CN103439223B - 一种水基胶上胶粘度的测定方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水基胶上胶粘度的测定方法和应用。所述方法包括以下步骤：设置水基胶补充单元、旋转粘度计法测量单元、水基胶收集单元，水基胶补充单元、旋转粘度计法测量单元和水基胶收集单元之间依次形成高度差并使得水基胶在连通三者的流动管道中产生流动；所述旋转粘度计法测量单元安装旋转粘度计；将待测水基胶分别置入水基胶补充单元、旋转粘度计法测量单元，加热待测水基胶使其达到测试温度；选用对应型号的转子在选定的转速下对旋转粘度计法测量单元中的水基胶粘度进行测定。本发明符合水基胶上胶时流动的实际情况，工艺简单，操作简便，可快速直接进行水基胶上胶粘度的测定，可较好地应用于水基胶上机进行上胶试验前对水基胶的上机适用性进行预先判断。

Description

一种水基胶上胶粘度的测定方法和应用

技术领域

本发明涉及水基胶测试技术领域，更具体地，涉及一种水基胶上胶时粘度的测定方法和应用。

背景技术

水基胶粘度可以定义为其的剪切应力与剪切速率之比，是用于衡量水基胶在流动过程中的内部摩擦力的，它是水基胶在生产应用中的上胶性能的主要影响因素。粘度测试方法主要有旋转粘度计法和粘度杯测定法。

旋转粘度计法是将盛有试样的容器放入恒温浴中，将转子垂直浸入试样中央部位并使液面达到转子液位标线，开动旋转粘度计，读取旋转时指针在圆盘上不变时的读数。粘度杯法是将粘度杯固定，在粘度杯流出孔下面放一只量筒，操作时先堵住流出孔，在粘度杯中导倒满试样，打开流出孔使试样流出，记录试样从流出孔开始流出至接受的量筒中试样达到50mL时的时间以流出的时间作为试样粘度。

在本技术领域，上述粘度测试方法已经成为行业标准。但在实际生产应用中，生产设备胶槽中的水基胶是不断得到胶缸中水基胶的补充的，其粘度的变化与仅测盛在一个容器中的水基胶的值会有差别。如果采用现有的旋转粘度计法和粘度杯法检测水基胶的粘度值，往往出现购买时产品粘度标示值合乎产品要求，或者实验室检测判断水基胶产品的粘度值合格，而应用于实际生产时水基胶粘度不合格现象，而随着企业生产速度的大幅度提高，水基胶上胶时的粘度对生产情况的影响越来越大，在现有的烟草生产线上安装旋转粘度计进行在线实时检测需要对设备和生产线进行大的改动，很难实现和推广，成本也较大，这种在线检测也不适合水基胶产品在被生产应用之前的粘度判断。

发明内容

本发明的要解决的技术问题是克服现有水基胶粘度检测方法的局限性和技术不足，提供一种方便快捷、更贴合实际的水基胶上胶粘度测定方法。

本发明要解决的另一技术问题是提供所述水基胶上胶粘度测定方法的应用。

本发明的上述目的通过以下技术方案予以实现：

提供一种测定水基胶上胶粘度的方法，采用旋转粘度计进行测定，包括以下步骤：

S1.设置水基胶补充单元、旋转粘度计法测量单元、水基胶收集单元，水

基胶补充单元、旋转粘度计法测量单元和水基胶收集单元之间依次形成高度差并使得水基胶在连通三者的流动管道中产生流动；所述旋转粘度计法测量单元安装旋转粘度计；

S2.将待测水基胶分别置入水基胶补充单元、旋转粘度计法测量单元，加热待测水基胶使其达到测试温度；

S3.选用对应型号的转子在选定的转速下对旋转粘度计法测量单元中的水基胶粘度进行测定。

优选地，所述流动管道设有流量调节装置和流量测量装置。S2将待测水基胶分别置入水基胶补充单元、旋转粘度计法测量单元，加热待测水基胶使其达到测试温度后打开连接管道的流量调节装置，调节水基胶流动管道的流量；

优选地，S1所述水基胶补充单元、旋转粘度计法测量单元、水基胶收集单元的容积均至少为750毫升；且所述旋转粘度计法测量单元的直径不小于6厘米，高度不低于11厘米以便于安装旋转粘度计。

优选地，所述流量调节装置的流量调节范围均为0~10.0升/小时。可根据测定需要调节模拟生产中胶缸补充胶槽水基胶的流量，与水基胶上胶时流动的实际情况相符，测定结果可直接应用于生产实际中的上胶过程。

优选地，S1所述水基胶补充单元、旋转粘度计法测量单元中均至少装入500毫升待测水基胶。

优选地，S2所述测试温度的控制精度为±0.5℃。

优选地，打开流量调节装置调节适宜流量后，控制加热使水基胶稳定在测试温度，且水基胶无泡沫或气泡。如发现有泡沫或气泡，则需对水基胶进行过滤或撇去泡沫。

S3具体的操作可参照现有旋转粘度计法，本发明是选用对应型号的转子，将转子浸入待测水基胶中，避免带入气泡，再将转子安装在粘度计机头上，调整机头高度使转子的浸入标记与水基胶液面吻合在选定的转速下对旋转粘度计法测量单元中的水基胶粘度进行测定。优选地，将转速设为测定转速后，启动粘度计运行至少30秒，优选为至少60秒后记录稳定的读数。测定三次，取三次中最小一个读数值。

为了更具体地说明本发明方法，本发明提供一种简单易行的实现本发明的检测系统如下：

所述系统包括水基胶补充槽、旋转粘度计法测量槽、水基胶收集槽；所述水

基胶补充槽、旋转粘度计法测量槽、水基胶收集槽之间形成高度差；水基胶补充槽、旋转粘度计法测量槽、水基胶收集槽均设有水基胶进、出口；水基胶补充槽出口与旋转粘度计法测量槽进口通过流动管道相连接，旋转粘度计法测量槽出口与水基胶收集槽进口通过流动管道相连接；所述流动管道设有流量调节装置和流量测量装置；

在水基胶补充槽、旋转粘度计法测量槽设有水浴加热装置，加热温度范围均为0~100℃，温度控制精度均为±0.5℃；

优选地，水基胶补充槽、旋转粘度计法测量槽、水基胶收集槽容积均至少为750毫升，且旋转粘度计法测量槽直径不小于6厘米，高度不低于11厘米。

优选地，水基胶补充槽设置的位置比旋转粘度计法测量槽设置的位置高0.2～0.6米，旋转粘度计法测量槽设置的位置比水基胶收集槽设置的位置高0.2～0.6米，可以采用放置在不同高度平台上的方式形成高度差，也可以在槽下设置支架的方式形成适宜的高度差。

所述流动管道流量的流量调节范围均为0～10.0升/小时。可根据测定需要调节模拟胶缸补充胶槽水基胶的流量，与本技术领域粘度检测标准方法相比较，本发明与水基胶上胶时流动的实际情况更加相符合，满足实际生产需要。

进行水基胶上胶粘度的测试前，先调整水基胶补充槽、旋转粘度计法测量槽及水基胶收集槽之间的高度至合适值（适合水基胶产生流动），在水基胶补充槽、旋转粘度计法测量槽中均至少装入500毫升待测水基胶。应用温度计确保水胶槽A中水基胶温度至测定要求的温度，且水基胶无泡沫或气泡。如发现有泡沫或气泡，则需对水基胶进行过滤或撇去泡沫。打开流动管道的流量控制开关，调节至合适流量后（与生产实际情况相符合的流量大小）， 选择测定要求的型号的转子，将转子小心浸入待测水基胶中，避免带入气泡，再将转子安装在粘度计机头上，调整机头高度使转子的浸入标记与水基胶液面吻合。将转速设为测定转速，启动粘度计运行至少30秒，优选为至少60秒后记录稳定的读数。测定三次，取三次中最小一个读数值。

本发明同时提供了所述测定方法的应用，应用于水基胶上机进行上胶试验前对水基胶的上机适用性进行预先判断。

本发明的有益效果：

长期以来，本技术领域的粘度测试方法主要有旋转粘度计法和粘度杯测定法，无论是旋转粘度计法和粘度杯测定法都是对静止的胶状物进行检测，本发明人改变技术思路，经过长期大量的研究发现水基胶在生产应用上胶过程中流动状态改变了水基胶的粘度，按照现行标准检测得到的水基胶的粘度值与实际生产应用上胶时水基胶的粘度值往往不相符，往往是检测得到的粘度值理论上符合产品粘度要求，但实际上应用效果不很理想。但是如果在生产流水线设备上进行改装安装旋转粘度计进行在线检测，存在较大的技术难度，成本较高，很难实现。本发明很巧妙地设计了与实际生产状况几近吻合的检测方法，改变了现有技术的检测思路，将在一个容器中进行粘度测量设计为在流动的上胶体系中进行粘度测量，检测方法和体系更接近水基胶上胶时流动的实际情况，经过试验证明，经本发明方法检测出来的粘度值如果符合产品的粘度要求，进行上胶生产应用后，制备得到的产品质量确实可以得到保障，有力证明了本发明检测方法可以作为水基胶上胶粘度的检测方法进行实施，从而在上机试验前对水基胶的上机适用性进行预先判断。

本发明方法设备要求低，工艺简单，操作简便，可快速直接进行水基胶上胶粘度的测定，成本低，具有重要的推广应用价值。

附图说明

图1为应用本发明水基胶上胶粘度测定装置的结构示意图

图2为应用本发明水基胶上胶粘度测定装置的结构示意图

图3为应用本发明水基胶上胶粘度测定装置的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，除非特别说明，本发明采用的试剂、原料及设备为本技术领域常规的试剂、原料和设备。

实施例1

本实施例按照本发明检测方法设计检测装置如附图1、附图2或附图3所示。

附图1中，1为水基胶补充槽，2为旋转粘度计法测量槽，3为水基胶收集槽，8为旋转粘度计，9为转子；

附图2中，1为水基胶补充槽，2为旋转粘度计法测量槽，3为水基胶收集槽，8为旋转粘度计，9为转子， 11为支架；

附图3中，1为水基胶补充槽，2为旋转粘度计法测量槽，3为水基胶收集槽，8为旋转粘度计，9为转子，10和11为支架。

旋转粘度计法测量槽2为圆柱体，规格为直径6厘米，高度26.5厘米，水基胶补充槽1和水基胶收集槽3的容积为750毫升，通过将水基胶槽放置于不同高度的支撑平面上、通过支架11调整或者通过支架10和11调整旋转粘度计法测量槽2、水基胶补充槽1和水基胶收集槽3之间的高度差均为0.3米。

所述水基胶补充槽1、旋转粘度计法测量槽2、水基胶收集槽3之间形成高度差；水基胶补充槽1、旋转粘度计法测量槽2、水基胶收集槽3均设有水基胶进、出口（常规，图中未做标示），水基胶补充槽1出口与旋转粘度计法测量槽2进口通过流动管道4相连接，流动管道4设有流量控制开关和流量计6；旋转粘度计法测量槽2出口与水基胶收集槽3进口通过流动管道5相连接，流动管道5设有流量控制开关和流量计7。

待测水基胶市购，产品标示上标明的粘度值为2600mPa·s，采用传统的旋转粘度计法检测其水基胶的粘度值为2812 mPa·s。

本发明检测步骤如下：

在旋转粘度计法测量槽2、水基胶补充槽1中分别装入约500毫升的待测水基胶，并加热水基胶温度至25℃（采用水浴加热）。

打开流动管道流量4控制开关，将流量调至3.8升/小时。

用温度计确定旋转粘度计法测量槽2中待测水基胶温度为测定温度（根据具体生产的温度选择确定），且水基胶无泡沫或气泡。

选择3^#测定转子，将转子小心浸入待测水基胶中，避免带入气泡，再将转子安装在粘度计机头上，调整机头高度使转子的浸入标记与水基胶液面吻合。转速设为20rpm，启动粘度计运行60秒后记录稳定的读数。测定三次，取三次中最小一个读数值为2336。更换同种样品胶并按上述步骤再重新操作两次，三次测量结果标准偏差为0.013。

实施例2

与实施例1不同之处在于，水基胶测试温度调至27℃。测定三次，取三次中最小一个读数值为2025。更换同种样品胶并按上述步骤再重新操作两次，三次测量结果标准偏差为0.014。

实施例3

与实施例1不同之处在于，打开流动管道，将流量调至5.7升/小时。测定三次，取三次中最小一个读数值为2177。更换同种样品胶并按上述步骤再重新操作两次，三次测量结果标准偏差为0.017。

实施例4

与实施例1不同之处在于，转子转动90秒后记录稳定的读数。测定三次，取三次中最小一个读数值为2312。更换同种样品胶并按上述步骤再重新操作两次，三次测量结果标准偏差为0.036。

实施例5

与实施例1不同之处在于，转子转速调整为30rpm。测定三次，取三次中最小一个读数值为2247。更换同种样品胶并按上述步骤再重新操作两次，三次测量结果标准偏差为0.021。

实施例6 应用实验结果

本方法由于模拟上胶的一套体系，更接近水基胶上胶时流动实际情况。同时可以通过调整水基胶温度、流动流量、测定时间及测定转速，较科学的进行水基胶上胶时粘度的测定。其中水基胶温度、流动流量、测定转速可根据上机实际情况进行调整。根据检测结果的标准偏差即数据离散度、系统重复性，测定时间优选为转子转动60秒后。使用本测定方法可在上机试验前对水基胶的上机适用性进行预先判断

。

Claims (10)

1.一种测定水基胶上胶粘度的方法，采用旋转粘度计进行测定，其特征在于，包括以下步骤：

S1.设置水基胶补充单元、旋转粘度计法测量单元、水基胶收集单元，水基胶补充单元、旋转粘度计法测量单元和水基胶收集单元之间依次形成高度差并使得水基胶在连通三者的流动管道中产生流动；所述旋转粘度计法测量单元安装旋转粘度计；

S2.将待测水基胶分别置入水基胶补充单元、旋转粘度计法测量单元，加热待测水基胶使其达到测试温度；

S3.选用对应型号的转子在选定的转速下对旋转粘度计法测量单元中的水基胶粘度进行测定。

2.根据权利要求1所述测定水基胶上胶粘度的方法，其特征在于，S1所述流动管道设流量调节装置和流量测量装置。

3.根据权利要求1所述测定水基胶上胶粘度的方法，其特征在于，S1所述水基胶补充单元、旋转粘度计法测量单元中均至少装入500毫升待测水基胶。

4.根据权利要求2所述测定水基胶上胶粘度的方法，其特征在于，所述流量调节装置的流量调节范围均为0~10.0升/小时。

5.根据权利要求1所述测定水基胶上胶粘度的方法，其特征在于，S2所述测试温度的控制精度为±0.5℃。

6.根据权利要求1所述的测定水基胶上胶粘度的方法，其特征在于S2还包括应用温度计确保旋转粘度计法测量单元中水基胶温度为测定要求的温度，且水基胶无泡沫或气泡的操作步骤。

7.根据权利要求1所述测定水基胶上胶粘度的方法，其特征在于，S3是选用对应型号的转子，将转子浸入待测水基胶中，避免带入气泡，再将转子安装在粘度计机头上，调整机头高度使转子的浸入标记与水基胶液面吻合在选定的转速下对旋转粘度计法测量单元中的水基胶粘度进行测定。

8.根据权利要求1所述测定水基胶上胶粘度的方法，其特征在于，S3是将旋转粘度计的转速设为测定转速后，启动粘度计运行至少30秒后记录稳定的读数，测定三次，取三次中最小一个读数值。

9.根据权利要求8所述的测定水基胶上胶粘度的方法，其特征在于，启动粘度计运行优选为至少60秒后记录稳定的读数。

10.一种权利要求1至9任一项所述测定水基胶上胶粘度的方法的应用，其特征在于应用于水基胶上机进行上胶试验前对水基胶的上机适用性进行预先检测和预先判断。