動物毛絨纖維成分含量分析中剝色劑的研究及應(yīng)用

1 引言

近年來，隨著毛紡行業(yè)技術(shù)的發(fā)展和洗滌維護越來越方便，深色毛紡織品越來越得到消費者的青睞。動物毛纖維屬于天然纖維，采用燃燒法和溶解法等不能對其進行精準的定性和定量，目前主要使用顯微鏡觀察方法進行鑒別。主要通過在顯微鏡下觀察特種毛纖維的鱗片結(jié)構(gòu)特征，分辨出各類纖維，進行定性和定量分析。但深色毛紡織品，由于染料的干擾很難清晰地觀察纖維鱗片結(jié)構(gòu)，對毛絨纖維的定性定量分析造成影響，因此對纖維剝色前處理是檢驗中的重要環(huán)節(jié)。

標準GB/T 16988—2013[1]《特種動物纖維與綿羊毛混合物含量的測定》的條款10.2提到“應(yīng)在盡量不損傷纖維鱗片的前提下對深色試樣進行剝色處理，處理方法參見附錄B”，但是試驗結(jié)果表明，平平加剝色法的剝色效果不能完全滿足測試要求。日常檢驗發(fā)現(xiàn)，有的剝色劑易造成纖維損傷，有的則昂貴。因此本文采用了自行研發(fā)的剝色劑，與其他剝色劑進行對比試驗，在同一剝色條件（時間、溫度、剝色劑用量）下比較不同織物剝色前后的纖維縱向形態(tài)、鱗片清晰程度、樣品顏色變化以及對纖維的鱗片損傷程度等情況，選擇最優(yōu)的剝色方案。

2 試驗部分

2.1 試驗材料、儀器及試劑

試驗樣品均為廣州檢驗檢測認證集團有限公司日常檢測樣品。

試驗儀器有CU—Ⅱ纖維細度儀（北京和眾視野科技有限公司）、Y172型纖維切片器（國營常州紡織儀器廠）、UFE400型恒溫烘箱、恒溫振蕩器、電子天平、掃描電子顯微鏡(日立S—3000N）。

試驗試劑有液體石蠟、無水乙醇、載玻片、蓋玻片、剪刀、鑷子、錐形瓶等，3種剝色試劑（市售剝色劑A、自研制剝色劑B、自研制剝色劑C）。

深色毛絨染織品多見于毛呢面料、毛針織面料和西裝面料等產(chǎn)品中，其中又以含綿羊毛、山羊絨纖維的產(chǎn)品較為常見，故選用代表性織物大衣呢料、毛針織料、西裝面料進行剝色試驗。這3種織物的成分及狀態(tài)見表1。

表1 不同織物的成分及狀態(tài)

這些不同織物的厚薄、密度的稀疏都會影響剝色效果，因此對不同織物在同一條件下剝色，觀察織物在3種剝色劑下剝色的效果及分析剝色前后的纖維縱向形態(tài)、鱗片清晰程度、樣品顏色變化以及對纖維的鱗片損傷程度等情況，為選擇最優(yōu)的剝色方案提供依據(jù)。

2.2 試驗原理

常用于服用紡織品的動物毛纖維主要有綿羊毛、山羊絨、馬海毛、駱駝絨、牦牛絨、羊駝毛、兔毛等。動物毛都是蛋白質(zhì)纖維，分子結(jié)構(gòu)中含有—CONH—的價鍵，分子側(cè)基中有羥基、羧基、氨基等，側(cè)基含酸性和堿性基團，是兩性物質(zhì)，耐酸不耐堿，染色主要用酸性染料、酸性媒介染料、金屬絡(luò)合染料和活性染料。

蛋白質(zhì)纖維中的活性基團與染料相互吸附，不同的染料與蛋白質(zhì)纖維結(jié)合的機理是不同的，主要是以離子鍵、共價鍵、范德華引力、氫鍵等結(jié)合?；瘜W(xué)剝色劑將纖維上的染料破壞，使之失去顏色主要有兩類，一類是還原性剝色劑，通過破壞染料分子結(jié)構(gòu)中的發(fā)色體系而達到剝色或消色的目的，但還原劑對某些結(jié)構(gòu)的染料發(fā)色體系的破壞是可逆的，因而其剝色是可以恢復(fù)的。另一類是氧化性剝色劑，其中最常用的是雙氧水和次氯酸鈉。氧化劑通過在一定條件下破壞某些組成染料分子發(fā)色體系的基團，如偶氮基分解、氨基氧化、羥基甲基化、絡(luò)合金屬離子脫離等達到剝色的目的。這些不可逆的結(jié)構(gòu)變化，導(dǎo)致染料剝色或消色，從理論上講，氧化性剝色劑可做完全剝色處理。

根據(jù)以上動物毛絨纖維與染料結(jié)合的特點，可選購合適的剝色劑、還原劑、氧化劑、調(diào)節(jié)劑等復(fù)配多種組合配方進行剝色劑的研制。本文用市售剝色劑A、自研制剝色劑B、自研制剝色劑C對含有動物毛纖維的面料進行剝色試驗，驗證剝色效果并比較其剝色能力。

2.3 試驗方法

不同剝色劑的配制及剝色方法如表2所示。剝色后，參照標準GB/T 16988—2013《特種動物纖維與綿羊毛混合物含量的測定》附錄B，F(xiàn)Z/T 01057.3—2007[2]《紡織纖維鑒別試驗方法 第3部分：顯微鏡法》觀察試驗樣品的縱向形態(tài)特征。

3 試驗結(jié)果與分析

3.1 3種剝色劑對大衣呢料剝色的效果及分析

圖1 大衣呢料剝色前后的纖維形態(tài)

未剝色的大衣呢料及其纖維縱向形態(tài)見圖1（1），用市售剝色劑A、自研制剝色劑B、自研制剝色劑C剝色后的大衣呢料及其纖維縱向形態(tài)分別見圖1的（2）、（3）、（4）。

在顯微鏡下，圖1（1）的縱向形態(tài)：每根纖維為黑色，鱗片被染料全部覆蓋，無法清晰辨認纖維具體種類，需要剝色處理。

市售剝色劑A剝色效果見圖1（2）：由于大衣呢料的織物結(jié)構(gòu)較密，比較難剝色，不能褪去纖維上的染料且纖維鱗片不清晰，所以試驗的剝色條件不能滿足織物結(jié)構(gòu)較密的樣品，剝色劑用量、剝色時間都要相應(yīng)增加。

自研制剝色劑B剝色效果見圖1（3）；剝色后的試樣和原樣相比，顏色幾乎沒變，多數(shù)纖維上的染料沒有剝掉且纖維鱗片不清晰，由于個別絨纖維鱗片受損，所以應(yīng)該增加剝色劑用量，降低水浴溫度，縮短剝色時間。

自研制剝色劑C剝色效果見圖1（4）所示：剝色效果最好，深色絨纖維基本褪去了顏色，纖維鱗片清晰，雖然個別毛纖維顏色較深，但在顯微鏡下，根據(jù)鱗片結(jié)構(gòu)特征，如間距、密度、厚度和開口角，可以做出正確判斷。

表2 不同剝色劑配制及剝色方法

3.2 3種剝色劑對毛針織料剝色的效果及分析

圖2 毛針織料剝色前后的纖維形態(tài)

未剝色毛針織料及其纖維縱向形態(tài)見圖2（1），用市售剝色劑A、自研制剝色劑B、自研制剝色劑C剝色后的毛針織料及其纖維縱向形態(tài)見圖2的（2）、（3）、（4）。

在顯微鏡下，圖2（1）的縱向形態(tài)：部分纖維為黑色，鱗片被染料全部覆蓋，無法清晰辨認纖維具體種類，需要剝色處理。

市售剝色劑A剝色效果見圖2（2）：由于毛針織料較輕薄，比較好剝色，試樣中的黑色紗剝色后變墨綠色，但部分纖維表面形態(tài)輕微受損且纖維鱗片不清晰，需要改變剝色條件，重新剝色處理。

自研制剝色劑B剝色效果見圖2（3）：黑色紗剝色后變綠色，部分纖維表面形態(tài)被破壞且鱗片不清晰，纖維受損嚴重，需要改變剝色條件，重新剝色處理。

自研制剝色劑C剝色效果見圖2（4）：剝色效果最好，剝色后試樣顏色變淺藍色，纖維鱗片清晰，沒有受損。

3.3 3種剝色劑對西裝面料剝色的效果及分析

圖3 西裝面料剝色前后的纖維形態(tài)

未剝色西裝面料及其纖維縱向形態(tài)見圖3（1），用市售剝色劑A、自研制剝色劑B、自研制剝色劑C剝色后的西裝面料及其纖維縱向形態(tài)見圖3（2）、（3）、（4）。

在顯微鏡下，圖3（1）的縱向形態(tài)：試樣為黑色，多數(shù)纖維為深顏色，部分纖維鱗片被染料全部覆蓋，無法清晰辨認纖維具體種類，需要剝色處理。

市售剝色劑A剝色效果見圖3（2）：試樣剝色后為深灰色，纖維鱗片結(jié)構(gòu)和條干完好，沒有受損，但個別纖維顏色略深，還需增加剝色劑用量和剝色時間。

自研制剝色劑B剝色效果見圖3（3）：剝色后的試樣顏色變淺，由黑色變淺灰色，在顯微鏡下觀察，大多數(shù)纖維經(jīng)過剝色劑剝色后，纖維原始的色素被剝掉，檢驗過程中容易導(dǎo)致誤判，需要改變剝色條件，重新進行剝色處理。

自研制剝色劑C剝色效果見圖3（4）：剝色效果最好，纖維鱗片清晰，無受損，保留纖維原始色素；采用顯微鏡可以清晰觀察特種毛纖維的外觀形態(tài)特征，做出正確判斷。

綜合以上試驗分析，不同剝色劑在同一剝色條件（時間、溫度、剝色劑用量）下：市售剝色劑A，纖維基本不損傷，但對織物結(jié)構(gòu)密的面料，比較難剝色，剝色劑用量、時間都要相應(yīng)增加，所以剝色周期長，成本高，不適合實驗室長期使用；自研制剝色劑B，剝色效果較差，纖維容易損傷，雖然個別織物剝色時間短，節(jié)省了時間，但大部分織物剝色效果難掌握，纖維容易還原或受損，故不適合實驗室長期使用；自研制剝色劑C，剝色效果最好，剝色均勻，纖維基本不損傷，不受織物結(jié)構(gòu)密度影響，不用反復(fù)剝色，節(jié)省時間，符合標準測試要求。所以自研制剝色劑C為最佳剝色劑，剝色效果好，成本低，適合實驗室長期使用。

4 結(jié)論

試驗研究表明，在90 ℃水浴溫度中剝色10min～13 min的條件下，市售剝色劑A和自研制剝色劑B對試驗樣品剝色效果不明顯；對纖維造成損傷程度難以滿足動物毛絨纖維成分含量分析的測試要求；用自研制剝色劑C剝色效果最好，纖維沒有損傷，能達到最佳辨認效果。所以自研制剝色劑C對輕薄織物、中厚織物、厚織物剝色都可以達到最佳剝色效果。

由此，在進行深色毛絨染織品進行纖維含量分析的剝色時，自研制剝色劑C的剝色條件以90 ℃水浴溫度中剝色10min～13 min為調(diào)試基準，根據(jù)織物厚薄、密度來調(diào)整剝色時間和剝色劑用量，盡量避免或減少剝色劑帶來的試驗結(jié)果誤差。目前紡織產(chǎn)品的各種后整理工藝在產(chǎn)生特殊性能的同時也對各檢驗機構(gòu)進行相關(guān)檢測提出新的要求，在日常檢驗工作中我們要不斷積累經(jīng)驗，與時俱進，結(jié)合工藝的發(fā)展進一步優(yōu)化剝色配方和工藝，提高對纖維的鑒別技術(shù)及鑒別效率，對檢驗過程中存在的問題加以改進和完善。