定量測定捲菸接嘴膠滲透性能的方法與流程
2023-09-18 22:59:15 2
本發明屬於捲菸接嘴膠性能評價領域，涉及捲菸接嘴膠滲透性能測定，具體涉及一種以接嘴膠在接裝紙上的自由擴散率為指標的定量表徵接嘴膠滲透性能的方法。
背景技術：
捲菸接嘴膠的作用是在捲菸接裝濾嘴時粘結接裝紙、濾嘴和捲菸。目前，濾嘴通風稀釋技術是行業內應用最為普遍的降焦手段，而實現濾嘴通風的方式之一是在接裝紙與濾嘴間留出一定寬度的無膠區100，以確保有效通風區的面積，如圖1所示，捲菸抽菸時外界空氣會透過接裝紙和濾棒成型紙的微孔進入主流煙氣,進而對煙氣產生稀釋作用。如果接裝膠的滲透性過強，塗抹到接裝紙上後會向無膠區滲透，降低無膠區面積及濾嘴通風率，進而影響降焦減害效果。因此，研究捲菸接嘴膠滲透性可為合理選用接嘴膠以及優化相關工藝參數、提高捲菸濾嘴通風率穩定性提供方法支撐，但目前行業內尚未有定量評價捲菸接嘴膠的滲透性方法。基於此，本發明提供了一種基於圖像分析的定量測定接嘴膠滲透性能的方法，可為捲菸接嘴膠施加工藝參數確定提供參考。
技術實現要素：
本發明的目的在於針對目前行業內尚無評價捲菸接嘴膠滲透性能方法的問題，提供一種定量測定捲菸接嘴膠滲透性能的方法，其以自由擴散率來定量描述捲菸接嘴膠滲透性能的方法，該方法可實現捲菸接嘴膠滲透性能的定量評價，為優化接嘴膠施加工藝參數、提高捲菸濾嘴通風率穩定性提供支撐。
本發明的目的通過如下具體技術方案實現。
一種定量測定接嘴膠滲透性能的方法，其以接嘴膠在接裝紙上的自由擴散率為指標而定量表徵接嘴膠滲透性能：
計算接嘴膠固化後的面積與固化前塗膠面積差與固化前塗膠面積的比值，定義其為接嘴膠自由擴散率，並用多次測量結果的平均值作為結果，以此定量數據評價接嘴膠的滲透性能，該值越大表明接嘴膠滲透性能越強。
在一個具體實施例中，將添加著色劑的接嘴膠定量均勻塗抹於接裝紙塗膠面的設定區域(S0)內；
保持環境不變，接嘴膠向無膠區自由滲透擴散，接嘴膠在接裝紙塗膠面形成擴散區域(S1)；
等待接嘴膠完全固化後，獲得並計算出接嘴膠滲透擴散後的面積(S1)；
由式：V＝(S1-S0)/S0×100％計算接嘴膠的擴散率(V)，
其中：V-接嘴膠的擴散率；
S1-接嘴膠滲透擴散後的面積；
S0-接嘴膠原始塗抹的設定區域；
用接嘴膠的擴散率以定量表徵接嘴膠的滲透性能，該值越大表明接嘴膠滲透性越強。
在一個具體實施例中，等待接嘴膠完全固化後，通過對塗膠擴散後的接裝紙拍照再採用圖像分析軟體計算出接嘴膠滲透擴散後的面積(S1)。
在一個具體實施例中，將圖像傳輸至計算機導入圖像分析軟體，利用圖像套索工具分別選取面積為設定區域(S0)和接裝紙上呈現的擴散後的著色接嘴膠區域(S1)，分別獲得兩個區域的像素數，通過像素之間的比例獲得面積之間的比例。
在一個具體實施例中，將著色後的接嘴膠在溫度為22±2℃，相對溼度為60±5％的環境下固化，所述的固化時間為大於等於48小時。
在一個具體實施例中，所述的著色劑為Col。
在一個具體實施例中，採用一開孔或開口的模板作為工具，該開口或開孔的區域為設定區域，實施時，將模板對接裝紙進行覆蓋，將接嘴膠利用該模板塗刷在接裝紙上獲得設定區域。
在一個具體實施例中，具體步驟如下：
步驟一：捲菸接嘴膠著色：精確稱取一定量的接嘴膠置於燒杯中，加入著色劑並充分攪拌均勻，使接嘴膠呈明顯的藍色。將著色後的接嘴膠在溫度為22±2℃，相對溼度為60±5％的環境下平衡48小時；
步驟二：接裝紙樣品製備：將接裝紙裁切成片狀，在溫度為22±2℃，相對溼度為60±5％的環境下平衡48小時；
步驟三：接裝紙塗膠：
將片狀接裝紙平鋪於平板上，使塗膠面朝上，將接裝紙四周固定，防止塗膠過程中接裝紙捲曲及位移；
將中間開有矩形孔(面積為S0)的PVC模板覆蓋於接裝紙上，並使矩形孔處於接裝紙片中心位置，用毛刷蘸取著色後的接嘴膠均勻塗抹在PVC模板矩形框對應的接裝紙上，以其為接裝紙的塗膠區，取下PVC模板；
將塗膠後的接裝紙置於恆溫恆溼的環境下一定時間，使接嘴膠自然固化，此過程中塗膠區的接嘴膠將向無膠區自由滲透擴散；
步驟4：樣品拍照：在一定的照明環境下，將與塗膠區面積相等的彩色標準壓片(面積為S0)置於接嘴膠固化後的接裝紙上，採用數位相機正對樣品攝取圖像信息；
步驟四：圖像處理分析：將圖像傳輸至計算機導入Photoshop軟體，利用磁性套索工具分別選取面積為設定面積(S0)的彩色標準壓片和接裝紙上呈現的著色接嘴膠區域，分別獲得兩個區域的像素數(M0,M1)；
步驟五：接嘴膠擴散率計算：由兩個區域的像素數和真實面積的比例關係，求得接嘴膠在接裝紙上固化後的面積(S1)，根據公式V＝(S1-S0)/S0×100％計算接嘴膠的擴散率V。
在一個具體實施例中，利用著色劑對接嘴膠進行著色，以便於觀察接嘴膠滲透痕跡，其中所述的接嘴膠著色劑質量百分數為0.4～1.0％。
在一個具體實施例中，利用PVC模板上的矩形孔控制塗膠面積，利用矩形孔厚度控制塗膠量，所述的PVC模板厚度介於0.4～1.0mm之間。上述技術方案的優勢在於：
本發明通過對接嘴膠固化後的接裝紙進行拍照，基於圖像分析技術計算接嘴膠的自由擴散率，提供了一種定量評價接嘴膠滲透性能的方法。該方法簡單易行，能夠較為準確的評價不同接嘴膠的滲透性能。
附圖說明
圖1是捲菸無膠區的示意圖；
圖2是本發明的接嘴膠固化後的一個接裝紙樣品的示例圖；
圖3是採用Photoshop軟體計算擴散率的示例圖。
具體實施方式
現結合附圖及具體實施例對本發明作進一步地說明。
實施例1：
(1)捲菸接嘴膠著色：精確稱取一定量的A牌號接嘴膠置於燒杯中，添加質量分數為0.4％的著色劑(Col)並充分攪拌均勻，使接嘴膠呈明顯的藍色。將著色後的接嘴膠在溫度為22±2℃，相對溼度為60±5％的環境下平衡48小時。
(2)接裝紙樣品製備：裁切接裝紙並置於溫度為22±2℃，相對溼度為60±5％的環境下平衡48小時。
(3)接裝紙塗膠：
①將接裝紙平鋪於平板上，使塗膠面朝上，將接裝紙四周固定，防止塗膠過程中接裝紙捲曲及位移。
②將中間開有矩形(5mm×20mm)孔的PVC模板覆蓋於接裝紙上，並使矩形孔處於接裝紙片中心位置，用毛刷蘸取著色後的接嘴膠均勻塗抹在PVC模板矩形框(厚度為0.4mm)對應的接裝紙上，以其為接裝紙的塗膠區，將多餘的接嘴膠從PVC模板上鏟去，取下PVC模板。
③將塗膠後的接裝紙置於溫度為22±2℃，相對溼度為60±5％的環境下2小時，使接嘴膠自然固化，此過程中塗膠區的接嘴膠將向無膠區自由滲透擴散。
(4)樣品拍照：在一定的照明環境下，將與塗膠區面積相等的彩色標準壓片(5mm×20mm)平鋪於接嘴膠固化後的接裝紙上，採用數位相機正對樣品攝取圖像信息(如圖2所示)。
(5)圖像處理分析：將圖像傳輸至計算機導入Photoshop軟體，利用磁性套索工具分別選取面積已知(S0＝5mm×20mm)的標準壓片和接裝紙上呈現的接嘴膠區域，分別獲得兩個區域的像素數M0和M1(如圖3所示)。
(6)接嘴膠擴散率計算：由兩個區域的像素數和真實面積的比例關係，求得接嘴膠在接裝紙上固化後的面積S1，根據公式V＝(S1-S0)/S0×100％計算接嘴膠的擴散率V，每次平行測量20組樣品，取其平均值為該條件下接嘴膠的擴散率。
實施例2：
(1)捲菸接嘴膠著色：精確稱取一定量的A牌號接嘴膠置於燒杯中，添加質量分數為1.0％的著色劑並充分攪拌均勻。將著色後的接嘴膠在溫度為22±2℃，相對溼度為60±5％的環境下平衡48小時。
(2)接裝紙樣品製備：裁切接裝紙並置於溫度為22±2℃，相對溼度為60±5％的環境下平衡48小時。
(3)接裝紙塗膠：
①將接裝紙平鋪於平板上，使塗膠面朝上，將接裝紙四周固定，防止塗膠過程中接裝紙捲曲及位移。
②將中間開有矩形(5mm×20mm)孔的PVC模板覆蓋於接裝紙上，將接嘴膠均勻塗抹在PVC模板矩形框(厚度為0.4mm)對應的接裝紙上，將多餘的接嘴膠從PVC模板上鏟去，取下PVC模板。
③將塗膠後的接裝紙置於溫度為22±2℃，相對溼度為60±5％的環境下2小時，使接嘴膠自然固化，此過程中塗膠區的接嘴膠將向無膠區自由滲透擴散。
(4)樣品拍照：在一定的照明環境下，將與塗膠區面積相等的彩色標準壓片(5mm×20mm)平鋪於接嘴膠固化後的接裝紙上，採用數位相機正對樣品攝取圖像信息。
(5)圖像處理分析：將圖像傳輸至計算機導入Photoshop軟體，利用磁性套索工具分別選取面積已知(S0＝5mm×20mm)的標準壓片和接裝紙上呈現的著色接嘴膠區域，分別獲得兩個區域的像素數M0和M1。
(6)接嘴膠擴散率計算：由兩個區域的像素數和真實面積的比例關係，求得接嘴膠在接裝紙上固化後的面積S1，根據公式V＝(S1-S0)/S0×100％計算接嘴膠的擴散率V，每次平行測量20組樣品，取其平均值為該條件下接嘴膠的擴散率。
實施例3：
(1)捲菸接嘴膠著色：精確稱取一定量的A牌號接嘴膠置於燒杯中，添加質量分數為0.4％的著色劑並充分攪拌均勻。將著色後的接嘴膠在溫度為22±2℃，相對溼度為60±5％的環境下平衡48小時。
(2)接裝紙樣品製備：裁切接裝紙並置於溫度為22±2℃，相對溼度為60±5％的環境下平衡48小時。
(3)接裝紙塗膠：
①將接裝紙平鋪於平板上，使塗膠面朝上，將接裝紙四周固定，防止塗膠過程中接裝紙捲曲及位移。
②將中間開有矩形(5mm×20mm)孔的PVC模板覆蓋於接裝紙上，將接嘴膠均勻塗抹在PVC模板矩形框(厚度為1.0mm)對應的接裝紙上，將多餘的接嘴膠從PVC模板上鏟去，取下PVC模板。
③將塗膠後的接裝紙置於溫度為22±2℃，相對溼度為60±5％的環境下2小時，使接嘴膠自然固化，此過程中塗膠區的接嘴膠將向無膠區自由滲透擴散。
(4)樣品拍照：在一定的照明環境下，將與塗膠區面積相等的彩色標準壓片(5mm×20mm)平鋪於接嘴膠固化後的接裝紙上，採用數位相機正對樣品攝取圖像信息。
(5)圖像處理分析：將圖像傳輸至計算機導入Photoshop軟體，利用磁性套索工具分別選取面積已知(S0＝5mm×20mm)的標準壓片和接裝紙上呈現的著色接嘴膠區域，分別獲得兩個區域的像素數M0和M1。
(6)接嘴膠擴散率計算：由兩個區域的像素數和真實面積的比例關係，求得接嘴膠在接裝紙上固化後的面積S1，根據公式V＝(S1-S0)/S0×100％計算接嘴膠的擴散率V，每次平行測量20組樣品，取其平均值為該條件下接嘴膠的擴散率。
實施例4：
(1)捲菸接嘴膠著色：精確稱取一定量的B牌號接嘴膠置於燒杯中，添加質量分數為0.4％的著色劑並充分攪拌均勻。將著色後的接嘴膠在溫度為22±2℃，相對溼度為60±5％的環境下平衡48小時。
(2)接裝紙樣品製備：裁切接裝紙並置於溫度為22±2℃，相對溼度為60±5％的環境下平衡48小時。
(3)接裝紙塗膠：
①將接裝紙平鋪於平板上，使塗膠面朝上，將接裝紙四周固定，防止塗膠過程中接裝紙捲曲及位移。
②將中間開有矩形(5mm×20mm)孔的PVC模板覆蓋於接裝紙上，將接嘴膠均勻塗抹在PVC模板矩形框(厚度為0.6mm)對應的接裝紙上，將多餘的接嘴膠從PVC模板上鏟去，取下PVC模板。
③將塗膠後的接裝紙置於溫度為22±2℃，相對溼度為60±5％的環境下2小時，使接嘴膠自然固化，此過程中塗膠區的接嘴膠將向無膠區自由滲透擴散。
(4)樣品拍照：在一定的照明環境下，將與塗膠區面積相等的彩色標準壓片(5mm×20mm)平鋪於接嘴膠固化後的接裝紙上，採用數位相機正對樣品攝取圖像信息。
(5)圖像處理分析：將圖像傳輸至計算機導入Photoshop軟體，利用磁性套索工具分別選取面積已知(S0＝5mm×20mm)的標準壓片和接裝紙上呈現的著色接嘴膠區域，分別獲得兩個區域的像素數M0和M1。
(6)接嘴膠擴散率計算：由兩個區域的像素數和真實面積的比例關係，求得接嘴膠在接裝紙上固化後的面積S1，根據公式V＝(S1-S0)/S0×100％計算接嘴膠的擴散率V，每次平行測量20組樣品，取其平均值為該條件下接嘴膠的擴散率。
實施例5：
(1)捲菸接嘴膠著色：精確稱取一定量的C牌號接嘴膠置於燒杯中，添加質量分數為0.4％的著色劑並充分攪拌均勻。將著色後的接嘴膠在溫度為22±2℃，相對溼度為60±5％的環境下平衡48小時。
(2)接裝紙樣品製備：裁切接裝紙並置於溫度為22±2℃，相對溼度為60±5％的環境下平衡48小時。
(3)接裝紙塗膠：
①將接裝紙平鋪於平板上，使塗膠面朝上，將接裝紙四周固定，防止塗膠過程中接裝紙捲曲及位移。
②將中間開有矩形(5mm×20mm)孔的PVC模板覆蓋於接裝紙上，將接嘴膠均勻塗抹在PVC模板矩形框(厚度為0.6mm)對應的接裝紙上，將多餘的接嘴膠從PVC模板上鏟去，取下PVC模板。
③將塗膠後的接裝紙置於溫度為22±2℃，相對溼度為60±5％的環境下2小時，使接嘴膠自然固化，此過程中塗膠區的接嘴膠將向無膠區自由滲透擴散。
(4)樣品拍照：在一定的照明環境下，將與塗膠區面積相等的彩色標準壓片(5mm×20mm)平鋪於接嘴膠固化後的接裝紙上，採用數位相機正對樣品攝取圖像信息。
(5)圖像處理分析：將圖像傳輸至計算機導入Photoshop軟體，利用磁性套索工具分別選取面積已知(S0＝5mm×20mm)的標準壓片和接裝紙上呈現的著色接嘴膠區域，分別獲得兩個區域的像素數M0和M1。
(6)接嘴膠擴散率計算：由兩個區域的像素數和真實面積的比例關係，求得接嘴膠在接裝紙上固化後的面積S1，根據公式V＝(S1-S0)/S0×100％計算接嘴膠的擴散率V，每次平行測量20組樣品，取其平均值為該條件下接嘴膠的擴散率。如下表1所示，為上述各實施例中三種牌號接嘴膠的擴散率數據V(％)。
表1：三種牌號接嘴膠的擴散率數據V(％)表
需要說明的是，在其他的實施例中，其環境溫度可以為18℃、10℃、30℃等其他溫度，溼度也可以其他數值的溫度，固化時間也可以為任選的其他時間。
在其他的實施例中，可以採用非計算機的方式，如幾何算法來計算面積的比例。
在其他的實施例中，可以採用非著色的方式比如觀察溼度等手段獲得擴散後的面積。
在其他的實施例中，可以選取圓形等形狀作為設定區域。
在其他的實施例中，可以選用其他著色劑，且其他比例的著色劑，進行測定，只需滿足使區域明顯利於計算即可。
最後應當說明的是:以上實施例僅用以說明本案的技術方案而非對其限制；儘管參照較佳實施例對本案進行了詳細的說明，所屬領域的普通技術人員應當理解：依然可以對本案的具體實施方式進行修改或者對部分技術特徵進行等同替換；而不脫離本案技術方案的精神，其均應涵蓋在本案請求保護的技術方案範圍當中。