一种卷烟发烟体包裹物防渗透性的测定方法与流程

1.本发明涉及烟草制品检测技术领域，特别涉及一种卷烟发烟体包裹物防渗透性的测定方法。


背景技术：

2.加热卷烟中含有甘油、丙二醇等发烟剂，以使在加热抽吸过程中通过引起发烟剂雾化从而产生近似卷烟燃烧的烟雾，带给消费者更加接近传统卷烟的抽吸体验。由于发烟剂具有较强的吸湿性，易吸收空气中的水分引起发烟体水分含量的上升，同时一些香精香料也将乙醇、水等溶剂引入加热卷烟发烟体中，因而发烟体的烟草物料中通常有一定量的水、发烟剂、乙醇等游离液体。一般而言，发烟体是由包裹物包被烟草物料组成的，包裹物一般为纸，更常见的是卷烟纸。在发烟体中，发烟剂、香精香料等可水溶性物质溶解转移到水中，形成混合溶液，随着液体沾染浸润卷烟纸，逐渐在卷烟纸上形成水斑。若加热卷烟长期储存或抽吸，卷烟上水斑中的水分会逐步挥发，致使水斑中溶出的有色物质沉积在卷烟纸上，形成斑点。随着时间的推移，上述过程不断重复，斑点颜色越来越深，面积也越来越大，最终形成黄斑或其它有色斑点，这会极大影响消费者对产品的体验。
3.因此为预防色斑的形成，对卷烟纸等发烟体包裹物提出了防渗透技术要求。然而目前缺乏一种能够对加热卷烟发烟体包裹物的防渗透能力进行有效评价的方法，显然这并不利于产品设计和辅材开发。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于解决现有技术无法有效评价加热卷烟发烟体包裹物的防渗透能力的技术问题。本发明提供了一种卷烟发烟体包裹物防渗透性的测定方法，可以有效测定加热卷烟发烟体的包裹物的防渗透性。
5.为解决上述技术问题，本发明的实施方式公开了一种卷烟发烟体包裹物防渗透性的测定方法，包括：
6.将待测样品放置于预设温度和预设湿度的环境下设定时间以进行平衡处理；
7.选取测试液，并将选取的所述测试液置入接触角分析仪的盛液器内，其中，所述测试液包括一元醇、多元醇、植物油脂和水中的一种或几种，且所述测试液的表面张力为10
×
10-3
～80
×
10-3
n/m；
8.利用所述接触角分析仪对所述待测样品进行测试，获取参考静态图，并对所述参考静态图进行接触角计算；
9.根据计算所得的所述接触角判断所述卷烟发烟体包裹物的防渗透性。
10.采用上述技术方案，利用静态接触角法结合测试液的选择，为发烟体包裹物防渗透能力的测定提供了一种可量化、操作简便且安全性高的测定方法。进一步地，选取一元醇、多元醇、植物油脂和水中的一种或几种的混合物作为测试液，并将测试液的表面张力选取为10
×
10-3
～80
×
10-3
n/m，这样可以在保证测试液的安全性、易获得性的同时，保证该测
试液在待测样品表面具有显著的可观察的接触角现象，同时还能够保证对于不同防渗透能力的待测样品表现出显著的较大差异的接触角，便于待测样品防渗透性的辨别。
11.根据本发明的另一具体实施方式，所述测试液包括乙醇、丙二醇、甘油和水中的一种或几种的混合溶液。
12.根据本发明的另一具体实施方式，所述测试液为乙醇和丙二醇中的一种或两者的混合溶液。
13.根据本发明的另一具体实施方式，所述测试液为乙醇和丙二醇的混合溶液，且在所述乙醇和丙二醇的混合溶液中，所述乙醇与丙二醇的质量比范围为(0～4):(10～6)。
14.这样设置可以进一步利于包裹物反渗透性的鉴别。
15.根据本发明的另一具体实施方式，所述测试液的表面张力为20
×
10-3
～40
×
10-3
n/m。
16.将测试液表面张力范围选取为20
×
10-3
～40
×
10-3
n/m，能够进一步保证该测试液在卷烟纸样品表面有显著的可观察的接触角现象，同时能进一步保证对于不同防渗透能力的纸张样品表现出显著的有较大差异的接触角。
17.根据本发明的另一具体实施方式，利用所述接触角分析仪对所述待测样品进行测试，获取参考静态图，包括：
18.使所述接触角分析仪进行排气，直至无气体时对所述接触角分析仪进行校正；
19.待校正完成后，将平衡处理后的待测样品置于所述接触角分析仪的检测台上，调节所述接触角分析仪的参数以向所述待测样品滴入预设体积的测试液，获取测试液的所述参考静态图。
20.根据本发明的另一具体实施方式，所述预设体积为1～2μl。
21.根据本发明的另一具体实施方式，所述预设体积为2μl。
22.根据本发明的另一具体实施方式，所述预设温度为(23
±
1)℃，所述预设湿度为(50
±
2)％，所述设定时间大于或等于24h。
23.根据本发明的另一具体实施方式，在所述待测样品进行平衡处理后，在选取测试液前，还包括：将所述待测样品裁剪为300*30mm大小，并保持裁剪后的所述待测样品的表面平整均匀且无折痕。
附图说明
24.图1示出本技术一实施例提供的卷烟发烟体包裹物防渗透性的测定方法的流程图；
25.图2示出本技术实施例1-12的待测样品的接触角测试结果比对图；
26.图3示出本技术实施例4、8、12、16和17的待测样品的接触角测试结果比对图；
27.图4示出本技术实施例13-17的待测样品的接触角测试结果比对图。
具体实施方式
28.以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。虽然本发明的描述将结合较佳实施例一起介绍，但这并不代表此发明的特征仅限于该实施方式。恰恰相反，结合实施方式作发明
介绍的目的是为了覆盖基于本发明的权利要求而有可能延伸出的其它选择或改造。为了提供对本发明的深度了解，以下描述中将包含许多具体的细节。本发明也可以不使用这些细节实施。此外，为了避免混乱或模糊本发明的重点，有些具体细节将在描述中被省略。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
29.应注意的是，在本说明书中，相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
30.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。
31.与传统卷烟要求不同，为预防加热卷烟表面形成色斑，加热卷烟对卷烟纸等发烟体包裹物提出了防渗透技术要求，更倾向于低透气度、高定量、高强度的卷烟纸。
32.传统造纸行业通常用耐脂度来表征抗表面污点形成及油脂渗透的能力，常用方法有《gb/t 22805.1-2008纸和纸板耐脂度的测定》中第1部分所讲述的“渗透法”以及第2部分中所讲述的“表面排斥法”。
33.然而这两种方法并不适用加热卷烟包裹纸的防渗透能力的测定。一方面以上两种方法均通过目视法判断检测终点，因而较依赖于测试人员的主观判断，且其中所规定的测试液如棕榈油、蓖麻油、正庚烷、甲苯等，部分存在较高的健康风险，不利于人体健康。另一方面，加热卷烟发烟物料中的液态成分主要是水、发烟剂、乙醇等，这些物质也是发烟体包裹物的主要防渗对象，而上述两种测试方法所针对的防渗对象是油脂性物质。因此，虽然上述两种测定方法对加热卷烟发烟体包裹物防渗抗渗能力的评价有一定的参照意义，但仍需结合加热卷烟的特性形成一套能够可量化、更安全的评价方法。
34.申请人基于下述考虑：常见发烟体包裹物(如卷烟纸)是具有孔隙结构的亲水性材料，孔隙结构带来的毛细现象易引起水等液体的浸润，导致液体在纸张内部的渗透；接触角通常可用来表征液体在固体表面的润湿性能(其中，接触角主要指在一固体水平平面上滴一液滴，固体表面上的固、液、气三相交界处自固
–
液界面经过液体内部到气
–
液界面之间的夹角)，而接触角越大说明液体在固体表面的润湿性能越弱。因此申请人尝试使用接触角来表征某一液体对于包裹物的浸润渗透能力，进而表征发烟体包裹物的防渗透能力。
35.基于此，本技术提供了一种卷烟发烟体包裹物防渗透性的测定方法，包括将待测样品放置于预设温度和预设湿度的环境下设定时间以进行平衡处理，将所述测试液置入接触角分析仪的盛液器内，利用所述接触角分析仪对所述待测样品进行测试，获取参考静态图，并对所述参考静态图进行接触角计算，根据计算所得的所述接触角判断所述卷烟发烟体包裹物的防渗透性。其中，所述测试液包括一元醇、多元醇、植物油脂和水中的一种或几种，且所述测试液的表面张力为10
×
10-3
～80
×
10-3
n/m。
36.可选地，利用所述接触角分析仪对所述待测样品进行测试，获取参考静态图，包括：
37.使所述接触角分析仪进行排气，直至无气体时对所述接触角分析仪进行校正；
38.待校正完成后，将平衡处理后的待测样品置于所述接触角分析仪的检测台上，调节所述接触角分析仪的参数以向所述待测样品滴入预设体积的测试液，获取测试液的所述参考静态图。
键，仪器会自动完成图像拍摄以及接触角测量。
55.判断步骤s105：根据测试步骤s104中计算所得的所述接触角判断所述卷烟发烟体包裹物的防渗透性。
56.具体地，接触角越大说明液体在待测样品表面的润湿性能越弱，即接触角越大表征待测样品的防渗透能力越强。
57.下面结合具体实施例，对本技术中的卷烟发烟体包裹物防渗透性测定方法的实现及效果进行具体描述。
58.表1和表2分别为本技术所述实施例1-12和实施例13-17的测试结果。在实施例1-17中，所述防渗透助剂为一种能够在发烟体包裹物(如卷烟纸)表面涂敷施加的低表面张力高聚物，其能够通过降低加热卷烟发烟体包裹物的表面能，进而提高发烟体包裹物防液体渗透的作用，且不同涂覆量能够实现不同防渗透能力的发烟体包裹物样品。优选的，所述防渗透助剂为一种改性淀粉。
59.表1实施例1-12待测样品及测试方案
[0060][0061]
图2为实施例1-12的检测结果比对图。如图2所示，比较实施例1、5、9(其防渗透助剂涂覆量均为0)，可见对于同一样品，不同测试液所测得的接触角大小不同，同样比较实施例2、6、10(其防渗透助剂涂覆量均为2.2％)或实施例3、7、11(其防渗透助剂涂覆量均为4.4％)或实施例4、8、12(其防渗透助剂涂覆量均为7.6％)，可得到相同的结果，即：对于同一样品，不同测试液所测得的接触角大小不同。并且对于同一防渗透助剂涂覆量的待测样品，三种测试液所表现的接触角相对大小趋势是一致的。因此，通过本技术所提供的卷烟发烟体包裹物防渗透性的测定方法，可清楚得知同一卷烟纸样品对水、甘油及水与甘油混合液的防渗透能力是不同的。
[0062]
并且比较实施例1、2、3、4，在使用水作为测试液，涂覆不同防渗透助剂量的待测样品所测接触角大小显著不同，并且涂覆量和接触角表现出正相关的变化趋势，能够将不同的防渗透能力的卷烟纸样品区分开来，并准确展示其变化趋势。同样比较实施例5、6、7、8或实施例9、10、11、12，在使用1:1的水与甘油混合溶液或甘油时，涂覆不同防渗透助剂量的卷
烟纸样品表现出一致的变化趋势。故本评价方法可清楚的分辨出不同防渗透能力的卷烟纸样品，并准确展示其防渗透能力变化趋势。
[0063]
表2实施例13-17待测样品及测试方案
[0064][0065]
表2为本技术实施例13-17的测试结果。如前文所述，目前通常借鉴《gb/t 22805.2-2008纸和纸板耐脂度的测定第2部分：表面排斥法》进行卷烟纸防渗透能力的测试，对于加热卷烟卷烟纸常用耐脂度水平有kit no.3级和5级要求，故选取这两个水平作为对比例完善本技术所述测定方法，以实现本技术所述方法对传统方法的替代。表3为kit no.3级和5级测试液成分表。
[0066]
表3 kit测试液成分表
[0067]
kit no.蓖麻油(ml)甲苯(ml)庚烷(ml)3160202051204040
[0068]
3级和5级耐脂度测试液(即kit3和kit5测试液)的表面张力分别为29.3*10-3
n/m和25.0*10-3
n/m，与丙二醇和乙醇的表面张力相接近(分别为36.0*10-3
n/m和22.3*10-3
n/m)，与甘油、水的表面张力相差较大(分别为63.30*10-3
n/m和72.80*10-3
n/m)。因此丙二醇、乙醇是本技术测定方法中测试液的更优选择。
[0069]
如图3所示，比较实施例4、8、12与实施例16、17，甘油、水以及1:1水与甘油混合液与kit3、kit5接触角测试结果相差较大，可见这三种溶液无法替代kit3、kit5。
[0070]
进一步，选取丙二醇以及质量比为10:4及10:5的丙二醇与乙醇混合液作为测试液，比较实施例13、14、15与实施例16、17，如图4所示，实施例13与实施例16的接触角相近，实施例14与实施例17的接触角相近，故丙二醇适用于替代kit3溶液，质量比10:4丙二醇与乙醇混合液适用于替代kit5溶液。
[0071]
虽然通过参照本发明的某些优选实施方式，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。本领域技术人员可以在形式上和细节上对其作各种改变，包括做出若干简单推演或替换，而不偏离本发明的精神和范围。