DE838070C - - Google Patents

Description

Die l>ekannten Verfahren zur Bestimmung der Saughöhe, wie sie in erster Linie für Löschpapiere verwendet werden, gestatten als Maß, welches erst nach einer Versuchsdauer von io Minuten genommen wird, nur in den wenigsten Fällen den Vergleich mit den praktischen Anforderungen. Man behalf sich dann hei Löschpapieren und bei Papieren, die anschließend einer Veredelung unterworfen werden sollen, damit, daß man die Saughöhen in kürzeren Zeitintervallen, z. B. nach 5, 10, 15 Sekunden usw., ermittelte. Damit kam man dem Begriff der wesentlich wichtigeren Sauggeschwindigkeit l>ereits näher. Trotzdem blieb auch hier der Fehler, daß man die Sauggeschwindigkeit der Längs- und Querrichtung ermittelte, während die ausschlaggebende Wichtigkeit der Sauggeschwindig'keit in der Dickenrichtung nicht erkannt wurde. Erst Prof. Dalen entwickelte eine Prüfmethode, die sich auf die Beurteilung nach der Benetzbarkeit der Oberflächen eines Löschpapiers bezieht, so Bei der Prüfung der sogenannten Löschlänge nach Professor Dalen werden zwei Papierstreifen, und zwar als unterer ein sehr gut geleimtes Schreibpapier und als oberer der zu prüfende Löschpapierstreifen, getrennt waagerecht in eine Rinne eingebracht. Auf den unteren Schreibpapierstreifen läßt man aus 2 cm Höhe einen Tropfen Prüftinte von 0,05 ecm Volumen auf tropfen; hernach werden beide Streifen gemeinsam durch ein kleines Walzenpaar mit einer Oberflächengeschwindigkeit von 10 cm pro Sekunde geführt. Es wird hiermit also der Vorgang des Ablöschens einer Tintenschrift mit

einem Roilöscher unter konstanten, definierten Bedingungen reproduziert. Die Länge der Ablöschfahne in Millimetern ist von Professor Dalen mit Löschlänge als Maß für die Saugfähigkeit des Löschpapiers bezeichnet worden. Je kürzer die Löschfahne ist, je deutlicher also der Tropfen sich als reine kreisförmige Fläche abzeichnet, um so besser ist das Löschpapier. Nun besitzen Löschpapiere meistens eine für Tintentropfen ausreichende Bettiefe, die ein Durchdringen der Tinte auf die Oberseite des Prüfblattes und ein dabei leicht eintretendes seitliches Zerdrücken des Tropfens verhindert. Bei sehr dünnen Papieren versagt deshalb dieses sonst durchaus brauchbare Verfahren ebenso wie 'bei der Ermittlung der Benetzungsfähigkeit von Zellstoffen für Löschpapiere und sonstige besonders saugfähige Papiere, z. B. Filterpapiere, Pergamentpapiere u. dgl., wie auch für die Kunstseide- und Zellwolleherstellung, wenn

ao diese Stoffe eine besonders wellige oder narbige O1>erfläche aufweisen.

Für die Feststellung der Dichtigkeit, also des Gegenteils der Saugfähigkeit, gibt es ferner eine große Zahl von Verfahren, z. B. die Tintenschwimmprobe oder die Laugenschwimmprobe, bei welcher ein aus dem Prüfmaterial gefaltetes Schiffchen auf dünner Lauge schwimmt und auf dem Boden des Schiffchens eine dünne Schicht mit Phenolphthalein gemischten Puderzuckers Hegt.

Man mißt dabei die Zeit vom Aufsetzen des Schiffchens auf die Flüssigkeit bis zum Erscheinen der Tintenflecken oder Rotverfärbungen.

Die Erfindung beruht diesem bekannten Verfahren gegenüber auf dem Prinzip, daß die Oberflächen eines Prüflings in zwei Meßstromkreise gelegt und die Zeitspanne des Durchschlages der Netzflüssigkeit von der einen Oberfläche zur anderen gemessen wird. Hierbei wird zweckmäßig in der Weise vorgegangen, daß ein Registrierstreifen an zwei elekfrischen Schreibgeräten vorbeigeführt wird, deren eines an die eine, deren anderes an die andere Oberfläche des Prüflings geschaltet ist. Die anderen Pole der beiden Schreibgeräte liegen parallel geschaltet an der einen Klemme eines Klingeltransformators, während die andere Klemme des Transformators mit einer in die Elektrolytflüssigkeit tauchenden weiteren Elektrode verbunden sind, so daß bei Berührung der einen Oberfläche des Prüflings der dieser zugeordnete und, nach dem Durchschlag der Netzflüssigkeit zur anderen Oberfläche, der der letzteren zugeordnete Schreibstift abgelenkt wird.

Zur Durchführung des Verfahrens dient ein Behälter für die Netzflüssigkeit in Verbindung mit den Prüfling zwischen sich fassenden Elektroden, vorzugsweise Siebelektroden, die in den Netzstromkreis geschaltet sind und deren eine bis zur Berührung der Oberfläche des Prüflings mit der Netzflüssigkeit in diese taucht oder getaucht wird.

Die Elektroden sind je an den Pol eines einen Schreibstift steuernden Relais geschaltet; die Relais sind mit den anderen Polen an die eine Klemme des Transformators geschaltet. Die beiden Schreibstifte wirken auf einen oder zwei synchron vorbeilaufende Diagrammstreifen. Der Behälter ruht auf einer, die Einstellung der genauen Horizontallage gestattenden Justiervorrichtung; er ist mit einem Überlauf und einem zugehörigen Auffanggefäß versehen. Der zwischen den Elektroden gefaßte Prüfling ist an einem Ständer höhenverschiebbar und feststellbar geführt, so daß er auf den Spiegel der Netzflüssigfkeit abgesenkt und wieder von diesem entfernt werden kann. Der Prüfling ist auswechselbar in oder an einem hohenverstellbaren Trägerarm des Ständers angeordnet.

Die Figuren zeigen ein Ausführungsbeispiel, und zwar

Fig. ι das Gerät im Aufriß, teilweise geschnitten, Fig. 2 das zugehörige Schaltschema,

Fig. 3 einen Diagrammstreifen. *

Auf einem gußeisernen Ständer 1, welcher mit drei Stellschrauben 2 in die horizontale E'bene gebracht wird, steht ein Elektrolytbehälter 3 aus Vinidur mit einem breiten überlauf 4, der durch drei Winkeleisen 5 in seiner Lage gehalten wird. In die Elektrolytflüssigkeit 6 (Cu SO₄) taucht eine Kupferplatte 7 mit Anschlußklemme 8, die als Buchse ausgebildet ist. Zur Aufnahme der Überlaufflüssigkeit dient ein weiteres Gefäß 9 ebenfalls aus Vinidur. Eine im Ständer eingelassene Libelle bietet die Möglichkeit, die horizontale Lage zu überprüfen. Im Gestell ist ferner mit Gewinde ein Rundstab 11 mit Nutenführung 12 im oberen Teil desselben eingelassen, auf dem sich der bewegliche Teil der Apparatur auf und nieder schieben läßt. Die Führung auf dem Rundstab 11 besteht aus einem mehrfach abgesetzten Rohr 13 mit einer Schraube 14, die einerseits die Führung in der Nut 12 übernimmt und andererseits zur Feststellung des höhenverschiebbaren Teiles in seiner gewünschten Lage dient. Auf das Führungsrohr 13 aufgesetzt und mittels einer Mutter 15 mit diesem fest verbunden, sitzt ein T-förmiger Haltearm 16 mit vier Verbindungsschrauben 17 zu einem Haltering 18. In diesem sitzen drei Bolzenschrauben 19, welche in i°5 Ausnehmungen 20 eines Prüftopfes 21 greifen und durch bajonettschlußartiges Drehen des Topfes dessen Befestigung an dem Haltering 18 bewirken. Der Topf besteht in seinem oberen Teil aus Metall, in seinem unteren Teil aus Vinidur (durch unterschiedliche Schraffierung angedeutet) und besitzt drei Aussparungen 22. Den unteren Abschluß bildet die topfförmige untere Kupferelektrode 23 mit siebartigen Durchbrechungen 24 und einer angeschweißten Kupferbuchse 25. Der Siebteil hat beispielsweise eine Fläche von 10 cm² und besitzt neunzehn Löcher von 5 mm 0 =1 3,73 cm² offene Fläche. Auf diesem Sieb liegt der Prüfling 26. Letzterer wird durch eine etwa 800 g schwere, obere Elektrodeneinrichtung belastet. Diese besteht aus der oberen Siebplatte 27, die ebenso ausgeführt ist, wie die untere Siebplatte 23, 24 und welche mit drei Kupferbolzen 28 verschweißt und an einen Vinidurring29 angekittet ist. Die Bolzen 28 besitzen eine Polyvinylchloridumkleidung 30 (Isolierschicht) und tragen auf Distanzrohren 31

ein kupfernes Beschwerungsgewicht 32 mit eingeschraubtem Griff 33 zum Herausnehmen der ganzen Einrichtung. Das Gewicht ist mit drei Muttern, ebenfalls aus Vinidur, isoliert befestigt. Ein Kupferbolzen trägt eine Klemmbuchse 34 der ol>eren Siel>elektrode, welche seitlich durch eine der Aussparungen 22 tritt.

An dem Rundstab 11 ist ein verstellbarer Klemmring 35 vorgesehen, mit welchem die Eintauchtiefe des Prüftopfes 21 in dieEldktrolytflüssigkeit eingestellt und geregelt werden kann. Eine Schraube 36 am oberen Ende des Stabes verhindert das zu weite Heraufziehen des beweglichen Teiles. An dem Stativstab 11 ist ferner noch eine Millimetereinteilung in beiden Richtungen vom Nullpunkt vorgesehen; diese dient zur genauen Tauchtiefeneinstellung des Prüftopfes; der Nullpunkt der Einteilung liegt mit dem Flüssigkeitsspiegel auf gleicher Höhe.

Die Hauptbestandteile der in einem eigenen Gehäuse untergebrachten, elektrischen Apparatur sind zwei empfindliche Anzugsrelais V mit einer bestimmten Leistungsaufnahme, deren Anker mit je einem Zeiger verbunden sind, der seinerseits einen Schreibnapf trägt oder als Schreibstift ausgebildet ist. Die einen Pole der Anzugsrelais V sind, wie aus Fig. 2 ersichtlich, an die Elektroden 23 und 27 des Prüflings 26 angeschlossen; die anderen Pole der Relais liegen parallel an einer Klemme des Transformators. Die zweite Klemme des Klingeltransformators ist mit der Kupferplatte 7 verbunden, so daß die Stromkreise auf diese Weise über das Elektrolytbad geschlossen werden. Ein wartungsfreilaufender Synchronmotor l>ewegt, einstellbar auf verschiedene Geschwindigkeitsstufen, einen Diagrammstreifen D (Fig. 2) von rund 70 mm Breite, auf dem die Zeiger des Relais V je einen geraden Strich ziehen. Die Betriebsspannung beträgt beispielsweise 8 Volt und wird über einen Transformator K vom Lichtnetz 1>ezogen.

Die Wirkungsweise ist folgende: Ist der Prüfling 26 in den Prüftopf 21 eingesetzt, so wird der Prüftopf nach unten abgesenkt, bis die Bodenelektrode 23 in die Xetzflüssigkeit taucht und die untere Oberfläche des Prüflings die Netzflüssigkeit l>erührt. In diesem Augenblick wird der Stromkreis des an diese Elektrode 23 angeschlossenen Relais V geschlossen; das Relais zieht an; dadurch wird der Schreibnapf oder Schreibstift dieses Relais ein kleines Stück quer zur Diagrammstreifenlaufrichtung bewegt; es entsteht auf diese Weise eine abgesetzte Linie auf dem Papier; die Absetzung ist in Fig. 3 mit d, c bezeichnet. Dieser Linienabsatz ist somit der Nullpunkt der Messung. Nun saugt der Prüfling Elektrolytflüssigkeit an. Sobald diese an der Oberfläche des Prüflings durchschlägt, wird der Stromkreis des zweiten, an die obere Elektrode 2J angeschlossenen Relais V geschlossen; das Relais zieht bei seiner definierten Leistungsaufnahme an; der zugehörige Schreibnapf oder Schreibstift erfährt ebenfalls einen Ausschlag nach der Seite. Dieser Ausschlag ist ebenfalls aus der Fig. 3 auf der Linie b ersichtlich. Der Abstand zwischen den Ausschlägen der beiden Relais zeigt die tatsächliche Durchsaiugzeit an.

Das Diagrammpapier trägt in seiner Längsrichtung eine Mehrzahl (drei) arithmetischer Zeiteinteilungen I-III (Fig, 3), die den jeweils gewünschten und über Wechselräder im Triebwerk wahlweise einstellbaren Vorschüben des Diagramm-Streifens pro Zeiteinheit entsprechen. Für die Prüflinge, die eine lange Durchsaugzeit benötigen, ist es erforderlich, durch Umschalten der Übersetzung die Ablaufgeschwindigkeit zu verlangsamen; es ist dann die Zeiteinteilung auf dem Diagrammstreifen maßgebend, die dieser Ablaufgeschwindigkeit zugeordnet ist. Für die normale, in Frage kommende Prüfung wird ein Papiervorschub von 2 cm/Sek., also ein Zeitaufdruck ₍ V₁₀ Sek. = 2 mm, auf dem Diagrammstreifen entsprechend sein. Die Ablesegenauigkeit von V₁₀ Sek. wird in diesem Falle bequem erreicht (siehe Fig. 3, wo zwei Messungen, nämlich eine mit der Zeiteinteilung I und eine mit der Zeiteinteilung II, wiedergegeben sind). Der Diagrammstreifen läuft von einer Rolle ab durch das Schreibwerk und dann frei aus dem Gehäuse heraus, damit man die einzelnen Prüfmessungen abtrennen kann. An dem Relais V, welches nach dem Durchschlagen der Netzflüssigkeit anspricht, kann außerdem ein Schalter angebracht sein, der kurz nach Anzug des Relais (also nach Beendigung des Meßvorganges) den Synchronmotor ausschaltet. Zum Einschalten bei einer neuen Prüfung dient ein Druckknopfschalter am Gehäuse, den der Prüfende kurz vor der Messung bedient. Lediglich die Abschaltung nach der Messung erfolgt zweckmäßig automatisch.

Das Einsetzen des Prüflings in den Topf ergibt sich ohne \veiteres aus der vorstehenden Erläuterung in X^erbindung mit Fig. 1. Ist der bewegliche Teil hochgefahren, so wird der Topf 21 abgenommen; hierauf wird der Prüfling auf die untere · Siebfläche 23 gelegt, sodann das Gewicht 32 samt der oberen Siebelektrode 27 eingesetzt und schließlich der Prüftopf an den Haltering 18 gekuppelt (durch eine bajonettverschlußartige Drehung). In die drei zweckmäßig verschiedenfarbigen Buchsen 8, 25 und 34 werden die zugehörigen Bananenstecker eingesteckt. Die Elektrolytflüssigkeit steht im Behälter genau in Höhe des Überlaufrandes. Die Klemmschraube 14 wird nun gelöst und der bewegliche Teil unter vorzeitigem Einschalten des Synchronmotors bis zum Anschlag in das Elektrolytbad gesenkt. Die verdrängte Flüssigkeitsmenge läuft über den Überlauf in das Überlaufgefäß; ein weiteres Gefäß steht gefüllt zur Verfügung, um nach der Messung den Elefctrolytstand wieder auffüllen zu können.

Nach dem selbsttätigen Abschalten des Synchronmotors wird der bewegliche Teil der Apparatur iao wieder hochgefahren und festgeklemmt. Die Bananenstecker werden aus den Buchsen entfernt, der Prüftopf wird abgenommen, das Beschwerungsgewicht mit oberer Elektrode wird herausgenommen und der nasse Prüfling wird entfernt; nach gründ- las licher Trocknung (durch Auswischen mit Fließ-

papier) ist das Gerät für den nächsten Versuch bereit. Unmittelbar nach Beendigung des Versuches wird der eine Überlaufbehälter in das Elektrolytbad entleert, damit genügend Zeit vorhanden ist zum selbsttätigen Einstellen des Flüssigkeitsspiegels. Der Apparat muß«immer exakt in der horizontalen Ebene stehen, damit genaue Eintauchtiefen erzielt werden.

Die Prüfung wird durch Aufschlagen des zu prüfenden Stoffes in einem Standardaufschlaggerät und nachherige Blattbildung entweder in einem Blattbildungsapparat oder in einer einfachen Nutsche, in jedem Fall nur durch Absaugen ohne Pressung erfolgen. Die Prüflinge dürfen nicht künstlich getrocknet, sondern lediglich bis zu ihrer Gewichtskonstanz unter den normalen Papierprüfbedingungen klimatisiert werden. Zweckmäßig ist eine Blattdicke, welche 500 g/m² entspricht. Zu diesem Zweck werden 16 g atro Stoff (absolut trockener Stoff) in 2 1 Wasser aufgeschlagen und daraus zehn Prolin in einer Nutsche von 63,8 mm 0 hergestellt. Dieser Durchmesser entspricht einer Fläche von 32 cm² und einem Quadratmetergewicht von 500 g. Zur effektiven Prüfung kommen 10 cm² in Frage, denen ein Durchmesser von 35,68 mm einspricht. Die Beschwerung des Prüflings mit 800 g durch die obere Siebelektrode entspricht einem Druck von 25 g/cm². Nach diesen Werten (Zeichnung 3) ist der Apparat konstruiert.

Claims (14)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zur Bestimmung der Netz- und Saugfähigkeit von Stoffen, insbesondere Zellstoffen und Papieren, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen eines Prüflings in zwei Meßstromkreise gelegt und die Zeitspanne des Durchschlages einer Netzflüssigkeit von der einen Oberfläche zur anderen gemessen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Registrierstreifen an zwei elektrischen, mit den einen Polen an einer Klemme eines Trafos liegenden Schreibgeräten vorbeigeführt wird, deren eines an die eine, deren anderes an die andere Oberfläche der EIeJctroden und damit des Prüflings geschaltet ist, so daß bei Berührung der einen Oberfläche des Prüflings der dieser zugeordnete und nach dem Durchschlag der Netzflüssigkeit zur anderen Oberfläche, der der letzteren zugeordnete Schreibstift abgelenkt wird.

3. Gerät zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Behälter für die Netzflüssigkeit in Verbindung mit den Prüfling zwischen sich fassenden Elektroden, vorzugsweise Siebelektroden, die in die Meßstromkreise geschaltet sind und deren eine bis zur Berührung der Oberfläche des Prüflings mit der Netzflüssigkeit in diese taucht oder getaucht wird.

4. Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden je an den Pol eines einen Schreibstift steuernden Relais geschaltet und die Relais mit den anderen Polen parallel an eine der zwei Klemmen eines Transformators geklemmt sind, und daß die beiden Schreibstifte auf einen oder zwei synchron vorbeilaufende Diagrammstreifen wirken.

5. Gerät nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Elektrode an die zweite Klemme des Transformators geschaltet ist und den Stromkreis über die •Elektrolytflüssigkeit, die beiden Elektroden und die beiden Relais auf diese Weise schließt.

6. Gerät nach Anspruch 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter auf einer die Einstellung der genauen Horizontallage gestattenden Justiervorrichtung ruht.

7. Gerät nach Anspruch 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter mit einem Überlauf und einem zugehörigen Auffanggefäß versehen ist.

8. Gerät nach Anspruch 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der zwischen den Elektroden gefaßte Prüfling an einem Ständer höhenverschiebbar und feststellbar geführt ist, so daß er auf den Spiegel der Netzflüssigkeit abgesenkt und wieder von diesem entfernt werden kann.

9. Gerät nach Anspruch 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der zwischen den Elektroden gefaßte Prüfling auswechselbar in oder an einem höhenverstellbaren Trägerarm des Ständers angeordnet ist.

10. Gerät nach Anspruch 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Prüfling auswechselbar in einem lösbar an dem Trägerarm befestigten Topf angeordnet ist, dessen Boden als untere Elektrode gleichzeitig die Fassung des Prüflings bildet.

11. Gerät nach Anspruch 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die obere, lose aufliegende Elektrode des Prüflings durch ein in dem Topf herausnehmbar angeordnetes Gewicht belastet ist.

12. Gerät nach Anspruch 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein verstellbarer Anschlag zur Fixierung der Eintauchtiefe der unteren Elektrode des Prüflings in die Netzflüssigkeit vorgesehen ist.

13. Gerät nach Anspruch 3 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der bzw. die Diagrammstreifen auf verschiedene Geschwindigkeitsstufen einstellbar sind.

14. Gerät nach Anspruch 3 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausschaltung des Antriebsmotors des bzw. der Diagrammstreifen nach beendigter Messung selbsttätig über das nach dem Durchschlag der Netzflüssigkeit durch den Prüfling ansprechende Relais erfolgt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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