接裝紙/膠搭配對濾嘴通風率的影響

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）有限責任公司，云南 玉溪 653100；2.鄭州輕工業大學食品與生物工程學院，河南 鄭州 450000）

接裝紙、接裝膠是預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率，因此是卷煙材料的重要關注點。相關研究主要包括接裝紙透氣度對濾嘴通風率及煙氣成分的影響[1-6]，接裝膠滲透性檢測方法[7-8]、控制技術研究[9-11]等。此外，張晶等[7-8]研究發現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研究，但關于不同紙膠搭配對濾嘴通風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面積和濾嘴通風率的影響規律，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型數碼相機（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進行溶液配比并充分攪拌均勻。

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

4）無膠區面積圖片采集：對接裝紙待測樣品進行拍照處理，其中以刻度尺作比例參照（圖1），圖片采集過程中固定相機位置，相機參數設定為：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”對照片進行銳化處理（圖2），其中USM銳化設定值為500%，9.2，使用“快速選擇工具”沿著著色的無膠區不規則邊緣創建選區，選擇“窗口”—“直方圖”讀取選區的像素數（圖3），記為N。

6）無膠區面積的計算。

按 S=N/A×6.45×k2計算無膠區面積

式中：S為無膠區面積，cm2；N為無膠區像素數；A為每平方英寸像素數，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

固定機臺及施膠量，研究不同紙膠搭配對無膠區面積及濾嘴通風率的影響。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的卷煙進行取樣，每個搭配下取樣100支，按1.2.1測定無膠區面積，按YC/T 546-2016《卷煙通風率檢測設備通用技術條件》測定濾嘴通風率。

2 結果與分析

2.1 接裝紙/膠搭配對濾嘴通風率的影響

表2所示為6種不同接裝紙/膠搭配時的無膠區面積及濾嘴通風率測定結果，隨著紙/膠搭配方式的改變無膠區面積及濾嘴通風率均不同程度地發生了變化，其中無膠區面積為Z4/J2搭配最小（2.334cm2）、Z4/J1搭配最大（2.472cm2），最大變化幅度為6.21%；濾嘴通風率為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%。可見，紙/膠搭配對無膠區面積及濾嘴通風率均會造成一定影響，且對濾嘴通風率的影響更大。

2.2 接裝紙/膠對濾嘴通風率影響的顯著性分析

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

表2 不同紙膠搭配下無膠區面積及濾嘴通風率檢測結果

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

2.3 無膠區面積與濾嘴通風率間的相關分析

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行的無膠區面積與濾嘴通風率間的相關分析結果，在三種情況下無膠區面積與濾嘴通風率均呈正相關關系，但僅在同種紙不同膠的情況下達到了顯著水平。相關分析結果表明，雖然理論上無膠區面積與濾嘴通風率間存在正相關關系，但實際相關的程度取決于無膠區面積的變化幅度。①在相同膠不同紙的情況下，由于無膠區面積變化不顯著（表2）導致其與濾嘴通風率間的相關性不顯著，同時說明接裝紙是影響濾嘴通風率的重要因素，但其影響是直接的、與無膠區面積無關。②相同紙不同膠的情況下，由于無膠區面積發生了顯著變化（表2）導致其與濾嘴通風率間的相關性顯著，同時說明接裝膠也是影響濾嘴通風率的重要因素，且是通過影響無膠區面積發揮作用的。

表3 接裝紙/膠種類對無膠區面積的影響

表4 接裝紙/膠種類對濾嘴通風率的影響

表5 LSD多重比較結果

表6 無膠區面積和濾嘴通風率的相關性

綜合方差分析、多重比較及回歸分析結果可知，接裝紙和接裝膠種類均會顯著影響濾嘴通風率，但影響機理不同。接裝紙種類對濾嘴通風率的影響與無膠區面積無關，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面積進而影響濾嘴通風率的，這應與不同種類接裝膠的滲透性差異有關。

3 結論

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

2）接裝紙種類會直接影響濾嘴通風率，接裝膠種類則通過影響無膠區面積進而影響濾嘴通風率。

因此，控制不同種類接裝紙、膠相關參數（如接裝紙透氣性、接裝膠滲透性）的一致性，或對不同種類接裝紙、膠進行合理搭配有利于提高濾嘴通風率的穩定性。