歐盟關(guān)于織物和紡織品回收的新指南自 2018 年起生效。這個對環(huán)境非常重要的項目的目標(biāo)是從 2025 年起重復(fù)使用全球所有紡織品。芬蘭公司 Specim 的高光譜成像提供了成功實現(xiàn)這一雄心勃勃目標(biāo)的技術(shù)要求。

紡織業(yè)是造成污染的主要因素，全球人類正日益遭受污染。造成污染的原因多種多樣。一方面，生產(chǎn)織物和服裝需要大量資源，尤其是棉花，需要消耗大量水。另一方面，大量舊紡織品和新紡織品（目前估計每年約 1600 萬噸）最終被填埋，盡管這些材料至少可以部分再利用。此外，作為合成紡織纖維殘留物的微塑料越來越多地進(jìn)入土壤和水體，它們通過食物鏈危害整個動物物種和人類的生存。越來越頻繁地用新衣服替換衣服的趨勢是造成這種負(fù)面發(fā)展的部分原因。時尚行業(yè)的公司每年推出的系列越來越多。過去，市場上只有一個新的夏季和冬季系列，而每年推出多達(dá) 25 個新品已不再罕見。

為了減少這些發(fā)展對環(huán)境造成的嚴(yán)重后果，必須大幅提高紡織品的回收率。目前的手工方法無法實現(xiàn)這一點，因為員工無法以所需的速度和耐力對不同的物質(zhì)進(jìn)行分類，此外，還需要對不同類型的紡織品有特殊的了解：僅憑外觀幾乎不可能手工可靠地識別和分離不同類型的纖維和混紡織物。更糟糕的是，這樣的工作場所通常非常不衛(wèi)生，甚至有潛在危險，因為要分類的紡織品中可能含有毒素。因此，從長遠(yuǎn)來看，手工對紡織品進(jìn)行分類的成本極其高昂。

01、歐盟針對紡織廢物的新指導(dǎo)方針

埃斯科·赫拉拉

歐盟于 2018 年通過了新的紡織廢物處理指南，并為其成員國設(shè)定了最后期限：到 2025 年，他們應(yīng)該完全回收所有紡織品。根據(jù)目前的技術(shù)水平，這一雄心勃勃的目標(biāo)只能通過幾種方法實現(xiàn)。Esko Herrala知道，高光譜成像就是其中一種技術(shù)。芬蘭公司 Specim 的聯(lián)合創(chuàng)始人兼高級應(yīng)用專家多年來一直在研究如何經(jīng)濟(jì)安全地分離和回收不同材料的問題。他在為芬蘭議會撰寫的“未來委員會”報告中為這一主題做出了貢獻(xiàn)。該報告的目的是找出芬蘭如何從視覺行業(yè)中受益，以及這項技術(shù)可以在哪些應(yīng)用領(lǐng)域使用。

“我負(fù)責(zé)該報告的循環(huán)經(jīng)濟(jì)部分，展示了光子系統(tǒng)在廢物分類領(lǐng)域的各種可能用途，”Herrala 說道。2019 年，在赫爾辛基議會展示成果時，芬蘭政府將紡織品分類確定為優(yōu)先應(yīng)用領(lǐng)域，并設(shè)定了到 2023 年收集和回收該國所有紡織廢料的目標(biāo)。“芬蘭已經(jīng)是塑料和建筑垃圾分類領(lǐng)域的世界領(lǐng)先國家之一，我們也希望通過創(chuàng)新解決方案利用紡織品回收的巨大經(jīng)濟(jì)潛力，”Specim 聯(lián)合創(chuàng)始人解釋道。

02、高光譜 NIR 系統(tǒng)作為解決方案

從 2019 年底開始，Specim 開始集中精力處理這項任務(wù)，并尋找合適的合作伙伴。對于 NIR 高光譜相機(jī)制造商來說，顯然這項技術(shù)應(yīng)被視為紡織品分類的一種可能解決方案?！笆紫龋仨氈啦煌募徔椘肪哂懈髯缘墓庾V特性，這些特性可用于對織物進(jìn)行分類?？椢镆从商烊焕w維（如棉花）、動物纖維（如羊毛）或合成纖維（如聚酯）制成?；旌峡椢锿ǔＲ灿刹煌愋偷睦w維制成，”Herrala 解釋說。“不同材料的化學(xué)和分子結(jié)構(gòu)不同。因此，這些物質(zhì)對不同波長的電磁波的反應(yīng)方式不同，它們吸收、反射或讓它們穿過的方式也不同?！?

這些特性可用于使用高光譜成像系統(tǒng)根據(jù)反射光對紡織品進(jìn)行光譜分析。波長在近紅外范圍 (NIR) 內(nèi)的特殊相機(jī)與光譜儀相結(jié)合，可以清晰識別被檢查材料的化學(xué)成分，從而為紡織品的自動分類奠定基礎(chǔ)。

Herrala 解釋道：“高光譜 NIR 圖像處理系統(tǒng)與合適的分類算法相結(jié)合，可以區(qū)分不同面料和顏色的物質(zhì)，以及天然纖維、動物纖維和合成纖維。這項技術(shù)甚至可以提供有關(guān)混紡面料中合成纖維和天然纖維比例的定量信息?！?