[發(fā)明專利]一種染色殘液回用自動化在線檢測、測色和配色儀器及其方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110587927.X
• 申請日: 2021-05-27
• 公開（公告）號: CN113324585B
• 公開（公告）日: 2023-08-22
• 發(fā)明（設計）人: 劉景明;劉婉婷
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州匯博龍環(huán)保科技有限公司
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02;D06B23/28;D06B23/20;G16C20/10;G16C20/90
• 代理公司: 北京沁優(yōu)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11684
• 代理人: 另婧

1.一種染色殘液回用自動化在線檢測、測色和配色儀器，其特征在于，包括依次連接的染料缸（3）、配料缸（4）和染色機（5），所述的染料缸（3）、配料缸（4）和染色機（5）的底部均設有取樣管；所述染料缸（3）、配料缸（4）和染色機（5）底部設置的取樣管分別與流動注射儀系統(tǒng)（6）的單獨取樣管道相連，所述的流動注射儀系統(tǒng)（6）分別與多個獨立工作的在線測試儀器并行相連，且各獨立工作的在線測試儀器與計算機系統(tǒng)（7）相連；所述的染料缸（3）上還依次連接有雜質(zhì)吸附罐（2）和除渣沉淀池（1）；

所述的儀器通過計算機系統(tǒng)（7）進行在線原始數(shù)據(jù)檢測、測色和配色，其過程包括如下步驟：

步驟1、把所選的各種不同的染料按顏色或波長大小順序進行編號；

步驟2、將理想白色物體在D65光源條件下的三刺激值X0、Y0和Z0數(shù)值以及所選的編好號的不同顏色染料的力份和單價，均輸入計算機系統(tǒng)（7）的基礎數(shù)據(jù)庫；

步驟3、將總色差△E小于2.25、△（K/S）_λ小于0.75、灰色樣卡色差級數(shù)大于3-4、色牢度大于3-4級的測色、配色和判斷標準的允許誤差的界限，以及配好的染液殘液的硬度＜10mg/L和濁度＜3NTU的判斷標準，輸入計算機系統(tǒng)（7）的基礎數(shù)據(jù)庫；

步驟4、把F1-織物基材結(jié)構(gòu)和工藝條件系數(shù)、F2-殘液中染料用量系數(shù)、F-殘液中單色染料上染系數(shù)、f-殘液中測試條件不同系數(shù)的90%可靠置信度的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，輸入計算機系統(tǒng)（7）的基礎數(shù)據(jù)庫，相應的數(shù)學模型輸入計算機系統(tǒng)（7）的模型庫；

步驟5、由流動注射儀系統(tǒng)（6）進行取樣，配備相應數(shù)量的助劑瓶和注射管道，織物不加染料,只用助劑，按同樣的浴比，以相同的染色工藝條件，進行空白染色工藝染色，由確定的染色工藝曲線染色的空白樣品，進行空白染色的標準色樣和測試樣品的反射率值測定，經(jīng)測色計測定其反射率值，計算機自動讀數(shù)，再由計算機系統(tǒng)（7）內(nèi)的模型庫程序?qū)⒎瓷渎手祿Q算成K/S值、（K/S）_λ和△（K/S）_λ值；

步驟6、由流動注射儀系統(tǒng)（6）進行取樣，以相同的染色條件進行染色的標準色樣和測試樣品的反射率值，經(jīng)測色計測定標準色樣品和測試樣品的反射率值,由計算機系統(tǒng)（7）自動讀數(shù),再由計算機系統(tǒng)（7）內(nèi)的模型庫程序換算成K/S、（K/S）_λ和△（K/S）_λ值；

步驟7、由流動注射儀系統(tǒng)（6）進行取樣，配備相應數(shù)量的注射測試管道，將在線的高壓液相色譜儀測得的高壓液相色譜峰面積分別代入染料有效率計算公式中，計算機系統(tǒng)（7）自動求得染料有效率；將求得的染料有效率代入染料補加量計算公式中，計算機系統(tǒng)（7）自動求得染料補加量；其中，染料有效率計算公式如式（1）所示：

D₁=100%S_D/S₀式（1）

式（1）中，D₁——染料有效率；S_D——液相色譜殘液中試樣染料峰面積，單位mAU*min；S₀——液相色譜中標樣染料峰面積，單位mAU*min；

染料補加量計算公式如式（2）所示：

D_M=D₀（1-D₁）式（2）

式（2）中，D_M——染料補加量，單位g/L；D₀——染料標樣配料投加量，單位g/L；D₁——染料有效率；

將在線測得的殘液電導率和水質(zhì)溫度代入殘液含鹽量計算公式中，計算機系統(tǒng)（7）自動求得殘液含鹽量；將求得的殘液含鹽量代入鹽有效率計算公式中，計算機系統(tǒng)（7）自動求得鹽有效率；再將求得的鹽有效率代入鹽補加量計算公式中，計算機系統(tǒng)（7）自動求得鹽補加量；其中：

殘液含鹽量計算公式如式（3）所示：

Y=0.003{D/[1+0.02(t-25)]}²+0.68{D/[1+0.02(t-25)]}-b式（3）

式（3）中，Y——殘液含鹽量，單位g/L；D——電導率，單位mS/cm；t——水溫，單位℃；

b——有機物水解和雜質(zhì)體現(xiàn)值，單位g/L；

鹽有效率計算公式如式（4）所示，

Y₁=100%Y/Y₀式（4）

式（4）中，Y₁——鹽有效率；Y——殘液試樣含鹽量，單位g/L；Y₀——鹽標樣配料投加量，單位g/L；

鹽補加量計算公式如式（5）所示：

Y_M=Y₀（1-Y₁）式（5）

式（5）中，Y_M——鹽補加量，單位g/L；Y₀——鹽標樣配料投加量，單位g/L；Y₁——鹽有效率；

將在線測得的pH值代入OH^-濃度計算公式（6）中，計算機系統(tǒng)（7）自動求得OH^-濃度；將求得的OH^-濃度代入碳酸鈉濃度計算公式（7）中，計算機系統(tǒng)（7）自動求得碳酸鈉濃度；將求得的碳酸鈉濃度代入堿有效率計算公式（8）中，計算機系統(tǒng)（7）自動求得堿有效率；再將求得的堿有效率代入堿補加量計算公式（9）中，計算機系統(tǒng)（7）自動求得堿補加量；其中：

OH^-濃度計算公式如式（6）所示：

[OH]=10^pH-14式（6）

碳酸鈉濃度計算公式如式（7）所示：

C=106{[OH]²10⁴/1.8+[OH]}式（7）

式（7）中，C——試樣碳酸鈉濃度，單位g/L；[OH]——OH^-濃度，單位mol/L；

堿有效率計算公式如式（8）所示：

C₁=100%C/C₀式（8）

式（8）中，C₁——堿有效率；C——試樣碳酸鈉濃度，單位g/L；C₀——堿標樣配料投加量，單位g/L；

堿補加量計算公式如式（9）所示：

C_M=C₀（1-C₁）式（9）

式（9）中，C_M——堿補加量，單位g/L；C₀——堿標樣配料投加量，單位g/L；C₁——堿有效率；

步驟8、將亮度L、紅綠色A、黃藍色B、亮度差△L、紅綠色差△A、黃藍色差△B、總色差△E、艷度差△C和色相差△H的數(shù)學模型式（11）-式（19），輸入計算機系統(tǒng)（7）的模型庫，計算機系統(tǒng)（7）自動將步驟1至步驟7的相應數(shù)值代入對應的數(shù)學模型式（11）-式（19），計算出相應的亮度L、紅綠色A、黃藍色B、亮度差△L、紅綠色差△A、黃藍色差△B、總色差△E、艷度差△C和色相差△H的數(shù)值、殘液硬度和濁度數(shù)值；

步驟9、計算機系統(tǒng)（7）將計算的總色差△E、△（K/S）_λ、灰色樣卡色差級數(shù)、色牢度、殘液染液的硬度和濁度，與標樣的數(shù)值進行比較，如果符合總色差△E小于2.25、△（K/S）_λ小于0.75、灰色樣卡色差級數(shù)大于3-4、色牢度大于3-4級的配色標準，以及配好的殘液染液的硬度＜10mg/L和濁度＜3NTU的判斷標準，則滿足要求，此配方合格，予以打印；否則，繼續(xù)修正配方，直至符合要求為止；

步驟10、將打印的合格配方進行實驗室小樣染色試驗，染色后求得正確的結(jié)果；如果色差不合格，則采用配方修正程序?qū)ξ催_標的試樣做進一步的修正，得到修正配方，繼續(xù)打小樣，直到符合要求；

步驟11、根據(jù)小樣機試驗的合格結(jié)果，再用計算機系統(tǒng)（7）預測出生產(chǎn)上的殘液染色配方的濃度，包括標準色樣、測試樣品、空白試樣、染料（K/S）_λ或單位濃度K/S值、各種殘液系數(shù)計算；

步驟12、再用測色儀測定標準色樣、測試樣品的顏色特征值，同時計算機系統(tǒng)（7）將其轉(zhuǎn)換成電信號后與存儲的顏色特征值的基礎數(shù)據(jù)進行比較，用計算機系統(tǒng)（7）預測出所需織物的顏色特征值及進行殘液染色配方的核算及配方成本核算，最后權(quán)衡和確定染成接近標準色樣目標顏色相關(guān)的染料配方；其中，成本核算公式如式（10）所示：

△M=∑K_nW_n式（10）

式（10）中，K_n——第n種物料單價，單位元/kg；W_n——第n種物料質(zhì)量，單位kg；

步驟13、打印測試、測色和染色結(jié)果。