CN109060650A - 一种测试卷烟用水性胶在卷烟用纸上抗剥离强度的方法及夹具 - Google Patents

一种测试卷烟用水性胶在卷烟用纸上抗剥离强度的方法及夹具 Download PDF

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Abstract

一种测试卷烟用水性胶在卷烟用纸上抗剥离强度的方法及夹具,所述夹具包括通过直线轴承滑动的直线机构、安装在所述直线机构上的角度调整支座,所述角度调整支座上铰接有样条支撑板,所述样条支撑板可绕铰接点在角度调整支座上正向和反向360度旋转,所述角度调整支座上设有用于将样条支撑板位置固定的锁紧机构,所述样条支撑板上设有与测试样条厚度相匹配的、用于固定测试样条的卡槽,本发明对以往只能测量胶黏剂抗90°、180°剥离强度的局限性具有很好的补充和完善作用,特别是能够很好地表征卷烟生产过程卷烟用水性胶使用后,胶接面通常受到的非90°剥离力破坏作用的实际强度,在卷烟行业具有推进技术进步的重要意义。

Description

一种测试卷烟用水性胶在卷烟用纸上抗剥离强度的方法及 夹具
技术领域
本发明涉及一种测试卷烟用水性胶在卷烟用纸上抗剥离强度的方法及夹具。
背景技术
胶粘剂的剥离强度,指当应力集中在胶接测试片的胶结面被揭离边缘线上的抗剥离强度。通常刚性材料(如金属、木材、玻璃等)与柔性材料如纸张、橡胶、织物等胶接时,需测定其剥离强度。目前国内外有关胶粘剂剥离强度的测试方法有抗90°剥离、抗180°剥离、抗T形剥离3种情形,其中抗90°剥离和抗180°剥离适用于刚性材料与柔性材料之间的测试,而“T”剥离则只使用于两个柔性材料之间的测试。上述测试方法有相应的国家标准或行业标准。该方法只能表征在标准的测试方法、测试条件下将被测试的胶粘剂涂布在标准规定的被粘材料上的抗90°剥离或抗180°剥离或抗T形剥离的强度。也就是说现有方法只能用于比较不同胶粘剂之间上述三项指标之间的差异,不能表征某一胶粘剂在不同被粘材料上的剥离强度。
但在卷烟生产和包装过程中,发明人在生产实践中常发现在现有的测试条件下将被测试的胶粘剂涂布在标准规定的被粘材料上的抗90°剥离或抗180°剥离或抗T形剥离的强度,在完成测试后,通过卷烟机的上胶系统,将卷烟用水性胶涂布(辊涂或喷涂)在卷烟用纸的规定部位,涂胶后的卷烟用纸经过定位、叠合、施压、干燥,完成烟支和包装盒的粘结成型。在高速卷烟机上,烟支和包装盒初步成型后,其胶接面仍会经常出现搭接处移位、爆口、起翘、漏气等质量问题。这使得发明人认为需要研究一种新的测试方法,可通过该测试方法可有效避免上述问题。
发明内容
发明人在研发过程中,首先对现有的按照国标或者行标有关卷烟胶粘剂进行抗90°或180°剥离强度的方法进行测试,发现该方法只能表征在标准的测试方法、测试条件下将被测试的胶粘剂涂布在标准规定的被粘材料上的抗90°剥离或抗180°剥离或抗T形剥离的强度。也就是说现有方法只能用于比较不同胶粘剂之间上述三项指标之间的差异,不能表征某一胶粘剂在不同被粘材料上不同剥离角度的剥离强度。
另外,不同类型的卷烟用纸在纤维组成、制造工艺、表面光滑度等方面存在很大差异,纸张自身的力学性能与国标或者行标有关胶粘剂抗90°或180°剥离强度测试方法中要求的牛皮纸等也相差很远,胶接后的剥离强度大小也不在一个数量级。
发明人通过进一步研究还发现卷烟用水性胶在卷烟用纸上的胶接和发生破坏时,施加于胶接面(线)上剥离力方向不完全是准确的90°或180°;随着剥离过程的推移,其剥离角度可能会在0~90°、90°~180°之间不断变化。基于以上的问题的研究本发明提出了一种解决现有技术的不足而构思巧妙、操作简便的测试卷烟用水性胶在卷烟用纸上抗剥离强度的方法及其对应的夹具。
本发明所采用的技术方案是:
一种测试卷烟用水性胶在卷烟用纸上抗剥离强度的方法,利用上述夹具,包括如下步骤:
a、将需测试的卷烟用纸用对应的卷烟用水性胶粘接到测试板上制作成测试样条,将测试样条插进在所述夹具的卡槽中,并且将测试样条锁紧,再将夹具固定在万能材料试验机的下固定夹具上;所述夹具包括固定在下固定夹具上并且通过直线轴承滑动的直线机构、安装在所述直线机构上的角度调整支座,所述角度调整支座上铰接有样条支撑板,所述样条支撑板水平设置时可绕铰接点在角度调整支座上顺时针或逆时针旋转;
b、根据测试的卷烟用纸的类型,调节样条支撑板与水平面的角度,选择好测定角度后,固定样条支撑板的旋转位置;
c、将测试样条上卷烟用纸的一端用万能材料试验机自带的夹子钳夹住固定在万能材料试验机的上拉力头上,并且使上拉力头的向上牵伸卷烟用纸的牵引力方向与水平面呈90°,此时,牵引力方向与测试板的夹角就是设定的剥离角度;
d、启动万能材料试验机,按照设计的测试牵伸速度给卷烟用纸施加向上的拉力,记录万能材料试验机上拉力头将卷烟用纸撕裂或将卷烟用纸扯离测试板或达到万能材料试验机运行限定位置时的应力应变曲线。
发明人通过以上测定烟用水性胶对应的卷烟用纸上不同角度的剥离强度的方法。从而掌握烟用水性胶在对应的卷烟用纸上的上机性能,最大程度达到提高产品质量,降低次品率、提高生产效率、降低生产成本。
进一步的,所述卷烟用纸采用卷烟纸、烟用接装纸或烟用条盒包装纸。
进一步的,所述烟用条盒包装纸包括铜板纸、白卡纸、黑卡纸、纸塑复合卡纸、纸铝复合或转移铝卡纸。
进一步的,所述测试板为木板或金属板或烟用条盒包装纸。
进一步的,所述水性胶的粘度范围在100~10000cPa·s,固含量范围在10%~70%。
进一步的,所述直线机构包括通过固定装置固定在万能材料试验机下固定夹具上的直线滑块、安装在直线滑块上的导轨和安装在导轨上的角度调整支座。
进一步的,所述卡槽通过固定在样条支撑板上的卡板构成,所述卡板通过螺钉固定在样条支撑板上
进一步的,所述锁紧机构包括锁紧轴和锁紧帽。
进一步的,所述角度调整支座上设有表示样条支撑板旋转角度的刻度盘。
一种测试卷烟用水性胶在卷烟用纸上抗剥离强度的夹具,包括通过直线轴承滑动的直线机构、安装在所述直线机构上的角度调整支座,所述角度调整支座上铰接有样条支撑板,所述样条支撑板水平设置时可绕铰接点在角度调整支座上正向和反向至少旋转90度,所述角度调整支座上设有用于将样条支撑板位置固定的锁紧机构,所述样条支撑板上设有与测试样条厚度相匹配的、用于固定测试样条的卡槽,所述样条支撑板沿卡槽方向设有多个销孔,所述测试样条固定在卡槽内后,通过插装在销孔内的插销对测试样条定位。由于采用上述结构,可以任意调整样条支撑板的角度,从而可以很方便的测试卷烟用水性胶在卷烟用纸上非90°或180°抗剥离强度。
进一步的,所述直线机构包括通过固定装置固定在万能材料试验机下固定夹具上的直线滑块、安装在直线滑块上的导轨和安装在导轨上的角度调整支座。
进一步的,所述卡槽通过固定在样条支撑板上的卡板构成,所述卡板通过螺钉固定在样条支撑板上
进一步的,所述锁紧机构包括锁紧轴和锁紧帽。
进一步的,所述角度调整支座上设有表示样条支撑板旋转角度的刻度盘。
综上所述,本发明对以往只能测量胶黏剂抗90°、180°剥离强度的局限性具有很好的补充和完善作用,特别是能够很好地表征卷烟生产过程卷烟用水性胶使用后,胶接面通常受到的非90°剥离力破坏作用的实际强度,有利于提高产品质量,降低次品率、提高生产效率、降低生产成本。在卷烟行业具有推进技术进步的重要意义。
附图说明
图1为本装置的立体图一。
图2为本装置的立体图二。
具体实施测试例
下面例举几个具体实施例对本发明作进一步的详细说明。这些实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例,而非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里也无需也无法对所以的实施例予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
如图1、2所示,本装置用1~2mm厚的不锈钢板材制作成样条支撑板1,样条支撑板的上侧设置有卡槽,卡槽长度150~200mm、宽35~50mm、高15~20mm,开口槽宽25~45mm,所述卡槽由样条支撑板1凸起的边缘和安装在此边缘上的卡板3构成,所述卡板3通过螺钉固定在此边缘上,卡槽用来固定测试样条6。
样条支撑板1的下侧焊接有旋转支撑座10。导轨1上焊接有角度调整支座9,角度调整支座9上设有示值范围为0~180°的角度盘。样条支撑板1通过旋转支撑座10铰接在角度调整支座9上,使得样条支撑板水平设置时可绕铰接点在角度调整支座上正向和反向至少旋转90度,并且通过锁紧机构14将样条支撑板1与角度调整支座9位置固定。本例中,所述锁紧机构包括锁紧轴8和锁紧帽。
测试前调整设定好万能材料试验机作用于样条粘接面的剥离力角度,用锁紧机构14锁紧样条支撑板1与角度调整支座9位置。直线滑块7上设置的导轨1可以相对于滑块7任意滑动,所述导轨1上可以安装限位装置,从而限定导轨1滑动的距离,滑块7背面用螺钉连接一个滑块固定座12,滑块固定座12用于与万能材料试验机上的下拉力头相连接。本例中,万能材料试验机施加的作用力始终穿过夹具的中心线。
所述角度调整支座9通过一个水平滑动轴承支撑悬梁与旋转支撑座10连接,水平滑动轴承支撑悬梁形似“工字型”的不锈钢或合金钢梁。
一种测试卷烟用水性胶在卷烟用纸上抗剥离强度的方法,步骤如下:
先制作由卷烟用纸与测试板(如钢铁片、木板条等)用待测试的卷烟用水性胶粘接而成的测试样条,卷烟用纸与测试板胶接的长为150~200mm、宽为35~50mm(具体尺寸依据测试样条固定卡槽的大小而定,下同)。该卷烟用纸的尺寸与不大于卡槽的内宽;而测试板的宽度与卡槽的大小相匹配,卷烟用纸的一端不涂胶作为空白段用于万能材料试验机的上夹头夹持、施力。
将测试样条插入卡槽中,插入过程中勿让卷烟用纸与卡槽内边发生刮擦、受损;再用插销插装在销孔5内将测试板定位在卡槽1内。旋松锁紧机构14,调整样条支撑板1与角度调整支座9的相对位置,通过角度调整支座9上的刻度盘调整到需要测试的角度,然后旋紧锁紧机构14固定样条支撑板1与角度调整支座9的位置关系。
启动万能材料试验机,缓慢将机头向下移动至合适位置(使试验机上夹头的夹口离本夹具的上部15~20mm);把卷烟用纸上未涂胶的超出段部分垂直于测试板向上揭起,将胶粘面用手预先剥离3~5mm,再伸于万能材料试验机上夹头的夹口,调整夹口线与卡槽以及胶接面的预剥离前沿线成平行,旋紧上夹具,这里需要注意的是,当样条支撑板1不是水平布设时,测试样条插入方向根据要测试的剥离角度确定,剥离角度大于90度时,使得卷烟用纸朝下的一端为未涂胶的部分,这样万能材料试验机上夹头夹住卷烟用纸的下端,从下往上剥离,而剥离角度小于90度时,卷烟用纸朝上的一端为未涂胶的部分,这样万能材料试验机上夹头夹住卷烟用纸的上端,从上往下剥离。
测试时,按照设计的测试牵伸速度连续向上移动机头,缓慢而匀速地给胶接面施加剥离力,万能材料试验机会自动记录剥离试验的应力应变曲线,直至胶接面被撕裂、扯离、或机头达到限定位置,该样条的测试试验即告结束。
如果烟支和包装盒初步成型后,其胶接面的抗剥离强度不够,就会出现搭接处移位、爆口、起翘、漏气等质量问题。因此,在修订卷烟用胶的产品质量标准时,需要增加卷烟用水性胶在卷烟用纸上抗剥离强度的技术指标
1、它们仅限于测试来自于90°、180°方向作用力的剥离强度,不能表征卷烟用水性胶在卷烟用纸上胶接后的非90°或180°抗剥离强度。
2、不同类型的卷烟用纸在纤维组成、制造工艺、表面光滑度等方面存在很大差异,纸张自身的力学性能与国标或者行标有关胶粘剂抗90°或180°剥离强度测试方法中要求的牛皮纸等也相差很远,胶接后的剥离强度大小也不在一个数量级。
实施例1:
取同一种卷烟包装胶-烟用条盒纸搭配的测试样条10片,使用本发明的夹具,分别进行抗45°和120°(各做5片)剥离强度的上机测试,其测试数据的平均值分别为5.836kN/m和7.208kN/m。通过上述剥离强度的数据分析,此种卷烟包装胶的强度满足力学性能与国标或者行标,然后技术人员将此胶用于实际卷烟生产和包装过程中后,没有发现任何搭接处移位、爆口、起翘、漏气等质量问题,说明用本方法能够很好地表征卷烟生产过程卷烟用水性胶使用后,胶接面受到的非90°剥离力破坏作用的实际强度。
实施例2:
取同一种搭口胶-卷烟纸搭配的测试样条10片,使用本发明的夹具,分别进行抗75°和108°(各做5片)剥离强度的上机测试,其测试数据的平均值分别为2.957kN/m和5.385kN/m。通过上述剥离强度的数据分析,此种搭口胶的强度满足力学性能与国标或者行标,然后技术人员将此胶用于实际卷烟生产和包装过程中后,没有发现任何搭接处移位、爆口、起翘、漏气等质量问题,说明用本方法能够很好地表征卷烟生产过程卷烟用水性胶使用后,胶接面受到的非90°剥离力破坏作用的实际强度。
实施例3:
同一种接嘴胶-接装纸搭配的测试样条10片,使用本发明的夹具,分别进行抗30°和135°(各做5片)剥离强度的上机测试,其测试数据的平均值分别为5.094kN/m和6.243kN/m。通过上述剥离强度的数据分析,此种接嘴胶的强度满足力学性能与国标或者行标,然后技术人员将此胶用于实际卷烟生产和包装过程中后,没有发现任何搭接处移位、爆口、起翘、漏气等质量问题,说明用本方法能够很好地表征卷烟生产过程卷烟用水性胶使用后,胶接面受到的非90°剥离力破坏作用的实际强度。
实施例4:
取同一种搭口胶-卷烟纸、接嘴胶-接装纸、包装胶-条盒纸搭配的测试样条各5片,使用本发明的夹具进行抗90°剥离强度的上机测试,其测试数据的平均值分别为3.192kN/m、5.364kN/m、6.043kN/m。通过上述剥离强度的数据分析,此种接嘴胶的强度满足力学性能与国标或者行标,然后技术人员将此胶用于实际卷烟生产和包装过程中后,没有发现任何搭接处移位、爆口、起翘、漏气等质量问题,说明用本方法能够很好地表征卷烟生产过程卷烟用水性胶使用后,胶接面受到的90°剥离力破坏作用的实际强度。
对比例:
按照GB/T7122—1996《胶粘剂剥离强度测试标准--浮滚法》的试验方法,分别取同一种搭口胶-卷烟纸、接嘴胶-接装纸、包装胶-条盒纸搭配的5个测试样条进行抗90°剥离(注:浮滚法只能测定抗90°剥离)的上机测试,5个样条的测试平均值分别为3.681kN/m、5.764kN/m、6.425kN/m。
分析、比较上述不同角度剥离测试例以及浮滚法对比例的检测结果,显然可以证明,对同一种胶-纸搭配的测试样条施加不同的剥离力作用,其抗剥离强度是存在较大差异的。另外,由于测试夹具的不同,测试搭口胶-卷烟纸、接嘴胶-接装纸、包装胶-条盒纸搭配样条在90°剥离力时的结果也不一样,分别为3.192kN/m、5.364kN/m、6.043kN/m和3.681kN/m、5.764kN/m、6.425kN/m,浮滚法的数据数值明显高于本发明方法的数据数值。
而且技术人员分析上述剥离强度的数据,发现这些值的强度也满足力学性能的国标或者行标,但是技术人员很快发现将以上几种胶用于实际卷烟生产和包装过程中后发现,均不同程度的出现有搭接处移位、爆口、起翘、漏气等质量问题,说明用现有的方法无法准确的表征卷烟生产过程卷烟用水性胶使用后,胶接面受到的剥离力破坏作用的实际强度。
因此本发明方法和夹具,对以往只能测量胶黏剂抗90°、180°剥离强度的局限性具有很好的补充和完善作用,特别是能够很好地表征卷烟生产过程卷烟用水性胶使用后,胶接面通常受到的非90°剥离力破坏作用的实际强度。同时可以很好地表征烟用水性胶对应的卷烟用纸上不同角度的剥离强度,可以对烟用水性胶在对应的卷烟用纸上的上机性能实现预判,确保了产品质量、降低次品率、提高生产效率、降低生产成本。

Claims (16)

1.一种测试卷烟用水性胶在卷烟用纸上抗剥离强度的方法,其特征在于:包括如下步骤:
a、将需测试的卷烟用纸用对应的卷烟用水性胶粘接到测试板上制作成测试样条,将测试样条插进夹具的卡槽中,并且将测试样条锁紧,再将所述夹具固定在万能材料试验机的下固定夹具上;所述夹具包括固定在下固定夹具上、并且通过直线轴承滑动的直线机构、安装在所述直线机构上的角度调整支座,所述角度调整支座上铰接有样条支撑板,所述样条支撑板水平设置时可绕铰接点在角度调整支座上顺时针或逆时针旋转;
b、根据测试的卷烟用纸的类型,调节样条支撑板与水平面的角度,选择好所需测定角度后,固定样条支撑板的旋转位置;
c、将测试样条上卷烟用纸的一端用万能材料试验机自带的夹子钳夹住,固定在万能材料试验机的上拉力头上,并且使上拉力头的向上牵引卷烟用纸的牵引力方向与水平面呈90°,此时,牵引力方向与测试板的夹角就是设定的剥离角度;
d、启动万能材料试验机,按照设计的测试牵伸速度给卷烟用纸施加向上的拉力,记录万能材料试验机上拉力头将卷烟用纸撕裂或将卷烟用纸扯离测试板或达到万能材料试验机运行限定位置时的应力应变曲线。
2.根据权利要求1所述的测试卷烟用水性胶在卷烟用纸上抗剥离强度的方法,其特征在于,步骤b所述的角度为非90°或非180°的角度。
3.根据权利要求1所述的测试卷烟用水性胶在卷烟用纸上抗剥离强度的方法,其特征在于:所述卷烟用纸采用卷烟纸、烟用接装纸或烟用条盒包装纸。
4.根据权利要求3所述的测试卷烟用水性胶在卷烟用纸上抗剥离强度的方法,其特征在于:所述烟用条盒包装纸包括铜板纸、白卡纸、黑卡纸、纸塑复合卡纸、纸铝复合或转移铝卡纸。
5.根据权利要求1所述的测试卷烟用水性胶在卷烟用纸上抗剥离强度的方法,其特征在于:所述测试板为木板或金属板或烟用条盒包装纸。
6.根据权利要求1所述的测试卷烟用水性胶在卷烟用纸上抗剥离强度的方法,其特征在于:所述水性胶的粘度范围在100~10000cPa·s,固含量范围在10%~70%。
7.根据权利要求1所述的测试卷烟用水性胶在卷烟用纸上抗剥离强度的方法,其特征在于:所述直线机构包括直线滑块、安装在直线滑块上的导轨和安装在导轨上的角度调整支座。
8.根据权利要求1所述的测试卷烟用水性胶在卷烟用纸上抗剥离强度的方法,其特征在于:所述角度调整支座上设有用于将样条支撑板位置固定的锁紧机构,所述样条支撑板上设有与测试样条厚度相匹配的、用于固定测试样条的卡槽,所述样条支撑板沿卡槽方向设有多个销孔,所述测试样条固定在卡槽内后,通过插装在销孔内的插销对测试样条定位。
9.根据权利要求8所述的测试卷烟用水性胶在卷烟用纸上抗剥离强度的方法,其特征在于:所述卡槽通过固定在样条支撑板上的卡板构成,所述卡板通过螺钉固定在样条支撑板上。
10.根据权利要求1所述的测试卷烟用水性胶在卷烟用纸上抗剥离强度的方法,其特征在于:所述角度调整支座上设有表示样条支撑板旋转角度的刻度盘。
11.根据权利要求1所述的测试卷烟用水性胶在卷烟用纸上抗剥离强度的方法,其特征在于:所述锁紧机构包括锁紧轴和锁紧帽,所述样条支撑板通过锁紧轴安装在角度调整支座上,所述锁紧帽通过压紧样条支撑板和角度调整支座铰接点从而固定两者的位置。
12.一种测试卷烟用水性胶在卷烟用纸上抗剥离强度的夹具,其特征在于:包括通过直线轴承滑动的直线机构、安装在所述直线机构上的角度调整支座,所述角度调整支座上铰接有样条支撑板,所述样条支撑板水平设置时可绕铰接点在角度调整支座上正向和反向旋转至少90度,所述角度调整支座上设有用于将样条支撑板位置固定的锁紧机构,所述样条支撑板上设有与测试样条厚度相匹配的、用于固定测试样条的卡槽,所述样条支撑板沿卡槽方向设有多个销孔,所述测试样条固定在卡槽内后,通过插装在销孔内的插销对测试样条定位。
13.根据权利要求12所述的夹具,其特征在于:所述直线机构包括直线滑块、安装在直线滑块上的导轨和安装在导轨上的角度调整支座。
14.根据权利要求12所述的夹具,其特征在于:所述卡槽通过固定在样条支撑板上的卡板构成,所述卡板通过螺钉固定在样条支撑板上。
15.根据权利要求12所述的夹具,其特征在于:所述锁紧机构包括锁紧轴和锁紧帽。
16.根据权利要求12至15之一所述的夹具,其特征在于:所述角度调整支座上设有表示样条支撑板旋转角度的刻度盘。
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