Способ определения концентрационного распределения красителя по поперечному сечению волокна Советский патент 1989 года по МПК G01N21/59 

Изобретение относится к области технологии крашения текстильных материалов и может быть использовано в легкой и текстильной промьшшенност для контроля качества прокрашивания волокна, а также для расчета коэффициентов диффузии красителя в волокно необходимых при разработке способов и режимов крашения, .

Цель изобретения - повьииение точности измерения концентрации красителя в поверхностном слое волокна, сокращение времени и снижение трудоемкости изготовления образцов.

На фиг. приведена схема, иллюстрирующая взаиморасположение осей и направления фотометрирования; на фиг.2 - набор ьшкрофотограмм, соот- .ветствующих сечениям с различными диаметрами; на фиг.З - графики зависимости величины оптической плот-, нести от диаметра течения D (d) и распределения оптической плотности образца волокна по его поперечному сечению D (d).

Способ осуществляется следуннцим образом,

В 1 азоразрядную трубку с переменной по длине трубки напряженностью электрического поля псхиещается покрашенное и аысушенное волокно таким образом, чтобы нродолыше оси трубки и волокна быпи параппельны. Яри этом совпадают на0равлвния оси трубки, оси волокна, изменения наяряжен- ности поля внутри трубки и изменения мощности газового разряда. В результате обработки в газовом разряде стравливается (обдирается)поверхйост ный слей волокна, а вследствие изменения мсвцности газового разряда вдоль оси трубки толщина ободранного слоя неодинакова вдоль оеи волокна: чем больше мощность газового разряда, тем больше толщина ободранного слоя. Волокно обрабатывается до тех пор, пока в зоне наибольшей мощности разового разряда вследствие утоньшения волокна не произойдет полный его разрыв t В результате цилиндрическое по форме волокно приобретает коническую форму. Такое протравленное волокно переменного диаметра (от начального до нулевого) будем называть образцом,

После обработки в газовом разряде образец микрофотометрируют в нескольких перпендикулярных продольной

оси образца сечениях световым , также перпендикулярным оси образца.

Микрофотограмма представляет собой I графическую запись зависимости оптической плотностиD образца от диаметра d;D(d), при этом d определяется по длине записи микрофотограммы образца на диаграммной ленте с учетом масштаба записи линейного размера объекта фо- тометрирования и пропорциональности скоростей движения диаграммной лентыf и гфедметного стола микрофотометра. Оптическую плотность, измеренную таким образом, можно назвать интегральной, поскольку световой луч проходит сквозь всю толщину образца в данной точке диаметра. Центральная точка микрофотограммы является интегральной оптической плотностью слоя, равного диаметру образца в данном се- чешш.С одного образца ползгчают набор микрофотограмм, соответствуняцих сечениям с разным диаметром (фиг.2).

Величина оптической плотности в центральной точке диаметра на каждой микрофотограмме представляет собой интегральную оптическую плотность толщины образца, равной диаметру соответствукицего сечения. Разноеть значений D в точках двух микрофотограмм, соответствующих двум сечениям с разным диаметром, равна D слоя, представляющего собой, разность диаметров этих сечений.

Поско вьку

D xcl,

где X - показатель поглощения с - концентр ация поглощающего

вещества; 1 толщина фотометрируемого

слон

а в центральных точках микрофотограийи (где t в d)

D. jicd ,(t),

то для даух шкpoфoтoгpa a, полученных с сечений диамет| ов d| и dy, в центральных точках D, xcdj , Di xedf .

Dj - D; xc( j - d j)

Ь

i

(2).

Таким образом, путем вычитания значеня Dj и D; в центральных точках твкрофотограмм двух разных сечений определяют значение D| слоя, равного разности этих сечений. Профото- метрировав последовательно несколько сечений, незиз итедьно отличбшяцихся по диаметру, и 1фШ4енив к микрофото15

грамме попарное вычитание значений D в центральных точках микрофотогг рамм, получают прослойное распределение оптической плотности образца по поперечному его сечению.

Попарное вычитание значений D в центральных точках микрофотограмм и значений, соответствующих d можно заменит, математической операцией Q дифференцирования зависимости D (d) по диаметру. Дифференцирование может |быть графическим и аналичтсческим. Результат представляет собой зависимость оптической плотности образца от его диаметра D (d), рассчитанную по центральным точкам iшcpoфoтoгpaмм, где ди(|факция свата не наблюдается. Переход к концентрационному распреде- ленмо красителя по поперечному сече- 20 нию волокна осуществляется по формуле (t) в соответствии с предварительно построенной тарировочной кри- вой зависимости оптической плотности от количества поглощенного субстратом 25 красителя. Увеличивая число микрофотограмм, енятых с р.азных сечений од«ог0 образца, можно определить кон- цеитрадию красш еля. в слое желаемой толщины.

П р и м е р. Покрашенные и высушенные волокна помещают в газоразрядную трубку таким образом, чтобы направление уменьшения напряженности электрического ноля в трубке совпадало с цЕродояьыыш осями волокон для создания не| аэномерност.и протравления поверхности оси волокна.

Обрабйтеюают волокно в газоразрядной трубке при давлении в ней мм pTiCf. В результате двухчасового тpa9Лeи ш толщина волокна закономерно уменьщается вдоль продольной ос, образуя конический по форме об- разец.Иолучея} ые,неравномерные поди

света, перпендикулярным продольной оси волокна в соответствии со схемо приведенной на фиг.1.

По центральным точкам полученных микрофотограмм (фиг. 2) строим зависи мость от диаметра интегральной оптиче кой плотности D(d), затем методом граф ческого дифференхщрования полученной зависимости строим график послойног распределения красителя по поперечному сечению волокна D (d) (фиг.З). Получаем четкое экспериментальное распределение оптической плотности по поперечному сечению волокна, не требующее экстраполирования. Далее по формуле (1) полученную зависимос переводим в концентрационное распре деление красителя по поперечному сечению волокна. Средняя длительнос проведенных испытаний 10 ч.

Формулаизобрётени

Способ определения концентрацион ного распределения красителя по поп речному сечению волокна путем измер ния оптической плотности образца во локна и определения концентрационног

30 распределения по градуировочной зависимости оптической плотности от концентрации красителя, о т л и - j4 аю щ ий ся тем, что, с целью повышения точности и сокращения времени определения, образец вьщержи35 вают в газовом разряде переменной по длине образца мощности до получения перемен1В|1х по оси образца площадей поперечного сечения, измеряют оптическую плотность образца вдоль диаметров его поперечных сечений, определяют зависимость величины оптической плотности от ди:аметра сечения и путем диф4 вренцирования полученной зависимости по диаметру

40

аметру койические по форме образцы мик- 45 определяют распределение оптической рофотометрнруют на микрофотометре №-4 плотности образца по его поперечно- в 10 разных сечеииях образца лучом му сечению.

света, перпендикулярным продольной оси волокна в соответствии со схемой, приведенной на фиг.1.

По центральным точкам полученных микрофотограмм (фиг. 2) строим зависимость от диаметра интегральной оптической плотности D(d), затем методом графического дифференхщрования полученной зависимости строим график послойного распределения красителя по поперечному сечению волокна D (d) (фиг.З). Получаем четкое экспериментальное распределение оптической плотности по поперечному сечению волокна, не требующее экстраполирования. Далее по формуле (1) полученную зависимость переводим в концентрационное распре- деление красителя по поперечному сечению волокна. Средняя длительность проведенных испытаний 10 ч.

Формулаизобрётения

Q 20 25

Способ определения концентрационного распределения красителя по поперечному сечению волокна путем измерения оптической плотности образца волокна и определения концентрационного

30 распределения по градуировочной зависимости оптической плотности от концентрации красителя, о т л и - j4 аю щ ий ся тем, что, с целью повышения точности и сокращения времени определения, образец вьщержи5 вают в газовом разряде переменной по длине образца мощности до получения перемен1В|1х по оси образца площадей поперечного сечения, измеряют оптическую плотность образца вдоль диаметров его поперечных сечений, определяют зависимость величины оптической плотности от ди:аметра сечения и путем диф4 вренцирования полученной зависимости по диаметру

0

5 определяют распределение оптической плотности образца по его поперечно- му сечению.

НалрвЗление перенетеная луча

в

I S

Фиё.2

Изобретение относится к области технологии крашения текстильных материалов и может быть использовано в легкой и текстильной промышленности для контроля качества прокрашивания волокна, а также для расчета коэффициентов диффузии красителя в волокно, необходимых при разработке способов и режимов крашения. Цель изобретения - повышение точности измерения концентрации красителя в поверхностном слое волокна. Для этого в газоразрядную трубку с переменной по длине трубки напряженностью электрического поля помещается прокрашенное и высушенное волокно таким образом, чтобы продольные оси трубки и волокна были параллельны. При этом совпадают направления оси трубки, оси волокна, изменения напряженности поля внутри трубки и изменения мощности газового разряда. В результате обработки в газовом разряде стравливается ("обдирается") поверхностный слой волокна, а вследствие изменения мощности газового разряда вдоль оси трубки толщина "ободранного" слоя неодинакова вдоль оси волокна: чем больше мощность газового разряда, тем больше толщина "ободранного" слоя. Волокно обрабатывается до тех пор, пока в зоне наибольшей мощности газового разряда вследствие утоньшения волокна не произойдет полного его разрыва. В результате цилиндрическое по форме волокно приобретает коническую форму. Такое "протравленное" волокно переменного диаметра от начального до нулевого будем называть образцом. После обработки в газовом разряде образец микрофотометрируют в нескольких, перпендикулярных продольной оси образца сечениях световым лучом, также перпендикулярным оси образца. Определяют зависимость оптической плотности от диаметра сечения, а затем путем дифференцирования полученной зависимости по диаметру определяют распределение оптической плотности образца по поперечному его сечению. 3 ил.

0,1

(91)