DE1918064A1

DE1918064A1 - Folie oder Bahn mit Markierungspunkten

Info

Publication number: DE1918064A1
Application number: DE19691918064
Authority: DE
Inventors: Leo-Paul Gelinas; Mere Quebec Grand; C Knight Richard L; Rene Larive
Original assignee: Consolidated Paper Bahamas Ltd
Current assignee: Consolidated Paper Bahamas Ltd
Priority date: 1968-04-09
Filing date: 1969-04-09
Publication date: 1969-10-23
Also published as: GB1222057A; US3549858A

Description

Folie oder Bahn alt Markierungspunkten (Priorität: 9. 4.1968 -- USA - Nr. 719 954)

Die Erfindung besieht sich auf in Form von Folien oder Bahnen vorliegende Materialien, die Markierungspunkte aufweisen.

Bei der Herstellung und Verwendung von folien- oder

bahnförmigen Materialien, wie Papier- oder Kunststoff-Folien, ist es wünschenswert, das Material mit Bezugsmarken zu versehen, um verschiedene Verfahrensechritte vornehmen zu können. Diese Verfahrensechritte können eine Verwendung der Bezügsmarken zum Abmessen der Lange der Folie oder Bahn, zur Bestimmung ihrer Laufgeschwindigkeit wahrend der Verwendung, sun genauen Registrieren aufeinanderfolgender Folien oder zum Prägen oder Bedrucken einer endlosen Bahn sowie auch zur Identifizierung der Folie oder Bahn umfassen.

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Bezugsmarken oder Markierungspunkte wurden bereits ▼erwendet. Alle bisher verwendeten Markierungen weisen jedoch Nachteile auf. Aufgedruckte Markierungspunkte sind wegen der mechanischen Art und Weise ihres Auftragens schwierig aufzu» bringen, wenn sich die Folie oder Bahn mit hoher Geschwindig" keit bewegt, und sie sind ausserdem nicht sehr scharf begrenzt. Ferner können aufgedruckte Markierungen verzerrt werden und zu einer ungenauen Messung des Abstands zwischen einer Markierung und der nächsten Markierung führen. Auf Papier aufgetragene Wasserzeichen haben eine zu verschwommene Begrenzung und sind zu gross, um genaue Messungen zu gestatten. Als Markierungen punkte dienendes radioaktives Tracermaterial oder magnetisches Material wird üblicherweise durch eine mechanische Methode auf die Folie oder Bahn aufgetragen, was bei einem mit hoher Geschwindigkeit arbeitenden Verfahren ebenfalls nicht zu befriedigendei)£rgebni ssen führt. Zahlreiche aufgetragene Markierern» gen sind sichtbar und können nicht verwendet werden, wenn die Folie oder die Bahn unmarkiert erscheinende Oberflächen auf» weisen muss. Einer der wichtigsten Nachteile, der insbesondere deshalb auftritt, weil die meisten der bekannten Markierungspunkte mit mechanischen Mitteln aufgetragen werden, ist die Zeit, die zwischen dem Signal zum Auftragen der Markierung und dem tatsächlichen Auftragen des Markierungspunktes auf eine mit hoher Geschwindigkeit fortbewegte Bahn verfliesst. Selbst wenn lediglich eine tausendstel Sekunde für das Auftragen der Markierung erforderlich ist, hat sich in dieser zum

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Auftragen dar Markierung verflossenen Zeit eine mit einer Geschwindigkeit von 762 m/min, laufende Bahn bereits um 1,3 can fortbewegt.

Ziel der Erfindung ist es daher, Markierungspunkt· oder Bezugsmarken in Form von Perforationen in einem folien- oder bahnförmigen Material vorzusehen.

Gegenstand der Erfindung ist eine,Folie oder Bahn, die als Markierungspunkte sich durch- die gesamte Dicke der Folie oder Bahn erstreckende Lochungen aufweist, die durch eine lichtempfindliche Detektorvorrichtung wahrnehmbar, jedoch für das menschliche Auge nicht sichtbar sind.

Die erfindungsgemäss vorgesehenen Lochungen oder Perforationen können in einem gewissen Abstand voneinander in der Folie oder Bahn angeordnet sein und sind vorzugsweise im wesentlichen kreisförmig. Ihr Durchmesser liegt vorzugsweise im Bereich von 0,005 bis 0,05 cm (0,002 inch bis 0,02 inch).

Gegenstand der Erfindung ist weiterhin ein Verfahren zum Markieren einer fortbewegten Folie oder Bahn, das dadurch gekennzeichnet ist, dass man in der Folie oder Bahn als Markierungspunkte Lochungen anbringt, die durch eine lichtempfindliche Detektorvorrichtung wahrnehmbar, jedoch für das menschliche Auge nicht sichtbar sind.

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Vorzugsweise wird das erfindungsgemfisse Verfahren bei Folien oder Bahnen angewendet, die sich mit sehr hoher Geschwindigkeit fortbewegen. Dabei erzeugt man in einem gewissen Abstand voneinander im wesentlichen kreisförmige Lochungen, deren Durchmesser vorzugsweise im Bereich von 0,005 bis 0,05 cm (0,002 inch bis 0,02 inch) liegt. Die Lochungen werden vorzugsweise dadurch erzeugt, dass man ein Loch durch die Folie oder Bahn brennt.

Die in der Folie oder Bahn ausgebildeten Lochungen mlissen so klein sein, dass sie normalerweise für das unbewaffnete Auge nicht sichtbar sind, um das Aussehen der Oberfliche der Folie oder Bahn nicht zu beeinträchtigen; sie mlissen jedoch so gross sein, dass sie die Wahrnehmung mit Hilfe einer Detektorvorrichtung, wie einer Lichtquelle und einem Fotodetektor, gestatten. Die Grosse der Lochungen hängt in gewissem Mass von der Beschaffenheit, der Art und der Dicke der zu lochenden Bahn ab. So besitzt beispielsweise Zeitungsdruckpaptor mehr Schmutzpartikel als weisses, hochwertiges Feinpapier und man kann daher bei der gleichen Papierdicke in Zeitungsdruckpapier grössere Lochungen anbringen als in dem Feinpapier, weil diese Perforationen unter den Partikeln des Zeitungedruckpapiers nicht so stark sichtbar sind wie auf der sauberen Oberfläche .des Feinpapiers. Je grosser die Lochungen sind, desto leichcer werden sie mit Hilfe der Detektorvorrichtung wahrgenom= men.

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Die Erfindung ist besonders gut für die Papierindustrie geeignet. So gestattet es die Erfindung, zahlreiche Papierprodukte, insbesondere Papiere, die in ihrem Aussehen ünmarkiert erscheinen sollen, mit Markierungspunkten oder Be« zugsmarkan zu versehen. Bei der Herstellung einer Papierbahn können die Markierungen beispielsweise dazu verwendet werden, die Laufgeschwindigkeit der Bahn, die Länge einer Bahn und die Grosse der Dimensionsänderungen der Bahn während ihrer Herstellung zu bestimmen. Die Perforationen können erzeugt werden, wahrend die Bahn tait Geschwindigkeiten bis zu 6.OCX) m/min, fortbewegt wird und einen Feuchtigkeitsgehalt bis zu 60 Gew.-% Wasser aufweist.

Die Erfindung wird nachstehend im einzelnen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Dabei ist:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Folie oder Bahn, welche die erfindungsgemässen Markierungspunkte aufweist;

Fig. 2 zeigt den Querschnitt der in Fig. 1 dargestellten Bahn entlang der Linie 2-2;

Fig. 3 stellt eine Vorrichtung zum Anbringen der Markierungspunkte auf einer fortbewegten Folie oder Bahn dar;

Fig. 4 zeigt eine Vorrichtung zum Nachweis der Markierungspunkte in einer fortbewegten Folie oder Bahn; und

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Fig. 5 zeigt eine Vorrichtung, mit der eine Reihe von Markierungspunkten auf eine fortbewegte Folie odeyßahn aufgetragen werden kann.

Fig. 1 veranschaulicht ein in Folien- oder Bahnform vorliegendes Material 1, das Markierungspunkte oder Bezugsmarken 3 aufweist. Die Grosse der Markierungspunkte ist in den Zeichnungen übertrieben dargestellt. Die Folie oder Bahn ist ein Cellulosematerial, vorzugsweise,Papier, wenn auch andere folien- oder bahnförmige Materialien, wie dünne Kunststoffolien, ebenso mit den erfindungsgemässen Lochungen versehen werden können. Wie in Fig. 2 dargestellt sind die Markierungspunkte 3 im wesentlichen zylindrische Löcher, die sich quer durch die Bahn 1 erstrecken· Diese Löcher haben vorzugsweise einen Durohmesser, der mindestens gleich der Dicke des in Form einer Bahn oder Folie vorliegenden Materials ist. Der Durchmesser der Löcher kann vorzugsweise zwischen 0,005 ca und 0,05 cm betragen (0,002 inch bis 0,02 inch). Wenn der Durch= messer der Löcher kleiner als 0,005 cm ist, sind sie ausserordentlich schwierig festzustellen und daher als Markierungspunkte nicht brauchbar. Wenn die Löcher grosser als 0,05 cm sind, können sie normalerweise mit dem unbewaffneten Auge gesehen werden und daher das Aussehen der Bahn beeinträchtigen. Wie in Fig. 1 gezeigt, können die Markierungepunkte längs einer Linie 5 angeordnet werden, die parallel zur Bewegungsrichtung der Bahn verläuft, wie sie durch den Pfeil in Fig.l

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gezeigt wird, und können untereinander den gleichen Abstand besitzen.

Fig. 3 veranschaulicht ein Verfahren zur Herstellung der Perforationen in der fortbewegten Bahn. Bei diesen Verfahren, das sich besonders zur Anwendung auf eine Papierbahn eignet, werden die Perforationen mittels eines Funkens durch die Bahn gebrannt. Zwei Elektroden 7,9 sind in einer gewissen Entfernung voneinander so angeordnet, dass sie einen Spalt 11 bilden, durch den sich - wie gezeigt ~ die Bahn bewegt. Vorzugsweise beträgt die Breite des Spalts zwischen den Elektrodenspitzen 13,15 etwa 3,2 mm (0,125 inch). Die Spitzen der Elektroden weisen einen Radius von etwa 0,038 mm (0,0015 inch) auf. Die eine Elektrode ist geerdet. Die andere ist mit einer bekannten kapazitiven Entladungsvorrichtung 17 verse» hen, dl· der Zündanlage für Automobile entspricht. Eine Batterie oder Gleichstromquelle von etwa 400 Volt wird verwendet, um den Kondensator aufzuladen. Bei der Entladung des Kondensat tors springt ein Funken zwischen den Spitzen der Elektroden über und brennt ein Loch in eine zwischen den Elektrodenspitzen befindliche Papierbahn. Die zwischen dem Signal und der Herstellung der Perforation verfliessende Zeit beträgt hierbei etwa 20 Mikrosekunden. Wegen des regellosen Wege, auf dem

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der Funke beim Überspringen zwischen den Elektroden verläuft, ist die in der Bahn ausgebildete Lochung nicht immer zentrisch in Bezug auf die Längsmittellinie der Elektroden angeordnet.

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Um die Abweichungen des Funkenwegs möglichst gering zu halten, kann die Bahn nahe der Spitze einer der Elektroden angeordnet werden. Die Grosse der durch den Funken erzeugton Perforation kann durch die aufgenommene Energie und die Anordnung dee/funkenbildenden Stromkreises bestimmt werden. Der Radius der Elektrodenspitzen sollte vorzugsweise so klein wie möglich gehalten werden, um ein Wandern Ties Funkens zu verhindern und um die Lage der Perforation genauer einzustellen. Wenn eine sehr genaue Lage des Loches weniger wichtig ist, körnten die Elektrodenspitzen vergrössert werden, um die Lebensdauer der Elektroden zu erhöhen. Andere bekannte Mittel zum Erzeugen von Funken, die keinen Kondensator oder keine Gleichstromquelle erfordern, können ebenfalls verwendet werden.

Die Perforationen sind leicht festzustellen, wenn man die Bahn an einer Lichtquelle vorbei laufen Iftsert. Wie in Fig. 4 gezeigt, umfasst die Lichtquelle 18 Mittel zum Aussenden von Licht, wie eine Glühlampe 19, die auf einer Seite der Bahn und angrenzend an diese angeordnet ist. Ein Deckel 21 mit einem Spalt 23 befindet sich zwischen der Glühlampe und der Bahn. Auf der gegenüberliegenden Seite der Bahn ist ein Foto» detektor 25 angebracht, der eine Linse 27 und eine Fotoverstärkerröhre 29 aufweist. Wenn eine Perforation an dem Spalt 23 vorbeiläuft, wird ein Bild der beleuchteten Perforation durch die Linse-27 vergrössert und durch die Fotoverstärkerröhre 29 aufgefangen. Vorzugsweise beträgt die Breite des Spalts 23

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etwa 0,15 mn (0,006 inch) und vorzugsweise ist die Fotoverstärkerröhre 29 so empfindlich, dass sie die den Spalt paa» eierende Perforation bereits nach den ersten 0,025 mm (0,001 inch) der Bewegung feststellt» Das von der Fotoverstärkerröhre kommende Signal kann verstärkt und, in Abhängigkeit von dem Verwendungszweck der Perforationen, in einen Zähler sum Abzahlen der Perforationen eingegeben werden, wenn die Länge einer Bahn gemessen werden soll, es kann zum Bestimmen der Zeitabstände bei der Messung der Bewegungsgeächwindigkeit der Bahn oder auf andere leicht ersichtliche Weise angewendet werden.

Die durch den Funken erzeugten Lochungen müssen nicht immer senkrecht zur Oberfläche der Folie oder Bahn angeordnet sein, da der Funke dem Weg des geringsten Widerstands durch das Material folgt. Daher kann die Perforation unter einem Winkel zur Ebene der Folie oder Bahn ausgebildet sein. Die Wahrnehmung der unter einem Winkel angeordenten Perfora» tion mit Hilfe einer Lichtquelle ist schwieriger, da die Detektölvorrichtung so angeordnet ist, dass sie längs einer zu der Ebene der Folie senkrechten Linie wirksam ist. Wenn der Durchmesser der Perforation geringer als die Dicke der Folie oder Bahn ist, und wenn die Perforation unter einem Winkel angeordnet ist, besteht die Möglichkeit, dass die Perforation nicht wahrgenommen wird. Es wird daher bevoraugt, die Perforationen so auszubilden, dass ihr Durchmesser zumindest gleich

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der Dicke der Folie oder Bahn ist. Der Durchmesser kann grosser als die Dicke der Bahn oder Folie sein, vorausgesetzt, dass er nicht eine solche Grosse besitzt, dass er das Aussehen der Salm oder der Folie beeinträchtigt«.

Die Art der Anordnung dar Perforationen msi das Verfahren zu ihrer Ausbildung in der Bahn k@am °w©a Verwendungszweck abhängen» Wenn beispielsweise ©ie M@ Länge einer Bahn gewünscht wird, befinden sieh ύϊ© F®s tion@n in gleichen Abstandest ib@r di@ LÄstge der B@tei © net, wi© in Fig. 1 gezeigt ist« Eur AugbiXgfeme? amz Lödk©s· k eine Anordnung,, wie sie in Fig* S gesaigt ist* •wQtwm^^mt Die Elektroden 7,9 sind in ©lsi©® Abstand L r&m a@s Mitt® Spalts 23 der Lichtquelle 18 angeordnet.

Nachdem eine erste Perforation durch mm lasen des Funkenerzeugers 17 hergestellt wurde, kösmass al® darauffolgenden Perforationen automatisch erzeugt Durchgang der ersten Perforation durch den D@t@kt©r eine Leitung 30 die Funkener zeuger vor richtung 17 mi eine ^«eitere Perforation gebildet wird. Per V©rgasig_e bsi a®m die Detektion jeder vorher gebildeten Perf©ratl©B wird, ua die als n&chste darauffolgende P®rfora len, wiederholt, sich. Jede Detektion einer Perforation durch einen Zähler Slgezält, Der Abstand L zwisofort. tektor und der Elektrodenspits© ist bekannt_β Diaser Abstand L₀

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multipliziert mit der durch den Zahler festgestellten Zahl, ergibt die"Lange der Bahn.

Neben den Einbrennen der Perforation mit Hilfe eines Funkens können andere Mittel zur Ausbildung der Perforation angewendet werden. Sb können die Perforationen beispielsweise durch einen Laserstrahl erzeugt werden. Der Laser hat gegenüber der Anwendung eines Funkens den Vorteil, dass eine genauere Ausbildung der Perforation erzielt wird, da er ein senkrecht angeordnetes Loch durch das Gewebe brennt, während der Funke, der dem Weg des geringsten Widerstandes folgt„ eine dezentrierte Perforation ausbilden kann. Die durch den Laser erzeugte Perforation hat jedoch stärker gezackte Kanten als eine durch Funken gebildetβ Perforation und ist daher nicht so scharf begrenzt.

Die Perforationen können paarweise angeordnet sein, wobei die Perforationen eines jeden Paares unter einem gewissen, bekannten Abstand entweder in Längsrichtung oder in Querrichtung der Bahn voneinander entfernt liegen. Die paarweise angeordneten Perforationen können vor, während oder nach dem Trocknen einer Papierbahn angebracht werden. Der Abstand eines jeden Paares kann während des oder nach dem Trockenverfahren gemessen werden. Der Unterschied des Abstandes eines Lochpaares bei 'seiner Bildung und bei der Messung gestattet eine Aussage über die Dimensionsveranderung der Bahn. Auf diese Weise

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können Dimensionsauderungen d&au verwendet werden, den Trokkenvorgang einer Bahn zu überwachen, um ein gleichmäesiges Trocknen über die Breite der Bahn su gewährleisten. Wenn die Perforationen nach dem Trocknen erzeugt werden«, können sie SUF Bestimmung von DimensionsSndorungen in einer Rolle des bahnföraigen Materials verwendet werden, die aufgrund von Feuchtigkeitsanderungen oder mechanischem Absetzen der aufgerollten Bahn vor oder wahrend der Verwendung dieser aufgerollten Bahn eintreten.

Die Perforationen können ausserdeta dazu verwendet werden, DimensionsSnderungesi in einer vorbedruckten Bahn oder Folie zwischen dem Bedrucken und einer nachfolgenden Stufe des Bedrückens zu bestimmen, um die Bahn oder Folie für das darauffolgende Bedrucken genau einzustellen.

Bei Verwendung einer einzigen LSngsreihe von Perforationen und eineβ einzigen Detektors ist es möglich, dass eine Perforation aus gewissen Gründen nicht wahrgenommen wird oder dass der Detektor durch Ansprechen auf ein im Material vorhandenes Loch (pin hole) oder Blase (blow hole) «in falsches Signal gibt. Um derartige Fehler su vermeiden, können mehrere, beispielsweise fünf Ldchungen in einer. Reihe senk·· recht zur Laufrichtung der Bahn on jeder Stelle angebracht sein, an der Markierungspuxikte erwünscht sind. In der Detektorvorrichtuijg ist für jedes Loch ein Detektor vorgesehen.

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Eine mit den Detektoren verbundene Logiksohaltung ergibt ein Signal, wenn beispielsweise drei dar fünf Detektoren ein Signal bei dar Wahrnehmung einer Perforation gegeben haben. Eine derartige Anordnung gestattet die exakte Detektion der an jeder Stelle angeordneten Markierungapunkte«

Eine quadratics«® Anordnung von viex Löchern unter Verwendung von vier Detektoren kann vorgesehen sein, um sowohl Langen- ale auch Breitenlinderungen der Bahn festzustellen. Di« Bahn kann ndt vorschlüssalten Informationen versehen werden, wenn die - Perforationen in einer speziellen Anordnung vorgesehen sind, w&bei diese Informationen für das unbewaffnete Auge unsichtbar, jedoch alt Hilfe einer lichtempfindlichen Detektorvorrichtung leicht abgelesen werden kann. Verschiedene andere Anwendungsswecke der Erfindung sind für den Fachmann leicht ersichtlich.

Patentansprüche

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Claims

~ 14 - Patentanspruchs

1. Folie oder Bahn, dadurch gekennzeichnet , dass sie als Markierungspunkte sich durch die gesamte Dicke dor Folie oder BaIm erstreckende Lochungen aufweist, die durch eine lichtempfindliche Detektorvor richtung wahnielimbar^ j ©obeli für das menschliche Auge nicht erkennbar sind.

2· Foil® oder Bahn nach Anspruch 1, dadurch g © fc ® si κ « seishnet, dass die Loohimgon ia förmig stind und «inen Durchmesser aufi#«iaesa_# der Make der Foil· oder BsIm ist«

3· Folie ader Bahn nach Anspruch I @d@r I, kennzeichnet , dass die hodhvj^gmn ©in@n »er von 0,005 c» bit 0,QS cm beeitsen·

4· Verrohren sum liaxkieren einer fortbewegten Foil© Bahn« dadaroh gekenne·! ahnet , dass m@n Narkierungspunkte in der Folie oder Bahn Lochungen anbringt„ die durch ein« lichteMpfindliche Detektorvorrichtung bar, jedoch für das Benschliche Auge nicht erkennbar

5· Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gofcennBeio n a t , dass aan in wesentlichen kreisförmige Loehumg©^ Mit einen Durohmesser von 0,005 cm bis 0,05 am Tor@iaM„

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch g ® k a si si zeichnet, dass man die Lochungen durch die Folie Bahn brennt·

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7. Verfahren nach Anspruch 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass man sum Erzeugen der Lochungen die Bahn eine Funkenstrecke zwischen Elektroden durchlaufen lässt und mit Hilfe eines zwischen den Elektroden überspringenden Funkens eine Lochung einbrennt.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass man die zwischen den Elektroden verlaufende Bahn " einer Elektrode st&rker als der anderen nähert..

9. Verfahren nach Anspruch 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet , dass man die Lochungen mit Hilfe eines Laserstrahls erzeugt.

10. Verfahren nach Anspruch 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass man das durch Detektion der zuerst ge*> bildeten Lochung erzeugte Signal für die Bildung einer zweiten Lochung in einem vorbestimmten Abstand von der ersten j Lochung benutzt,

11. Verfahren-nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass man mit Hilfe des duroh Detektion der ersten Lochung erhaltenen Signals automatisch einen Funken zwischen den Elektroden auslöst.

12. Verfahren nach Anspruch 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass man an jeder au markierenden Stelle der Bahn mehrere in Richtung der Breite der Bahn voneinander entfernte Loehungen vorsieht. 909843/0301

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