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        假發(fā)原料:真人發(fā)與牦牛毛微觀形態(tài)鑒別研究

        2022-11-09 09:57:08裴燕華余弘
        中國纖檢 2022年10期
        關(guān)鍵詞:光鏡鱗片毛發(fā)

        文/裴燕華 余弘

        隨著全球經(jīng)濟發(fā)展的推動,人們生活水平和消費水平大幅度提高,人們對美與時尚的追求越來越強烈,對頭型妝飾、美容美發(fā)的意識也在不斷提高,發(fā)制品市場得以迅猛發(fā)展[1-4]。發(fā)條、發(fā)塊、發(fā)套等假發(fā)產(chǎn)品廣受消費者喜愛。

        制作假發(fā)制品的材料主要有真人發(fā)、動物毛及化纖絲3種,其中真人發(fā)因其優(yōu)質(zhì)的手感及逼真度,后期還可燙可染的優(yōu)點備受高端市場的追捧。由于中國龐大的人口數(shù)量以及高品質(zhì)的秀發(fā),人發(fā)資源豐富,因此中國一直以來都是全球人發(fā)集散中心及出口大國。牦牛毛作為動物毛也是假發(fā)的主要原料之一,相較于化纖發(fā),牦牛毛制成的假發(fā)產(chǎn)品手感與逼真程度更近似于人發(fā)而在行業(yè)中被廣泛運用。但由于其價格便宜,被不法企業(yè)當作真人發(fā)來售賣,損害了消費者的權(quán)益。

        雖然假發(fā)市場不斷擴大,產(chǎn)品材料不斷升級,但目前針對假發(fā)產(chǎn)品的品質(zhì)及品類的檢測方法卻并不完善。目前國內(nèi)外暫無關(guān)于發(fā)制品纖維鑒別的相關(guān)標準,現(xiàn)行標準中只有GB/T 23170—2008中提及“標注100%的人發(fā)產(chǎn)品,人發(fā)含量應(yīng)不小于98%”[5],檢測方法參考GB/T 2910《紡織品 定量化學分析》及FZ/T 01057《紡織品纖維鑒別試驗方法》。

        其中化纖絲假發(fā)可根據(jù)其不同的化學性質(zhì)對應(yīng)相應(yīng)的方法進行鑒別與定量。但對同為蛋白質(zhì)纖維的人發(fā)與牦牛毛來說,并沒有有效的鑒別方法。而且現(xiàn)有的標準與參考的檢測方法中沒有關(guān)于真人發(fā)物理或化學性質(zhì)的相關(guān)描述,使得市場上的真人發(fā)與牦牛毛等動物毛發(fā)的產(chǎn)品檢測陷入僵局,市場監(jiān)管、產(chǎn)品質(zhì)量以及消費者權(quán)益都無法得到保障。

        本試驗收集了30歲左右生活在上海及云南的女性人發(fā)原料及西藏與甘肅天祝兩個區(qū)域的黑色牦牛毛,通過感官、掃描電鏡、光學顯微鏡3種方法對真人發(fā)與牦牛毛進行外觀、鱗片形態(tài)、髓腔大小、色素分布等結(jié)構(gòu)形態(tài)進行了比較研究,以期為該類產(chǎn)品的鑒別提供參考。

        1 試驗部分

        1.1 儀器

        TESCAN VEGA 3XMU高低可變真空掃描電子顯微鏡(捷克TESCAN公司),OLYMPUS BX53生物顯微鏡,CU-6纖維細度儀(北京合眾視野科技有限公司),Y172型纖維切片器(溫州方圓儀器有限公司),火棉膠、液體石蠟、載玻片、蓋玻片、紗剪、鑷子等。

        1.2 材料

        毛發(fā)原料由上海市質(zhì)量監(jiān)督檢驗技術(shù)研究院提供,包括生活在上海及云南兩地、30歲左右女性人發(fā)各50g;黑色天祝牦牛毛50g;黑色西藏牦牛毛 50g。

        1.3 試驗方法

        1.3.1 感官檢驗法

        采用燃燒法、觀察法、觸摸法對人發(fā)與牦牛毛外觀進行檢驗。

        1.3.2 光學顯微鏡法

        (1)形態(tài)試驗:參考標準FZ/T 01057.3—2007《紡織品纖維鑒別試驗方法 第3部分:顯微鏡法》,隨機選取人發(fā)與牦牛毛各10根,剪切約0.5mm長度纖維段,制片放入光學顯微鏡下觀察不同毛發(fā)纖維縱向鱗片形態(tài);每種毛發(fā)隨機取50~80根,在纖維上涂上膠棉液用哈氏切片器切取30μm厚薄的纖維截面,放入顯微鏡下觀察橫截面形態(tài)[6]。

        (2)直徑測試:參考標準GB/T 10685—2007《羊毛纖維直徑試驗方法 投影顯微鏡法》試驗方法,將各區(qū)域不同種類毛發(fā)分別混合均勻,每種毛發(fā)中隨機選取適量纖維,用哈氏切片器切取0.6μm長的纖維片段,制片放入顯微鏡下,采用CU-6纖維細度儀進行測量[7],每個種類毛發(fā)測量500根。

        (3)中空率與中空度測試:參考標準FZ/T 50002—2013《化學纖維異形度試驗方法》試驗方法,將3種毛發(fā)涂上膠棉液制備纖維截面試樣,采用CU異形度軟件對測繪人發(fā)與牦牛毛中有髓毛的中空面積對纖維橫截面面積的百分比,計算有髓毛發(fā)所占百分含量[8],每個種類測試300個。

        1.3.3 掃描電鏡法

        參考標準GB/T 14593—2008《山羊毛、綿羊毛及其混合纖維定量分析方法 掃描電鏡法》中程序制作毛發(fā)纖維縱截面與橫截面切片,使用離子濺射儀抽真空后在纖維表面噴金,然后放入TESCAN VEGA 3XMU高低可變真空掃描電子顯微鏡中掃描觀察人發(fā)原料及牦牛毛縱向與橫截面形態(tài)特征,并對鱗片高度、鱗片密度、鱗片厚度進行測量與觀察[9]。

        2 結(jié)果與分析

        不同物種毛發(fā)纖維結(jié)構(gòu)上存在著各自特有的層狀分級[10]。人發(fā)及牦牛毛是天然蛋白質(zhì)纖維,在組織學構(gòu)造上都是由眾多基元細胞堆砌而成的類似圓柱體的復合物。由覆蓋在纖維表面的鱗片層、構(gòu)成纖維主體的皮質(zhì)層以及纖維中心部位的髓質(zhì)層三部分構(gòu)成。鱗片層起著保護的作用覆蓋在毛發(fā)纖維表面,不同的動物毛發(fā)鱗片層都有其獨特的形態(tài)結(jié)構(gòu),同時賦予毛發(fā)不同的手感及光澤度。皮質(zhì)層是纖維實體最主要的組成部分,決定纖維的物理化學性質(zhì),毛發(fā)色素顆粒也存在于皮質(zhì)層中,根據(jù)色素(真黑素、淺黑素、復合淺黑素)含量的不同決定毛發(fā)顏色的深淺。髓質(zhì)層結(jié)構(gòu)疏松,縱向分布于纖維最內(nèi)層,但并非所有動物毛發(fā)都有髓質(zhì)層,通常越粗的毛發(fā)髓質(zhì)層占比越大[11]。

        2.1 感官法測試

        人發(fā)及牦牛毛(如圖1和圖2)均為蛋白質(zhì)纖維,經(jīng)燃燒后,都呈松而脆的黑色焦炭狀,有燒毛發(fā)味[12]。通過感官觸摸觀察發(fā)現(xiàn),真人發(fā)手感柔軟光滑,自然垂順有彈性,將頭發(fā)倒立時能快速地松散開來,頭發(fā)在日光照射下有較亮的反光。牦牛毛則手感干燥毛糙,纖維具有一定的卷曲度,因此顯得蓬松剛硬,光澤度相比人發(fā)差。

        圖1 人發(fā)

        圖2 牦牛毛

        2.2 光學顯微鏡法測試

        光學顯微鏡是利用光學原理,將肉眼不能分辨的微小物體放大,毛發(fā)通過攝像頭轉(zhuǎn)換器成像于顯示器上,可通過CU-6軟件對毛發(fā)纖維細度、中空率、中空度等參數(shù)進行測量。該方法的優(yōu)點是可以觀察到纖維的內(nèi)部髓質(zhì)和色素分布,缺點是一些細微的表面結(jié)構(gòu)不能清楚地顯示出來。

        2.2.1 人發(fā)與牦牛毛縱向鱗片特征

        不同區(qū)域真人發(fā)(如圖3和圖4)經(jīng)光學顯微鏡最終放大成像500倍觀察,纖維條干筆直挺括,部分人發(fā)纖維具有髓腔,髓腔約占整體1/5左右,人發(fā)細度均勻,從發(fā)根至發(fā)梢均勻變細,人發(fā)表面覆滿黑色、黑褐色的點狀或束狀色素,至發(fā)梢處色素顏色逐漸變淺直至末端變白。在人發(fā)邊緣能觀察到較為密集的鱗片,但鱗片形狀大小等形態(tài)特征卻因色素覆蓋無法看清。

        圖3 光鏡:上海人發(fā)縱面

        圖4 光鏡:云南人發(fā)縱面

        牦牛毛(如圖5和圖6)纖維條干均勻,縱向極少有髓腔,表面也覆蓋滿點狀深褐色或棕色色素,毛發(fā)中間色素較深,兩遍色素較淺,與人發(fā)相似毛發(fā)從根部至末梢均勻變細,毛色也逐漸變淺。表面鱗片也因色素附著無法觀察。

        圖5 光鏡:西藏牦牛毛縱面

        圖6 光鏡:天祝牦牛毛縱面

        2.2.2 人發(fā)與牦牛毛橫截面形態(tài)特征

        不同地區(qū)人發(fā)橫截面(如圖7和圖8)都為橢圓形或近圓形,有無髓發(fā)及有髓發(fā),中心髓腔也為近圓形。不同地區(qū)人發(fā)截面大小與顏色略有差異。而人發(fā)皮質(zhì)層中色素分布趨勢大體一致,毛發(fā)皮質(zhì)層中布滿黑色、深棕或淺棕色色素,主要集中于毛發(fā)截面外圈,色素由內(nèi)向外加深,有髓毛髓腔呈黑洞,髓腔外圈色素較少,呈亮白色,無髓毛則中心透亮。

        圖7 光鏡:上海人發(fā)截面

        圖8 光鏡:云南人發(fā)截面

        牦牛毛橫截面(如圖9和圖10)多呈橢圓形,西藏牦牛毛平均橫截面積略大于天祝牦牛毛,西藏牦牛毛顏色偏黑色,天祝牦牛毛偏棕色。而不同地區(qū)牦牛毛色素分布趨勢也相同。黑褐色及棕色點狀色素主要集中分布于截面中心,色素分布趨勢與人發(fā)正相反,由內(nèi)向外逐漸減少。牦牛毛主要為無髓毛,有髓毛中腔較小,部分截面中心因有髓腔而呈現(xiàn)亮點。

        圖9 光鏡:天祝牦牛毛截面

        圖10 光鏡:西藏牦牛毛截面

        通過光學顯微鏡CU纖維細度儀測量數(shù)據(jù)見表1。雖然上海人發(fā)的平均細度略大于云南人發(fā),但從細度最大值來看兩地人發(fā)差異不大,毛發(fā)中甘肅牦牛毛最粗。從CV值來看牦牛毛的粗細不勻,這也是造成牦牛手感較粗糙的原因之一。毛發(fā)中空率與中空度從大到小依次排序為:上海人發(fā)、云南人發(fā)、西藏牦牛毛、天祝牦牛毛。光學顯微鏡下中空率、中空度以及相反的色素分布差異是人發(fā)與牦牛毛的顯著特點。

        表1 光學顯微鏡下毛發(fā)形態(tài)指征

        2.3 掃描電子顯微鏡法

        掃描電子顯微鏡是利用聚集的、具有一定能量的電子束在樣品表面掃描,激發(fā)產(chǎn)生二次電子從而獲得樣品表面形態(tài)的掃描圖像[6],其優(yōu)點在于不受纖維表面色素的影響,能夠真實體現(xiàn)出纖維表面鱗片的具體情況(如、鱗片形狀、鱗片大小、鱗片厚度等)。

        根據(jù)掃描電子顯微鏡成像原理,真人發(fā)與牦牛毛橫截面(如圖11和圖12)在電鏡下都呈橢圓或近圓形,并無明顯差異。人發(fā)與牦牛毛縱向鱗片掃描放大2kx倍后,能夠相當清晰地觀察到毛發(fā)鱗片的微觀結(jié)構(gòu)。人發(fā)纖維毛干筆直,邊緣光滑,表面平整透亮,鱗片高度均勻整齊,呈波浪形或瓦片狀,從發(fā)根至發(fā)梢方向,環(huán)環(huán)相套,纖維鱗片緊貼毛干。牦牛毛鱗片花碎,高度不勻、大小不一,鱗片形狀呈無規(guī)律波浪齒形3/4環(huán)套于毛干,毛發(fā)鱗片翹起較大使毛發(fā)表面更為粗糙暗沉。

        圖11 電鏡:人發(fā)縱向

        圖12 電鏡:牦牛縱向

        對鱗片具體的測量參數(shù)詳見表2。可見不同區(qū)域人發(fā)或牦牛毛鱗片高度、密度之間存在細微差異,毛發(fā)與毛發(fā)之間纖維鱗片形態(tài)也各不相同、千變?nèi)f化,但同種類毛發(fā)的基本形態(tài)特征大體一致。

        表2 掃描電鏡下毛發(fā)形態(tài)指征

        3 結(jié)論

        (1)通過感官鑒別可以大致區(qū)分人發(fā)與牦牛毛。人發(fā)自然順滑,色澤光亮;牦牛毛蓬松粗糙,色澤暗沉。

        (2)在光學顯微鏡下人發(fā)與牦牛毛縱向鱗片結(jié)構(gòu)無法觀察,但皮質(zhì)層中天然色素豐富,橫截面具有明顯的反向差異,人發(fā)色素集中于皮質(zhì)層外圈,牦牛毛則集中于皮質(zhì)層中心,可清晰辨認。

        (3)人發(fā)與牦牛毛通過電鏡掃描可呈現(xiàn)出清晰的纖維鱗片形態(tài),鱗片形狀、鱗片密度存在明顯差異,人發(fā)鱗片為瓦片形,規(guī)律環(huán)套發(fā)干,顏色光亮;牦牛毛鱗片花亂,呈波浪齒狀3/4環(huán)套毛干,鱗片翹角稍大,色澤暗沉。

        (4)不同區(qū)域人發(fā)與牦牛毛,顏色細度存在少許差異,但不同種類毛發(fā)質(zhì)地,纖維鱗片形態(tài)及天然色素分布趨勢基本一致,具有明顯的種類特性??赏ㄟ^感官檢驗、光學顯微鏡與掃描電鏡相結(jié)合的方法進行鑒別。

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