拉伸速度對卷煙紙縱向抗張強度和伸長率檢測結(jié)果的影響

劉 茜，鄭利鋒，吳金鳳

(川渝中煙重慶煙草工業(yè)公司重慶分廠，重慶 400061)

卷煙紙的縱向抗張強度和伸長率是反映卷煙紙在使用過程中承受拉力的機械性能指標［1］，目前國內(nèi)對這兩項指標的檢測是依據(jù)文獻［2］的方法進行，鄭利鋒等［3］研究了兩種檢測儀器對卷煙紙抗張強度和伸長率的影響;黎洪波［4］研究了不同空氣相對濕度對卷煙紙抗張強度的影響;邢軍等人［5］研究了測試參數(shù)對卷煙紙機械性能測試結(jié)果變化趨勢;資料表明［6］，不同實驗室之間測試卷煙紙抗張強度與伸長率結(jié)果存在較大差異，相對偏差最大分別達10%和21%。目前針對不同拉伸速度對卷煙紙檢測結(jié)果差異性影響研究較少。為此，采取均分法設(shè)置不同拉伸速度，并對其檢測結(jié)果差異性進行了分析，旨在探討不同拉伸速度對卷煙紙抗張強度和伸長率檢測結(jié)果一致性，減小測試誤差、增強測試結(jié)果的一致性。

一、試驗材料與方法

1.材料與儀器

透氣度為50CU的卷煙紙;LRX型電子拉力機(抗張強度精確度 ±0.5%，伸長量精確度 ±0.1mm，英國LLOYD公司);15 mm雙刃定距切紙刀(裁切精度 ±0.1mm，德國KARL公司);KBF240恒溫恒濕箱(德國Binder)。

2.試驗方法

1)樣品預(yù)處理

按文獻［7］的規(guī)定對卷煙紙樣品進行處理，即在溫度(23±1)℃、濕度(50±2)%的恒溫恒濕箱中將樣品平衡4小時以上。

2)樣品制備

按文獻［2］規(guī)定的方法，分別裁取長250 mm(實際有效測試長度為180 mm)，寬15 mm的卷煙紙試樣。

3)不同梯度拉伸速度下試驗

分別設(shè)置 15、17.5、20、22.5 和 25 mm/min 的拉伸速度，對同一個樣品同時檢測縱向抗張強度和伸長率，每一組試驗測試20次。

二、結(jié)果與討論

1.不同拉伸速度下檢測結(jié)果分析

表1是不同拉伸速度下的卷煙紙抗張強度和伸長率的檢測結(jié)果。采用文獻中［8］規(guī)定的格拉布斯 Grubbs法(顯著水平為α=0.05)分析每一試驗單元內(nèi)測試結(jié)果是否有異常，結(jié)果分別見表2。從表2反映的不同拉伸速度下卷煙紙抗張強度和伸長率的格拉布斯統(tǒng)計量可知無異常值，不需要剔除或重新試驗。

表1 不同拉伸速度時抗張強度和伸長率的檢測結(jié)果

表2 不同拉伸速度下的格拉布斯統(tǒng)計值

利用箱線圖(Box-whiskerPlot)法［9］檢驗每一試驗單元內(nèi)測試結(jié)果的穩(wěn)定性，結(jié)果見圖1和圖2。由圖1和圖2可以看出，在試驗范圍內(nèi)，隨著拉伸速度的增大，抗張強度和伸長率檢測結(jié)果的總體分布、中位值均呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢;每一試驗單元抗張強度數(shù)據(jù)離散程度較大，但中位數(shù)相對較為接近分布中心，而伸長率分散程度相對較小，但中位數(shù)偏離分布中心，當拉伸速度低于20 mm/min時，中位數(shù)高于分布中心，當拉伸速度達到20 mm/min時，中位數(shù)進階分布中心，當拉伸速度大于20 mm/min時，中位數(shù)低于分布中心;還可以看出，各試驗單元內(nèi)抗張強度和伸長率總體上無異常值出現(xiàn)，較為穩(wěn)定，符合分析條件。

圖1 不同拉伸速度下抗張強度箱線

圖2 不同拉伸速度下伸長率箱線

2.不同拉伸速度檢測結(jié)果的差異性檢驗

在顯著性水平α=0.05條件下，應(yīng)用方差分析分別對不同拉伸速度下檢測的抗張強度和伸長率進行分析，結(jié)果見表3和表4。

由表3可以看出顯著性水平＞0.05，表明不同拉伸速度對抗張強度的檢測結(jié)果無顯著性差異。

由表4可知，顯著性水平小于0.05，說明不同拉伸速度條件下檢測的伸長率有顯著性差異。進一步分析，應(yīng)用t檢驗的方法比較兩種檢測方法的伸長率均值結(jié)果差異的顯著性情況［10］，結(jié)果見表5。從表5可以看出，在試驗范圍內(nèi)，當拉伸速度為25 mm/min時伸長率的檢測結(jié)果與其他速度下都有顯著性差異，當拉伸速度為17.5 mm/min或22.5 mm/min 時與 15 mm/min、20 mm/min 拉伸速度條件下，以及17.5 mm/min與22.5 mm/min拉伸速度之間的伸長率檢測結(jié)果均不存在顯著性差異，在其他拉伸速度條件下的檢測統(tǒng)計結(jié)果都不能同時滿足縱向抗張強度和縱向伸長率的檢測結(jié)果沒有顯著性差異。

表3 抗張強度方差分析表

表4 伸長率方差分析表

表5 不同拉伸速度伸長率檢測結(jié)果配對的顯著性檢驗

三、結(jié)論

1)在15～25 mm/min的拉伸速度范圍內(nèi)，抗張強度和伸長率均隨拉伸速度的增大呈先增大后減小的趨勢。

2)拉伸速度分別為時 15、17.5、20、22.5 和 25 mm/min時，縱向抗張強度的檢測結(jié)果之間不存在顯著性差異。

3)在拉伸速度為25 mm/min時伸長率的檢測結(jié)果與其他速度下都有顯著性差異，在拉伸速度為22.5 mm/min或17.5 mm/min時與15 mm/min、20 mm/min拉伸速度條件下以及兩者之間的抗張強度和伸長率檢測結(jié)果均不存在顯著性差異。

4)拉伸速度的不同時，伸長率的檢測結(jié)果之間均存在顯著性差異，應(yīng)在檢測報告中注明拉伸速度;若要保證抗張強度和伸長率檢測結(jié)果的一致性，應(yīng)選擇能使檢測結(jié)果無顯著性差異的拉伸速度進行檢測。

［1］黃嘉礽.卷煙工藝［M］.北京:北京出版社，2000:248.

［2］中國國家標準化管理委員會.GB/T12914—2008紙和紙板抗張強度的測定［S］.北京:中國標準出版社，2008.

［3］鄭利鋒，胡興峰.兩種儀器測定接裝紙縱向抗張強度和伸長率的比對研究［J］.上海煙業(yè)，2009(2):32.

［4］黎洪波.空氣相對濕度對卷煙紙及濾咀棒紙抗張強度的影響［J］.湖南造紙，2000(4):25.

［5］邢軍，劉鋒，李曉輝，等.測試參數(shù)對卷煙紙機械性能測試結(jié)果的影響［J］.煙草科技，2009(8):6.

［6］國家煙草質(zhì)檢中心.卷煙紙2006年度卷煙紙共同試驗報告［R］.2007:7－9.

［7］中國國家標準化管理委員會.GB10739—2002紙漿、紙和紙板試樣處理與試驗的標準大氣［S］.北京:中國標準出版社，2002.

［8］中國國家標準化管理委員會.GB6379.2—2004測試方法的準確度第2部分:確定標準測量方法重復(fù)性與再現(xiàn)性的基本方法［S］.北京:中國標準出版社，2004.

［9］張虹，方宗英.箱線圖在啤酒檢測數(shù)據(jù)分析中的應(yīng)用［J］.啤酒科技，2005(5):59.

［10］夏怡凡.統(tǒng)計分析精要與實例詳解［M］.北京:電子工業(yè)出版社，2010:74 －86.