摘要：依托D AT1122动态接触角及吸收测试仪阐述接触角测试方法，并对此方法在烟用接装纸原纸应
payphone歌词用所得数据进行分析，分别研究接触角数值表示样品的施胶性能高低、接触角异常数据产生的原因，震荡脉冲对接触角的影响及采取的措施。关键词：接触角；震荡脉冲; 润湿；吸收；施胶性能；液滴
Abstract: Bad on DAT1122 dynamic contact angle and absorption tester, this paper expounded the contact angle method and analyzed the detection data of the tipping ba paper by this method. The magnitude of the dynamic contact angle gave an indication of sizing performance, the cau of abnormal dynamic contact angle data, and the impact of shock pul on dynamic contact angle and measures taken.
Key words: contact angle; shock pul; wetting; absorption; sizing performance; droplets
接触角的测试方法
华盛顿广场及其在烟用接装纸原纸上的应用
⊙ 李贤勇（牡丹江恒丰纸业股份有限公司，黑龙江牡丹江 157013）
The measurement of contact angle and its application in cigarette tipping ba paper
⊙ LI Xian-yong (Mudanjiang Hengfeng Paper Co., Ltd., Mudanjiang 157013, Heilongjiang, China)
中图分类号：TS77; TS761.2文献标志码：B 文章编号：1007-9211(2019)22-0026-04
李贤勇 先生
工程师；分析研究室副主任工程师；负
责纸张物理检验与仪器管理工作。
中注射器卡槽位置。安装并固定注射器后再通过泵单元把注射器输出端与管尖液滴（2μl）输出端之间的管路注满水并排出管路中的气泡。1.4
校准
打开接触角软件D A T 3并在主界面中点击Ca l ibr at e进入校准界面，随着界面信息提示把校准块（表面上镶嵌一个全球和一个半球）送入进样系统，依据提示要求进行操作，首先极限值校准数值应处在（70～160）范围内，超出此范围需调整光路系统，校准目的是为了选择区别于黑色像素的白色像素水平；其次半球校准包含高度（0.94±0.02）m m、基径（2.00±0.05）m m、体积（1.90±0.05）μl、接触角（86.4±1）°，如校准符合参数要求时，数值显示绿色则表示校准通过。否则显示红色，根据显示数值与标准数值的差异，调整相机侧面T I L T手轮，直到所有值变为绿色为止，校准通过。按仪器位置步进按钮将校准块从进样系统输出口退出。1.5
顺序 英文样品制备
选取无外观纸病的烟用接装纸原纸，并标识样品编号及样品正/反面、纵/横向。相对于纵向切取45°角（兼容纵横向）纸条，宽度为（14.5～15.0）mm，长度不小于200m m，每组样不少于5条。制备的样品在G B/T
烟用接装纸基本的功能是将过滤嘴香烟中的滤嘴与烟支连接起来，同时卷烟生产厂家根据卷烟产品文化内涵将烟用接装纸上进行装饰性图文设计，形成具有特色的包装风格。这就要求烟用接装纸原纸具有相适用的印刷性，印刷性主要体现在施胶性能上。实验室常用评价施胶性能的方法有可勃法、E S T法、接触角法，这三种方法中可勃法样品定量要求大于50g/m 2、测试时间为30s～300s；E S T法吸水性测试点固定在0.5s、2s、5s、10s、30s、60s；接触角法可以对每次测量过程中10s内某个时刻的数据进行统计。而生产过程中，常因为施胶性能如润湿、吸收时间的变化而引发问题，其关键时间往往发生在接触第1s。基于接触角法测试时间点的灵活性，本文对此测试方法及在烟用接装纸原纸上的应用予以阐述。
1 接触角测试方法
1.1
测试原理
外形图像分析法的原理，将液滴滴于固体样品表面，通过相机获得液滴的外形图像，再运用数字图像处理和一些算法将图像中液滴的接触角、高度、基径、体积等计算出来，液滴成形参数如图1所示。1.2
仪器设备
实验室使用D A T1122动态接触角及吸收测试仪(Fibro/瑞典)，此仪器提供动态质量控制需求，以CCD 高速（第1秒内高速拍摄50幅影像、快门速度0.001秒）影像自动分析液滴与样本表面的相互作用，即1秒内的瞬间动态变化也能完整记录，并具有极高的再现性（接触角再现性：1%）。该仪器设备由以下部件组成：光源及通道、相机、进样系统、液体输送系统（包括泵单元、微型注射器）、计算机及视频图像捕获、图像分析和报告的软件。1.3
准备测试液
测试液应符合G B/T6682中规定的三级水，简称水。1m l注射器从液体输送系统中取下，并与注射器输出端红色小帽分开然后排空注射器内残留水，再抽取在G B/T10739标准环境大气压条件下平衡好的水，并将注射口向上立起观察注射器内水中是否有气泡，如有气泡轻弹注射器管壁直到排出气泡为止，然后连接红色小帽并根据注射器及活塞的总长度调整液体输送系统
表1 仪器参数
名称液体
检测时间测试液滴数液滴体积震荡脉冲检查时间应用模式
名称马达步进数液滴最小高度液滴最小宽度液滴下落时间管尖位置
液体低端位置纸样位置
参数水0.2min 52μl 5.00.1s、1s、10s
2
参数11010171857840
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注：震荡脉冲：根据不同施胶性能的样品可以调整。
图1 液滴成形参数
注：W-液滴 S-样品 H-液滴高度 C-接触角 D-液滴接触面的直径
M-液滴被分析的最小高度
10739-2002《纸、纸板和纸浆试样处理和试验的标准大气条件》(即：温度（23±1）℃、相对湿度50%±2%)处理4h。1.6
测试
进入接触角界面对仪器参数设置如表1。
首先把十孔双面胶粘贴于样品块上，其次把制备好的样品非测试面粘贴到样品块上，手不要触摸测试面，并保证样品粘贴平整，再把样品块平行送入进样系统，输入好标识，选择自动或手动模式，进入测试界面开始测试，记录结果并保存。
2 结果与分析
2.1
接触角数值分析
从公司产品中选取3组不同施胶性能的烟用接装纸原纸，做好正面标识分别标记为1#、2#、3#，制备符合规格的纸样并在恒温恒湿实验室进行平衡，测试时每组测试3条样品，每条样品测试5次，每组共测试15次，接触角结果取平均值，数据如表2。
接触角数值的大、小表示施胶性能高、低，施胶性能主要体现为液滴在样品表面润湿、吸收过程的时间快慢。从表2数据中可以看到1#烟用接装纸原纸在0.1s、1s、10s的接触角均值均大于100°，接触角变化最大差值为1.9°，液滴在1#样表面主要体现润湿过程，表示施胶性能高；2#烟用接装纸原纸在0.1s、1s、10s的接触角均值分别介于90°～100°，接触角变化最大差值为4.9°，液滴在2#样表面润湿、吸收过程基本同时进行，表示施胶性能处于高、低之间；3#烟用接装纸原纸在0.1s、1s、10s的接触角均值分别小于90°，接触角变化最大差值为15.5°，液滴在3#样表面吸收过程大于润湿
图2 1#样不同震荡脉冲时的接触角危险的英文
图3 2#样不同震荡脉冲时的接触角
图4 3#样不同震荡脉冲时的接触角
表2 震荡脉冲刚好满足液滴脱离管尖时接触角数据
1#
2#3#
105.797.581.1
103.698.285.8
104.993.370.3
postcard注：1#～3#样震荡脉冲分别为5.3、5.3、4.8。
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表3 震荡脉冲5.5时接触角数据
老外都这么说英语口语1#
2#3#
101.595.676.8
100.395.179.7
99.491.767.0
注：1#～3#样震荡脉冲分别为5.3、5.3、4.8。
液滴脱离管尖落在样品表面上。对于同一种样品液滴自身重力（2μl）、液滴在管尖内的束缚力（液体温度23℃±1℃）、样品表面的吸附力是不变的，这时5.5震荡脉冲作用力造成样品表面初始吸收液滴量分别大于5.3、5.3、4.8震荡脉冲样品表面吸收量，相当于捕捉图像延时，即接触角数值变小。
如何合理设置震荡脉冲，减小震荡脉冲对接触角结果的影响呢？首先每次增加或减少震荡脉冲以最小刻度量0.1进行逐步调整，反复在震荡脉冲调整界面与测试界面尝试，直到液滴脱离管尖达到样品表面；其次保证在不同震荡脉冲参数下测试时液滴初始形状一致，在测试界面点击上、下按钮重新播放计算机捕集的图像，第一个图像标准形状如图5所示。如非此形状，调整“Travel time”值（液滴到达样品表面所需时间），并且第2个图像第20m s的液滴应从管尖端脱离。如非如此则重复以上操作，直到如图5形状。
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3 结论
由于接触角测量仪可以在10s 内捕捉任意时刻液滴图像并依据软件中的计算方法得出数据，除了查看0.1s、1s、10s接触角外，还可以设置其他查看时间（0.01s～0.09s、0.1s～0.9s、1s～10s）。对于
有特殊施胶性能的纸种，在关注0.06s接触角时，可以得到很好的上机粘接效果，目前是其他施胶测定方法无法实现的。接触角法适用于不同施胶性能的烟用接装纸原纸的测试，不但可以进行日常质量监控，而且对于生产施胶性能工艺改进、
新产品研发起着重要作用。
参考文献
[1]YC/T 424-2011烟用纸表面润湿性能的测试 接触角法 透气度的测定[S].2012:1-3.
[2]TAPPI T558OM-2010, Surface wettability and absorbency of sheeted materials using an automated contact angle tester[S].2010:2-5.
[3]FIBRO System AB ，Stockholm.DAT 1121/1122 Dynamic Contact Angle and Absorption Tester Ur’s Instruction[M].SWEDEN,1999:13-15.
图5 图像标准形状
[收稿日期:2019-03-25]
过程，表示施胶性能低。2.2
接触角异常数据分析
根据接触角测试原理，液滴在纸张表面上随着时间的变化接触角数值会逐渐降低，但是从表2中可以发现1#样在1s接触角大于0.1s接触角的异常现象。原因分析，接触角是样品表面和液滴的切线与液滴接触面的夹角如图1所示，呈现的图片为球形，如果随着时间增加相对于图片中的接触角变大，只有球形发生形变，平面距离变长、上下距离变短，即为椭圆形才能达到接触角数值变大。实践证明通过在1#样测试界面重新回放捕捉到的87幅图片，可以看到前33幅与样品接触液滴的图片呈现上、下颤动情况，即前33幅图片中液滴既有圆形又有椭圆形，同时会存在1s接触角大于0.1s接触角现象。2.3
震荡脉冲对接触角的影响
震荡脉冲设置过小液滴无法脱离管尖达到样品表面造成无接触角数据，震荡脉冲设置过大测试接触角数据小于合理震荡脉冲参数接触角，如1#～3#样震荡脉冲设置为5.5，数据如表3。
为便于比较，作成图2～图4的柱状图。1#～3#样震荡脉冲设置为5.5时，接触角分别小于1#～3#样震荡脉冲分别为5.3、5.3、4.8时的接触角。原因分析：影响液滴是否脱离管尖达到样品表面上，首先了解液滴脱离管尖时所受到的力：（1）液滴自身重力，（2）震荡脉冲作用力，（3）样品表面的吸附力，（4）液滴在管尖内的束缚力。当（1）～（3）作用力之和大于（4）
时，
