Способ определения концентрационного распределения красителя по поперечному сечению волокна

(51)4 С 01 ЕТ И ЕЛЬСТВ А ВТОРСНОму снмосределе;ца по ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТпа изОБРетениям и ОТНРытиямПРИ ГКНТ СССР ИСАНИЕ ИЗ(71) Опытное конструкторско-технологическое бюро по интенсификации тепломассообменных процессов Института технической теплофизики АН УССР (72) Э.С.Малкин, А.М.Степанова В.С.Твердохлеб и Т.М.Немцева(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИОННОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ КРАСИТЕЛЯ ПО ПОНЕРЕЧНОИУ СЕЧЕНИЮ ВОЛОКНА(57) Изобретение относится к области технологии крашения текстильных материалов и может быть использовано в легкой и текстильной промьппленности для контроля качества прокрашивания волокна, а также для расчета коэффициентов диФфузии красителя в волокно, йеобходимых 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 поляпомещается прокра-. шенное и высушенное волокно такйм образом, чтобы продольные оси трубки 801520406 и волокна были параллельны. При атом 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 толщинаободранного" слоя. Волокно обрабатывается до тех пор, пока в зоне наибольшей мощности газового разряда вследствие утоньшения волокна не произойдет полного эго 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 перпендикулярньнн оси образ.;а. Определяют зависимость оптической плотности от диаметра сечения, а затем путем дифференцирования полученной зави ти по диаметру определяют расп ние оптической плотности образ поперечному его сечению. 3 ил.11 20 25 ЗО 35 Щ 45 5 О 55 Изобретение относится к областитехнологии крашения текстильных материалов и может быть использованов легкой и текстильной промышленностидля контроля качества прокрашиванияволокна, а также для расчета коэффициентов диффузии красителя в волокно,необходимых при разработке способови режимов крашения.Цель изобретения - повышение точности измерения концентрации красителя в поверхностном слое волокна,сокращение времени и снижение трудоемкости изготовления образцов.На фиг.3 приведена схема, иллюстрирующая взаиморасположение осей инаправления фотометрирования, наФиг,2 - набор микрофотограмм, сост-.ветствующих сечениям с различнымидиаметрами," на фиг,З - графики зависимости величины оптической плот-.ности от диаметра сечения Э (д) ираспределения оптической плотностиобразца вопокна о его поперечиоиусечению В И) .Способ осущесгвляется следующимобразом,В газоразрядиую трубку с переменной по длине трубки напряженностьюэлектрического поня ноиещается покрашенное и высушенное волокно такимобразом, чтобы продольные оси трубки и волокна бичи параплельны, Приэтом совпадают направления оси трубки, оси волокна, изменвния напряженности поля внутри трубки и изменениямощности газового разряда. В результате обработки в. газовом разрядестравливается (обдирается)поверхностный слой волокна, а вследствие изменения мощности газового разрядавдоль оси трубки толщина "ободранного" слоя неодинакова вдоль осиволокна:.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 полный его разрыв, В результатецилиндрическое по форме волокно приобретает коническую Форму. Такое"протравленное" .волокно переменногодиаметра (от начального до нулевого)будем называть образцом.После обработки в газовом разрядеобразец микрофотометрнруют в нескольких.перпендикулярных продольной оси образца сечениях световым лучом,также перпендикулярным оси образца.Микрофотограмма представляет собой,графическую запись зависимости оптической плотности 0 образца отдиаметрад:П(д), нри этом Й определяется по длине записи микрофотограммы образца на диаграммной ленте с учетом масштабазапйси линейного размера объекта фотометрирования и пропорциональностискоростей движения диаграммной лентыи предметного стола микрофотометра.Оптическую плотность, измеренную таким образом, можно назвать интегральной, поскольку световой луч проходит сквозь всю толщину образца вданной точке диаметра. Центральнаяточка микрофотограммы является интегральной оптической плотностью слоя,равного диаметру образца в данном сечении. С одного образца получают набормикр офотограмм, соответствующих сечениям с разным диаметром (Фиг.2).Величина оптической плотностив центральной точке диаметра на каждой микрофотограмме представляетсобой интегральную оптическую плотность толщины образца, равной диаметру соответствующего сечения. Разностьзначений В в точках двух микрофотограмм, соответствующих двум сечениямс разным диаметром, равна О слоя,представляющего собой, разность диа"метров эеих сечений.ПосколькуВ хс 3.,где х - показатель поглощения,с - концентрация поглощающеговещества;1 - толщина фотоиетрируемогослона в центральнык точках микрофотограии.О ф= хсзр, (1) ето для двух микрофотограмм, полученных с сечений диаметров д и Й, в)Эцентральных точках Ь, хсд,0; д хсс,в -Ъ, = хс(4 - с,) = Ьу;. (2).Такии образомпутем вычитаниязначеннй В; и В; в центральных очкахмикрофотси рами двух разных сеченийопределяют значение 0 " слоя равно 1Эго разности этих сечений. Профотометрировав последовательно несколькосечений, незначительно отличающихсяпо диаметру, и применив к микрофото5 152040 Ь 6 грамме попарное вычитание значений:, света, перпендикулярным продольной Р в ент%в центральных точках микрофотог- оси волокна в соответствии со схемой, рамм, получают прослойное распреде- приведенной на фиг.1. ление оптической плотности образца5По центральным точкам пол енныхуч по поперечному его сечению. мнкрофотограмм (фиг.2) строим зависнПопарное вычитание значений Р вмость от диаметра интегральной оптичесцентральных точках мнкрофотограмм кой плотности Р(д),затемметодом графин значений, соответствующих Й можно ческого дифференцированияполученной заменить математической операцией 1 р зависимости строим график послойного дифференцирования зависимости Р Я) распределения красителя по поперечпо диаметру. Дифференцирование может ному сечению волокна Р(Й) (фиг,З) . быть графическим и аналитическим, Получаем четкое эксперщкентальное Результат представляет собой зависи- распределение оптической плотности мость оптической плотности образца 15 по поперечному сечению волокна, не от его диаметра Р(Й), рассчитанную требующее экстраполирования. Далее по центральныч точкам микрофотограмм, по формуле ( 1) полученную зависимость где дифракция света не наблюдается. переводим в концентрационное распре Переход к концентрационному распреде- деление красителя по поперечному лению красителя по поперечному сече р сечению волокна. Средняя длительность нию волокна осуществляется по Форму- проведенных испытаний 10 ч. ле ( 1) в соответствии с предварительно построенной тарйровочной кри- " Ф о р м у л а н з о б р е т е и и я вой зависимости оптической плотностиот количества поглощенного субстратом 25 Способ определения концентрацнонкрасителя. Увеличивая число микрофо- ного распределения красителя по попетограмм, снятых с разных сечений речному сечению волокна путем измереодного образца, можно определить кон- ния оптической плотности образца воцентрацню красителя в слое желаемой локна и определения концентрационногораспределения йо градуировочной заП р и м е р. Покрашенные и высу- внсимости оптической плотности от шенные волокна помещают в газораз- концентрации красителя, о т л и рядную трубку таким образом, чтобы 1 ч а ю щ н й с я тем, что, с целью направление уменьшения напряженности повышения точности н сокращения вреэлектрического нопя в трубке совпа- мени определения, образец выдержи- дало спродоньными осямн волокон для З 5 вают в газовом разряде переменной создания неравномерности протравления по длине образца мощности до получеповерхиости вдоль оси волокна. ния переменных по оси образца площаОбрабатывают волокно в газораз- дей поперечного сечения, измеряют рядной трубке при давлении в ней оптическую плотность образца вдольъ а 404 хЮ мм рт.ст. В результате двух- диаметров его поперечных сеченийЭ часового травления толщина волокна определяют зависимость величины закономерно уменьшается вдоль продоль- оптической плотности от диаметра ной оси образуя конический по форме об- сечения и путем дифференцирования разец.йолученные,неравномерные поди- полученной зависимости по диаметру аметру конические но форме образцы.мнк определяют распределение оптической рофотометрируют намикрофотометре Юплотности образца по его поперечнов Ю разных сечениях образца лучом му сечению.1520406 фнаЯ ский Редактор Н.Лазоренко рректор Э.Лончакова акаэ 6749/44 Тираж 189 ПодписноНИИПИ Государственного кям при113035И 5 ГКНТ СС омитета по изобретениям и открыти оскна, Ж, Раущская наб д. 4/ оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 1 ФалийеперемеиАфЧИ афъ ъЮФ м Останитель В еА ехред Л.Олийны