KR20090033188A - 염색액의 성분 농도 모니터장치, 성분 농도 제어장치 및 염색장치 - Google Patents

염색액의 성분 농도 모니터장치, 성분 농도 제어장치 및 염색장치 Download PDF

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노부오 사이토
마사하루 나카무라
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도까이 센꼬 가부시키가이샤
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Abstract

적어도 요오드 및 요오드화칼륨을 성분으로서 함유하는 염색액의 성분 농도를 모니터하여, 상기 성분 농도를 일정하게 제어하기 위한 성분 농도 제어장치를 제공한다. 염색조(11)와 조정조(12)에 저장된 염색액(L)의 도전율과 흡광도를 각각 도전율 센서(31)와 흡광도 센서(32)로 구한다. 마이크로컴퓨터(33)는, 구해진 도전율과 흡광도로부터 염색액(L)의 요오드의 농도 및 요오드화칼륨의 농도를 연산하고, 이들 농도에 대하여 각각 대응하는 소정의 관리값으로부터의 어긋남을 연산하며, 모니터(37)에 의해 모니터한다. 또한, 마이크로컴퓨터(33)는, 상기 각 관리값으로부터의 어긋남을 감소시키도록, 공급조(21∼23)로부터 조정조(12)에의 요오드 및 요오드화칼륨의 공급량을 제어하는 제어 출력을 발생한다.

Description

염색액의 성분 농도 모니터장치, 성분 농도 제어장치 및 염색장치{COMPONENT CONCENTRATION MONITORING DEVICE OF STAIN SOLUTION, COMPONENT CONCENTRATION CONTROL DEVICE AND DYEING DEVICE}
본 발명은, 적어도 요오드 및 요오드화칼륨을 성분으로서 함유하는 염색액의 성분 농도를 모니터하기 위한 성분 농도 모니터장치 및 상기 성분 농도를 일정하게 제어하기 위한 성분 농도 제어장치 및 상기 성분 농도 제어장치를 구비한 염색장치에 관한 것이다.
화상표시장치, 예를 들면, 액정 디스플레이(LCD) 등에 이용되는 편광자로서는, 일반적으로, 요오드 염색된 폴리비닐알코올계 필름이 이용된다.
상기 편광자의 제조는, 일반적으로, 폴리비닐알코올계 필름을 제막한 후, 팽윤 공정, 염색 공정, 연신 공정, 고정화 공정, 세정 공정 및 건조 공정을 거쳐 이루어진다.
상기 각 공정중에서, 염색 공정은, 팽윤 공정을 거친 후의 폴리비닐알코올계 필름을 요오드에 의해 염색하는 것이며, 그 방법으로서는, 일반적으로, 요오드와 요오드의 용해조제인 요오드화칼륨을 성분으로서 함유하는 수용액에 상기 폴리비닐알코올계 필름을 침지하여 이루어진다.
상기 각 공정은, 공업적으로는 연속하여 이루어지고, 염색 공정에는, 팽윤 공정을 거쳐 수분을 함유한 폴리비닐알코올계 필름이 연속하여 도입되고, 한편, 염색에 의해 요오드를 함유한 폴리비닐알코올계 필름이 연속하여 도출된다.
따라서, 염색액의 성분 농도가 시간 경과에 따라 변화하기 때문에, 상기 성분 농도를 파악하여 일정하게 제어하는 것이 곤란하다. 그 결과, 폴리비닐알코올계 필름에 염색되는 요오드의 양이 변화하여, 얻어진 편광자의 품질을 불안정하게 하고, 생산수율을 저하시킨다.
상기 문제에 대해서, 하기 특허 문헌 1에서는, 제막한 폴리비닐알코올계 필름에 알칼리 금속의 요오드화물을 포함한 처리액을 침지하여 요오드화물 이온(I-)을 함유시키고, 그 후, 자외광 또는 가시광을 조사하여 상기 요오드화물 이온을 산화하여 요오드(I2)를 생성시키는 방법이 제안되어 있다.
특허 문헌 1:일본 특허공개공보 2005-54171호
[발명이 해결하고자 하는 과제]
그런데, 상기 특허 문헌 1에 기재된 방법에서도, 처리액 중의 요오드화물 이온과 대응하는 이온인 알칼리 금속 이온의 양이 시간경과에 따라 변화하고, 이 경우에도 처리액의 성분 농도를 파악하여 일정하게 제어하는 것이 필요하다.
따라서, 본 발명은, 상기의 여러 문제에 대처하여, 지금까지 곤란하였던 염색액의 성분 농도를 파악하여 일정하게 제어하는 것을 용이하게 하기 위해서 이루어진 것이다.
구체적으로는, 본 발명은, 요오드 및 요오드화칼륨을 성분으로서 함유하는 염색액의 성분 농도를 모니터하기 위한 성분 농도 모니터장치 및 상기 성분 농도를 일정하게 제어하기 위한 성분 농도 제어장치 및 상기 성분 농도 제어장치를 구비한 염색장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
[과제를 해결하기 위한 수단]
상기 과제의 해결에 있어, 본 발명자들은, 예의 연구한 결과, 염색액의 도전율이, 요오드화칼륨의 농도와 밀접한 관계에 있으며, 또한, 염색액의 소정 파장에 있어서의 흡광도가, 요오드화칼륨의 농도 및 요오드의 농도와 밀접한 관계에 있는 것을 실험적으로 발견하였다. 그리고, 상기 결과를 이용함으로써, 염색액의 성분 농도를 정확하게 파악하는 것이 가능해져, 본 발명의 완성에 이르렀다.
즉, 본 발명에 관한 염색액의 성분 농도 모니터장치는, 염색액의 도전율을 검출하는 도전율 검출수단(31)과, 상기 염색액의 흡광도를 검출하는 흡광도 검출수단(32)과, 상기 도전율 및 상기 흡광도를 이용하여 상기 염색액의 요오드의 농도 및 요오드화칼륨의 농도를 연산하는 농도 연산수단(105∼107)과, 상기 요오드의 농도 및 상기 요오드화칼륨의 농도를 표시하는 표시수단(36,37,109)을 구비한다.
상기 구성에 의하면, 지금까지 곤란하였던 염색액의 성분 농도(요오드의 농도 및 요오드화칼륨의 농도)를 모니터하는 것이 가능해진다. 따라서, 염색액의 성분 농도의 변화를 파악할 수 있으므로, 상기 성분 농도를 일정하게 제어하기 위한 조작을 신속하게 할 수 있다.
또한, 본 발명과 관련된 염색액의 성분 농도 모니터장치는, 상기 요오드의 농도 및 상기 요오드화칼륨의 농도에 대하여 각각 대응하는 소정의 관리값으로부터의 어긋남을 연산하는 어긋남 연산수단(108)을 더 구비하고, 상기 표시수단(36, 37,109)은, 상기 각 관리값으로부터의 상기 어긋남을 표시하는 것을 특징으로 한다.
상기 구성에 의하면, 지금까지 곤란하였던 염색액의 성분 농도(요오드의 농도 및 요오드화칼륨의 농도)를 모니터하는 것에 더하여, 상기 성분 농도의 각 관리값으로부터의 어긋남을 모니터하는 것이 가능해진다. 따라서, 염색액의 성분 농도와 이러한 각 관리값으로부터의 어긋남을 파악할 수 있으므로, 상기 성분 농도를 일정하게 제어하기 위한 조작을 신속하게 할 수 있다.
또한, 본 발명과 관련된 염색액의 성분 농도 제어장치는, 염색액의 도전율을 검출하는 도전율 검출수단(31)과, 상기 염색액의 흡광도를 검출하는 흡광도 검출수단(32)과, 상기 도전율 및 상기 흡광도를 이용하여 상기 염색액의 요오드의 농도 및 요오드화칼륨의 농도를 연산하는 농도 연산수단(105∼107)과, 상기 요오드의 농도 및 상기 요오드화칼륨의 농도에 대하여 각각 대응하는 소정의 관리값으로부터의 어긋남을 연산하는 어긋남 연산수단(108)과, 상기 각 관리값으로부터의 상기 어긋남을 감소시키도록 제어 출력을 발생하는 제어 출력 발생수단(110∼142)을 구비한다.
상기 구성에 의하면, 상기 각 관리값으로부터의 어긋남을 감소시키기 위한 제어 출력을 얻을 수 있다. 상기 제어 출력에 의해서 염색액의 성분 농도를 일정하게 제어하기 위한 조작수단을 자동적으로 조작할 수 있다. 따라서, 지금까지 곤란하였던 염색액의 성분 농도 제어를 용이하게 하는 것이 가능하게 된다.
또한, 본 발명과 관련된 염색액의 성분 농도 제어장치는, 상기 요오드의 농도 및 상기 요오드화칼륨의 농도 및 상기 각 관리값으로부터의 상기 어긋남을 표시하는 표시수단(36,37,109)을 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 구성에 의하면, 지금까지 곤란하였던 염색액의 성분 농도 제어를 용이하게 하는 것이 가능해진 것에 더하여, 염색액의 성분 농도(요오드의 농도 및 요오드화칼륨의 농도) 및 상기 성분 농도의 각 관리값으로부터의 어긋남을 모니터하는 것이 가능해진다. 따라서, 염색액의 성분 농도가 일정하게 제어되고 있는 것을 확인할 수 있다.
또한, 본 발명과 관련된 염색장치는, 상기 성분 농도 제어장치와, 상기 염색액을 저장하는 염색액 저장수단(11,12)과, 적어도 요오드 및 요오드화칼륨을 상기 염색액 저장수단에 공급하는 공급수단(21∼26)과, 상기 성분 농도 제어장치의 상기 제어 출력 발생수단으로부터의 제어 출력에 기초하여 상기 공급수단으로부터 상기 염색액 저장수단에의 상기 요오드 및 요오드화칼륨의 공급량을 제어하는 제어수단(N1∼N3, M3∼M5, P3∼P5)을 구비한다.
상기 구성에 의하면, 상기 제어 출력 발생수단으로부터의 제어 출력에 기초하여 상기 각 관리값으로부터의 어긋남을 감소시키도록 염색액의 성분 농도를 일정하게 제어하기 위한 조작이 자동적으로 이루어진다. 따라서, 염색액의 성분 농도가 일정하게 제어된 염색조에 있어서 폴리비닐알코올계 필름의 염색을 할 수 있다.
즉, 폴리비닐알코올계 필름의 염색 공정에 있어서, 시간경과에 따라 변화하는 염색액의 요오드의 농도 및 요오드화칼륨의 농도에 대하여 각 소정의 관리값으로부터의 어긋남을 구하고, 구해진 각 관리값으로부터의 어긋남을 감소시키도록 염색액의 성분인 요오드 및 요오드화칼륨을 염색액에 추가하는 공급량을 제어할 수 있다.
따라서, 본 발명의 결과, 염색액의 성분 농도를 일정하게 제어할 수 있게 되어, 폴리비닐알코올계 필름에 염색되는 요오드의 양이 안정되고, 얻어진 편광자의 품질의 안정과 생산수율의 향상이 가능해진다.
또한, 본 발명과 관련된 염색장치는, 상기 요오드의 농도 및 상기 요오드화칼륨의 농도 및 상기 각 관리값으로부터의 상기 어긋남을 표시하는 표시수단(36,37,109)을 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 구성에 의하면, 지금까지 곤란하였던 염색액의 성분 농도 제어를 용이하게 하고, 염색액의 성분 농도가 일정하게 제어된 염색조에 있어서 폴리비닐알코올계 필름의 염색을 할 수 있는 것에 더하여, 염색액의 성분 농도(요오드의 농도 및 요오드화칼륨의 농도) 및 상기 성분 농도의 각 관리값으로부터의 어긋남을 모니터하는 것이 가능해진다. 따라서, 염색액의 성분 농도가 일정하게 제어되고 있다는 것을 확인할 수 있다.
또한, 본 발명과 관련된 염색액의 성분 농도 제어장치는, 염색액의 도전율을 검출하는 도전율 검출수단(31)과, 상기 염색액의 흡광도를 검출하는 흡광도 검출수단(32)과, 상기 도전율 및 상기 흡광도를 이용하여 상기 염색액의 요오드의 농도 및 요오드화칼륨의 농도를 연산하는 농도 연산수단(105∼107)과, 상기 요오드의 농도에 대하여 소정의 관리값으로부터의 어긋남을 연산하는 어긋남 연산수단(108)과, 상기 관리값으로부터의 상기 어긋남을 감소시키도록 제어 출력을 발생하는 제어 출력 발생수단(110∼115)을 구비한다.
상기 구성에 의하면, 상기 관리값으로부터의 어긋남을 감소시키기 위한 제어 출력을 얻을 수 있다. 상기 제어 출력에 의해서 염색액의 주된 성분인 요오드의 농도를 일정하게 제어하기 위한 조작수단을 자동적으로 조작할 수 있다. 따라서, 지금까지 곤란하였던 염색액의 주된 성분인 요오드의 농도 제어를 용이하게 하는 것이 가능해진다.
또한, 본 발명과 관련된 염색장치는, 상기 염색액의 성분 농도 제어장치와, 상기 염색액을 저장하는 염색액 저장수단(11,12)과, 요오드를 염색액 저장수단에 공급하는 공급수단(21,24)과, 상기 성분 농도 제어장치의 상기 제어 출력 발생수단으로부터의 제어 출력에 기초하여 공급수단으로부터 염색액 저장수단에의 상기 요오드의 공급량을 제어하는 제어수단(N1,M3,P3)을 구비한다.
상기 구성에 의하면, 제어 출력 발생수단으로부터의 제어 출력에 기초하여 상기 관리값으로부터의 어긋남을 감소시키도록 염색액의 주된 성분인 요오드의 농도를 일정하게 제어하기 위한 조작이 자동적으로 이루어진다. 따라서, 염색액의 주된 성분인 요오드의 농도가 일정하게 제어된 염색조에 있어서 폴리비닐알코올계 필름의 염색을 할 수 있다.
즉, 폴리비닐알코올계 필름의 염색 공정에 있어서, 시간경과에 따라 변화하는 염색액의 주된 성분인 요오드의 농도에 대하여 소정의 관리값으로부터의 어긋남을 구하고, 구해진 관리값으로부터의 어긋남을 감소시키도록 염색액의 주된 성분인 요오드를 염색액에 추가하는 공급량을 제어할 수 있다.
도 1은 본 발명의 염색장치의 하나의 실시형태를 나타내는 구성도이다.
도 2는 상기 실시형태에 있어서의 마이크로컴퓨터의 작동을 나타내는 플로우차트의 전단 부분이다.
도 3은 상기 실시형태에 있어서의 마이크로컴퓨터의 작동을 나타내는 플로우차트의 중단 부분이다.
도 4는 상기 실시형태에 있어서의 마이크로컴퓨터의 작동을 나타내는 플로우차트의 후단 부분이다.
도 5는 상기 실시형태에 있어서의 염색액의 도전율과 요오드화칼륨의 농도의 상관관계를 나타내는 그래프이다.
도 6은 상기 실시형태에 있어서의 염색액의 흡광도와 요오드의 농도의 상관관계를 나타내는 그래프이다.
도 7은 상기 실시형태에 있어서의 염색액의 요오드화칼륨의 농도와 KI계수의 상관관계를 나타내는 그래프이다.
[도면의 주요 부분의 부호의 설명]
10…염색 유닛, 11…염색조, 12…조정조, 13…회수조, 14a∼14b…순환 배관, 15…검출 배관, 16…회수 배관, 17a∼17d…가이드 롤, 20…공급 유닛, 21∼23…공 급조, 24∼26…공급 배관, 30…제어 유닛, 31…도전율 센서, 32…흡광도 센서, 33…마이크로컴퓨터, 34∼36…구동 회로, 37…모니터, F…폴리비닐알코올계 필름, L…염색액, M1∼M5…모터, N1∼N3…인버터, P1∼P5…펌프
[발명을 실시하기 위한 최선의 형태]
이하, 본 발명의 하나의 실시형태를 도면에 기초하여 설명한다. 도 1은, 본 발명을 염색장치에 적용한 하나의 실시형태를 나타내고 있다. 상기 염색장치는, 염색 유닛(10)과, 공급 유닛(20)과, 제어 유닛(30)에 의해 구성되어 있다.
염색 유닛(10)은, 염색조(11)와, 조정조(12)와, 회수조(13)를 구비하고 있다.
염색조(11)는, 순환 배관(14a 및 14b)에 의해서, 각각 별도의 경로에서 조정조(12)에 연결되고 있다. 이렇게 연결된 염색조(11)와 조정조(12)는, 폴리비닐알코올계 필름(F)을 염색하기 위한 염색액(L)를 저장하고 있다. 한편, 염색조(11)의 내부에 설치된 17a∼17d는, 피염색물인 폴리비닐알코올계 필름(F)를 도입하기 위한 가이드 롤이다.
조정조(12)는, 또한, 검출 배관(15)에 의해서 염색조(11)에 연결되고, 이 조정조(12)는, 염색액(L)의 성분 농도를 제어하기 위해서 공급 유닛(20)에 연결되고 있다.
회수조(13)는, 염색조(11)의 소정 용량을 넘는 잉여의 염색액(L)을 회수하기 위해서 회수 배관(16)에 의해서 염색조(11)에 연결되고 있다.
공급 유닛(20)은, 공급조(21∼23)를 구비하고 있다. 여기서, 공급조(21∼23)는, 각각 공급 배관(24∼26)에 의해서, 조정조(12)에 연결되고 있다.
공급조(21)는, 염색액(L)의 요오드의 농도를 제어하기 위한 요오드 및 요오드화칼륨의 혼합 수용액(이하, 「I2/KI 혼합 수용액」이라고 한다)을 저장하고 있다. 다른 공급조(22)는, 염색액(L)의 요오드화칼륨의 농도를 제어하기 위한 요오드화칼륨 수용액(이하, 「KI 수용액」이라고 한다)을 저장하고 있다. 또한, 다른 공급조(23)는, 염색액(L)의 요오드화칼륨의 농도를 조정하기 위한 물(이하, 간단히 「물」이라고 한다)을 저장하고 있다.
제어 유닛(30)은, 도전율 센서(31)와, 흡광도 센서(32)와, 마이크로컴퓨터 (33)와, 구동 회로(34∼36)와, 모니터(37)와, 인버터(N1∼N3)를 구비하고 있다.
도전율 센서(31)는, 검출 배관(15)에 설치되어 있으며, 이 도전율 센서(31)는, 염색액(L)의 도전율을 검출하여 마이크로컴퓨터(33)(후술한다)에 출력한다. 한편 본 실시형태에서는, 도전율 센서(31)로서, 주식회사 토우코우 화학 연구소 제품 도전율계 TCX-98이 채택되고 있다.
흡광도 센서(32)는, 검출 배관(15)에 설치되어 있으며, 이 흡광도 센서(32)는, 염색액(L)의 흡광도를 검출하여 마이크로컴퓨터(33)(후술한다)에 출력한다. 한편, 본 실시형태에서는, 흡광도 센서(32)로서, 카사하라 이화공업주식회사 제품 액체 농도계 CR-502P(검출기 CRD-10P)가 채택되고 있다.
마이크로컴퓨터(33)는, 도 2∼도 4에 나타내는 플로우차트에 따라서, 컴퓨터 프로그램을 실행한다. 한편, 상기 컴퓨터 프로그램은, 마이크로컴퓨터(33)의 ROM에 상기 마이크로컴퓨터에 의해 읽기가 가능하도록 기억되어 있다.
구동 회로(34)는, 마이크로컴퓨터(33)에 의한 제어하에, 펌프(P1)의 모터(M1)를 구동한다. 이 펌프(P1)는, 모터(M1)를 내장하여 이루어진 것으로서, 상기 펌프(P1)는, 순환 배관(14b)에 설치되어 있다. 그러나, 이 펌프(P1)는, 모터(M1)에 의해 구동되어 조정조(12)내의 염색액(L)을 염색조(11)로 유출시킨다.
또한, 구동 회로(35)는, 마이크로컴퓨터(33)에 의한 제어하에, 펌프(P2)의 모터(M2)를 구동한다. 이 펌프(P2)는, 모터(M2)를 내장하여 이루어진 것으로서, 상기 펌프(P2)는, 검출 배관(15)에 설치되어 있다. 그러나, 이 펌프(P2)는, 모터(M2)에 의해 구동되어 염색조(11)내의 염색액(L)을 조정조(12)로 유출시킨다.
한편, 본 실시형태에서는, 상기 펌프(P1) 및 (P2)로서는, 모두, 동일한 구성 및 기능을 가진 모터 내장형 자흡식 펌프가 채택되고 있다.
또한, 구동 회로(36)는, 마이크로컴퓨터(33)에 의한 제어하에, 모니터(37)를 구동한다.
모니터(37)는, 구동 회로(36)에 의해 구동되고, 소정의 데이터를 모니터 화면에 표시한다.
인버터(N1∼N3)는, 모두, 동일한 구성 및 기능을 가지고 있으며, 이들 인버터(N1∼N3)는, 각각의 인버터 출력을 마이크로컴퓨터(33)로부터의 보정 출력에 비례시켜 보정한다. 이하, 이 보정된 인버터 출력을 「보정 인버터 출력」이라고 한다.
인버터(N1)는, 마이크로컴퓨터(33)에 의한 제어하에, 보정 인버터 출력을 펌프(P3)의 모터(M3)에 출력한다. 이 펌프(P3)는, 모터(M3)를 내장하여 이루어진 것으로서, 상기 펌프(P3)는, 공급 배관(24)에 설치되어 있다. 그러나, 이 펌프(P3)는, 인버터(N1)의 보정 인버터 출력에 기초하여 모터(M3)에 의해 구동되고, 공급조(21)내의 I2/KI 혼합 수용액을 조정조(12)에 공급한다.
인버터(N2)는, 마이크로컴퓨터(33)에 의한 제어하에, 소정의 기동 인버터 출력 또는 보정 인버터 출력을 펌프(P4)의 모터(M4)에 출력한다. 이 펌프(P4)는, 모터(M4)를 내장하여 이루어진 것으로서, 상기 펌프(P4)는, 공급 배관(25)에 설치되어 있다. 그러나, 이 펌프(P4)는, 인버터(N2)의 소정의 기동 인버터 출력 또는 보정 인버터 출력에 기초하여 구동되고, 공급조(22)내의 KI 수용액을 조정조(12)에 공급한다.
또한, 인버터(N3)는, 마이크로컴퓨터(33)에 의한 제어하에, 소정의 기동 인버터 출력 또는 보정 인버터 출력을 펌프(P5)의 모터(M5)에 출력한다. 이 펌프(P5)는, 모터(M5)를 내장하여 이루어진 것으로서, 상기 펌프(P5)는, 공급 배관(26)에 설치되어 있다. 그러나, 이 펌프(P5)는, 인버터(N3)의 소정의 기동 인버터 출력 또는 보정 인버터 출력에 기초하여 모터(M5)에 의해 구동되고, 공급조(23) 내의 물을 조정조(12)에 공급한다.
한편, 본 실시형태에서는, 상기 펌프(P3∼P5)로서 동일한 구성 및 기능을 가진 모터 내장형 다이아프램식 정량 펌프가 채택되고 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 주로 도전율 센서(31), 흡광도 센서(32), 마이크로컴퓨터(33), 구동 회로(36) 및 모니터(37)로, 염색액의 성분 농도 모니터장치가 구성되어 있다. 또한, 주로 도전율 센서(31), 흡광도 센서(32), 마이크로컴퓨터 (33), 인버터(N1∼N3)로, 염색액의 성분 농도 제어장치가 구성되어 있다.
다음에, 본 실시형태와 관련된 염색장치의 작동에 대하여 설명한다. 한편, 이 설명은, 염색액(L)을 이용하여 폴리비닐알코올계 필름(F)을 염색하는 예에 대하여 행한다.
먼저, 염색 유닛(10)에서는, 팽윤 공정에서 함수한 길이가 긴 폴리비닐알코올계 필름(F)이, 가이드 롤(17a∼17d)을 따라 연속하여 염색조(11) 속으로 도입된다. 이 폴리비닐알코올계 필름(F)은, 염색조(11) 속에서, 염색액(L)에 의해서 염색된다. 그 후, 염색된 폴리비닐알코올계 필름(F)은, 염색액(L)을 포함한 상태로 연속하여 염색조(11)로부터 도출된다.
여기서, 염색액(L)은, 요오드와 요오드의 용해조제인 요오드화칼륨을 성분으로서 함유하는 수용액이다. 염색액(L)의 성분 농도는, 피염색물인 폴리비닐알코올계 필름(F)에 요구되는 염색 농도에 따라 적절히 결정된다. 일반적으로, 염색액(L)은, 염색액의 중량에 대해서, 요오드를 0.01∼0.5(중량%) 정도 및 요오드화칼륨을 0.01∼15(중량%) 정도 함유한다. 또한, 염색액(L)은, 경우에 따라서 수(중량%) 정도의 붕산을 함유하기도 한다. 염색액(L)의 온도는, 통상 20∼50(℃) 정도의 범위 이내의 온도이며, 이 염색액(L) 속에서의 폴리비닐알코올계 필름(F)의 침지 시간은, 통상 10∼300(초) 정도의 범위 이내의 시간이다.
본 실시형태에서는, 염색액(L)은, 염색액의 중량에 대해서, 요오드를 0.03(중량%) 및 요오드화칼륨을 0.6(중량%) 함유하고 있다. 또한, 염색액(L)의 온도는, 30(℃)이고, 이 염색액(L) 속에서의 폴리비닐알코올계 필름(F)의 침지 시간은, 60(초)로 되어 있다.
다음에, 공급 유닛(20)에 있어서, 공급조(21∼23)에 각각 저장되어 있는 I2/KI 혼합 수용액, KI 수용액 및 물에 대하여 설명한다.
염색액(L)의 성분인 요오드는 단독으로는 수용액이 되지 않고, 그 용해조제인 요오드화칼륨을 필요로 한다. 따라서, 공급조(21)는, I2/KI 혼합 수용액을 저장하고 있다.
여기서, 공급조(21)에 저장되어 있는 상기 I2/KI 혼합 수용액은, 염색액(L)에의 요오드의 추가를 목적으로 하는 것이다. 따라서, 상기 I2/KI 혼합 수용액의 요오드의 농도[KI]s1은, 염색액(L)의 요오드의 농도의 관리값 [I2]t보다 매우 크게 설정되어 있다.
또한, 상기 혼합 수용액의 요오드화칼륨은, 염색액(L)에의 요오드화칼륨의 추가를 목적으로 하는 것이 아니고, 이 요오드화칼륨은, 요오드의 용해조제로서 상기 I2/KI 혼합 수용액에 혼합되어 있다. 따라서, 상기 I2/KI 혼합 수용액의 요오드화칼륨의 농도[KI]s1는, 상기 요오드의 농도 [I2]s1를 안정적으로 유지할 수 있는 농도 범위 중에서 작게 설정되어 있다.
본 실시형태에서는, 염색액(L)의 요오드의 농도의 관리값 [I2]t는, 상술한 바와 같이 0.03(중량%)이고, 상기 I2/KI 혼합 수용액의 요오드의 농도 [I2]s1은, 0.2(중량%)로 되어 있다. 이 때의 상기 I2/KI 혼합 수용액의 요오드화칼륨의 농도 [KI]sl는, 1.0(중량%)으로 되어 있다.
한편, 공급조(22)에 저장되어 있는 KI 수용액은, 염색액(L)에의 요오드화칼륨의 추가를 목적으로 하는 것이다. 따라서, 상기 KI 수용액의 요오드화칼륨의 농도 [KI]s2는, 염색액(L)의 요오드화칼륨의 농도의 관리값 [KI]t보다 매우 크게 설정되어 있다.
본 실시형태에서는, 염색액(L)의 요오드화칼륨의 농도의 관리값 [KI]t는, 상술한 바와 같이 0.6(중량%)이고, 상기 KI 수용액의 요오드화칼륨의 농도 [KI]s2는, 10.0(중량%)로 되어 있다.
한편, 공급조(23)에 저장되어 있는 물은, 염색액(L)의 요오드화칼륨의 희석을 목적으로 하는 것이다.
이와 같이, 각 공급조(21∼23)로부터 염색액(L)에 각 성분이 공급되는 것에 의해, 후술하는 바와 같이, 염색조(11)와 조정조(12)에 저장된 염색액(L)의 성분 농도는, 각 관리값 [I2]t 및 [KI]t로 제어된다.
이하, 염색액(L)의 성분 농도 제어에 대하여 설명한다. 먼저, 상기 컴퓨터 프로그램을 스타트하면, 도 2의 스텝 101에 있어서, 순환 펌프 운전 개시 처리가 이루어진다. 이 운전 개시 처리에서는, 마이크로컴퓨터(33)로부터 소정의 기동 출 력이 구동 회로(34)에 출력된다. 그렇게 하면, 구동 회로(34)는, 상기 기동 출력에 대응한 구동 출력으로 모터(M1)를 구동한다.
그 결과, 펌프(P1)는, 모터(M1)에 의한 상기 구동하에, 조정조(12) 내의 염색액(L)을 순환 배관(14b)을 통해 염색조(11)에 유입시킴과 함께, 염색조(11) 내의 염색액(L)을 순환 배관(14a)을 통해 조정조(12)에 유입시킨다. 따라서, 염색액(L)은, 조정조(12)에 있어서 그 성분 농도가 조정된 경우에도, 이 염색액(L)은, 염색조(11)와 조정조(12) 속에서 신속하게 균일화된다.
이와 같이 염색액(L)이 염색조(11)와 조정조(12) 속에서 균일화되어 있는 상태에서, 스텝 102에 있어서, 측정 펌프 운전 개시 처리가 이루어진다. 이 운전 개시 처리에서는, 마이크로컴퓨터(33)로부터 소정의 기동 출력이 구동 회로(35)에 출력된다. 그렇게 하면, 구동 회로(35)는, 상기 기동 출력에 대응한 구동 출력으로 모터(M2)를 구동한다.
그 결과, 펌프(P2)는, 모터(M2)에 의한 상기 구동하에, 염색조(11) 내의 염색액(L)을 검출 배관(15)을 통하여 조정조(12)에 유입시킨다.
이에 따라 염색조(11)내의 염색액(L)이 도전율 센서(31) 및 흡광도 센서(32)에 접촉하고, 각각의 검출이 이루어진다.
여기서, 스텝 103에 있어서, 도전율 α의 읽기 처리가 이루어진다. 이 읽기 처리에서는, 도전율 센서(31)에 의해서 검출된 염색액(L)의 도전율 α가 마이크로컴퓨터(33)로 읽힌다.
마찬가지로, 스텝 104에 있어서, 흡광도 β의 읽기 처리가 이루어진다. 이 읽기 처리에서는, 흡광도 센서(32)에 의해서 검출된 염색액(L)의 흡광도 β가 마이크로컴퓨터(33)로 읽힌다.
여기서, 상기 스텝 104에 있어서의 흡광도 β의 검출 파장은, 임의로 선정할 수 있지만, 이 검출 파장은, 일반적으로는, 300㎚∼700㎚의 범위 이내, 바람직하게는, 400㎚∼700㎚의 범위 이내, 보다 바람직하게는, 500㎚∼600㎚의 범위 이내로부터 선정된다. 검출 파장이 300㎚ 이상이면, 요오드의 흡광도에 대한 요오드화물 이온의 영향이 작아져, 충분한 검출 정밀도를 얻을 수 있다. 또한, 검출 파장이 700㎚ 이하이면, 요오드의 흡광도가 커져, 충분한 검출 정밀도를 얻을 수 있다. 따라서, 본 실시형태에서는, 검출 파장은, 특히 바람직하다고 생각되는 520㎚로 설정되어 있다.
상기 각 스텝에서 읽힌 검출값에 의해서, 이하에 설명하는 염색액(L)의 성분 농도의 각 연산이 이루어진다. 먼저, 스텝 105에 있어서, 요오드화칼륨의 농도 [KI]p의 연산 처리가 이루어진다. 이 연산 처리에서는, 스텝 103에서 읽힌 도전율 α을 이용하여, 염색액(L)의 요오드화칼륨의 농도 [KI]p가 연산된다.
여기서, 상기 스텝 105의 연산 처리에 대해서 상세하게 설명한다. 본 발명자들은, 기존의 농도의 요오드 및 요오드화칼륨을 함유하는 일련의 수용액의 도전율 α을 검출하여, 이하를 실험적으로 확인했다. 즉, 염색액의 도전율 α은, 전해질인 요오드화칼륨의 농도 [KI]와 상관관계를 나타내지만, 이 도전율 α은, 요오드의 농도 [I]에는 크게 영향을 받지 않는다. 또한, 붕산 등의 다른 성분은, 도전율 α의 검출값에 대해서 크게 영향을 주지 않는다.
구체적으로는, 요오드를 0∼0.24(중량%) 및 요오드화칼륨을 0∼9.6(중량%) 함유하는 일련의 수용액이 작성되어, 이 일련의 수용액의 도전율 α가 검출된다.
검출된 일련의 도전율 α을 요오드화칼륨의 농도 [KI]에 대해서 동일 그래프상에 플롯하면, 도 5에 나타내는 도전율 α와 요오드화칼륨의 농도 [KI]의 상관관계를 나타내는 그래프를 얻을 수 있다. 도 5에 있어서, 가로축의 도전율 α이 정해지면, 세로축의 요오드화칼륨의 농도[KI]가 구해진다.
여기서, 상기 상관관계는, 직선 관계로 간주되고, 이 상관관계는, 도전율 α을 독립변수로 하고, 요오드화칼륨의 농도 [KI]를 종속변수로 하는 하기의 직선식(1)로 나타난다. 직선식(1)에 있어서 A는 계수이며, 미리 실험적으로 구해진다.
[KI]=Aㆍα …(1)
따라서, 상기 직선식(1)을 미리 마이크로컴퓨터(33)에 읽기 가능하도록 기억시켜 두는 것에 의해, 스텝 105에 있어서, 염색액(L)의 요오드화칼륨의 농도 [KI]p가 연산된다.
또한, 스텝 106에 있어서, KI계수 S의 연산 처리가 이루어진다. 이 「KI계수」란, 흡광도 β와 요오드의 농도 [I2]의 관계에 미치는 요오드화칼륨의 농도 [KI]의 영향을 나타내는 계수이다. 이 스텝 106의 연산 처리에서는, 스텝 105에서 연산된 염색액(L)의 요오드화칼륨의 농도 [KI]p를 이용하여 KI계수 S가 연산된다.
여기서, 상기 스텝 106의 연산 처리에 대하여 상세하게 설명한다. 본 발명자들은, 기존의 농도의 요오드 및 요오드화칼륨을 함유하는 일련의 수용액의 흡광도 β를 검출하여, 이하를 실험적으로 확인했다. 즉, 염색액의 흡광도 β는, 요오드의 농도 [I2]와 상관관계를 나타내고, 또한, 이 흡광도 β는, 요오드화칼륨의 농도 [KI]에 크게 영향을 받는다.
구체적으로는, 요오드를 0∼0.24(중량%) 및 요오드화칼륨을 0∼9.6(중량%) 함유하는 일련의 수용액이 작성되고, 이 일련의 수용액의 520㎚에 있어서의 흡광도 β가 검출된다.
검출된 일련의 흡광도 β를 요오드의 농도 [I2]에 대해서 동일 그래프상에 플롯하면, 도 6에 나타내는 그래프를 얻을 수 있다. 도 6으로부터 명백하듯이, 흡광도 β와 요오드의 농도 [I2]는, 양호한 상관관계를 나타내지만, 요오드화칼륨의 농도 [KI](=a, b 및 c)의 차이에 따라, 각각 독립한 복수의 직선 관계로 볼 수 있다. 이것은, 상기 상관관계가, 요오드화칼륨의 농도 [KI]에 크게 영향을 받는 것을 나타내고 있다.
여기서, 흡광도 β와 요오드의 농도 [I2]와의 상관관계를 나타내는 상기 복수의 직선 관계는, 흡광도 β를 독립변수로 하고, 요오드의 농도 [I2]를 종속변수로 하는 하기의 하나의 직선식(2)로 나타난다. 직선식(2)에 있어서 계수 S는 직선식의 기울기이며, 요오드화칼륨의 농도 [KI]에 의해서 변화한다. 이 계수 S가, 상기 「KI 계수」이다.
[I2]=Sㆍβ …(2)
본 발명자들은, 도 6에 있어서, 요오드화칼륨의 농도 [KI]가 다른 각각의 직선의 KI계수 S를 구하여, 요오드화칼륨의 농도 [KI]에 대해서 동일 그래프상에 플롯했다. 도 7은, 염색액의 요오드화칼륨의 농도 [KI]와 KI계수 S와의 상관관계를 나타내는 그래프이다. 도 7에 있어서, 가로축의 요오드화칼륨의 농도 [KI]가 정해지면, 세로축의 KI계수 S가 구해진다.
여기서, 상기 상관관계는, 직선 관계로 간주되고, 이 상관관계는, 요오드화칼륨의 농도 [KI]를 독립변수로 하고, KI계수 S를 종속변수로 하는 하기 직선식(3)으로 나타난다. 직선식(3)에서 B는 계수, C는 정수이며, 미리 실험적으로 구해진다.
S=Bㆍ[KI]+C …(3)
따라서, 상기 직선식(3)을 미리 마이크로컴퓨터(33)에 읽기 가능하도록 기억시켜 두는 것에 의해, 스텝 106에 있어서, KI계수 S가 연산된다.
여기서, 스텝 107에 있어서, 요오드의 농도 [I2]p의 연산 처리가 이루어진다. 이 연산 처리에서는, 스텝 104에서 읽힌 흡광도 β와 스텝 106에서 연산된 KI계수 S를 이용하여, 상기 직선식(2)로부터 염색액(L)의 요오드의 농도 [I2]p가 연산된다.
따라서, 상기 직선식(2)을 미리 마이크로컴퓨터(33)에 읽기 가능하도록 기억시켜 두는 것에 의해, 스텝 107에 있어서, 염색액(L)의 요오드의 농도 [I2]p가 연산된다.
또한, 스텝 108에 있어서, 관리값으로부터의 어긋남의 연산 처리가 이루어진다. 이 연산 처리에서는, 스텝 107에서 연산된 요오드의 농도 [I2]p 및 스텝 105에서 연산된 요오드화칼륨의 농도 [KI]p에 대해 각 대응하는 소정의 관리값 [I2]t 및 [KI]t 로부터의 어긋남 Δ[I2] 및 Δ[KI]가 연산된다.
상기 각 관리값으로부터의 각 어긋남은, 하기의 식(4) 및 식(5)에 의해서 연산된다.
Δ[I2] = [I2]p-[I2]t …(4)
Δ[KI] = [KI]p-[KI]t …(5)
여기서, 먼저, 상기 각 관리값 [I2]t 및 [KI]t 및 상기 각 식(4) 및 식(5)를 미리 마이크로컴퓨터(33)에 읽기 가능하도록 기억시켜 두는 것에 의해, 상기 각 관리값으로부터의 각 어긋남이 연산된다.
다음에, 스텝 109에 있어서, 모니터 표시 처리가 이루어진다. 이 표시 처리에서는, 마이크로컴퓨터(33)로부터 표시 데이터에 대응한 표시 출력이 구동 회로(36)에 출력된다. 그렇게 하면, 구동 회로(36)는, 상기 표시 출력에 대응한 구동 출력을 모니터(37)에 출력한다.
그 결과, 모니터(37)는, 염색액(L)의 요오드의 농도 [I2]p 및 요오드화칼륨의 농도 [KI]p 및 각각의 관리값으로부터의 어긋남Δ[I2] 및 Δ[KI]을 표시한다. 또한, 모니터(37)는, 상기 각 관리값 [I]p 및[KI]p를 표시하도록 해도 좋다.
상술한 바와 같이, 염색액(L)의 각 성분 농도와 그들 각 관리값으로부터의 어긋남이 파악된다. 여기서, 이들 어긋남을 감소시키도록 성분 농도를 제어한다.
먼저, 염색액(L)의 요오드의 농도 [I]p를 제어하는 방법에 대하여 설명한다. 도 2의 스텝 110에 있어서, 염색액(L)의 요오드의 농도 [I2]p가, 소정의 관리값 [I2]t 미만인지의 여부가 판정된다.
염색의 진행에 의해, 염색액(L)의 요오드의 농도 [I2]p가 그 관리값 [I2]t보다 감소하고 있으면, [I2]p가 [I2]t 미만이므로, 스텝 110에서 YES로 판정된다.
이 경우, 염색액(L)의 요오드의 농도 [I2]p를 증가시킬 필요가 있다. 여기서, I2/KI 혼합 수용액의 공급을 확인하기 위해서, 스텝 111에 있어서, 인버터(N1)가 동작중인지의 여부가 판정된다. 인버터(N1)가 동작중이면, 스텝111에 있어서 YES로 판정된다.
여기서는, I2/KI 혼합 수용액이 공급되고 있지만, 그 공급량을 더 증가시키기 위해서, 스텝 112에 있어서, 인버터(N1)의 출력 증대 처리가 이루어진다. 이 출력 증대 처리에서는, 마이크로컴퓨터(33)로부터, 스텝 108에서 연산된 Δ[I2](여기서는 플러스의 값)의 절대치에 비례하여 증대된 보정 출력이 인버터(N1)에 출력된다. 그렇게 하면, 인버터(N1)는, 상기 보정 출력에 비례한 보정 인버터 출력으로 모터(M3)를 구동한다. 즉, Δ[I2]의 절대치가 크면, 상기 보정 인버터 출력의 증대 폭이 커지고, Δ[I2]의 절대치가 작으면, 상기 보정 인버터 출력의 증대폭이 작아진다.
그 결과, 펌프(P3)는, 모터(M3)에 의한 상기 구동하에, 그 공급량을 상기 보정 인버터 출력에 비례하여 증대시킨다. 따라서, 공급조(21)로부터 염색조(11)에 공급되는 I2/KI 혼합 수용액의 공급량이 상기 보정 인버터 출력에 비례하여 증대하고, 염색액(L)의 요오드의 농도 [I2]p가 소정의 관리값 [I2]t으로 제어된다.
한편, 인버터(N1)가 정지중이면, 스텝 111에 있어서 NO로 판정된다. 이 때, I2/KI 혼합 수용액의 공급은 정지하고 있다.
여기서, I2/KI 혼합 수용액의 공급을 개시시키고, 요오드의 농도 [I2]p를 신속하게 증가시키기 위해서, 스텝 113에 있어서, 인버터(N1)의 기동 처리가 이루어진다. 이 기동 처리에서는, 마이크로컴퓨터(33)로부터 소정의 기동 출력이 인버터 (N1)에 출력된다. 그렇게 하면, 인버터(N1)는, 상기 기동 출력에 비례한 인버터 출력으로 모터(M3)를 구동한다.
그 결과, 펌프(P3)는, 모터(M3)에 의한 상기 구동하에, 공급조(21)내의 I2/KI 혼합 수용액을 조정조(12)에 공급한다. 따라서, 염색액(L)의 요오드의 농도 [I2]p가 증가하여, 소정의 관리값 [I2]t으로 제어된다.
여기서, 마이크로컴퓨터(33)로부터 인버터(N1)에 출력되는 소정의 기동 출력은, 염색액(L)의 요오드의 농도의 관리값 [I2]t, 공급조(21) 내의 I2/KI 혼합 수용 액의 요오드의 농도 [I2]s1 및 염색조(11)에의 폴리비닐알코올계 필름의 도입 속도 등의 염색 조건에 의해 결정되고, 이 소정의 기동 출력은 미리 마이크로컴퓨터(33)에 읽기 가능하도록 기억시켜 둔다.
이에 대해서, 염색액(L)의 요오드의 농도 [I2]p가 그 관리값 [I2]t와 동일하거나 또는 크게 되어 있으면, [I2]p가 [I2]t 이상이므로, 스텝 110에 있어서 NO로 판정된다.
여기서, 요오드의 농도 [I2]p가 그 관리값 [I2]t와 동일한 경우는, 상기 스텝 108에서 연산된 Δ[I2]가 제로를 의미한다. 한편, 요오드의 농도 [I2]p가 그 관리값 [I2]t 보다 커지고 있는 경우는, 이하와 같이 설명된다.
즉, 염색의 개시 단계에서 조정되어 염색조(11)에 저장된 염색액(L)의 요오드의 농도 [I2]p가 그 관리값 [I2]t보다 커지는 경우, 혹은, 염색의 진행 단계에서 염색액(L)의 농도 제어를 위해서 I2/KI 혼합 수용액이 공급조(21)로부터 조정조(12)에 너무 공급되어, 요오드의 농도 [I2]p가 그 관리값 [I2]t를 웃돌게 되는 경우가 있다. 그러나, 이들 경우에도, 폴리비닐알코올계 필름(F)이 항상 염색액(L) 속의 요오드를 선택적으로 흡착하고 있기 때문에, 염색액(L)의 요오드의 농도 [I2]p는, 항상 감소하고 있다.
따라서, 염색액(L)의 요오드의 농도 [I2]p는, 염색의 진행과 함께 바로 감소 하므로, 공급조(21)로부터 조정조(12)에 공급되는 I2/KI 혼합 수용액의 공급은 정지할 필요가 없고, 이 I2/KI 혼합 수용액의 공급량을 감소시키기만 해도 된다.
먼저, I2/K1 혼합 수용액의 공급을 확인하기 위해서, 스텝 114에 있어서, 인버터(N1)가 동작중인지의 여부가 판정된다. 인버터(N1)가 정지중이면, 스텝 114에 있어서 NO로 판정된다. 이 때, I2/K1 혼합 수용액의 공급은 정지하고 있으며, 인버터(N1)를 기동하지 않고, 그대로 진행한다.
한편, 인버터(N1)가 동작중이면, 스텝 114에 있어서 YES로 판정된다. 여기서는, I2/K1 혼합 수용액이 공급되고 있지만, 인버터(N1)의 출력을 정지하지 않고, 이 출력을 감소시키기 위해서, 스텝 115에 있어서, 인버터(N1)의 출력 감소 처리가 이루어진다. 이 출력 감소 처리에서는, 마이크로컴퓨터(33)로부터, 스텝 108에서 연산된 Δ[I2](여기서는 마이너스의 값)의 절대치에 비례하여 감소된 보정 출력이 인버터(N1)에 출력된다. 그렇게 하면, 인버터(N1)는, 상기 보정 출력에 비례한 보정 인버터 출력으로 모터(M3)를 구동한다.
그 결과, 펌프(P3)는, 모터(M3)에 의한 상기 구동하에, 그 공급량을 상기 보정 인버터 출력에 비례하여 감소시킨다. 따라서, 공급조(21)로부터 염색조(11)에 공급되는 I2/K1 혼합 수용액의 공급량이 상기 보정 인버터 출력에 비례하여 감소하고, 염색액(L)의 요오드의 농도 [I2]p가 소정의 관리값 [I2]t로 제어된다.
상기 스텝 110∼스텝 115에 있어서의 조작이 적절히 이루어지는 것에 의해, 염색액(L)의 요오드의 농도 [I2]p는, 소정의 관리값 [I2]t로 제어된다.
계속해서, 염색액(L)의 요오드화칼륨의 농도 [KI]p를 제어하는 방법에 대해서, 도 3 및 도 4에 나타내는 플로우차트에 따라서 설명한다.
여기서, 염색액(L)의 성분인 요오드화칼륨은, 요오드와는 독립한 비율로 그 농도가 변화한다. 즉, 상술한 바와 같이 공급조(21)로부터 상기 I2/KI 혼합 수용액을 공급하여 염색액(L)의 요오드의 농도 [I2]p를 그 관리값 [I2]t로 제어할 경우, 염색액(L)의 요오드화칼륨의 농도 [KI]p가 그 관리값 [KI]t보다 커지는 경우와 작아지는 경우가 생긴다.
여기서, 염색액(L)에 요오드화칼륨을 추가하기 위한 KI 수용액과 요오드화칼륨을 희석하기 위한 물이 각각 독립하여 공급된다.
먼저, 염색액(L)의 요오드화칼륨의 농도 [KI]p를 제어하는 전 단계로서, 스텝 116에 있어서, 이 요오드화칼륨의 농도 [KI]p가 감소 경향에 있는지의 여부가 판정된다. 여기서, 감소 경향에 있는지의 여부는, 아래와 같이 하여 판정된다.
이번 스텝 105에서 연산된 요오드화칼륨의 농도를 [KI]p1로 하고, 전회의 스텝 105에서 연산된 값을 [KI]p2로 하여, 그 차([KI]p1-[KI]p2)를 구한다. 이 차가 마이너스의 값이면, 염색액(L)의 요오드화칼륨의 농도 [KI]p가 감소 경향에 있다. 또한, 상기 차가 플러스의 값 또는 제로이면, 염색액(L)의 요오드화칼륨의 농도 [KI]p가 증가 경향 또는 변화가 없는 상태에 있고, 이 요오드화칼륨의 농도 [KI]p가 감소 경향은 없다.
마찬가지로 전회의 스텝 105에서 연산된 요오드화칼륨의 농도 [KI]p2와 전전회의 스텝 105에서 연산된 값 [KI]p3의 차([KI]p2-[KI]p3)를 구한다. 이 조작을 이번회의 스텝 105의 직전, 최대 횟수 5회까지 실시한다. 그 결과, 상기 최대 횟수 5회의 차이 중에서 과반수의 차이가 감소 경향을 나타낼 때, 염색액(L)의 요오드화칼륨의 농도 [KI]p가 감소 경향에 있는 것으로 하여 스텝 116에 있어서 YES로 판정된다.
이하, 요오드화칼륨의 농도 [KI]p가 감소 경향이 있고, 스텝 116에 있어서 YES로 판정된 경우에 대해서, 도 3에 나타내는 플로우차트의 스텝 117로부터 스텝 129를 따라서 설명한다.
스텝 117에 있어서, 염색액(L)의 요오드화칼륨의 농도 [KI]p가 소정의 관리값 [KI]t 미만인지의 여부가 판정된다.
염색의 진행 또는 요오드의 농도 제어에 의해, 염색액(L)의 요오드화칼륨의 농도 [KI]p가 그 관리값 [KI]t보다 감소하고 있으면, [KI]p가 [KI]t 미만이므로, 스텝 117에 있어서 YES로 판정된다.
이 경우, 염색액(L)의 요오드화칼륨의 농도 [KI]p가 그 이상 저하하지 않게 할 필요가 있다. 여기서, 물의 공급을 확인하기 위해서, 스텝 118에 있어서, 인버터(N3)가 동작중인지의 여부가 판정된다. 인버터(N3)가 동작중이면, 스텝 118에 있어서 YES로 판정된다.
따라서, 물의 공급을 정지하기 위해서, 스텝 119에 있어서, 인버터(N3)의 출력 정지 처리가 이루어진다. 이 출력 정지 처리에서는, 인버터(N3)의 출력이 정지 된다. 그렇게 하면, 모터(M5)는 구동을 정지하고 펌프(P5)가 정지한다.
그 결과, 공급조(23)로부터 조정조(12)에의 물의 공급이 정지하고, 염색액(L)의 요오드화칼륨의 농도 [KI]p가 그 이상 저하하지 않게 된다.
한편, 인버터(N3)가 정지중이면, 스텝 118에 있어서 NO로 판정된다. 이 때, 물의 공급은 정지하고 있다.
다음에, 염색액(L)의 요오드화칼륨의 농도 [KI]p를 증가시킬 필요가 있다. 여기서, KI 수용액의 공급을 확인하기 위해서, 스텝 120에 있어서, 인버터(N2)가 동작중인지의 여부가 판정된다. 인버터(N2)가 동작중이면, 스텝 120에 있어서 YES로 판정된다.
여기서는, KI 수용액이 공급되고 있지만, 염색액(L)의 요오드화칼륨의 농도 [KI]p는 감소 경향에 있다(상기 스텝 116에 있어서 판정). 여기서, KI 수용액의 공급량을 증가시키기 위해서, 스텝 121에 있어서, 인버터(N2)의 출력 증대 처리가 이루어진다. 이 출력 증대 처리에서는, 마이크로컴퓨터(33)로부터, 스텝 108에서 연산된 Δ[KI](여기서는 플러스의 값)의 절대치에 비례하여 증대된 보정 출력이 인버터(N2)에 출력된다. 그렇게 하면, 인버터(N2)는, 상기 보정 출력에 비례한 보정 인버터 출력으로 모터(M4)를 구동한다.
그 결과, 펌프(P4)는, 모터(M4)에 의한 상기 구동하에, 그 공급량을 상기 보정 인버터 출력에 비례하여 증대시킨다. 따라서, 공급조(22)로부터 조정조(12)에 공급되는 KI 수용액의 공급량이 상기 보정 인버터 출력에 비례하여 증대하고, 염색액(L)의 요오드화칼륨의 농도 [KI]p가 소정의 관리값 [KI]t로 제어된다.
한편, 인버터(N2)가 정지중이면, 스텝 120에 있어서 NO로 판정된다. 이 때, KI 수용액의 공급은 정지하고 있다.
여기서, KI 수용액의 공급을 개시시키고, 요오드화칼륨의 농도 [KI]p를 신속하게 증가시키기 위해서, 스텝 122에 있어서, 인버터(N2)의 기동 처리가 이루어진다. 이 기동 처리에서는, 마이크로컴퓨터(33)로부터 소정의 기동 출력이 인버터(N2)에 출력된다. 그렇게 하면, 인버터(N2)는, 상기 기동 출력에 비례한 인버터 출력으로 모터(M4)를 구동한다.
그 결과, 펌프(P4)는, 모터(M4)에 의한 상기 구동하에, 공급조(22)내의 KI 수용액을 조정조(12)에 공급한다. 따라서, 염색액(L)의 요오드화칼륨의 농도 [KI]p가 증가하고, 소정의 관리값 [KI]t로 제어된다.
여기서, 마이크로컴퓨터(33)로부터 인버터(N2)에 출력되는 소정의 기동 출력은, 염색액(L)의 요오드화칼륨의 농도의 관리값 [KI]t, 공급조(22)내의 KI 수용액의 요오드화칼륨의 농도 [KI]s2 및 염색조(11)에의 폴리비닐알코올계 필름의 도입 속도 등의 염색 조건에 의해 결정되고, 이 소정의 기동 출력은, 미리 마이크로컴퓨터(33)에 읽기 가능하도록 기억시켜 둔다.
이에 대해서, 요오드의 농도 제어를 위해 염색액(L)에 I2/KI 혼합 수용액이 공급된 결과, 요오드화칼륨의 농도 [KI]p가 그 관리값 [KI]t와 동일하거나 혹은 크게 되어 있으면, [KI]p가 [KI]t 이상이므로, 스텝 117에 있어서 NO로 판정된다.
이 경우, 염색액(L)의 요오드화칼륨의 농도 [KI]p가 그 이상 증가하지 않게 할 필요가 있다. 여기서, KI 수용액의 공급을 확인하기 위해서, 스텝 123에 있어서, 인버터(N2)가 동작중인지의 여부가 판정된다. 인버터(N2)가 동작중이면, 스텝 123에 있어서 YES로 판정된다.
따라서, KI 수용액의 공급을 정지하기 위해서, 스텝 124에 있어서, 인버터(N2)의 출력 정지 처리가 이루어진다. 이 출력 정지 처리에서는, 인버터(N2)의 출력이 정지된다. 그렇게 하면, 모터(M4)는 구동을 정지하여 펌프(P4)가 정지한다.
그 결과, 공급조(22)로부터 조정조(12)에의 KI 수용액의 공급이 정지하고, 염색액(L)의 요오드화칼륨의 농도 [KI]p가 그 이상 증가하지 않게 된다.
한편, 인버터(N2)가 정지중이면, 스텝 123에 있어서 NO로 판정된다. 이 때, KI 수용액의 공급은 정지하고 있다.
다음에, 염색액(L)의 요오드화칼륨의 농도 [KI]p를 희석할 필요가 있다. 여기서, 물의 공급을 확인하기 위해서, 스텝 125에 있어서, 인버터(N3)가 동작중인지의 여부가 판정된다. 인버터(N3)가 동작중이면, 스텝 125에 있어서 YES로 판정된다.
여기서는, 물이 공급되고 있지만, 염색액(L)의 요오드화칼륨의 농도 [KI]p는 감소 경향이 있다(상기 스텝 116에 있어서 판정). 여기서, 인버터(N3)의 출력을 제어하여 물의 공급량을 제어하는 것이 중요해진다. 그 때문에, 스텝 126에 있어서, 염색액(L)의 요오드화칼륨의 농도 [KI]p가 소정의 역치 이하인지의 여부가 판정된다. 이 역치는, 아래와 같이 설정되어 있다.
먼저, 과잉인 물의 공급을 행하면 상기 요오드화칼륨의 농도 [KI]p가 그 관 리값 [KI]t를 넘어 낮아지고, 농도 제어의 정밀도가 저하한다. 즉, 상기 요오드화칼륨의 농도 [KI]p와 그 관리값 [KI]t의 차가 작은 경우에는, 인버터(N3)의 출력은 현상보다 작게 할 필요가 생긴다.
한편, 상기 요오드화칼륨의 농도 [KI]p와 그 관리값 [KI]t의 차가 큰 경우에는, 인버터(N3)의 출력을 현재상황보다 증가시켜서, 신속하게 상기 요오드화칼륨의 농도 [KI]p를 감소시키지 않으면 역으로 농도 제어의 정밀도가 저하한다.
따라서, 이 농도 제어의 정밀도를 보다 높게 하는 요오드화칼륨의 농도가 소정의 역치로서 설정된다. 상기 소정의 역치는, 상기 요오드화칼륨의 농도의 관리값 [KI]t, 펌프(P5)의 토출 능력 및 폴리비닐계 필름(F)의 도입 속도 등의 염색 조건에 의해 적절한 값이 설정된다. 한편, 본 실시형태에서는, 이 역치는, 염색액(L)의 요오드화칼륨의 농도의 관리값 [KI]t의 102%로서 설정되어 있다.
상술의 설정하에, 염색액(L)의 요오드화칼륨의 농도 [KI]p가 상기 역치 이하이면, 스텝 126에 있어서 YES로 판정된다.
여기서, 물의 공급량을 감소시키고, 요오드화칼륨의 농도 [KI]p를 완만하게 희석시키기 위해서, 스텝 127에 있어서, 인버터(N3)의 출력 감소 처리가 이루어진다. 이 출력 감소 처리에서는, 마이크로컴퓨터(33)로부터, 스텝 108에서 연산된 Δ[KI](여기서는 마이너스의 값)의 절대치에 비례하여 감소된 보정 출력이 인버터(N3)에 출력된다. 그렇게 하면, 인버터(N3)는, 상기 보정 출력에 비례한 보정 인버터 출력으로 모터(M5)를 구동한다.
그 결과, 펌프(P5)는, 모터(M5)에 의한 상기 구동하에, 그 공급량을 상기 보 정 인버터 출력에 비례하여 감소시킨다. 따라서, 공급조(23)로부터 조정조(12)에 공급되는 물의 공급량이 상기 보정 인버터 출력에 비례하여 감소하고, 염색액(L)의 요오드화칼륨의 농도 [KI]p가 소정의 관리값 [KI]t로 제어된다.
또한, 염색액(L)의 요오드화칼륨의 농도 [KI]p가 상기 역치를 넘는 경우는, 스텝 126에 있어서 NO로 판정된다.
여기서, 물의 공급량을 증가시키고, 요오드화칼륨의 농도 [KI]p를 신속하게 희석시키기 위해서, 스텝 128에 있어서, 인버터(N3)의 출력 증대 처리가 이루어진다. 이 출력 증대 처리에서는, 마이크로컴퓨터(33)로부터, 스텝 108에서 연산된 Δ[KI](여기서는 마이너스의 값)의 절대치에 비례하여 증대된 보정 출력이 인버터 (N3)에 출력된다. 그렇게 하면, 인버터(N3)는, 상기 보정 출력에 비례한 보정 인버터 출력으로 모터(M5)를 구동한다.
그 결과, 펌프(P5)는, 모터(M5)에 의한 상기 구동하에, 그 공급량을 상기 보정 인버터 출력에 비례하여 증대시킨다. 따라서, 공급조(23)로부터 조정조(12)에 공급되는 물의 공급량이 상기 보정 인버터 출력에 비례하여 증대하고, 염색액(L)의 요오드화칼륨의 농도 [KI]p가 소정의 관리값 [KI]t로 제어된다.
한편, 인버터(N3)가 정지중이면, 스텝 125에 있어서 NO로 판정된다. 이 때, 물의 공급은 정지하고 있다.
여기서, 물의 공급을 개시시키고, 요오드화칼륨의 농도 [KI]p를 신속하게 희석시키기 위해서, 스텝 129에 있어서, 인버터(N3)의 기동 처리가 이루어진다. 이 기동 처리에서는, 마이크로컴퓨터(33)로부터 소정의 기동 출력이 인버터(N3)에 출 력된다. 그렇게 하면, 인버터(N3)는, 상기 기동 출력에 비례한 인버터 출력으로 모터(M5)를 구동한다.
그 결과, 펌프(P5)는, 모터(M5)에 의한 상기 구동하에, 공급조(23)내의 물을 조정조(12)에 공급한다. 따라서, 염색액(L)의 요오드화칼륨의 농도 [KI]p가 소정의 관리값 [KI]t로 제어된다.
여기서, 마이크로컴퓨터(33)로부터 인버터(N3)에 출력되는 소정의 기동 출력은, 염색액(L)의 요오드화칼륨의 농도의 관리값 [KI]t, 공급조(22)내의 KI 수용액의 요오드화칼륨의 농도 [KI]s2 및 염색조(11)에의 폴리비닐알코올계 필름의 도입 속도 등의 염색 조건에 의해 결정되고, 이 소정의 기동 출력은, 미리 마이크로컴퓨터(33)에 읽기 가능하도록 기억시켜 둔다.
상술한 바와 같이 도 3에 나타내는 플로우차트의 스텝 117로부터 스텝 129에서는, 요오드화칼륨의 농도 [KI]p가 감소 경향에 있는 경우를 설명했다. 다음에, 요오드화칼륨의 농도 [KI]p가 감소 경향을 나타내지 않고(관리값과 동일하거나 또는 증가 경향이 있다), 스텝 116에 있어서 NO로 판정된 경우에 대해서, 도 4에 나타내는 플로우차트의 스텝 130으로부터 스텝 142를 따라서 설명한다.
스텝 130에 있어서, 염색액(L)의 요오드화칼륨의 농도 [KI]p가, 소정의 관리값 [KI]t 미만인지의 여부가 판정된다.
염색의 진행 또는 요오드의 농도 제어에 의해, 염색액(L)의 요오드화칼륨의 농도 [KI]p가 그 관리값 [KI]t보다 감소하고 있으면, [KI]p가 [KI]t 미만이므로, 스텝 130에 있어서 YES로 판정된다.
이 경우에는, 염색액(L)의 요오드화칼륨의 농도 [KI]p가 그 이상 저하하지 않게 할 필요가 있다. 여기서, 물의 공급을 확인하기 위해서, 스텝 131에 있어서, 인버터(N3)가 동작중인지의 여부가 판정된다. 인버터(N3)가 동작중이면, 스텝 131에 있어서 YES로 판정된다.
따라서, 물의 공급을 정지하기 위해서, 스텝 132에 있어서, 인버터(N3)의 출력 정지 처리가 이루어진다. 이 출력 정지 처리에서는, 인버터(N3)의 출력이 정지된다. 그렇게 하면, 모터(M5)는 구동을 정지하여 펌프(P5)가 정지한다.
그 결과, 공급조(23)로부터 조정조(12)에의 물의 공급이 정지하고, 염색액 (L)의 요오드화칼륨의 농도 [KI]p가 그 이상 저하하지 않게 된다.
한편, 인버터(N3)가 정지중이면, 스텝 131에 있어서 NO로 판정된다. 이 때, 물의 공급은 정지하고 있다.
다음에, 염색액(L)의 요오드화칼륨의 농도 [KI]p를 증가시킬 필요가 있다. 여기서, KI 수용액의 공급을 확인하기 위해서, 스텝 133에 있어서, 인버터(N2)가 동작중인지의 여부가 판정된다. 인버터(N2)가 동작중이면, 스텝 133에 있어서 YES로 판정된다.
여기서는, KI 수용액이 공급되고 있지만, 염색액(L)의 요오드화칼륨의 농도 [KI]p는 감소 경향을 나타내지 않고, 관리값과 동일하거나 또는 증가 경향에 있다(상기 스텝 116에 있어서 판정). 따라서, 인버터(N2)의 출력을 제어하여 KI 수용액의 공급량을 제어하는 것이 중요하게 된다. 그 때문에, 스텝 134에 있어서, 염색액 (L)의 요오드화칼륨의 농도 [KI]p가 소정의 역치 이상인지의 여부가 판정된다. 이 역치는, 하기와 같이 설정되어 있다.
먼저, 과잉의 KI 수용액의 공급을 행하면 상기 요오드화칼륨의 농도 [KI]p가 그 관리값 [KI]t를 넘어 높아지고, 농도 제어의 정밀도가 저하한다. 즉, 상기 요오드화칼륨의 농도 [KI]p와 그 관리값 [KI]t의 차가 작은 경우에는, 인버터(N2)의 출력은 현재상황보다 작게 할 필요가 생긴다.
한편, 상기 요오드화칼륨의 농도 [KI]p와 그 관리값 [KI]t의 차가 큰 경우에는, 인버터(N2)의 출력을 현재상황보다 증가시켜서, 신속하게 상기 요오드화칼륨의 농도 [KI]p를 증가시키지 않으면 역으로 농도 제어의 정밀도가 저하한다.
따라서, 이 농도 제어의 정밀도를 보다 높게 하는 요오드화칼륨의 농도가 소정의 역치로서 설정된다. 상기 소정의 역치는, 상기 요오드화칼륨의 농도의 관리값 [KI]t, 공급조(22)내의 KI 수용액의 요오드화칼륨의 농도 [KI]s2, 펌프(P4)의 토출 능력 및 폴리비닐계 필름(F)의 도입 속도 등의 염색 조건에 의해 적절한 값이 설정된다. 한편, 본 실시형태에서는, 이 역치는, 염색액(L)의 요오드화칼륨의 농도의 관리값 [KI]t의 98%로서 설정되어 있다.
상술의 설정하에서, 염색액(L)의 요오드화칼륨의 농도 [KI]p가 상기 역치 이상이면, 스텝 134에 있어서 YES로 판정된다.
여기서, KI 수용액의 공급량을 증가시키고, 요오드화칼륨의 농도 [KI]p를 완만하게 증가시키기 위해서, 스텝 135에 있어서, 인버터(N2)의 출력 감소 처리가 이루어진다. 이 출력 감소 처리에서는, 마이크로컴퓨터(33)로부터, 스텝 108에서 연산된 Δ[KI](여기서는 플러스의 값)의 절대치에 비례하여 감소된 보정 출력이 인버 터(N2)에 출력된다. 그렇게하면, 인버터(N2)는, 상기 보정 출력에 비례하여 보정 인버터 출력으로 모터(M4)를 구동한다.
그 결과, 펌프(P4)는, 모터(M4)에 의한 상기 구동하에, 그 공급량을 상기 보정 인버터 출력에 비례하여 감소시킨다. 따라서, 공급조(22)로부터 조정조(12)에 공급되는 KI 수용액의 공급량이 상기 보정 인버터 출력에 비례하여 감소하고, 염색액(L)의 요오드화칼륨의 농도 [KI]p가 소정의 관리값 [KI]t로 제어된다.
또한, 염색액(L)의 요오드화칼륨의 농도 [KI]p가 상기 역치 미만이면, 스텝 134에 있어서 NO로 판정된다.
여기서, KI 수용액의 공급량을 증가시키고, 요오드화칼륨의 농도 [KI]p를 신속하게 증가시키기 위해서, 스텝 136에 있어서, 인버터(N2)의 출력 증대 처리가 이루어진다. 이 출력 증대 처리에서는, 마이크로컴퓨터(33)로부터, 스텝 108에서 연산된 Δ[KI](여기서는 플러스의 값)의 절대치에 비례하여 증대된 보정 출력이 인버터(N2)에 출력된다. 그렇게 하면, 인버터(N2)는, 상기 보정 출력에 비례한 보정 인버터 출력으로 모터(M4)를 구동한다.
그 결과, 펌프(P4)는, 모터(M4)에 의한 상기 구동하에, 그 공급량을 상기 보정 인버터 출력에 비례하여 증대시킨다. 따라서, 공급조(22)로부터 조정조(12)에 공급되는 KI 수용액의 공급량이 상기 보정 인버터 출력에 비례하여 증대하고, 염색액(L)의 요오드화칼륨의 농도 [KI]p가 소정의 관리값 [KI]t로 제어된다.
한편, 인버터(N2)가 정지중이면, 스텝 133에 있어서 NO로 판정된다. 이 때, KI 수용액의 공급은 정지하고 있다.
여기서, KI 수용액의 공급을 개시하여, 요오드화칼륨의 농도 [KI]p를 신속하게 증가시키기 위해서, 스텝 137에 있어서, 인버터(N2)의 기동 처리가 이루어진다. 이 기동 처리는, 상기 스텝 122의 기동 처리와 동일하다. 즉, 마이크로컴퓨터(33)로부터 소정의 기동 출력이 인버터(N2)에 출력된다. 그렇게 하면, 인버터(N2)는, 상기 기동 출력에 비례한 인버터 출력으로 모터(M4)를 구동한다.
그 결과, 펌프(P4)는, 모터(M4)에 의한 상기 구동하에, 공급조(22)내의 KI 수용액을 조정조(12)에 공급한다. 따라서, 염색액(L)의 요오드화칼륨의 농도 [KI]p가 증가하여, 소정의 관리값 [KI]t로 제어된다.
이에 대해서, 요오드의 농도 제어를 위해 염색액(L)에 I2/KI 혼합 수용액이 공급된 결과, 요오드화칼륨의 농도 [KI]p가 그 관리값 [KI]t와 동일하거나 혹은 크게 되어 있으면, [KI]p가 [KI]t 이상이므로, 스텝 130에 있어서 NO로 판정된다.
이 경우에는, 염색액(L)의 요오드화칼륨의 농도 [KI]p가 그 이상 증가하지 않게 할 필요가 있다. 여기서, KI 수용액의 공급을 확인하기 위해서, 스텝 138에 있어서, 인버터(N2)가 동작중인지의 여부가 판정된다. 인버터(N2)가 동작중이면, 스텝 138에 있어서 YES로 판정된다.
따라서, KI 수용액의 공급을 정지하기 위해서, 스텝 139에 있어서, 인버터 (N2)의 출력 정지 처리가 이루어진다. 이 출력 정지 처리에서는, 인버터(N2)의 출력이 정지된다. 그렇게 하면, 모터(M4)는 구동을 정지하고 펌프(P4)가 정지한다.
그 결과, 공급조(22)로부터 조정조(12)에의 KI 수용액의 공급이 정지하고, 염색액(L)의 요오드화칼륨의 농도 [KI]p가 그 이상 증가하지 않게 된다.
한편, 인버터(N2)가 정지중이면, 스텝 138에 있어서 NO로 판정된다. 이 때, KI 수용액의 공급은 정지하고 있다.
다음에, 염색액(L)의 요오드화칼륨의 농도 [KI]p를 희석할 필요가 있다. 여기서, 물의 공급을 확인하기 위해서, 스텝 140에 있어서, 인버터(N3)가 동작중인지의 여부가 판정된다. 인버터(N3)가 동작중이면, 스텝 140에 있어서 YES로 판정된다.
여기서는, 물이 공급되고 있지만, 염색액(L)의 요오드화칼륨의 농도 [KI]p는 감소 경향을 나타내지 않고, 관리값와 동일하거나 또는 증가 경향에 있다(상기 스텝 116에 있어서 판정). 여기서, 물의 공급량을 증가시키기 위해서, 스텝 141에 있어서, 인버터(N3)의 출력 증대 처리가 이루어진다. 이 출력 증대 처리에서는, 마이크로컴퓨터(33)로부터, 스텝 108에서 연산된 Δ[KI](여기서는 마이너스의 값)의 절대치에 비례하여 증대된 보정 출력이 인버터(N3)에 출력된다. 그렇게 하면, 인버터 (N3)는, 상기 보정 출력에 비례한 보정 인버터 출력으로 모터(M5)를 구동한다.
그 결과, 펌프(P5)는, 모터(M5)에 의한 상기 구동하에, 그 공급량을 상기 보정 인버터 출력에 비례하여 증대시킨다. 따라서, 공급조(23)로부터 조정조(12)에 공급되는 물의 공급량이 상기 보정 인버터 출력에 비례하여 증대하고, 염색액(L)의 요오드화칼륨의 농도 [KI]p가 소정의 관리값 [KI]t로 제어된다.
한편, 인버터(N3)가 정지중이면, 스텝 P140에 있어서 NO로 판정된다. 이 때, 물의 공급은 정지하고 있다.
여기서, 물의 공급을 개시시키고, 요오드화칼륨의 농도 [KI]p를 신속하게 희석시키기 위해서, 스텝 142에 있어서, 인버터(N3)의 기동 처리가 이루어진다. 이 기동 처리는, 상기 스텝 129의 기동 처리와 동일하다. 즉, 마이크로컴퓨터(33)로부터 소정의 기동 출력이 인버터(N3)에 출력된다. 그렇게 하면, 인버터(N3)는, 상기 기동 출력에 비례한 인버터 출력으로 모터(M5)를 구동한다.
그 결과, 펌프(P5)는, 모터(M5)에 의한 상기 구동하에, 공급조(23)내의 물을 조정조(12)에 공급한다. 따라서, 염색액(L)의 요오드화칼륨의 농도 [KI]p가 소정의 관리값 [KI]t로 제어된다.
상술의 각 스텝에 의해, 염색액(L)의 요오드의 농도 [I2]p 및 요오드화칼륨의 농도 [KI]p가 각각의 관리값 [I]t 및 [KI]t로 제어된다.
계속해서 스텝 143(도 3에 나타낸 플로우차트로 돌아온다)에 있어서, 농도 제어를 종료하는지의 여부가 판정된다. 여기서는, 염색장치의 운전 전 또는 운전중에 마이크로컴퓨터(33)에 입력된 정지 명령을 확인한다. 정지 명령을 확인하지 않으면, 농도 제어를 계속하기 위해서 스텝 143에 있어서 NO로 판정되고, 스텝 103(도 2에 나타내는 플로우차트로 돌아온다)으로 돌아와, 프로그램이 계속해서 진행된다.
한편, 농도 제어를 종료하는 경우에는, 정지 명령을 확인하고, 스텝 143에 있어서 YES로 판정된다.
이 경우에는, 스텝 144에 있어서, 측정 펌프 운전 정지 처리가 이루어진다. 이 운전 정지 처리에서는 구동 회로(35)의 출력이 정지된다. 그렇게 하면, 모터 (M2)는 구동을 정지하고 펌프(P2)가 정지한다.
또한, 스텝 145에 있어서, 순환 펌프 운전 정지 처리가 이루어진다. 이 운전 정지 처리에서는, 구동 회로(34)의 출력이 정지된다. 그렇게 하면, 모터(M1)는 구동을 정지하고 펌프(P1)가 정지한다.
상술한 바와 같이, 본 실시형태에서는, 지금까지 곤란하였던 염색액의 성분 농도를 파악하여 각 관리값으로 제어하는 것이 가능하게 된다.
즉, 폴리비닐알코올계 필름의 염색 공정에 있어서, 시간경과에 따라 변화하는 염색액의 요오드의 농도 및 요오드화칼륨의 농도에 대하여 각 소정의 관리값으로부터의 어긋남을 구하고, 구해진 각 관리값으로부터의 어긋남을 감소시키도록 염색액의 성분인 요오드, 요오드화칼륨 및 물을 염색액에 추가하는 공급량을 제어할 수 있다.
따라서, 염색액의 성분 농도를 거쳐 시간 경과에 따라 일정하게 제어할 수 있게 되어, 폴리비닐알코올계 필름에 염색되는 요오드의 양이 안정되고, 얻어진 편광자의 품질의 안정과 생산수율의 향상이 가능해진다.
또한, 본 실시형태에서는, 염색액의 용량을 많게 하는 경우 없이, 경험 등에 기초한 처리 수량을 지표로 하여 새로운 염색액으로 바꾸어 넣는다고 하는 대응을 취할 필요가 없다. 따라서, 처리액의 비용이 상승되지 않고, 또한, 액교환을 위해서 장치를 정지하지 않으므로, 생산성이 향상한다.
한편, 상기 실시형태는, 본 발명을 염색장치에 적용한 것이지만, 본 발명의 실시에 있어서, 상기 실시형태에 한정하지 않고, 다음과 같은 여러 가지 변형예를 들 수 있다.
1. 상기 실시형태에 대해서, 요오드화칼륨의 농도 [KI]p의 연산 처리 스텝 105에 있어서, 염색액의 요오드화칼륨의 농도 [KI]p를 상기 직선식(1)로부터 산출하는 대신에, 도전율 α와 요오드화칼륨의 농도 [KI]의 상관관계(도 5 참조)를 데이터 베이스로 하여, 상기 스텝 103에서 읽힌 도전율 α에 기초하여 마이크로컴퓨터의 연산수단을 사용하여 계산 처리해도 좋다.
2. 상기 실시형태에 대해서, KI계수 S의 연산 처리 스텝 106에 있어서, KI계수 S를 상기 직선식(3)으로부터 산출하는 대신에, 염색액의 요오드화칼륨의 농도 [KI]와 KI계수 S와의 상관관계(도 7 참조)를 데이터베이스로서, 상기 스텝 105에서 연산된 요오드화칼륨의 농도 [KI]p에 기초하여 마이크로컴퓨터의 연산수단을 사용하여 계산 처리해도 좋다.
3. 상기 실시형태에 대해서, 요오드의 농도 [I2]p의 연산 처리 스텝 107에 있어서, 염색액의 요오드의 농도 [I2]p를 상기 직선식(2)로부터 산출하는 대신에, 흡광도 β와 요오드의 농도 [I2]와의 상관관계(도 6 참조)를 데이터베이스로서, 상기 스텝 104에서 읽힌 흡광도 β와 상기 스텝 105에서 연산된 요오드화칼륨의 농도 [KI]p에 기초하여 마이크로컴퓨터의 연산수단을 사용하여 계산 처리해도 좋다.
다만, 상기 스텝 105에서 연산된 요오드화칼륨의 농도 [KI]p의 값이, 도 6에 서 구해진 값([KI]=a, b 또는 c)과 일치하지 않는 경우가 있다. 예를 들면, 상기 스텝 105에서 연산된 요오드화칼륨의 농도 [KI]p가, 도 6에서 구해진 값([KI]=a)과 값([KI]=b)의 사이에 있는 경우이다. 이 경우에는, 도 6에서 구해진 값([KI]=a, b 또는 c)을 데이터 베이스로서, 마이크로컴퓨터의 연산수단을 사용하여 비례 계산에 의해 계산 처리해도 좋다.
4. 상기 실시형태에 대해서, 공급 유닛으로부터 조정조에의 각 성분의 공급은, I2/KI 혼합 수용액, KI 수용액의한 공급에 한정하는 것은 아니다. 즉, 요오드, 요오드화칼륨 및 물을 각각 어떠한 조합으로 공급해도 좋고, 또한, 각각 단독으로 공급해도 좋다. 이 경우, 요오드 및 요오드화칼륨을 분말체 상태로 공급할 수도 있다.
5. 상기 실시형태에 대해서, 공급 유닛으로부터 조정조에의 각 성분의 공급은, 수용액 상태로의 공급에 한정하는 것은 아니다. 예를 들면, 알코올 용액, 유화액 또는 분산액 등의 상태로 공급할 수도 있다.
6. 상기 실시형태에 대해서, 공급 유닛으로부터의 물의 공급은, 물을 저장한 공급조로부터의 공급에 한정하는 것은 아니다. 즉, 물을 저장하지 않고 공급수 배관으로부터 직접 공급해도 좋다. 이 경우, 물이 공급 배관속을 압송되고 있는 경우에는, 펌프 대신에, 밸브의 개폐에 의해 공급량을 조절해도 좋다.
7. 상기 실시형태에 대해서, 염색 유닛의 조정조를 구비하지 않고, 공급 유닛으로부터의 각 성분 공급을 염색조에 직접 공급하도록 해도 좋다.
8. 상기 실시형태에 대해서, 염색 유닛의 회수조를 구비하지 않고, 염색조로부터의 잉여의 염색액은, 폐기하도록 해도 좋다.
9. 상기 실시형태에 대해서, 제어 유닛의 도전율 센서와 흡광도 센서는, 검출 배관의 관로에 설치하지 않고, 염색조에 직접 설치해도 좋다.
10. 상기 실시형태에 있어서의 모니터에는, 디스플레이, 각종 기록계 또는 프린터 등도 포함되지만, 이들 모니터 대신에, 혹은, 이들 모니터와 병용하여, 각 관리값으로부터의 어긋남이 소정의 범위를 넘을 경우에, 경고등에 의한 표시를 하도록 해도 좋다.
11. 상기 실시형태에 대해서, 염색액의 성분인 요오드의 농도만을 제어하도록 해도 좋다. 편광자의 성능은 주로 염색액의 요오드의 농도에 영향을 받고, 이것을 어느 정도 허용할 수 있는 경우도 있기 때문이다.
12. 각 펌프(P1∼P5)는, 상기 실시형태에서 설명한 예에 한정하지 않고, 예를 들면, 모터와 별체의 펌프여도 좋고, 일반적으로는, 모터 및 펌프의 조합으로 이루어진 것이면 좋다.

Claims (8)

  1. 염색액의 도전율을 검출하는 도전율 검출수단과,
    상기 염색액의 흡광도를 검출하는 흡광도 검출수단과,
    상기 도전율 및 상기 흡광도를 이용하여 상기 염색액의 요오드의 농도 및 요오드화칼륨의 농도를 연산하는 농도 연산수단과,
    상기 요오드의 농도 및 상기 요오드화칼륨의 농도를 표시하는 표시수단을 구비하는 염색액의 성분 농도 모니터장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 요오드의 농도 및 상기 요오드화칼륨의 농도에 대하여 각 대응하는 소정의 관리값으로부터의 어긋남을 연산하는 어긋남 연산수단을 구비하고,
    상기 표시수단은, 또한 상기 각 관리값으로부터의 상기 어긋남을 표시하는 것을 특징으로 하는 염색액의 성분 농도 모니터장치.
  3. 염색액의 도전율을 검출하는 도전율 검출수단과,
    상기 염색액의 흡광도를 검출하는 흡광도 검출수단과,
    상기 도전율 및 상기 흡광도를 이용하여 상기 염색액의 요오드의 농도 및 요오드화칼륨의 농도를 연산하는 농도 연산수단과,
    상기 요오드의 농도 및 상기 요오드화칼륨의 농도에 대하여 각 대응하는 소 정의 관리값으로부터의 어긋남을 연산하는 어긋남 연산수단과,
    상기 각 관리값으로부터의 상기 어긋남을 감소시키도록 제어 출력을 발생하는 제어 출력 발생수단을 구비하는 염색액의 성분 농도 제어장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 요오드의 농도 및 상기 요오드화칼륨의 농도 및 상기 각 관리값으로부터의 상기 어긋남을 표시하는 표시수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 염색액의 성분 농도 제어장치.
  5. 제 3 항에 기재된 염색액의 성분 농도 제어장치와,
    상기 염색액을 저장하는 염색액 저장수단과,
    적어도 요오드 및 요오드화칼륨을 상기 염색액 저장수단에 공급하는 공급수단과,
    상기 성분 농도 제어장치의 상기 제어 출력 발생수단으로부터의 제어 출력에 기초하여 상기 공급수단으로부터 상기 염색액 저장수단에의 상기 요오드 및 요오드화칼륨의 공급량을 제어하는 제어수단을 구비하는 염색장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 요오드의 농도 및 상기 요오드화칼륨의 농도 및 상기 각 관리값으로부터의 상기 어긋남을 표시하는 표시수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 염색장치.
  7. 염색액의 도전율을 검출하는 도전율 검출수단과,
    상기 염색액의 흡광도를 검출하는 흡광도 검출수단과,
    상기 도전율 및 상기 흡광도를 이용하여 상기 염색액의 요오드의 농도 및 요오드화칼륨의 농도를 연산하는 농도 연산수단과,
    상기 요오드의 농도에 대해서 소정의 관리값으로부터의 어긋남을 연산하는 어긋남 연산수단과,
    상기 관리값으로부터의 상기 어긋남을 감소시키도록 제어 출력을 발생하는 제어 출력 발생수단을 구비하는 염색액의 성분 농도 제어장치.
  8. 제 7 항에 기재된 염색액의 성분 농도 제어장치와,
    상기 염색액을 저장하는 염색액 저장수단과,
    요오드를 상기 염색액 저장수단에 공급하는 공급수단과,
    상기 성분 농도 제어장치의 상기 제어 출력 발생수단으로부터의 제어 출력에 기초하여 상기 공급수단으로부터 상기 염색액 저장수단에의 상기 요오드의 공급량을 제어하는 제어수단을 구비하는 염색장치.
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