棉花顏色分級研究內(nèi)容包括顏色分級圖、實物標(biāo)準(zhǔn)、文字描述三部分。顏色分級圖明確了各棉花顏色級的區(qū)域和所在位置，用于顏色測試儀判定顏色級。實物標(biāo)準(zhǔn)顯示了各顏色級棉花的實際顏色特征，用于感官檢驗，實物標(biāo)準(zhǔn)是保證感官檢驗和儀器檢驗相符的技術(shù)基礎(chǔ)。文字描述體現(xiàn)了各顏色級棉花的自然特性，說明了顏色分級是如何表現(xiàn)棉花自然特性的。

一、棉花的反射率（Rd）和黃色深度（＋b）

任一物體的顏色，都可以用色度學(xué)的三個基本參數(shù)來描述它的特性，即明度、色調(diào)和飽和度。明度是指非自發(fā)光物體表面相對明暗的特性，相當(dāng)于自發(fā)光物體的亮度因素。色調(diào)表示色彩彼此區(qū)分的紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫的顏色特性，相當(dāng)于光的主波長。飽和度表示顏色的豐滿程度，即濃淡程度。若以這三個參數(shù)為坐標(biāo)，可以形成一個三維的顏色空間，任一顏色對應(yīng)于空間中的一個點。目前，國際上廣泛采用孟塞爾（Munsell）顏色空間來表示顏色特性。孟塞爾色空間的中心軸代表無彩色黑白系列的明度等級，與中心軸垂直的平面的各個方向代表不同的孟塞爾色調(diào)，離開中心軸的距離表示飽和度。

圖1 孟塞爾色卡

對于非彩色棉，棉花的基本色調(diào)很接近孟塞爾色卡的10YR，可以認(rèn)為，不同的棉花色調(diào)是相同的，也就是說棉花的色調(diào)在孟塞爾色空間的10YR平面上。為此，在10YR色平面上，只要用明度和飽和度兩個坐標(biāo)來刻劃棉花的顏色特性。

棉花測色儀采用亨特（Hunter）坐標(biāo)，其中Rd（%）表示反射率；＋a表示反射光紅色成分，-a表示綠色成分；＋b表示黃色成分，-b表示藍(lán)色成分。亨特系統(tǒng)Rdab與國際照明委員會的CIE1931色度系統(tǒng)存在下列關(guān)系：

應(yīng)用CIE1931系統(tǒng)測量出物體顏色的X、Y、Z三刺激值，就可以計算出Rd、a、b參數(shù)。對于棉花來說，a近似一常數(shù)，無須測量，即三刺激值中的X無須測量。所以，棉花測色儀只要測量棉花的Y、Z兩刺激值便行了。根據(jù)棉花測色儀測得的Y、Z兩刺激值，利用下列公式得出亨特系統(tǒng)顏色空間的結(jié)果：

其中，Rd是反射率，屬明度指標(biāo)；＋b是黃色深度，屬飽和度指標(biāo)。

二、關(guān)于棉花顏色類型

棉花顏色的變化，在色度學(xué)上是三維漸變的，很難有真正意義上的空間分割。只是人們?yōu)榱藚^(qū)別顏色的需要，將其分類。棉花顏色類型的劃分也是這樣。試驗研究人員在對我國幾大棉區(qū)，大量棉花實物樣品的基礎(chǔ)上，將棉花按顏色劃分為白棉、淡點污棉，淡黃染棉，黃染棉四個類型。

棉花顏色類型的劃分，主要依賴于棉花樣品中黃色程度而定。正常棉花的底色為白或乳白色，這樣的棉花為白棉類型。由于在未成熟期就因霜或干旱、蟲害而死的棉纖維呈現(xiàn)的是深黃色，因此棉花中含有的這種纖維越多，顏色就越黃越深。另一個造成棉花顏色發(fā)黃的原因是皮棉的存儲。發(fā)黃纖維程度的多少取決于存儲時的溫度、濕度和存儲時間的長短。

1.對各類型棉花的理解。

白棉：中國主產(chǎn)區(qū)主要品種在正常天氣下正常生長、成熟或過成熟的棉纖維（包括日照過度和灰塵污染），都描述為白棉類型。這里所述正常天氣是是指當(dāng)?shù)卮硇詺夂?，籽棉未受特殊的雨水污染。正常生長是指未因病蟲害、干旱、洪澇等自然因素影響棉株生長發(fā)育。包括正常的早期棉、所有的中期棉、未受霜凍的晚期棉，以及中期棉中含有少量晚期棉和個別早、中期僵瓣棉。

此類型棉主要突出“正常”，在一切涉及影響棉花色澤因素均基本正常時的棉花劃為白棉，給人的色感為潔白、灰白、乳白色，不應(yīng)該有偏黃、陰黃的感覺。

淡點污棉：白棉中混有部分在未成熟期就因霜或干旱、蟲害而死的發(fā)黃的纖維，或因受輕度污染和長期儲存變黃的纖維，即白棉中混有部分僵瓣棉，或是白棉因受輕度污染或水分過大引起纖維整體色澤變黃。

此類型棉花突出白棉中混有少量的淡黃色纖維的概念，黃色纖維來源有很多種，并不限于是哪種。從字面理解就是白棉中有淡黃色纖維斑點，即是淡點污染，用含量來描述是少量。其它達(dá)到同種黃度的棉花還有幾種，一是因儲存時間較長，原來白棉中未成熟棉顏色變異較快，形成淡黃染斑點。二是新棉因多種原因整體變黃，此種淡點污棉外觀形態(tài)不同于典型的淡點污棉外觀，容易引起爭議，長江流域棉區(qū)比較常見。

淡黃染棉：各種僵瓣棉和部分晚期次棉、污染棉、爛桃棉，或是淡點污棉變異而來。此類型棉正常情況很少出現(xiàn)，多為加工白棉時分離出來的棉花和污染棉組成。

黃染棉：新棉中幾乎找不到這種棉花，在特殊情況下才會出現(xiàn)，為多年儲存變異，或回潮率大的籽棉，沒有及時晾曬變黃。

2.對棉花顏色分級圖類型線的理解。

由視覺特性可知，相同黃色深度的顏色，反射率越低，給人感覺顏色越重，主觀認(rèn)為就是越黃。只有反射率低、黃色深度小一些的棉花，才能和反射率高、黃色深度大一些的棉花視覺黃度相當(dāng)。為此類型線需要從右上向左下傾斜。

從棉花自然生長特性看，一般情況反射率高的棉花，籽棉吐絮好，成熟度高，黃色深度略大一些，不影響對籽棉質(zhì)量的判斷。然而高級別棉，黃色深度略大一些，仍可判定為白棉。反射率低的棉花，如黃色深度稍大，籽棉表現(xiàn)為吐絮不好，成熟度低，籽棉質(zhì)量差，那么反射率越低，對黃色深度要求就越高。所以類型線從右上向左下傾斜符合籽棉自然生長特性。

類型線應(yīng)處在棉花由白變黃過程中視覺感覺黃色深度變化較大的位置，或者處在籽棉性質(zhì)發(fā)生較大變化的位置。

三、關(guān)于棉花顏色級別

依據(jù)黃色深度確定的同一類型的棉花，其反射率也各不相同，我國棉花的反射率一般在40%～85%。按反射率高低，可以將其劃分為不同級別。如果對照實物標(biāo)準(zhǔn)確定棉花級別，這里所指的反射率，可以理解為受到光線照射的棉花在人的視覺上的“反射率”。

由視覺特性可知，相同反射率時越黃的棉花感覺越亮。等級線向右下傾斜，使同一等級棉花給人的綜合感覺亮度相同。

從棉花自然生長特性看，籽棉顏色存在地域差，相同程度的籽棉，由于不同地域呈現(xiàn)不同反射率，黃色深度低的，反射率相應(yīng)高；黃色深度高的，反射率相應(yīng)低，因此級別線從左上向右下傾斜，也符合籽棉的地域特性。

圖2 棉花顏色分級圖