DE2347623A1

DE2347623A1 - Verfahren und vorrichtung zur feststellung der trockenheit eines elementes, insbesondere einer papier- oder filmbahn, die einen mit einer fluessigkeit getraenkten ueberzug hat

Info

Publication number: DE2347623A1
Application number: DE19732347623
Authority: DE
Inventors: Shoichi Aoki; Kanagawa Ashigara; Mitsuo Eitaka; Shigeharu Ohchi; Naoki Sekiguchi
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1972-09-21
Filing date: 1973-09-21
Publication date: 1974-04-04
Also published as: JPS4967695A; GB1450721A

Description

Patentanwälte
Dipl.-Ing. A. Grünecker

Dr.-Ing. H. Kinkeldoy ^2Λ· September 1973

Dr.-Ing. W. Stockmair
8 München 22. Maximi)ianstr.43 ^r /UUb

Fuji Photo PiIm Co., Ltd.

No. 210, Nakamuna, Minami Ashig'ara-shi, KauagaxMa, Japan

Verfahren und Vorrichtung zur Feststellung der Trockenheit eines Elementes, insbesondere einer Papier- oder Pilmbahn, die einen mit einer Flüssigkeit getränkten Überzug hat·

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Feststellung der Trockenheit eines Elementes. Sie findet besondere Anwendung für die Feststellung der Beendigung der Trocknung einer Oberfläche im Rahmen eines Verfahrens zum Aufbringen eines ein Lösungsmittel oder Wasser enthaltenden Überzuges auf einem Element, das beispielsweise eine Bahn sein kann, oder zum Imprägnieren eines Elementes, wie etwa einer Bahn, mit Wasser oder einem anderen Lösungsmittel in der Papier- oder Filmproduktion.

Bei der Papier- oder Filmherstellung wird die Oberfläche des Papiers oder Films mit einem Lösungsmittel oder Wasser oder

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einer sonstigen Flüssigkeit getränkt oder es wird auf die Papieroberfläche oder Filmoberfläche ein Überzug aufgebracht, der ein Lösungsmittel oder wenigstens Wasser enthält. In der Trocknungsphase des Herstellungsprozesses für Papier o.dgl· ist es zur Steuerung des Prozesses wichtig, da3 Ausmaß der Trockenheit des Papiers o.dgl. zu messen.

Es sind bereits verschiedene Arten von Meßeinrichtungen zum Messen des Feuchtigkeitsgehaltes oder der Trockenheit der Papierbahn o.dgl. vorgeschlagen, worden. So wird beispielsweise in der Technik ein mit Infrarotstrahlung arbeitender Hesser verwendet. Doch sind die Kosten für solche herkömmlichen Messer ho.ch· Wenn man speziell wissen will, an welcher Stelle die Trocknung beendet ist, sind mehrere Messer für die Trockenheit notwendig, was die Meßanordnung verteuert.

Die Erfindung will demgegenüber ein kostensparendes und rationelles Verfahren zur Feststellung der Trockenheit einer Bahn schaffen, das Ausmaß oder Verlauf der Trocknung in einen Schema zeigt. Das Verfahren soll in der Lage sein, Ausmaß oder Verlauf der Trockenheit in Form einer graphischen Darstellung anzuzeigen.

Weiter ist die Erfindung auf eine Vorrichtung zur Ausübung dieses Verfahrens gerichtet» Um dies zu erreichen, wird gemäß der Erfindung ein Luftstrom gegen das Element geblasen, die Temperatur dieser Trockenluft wird vor und nach dem Trocknen ^es Elementes gemessen und die beiden Temperaturwerte werden verglichen. Zur Ausübung dieses Verfahrens sieht die Erfindung eine Vorrichtung vor, die ein Rohr zum Ausblasen der Trockenluft enthält, das sich entlang einer Seite des Elementes erstreckt, sowie mindestens ein Paar von Temperaturfühlelementen, von denen das eine innerhalb des Rohres angebracht ist und die Temperatur der Luft in dem Rohr mißt, und das andere außerhalb des Rohres, um die Temperatur des Trockenluftstromes außerhalb des Rohres nach dem Trocknen des Elementes zu messen, und schließlich noch Mittel zum Vergleichen der Ausgänge der beiden Tem— peraturfühlelementea

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Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der- Zeichnungen. Darin zeigen:

Pig.1 eine fragmentarische Seitenansicht im Schnitt, die die Lage der im Rahmen der Erfindung verwendeten Temperaturf ühlelement e zeigt;

Pig.2a eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen dem Feuchtigkeitsgehalt und der Trockenzeit;

Pig.2b ein Diagramm der Trockengeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Zeit;

Pig.3 ein Blockbild, das ein Ausführungsbeispiel der erfinäungsgemäßen Vorrichtung zur Peststellung des Trockenpunktes veranschaulicht;

Fig.4 eine Draufsicht der Anzeigelampenmatrix in der erfind ungsgemäßen Vorrichtung;

Pig.5 ein Blockbild einer zweiten Ausführungsform der erfin.~ ' dungsgemäßen Vorrichtung zur Peststellung der Trockenheit, die einen Computer zur Datenverarbeitung des AusgangBsignals der Temperaturfühlelemente verwendet;

Fig.6 eine vergrößerte Vorderansicht» die einen Trocknungsanzeigeteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Peststellung der Trockenheit in einer Ausführungsform veranschaulicht.

Pig.1 zeigt eine Skizze zur Verdeutlichung des Erfindungsgedankens· Das Element, beispielsweise eine Papier- or er Filmbahn, im folgenden einfach als Bahn 1 bezeichnet, bewegt sich in Richtung des Pfeiles 11 entlang eines die Trockenluft ausblasenden Rohres 2, das mehrere Luftaustrittsöffnungen 21, 22, 23, 24, 25 hat. Die Bahn 1 trägt einen Überzug 12, der ein Lösungsmittel oder Wasser, nachfolgend einfach als Flüssigkeit bezeichnet, enthält und dem Rohr 2 zugekehrt ist. Ein Temperaturfühlelement 3, beispielsweise ein Thermistor oder ein Platin-Widerstandsthermometer, ist in dem Rohr 2 angeordnet, um die

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Temperatur der Trockenluft zu messen, bevor diese mit der Oberfläche der Bahn in Berührung kommt. Bin zweites Temperaturfühlelement 4 ist außerhalb des Rohres 2 angebracht und mißt die Temperatur des Luftstromes nach dem Trocknen der Bahnoberfläche. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Feststellung der Trockenheit weist einen Fühlkopf für den Trockenpunkt auf, der mehrere paarweise innere und äußere Temperaturfühlelemente umfaßt, die in gleichmäßigen Abständen entlang dem Rohr 2 angeordnet' sind. Die Innentemperatur Q^ und die Außentemperatur Q₀ liefern den Trockenheitsgrad der Bahnoberfläche durch die Differenz Q. - Q zwischen der Innentemperatur und der Außentemperatur. Bevor die Bahnoberfläche vollständig trocken ist, ist die Außentemperatur Q niedriger als die Innentemperatur Q.. Wenn die Bahnoberfläche dann trocken ist, werden die beiden Temperaturen Q_Q und Q^ praktisch gleich.

Fig.2a und 2b zeigen die Beziehung zwischen dem FeuchtigkeitB-gehalt und der Trockenzeit bzw. zwischen ,der Trockengeschwindigkeit und der Trockenzeit· Wie aus den Diagrammen der Fig.2a und 2b ersichtlich, ist die Trockengeschwindigkeit praktisch konstant, solange die Trockenzeit t kleiner ist als die kritische Zeit te, su der der Wechsel von der Periode konstanter Geschwindigkeit zu der Periode fallender Geschwindigkeit stattfindet, und der Feuchtigkeitsgehalt nimmt mit einer konstanten Rate ab. Diese Zeitspanne ist eine Trocknungsperiode konstanter Geschwindigkeit, in der sich die Wassermoleküle in dem Überzug frei bewegen und die Verdampfungsgeschwindigkeit an der Oberfläche der Bahn die Trocknungsgeschwindigkeit bestimmt. Wenn t größer ist als te, sinkt die Trockengeschwindigkeit rasch ab und die Änderung des Feuchtigkeitsgehaltes verlangsamt sich. Diese Periode sei als Trocknungsperiode mit reduzierter Trocknungsrate bezeichnet·

Wie aus den beschriebenen Diagrammen ersichtlich, gibt es im Trocknungsprozeß im allgemeinen einen kritischen Punkt, so sich die Trockengeschwindigkeit merklich ändert, und dieser Punkt

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wird nachfolgend als "Trockenpunkt" bezeichnet. Im obigen Beispiel ist der Trockenpunkt bezüglich der Zeit festgelegt. In der Praxis wird beim Trockenvorgang einer Bahn, bei.dem eine Bahn mit konstanter Geschwindigkeit läuft, der Trockenpunkt hinsichtlich des Ortes oder der Stelle bestimmt. Da wie ersichtlich die Änderung der Trockengeschwindigkeit vor und hinter dem Trockenpunkt erheblich ist, ist auch die Änderung der Trockenlufttemperatur nach dem Trocknen der Bahnoberfläche vor und hinter dem Trockenpunkt deutlich erkennbar.

?ig.3 ist ein Blockdiagramm, das eine AusfUhrungsform einer erfindungsgemäßen·Vorrichtung zur Peststellung des Trockenpunktes zeigt. Einige paarweise Temperaturfühlelemente 11, 12, ..., die an verschiedenen Stellen 31» 32, ... des die Trockenluft führenden Rohres angebracht sind, messen die Innentemperaturen ^i 1 * ^i2'*· ^{un<3 die} Außentemperaturen Q₀-J» Q₀2 ^des Rohres. Die Ausgänge der Temperaturfühlelemente 11, 12, ... werden in elektrische Signale umgewandelt, die für, die Temper at urdiff er ena des Luftstromes an der Außenseite und im Inneren des Rohres charakteristisch sind und damit die Trockenheit der Bahnoberfläche anzeigen. Hierzu ist ein Wandler 40, beispielsweise eine Brükkenanordnung vorgesehen. Der Ausgang des Wandlers 40 ist an eine ,Vergleichsschaltung 50 angelegt, die einfach eine Spannungsvergleich^ schaltung sein kann. Die Vergleichsschaltung liegt ihrerseits an einem Einatellkreis 80 des Schaltpegels, etwa einer Spannungsquelle für konstante Spannung oder für veränderbare Spannung, wobei die letztere vorzuziehen ist· Der vom Wandler 40 umgewandelte Ausgang wird mit Signalen R₁, R₂, R^ ·.· R verglichen, die von dem Einstellkreis 80 gesetzt werden. Demgemäß wird ein Relais in einem Relaiskasten 60, der mit der Vergleichsschaltung 50 verbunden ist, ausgewählt und erregt, um die lampen auf einer Anzeigetafel 70 in einem Muster einzuschalten. Aus rationellen Gründen kann für die Vergleichsschaltung ein Abtastsystem vorgesehen sein.

In Pig.4 ist die Anzeigetafel 70 für das Muster dargestellt·

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Sie hat eine Lampenmatrix mit (m+1) χ η Lampen. Die Lampe in der ersten Zeile schaltet ein, wenn Q. , - Q . > R,.; die Lampe in der zweiten Zeile schaltet ein, wenn R-. > Q. . ~ Q . ^ Rp· Entsprechend leuchtet die Lampe in der (m+1)ten Zeile auf, wenn R_m>Q_i- - Q . y R_m+i» worin j eine ganze Zahl bedeutet. Wie oben beschrieben, wird in jeder Reihe eine Lampe eingeschaltet. Dies ist in Pig.4 dargestellt, in der die eingeschalteten Lampen durch schwarze Punkte un die ausgeschalteten Lampen durch Kreise gekennzeichnet sind.

Fig.5 zeigt eine zweite Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei der zur Anzeige der Verteilung der Trockenpunkte in"der Form eines. Musters eine Kathodenstrahlröhre verwendet wird. Die Temperaturfühlelemente 11, 12, ... und der Vandler entsprechen äon in Fig.3 dargestellten. Dagegen sind die Vergleichsschaltung 50, der Relaiskasten 60 und der Einstellkreis 80 durch einen Computer 90 ersetzt, der an eine Kathodenstrahlröhre 100 angeschlossen ist. Die Information der Temperaturdifferenz wird von dem Computer 90 verarbeitet und mit Hilfe der Kathodenstrahlröhre 100 als ein Muster sichtbar gemacht. Der Anzeigeteil, der beivdiesem Beispiel als Kathodenstrahlröhre mit einer Darstellung des Musters ausgebildet ist, kann auch von anderer Art sein, beispielsweise eine Lampenina tr ix, ein Koordina~ tenschreiber, z.B. von herkömmlicher Art, bei dem die X-Achse den Ort und die Y-Achse die Temperaturdifferenz darstellt, oder auch beispielsweise ein Kurvenschreiber, bei dem die aus ti,.-" Computer gelieferte Information als eine Funktion der Position aufgezeichnet wird, oder schließlich ein Kopiergerät, das die Darstellung der Kathodenstrahlröhre kopiert« Die Anzeige in Form eines Musters kann auch durch eine alphabetische oder numerische Anzeige ersetzt werden.

Pig.6 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel eines Temperaturdifferenzanzeigers. In Fig.6a ist die Grundkonstruktion dargestellt, die einen Messer 110 mit Analoganzeige, etwa ein Voltmeter oder ein Amperemeter, aufweist, das mit dem Wandler 40

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verbunden ist· ]?ig«6b veranschaulicht die Konstruktion des Anzeigeteils, in dem Vertikalmesser, z.B. Voltmeter oder Amperemeter, mit vertikaler Ableseskala parallel zueinander angeordnet sind, um so die Temperaturdifferenz in der 3?orm eines Musters sichtbar zu machen.

Im Rahmen der Erfindung sind gegenüber den beschriebenen Ausführungsbeispielen Abänderungen möglich.

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Claims

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Ansprüche

Ί., Verfahren zur Peststellung der Trockenheit eines Elementes, dadurch gekennzeichnet, daß ein Luftstrom gegen das Element geblasen wird, daß die Temperatur der Trockenluft vor und nach dem"Trocknen des Elementes gemessen wird und die Temperatur der Trockenluft vor dem Trocknen mit der Temperatur der Trockenluft nach dem Trocknen verglichen wird«
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Differenz der Trockenlufttemperatur vor dem Trocknen und nach dem Trocknen angezeigt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeige in Form eines Husters sichtbar gemacht wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß zur Anzeige des Musters eine Lampenmatrix verwendet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß zur Sichtbarmachung des Musters eine Kathodenstrahlröhre verwendet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeige als graphische Darstellung erfolgt.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die graphische Darstellung eine Kathodenstrahlröhre verwendet.
8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die graphische Darstellung einen Koordinatenschreiber verwendet.
9· Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch' gekennzeichnet, daß das Element eine Bahn ist.
10. Verfahren nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß das Element eine mit einem Überzug oder einer Schicht versehene Bahn ist.

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11. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch ein Vorrichtungsteil

(2) zum Ausblasen von Trockenluft, das sich entlang einer Seite des Elementes (1) erstreckt, durch mindestens ein Paar von Temperaturfühlelementen (3, 4)* von denen das eine

(3) innerhalb des Vorrichtungsteils (2) angeordnet ist, um die Temperatur der Luft in dem Vorrichtungsteil zu messen, und das andere (4) außerhalb des Vorrichtungateils, um die Temperatur des Luftstromes außerhalb des Vorrichtungsteil3 nach dem Trocknen des Elementes zu messen, und durch. Einrichtungen (4-0) zum Vergleichen der Ausgänge der beiden Temperaturfuhlelemente.
12· Vorrichtung nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch einen Anzeigeteil (70, 100, 110), der den Trocknungsverlauf der Bahn in einem Muster anzeigt·
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Anzeigeteil eine Kathodenstrahlröhre (100) ist.

14» Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Anzeigeteil eine Larnpenmatrix (70) ist·

15· Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Anzeigeteil ein Koordinatenschreiber ist.

16· Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Anzeigeteil eine Anordnung (Pig·6b) von Voltmetern oder Amperemetern mit vertikalen Ableseskalen ist«

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