CN111397817B - 一种充气法密封度测量仪器测量负压抽气法密封度的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种充气法密封度测量仪器测量负压抽气法密封度的方法，测量样品为卷烟烟盒，测量方法包括以下步骤：(1)采用充气法密封度测量仪器测量卷烟烟盒的充气法密封度值x；(2)通过方程计算负压抽气法密封度值Y。本发明仅采用现有的充气法卷烟烟盒密封度测量仪器测量并计算得到负压抽气法密封度测量值，解决了由于国家烟草专卖局发布的充气法测定卷烟烟盒密封度方法标准已废止，而购置负压抽气法密封度测量仪器造成的设备资源浪费问题。且计算结果与实际负压抽气法密封度测量仪器测量值一致性高，满足不同卷烟工业企业分别以充气法和负压抽气法两种设备同时检控卷烟烟盒密封度的情况时，对卷烟烟盒密封度对比检控的需求。

Description

一种充气法密封度测量仪器测量负压抽气法密封度的方法

技术领域

本发明属于卷烟包装盒领域，具体涉及一种基于充气法密封度测量仪器测量负压抽气法密封度的方法。

背景技术

卷烟烟盒密封度与卷烟含水率，防霉变和保持原香，贮存寿命等关系紧密，因此控制卷烟烟盒密封度对保持卷烟质量有重要意义。卷烟烟盒包装密封不严主要是包装机在生产过程中由于薄膜褶皱、松弛、烫贴有气泡、切合面不紧实平整、BOPP膜规格使用不当等原因造成，卷烟生产工作者针对上述原因对不同包装机型提出了相应的调整方法和改进措施，能有效提升小盒密封度，同时也提出了卷烟烟盒密封度质量控制限。

有效测定卷烟烟盒密封度是开展相关工作的基础，卷烟烟盒密封度的测定，常用的测试方法包括充气法和负压抽气法：充气法通过向预打孔的卷烟烟盒充入稳定气压气流，当小盒充气流量平衡时的气流为该卷烟烟盒密封度；负压抽气法将预打孔烟包放置于恒定气流抽真空的密封容器，预打孔通大气，烟包放置容器抽真空过程中由于压差小盒发生膨胀，当小盒内与测量室平衡时的内外压差为该卷烟烟盒密封度。目前，由国家烟草专卖局发布的充气法测定卷烟烟盒密封度方法标准已废止，推出了新的测定方法负压抽气-水浸法。而目前大部分卷烟工业企业仍为充气法卷烟烟盒密封度测量仪器，重新购置负压抽气法卷烟烟盒密封度测量仪器必然会造成设备资源浪费。另一方面，新老标准的交替，卷烟工业企业存在充气法和负压抽气法两种设备同时检控卷烟烟盒密封度的情况，不同测试方法下卷烟烟盒密封度难以比对。

为了解决以上问题，提出本发明。

发明内容

为了实现企业采用不同方法对小盒密封度的比对检控，避免设备资源浪费，本发明工作围绕充气法和负压抽气法相应的测试设备，通过在线样品采集和测试开展设备测试相关性研究，并得到一种基于充气法密封度测量仪器测量负压抽气法密封度的方法。

本发明提供一种基于充气法密封度测量仪器测量负压抽气法密封度的方法，测量样品为卷烟烟盒，包括硬盒包装和软盒包装，测试方法包括以下步骤：

(1)采用充气法密封度测量仪器测量卷烟烟盒的充气法密封度值x；

(2)通过以下方程计算负压抽气法密封度值Y：

针对于软包装卷烟烟盒：Y＝20-12.77092(1-e^-x/0.01607)-7.04151(1-e^-x/79.76384)。

针对于硬包装卷烟烟盒：Y＝6.16488-3.01199(1-e^-x/79.1922)-3.01199(1-e^-x/79.2342)。

其中，所述充气法测量范围为0～-5kpa，所述负压抽气法测量范围为0～1500mL/min。

所述卷烟烟盒包括软包装烟盒和硬包装烟盒，卷烟烟盒密封度测量方法有：充气法和负压抽气法，其中，充气法原理为利用空气压力，使气体通过烟盒表面小孔进入烟盒内部，然后由烟盒内部通过BOPP薄膜接缝处流出，最终测量烟盒内外的进气流量，获得密封度的测量值；负压抽气法原理为以定流量对测量室抽气，空气通过烟盒表面小孔由烟盒内部通过BOPP薄膜接缝处流入测量室，最终测量室内部和外部形成稳定的压差，最终测量内外的压差，获得密封度的测量值。

为了验证相关方程的相关度，开发设计了快速比对充气法密封度测量仪器和负压抽气法密封度的标准件，用于两种不同原理设备检测数据的快速校对关联，标准件避免了在复检卷烟小盒密封度样品时，由于小盒密封受损而导致的检测数据不能较好对应的情况。本发明旋转式卷烟烟盒密封性测试标准件，其包括：

基座1，其包括支撑部11和伸出部12，所述基座1内部具有第一气流通道13，所述基座1侧壁上具有所述基座1侧壁连通至所述第一气流通道13的第一通孔14；

盖帽2，其内部具有空腔21，所述盖帽2侧壁上具有贯穿所述盖帽2侧壁连通至所述空腔21的第二通孔22；

所述伸出部12位于所述空腔21内，所述盖帽2可相对于所述基座1旋转，所述第一通孔14和所述第二通孔22完全重叠、部分重叠或者完全不重叠。通过转动所述盖帽2，使其相对于所述基座1旋转，从而使所述第一通孔14和所述第二通孔22完全重叠、部分重叠或者完全不重叠，进一步调控所述第一通孔14和所述第二通孔22的截面大小，从而调节流经所述第一通孔14和所述第二通孔22的空气流量。

优选地，所述所述第一气流通道13贯穿所述支撑部11并向所述伸出部12延伸，且所述第一气流通道13未贯穿所述伸出部12。也就是说，所述第一气流通道13从基座1底部沿轴向向所述基座1中部延伸，且第一气流通道13并不贯穿所述基座1。

优选地，其还包括底垫3，所述底垫3中心具轴向贯穿所述底垫3的第二气流通道31。

优选地，所述第二气流通道31、所述第一气流通道13、第一通孔14和第二通孔22依次气体连通形成气体流通路径。

优选地，所述伸出部12外壁上具有环形凹槽15，所述环形凹槽15内容纳有密封圈16。

优选地，所述第一通孔14为多个，所述第二通孔22为多个，所述第一通孔14与所述第二通孔22数量一致；多个所述第一通孔14沿周向均匀分布在所述基座1侧壁上，多个所述第二通孔22沿周向均匀分布在所述盖帽2侧壁上。

优选地，所述基座1和所述盖帽2顶部具有固定螺栓4。固定螺栓4的作用在于当不旋转所述基座1和所述盖帽2时，将所述基座1和所述盖帽2固定，在使用过程中，先向松动拧动固定螺栓4使所述基座1和所述盖帽2之间可以相对旋转，待旋转到合适位置时，在向紧固方向拧动固定螺栓4以使所述基座1和所述盖帽2之间彼此固定，便于测量使用。

优选地，所述基座1和所述盖帽2接触处的侧壁上具有刻度标识，当旋转所述基座1和所述盖帽2时可以依据刻度标识对旋转量进行记录，从而将所述第一通孔14和所述第二通孔22重叠面积进行量化。所述基座1和所述盖帽2接触处的侧壁上具有刻度标识0-10，当旋转刻度标识为10时，所述第一通孔14和所述第二通孔22完全重叠；当旋转刻度标识为0时，所述第一通孔14和所述第二通孔22完全不重叠。

优选地，所述第一气流通道13顶部为喇叭状，喇叭口朝向所述基座1顶部。喇叭口的形状便于将空气从第一气流通道13通入多个第一通孔14中。

优选地，所述伸出部12的轴向长度小于或等于所述空腔21的轴向长度。

本发明的旋转式卷烟烟盒密封性测试标准件适用于负压抽气法和充气法卷烟烟盒密封度测量仪器。

本发明的旋转式卷烟烟盒密封性测试标准件是刚性的，经过多次充气法和负压抽气法测试后，不会变形。

相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

1、本发明提供了一种基于充气法密封度测量仪器测量负压抽气法密封度的方法，其可以仅采用现有的充气法卷烟烟盒密封度测量仪器测量并计算得到负压抽气法密封度测量值，解决了由于国家烟草专卖局发布的充气法测定卷烟烟盒密封度方法标准已废止，而购置负压抽气法密封度测量仪器造成的设备资源浪费问题。

2、本发明采用现有的充气法卷烟烟盒密封度测量仪器测量并计算得到负压抽气法密封度测量值，且计算结果与实际负压抽气法密封度测量仪器测量值一致性高，满足不同卷烟工业企业分别以充气法和负压抽气法两种设备同时检控卷烟烟盒密封度的情况时，对卷烟烟盒密封度对比检控的需求。

3、本发明设计了旋转式卷烟烟盒密封性测试标准件，用于两种不同原理设备检测数据的快速校对关联，具体的本发明标准件将充气法测定卷烟烟盒密封度方法标准和负压抽气法测定卷烟烟盒密封度方法标准相关联，避免了重新购置负压抽气法卷烟烟盒密封度测量仪器造成设备资源浪费。避免了不同测试方法下卷烟烟盒密封度难以比对的问题。以及即便是同种测试方法下的同种设备，用于同种烟盒测试时，测量数据也有很大误差，数据之间的可对比性差的问题

4、本发明标准件通过转动所述盖帽2，使其相对于所述基座1旋转，从而使所述第一通孔14和所述第二通孔22完全重叠、部分重叠或者完全不重叠，进一步调控所述第一通孔14和所述第二通孔22的截面大小，从而调节流经所述第一通孔14和所述第二通孔22的空气流量，以表示不同密封性的情况。

5、在本发明优选地实施方案中，所述基座1和所述盖帽2接触处的侧壁上具有刻度标识，当旋转所述基座1和所述盖帽2时可以依据刻度标识对旋转量进行记录，从而将所述第一通孔14和所述第二通孔22重叠面积进行量化。所述基座1和所述盖帽2接触处的侧壁上具有刻度标识0-10，当旋转刻度标识为10时，所述第一通孔14和所述第二通孔22完全重叠；当旋转刻度标识为0时，所述第一通孔14和所述第二通孔22完全不重叠。

6、在本发明优选地实施方案中，所述基座1和所述盖帽2顶部具有固定螺栓4。固定螺栓4的作用在于当不旋转所述基座1和所述盖帽2时，将所述基座1和所述盖帽2固定，在使用过程中，先向松动拧动固定螺栓4使所述基座1和所述盖帽2之间可以相对旋转，待旋转到合适位置时，在向紧固方向拧动固定螺栓4以使所述基座1和所述盖帽2之间彼此固定，便于测量使用。

7、本发明的旋转式卷烟烟盒密封性测试标准件是刚性的，经过多次充气法和负压抽气法测试后，不会变形，校准件避免了在复检卷烟小盒密封度样品时，由于小盒密封受损而导致的检测数据不能较好对应的情况。

附图说明

图1充气法测量过程示意图；

图2负压抽气法测量过程示意图；

图3针对于软包装卷烟烟盒充气法密封度测量值与负压抽气法密封度测量值相关性方程。

图4针对于硬包装卷烟烟盒充气法密封度测量值与负压抽气法密封度测量值相关性方程。

图5本发明的旋转式卷烟烟盒密封性测试标准件立体结构示意图；

图6本发明的旋转式卷烟烟盒密封性测试标准件旋转前纵截面示意图；

图7本发明的旋转式卷烟烟盒密封性测试标准件旋转前横截面示意图；

图8本发明的旋转式卷烟烟盒密封性测试标准件旋转后纵截面示意图；

图9本发明的旋转式卷烟烟盒密封性测试标准件旋转后横截面示意图；

图10本发明的旋转式卷烟烟盒密封性测试标准件中基座1纵截面示意图；

图11本发明的旋转式卷烟烟盒密封性测试标准件中盖帽2纵截面示意图；

图12本发明的旋转式卷烟烟盒密封性测试标准件中底垫3纵截面示意图；

其中，附图标记在附图说明中的名称为：1-基座，2-盖帽，3-底垫，4-固定螺栓，11-支撑部，12-伸出部，13-第一气流通道，14-第一通孔，15-环形凹槽，16-密封圈，21-空腔，22-第二通孔，31-第二气流通道，111-测量室，222-通气管，333-通孔，444-环装吸盘，555-卷烟烟盒。

具体实施方式

本实施例按照软盒和硬盒两种包装取样，每种包装对相同规格不同机型取样，且相同机型选两台取样，每一机台随机取两条(20盒)样品，样品信息见表1。

表1卷烟密封度实验材料取样表

采用的负压抽气法卷烟烟盒密封度测量仪器和充气法卷烟烟盒密封度测量仪器分别为：PSTNE100型负压抽气式卷烟烟盒密封度测试仪(合肥众沃仪器技术有限公司)，抽气流量200mL/min，量程0～-5.00kPa；YM-OPT型充气式烟包密封度测试设备(YMInternational Technology,韩国)，工作气压0.5MPa，量程0～1500mL/min。

具体的测试方法为：两种测试方法均需要在卷烟烟盒中心位置预打孔，负压抽气法设备和充气法设备在卷烟烟盒上打孔直径分别为0.30mm和0.40mm，然后使用环状吸盘444将卷烟烟盒555吸住，环状吸盘444中间有通孔333(两台设备通孔333均大于小盒预打孔直径)，负压抽气法(见图1)通孔333的一端与卷烟烟盒555相通，另一端通过通气管222与外界大气相通，测量室111与外界大气隔离；而充气法(见图2)通孔333一端与卷烟烟盒444相通，另一端通过通气管222在稳定工作气压下充气。测量时，负压抽气法以200mL/min的恒定流量对测量室抽气，空气由进气口经小盒上方的小孔进入小盒内部，然后由小盒内部通过包装膜的泄漏点流出至测量室。当测量达到平衡时，测量室内部形成与外界大气稳定的压差，即为密封度的测量值；充气法在稳定工作气压下经通孔向卷烟烟盒充入稳定气流，当小盒充气流量平衡时的气流为该卷烟烟盒密封度。

首先，每种机型随机取两盒样品分别用两种方法进行测试，测试完成后将打孔位置用透明胶带封住，使用同一设备在样品相反面打孔进行二次测试。然后，每个生产机台采集样品中随机抽取两盒为代表样品，分别采用两种方法设备对各组样品进行测试，测试完后两组样品分两种处理方法进行交换测试：一种直接使用原预打孔测试，一种使用透明胶带封住原预打孔位置后，在交换设备上从样品小盒原打孔反面进行新打孔测试。

其余样品先采用充气式设备测试后，再采用负压抽气式设备进行测试，在使用负压抽气式设备测试时，样品直接使用充气式设备预打孔进行测试。样品测试完成后，每个生产机台随机抽取一盒为代表样品，将小盒包装膜完全拆除后使用两种测试方法进行测试。

实施例1

本实施例考察打孔差异对测试结果的影响。

将每种机型采集样品随机抽取两盒平均分为a组和b组，分别采用负压抽气法和充气法设备进行测试，同一样品测试完成后用胶带封住原打孔在同一设备反面打孔进行二次测试。测试数据采用配对样本T检验进行数据分析，结果见表2。

表2相同设备样品测试和贴胶带封孔复测数据配对样本T检验结果

由表2配对样本T检验结果可知，在同一实验条件下，同一样品打孔检测后数据与用胶带封住原打孔反面复检数据配对检验Sig.值均大于0.05，一次测试和复测结果没有显著差异，表明同一样品在检测后用胶带封住原打孔位置，样品密封度无显著差异，实验测试中可采用该方法进行样品的重复性验证。

实施例2

本实施例考察两种设备打孔差异对测试结果的影响情况。

将每台机型采集样品随机抽取两盒分为c组和d组，分别采用充气法打孔负压抽气法测试-胶带封原孔负压抽气法打孔负压法检测和负压抽气法打孔充气法测试-胶带封原孔充气法打孔充气法测试，结果见表3。

表3不同方法设备打孔后交换测试数据配对样本T检验结果

由表3配对样本T检验结果可知，两组样品采用不同设备打孔方式打孔交换测试并通过胶带封原孔反面复测，其测试结果除对c17外(对c20由于测试结果均为-5.0kPa故无差异)，其余Sig.值均大于0.05，表明其测试均无显著差异，因此，在进行样品校验和对比检测时，两种方法设备打孔样品可直接进行互换检测。

其中，表4为c17测试数据，由表4对c17测试数据可见，同一样品在使用充气法打孔负压抽气法进行第一组测试时，测试结果重现性较好，在用胶带封原孔压抽气法打孔负压法进行复测时，首次测试数据与第一组测试数据一致，后面测试数据均降低，但重复性较好，表明样品密封度变化下降，这是由于在反复测试过程中由于样品小盒密封受损所致。

表4对c17测试数据

实施例3

在实施例1和实施例2的基础上，本实施例建立了充气法密封度测量值与负压抽气法密封度测量值的相关性方程(见图3和图4)，

软包：Y＝20-12.77092(1-e^-x/0.01607)-7.04151(1-e^-x/79.76384)。

硬包：Y＝6.16488-3.01199(1-e^-x/79.1922)-3.01199(1-e^-x/79.2342)。

相关系数为软包：R²＝0.943，硬包：R²＝0.769。

实施例4

为验证相关方程的可行性，设计开发了可快速比对充气法密封度测量仪器和负压抽气法密封度的标准件，方程计算结果和标准件检测结果如表5所示。

表5充气法不同密封度与相关方程计算值和标准件负压法检测数据对比

实施例5

本实施例随机取了两组卷烟样品对上述方程进行验证，检测结果如表6所示。

表6不同检测方法检测值和方程计算值对比

经过方程相关计算，能有效计算样品在不同设备的检测值，其中软包计算值相对复检值偏差≤3.10％，硬包计算值相对复检值偏差≤14.60％，硬包偏差值较大，但也能基本满足生产检测和判断要求。上述方法解决由于各生产厂设备差异，而带来的标准制定和评价不能统一的问题，有效实现两种检测设备的标准控制和评价一致性。

Claims (2)

1.一种充气法密封度测量仪器测量负压抽气法密封度的方法，其特征在于，测量样品为卷烟烟盒，测量方法包括以下步骤：

(1)采用充气法密封度测量仪器测量卷烟烟盒的充气法密封度值x；

(2)通过以下方程计算负压抽气法密封度值Y：

针对于软包装卷烟烟盒：Y＝20-12.77092(1-e^-x/0.01607)-7.04151(1-e^-x/79.76384)；

针对于硬包装卷烟烟盒：Y＝6.16488-3.01199(1-e^-x/79.1922)-3.01199(1-e^-x/79.2342)。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述充气法测量范围为0～-5kpa，所述负压抽气法测量范围为0～1500mL/min。

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