DE20106725U1

DE20106725U1 - Arrangement for measuring the moisture and moisture-related change in length of paper samples at temperatures relevant to printing technology

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Publication number: DE20106725U1
Application number: DE20106725U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-04-19
Filing date: 2001-04-19
Publication date: 2001-08-02
Anticipated expiration: 2011-04-20

Description

Anordnung zur Messung der feuchte-und nässebedingten Längenänderung von Papierproben bei drucktechnisch relevanten TemperaturenArrangement for measuring the moisture- and moisture-related length change of paper samples at temperatures relevant for printing technology

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Messung der feuchte- und nässebedingten Längenänderung von Papierproben bei drucktechnisch relevanten Temperaturen. Bekannt sind Anordnungen zur Messung der feuchte- und nässebedingten Längenänderung von Papier.The invention relates to an arrangement for measuring the change in length of paper samples due to moisture and humidity at temperatures relevant to printing technology. Arrangements for measuring the change in length of paper due to moisture and humidity are known.

Bei einer ersten Version wird ein Papierstreifen senkrecht in eine Vorrichtung eingespannt, wobei das untere Ende des Streifens fest angeordnet und das obere Ende unter definierter Vorspannung beweglich mit einer Vorrichtung zur Wegmessung verbunden ist. Wird das Papier mit wechselnder Luftfeuchtigkeit oder direkt mit Wasser bzw. einer wäßrigen Flüssigkeit beaufschlagt, ändert sich die Länge des Papierstreifens. Eine zweite Version gemäß DE 298 13 267 U sieht die waagerechte Einspannung des Papierstreifens in einer festen und einer beweglichen Klemme vor, die Bestandteile eines senkrecht beweglichen Gestells sind. Unter dem Papierstreifen befindet sich ein oben offenes Gefäß mit Wasser. Aufgrund der Oberflächenspannung liegt der Wasserspiegel höher als der Gefäßrand. Durch Absenken des Gestells wird der Papierstreifen benetzt. Die sich einstellende Längenänderung wird von einem Wegsensor erfaßt. Sie ist ein Maß für die Dimensionsstabilität des Papiers. Die Messungen haben gezeigt, daß die Dimensionsstabilität auch von der Temperatur abhängig ist. Diese Abhängigkeit ist nichtlinear. Beim Bedrucken von Papier, insbesondere im Offset- und im Laserdruck, entstehen beim Aushärten und Fixieren der Druckfarbe auf dem Papier hohe Temperaturen, die in Abhängigkeit von der Ausgangsfeuchte zu einer Dimensionsänderung des Papiers führen. Solche Änderungen lassen sich mit den genannten Anordnungen nicht messen. Sie gestatten nur eine Aussage über den Feuchtigkeitseinfluß auf die Dimensionsstabilität in einem unteren Temperaturbereich um 20° C . Ziel der Erfindung ist es, eine verläßliche Aussage über die Dimensionsstabilität von feuchtem Papier bei Temperaturen zu gewinnen, die beim Bedrucken des Papiers auftreten.In a first version, a paper strip is clamped vertically in a device, with the lower end of the strip fixed and the upper end movably connected to a device for measuring distance under a defined pre-tension. If the paper is exposed to changing humidity or directly to water or an aqueous liquid, the length of the paper strip changes. A second version according to DE 298 13 267 U provides for the horizontal clamping of the paper strip in a fixed and a movable clamp, which are components of a vertically movable frame. Underneath the paper strip there is a container of water that is open at the top. Due to the surface tension, the water level is higher than the edge of the container. The paper strip is wetted by lowering the frame. The resulting change in length is recorded by a displacement sensor. It is a measure of the dimensional stability of the paper. The measurements have shown that the dimensional stability also depends on the temperature. This dependence is non-linear. When printing on paper, particularly in offset and laser printing, high temperatures are generated when the printing ink hardens and fixes on the paper, which, depending on the initial moisture content, leads to a change in the dimensions of the paper. Such changes cannot be measured using the arrangements mentioned. They only allow a statement to be made about the influence of moisture on the dimensional stability in a lower temperature range around 20° C. The aim of the invention is to obtain a reliable statement about the dimensional stability of moist paper at temperatures that occur when the paper is printed.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zu schaffen, die die Längenänderung von feuchten Papierproben bei während des Drückens üblichen Temperaturen mißt.The object of the invention was to create an arrangement which measures the change in length of moist paper samples at temperatures normally encountered during printing.

Die Lösung dieser Aufgabe geht von einer eine feste und eine bewegliche Klemme aufweisenden, die Papierprobe aufnehmenden Spannvorrichtung und einem mit der beweglichen Klemme gekoppelten Wegsensor aus. Erfindungsgemäß ist eine der einen Seite der Pap-The solution to this problem is based on a clamping device having a fixed and a movable clamp, which holds the paper sample and a displacement sensor coupled to the movable clamp. According to the invention, one side of the paper

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probe während der Messung nahegelegene Heizeinrichtung vorgesehen. Zweckmäßige Merkmale zur Ausgestaltung dieser Lösung sind in den Unteransprüchen angegeben.A heating device close to the sample is provided during the measurement. Appropriate features for implementing this solution are specified in the subclaims.

Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden.Die zugehörige Zeichnung zeigt die Meßanordnung in schematischer Darstellung. Eine senkrecht geführte Spannvorrichtung 1 besitzt gegenüberliegend eine ortsfeste Klemme 3 und eine bewegliche Klemme 4, in die eine Papierprobe 2 eingespannt ist. Ein über einen Waagebalken mit der beweglichen Klemme 4 gekoppeltes Gewicht 9 sorgt für die notwendige Vorspannung der Papierprobe 2. Mit dem Waagebalken ist ein Wegsensor 5 verbunden, der als inkrementaler Weggeber ausgeführt ist. Kinematisch mit der Spannvorrichtung 1 ist eine kleine Klimakammer 8 gekoppelt. Sie berührt nahezu die obere Seite der streifenförmigen Papierprobe 2. Unterhalb der Klimakammer 8 ist ortsfest eine Heizeinrichtung 6, z.B. eine Heizplatte, mit einem abklappbaren Wärmeschutzschild 7 angeordnet. Der Wegsensor 5 ist an eine Meßschaltung zur Verarbeitung der Meßdaten und Bewertung der Dimensionsstabilität angeschlossen. Diese schließt einen Rechner ein, der über Stellglieder auch die Funktionsparameter der Klimakammer 8 und der Heizeinrichtung 6 steuert.The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment. The accompanying drawing shows the measuring arrangement in a schematic representation. A vertically guided clamping device 1 has a stationary clamp 3 and a movable clamp 4 opposite it, in which a paper sample 2 is clamped. A weight 9 coupled to the movable clamp 4 via a balance beam ensures the necessary pre-tension of the paper sample 2. A displacement sensor 5, which is designed as an incremental displacement sensor, is connected to the balance beam. A small climate chamber 8 is kinematically coupled to the clamping device 1. It almost touches the upper side of the strip-shaped paper sample 2. A heating device 6, e.g. a heating plate, with a foldable heat protection shield 7 is arranged in a stationary manner below the climate chamber 8. The displacement sensor 5 is connected to a measuring circuit for processing the measurement data and evaluating the dimensional stability. This includes a computer which also controls the functional parameters of the climate chamber 8 and the heating device 6 via actuators.

Die beschriebene Meßanordnung besitzt folgende Funktionsweise: Die Klimakammer 8 gewährleistet vor Meßbeginn eine definierte Ausgangsfeuchte der Papierprobe 2. Der Wärmeschutzschild 7 verhindert eine Wärmestrahlung auf die noch entfernte untere Seite der Papierprobe 2. Er wird kurz vor der Messung abgeklappt, so daß die Wärme voll auf die abgesenkte Papierprobe 2 einwirken kann. Die einsetzende Längenänderung der Papierprobe 2 bei der hohen Temperatur wird von dem Wegsensor 5 erfaßt und in der angeschlossenen Meßschaltung in eine für die Dimensionsstabilität charakteristische Größe umgewandelt.The measuring arrangement described has the following function: The climate chamber 8 ensures a defined initial moisture content of the paper sample 2 before the start of the measurement. The heat protection shield 7 prevents heat radiation onto the lower side of the paper sample 2, which is still far away. It is folded down shortly before the measurement so that the heat can fully act on the lowered paper sample 2. The change in length of the paper sample 2 that begins at the high temperature is detected by the displacement sensor 5 and converted in the connected measuring circuit into a quantity that is characteristic of the dimensional stability.

Die Meßanordnung erlaubt es im Zusammenspiel mit der nachgeordneten Meßschaltung, objektive und zuverlässige Aussagen über die wahrscheinliche Dimensionsstabilität während des Drückens zu gewinnen. Die so konzipierte Meßkette gestattet es, variable Temperatur- und Feuchteprofile innerhalb eines bestimmten Zeitraumes zu realisieren, wodurch außerdem eine differenzierte Aussage über das Zeitverhalten der Dimensionsstabilität möglich ist.The measuring arrangement, in conjunction with the downstream measuring circuit, allows objective and reliable statements to be made about the probable dimensional stability during pressing. The measuring chain designed in this way allows variable temperature and humidity profiles to be realized within a certain period of time, which also enables a differentiated statement about the temporal behavior of the dimensional stability.

Claims

1. Arrangement for measuring the change in length of paper samples due to moisture and wetness at temperatures relevant to printing technology, with a clamping device having a fixed and a movable clamp, which holds the paper sample and a displacement sensor coupled to the movable clamp, characterized in that a heating device ( 6 ) is provided which is close to one side of the paper sample ( 2 ) during the measurement.

2. Arrangement for measuring according to claim 1, characterized in that a climatic chamber ( 8 ) almost touches the other side of the paper sample ( 2 ) before the start of the measurement.

3. Arrangement for measuring according to claim 1 and 2, characterized in that the displacement sensor ( 5 ) is an incremental displacement sensor.

4. Arrangement for measuring according to claims 1 to 3, characterized in that the clamping device ( 1 ; 3 ; 4 ) and the climatic chamber ( 8 ) are horizontally movable and the heating device ( 6 ) is arranged in a stationary manner.

5. Arrangement for measuring according to claims 1 to 4, characterized in that the heating device ( 6 ) is provided with a foldable heat protection shield ( 7 ).