包装材料及存储环境对棉纤维质量的影响

连素梅 李 朋 傅科杰 李 轲 郭会清

(1.河北出入境检验检疫局检验检疫技术中心，河北石家庄，050051；2.宁波出入境检验检疫局检验检疫技术中心，浙江宁波，315012；3.河南出入境检验检疫局检验检疫技术中心，河南郑州，450003)

由于棉纤维品质容易受到光照、氧化和微生物的影响，故棉花样品存储期间包装材料的透光性和透气性是选用的决定性条件[1]。另外，由于棉花纤维大分子之间的氢键等结合力容易受到光照影响而被破坏，所以光照条件对样品保存至关重要[2]。目前，国内外实验室棉花样品包装材料普遍使用牛皮纸或塑料袋，有的使用透明塑料袋，有的使用不透明塑料袋；棉花样品存储环境也不尽相同，有的样品室设在阴面，有的设在阳面，有的安装窗帘，有的未安装窗帘，有的是普通窗帘，有的是遮光窗帘，有的虽安装窗帘但窗帘形同虚设，导致阳光长时间直接照晒在样品上，这些差异会引起棉花样品在存储期间的内在质量发生不同程度的变化，甚至影响仲裁结果的准确性,并引发贸易纠纷。

1 材料与方法

试验样品：试验样品主要包括进口澳大利亚(代码为O)、美国(代码为M)、巴西(代码为B)等3类锯齿棉花样品以及印度(代码为Y)、埃及(代码为A)、美国PIMA棉(代码为P)等3类皮辊棉花样品，共6类样品。

包装材料：实验室常用牛皮纸(代码为N)、透明塑料袋(代码为T)和黑色塑料袋(代码为H)3种代表性包装材料作为试验用包装材料。

存储环境：从混和均匀的各类棉花样品中分别使用牛皮纸、透明塑料袋和黑色塑料袋各包装5份，并同时置于阴面干燥的同一样品室中，即避光样品。同样方法所得样品同时置于靠阳面窗户且无窗帘遮挡的同一样品室中，即非避光样品。

试验环境：每次测试前所有样品均在温度(20±1)℃、相对湿度(65±2)%下平衡处理24 h后进行检测。

测试仪器：使用HVI 1000型大容量棉花测试仪对上述所有棉花样品逐个进行测试。每次测试前使用标准物质对HVI进行校准，以保证设备的稳定性，减少设备误差；所有样品测试均由同一名测试人员来完成，以减少人员因素误差；对每个样品均测试6次，以减少随机误差。

试验方法：依据GB/T 20392—2006《棉纤维物理性能试验方法》，对试验样品的反射率、黄度、断裂比强度3项指标进行测试分析[3]。每份样品测试2次，所有样品每间隔30天测试一次，整个项目测试周期为12个月。

2 结果与分析

2.1 包装材料与测试结果的关联性分析

排除光照条件的影响，各国棉花样品使用不同包装材料存储，测试比较组样品全部放置于阴干避光样品室中。测试结果见图1～图3。

由图1可以看出，在避光环境下，使用不同包装材料不会影响棉花样品的反射率测试结果。

由图2可以看出，在避光环境下，使用牛皮纸包装的样品黄度保持稳定，使用塑料袋包装的样品黄度数值略有增加，且两种塑料袋包装样品变化情况一致。

由图3可以看出，在避光环境下，使用牛皮纸和塑料袋包装的样品在整个研究期间断裂比强度表现都很稳定。

图1 反射率测试数据折线图(避光)

图2 黄度测试数据折线图(避光)

图3 断裂比强度测试数据折线图(避光)

2.2 存储环境与棉纤维质量的关联性分析

2.2.1 不同环境下各国棉花样品反射率变化情况

不同环境下的埃及棉样品反射率的测试结果见表1。

表1不同环境下埃及棉反射率测试数据

存储环境样品编号反射率/%1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12非避光非避光非避光避光 避光 避光 A-HA-NA-TA-HA-NA-T75.575.475.675.575.475.575.575.475.675.575.475.575.575.475.575.675.475.575.575.475.575.575.475.575.575.475.575.575.575.575.5 75.4 75.5 75.5 75.4 75.5 75.5 75.4 75.4 75.5 75.4 75.6 75.5 75.4 75.4 75.5 75.4 75.5 75.5 75.4 75.4 75.5 75.4 75.5 75.575.475.475.575.475.575.5 75.4 75.4 75.5 75.4 75.5 75.575.475.475.575.475.5

由表1可以看出，避光环境下埃及棉各样品反射率均未发生变化，而非避光环境下透明塑料袋包装变化最大，牛皮纸和黑色塑料袋包装未发生变化。

按照同样方法分别对巴西、美国、澳大利亚、PIMA、印度等棉花样品进行测试，发现在避光环境下各棉花样品反射率均未发生变化；非避光环境下，巴西棉、澳大利亚棉、美棉、PIMA棉和印度棉透明塑料袋包装的样品反射率均在第3个月～第5个月发生了不同程度变化(呈降低趋势)，巴西棉、澳大利亚棉、PIMA棉和印度棉黑色塑料袋包装的样品反射率均在第8个月～第10个月发生了不同程度变化，而牛皮纸包装的各棉花样品未发生变化。

2.2.2 不同环境下棉花样品黄度变化情况

棉纤维容易受到光照紫外线、氧化作用和微生物影响而产生颜色变化，主要表现为黄度加深，不同包装材料的不同遮光性和透气性以及存储环境、光照条件都会使上述影响因素产生变化，从而导致黄度变化不同。不同环境下不同包装的美棉黄度变化情况见表2。

表2不同环境下美棉黄度测试数据

存储环境样品编号黄度1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12非避光非避光非避光避光 避光 避光 M-HM-NM-TM-HM-NM-T8.38.48.38.38.48.38.38.48.38.38.48.38.38.48.38.38.48.38.38.48.48.38.48.38.38.48.48.38.48.38.38.48.58.38.48.38.48.48.48.38.48.38.38.48.58.38.48.38.48.48.58.38.48.38.48.48.68.38.48.38.48.48.68.38.48.38.48.48.78.48.48.4

从表2看出，避光环境下美棉塑料袋包装样品黄度在第12个月发生了变化，而非避光环境下牛皮纸包装样品黄度未发生变化，黑色塑料袋包装样品在第7个月黄度就开始增大，透明塑料袋包装样品在第4个月黄度就开始增大，且黄度变化最大。

按照同样方法分别对埃及、巴西、澳大利亚、PIMA、印度等棉花样品进行测试。发现在避光环境下，除埃及棉和巴西棉在第12个月塑料袋包装样品的黄度略有上升外，其他样品黄度均未发生变化；在非避光环境下，埃及棉、巴西棉、澳大利亚棉、PIMA棉和印度棉黑色塑料袋包装样品的黄度在第6个月～第8个月出现上升，透明塑料袋包装样品的黄度则在第3个月～第5个月出现上升且幅度相对较大；除埃及棉牛皮纸包装样品的黄度在第6个月略有上升外，其他牛皮纸包装样品黄度均未发生变化。

2.2.3 不同环境下棉花样品断裂比强度变化情况

棉纤维断裂比强度主要为纤维大分子之间的氢键等结合力，而这些分子间力容易受到紫外线影响而变弱，本节讨论不同光照条件下各种样品断裂比强度变化情况。不同环境下澳大利亚棉断裂比强度测试结果见表3。

由表3可以看出，避光环境下澳大利亚棉断裂比强度不会发生变化，而非避光条件下透明塑料袋中样品变化最大，黑色塑料袋中样品变化较小，牛皮纸中样品未变化。

按照同样方法分别对埃及、巴西、美国陆地棉、PIMA、印度等棉花样品进行测试。发现在避光环境下，埃及棉、巴西棉、美棉、PIMA棉和印度棉断裂比强度不会发生变化；而非避光条件下透明塑料袋中样品变化最大，在第3个月～第4个月就出现下降趋势，黑色塑料袋中样品变化较小，在第5个月～第8个月才出现下降趋势，牛皮纸中样品未变化。

表3不同环境下澳大利亚棉断裂比强度测试数据

存储环境样品编号断裂比强度/cN·tex-11 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12非避光非避光非避光避光 避光 避光 O-HO-NO-TO-HO-NO-T30.129.630.029.729.829.830.129.630.029.729.829.830.129.630.029.729.829.830.129.629.929.729.829.830.029.629.929.729.829.830.129.629.829.729.829.830.129.629.929.729.829.830.029.629.829.729.829.830.029.629.829.729.829.830.029.629.729.729.829.830.029.629.729.729.829.830.029.629.729.729.829.8

3 结论

(1)采用透明塑料袋包装的棉样，其颜色等级存在较大程度变化，其中又以黄度变化明显，断裂比强度有所下降。

(2)采用牛皮纸和黑色塑料袋包装的棉样，由于牛皮纸不透光和透气的性质，样品品质几乎未发生变化，能够最大程度保持样品品质稳定，而黑色塑料袋包装虽遮光性好但是其透气性差导致棉花中厌氧微生物较多，从而使黄度和断裂比强度也会发生变化。

(3)相同包装材料样品，处于避光的环境下存储12个月期间，棉花样品品质稳定性很好，可见光照条件是影响棉纤维品质的最重要因素。

(4)不同包装材料和存储环境对棉花样品品质存在不同程度的影响，棉花样品留存时应尽量采用避光和透气的包装材料，并置于干燥避光环境中。