丝绵白度试验方法研究
摘要：
丝绵白度是大众关注的一个重要品质指标，为避免感官检验的不确定性，采用白度试验仪测定R457白度，较能客
观地反映茧丝的相对白度。为避免环境光照的影响，试样盒应取黑色材料制作；试样大小以不透光为限，可取（0.850
±0.005）g试样，无需梳理，直接均匀塞入试样盒，检测3次，每次检测后按同一方向旋转120°，取其均值，即可使
检测结果与批白度的相对误差大于5 %的概率不大于4.5 %。
关键词：丝绵；白度；试验方法
1 引言
白度（whiteness）是物质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《纺织品色牢度试验相对白度仪器的评定方法》定义“白度”为“所判断的物体颜色与一个最佳白色接近的程度”[1]。丝绵的白度是大众关注的一个重要品质指标，它直接反映了茧丝本身的质地及加工方法是否恰当。一般要求丝绵的白度与茧丝固有的本色一致，不能偏黄、红、灰或过白。而原茧污染黄变或制绵用碱量过大、精练剂过量会导致绵片发黄；精练时漂白剂过量使用与增白剂的添加会使丝绵发白甚至惨白，从而影响丝绵的断裂
强度、压缩回复率和手感等，降低其使用寿命和舒适度。GB/T 24252《蚕丝被》规定了丝绵不得含有荧光增白剂，应色泽均匀和色差不超过4级[2]。但在产销交接和蚕丝被质量优化的工艺研究过程中，由于目测白度受光线及心理因素影响很大，结果常常莫衷一是。
为了较好地解决白度的定量评价一致性问题，CIE（国际照明委员会）成立了白度分委员会，并推荐了白度的计算公式。现在已有仪器能直接测量并显示多种物体的相对白度，精确地区别出细微的变化，实现由主观向客观、定性向定量的科学转变。
本文对用仪器测定丝绵白度的适应性、仪器选用、试样盒选材、试样大小、检测方法、样本量和试验精度等进行了研究。
2 仪器选用
国家标准GB/T 8424.2等效采用国际标准ISO 105-J02《纺织品色牢度试验J02部分相对白度的仪器评定方法》，应用于在间隔不长的时间内在相同仪器上测量的、颜色差异不太大的“白色”纺织品之间进行比较。虽然提供的仍是试样白度的相对评价而不是绝对的评价，只要使用的测量仪器比较先进，技术条件在工商业中是合适的，其评价对于工商业上的应用是足够的[1]。
丝绵白度的评价，由于不考虑荧光效果（GB/T 24252规
定不允许荧光增白，是否添加了荧光增白剂另有检验[2]），只需测量在可见光谱范围内一个或几个波长上的反射率，测定方法比较简单。采用符合国家白度计量专业标准的电子数字白度仪，测定波长457 nm白度，测量系统照明与探测条件45/0（45°入射光、0°测量），标准白板由中国计量科学研究院检测定标。测量范围：0～199.9%，分辨力：0.1%，被测试样厚度以不透明为下限，上限为20mm。主要用于表面平整的物体或粉末（如纸张、面粉、化工制品、建材、纺织品等）白度的测试，示值误差：≤ 1.0，重复性：≤0.2。
纤维类物体，如棉、毛、丝、麻、化纤等白度的检测较为困难。白度仪说明书称：“测量纤维白度时，将试样整理梳成一个纵向的表面”，然后放入试样盒检测，且要“多做几个样品”，取其平均值。由于是测定R457 的反射率，位于反射率曲线中蓝色光谱反射率较低的部分，因此可能得到试样的亮度值和黄光值，如果反射率曲线差别很大，与目测结果可能会发生矛盾[3]。
3 试验发现
试样盒
用仪器来评价丝绵的白度是一种新的尝试。仪器厂提供的纤维试样盒所用材料有透光性，用于丝绵检测时，白度示值会随环境光线的强弱变化而增减（见表1）。鉴于随机配带的标准白板和粉末试样盒均不透光，示值不受环境光照的影
响，我们在纤维试样盒周边用黑胶带贴了一圈，解决了这个问题。
表1 丝绵白度与环境光照的关系
注：同一精练双宫绵片试样，0.85g。
试样摆放方法对白度示值的影响
由于丝绵光泽优异和采用45/0测量白度，样本表面状况的改变，对检测值影响明显。整理顺直的蚕丝纵、横向白度示值常常相差10 %以上，10个试样的40个实测值标准差
s=3.106，CV=6.39 %；而将试样均匀塞入、按120°分测3次的30个实测值标准差s=1.335，CV=2.67 %；两种方法测试的均值亦有显著差异（见表2）。
用U检验的方法检验摆放方法一、二的均值是否存在显著差异，按公式（1）计算统计量u：
（1）
式中：x1=49.927，x2=48.623；n1=n2 =10；σ1=1.015，σ2=1.259。
计算可得：u=1.304/0.511=2.550。
取显著水平α= 0.05，由正态分布表查得u0.05 =1.96；P （|u|>uα）=α，现u=2.55>1.96，判断两者有显著差异。
由于丝绵蓬松，纤维很长，试样要扯直顺放比较麻烦，测试的CV值也大得多，不如取样后直接均匀塞入检测稳定快捷，故选择直接摆放按120°旋转测3次取其均值。
直接摆放试样白度检测值的稳定性
直接摆放试样白度检测值的稳定性检验数据见表3。
用U检验的方法检验顶面、底面测试的均值是否存在显著差异。
将x1=49.927，x2=49.134；n1=n2 =10；σ1=1.015，σ
2=1.031代入公式（1），计算可得：统计量u=0.793/0.458=1.733。
取显著水平α= 0.05，u0.05 =1.96；现u=1.73<1.96，判
断两者无显著差异。表明直接均匀塞入试样检测的白度示值稳定可信，每个试样只检测“顶面”即可。
试样大小与白度检测值的关系试样取（0.850±0.005）g与加到1.70 g（再多加，很难塞入）测试比较。
为防止试样加大后测试数据代表性不足，每个试样正反各测试3次，用秩和检验的方法检验其均值（见表4和表5），结果表明无显著差异。说明只要能满足不透光的要求，丝绵白度测试值与试样大小关系不大。为避免操作困难，丝绵试样取（0.850±0.005）g即可。
表4 丝绵白度与试样大小的关系
注：每个试样正反各检测3次，每次测试后旋转120°，取均值。
表5 丝绵白度试验数据秩序
秩和检验程序如下：
已知：nⅠ=10，nⅡ=5；TⅡ=4+5+8+9+15=41；
