快速测定棉麻混纺纤维含量的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于纺织品成分鉴别领域，尤其设及一种快速测定棉麻混纺纤维含量的方 法。
【背景技术】
[0002] 为了保护消费者的合法权益，几乎世界上所有的国家都颁布了法令或者标准规定 市面销售的纺织品上必须设有标注纺织原料成分的标签。但是，有些面料生产企业为了降 低成本，擅自降低混纺面料中某些纤维成分的含量，偷工减料，W次充好，从中牟取私利，欺 诈消费者。中国是世界上最大的纺织品生产国、出口国和消费国，各种棉、麻纺织产品由于 其风格特异、穿着舒适而受到广大消费者的欢迎。为了维护市场秩序，保护消费者权益，鼓 励公平竞争，快速准确鉴别棉和麻纤维成分显得非常重要。
[0003] 目前，常用的棉麻纤维定量分析的方法主要有手工分解法、化学溶解法和显微镜 法。手工分解法是=种方法中优先考虑的方法，它的精确度在±1%W内，其需要拆分纺 织品，只有那些可W拆分的纺织品，如织物是由两根或数根纤维不同但是由纯纺的纱织制 成的，或者是纤维不同但是由纯纺的纱并线制成的，或者存在可拆分的氨绝丝，可用该种 方法进行定量分析，因而该方法的使用具有局限性。化学溶解法是通过选择一种对某些 纤维溶解，而对另一些纤维不溶解的溶剂，使不同的纺织纤维分离出来，再通过称量计算 出不溶纤维的含量，从而得到混纺品的纤维成分含量。然而，化学溶解法选择的溶剂对溶 解纤维的溶解性和溶解的纤维在该溶剂中的损伤程度不同，精确度有所不同，一般能达到 ± (1% -3% )，样品的试验时间一般在10个小时W上，而且化学溶解法需要用到化学试剂， 对检测人员的健康造成一定程度的损害，对环境有不良影响。显微镜法适用于既不能拆分， 又不能用化学溶解法的混纺品，例如棉和麻混纺品、羊毛和羊绒混纺品。显微镜法的原理是 通过在显微镜下测量两种纤维的直径，再数出两种纤维的根数比例，结合两种纤维的比重 经过计算得出每种纤维的含量比例。然而，该种方法需要有丰富经验的人员进行测试，而且 由于该几种纤维的截面都不是标准的圆形，天然纤维由于生长环境的不同差异很大，另外 受人为因素影响，实验结果的误差较大，国内曾经组织的比对试验差异大于5%，而且用时 较长，至少需要连续工作8个小时才可W得到结果。
[0004] 另外，鉴于中红外光谱技术具有简单、便捷、高效和环保的特点，且无需预处理、无 需破坏样品、无需使用化学试剂，也无需实验人员具备纺织和中红外相关背景知识，因而中 红外光谱技术在纺织领域已经应用到纤维成分鉴别领域。在利用中红外光谱技术对纤维成 分进行鉴别时，主要是通过对纤维成分的特征波长进行测量，从而鉴别纤维的成分。然而， 由于棉和麻纤维同属纤维素纤维，它们在中红外区域具有相同的特征波段，无法简单的通 过特征波长进行区别，更无法进行棉麻混纺产品的定量分析。
[0005] 因此，有必要提供一种快速测定棉麻混纺纤维含量的方法克服上述缺陷。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是提供一种快速测定棉麻混纺纤维含量的方法，不仅操作简单，而 且能提高检测效率和检测准确率、降低检测人员的工作强度及对检测人员的要求、保证检 测样品的完整性、满足大批量快速检测的需要。
[0007] 为了实现上述目的，本发明提供了一种快速测定棉麻混纺纤维含量的方法，包括 W下步骤；（1)建立棉麻混纺样品中棉的含量与多个全棉样品的特征波长对应的多个光谱 值之间的方程；（2)采集待测样品的反射中红外光谱，在待测样品的反射中红外光谱中找 出与多个全棉样品的特征波长对应的多个待测样品的光谱值，将多个待测样品的光谱值代 入所述方程，从而得到待测样品中棉纤维的含量，待测样品中麻纤维的含量为1和待测样 品中棉纤维含量的差值。
[000引较佳地，所述步骤（1)具体包括；(a)测定全棉样品的取向度；化）采集全棉样品 的反射中红外光谱；（C)利用峰强比值法计算全棉样品的反射中红外光谱的新光谱，并计 算全棉样品的新光谱中每个波长下的光谱值与全棉样品的取向度之间的相关性；（d)选择 全棉样品的相关性中由大到小的多个相关性对应的波长作为多个全棉样品的特征波长； (e)根据所选择的多个全棉样品的特征波长，采用偏最小二乘法，建立棉麻混纺样品中棉的 含量与多个全棉样品的特征波长对应的多个光谱值之间的回归方程。
[0009] 较佳地，所述步骤（a)具体为：利用X射线衍射法测定全棉样品的取向度。
[0010] 较佳地，所述步骤化）具体为：利用波数为400cnTi-4000cnri的中红外光谱仪采集 全棉样品的反射中红外光谱，且采集光谱时，中红外光谱仪的分辨率为4cnTi，扫描次数为 32次。
[0011] 较佳地，所述步骤（C)具体为将采集的全棉样品的反射中红外光谱中第一个波长 下的光谱值作为分母，其它波长下的光谱值作为分子得到全棉样品的第一个新光谱，并计 算全棉样品的第一新光谱中每个波长下的光谱值与全棉样品的取向度之间的相关性得到 全棉样品的第一个相关性，接着，将采集的全棉样品的反射中红外光谱中第二个波长下的 光谱值作为分母，其它波长下的光谱值作为分子得到全棉样品的第二个新光谱，并计算全 棉样品的第二新光谱中每个波长下的光谱值与全棉样品的取向度之间的相关性得到全棉 样品的第二个相关性，依次类推，直到将采集的全棉样品的反射中红外光谱中最后一个波 长对应的光谱值作为分母，其它波长对应的光谱值作为分子得到全棉样品的最后一个新光 谱，并计算全棉样品的最后一个新光谱中每个波长下的光谱值与全棉样品的取向度之间的 相关性得到全棉样品的最后一个相关性。
[0012] 较佳地，所述步骤（C)中计算全棉样品的新光谱中每个波长下的光谱值与全棉样 品的取向度之间的相关性的公式为：
[001引
【主权项】
1. 一种快速测定棉麻混纺纤维含量的方法，其特征在于，包括以下步骤： (1) 建立棉麻混纺样品中棉的含量与多个全棉样品的特征波长对应的多个光谱值之间 的方程； (2) 采集待测样品的反射中红外光谱，在待测样品的反射中红外光谱中找出与多个全 棉样品的特征波长对应的多个待测样品的光谱值，将多个待测样品的光谱值代入所述方 程，从而得到待测样品中棉纤维的含量，待测样品中麻纤维的含量为1和待测样品中棉纤 维含量的差值。
2. 根据权利要求1所述的快速测定棉麻混纺纤维含量的方法，其特征在于，所述步骤 (1)具体包括： (a) 测定全棉样品的取向度； (b) 采集全棉样品的反射中红外光谱； (c) 利用峰强比值法计算全棉样品的反射中红外光谱的新光谱，并计算全棉样品的新 光谱中每个波长下的光谱值与全棉样品的取向度之间的相关性； (d) 选择全棉样品的相关性中由大到小的多个相关性对应的波长作为全棉样品的多个 特征波长； (e) 根据所选择的多个全棉样品的特征波长，采用偏最小二乘法，建立棉麻混纺样品中 棉的含量与多个全棉样品的特征波长对应的多个光谱值之间的方程。
3. 根据权利要求2所述的快速测定棉麻混纺纤维含量的方法，其特征在于，所述步骤 (a) 具体为： 利用X射线衍射法测定全棉样品的取向度。
4. 根据权利要求2所述的快速测定棉麻混纺纤维含量的方法，其特征在于，所述步骤 (b) 具体为： 利用波数为^OcnTi-^OOcnT1的中红外光谱仪采集全棉样品的反射中红外光谱，且采 集光谱时，中红外光谱仪的分辨率为4CHT1，扫描次数为32次。
5. 根据权利要求2所述的快速测定棉麻混纺纤维含量的方法，其特征在于，所述步骤 (c) 具体为： 将采集的全棉样品的反射中红外光谱中第一个波长下的光谱值作为分母，其它波长下 的光谱值作为分子得到全棉样品的第一个新光谱，并计算全棉样品的第一新光谱中每个波 长下的光谱值与全棉样品的取向度之间的相关性得到全棉样品的第一个相关性，接着，将 采集的全棉样品的反射中红外光谱中第二个波长下的光谱值作为分母，其它波长下的光谱 值作为分子得到全棉样品的第二个新光谱，并计算全棉样品的第二新光谱中每个波长下的 光谱值与全棉样品的取向度之间的相关性得到全棉样品的第二个相关性，依次类推，直到 将采集的全棉样品的反射中红外光谱中最后一个波长对应的光谱值作为分母，其它波长对 应的光谱值作为分子得到全棉样品的最后一个新光谱，并计算全棉样品的最后一个新光谱 中每个波长下的光谱值与全棉样品的取向度之间的相关性得到全棉样品的最后一个相关 性。
6. 根据权利要求2所述的快速测定棉麻混纺纤维含量的方法，其特征在于，所述步骤 (c)中计算全棉样品的新光谱中每个波长下的光谱值与全棉样品的取向度之间的相关性的 公式为：
，其中，Xi为全棉样品的新光谱中每个波长下的光谱值， Yi为全棉样品的取向度，元为全棉样品的新光谱中每个波长下的光谱值的平均值，7为全 棉样品的取向度的平均值。
7. 根据权利要求2所述的快速测定棉麻混纺纤维含量的方法，其特征在于，所述步骤 (d) 中选择与排名前5的5个相关性对应的5个全棉样品的波长作为特征波长。
8. 根据权利要求7所述的快速测定棉麻混纺纤维含量的方法，其特征在于，所述步骤 (e) 中棉的含量与特征波长对应的光谱值之间的方程为回归方程。
9. 根据权利要求8所述的快速测定棉麻混纺纤维含量的方法，其特征在于，所述步骤 (e)中棉的含量与特征波长对应的光谱值之间的回归方程为： y = -9. 5536-40. 5302x〇+504. 5234Xl+1599x2-1578. 6x3-474. 0419x4 其中，y为棉麻混纺样品中棉的含量，Xd、Xi、x2、x3、为相关系数由大到小的5个全棉 样品的特征波长对应的5个光谱值。
【专利摘要】本发明公开了一种快速测定棉麻混纺纤维含量的方法包括以下步骤：(1)建立棉麻混纺样品中棉的含量与多个全棉样品的特征波长对应的多个光谱值之间的方程；(2)采集待测样品的反射中红外光谱，在待测样品的反射中红外光谱中找出与多个全棉样品的特征波长对应的多个待测样品的光谱值，将多个待测样品的光谱值代入所述方程，从而得到待测样品中棉纤维的含量，待测样品中麻纤维的含量为1和待测样品中棉纤维含量的差值。本发明的方法不仅操作简单，而且能提高检测效率和检测准确率、降低检测人员的工作强度及对检测人员的要求、保证检测样品的完整性、满足大批量快速检测的需要。
【IPC分类】G01N23-20, G01N21-3563
【公开号】CN104865218
【申请号】CN201510226249
【发明人】耿响, 桂家祥, 郝勇, 王京力, 周丽萍, 祝建新, 刘秀红, 熊利华
【申请人】江西出入境检验检疫局检验检疫综合技术中心
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2015年5月6日