜色分级图

棉花颜色分级研究内容包括颜色分级图、实物标准、文字描述三部分。颜色分级图明确了各棉花颜色级的区域和所在位置，用于颜色测试仪判定颜色级。实物标准显示了各颜色级棉花的实际颜色特征，用于感官检验，实物标准是保证感官检验和仪器检验相符的技术基础。文字描述体现了各颜色级棉花的自然特性，说明了颜色分级是如何表现棉花自然特性的。

一、棉花的反射率（Rd）和黄色深度（＋b）

任一物体的颜色，都可以用色度学的三个基本参数来描述它的特性，即明度、色调和饱和度。明度是指非自发光物体表面相对明暗的特性，相当于自发光物体的亮度因素。色调表示色彩彼此区分的红、橙、黄、绿、青、蓝、紫的颜色特性，相当于光的主波长。饱和度表示颜色的丰满程度，即浓淡程度。若以这三个参数为坐标，可以形成一个三维的颜色空间，任一颜色对应于空间中的一个点。目前，国际上广泛采用孟塞尔（Munsell）颜色空间来表示颜色特性。孟塞尔色空间的中心轴代表无彩色黑白系列的明度等级，与中心轴垂直的平面的各个方向代表不同的孟塞尔色调，离开中心轴的距离表示饱和度。

图1 孟塞尔色卡

对于非彩色棉，棉花的基本色调很接近孟塞尔色卡的10YR，可以认为，不同的棉花色调是相同的，也就是说棉花的色调在孟塞尔色空间的10YR平面上。为此，在10YR色平面上，只要用明度和饱和度两个坐标来刻划棉花的颜色特性。

棉花测色仪采用亨特（Hunter）坐标，其中Rd（%）表示反射率；＋a表示反射光红色成分，-a表示绿色成分；＋b表示黄色成分，-b表示蓝色成分。亨特系统Rdab与国际照明委员会的CIE1931色度系统存在下列关系：

应用CIE1931系统测量出物体颜色的X、Y、Z三刺激值，就可以计算出Rd、a、b参数。对于棉花来说，a近似一常数，无须测量，即三刺激值中的X无须测量。所以，棉花测色仪只要测量棉花的Y、Z两刺激值便行了。根据棉花测色仪测得的Y、Z两刺激值，利用下列公式得出亨特系统颜色空间的结果：

其中，Rd是反射率，属明度指标；＋b是黄色深度，属饱和度指标。

二、关于棉花颜色类型

棉花颜色的变化，在色度学上是三维渐变的，很难有真正意义上的空间分割。只是人们为了区别颜色的需要，将其分类。棉花颜色类型的划分也是这样。试验研究人员在对我国几大棉区，大量棉花实物样品的基础上，将棉花按颜色划分为白棉、淡点污棉，淡黄染棉，黄染棉四个类型。

棉花颜色类型的划分，主要依赖于棉花样品中黄色程度而定。正常棉花的底色为白或乳白色，这样的棉花为白棉类型。由于在未成熟期就因霜或干旱、虫害而死的棉纤维呈现的是深黄色，因此棉花中含有的这种纤维越多，颜色就越黄越深。另一个造成棉花颜色发黄的原因是皮棉的存储。发黄纤维程度的多少取决于存储时的温度、湿度和存储时间的长短。

1.对各类型棉花的理解。

白棉：中国主产区主要品种在正常天气下正常生长、成熟或过成熟的棉纤维（包括日照过度和灰尘污染），都描述为白棉类型。这里所述正常天气是是指当地代表性气候，籽棉未受特殊的雨水污染。正常生长是指未因病虫害、干旱、洪涝等自然因素影响棉株生长发育。包括正常的早期棉、所有的中期棉、未受霜冻的晚期棉，以及中期棉中含有少量晚期棉和个别早、中期僵瓣棉。

此类型棉主要突出“正常”，在一切涉及影响棉花色泽因素均基本正常时的棉花划为白棉，给人的色感为洁白、灰白、乳白色，不应该有偏黄、阴黄的感觉。

淡点污棉：白棉中混有部分在未成熟期就因霜或干旱、虫害而死的发黄的纤维，或因受轻度污染和长期储存变黄的纤维，即白棉中混有部分僵瓣棉，或是白棉因受轻度污染或水分过大引起纤维整体色泽变黄。

此类型棉花突出白棉中混有少量的淡黄色纤维的概念，黄色纤维来源有很多种，并不限于是哪种。从字面理解就是白棉中有淡黄色纤维斑点，即是淡点污染，用含量来描述是少量。其它达到同种黄度的棉花还有几种，一是因储存时间较长，原来白棉中未成熟棉颜色变异较快，形成淡黄染斑点。二是新棉因多种原因整体变黄，此种淡点污棉外观形态不同于典型的淡点污棉外观，容易引起争议，长江流域棉区比较常见。

淡黄染棉：各种僵瓣棉和部分晚期次棉、污染棉、烂桃棉，或是淡点污棉变异而来。此类型棉正常情况很少出现，多为加工白棉时分离出来的棉花和污染棉组成。

黄染棉：新棉中几乎找不到这种棉花，在特殊情况下才会出现，为多年储存变异，或回潮率大的籽棉，没有及时晾晒变黄。

2.对棉花颜色分级图类型线的理解。

由视觉特性可知，相同黄色深度的颜色，反射率越低，给人感觉颜色越重，主观认为就是越黄。只有反射率低、黄色深度小一些的棉花，才能和反射率高、黄色深度大一些的棉花视觉黄度相当。为此类型线需要从右上向左下倾斜。

从棉花自然生长特性看，一般情况反射率高的棉花，籽棉吐絮好，成熟度高，黄色深度略大一些，不影响对籽棉质量的判断。然而高级别棉，黄色深度略大一些，仍可判定为白棉。反射率低的棉花，如黄色深度稍大，籽棉表现为吐絮不好，成熟度低，籽棉质量差，那么反射率越低，对黄色深度要求就越高。所以类型线从右上向左下倾斜符合籽棉自然生长特性。

类型线应处在棉花由白变黄过程中视觉感觉黄色深度变化较大的位置，或者处在籽棉性质发生较大变化的位置。

三、关于棉花颜色级别

依据黄色深度确定的同一类型的棉花，其反射率也各不相同，我国棉花的反射率一般在40%～85%。按反射率高低，可以将其划分为不同级别。如果对照实物标准确定棉花级别，这里所指的反射率，可以理解为受到光线照射的棉花在人的视觉上的“反射率”。

由视觉特性可知，相同反射率时越黄的棉花感觉越亮。等级线向右下倾斜，使同一等级棉花给人的综合感觉亮度相同。

从棉花自然生长特性看，籽棉颜色存在地域差，相同程度的籽棉，由于不同地域呈现不同反射率，黄色深度低的，反射率相应高；黄色深度高的，反射率相应低，因此级别线从左上向右下倾斜，也符合籽棉的地域特性。

图2 棉花颜色分级图