假發原料：真人發與牦牛毛微觀形態鑒別研究

文/裴燕華 余弘

隨著全球經濟發展的推動，人們生活水平和消費水平大幅度提高，人們對美與時尚的追求越來越強烈，對頭型妝飾、美容美發的意識也在不斷提高，發制品市場得以迅猛發展[1-4]。發條、發塊、發套等假發產品廣受消費者喜愛。

制作假發制品的材料主要有真人發、動物毛及化纖絲3種，其中真人發因其優質的手感及逼真度，后期還可燙可染的優點備受高端市場的追捧。由于中國龐大的人口數量以及高品質的秀發，人發資源豐富，因此中國一直以來都是全球人發集散中心及出口大國。牦牛毛作為動物毛也是假發的主要原料之一，相較于化纖發，牦牛毛制成的假發產品手感與逼真程度更近似于人發而在行業中被廣泛運用。但由于其價格便宜，被不法企業當作真人發來售賣，損害了消費者的權益。

雖然假發市場不斷擴大，產品材料不斷升級，但目前針對假發產品的品質及品類的檢測方法卻并不完善。目前國內外暫無關于發制品纖維鑒別的相關標準，現行標準中只有GB/T 23170—2008中提及“標注100%的人發產品，人發含量應不小于98%”[5]，檢測方法參考GB/T 2910《紡織品 定量化學分析》及FZ/T 01057《紡織品纖維鑒別試驗方法》。

其中化纖絲假發可根據其不同的化學性質對應相應的方法進行鑒別與定量。但對同為蛋白質纖維的人發與牦牛毛來說，并沒有有效的鑒別方法。而且現有的標準與參考的檢測方法中沒有關于真人發物理或化學性質的相關描述，使得市場上的真人發與牦牛毛等動物毛發的產品檢測陷入僵局，市場監管、產品質量以及消費者權益都無法得到保障。

本試驗收集了30歲左右生活在上海及云南的女性人發原料及西藏與甘肅天祝兩個區域的黑色牦牛毛，通過感官、掃描電鏡、光學顯微鏡3種方法對真人發與牦牛毛進行外觀、鱗片形態、髓腔大小、色素分布等結構形態進行了比較研究，以期為該類產品的鑒別提供參考。

1 試驗部分

1.1 儀器

TESCAN VEGA 3XMU高低可變真空掃描電子顯微鏡（捷克TESCAN公司），OLYMPUS BX53生物顯微鏡，CU-6纖維細度儀（北京合眾視野科技有限公司），Y172型纖維切片器（溫州方圓儀器有限公司），火棉膠、液體石蠟、載玻片、蓋玻片、紗剪、鑷子等。

1.2 材料

毛發原料由上海市質量監督檢驗技術研究院提供，包括生活在上海及云南兩地、30歲左右女性人發各50g；黑色天祝牦牛毛50g；黑色西藏牦牛毛 50g。

1.3 試驗方法

1.3.1 感官檢驗法

采用燃燒法、觀察法、觸摸法對人發與牦牛毛外觀進行檢驗。

1.3.2 光學顯微鏡法

（1）形態試驗：參考標準FZ/T 01057.3—2007《紡織品纖維鑒別試驗方法 第3部分：顯微鏡法》，隨機選取人發與牦牛毛各10根，剪切約0.5mm長度纖維段，制片放入光學顯微鏡下觀察不同毛發纖維縱向鱗片形態；每種毛發隨機取50～80根，在纖維上涂上膠棉液用哈氏切片器切取30μm厚薄的纖維截面，放入顯微鏡下觀察橫截面形態[6]。

（2）直徑測試：參考標準GB/T 10685—2007《羊毛纖維直徑試驗方法 投影顯微鏡法》試驗方法，將各區域不同種類毛發分別混合均勻，每種毛發中隨機選取適量纖維，用哈氏切片器切取0.6μm長的纖維片段，制片放入顯微鏡下，采用CU-6纖維細度儀進行測量[7]，每個種類毛發測量500根。

（3）中空率與中空度測試：參考標準FZ/T 50002—2013《化學纖維異形度試驗方法》試驗方法，將3種毛發涂上膠棉液制備纖維截面試樣，采用CU異形度軟件對測繪人發與牦牛毛中有髓毛的中空面積對纖維橫截面面積的百分比，計算有髓毛發所占百分含量[8]，每個種類測試300個。

1.3.3 掃描電鏡法

參考標準GB/T 14593—2008《山羊毛、綿羊毛及其混合纖維定量分析方法 掃描電鏡法》中程序制作毛發纖維縱截面與橫截面切片，使用離子濺射儀抽真空后在纖維表面噴金，然后放入TESCAN VEGA 3XMU高低可變真空掃描電子顯微鏡中掃描觀察人發原料及牦牛毛縱向與橫截面形態特征，并對鱗片高度、鱗片密度、鱗片厚度進行測量與觀察[9]。

2 結果與分析

不同物種毛發纖維結構上存在著各自特有的層狀分級[10]。人發及牦牛毛是天然蛋白質纖維，在組織學構造上都是由眾多基元細胞堆砌而成的類似圓柱體的復合物。由覆蓋在纖維表面的鱗片層、構成纖維主體的皮質層以及纖維中心部位的髓質層三部分構成。鱗片層起著保護的作用覆蓋在毛發纖維表面，不同的動物毛發鱗片層都有其獨特的形態結構，同時賦予毛發不同的手感及光澤度。皮質層是纖維實體最主要的組成部分，決定纖維的物理化學性質，毛發色素顆粒也存在于皮質層中，根據色素（真黑素、淺黑素、復合淺黑素）含量的不同決定毛發顏色的深淺。髓質層結構疏松，縱向分布于纖維最內層，但并非所有動物毛發都有髓質層，通常越粗的毛發髓質層占比越大[11]。

2.1 感官法測試

人發及牦牛毛（如圖1和圖2）均為蛋白質纖維，經燃燒后，都呈松而脆的黑色焦炭狀，有燒毛發味[12]。通過感官觸摸觀察發現，真人發手感柔軟光滑，自然垂順有彈性，將頭發倒立時能快速地松散開來，頭發在日光照射下有較亮的反光。牦牛毛則手感干燥毛糙，纖維具有一定的卷曲度，因此顯得蓬松剛硬，光澤度相比人發差。

圖1 人發

圖2 牦牛毛

2.2 光學顯微鏡法測試

光學顯微鏡是利用光學原理，將肉眼不能分辨的微小物體放大，毛發通過攝像頭轉換器成像于顯示器上，可通過CU-6軟件對毛發纖維細度、中空率、中空度等參數進行測量。該方法的優點是可以觀察到纖維的內部髓質和色素分布，缺點是一些細微的表面結構不能清楚地顯示出來。

2.2.1 人發與牦牛毛縱向鱗片特征

不同區域真人發（如圖3和圖4）經光學顯微鏡最終放大成像500倍觀察，纖維條干筆直挺括，部分人發纖維具有髓腔，髓腔約占整體1/5左右，人發細度均勻，從發根至發梢均勻變細，人發表面覆滿黑色、黑褐色的點狀或束狀色素，至發梢處色素顏色逐漸變淺直至末端變白。在人發邊緣能觀察到較為密集的鱗片，但鱗片形狀大小等形態特征卻因色素覆蓋無法看清。

圖3 光鏡：上海人發縱面

圖4 光鏡：云南人發縱面

牦牛毛（如圖5和圖6）纖維條干均勻，縱向極少有髓腔，表面也覆蓋滿點狀深褐色或棕色色素，毛發中間色素較深，兩遍色素較淺，與人發相似毛發從根部至末梢均勻變細，毛色也逐漸變淺。表面鱗片也因色素附著無法觀察。

圖5 光鏡：西藏牦牛毛縱面

圖6 光鏡：天祝牦牛毛縱面

2.2.2 人發與牦牛毛橫截面形態特征

不同地區人發橫截面（如圖7和圖8）都為橢圓形或近圓形，有無髓發及有髓發，中心髓腔也為近圓形。不同地區人發截面大小與顏色略有差異。而人發皮質層中色素分布趨勢大體一致，毛發皮質層中布滿黑色、深棕或淺棕色色素，主要集中于毛發截面外圈，色素由內向外加深，有髓毛髓腔呈黑洞，髓腔外圈色素較少，呈亮白色，無髓毛則中心透亮。

圖7 光鏡：上海人發截面

圖8 光鏡：云南人發截面

牦牛毛橫截面（如圖9和圖10）多呈橢圓形，西藏牦牛毛平均橫截面積略大于天祝牦牛毛，西藏牦牛毛顏色偏黑色，天祝牦牛毛偏棕色。而不同地區牦牛毛色素分布趨勢也相同。黑褐色及棕色點狀色素主要集中分布于截面中心，色素分布趨勢與人發正相反，由內向外逐漸減少。牦牛毛主要為無髓毛，有髓毛中腔較小，部分截面中心因有髓腔而呈現亮點。

圖9 光鏡：天祝牦牛毛截面

圖10 光鏡：西藏牦牛毛截面

通過光學顯微鏡CU纖維細度儀測量數據見表1。雖然上海人發的平均細度略大于云南人發，但從細度最大值來看兩地人發差異不大，毛發中甘肅牦牛毛最粗。從CV值來看牦牛毛的粗細不勻，這也是造成牦牛手感較粗糙的原因之一。毛發中空率與中空度從大到小依次排序為：上海人發、云南人發、西藏牦牛毛、天祝牦牛毛。光學顯微鏡下中空率、中空度以及相反的色素分布差異是人發與牦牛毛的顯著特點。

表1 光學顯微鏡下毛發形態指征

2.3 掃描電子顯微鏡法

掃描電子顯微鏡是利用聚集的、具有一定能量的電子束在樣品表面掃描，激發產生二次電子從而獲得樣品表面形態的掃描圖像[6]，其優點在于不受纖維表面色素的影響，能夠真實體現出纖維表面鱗片的具體情況（如、鱗片形狀、鱗片大小、鱗片厚度等）。

根據掃描電子顯微鏡成像原理，真人發與牦牛毛橫截面（如圖11和圖12）在電鏡下都呈橢圓或近圓形，并無明顯差異。人發與牦牛毛縱向鱗片掃描放大2kx倍后，能夠相當清晰地觀察到毛發鱗片的微觀結構。人發纖維毛干筆直，邊緣光滑，表面平整透亮，鱗片高度均勻整齊，呈波浪形或瓦片狀，從發根至發梢方向，環環相套，纖維鱗片緊貼毛干。牦牛毛鱗片花碎，高度不勻、大小不一，鱗片形狀呈無規律波浪齒形3/4環套于毛干，毛發鱗片翹起較大使毛發表面更為粗糙暗沉。

圖11 電鏡：人發縱向

圖12 電鏡：牦?？v向

對鱗片具體的測量參數詳見表2?？梢姴煌瑓^域人發或牦牛毛鱗片高度、密度之間存在細微差異，毛發與毛發之間纖維鱗片形態也各不相同、千變萬化，但同種類毛發的基本形態特征大體一致。

表2 掃描電鏡下毛發形態指征

3 結論

（1）通過感官鑒別可以大致區分人發與牦牛毛。人發自然順滑，色澤光亮；牦牛毛蓬松粗糙，色澤暗沉。

（2）在光學顯微鏡下人發與牦牛毛縱向鱗片結構無法觀察，但皮質層中天然色素豐富，橫截面具有明顯的反向差異，人發色素集中于皮質層外圈，牦牛毛則集中于皮質層中心，可清晰辨認。

（3）人發與牦牛毛通過電鏡掃描可呈現出清晰的纖維鱗片形態，鱗片形狀、鱗片密度存在明顯差異，人發鱗片為瓦片形，規律環套發干，顏色光亮；牦牛毛鱗片花亂，呈波浪齒狀3/4環套毛干，鱗片翹角稍大，色澤暗沉。

（4）不同區域人發與牦牛毛，顏色細度存在少許差異，但不同種類毛發質地，纖維鱗片形態及天然色素分布趨勢基本一致，具有明顯的種類特性?？赏ㄟ^感官檢驗、光學顯微鏡與掃描電鏡相結合的方法進行鑒別。