烟用包装纸检测指标与上机适用性分析

谢长芹，孙 羽，张 卷(合肥卷烟厂，安徽合肥230081)

烟用包装材料在使用中存在着进货检验时各项受检指标符合相关技术标准要求，但在卷烟机上却无法使用的问题，即“合格不合用”的现象。由于材料的适用性既涉及机械设备的质量，又与包装材料有关，十分复杂，目前国内对这方面的研究报道却很少。从合肥卷烟厂实际生产现场质量反馈来看，上机适用性问题反馈最多的是包装纸，涉及牌名为A和B，出现的主要质量特征有包装纸拉色、易造成卷烟烂包、叠角褶皱、易堵塞设备等，其中牌名A包装纸适用性问题最为突出。质量技术科成立项目组，针对A包装纸的检测指标进行长期观测研究，不仅对现有能够检测的指标(水分、单张质量、厚度)进行试验研究，更重要的是项目组积极与中烟技术中心技术人员开展合作研究，利用技术中心先进的检测仪器设备，拓展研究与上机适应性有关联的一些技术指标(如压痕挺度、摩擦系数等)。同时结合包装纸使用情况，对现场反馈出现适用性问题的包装纸进行分析，对确认为材料因素引起的适用性问题，加大取样量进行指标检测。最终通过数据分析，研究影响上机适应性的主要技术指标，为合肥卷烟厂的产品质量奠定基础。

1 材料与方法

1.1 试验检测指标、测量仪器及检测方法

1.1.1 单张重量。检测方法:采用FA1604型电子天平测量。从检测样品中随机选取小盒、条盒各10张作为待测样品，逐张称量小盒、条盒的单张质量，小盒、条盒分别称量10张样品。

1.1.2 厚度。检测方法:采用SE250型纸张厚度仪测量［1］。从检测样品中随机选取小盒、条盒各10张作为待测样品，取一张包装纸(图1)，红线圈内为商标纸印刷面主体，避开文字和图案部分的印刷品基面，小盒商标纸从左到右在主体的基面随机选取3个点测试(a、b1、b2)，条盒商标纸从上至下在主体的基面随机选取3个点测试(a、b1、b2)，如图面蓝色圆圈所示。以3个点测试结果的均值表示该张试样的厚度值。共检测10张。

图1 小盒包装纸示意

1.1.3 水分。检测方法:采用FED115型热风循环烘箱、FA1604S型电子天平按GB/T 462-2008的规定进行测定［2］。

1.1.4 折痕挺度。检测方法:采用美国TMI集团79-11-00-0001型折痕挺度仪，按YCT 330-2009的规定进行测定［3］。压痕挺度在一定的单位长度，沿着压痕将纸或纸板折弯至90°所需要的力。挺力反映纸张变形方向，分横向和纵向挺力。

1.1.5 摩擦系数。检测方法:采用美国TMI集团32-07-00-0001型摩擦系数仪测定。检测样品无需经过平衡，从中随机选取小盒、条盒各6张(小盒3组，条盒3组)，作为待测样品。粘贴加压块商标纸裁切尺寸示意图如图2、3所示，切取红线标识的方形试料，试料正面朝外，用胶布粘贴在加压块上。

图2 盒包装纸取样位置

图3 条包装纸取样位置

底部商标纸摩擦起始线如图4和图5标识的红线所示，蓝线表示运行方向。

图4 盒包装纸摩擦起始位置

图5 条装纸摩擦起始位置

在仪器滑行轨道上放置一张商标纸，印刷面向上，固定位置，将裁切好的样品印刷面向下地粘贴在加压块底部，在滑行轨道上滑行，即商标纸印刷面对印刷面摩擦，滑行速度10 cm/min，滑行距离6 cm。测试结束后，更换下一组商标纸，小盒、条盒各测试3组。

将上面测试完毕的商标纸翻转，使非印刷面向上，固定位置，将裁切好的样品翻转，使非印刷面向下地粘贴在加压块底部，在滑行轨道上滑行，即商标纸非印刷面对非印刷面摩擦，滑行速度10 cm/min，滑行距离6 cm。测试结束后，更换下一组商标纸，小盒、条盒各测试3组［4］。

摩擦系数为两个力的比值，静摩擦系数反映一叠纸张中单张纸离开整体力的大小，动摩擦系数反映单张纸在输送通道中运行状态，以及进入折叠成形盒中的到位性。

1.2 试验材料 针对进货每一批次A牌名条与盒包装纸随机取样，按相应指标的检测标准进行指标检测。

1.3 试验方法 对不同供应商提供的A牌名条与盒包装纸进行跟踪，把每一批次检测指标与现场使用情况关联起来建立档案，通过数据分析，确立影响上机适应性的技术指标。

2 结果与分析

2.1 同一供应商包装纸不同批次间指标的稳定性分析

2.1.1 由T供应商提供的包装纸(小盒、条盒)不同批次间指标的稳定性分析。从T供应商提供的所有批次中随机抽取11批次进行分析，不同批次主要指标检测结果如表1、表2所示。

表1 不同批次主要指标检测结果(小盒)

表2 不同批次主要指标检测结果(条盒)

通过对表1、表2数据进行方差分析［5］可知，由T供应商提供的小盒包装纸不同批次间指标均无差异。条包装纸不同批次间指标大部分无差异，动摩擦系数、静摩擦系数有差异，但没达到显著性水平。

2.1.2 由S供应商提供的包装纸不同批次间指标的稳定性分析。从2012年现场反馈有上机适用性问题的3批次(分别为第18、19和43批次)均为S供应商提供，现对S供应商提供有上机适用性问题的批次与由其提供的所有批次指标的平均值进行方差分析，不同批次小盒材料主要指标检测结果如表3所示。由表3可以看出，有上机适用性问题的批次与所有批次平均值之间相比，7项指标均有显著性差异。

表3 不同批次主要指标检测结果(小盒)

对小盒每个指标的方差分析结果如表4～10所示。

表4 小盒单张重量方差分析

表5 小盒厚度方差分析

表6 小盒水分方差分析

表7 小盒横向折痕挺度方差分析

表8 小盒纵向折痕挺度方差分析

表9 小盒动摩擦系数方差分析

表10 小盒静摩擦系数方差分析

由表4～10可以看出，盒包装纸不同批次间7项指标均有差异，同时都达到了显著性差异。

同样对S供应商提供的条盒材料进行分析，先对有上机适用性问题的批次与平均值之间相比，不同批次条盒材料主要指标方差分析结果如表11所示。由表11可见，有上机适用性问题的批次与平均值之间相比，部分指标有显著性差异。

表11 不同批次主要指标检测结果(条盒)

条包装纸不同批次间7项指标方差分析结果表明，条包装纸单张重量、厚度、水分无差异，其他4项指标均有差异，并且达到了显著性水平。

2.2 不同供应商提供的包装纸指标间的差异性分析 不同供应商提供的包装纸指标间的差异性分析结果如表12、表13所示。

表12 不同厂家包装纸差异性分析结果(小盒)

表13 不同厂家包装纸差异性分析结果(条盒)

从表12、13可以看出，7项指标除了小盒水分无差异，其他指标两个单位间均有显著性差异，总体来看两个单位提供的产品指标均有显著的差异性。

2.3 影响适用性的主要因子分析 为了寻找影响包装纸适用性的主要因子，对盒包装纸和条包装纸单张重量(g)、厚度(μm)、水分(%)、横向折痕挺度(g)、纵向折痕挺度(g)、动摩擦系数和静摩擦系数等检测指标进行主成分分析，结果如表14、15 所示。

表14 盒包装纸主成分分析结果

表15 条包装纸主成分分析结果

当主成分累计贡献率达到85%时，则这些主成分所反映的信息能够代表样品的全部信息。从表14、15可知，盒包装纸第一、第二主因素累计贡献率达到了86.6%，主要是由摩擦系数贡献的;条包装纸第一、第二主因素的累计贡献率为92.6%，主要也是由摩擦系数贡献的，因此提取摩擦系数作为主要影响因素。

3 结论与讨论

同一供应商提供的包装纸不同批次间指标的稳定性不同，不同供应商提供的包装纸绝大部分指标间存在显著性差异。

影响上机适应性的主要影响指标是包装纸摩擦系数。一般动摩擦系数整张纸越均匀越好，静摩擦系数越小越好。通常同一牌名包装纸油墨不干，静、动摩擦系数可能都大，不同牌名之间摩擦系数的差异反映不同牌名包装设计存在差异性或缺陷，包装纸涩是静摩擦系数大，小包或条包在输送通道中跑偏或进入折叠成形盒中的不到位，是由于动摩擦系数不均匀造成的。

［1］陈曦，李兰芬，王华桂，等.GB/T 451.3-2002纸和纸板厚度的测定［S］.北京:中国标准出版社，2002.

［2］中国制浆造纸研究院.GB/T 462-2008纸、纸板和纸浆分析试样水分的测定［S］.北京:中国标准出版社，2008.

［3］国家烟草专卖局.YC/T 330-2009卷烟条与盒包装纸印刷品［S］.北京:中国标准出版社，2010.

［4］陈曦，崔立国.GB/T 22895-2008纸和纸板静态和动态摩擦系数的测定 平面法［S］.北京:中国标准出版社，2009.

［5］陈新瑞，肖燕，王淑华，等.采用显著性检验评价烟用材料比对试验结果的方法［J］.烟草科学研究，2005(4):49-53.