经纬仪器——烟用纸表面润湿性能测定的必要性与接触角的应用

 卷烟是一种由烟丝、卷烟纸、接装纸、成形纸、滤棒等多种材料精密组装而成的复合制品。在卷烟制造过程中，各部件之间的粘接与贴合——如接装纸与卷烟纸的搭口粘接、包装纸的折叠贴合、滤棒成型纸的包裹粘合——均依赖于水基胶粘剂与烟用纸张之间的界面相互作用。这一相互作用的优劣，从根本上取决于烟用纸张表面的润湿性能。

 纸张主要由植物纤维构成，植物纤维本身的分子吸引力及其结构中空隙的毛细作用使得纸张天然具有较强的吸水能力和脱水能力。然而，不同种类、不同工艺、不同表面处理的烟用纸，其表面润湿性能可能存在显著差异。当纸张的吸水性过强时，会快速吸收胶水中的水分，减少卷装时的有效胶量，导致粘接不牢；当纸张表面过于疏水时，胶水难以铺展润湿，同样会造成粘接缺陷。

 接触角法是目前测定烟用纸表面润湿性能的主流方法。这一方法通过测量液滴在纸表面的接触角，科学地评估烟用纸的润湿性能，为卷烟质量控制提供了重要依据。

 接触角法测定烟用纸表面润湿性能的基本原理是：将一定体积的测试液体（通常为去离子水或实际使用的水基胶）滴加于烟用纸样品表面，利用光学成像系统捕捉液滴的轮廓图像，通过图像分析算法计算出液滴与纸张表面之间的接触角。接触角越小，表明纸张表面对测试液体的润湿性越好；接触角越大，则表明润湿性越差。

 烟用纸的表面润湿性能对卷烟质量，特别是卷接效果和外观质量有着直接影响。研究表明，使用水溶性油墨印刷的接装纸卷接的卷烟出现外观缺陷的比例为2.0%～6.5%，而溶剂型油墨印刷的接装纸卷接的卷烟出现外观缺陷的比例为0。

 水溶性油墨印刷的接装纸易引起三类主要外观缺陷：接装纸粘接不牢导致从接装部位开始出现较长的裂口；滤嘴中部的接装纸翘起和裂口；接装纸与卷烟纸搭接部位的层叠或者褶皱。这些缺陷的产生机制在于：水溶性油墨印刷的接装纸接触角较小，表面润湿性能较好，在接装涂胶时，由于胶水为水溶性胶，疏水性较差的接装纸表面无法阻止胶水的渗透。大量的胶水被接装纸吸收，用来满足接装纸粘结需要的胶水量不足，导致其接装适应性较差，卷烟的外观质量缺陷较多。

 针对水溶性油墨印刷的接装纸接装适应性较差的问题，研究提出了两种解决途径。一方面，可以调整胶水的粘结性能，控制被接装纸吸收的胶水量；另一方面，可以通过提高接装纸的接触角来增加其疏水性，控制接装纸的胶水量。

 除了接触角法，烟草行业还开发了其他表面性能检测方法。例如，针对再造烟叶表面黏性，研究人员建立了使用质构仪的检测方法。该方法确定的最佳检测条件为：平衡温度30℃，平衡相对湿度85%，平衡时间24小时，质构仪参数设置为圆柱形探头，感应力4.90 N，挤压时间30秒，上拉速度20 mm/s。这些辅助方法的建立，为全面评价烟用材料表面性能提供了更多技术手段，与接触角法形成互补。

 接触角法作为测定烟用纸表面润湿性能的标准化方法（YC/T 424-2011），以其精准、快速、可量化的技术优势，在卷烟质量控制中发挥着不可替代的重要作用。从卷烟用胶与烟用纸张的适配性评价，到接装纸两面差异性与上机适用性评估；从烟用纸表面能与粘合性能的量化评价，到加热卷烟纸等新型烟草制品材料的性能检测——接触角法的应用已贯穿卷烟质量控制的多个关键环节。随着烟草行业对产品质量要求的不断提升和新型烟草制品的持续发展，接触角法必将在卷烟质量控制中发挥更加广泛而深入的作用。