羽絨羽毛的檢測(cè)研究

陳春俠，樊理山(， )

我國(guó)有著豐富的羽絨資源，占據(jù)了國(guó)際羽絨市場(chǎng)70%以上的出口份額，在世界羽絨市場(chǎng)上具有舉足輕重的地位，出口的主要國(guó)家為美國(guó)、歐盟、日本、俄羅斯和東歐等。目前發(fā)達(dá)國(guó)家的羽絨制品的普及率是我國(guó)的十倍左右，所以國(guó)內(nèi)的市場(chǎng)空間也非常巨大，從羽絨制品的生產(chǎn)能力上看，自20世紀(jì)90年代以來(lái)，中國(guó)羽絨服裝及制品行業(yè)已取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，羽絨的用途也越來(lái)越廣泛，但是一些廠家以粉碎絨毛代替羽絨填充物，或者用其它的陸禽毛來(lái)代替鵝絨、鴨絨，以次充好；標(biāo)稱充絨量重量與實(shí)際不符，羽絨清潔度不合格，所以羽絨羽毛的檢測(cè)對(duì)保證羽絨制品質(zhì)量至關(guān)重要。當(dāng)前主要是對(duì)羽絨樣品進(jìn)行人工鑒定。檢測(cè)人員必須對(duì)水禽毛中鵝絨、鴨絨，陸禽毛中的雞毛、鴿子毛等的形態(tài)特征有一個(gè)充分的了解。由于檢測(cè)過(guò)程中諸多的人為因素，可能造成同一樣品得到不同的檢測(cè)結(jié)果。而且，長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行人工鑒定，容易引起視覺(jué)疲勞。為提高鑒定的客觀性和準(zhǔn)確性，必須研制相應(yīng)的自動(dòng)檢測(cè)設(shè)備。查新資料表明，國(guó)內(nèi)外尚無(wú)專用于羽絨種類檢測(cè)的自動(dòng)檢測(cè)設(shè)備，而現(xiàn)有的傳統(tǒng)檢測(cè)設(shè)備已經(jīng)不適應(yīng)現(xiàn)實(shí)的需要。

1 羽絨羽毛國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的變遷

我國(guó)羽絨羽毛及其制品在國(guó)際市場(chǎng)所具有的地位來(lái)之不易，提高羽絨羽毛及其制品的質(zhì)量，維護(hù)我國(guó)羽絨羽毛及其產(chǎn)品的聲譽(yù)應(yīng)得到各方面的關(guān)注，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局在1989年出臺(tái)了第一部不對(duì)外公開(kāi)的羽絨羽毛國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GBn289，290-89及與之相對(duì)應(yīng)羽絨羽毛檢驗(yàn)方法GB/T10288-1988。89版標(biāo)準(zhǔn)的頒布實(shí)施結(jié)束了我國(guó)多年來(lái)無(wú)羽絨國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的歷史，1999年發(fā)布了新修訂的羽絨羽毛國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T17685-1999，對(duì)89版的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了修訂。2001年我國(guó)加入WTO，剛剛修訂的99版標(biāo)準(zhǔn)不可避免要接受WTO規(guī)則及國(guó)外同行的考驗(yàn)，于是又出臺(tái)了2003版《羽絨羽毛》GB/T17685-2003國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)及與之配套的羽絨羽毛檢驗(yàn)方法GB/T10288-2003國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，此標(biāo)準(zhǔn)較99版相比增加了“微生物”的指標(biāo)及鴿子毛的鑒定，“含絨量”改為“絨子含量”，樣品的抽取與處理與國(guó)際接軌。

2 羽絨羽毛檢測(cè)的主要內(nèi)容

2.1 絨子含量

即羽絨羽毛中絨子的百分比，比如85%灰鴨絨，是指100克毛絨中有85克為絨子，其余15克為符合規(guī)格的毛片等。羽絨含量是作為羽絨羽毛貿(mào)易的結(jié)價(jià)依據(jù)，是衡量羽毛羽絨及其制品品質(zhì)的重要指標(biāo)之一。

2.2 蓬松度

指在一定口徑的容器內(nèi)，加入經(jīng)過(guò)預(yù)調(diào)制的定量毛絨，經(jīng)過(guò)充分?jǐn)嚢?，然后在容器壓板的自重壓力下靜止一分鐘，羽絨所占有的體積就是它的蓬松度。蓬松度的好差直接影響羽絨服及制品的保暖性。

2.3 耗氧指數(shù)

羽絨的耗氧指數(shù)指100克毛絨中含有的還原性物質(zhì)，在一定情況下氧化時(shí)消耗的氧氣的毫克數(shù)。耗氧指數(shù)≤10為合格，超過(guò)說(shuō)明羽絨水洗工藝不夠規(guī)范，會(huì)引起細(xì)菌繁殖，對(duì)人體健康不利。

2.4 清潔度

通過(guò)水作載體，經(jīng)震蕩把毛絨中所含的微小塵粒轉(zhuǎn)入水中，這些微小塵粒在水中呈懸濁狀，然后用儀器來(lái)測(cè)定水質(zhì)的透明度，以測(cè)定羽絨清潔程度。清潔度≥350 mm為合格，反之未達(dá)到指標(biāo)要求，說(shuō)明羽絨雜質(zhì)多，較易引起各種細(xì)菌吸收在羽絨中，同樣對(duì)人體健康產(chǎn)生不利影響。

2.5 異味等級(jí)

5名檢驗(yàn)人員中的3個(gè)人意見(jiàn)相同時(shí)作為異味評(píng)定結(jié)果，如異味超出標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定指標(biāo)時(shí)，說(shuō)明水洗羽絨加工過(guò)程中洗滌有問(wèn)題，羽絨服在穿著、保存過(guò)程中較易引起變質(zhì)，影響環(huán)境和人體健康。

2.6 羽絨種類

目前，市場(chǎng)上羽絨產(chǎn)品繁多，質(zhì)量也參差不齊，混入的大多數(shù)是鴿子毛、雞毛等陸禽毛。目前，各種羽絨中蓬松度最高的當(dāng)屬鵝絨，最高可達(dá)到800+，一般鴨絨的蓬松度在400+左右，因此，同等重量的羽絨，鵝絨和鴨絨的保暖程度差了將近一倍。同時(shí)，兩者的價(jià)格也相差很大，鵝絨與鴨絨的價(jià)格比差大約為1.5倍，所以羽絨種類的鑒定十分必要。

上面提及的指標(biāo)中，含絨量和羽絨種類的檢測(cè)方法與手段是當(dāng)前研究的重點(diǎn)也是難點(diǎn)。

3 現(xiàn)有的羽絨含量及種類的檢測(cè)方法

3.1 手工撿出測(cè)試法

目前，羽絨種類的鑒定都是檢測(cè)人員通過(guò)顯微鏡用肉眼觀察，對(duì)羽絨樣品進(jìn)行人工鑒定。這種鑒定需要大量的訓(xùn)練和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，檢測(cè)人員必須對(duì)水禽毛中鵝絨、鴨絨，陸禽毛中的雞毛、鴿子毛等的形態(tài)特征有一個(gè)充分的了解。由于檢測(cè)過(guò)程中諸多的人為因素，可能造成同一樣品得到不同的檢測(cè)結(jié)果。而且，如果長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行人工鑒定，容易引起視覺(jué)疲勞。

3.2 氣流儀測(cè)定法

氣流通過(guò)由試驗(yàn)試樣組成的纖維塞，在刻度尺上指示出透氣性的變化，以通過(guò)纖維塞的流量或纖維塞兩端的壓力差表示。試樣的質(zhì)量和體積對(duì)確定型式的儀器是常數(shù)。指示透氣性變化的刻度可以用流量或壓力差的適當(dāng)單位來(lái)表示。此種方法無(wú)法定量地鑒別羽絨種類。

3.3 圖像分割法

針對(duì)傳統(tǒng)的人工檢測(cè)羽絨的種種弊端和不便，羽絨種類自動(dòng)檢測(cè)成為一個(gè)趨勢(shì)。在自動(dòng)檢測(cè)過(guò)程中，一個(gè)重要環(huán)節(jié)就是圖像分割，圖像分割的效果將直接影響到自動(dòng)檢測(cè)的速度和準(zhǔn)確率。所以，將遺傳算法引入到羽絨識(shí)別中來(lái)，利用基于遺傳算法的閾值分割算法提高了羽絨識(shí)別率。由于它利用圖像的灰度直方圖，以目標(biāo)和背景之間的方差最大，動(dòng)態(tài)地確定圖像分割門(mén)限值，因此是傳統(tǒng)方法中性能較好的一種。羽絨圖像閾值分割算法的提出和應(yīng)用，提高了羽絨識(shí)別率，大大提高了羽絨種類自動(dòng)檢測(cè)的水平和手段。但當(dāng)目標(biāo)的相對(duì)面積減小時(shí)，這些方法的性能則迅速下降。

3.4 SVM內(nèi)核構(gòu)建與優(yōu)化

SVM內(nèi)核構(gòu)建與優(yōu)化在羽絨檢測(cè)系統(tǒng)中的應(yīng)用。支持向量機(jī)(SVM)是建立在統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)理論(SLT)的VC維理論和結(jié)構(gòu)風(fēng)險(xiǎn)最小原理基礎(chǔ)上的一種新的通用學(xué)習(xí)方法，它根據(jù)有限的樣本信息在模型的復(fù)雜性和學(xué)習(xí)能力之間尋求最佳折衷，以期獲得最好的推廣能力。目前，在模式識(shí)別方面，SVM算法在精度上已經(jīng)超過(guò)傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)算法或與之不相上下。將組合內(nèi)核和優(yōu)化算法應(yīng)用到基于SVM的羽絨自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)中，使羽絨系統(tǒng)的識(shí)別性能有了較大提高。但是經(jīng)過(guò)不斷的實(shí)驗(yàn)檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)識(shí)別結(jié)果不太令人滿意，需要進(jìn)一步提高識(shí)別率。

3.5 DNA識(shí)別

國(guó)外已研制通過(guò)基因DNA序列來(lái)判定鵝、鴨等羽絨種類，但是該鑒定方法的代表性無(wú)法保證，并且，處理過(guò)程復(fù)雜、檢測(cè)周期長(zhǎng)、檢測(cè)費(fèi)用昂貴，故無(wú)法在羽絨行業(yè)推廣。

4 羽毛種類的化學(xué)溶解檢測(cè)法

羽毛纖維的耐酸性較好。角蛋白是羽毛纖維的主要成分，其分子結(jié)構(gòu)中的氨基酸成分決定了羽毛纖維對(duì)酸具有一定的吸附能力和保持能力。堿不僅能夠破壞胱氨酸的二硫鍵，還能拆散肽鏈間的鹽式鍵，催化肽鍵水解，所以本文主要研究堿對(duì)羽毛的作用。堿對(duì)不同種類羽毛的作用是不同的。表1及圖1～圖5是相同質(zhì)量的羽毛和一定濃度的堿作用時(shí)，溶解所需要的時(shí)間，氫氧化鈉溶液的質(zhì)量濃度為10%。

表1 相同質(zhì)量的羽毛在不同溫度下的堿液中的溶解時(shí)間

圖1 相同質(zhì)量的羽毛在未加溫的堿液中的溶解時(shí)間

圖2 相同質(zhì)量的羽毛在40℃的堿液中的溶解時(shí)間

圖3 相同質(zhì)量的羽毛在50℃的堿液中的溶解時(shí)間

圖4 相同質(zhì)量的羽毛在60℃的堿液中的溶解時(shí)間

圖5 相同質(zhì)量的羽毛在80℃、100℃的堿液中的溶解時(shí)間

從以上的圖表中可以看出，隨著加熱溫度的升高，各種羽毛溶解的時(shí)間越來(lái)越短，在加熱情況下，鴨毛和鵝毛的溶解時(shí)間相接近，但是雞毛、鴿子毛、野雞毛、孔雀毛的溶解時(shí)間差異較大，尤其在加熱溫度為50℃時(shí)溶解時(shí)間差異較大，羽毛的溶解性差異可以作為羽毛種類鑒別方法之一。

5 結(jié)語(yǔ)

羽毛輕盈、柔軟，保暖性能優(yōu)良，具有較好的生物相容性和保健作用，而且資源豐富，成本低廉，作為保暖填充材料已得到廣泛的應(yīng)用，羽毛紗線、羽毛保暖絮片以及羽毛復(fù)合布等新型紡織品已經(jīng)逐步開(kāi)發(fā)出來(lái)。羽毛作為一種綠色天然蛋白質(zhì)纖維，必將成為一種新的紡織材料，賦予紡織品以獨(dú)特的風(fēng)格。羽毛資源的綜合開(kāi)發(fā)利用，對(duì)發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，實(shí)現(xiàn)“可持續(xù)發(fā)展”和“綠色消費(fèi)”具有積極的現(xiàn)實(shí)意義。

相信隨著科學(xué)技術(shù)水平不斷提高，新型快速的羽絨檢測(cè)方法在不久的將來(lái)一定會(huì)誕生，以填補(bǔ)國(guó)內(nèi)外在此領(lǐng)域的空白。

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