JPS588748B2 - 紙および板紙の伸縮度測定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、紙および板紙の伸縮度測定装置、特に相対湿
度を変化させた時の紙および板紙の伸縮度測定装置に関
するものである。

一般に紙類は湿度の変化に敏感に対応して含有水分が変
化し、紙類の各種物性、なかでも寸法は水分変化に大き
な影響をうける。

たとえば紙類に多色刷のオフセット印刷をする場合、第
１色を印刷する時のしめし水によって紙の水分が変化し
、その結果紙の寸法が伸びるために、第２色をその上に
重ねて印刷すると第１色と重ならなくなるなど紙類の寸
法変化と紙類の水分および周囲の湿度条件とは密接な関
連がある。

このため、紙類の伸縮度と相対湿度の関係を調べること
が必要である。

この伸縮度を測定する装置としては、米国紙パルプ技術
協会の制定に係る試験法Ｔ４４７に準じて作られた試験
器があったがその精度がわるく現在この試験法は廃棄さ
れている。

そしてその改良測定器として我が国ではダイヤルゲージ
式伸縮度計及び、王研式伸縮度計等があるが、これら従
来装置には次のような欠点がある。

１）伸縮度測定器の構造からくる誤差が大きく、精度が
良くないうえにばらつきが大きい。

一般に紙類の伸縮度を測定する場合、試料のあそびもし
くは微少のしわなどの影響をのぞいて寸法変化の測定精
度を向上させるために試料に荷重をかけて測定するが、
ダイヤルゲージ式の場合、ダイヤルゲージおよびプーり
を通して試料に荷重をかけるため、ダイヤルゲージおよ
びプーりの摺動部の摩擦抵抗や、ダイヤルゲージ内のひ
げゼンマイの影響によるばらつきが大きいため、微少荷
重がかけられない。

他の方式では試料に直接荷重をかけるので、摩擦抵抗は
少ないが使用するマノメーターおよびバネ等は微少荷重
をかけた時のばらつきが大きい。

このため、いずれの場合も安全を考えて負荷荷重が５０
〜１００ｇとなり、試料の精度を上げるのに必要な荷重
よりも大きな荷重をかけることになり、荷重による伸縮
度への影響が太きい。

たとえば伸長の場合、負荷荷重が犬となるに従って測定
値は犬となり、収縮の場合は逆に測定値が小さくなる。

寸法検出の精度はいずれＣ方式でも２０μｍ以下は出せ
ない。

２）調湿法が煩雑であり、任意の湿度間の制御が出来な
い。

すなわち湿度発生法として飽和塩類水溶液、グリセリン
水溶液、硫酸水溶液等を謀験槽内に入れ一定の湿度をつ
くり出すが、槽内の湿度をかえる場合その都度試験槽内
の薬品を出し入れする必要があり、しかも試験槽内の湿
度が不安定となる。

また湿度を任意の時間ごとに次々と変えていくような試
験はやりにくい。

本発明は上記欠点を解決することを目的としてなされた
ものであり、湿度の変化に対応した試料の寸法変化の過
程を記録することができると同時に、試料中の水分をも
測定し得る測定装置を提供することを目的としている。

以下図面を参照しつつ実施例を説明する。

第１図は本発明になる伸縮度測定装置の概略正面図、第
２図は湿度制御装置を説明する系統図、第３図は相対湿
度に対する伸縮度及び水分量の測定結果を示す図である
。

図において１は天秤の台座であって水平に置くための装
置を有している。

２は支柱であって前記台座１に垂直に植設される。

３は槓杆であって支柱上の支点を介して水平方向にバラ
ンスをとって載置される。

槓杆の一方端にある岡持部分４には適当な挾持手段を有
する試料取付金具５が設けられ、更に前記試料取付金具
５に対峙した位置に試料固定金具６がもうけられる。

１は湿度可変試験槽であって台座１の一方端に載置され
、規定湿度が確保できる構成を有する。

８は前記湿度可変試験槽上面に穿れたれ孔であり、該孔
８には支持棒９を介して試料取付金具５が挿通されてい
る。

したがって前記試料固定金具６は湿度可変試験槽底面に
突出してもうけられる。

１０は側面にもうけた接続孔であり、該孔には後述する
湿度制御装置が接続される。

１１は温湿度センサーであって湿度可変試験槽内の温湿
度を検知し、これを外部にもうけた変位計１２を介して
温湿度記録計１３に導入する。

これに対して槓杆の他方端には岡持部分１４がもうけら
れるとともに、支持棒１５を介して荷重負荷台１６が固
定される。

１７は差動変圧器であって荷重負荷台直下にもうけられ
、前記荷重負荷台１６から釣線１８を介して可動鉄片１
９が挿入される。

そして可動鉄片１９の変位は変位計２０を介して伸縮お
よび重量記録計２１に導入される。

２２は槓杆端部にもうけられた上皿であり、２３は微調
整ネジ、２４は被測定試料である。

以上本発明の構成について詳細に説明したが、次に本発
明の作用を説明する。

〔１〕被測定試料の伸縮度を測定する場合試料２４を適
当な大きさ及び形状にして湿度可変試験槽内にある試料
取付金具５及び試料固定金具６間に挾持し、後述する湿
度制御装置により所望湿度とする。

重りは荷重負荷台１６もしくは上皿２２上にのせる。

湿度可変試験槽内の湿度が変化すると、試料２４が吸湿
又は脱湿し寸法変化が生ずるため槓杆３のバランスが崩
れ傾斜する。

したがって差動変圧器１１中の可動鉄片１９が変位して
電圧変化となって現われ伸縮および重量記録計２１によ
って記録される。

この場合の試料の大きさは一般に巾５０ｍｍ、長さ１０
０ｍｍ以上が好ましい。

そして荷重負荷は小さい方が良いが、あまり小さいと試
料のあそびもしくは微小なしわがとれないので試料重量
に約５ｇの重りを加えることが精度上好ましい。

（２）被測定試料の水分を測定する場合 この場合は試料取付金具５に試料を挾持させ試料固定金
具６側はフリーにしておくか、または図示しない容器を
試料取付金具５に取付け、その内部に試料を入れるかの
いずれでもよい。

そして微調整ネジ２３によって槓杆３をバランスさせる
。

そして図示しない制御装置によって湿度可変試験槽Ｔ内
を所望湿度にすると、該湿度変化に応じて試料２４の水
分が変化するため重量変化が生じて槓杆３を傾斜する。

したがって差動変圧器１７の可動鉄片１９が変位し、こ
の移動量を変位計２０を介して伸縮および重量記録計２
１によって記録する。

しかも一般には、１個の湿度可変試験槽内に数台の天秤
装置を並設して使用するのが普通であるため、何台かを
伸縮度測定に使用し、残りを水分測定に使用できるので
、同一湿度条件のもとにおいて試料の伸縮度と水分とを
同時に測定することが可能である。

次に湿度制御装置を第２図を参照して説明する。

第１図において説明した湿度可変試験槽１の側面にもう
けた接続孔から送り込まれる調湿空気は以下説明する調
湿装置によってシーケンス制御される。

即ち、吸引パイプ２５によって湿度可変試験槽γから引
き出された空気は循環ポンプ２６により、流量計２１を
介して冷却器２８に入り、ポンプ熱によって温度が上昇
した空気は冷却される。

緩衝ビン２９を通った空気はソレノイドバルブ３０Ａ，
３０２〜３０ｎを経由して湿度発生器３１１，３１２〜
３１ｎにて一定湿度が与えられ、更にソレノイドバルブ
３２１．３２２〜３２ｎ及び吸入パイプ３３を介して湿
度可変試験槽７に循環される。

なお湿度可変試験槽７の上面にもうけられた孔８と、試
料取付金具５と一体になって挿通された支持棒９との間
には空隙があるため、吸入パイプ３３を介して導入され
る吸入量を吸引量に比較してわずかに多くすることによ
り、前記湿度可変試験槽内をプラス圧にし、湿度を一定
にする。

一般に湿度発生器３１１，３１２〜３１ｎは複数台が並
列されて動作する如き構成を有し、夫々の湿度発生器に
は必要な湿度に応じて、例えば１Ｂａｃｌ２＃２Ｈ２ｏ
、グリセリン７０％液、酢酸カリウム等の湿度調整用薬
品をつめた容器が直列に数本、冷却用水槽に入れられ、
バルブの切換えによって所望湿度が得られる。

したがって上記複数個のソレノイドバルブのシーケンス
制御によって任意のサイクル試験を行なうことができる
。

次に本発明装置を使用した場合と、従来型ダイヤルゲー
ジ式伸縮度計を使用した場合とで伸縮度測定値にどの程
度のバラツキの差異が生ずるかを比較実験した結果を第
１表に示す。

なおこの場合の条件は、設定湿度２０〜９８％ＲＨ、時
間７時間、試料印刷紙、グラシン紙、である。

上の表からわかるように、本発明装置で伸縮度の測定を
行なうとダイヤルゲージ式にくらべて伸びの場合でも収
縮の場合でも極端にばらつきが減少する。

なお、ダイヤルゲージ式による伸縮度の測定の場合、試
料の巾が５０ｍｍの場合、荷重が２（ｉ以下では測定が
不可能であった。

次に下記の条件で伸縮度及び水分量の測定のサイクリン
グテストを行なった結果が第３図に示されているが良好
であった。

温度２０℃、湿度６５→９０→６５→２０→６５％ＲＨ
を３Ｈγ間隔で２サイクル、試料は印刷紙、たて方向伸
縮度測定用試料は５０ｍｍ巾、スパン１００ｍｍおもり
５９水分測定用試料は重量約２．５９。

以上説明した如く、本発明は制御された湿度変化試験槽
内の一定湿度条件下において試料を調湿した後、次の湿
度条件に変化させ、試料の伸縮で槓杆を傾斜させ、更に
傾斜量を差動変圧器による変位として検出記録する如き
構成としているため、下記個条書きに示される効果を奏
する。

１）紙および板紙の伸縮度と水分の測定精度が良く測定
値のばらつきが少ない。

測定精度は天秤の精度によって決定され、伸縮度測定の
精度は１μｍ、水分測定の精度は１ｍｇである。

又伸縮度の場合はいわゆる無負荷に近い状態での寸法変
化の検出が可能である。

２）測定が簡単である。

３）同一条件で伸縮度と水分が同時に測定出干る。

４）シーケンス制御によってソレノイドバルブの開閉個
所および時間、循環エアポンプの流量等を変化させるこ
とにより、任意の湿度を任意の時間一定にすることや、
２点以上の異った湿度間を任意の時間サイクリングさせ
ることも可能である。

５）伸縮度および水分の変化の過程を記録することが出
来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明になる伸縮度測定装置の概略正面図、第
２図は湿度制御装置を説明する系統図、第３図は相対湿
度に対する伸縮度及び水分量の測定結果を示す図を示す
。 図中、１・・・・・・台座、２・・・・・・支柱、３・
・・・・・槓杆、４・・・・・・岡持、５・・・・・・
試料取付金具、６・・・・・・試料固定金具、γ・・・
・・・湿度可変試験槽、８・・・・・・孔、９・・・・
・・支持棒、１０・・・・・・接続孔、１１・・・・・
・温湿度センサー、１２・・・・・・変位計、１３・・
・・・・温湿度記録計、１４・・・・・・岡持、１５・
・・・・・支持棒、１６・・・・・・荷重負荷台、１Ｔ
・・・・・・差動変圧器、１８・・・・・・釣線、１９
・・・・・・可動鉄片、２０・・・・・・変位計、２１
・・・・・・伸縮及び重量記録計、２２・・・・・・上
皿、２３・・・・・・微調整ネジ、２４・・・・・・試
料、２５・・・・・・吸引パイプ、２６・・・・・・循
環ポンプ、２γ・・・・・・流量計、２８・・・・・・
冷却器、２９・・・・・・緩衝ピン、１〜ｎ，３２ｔ〜
ｎ・・・・・・ソレノイドバルブ、３１１〜ｎ・・・・
・・湿度発生器、３３・・・・・・吸入パイプを夫々示
す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 天秤の槓杆部の一端に設けられた試料取付金具と、
   該試料取付金具に対峙して設けた試料固定金具と、台座
   上に載置された湿度可変試験槽と、天秤の他端に設けら
   れた荷重負荷台と、該荷重負荷台と連動して動作する差
   動変圧器とからなり、上記試料固定金具は上記湿度可変
   試験槽底面より突出して装着されるとともに、上記試料
   取付金具は上記湿度可変試験槽内に可動自在に挿通され
   ることを特徴とする紙および板紙の伸縮度測定装置。 ２ 上記湿度可変試験槽には、その内部に水分変化測定
   用天秤を設けたことを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の紙および板紙の伸縮度測定装置。 ３ 上記湿度可変試験槽に、制御装置を有する定湿度発
   生器を取付けたことを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の紙および板紙の伸縮度測定装置。