CN110988252B - 一种卷烟引燃倾向评价方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种卷烟引燃倾向评价方法，包括：根据批次生产总量所占的生产时间段，从生产时间段上均匀抽取N支卷烟，并依据ISO 12863标准确定满足合格率时实际检测卷烟数量、实际合格卷烟数量以及全长燃烧百分比的对应关系，依据该对应关系确定合格率为1时检测卷烟的最大数量k；按照确保合格时检测卷烟的数量k，从批次生产总量所占的生产时间段上均匀抽取k包检测卷烟，然后从k包检测卷烟中以每次抽取一支检测卷烟的方式循环从k包检测卷烟中抽取n支检测卷烟，并对n支检测卷烟按照抽取顺序编号；对检测卷烟进行低引燃倾向检测，根据对应关系，实时确定是否合格，在检测合格时，停止检测。该方法降低检测成本，提高检测效率。
Description
技术领域
本发明专利属于低引燃卷烟的理化检验技术领域。具体涉及一种卷烟引燃倾向评价方法。
背景技术
长期以来，一直有两个困扰烟草行业发展的因素：卷烟对人体健康产生的潜在危害和吸烟引起的火灾问题。随着社会生活水平的不断提高，卷烟消费者对“吸烟与健康”问题日益关注，随着国家“降焦减害”工程的提出和发展，卷烟焦油、烟碱和CO等烟气有害物质已经大幅度降低，卷烟对人体健康的危害已经可以达到人们可接受的范围。相应的，由吸烟所引起的火灾问题就被人们重视起来。
被点燃的卷烟如果丢弃或不适当地乱扔可能会继续燃烧并引燃家用生活物品或野外环境基质，从而引起火灾。由卷烟引起的火灾可能进一步造成财产损失、人身伤害和一些意外事故的发生。如美国家庭火灾中，因卷烟引起的火灾高到68％，仅2010年就超过九万起，经济损失数亿美元；即使吸烟引起的火灾事故只占总体火灾事故的2％，其死亡人数却占总死亡人数的14％。一些国家或地区相继立法强制要求卷烟应具有防火安全性能(阻燃性能)，这类卷烟通常称之为低引燃倾向[Lower Ignition Propensity(LIP)或ReducedIgnition Propensity(RIP)]卷烟。
通过改变卷烟的某些设计特性可以使其达到低引燃或阻燃的效果，例如：使用高比例的膨胀烟丝，使用低透气度卷烟纸，使用不加助燃剂的卷烟纸，降低卷烟的直径。在众多的LIP卷烟设计技术中，应用加阻燃条卷烟纸方式，由于操作相对简便、易于生产控制、对卷烟制造工艺没有影响、客户感觉不到明显变化等优点，而被众多烟草企业优先选用。
目前，国际上普遍采用ASTM E 2187或ISO 12863标准检测方法评价卷烟引燃倾向，两种检测方法的原理相同，即评估卷烟在基质上燃烧产生足够热量以维持烟丝柱燃烧的可能性。其方法是将点燃的卷烟放置在10层Whatman 2#滤纸上，观察卷烟能否燃烧至接装纸前端，重复40次构成一组数据，得到全长燃烧百分比(Percent of Full Length Burn，P-FLB)，若P-FLB不超过25％则表明通过该项检测。
研究表明，该方法在实际检测中存在一些问题。检测中使用的特定型号滤纸依赖于单一进口生产商，售价高昂，1000张/盒的滤纸售价在5000元左右，且不可重复使用，而每个LIP卷烟样品需要至少400张滤纸才能完成一个数据的采集，再加上人员费和水电气费用，一个样品的检测成本在3000～3500元左右，检测成本很高。该检测方法检测时间较长，完成检测一支正常熄灭的LIP卷烟需要15～20min的时间，如若遇到FLB，检测时间则会延长达到20～25min，完成一个样品的检测需要2个工作日，检测效率极低。理论上圆柱型的卷烟与滤纸基质表面的接触属于线接触，即两者间的传热方式不属于热传导，而是近距离的热辐射。而卷烟本身在圆度和平直度上并非完美，因此，实际上卷烟燃烧锥与滤纸两者间的接触为面接触。生产过程中由于一些机械因素也会导致卷烟圆度和平直度大小和位置发生改变，导致传热接触面积的改变，最终对热传导的热通量产生了一定的影响，从而影响引燃倾向检测结果；其次，烟丝及三纸一棒，尤其是含阻燃条的卷烟纸批次质量(盘纸)稳定性问题也会造成P-FLB的波动。
另外，按照WHO、欧盟和一些国家法律对LIP卷烟阻燃条设计的规定，为保证对于具有不同低引燃全长的LIP卷烟符合要求，一般按照如图1、图2所示进行低引燃卷烟设计，即保证在极限情况下拥有三根完整的阻燃条。通过文献调研发现国内使用较多的ZR/JG主要有：5/15、5/16、6/13、6/14、6/18、6/15和7/18这七种。
按此设计，阻燃区和间隔区会按照(ZR+JG)的周期长度重复出现在烟丝柱上。调查发现，LIP卷烟滤嘴与烟丝柱连接部位的长度一般为5mm或6mm，若烟丝柱设计长度与ZR+JG满足一定的比例，则在连续生产过程中容易出现每隔若干支卷烟，阻燃条位置完全相同的现象。如表1中，①、②、③、④这四种组合情况下，重复的周期较小，尤其是③、④这两种组合，周期均为2，即每包卷烟中阻燃条位置只有两种情况，而研究发现LIP卷烟阻燃条位置对P-FLB有一定影响。
表1阻燃条设计参数
发明内容
针对ISO 12863标准存在检测成本高，检测效率低，设备、材料批次不稳定和阻燃条本身设计上的问题对检测结果产生的影响，本发明提供了一种卷烟引燃倾向评价方法，该方法基于ISO 12863标准并结合特殊的取样方式进行检测，大大降低了检测成本，并提高了检测效率，且操作简单，不需要额外的材料、仪器。
一种卷烟引燃倾向评价方法，所述方法包括以下步骤：
根据批次生产总量所占的生产时间段，从生产时间段上均匀抽取N支卷烟，并依据ISO 12863标准确定满足合格率时实际检测卷烟数量、实际合格卷烟数量以及全长燃烧百分比的对应关系，依据该对应关系确定合格率为1时检测卷烟的最大数量k；
按照确保合格时检测卷烟的数量k，从批次生产总量所占的生产时间段上均匀抽取k包检测卷烟，然后从k包检测卷烟中以每次抽取一支检测卷烟的方式循环从k包检测卷烟中抽取n支检测卷烟，并对n支检测卷烟按照抽取顺序编号；
按照检测卷烟的编号依次对检测卷烟进行低引燃倾向检测，根据检测卷烟数量与发生低引燃倾向卷烟数量的对应关系，实时确定该批次卷烟引燃倾向是否合格，在检测合格时，停止检测。
具体地，先从生产时间段上均匀抽取N包卷烟，然后再从每包卷烟中随机抽取一支卷烟，获得N支卷烟。
本发明中，所述对应关系的确定方法为：
若一组实际检测卷烟数量为n支(n＝1,2,3,…,N)，实际合格卷烟数量为m，m取整后为mqz，实际全长燃烧百分比P-FLB为P-FLBsj，则：
m＝np
代入n＝1,2,3,…,N，计算p、m、mqz和P-FLBsj，N为已知数据，即可获得n、m、mqz和P-FLBsj的对应关系。
在另外一个实施方式中，所述卷烟引燃倾向评价方法还包括：
根据实际检测卷烟数量与实际合格卷烟数量确定合格率；
在检测合格时还输出合格率。
在另外一个实施方式中，对于抽取的k包检测卷烟，将每一包内的每支卷烟编号与每包检测卷烟相同的编号，并以从每包取出一支检测卷烟组成的k支检测卷烟为一组，分组对检测卷烟进行低引燃倾向检测。
优选地，检测卷烟在进行低引燃倾向检测前，对检测卷烟进行温湿度平衡。
优选地，若在一个生产班次内完成批次生产总量，则在一个生产班次内按时间段均匀抽取检测卷烟，若在多个生产班次内完成批次生产总量，则从多个生产班次内抽取检测卷烟。
在获得检测获得的P-FLBsj后，对P-FLBsj值与ISO 12863标准方法测定的P-FLBSTD结果进行相关性计算以确定该卷烟引燃倾向评价方法的性能。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果至少包括：
本发明采用分批次和分时间段进行检测烟支采样，这样能够保证检测烟支的全面性，在进行低引燃倾向检测时，根据确定的对应关系对实时监测结果进行判断，在确定检测合格时，即停止检测，这样不需要将采样的检测卷烟全部测量完才能确定检测结果，大大降低了检测成本，提高了检测效率，且该方法操作简单。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
图1是背景技术中低引燃卷烟示意图；
图2是背景技术中a、b和c三种不同低引燃全长的LIP卷烟阻燃条参数设计图；
图3是本发明P-FLBij与P-FLBSTD拟合结果图；
图4是实施例中测试所需卷烟支数分布图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。
为降低设备或批次不稳定因素的影响，本发明方法在卷烟引燃倾向检测样品取样方式上可以进行一定的调整，选择分时间段或分批次取样，减少由于设备或批次不稳定因素造成的影响。
为保证LIP卷烟阻燃条位置分布的随机性，防止一些特殊阻燃条位置的连续重复出现，本发明在取样方式上也可以作一定的调整。因此，本发明实施例提供的卷烟引燃倾向评价方法，包括以下步骤：
在实际生产过程中，按照批次生产量，若在一个班次内可以生产完成，则每隔一定的时间(约10分钟)由生产机台工作人员从流水线上取一包检测卷烟，共取40包，并按照顺序用记号笔给每包烟编号为1～40，一个班次内取样完成，大约6～7_h；若需要多个班次才能生产完成，则适当延长每包取样时间间隔，保证从生产批次开始到结束各个时间段平均都能取到一包样品，同样共取40包。取样完成后送到实验室进行温湿度平衡，平衡前，给每包烟中的20支卷烟按照烟盒号码进行编号，如1号烟盒中的20支卷烟均编号为1，其他同理。
按照目前国际上对卷烟引燃倾向检测普遍的要求，P-FLB不超过25％则表明通过该项测试，即一组样品40支卷烟中有75％没有在滤纸表面完全燃烧，即含前15mm熄灭的情况。按照75％合格的要求，若将测试样品数量进行减少，则合格百分比提高。如将一组测试样品设为10支，则按照统计学原理其合格率p的计算方式为：
即p＝0.931。当按照ISO 12863标准，设定N为40时，若设一组测试样品数量为n支(n＝1,2,3…40)，实际合格支数为m，m取整后为mqz，实际P-FLB为P-FLBsj，则：
m＝np
代入n＝1,2,3…40，计算p、m、mqz和P-FLBsj，确定的n、m、mqz、P-FLBsj以及合格率p的对应关系如表2所示：
表2 p、m、mqz和P-FLBsj
由表2可知，当n＝1～12时，mqz＝n；当n＝13～17时，mqz＝n-1，当n＝18～21时，mqz＝n-2；，当n＝22～24时，mqz＝n-3；，当n＝25～27时，mqz＝n-4；，当n＝28～30时，mqz＝n-5；，当n＝31～33时，mqz＝n-6；，当n＝34～35时，mqz＝n-7；，当n＝36～37时，mqz＝n-8；，当n＝38～39时，mqz＝n-9；，当n＝40时，mqz＝10。根据表1所示的对应关系，由于在同一区间内mqz相同，为确保合格，对于n与mqz相同时，k取最大值，即k＝12，即确定合格率为1时检测卷烟的最大数量k＝12。
这样在卷烟引燃倾向检测过程中若连续12支没有发生FLB，则认为该批试样检测合格，且P-FLBsj＝0；若检测了17支有1支发生FLB，则认为该批试样检测合格，且P-FLBsj＝5.88％；若检测了21支有2支发生FLB，则认为该批试样检测合格，且P-FLBsj＝9.52％；若检测了24支有3支发生FLB，则认为该批试样检测合格，且P-FLBsj＝12.50％；若检测了27支有4支发生FLB，则认为该批试样检测合格，且P-FLBsj＝14.81％；若检测了30支有5支发生FLB，则认为该批试样检测合格，且P-FLBsj＝16.67％；若检测了33支有6支发生FLB，则认为该批试样检测合格，且P-FLBsj＝18.18％；若检测了35支有7支发生FLB，则认为该批试样检测合格，且P-FLBsj＝20.00％；若检测了37支有8支发生FLB，则认为该批试样检测合格，且P-FLBsj＝21.62％；若检测了39支有9支发生FLB，则认为该批试样检测合格，且P-FLBsj＝23.08％；若检测了40支有10支发生FLB，则认为该批试样检测合格，且P-FLBsj＝25.00％。
按照该规则，重新进行取样设计：在实际生产过程中，按照批次生产量，若在一个班次内可以完成生产任务，则每隔约30分钟由生产机台工作人员从流水线上取一包，共取12包，并按照顺序用记号笔给每包烟编号为1～12，一个班次内取样完成约6～7h；若需要多个班次才能完成生产任务，则适当延长每包取样时间间隔，保证从生产批次开始到结束各个时间段平均都能取到一包样品，同样共取12包。取样完成后送到实验室进行温湿度平衡，平衡前，从12包检测卷烟中以每次抽取一支检测卷烟的方式循环从12包检测卷烟中抽取40支检测卷烟，并对40支检测卷烟按照抽取顺序编号，然后按照检测卷烟的编号依次对检测卷烟进行低引燃倾向检测；
当然还可以给每包烟中的20支卷烟按照烟盒号码进行编号(如1号烟盒中的20支卷烟均编号为1，其他同理)。实验测试过程完全按照ISO 12863标准进行，但按顺序，1～12每个编号的卷烟均只随机选择一支。12支一轮测试结束后，若检测未能确定结果，则按照1～12每个编号的卷烟均只随机选择一支的方式继续完成检测。
若前12支均没有发生FLB，则认为该批试样检测合格，且P-FLBsj＝0；若前17支有1支发生FLB，则认为该批试样检测合格，且P-FLBsj＝5.88％；若检测了21支有2支发生FLB，则认为该批试样检测合格，且P-FLBsj＝9.52％；若检测了24支有3支发生FLB，则认为该批试样检测合格，且P-FLBsj＝12.50％；若检测了27支有4支发生FLB，则认为该批试样检测合格，且P-FLBsj＝14.81％；若检测了30支有5支发生FLB，则认为该批试样检测合格，且P-FLBsj＝16.67％；若检测了33支有6支发生FLB，则认为该批试样检测合格，且P-FLBsj＝18.18％；若检测了35支有7支发生FLB，则认为该批试样检测合格，且P-FLBsj＝20.00％；若检测了37支有8支发生FLB，则认为该批试样检测合格，且P-FLBsj＝21.62％；若检测了39支有9支发生FLB，则认为该批试样检测合格，且P-FLBsj＝23.08％；若检测了40支有10支发生FLB，则认为该批试样检测合格，且P-FLBsj＝25.00％。其余为不合格。
应用例
跟踪比较了24批次LIP卷烟(部分点重合)，并比较了采用本发明的卷烟引燃倾向评价方法进行取样和测试得到的P-FLBsj与ISO 12863标准方法测定的P-FLBSTD结果，见图3。结果表明，P-FLBsj与P-FLBSTD拟合斜率为1.020，相关系数R为0.946，均接近于1，表明采用本发明的方法与ISO 12863标准方法测定基本一致。
另外，采用本方法后，测试所需的卷烟支数明显降低，24批次的平均检测支数为18.4支，见图4，且有37.5％为检测12支即可完成。这是由于对于大多数上市的低引燃卷烟来说，阻燃条的阻燃效果均十分显著，大多数集中在P-FLBSTD＝0附近。实际效果表明，该方法显著降低了测试成本，平均降低一半左右，提高了测试效率，平均提高一倍左右。
以上所述的具体实施方式对本发明的技术方案和有益效果进行了详细说明，应理解的是以上所述仅为本发明的最优选实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的原则范围内所做的任何修改、补充和等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种卷烟引燃倾向评价方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
根据批次生产总量所占的生产时间段，从生产时间段上均匀抽取N支卷烟，并依据ISO12863标准确定满足合格率为0.75时，实际检测卷烟数量n、实际合格卷烟数量mqz以及全长燃烧百分比P-FLBsj的对应关系F，表1给出了当设定总计实际检测卷烟数量N取40时，确定的对应关系，按照表1所示的对应关系确定合格率为1时，检测卷烟的最大数量k＝12，按照表1呈现的对应关系以此类推，即能够获得依据该对应关系F确定合格率为1时检测卷烟的最大数量k；
按照确保合格时检测卷烟的数量k，从批次生产总量所占的生产时间段上均匀抽取k包检测卷烟，然后从k包检测卷烟中以每次抽取一支检测卷烟的方式循环从k包检测卷烟中抽取n支检测卷烟，并对n支检测卷烟按照抽取顺序编号；
按照检测卷烟的编号依次对检测卷烟进行低引燃倾向检测，将不存在低引燃倾向检测的烟支认为合格烟支，以确定实际合格卷烟数量，然后依据所述对应关系F，并按照确定最大数量k的推理规则，实时确定被检测批次卷烟关于低引燃倾向指标是否合格，在检测合格时，停止检测，并输出检测合格率；
其中，所述对应关系的确定方法为：
若一组实际检测卷烟数量为n支(n＝1,2,3,…,N)，实际合格卷烟数量为m，m取整后为mqz，实际全长燃烧百分比P-FLB为P-FLBsj，则：
m＝np
代入n＝1,2,3,…,N，计算p、m、mqz和P-FLBsj，N为已知数据，即可获得n、m、mqz和P-FLBsj的对应关系；其中，
表示合格率；
当按照ISO 12863标准，设定N为40时，确定的n、m、mqz、P-FLBsj以及合格率p的对应关系如表1所示：
表1
根据表1所示的对应关系，确定合格率为1时检测卷烟的最大数量k＝12。
2.如权利要求1所述的卷烟引燃倾向评价方法，其特征在于，对于抽取的k包检测卷烟，将每一包内的每支卷烟编号与每包检测卷烟相同的编号，并以从每包取出一支检测卷烟组成的k支检测卷烟为一组，分组对检测卷烟进行低引燃倾向检测。
3.如权利要求1所述的卷烟引燃倾向评价方法，其特征在于，检测卷烟在进行低引燃倾向检测前，对检测卷烟进行温湿度平衡。
4.如权利要求1所述的卷烟引燃倾向评价方法，其特征在于，若在一个生产班次内完成批次生产总量，则在一个生产班次内按时间段均匀抽取检测卷烟，若在多个生产班次内完成批次生产总量，则从多个生产班次内抽取检测卷烟。
5.如权利要求1所述的卷烟引燃倾向评价方法，其特征在于，在获得检测获得的P-FLBsj后，对P-FLBsj值与ISO 12863标准方法测定的P-FLBSTD结果进行相关性计算以确定该卷烟引燃倾向评价方法的性能。
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-
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