ITFI20090062A1 - Apparecchiatura e procedimento per eseguire letture ottiche su materiali tessili confezionati sottoposti a tintura. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

Il presente trovato riguarda un’apparecchiatura ed un procedimento per eseguire letture ottiche su materiali tessili confezionati sottoposti a tintura.

Più in particolare, l’apparecchiatura ed il procedimento in oggetto consentono di eseguire il controllo dell’esaurimento, ovvero dell’assorbimento, di singoli coloranti presenti in un bagno di tintura.

Sono noti, in questo ambito, sistemi ottici e procedimenti basati sulla tecnologia della spettrofotometria di trasmittanza. Mediante tali sistemi, vengono misurate le concentrazioni dei singoli coloranti presenti nella soluzione, ovvero nel bagno, inviando attraverso di essa un fascio di luce avente caratteristiche note. Una parte della luce viene assorbita dalle sostanze presenti nel fluido, mentre la restante parte viene trasmessa allo spettrofotometro che ne rileva la quantità e le caratteristiche. Queste costituiscono informazioni utilizzate per ricavare le quantità residue dei singoli coloranti presenti nella soluzione in base alla nota legge di Beer-Lambert.

E’ altresì noto che, tuttavia, qualunque sia lo specifico algoritmo utilizzato per l’elaborazione delle suddette informazioni, l’esatta determinazione delle quantità residue dei singoli coloranti presenti in un bagno di tintura costituisce tuttora un problema sostanzialmente irrisolto dal punto di vista pratico se si considerano le innumerevoli tipologie chimiche e tintoriali dei diversi coloranti utilizzati nell’industria tessile.

Utilizzando i sistemi ottici per lettura on line in trasmittanza del tipo noto, si riscontrano notevoli difficoltà pratiche nel determinare con sufficiente esattezza la concentrazione dei singoli coloranti presenti in un bagno di tintura, con particolare riferimento alla determinazione delle piccolissime concentrazioni, come quelle eccedenti determinati valori. In pratica, i sistemi ottici noti si rilevano inefficaci nel controllo delle soluzioni contenenti coloranti le cui concentrazioni sono, in valore, esterne ad un dato intervallo. Ancora in altri termini, i sistemi ottici di controllo attualmente disponibili sul mercato sono sostanzialmente inutilizzabili ai fini pratici allorquando le concentrazioni in gioco assumono valori che non rientrano in un ben determinato intervallo, ovvero nel caso di soluzioni troppo diluite o troppo concentrate.

Ulteriori inconvenienti derivanti dall’impiego dei sistemi ottici noti sono legati alle notevoli imprecisioni nei risultati forniti a seguito di letture eseguite su soluzioni contenenti coloranti eterogenei, ovvero di classi chimiche differenti, ed alla sostanziale impossibilità di distinguere due colori diversi della stessa specie (due rossi, due gialli o due blu presenti nella stessa soluzione).

Altri inconvenienti derivano dai cambiamenti di stato, e quindi di colore, delle singole sostanze coloranti al variare del pH, della salinità o della temperatura della soluzione come normalmente avviene durante il ciclo tintoriale: in tal caso, infatti, il controllo ottico per trasmittanza non garantisce letture corrette ed omogenee, poiché si verificano cambiamenti cromatici od intorpidimento del bagno.

Inoltre, il controllo eseguito su dispersioni o bagni opalescenti presenta notevoli difficoltà giacché la trasmissione della luce attraverso il liquido à ̈ alterata, in quanto parte della luce à ̈ deviata dalle particelle in dispersione. Ne derivano valutazioni errate, cioà ̈ affette da errori di valutazione da parte dello spettrofotometro.

Esempi di apparecchiature per l’esecuzione di controlli con lettura in trasmittanza su bagni di tintura sono descritti nei documenti EP325529, FR2399066, FR2307074, FR2443524, GB2050002, JP1006164, EP319361, WO2005/040482, WO2003/102288, EP319361, US3807872, WO99/66117, JP5098557 e JP61105432.

I documenti PCT/IT2007/171 (WO2008/023396) e PCT/IT2007/178 (WO2008/078345) descrivono dispositivi per eseguire un controllo dell’esaurimento, ovvero dell’assorbimento, di singoli coloranti su campioni tessili, anziché sul bagno di tintura. In conformità delle tecniche descritte in PCT/IT2007/171 (WO2008/023396) e PCT/IT2007/178 (WO2008/078345), si predispone, in un’apposita camera, un campione del materiale sottoposto a tintura in una vasca nella quale viene immesso e fatto circolare un bagno di tintura. Nella camera dove à ̈ posizionato il campione viene fatto circolare lo stesso bagno che circola nella vasca di tintura. Il controllo sull’esaurimento dei coloranti viene eseguito mediante lettura ottica per riflettanza sul materiale del campione, accostando quest’ultimo, ciclicamente, ad un rilevatore ottico collegato a corrispondenti mezzi elettronici per l’elaborazione dei segnali così acquisiti.

Come nel caso della lettura eseguita sul bagno di tintura, anche la lettura eseguita su campioni del materiale sottoposto a tintura à ̈ tuttavia una lettura indiretta.

E’ perciò tuttora avvertita l’esigenza di eseguire un controllo diretto, ovvero una lettura ottica diretta, sul materiale tessile sottoposto a tintura, specialmente se il materiale à ̈ del tipo cosiddetto “confezionato†, come ad esempio filato avvolto in rocche, per una maggiore affidabilità dei risultati forniti dalla lettura.

Lo scopo principale del presente trovato à ̈ quello di eliminare, o quantomeno fortemente ridurre, gli inconvenienti legati all’esecuzione di letture indirette su materiali tessili sottoposti a tintura, ovvero di rendere maggiormente attendibili i risultati forniti dalle letture, con particolare riferimento ai materiali tessili confezionati.

A questo risultato si à ̈ pervenuti, in conformità del presente trovato, adottando l’idea di realizzare un’apparecchiatura ed attuare un metodo aventi le caratteristiche indicate nelle rivendicazioni indipendenti. Altre caratteristiche della presente invenzione sono oggetto delle rivendicazioni dipendenti.

Grazie al presente trovato, à ̈ possibile eseguire correttamente la verifica di esaurimento dei singoli colori (rosso, giallo, blu) in un bagno di tintura, qualunque sia la classe o natura dei coloranti impiegati, agendo direttamente sul materiale disposto nella vasca o macchina di tintura. Inoltre, à ̈ possibile eseguire letture ripetitive, con frequenza sufficientemente elevata da poterle ritenere “dinamiche†, ovvero continue. Oltre a ciò, un’apparecchiatura in conformità del presente trovato à ̈ di fabbricazione semplice, economica ed affidabile anche dopo prolungati periodi di esercizio. La semplicità strutturale e funzionale dell’apparecchiatura in oggetto permettono, inoltre, di ridurne il costo, permettendo una più larga diffusione dei sistemi di controllo nell’ambito dei processi di tintura dei materiali tessili.

Questi ed ulteriori vantaggi e caratteristiche del presente trovato saranno più e meglio compresi da ogni tecnico del ramo grazie alla descrizione che segue ed agli annessi disegni, forniti a titolo esemplificativo ma da non considerarsi in senso limitativo, nei quali:

<->la Fig.1 rappresenta una schematica vista in sezione verticale di una macchina di tintura in conformità del presente trovato, nella quale à ̈ posizionata una rocca di filato, in una fase nella quale la lettura ottica del colore non ha luogo;

<->la Fig.2 rappresenta la stessa macchina illustrata in Fig.1, in una fase di lettura del colore;

<->la Fig.3 rappresenta una vista analoga a quella di Fig.2, in cui la rocca non à ̈ illustrata per meglio evidenziare l’interno della vasca di tintura;

<->la Fig.4 rappresenta uno schema a blocchi semplificato che mostra un circuito nel quale à ̈ inserita la macchina di Fig.1 e Fig.2.

Ridotta alla sua struttura essenziale e con riferimento alle figure degli annessi disegni, una macchina per tintura in conformità del presente trovato comprende una vasca (1) con una base (2) ed un coperchio (3). Nella vasca (1) circola un bagno di tintura alimentato attraverso un circuito comprendente un ramo di mandata (1M) ed un ramo di recupero (1R) tra i quali à ̈ disposta ed agente una pompa (P). Il ramo di mandata (1M) del detto circuito di alimentazione passa centralmente nella base (2) della vasca (1), sporgendo oltre tale base, all'interno della vasca, per una tratta di valore prestabilito che ne costituisce la parte terminale. Il ramo di recupero (1R) di detto circuito parte dalla base (2) della vasca (1) ad una prestabilita distanza dall'asse centrale di quest'ultima. In tal modo, il bagno di tintura viene fatto circolare con continuità, immettendolo centralmente nella vasca (1) attraverso il ramo (1M) e recuperandolo lateralmente attraverso il ramo (1R) come indicato dalle frecce “M†ed “R†. Sul ramo (1M) sono inseriti un flussometro (1F) ed un termometro (1T). Altri sensori (ad esempio per la rilevazione del pH del bagno di tintura) possono essere inseriti nel detto circuito di alimentazione od anche nella vasca (1) secondo modalità note ai tecnici del ramo e, pertanto, non descritte in maggior dettaglio.

Sulla faccia interna della detta base (2) à ̈ montata una molla (4) coassiale ed esterna alla tratta del ramo di mandata (1M) interna alla vasca (1) e sulla molla (4) à ̈ appoggiato un supporto tubolare (5), la cui funzione à ̈ descritta nel seguito. Il detto supporto (5) à ̈ anch'esso coassiale ed esterno alla tratta terminale del ramo di mandata (1M) passante internamente alla vasca (1) e presenta un risalto anulare (50) per il suo appoggio stabile sulla base superiore della molla (4). La base inferiore di quest'ultima à ̈ appoggiata sulla faccia interna della base (2) nella posizione precedentemente indicata. Pertanto, il detto supporto (5) à ̈ un supporto elastico che normalmente à ̈ distanziato dalla base (2) della vasca (1). Tuttavia, il supporto (5) può essere spinto contro la base (2) esercitando su di esso una spinta sufficiente a vincere la resistenza della molla (4).

Come mostrato nelle figure degli annessi disegni, il detto supporto (5) presenta una parte superiore (51) ed una parte inferiore (52) separati dal risalto anulare (50), con la parte superiore (51) di forma troncoconica e con la parte inferiore (52) cilindrica.

Nell'esempio mostrato nelle figure degli annessi disegni, la parte inferiore (52) del detto supporto (5) à ̈ interna alla molla (4), cioà ̈ risulta tra la tratta terminale del ramo di mandata (1M) e la molla (4).

Sul detto supporto (5), ovvero sulla parte superiore (51) di quest'ultimo, viene posizionato un albero a parete laterale traforata (6A) sul quale à ̈ avvolto il filato di una rocca (6) da sottoporre a tintura nella vasca (1). Il diametro del detto albero (6A) à ̈ tale da consentirne il posizionamento coassiale ed esterno alla tratta terminale del ramo di mandata (1M) e altresì tale che la parte superiore troncoconica (51) del supporto (5) risulti interna all'albero (6A), per cui la base inferiore di questo poggia sul risalto anulare (50) del supporto (5).

Il posizionamento dell'albero (6A) sul supporto (5) à ̈ facilitato dal fatto che la parte superiore (51) di quest'ultimo à ̈ troncoconica.

Sul coperchio (3) della vasca (1) à ̈ montato un attuatore (7) ad asse verticale il quale à ̈ posizionato ed agente in asse con il supporto (5) e presenta uno stelo, orientato verso la base (2) della vasca (1), su cui à ̈ applicato un tampone (8) che, nell'esempio mostrato nelle figure degli annessi disegni, à ̈ identico al predetto supporto (5) ma orientato al contrario. In altri termini, il tampone (8) presenta una parte inferiore troncoconica (81) ed una parte superiore cilindrica (82) separate da un risalto anulare (80).

In assetto di esercizio (come in Fig.1 e Fig.2), la parte inferiore (81) del tampone (8) Ã ̈ interna all'albero (6A), mentre la parte superiore (82) Ã ̈ rivolta verso il coperchio (3) della vasca (1) e la base superiore dell'albero (6A) Ã ̈ a contatto con l'anello (80) del tampone (8).

La base (2) della vasca (1) presenta, inoltre, un'apertura per un rilevatore ottico (9). La detta apertura à ̈ in posizione laterale rispetto a quella di ingresso del ramo (1M).

Il detto rilevatore ottico (9) presenta un corpo (90), preferibilmente sferico, con un collo verticale (91) interno alla vasca (1) che termina con una finestra ottica orizzontale (92). Il rilevatore ottico (9) presenta, inoltre, una fibra ottica (93) collegata ad una sorgente luminosa (L) che serve a proiettare attraverso la finestra (92) un fascio luminoso generato all’esterno del corpo (90) e, in posizione diametralmente opposta alla predetta finestra (92), una sonda ottica (94) la cui funzione à ̈ descritta nel seguito. L'altezza del collo (91) del rilevatore (9) à ̈ tale che la finestra ottica (92) risulti a contatto con la base inferiore della rocca (6) quando la parte inferiore del supporto (5) à ̈ a contatto con la base (2) della vasca di tintura (come in Fig.2). Viceversa, quando il supporto (5) à ̈ sollevato (come in Fig.1) la detta finestra ottica (92) à ̈ distanziata dalla rocca (6) in posizione sottostante alla base inferiore di quest'ultima. Come illustrato nelle figure degli annessi disegni, il collo (91) e la finestra (92) del rilevatore (9) sono interni alla vasca (1).

In pratica, quando l'attuatore (7) Ã ̈ disattivato (come in Fig.1), per cui il supporto (5) Ã ̈ spinto verso l'alto dalla molla (4), la finestra (92) dell'illuminatore (9) Ã ̈ distanziata dalla base inferiore della rocca (6) e, quando l'attuatore (7) Ã ̈ attivato (come in Fig.2), per cui il supporto (5) Ã ̈ spinto verso il basso vincendo la resistenza della molla (4), la finestra (92) dell'illuminatore (9) Ã ̈ a contatto con la base inferiore della rocca (6).

Poiché il detto corpo (90) à ̈ di forma sferica e data la presenza del collo verticale (91) che raccorda la finestra (92) con il corpo (90), il flusso luminoso che passa attraverso la finestra ottica (92) à ̈ uniforme, ovvero diffuso, e non concentrato. Come ulteriormente descritto nel seguito, tale flusso luminoso viene prodotto quando la rocca (6) viene abbassata posizionandone la base inferiore a contatto con la finestra (92) del rilevatore (9).

La fibra ottica (94) del rilevatore (9) Ã ̈ collegata allo spettrofotometro o colorimetro (10) e serve per trasmettere a quest'ultimo la luce riflessa dalla rocca (6) attraverso la finestra (92) quando la rocca (6) viene abbassata come indicato in precedenza.

Come illustrato nello schema di Fig.4, lo spettrofotometro (10), i sensori (1F, 1T), la pompa (P) e l'attuatore (7) sono collegati con una unità di elaborazione elettronica programmabile (11), di per sé nota, preposta alla gestione dell'attuatore (7) e della pompa (P) e alla elaborazione dei segnali in uscita dai sensori (1T) e 1F) e dallo spettrofotometro o colorimetro (10). La stessa unità (11) controlla, da programma e in funzione dei valori rilevati attraverso il sensore (1T), un gruppo di riscaldamento (1H) ed un gruppo di raffreddamento (1C) mediante i quali la temperatura del bagno di tintura viene mantenuta ad un valore prestabilito.

La vasca (1), come i sensori (1F) e (1T), i gruppi (1H) e (1C), la pompa (P) e lo spettrofotometro o colorimetro (10) sono di per sé noti.

Il funzionamento del dispositivo sopra descritto à ̈ il seguente.

Si rimuove il coperchio (3) e si posiziona la rocca (6) all'interno della vasca (1), con la base inferiore dell'albero (6A) in appoggio sul risalto anulare (50) del supporto elastico (5) e con la parte terminale della tratta (1M) del circuito di alimentazione del bagno interna all'albero (6A). Quindi, si posiziona nuovamente il coperchio (3) per chiudere la vasca (1), in maniera che la base superiore dell'albero (6A) sia a contatto con il risalto anulare (80) del tampone (8). A questo punto, si avvia l'alimentazione del bagno di tintura attivando la pompa (P) che determina la circolazione del bagno nei rami (1M) ed (1R). In particolare, con continuità, il bagno di tintura passa tra le fibre della rocca (6) fluendo dal ramo (1R) e attraverso i fori dell'albero (6A) per immettersi nella vasca (1) ed essere poi recuperato attraverso il ramo (1R). Ciclicamente, l'unità (11) comanda l'attivazione dell'attuatore (7) determinando l'abbassamento della rocca (6). Più in particolare, l'attuatore (7) spinge l'albero (6A) verso la base (2) della vasca (1), agendo sul tampone (8). La corsa dell'attuatore (7) à ̈ tale che in posizione di massimo abbassamento della rocca (6) la base inferiore di quest'ultima (base maggiore con riferimento all'esempio illustrato in Fig.1 e Fig.2) à ̈ a contatto con la finestra (92) del rilevatore (9) e la parte inferiore (52) del supporto (5) à ̈ a contatto con la base (2) della vasca (1). Con la rocca (6) così posizionata, lo spettrofotometro (10) comanda l'illuminatore (93), per cui la base inferiore della rocca (6) viene illuminata in corrispondenza della finestra (92). La sonda (94) riceve la luce riflessa dalla rocca (6) attraverso la stessa finestra (92) e trasmette il relativo segnale luminoso allo spettrofotometro (10) che lo elabora. L’elaborazione del segnale luminoso trasmesso dal rilevatore (9) allo spettrofotometro o colorimetro (10) à ̈ operata secondo algoritmi di tipo noto che, essendo appunto noti ai tecnici del ramo, non saranno descritti in dettaglio e che permettono di valutare l’assorbimento dei singoli coloranti nel materiale di cui à ̈ fatto il filato della rocca (6), ovvero il loro esaurimento, anche al variare del pH, della temperatura del bagno di tintura, della salinità ecc. La lettura, ovvero l’analisi spettroscopica, del segnale inviato dal rilevatore (9) allo spettrofotometro (10) riguarda direttamente il materiale tinto nella vasca (1). In altri termini, poiché il materiale della rocca (6) viene posto direttamente a contatto con la finestra (92) del rilevatore (9), non si hanno gli errori tipici dei dispositivi nei quali la lettura à ̈ eseguita sul bagno di tintura e si ha una lettura particolarmente affidabile, trattandosi di lettura diretta e non indiretta. In fase di lettura il materiale della rocca (6) viene spinto e trattenuto sulla finestra (92) del rilevatore (9), evitando così qualunque interferenza del bagno sulle letture stesse. Inoltre, la lettura à ̈ eseguita per riflettanza e durante la lettura il bagno di tintura continua a circolare. In altri termini, la lettura così eseguita non altera né ostacola il processo di tintura vero e proprio che ha luogo nella vasca (1). Al termine della lettura, l'unità (11) comanda l'attuatore (7) per riportare la rocca (6) nella posizione di partenza. Come detto in precedenza, durante il processo di tintura possono essere eseguite più letture ripetitive, con frequenza sufficientemente elevata da poterle ritenere “dinamiche†, ovvero continue.

Va da sé che la movimentazione della rocca (6) da e verso la finestra ottica (92) può essere realizzata in qualsiasi altro adatto modo.

Nell’esempio mostrato in Fig.1 e Fig.2 la rocca (6) à ̈ una rocca conica con la base maggiore in basso. Resta inteso, tuttavia, che la forma e le dimensioni della rocca (6) possono essere qualsiasi.

In pratica i particolari di esecuzione possono comunque variare in maniera equivalente nella forma, dimensioni, disposizione degli elementi, natura dei materiali impiegati, senza peraltro uscire dall'ambito dell’idea di soluzione adottata e perciò restando nei limiti della tutela accordata dal presente brevetto.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1) Apparecchiatura per eseguire letture ottiche su rocche di filati sottoposti a tintura in una vasca o macchina di tintura (1) nella quale una rocca (6) provvista di albero assiale traforato (6A) à ̈ posizionata con detto albero sulla tratta terminale di un condotto (1M) di mandata di un circuito che alimenta un bagno di tintura alla stessa vasca o macchina (1), per cui il bagno di tintura à ̈ immesso nella vasca (1) passando dal detto condotto (1M) attraverso il detto albero (6A), e successivamente à ̈ recuperato mediante un condotto di recupero (1R) dello stesso circuito di alimentazione, caratterizzata dal fatto che comprende mezzi ottici di rilevazione asserviti a relativi mezzi di elaborazione e dal fatto che i detti mezzi ottici di rilevazione comprendono un rilevatore (9) con una finestra ottica (92) interna alla vasca o macchina di tintura (1) e sulla quale finestra ottica (92), ciclicamente, viene appoggiata una base della rocca (6), quest'ultima essendo ciclicamente movimentata verso la detta finestra ottica (92) mediante un attuatore (7) che, ciclicamente, movimenta il detto albero (6A) per avvicinare la detta base della rocca (6) ad una parte (2) della vasca (1) dove à ̈ posizionata la detta finestra ottica (92).
2. 2) Apparecchiatura secondo la rivendicazione 1 caratterizzata dal fatto che comprende un supporto elastico (5) sul quale viene appoggiato un bordo del detto albero (6A).
3. 3) Apparecchiatura secondo le rivendicazioni 1 e 2 caratterizzata dal fatto che il detto supporto elastico (5) Ã ̈ di forma tubolare, Ã ̈ coassiale ed esterno alla tratta terminale del detto condotto di mandata (1M) e presenta un risalto (50) sul quale si appoggia il detto albero (6A).
4. 4) Apparecchiatura secondo la rivendicazione 3 caratterizzato dal fatto che il detto supporto (5) comprende una parte troncoconica (51) ed una parte cilindrica (52) separate dal detto risalto (50).
5. 5) Apparecchiatura secondo la rivendicazione 1 caratterizzata dal fatto che il detto attuatore (7) comprende un tampone (8) destinato al contatto con un bordo del detto albero (6A).
6. 6) Apparecchiatura secondo la rivendicazione 1 caratterizzata dal fatto che il detto rilevatore ottico (9) presenta un corpo (90) con un collo verticale (91) interno alla vasca (1) che termina con la detta finestra ottica (92), e presenta, inoltre, una fibra ottica illuminante (93) e, in posizione diametralmente opposta alla predetta finestra (92), una sonda ottica (94).
7. 7) Apparecchiatura secondo la rivendicazione 1 caratterizzata dal fatto che la detta finestra ottica à ̈ orizzontale.
8. 8) Procedimento per eseguire letture ottiche su rocche di filati sottoposti a tintura in una vasca o macchina di tintura (1) nella quale una rocca (6) provvista di albero assiale traforato (6A) à ̈ posizionata con detto albero sulla tratta terminale di un condotto (1M) di mandata di un circuito che alimenta un bagno di tintura alla stessa vasca o macchina (1), per cui il bagno di tintura à ̈ immesso nella vasca (1) passando dal detto condotto (1M) attraverso il detto albero (6A), e successivamente à ̈ recuperato mediante un condotto di recupero (1R) dello stesso circuito di alimentazione, caratterizzato dal fatto che comporta una fase di rilevazione ottica per riflettanza eseguita mediante un rilevatore (9) con una finestra ottica (92) interna alla vasca o macchina di tintura (1) e sulla quale finestra ottica (92), ciclicamente, viene appoggiata una base della rocca (6), quest'ultima essendo ciclicamente movimentata verso la detta finestra ottica (92) mediante un attuatore (7) che, ciclicamente, movimenta il detto albero (6A) per avvicinare la detta base della rocca (6) ad una parte (2) della vasca (1) dove à ̈ posizionata la detta finestra ottica (92).
9. 9) Procedimento secondo la rivendicazione 8 caratterizzato dal fatto che la detta finestra ottica (92) Ã ̈ orizzontale e la detta base della rocca (6) Ã ̈ una base inferiore della stessa.
10. 10) Procedimento secondo la rivendicazione 8 caratterizzato dal fatto che la detta rocca (6) à ̈ posizionata coassiale alla detta tratta terminale del condotto (1M) attraverso il quale il bagno di tintura à ̈ immesso nella vasca o macchina di tintura (1).