浅析影响棉纤维马克隆值的关键因素

院志霞

摘要

棉纤维马克隆值是纤维细度和成熟度的综合反映，成熟度不同，不仅会引起纤维性能的变化，而且对成纱工艺、质量及织物质量也会产生很大的影响。马克隆值过高的棉纤维天然转曲少、抱合力弱、单位线密度纱条的纤维根数少、成纱强力低；马值过低的棉纤维，容易产生有害疵点和过高的断头率。通过对棉花生长环节的温度、光照、水分、营养元素的控制，对棉花种植、采摘、收购、加工等环节的控制提升棉纤维马克隆值等级，进而提升棉纤维的使用价值。

关键词：棉纤维；马克隆值；品质控制

马克隆值是指一定量棉纤维在规定条件下的透气阻力的量度，是棉纤维线密度与成熟度比的乘积，以马克隆刻度表示。国际标准化组织1972年颁布的国际标准ISO 2403—1972《纺织品—棉纤维—马克隆值的测定法》中，对马克隆值作了确切的定义：“马克隆值（Micron-aire），系在特定条件下一团棉花的透气性的量度，用一任意标尺来表示。马克隆标尺是根据由国际协议确定的一系列的棉花的马克隆值而标定的。”这里的马克隆值没有计量单位，以马克隆刻度标示。马克隆值的定义表明，它是一定量棉纤维在规定条件下透气性的量度。透气性由棉纤维的比表面积确定，比表面积的大小与棉纤维的线密度和成熟度有关。因此，棉纤维的马克隆值是棉纤维线密度和成熟度的综合指标，是棉纤维重要的内在质量指标之一。

现行细绒棉国家标准规定，马克隆值分为A、B、C三个级，B级为马克隆值标准级。A级取值范围为3.7～4.2，品质最好；B级取值范围为3.5～3.6和4.3～4.9，品质一般；C级取值范围为3.4及以下和5.0及以上，品质最差。国际上将马克隆值介于3.5～4.9之间的棉花，作为正常马克隆值棉花。特别是马克隆值在3.7～4.2范围内的棉花，从价格上还要加价。这也就是新标准中，将3.7～4.2马克隆值的棉花定为A级，而3.5及以下和5.0及以上的棉花定为C级的原因。

1 影响棉纤维马克隆值品质的因素

1.1 生长环节对棉纤维马克隆值品质的影响

棉花的生长发育、产量的高低和品质的优劣与环境有着密切的关系，其中温度、光照、水分、营养元素是影响马克隆值的关键因素。

（1）温度的影响

棉花是喜温作物，在整个生育期间需要较高的温度，达到一定的积温才能完成其生育周期。据研究，陆地棉品种整个生育期间所需≥15℃的活动积温约为3000℃～3600℃；长绒棉品种对温度的要求更高，要求播种至初霜期≥15℃的活动积温在3600℃以上[1]。纤维素的沉积需要较高的温度，在20℃～30℃的范围内，温度越高，纤维的胞壁加厚越快。当夜温低于21℃时，则还原糖只能积累，不能转化，纤维素的沉积就会受到影响，15℃以下纤维素的沉积就会停止[1]。这也是后期棉铃的纤维之所以成熟度低、强度差、马克隆值相对较低的主要因素，反之连续高温也是纤维又短又粗的主要因素。

（2）光照的影响

棉花是典型的喜光作物。棉花通过它的叶片内的叶绿素，将太阳能转化为生物能。因此，光是棉花干物质生产最重要的因素，充足的光能是棉花获得高产优质的必要条件。在棉花生产上，应配置适宜的行株距，建立合理的群体结构，调节好棉花生育进程，改善生育环境，以提高光利用率。需要保持一定的叶面积系数，叶片过少，浪费光能，降低光合产物；叶片过多，使中、下层叶片的光照不足，也不利于增加光合产物。光照不足，光合作用减弱，会导致葡萄糖合成不足，影响纤维素的沉积，不利于纤维的发育。在开花期、盛花期和吐絮期遮阴能够降低衣分、马克隆值和纤维断裂比强度。这也是为什么机采棉的马克隆值相对手摘棉的马克隆值要低的主要原因，因为机采棉株距小，叶片多，关照不足，采摘时一次性统一采摘。因此机采棉的马克隆值一致性也较好。

（3）水分的影响

棉花根系发达，吸水力强，是比较耐旱的作物。但棉花生育期长，枝多叶大，蒸腾系数大，需水也较多。因此适宜的水分供应是棉花高产优质的必要条件。棉花生长后期，器官开始老化，水分消耗日益减少，如果水分过多，会引起棉花贪青晚熟，延迟吐絮。过多的水分虽然会形成较长的纤维，但也影响纤维素的沉积。水分不足，会限制纤维的伸长，即使水分亏缺不太严重，也会影响次生胞壁纤维素的沉积。因此水分过多或过少都会使纤维素沉积不足，成熟度低，一定程度影响马克隆值的质量。

（4）营养元素的影响

棉花在生长发育过程中需要氮、磷、钾、钙、镁、铁、硼、锰、铜等各种营养元素。其中氮、磷、钾的施用量与纤维发育密切相关。一项研究表明，在合理施用氮肥的基础上，适当增施磷、钾肥，能够使纤维长度、整齐度、断裂比强度、成熟度得到改善，而使短绒率下降。另有报道认为，纤维品质受氮磷钾影响的顺序为伸长率>马克隆值>断裂比强度>整齐度>长度。

1.2 人为因素对棉纤维马克隆值的影响

（1）种植采摘环节的影响

近年，机采棉推广迅速，为了达到采棉机采收要求，一些棉农在棉纤维还没有成熟时，过早地给棉花喷洒脱叶催熟剂，这样虽然缩短了棉花的生长发育期，但违背了棉纤维的正常生长发育进程，棉纤维发育条件不适宜，直接影响棉纤维马克隆值品质。另外，棉花种植者，尤其是小户种植者剥青桃的习惯很严重。在棉桃刚刚开裂吐絮，还没有完全达到自然开裂时就进行棉花采摘，使棉纤维加厚与转曲期不足，这样的棉纤维自然成熟度不好，马克隆值也就偏低。

（2）收购加工过程的影响

由于收购的棉花品种不同，生长条件不同，马克隆值的一致性不好，部分收购单位管理不完善，没有严格按照国家标准对不同级别的马克隆值进行分垛存放、加工，会造成成包皮棉马克隆值的一致性差。籽棉在加工中如果对杂质的清理和排放不好，导致皮棉杂质含量大，在检测时，会增大气流通过棉纤维的阻力，进而影响棉纤维的马克隆值测试结果。

（3）检验环节的影响[2]

马克隆值检验需要配备仪器设备和恒温恒湿实验室，检测设备的准确性直接影响马克隆值的检测结果，恒温恒湿实验室的温湿度起到调节待检样品回潮率的作用，棉纤维回潮率过高或过低都会影响马克隆值的检验。按照GB/T 6498标准的要求，测试马克隆值的样品要开松、去除较大杂质、混合均匀后方进行测试，所以检测手法是否严格按照标准要求也会对马克隆值结果产生直接影响。

2 马克隆值的控制

2.1 生长环节对棉纤维马克隆值的控制

控制棉纤维在生长过程中的温度，开花结铃温度控制在25℃～35℃，棉铃成熟吐絮要求温度在20℃以上，纤维素沉积温度要控制在20℃～30℃。光照会影响葡萄糖合成、纤维素沉积和纤维的发育，从而影响棉纤维的马克隆值，所以棉花应该种植在全年的日照时数在2000小时以上的地方。棉花在种植中各时期需要水分不同，管理者要按照需求进行灌溉，不能过多或过少浇水。棉花营养元素要均衡，施肥要科学，亩产100kg皮棉需要吸收氮10kg～15kg，五氧化二磷6kg～13.5kg，氧化钾13kg～16.5kg[1]。

2.2 人为因素对棉纤维马克隆值的控制

棉花一般在吐絮后6～8天铃重大，纤维强力高、成熟度好。采摘过早纤维成熟差、细度偏小，采摘过晚纤维过于成熟，细度偏大[1]。所以在棉铃开裂后7～10天期间采摘马克隆值最好。机采棉采收，脱叶率达到90%以上，吐絮率达到95%以上，即可进行机械采收。脱叶催熟剂应该在采收前10～20天进行，且气温一般稳定在18～20℃期间的前期进行较为适宜。

棉花加工企业在籽棉收购过程中要严格执行 “四分”工作，将不同马克隆值等级的棉花分开堆放，杜绝混等混级现象，可以使棉花在销售时优质优价。棉花加工时籽棉回潮率应控制在6.5%～8.0%，这样能够避免籽棉太干燥杂质被打碎不易排出，或籽棉太湿杂质与棉纤维附着力增大不易排出。可以有效地减少皮棉的含杂率，进而提升棉纤维马克隆值的检测等级。

检测过程前要对检测设备用标准样品进行校准，确认检测设备的准确稳定。检测环境温度控制在（20±2）℃，湿度控制在（65±3）%，确保待测样品在吸湿平衡状态。检测过程中检验人员要严格按照标准要求去除较大杂质、开松并且均匀放入测试仪器，确保检测结果准确。

3 小结

马克隆值是棉花细度和成熟度的综合反映。马克隆值高的棉纤维能经受机械打击，易清除杂质，成纱条干均匀，外观光洁，疵点少，成品的制成率高。但马克隆值过高，会影响成纱强力。马克隆值过低的棉纤维，往往成熟度差，容易产生有害疵点，染色性能差。所以，只有马克隆值适中的棉花，才能兼顾两个方面，获得较全面的经济效果。

美国农业部的纺纱试验和中外纺织厂的使用经验均表明，马克隆值低，会产生较多的清钢落棉，纱线外观恶化，但能提高纱线强力和可纺支数，反之，会引起棉纱抱合力的下降，增加棉纱断头，降低了细纱可纺支数，但能降低落棉量，改善纱线外观[2]。

在现今的国际棉花贸易中，马克隆值是不可缺少的指标。以美国为代表的一些国家，马克隆值被作为棉花结价的依据之一。棉纤维马克隆值指标不是一个环节就能控制好，是一个系统的工作，所有涉棉工作人员都应重视该项品质指标，进而从各环节做好工作提升棉纤维马克隆值等级。

参考文献：

[1]中国纤维检验局组编.棉花质量检验[M].第二版.北京：中国计量出版社，2008.

[2]甘志红.棉花国家标准和马克隆值[J].纺织学报，2000，21（1）：41.

（作者单位：阿拉尔纤维检验所）