Multilayer Film Analysis Using the AIMsight Infrared Microscope

Význam tématu

Analýza víceválcových filmů je klíčová pro zajištění kvality a vývoje obalových materiálů ve farmaceutickém a potravinářském průmyslu.
Rozpoznání složení vrstev a jejich tloušťky umožňuje optimalizaci vlastností jako bariéra proti kyslíku, světlu či mechanická odolnost.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo demonstrovat použití infračerveného mikroskopu AIMsight s funkcí měření délek a chemického mapování pro analýzu tří multilayer filmů od různých výrobců.
Filmy se liší počtem a pořadím vrstev složených převážně z PP, PET a PE.

Použitá instrumentace

• Infračervený mikroskop AIMsight s širokoúhlou a mikroskopickou kamerou
• FTIR spektrometr IRTracer-100
• Detektor T2SL
• Mikrotom HistoCore AUTOCUT R (Leica Microsystems)

Použitá metodika

Vzorky multilayer filmů byly zalité do epoxidové pryskyřice a krájeny mikrotomem na 20 µm řezy umístěné na BaF₂ okénku.
Analytické podmínky zahrnovaly rozlišení 8 cm⁻¹, 45 skenů, apodizační funkci čtvercový trojúhelník, otvor 10×30 µm, krok mapování 2 µm a oblast mapování 30×120–154 µm.

Hlavní výsledky a diskuse

• Film A (společnost A): 4 vrstvy – PP (27 µm), směs PP/PET (9 µm), PET (11 µm) a PE (42 µm).
• Film B (společnost B): 3 vrstvy – PP (20 µm), PET (14 µm) a PE (65 µm).
• Film C (společnost C): 5 vrstev – PP (18 µm), PE (15 µm), PET (13 µm), PE (18 µm) a PP (20 µm).

Chemické obrazy vytvořené na základě míry spektrální podobnosti odhalily přesné rozložení materiálů v jednotlivých vrstvách.
Všechny filmy využívají PP jako vnější vrstvu (BOPP) a PET jako vnitřní vrstvu; společnost C navíc zvolila pro zadní stranu PP (CPP) pro jeho svařitelnost a odolnost.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda umožňuje současnou vizuální kontrolu i kvantitativní měření tloušťky vrstev přímo z obrazu.
Mapování a tvorba chemických obrazů usnadňují porovnání konkurenčních výrobků a kontrolu kvality během vývoje nových obalových filmů.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se rozšíření funkcí pro automatickou detekci vrstev a pokročilou chemometrickou analýzu.
Integrace umělé inteligence pro optimalizaci spektrálních měření a rychlejší vyhodnocování větších datových sad.
Potenciál rozšíření do oblasti biopolymerů a pokročilých kompozitních materiálů.

Závěr

Infračervený mikroskop AIMsight s funkcí měření délek a chemického mapování prokázal vysokou efektivitu při charakterizaci multilayer filmů.
Metoda poskytuje rychlé a přesné určení složení i tloušťky vrstev, což usnadňuje vývoj a kontrolu kvality obalových materiálů.