Quantification of cotton content in textiles by near-infrared spectroscopy

Význam tématu

Textilní průmysl používá kombinaci přírodních a syntetických vláken, přičemž přesné stanovení složení je klíčové pro zajištění kvality, označování výrobků a splnění regulačních požadavků. Rychlá a neinvazivní metoda stanovení podílu bavlny je pro výrobce a kontrolní laboratoře významnou výhodou.

Cíle a přehled studie

Cílem bylo vyvinout kvantitativní model pro stanovení podílu bavlny v textilních směsích pomocí blízké infračervené spektroskopie (NIRS). Studie využila deset vzorků s různým poměrem bavlny a polyesteru k vytvoření robustního predikčního modelu.

Použitá metodika a instrumentace

Pro sběr dat posloužil analyzátor Metrohm DS2500 Solid Analyzer v kombinaci s velkou vzorkovou mísou a příslušným víčkem, přičemž spektra byla měřena v rozsahu 400–2500 nm. Softwarový balíček Vision Air Complete 2.0 sloužil k akvizici dat, vývoji kalibračního modelu a vyhodnocení výsledků.

Hlavní výsledky a diskuse

Model vytvořený z deseti spekter vykázal vysokou korelaci mezi predikovanými a referenčními hodnotami obsahu bavlny. Získané parametry kvality modelu:

• R2 = 0,9975
• Standardní chyba kalibrace = 1,2 %
• Standardní chyba křížové validace = 1,4 %

Tyto hodnoty potvrzují dobrou přesnost a reprodukovatelnost metody pro rutinní kontrolu složení textilií.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda poskytuje oproti tradičním mechanickým, chemickým nebo mikroskopickým postupům následující výhody:

• Analýza trvá méně než 30 sekund
• Bez nutnosti použití chemikálií
• Neinvazivní a nedestruktivní charakter
• Možnost integrace do výrobních linek pro on-line kontrolu

Budoucí trendy a možnosti využití

Během dalšího vývoje lze očekávat:

• Rozšíření modelů pro další druhy vláken (např. viskóza, akryl)
• Nasazení v automatizovaných kontrolních systémech s robotickým odběrem vzorků
• Pokročilé algoritmy strojového učení pro zvýšení robustness predikce
• Integrace NIRS se systémy sledování kvality v reálném čase

Závěr

Použití NIR spektroskopie na přístroji DS2500 Solid Analyzer ve spojení s Vision Air Complete představuje rychlý, přesný a ekologický nástroj pro stanovení podílu bavlny v textiliích. Metoda je vhodná pro rutinní kontrolu kvality v laboratořích i přímo ve výrobních provozech.

Reference

Metrohm Application Note AN-NIR-118: Quantification of cotton content in textiles by near-infrared spectroscopy