煙用包裝紙檢測(cè)指標(biāo)與上機(jī)適用性分析

謝長芹，孫 羽，張 卷(合肥卷煙廠，安徽合肥230081)

煙用包裝材料在使用中存在著進(jìn)貨檢驗(yàn)時(shí)各項(xiàng)受檢指標(biāo)符合相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求，但在卷煙機(jī)上卻無法使用的問題，即“合格不合用”的現(xiàn)象。由于材料的適用性既涉及機(jī)械設(shè)備的質(zhì)量，又與包裝材料有關(guān)，十分復(fù)雜，目前國內(nèi)對(duì)這方面的研究報(bào)道卻很少。從合肥卷煙廠實(shí)際生產(chǎn)現(xiàn)場質(zhì)量反饋來看，上機(jī)適用性問題反饋?zhàn)疃嗟氖前b紙，涉及牌名為A和B，出現(xiàn)的主要質(zhì)量特征有包裝紙拉色、易造成卷煙爛包、疊角褶皺、易堵塞設(shè)備等，其中牌名A包裝紙適用性問題最為突出。質(zhì)量技術(shù)科成立項(xiàng)目組，針對(duì)A包裝紙的檢測(cè)指標(biāo)進(jìn)行長期觀測(cè)研究，不僅對(duì)現(xiàn)有能夠檢測(cè)的指標(biāo)(水分、單張質(zhì)量、厚度)進(jìn)行試驗(yàn)研究，更重要的是項(xiàng)目組積極與中煙技術(shù)中心技術(shù)人員開展合作研究，利用技術(shù)中心先進(jìn)的檢測(cè)儀器設(shè)備，拓展研究與上機(jī)適應(yīng)性有關(guān)聯(lián)的一些技術(shù)指標(biāo)(如壓痕挺度、摩擦系數(shù)等)。同時(shí)結(jié)合包裝紙使用情況，對(duì)現(xiàn)場反饋出現(xiàn)適用性問題的包裝紙進(jìn)行分析，對(duì)確認(rèn)為材料因素引起的適用性問題，加大取樣量進(jìn)行指標(biāo)檢測(cè)。最終通過數(shù)據(jù)分析，研究影響上機(jī)適應(yīng)性的主要技術(shù)指標(biāo)，為合肥卷煙廠的產(chǎn)品質(zhì)量奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)檢測(cè)指標(biāo)、測(cè)量儀器及檢測(cè)方法

1.1.1 單張重量。檢測(cè)方法:采用FA1604型電子天平測(cè)量。從檢測(cè)樣品中隨機(jī)選取小盒、條盒各10張作為待測(cè)樣品，逐張稱量小盒、條盒的單張質(zhì)量，小盒、條盒分別稱量10張樣品。

1.1.2 厚度。檢測(cè)方法:采用SE250型紙張厚度儀測(cè)量［1］。從檢測(cè)樣品中隨機(jī)選取小盒、條盒各10張作為待測(cè)樣品，取一張包裝紙(圖1)，紅線圈內(nèi)為商標(biāo)紙印刷面主體，避開文字和圖案部分的印刷品基面，小盒商標(biāo)紙從左到右在主體的基面隨機(jī)選取3個(gè)點(diǎn)測(cè)試(a、b1、b2)，條盒商標(biāo)紙從上至下在主體的基面隨機(jī)選取3個(gè)點(diǎn)測(cè)試(a、b1、b2)，如圖面藍(lán)色圓圈所示。以3個(gè)點(diǎn)測(cè)試結(jié)果的均值表示該張?jiān)嚇拥暮穸戎怠９矙z測(cè)10張。

圖1 小盒包裝紙示意

1.1.3 水分。檢測(cè)方法:采用FED115型熱風(fēng)循環(huán)烘箱、FA1604S型電子天平按GB/T 462-2008的規(guī)定進(jìn)行測(cè)定［2］。

1.1.4 折痕挺度。檢測(cè)方法:采用美國TMI集團(tuán)79-11-00-0001型折痕挺度儀，按YCT 330-2009的規(guī)定進(jìn)行測(cè)定［3］。壓痕挺度在一定的單位長度，沿著壓痕將紙或紙板折彎至90°所需要的力。挺力反映紙張變形方向，分橫向和縱向挺力。

1.1.5 摩擦系數(shù)。檢測(cè)方法:采用美國TMI集團(tuán)32-07-00-0001型摩擦系數(shù)儀測(cè)定。檢測(cè)樣品無需經(jīng)過平衡，從中隨機(jī)選取小盒、條盒各6張(小盒3組，條盒3組)，作為待測(cè)樣品。粘貼加壓塊商標(biāo)紙裁切尺寸示意圖如圖2、3所示，切取紅線標(biāo)識(shí)的方形試料，試料正面朝外，用膠布粘貼在加壓塊上。

圖2 盒包裝紙取樣位置

圖3 條包裝紙取樣位置

底部商標(biāo)紙摩擦起始線如圖4和圖5標(biāo)識(shí)的紅線所示，藍(lán)線表示運(yùn)行方向。

圖4 盒包裝紙摩擦起始位置

圖5 條裝紙摩擦起始位置

在儀器滑行軌道上放置一張商標(biāo)紙，印刷面向上，固定位置，將裁切好的樣品印刷面向下地粘貼在加壓塊底部，在滑行軌道上滑行，即商標(biāo)紙印刷面對(duì)印刷面摩擦，滑行速度10 cm/min，滑行距離6 cm。測(cè)試結(jié)束后，更換下一組商標(biāo)紙，小盒、條盒各測(cè)試3組。

將上面測(cè)試完畢的商標(biāo)紙翻轉(zhuǎn)，使非印刷面向上，固定位置，將裁切好的樣品翻轉(zhuǎn)，使非印刷面向下地粘貼在加壓塊底部，在滑行軌道上滑行，即商標(biāo)紙非印刷面對(duì)非印刷面摩擦，滑行速度10 cm/min，滑行距離6 cm。測(cè)試結(jié)束后，更換下一組商標(biāo)紙，小盒、條盒各測(cè)試3組［4］。

摩擦系數(shù)為兩個(gè)力的比值，靜摩擦系數(shù)反映一疊紙張中單張紙離開整體力的大小，動(dòng)摩擦系數(shù)反映單張紙?jiān)谳斔屯ǖ乐羞\(yùn)行狀態(tài)，以及進(jìn)入折疊成形盒中的到位性。

1.2 試驗(yàn)材料 針對(duì)進(jìn)貨每一批次A牌名條與盒包裝紙隨機(jī)取樣，按相應(yīng)指標(biāo)的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行指標(biāo)檢測(cè)。

1.3 試驗(yàn)方法 對(duì)不同供應(yīng)商提供的A牌名條與盒包裝紙進(jìn)行跟蹤，把每一批次檢測(cè)指標(biāo)與現(xiàn)場使用情況關(guān)聯(lián)起來建立檔案，通過數(shù)據(jù)分析，確立影響上機(jī)適應(yīng)性的技術(shù)指標(biāo)。

2 結(jié)果與分析

2.1 同一供應(yīng)商包裝紙不同批次間指標(biāo)的穩(wěn)定性分析

2.1.1 由T供應(yīng)商提供的包裝紙(小盒、條盒)不同批次間指標(biāo)的穩(wěn)定性分析。從T供應(yīng)商提供的所有批次中隨機(jī)抽取11批次進(jìn)行分析，不同批次主要指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果如表1、表2所示。

表1 不同批次主要指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果(小盒)

表2 不同批次主要指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果(條盒)

通過對(duì)表1、表2數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析［5］可知，由T供應(yīng)商提供的小盒包裝紙不同批次間指標(biāo)均無差異。條包裝紙不同批次間指標(biāo)大部分無差異，動(dòng)摩擦系數(shù)、靜摩擦系數(shù)有差異，但沒達(dá)到顯著性水平。

2.1.2 由S供應(yīng)商提供的包裝紙不同批次間指標(biāo)的穩(wěn)定性分析。從2012年現(xiàn)場反饋有上機(jī)適用性問題的3批次(分別為第18、19和43批次)均為S供應(yīng)商提供，現(xiàn)對(duì)S供應(yīng)商提供有上機(jī)適用性問題的批次與由其提供的所有批次指標(biāo)的平均值進(jìn)行方差分析，不同批次小盒材料主要指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果如表3所示。由表3可以看出，有上機(jī)適用性問題的批次與所有批次平均值之間相比，7項(xiàng)指標(biāo)均有顯著性差異。

表3 不同批次主要指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果(小盒)

對(duì)小盒每個(gè)指標(biāo)的方差分析結(jié)果如表4～10所示。

表4 小盒單張重量方差分析

表5 小盒厚度方差分析

表6 小盒水分方差分析

表7 小盒橫向折痕挺度方差分析

表8 小盒縱向折痕挺度方差分析

表9 小盒動(dòng)摩擦系數(shù)方差分析

表10 小盒靜摩擦系數(shù)方差分析

由表4～10可以看出，盒包裝紙不同批次間7項(xiàng)指標(biāo)均有差異，同時(shí)都達(dá)到了顯著性差異。

同樣對(duì)S供應(yīng)商提供的條盒材料進(jìn)行分析，先對(duì)有上機(jī)適用性問題的批次與平均值之間相比，不同批次條盒材料主要指標(biāo)方差分析結(jié)果如表11所示。由表11可見，有上機(jī)適用性問題的批次與平均值之間相比，部分指標(biāo)有顯著性差異。

表11 不同批次主要指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果(條盒)

條包裝紙不同批次間7項(xiàng)指標(biāo)方差分析結(jié)果表明，條包裝紙單張重量、厚度、水分無差異，其他4項(xiàng)指標(biāo)均有差異，并且達(dá)到了顯著性水平。

2.2 不同供應(yīng)商提供的包裝紙指標(biāo)間的差異性分析 不同供應(yīng)商提供的包裝紙指標(biāo)間的差異性分析結(jié)果如表12、表13所示。

表12 不同廠家包裝紙差異性分析結(jié)果(小盒)

表13 不同廠家包裝紙差異性分析結(jié)果(條盒)

從表12、13可以看出，7項(xiàng)指標(biāo)除了小盒水分無差異，其他指標(biāo)兩個(gè)單位間均有顯著性差異，總體來看兩個(gè)單位提供的產(chǎn)品指標(biāo)均有顯著的差異性。

2.3 影響適用性的主要因子分析 為了尋找影響包裝紙適用性的主要因子，對(duì)盒包裝紙和條包裝紙單張重量(g)、厚度(μm)、水分(%)、橫向折痕挺度(g)、縱向折痕挺度(g)、動(dòng)摩擦系數(shù)和靜摩擦系數(shù)等檢測(cè)指標(biāo)進(jìn)行主成分分析，結(jié)果如表14、15 所示。

表14 盒包裝紙主成分分析結(jié)果

表15 條包裝紙主成分分析結(jié)果

當(dāng)主成分累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)到85%時(shí)，則這些主成分所反映的信息能夠代表樣品的全部信息。從表14、15可知，盒包裝紙第一、第二主因素累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)到了86.6%，主要是由摩擦系數(shù)貢獻(xiàn)的;條包裝紙第一、第二主因素的累計(jì)貢獻(xiàn)率為92.6%，主要也是由摩擦系數(shù)貢獻(xiàn)的，因此提取摩擦系數(shù)作為主要影響因素。

3 結(jié)論與討論

同一供應(yīng)商提供的包裝紙不同批次間指標(biāo)的穩(wěn)定性不同，不同供應(yīng)商提供的包裝紙絕大部分指標(biāo)間存在顯著性差異。

影響上機(jī)適應(yīng)性的主要影響指標(biāo)是包裝紙摩擦系數(shù)。一般動(dòng)摩擦系數(shù)整張紙?jiān)骄鶆蛟胶?，靜摩擦系數(shù)越小越好。通常同一牌名包裝紙油墨不干，靜、動(dòng)摩擦系數(shù)可能都大，不同牌名之間摩擦系數(shù)的差異反映不同牌名包裝設(shè)計(jì)存在差異性或缺陷，包裝紙澀是靜摩擦系數(shù)大，小包或條包在輸送通道中跑偏或進(jìn)入折疊成形盒中的不到位，是由于動(dòng)摩擦系數(shù)不均勻造成的。

［1］陳曦，李蘭芬，王華桂，等.GB/T 451.3-2002紙和紙板厚度的測(cè)定［S］.北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2002.

［2］中國制漿造紙研究院.GB/T 462-2008紙、紙板和紙漿分析試樣水分的測(cè)定［S］.北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2008.

［3］國家煙草專賣局.YC/T 330-2009卷煙條與盒包裝紙印刷品［S］.北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2010.

［4］陳曦，崔立國.GB/T 22895-2008紙和紙板靜態(tài)和動(dòng)態(tài)摩擦系數(shù)的測(cè)定 平面法［S］.北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2009.

［5］陳新瑞，肖燕，王淑華，等.采用顯著性檢驗(yàn)評(píng)價(jià)煙用材料比對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的方法［J］.煙草科學(xué)研究，2005(4):49-53.