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接裝紙/膠搭配對濾嘴通風(fēng)率的影響

2019-12-03 02:34馬曉偉曲國福王一帆王建民
云南化工 2019年10期
關(guān)鍵詞:濾嘴滲透性卷煙

馬曉偉,馮 欣,曲國福,王一帆,王 貝,王建民*

(1.云南中煙紅塔煙草(集團(tuán))有限責(zé)任公司,云南 玉溪 653100;2.鄭州輕工業(yè)大學(xué)食品與生物工程學(xué)院,河南 鄭州 450000)

接裝紙、接裝膠是預(yù)打孔卷煙濾嘴的重要材料,接裝紙透氣度、接裝膠滲透性均會影響濾嘴通風(fēng)率,因此是卷煙材料的重要關(guān)注點。相關(guān)研究主要包括接裝紙透氣度對濾嘴通風(fēng)率及煙氣成分的影響[1-6],接裝膠滲透性檢測方法[7-8]、控制技術(shù)研究[9-11]等。此外,張晶等[7-8]研究發(fā)現(xiàn)接裝膠滲透性受接裝紙、接裝膠種類的影響。

以上研究主要集中在接裝紙、接裝膠材料單因素方面,另外雖然有許多卷煙材料組合的相關(guān)研究,但關(guān)于不同紙膠搭配對濾嘴通風(fēng)率的影響研究則少見報道。為此,本文以接裝膠施膠量一致的6種紙膠搭配卷煙樣品為對象,研究了不同紙膠搭配對無膠區(qū)面積和濾嘴通風(fēng)率的影響規(guī)律,希望能為接裝紙、接裝膠的配伍組合研究提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑及儀器

6種相同牌號、不同接裝紙/膠搭配的卷煙樣品,其中接裝紙分別來自4家不同供貨商(Z1~Z4)、接裝膠分別來自3家不同供貨商(J1~J3),紙/膠搭配方案見表1;高濃度著色劑(Col)。EOS700型數(shù)碼相機(jī)(中國佳能有限公司);DT-5卷煙/濾棒物理綜合測試臺(德國Borgwaldtkc公司)。

表1 不同紙膠搭配樣品信息

1.2 方法

1.2.1 無膠區(qū)面積測定方法

1)樣品制備:截取卷煙樣品濾嘴段部分,去除其中的煙絲和絲束得到濾嘴組合體。

2)著色劑稀釋:將著色劑與純凈水按1∶20進(jìn)行溶液配比并充分?jǐn)嚢杈鶆颉?/p>

3)樣品著色:將適量著色劑均勻涂抹在濾嘴組合體內(nèi)側(cè),晾置30s后去除成型紙部分,得到無膠區(qū)完全著色的接裝紙待測樣品。

4)無膠區(qū)面積圖片采集:對接裝紙待測樣品進(jìn)行拍照處理,其中以刻度尺作比例參照(圖1),圖片采集過程中固定相機(jī)位置,相機(jī)參數(shù)設(shè)定為:感光度400,對焦1350,光圈5.6,分辨率72像素/英寸,照明條件為白熾燈,曝光模式選擇AV(光圈優(yōu)先自動曝光),單點伺服對焦。

5)圖片處理:啟動Photoshop軟件,使用open(打開)功能打開需處理的照片,選擇“濾鏡”—“銳化”—“USM”對照片進(jìn)行銳化處理(圖2),其中USM銳化設(shè)定值為500%,9.2,使用“快速選擇工具”沿著著色的無膠區(qū)不規(guī)則邊緣創(chuàng)建選區(qū),選擇“窗口”—“直方圖”讀取選區(qū)的像素數(shù)(圖3),記為N。

6)無膠區(qū)面積的計算。

按 S=N/A×6.45×k2計算無膠區(qū)面積

式中:S為無膠區(qū)面積,cm2;N為無膠區(qū)像素數(shù);A為每平方英寸像素數(shù),即分辨率的平方;6.45為1平方英寸等于6.45平方厘米;k為實際尺寸/圖片尺寸,cm。

圖1 以刻度尺作比例參照的待測樣品

圖2 銳化后的待測樣品

1.2.2 不同紙膠搭配試驗方法

固定機(jī)臺及施膠量,研究不同紙膠搭配對無膠區(qū)面積及濾嘴通風(fēng)率的影響。對采用相同接裝膠不同接裝紙、相同接裝紙不同接裝膠生產(chǎn)的卷煙進(jìn)行取樣,每個搭配下取樣100支,按1.2.1測定無膠區(qū)面積,按YC/T 546-2016《卷煙通風(fēng)率檢測設(shè)備通用技術(shù)條件》測定濾嘴通風(fēng)率。

2 結(jié)果與分析

2.1 接裝紙/膠搭配對濾嘴通風(fēng)率的影響

表2所示為6種不同接裝紙/膠搭配時的無膠區(qū)面積及濾嘴通風(fēng)率測定結(jié)果,隨著紙/膠搭配方式的改變無膠區(qū)面積及濾嘴通風(fēng)率均不同程度地發(fā)生了變化,其中無膠區(qū)面積為Z4/J2搭配最?。?.334cm2)、Z4/J1搭配最大(2.472cm2),最大變化幅度為6.21%;濾嘴通風(fēng)率為Z3/J1搭配最低(12.36%)、Z4/J1搭配最高(16.31%),最大變化幅度為31.96%??梢?,紙/膠搭配對無膠區(qū)面積及濾嘴通風(fēng)率均會造成一定影響,且對濾嘴通風(fēng)率的影響更大。

2.2 接裝紙/膠對濾嘴通風(fēng)率影響的顯著性分析

分別以無膠區(qū)面積和濾嘴通風(fēng)率為響應(yīng)變量,以接裝紙和接裝膠種類為影響因子進(jìn)行雙因素方差分析,結(jié)果見表3、表4。接裝膠對無膠區(qū)面積及濾嘴通風(fēng)率的影響均達(dá)到了極顯著水平;接裝紙對濾嘴通風(fēng)率的影響達(dá)到了極顯著水平、對無膠區(qū)面積的影響不顯著。表5所示LSD多重比較結(jié)果表明,無膠區(qū)面積的差異主要表現(xiàn)在不同接裝膠之間(J1>J2、J3);濾嘴通風(fēng)率的差異既表現(xiàn)在不同接裝膠之間(J1>J2、J3),也表現(xiàn)在不同接裝紙之間(Z4、Z1>Z2>Z3)。

表2 不同紙膠搭配下無膠區(qū)面積及濾嘴通風(fēng)率檢測結(jié)果

綜上所述,接裝紙及接裝膠種類均會顯著影響濾嘴通風(fēng)率,其中接裝紙的影響是直接的,接裝膠則通過影響無膠區(qū)面積進(jìn)而影響濾嘴通風(fēng)率。

2.3 無膠區(qū)面積與濾嘴通風(fēng)率間的相關(guān)分析

表6所示是分別基于同種紙不同膠、同種膠不同紙及全部樣品進(jìn)行的無膠區(qū)面積與濾嘴通風(fēng)率間的相關(guān)分析結(jié)果,在三種情況下無膠區(qū)面積與濾嘴通風(fēng)率均呈正相關(guān)關(guān)系,但僅在同種紙不同膠的情況下達(dá)到了顯著水平。相關(guān)分析結(jié)果表明,雖然理論上無膠區(qū)面積與濾嘴通風(fēng)率間存在正相關(guān)關(guān)系,但實際相關(guān)的程度取決于無膠區(qū)面積的變化幅度。①在相同膠不同紙的情況下,由于無膠區(qū)面積變化不顯著(表2)導(dǎo)致其與濾嘴通風(fēng)率間的相關(guān)性不顯著,同時說明接裝紙是影響濾嘴通風(fēng)率的重要因素,但其影響是直接的、與無膠區(qū)面積無關(guān)。②相同紙不同膠的情況下,由于無膠區(qū)面積發(fā)生了顯著變化(表2)導(dǎo)致其與濾嘴通風(fēng)率間的相關(guān)性顯著,同時說明接裝膠也是影響濾嘴通風(fēng)率的重要因素,且是通過影響無膠區(qū)面積發(fā)揮作用的。

表3 接裝紙/膠種類對無膠區(qū)面積的影響

表4 接裝紙/膠種類對濾嘴通風(fēng)率的影響

表5 LSD多重比較結(jié)果

表6 無膠區(qū)面積和濾嘴通風(fēng)率的相關(guān)性

綜合方差分析、多重比較及回歸分析結(jié)果可知,接裝紙和接裝膠種類均會顯著影響濾嘴通風(fēng)率,但影響機(jī)理不同。接裝紙種類對濾嘴通風(fēng)率的影響與無膠區(qū)面積無關(guān),可能是不同種類接裝紙的透氣性差異所致;接裝膠種類則是通過影響無膠區(qū)面積進(jìn)而影響濾嘴通風(fēng)率的,這應(yīng)與不同種類接裝膠的滲透性差異有關(guān)。

3 結(jié)論

1)相同生產(chǎn)條件下,接裝紙、膠種類(貨源)均會顯著影響濾嘴通風(fēng)率,并導(dǎo)致不同紙/膠搭配時的濾嘴通風(fēng)率存在顯著差異。

2)接裝紙種類會直接影響濾嘴通風(fēng)率,接裝膠種類則通過影響無膠區(qū)面積進(jìn)而影響濾嘴通風(fēng)率。

因此,控制不同種類接裝紙、膠相關(guān)參數(shù)(如接裝紙透氣性、接裝膠滲透性)的一致性,或?qū)Σ煌N類接裝紙、膠進(jìn)行合理搭配有利于提高濾嘴通風(fēng)率的穩(wěn)定性。

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