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煙用內(nèi)襯紙PVDC保濕涂層材料的保濕性能分析

2020-07-29 00:50鄧楊馮楊高洋洋付小洲高潔
商品與質(zhì)量 2020年16期
關(guān)鍵詞:涂覆煙絲涂層

鄧楊 馮楊 高洋洋 付小洲 高潔

四川省什邡市長城雪茄煙廠 四川什邡 618400

香煙中含有多種成分,除了人們熟知的焦油、尼古丁之外,還有一定的水分和決定香煙口味的香料。當(dāng)煙盒開封之后,如果內(nèi)襯紙無法起到良好的保濕作用,水分和散發(fā)香氣的物質(zhì)會迅速揮發(fā),從而降低香煙的口感?;诖耍瑹煵菪袠I(yè)應(yīng)該致力于對煙用內(nèi)襯紙的性能的提升。目前來看,PVDC材質(zhì)保濕效果良好。

1 煙用內(nèi)襯紙PVDC保濕涂層材料性能簡述

PVDC,學(xué)名“聚偏二氯乙烯”,是一種軟化溫度在160-200℃的熱塑性聚合物,具有頭尾相連的線性聚合鏈結(jié)構(gòu)。分子結(jié)構(gòu)對稱,結(jié)晶度高。將PVDC制成各種材料之后,其性能幾乎不會受到影響。其中含有的氯原子具備極強的疏水性,能夠保持穩(wěn)定,無法形成氫鍵,而氧分子和水分子在PVDC材料的“約束”下,幾乎無法移動。因此,將PVDC材料應(yīng)用于隔離作業(yè),其內(nèi)外的水分、氧氣含量均不會出現(xiàn)改變,換句話說,PVDC材料隔絕氧氣、阻水性極強。此外,PVDC材料隔絕氧氣的特性不會受到環(huán)境濕度的影響,此外,內(nèi)部空間的任何氣味也不會流出?;诖耍瑹o論外部環(huán)境如何,受PVDC材料隔絕、“保護”的事物,能夠長期維持其原有特性不變,其優(yōu)良的阻隔性已經(jīng)被世界各國認(rèn)可。目前已經(jīng)成為塑料包裝材料的首選,常用于食品類產(chǎn)品的包裝。此外,PVDC材料不具備任何毒副作用,其本身沒有氣味,諸多性能均符合阻隔材料的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范[1]。

2 煙用內(nèi)襯紙PVDC保濕涂層材料的保濕性能實驗分析

2.1 實驗材料性能簡介

為了探究煙用內(nèi)襯紙PVDC保濕涂層材料的保濕性能,本本選用的PVDC材料性能如下:乳膠表面張力的最小值為70mN/m;粘度值(CPS)在100以下;密度的平均值為1.25;酸堿度的平均值為2(1-3之間均有分布)。在溫度為23℃、透氧度為5g/m2的環(huán)境下,75%RH涂布膜的精度為8ml/m2·24小時;相同溫度下,透濕度為5g/m2的環(huán)境下,90%RH涂布膜的精度為6g/m2·24小時。此外,PVDC材料中的含固量為35-50T;涂布量為5-30g/m2;烘道的最高溫度浮動范圍在110℃-140℃之間;最低熱封溫度為132℃;在標(biāo)準(zhǔn)室溫的環(huán)境下,固化時間為15天;在45℃的烘房內(nèi),固化時間為48小時[2]。

針對煙用內(nèi)襯紙保濕涂層性能開展的實驗,主要的變量為煙用內(nèi)襯紙上PVDC材料的圖涂覆量,考察目標(biāo)位內(nèi)襯紙的保濕性能。為了使結(jié)果更具說明性,選用的對照組材料分別為原紙、以復(fù)合鋁箔為材料制成的煙用內(nèi)襯紙。

2.2 實驗流程

具體流程如下:

第一,實驗在22℃的環(huán)境下進行,溫度上下浮動誤差不超過1℃;選用50g的煙絲,在60%RH(誤差上下不超過2%)的環(huán)境下放置(用作平衡處置)48小時之后,分別放置于涂覆不同劑量PVDC材料的內(nèi)襯紙、原紙、復(fù)合鋁箔材料內(nèi)襯紙。為了使效果更佳明顯,將每種實驗紙張的大小裁定為邊長30cm正方形形狀。煙絲放置完成后,采用密封形式進行包裹,務(wù)必做到將所有煙絲完全覆蓋,不得有任何遺漏。之后將之放置在常溫環(huán)境下(25℃、70%RH,誤差上下浮動不超過1℃、1%RH)。

第二,由于主要的研究對象為PVDC材料,因此共選用涂覆PVDC材料15組,涂覆量分別為5g/m2、7.5g/m2、10g/m2、15g/m2、20g/m2,每個涂覆量區(qū)段均有3組。如此設(shè)置的原因在于,如果每個涂覆量區(qū)段僅有1組實驗數(shù)據(jù),不利于發(fā)現(xiàn)實驗偏差,一旦數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性不足,將會嚴(yán)重影響對最終結(jié)果的判斷。故而設(shè)置多個對照組,同時進行,當(dāng)實驗結(jié)束后,將相同涂覆量區(qū)段的結(jié)果進行對比,如果每組結(jié)果均呈現(xiàn)較大的差異,說明實驗的嚴(yán)謹(jǐn)性存在問題,應(yīng)該重新進行;如果單一對照組的結(jié)果偏差較大,而其他對照組結(jié)果較為相近,則需要將偏差較大的對照結(jié)果棄之不用,將合理結(jié)果取平均值,用于后續(xù)的分析。

第三,將15組涂覆PVDC材料的內(nèi)襯紙與原紙、復(fù)合鋁箔內(nèi)襯紙包裹煙絲之后,對初始質(zhì)量進行精確稱量,之后每隔24小時稱量一次,共計5次。需要注意的是,當(dāng)實驗天數(shù)滿足預(yù)設(shè)條件之后,對每一個對照組中的煙絲進行開封測量之后,不可進行重復(fù)利用。

2.3 實驗結(jié)果與結(jié)語分析

實驗結(jié)束之后,對15組涂覆PVDC材料內(nèi)襯紙的相關(guān)數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計,發(fā)現(xiàn)數(shù)值偏差均在合理范圍內(nèi),故判定數(shù)據(jù)有效,按照預(yù)先計劃,將相同涂覆量區(qū)段的3組數(shù)據(jù)取平均值后,得出結(jié)果如表1所示。

表1 內(nèi)襯紙保濕涂層實驗結(jié)果對比表

根據(jù)表1顯示的實驗數(shù)據(jù),將之輸入變化趨勢圖生成軟件,結(jié)果如下:

圖1 內(nèi)襯紙包裹環(huán)境下煙絲水分減少示意圖

圖2 內(nèi)襯紙包裹環(huán)境下煙絲水分損失百分比變化圖

結(jié)合表1、圖1、圖2進行分析,得出如下 結(jié)語第一,未涂覆任何防水、隔濕材料的原紙,保濕性能極差,在前三天(48小時)的時間內(nèi),水分流失速度較快;48小時為轉(zhuǎn)折,之后水分流失速度雖然有所下降,但原因為煙絲中的含水量已經(jīng)不足。第二,PVDC材料涂覆量為5.0g/m2的1#對照組,相較于其他對照組,水分流失的整體變化趨勢雖然保持一致,但在具體數(shù)值上與其他對照組有所差異,但依然保持在一定的水準(zhǔn)之上,可以判斷最終結(jié)果是可靠的。第三,從2#PVDC涂覆層對照組開始,包含符合鋁箔內(nèi)襯紙在內(nèi)的其他所有對照組,水分流失變化情況幾乎一致。在24小時、48小時、72小時三個關(guān)鍵節(jié)點上,水分流失的速度均呈現(xiàn)加快、緩和、加快的趨勢,偏差范圍極小。第四,經(jīng)過高精度的對比可知,涂覆量為20g/m2PVDC材料的5#對照組,與復(fù)合鋁箔內(nèi)襯紙對照組的水分流失情況極為接近?;诖?,在煙用內(nèi)襯紙中涂覆量此種劑量的PVDC材料,能夠達到與復(fù)合鋁箔內(nèi)襯紙相同的水分、香味保護作用[3]。

3 結(jié)語

在煙用內(nèi)襯紙中加入PVDC保濕涂層,雖然是一種可行性方案,但PVDC作為一種高新技術(shù)產(chǎn)品,其技術(shù)含量較高、生產(chǎn)難度較大,目前還無法全面應(yīng)用于煙用內(nèi)襯紙?;诖?,煙草及相關(guān)行業(yè)應(yīng)該將研究重點放在優(yōu)化PVDC的生產(chǎn)和應(yīng)用上,加大科研投入,使煙用內(nèi)襯紙的阻隔性得到進一步加強。

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