三原色染色法測定棉麻纖維混紡比初探

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三原色染色法測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

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

摘要：為減少纖維成分棉麻含量檢驗工作的強度，通過三原色染色法，研究三原色染色棉麻纖維的色度學參數數據與棉麻含量的線性關系，得出色度坐標x的數據與棉含量的線性關系較好。建立三原色染色法測定棉麻混紡比的方法，與標準法顯微投影法進行比對，結果非常相近，滿足快速測定棉麻纖維混紡比的要求。

關鍵詞：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溶解分析方法，國家標準或紡織專業標準中有各種纖維的化學分析方法[1-2]。這種方法是利用紗線中不同纖維成分之間化學性質的差異進行測定，方法只針對麻纖維或棉纖維的某一種進行檢測，不能對麻棉混紡物的麻纖維或棉纖維進行區別而測出棉纖維和麻纖維比例。這是由于麻棉同屬纖維素纖維，化學結構類似[3-4]，到目前為止，還沒有找到一個只溶解麻棉其中之一，而不溶解另一個的溶劑。因而，用化學方法較精確地測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，同時參考兩種纖維不同的外觀結構，在顯微鏡的幫助下，鑒別出兩種纖維，并用標尺測出直徑和長度，按各自的比重換算出兩者的重量比。這個方法費時，而且誤差很大。而染色法根據染料量平衡原理（纖維上吸附量與染浴中染料的減少量相等），對一組已知麻棉混紡比含量的麻棉混紡物進行染色，作為標準物，運用分光光度計測定殘留染液濃度，用線性回歸法算出標準曲線，再對待測樣品用同樣的染色過程測殘留染液濃度求其組分含量。染色平衡所需時間至少4~5 h，耗時長，誤差一般為5%~8%。

為克服上述技術的不足之處，為棉麻混紡物的混紡比檢測提供一種三原色染色法，對棉麻兩種纖維混紡織物的混紡比進行較快速和準確檢測。

1　試驗部分

1.1試驗儀器和主要試劑

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，佛山市順德區容桂薈寶染整機械廠；X-Rite 8200型臺式分光光度儀，美國愛色麗公司。

主要試劑：直接棗紅GB、分散藍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。

試驗材料：純棉坯布，密度60×58；純苧麻坯布，密度52×58，經緯均為36公支，四川省達州市智鵬麻業有限公司。染色前經過退漿，煮練和漂白處理[7]。

1.2試驗原理

棉纖維和麻纖維這兩種纖維結晶度和測序度分布不同，對不同的染料具有不同的上染特性。每一種染料分別對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，便于識別麻棉混紡比不同引起的色差；利用反射型分光光度計測定染色織物的X、Y和Z三刺激值，通過國際照明委員會制定的CIE1931x，y色度圖，可以快速定量和可重復性地檢測這些差異。

1.3試驗方法

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2BLN作為棉麻纖維混紡物的染色原料。按干物質質量比為直接棗紅GB：陽離子嫩黃O：分散藍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種染色原料總質量的10倍質量；再加入3種染色原料10倍質量的40℃軟水潤濕攪勻；然后，再緩慢加入室溫軟水攪拌溶解，配成3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；按浴比織物干質量∶染料介質質量=1∶100的比例，分別稱取待測定的棉麻纖維混紡物和染色介質；將棉麻混紡物浸入染色介質中，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。

1.3.3儀器檢測

用反射型分光光度儀測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x計算公式：

得出色度坐標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　結果與討論

2.1棉纖維含量線性回歸方程

四川大學紡織研究所制備了棉麻混紡標準樣品，標號為1#~6#，各組分含量如表1所示。對棉麻混紡標準樣品分別進行三原色染色法染色處理，并測定樣品的三刺激值X、Y和Z，測4次取平均值，根據x計算公式，求出色度坐標x，結果如表1所示，建立棉纖維含量與色度坐標x的擬合曲線如圖1所示。得出棉纖維含量與色度坐標x呈線性關系，線性回歸方程：C（%）=2189.7x-791.2，相關系數γ2=0.9979，滿足測定需要棉纖維測定的準確度要求。

2.2預測結果分析

將色度坐標x代入棉纖維含量線性回歸方程，結果見表2。可以看出，棉含量高于20%時，誤差通常較小，不超過3%；棉含量低于20%時，誤差通常較大。這可能是因為隨著麻含量的增加，所得染色纖維濾餅變得更為蓬松，在測試時被壓縮造成測試面邊緣變形，從而導致誤差偏大，從色度坐標x得到的預測值與實際值誤差最小，不超過3%。利用三原色染色棉麻的色度學數據測定棉麻含量的方法具有較高的精確度。使用本方法時，一定要嚴格按照工藝條件操作，以免帶來實驗誤差。

表1　不同棉麻含量纖維三原色染色的色度學數據

圖1　x值與棉含量的擬合曲線

表2　不同色度學參數標準曲線的預測

2.3行業標準比對

在市場上購買3種不同棉麻含量的棉麻混紡布，分別標號為1#、2#和3#，對深顏色的1#樣品經脫色處理后再染色。對以上3個樣品進行測試并與顯微投影法[6]進行方法比對，測定結果如表3所示。

由表3可以看出，三原色染色法測定棉麻含量結果，與顯微投影法測定結果非常接近，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定。

表3　行業標準比對結果

3　結束語

研究了三原色染色棉麻纖維的色度學參數數據與棉麻含量的線性關系，發現色度坐標x的數據與棉含量的線性關系較好。利用這些參數的數據得到的預測值與實際值的誤差不超過3%。因此，使用三原色染色棉麻的色度學數據測定棉麻含量的方法具有較高的精確度。通過測定染色棉麻的色度學數據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效率，減少檢驗工作的強度。

參考文獻

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[2] GB/T 2910.15—2009紡織品定量化學分析第15部分：黃麻與某些動物纖維的混合物（含氮量法）[S] .北京：中國標準出版社，2009.

[3] 王越平，高緒珊，邢聲遠，等.幾種天然纖維素纖維的結構研究[J] .棉紡織技術，2006，34（2）：72-76.

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[6] SN/T 0756—1999進出口麻/棉混紡產品定量分析方法-顯微投影儀法[S] .北京：中國標準出版社，1999.

[7] 孔欽明，溫演慶，林義，等.直接染料和陽離子染料對棉和苧麻的染色差異性[J] .紡織科技進展，2012（2）：12-14.

了5個化合物，數據較少，還應該用更多的對照品來驗證該規律的普適性。

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

基金項目：國家質檢總局基金項目（2009IK290）

收稿日期：2013-02-19；

doi：10.11857/j.issn.1674-5124.2013.05.017

文章編號：1674-5124（2013）05-0062-03

文獻標志碼：A

中圖分類號：TS106；TS193.6；O432.2；TS102.5

作者簡介：俞凌云（1982-），女，山東青島市人，工程師，博士，研究方向為現代分離分析方法及理論。