Przedmiotem wynalazku jest sposób i uklad do kontroli automatycznego sterowania proce¬ sem farbiarskim na drodze metod spektrofotometrycznych.Kontrola procesu barwienia ma za zadanie uzyskanie prawidlowego efektu finalnego barwie¬ nia. Prawidlowy efekt barwienia uzyskuje sie przy zachowaniu wyznaczonych laboratoryjnie parametrach procesu takich jak: temperatura poczatkowa, przyrost temperatury w czasie, wartosc pH srodowiska w zaleznosci od ilosci i jakosci srodka barwiacego oraz materialu barwionego.W przypadku niezachowania jakiegokolwiek z parametrów procesu, otrzymuje sie niezamie¬ rzony efekt koncowy barwienia, który wielokrosc prowadzi do otrzymania nieprzydatnego mate¬ rialu barwionego.Dotychczas kontrola procesu farbiarskiego polega na pobieraniu próbki kapieli farbiarskiej i ocerrie stezenia barwników w kapieli na drodze oceny wizualnej lub aparaturowej. W zaleznosci od zawartosci barwników w kapieli proces przerywa sie lub prowadzi dalej.Mankamentem dotychczas stosowanej metody jest brak mozliwosci stwierdzenia na podsta¬ wie oceny stezenia barwnika w kapieli, efektu koncowego wybarwienia.Stosowana metoda kontroli procesu farbiarskiego pozwala jedynie uzyskac informacje o przebiegu procesu barwienia, co nie pozwala przewidziec dalszego postepu procesu barwienia i efektu koncowego.Ponadto pobieranie prób materialu barwionego lub kapieli barwiacej w celu oceny uzyska¬ nego efektu barwnego w przypadku niektórych technologii jak barwienie poliestru pod zwiekszo¬ nym cisnieniem jest bardzo trudne, a niekiedy wrecz niemozliwe, gdyz wymaga rozhermetyzowania calego ukladu barwiarskiego.Znane sa równiez, niezalezne od kuchni farb, sterowniki automatyczne Unicert do sterowania temperatura, automatyczne pehametry do oznaczania wartosci pH kapieli barwiacej, co jest niezwykle istotne w niektórych procesach technologicznych, np. w przypadku barwienia polia¬ midu. Natomiast nie jest stosowane automatyczne sterowanie kuchnia farb.Celem wynalazku jest sposób ciaglej kontroli i sterowanie parametrami procesu farbiarskiego przez sterowanie automatyczne kuchnia farb, co umozliwi uzyskanie zabarwionego materialu o zamierzonym efekcie koncowym.2 125745 Sposób wedlug wynalazku polega na zgromadzeniu danych wyjsciowych o procesie farbiar- skim szczególnie danych o zmianie absorpcji swiatla widzialnego kapieli w czasie trwania procesu w odpowiednim zakresie temperatur oraz zaleznosci widma odbiciowego barwionego materialu od stezenia srodków barwiacych na materiale barwionym i porównuje sie z danymi otrzymanymi w czasie ciaglej kontroli absorpcji swiatla widzialnego przez kapiel farbiarska. Nastepnie ustala sie stopien powinowactwa miedzy ukladem analizowanym srodek barwiacy — material barwiony, a ukladem wzorcowym srodek barwiacy — material barwiony, który to stopien powinowactwa umozliwia ustalenie zakresu temperatur procesu. Na podstawie danych wyjsciowych oblicza sie barwe materialu barwionego w czasie tp, gdzie tp jest czasem pomiaru, oraz barwe materialu barwionego w czasie ti tp i prowadzi sie proces farbiarski do momentu uzyskania barwy materialu zgodnej z wczesniej narzuconym wzorcem barwnym. Ewentualna korekte procesu przeprowadza sie zmieniajac temperature lub wprowadzajac do kapieli farbiarskiej dodatkowe ilosci srodka barwiacego lub srodka pomocniczego.Istote ukladu wedlug wynalazku stanowi przylaczenie do kotla farbiarskiego komory pomia¬ rowej polaczonej z kolorymetrem lub spektrofotometrem, wspólpracujacym z zespolem oblicze¬ niowym sprzezonym z pamiecia bazowa i zespolem sterujacym. Zaleta ukladu jest mozliwosc wyznaczania skladowych trójchromatycznych X Y Z — CIE (1931) lub ich pochodnych dla materialu barwionego w trakcie procesu barwienia, porównanie ich z danymi zgromadzonymi w pamieci bazowej i sterowanie parametrami procesu w celu uzyskania zamierzonego efektu na materiale barwionym. Schemat podstawowego ukladu wedlug wynalazku przedstawiono na rysunku, gdzie kociol farbiarski 1, wyposazony jest w komore pomiarowa 2 polaczona z koloryme¬ trem 3 lub spektrofotometrem 8, wspólpracujacym z zespolem obliczeniowym 4 sprzezonym z pamiecia bazowa 5 i zespolem sterujacym 6 oraz dozownikiem 7.Dzialanie ukladu wedlug wynalazku polega na tym, ze kapiel barwiaca z kotla farbiarskiego 1 przeplywa przez komore pomiarowa 2 i jest analizowana za pomoca kolorymetru 3 lub spektrofo¬ tometru 8, w celu znalezienia wartosci absorpcji kapieli i za pomoca zespolu obliczeniowego 4 okresla sie barwe materialu barwionego i porównuje z danymi zgromadzonymi w pamieci bazowej 5. W zaleznosci od wyników, o ile proces przebiega prawidlowo zachowuje sie jego parametry, lub w przypadku nieprawidlowosci procesu, za pomoca zespolu sterujacego 6 wprowadza sie zmiany temperatury ewentualnie z dozownika 7, dodaje sie do kapieli farbiarskiej srodek barwiacy lub srodek pomocniczy.Niezaleznie od sposobu i ukladu wedlug wynalazku mozna równiez stosowac automatyczne pehametry czy automatyczne sterowniki temperatury.Rozwiazanie wedlug wynalazku pozwala na obiektywna kontrole procesu barwienia i wyko¬ rzystanie danych z kontroli do sterowania procesem farbiarskim, przy jednoczesnym zapewnieniu otrzymania zamierzonego efektu koncowego barwienia.Wynalazek blizej wyjasniaja zamieszczone ponizej przyklady.Przyklad I. W kotle farbiarskim 1, znajduje sie wodna kapiel barwiarska o wartosci pH 4,5 zawierajaca jako srodek barwiacy czerwien folanowa B, o stezeniu 150mg na Ig barwionej dzianiny poliamidowej. Kapiel ogrzano do temperatury 72°C i zanurzono do niej dzianine. Po 10 minutach barwienia, zbadano spektrofotometrem 8 absorpcje kapieli znajdujaca sie w komorze pomiarowej 2. Uzyskane dane wprowadzono do zespolu obliczeniowego 4 i okreslano stezenie barwnika na wlóknie Cw=42,3. Otrzymana dana liczbowa porównano ze znajdujacymi sie w pamieci bazowej 5 danymi i znaleziono, za badany uklad wzorcowy dawal analogicznie Cwpo 10 minutach barwienia przy temperaturze 70°C. Zgodnie z przyjetymi zalozeniami teoretycznymi, stopien powinowactwa ukladu badanego barwnik-wlókno do ukladu wzorcowego barwnik- wlókno wynosi 0,972. Porównujacy dane uklad obliczeniowy4 daje sygnal do ukladu sterujacego 6, który podnosi temperature kapieli do 74°G, gdyz 72°C: 0,972 = 74°C. Po uplywie dalszych 10 minut spektrofotometr 8 mierzy absorpcje kapieli znajdujacej sie w komorze pomiarowej 2. Zgodnie z danymi zawartymi w pamieci bazowej 5, w tak przebiegajacym barwieniu, stezenie barwnika na wlóknie powinno wynosic Cw~ 52,3, a znalezione w trakcie badania Cw= 52,4, co daje wystarcza¬ jaca zgodnosc parametrów.Po doprowadzeniu procesu do momentu, w którym Cw=90, próbke dzianiny przebadano spektroreflektometrycznie. Uzyskano skladowe trójchromatyczne X = 31,8; Y = 18,0; Z = 7,44; na-125745 3 tomiast obliczone teoretycznie w zespole obliczeniowym 4 skladowe trójchromatyczne na podsta¬ wie danych zgromadzonych w pamieci bazowej 5, wynosily: X= 31,6; Y = 18,0; Z = 7,47; co daje wystarczajaca zgodnosc i pozwala na zakonczenie procesu barwienia.Przyklad II. Proces barwienia prowadzono w analogicznych warunkach jak w przykladzie I, przy zalozeniu koncowego zabarwionego produktu o skladowych trójchromatycznych X = 31,6; Y= 17,7; Z = 7,57. Dane z pozycji bazowej 5 pozwolily na stwierdzenie, ze wymagane trójchroma¬ tyczne otrzymamy przy stezeniu barwnika na wlóknie Cw= 98,natomiast w zespole obliczeniowym 4 na podstawie pozostalych danych zawartych w ukladzie pamieci bazowej 5, zostal wyznaczony czas trwania procesu = 85 minut w temperaturze 79°C. Po uplywie tego czasu, spektrofotometr 8, wyznaczyl absorpcje roztworu kapeli w komorze pomiarowej 2. Po przeliczeniu otrzymanych wartosci pomiarowych w zespole obliczeniowym 4, otrzymano wartosc Cw calkowicie zgodna z zalozeniami. Po obliczeniu calkowitego czasu trwania procesu, uklad obliczeniowy 4, przekazal dane do ukladu sterujacego 6, który w odpowiednim momencie wylaczyl ogrzewanie i wlaczyl chlodzenie kotla farbiarskiego.Analogicznie wykonano próby wplywu dodatkowego wprowadzenia barwnika w trakcie procesu farbiarskiego. Dodatek ze zbiornika 7 20 mg barwnika na kazdy gram dzianiny, (zgodnie z danymi z pamieci bazowej 5, po 20 minutach trwania procesu w temperaturze 74°C przy stezeniu barwnika na wlóknie Cw=54,6), po wykonaniu pomiaru spektrofotometrem kapieli znaleziono wartosc Cw=54,7, co pozwala na zakonczenie procesu barwienia.Natomiast jesli element analizujacy ukladu wykaze mozliwosc realizacji zalozonego efektu barwnego przy istniejacym skladzie kapieli barwiacej, lecz przy zmianie wartosci pH srodowiska, ze zbiornika 7 dozowany jest srodek pomocniczy, którym dla kapieli farbiarskiej zawierajacej jako srodek barwiacy czerwien folanowia B jest kwas octowy, w takiej ilosci, aby wartosc pH kapieli wynosila 4. Zgodnie z danymi zawartymi w pamieci bazowej 5, po 20 minutach trwania procesu w temperaturze 74°C przy stezeniu barwnika na wlóknie Cw= 54,6, po wykonaniu pomiaru kolory- metrem kapieli znaleziono wartosc Cw=54,7, co pozwala na zakonczenie procesu barwienia.Zastrzezenia patentowe 1. Sposób kontroli i automatycznego sterowania procesem farbiarskim, znamienny tym, ze zgromadzone dane wyjsciowe o procesie farbiarskim, szczególnie dane o zmianie absorpcji swiatla widzialnego kapieli w czasie trwania procesu w odpowiednim zakresie temperatur oraz zaleznosc widma odbiciowego barwionego materialu od stezenia srodków barwiacych na materiale barwio¬ nym, porównuje sie z danymi otrzymanymi w czasie ciaglej kontroli absorpcji swiatla widzialnego przez kapiel, po czym ustala sie stopien powinowactwa miedzy ukladem analizowanym a ukladem wzorcowym srodek barwiacy-material barwiony, który to stopien powinowactwa wyznacza zakres temperatur procesu, nastepnie na podstawie danych wyjsciowych oblicza sie barwe materialu barwionego w czasie tp, gdzie tp jest czasem pomiaru, oraz barwe materialu barwionego w czasie titp, prowadzac proces farbiarski do momentu uzyskania barwy materialu zgodnej z wczesniej narzuconym wzorcem barwnym. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze po wyznaczeniu zakresu temperatury procesu, wprowadza sie zmiane temperatury procesu. 3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze korekte procesu przeprowadza sie wprowadza¬ jac do kapieli farbiarskiej dodatkowa ilosc srodka barwiacego. 4. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze korekteprocesu przeprowadza sie wprowadza¬ jac do kapieli farbiarskiej dodatkowa ilosc ogólnie stosowanych srodków pomocniczych. 5. Uklad do kontroli i automatycznego sterowania procesem farbiarskim, znamienny tym, ze kociol farbiarski 1 wyposazony jest w komore pomiarowa 2 polaczona z kolorymetrem 3, wspól¬ pracujacym z zespolem obliczeniowym 4 sprzezonym z pamiecia bazowa 5 i zespolem sterujacym 6. 6. Uklad do kontroli i automatycznego sterowania procesem farbiarskim, znamienny tym, ze kociol farbiarski 1 wyposazony jest w komore pomiarowa 2 polaczona z spektrofotometrem 8 wspólpracujacym z zespolem obliczeniowym 4 sprzezonym z pamiecia bazowa 5 i zespolem sterujacym 6.125 745 irf—H PracowniaPoligraficzna UP PRL. Naklad 100 egz.Cena 100 zl PL