煙用包裝材料褪色低成本檢測(cè)方法

侯瑩瑩，劉安娜，武美麗，徐世杰，劉江，孫靖先

1. 山東中煙工業(yè)有限責(zé)任公司青島卷煙廠（青島 266101）；2. 山東中煙工業(yè)有限責(zé)任公司技術(shù)中心（青島 266101）

從白卡紙到各種轉(zhuǎn)移紙[1]的應(yīng)用，卷煙包裝材料技術(shù)發(fā)展迅猛[2]。卷煙市場(chǎng)上卻存在包裝材料經(jīng)陽(yáng)光直射、暴曬后褪色的現(xiàn)象，對(duì)產(chǎn)品形象造成不良影響。煙草行業(yè)包裝材料進(jìn)貨質(zhì)量檢驗(yàn)[3]中關(guān)注的色差項(xiàng)目、墨層耐磨性項(xiàng)目無(wú)法反映包裝材料隨時(shí)間及儲(chǔ)存條件變化而發(fā)生的顏色變化。基于研究及檢測(cè)技術(shù)發(fā)展，行業(yè)主要應(yīng)用氙弧燈檢測(cè)耐光色牢度[4]的方法來(lái)準(zhǔn)確測(cè)量褪色問(wèn)題，但該檢測(cè)方法使用的氙燈老化測(cè)試箱設(shè)備及氙燈管、濾光片等易損件更換耗時(shí)長(zhǎng)、耗能大、價(jià)格高，造成檢測(cè)成本過(guò)高，作為包裝材料使用方的卷煙生產(chǎn)企業(yè)購(gòu)置并使用困難較大。鑒于此，試驗(yàn)從低檢測(cè)成本角度考慮研究煙用包裝材料褪色問(wèn)題，為卷煙生產(chǎn)企業(yè)對(duì)煙用包裝材料外觀質(zhì)量監(jiān)控提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

煙用包裝材料（包括條包裝紙、盒包裝紙）。

QUV/se紫外老化機(jī)（美國(guó)Q-LAB公司）；SUNTEST XXL+FD平板式氙燈老化測(cè)試箱（美國(guó)ATLAS）；CM-2600d色差儀（柯尼卡美能達(dá)）。

1.2 方法

1.2.1 樣品制備

根據(jù)試驗(yàn)需要，抽取煙用包裝材料（條包裝紙、盒包裝紙各50張），標(biāo)識(shí)牌號(hào)名稱、材料生產(chǎn)廠家、生產(chǎn)日期、取樣日期；樣品涵蓋20個(gè)規(guī)格、11個(gè)包裝材料供應(yīng)商，合計(jì)52個(gè)樣品。樣品原紙類型既有普通的白卡紙也有介質(zhì)轉(zhuǎn)移及鐳射轉(zhuǎn)移特殊紙。樣品底色包含紅色、黃色、藍(lán)色、白色等多種顏色。

1.2.2 紫外老化機(jī)檢測(cè)方法

將3張待測(cè)試樣用色差計(jì)測(cè)量同部位檢測(cè)點(diǎn)與對(duì)照試樣的CIEL*a*b值作為基準(zhǔn)值，將試樣按照紫外光老化機(jī)（參數(shù)設(shè)置為光照時(shí)長(zhǎng)6 h、輻射度1.00 W/m、試驗(yàn)箱溫度60 ℃）操作要求放入老化機(jī)內(nèi)連續(xù)曝曬。

1.2.3 陽(yáng)光曝曬檢測(cè)方法

將5張待測(cè)試樣用色差計(jì)測(cè)量同部位檢測(cè)點(diǎn)與對(duì)照試樣的CIEL*a*b值作為基準(zhǔn)值，將試樣放置于室外陽(yáng)光能夠照射位置或?qū)嶒?yàn)室南面窗臺(tái)內(nèi)側(cè)進(jìn)行陽(yáng)光曝曬試驗(yàn)。測(cè)試地點(diǎn)應(yīng)選取陽(yáng)光照射時(shí)間較長(zhǎng)、無(wú)其他建筑物遮擋、且相對(duì)寬敞的地方，測(cè)試時(shí)間為3 d（有效時(shí)間）。

1.2.4 結(jié)果表示

2種方法曝曬結(jié)束后，用色差計(jì)再次測(cè)量測(cè)試試樣與對(duì)照試樣的CIEL*a*b值。對(duì)于適合用色差儀檢測(cè)色差的試樣，計(jì)算曝曬前后的差值，以所有差值的最大值表示。對(duì)于不適合用色差儀檢測(cè)色差的試樣，目測(cè)觀察曝曬試樣與對(duì)照試樣的同色同部位對(duì)比是否有明顯的差異。在5張?jiān)嚇又杏腥我粡堅(jiān)嚇咏?jīng)目測(cè)觀察與對(duì)照樣張的同色同部位對(duì)比有明顯的差異，則判定為有明顯差異。

2 結(jié)果與分析

2.1 氙弧燈老化機(jī)檢測(cè)對(duì)照試驗(yàn)結(jié)果

執(zhí)行YC/T174—2010《卷煙條與盒包裝紙印刷品 耐光色牢度符合性的測(cè)定 氙弧燈法》方法，檢測(cè)出褪色樣張18個(gè)，見(jiàn)表1。

表1 氙弧燈老化機(jī)檢測(cè)結(jié)果

2.2 紫外老化機(jī)檢測(cè)結(jié)果

紫外老化機(jī)檢測(cè)出煙用包裝材料褪色樣張3個(gè)，見(jiàn)表2。

表2 紫外老化機(jī)檢測(cè)結(jié)果

2.3 陽(yáng)光暴曬檢測(cè)結(jié)果

陽(yáng)光暴曬檢測(cè)出煙用包裝材料褪色樣張6個(gè)，其中2個(gè)由色差儀判定，4個(gè)雖檢測(cè)值在標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)，但目測(cè)判定與標(biāo)準(zhǔn)樣品有差異，見(jiàn)表3。

表3 陽(yáng)光暴曬檢測(cè)結(jié)果

2.4 結(jié)果分析

將氙弧燈老化機(jī)、紫外老化機(jī)、陽(yáng)光暴曬檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行匯總，如表4所示。

表4 褪色檢測(cè)結(jié)果整體情況

將紫外老化機(jī)設(shè)備及陽(yáng)光暴曬檢測(cè)結(jié)果兩者最大值與氙弧燈老化機(jī)設(shè)備檢測(cè)的結(jié)果進(jìn)行趨勢(shì)圖分析。

從圖1能夠看出，紫外老化機(jī)設(shè)備及陽(yáng)光暴曬檢測(cè)結(jié)果結(jié)合的最大值與氙弧燈設(shè)備檢測(cè)值整體趨勢(shì)升降比較一致，具有一定相關(guān)性。進(jìn)一步使用相關(guān)分析可看出，氙弧燈檢測(cè)值、紫外老化機(jī)與陽(yáng)光暴曬最大值相關(guān)系數(shù)為0.557＞0，且p值=0.000，說(shuō)明兩者具有正相關(guān)關(guān)系。

圖1 氙弧燈老化機(jī)檢測(cè)結(jié)果與試驗(yàn)方法比較趨勢(shì)圖

3 結(jié)論

通過(guò)3種檢測(cè)方法的對(duì)比檢測(cè)情況來(lái)看，氙弧燈老化機(jī)設(shè)備檢測(cè)的檢測(cè)力更高，能夠檢測(cè)出更多的褪色包裝材料。紫外老化機(jī)設(shè)備與陽(yáng)光暴曬合計(jì)檢測(cè)出的褪色煙用材料均在氙弧燈老化機(jī)檢測(cè)出褪色樣張的范圍內(nèi)。從不合格產(chǎn)品原紙類型上看，普通紙及特殊紙均有，無(wú)明顯集中趨勢(shì)。從測(cè)試區(qū)底色顏色來(lái)看，不合格主要出現(xiàn)在黃底區(qū)及淺藍(lán)底區(qū)，其中黃底區(qū)占不合格的90%。說(shuō)明對(duì)于試驗(yàn)檢測(cè)的煙用包裝材料來(lái)說(shuō)，黃底色油墨更易出現(xiàn)褪色問(wèn)題。另外，個(gè)別規(guī)格白底區(qū)處于檢出褪色臨界。

綜上所述，對(duì)于包裝材料耐光色牢度是否合格判定中，氙弧燈老化機(jī)設(shè)備檢測(cè)方法和本實(shí)驗(yàn)提出的紫外老化機(jī)設(shè)備檢測(cè)方法得出的結(jié)論一致。針對(duì)耐光色牢度不合格產(chǎn)品，在探究不合格區(qū)域時(shí)，氙弧燈設(shè)備檢測(cè)方法更具可靠性。

因此，在卷煙生產(chǎn)企業(yè)對(duì)煙用包裝材料外觀質(zhì)量判定中，此次試驗(yàn)提出的低成本紫外老化機(jī)設(shè)備結(jié)合陽(yáng)光暴曬檢測(cè)法，比高成本的氙弧燈老化機(jī)設(shè)備檢測(cè)方法更具有優(yōu)越性。