用于初粘性测试仪的B形钢球搁置框以及用于测试液态胶体的滚球法初粘性的测试装置的制作方法

本实用新型涉及一种用于测试烟用液体胶液初粘性的测试设备，属于卷烟生产技术支撑和测试领域。

背景技术：

在以往的卷烟用胶产品质量标准如《YC/T 188-2004高速卷烟胶》中，只对胶体的外观、粘度、固含量、pH值、单体残留量、卷烟辅材违禁物含量提出了指标要求，没有检测烟用水基胶在卷烟用纸上的初粘性。在对烟用液体胶液产品质量标准进行修订时，需要新增烟用液体胶液在卷烟纸上的初粘性等胶黏剂应用性能技术指标，因此需要对烟用液体胶液的初粘性进行大批量和快速测试。

现有技术中，除了国家标准GB/T 4852-2002压敏胶粘带初粘性试验方法(滚球法)介绍了压敏胶粘带等固体型材料的初粘性的试验方法外，尚未发现对液态胶体做初粘性测试研究的相关报道，烟用液体胶液的初粘性测试更是空白。

在参照国家标准GB/T 4852-2002压敏胶粘带初粘性试验方法(滚球法)测试液态胶体(例如烟用搭口胶)的初粘性时，由于测试样条需要临时手工制作，在卷烟纸上涂覆的胶黏剂膜层厚度很难保证控制一致，使用涂膜厚度控制仪刮涂的胶膜厚度误差也有±0.1mm；特别是烟用液体胶液对卷烟纸有较好的润湿和渗透性，卷烟纸很薄(只有零点几毫米)，润湿后会发生溶胀、起翘和卷曲，不能像压敏胶粘带那样平整地转移和平铺到初粘性测试仪的玻璃板上，起翘不平之处肯定会妨碍测试用钢球的向下自由滚动；上述两点必定会影响初粘性测试数据的准确性。

另外，国家标准GB/T 4852-2002推荐的测试仪，自带的钢球搁置框里只能容纳一枚钢球，用它来测试烟用水基胶在卷烟用纸上的初粘性时，每个测试样条只能测得一个初粘性数据，或者只能对某一个号码(质量)的小钢球做筛选测试，这就进一步影响到了液态胶体的测试效率和稳定性。

综上，现有的初粘性测试设备以及测试方法难于适用于液态胶体的测试，无法满足液态胶体例如烟用液体胶液的初粘性测试要求。

技术实现要素：

本实用新型第一目的在于，提供一种适用于液态胶液测试的B形钢球搁置框，旨在通过所述的B形钢球搁置框的改进，提高烟用液体胶液的初粘性测试效率和测试准确性。

本实用新型第二目的在于，提供了一种包含所述的B形钢球搁置框的可用于测试液态胶体的滚球法初粘性的测试装置(也成为测试仪)。

国家标准GB/T 4852-2002推荐的测试仪，自带的钢球搁置框里只能容纳一枚钢球。另外，烟用搭口胶等液体胶液对卷烟纸有较好的润湿和渗透性，测试时会发生溶胀、起翘和卷曲，不能像压敏胶粘带那样平整地转移和平铺到初粘性测试仪的玻璃板上，起翘不平之处肯定会妨碍测试用钢球的向下自由滚动；基于烟用液体胶液测试的难度，现有设备以及方法难于满足其测试要求。

为解决这些技术问题，本实用新型创新地提供了一种用于初粘性测试仪的B 形钢球搁置框，包括框体，框体的底部内壁上设置有寄宿钢球的凹槽；所述的凹槽的个数不低于2个。

本实用新型创新地发现，采用所述的B形钢球搁置框替换现有常规滚球法初粘性测试仪的存球框(也称为存球器、存球篮或钢球搁置框)，可以使装置满足液态胶液的测试要求，达到液态胶液的测试所要求的准确性以及测试效率。此外，本实用新型所述的B形钢球搁置框，可以实现各凹槽测试的同步联动性，可以明显提升测试准确性，显著降低测试误差。

所述的框体优选为方形框体。方形框体的夹角允许为圆角。该钢球B形钢球搁置框的长、宽、高尺寸分别是40-150mm、80-150mm、5-30mm。

作为优选，所述的框体的底部内壁为具有水平面的表面。具有水平的表面，可使各凹槽中的球体处于同一平面滚落，有助于保证测试的稳定性、降低测试误差。

优选地，所述的各凹槽的上表面处于同一平面，底部也处于同一平面。

作为优选，所述的凹槽具有相同的形状和尺寸。如此设置，可以进一步提升测试的稳定性。

作为优选，所述的凹槽具有光滑表面。

作为优选，所述的凹槽的横截面为半圆形、椭圆形、正方形或者多边形；优选为半圆形。

作为优选，所述的凹槽和钢球间隙配合。理论上，所述的钢球可在所述的凹槽的内壁可以容纳钢球的尺寸。

进一步优选，所述的凹槽的宽度为50～100mm；深度为10～20mm。所述的凹槽可容纳00#～30#钢球。

作为优选，凹槽之间的最短距离为凹槽宽度的0.5～1.5倍。

作为优选，所述的凹槽的个数为3～8个；进一步优选为4～6个。

作为优选，B形钢球搁置框的顶部框体上还设置有和翻转装置连接的连接件。所述的翻转装置可为现有常规的，可在测试过程中使所述的B形钢球搁置框翻转，释放出各凹槽中的钢球的结构或者设备。

作为优选，所述的连接件和翻转装置通过螺纹连接。通过螺纹连接方式，通过翻转装置调节存球矿在测试板面上的距离，用于调节钢球的起始测试位置。

所述的B形钢球搁置框的材料例如为不锈钢、合金、塑料、实木、层压板、高低密度板等材料。可采用现有常规方法例如通过分裁、钻孔、机床车削、锉磨等工艺加工成得到，或者采用增材制造(3D打印)工艺选择合适的材料打印制得。

本实用新型中，利用所述的B形钢球搁置框替换现有的初粘性测试仪的存球框(或称为存球器)，用于组装成可以用于测试液态胶体的初粘性测试装置或者测试仪。

本实用新型还提供了一种用于测试液态胶体的滚球法初粘性的测试装置，包含测试板、设置在测试板上端的存球器以及驱动所述存球器翻转的翻转装置，所述的存球器为所述的B形钢球搁置框。

所述的翻转装置可采用现有的设备或者结构，其主要功能在于：使起始阶段贴近测试板的B形钢球搁置框在测试阶段离开测试板，从而释放出B形钢球搁置框各凹槽内的钢球，实现不同钢球的同步测定或者相同钢球的多个平行测定。

本实用新型也提供了一种翻转装置，包括设置在测试板两侧顶部支座、横跨在两侧支座之间的旋转轴、设置在旋转轴上的并可在旋转轴上滑动的胶结块；

还包括旋转插销；旋转插销穿过所述的胶结块与所述的B形钢球搁置框连接。

旋转轴平行于测试板的平面，优选处于同一平面。在测试过程中，扳动旋转插销的B形钢球搁置框的相对一端，使B形钢球搁置框沿垂直于旋转轴的平面转动，离开测试板，从而使B形钢球搁置框凹槽内的钢球释放并从具有一定坡度且涂覆有液态胶液的平面滚动，直至结束，记录钢球的大小和停止的距离，或者液态胶液的初粘性数据。

作为优选，所述的旋转插销穿过所述的胶结块与所述的B形钢球搁置框的连接件螺纹连接。

本实用新型优选的滚球法初粘性测试装置，还包含底板，设置在底板上的用于调节高度的底座，用于将所述的测试板设置在底板上的支撑件，以及设置在底板上的水平仪；还选择性包括用于接收钢球的接料装置等。

利用本实用新型所述的测试装置测试烟用液体胶液在卷烟纸上初粘性的方法，具体的测试仪器操作，可参考国家标准GB/T 4852-2002。

在测试快速固化的烟用液体胶液在卷烟纸上的初粘性时，利用本实用新型所述的测试装置，可以在一个测试样条上能够同时对不同大小的钢球做筛选，或者使用多个相同号码(质量)的钢球做测试，一次测试可以得到多个平行数据，这对于样条胶膜厚度难能准确控制的初粘性评价测试而言，就是提高了好几倍的工作效率，还可降低不同测试之间的稳定性。

具体的应用方法，将卷烟纸固定在所述的测试板上，随后再在所述的卷烟纸表面涂覆待测的烟用液体胶液，在所述的B形钢球搁置框的凹槽内装填钢球，操作所述的翻转装置，使各凹槽中的钢球同时释放至涂覆有烟用液体胶液的坡面并滑行至停止，记录测试结果。

无论操作者如何细心和熟练，使用涂膜厚度控制器手动刮涂得到的胶层厚度，次与次之间总是存在误差。为了控制此误差的大小，使其分布在“相对误差≤20％”范围以内，使用本实用新型的B形钢球搁置框(本实用新型所述的多槽型存球框)，在对每个测试样条做测试时，可以同时使用3-6个钢球(大小不同或者相同)做测试，一次测试便可以得到3-6个平行测试数据，或者对3-6个不同大小的钢球做比较筛选。

本实用新型用一个同时可以寄存4-6个钢球的“B钢球搁置框”替代仪器原配的只能容纳一枚钢球的搁球框，使得在一张样条上的一次置球测试，既可以使用相同号码的钢球，一次测试得到4-6个平行测试数据，也可以一次性地对4-6个不同号码的钢球做平行测试筛选，选择得到合适滚落距离的钢球(大小)。

优选地应用方法，步骤为：先裁取长约200mm、宽度约60mm的卷烟纸制做测试用纸条，用烟用液体胶液涂在卷烟纸的背面，先将纸条平整地粘着在测试用的玻璃板上，晾干备用；然后在粘附于玻璃板上晾干了的平整卷烟纸条的正面，用塑料吸管吸取测试用的烟用液体胶液样约10-12滴，呈线状滴加在纸条的左端距边缘20mm处，用调好间隙的膜厚可调漆膜制备器从左向右匀速刮涂，在纸条正面上形成厚度约0.8±0.1mm的胶液膜，迅即将该玻璃测试板转移至压敏胶粘带初粘性测定仪上。借鉴GB/T 4852的测试方法，借助B形钢球搁置框，在其涂胶区域的上端缘一次性放置合适大小的3-6个测试钢球，让钢球自由滚动下行，直至被胶液缚住不再滚动。取钢球大小号码及自由滚落的距离作为此次初粘性测试数据。

本实用新型带来的技术特色和优势是，既可以在同一个卷烟纸测试样条(胶层)上对3-6种不同质量的钢球进行筛选,选出其中既能被胶层附着止滚、滚动距离又足够测量读数的合适钢球的号码；又能在同一个卷烟纸测试样条(胶层)上同时放置相同与或不同质量的3-6个钢球进行平行测试，这样就大大提高了测试数据的系统性和准确性。

附图说明

图1为本实用新型B形钢球搁置框的示意图；

图2为装载有本实用新型所述的B形钢球搁置框的初粘性测试装置的示意图。

具体实施方式

本实用新型所述的B形钢球搁置框(“B型存球篮)的示意图见图1或2；其包括框体1，框体1的底部内壁为具有水平面的表面。框体1的底部内壁上设置有3个寄宿钢球的圆切形的凹槽2；所述的凹槽2具有光滑表面且具有相同的形状和尺寸。

所述的B形钢球搁置框还设置有用于B形钢球搁置框的顶部框体上还设置有和翻转装置连接的连接件3。

所述的B形钢球搁置框(多槽型存球框)的长、宽、高尺寸例如分别是 40-150mm、80-150mm、5-30mm。

所述的B形钢球搁置框选用不锈钢、合金、塑料、实木、层压板、高低密度板等材料，通过分裁、钻孔、机床车削、锉磨等工艺、增材制造(3D打印)工艺选择合适的材料打印制得。

本实用新型所述的B形钢球搁置框的应用，将其替换现有的初粘性测试仪的存球框(或称为存球器)，用于组装成可以用于测试液态胶体的初粘性测试装置或者测试仪。

本实用新型也具体提供了一种装载有所述的B形钢球搁置框的初粘性测试装置(如图2所示)：包含测试板7、设置在测试板上端的存球器以及驱动所述存球器翻转的翻转装置，所述的存球器为所述的B形钢球搁置框1。

所述的翻转装置，包括设置在测试板两侧顶部支座4、横跨在两侧支座4之间的旋转轴8、设置在旋转轴8上的并可在旋转轴上滑动的胶结块5；

还包括旋转插销6；旋转插销6穿过所述的胶结块5与所述的B形钢球搁置框1的连接件3螺纹连接。

旋转轴8平行于测试板7的平面，优选处于同一平面。

在测试过程中，扳动旋转插销6的B形钢球搁置框1的相对一端，使B形钢球搁置框1沿垂直于旋转轴8的平面转动，离开测试板7，从而使B形钢球搁置框1的凹槽2内的钢球释放并从具有一定坡度且涂覆有液态胶液的平面滚动，直至结束，记录钢球的大小和停止的距离，或者液态胶液的初粘性数据。

使用本实用新型图2所示测试装置测试烟用液体胶液在卷烟纸上初粘性的程序，除了需要临时制作测试样条和一次测试同时可以置放多个钢球(一次性得到多个数据或者对多个钢球进行比较筛选)外，其它步骤都等同按照GB/T 4852 (压敏胶胶带初粘性测试方法——滚球法)执行，包括调整仪器的水平、设置仪器上测试玻璃板的合适倾斜度、钢球滚动的起始位置等等。

针对卷烟纸涂胶后极易发生起翘和卷曲现象，我们实用新型的烟用液体胶液在卷烟纸上初粘性测试样条的制作程序是，先根据测试面的大小裁取测试纸(例如，长约200mm、宽度约60mm的卷烟纸制做测试用纸基体)，用烟用液体胶液涂在卷烟纸的背面，将纸条平整地先粘着在测试用的玻璃板上，晾干备用；然后在粘附于玻璃板上晾干了的平整卷烟纸正面，用一次性塑料吸管吸取测试用的烟用液体胶液样约10-12滴，呈线状滴加在纸条的左端距边缘20mm处，用调好间隙的膜厚可调漆膜制备器从左向右匀速刮涂，在纸条正面上形成厚度约 0.8±0.1mm的胶液膜，迅即将该玻璃测试板转移至压敏胶粘带初粘性测定仪上(图2所示的测试板上)。借鉴GB/T 4852的测试方法，在其涂胶区域的上端缘，借助B形存球篮放置合适大小的测试钢球，让钢球自由滚动下行，直至被胶液缚住不再滚动。取钢球大小号码及自由滚落的距离作为此次初粘性测试数据。

各次测量的初粘性有效数据的确定，是以胶层能粘住(钢球不滚动)的最大钢球号，以钢球滚动距离和相应的钢球号码作为该胶黏剂初粘性的数据。对于这些测试数据有效性的认定，本实用新型规定，钢球滚动的距离不能小于15mm,也不能超过测试仪器玻璃板的长度(钢球从玻璃板下缘滚出)，如果滚落过程中钢球发生走走停停的现象也要被视作无效。每种胶样至少测试10次，按照正态分布函数取平均值的方法处理上述10个测试结果，确定该胶样的初粘性。钢球号码越大、滚动距离越短，则初粘性越好。

下面采用数据列表的形式，列举几个不同粘度(生产厂家提供)的搭口胶样品在卷烟纸上初粘性测试的实施与比较例，对本实用新型作进一步的详细说明。这些实施例仅仅是清楚地说明本实用新型所作的举例，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实用新型的保护范围之中。

表1某搭口胶在牛皮纸上的初粘力的测试数据^[注1]

注1：搭口胶粘度：1030mPa·s，牛皮纸规格：120g普通包装用。测试条件：温度26℃，湿度62％，仪器玻璃面板的倾斜角35°，涂胶层厚度0.8mm。测试用钢球号：7#。

注2：序号1-4为使用原仪器搁球框，一次测量只能得到一个测试数据，即符号“-”表示读不到数据2～数据4；序号5为使用“B型存球篮”,一次放置4个 7#钢球做测试，得到4个测量数据。

从表1可知，1～4号测试数据中最大的相对误差为46.1％；而5号的最大的相对误差为4.07％；显然，本实用新型所提供的测试方法可以明显提升测试稳定性。

表2 某搭口胶在卷烟纸上的初粘力的测试数据^[注3]

注3：搭口胶粘度：1030mPa·s，卷烟纸品牌规格：精白沙，自透纸。测试条件：温度26℃，湿度62％，仪器玻璃面板的倾斜角35°，涂胶层厚度0.8mm。测试用钢球号：7#。

注4：序号1-4为使用原仪器搁球框，一次测量只能得到一个测试数据，即符号“-”表示读不到数据2～数据4；序号5为使用“B型存球篮”,一次放置4个 7#钢球做测试，得到4个测量数据。

从表2可知，1～4号的测试数据中，最大的相对误差为40.8％；而5号的最大的相对误差为1.4％；显然，本实用新型所提供的测试方法可以明显提升测试稳定性。

表3 不同粘度搭口胶在卷烟纸上的初粘力测试数据^[注5]

注5：测试条件：温度26℃，湿度62％，仪器玻璃面板的倾斜角35°，涂胶层厚度0.8mm。

分析、比较表3中测试例的检测结果，显然可以看出，不同粘度(生产厂家生产)的搭口胶样品，其初粘性存在较大差异；当选用不同质量(号码)的测试钢球时，同样胶层厚度和同样的玻璃面板倾斜角下的测试结果也不一样，特别是某些大小的钢球用于对某些粘度搭口胶进行测试时是读不出有效数据的。对于同一种搭口胶的测试样条，用相同大小的钢球做测试时，其初粘性数据略有差异，但都在同一个数据段内，可以对它们取平均值作为测试结果(表中没有列示)。