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ITOS Trutzschler

案例研究:
Trützschler 與 ITOS 偏振是生產更清潔的棉花的關鍵推動力

Trützschler 如何利用偏振來實現更高效的棉花加工,從而提供更清潔的產品並減少廢棄品,減少資源上的浪費並更加節約環保。

充分利用
每條纖維

試想像一下,您突然發現身上的黑色襯衫有另一種顏色的纖維。這表示用於製造襯衫的棉花質量欠佳,不是棉花的纖維混入到您的襯衫內。任何需要接觸棉花的業務都應該採用有效的措施來防止異物纖維混入他們的產品中。

德國公司 Trützschler 是防止此類問題發生的專家。Trützschler 是第五代家族企業,自 1888 年以來一直是紡紗準備工作的機器供應商。Trützschler 公司總部位於門興格拉德巴赫,他們是此市場中的全球領導者。不論纖維來源、纖維屬於天然抑或合成,又或其加工方法如何,他們的目標是確保生產最優質的纖維。雜質顆粒的識別和消除在很大程度上取決於光學系統,而愛特蒙特光學®子公司 ITOS 為 Trützschler 提供高性能的偏振器,可在惡劣環境下最大化可視性。  

 Trützschler developed the T-SCAN Camera (4-CCD), which makes observations from 4 different canals while utilizing ITOS polarization filters at key positions to make contaminants detectable
圖 1: Trützschler 研發了 T-SCAN 攝像機 (4-CCD),可以從 4 個不同通路進行觀測,同時在關鍵位置利用 ITOS 偏振濾光片檢測污染物

如何使用偏振器清潔棉花

自 1999 年開始,Trützschler 一直致力於研發檢測和消除棉花中雜質顆粒的方法。最初,研發項目的重點是相對易於檢測的彩色部分。為進一步提高成品質量,Trützschler 擴大研發項目,涵蓋檢測和消除半透明顆粒的方法;這種顆粒通常與棉花顏色相似,因此很難檢測(圖 2)。Trützschler 一直致力於以創新技術為客戶帶來最大的利益。2007 年,Trützschler 在領先業界的 ITMA 貿易展覽會上展示了能夠檢測此類異物的突破性系統。只有結合使用偏振濾光片和公司內部研發的 3-CCD 攝像機,才能實現這一里程碑。該系統的研發開啟了與 ITOS 的首次接觸以及後續合作。

SpectralMD’s wound imaging system in use
圖 2: 圖中的棉簇包含半透明的雜質顆粒,很難與棉花纖維區分開來

Trützschler 的「異物分隔器」是一種特殊裝置,可透過掃描棉簇來檢測和抽取異物。棉花清潔器矩形管道中的氣流以大約每秒 10-12 公尺的速度將棉簇輸送到另一台稱為「梳棉機」的專用機器,以準備纖維及後續工序。裝置使用不同的檢測技術和照明設定組合,以確保檢測出所有雜質顆粒。在此步驟中,裝置使用不同攝像機檢測顏色。紫外線可以識別螢光污染物,而高性能的 LED 單元可以檢測出僅幾個像素的顆粒。偏振濾光片能使膠片和半透明聚丙烯緞帶(通常是棉包包裝的殘留物)清晰可見,並確保可以透過彩色攝像機進行檢測。  

挑戰

在考慮使用偏振濾光片時,Trützschler 需要尋找可承受最嚴苛環境條件的光學元件。在紡紗廠的困難條件下,光學元件很快變髒,並很容易刮傷和損壞。高溫和潮濕環境還會導致偏振濾光片快速降解。此外,異物分離器需要由操作員進行操作和維修,而他們通常缺乏處理光學元件和系統的經驗。 

解決方案

ITOS 特別訂製生產偏振器,並研發出一種在保護玻璃之間粘合偏振濾光片的生產方法。這聽起來像是一個簡單的過程,但當考慮到棉花檢測所需的大型尺寸和高溫度梯度,這其實是很大的成就。偏振器用於分析和產生定義的偏振狀態。有賴於此功能,粒子和某些狀態(例如條紋)變得可見和易於檢測。ITOS CP42N 偏振器 能檢測肉眼無法看見的部分,ITOS 成功利用這個高性能且經濟實惠的解決方案協助 Trützschler 應對許多挑戰(圖 3)。CP42N 偏振器在汽車工業中獲得廣泛應用,並且是現時 ITOS 提供的標準產品之一。  

By using ITOS polarizers, the hard-to-detect foreign transparent and semi-transparent parts in cotton (left) become visible and detectable by using polarized light (right)
圖 3: 透過 ITOS 偏振器,棉花中難以檢測到的透明和半透明異物部分(左)變得可見,並可以使用偏振光檢測得到(右)

夥伴關係

與 ITOS 合作超過 10 年的 Trützschler 產品開發人員 Guido Engels 說:「Trützschler 非常享受與 ITOS 及其優秀的員工團隊合作。我們多年來一直維持坦誠開放且融洽的夥伴關係。ITOS 經常考慮特殊的市場需求,並積極提出意見來優化他們的產品,務求不斷改善 Trützschler 的系統。」(圖 4)。

Illumination module containing ITOS polarizers, part of the separator, being operated by Guido Engels, Product developer at Trützschler
圖 4: Trützschler 產品開發人員 Guido Engels 正在操作包含 ITOS 偏振器的照明模組(作為分隔器的一部分)

持續不斷的產品開發、出色可靠的供應以及長達 20 年的產品使用壽命所帶來的可靠性,是 Trützschler 選擇合作夥伴時考慮的重要因素。ITOS 一直致力於提供優質的客戶服務,並始終堅持不懈地尋求最佳的解決方案,加上 ITOS 的產品一向達到或超過 Trützschler 對質量的要求,因此 ITOS 和 Trützschler 享有非常成功和長久的合作夥伴關係。ITOS 董事總經理 Horst Grode 補充說:「當 Trützschler 向我們要求可承受惡劣環境的濾光片時,我們無法透過現有的產品組合滿足他們的需求。但是,透過結合我們多年來累積的豐富專業知識和經驗以及額外的研究,我們成功研發出能夠滿足他們要求的新產品。我們很榮幸能與全球市場領導者 Trützschler 合作,並對協助他們取得成功感到十分自豪。我們非常享受彼此之間的開放關係,並感激他們在新產品開發的初期便積極咨詢我們的意見,並將產品開發的工作放心委託給我們。」  

公司

自 2006 年以來,ITOS 一直是光學濾光玻璃和偏振產品的行業合作夥伴,具備優秀的競爭力。ITOS 提供技術支援、開發解決方案,並提供能夠滿足客戶需求的元件。2018 年,ITOS 成為愛特蒙特光學旗下部門,現時 ITOS 代表愛特蒙特光學在德國提供光學濾光玻璃和偏振產品領域的客製服務和量身定製的產品。愛特蒙特光學是一間領先業界的光學、成像及光電技術供應商,活躍於全球的生命科學、生醫、半導體、研發及安全防護市場。愛特蒙特光學設計並製造種類廣泛的多元件鏡頭、鏡片鍍膜、成像系統及光學機械設備,同時支援 OEM 應用,量產各種庫存及客製產品。愛特蒙特光學具備頂尖製造能力,結合全球經銷網路,成為全球最大的現貨光學元件供應商。

纖維是 Trützschler 所有工作的核心。超過 3,000 名員工在全球 5 個生產基地工作,在四種產品系列中充分利用和發揮每種纖維的優勢:紡紗、不織布,人造纖維和針布。Trützschler 的紡紗廠機器正在準備纖維,以便應用於紡紗過程。對於使用偏振器的天然纖維製品(如棉花),機械清潔過程可去除任何殘留的植物部分和異物。均質化和除塵是纖維製備的工序之一。纖維以小簇的形式置入「梳棉機」。梳棉機將纖維分開,並形成拇指般粗且具有平行纖維結構的棉條。這些棉條形成進一步加工生產紗線的基礎。如今,90% 紡紗廠都在亞洲,主要分佈在中國、印度、巴基斯坦和烏茲別克等棉花種植國。  

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