Quantification of cotton content in textiles by near-infrared spectroscopy

Význam tématu

Stanovení podílu bavlny v textiliích je zásadní pro kvalitu, značení a recyklaci oděvních materiálů. V praxi se tradiční postupy opírají o časově náročné mechanické, chemické či mikroskopické analýzy. NIR spektroskopie nabízí rychlou, bezchemickou a neinvazivní alternativu, která umožňuje získat výsledky během desítek sekund.

Cíle a přehled studie / článku

Hlavním cílem Application Note AN-NIR-118 bylo vyvinout a ověřit kvantitativní model pro určení procentuálního zastoupení bavlny v polyester-bavlněných směsích. Studie využila 10 textilních vzorků s různými poměry bavlny a polyesteru a zaměřila se na rychlé získání přesné predikce složení v běžném provozu.

Použitá metodika a instrumentace

Všechny spektra byla pořízena pomocí přístroje DS2500 Solid Analyzer (Metrohm) s velkou vzorkovou nádobou a víkem pro zajištění rovnoměrného kontaktu textilie se skleněným okénkem detektoru. Spektra v rozsahu 400–2500 nm se zpracovávala v softwaru Vision Air Complete 2.0, který umožňuje sběr dat, vytváření kalibračního modelu i rutinní predikce.

• DS2500 Solid Analyzer
• Velká vzorková nádoba pro DS2500
• Víko pro velkou vzorkovou nádobu
• Vision Air 2.0 Complete (Metrohm)

Hlavní výsledky a diskuse

Kalibrace modelu na 10 vzorcích vykázala výbornou shodu s referenčními hodnotami. Koeficient determinace (R2) dosáhl 0,9975. Standardní chyba kalibrace byla 1,2 % a křížové validace 1,4 %. Korelační diagramy potvrzují, že NIR metoda spolehlivě predikuje obsah bavlny v širokém intervalu složení.

Přínosy a praktické využití metody

NIR spektroskopie umožňuje:

• bezchemickou a neinvazivní analýzu textilií,
• zkrácení doby vyšetření na ~30 sekund,
• jednoduchou integraci do výrobního prostředí díky robustní konstrukci DS2500,
• zvýšení produktivity a snížení nákladů na stanovení složení vláken.

Budoucí trendy a možnosti využití

Dalším krokem je rozšíření kalibračních modelů pro další typy vláken a směsí. Integrace NIR senzorů přímo na výrobní linky umožní on-line kontrolu kvality. V budoucnu lze také využít strojové učení a pokročilé chemometrické metody pro dálkové sledování a optimalizaci výroby.

Závěr

Metoda NIR spektroskopie na přístroji DS2500 prokázala vysokou přesnost a rychlost při stanovení podílu bavlny v textiliích. Nabízí praktické řešení pro rutinní kontrolu kvality v laboratořích i provozu bez nutnosti použití chemikálií.

Reference

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