Quantification of color intensity of diluted textile dye by visible near-infrared spectroscopy

Význam tématu

Barevná intenzita je klíčovým parametrem v textilním průmyslu, ovlivňuje konzistenci a kvalitu finálních výrobků. Kombinace viditelné a blízké infračervené (Vis-NIR) spektroskopie umožňuje rychlou a neinvazivní analýzu více vlastností barviv najednou, čímž šetří čas i náklady.

Cíle a přehled studie

Cílem bylo:

• kvantifikovat intenzitu barvy ředěných textilních barviv pomocí Vis-NIR spektroskopie,
• rozlišit různé typy barviv a dodavatele,
• detekovat nečistoty ve vzorcích barviv při kontrole surovin.

Analyzováno bylo 25 vzorků od tří dodavatelů, z toho tři kontaminované.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky se měřily:

• v odrazu na NIRS DS2500 Analyzer (Metrohm) v rozsahu 400–2500 nm,
• v transmisivním módu na NIRS XDS RapidLiquid Analyzer (Metrohm) ve stejném rozsahu.

Spektrální data byla předzpracována druhou derivací pro odstranění posunů základny. Kvantifikace intenzity barvy proběhla pomocí PLS regresního modelu se 6 faktory.
Instrumentace:

• Metrohm NIRS DS2500 Analyzer
• Metrohm NIRS XDS RapidLiquid Analyzer
• Jednorázové skleněné vialky a příslušenství
• Software Vision Air 2.0 Complete

Hlavní výsledky a diskuse

• Identifikační model spolehlivě rozlišuje dva hlavní typy barviv na základě spektr v oblasti 1570–1720 nm a rozlišuje dodavatele ve spektru 730–830 nm.
• Odečtení kontaminace je možné v oblasti 1750–1800 nm.
• PLS kvantifikační model dosáhl vysoké korelace R² = 0,9846, SEC = 108, SECV = 126, SEP = 133.
• Externí validace na sedmi nezávislých vzorcích potvrdila přesnou identifikaci i kvantifikaci.

Přínosy a praktické využití metody

Vis-NIR spektroskopie umožňuje během 30s jedenprůchodové měření intenzity barvy, typu barviva i přítomnosti nečistot. Metoda nahrazuje či doplňuje UV-Vis spektrometrii a výrazně zkracuje dobu analýzy a snižuje provozní náklady.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření aplikace na další třídy barviv a prášková barviva.
• Implementace on-line měření přímo ve výrobních linkách pro kontinuální kontrolu kvality.
• Integrace strojového učení pro pokročilejší rozpoznávání vzorů a predikci dalších parametrů barviv.

Závěr

Vis-NIR spektroskopie představuje efektivní alternativu klasické UV-Vis metody pro kvantifikaci barevné intenzity textilních barviv. Umožňuje komplexní multiúčelovou analýzu (intenzita, typ barviva, detekce nečistot) srovnatelnou přesností a vyšší efektivitou.

Reference

• [1] Essential Chemical Industry. Colorants: materials and applications.
• [2] Wikipedia. Dyeing.