烟用接装纸原纸施胶度检测方法的分析

梁 冰 王 德 侯 丽



·施胶度检测·

烟用接装纸原纸施胶度检测方法的分析

梁 冰 王 德 侯 丽

(牡丹江恒丰纸业股份有限公司，黑龙江牡丹江，157013)

目前我国用于检测烟用接装纸原纸施胶度的方法是采用GB/T 1540—2002 纸和纸板吸水性的测定(可勃法)，由于烟用接装纸原纸的特殊性，采用该方法检测其施胶度不能准确、真实地反映产品施胶度的要求。本实验对纸张施胶度的不同检测方法——可勃法、动态可勃法、可勃改进法(本方法)、EST法、动态接触角法等进行数据对比和分析讨论，找出采用可勃法检测烟用接装纸原纸施胶度不足的原因并加以改进。结果表明，采用可勃改进法(本方法)检测烟用接装纸原纸施胶度检测精度优于可勃法，其检测精度与EST法、动态接触角法比较接近，由于可勃改进法(本方法)对现有设备无改动、不增加成本，可以满足实际生产和研发的需要。

烟用接装纸原纸；施胶度；检测方法

烟用接装纸原纸是卷烟用包装材料，是一种未经印刷、分切等加工的原纸，专供卷烟厂用作滤嘴的外包装，属特种工业用纸[1-2]。随着烟草行业的飞速发展，印刷企业对烟用接装纸原纸进行印刷、烫金、转移、分切等二次加工后，使烟用接装纸在功能和用途上有了很大的发展和创新，不再局限于单纯的包装功能，同时增加了外观设计、印刷效果、搭配协调等装饰效果，这对烟用接装纸原纸的印刷性能有了更高要求。

由于行业发展迅速，我国烟用接装纸原纸的部分产品标准[3]没有跟上行业的发展速度，使其在后续加工中，生产不够稳定，如印刷效果差、香烟卷接质量波动等各方面质量问题。其中关于纸张施胶度测试方面的标准，要求采用GB/T 1540—2002纸和纸板吸水性的测定(可勃法)进行测定[4]，由于烟用接装纸原纸定量低且较多针孔眼特殊性，采用该方法检测其施胶度不能准确、真实地反映产品的施胶性能，使得烟用接装纸原纸在实际的印刷过程中印刷效果和各批次间的质量难以控制。笔者在生产过程中发现可通过引入烟用接装纸原纸定量这个影响因素进行修正，以提高施胶度的检测精度，降低印刷生产波动频次。

1 采用GB/T 1540—2002纸和纸板吸水性的测定(可勃法)检测烟用接装纸原纸施胶度存在的不足

GB/T 1540—2002纸和纸板吸水性的测定(可勃法)中称“本标准适用于测定施胶纸和纸板表面的吸水性。本标准不适用于定量低于50 g/m2，施胶度较低或有较多针孔的原纸和压花纸；不适用于未施胶的纸和纸板；不适用于准确评价纸和纸板的书写性能。”由于目前烟用接装纸原纸的定量低于50 g/m2，其施胶度偏低和有较多针孔眼，使用该方法检测时精度低、结果不准确，不能真实反映产品的施胶度。同时在可勃法的检测过程中，不能有水分渗透纸张的现象，否则将不满足检测要求，检测数据也毫无意义。所以笔者将重点解决因纸张定量低而导致不适合用该方法检测烟用接装纸原纸施胶度的问题。

2 烟用接装纸原纸施胶度的检测方法

现将用来检测烟用接装纸原纸施胶度的不同方法进行介绍，并阐述各检测方法检测烟用接装纸原纸施胶度的优缺点，以便确定最佳的检测方法。

(1)可勃法

定义：在一定条件下，在规定的时间内，单位面积纸和纸板表面所吸收的水的质量，以g/m2表示。

原理：称量试样实验前质量，当试样的一面与水接触达到规定时间后，吸干试样上的多余水分，并立即称量质量。以单位面积试样增加的质量来表示结果。可勃法检测仪器见图1。

优点：仪器价格低廉，一般为1万～2万元，同时操作和维护简单。

缺点：检测存在局限性和不足，受原纸定量的影响较大，在施胶剂用量相同情况下，原纸定量越大，吸水性相对越高，所以不能完全真实反映的产品施胶度，仅适用于一般检测。

图1 可勃法检测仪器

图2 动态可勃法检测仪器

图3 EST法检测仪器

(2)动态可勃法

原理：将纸样夹在封闭测量室内充满饱和水的多孔膜上，利用连通器的原理和精确液位变送器进行实时检测的方法，可以动态的记录下纸和纸板表面所吸收水质量的变化趋势。动态可勃法检测仪器见图2。

优点：检测精度高，可以动态反映产品吸水量的变化，适用于研究机构。

缺点：仪器价格昂贵，一般为30万元左右，需要专业人员使用和维护，同时受原纸的定量影响较大，在施胶剂用量相同情况下，原纸定量越大，吸水性相对越高，不能完全真实反映产品的施胶度。

(3)可勃改进法(本方法)

原理：将可勃法测量结果的数据，除以检测纸样的定量，得到一个数值，该数值为一个没有单位的系数，其数值越低，施胶度越高，从而体现施胶情况。

优点：仪器价格低廉，一般为1万～2万元，同时操作和维护简单；消除可勃法的干扰因素，消除原纸定量的影响，能较为真实的反映产品施胶度，适用于一般检测和研究机构。

缺点：没有引入紧度和施胶方式等影响因素，所以该方法只适用于相同或相近的造纸工艺生产的产品。

(4)EST法

原理：利用超声波穿透纸张时强度发生的变化，来测试液体渗透进纸张的动态过程，用于分析纸张的涂布、印刷、防水抗液特性。EST法检测仪器见图3。

优点：检测精度高，可以反映液体渗透进纸张的动态过程，可以真实反映产品的施胶度，适用于研究机构。

缺点：仪器价格昂贵，一般为20万元左右，需要专业人员使用和维护，同时受原纸的匀度影响较大。

(5)动态接触角法

原理：在液滴接触被测样品表面时，固、液、气三相交点的气、液接触面的切线与被测样品表面形成的夹角，并记录该夹角的动态变化过程，用于分析纸张的涂布、印刷、防水抗液、吸收特性。动态接触角法检测仪器见图4。

图4 动态接触角法检测仪器

优点：检测精度高，可以反映液滴渗透进纸张的动态过程，可以真实反映产品的施胶度，适用于研究机构。

缺点：仪器价格昂贵，一般在20万元左右，需要专业人员使用和维护，同时受原纸的匀度、紧度、平滑度影响较大。

表1 不同检测方法对不同定量、可勃法数值为26 g/m2纸样与其他检测方法的数据对比

表2 不同检测方法对不同定量、可勃法数值为30 g/m2纸样与其他检测方法的数据对比

表3 不同检测方法对不同定量、可勃法数值为35 g/m2纸样与其他检测方法的数据对比

3 不同检测方法的对比与分析

烟用接装原纸检测纸样来源：不同纸机、不同生产时间留存的相同产品。

检测数据来源：每一组检测数据，均为定量和可勃法数值在要求的范围内、同时其他物理指标接近的纸样，取15组检测数据的平均值。

3.1 可勃法与其他检测方法数据对比

表1～表3为不同检测方法检测的不同定量、可勃值分别为26、30、35 g/m2纸样的施胶度检测数据，对应关系见图5。

通过对上述数据分析可知，在只有3种不同可勃法数值26、30、35 g/m2的情况下，其他的检测方法都有9种变化趋势，可勃改进法(本方法)检测结果，分别是成梯度变化，可以表示出施胶度的变化趋势。动态可勃法虽然在45 s的检测数值比较接近，但其吸水量的变化趋势却差异明显，可以表示施胶度的变化情况。EST法和动态接触角法的数值和施胶变化趋势也十分明显。同时相同检测方法之间具有明显的梯度差异，通过上述情况可以说明，采用可勃法检测烟用接装纸原纸施胶度具有明显局限性和不足，不能完全真实反应纸张的施胶情况。

图5 不同定量、相同可勃法数值与其他检测方法的对比

通过图5可以分析出，可勃改进法与动态可勃法相比，虽然动态可勃法最后45 s的点，聚集在3个点的位置上，这主要是由最终的吸水值所决定的，但在整个吸水的过程中，吸水量的变化趋势与可勃改进法的数值趋势是一致的。与EST法、动态接触角法相比较，可勃改进法在各单点数值和整体变化趋势都是一致的，而且可以一一相互对应。因此可勃改进法的测量精度较高，可以满足一般检测和研究的需要，建议可以进一步推广使用。

表4 不同定量下、相同可勃改进法数值与其他检测方法的数据对比

图6 不同定量、相同可勃法改进法数值与其他检测方法的对比

3.2 可勃法改进法与其他检测方法数据对比

表4为不同纸张定量下、相同可勃改进法数值与其他检测方法的数据对比；对应关系见图6。

通过表4、图6的数据可以分析得到，在相同可勃改进法数值下，用其来衡量烟用接装纸原纸的施胶度的可勃法差异较为明显，可勃法有3个数值；与动态可勃法的变化趋势比较接近，但动态可勃法只是反映纸张吸水量的动态变化，对施胶度反映不够准确；

与EST法、动态接触角法数值和变化趋势比较接近，差异不明显。

4 结 论

对烟用接装纸原纸施胶度的检测方法进行分析，并加以改进。

4.1 在造纸工艺、纸种接近，同时纸张定量低于50 g/m2的情况下，可勃改进法(本方法)数值越低，其纸张抗水性越强、施胶度越高、吸收性能越差，反之则数值越高其抗水性越差、施胶度越低、吸收性能越好。

4.2 可勃改进法(本方法)测量精度明显提高，同时在现有可勃法情况下各项改进较小，对仪器设备等成本没有增加，但可以达到专业的测量仪器精度，可以满足一般检测和研究机构的需要。

4.3 可勃改进法(本方法)没有引入紧度和施胶方式的影响因素，所以该方法只适用于相同或相近的造纸工艺，如烟用接装纸原纸中的单光纸和双光纸，虽然使用方法完全相同，但制造工艺有一定差异，通过该方法得出的对比数据，可以进行分析，但精度会明显降低。建议下一步细化研究时，将紧度、平滑度等指标引入进行分析，以减少该方法的影响因素，从而提高检测的精度。

[1] CAO Zhen-lei. Current Situation of Chinese Paper Industry and Thought[J]. China Pulp & Paper, 2009, 28(10): 63. 曹振雷. 我国造纸工业的现状与思考[J]. 中国造纸, 2009, 28(10): 63.

[2] LIU Qun-hua, LIU Wen, CHEN Xue-feng, et al. The Factors Influencing Forming Degree of Aluminum Free Inner Lining Paper for Cigarette Packing[J]. China Pulp & Paper, 2014, 33(8): 19. 刘群华， 刘 文， 陈雪峰， 等. 烟用无铝内衬纸成型度的影响因素研究[J]. 中国造纸, 2014, 33(8): 19.

[3] YC 170—2009烟用接装纸原纸[S]. 北京： 国家烟草专卖局, 2009.

(责任编辑：常 青)

Analysis on Sizing Degree Test Methods for Tipping Base Paper

LIANG Bing*WANG De HOU Li

(MudanjiangHengfengPaperCo.,Ltd.,Mudanjiang,HeilongjiangProvince, 157013)

Cobb method is usually used to measure sizing degree of tipping base paper at present, but this method has some defects, it can’t meet the development trend of the tobacco industry. In this study, from the comparison, analysis and discussion of different sizing degree test methods (Cobb method, dynamic Cobb method, modified Cobb method, EST method and dynamic contact angle method) the causes of the defect of Cobb method was found out. By using modified Cobb method to amend the defect, the testing accuracy was close to EST method, at the same time, it didn’t need to purchase new testing instrument and didn’t increased cost, so the further promotion of this method was recommended.

tipping base paper; sizing degree; testing method

梁 冰先生，工程师;主要从事烟用接装纸原纸的研发工作。

2016- 07-22(修改稿)

TS77

A

10.11980/j.issn.0254- 508X.2016.11.007

(*E-mail: liangbing.999@163.com)