假发原料：真人发与牦牛毛微观形态鉴别研究

文/裴燕华 余弘

随着全球经济发展的推动，人们生活水平和消费水平大幅度提高，人们对美与时尚的追求越来越强烈，对头型妆饰、美容美发的意识也在不断提高，发制品市场得以迅猛发展[1-4]。发条、发块、发套等假发产品广受消费者喜爱。

制作假发制品的材料主要有真人发、动物毛及化纤丝3种，其中真人发因其优质的手感及逼真度，后期还可烫可染的优点备受高端市场的追捧。由于中国庞大的人口数量以及高品质的秀发，人发资源丰富，因此中国一直以来都是全球人发集散中心及出口大国。牦牛毛作为动物毛也是假发的主要原料之一，相较于化纤发，牦牛毛制成的假发产品手感与逼真程度更近似于人发而在行业中被广泛运用。但由于其价格便宜，被不法企业当作真人发来售卖，损害了消费者的权益。

虽然假发市场不断扩大，产品材料不断升级，但目前针对假发产品的品质及品类的检测方法却并不完善。目前国内外暂无关于发制品纤维鉴别的相关标准，现行标准中只有GB/T 23170—2008中提及“标注100%的人发产品，人发含量应不小于98%”[5]，检测方法参考GB/T 2910《纺织品 定量化学分析》及FZ/T 01057《纺织品纤维鉴别试验方法》。

其中化纤丝假发可根据其不同的化学性质对应相应的方法进行鉴别与定量。但对同为蛋白质纤维的人发与牦牛毛来说，并没有有效的鉴别方法。而且现有的标准与参考的检测方法中没有关于真人发物理或化学性质的相关描述，使得市场上的真人发与牦牛毛等动物毛发的产品检测陷入僵局，市场监管、产品质量以及消费者权益都无法得到保障。

本试验收集了30岁左右生活在上海及云南的女性人发原料及西藏与甘肃天祝两个区域的黑色牦牛毛，通过感官、扫描电镜、光学显微镜3种方法对真人发与牦牛毛进行外观、鳞片形态、髓腔大小、色素分布等结构形态进行了比较研究，以期为该类产品的鉴别提供参考。

1 试验部分

1.1 仪器

TESCAN VEGA 3XMU高低可变真空扫描电子显微镜（捷克TESCAN公司），OLYMPUS BX53生物显微镜，CU-6纤维细度仪（北京合众视野科技有限公司），Y172型纤维切片器（温州方圆仪器有限公司），火棉胶、液体石蜡、载玻片、盖玻片、纱剪、镊子等。

1.2 材料

毛发原料由上海市质量监督检验技术研究院提供，包括生活在上海及云南两地、30岁左右女性人发各50g；黑色天祝牦牛毛50g；黑色西藏牦牛毛 50g。

1.3 试验方法

1.3.1 感官检验法

采用燃烧法、观察法、触摸法对人发与牦牛毛外观进行检验。

1.3.2 光学显微镜法

（1）形态试验：参考标准FZ/T 01057.3—2007《纺织品纤维鉴别试验方法 第3部分：显微镜法》，随机选取人发与牦牛毛各10根，剪切约0.5mm长度纤维段，制片放入光学显微镜下观察不同毛发纤维纵向鳞片形态；每种毛发随机取50～80根，在纤维上涂上胶棉液用哈氏切片器切取30μm厚薄的纤维截面，放入显微镜下观察横截面形态[6]。

（2）直径测试：参考标准GB/T 10685—2007《羊毛纤维直径试验方法 投影显微镜法》试验方法，将各区域不同种类毛发分别混合均匀，每种毛发中随机选取适量纤维，用哈氏切片器切取0.6μm长的纤维片段，制片放入显微镜下，采用CU-6纤维细度仪进行测量[7]，每个种类毛发测量500根。

（3）中空率与中空度测试：参考标准FZ/T 50002—2013《化学纤维异形度试验方法》试验方法，将3种毛发涂上胶棉液制备纤维截面试样，采用CU异形度软件对测绘人发与牦牛毛中有髓毛的中空面积对纤维横截面面积的百分比，计算有髓毛发所占百分含量[8]，每个种类测试300个。

1.3.3 扫描电镜法

参考标准GB/T 14593—2008《山羊毛、绵羊毛及其混合纤维定量分析方法 扫描电镜法》中程序制作毛发纤维纵截面与横截面切片，使用离子溅射仪抽真空后在纤维表面喷金，然后放入TESCAN VEGA 3XMU高低可变真空扫描电子显微镜中扫描观察人发原料及牦牛毛纵向与横截面形态特征，并对鳞片高度、鳞片密度、鳞片厚度进行测量与观察[9]。

2 结果与分析

不同物种毛发纤维结构上存在着各自特有的层状分级[10]。人发及牦牛毛是天然蛋白质纤维，在组织学构造上都是由众多基元细胞堆砌而成的类似圆柱体的复合物。由覆盖在纤维表面的鳞片层、构成纤维主体的皮质层以及纤维中心部位的髓质层三部分构成。鳞片层起着保护的作用覆盖在毛发纤维表面，不同的动物毛发鳞片层都有其独特的形态结构，同时赋予毛发不同的手感及光泽度。皮质层是纤维实体最主要的组成部分，决定纤维的物理化学性质，毛发色素颗粒也存在于皮质层中，根据色素（真黑素、浅黑素、复合浅黑素）含量的不同决定毛发颜色的深浅。髓质层结构疏松，纵向分布于纤维最内层，但并非所有动物毛发都有髓质层，通常越粗的毛发髓质层占比越大[11]。

2.1 感官法测试

人发及牦牛毛（如图1和图2）均为蛋白质纤维，经燃烧后，都呈松而脆的黑色焦炭状，有烧毛发味[12]。通过感官触摸观察发现，真人发手感柔软光滑，自然垂顺有弹性，将头发倒立时能快速地松散开来，头发在日光照射下有较亮的反光。牦牛毛则手感干燥毛糙，纤维具有一定的卷曲度，因此显得蓬松刚硬，光泽度相比人发差。

图1 人发

图2 牦牛毛

2.2 光学显微镜法测试

光学显微镜是利用光学原理，将肉眼不能分辨的微小物体放大，毛发通过摄像头转换器成像于显示器上，可通过CU-6软件对毛发纤维细度、中空率、中空度等参数进行测量。该方法的优点是可以观察到纤维的内部髓质和色素分布，缺点是一些细微的表面结构不能清楚地显示出来。

2.2.1 人发与牦牛毛纵向鳞片特征

不同区域真人发（如图3和图4）经光学显微镜最终放大成像500倍观察，纤维条干笔直挺括，部分人发纤维具有髓腔，髓腔约占整体1/5左右，人发细度均匀，从发根至发梢均匀变细，人发表面覆满黑色、黑褐色的点状或束状色素，至发梢处色素颜色逐渐变浅直至末端变白。在人发边缘能观察到较为密集的鳞片，但鳞片形状大小等形态特征却因色素覆盖无法看清。

图3 光镜：上海人发纵面

图4 光镜：云南人发纵面

牦牛毛（如图5和图6）纤维条干均匀，纵向极少有髓腔，表面也覆盖满点状深褐色或棕色色素，毛发中间色素较深，两遍色素较浅，与人发相似毛发从根部至末梢均匀变细，毛色也逐渐变浅。表面鳞片也因色素附着无法观察。

图5 光镜：西藏牦牛毛纵面

图6 光镜：天祝牦牛毛纵面

2.2.2 人发与牦牛毛横截面形态特征

不同地区人发横截面（如图7和图8）都为椭圆形或近圆形，有无髓发及有髓发，中心髓腔也为近圆形。不同地区人发截面大小与颜色略有差异。而人发皮质层中色素分布趋势大体一致，毛发皮质层中布满黑色、深棕或浅棕色色素，主要集中于毛发截面外圈，色素由内向外加深，有髓毛髓腔呈黑洞，髓腔外圈色素较少，呈亮白色，无髓毛则中心透亮。

图7 光镜：上海人发截面

图8 光镜：云南人发截面

牦牛毛横截面（如图9和图10）多呈椭圆形，西藏牦牛毛平均横截面积略大于天祝牦牛毛，西藏牦牛毛颜色偏黑色，天祝牦牛毛偏棕色。而不同地区牦牛毛色素分布趋势也相同。黑褐色及棕色点状色素主要集中分布于截面中心，色素分布趋势与人发正相反，由内向外逐渐减少。牦牛毛主要为无髓毛，有髓毛中腔较小，部分截面中心因有髓腔而呈现亮点。

图9 光镜：天祝牦牛毛截面

图10 光镜：西藏牦牛毛截面

通过光学显微镜CU纤维细度仪测量数据见表1。虽然上海人发的平均细度略大于云南人发，但从细度最大值来看两地人发差异不大，毛发中甘肃牦牛毛最粗。从CV值来看牦牛毛的粗细不匀，这也是造成牦牛手感较粗糙的原因之一。毛发中空率与中空度从大到小依次排序为：上海人发、云南人发、西藏牦牛毛、天祝牦牛毛。光学显微镜下中空率、中空度以及相反的色素分布差异是人发与牦牛毛的显著特点。

表1 光学显微镜下毛发形态指征

2.3 扫描电子显微镜法

扫描电子显微镜是利用聚集的、具有一定能量的电子束在样品表面扫描，激发产生二次电子从而获得样品表面形态的扫描图像[6]，其优点在于不受纤维表面色素的影响，能够真实体现出纤维表面鳞片的具体情况（如、鳞片形状、鳞片大小、鳞片厚度等）。

根据扫描电子显微镜成像原理，真人发与牦牛毛横截面（如图11和图12）在电镜下都呈椭圆或近圆形，并无明显差异。人发与牦牛毛纵向鳞片扫描放大2kx倍后，能够相当清晰地观察到毛发鳞片的微观结构。人发纤维毛干笔直，边缘光滑，表面平整透亮，鳞片高度均匀整齐，呈波浪形或瓦片状，从发根至发梢方向，环环相套，纤维鳞片紧贴毛干。牦牛毛鳞片花碎，高度不匀、大小不一，鳞片形状呈无规律波浪齿形3/4环套于毛干，毛发鳞片翘起较大使毛发表面更为粗糙暗沉。

图11 电镜：人发纵向

图12 电镜：牦牛纵向

对鳞片具体的测量参数详见表2。可见不同区域人发或牦牛毛鳞片高度、密度之间存在细微差异，毛发与毛发之间纤维鳞片形态也各不相同、千变万化，但同种类毛发的基本形态特征大体一致。

表2 扫描电镜下毛发形态指征

3 结论

（1）通过感官鉴别可以大致区分人发与牦牛毛。人发自然顺滑，色泽光亮；牦牛毛蓬松粗糙，色泽暗沉。

（2）在光学显微镜下人发与牦牛毛纵向鳞片结构无法观察，但皮质层中天然色素丰富，横截面具有明显的反向差异，人发色素集中于皮质层外圈，牦牛毛则集中于皮质层中心，可清晰辨认。

（3）人发与牦牛毛通过电镜扫描可呈现出清晰的纤维鳞片形态，鳞片形状、鳞片密度存在明显差异，人发鳞片为瓦片形，规律环套发干，颜色光亮；牦牛毛鳞片花乱，呈波浪齿状3/4环套毛干，鳞片翘角稍大，色泽暗沉。

（4）不同区域人发与牦牛毛，颜色细度存在少许差异，但不同种类毛发质地，纤维鳞片形态及天然色素分布趋势基本一致，具有明显的种类特性。可通过感官检验、光学显微镜与扫描电镜相结合的方法进行鉴别。