DE3020348A1 - Smoothness tester for paper - uses record desk with metal head replacing needle and digital vibration spectrum display - Google Patents

Abstract

A smoothness tester for paper enables the surface smoothness to be determined correctly and rapidly. It is a simple device which is less expensive to make and operate than conventional testers and gives more reproducible results. The surface of a paper sample rotating on a plate is scanned by a sound head. The resulting vibration spectrum is displayed digitally using a frequency counter. A sound record player is connected to the frequency counter. Its sapphire needle is replaced by a metal head. The metal head is attached to the crystal system using a two component adhesive. Its application pressure is regulated by moving an adjustable counterweight on the player arm. A metal disc of equal dia. is placed on the deck to form a base for the paper.

Description

Translated fromGerman

GLÄTTEPRÜFER FÜR DIE BESTIMMUNG DER OBERFLÄCHENGLÄTTESMOOTH TESTER FOR DETERMINING THE SMOOTH SURFACE

VON PAPIEREN Der Zweck der vorliegenden Erfindung liegt darin, aufeinfache Weise die Oberflächenglätte von Papieren zu bestimmen, da die "Glättet'bzw. ihr komplementärer Begriff "Rauhigkeit" ein wichtiges Kriterium für viele Papiereist.OF PAPERS The purpose of the present invention is toeasy way to determine the surface smoothness of papers, because the "smooths"or its complementary term "roughness" is an important criterion for many papersis.

Grundsätzlich unterscheidet man zwischen direkten Glättemeßverfahrenund indirekten Glättemeßverfahren.A basic distinction is made between direct smoothness measurement methodsand indirect smoothness measurement methods.

In die erste Kategorie fallen Schräglichtbeleuchtungsgeräte, Interferenzmikroskope,Lichtschnittgeräte, Tastnadelgeräte und Kontaktanteilmeßgeräte. Zur zweiten Gruppegehören Glanzmesser, Luftstrommeßgeräte und Reibungsmeßgeräte. Eine ausführlicheDarstellung dazu findet sich in dem Sonderdruck ,Rundgespräch Glätteprüfung undGlätteerzeugung" (Güntter-Staib-Uerlag, 1978), Alle bisher bekannten Geräte weisenprinzipielle Mängel auf: Sie sind zu aufwendig in der Bedienung und zu teuer inder Anschaffung. Die Meßergebnisse sind ungenau und oft nicht reproduzierbar; esist problematisch, sie in einem einzigen Zahlenwert zusammenzufassen, wie es fürdie Qualitätskontrolle z.B. zweckmäßig ist.The first category includes oblique lighting devices, interference microscopes,Light section devices, wand devices and contact proportion measuring devices. To the second groupinclude gloss meters, airflow meters, and friction meters. A detailed oneA description of this can be found in the special print, round-table discussion and smoothness testSmoothness production "(Güntter-Staib-Uerlag, 1978), All previously known devices showprincipal flaws: They are too complex to operate and too expensive to usethe acquisition. The measurement results are imprecise and often not reproducible; itis problematic to summarize them in a single numerical value, as it is forthe quality control is e.g. appropriate.

Es schien daher wünschenswert, ein einfaches Testgerät zu entwickeln,mit dem die Oberflächenglätte von Papieren korrekt und schnell zu ermitteln ist.It therefore seemed desirable to develop a simple test device,with which the surface smoothness of paper can be determined correctly and quickly.

Der Glätteprüfer, der im direkten Meßverfahren diese Forderungen erfüllt,besteht aus einer Kombination zwischen Plattenspieler und Frequenzzähler. Die Funktiondes Gerätes basiert darauf, daß die Oberfläche der sich auf dem Plattenteller drehendenPapierprobe mit einem entsprechend modifizierten Tonarm abgetastet und die dabeierzeugte Schwingung mit Hilfe eines Frequenzzählers digital angezeigt wird. DieErfindung wird durch folgendes Beispiel näher erläutert: Umbau eines Schallplattenspielers(Universum FV 501, Quelle Versand) zu einem Glätteprüfer.The smoothness tester, which fulfills these requirements in the direct measuring process,consists of a combination of a turntable and a frequency counter. The functionof the device is based on the fact that the surface of the rotating on the turntablePaper sample scanned with an appropriately modified tonearm and thegenerated vibration is displayed digitally with the help of a frequency counter. theThe invention is explained in more detail by the following example: Conversion of a record player(Universum FV 501, Quelle Versand) to a smoothness tester.

Hierzu sind im einzelnen folgende mechanische und elektrische Eingriffenotwendig: - Austausch der Saphirnadel durch eine metallniete (Fläche 20 mm2), diemit Zweikomponentenkleber am Kristall system befestigt wird.For this purpose, the following mechanical and electrical interventions are in detailnecessary: - Replacing the sapphire needle with a metal rivet (area 20 mm2), whichis attached to the crystal system with two-component adhesive.

- Anbringung eines verstellbaren Gegengewichts am Tonarm zur Regulierungdes Auflagedrucks.- Attachment of an adjustable counterweight to the tonearm for regulationof the contact pressure.

- Auf den Plattenteller wird eine Metallscheibe gleichen Durchmessersgelegt, die als Unterlage Bür die Papierprobe dient. Das kreisförmig ausgestanztePrüfmuster wird durch einen Metallring festgehalten.- A metal disk of the same diameter is placed on the platterplaced, which serves as a base for the paper sample. The circular punched outThe test sample is held in place by a metal ring.

- Eliminierung der automatischen Netzabschaltung und Einbau einesseparaten Netzschalters.- Elimination of the automatic grid shutdown and installation of aseparate power switch.

- Einbau eines einfachen Frequenzzählers (Elektor 4, 27 (1978) ) miteinem vierstelligem Siebensegment-Display und Ableitung der Torzeit von der Netzfrequenz.Der Zählereingang wird über einen Transformator an die parallel geschalteten niederohmigenAusgänge der zwei internen IC-NF-Verstärker angepaßt. Die Anzeigeeinheit des Zählerswird in die Frontplatte des Gerätes eingesetzt.- Installation of a simple frequency counter (Elektor 4, 27 (1978)) witha four-digit seven-segment display and derivation of the gate time from the network frequency.The counter input is connected to the parallel-connected low-resistance via a transformerOutputs of the two internal IC-LF amplifiers adapted. The display unit of the counteris inserted in the front panel of the device.

Se weniger Unebenheiten die Papieroberfläche aufweist, um so kleinerist die Zahl der hervorgerufenen Schwingungen. Die von dem Gerät angezeigte mittlereFrequenz ist daher umgekehrt proportional der Glätte.Als Beispiel sei ein für Tissuepapieretypisches Glättespektrum angeführt: Frequenz (kHz) Manuelle Tastglätte (Bewertungsziffer)0,71 3 rauh 0,65 4 0,59 5 0,53 6 0,41 7 glatt Genaugenommen müßte die Frequenz vomProdukt aus Weichheit und Glätte des Papiermaterials abhängen. Eine eindeutige Korrelationmit der Weichheit konnte aber nicht gefunden werden.The less unevenness the paper surface has, the smaller it isis the number of vibrations produced. The average displayed by the deviceFrequency is therefore inversely proportional to smoothness. An example is for tissue papersTypical smoothness spectrum listed: Frequency (kHz) Manual smoothness (evaluation number)0.71 3 rough 0.65 4 0.59 5 0.53 6 0.41 7 smooth Strictly speaking, the frequency should be fromProduct depend on the softness and smoothness of the paper material. A clear correlationwith the softness but could not be found.

Unabhängig von der dominierenden Frequenz-Glätte-Beziehung wird dieabsolute Höhe der Frequenz vom Auflagedruck des Tastkopfes und dem Verstärkungs-und Höhenpegel des NF-Teils festgelegt. Die zu messende Probe wird nur minimal belastet;das Auflagegewicht beträgt 2 - 3 p. Der daraus resultierende spezifische Druck aufdie Berührungsfläche von 1000 - 1500 Pa entspricht in etwa dem Druck des Fingersauf das Papier bei einer subjektiven Bewertung der Rauhigkeit.Regardless of the dominant frequency-smoothness relationship, theabsolute level of the frequency of the contact pressure of the probe and the amplificationand treble level of the LF part. The sample to be measured is only minimally stressed;the applied weight is 2 - 3 p. The resulting specific pressure onthe contact area of 1000 - 1500 Pa corresponds roughly to the pressure of the fingeron the paper with a subjective evaluation of the roughness.

Die Lautstärkeregler werden so einjustiert, daß eine stabile Zählungerfolgt. Der Zähler darf im Leerlauf mit arretiertem Tonarm noch nicht ansprechen.Die Höhen werden nicht beschnitten. Die Geschwindigkeit wird auf 33 UpM eingestellt.The volume controls are adjusted so that a stable counthe follows. The counter must not yet respond while idling with the tonearm locked.The highs are not clipped. The speed is set at 33 rpm.

Die Zählfrequenz ist nicht stabil, sondern schwankt während des Meßvorgangsetwas. Es ist daher nötig, die für-ein Muster charakteristische Durchschnittsfrequenzaus 5 - 10 Einzelablesungen zu errechnen.The counting frequency is not stable, but fluctuates during the measurement processsome. It is therefore necessary to determine the average frequency characteristic of a sampleto be calculated from 5 - 10 individual readings.

Bei einer Torzeit von 1 s z.B. dauert eine Messung 5 - 10 s.With a gate time of 1 s, for example, a measurement takes 5 - 10 s.

Das beschriebene Gerät hat sich im Prüflabor bei den täglichen Routinemessungender komplexen Produkteigenschaft Glätte gut bewährt. Abweichungen vom vereinbartenGlättestandard lassen sich rasch und sicher feststellen. Es gelingt mit einem solchenGerät, Glättenuancen zu erkennen, an denen bisher bekannte Glätteprüfgeräte scheitern.The device described has been used in the test laboratory for daily routine measurementsthe complex product property of smoothness has proven its worth. Deviations from the agreedThe smoothness standard can be determined quickly and reliably. It works with one of theseDevice to recognize smoothness nuances, where previously known smoothness testers fail.

Claims (2)

Translated fromGerman

PATENTANSPRÜCHE 1. Glätteprüfer zur Bestimmung der Oberflächenglättevon Papieren, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t , daß die Oberfläche einersich auf einem Teller drehenden Papierprobe mit einem Tonkopf abgetastet und dasdabei erzeugte Schwingungsspektrum mit Hilfe eines Frequenzzählers digital angezeigtwird.PATENT CLAIMS 1. Smoothness tester to determine surface smoothnessof papers, d u r h e k e n n z e i c h -n e t that the surface of apaper sample rotating on a plate was scanned with a tape head and thatThe vibration spectrum generated in the process is displayed digitally with the aid of a frequency counterwill.2. Glätteprüfer zur Bestimmung der Oberflächenglätte von Papierennach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß ein Schallplattenspielermit einem Frequenzzähler zusammengeschaltet und die Saphirnadel durch einen Metallkopfersetzt wird.2. Smoothness tester for determining the surface smoothness of papersaccording to claim 1, that a record playerinterconnected with a frequency counter and the sapphire needle through a metal headis replaced.