Infrapunaspektroskopiaa voidaan hyödyntää tekstiilikuitujen tunnistamisessa, koska kuitujen erilainen kemiallinen rakenne tuottaa niille ominaisia spektrisiä piirteitä. FTIR- ja NIR-spektroskopiaa on hyödynnetty esimerkiksi puuvillan ja polyesterin erottamiseen sekä niiden sekoitussuhteiden arviointiin (Paz & Sousa 2024).
Yksi kuitu tunnistuu usein hyvin
Puhtaat kuidut, kuten puuvilla, villa, viskoosi, polyesteri, polyamidi, akryyli ja asetaatti, tunnistuivat kaikilla laitteilla suhteellisen hyvin. Pellavan laitteet tunnistivat pääasiassa puuvillaksi tai puuvillan ja viskoosin seokseksi. Tunnistamista vaikeuttaa näiden selluloosapohjaisten kuitujen kemiallisen rakenteen samankaltaisuus.
Matoha tunnisti samoissa näytteissä usein oikean pääkuidun, mutta ilmoitti sen rinnalle muutamissa tapauksissa myös toista kuitua. Esimerkiksi akryylinäytteelle se antoi tulokseksi 82 prosenttia akryyliä ja 18 prosenttia polyesteriä.
Kolme laitetta, lähes sama tulos
Erityisen lupaava tulos saatiin polyesterin ja puuvillan seoksesta. Materiaalimerkinnän mukaan näyte sisälsi 60 prosenttia polyesteriä ja 40 prosenttia puuvillaa. FTIR antoi suhteeksi 65:35, Matoha 64:34:2 ja TrinamiX 63:37. Polyesteri-puuvillaseosten kohdalla nopea materiaalintunnistus voisi tukea käytännön lajittelua hyvin.
Muissa kuituseoksissa tulokset eivät olleet näin lupaavia. Tutkituissa kolmen kuidun sekoitteissa tunnistus vaikeutui selvästi. Usean kuidun spektriset piirteet voivat esiintyä päällekkäin, mikä vaikeuttaa yksittäisten kuitujen ja niiden osuuksien erottamista. Tunnistustulokseen vaikuttavat lisäksi laitteen käyttämä spektrialue, tunnistusmalli ja vertailuaineisto.
Entä villa?
Näytteen, jossa oli 70 prosenttia villaa ja 30 prosenttia polyamidia, kaikki laitteet tulkitsivat villaksi. Villa on proteiinikuitu, jonka spektrissä näkyy sille tyypillisiä amidisidoksiin liittyviä piirteitä. Myös polyamidin rakenteessa esiintyy amidiryhmiä, mikä tekee tästä seoksesta materiaalintunnistuksen kannalta kiinnostavan.
TrinamiXin villaohjelma luokittelee näytteitä villapitoisuuden perusteella. Esimerkiksi 50 prosenttia villaa ja 50 prosenttia asetaattia sisältänyt näyte sijoittui alle 75 prosenttia villaa sisältävään luokkaan.
Mittalaite tukee päätöstä
Kokeilu osoitti ennen kaikkea, mihin mittalaitteiden tuottamaa tietoa voidaan käyttää. Tässä kokeilussa lupaavimpia tuloksia saatiin polyesteri-puuvillaseoksista, joiden kuitukoostumus pystyttiin arvioimaan suhteellisen tarkasti.
Kierrätyksessä täydellistä kuitumääritystä ei aina tarvita. Materiaalivirtojen erottelussa nopea tunnistus voi antaa arvokasta lisätietoa, etenkin tekstiileistä, joiden materiaalimerkintä puuttuu.
Parhaimmillaankaan mittalaite ei korvaa asiantuntijaa, vaan tukee päätöstä tekstiilin seuraavasta käytöstä. Jatkossa voidaan selvittää esimerkiksi värin, rakenteen, kuluneisuuden ja mittauskohdan vaikutusta tunnistuksen luotettavuuteen. Tunnistamiseen vaikuttavat myös laitteen aallonpituusalue, tunnistusalgoritmit ja vertailuaineiston kattavuus.
Lähde
Korhonen, M. 2026. taulukko_FTIR_matoha_Trinamix.xlsx. Kirjoittajan FTIR-, Matoha- ja Trinamix-mittaukset. Julkaisematon tutkimusaineisto.
Paz, M. L. & Sousa, C. 2024. Discrimination and Quantification of Cotton and Polyester Textile Samples Using Near-Infrared and Mid-Infrared Spectroscopies. Molecules 29 (15), 3667. https://doi.org/10.3390/molecules29153667
Kirjoittaja: Maarit Korhonen, Biotuotetekniikan lehtori (TAMK)
Kommentit