Analysis of textile using near-infrared spectroscopy

Význam tématu

V textilním průmyslu je nezbytné rychlé a přesné vyhodnocení vlastností vláken, směsí a povrchových úprav. Blíží infračervená (NIR) spektroskopie nabízí nedestruktivní, online i offline měření, které zefektivňuje kontrolu kvality, optimalizuje výrobní procesy a snižuje náklady na laboratorní analýzy.

Cíle a přehled studie / článku

Publikace shrnuje 15 aplikací NIR spektroskopie na různorodé úlohy v textilním odvětví: monitorování olejových i fluorocarbonových úprav, stanovení tepelného zpracování, kvantifikace polymerních směsí (nylon, polyester, bavlna aj.), měření vlhkosti, tuku, PBI v protipožárních vláknech i celkových látek v koupelích.

Použitá metodika a instrumentace

Spektrální analýza probíhá v oblasti 1100–2500 nm v režimech reflektance, transmisance či interaktance. Pro kvantifikaci se nejčastěji využívá PLS regrese a kalibrace na vybraných vlnových délkách. Vzorkování bylo realizováno pomocí rotujících a statických modulů, vláknových sond či tekutých buněk.

Použitá instrumentace

• Systémy Model 5000 s moduly reflektance, transmisance a vzorkovacím příslušenstvím
• NIRS XDS RapidContent Analyzer Solids
• NIRS XDS RapidLiquid Analyzer pro měření kapalných fází

Hlavní výsledky a diskuse

Ve všech zkoumaných aplikacích NIR umožnila detekci a kvantifikaci analytů s přesností SEC od 0,02 % (ověření tuku ve vlně) až po několik °C (tepelné zpracování nylonu). Byla prokázána schopnost rozlišit nylon, polyester, polypropylen a jejich směsi, monitorovat objemové podíly polymerů, obsah vlhkosti, olejových i PBI úprav i celkových rozpuštěných látek v koupelích. Klíčovým omezením se ukázala homogenita vzorků a volba vhodného vzorkovacího zařízení.

Přínosy a praktické využití metody

• Rychlá, bezkontaktní kontrola kvality vláken a úprav
• Možnost online sledování výroby a okamžitá regulace procesu
• Snížení nákladů na chemické stanovení a spotřebu látek
• Flexibilita pro široké spektrum materiálů a chemických úprav

Budoucí trendy a možnosti využití

Další rozvoj NIR metod bude směrovat k integraci umělé inteligence pro pokročilé modelování, rozšíření spektrálního rozsahu až do střední IR oblasti, využití hybenovaných technik (NIR-Raman) a plné automatizaci online měření pro bezobslužné linky textilní výroby.

Závěr

Bullentin dokládá univerzální použití NIR spektroskopie v textilu, která umožňuje spolehlivou analýzu finishů, směsí polymerů, vlhkosti, olejů i složek protipožárních úprav. Implementace těchto metod přináší efektivnější kontrolu kvality a úsporu času i nákladů ve výrobním i výzkumném prostředí.