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三原色染色法測(cè)定棉麻纖維混紡比初探

俞凌云1，溫演慶1，朱譜新2，林義2，羅楊1，李東1

（1.四川出入境檢驗(yàn)檢疫局，四川成都，610041；2.四川大學(xué)紡織研究所，四川成都610065）

摘要：為減少纖維成分棉麻含量檢驗(yàn)工作的強(qiáng)度，通過三原色染色法，研究三原色染色棉麻纖維的色度學(xué)參數(shù)數(shù)據(jù)與棉麻含量的線性關(guān)系，得出色度坐標(biāo)x的數(shù)據(jù)與棉含量的線性關(guān)系較好。建立三原色染色法測(cè)定棉麻混紡比的方法，與標(biāo)準(zhǔn)法顯微投影法進(jìn)行比對(duì)，結(jié)果非常相近，滿足快速測(cè)定棉麻纖維混紡比的要求。

關(guān)鍵詞：棉；苧麻；混紡比；三原色；染色法

收到修改稿日期：2013-04-21

0　引言

纖維混紡物組分分析通常采用化學(xué)溶解分析方法，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或紡織專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中有各種纖維的化學(xué)分析方法[1-2]。這種方法是利用紗線中不同纖維成分之間化學(xué)性質(zhì)的差異進(jìn)行測(cè)定，方法只針對(duì)麻纖維或棉纖維的某一種進(jìn)行檢測(cè)，不能對(duì)麻棉混紡物的麻纖維或棉纖維進(jìn)行區(qū)別而測(cè)出棉纖維和麻纖維比例。這是由于麻棉同屬纖維素纖維，化學(xué)結(jié)構(gòu)類似[3-4]，到目前為止，還沒有找到一個(gè)只溶解麻棉其中之一，而不溶解另一個(gè)的溶劑。因而，用化學(xué)方法較精確地測(cè)定其混紡麻棉纖維比有一定的難度。

目前，麻棉混紡紗或織物的組分分析多采用繁雜的顯微投影法和染色法[5-6]。顯微投影法將兩種纖維染成大致不同的兩種顏色，同時(shí)參考兩種纖維不同的外觀結(jié)構(gòu)，在顯微鏡的幫助下，鑒別出兩種纖維，并用標(biāo)尺測(cè)出直徑和長(zhǎng)度，按各自的比重?fù)Q算出兩者的重量比。這個(gè)方法費(fèi)時(shí)，而且誤差很大。而染色法根據(jù)染料量平衡原理（纖維上吸附量與染浴中染料的減少量相等），對(duì)一組已知麻棉混紡比含量的麻棉混紡物進(jìn)行染色，作為標(biāo)準(zhǔn)物，運(yùn)用分光光度計(jì)測(cè)定殘留染液濃度，用線性回歸法算出標(biāo)準(zhǔn)曲線，再對(duì)待測(cè)樣品用同樣的染色過程測(cè)殘留染液濃度求其組分含量。染色平衡所需時(shí)間至少4~5 h，耗時(shí)長(zhǎng)，誤差一般為5%~8%。

為克服上述技術(shù)的不足之處，為棉麻混紡物的混紡比檢測(cè)提供一種三原色染色法，對(duì)棉麻兩種纖維混紡織物的混紡比進(jìn)行較快速和準(zhǔn)確檢測(cè)。

1　試驗(yàn)部分

1.1試驗(yàn)儀器和主要試劑

儀器：PL202型電子分析天平，梅特勒托利多儀器（上海）有限公司；HBC-12型搖擺式常溫染色小樣機(jī)，佛山市順德區(qū)容桂薈寶染整機(jī)械廠；X-Rite 8200型臺(tái)式分光光度儀，美國(guó)愛色麗公司。

主要試劑：直接棗紅GB、分散藍(lán)2BLN，天津市染料化工三廠；陽離子嫩黃O、滲透劑JFC，紹興格林化工有限公司。

試驗(yàn)材料：純棉坯布，密度60×58；純苧麻坯布，密度52×58，經(jīng)緯均為36公支，四川省達(dá)州市智鵬麻業(yè)有限公司。染色前經(jīng)過退漿，煮練和漂白處理[7]。

1.2試驗(yàn)原理

棉纖維和麻纖維這兩種纖維結(jié)晶度和測(cè)序度分布不同，對(duì)不同的染料具有不同的上染特性。每一種染料分別對(duì)麻纖維和棉纖維染色后的顏色都存在差異，例如色相、彩度和明度，這些差異經(jīng)過3種不同類別三原色染料上染后，使得麻棉兩種纖維之間的顏色效果偏差加大，便于識(shí)別麻棉混紡比不同引起的色差；利用反射型分光光度計(jì)測(cè)定染色織物的X、Y和Z三刺激值，通過國(guó)際照明委員會(huì)制定的CIE1931x，y色度圖，可以快速定量和可重復(fù)性地檢測(cè)這些差異。

1.3試驗(yàn)方法

1.3.1三原色染料液制備

選用3種不同顏色的原料：直接棗紅GB、陽離子嫩黃O和分散藍(lán)2BLN作為棉麻纖維混紡物的染色原料。按干物質(zhì)質(zhì)量比為直接棗紅GB：陽離子嫩黃O：分散藍(lán)2BLN=1∶1∶1的比例稱取染色原料，把這3種染色原料的混合物放入容器；加入滲透劑JFC，滲透劑JFC用量為3種染色原料總質(zhì)量的10倍質(zhì)量；再加入3種染色原料10倍質(zhì)量的40℃軟水潤(rùn)濕攪勻；然后，再緩慢加入室溫軟水?dāng)嚢枞芙?，配?種染色原料重量百分比為1%的三原色染料液。

1.3.2三原色染色

按質(zhì)量比為三原色染料液∶軟水=1∶100的比例，把三原色染料液加入到軟水中進(jìn)行稀釋，攪勻，成為3種染色原料濃度為萬分之一的染色介質(zhì)；按浴比織物干質(zhì)量∶染料介質(zhì)質(zhì)量=1∶100的比例，分別稱取待測(cè)定的棉麻纖維混紡物和染色介質(zhì)；將棉麻混紡物浸入染色介質(zhì)中，用玻棒攪拌1min，以3℃/min的速度升溫至95℃，保持95℃條件下染色5min；洗滌棉麻混紡物并晾干：染色結(jié)束后，將已染色的棉麻纖維混紡物取出，用冷流水洗滌2min，放入40℃烘箱中干燥，待儀器檢測(cè)。

1.3.3儀器檢測(cè)

用反射型分光光度儀測(cè)定干燥后的已染色棉麻纖維混紡物，記錄該已染色棉麻纖維混紡物的三刺激值X、Y和Z；計(jì)算棉麻纖維混紡比例，把三刺激值X、Y和Z值代入色度坐標(biāo)x計(jì)算公式：

得出色度坐標(biāo)x值；用x代入棉纖維含量線性回歸方程求棉纖維含量C（%），則麻含量R（%）=1-C。

2　結(jié)果與討論

2.1棉纖維含量線性回歸方程

四川大學(xué)紡織研究所制備了棉麻混紡標(biāo)準(zhǔn)樣品，標(biāo)號(hào)為1#~6#，各組分含量如表1所示。對(duì)棉麻混紡標(biāo)準(zhǔn)樣品分別進(jìn)行三原色染色法染色處理，并測(cè)定樣品的三刺激值X、Y和Z，測(cè)4次取平均值，根據(jù)x計(jì)算公式，求出色度坐標(biāo)x，結(jié)果如表1所示，建立棉纖維含量與色度坐標(biāo)x的擬合曲線如圖1所示。得出棉纖維含量與色度坐標(biāo)x呈線性關(guān)系，線性回歸方程：C（%）=2189.7x-791.2，相關(guān)系數(shù)γ2=0.9979，滿足測(cè)定需要棉纖維測(cè)定的準(zhǔn)確度要求。

2.2預(yù)測(cè)結(jié)果分析

將色度坐標(biāo)x代入棉纖維含量線性回歸方程，結(jié)果見表2?？梢钥闯觯藓扛哂?0%時(shí)，誤差通常較小，不超過3%；棉含量低于20%時(shí)，誤差通常較大。這可能是因?yàn)殡S著麻含量的增加，所得染色纖維濾餅變得更為蓬松，在測(cè)試時(shí)被壓縮造成測(cè)試面邊緣變形，從而導(dǎo)致誤差偏大，從色度坐標(biāo)x得到的預(yù)測(cè)值與實(shí)際值誤差最小，不超過3%。利用三原色染色棉麻的色度學(xué)數(shù)據(jù)測(cè)定棉麻含量的方法具有較高的精確度。使用本方法時(shí)，一定要嚴(yán)格按照工藝條件操作，以免帶來實(shí)驗(yàn)誤差。

表1　不同棉麻含量纖維三原色染色的色度學(xué)數(shù)據(jù)

圖1　x值與棉含量的擬合曲線

表2　不同色度學(xué)參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)曲線的預(yù)測(cè)

2.3行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)比對(duì)

在市場(chǎng)上購(gòu)買3種不同棉麻含量的棉麻混紡布，分別標(biāo)號(hào)為1#、2#和3#，對(duì)深顏色的1#樣品經(jīng)脫色處理后再染色。對(duì)以上3個(gè)樣品進(jìn)行測(cè)試并與顯微投影法[6]進(jìn)行方法比對(duì)，測(cè)定結(jié)果如表3所示。

由表3可以看出，三原色染色法測(cè)定棉麻含量結(jié)果，與顯微投影法測(cè)定結(jié)果非常接近，由此可以得出三原色染色法適合紡織品中棉麻混紡比的測(cè)定。

表3　行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)比對(duì)結(jié)果

3　結(jié)束語

研究了三原色染色棉麻纖維的色度學(xué)參數(shù)數(shù)據(jù)與棉麻含量的線性關(guān)系，發(fā)現(xiàn)色度坐標(biāo)x的數(shù)據(jù)與棉含量的線性關(guān)系較好。利用這些參數(shù)的數(shù)據(jù)得到的預(yù)測(cè)值與實(shí)際值的誤差不超過3%。因此，使用三原色染色棉麻的色度學(xué)數(shù)據(jù)測(cè)定棉麻含量的方法具有較高的精確度。通過測(cè)定染色棉麻的色度學(xué)數(shù)據(jù)就可以直接求出棉麻混紡比，這將極大地提高棉麻組分的檢測(cè)效率，減少檢驗(yàn)工作的強(qiáng)度。

參考文獻(xiàn)

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了5個(gè)化合物，數(shù)據(jù)較少，還應(yīng)該用更多的對(duì)照品來驗(yàn)證該規(guī)律的普適性。

Preliminary study on determination for blending ratio of cotton and ramie by trichromatic staining

YU Ling-yun1，WEN Yan-qing1，ZHU Pu-xin2，LIN Yi2，LUO Yang1，LI Dong1（1. Sichuan Entry-Exit Inspection and Quarantine Bureau，Chengdu 610041，China；

2. Textile Institute，Sichuan University，Chengdu 610065，China）

Abstract:In order to reduce work intensity for the fiber composition inspection of cotton and ramie content，the authors studied the linear relationship between the colorimetry parameter data and the content of cotton and ramie according to trichromatic staining method. It is concluded that the linear relationship between the data of chromaticity coordinates x and the cotton content is good. So the trichromatic staining method was set up for determining the blended ratio of cotton and ramie. The standard method of micro-projection method is used as a comparison method，and their results are very similar. Thus the established method can meet the requirements for rapidly determining the blend ratio of cotton and ramie in fiber.

Key words:cotton；ramie；blending ratio；primary color；staining method

基金項(xiàng)目：國(guó)家質(zhì)檢總局基金項(xiàng)目（2009IK290）

收稿日期：2013-02-19；

doi：10.11857/j.issn.1674-5124.2013.05.017

文章編號(hào)：1674-5124（2013）05-0062-03

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

中圖分類號(hào)：TS106；TS193.6；O432.2；TS102.5

作者簡(jiǎn)介：俞凌云（1982-），女，山東青島市人，工程師，博士，研究方向?yàn)楝F(xiàn)代分離分析方法及理論。