欧盟关于织物和纺织品回收的新指南自 2018 年起生效。这个对环境非常重要的项目的目标是从 2025 年起重复使用全球所有纺织品。芬兰公司 Specim 的高光谱成像提供了成功实现这一雄心勃勃目标的技术要求。
纺织业是造成污染的主要因素，全球人类正日益遭受污染。造成污染的原因多种多样。一方面，生产织物和服装需要大量资源，尤其是棉花，需要消耗大量水。另一方面，大量旧纺织品和新纺织品（目前估计每年约 1600 万吨）最终被填埋，尽管这些材料至少可以部分再利用。此外，作为合成纺织纤维残留物的微塑料越来越多地进入土壤和水体，它们通过食物链危害整个动物物种和人类的生存。越来越频繁地用新衣服替换衣服的趋势是造成这种负面发展的部分原因。时尚行业的公司每年推出的系列越来越多。过去，市场上只有一个新的夏季和冬季系列，而每年推出多达 25 个新品已不再罕见。
为了减少这些发展对环境造成的严重后果，必须大幅提高纺织品的回收率。目前的手工方法无法实现这一点，因为员工无法以所需的速度和耐力对不同的物质进行分类，此外，还需要对不同类型的纺织品有特殊的了解：仅凭外观几乎不可能手工可靠地识别和分离不同类型的纤维和混纺织物。更糟糕的是，这样的工作场所通常非常不卫生，甚至有潜在危险，因为要分类的纺织品中可能含有毒素。因此，从长远来看，手工对纺织品进行分类的成本极其高昂。
01、欧盟针对纺织废物的新指导方针
埃斯科·赫拉拉
欧盟于 2018 年通过了新的纺织废物处理指南，并为其成员国设定了最后期限：到 2025 年，他们应该完全回收所有纺织品。根据目前的技术水平，这一雄心勃勃的目标只能通过几种方法实现。Esko Herrala知道，高光谱成像就是其中一种技术。芬兰公司 Specim 的联合创始人兼高级应用专家多年来一直在研究如何经济安全地分离和回收不同材料的问题。他在为芬兰议会撰写的“未来委员会”报告中为这一主题做出了贡献。该报告的目的是找出芬兰如何从视觉行业中受益，以及这项技术可以在哪些应用领域使用。
“我负责该报告的循环经济部分，展示了光子系统在废物分类领域的各种可能用途，”Herrala 说道。2019 年，在赫尔辛基议会展示成果时，芬兰政府将纺织品分类确定为优先应用领域，并设定了到 2023 年收集和回收该国所有纺织废料的目标。“芬兰已经是塑料和建筑垃圾分类领域的世界领先国家之一，我们也希望通过创新解决方案利用纺织品回收的巨大经济潜力，”Specim 联合创始人解释道。
02、高光谱 NIR 系统作为解决方案
从 2019 年底开始，Specim 开始集中精力处理这项任务，并寻找合适的合作伙伴。对于 NIR 高光谱相机制造商来说，显然这项技术应被视为纺织品分类的一种可能解决方案。“首先，您必须知道不同的纺织品具有各自的光谱特性，这些特性可用于对织物进行分类。织物要么由天然纤维（如棉花）、动物纤维（如羊毛）或合成纤维（如聚酯）制成。混合织物通常也由不同类型的纤维制成，”Herrala 解释说。“不同材料的化学和分子结构不同。因此，这些物质对不同波长的电磁波的反应方式不同，它们吸收、反射或让它们穿过的方式也不同。”
这些特性可用于使用高光谱成像系统根据反射光对纺织品进行光谱分析。波长在近红外范围 (NIR) 内的特殊相机与光谱仪相结合，可以清晰识别被检查材料的化学成分，从而为纺织品的自动分类奠定基础。
Herrala 解释道：“高光谱 NIR 图像处理系统与合适的分类算法相结合，可以区分不同面料和颜色的物质，以及天然纤维、动物纤维和合成纤维。这项技术甚至可以提供有关混纺面料中合成纤维和天然纤维比例的定量信息。”
