绵羊毛与山羊绒光学显微镜鉴别探讨

文/裴燕华 李春霞 杨鹏阔

目前特种动物纤维含量检测的主要方法有光学显微镜法、扫描电子显微镜法、近红外光谱法、染色法、DNA鉴别法、生物芯片技术等[1]，现被主流检测机构主要采用的是光学显微镜法。光学显微镜法是检测特种动物纤维运用最广泛的方法，主要根据检测人员对不同特种动物纤维在显微镜下鳞片形态差异进行鉴别定量。然而羊毛羊绒及其他特种动物纤维本身受环境杂交等因素影响，虽纤维鳞片基本形态一致，但并不会一模一样，加上市场对纺织产品品质的需求，对纤维的后处理工艺也是多种多样，更加使得天然动物纤维形态千变万化。因此对检测人员的要求极高，需要全面掌握特种动物纤维天然形态及各种纤维加工处理后的形态特征。

GB/T 16988—2013、AATCC 20—2018/AATCC 20A—2018及ISO 17751-1—2016是三个光学纤维镜法常用检测方法标准，其试验原理相同但对动物纤维的测量要求有所不同，比如GB/T 16988—2013中要求每种纤维细度测量为300根，每个试验试样测试1500根纤维[2]，AATCC 20—2018/AATCC 20A—2018与中每种纤维细度仅需测量100根，每个试验试样测试1000根纤维[3-4]；ISO 17751-1—2016中羊毛与羊绒纤维细度及测试总数与AATCC 20—2018/AATCC 20A—2018的要求一致；美标及欧标的细度测量根数仅为国标的三分之一，总的测试根数两个外标也仅有国标的三分之二，差距是相当大。因此本文根据三个标准中的不同测试要求，分别对三种美利奴羊毛（原毛、防缩处理、丝光处理）与中国白山羊绒混纺织物进行试验，比较不同测试根数与细度对试验结果的影响。

1 试验

1.1 试验原理

根据不同种类绵羊毛与山羊绒之间鳞片形态结构差异，通过显微镜成像分析仪对其混纺纤维进行直径测量同时记录各类纤维根数，通过计算公式得到其质量百分含量。

1.2 试验环境

预调湿、调湿和试验温度在（20.0±2.0）℃之间，相对湿度为（65.0±4.0）%[2]。

1.3 试验仪器与工具

CU6显微镜成像分析仪、哈氏切片器、载玻片、盖玻片、剪刀、镊子等。

1.4 试剂

液体石蜡。

1.5 试样

三块50%美利奴羊毛（1号原毛、2号防缩处理羊毛、3号丝光处理羊毛）与50%中国白绒混纺针织物。

1.6 制样

分别从3块织物中随机取适量纱线，使用哈氏切片器切取长度为0.6mm的纤维片段放在载玻片上，滴入适量液体石蜡，用镊子搅拌均匀后盖上盖玻片放到显微镜载物台上准备进行试验。

1.7 测量

纤维成像放大至500倍，调节显微镜焦距，使所制样品中纤维清晰成像于电脑屏幕。我们从片子的左上角开始回字形进行走片[5]，根据绵羊毛与山羊绒的形态特征进行鉴别与测量。每组试样由3位试验员对应GB/T 16988—2013与AATCC 20A—2018/ISO 17751-1—2016中测试数量要求分别测试。本试验由具有3年检测经验的试验员A和试验员B，以及具有9年特种工作经验的试验员C进行试验。

2 数据分析

从表1可以看到，3位试验人员采用不同方法标准所测得的试验结果与羊毛/山羊绒50/50的实际投料比都在允差范围内，皆为满意结果。从试验时间来看，美标与欧标的试验耗时全部少于国标试验，同一试验最多可节省20分钟，近国标试验所需时间的三分之一。不同检测人员试验所需时间会有稍许差异，从业时间最久的检测人员C试验所需时间明显少于另外两位检测人员，并且试验结果也更接近真值。然而影响试验效率的主要因素在于美标欧标与国标对每种纤维直径测试根数及试验总数的不同，从表2、表3、表4的试验数据来看，每种纤维测量300根与测量100根所得细度与平均度差值都在平均细度2%的范围内，最大仅0.5μm 的差异。从CV值上来看，虽然测量300根直径的CV值略小于100根直径的CV值，表示直径测量根数越多，细度离散越小，越趋近于平均细度，但对测得的平均细度及含量的结果影响却不大。

表1 不同方法标准试验结果

表2 羊毛（原毛）/山羊毛细度差异

表3 羊毛（防缩）/山羊毛细度差异

表4 羊毛（丝光）/山羊毛细度差异

处理后的羊毛纤维条干也变得均匀纤细一些。表2、表3、表4中数据可以看到原毛平均细度为17.7μm，防缩处理后细度为16.9μm，丝光处理的羊毛细度仅为16.3μm，经过不同方法处理后可降低羊毛的平均细度，丝光处理后的羊毛细度几乎接近于山羊绒的纤维直径。因此经过处理后的羊毛在外观、手感以及鳞片形态上都会接近于山羊绒的各项特征，增加检测人员的鉴别难度及试验时间。

不同的纤维形态同样也会影响检测人员的判别与检测速度。1号原毛中的羊毛纤维如图1所示，美利奴羊毛原毛鳞片呈不规则瓦片状，表面凹凸不平，纤维条干也是粗细不匀与山羊绒鳞片薄透亮的特点形成鲜明对比，较易鉴别区分。2号和3号样品中的羊毛形态分别如图2和图3所示，经过不同工艺处理后的羊毛鳞片就有了很大的变化，防缩处理后的羊毛鳞片翘角明显变钝变圆润，丝光后的羊毛鳞片变薄，有的模糊不清，甚至看不出鳞片。但无论经过何种处理，绵羊毛与山羊绒还是存在本质的差别，经过不断学习与积累都可以对其进行准确的区分与定量。

图1 美利奴原毛

图2 防缩处理羊毛

图3 丝光处理羊毛

3 结论与讨论

3.1 光学显微镜法对特种动物纤维形态特征的鉴别主要是靠检测人员对纤维的认知及目光进行判别，具有很强的主观性，不同试验人员会因工作经验的限制导致对不同方式处理后羊毛与山羊绒的鉴别存在些许差异。当然从业时间越长，经验越丰富，对不同纤维结构形态、鳞片特征的认知越全面，试验数据越准确。

3.2 GB/T 16988—2013、AATCC 20A—2018/ISO 17751-1—2016中对纤维细度的测量及测试根数的要求不同，两个标准中纤维细度测量根数相差200根，试样测试总根数相差500根，然而得到的测试结果中平均细度值差异不大，纤维百分含量也基本一致，在允差范围内浮动。根据样品纤维形态差异同一试验员完成同一样品的时间需要30分钟至60分钟左右，而采用AATCC 20A—2018/ISO 17751-1—2016可节省四分之一左右的时间，显然更加节省时间，检测效率较高。

3.3 GB/T 16988—2013附录A中对绵羊毛、山羊绒等常规特种动物纤维的纤维鳞片形状、厚薄、密度等形态特征进行了文字描述，但缺乏图片示例，对初学特种纤维的检测人员来说过于抽象空洞，难以理解及掌握各类纤维的形态特征。美标AATCC 20A—2018对特种动物纤维形态的描述参考AATCC 20—2018，对常见的几种动物纤维的鳞片、髓腔、直径、色素、横截面等形态特征通过表格的方式进行了表述，此外在AATCC 20—2018附录I中附有几张特种动物纤维纵向及横截面的图片以供学习。ISO 17751-1—2016附录C资料性附录对羊毛羊绒的种类、常规及变异形态都有非常详细的文字描述。例如中国、蒙古、伊朗、阿富汗等不同地区所产羊绒，中国土种绵羊毛，澳洲美利奴羊毛，以及防缩、丝光、拉伸等改性羊毛等特种动物纤维鳞片形状、厚度、密度、光泽度等形态描述以及图示。通过比较不难看出三个特种动物纤维定性定量标准中ISO 17751-1—2016对羊毛羊绒的描述图示更详尽，更加有利于检测人员的参考与学习。

4 结束语

特种动物纤维检测行业的发展需要很多方面的努力，特种动物纤维检测人员的培养是最为关键的，除了学习积累特种动物纤维表征外，要让其知其然知其所以然，扩大学习各类生产工艺及纤维处理后的形态特征。同时也要时常对行业检测人员目光进行统一校对。各大检测实验室之间可经常组织实验室间比对，或积极参加例如全国毛绒协会、CCMI等全国或国际认证的比对试验，调整目光，保证检测的统一性。相应的检测标准也需及时更新，对纤维细度的测量与试验总数可进行适当调整，在保证数据准确性的同时提高检测效率，节约时间成本。标准中可增加不同动物纤维各类形态图示，让标准更加形象直观，易于理解学习，从而保证特种动物纤维检测可靠性及稳定性，提高特种动物纤维检测行业的整体水平与发展。