[發明專利]一種測試卷煙燃燒過程中卷煙紙孔結構與主流煙氣中CO釋放量關系的方法

在審

• 申請號: 201510492702.0
• 申請日: 2015-08-12
• 公開（公告）號: CN105092622A
• 公開（公告）日: 2015-11-25
• 發明（設計）人: 羅瑋;銀董紅;尹升福;鐘科軍
• 申請（專利權）人: 湖南中煙工業有限責任公司
• 主分類號: G01N23/22
• 分類號: G01N23/22
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所 43114
• 代理人: 魏娟

技術領域

本發明涉及一種卷煙紙孔結構表征技術，特別是涉及一種卷煙燃燒過程中卷煙紙未完全裂解區域與完全裂解區域孔結構的掃描電鏡表征方法，屬于卷煙領域。

背景技術

如何減少吸煙對人體健康的危害，是卷煙行業的一個重要研究課題。隨著人們生活水平的不斷提高，消費者對吸煙的安全性意識越來越強烈，故開發低危害的卷煙不僅是煙草行業發展的必然趨勢，也是國家煙草專賣局關于行業卷煙降焦減害的發展戰略之一。

卷煙紙的孔結構參數(微孔數目、微孔面積、微孔面積比、當量孔徑)，特別是炭化線2～4mm附近卷煙紙的孔結構參數能顯著影響主流煙氣中揮發性有害成分CO的擴散及氧氣進入燃燒錐的量，進而影響主流煙氣中CO、焦油等有害物質的釋放量。研究炭化線附近卷煙紙孔結構的表征方法對指導低焦油低危害卷煙的設計與生產具有重要的意義。迄今為止，國內外在卷煙紙領域僅粗糙的使用透氣度這一物理參數來表征卷煙紙的透氣性能，尚未建立一套卷煙紙孔結構參數的詳細表征方法；也沒有關于卷煙紙的孔結構參數對主流煙氣CO釋放量影響的詳細報道。故尋找一種簡單有效、能準確表征卷煙紙孔結構參數的方法對卷煙設計和煙草行業減害降焦研究具有重要的指導意義。

發明內容

針對現有技術中尚不能準確表征卷煙燃燒過程中卷煙紙的微孔數目、微孔面積、微孔面積比、當量孔徑等孔結構參數對主流煙氣中CO釋放量的影響，滿足不了行業發展的需求；本發明的目的是在于提供一種操作簡單、能準確表征卷煙燃燒過程中卷煙紙的微孔數目、當量孔徑等孔結構參數對主流煙氣中CO釋放量的關系的方法，為卷煙研究與生產提供理論指導。

為了實現本發明的技術目的，本發明提供了一種測試卷煙燃燒過程中卷煙紙孔結構與主流煙氣中CO釋放量關系的方法，該方法包括以下步驟：

(1)原位采集卷煙燃燒過程中炭化線附近2～4mm區域內的卷煙紙，將所述卷煙紙固定在樣品臺上，進行噴金處理，得到待測樣本；

(2)所得待測樣本通過掃描電鏡獲得卷煙紙的微孔圖像，再隨機選取卷煙紙的某局部區域的微孔圖像進行二值化，并將所述卷煙紙局部區域微孔圖像進行邊緣處理后，計算出每個微孔的孔徑及面積；統計微孔數目，并對微孔的分布進行分布統計；

(3)通過ImageJ軟件計算微孔面積A、微孔平均面積微孔面積比ρ_i和當量孔徑D；

(4)結合卷煙燃燒過程中主流煙氣CO釋放量數據與(3)所得卷煙紙微孔參數得出結論：主流煙氣中CO釋放量與炭化線附近卷煙紙的微孔數目及當量孔徑相關，且微孔數目越多，且當量孔徑越小，主流煙氣CO釋放量越低。

本發明的技術方案通過原位取樣及掃描電鏡技術結合統計學方法能夠較為直觀、準確低得到卷煙燃燒過程中卷煙紙的微孔面積A、微孔平均面積微孔面積比ρ_i和當量孔徑D等數據，再與卷煙中主流煙氣CO的釋放量關聯起來，可以快速、直觀準確地得出卷煙燃燒過程中卷煙紙孔結構與主流煙氣中CO釋放量關系。

優選的方案中，卷煙紙炭化線附近2～4mm區域包括部分卷煙紙未完全裂解區域及部分卷煙紙的燃燒錐端完全裂解區域。卷煙燃燒過程中炭化線附近的卷煙紙根據燃燒狀態一般分為3個不同的區域(如附圖1)。炭化線2～4mm范圍之外的未燃燒區域為預熱區域；炭化線附近2～4mm內包括卷煙紙未完全裂解區域和燃燒錐端卷煙紙完全裂解區域。卷煙紙炭化線附近2～4mm區域最能準確表征卷煙燃燒過程中卷煙紙孔結構與主流煙氣中CO釋放量關系。

優選的方法中，卷煙紙通過導電雙面膠固定在樣品臺上。

優選的方法中，

微孔面積A＝SUM(A_i,i＝1,2,...,n)，A_i為第i個微孔的面積；