Brevet FR2807762A1 — publié le 20011019

L'invention concerne un procédé et son dispositif fabrication d'une solution colorante de couleur prédéterminée. La fabrication de solutions colorantes s'effectue habituellement en une opération unique, de mélange de solutions de colorants base. En faisant varier les proportions et la dilution de chacune des solutions de base, il est possible d'obtenir des solutions colorantes présentant une infinité de nuances colorimétriques. L'obtention de solutions colorantes dont les caractéristiques colorimétriques, à savoir teinte (vert, magenta etc.), clarté (couleur claire ou foncée) et saturation (couleur vive ou terne) soient conformes aux caractéristiques d'une couleur prédéterminée présente de nombreuses difficultés. En particulier, il est délicat de maîtriser les paramètres de proportion et dilution des couleurs de base. Les procédés et dispositifs de fabrication de solutions colorantes connus apparaissent donc peu satisfaisants en termes de qualité et de conformité de la couleur finale de la solution colorante avec couleur souhaitée. Le but de l'invention est de fournir un procédé un dispositif de préparation d'une solution colorante de couleur prédéterminée à partir de solutions de bases, avec une excellente précision résultant d'une parfaite maîtrise tous les paramètres. A cet effet, l'invention propose un procédé de fabrication d'une solution colorante à partir d'au moins deux solutions de base de colorant concentrees comprenant les étapes consistant à - préparer, à partir de chaque solution de base solution secondaire par dilution contrôlée des solutions de base ; - procéder à un contrôle de la couleur de chacune solutions secondaires ; - apporter si nécessaire une correction à la dilution de chaque solution secondaire ; - combiner les solutions secondaires dans des proportions contrôlées pour obtenir une solution finale de couleur déterminée ; - procéder à un contrôle de la couleur de la solution finale ; - apporter si nécessaire une correction des proportions de chacune solutions secondaires entrant dans la solution finale. Ce procédé permet donc de réaliser une solution colorante d'une excellente qualité colorimétrique pour deux raisons. D'une part, les étapes de dilution des solutions de colorant de base et de mélanges des solutions ainsi obtenues sont dissociées l'une de l'autre, ce qui permet de réaliser chaque etape du processus de fabrication avec une précision optimale. D'autre part, des contrôles sont réalisés après chacune des étapes du processus de fabrication ce qui permet d'apporter immediatement une correction sur un paramètre unique à savoir la dilution des solutions secondaires ou les proportion de la solution finale. Avantageusement les solutions de colorants base sont au nombre trois, correspondant aux trois couleurs primaires. Les trois couleurs primaires permettent par dilution et combinaison de chacune d'elles, d'obtenir toutes les couleurs du spectre chromatique. L'invention propose de plus un dispositif selon le procédé précédemment décrit. Ce dispositif de fabrication d'une solution de couleur prédéterminée à partir d'au moins deux solutions de base de colorant concentré comprend - au moins deux cuves de base destinées à recevoir chacune des solutions de base ; - au moins deux cuves secondaires destinées chacune à recevoir quantité déterminée d'une solution de base transférée depuis leurs cuves de base respectives par des pompes doseuses; - chacune des cuves secondaires étant munie d'une arrivée de fluide commandée par une électrovanne pour effectuer la dilution de la solution de base et d'un robinet de prise d'échantillon permettant de contrôler la couleur de chacune des solutions secondaires ; - une cuve de mélange dans laquelle les solutions secondaires sont transférées, à partir de chaque cuve secondaire, grâce à des pompes doseuses pour former une solution finale, la cuve de mélange étant munie d'un robinet de prise d'échantillon permettant de contrôler la couleur de la solution finale ; - une unité de calcul qui détermine, en fonction de la couleur à obtenir, volume de fluide nécessaire à la dilution de chaque couleur de base pour préparer chaque couleur secondaire et la valeur de consigne à assigner aux pompes doseuses pour effectuer les transferts de solution entre les cuves. La fabrication d'une solution couleur prédéterminée réalisée avec le dispositif selon l'invention permet d'obtenir une solution d'une grande qualité quant à sa colorimétrie. Avantageusement, les cuves base, les cuves secondaires et la cuve de mélange sont équipées d'agitateurs. Les agitateurs permettent d'homogénéiser les solutions contenues dans chacune des cuves. De préférence, le fluide réalisant la dilution de la solution secondaire est de l'eau. De préférence, l'unité de calcul un micro-ordinateur. Avantageusement, la solution finale est transférée de la cuve de mélange à une cuve de stockage en attente d'opérations de conditionnement subséquentes. De manière avantageuse, les contrôles colorimétriques des solutions secondaires et de la solution finale sont réalisés par un spectrocolorimètre. L'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit en référence au dessin annexé dont la figure unique est un diagramme synoptique du dispositif de fabrication de solution selon l'invention. Comme cela apparaît sur la figure, le dispositif conforme à l'invention comprend trois cuves de base (1 a,1 b,1 c). Chacune d'entre elles reçoit un conduit d'arrivée d'eau, dont l'écoulement est commandé par une électrovanne (2a,2b,2c). Ces trois cuves sont équipées, chacune, d'un agitateur (3a,3b,3c), d'une sonde de mesure de niveau capacitive (4a,4b,4c), et d'un conduit relié au réseau d'égout, muni d'une vanne manuelle de vidange (5a,5b,5c). La face supérieure de chacune des cuves de base est équipée d'une trappe de visite (6a,6b,6c). Chacune des cuves de bases 1 b, 1 c) est reliée à une cuve secondaire (10a,10b,10c) par l'intermédiaire de conduits, sur chacun desquels est disposée une pompe doseuse 1a,1 1b,1 1c). Les cuves secondaires (10a, ,10c) sont, chacune, équipées de robinets de prise d'échantillons (12a,12b,12c) et d'un conduit d'arrivée d'eau, dont l'écoulement est commandé par une électrovanne (13a,13b,13c). Chacune des cuves secondaires est également équipée d'une vanne manuelle de vidange (15a,15b,15c) reliée au réseau d'égouts, ainsi que d'un agitateur (16a,16b,16c). Le niveau de solution présent dans les cuves secondaires est mesuré par des sondes de mesure hydrostatique (17a,17b,17c). Les cuves secondaires sont reliées une cuve de mélange (20) par l'intermédiaire de conduits sur lesquels sont disposées des pompes doseuses (21 a,21 b,21 c). La cuve de mélange (20) est munie d'un agitateur (22), et d'une sonde de température (23) reliée à une résistance de chauffe (24). La cuve de mélange (20) est reliée à un conduit d'arrivée d'eau dont l'écoulement est commandé par une électrovanne (27). La cuve (20) est équipée d'un robinet de prise d'échantillons (25) et est reliée à une cuve de stockage (36) par un conduit sur lequel est disposée une pompe centrifuge de transfert (28). La cuve (20) est munie d'un conduit relié au réseau d'égout sur lequel est disposée une vanne manuelle de vidange (29). Un micro-ordinateur (30) définit les valeurs de consignes à appliquer aux pompes doseuses (1 1a,11 b,11 c,21 a,21 b,21 c) et aux électrovannes (13a,13b,13c) en fonction de la couleur souhaitée pour la solution finale. Préalablement au lancement d'une fabrication d'une solution colorante de couleur prédéterminée, des solutions de base (31) sont élaborées dans les cuves de base. Des colorants représentant les trois couleurs primaires sont introduits par les trappes de visite (6a,6b,6c) et sont dilués suivant des proportions standards, par exemple 0,05% pour le colorant rouge, 0,01% pour le colorant bleu et 0,005% pour le colorant jaune. Lorsqu'un ordre de fabrication d'une solution de colorant de caractéristiques définies est lancé, le micro-ordinateur (30) transmet à chacune des pompes doseuses (1 1a,1 1b,1 1 c) un signal indiquant le nombre de coups de pompe à effectuer pour transférer un volume d'une ou plusieurs solution(s) de base (31a,31 b,31 c). Le micro-ordinateur transmet ensuite un signal à chacune des électrovannes (13a,13b,13c) indiquant le volume d'eau nécessaire à la dilution de chaque solution de base afin de former chaque solution secondaire (32a,32b,32c). Les agitateurs (16a,16b,16c), dont chacune des cuves secondaires est équipée, assurent l'homogénéisation de chacune des solutions secondaires. II est ensuite prélevé un échantillon de chacune des solutions secondaires par les robinets de prise d'échantillon (12a,12b,12c) pour en faire une analyse colorimétrique. Ces analyses sont effectuées par un spectrocolori mètre non représenté sur la figure. En cas de divergence entre la couleur mesurée et la couleur souhaitée, une action correctrice est effectuée, sous le contrôle du micro-ordinateur (30), par un opérateur pour corriger la dilution de chaque solution secondaire. Celui-ci émet une action correctrice de deux types. Soit il agit sur une ou plusieurs électrovanne(s) (13a,13b,13c), commandant l'arrivée d'eau, afin selon d'augmenter la dilution ; soit il agit sur une ou plusieurs pompes doseuse(s) (11 a,1 1 b,1 1 c), afin d'augmenter la concentration en solution de base. Les solutions secondaires (32a,32b,32c) sont ensuite transférées vers la cuve de mélange (20). Ce transfert est effectué par les pompes doseuses (21a,21 b,21 c) dont les valeurs de consigne sont fixées par le micro-ordinateur (30). Chacune des pompes doseuses transfert un volume de chacune des solutions secondaires nécessaire l'obtention d'une solution finale (35) de couleur souhaitée. Un agitateur (22), dont la cuve de mélange est équipée, assure l'homogéneisation de la solution finale. De plus pour une bonne homogénéité de la solution finale, la température de la cuve est maintenue constante par une résistance de chauffe (24) dont la valeur de consigne est corrigée par les mesures de température effectuées par la sonde (23). échantillon de la solution finale (35) est prélevé au niveau du robinet (25) de la cuve (20). Cet échantillon subit une analyse colorimétrique effectuée par un spectrocolorimètre non representé sur la figure. En cas de divergence entre la couleur mesurée et la couleur souhaitée de la solution finale, une action correctrice est effectuée, sous le contrôle du micro-ordinateur (30), par l'opérateur. Cette action a pour objet de corriger manuellement les proportions des solutions secondaires entrant dans la composition de la solution finale. L'opérateur agit sur une ou plusieurs pompes doseuses (21a,21 b,21 c) pour modifier les proportions de la solution finale pour la couleur obtenue se rapproche de la couleur souhaitée. La solution finale (35) est ensuite transférée vers une cuve de stockage (36) avant subir des opérations de conditionnement de type embouteillage. Après la fabrication de la solution colorante de couleur prédéterminée, les cuves secondaires (10a,10b,1 Oc) et la cuve de mélange (20) sont vidangées. Les électrovannes (13a,13b,13c), (29) sont alors ouvertes pour permettre l'introduction d'eau de rinçage dans les cuves secondaires (10a,10b,10c) et la cuve de mélange (20). Les pompes doseuses (21a,21b,21c) des cuves secondaires et la pompe doseuse (28) de la cuve de mélange sont mises action pour vidanger les cuves de l'eau de rinçage. L'eau de rinçage entraîne les traces résiduelles de colorant présentes dans les cuves secondaires (10a,10b,1 Oc), la cuve de mélange (20) et dans les pompes doseuses (21a,21 b,21 c) et la pompe de transfert (28). Le dispositif fabrication d'une solution colorante de couleur prédéterminée est alors prêt pour un nouveau cycle de fabrication. L'invention fournit ainsi un procédé et un dispositif industriel de fabrication de solution colorant de teinte prédéterminée avec une grande qualité. Ce procédé et un dispositif présentent, par ailleurs, des nombreux paramètres en termes de productique, d'automatisme ou de gestion de qualité qui en font un procédé et dispositif particulièrement didactiques. Ce procédé et ce dispositif trouvent donc une application particulièrement intéressante dans une installation pédagogique de gestion de production qui peut être installer dans des établissements d'enseignement. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication d'une solution colorante de couleur prédéterminee à partir d'au moins deux solutions de base (31a,31 b,31 c) de colorant concentrées comprenant les étapes consistant à - préparer des solutions secondaires (31 a,32b,32c) par dilution contrôlée solutions de base ; procéder à un contrôle de la couleur de chacune des solutions secondaires ; - apporter si nécessaire une correction à la dilution de solution secondaire ; - combiner les solutions secondaires dans des proportions contrôlées pour obtenir une solution finale (35) de couleur déterminée ; - procéder à un contrôle de la couleur de la solution finale ; - apporter si nécessaire une correction des proportions de chacune des solutions secondaires (32a,32b,32c) entrant dans solution finale (35). 2. Procédé de fabrication d'une solution colorante selon la revendication 1 caractérisé en ce que les solutions de colorant de base sont au nombre trois correspondant aux trois couleurs primaires. Dispositif de fabrication d'une solution colorante couleur prédéterminée pour la mise en oeuvre d'un procédé selon l'une des revendications 1 ou 2 comprenant - au moins deux cuves de base (1 a,1 b,1 c) destinées à recevoir chacune des solutions de base (31a,31 b,31 c) ; - au moins deux cuves secondaires (10a,10b,1 Oc) destinées chacune à recevoir une quantité déterminée d'une solution de base (31a,31 b,31 c) transférée depuis leurs cuves de base respectives a,1 b,1 c) par des pompes doseuses (11 a,1 1 b,1 1 c); - chacune des cuves secondaires (16a,16b,16c) étant munie d'une arrivée de fluide commandée par une électrovanne (1 13b,13c) pour effectuer la dilution de la solution de base pour former une solution secondaire (32a,32b,32c) et d'un robinet de prise d'échantillon (12a,12b,12c) permettant de contrôler la couleur de chacune des solutions secondaires ; - une cuve de mélange (20) dans laquelle les solutions secondaires sont transférées, grâce à des pompes doseuses (21 a,21 b,21 c), pour former une solution finale (35), la cuve de mélange étant munie d'un robinet de prise d'échantillon (25) permettant de contrôler la couleur de la solution finale - une unité de calcul qui détermine, en fonction de la couleur obtenir, le volume de fluide nécessaire à la dilution de chaque couleur de base (31 a,31 b,31 c) pour préparer chaque couleur secondaire (32a,32b,32c) et la valeur de consigne à assigner aux pompes doseuses (11 a,1 1 b,1 1 c,21 a, 21 b, 21 c) pour effectuer les transferts de solution entre les cuves. 4. Dispositif de fabrication d'une solution colorante de couleur prédéterminée selon la revendication 3, caractérisé en ce que les cuves de base (1 a,1 b,1 c), les cuves secondaires (10a,10b,1 Oc) et de cuve de mélange (20) sont équipées d'agitateurs (3a,3b,3c,16a,16b,16c,22). 5. Dispositif de fabrication d'une solution colorante de couleur prédeterminée selon l'une des revendications 3 ou 4 caractérisé en ce que le fluide réalisant la dilution des solutions de base (31a,31 b,31 c) pour former les solutions secondaires (32a,32b,32c) est de l'eau. 6. Dispositif de fabrication d'une solution colorante de couleur prédéterminée selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que l'unité de calcul est un micro-ordinateur (30). 7. Dispositif de fabrication d'une solution colorante de couleur prédeterminée selon l'une des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que la solution finale (35) est transférée de la cuve de mélange (20) vers une cuve de stockage (3E) en attente d'opérations de conditionnement subséquentes. 8. Dispositif de fabrication d'une solution colorante de couleur prédéterminée selon l'une des revendications 3 à 7, caractérisé en ce que les contrôles colorimétriques des solutions secondaires (32a,32b,32c) et de la solution finale (35) sont réalisés par un spectrocolori mètre.