الخواص النوعية لتيلة القطن (النعومة والنضج لتيلة القطن)

يقصد بنعومة الشعرات سعة اقطارها فيعتبر القطن خشناً إذا كانت اقطار شعراته كبيرة اما إذا كانت صغيرة فهو ناعم. اما النضج فهو درجة اكتمال ترسيب المادة السليلوزية في طبقات الجدار الثانوي فكلما زادت كمية السليلوز المترسبة زادت درجة نضج الشعرة.

ان القطن الناعم هو مرغوب في الصناعة وذو قيمة عالية لأنه يزيد من متانة الخيوط المصنوعة منها فالخيط المصنوع من شعر ناعم يحتوي على عدد من الشعرات يزيد على عدد الشعرات التي يصنع منها الخيط الخشن على شرط بقاء سمك الخيط ثابت. كما يدل زيادة عدد الشعرات على زيادة انتظام سمك الخيط وزيادة نقاط الاحتكاك في ما بين الشعرات وبعضها البعض ومحصلتها النهائية في زيادة متانة الخيط. كما يمكن جعل الخيط رفيعاً إذا كانت الشعرات ناعمة وتحتاج الى عملية برم اقل فتزداد انتاجية مكائن الغزل النهائية عند استخدام اقطان ناعمة. فيفضل القطن الناضج على القطن غير الناضج لأن خيوطه تحتوي على عدد قليل من العقد ويتحسن مظهره كما تقل فيه نسبة العوادم اثناء التشغيل. ويتداخل تأثير صفتي النعومة والنضج مع بعضها البعض حيث يصعب التمييز بينهما نظراً لصعوبة قياس كل منهما على انفراد ويمكن توضيح ذلك بالشكل المجاور فالشعرتان (أ و ب) متماثلتان في القطر الا ان درجة نضج الشعرة (ب) هي اعلى من درجة النضج في الشعرة (أ) نظراً لزيادة ترسب السليلوز على الجدار الاولي في (ب) كما يمكن توضيح درجة النعومة في الشكل المجاور المتمثل في شعرات (جـ، د) حيث يكون قطراهما مختلفين الا ان درجة النضج فيها تقريباً متساوية.

طرق تقدير النعومة الذاتية:

تعتمد نعومة الشعرة على قطرها ومحيطها وهناك عدة طرق لقياس قطر الشعرة اهمها: -

أ. قياس القطر من المقطع العرضي للشعرات:

يصعب من الناحية العملية قياس ذلك لأن مقاطع الشعرات تأخذ اشكالاً مختلفة تبعاً لدرجة سمك الجدار الثانوي التي تتراوح من المستدير في القطن الناضج الى البيضاوي فالمتطاول وهو متوسط النضج، اما الشعرات غير الناضجة او الميتة فتأخذ شكلاً خيطياً نظراً لميلها للانطباق على نفسها كما يمكن فحص اقطار الالياف المأخوذة من الجوزة وهي خضراء تامة النضج ثم حفظها في محاليل خاصة لمنع جفافها وانكماشها ولكن يصعب اتباع هذه الطريقة. كما توجد طريقة اخرى للقياس وذلك بمعاملة الشعر بالصودا الكاوية. تمتص شعرات القطن محلول الصودا الكاوية فتنتفخ وتأخذ شكلاً اسطوانياً يسهل قياسه وبالنظر لكون درجة امتصاص محلول الصودا الكاوية يعتمد على درجة نضج الالياف حيث تنتفخ جدر الشعيرات الميتة قليلاً وتأخذ شكلاً شريطياً لأن جدارها الثانوي معدوم او قليل بينما تكون درجة انتفاخ الشعرات الناضجة اكثر بسبب امتصاص جدارها الثانوي السميك للمحلول.

ويعتمد البعض الآخر على قياس عرض الشريط للتعبير عن النعومة ويقاس عادة عند اعرض نقطة بين التوائين بعدها عدلت الطريقة وأصبح القياس للعرض يجري للشعرات بصورة عشوائية وليس عند اعرض نقطة. ومن عيوب هذه الطريقة ايضا انه يعتمد على درجة النضج بالإضافة الى محيط الشعرة ولهذا فلا يعتبر قياسا للنعومة الذاتية.

ب- قياس محيط الشعرة:

يتحدد محيط الشعرة في فترة النمو الاولي لها في الجوزة الخضراء ويبقى ثابتاً بعد ذلك. كذلك لا تتغير درجة انطباق الشعرات عند جفافها والشكل الذي تأخذه من مقدار المحيط عند قياس المقطع العرضي للشعرة ومن ثم يمكن اعتبار متوسط محيط الشعرة المقدر للقطن الخام مقياساً صحيحاً للنعومة الذاتية لشعرات القطن كما هو الحال في القطر المقدر للشعرات من الجوزة الخضراء. ويتم القياس عادة بعمل قطاعات عرضية لعدة مئات من الشعرات ثم تصويرها للحصول على تكبير نهائي حوالي (1000) مرة ثم قياس المحيط لكل قطاع بواسطة البلانيميتر. تعتبر هذه الطريقة المباشرة لقياس النعومة الذاتية لشعرات القطن الخام ولو انها الطريقة الصحيحة الا انها صعبة التنفيذ للأسباب التالية: -

1) تكون معقدة وتستغرق وقتاً طويلاً ومجهوداً كبيراً.

2) يكون تحضير قطاعات عرضية رقيقة ونظيفة صعباً وعرضة لكثير من الاخطاء خاصة عند حدوث تحييز اثناء الغاء القطاعات غير الواضحة.

3) ضرورة قياس محيط عدد كبير من الشعرات ذات الاختلافات الكبيرة ولهذا يعتبر قياس المحيط غير عملي بالنسبة للشغل الروتيني.

طرق تقدير نضج التيلة:

تتحدد درجة اكتمال نضج شعرات القطن باكتمال ترسيب طبقات الجدار الثانوي ولغرض تحديد ذلك تتبع عدة طرق ويعتمد ذلك على التعبير عن درجة النضج.

يختلف الشعر الناتج من بذرة واحدة أو من نبات واحد كثيراً في درجة ترسيب الجدار الثانوي ولذلك فان لكل عينة قطن يوجد توزيع لدرجة. وتتباين العينات المختلفة في هذا التوزيع ولكي يصبح بالإمكان مقارنة عينات مختلفة يجب وصف هذا التوزيع بقيمة رقمية بسيطة تعبر درجة النضج، ويمكن التعبير عن درجة النضج بطرق مختلفة اهمها: -

أ) يمكن عمل قطاعات عرضية في خصلة من الشعر ممثلة للعينة ثم يقاس سمك الجدار (الجدار الاولي والثانوي) تحت المجهر باستعمال درجة تكبير عالية وعدسة عينية ذات تدريج ويعبر عن النضج بمتوسط قيمة السمك المطلق للجدار. يمكن استعمال هذه الطريقة عند مقارنة درجة النضج لعينات صنف واحد وهي طريقة صعبة التنفيذ وعرضة لكثير من الاخطاء ولا يمكن استعمالها في مقارنة درجة النضج لأصناف مختلفة في قطر الشعرات اذ أن من صنفنا ما قد يكون سميك الجدار ولكنه اقل نضجاً بسبب كبر قطر شعراته.

ب) قد يستبدل السمك المطلق للجدار ويعوض عنه بالنسبة الموجودة بين سمك الجدار وقطر الشعرة.

جـ) لغرض التعبير عن درجة النضج بصورة صحيحة يمكن حساب النسبة بين مساحة المقطع العرضي للشعرة المملوءة بالسليلوز والمساحة الكلية للمقطع العرضي ومن ضمنه الفجوة ووضع ذلك في صور مماثلة ويبسط ذلك باستعمال النسبة بين مساحة المقطع العرضي للجدار الى مساحة دائرة لها نفس قيمة محيط المقطع العرضي للشعرة ويطلق للشعرة عليها درجة التغليظ Degree of Thickening وتتراوح قيمتها بين الصفر والواحد الصحيح فتكون قيمتها قليلة عندما يكون التغليظ قليل وتكون مساوية للواحد الصحيح عندما تكون الشعرة صماء ومقطعها العرضي مستدير تماماً.

تعتبر هذه الطريقة هي الطريقة المباشرة لتقدير درجة النضج ولكنها صعبة التنفيذ عملياً ولهذا يستعاض عنها بطرق غير مباشرة كالانتفاخ في الصودا الكاوية او الضوء المستقطب او الصبغ بصبغات مناسبة.

تقدير نضج التيلة بطريقة الصودا الكاوية:

تنتفخ شعرات القطن ويزداد قطرها عندما تعامل بمحلول قوي نسبياً من الصودا الكاوية ويصاحب ذلك بعض النقص في طولها وازدياد في سمك الجدار وتغيير في شكل المقطع العرضي للشعرة وبالتالي تغيير في تكرار حدوث الالتواءات. ففي الشعر تام النضج الذي اكتمل فيه ترسيب الجدار الثانوي تقل معها مساحة الفجوة وتختفي الالتواءات كلياً وتتحول الشعرة الى ما يشبه القضيب الاسطواني الشكل ولا يبقى من الفجوة الا جزء صغير وقد يختفي تماما.

اما الشعر غير الناضج والذي يكون جداره الثانوي رقيق فتكون فيه الفجوة واضحة كبيرة كما تظهر العديد من الالتواءات. اما الشعر غير الناضج الذي ليس له جدار ثانوي فيبقى شكله كشريط منتفخ قليلاً ولا تظهر فيه الالتواءات ان الاختلافات في مظهر الشعر المنتفخ نتيجة للاختلافات في درجة سمك الجدار الثانوي جعلت من الممكن تقدير درجة النضج فيمكن فحص الشعر المنتفخ تحت المجهر تبعاً لدرجة نضجه لأخذ فكرة عن درجة النضج للعينة المختبرة توجد طريقتان رئيستان لقياس درجة النضج باستعمال الصودا الكاوية احداهما امريكية والاخرى بريطانية.

أ) الطريقة الامريكية: يقسم الشعر بعد امتصاصه لمحلول صودا الكاوية وانتفاخه الى ناضج وغير ناضج بعد فحصه بمجهر ذو تكبير حوالي 400 مرة. والشعر الناضج هو الذي يكون سمك جداره يساوي او يزيد عن نصف قطر الفجوة، اما الشعر غير الناضج فهو الشعر الذي يقل سمك جداره عن نصف قطر الفجوة ويعبر عن درجة النضج لعينة ما بنسبة الشعر الناضج فيها.

ب) الطريقة البريطانية: وفيها يقسم الشعر الى ثلاثة اقسام بعد امتصاصه لمحلول صودا الكاوية وانتفاخه وهو شعر ناضج وشعر ميت وشعر رقيق الجدران ويمكن تمييز ذلك بمجهر ذو قوة تكبير حوالي (150) مرة. يعتبر الشعر المنتفخ والذي شكله يقارب القضيب الاسطواني خالي من الفجوات والالتواءات شعر ناضج أما الشعر الميت فهو الشعر الذي يكون متوسط سمك الجدار فيه يساوي خمس او اقل من متوسط عرض اعرض نقطة في الشريط. ويختلف هذا الشعر في الشكل فهو يتراوح من الشعر ذو الشكل الشريطي بسبب وجود جدار ثانوي رقيق او غير موجود الى شعر شريطي الشكل منتفخ بدرجة قليلة بسبب وجود تثخن جدار ثانوي وتظهر فيه بعض الالتواءات.

ويصنف الشعر رقيق الجدار في غير هاتين المجموعتين. ويتم تقدير نسبة الشعرات للأنواع الثلاثة السابقة بطرق حسابية أخرى.

تقدير نضج التيلة بطريقة الضوء المستقطب:

يستخدم في هذه الطريقة مجهر استقطابي مجهز بشريحة سيلينايت حمراء Red Selenite يمكن وضعها في المجهر بحيث تصنع زاوية مع المستقطب والمحلل مقدارها (045) ويستعمل مصدر ضوء ثابت ويفضل الضوء الابيض ويجري الاختبار بحيث يكون المحلل عمودي على المستقطب والشعر موازي للشريحة السيلينية. لقد لوحظ عند مرور ضوء ابيض من خلال شعرة القطن ظهور ألوان طيف فيها يعتمد على سمك الجدار الثانوي ودرجة توجيه جزيئات السليلوز. وعلى هذا الاساس يقسم الشعر الى درجات تبعاً للون وعند وجود شك في لون أي شعرة تدار القاعدة المثبتة عليها الشريحة الزجاجية 590 وهو الوضع الثاني المبين في الجدول التالي ومن الممكن تقسيم الشعر الى اربعة اقسام ولكن يكتفي هنا بقسمين فقط طبقاً للجدول على انه يجب ملاحظة ان اللون الذي تظهر به الشعرة يعتمد بدرجة كبيرة على السمك المطلق للجدار وليس على درجة التثخن ولذا فان الشعرات ذات الاقطار الصغيرة يمكن أن تظهر بنفس اللون الذي تظهر به الشعرات ذات الاقطار الكبيرة عندما تكون متماثلة في السمك المطلق للجدار، وعلى الرغم من ان الثانية تعتبر اقل نضجاً.

جدول يبين لون الشعرة على امتداد طولها في حقل المجهر (عبد السلام 1978)

تقدير نضج التيلة بواسطة الصبغات المفرقة: Differential dying

تعتمد هذه الطريقة على اساس صبغ عينات القطن في حمام يحتوي على صبغتين قطن مباشرتين احداهما خضراء والاخرى حمراء وتختلف شعرات القطن في اكتسابها لأحدى الصبغتين تبعاً لدرجة نضجها او سمك الجدار. فالشعرات غير الناضجة تتلون باللون الاخضر اما الشعرات الناضجة فتتلون باللون الاحمر وبصورة عامة فان اللون النهائي لعينات القطن المصبوغة يختلف كثيراً نظراً لأن كل عينة قطن تحتوي على خليط من الشعرات بدرجات متفاوتة من النضج ولذا فان اللون النهائي للخليط او اللون الغالب يعتمد على حالة اغلبية الشعرات.

طريقة قياس النعومة بالمايكرونير:

تعتبر صفة النعومة في غاية الاهمية بالنسبة للغزالين وتقاس نعومة الشعرات بالمختبرات بصورة عامة ولا تذكر النعومة الهندسية الحقيقية أو اقطار الشعيرات الا نادراً وفي الابحاث العلمية. وتعتمد النعومة على عاملين هما: الوزن بالمليغرامات للانج الواحد (2) المساحة السطحية المحددة. ويوجد عدد من الاجهزة لقياس صفة النعومة واهم هذه الاجهزة هو المايكرونير (Micronaire) وتتلخص طريقة العمل به كما يلي: -

يوزن كمية قطن بمقدار (3,24 غم) ووضعها بعد نفشها في اسطوانة ذات حجم معلوم (بوصة مكعبة) بعد ذلك يوضع ثقل الكبس فوق هذه الحشوة لكي يصبح حجمها ثابت وقياسي. ويمرر بعد ذلك تيار هواء بضغط ثابت وقياسي من خلال القطن. تتم قراءة معدل سرعة مرور الهواء خلال حشوة القطن. يسمح القطن الخشن بمرور الهواء بحرية أكثر من القطن الناعم لانخفاض المساحة الكلية لمجموع سطوح الشعرات في الأول وارتفاعها في القطن الثاني. ولذلك فقد تم تدريج الجهاز بحيث يعطي قراءة النعومة بالوزن على وحدة المساحة مايكروغرام / بوصة مربعة. وعندما تبين ان هذه القيمة تختلف نوعاً ما عن النعومة بالوزن فقد استبدلت الى وحدات مايكرونير لأنها أكثر دلالة على النعومة من الأولى. كذلك توجد اجهزة أخرى لقراءة النعومة مثل: الويرا، الاريالوميتير وسبيدار والفايبرونير وبورت آر . Wira, Arealometer, Speadar, Fibronaire, Port-ar.