JP5656281B2 - Fiber discrimination method and fiber discrimination device - Google Patents

Fiber discrimination method and fiber discrimination device Download PDF

Info

Publication number
JP5656281B2
JP5656281B2 JP2010071101A JP2010071101A JP5656281B2 JP 5656281 B2 JP5656281 B2 JP 5656281B2 JP 2010071101 A JP2010071101 A JP 2010071101A JP 2010071101 A JP2010071101 A JP 2010071101A JP 5656281 B2 JP5656281 B2 JP 5656281B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fiber
sample
thz
fibers
wedge
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2010071101A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2011203138A (en
Inventor
徹 倉林
徹 倉林
文也 齋藤
文也 齋藤
伸枝 渡辺
伸枝 渡辺
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Iwate Prefectural University
Original Assignee
Iwate Prefectural University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Iwate Prefectural University filed Critical Iwate Prefectural University
Priority to JP2010071101A priority Critical patent/JP5656281B2/en
Publication of JP2011203138A publication Critical patent/JP2011203138A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5656281B2 publication Critical patent/JP5656281B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Description

本発明は、テラヘルツ電磁波の照射を利用して、繊維を特定する繊維鑑別方法および繊維鑑別装置に関する。   The present invention relates to a fiber identification method and a fiber identification device that identify fibers using irradiation of terahertz electromagnetic waves.

近年、テラヘルツ電磁波を利用した物質分析や有機化学研究が注目されている。テラヘルツ電磁波(1THz=1012Hz)は、遠赤外光とも呼ばれ、周波数領域が光と電波の境界に相当するおよそ0.1THz〜30THzの電磁波である。テラヘルツ帯の周波数は、たんぱく質などの生体関連分子や高分子材料における固有振動に対応しているため、生体機能や分子構造の解析などに応用が期待されている。また、各種タンパク質、脂質、炭水化物に分類される、さまざまな有機分子の振動・回転スペクトルがこの周波数領域に存在していることから、分子識別のための指紋スペクトルとしての応用も期待されている。
非特許文献1には広帯域で高出力のテラヘルツ電磁波を発生させる方法が開示されており、これまで未踏領域とされたテラヘルツ周波数帯域を用いたさまざまな応用が検討され始めている。テラヘルツ電磁波は物質に依存した透過性を持ち、光波としての直進性を兼ね備えている。このため特定物質の非破壊検査や隠匿物の画像化などへの適用が検討されている。
In recent years, material analysis and organic chemistry research using terahertz electromagnetic waves have attracted attention. Terahertz electromagnetic waves (1 THz = 10 12 Hz) are also called far-infrared light, and are electromagnetic waves of about 0.1 THz to 30 THz whose frequency region corresponds to the boundary between light and radio waves. The frequency in the terahertz band corresponds to natural vibrations in biological molecules such as proteins and polymer materials, and is expected to be applied to analysis of biological functions and molecular structures. In addition, since vibration and rotation spectra of various organic molecules classified into various proteins, lipids, and carbohydrates exist in this frequency region, application as a fingerprint spectrum for molecular identification is also expected.
Non-Patent Document 1 discloses a method for generating a broadband, high-output terahertz electromagnetic wave, and various applications using a terahertz frequency band that has been considered as an unexplored region have been studied. Terahertz electromagnetic waves have translucency depending on the substance, and also have straightness as light waves. For this reason, application to nondestructive inspection of specific substances and imaging of concealed materials is being studied.

ここで、繊維についての従来の検査方法に関しては、高級天然繊維の中で獣毛に分類される山羊毛や羊毛などは種類や品質によって数10倍の価格差が生じる一方、主成分が酷似しているため化学的識別法は用いることができず、識別が困難であることから不当表示が後を絶たない。特に、カシミヤ(山羊毛の一種)を使った繊維製品の不当表示が相次いて発覚し、社会問題となっている。カシミヤ製品の7〜8割が中国製であり、中国での生産工程でほかの毛が混入した以外は原因が特定されていない。この問題は、高価なカシミヤの需要が増え供給とのバランスが崩れたことや、製品の低価格化などによってさらに深刻化しつつある。このため、生産者と販売者が協力し合い、信頼性の高い品質表示を確保することで消費者の信頼回復を行うことが切に望まれている。   Here, with regard to conventional inspection methods for fibers, goat wool and wool, which are classified as animal hair among high-quality natural fibers, have a price difference of several tens of times depending on the type and quality, but the main components are very similar. Therefore, the chemical identification method cannot be used, and the identification is difficult. In particular, illegal labeling of textile products using cashmere (a kind of goat hair) has been discovered one after another, which has become a social problem. Seventy to eighty percent of the cashmere products are made in China, and the cause has not been specified except that other hair was mixed in the production process in China. This problem is becoming more serious as demand for expensive cashmere increases and balance with supply is lost, and the price of products decreases. For this reason, it is highly desirable that producers and sellers cooperate to restore consumer confidence by ensuring a reliable quality display.

獣毛の識別には、獣毛を構成するキューティクル構造の違いを識別する必要がある。この検査は(財)毛製品検査協会の熟練者が行う顕微鏡で繊維の形態と数を数える方法に頼ってきた。検査に要する時間は1点で1時間以上、費用は2〜3万円かかるなど、検査に過大な時間と人手を要してきた。最近ではこの検査をすり抜けるため、キューティクルを薬品で溶かす例や、識別困難な獣毛を意図的に混ぜる例などが出てきている。
一部の研究機関でDNA検査による識別の成功例が報告されているが、獣毛に含まれるDNAはごくわずかであり、染色や薬品処理によって簡単にDNAが壊されてしまうことから、有効な分析手段にはならないと考えられている。このような状況が繊維製品の不正表示を蔓延させる原因となってきた。
特許文献1には、獣毛繊維のDNAによる同定方法について記載されている。また特許文献2には、カシミヤ染色装置によって、白色原毛におけるカシミヤ混率を判別する方法について記載されている。
For the identification of animal hair, it is necessary to identify the difference in the cuticle structure constituting the animal hair. This inspection has relied on a method of counting the form and number of fibers with a microscope performed by experts of the Hair Products Inspection Association. The time required for the inspection is one hour or more, and the cost is 20,000 to 30,000 yen. The inspection takes excessive time and manpower. Recently, in order to pass through this inspection, there are examples of melting the cuticle with chemicals and intentionally mixing animal hair that is difficult to identify.
Some research institutions have reported successful identification by DNA testing, but the amount of DNA contained in animal hair is very small, and it is effective because it can be easily broken by staining or chemical treatment. It is considered not to be an analytical tool. This situation has been a cause of widespread mislabeling of textile products.
Patent Document 1 describes a method for identifying animal hair fibers using DNA. Patent Document 2 describes a method of determining the cashmere mixture ratio in white raw hair using a cashmere dyeing apparatus.

特開2000−210084号公報JP 2000-210084 特許2558440号公報Japanese Patent No. 2558440

J. Phys. D: Appl. Phys. 36 (2003) 953-957J. Phys. D: Appl. Phys. 36 (2003) 953-957

本出願では、テラヘルツ分光分析を用い、分子間相互作用や集合体構造に由来するエネルギーのスペクトル分析を合成繊維、あるいは植物由来繊維、あるいは獣毛繊維などの各種繊維の分析に適用することを目的とする。特に、獣毛繊維では、キューティクルおよびコルテックスの細胞構造(一次構造)や細胞の集合形式(高次構造)に対応した特有のスペクトルを見出し、繊維(獣毛)の種類や品質を即時識別することを目的とする。テラヘルツ分光分析を行う際には分析対象となる繊維をテラヘルツ波の波長より十分に小さいサイズまで粉砕し、均質な粉体にした上で分析用ペレットを作成する必要がある。繊維の粉砕方法に関しては、粉砕に伴う温度上昇を防ぎながら凍結粉砕する方法が最も効果的である。   The purpose of this application is to use terahertz spectroscopy to apply spectrum analysis of energy derived from intermolecular interactions and aggregate structures to the analysis of various fibers such as synthetic fibers, plant-derived fibers, and animal hair fibers. And In particular, in the case of animal hair fibers, a unique spectrum corresponding to the cell structure (primary structure) of cuticles and cortex and the aggregate form (higher order structure) of cells is found, and the type and quality of the fibers (animal hair) are immediately identified. For the purpose. When performing terahertz spectroscopic analysis, it is necessary to pulverize the fiber to be analyzed to a size sufficiently smaller than the wavelength of the terahertz wave to form a homogeneous powder, and then prepare an analysis pellet. As for the fiber pulverization method, the method of freeze pulverization while preventing the temperature rise accompanying pulverization is the most effective.

上記テラヘルツ分光分析において、粉砕条件では、ほとんどの試料は10μm程度まで粉砕することが必要である。その理由は、テラヘルツ分光分析において、0.1から10THzを分析範囲としたいので10THzでは波長が30μmとなる。このため試料が30μm以上の大きさで、分光分析のための入射テラヘルツ波が散乱されるため、検出器に入射するテラヘルツ波の強度が減衰し、正確なスペクトルが測定できなくなる。そのため試料は10μm程度まで粉砕することが必要である。このように、繊維を分析するには、繊維をテラヘルツ分光分析における波長より細かく粉砕する必要があるが、従来の粉砕方法では、粉砕する際に相当の熱が発生し(繊維が粉砕される際に局所的に熱損傷が生じる)、多くの繊維が変質してしまうという問題点があった。   In the above terahertz spectroscopic analysis, under the pulverization conditions, most samples need to be pulverized to about 10 μm. The reason is that in terahertz spectroscopic analysis, it is desired to set the analysis range from 0.1 to 10 THz, so that the wavelength is 30 μm at 10 THz. For this reason, since the sample has a size of 30 μm or more and an incident terahertz wave for spectroscopic analysis is scattered, the intensity of the terahertz wave incident on the detector is attenuated, and an accurate spectrum cannot be measured. Therefore, it is necessary to grind the sample to about 10 μm. Thus, in order to analyze the fiber, it is necessary to pulverize the fiber finer than the wavelength in the terahertz spectroscopic analysis. However, in the conventional pulverization method, considerable heat is generated during pulverization (when the fiber is pulverized). There is a problem that many fibers are denatured).

本発明の課題は、測定試料の作製において、識別すべき繊維の粉砕を変質なく行うことができ、前記繊維の鑑別を確実に行うことができる信頼性の高い繊維鑑別方法および繊維鑑別装置を提供することである。   An object of the present invention is to provide a highly reliable fiber discrimination method and a fiber discrimination apparatus that can perform pulverization of fibers to be identified without alteration in the preparation of a measurement sample, and can reliably identify the fibers. It is to be.

従来の欠点である、繊維を粉砕する際に熱が発生し、多くの繊維が変質してしまうという問題点(繊維が粉砕される際に局所的に熱損傷が生じることが原因)に対して、本願では、以下の解決方法を用いた。即ち、本発明では、繊維を、凍結し粉砕することで、粉砕時に繊維に生じる熱変性をなくすことを実現した。   For the problem that heat is generated when fibers are pulverized, which is a conventional defect, and many fibers are altered (caused by local thermal damage when fibers are pulverized) In the present application, the following solution was used. That is, in the present invention, the fiber is frozen and pulverized to eliminate heat denaturation that occurs in the fiber during pulverization.

本発明での、繊維を粉砕する具体的な手順を、以下説明する。
識別すべき繊維をステンレス製ボール数個とともに、ステンレス製粉砕ジャー(50ml)に入れ、液体窒素に10分程度浸し、77Kまで冷却する。この後、ただちに粉砕ジャーを粉砕機に取り付け所定の周波数で所定時間粉砕する。
粉砕条件は2段階で実施する。
第1段階:ボール径25mmφ1個+試料で20ヘルツにて2分間粉砕
第2段階:ボール径10 mmφ10個(あるいは12 mmφ8個)+試料で30ヘルツにて2分間粉砕
粉砕装置はボールミル(Retsch社製、MM400)を使用した。
A specific procedure for pulverizing fibers in the present invention will be described below.
The fibers to be identified are placed in a stainless steel grinding jar (50 ml) together with several stainless steel balls, immersed in liquid nitrogen for about 10 minutes, and cooled to 77K. Thereafter, the pulverization jar is immediately attached to the pulverizer and pulverized at a predetermined frequency for a predetermined time.
The grinding conditions are carried out in two stages.
1st stage: Ball diameter 25mmφ 1 sample and grinding at 20Hz for 2 minutes 2nd stage: Ball diameter 10mmφ 10 pieces (or 12mmφ8 pieces) + sample at 30Hz for 2 minutes Grinding device is ball mill (Retsch) Manufactured by MM400).

粉砕した試料は、真空乾燥した後、ポリエチレンパウダーと混合して、ペレットを作製する。前記ペレットを分析器に配置して分析する。
具体的な手順を、以下に説明する。
凍結粉砕した試料を真空乾燥し、秤量しポリエチレンパウダーと所定濃度(5-7wt%)になるように混合する。混合には乳鉢ですり合わせる方法か、密閉容器(ねじ付き試験管)に入れ回転式撹拌装置で混合する。混合したパウダー状の試料を所定量秤量し(300-350mg)プレス機で圧粉し直径20mmの円盤状の楔形ペレットを形成する。します。楔形ペレットの角度は2°で経験的にこの角度が適している。楔形にしないと、ペレットの表面と裏面で入射するテラヘルツ光が干渉し、正確なスペクトルが得られないという現象がある。このペレットをテラヘルツ分光器にセットし、0.1-10THzでの透過スペクトル分析を行う。
ここで、繊維の検出感度が得られるよう、ポリエチレンパウダー重量濃度を変える。ポリエチレンパウダー重量濃度が、3-10wt%が検出感度が高く取れ、特に5-7wt%を主に分析に適した濃度である。これはすべての種類の繊維について同様の傾向である。
The crushed sample is vacuum-dried and then mixed with polyethylene powder to produce pellets. The pellet is placed in an analyzer and analyzed.
A specific procedure will be described below.
The freeze-ground sample is vacuum dried, weighed, and mixed with polyethylene powder to a predetermined concentration (5-7 wt%). For mixing, rub in a mortar or place in a sealed container (threaded test tube) and mix with a rotary stirrer. A predetermined amount of the mixed powder sample is weighed (300-350 mg) and pressed with a press machine to form a disk-shaped wedge-shaped pellet having a diameter of 20 mm. To do. The wedge-shaped pellet has an angle of 2 °, which is empirically suitable. If it is not wedge-shaped, there is a phenomenon that the terahertz light incident on the front and back surfaces of the pellet interferes and an accurate spectrum cannot be obtained. This pellet is set in a terahertz spectrometer, and a transmission spectrum analysis at 0.1-10 THz is performed.
Here, the polyethylene powder weight concentration is changed so that the fiber detection sensitivity can be obtained. When the polyethylene powder weight concentration is 3-10 wt%, the detection sensitivity is high, and 5-7 wt% is particularly suitable for analysis. This is the same trend for all types of fibers.

請求項1に係る発明は、鑑別対象である繊維と前記鑑別対象である繊維を粉砕する手段とを凍結し、前記粉砕する手段で前記鑑別対象である繊維を粒径10μm以下まで粉砕し、前記粉砕された繊維とポリエチレンパウダーとを混合して、試料を作成し、前記試料に電磁波を照射し、0.1THz〜10THzの周波数の範囲内で前記電磁波の周波数を掃引し、前記試料を透過する電磁波の透過強度を測定し、透過スペクトルを得ることにより前記試料内部に保持されている繊維の成分を分析することを特徴とする繊維鑑別方法である。 The invention according to claim 1 freezes the fiber to be identified and the means for pulverizing the fiber to be differentiated, pulverizes the fiber to be identified to a particle size of 10 μm or less by the pulverizing means, The ground fiber and polyethylene powder are mixed to prepare a sample, the sample is irradiated with electromagnetic waves, the frequency of the electromagnetic waves is swept within a frequency range of 0.1 THz to 10 THz, and the sample is transmitted. The fiber discrimination method is characterized in that the component of the fiber held inside the sample is analyzed by measuring the transmission intensity of the electromagnetic wave and obtaining the transmission spectrum.

請求項2に係る発明は、前記透過スペクトルから,前記試料の中の繊維に含まれる特定成分に対応する固有周波数の吸収帯域を識別して、前記繊維を特定することを特徴とする繊維鑑別方法である。   The invention according to claim 2 is characterized in that the fiber is identified by identifying an absorption band of a natural frequency corresponding to a specific component contained in the fiber in the sample from the transmission spectrum. It is.

請求項3に係る発明は、前記粉砕する手段はボールミルであることを特徴とする繊維鑑別方法である。
請求項4に係る発明は、前記繊維は、凍結された後、粒径を10μm以下まで粉砕されることを特徴とする繊維鑑別方法である。
The invention according to claim 3 is the fiber discrimination method characterized in that the pulverizing means is a ball mill.
The invention according to claim 4, wherein the fibers, after being frozen, a fiber discriminating method characterized in that it is comminuted to a particle size up to 10μm or less.

請求項4に係る発明は、前記繊維は、77K以下の温度で凍結されることを特徴とする繊維鑑別方法である。   The invention according to claim 4 is the fiber identification method, wherein the fiber is frozen at a temperature of 77K or less.

請求項に係る発明は、前記繊維の試料に対する重量濃度は、3wt%から10wt%の範囲とすることを特徴とする繊維鑑別方法である。 The invention according to claim 4 is the fiber discrimination method characterized in that the weight concentration of the fiber with respect to the sample is in the range of 3 wt% to 10 wt%.

請求項に係る発明は、前記試料を、楔形ペレットとし、前記楔形ペレットの表面と裏面の角度を、2°とすることを特徴とする繊維鑑別方法である。 The invention according to claim 5 is the fiber discrimination method characterized in that the sample is a wedge-shaped pellet, and the angle between the front surface and the back surface of the wedge-shaped pellet is 2 °.

請求項に係る発明は、識別対象である繊維を含む試料に照射する0.1THz〜10THzの周波数の電磁波を発生する電磁波発生手段と、前記繊維を含む試料を透過する電磁波の透過強度を測定する検出手段とからなる繊維鑑別装置であって、前記試料は、鑑別対象である繊維及びボールミルを凍結した後、ボールミルにて粒径10μm以下まで粉砕し、前記粉砕された繊維とポリエチレンパウダーとを混合して形成され、前記試料は、楔形ペレットとし、前記楔形ペレットの表面と裏面の角度を、2°とすることを特徴とする繊維鑑別装置である。 The invention according to claim 6 measures an electromagnetic wave generating means for generating an electromagnetic wave having a frequency of 0.1 THz to 10 THz to irradiate a sample including a fiber to be identified, and a transmission intensity of the electromagnetic wave transmitted through the sample including the fiber. The sample is a fiber discrimination device comprising: a sample that is subjected to freezing of the fiber to be identified and the ball mill, and then pulverized to a particle size of 10 μm or less by a ball mill, and the pulverized fiber and polyethylene powder are It is formed by mixing, the sample is a wedge-shaped pellet, and the angle between the front surface and the back surface of the wedge-shaped pellet is 2 °.

請求項1の発明によれば、鑑別すべき繊維の変質を起こさずに、粉砕することができ、
前記粉砕された繊維とポリエチレンパウダーとを混合して、試料を作成し、テラヘルツ分光器によって、繊維を安定して鑑別することができる。
請求項2の発明によれば、テラヘルツ分光器によって測定された試料の透過スペクトルから,前記試料の中の繊維に含まれる特定成分に対応する固有周波数の吸収帯域を識別して、前記繊維を特定することができる。
請求項6の発明によれば、試料を楔形ペレットとし、前記楔形ペレットの表面と裏面の角度を、2°としたので、安定したテラヘルツ分光器での透過スペクトルを測定できる。
According to the invention of claim 1, it can be pulverized without causing alteration of the fiber to be distinguished,
The pulverized fiber and polyethylene powder are mixed to prepare a sample, and the fiber can be stably identified by a terahertz spectrometer.
According to the invention of claim 2, the fiber is identified by identifying the absorption band of the natural frequency corresponding to the specific component contained in the fiber in the sample from the transmission spectrum of the sample measured by the terahertz spectrometer. can do.
According to the invention of claim 6, since the sample is a wedge-shaped pellet and the angle between the front surface and the back surface of the wedge-shaped pellet is 2 °, the transmission spectrum with a stable terahertz spectrometer can be measured.

本発明によれば、測定試料の作製において、識別すべき繊維の粉砕を変質なく行うことができ、前記繊維の鑑別を確実に行うことができる信頼性の高い繊維鑑別方法および繊維鑑別装置を提供できる。   According to the present invention, there is provided a highly reliable fiber discrimination method and fiber discrimination apparatus that can pulverize fibers to be identified without alteration in the preparation of a measurement sample, and that can reliably identify the fibers. it can.

本発明のテラヘルツ分光測定装置のブロック図である。It is a block diagram of the terahertz spectrometer of the present invention. 本発明で使用する楔形ペレットの図である。図2(a)は、上面図である、図2(b)は、図2(a)でのAA断面図である。It is a figure of the wedge-shaped pellet used by this invention. 2A is a top view, and FIG. 2B is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 粉砕した繊維の顕微鏡写真であるIt is a micrograph of the pulverized fiber 各種合成繊維の透過スペクトルの測定結果である。It is a measurement result of the transmission spectrum of various synthetic fibers. 各種植物由来繊維の透過スペクトルの測定結果である。It is a measurement result of the transmission spectrum of various plant origin fibers. 各種獣毛繊維の透過スペクトルの測定結果である。It is a measurement result of the transmission spectrum of various animal hair fibers. シルク15%+ウール85%、シルク100%、ウール100%の試料につき透過スペクトルを測定した結果である。It is the result of having measured the transmission spectrum about the sample of 15% of silk + 85% of wool, 100% of silk, and 100% of wool. 脱脂等の処理を一切行っていないメリノ種羊毛の原毛と脱脂、漂白、染色工程を経た試料の透過スペクトルを比較した結果である。It is the result of having compared the transmission spectrum of the sample which passed through the degreasing | defatting, the bleaching, and the dyeing | staining process with the raw | natural hair of merino wool which has not performed degreasing etc. at all.

本発明は、識別すべき繊維を凍結し粉砕することで、粉砕時に繊維に生じる熱変性をなくしたことを特徴とし、鑑別対象である繊維を凍結した後、粉砕し、前記粉砕された繊維とポリエチレンパウダーとを混合して、試料を作成し、前記試料に電磁波を照射し、0.1THz〜10THzの周波数の範囲内で前記電磁波の周波数を掃引し、前記試料を透過する電磁波の透過強度を測定し、透過スペクトルを得ることにより前記試料内部に保持されている繊維の成分を分析することを特徴とする繊維鑑別方法である。   The present invention is characterized in that the fiber to be identified is frozen and pulverized to eliminate heat denaturation that occurs in the fiber during pulverization, the fiber to be differentiated is frozen, pulverized, and the pulverized fiber A sample is prepared by mixing with polyethylene powder, the sample is irradiated with an electromagnetic wave, the frequency of the electromagnetic wave is swept within a frequency range of 0.1 THz to 10 THz, and the transmission intensity of the electromagnetic wave transmitted through the sample is determined. It is a fiber discrimination method characterized by analyzing a fiber component held in the sample by measuring and obtaining a transmission spectrum.

本出願では、テラヘルツ分光分析を用い、分子間相互作用や集合体構造に由来するエネルギーのスペクトル分析を獣毛分析に適用している。すなわち、キューティクルおよびコルテックスの細胞構造(一次構造)や細胞の集合形式(高次構造)に対応した特有のスペクトルを見出し、獣毛の種類や品質を即時識別することを目的としている。テラヘルツ分光分析を行う際には分析対象となる繊維をテラヘルツ波の波長より十分に小さいサイズまで粉砕し、均質な粉体にした上で分析用ペレットを作成する必要があり、繊維の粉砕方法に関しては、粉砕に伴う温度上昇を防ぎながら凍結粉砕する方法、即ち、凍結し粉砕する方法を用いる。   In this application, terahertz spectroscopic analysis is used, and spectral analysis of energy derived from intermolecular interactions and aggregate structures is applied to animal hair analysis. That is, an object is to find a unique spectrum corresponding to the cell structure (primary structure) of cuticles and cortex and the aggregated form (higher order structure) of cells, and to immediately identify the type and quality of animal hair. When performing terahertz spectroscopic analysis, it is necessary to pulverize the fiber to be analyzed to a size sufficiently smaller than the wavelength of the terahertz wave, to make a homogeneous powder, and to prepare an analysis pellet. Uses a method of freeze pulverization while preventing a temperature rise associated with pulverization, that is, a method of freezing and pulverization.

繊維を凍結することのメリットは、以下である。テラヘルツ派の性質と応用分野に関して、これまでは生地を透過し秘匿物を画像化するという例があった。繊維自体を分析した例はほとんどない。繊維を分析するには、繊維を波長より細かく粉砕する必要があるが、粉砕する際に相当の熱が発生し(繊維が粉砕される際に局所的に熱損傷が生じる)、多くの繊維が変質してしまう。このため凍結し粉砕することで、粉砕時に繊維に生じる熱変性をなくすことができる。
図3は、粉砕した繊維の顕微鏡写真である
The advantages of freezing the fiber are as follows. Regarding the nature and application fields of the terahertz school, there has been an example of transcribing the fabric and imaging secret objects. There are few examples of analyzing the fibers themselves. In order to analyze the fiber, it is necessary to pulverize the fiber finer than the wavelength. However, considerable heat is generated during the pulverization (local heat damage occurs when the fiber is pulverized), and many fibers are It will be altered. For this reason, the heat denaturation which arises in a fiber at the time of a grinding | pulverization can be eliminated by freezing and grinding | pulverizing.
FIG. 3 is a photomicrograph of the crushed fiber

また、本発明は、識別対象である繊維を含む試料に照射する0.1THz〜10THzの周波数の電磁波を発生する電磁波発生手段と、前記繊維を含む試料を透過する電磁波の透過強度を測定する検出手段とからなる繊維鑑別装置であって、前記試料は、楔形ペレットとし、前記楔形ペレットの表面と裏面の角度を、2°とすることを特徴とする繊維鑑別装置である。ここで、前記試料は、鑑別対象である繊維を凍結した後、粉砕し、前記粉砕された繊維とポリエチレンパウダーとを混合して形成されたことを特徴とする。   Further, the present invention provides an electromagnetic wave generating means for generating an electromagnetic wave having a frequency of 0.1 THz to 10 THz, which is applied to a sample including a fiber to be identified, and a detection for measuring the transmission intensity of the electromagnetic wave transmitted through the sample including the fiber. In the fiber discrimination apparatus, the sample is a wedge-shaped pellet, and the angle between the front surface and the back surface of the wedge-shaped pellet is 2 °. Here, the sample is formed by freezing a fiber to be identified and then pulverizing, and mixing the pulverized fiber and polyethylene powder.

図1は、本発明のテラヘルツ分光測定装置10のブロック図である。テラヘルツ分光測定装置10は、電磁波発振器1、検出器4、信号処理部5により構成される。測定対象となる試料3は、発振器1と検出器4の間の光軸2上に置かれる。試料3を通過した電磁波は、検出器4により検出され、信号処理部5により検出信号が処理される。駆動機構6は試料3の位置決めや、試料3を走査して透過イメージングを得る際に必要となる。
試料3は光軸2に垂直な平面内の移動・調整により光軸2上で分析点が決定される。検出器4としては、広い波長感度特性をもつ焦電検知器や、ボロメータなどが用いられる。また検出器で検知された信号は信号処理部5によってスペクトル情報として処理・記憶される。
電磁波発振器1としては、例えば、GaP結晶を用いた差周波テラヘルツ波発生装置が用いられる。また、GaP結晶の代わりにLiNbO3結晶を用いると、差周波発生やパラメトリックオシレーションにより0.7THzから2.5THzのテラヘルツ電磁波を得ることができる。さらに、電磁波発振器1として、ガンダイオード、タンネットダイオード、共鳴トンネルダイオード、又は、p型ゲルマニウムレーザや量子カスケードレーザなどの電子デバイスを用いることもできる。これらの発振器を用いることにより、0.1THz〜30THzの周波数範囲の電磁波を利用できる。
本実施例の装置では、0.4-6.2THzの範囲の周波数範囲の電磁波を用いた。
図2は、本発明で使用する楔形ペレット31の図である。図2(a)は、上面図である、図2(b)は、図2(a)でのAA断面図である。前記楔形ペレット31は、外径Dを20mm、厚みtを約1mmとし、表面32aと裏面32bとのなす角度αは、2°が用いられる。この楔形ペレット31が、図1のテラヘルツ分光測定装置10の試料3として配置される。
このように、楔形ペレット31の角度は2°が適している。楔形にしないと、ペレットの表面と裏面で入射するテラヘルツ光が干渉し、正確なスペクトルが得られないという現象がある。
FIG. 1 is a block diagram of a terahertz spectrometer 10 of the present invention. The terahertz spectrometer 10 includes an electromagnetic wave oscillator 1, a detector 4, and a signal processing unit 5. A sample 3 to be measured is placed on the optical axis 2 between the oscillator 1 and the detector 4. The electromagnetic wave that has passed through the sample 3 is detected by the detector 4, and the detection signal is processed by the signal processing unit 5. The drive mechanism 6 is necessary when positioning the sample 3 or scanning the sample 3 to obtain transmission imaging.
The analysis point of the sample 3 is determined on the optical axis 2 by movement / adjustment in a plane perpendicular to the optical axis 2. As the detector 4, a pyroelectric detector having a wide wavelength sensitivity characteristic, a bolometer, or the like is used. The signal detected by the detector is processed and stored as spectrum information by the signal processing unit 5.
As the electromagnetic wave oscillator 1, for example, a differential frequency terahertz wave generator using a GaP crystal is used. When a LiNbO 3 crystal is used instead of the GaP crystal, a terahertz electromagnetic wave of 0.7 THz to 2.5 THz can be obtained by difference frequency generation or parametric oscillation. Furthermore, as the electromagnetic wave oscillator 1, a Gunn diode, a tannet diode, a resonant tunnel diode, or an electronic device such as a p-type germanium laser or a quantum cascade laser can be used. By using these oscillators, electromagnetic waves in the frequency range of 0.1 THz to 30 THz can be used.
In the apparatus of this example, an electromagnetic wave having a frequency range of 0.4 to 6.2 THz was used.
FIG. 2 is a diagram of a wedge-shaped pellet 31 used in the present invention. 2A is a top view, and FIG. 2B is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. The wedge-shaped pellet 31 has an outer diameter D of 20 mm, a thickness t of about 1 mm, and an angle α formed by the front surface 32a and the back surface 32b is 2 °. The wedge-shaped pellet 31 is arranged as the sample 3 of the terahertz spectrometer 10 shown in FIG.
Thus, the angle of the wedge-shaped pellet 31 is suitably 2 °. If it is not wedge-shaped, there is a phenomenon that the terahertz light incident on the front and back surfaces of the pellet interferes and an accurate spectrum cannot be obtained.

(実施例1)(各種合成繊維の識別)
図4は、各種合成繊維の透過スペクトルの測定結果である。
凍結粉砕した繊維のテラヘルツ分光を行うことにより、化学繊維(ナイロン6、ナイロン66、ポリエステル、アクリル、レーヨンなど)で異なるスペクトルを得た。組成不明のナイロン生地を分析し、スペクトルパターンよりナイロン66であることを確認した。
それぞれ100%含有の生地を凍結粉砕し測定試料とした。
これらの試料は前述の段落0011、0012にて説明したように、繊維を冷凍し、粉砕して、ポリエチレンパウダーと混合し、図2に示す濃度の測定用の楔形ペレットを形成した。
(Example 1) (Identification of various synthetic fibers)
FIG. 4 shows measurement results of transmission spectra of various synthetic fibers.
Different spectra were obtained for chemical fibers (nylon 6, nylon 66, polyester, acrylic, rayon, etc.) by performing terahertz spectroscopy on freeze-ground fibers. Nylon fabric of unknown composition was analyzed and confirmed to be nylon 66 from the spectral pattern.
Each dough containing 100% was freeze-ground and used as a measurement sample.
As described in paragraphs 0011 and 0012, these samples were prepared by freezing the fibers, pulverizing them, and mixing them with polyethylene powder to form wedge-shaped pellets for concentration measurement shown in FIG.

図4に示すごとく、ポリエルテルは5.5 THz付近に、アクリルは4 THz付近にブロードな吸収帯が存在する。これに対し、ナイロン6は2
THzおよび3.1 THz、ナイロン66では2、3.3および5.1 THに特徴的な吸収ピークが確認されている。ナイロン6およびナイロン66は従来用いられてきた赤外分光分析法ではスペクトルが酷似しており、識別が困難であると考えられる。本件はテラヘルツ分光分析によってポリエステルやアクリルなどの異なる分子構造の合成繊維の識別はもとより、ナイロンの分子形態や結晶構造の変異を感度良く検出できる事例を見出したものである。
As shown in FIG. 4, there is a broad absorption band near 5.5 THz for polyertel and around 4 THz for acrylic. In contrast, nylon 6 is 2
Absorption peaks characteristic of THz and 3.1 THz and nylon 3.3 at 2, 3.3 and 5.1 TH have been confirmed. Nylon 6 and nylon 66 are considered to be difficult to discriminate because their spectra are very similar to each other by the infrared spectroscopy that has been conventionally used. In this case, terahertz spectroscopic analysis has found not only the identification of synthetic fibers with different molecular structures such as polyester and acrylic, but also a case where mutations in the molecular form and crystal structure of nylon can be detected with high sensitivity.

(実施例2)(各種植物由来の天然繊維の識別)
図5は、各種植物由来繊維の透過スペクトルの測定結果である。
植物由来の天然繊維のテラヘルツ分析を行い、綿、亜麻(リネン)、苧麻(ラミー)、大麻(ヘンプ)のスペクトル上の違いを確認した。各種植物由来の天然繊維のセルロース(結晶)の構造差異をテラヘルツ分光で検出可能であることが示された。
それぞれ100%含有の生地を凍結粉砕し測定試料とした。
これらの試料は前述の段落0011、0012にて説明したように、繊維を冷凍し、粉砕して、ポリエチレンパウダーと混合し、図2に示す濃度の測定用の楔形ペレットを形成した。
(Example 2) (Identification of natural fibers derived from various plants)
FIG. 5 shows measurement results of transmission spectra of various plant-derived fibers.
Terahertz analysis of plant-derived natural fibers was performed, and the spectral differences of cotton, flax (linen), ramie (ramie), and cannabis (hemp) were confirmed. It was shown that the structural difference of cellulose (crystal) of natural fibers derived from various plants can be detected by terahertz spectroscopy.
Each dough containing 100% was freeze-ground and used as a measurement sample.
As described in paragraphs 0011 and 0012, these samples were prepared by freezing the fibers, pulverizing them, and mixing them with polyethylene powder to form wedge-shaped pellets for concentration measurement shown in FIG.

植物由来繊維とセルロース再生繊維であるレーヨンのテラヘルツスペクトルである。植物由来繊維としては綿、ヘンプ(大麻)、リネン(亜麻)、ラミー(苧麻)の測定例を示してある。綿は構成物質のほとんどがD-グルコースが結合した直鎖状高分子セルロースで形成されており、そのセルロース構造は結晶構造と非結晶構造が配列した構造を形成しており、熟成した綿では結晶構造が80%以上となることが知られている。麻は種類によって繊維の形態が異なり、セルロース構造に加えて繊維を密着させるペクチン質
など不純物が多く含まれている。
It is a terahertz spectrum of rayon which is a plant-derived fiber and a cellulose regenerated fiber. As plant-derived fibers, measurement examples of cotton, hemp (cannabis), linen (flax), and ramie (cannabis) are shown. Most of the constituents of cotton are made of linear polymer cellulose with D-glucose bonded, and the cellulose structure is a structure in which crystalline and amorphous structures are arranged. It is known that the structure is over 80%. Hemp has different fiber forms depending on the type, and in addition to the cellulose structure, it contains many impurities such as pectic substances that adhere the fibers.

図5に示すように、各種繊維のテラヘルツスペクトルは、セルルースの結晶形態を反映していると考えることができる。ヘンプ、リネンおよびラミーのスペクトルは、結晶純度が高いものと予想される綿のスペクトルと類似しているが、3.2および5.2 THz付近の吸収ピークの形がそれぞれ異なっているのがわかる。これは、原料となる植物のセルルース結晶形態を反映しているものと思われる。一方、再生繊維であるレーヨンは全く異なるスペクトルを示している。レーヨンは木材パルプなどを原料としており、繊維を溶かして紡績する方法を用いているため、セルロースの結晶構造が変質、あるいはほぼ消失しているものと考えられる。このような結果から植物由来の繊維識別に関しても、テラヘルツ分光分析は高感度に各繊維種を識別できるものと予想される。   As shown in FIG. 5, the terahertz spectrum of various fibers can be considered to reflect the crystal form of cellulose. The hemp, linen, and ramie spectra are similar to the cotton spectra expected to have high crystal purity, but the absorption peaks around 3.2 and 5.2 THz are different. This seems to reflect the cellulose crystal form of the plant as a raw material. On the other hand, rayon, which is a regenerated fiber, shows a completely different spectrum. Rayon is made from wood pulp and the like, and uses a method in which fibers are melted and spun. Therefore, it is considered that the crystal structure of cellulose is altered or almost disappeared. From these results, it is expected that terahertz spectroscopic analysis can identify each fiber type with high sensitivity also for identifying fiber derived from plants.

(実施例3)(各種獣毛繊維の識別)
図6は、各種獣毛繊維の透過スペクトルの測定結果である。
高級獣毛繊維である山羊毛カシミヤと、各種純血種羊毛、ラクダやウサギの獣毛、および絹等に関してもテラヘルツ吸収スペクトルの違いを見出している。業界で問題となっている、カシミヤと性状が酷似している極細羊毛(メリノ種、羊)やヤク(牛)の毛の識別も可能であった。
それぞれ100%含有の生地を凍結粉砕し測定試料とした。
これらの試料は前述の段落0011、0012にて説明したように、繊維を冷凍し、粉砕して、ポリエチレンパウダーと混合し、図2に示す濃度の測定用の楔形ペレットを形成した。
(Example 3) (Identification of various animal hair fibers)
FIG. 6 shows measurement results of transmission spectra of various animal hair fibers.
We have also found differences in the terahertz absorption spectrum of goat wool cashmere, which is a high-grade animal hair fiber, and various purebred wool, camel and rabbit animal hair, and silk. It was also possible to identify the wool of extremely fine wool (merino, sheep) and yak (cow), which are very similar in nature to cashmere, which is a problem in the industry.
Each dough containing 100% was freeze-ground and used as a measurement sample.
As described in paragraphs 0011 and 0012, these samples were prepared by freezing the fibers, pulverizing them, and mixing them with polyethylene powder to form wedge-shaped pellets for concentration measurement shown in FIG.

図6に示すように、カシミヤ(山羊毛)、メリノ(羊毛)、ヤク(牛毛)のテラヘルツスペクトルである。それぞれ洗毛された純粋な獣毛を試料として用いているが、カシミヤに関しては他の獣毛が混入している可能性を考慮し、異なる入手ルートのものについても追加測定を行った(カシミヤNo.2と記載)。
便宜上、図6の縦軸(透過率)は対数表示としてスペクトルが識別しやすくしてある。メリノ種は毛の直径が16-18μmと羊毛の中でも繊維が最も細く、カシミヤの繊維(11-18μm)とほぼ同程度であるため、カシミヤとの識別が困難な羊毛の一種である。また、ヤクの繊細なアンダーヘアは毛の表面のスケール形状がカシミヤのものと類似しているため、カシミヤとの識別が困難な獣毛のひとつである。これら獣毛のテラヘルツスペクトルは、メリノ種では3.9 THz、ヤクでは5.2および5.7THz、カシミヤでは4.7および5.7THzに吸収ピークが観測され、これらピークはブロードなものではあるが、獣毛の種別によって明確に異なるスペクトルを示すことが確認できた。
As shown in FIG. 6, it is a terahertz spectrum of cashmere (goat wool), merino (wool), and yak (cow wool). Each animal used pure washed animal hair as a sample, but for cashmere, considering the possibility of other animal hair being mixed, additional measurements were taken for different sources (cashmere No. .2).
For convenience, the vertical axis (transmittance) in FIG. 6 is a logarithmic display for easy identification of the spectrum. Merino is a kind of wool that is difficult to distinguish from cashmere because the diameter of hair is 16-18μm, the thinnest fiber among wool, and almost the same as cashmere fiber (11-18μm). Yak's delicate underhair is one of animal hairs that are difficult to distinguish from cashmere because the scale shape of the hair surface is similar to that of cashmere. The terahertz spectrum of these animal hairs is observed at 3.9 THz for Merino species, 5.2 and 5.7 THz for yaks, and 4.7 and 5.7 THz for cashmere. It was confirmed that different spectra were shown.

獣毛はほぼ100%タンパク質で構成され、キューティクル、毛髄、および皮質細胞(コルテックス)によって構成されている。コルテックスは紡錘型の細胞が配列し、獣毛全体の90%近くを占めている。テラヘルツ分光分析では、このコルテックス構造の結合に起因した振動モード、あるいは分子間の水素結合などを検出し、獣毛種別による違いが検出されていると考えられる。   Animal hair is composed of almost 100% protein and is composed of cuticles, hair pulp, and cortical cells (cortex). Cortex is composed of spindle-shaped cells, accounting for nearly 90% of all animal hair. In terahertz spectroscopic analysis, it is considered that the vibration mode caused by the coupling of the cortex structure or the hydrogen bond between molecules is detected, and the difference depending on the animal hair type is detected.

カシミヤなどの混用率を測定するには、熟練者が行う顕微鏡で繊維の形態と数を数える方法が用いられてきた。この方法では細かく裁断された繊維の鏡面にあるキューティクルのスケール形状から特定の繊維を識別し、裁断された繊維の中に占める特定繊維の数をカウントし、統計的処理によって混用率を求めるという作業を行ってきた。この方法では特定繊維をいかに効率よく識別するかがカギであるが、スケール形状が薬品処理によって喪失したり、あるいはスケール形状が酷似した別種繊維を混入するなどによって、検査自体の信頼性が揺らぎつつある。本願では混用率の測定に関して以下の試験を実施した。カシミヤやウールにシルクを混入させた製品が多く製造されていることを鑑み、シルク15%+ウール85%、シルク100%、ウール100%の試料を測定した結果を図7に示した。
シルク100%の試料では3.5THz付近に顕著な吸収ピークが観測されるが、ウールでは吸収ピークは5.3および5.7THz付近に観測される。シルク15%+ウール85%(図中Silk mixed wool)では吸収ピークが4.2THz付近に観測されている。これは、シルクとウールが混合することによって、シルクとウールそれぞれのスペクトルが加算平均されたために生じた吸収ピークのシフトを意味している。このシフトの大きさを計測することによって、繊維の混用率を求めることができる。同様の測定結果はウールに変わりカシミヤを用いた場合でも観測されている。
In order to measure the mixture ratio of cashmere and the like, a method of counting the form and number of fibers with a microscope performed by an expert has been used. In this method, the specific fiber is identified from the cuticle scale shape on the mirror surface of the finely cut fiber, the number of the specific fiber in the cut fiber is counted, and the mixing ratio is obtained by statistical processing. I went. In this method, the key is how to identify specific fibers efficiently. However, the reliability of the inspection itself fluctuates because the scale shape is lost due to chemical treatment, or other types of fibers with very similar scale shapes are mixed. is there. In this application, the following test was implemented regarding the measurement of mixed use rate. FIG. 7 shows the results of measuring samples of 15% silk + 85% wool, 100% silk and 100% wool in view of the fact that many products in which silk is mixed with cashmere and wool are produced.
In the 100% silk sample, a significant absorption peak is observed around 3.5 THz, while in wool, absorption peaks are observed around 5.3 and 5.7 THz. For 15% silk + 85% wool (Silk mixed wool in the figure), an absorption peak is observed around 4.2 THz. This means a shift in absorption peak caused by the addition and averaging of the spectra of silk and wool due to the mixing of silk and wool. By measuring the magnitude of this shift, the fiber mixture ratio can be obtained. Similar measurement results are observed when cashmere is used instead of wool.

(実施例4)
従来の、熟練者が行う顕微鏡で繊維の形態と数を数える検査をすり抜けるために、獣毛繊維のキューティクルを薬品で溶かす例や、繊維を引き延ばす例などが新たな偽装の手口として発生している。このような場合に、本発明のテラヘルツ検査で、鑑別することが可能である。
羊毛を染色する際には、脱脂工程、漂白工程、および含金染料や酸性染料による着色によってキューティクルが損傷を受ける。図8に示したのは、脱脂等の処理を一切行っていないメリノ種羊毛の原毛と脱脂、漂白、染色工程を経た試料のスペクトル比較の結果である。この結果よりメリノ種に特有の3.9THz付近の吸収はすべての試料で観測されていることがわかる。黒色に染色したものでは5THz付近にも吸収ピークが観測されるが、メリノ種を特徴づけるスペクトルは保持されている。このことから、キューティクルが損傷を受けたり、あるいは消失しても本発明の方法によれば繊維種を識別化のであることがわかる。
テラヘルツ分光分析では獣毛の大部分(90%以上)を占めるコルテックスの結合状態を検出していると考えられ、キューティクルを薬品で溶かす例でも大きなスペクトル変化は生じないことを示している。
Example 4
In order to pass through the conventional inspection of counting the form and number of fibers with a microscope performed by a skilled worker, examples of melting animal hair cuticles with chemicals and examples of stretching fibers have occurred as new tricks . In such a case, it is possible to make a discrimination by the terahertz test of the present invention.
When wool is dyed, the cuticle is damaged by a degreasing process, a bleaching process, and coloring with a metal-containing dye or an acid dye. FIG. 8 shows the result of spectral comparison between a merino wool that has not been subjected to any degreasing treatment or the like and a sample that has undergone the degreasing, bleaching, and dyeing steps. From this result, it is understood that the absorption around 3.9 THz peculiar to Merino species is observed in all samples. Absorption peaks are also observed in the vicinity of 5 THz in the dyed black color, but the spectrum characterizing the merino species is retained. From this, it can be seen that even if the cuticle is damaged or disappears, according to the method of the present invention, the fiber type can be identified.
The terahertz spectroscopic analysis is considered to detect the binding state of cortex, which occupies most of animal hair (90% or more), and it shows that even when the cuticle is dissolved with a chemical, no large spectral change occurs.

本発明では、テラヘルツスペクトル分析を各種繊維分析に適用した、合成繊維、植物繊維、および動物繊維などの各種繊維において、繊維の高分子構造や結晶構造の違い、あるいは細胞構造(一次構造)や細胞の集合形式(高次構造)に対応した特有のスペクトルが出現することを見出した。本発明は、例えば、カシミヤ偽装などで問題となっている獣毛種繊維の識別を可能にしていることから、新たな繊維検査技術につながる基礎技術として応用の可能性が大である。   In the present invention, in various fibers such as synthetic fibers, plant fibers, and animal fibers in which terahertz spectrum analysis is applied to various fiber analyses, differences in the polymer structure or crystal structure of fibers, cell structures (primary structures), and cells It has been found that a unique spectrum corresponding to the set form (higher order structure) of appears. Since the present invention makes it possible to identify animal hair seed fibers that are problematic due to, for example, cashmere camouflage, there is great potential for application as a basic technique that leads to new fiber inspection techniques.

1 電磁波発振器
2 光軸
3 測定試料
31 楔形ペレット
32a 楔形ペレットの表面
32b 楔形ペレットの裏面
4 検出器
5 信号処理部
6 駆動機構
10 テラヘルツ分光測定装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electromagnetic wave oscillator 2 Optical axis 3 Measurement sample 31 Wedge-shaped pellet 32a Front surface 32b of wedge-shaped pellet 4 Back surface of wedge-shaped pellet 4 Detector 5 Signal processing part 6 Drive mechanism 10 Terahertz spectrometer

Claims (7)

鑑別対象である繊維と前記鑑別対象である繊維を粉砕する手段とを凍結し、
前記粉砕する手段で前記鑑別対象である繊維を粒径10μm以下まで粉砕し、
前記粉砕された繊維とポリエチレンパウダーとを混合して、試料を作成し、
前記試料に電磁波を照射し、0.1THz〜10THzの周波数の範囲内で前記電磁波の周波数を掃引し、
前記試料を透過する電磁波の透過強度を測定し、透過スペクトルを得ることにより前記試料内部に保持されている繊維の成分を分析することを特徴とする繊維鑑別方法。
Freezing the fiber to be identified and the means for pulverizing the fiber to be identified,
Pulverizing the fiber to be identified by the pulverizing means to a particle size of 10 μm or less ,
Mix the pulverized fiber and polyethylene powder to make a sample,
The sample is irradiated with electromagnetic waves, and the frequency of the electromagnetic waves is swept within a frequency range of 0.1 THz to 10 THz,
A fiber discrimination method characterized in that a component of a fiber held inside the sample is analyzed by measuring a transmission intensity of an electromagnetic wave transmitted through the sample and obtaining a transmission spectrum.
前記透過スペクトルから,前記試料の中の繊維に含まれる特定成分に対応する固有周波数の吸収帯域を識別して、前記繊維を特定することを特徴とする請求項1記載の繊維鑑別方法。 2. The fiber identification method according to claim 1, wherein the fiber is specified by identifying an absorption band of a natural frequency corresponding to a specific component contained in the fiber in the sample from the transmission spectrum. 前記粉砕する手段はボールミルであることを特徴とする請求項1又は2記載の繊維鑑別方法。 3. The fiber identification method according to claim 1, wherein the pulverizing means is a ball mill. 前記繊維は、77K以下の温度で凍結されることを特徴とする請求項1乃至3記載の繊維鑑別方法。 4. The fiber identification method according to claim 1, wherein the fiber is frozen at a temperature of 77K or less. 前記繊維の試料に対する重量濃度は、3wt%から10wt%の範囲とすることを特徴とする請求項1乃至記載の繊維鑑別方法。 Weight concentration with respect to the sample of the fibers, according to claim 1 to 4 fiber differentiation method wherein a range from 3 wt% of 10 wt%. 前記試料を、楔形ペレットとし、前記楔形ペレットの表面と裏面の角度を、2°とすることを特徴とする請求項1乃至記載の繊維鑑別方法。 The sample, and a wedge-shaped pellet, a front and back of the angle of the wedge-shaped pellet, fiber discrimination method of claims 1 to 5 further characterized in that the 2 °. 識別対象である繊維を含む試料に照射する0.1THz〜10THzの周波数の電磁波を発生する電磁波発生手段と、
前記繊維を含む試料を透過する電磁波の透過強度を測定する検出手段とからなる繊維鑑別装置であって、
前記試料は、鑑別対象である繊維及びボールミルを凍結した後、ボールミルにて粒径10μm以下まで粉砕し、前記粉砕された繊維とポリエチレンパウダーとを混合して形成され、
前記試料は、楔形ペレットとし、前記楔形ペレットの表面と裏面の角度を、2°とすることを特徴とする繊維鑑別装置。
An electromagnetic wave generating means for generating an electromagnetic wave having a frequency of 0.1 THz to 10 THz to irradiate a sample including a fiber to be identified;
A fiber discrimination device comprising detection means for measuring the transmission intensity of electromagnetic waves that pass through a sample containing the fiber,
The sample is formed by freezing the fiber to be identified and the ball mill, pulverized to a particle size of 10 μm or less with a ball mill, and mixing the pulverized fiber and polyethylene powder.
The sample is a wedge-shaped pellet, and an angle between the front surface and the back surface of the wedge-shaped pellet is 2 °.
JP2010071101A 2010-03-25 2010-03-25 Fiber discrimination method and fiber discrimination device Active JP5656281B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010071101A JP5656281B2 (en) 2010-03-25 2010-03-25 Fiber discrimination method and fiber discrimination device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010071101A JP5656281B2 (en) 2010-03-25 2010-03-25 Fiber discrimination method and fiber discrimination device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2011203138A JP2011203138A (en) 2011-10-13
JP5656281B2 true JP5656281B2 (en) 2015-01-21

Family

ID=44879933

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010071101A Active JP5656281B2 (en) 2010-03-25 2010-03-25 Fiber discrimination method and fiber discrimination device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5656281B2 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101410657B1 (en) 2012-12-28 2014-06-24 재단법인한국의류시험연구원 The quantitative analysis method of polyethyleneterephthalate and polytrimethyleneterephthalate fibers
WO2015146821A1 (en) * 2014-03-28 2015-10-01 国立大学法人秋田大学 Fiber identification method
JP7257041B2 (en) * 2019-10-28 2023-04-13 国立大学法人東北大学 Estimation device, estimation method, and material manufacturing method
KR102433779B1 (en) * 2020-11-24 2022-08-18 (주)아이씨엔아이티 An analysis system for predictive power usage by learning operation date and method thereof

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3834554B2 (en) * 1999-10-13 2006-10-18 安井器械株式会社 Sample crusher
JP2008037696A (en) * 2006-08-04 2008-02-21 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Nanocarbon material production apparatus and nanocarbon material purification method

Also Published As

Publication number Publication date
JP2011203138A (en) 2011-10-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5656281B2 (en) Fiber discrimination method and fiber discrimination device
Vašková A powerful tool for material identification: Raman spectroscopy
Udina et al. Theory of coherent-oscillations generation in terahertz pump-probe spectroscopy: From phonons to electronic collective modes
Wang et al. Terahertz imaging applications in agriculture and food engineering: A review
Villa‐Aleman et al. Hyper‐Raman spectroscopy of CeO2
Skvortsov Standoff detection of hidden explosives and cold and fire arms by terahertz time-domain spectroscopy and active spectral imaging
Mazumder et al. Mueller matrix signature in advanced fluorescence microscopy imaging
Murugesh Babu et al. Characterization of the conventional and organic cotton fibres
Rodriguez New structural and vibrational opportunities combining Hyper‐Rayleigh/hyper‐Raman and Raman scattering in isotropic materials
Ranjan et al. Femtosecond Stimulated Raman microscopy: home-built realization and a case study of biological imaging
Horn et al. Spin noise spectroscopy of donor-bound electrons in ZnO
CN107525797A (en) A kind of LIBS analysis methods of micron dimension powdered rubber trace element
JP6595982B2 (en) Fiber identification method
Kurabayashi et al. Identification of textile fiber by terahertz spectroscopy
Imamura et al. 3D imaging and analysis system using terahertz waves
Yan et al. Retracted Article: Methanol-induced conformation transition of gland fibroin monitored by FTIR spectroscopy and terahertz spectroscopy
Sivaji et al. A Review on Spectroscopy and its Classification
Balachninaitė et al. Absorptance and scattering losses measurements of the mid-infrared nonlinear crystals LiInSe2 and LiInS2 in the IR range
Kurabayashi et al. Significance of terahertz spectrometry for textile article of wool
Zhao et al. Characterization of cocrystals formed by grinding amino acids through terahertz time-domain spectroscopy
Adar Heterocorrelation using polarized Raman spectra in the characterization of polymers
Iijima et al. Terahertz time-domain spectroscopy and low-frequency raman scattering of boson peak dynamics of lithium borate glasses
Kadam et al. Microscopy and spectroscopy of wool fiber
Garside The role of fibre identification in textile conservation
CN107084942A (en) A kind of polymorphous terahertz light spectrum detection method of thiobarbituricacidα-

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20130325

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20131015

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20140307

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20140310

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140319

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20140310

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140514

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140730

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140929

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20141022

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20141121

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5656281

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250