Multilayer packaging material analysis using Laser Direct Infrared (LDIR) Imaging

Význam tématu

Multivrstvé laminátové obalové materiály se skládají z tenkých polymerních vrstev navržených pro mechanickou pevnost, kontrolu propustnosti a ochranu produktu. Jemné odchylky v chemickém složení či tloušťce jednotlivých vrstev mohou vést k selhání obalu a ohrožení kvality nebo bezpečnosti spotřebitele.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem studie bylo demonstrovat schopnost systému Laser Direct Infrared Imaging 8700 od Agilentu při chemické identifikaci a prostorovém zobrazování vrstev v laminátových obalech. Práce se zaměřila na rychlé, vysoce rozlišené mapování vrstev pro účely zabezpečení kvality, analýzy poruch a reverzního inženýrství.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky laminátu byly připraveny pomocí držáku obalu a mikrosekáčku Sample Planer bez nutnosti časově náročného zalévání a leštění. Následovala vizuální inspekce vysokomagnifikačním mikroskopem integrovaným v systému LDIR. Chemické zobrazování využilo ATR s automatickým přístupem a zpětnou vazbou z živého obrazu. Souběžně probíhala spektrální akvizice laserovým zdrojem a rychlými skenovacími optikami.

• Agilent 8700 LDIR Chemical Imaging System
• Agilent Clarity Software
• Držák vzorků a mikrosekáček Sample Planer
• Automatický ATR modul s živou vizualizací kontaktu
• Vysokomagnifikační viditelné světlo s rozlišením až 1 µm

Hlavní výsledky a diskuse

Systém LDIR umožnil identifikaci šesti vrstev v laminátu o celkové tloušťce 230 µm, včetně čistých polymerů polyethylenu, polyamidu, polypropylenu, polyuretanu a poly(ethylene vinyl alcohol) a jedné smíšené vrstvy. Nejtenčí vrstva dosahovala pouhých 2,6 µm. Prostorové rozložení bylo zobrazeno v reálném čase pomocí bodových skenů a ATR mosaik.

• Bleskové získání spektra za méně než 5 sekund a automatická identifikace polyamidu
• Infračervené mapování s rozlišením 0,2 µm na pixel za méně než 14 sekund
• Dokonalé sladění viditelných a chemických obrazů
• Multi-peak analýza pro přesné zvýraznění každé vrstvy

Přínosy a praktické využití metody

Metoda nabízí výrazné zrychlení přípravy vzorků a eliminuje potřebu složitých chemometrických postupů. Intuitivní pracovní postup a automatizovaný ATR přístup s živou zpětnou vazbou usnadňují rutinní analýzy v oblasti kontroly jakosti, detekce defektů a výzkumu nových obalových materiálů.

Budoucí trendy a možnosti využití

Rozvoj LDIR zobrazování může směřovat k aplikacím v oblasti mikrobalistiky, monitoringu biologických mikroskopických struktur a integraci s pokročilou datovou analýzou či umělou inteligencí. Dalším krokem je rozšíření spektrálního rozsahu a plná automatizace sekvence měření ve výrobním prostředí.

Závěr

Agilent 8700 LDIR představuje robustní a efektivní nástroj pro chemické zobrazení multilaminátových obalových materiálů. Díky vysokému prostorovému rozlišení, rychlé spektrální akvizici a snadnému ovládání podporuje detailní analýzu vrstev, což usnadňuje optimalizaci výrobních procesů a zajišťuje vyšší kvalitu finálních produktů.

Reference

Agilent Technologies 8700 Laser Direct Infrared Chemical Imaging System Application Brief, 2018