摘要：

絲綿白度是大眾關(guān)注的一個(gè)重要品質(zhì)指標(biāo)，為避免感官檢驗(yàn)的不確定性，采用白度試驗(yàn)儀測(cè)定R457白度，較能客觀地反映繭絲的相對(duì)白度。為避免環(huán)境光照的影響，試樣盒應(yīng)取黑色材料制作；試樣大小以不透光為限，可?。?.850±0.005）g試樣，無(wú)需梳理，直接均勻塞入試樣盒，檢測(cè)3次，每次檢測(cè)后按同一方向旋轉(zhuǎn)120°，取其均值，即可使檢測(cè)結(jié)果與批白度的相對(duì)誤差大于5 %的概率不大于4.5 %。

關(guān)鍵詞：絲綿；白度；試驗(yàn)方法

1、引言

白度（whiteness）是物質(zhì)表面白色程度的度量，以白色含有量的百分率表示。GB/T 8424.2《紡織品色牢度試驗(yàn)相對(duì)白度儀器的評(píng)定方法》定義“白度”為“所判斷的物體顏色與一個(gè)較佳白色接近的程度”[1]。絲綿的白度是大眾關(guān)注的一個(gè)重要品質(zhì)指標(biāo)，它直接反映了繭絲本身的質(zhì)地及加工方法是否恰當(dāng)。一般要求絲綿的白度與繭絲固有的本色一致，不能偏黃、紅、灰或過(guò)白。而原繭污染黃變或制綿用堿量過(guò)大、精練劑過(guò)量會(huì)導(dǎo)致綿片發(fā)黃；精練時(shí)漂白劑過(guò)量使用與增白劑的添加會(huì)使絲綿發(fā)白甚至慘白，從而影響絲綿的斷裂強(qiáng)度、壓縮回復(fù)率和手感等，降低其使用壽命和舒適度。GB/T 24252《蠶絲被》規(guī)定了絲綿不得含有熒光增白劑，應(yīng)色澤均勻和色差不超過(guò)4級(jí)[2]。但在產(chǎn)銷交接和蠶絲被質(zhì)量?jī)?yōu)化的工藝研究過(guò)程中，由于目測(cè)白度受光線及心理因素影響很大，結(jié)果常常莫衷一是。

為了較好地解決白度的定量評(píng)價(jià)一致性問(wèn)題，CIE（國(guó)際照明委員會(huì)）成立了白度分委員會(huì)，并推薦了白度的計(jì)算公式。現(xiàn)在已有儀器能直接測(cè)量并顯示多種物體的相對(duì)白度，精確地區(qū)別出細(xì)微的變化，實(shí)現(xiàn)由主觀向客觀、定性向定量的科學(xué)轉(zhuǎn)變。

本文對(duì)用儀器測(cè)定絲綿白度的適應(yīng)性、儀器選用、試樣盒選材、試樣大小、檢測(cè)方法、樣本量和試驗(yàn)精度等進(jìn)行了研究。

2、儀器選用

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 8424.2等效采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO 105-J02《紡織品色牢度試驗(yàn)J02部分相對(duì)白度的儀器評(píng)定方法》，應(yīng)用于在間隔不長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)在相同儀器上測(cè)量的、顏色差異不太大的“白色”紡織品之間進(jìn)行比較。雖然提供的仍是試樣白度的相對(duì)評(píng)價(jià)而不是絕對(duì)的評(píng)價(jià)，只要使用的測(cè)量?jī)x器比較先進(jìn)，技術(shù)條件在工商業(yè)中是合適的，其評(píng)價(jià)對(duì)于工商業(yè)上的應(yīng)用是足夠的[1]。

絲綿白度的評(píng)價(jià)，由于不考慮熒光效果（GB/T 24252規(guī)定不允許熒光增白，是否添加了熒光增白劑另有檢驗(yàn)[2]），只需測(cè)量在可見(jiàn)光譜范圍內(nèi)一個(gè)或幾個(gè)波長(zhǎng)上的反射率，測(cè)定方法比較簡(jiǎn)單。采用符合國(guó)家白度計(jì)量專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的電子數(shù)字白度儀，測(cè)定波長(zhǎng)457 nm白度，測(cè)量系統(tǒng)照明與探測(cè)條件45/0（45°入射光、0°測(cè)量），標(biāo)準(zhǔn)白板由中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院檢測(cè)定標(biāo)。測(cè)量范圍：0～199.9%，分辨力：0.1%，被測(cè)試樣厚度以不透明為下限，上限為20mm。主要用于表面平整的物體或粉末（如紙張、面粉、化工制品、建材、紡織品等）白度的測(cè)試，示值誤差：≤ 1.0，重復(fù)性：≤0.2。

纖維類物體，如棉、毛、絲、麻、化纖等白度的檢測(cè)較為困難。白度儀說(shuō)明書稱：“測(cè)量纖維白度時(shí)，將試樣整理梳成一個(gè)縱向的表面”，然后放入試樣盒檢測(cè)，且要“多做幾個(gè)樣品”，取其平均值。由于是測(cè)定R457 的反射率，位于反射率曲線中藍(lán)色光譜反射率較低的部分，因此可能得到試樣的亮度值和黃光值，如果反射率曲線差別很大，與目測(cè)結(jié)果可能會(huì)發(fā)生矛盾[3]。

3、試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)

試樣盒用儀器來(lái)評(píng)價(jià)絲綿的白度是一種新的嘗試。儀器廠提供的纖維試樣盒所用材料有透光性，用于絲綿檢測(cè)時(shí)，白度示值會(huì)隨環(huán)境光線的強(qiáng)弱變化而增減（見(jiàn)表1）。鑒于隨機(jī)配帶的標(biāo)準(zhǔn)白板和粉末試樣盒均不透光，示值不受環(huán)境光照的影響，我們?cè)诶w維試樣盒周邊用黑膠帶貼了一圈，解決了這個(gè)問(wèn)題。

表1 絲綿白度與環(huán)境光照的關(guān)系

注：同一精練雙宮綿片試樣，0.85g。

試樣擺放方法對(duì)白度示值的影響

由于絲綿光澤優(yōu)異和采用45/0測(cè)量白度，樣本表面狀況的改變，對(duì)檢測(cè)值影響明顯。整理順直的蠶絲縱、橫向白度示值常常相差10 %以上，10個(gè)試樣的40個(gè)實(shí)測(cè)值標(biāo)準(zhǔn)差s=3.106，CV=6.39 %；而將試樣均勻塞入、按120°分測(cè)3次的30個(gè)實(shí)測(cè)值標(biāo)準(zhǔn)差s=1.335，CV=2.67 %；兩種方法測(cè)試的均值亦有顯著差異（見(jiàn)表2）。

用U檢驗(yàn)的方法檢驗(yàn)擺放方法一、二的均值是否存在顯著差異，按公式（1）計(jì)算統(tǒng)計(jì)量u：

（1）

式中：x1=49.927，x2=48.623；n1=n2 =10；σ1=1.015，σ2=1.259。

計(jì)算可得：u=1.304/0.511=2.550。

取顯著水平α= 0.05，由正態(tài)分布表查得u0.05 =1.96；P （|u|>uα）=α，現(xiàn)u=2.55>1.96，判斷兩者有顯著差異。

由于絲綿蓬松，纖維很長(zhǎng)，試樣要扯直順?lè)疟容^麻煩，測(cè)試的CV值也大得多，不如取樣后直接均勻塞入檢測(cè)穩(wěn)定快捷，故選擇直接擺放按120°旋轉(zhuǎn)測(cè)3次取其均值。

直接擺放試樣白度檢測(cè)值的穩(wěn)定性

直接擺放試樣白度檢測(cè)值的穩(wěn)定性檢驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)表3。

用U檢驗(yàn)的方法檢驗(yàn)頂面、底面測(cè)試的均值是否存在顯著差異。

將x1=49.927，x2=49.134；n1=n2 =10；σ1=1.015，σ2=1.031代入公式（1），計(jì)算可得：統(tǒng)計(jì)量u=0.793/0.458=1.733。

取顯著水平α= 0.05，u0.05 =1.96；現(xiàn)u=1.73<1.96，判斷兩者無(wú)顯著差異。表明直接均勻塞入試樣檢測(cè)的白度示值穩(wěn)定可信，每個(gè)試樣只檢測(cè)“頂面”即可。

試樣大小與白度檢測(cè)值的關(guān)系試樣?。?.850±0.005）g與加到1.70 g（再多加，很難塞入）測(cè)試比較。

為防止試樣加大后測(cè)試數(shù)據(jù)代表性不足，每個(gè)試樣正反各測(cè)試3次，用秩和檢驗(yàn)的方法檢驗(yàn)其均值（見(jiàn)表4和表5），結(jié)果表明無(wú)顯著差異。說(shuō)明只要能滿足不透光的要求，絲綿白度測(cè)試值與試樣大小關(guān)系不大。為避免操作困難，絲綿試樣?。?.850±0.005）g即可。

表4 絲綿白度與試樣大小的關(guān)系

注：每個(gè)試樣正反各檢測(cè)3次，每次測(cè)試后旋轉(zhuǎn)120°，取均值。

表5 絲綿白度試驗(yàn)數(shù)據(jù)秩序

秩和檢驗(yàn)程序如下：

已知：nⅠ=10，nⅡ=5；TⅡ=4+5+8+9+15=41；

設(shè)顯著水平α=0.025，查秩和檢驗(yàn)表得臨界值：T1 =24，T2 =56，

∵秩和檢驗(yàn)表，P（T1＜T＜T2）=1-α

∴若T1＜T＜T2判斷無(wú)顯著性差異

現(xiàn)TⅡ= 41，T1 = 24<41<56 = T2

判斷：Ⅰ、Ⅱ無(wú)顯著性差異。

儀器檢驗(yàn)與目測(cè)結(jié)果比較

測(cè)定R457nm反射率的白度儀，對(duì)試樣的亮度值和黃光值反射率較高。在檢驗(yàn)基本色調(diào)為黃色的棉、麻等纖維及其產(chǎn)品時(shí)，得心應(yīng)手；而用于絲綿，檢測(cè)的數(shù)值與目測(cè)結(jié)果卻不盡一致。有的感覺(jué)很白、甚至慘白的絲綿，測(cè)出的白度值還不到60%；而“標(biāo)準(zhǔn)白板”明明看上去有點(diǎn)黃，示值卻在80%以上。不過(guò)既然白度儀提供的是一種相對(duì)白度的評(píng)價(jià)，判斷的是物體顏色與一個(gè)“較佳白色”接近的程度，在有明確對(duì)照物的情況下，檢驗(yàn)對(duì)比及細(xì)微區(qū)分樣品的白度差異，顯然能夠通過(guò)白度儀得到客觀而精確的幫助，從而避免許多無(wú)謂的爭(zhēng)論和改進(jìn)方向不明。

4、樣本量與試驗(yàn)精度

根據(jù)GB/T 4891―2008 為估計(jì)批（或過(guò)程）平均質(zhì)量選擇樣本大小的方法，樣本大小可按公式（2）[4]計(jì)算：n =（tCV/e）2 （2）

式中：n――樣本量；

t――與棄真概率α對(duì)應(yīng)的分位數(shù)（u1-α/2）；

CV――批產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)差的估計(jì)值σ與批的均值μ的比值；

e――相對(duì)誤差（e=E/μ）：可容許的檢驗(yàn)估計(jì)值x與批的均值μ的最大差異E（保證誤差）與批的均值的比值。

從一批絲綿中抽取10個(gè)0.85g試樣，分別直接擺放按120°旋轉(zhuǎn)測(cè)3次取均值，實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)如表1“方法一”。取相對(duì)誤差e=5 %，棄真概率α=4.5 %，t =2，將CV= 2.03 %代入公式（1）算得n=0.66。取樣本量n=1，將使得檢測(cè)結(jié)果與批白度的相對(duì)誤差大于5 %的概率不大于4.5 %。

5、結(jié)論

為適應(yīng)工商業(yè)對(duì)絲綿產(chǎn)品白度評(píng)定的需要，避免感官檢驗(yàn)的不確定性，可以用電子數(shù)字白度儀測(cè)定絲綿白度。

用白度儀評(píng)定絲綿的白度，只能獲得其相對(duì)白度，應(yīng)在同等儀器、條件和不長(zhǎng)時(shí)間間隔內(nèi)進(jìn)行，特別適用于顏色差異不太大的、有明確對(duì)照物的場(chǎng)合。為避免環(huán)境光照對(duì)檢測(cè)的影響，試樣盒應(yīng)取黑色材料制作。

試樣大小以不透光為限，可取（0.850±0.005）g試樣，直接裝入試樣盒（內(nèi)徑φ47×10），檢測(cè)3次，每次檢測(cè)后按同一方向旋轉(zhuǎn)120°，取其均值作為試驗(yàn)結(jié)果；

對(duì)色澤均勻的絲綿產(chǎn)品的白度評(píng)價(jià)，樣本量n=1，即可使得檢測(cè)結(jié)果與批白度的相對(duì)誤差大于5%的概率不大于4.5 %；即至少有95.45%的置信度認(rèn)可評(píng)價(jià)結(jié)果。鑒于蠶絲被可能由不同批的原料制成，蠶絲被絲綿白度的評(píng)價(jià)，可從3個(gè)有代表性的壓縮回復(fù)率試樣[2]中各抽取1個(gè)白度試樣，分別檢測(cè)，取均值，作為試驗(yàn)結(jié)果。

參考文獻(xiàn)：

[1] GB/T 8424.2―2001 紡織品色牢度試驗(yàn)相對(duì)白度儀器的評(píng)定方法[S].

[2] GB/T 24252―2009 蠶絲被[S].

[3] 李汝勤，宋鈞才.纖維和紡織品的測(cè)試原理與儀器[M].上海：中國(guó)紡織大學(xué)出版社，1995.

[4] GB/T 4891―2008 為估計(jì)批（或過(guò)程）平均質(zhì)量選擇樣本大小的方法[S].

（作者單位：江蘇現(xiàn)代蠶桑產(chǎn)業(yè)園區(qū)有限公司）

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