拉伸速度对卷烟纸纵向抗张强度和伸长率检测结果的影响

刘 茜，郑利锋，吴金凤

(川渝中烟重庆烟草工业公司重庆分厂，重庆 400061)

卷烟纸的纵向抗张强度和伸长率是反映卷烟纸在使用过程中承受拉力的机械性能指标［1］，目前国内对这两项指标的检测是依据文献［2］的方法进行，郑利锋等［3］研究了两种检测仪器对卷烟纸抗张强度和伸长率的影响;黎洪波［4］研究了不同空气相对湿度对卷烟纸抗张强度的影响;邢军等人［5］研究了测试参数对卷烟纸机械性能测试结果变化趋势;资料表明［6］，不同实验室之间测试卷烟纸抗张强度与伸长率结果存在较大差异，相对偏差最大分别达10%和21%。目前针对不同拉伸速度对卷烟纸检测结果差异性影响研究较少。为此，采取均分法设置不同拉伸速度，并对其检测结果差异性进行了分析，旨在探讨不同拉伸速度对卷烟纸抗张强度和伸长率检测结果一致性，减小测试误差、增强测试结果的一致性。

一、试验材料与方法

1.材料与仪器

透气度为50CU的卷烟纸;LRX型电子拉力机(抗张强度精确度 ±0.5%，伸长量精确度 ±0.1mm，英国LLOYD公司);15 mm双刃定距切纸刀(裁切精度 ±0.1mm，德国KARL公司);KBF240恒温恒湿箱(德国Binder)。

2.试验方法

1)样品预处理

按文献［7］的规定对卷烟纸样品进行处理，即在温度(23±1)℃、湿度(50±2)%的恒温恒湿箱中将样品平衡4小时以上。

2)样品制备

按文献［2］规定的方法，分别裁取长250 mm(实际有效测试长度为180 mm)，宽15 mm的卷烟纸试样。

3)不同梯度拉伸速度下试验

分别设置 15、17.5、20、22.5 和 25 mm/min 的拉伸速度，对同一个样品同时检测纵向抗张强度和伸长率，每一组试验测试20次。

二、结果与讨论

1.不同拉伸速度下检测结果分析

表1是不同拉伸速度下的卷烟纸抗张强度和伸长率的检测结果。采用文献中［8］规定的格拉布斯 Grubbs法(显著水平为α=0.05)分析每一试验单元内测试结果是否有异常，结果分别见表2。从表2反映的不同拉伸速度下卷烟纸抗张强度和伸长率的格拉布斯统计量可知无异常值，不需要剔除或重新试验。

表1 不同拉伸速度时抗张强度和伸长率的检测结果

表2 不同拉伸速度下的格拉布斯统计值

利用箱线图(Box-whiskerPlot)法［9］检验每一试验单元内测试结果的稳定性，结果见图1和图2。由图1和图2可以看出，在试验范围内，随着拉伸速度的增大，抗张强度和伸长率检测结果的总体分布、中位值均呈现先增大后减小的趋势;每一试验单元抗张强度数据离散程度较大，但中位数相对较为接近分布中心，而伸长率分散程度相对较小，但中位数偏离分布中心，当拉伸速度低于20 mm/min时，中位数高于分布中心，当拉伸速度达到20 mm/min时，中位数进阶分布中心，当拉伸速度大于20 mm/min时，中位数低于分布中心;还可以看出，各试验单元内抗张强度和伸长率总体上无异常值出现，较为稳定，符合分析条件。

图1 不同拉伸速度下抗张强度箱线

图2 不同拉伸速度下伸长率箱线

2.不同拉伸速度检测结果的差异性检验

在显著性水平α=0.05条件下，应用方差分析分别对不同拉伸速度下检测的抗张强度和伸长率进行分析，结果见表3和表4。

由表3可以看出显著性水平＞0.05，表明不同拉伸速度对抗张强度的检测结果无显著性差异。

由表4可知，显著性水平小于0.05，说明不同拉伸速度条件下检测的伸长率有显著性差异。进一步分析，应用t检验的方法比较两种检测方法的伸长率均值结果差异的显著性情况［10］，结果见表5。从表5可以看出，在试验范围内，当拉伸速度为25 mm/min时伸长率的检测结果与其他速度下都有显著性差异，当拉伸速度为17.5 mm/min或22.5 mm/min 时与 15 mm/min、20 mm/min 拉伸速度条件下，以及17.5 mm/min与22.5 mm/min拉伸速度之间的伸长率检测结果均不存在显著性差异，在其他拉伸速度条件下的检测统计结果都不能同时满足纵向抗张强度和纵向伸长率的检测结果没有显著性差异。

表3 抗张强度方差分析表

表4 伸长率方差分析表

表5 不同拉伸速度伸长率检测结果配对的显著性检验

三、结论

1)在15～25 mm/min的拉伸速度范围内，抗张强度和伸长率均随拉伸速度的增大呈先增大后减小的趋势。

2)拉伸速度分别为时 15、17.5、20、22.5 和 25 mm/min时，纵向抗张强度的检测结果之间不存在显著性差异。

3)在拉伸速度为25 mm/min时伸长率的检测结果与其他速度下都有显著性差异，在拉伸速度为22.5 mm/min或17.5 mm/min时与15 mm/min、20 mm/min拉伸速度条件下以及两者之间的抗张强度和伸长率检测结果均不存在显著性差异。

4)拉伸速度的不同时，伸长率的检测结果之间均存在显著性差异，应在检测报告中注明拉伸速度;若要保证抗张强度和伸长率检测结果的一致性，应选择能使检测结果无显著性差异的拉伸速度进行检测。

［1］黄嘉礽.卷烟工艺［M］.北京:北京出版社，2000:248.

［2］中国国家标准化管理委员会.GB/T12914—2008纸和纸板抗张强度的测定［S］.北京:中国标准出版社，2008.

［3］郑利锋，胡兴峰.两种仪器测定接装纸纵向抗张强度和伸长率的比对研究［J］.上海烟业，2009(2):32.

［4］黎洪波.空气相对湿度对卷烟纸及滤咀棒纸抗张强度的影响［J］.湖南造纸，2000(4):25.

［5］邢军，刘锋，李晓辉，等.测试参数对卷烟纸机械性能测试结果的影响［J］.烟草科技，2009(8):6.

［6］国家烟草质检中心.卷烟纸2006年度卷烟纸共同试验报告［R］.2007:7－9.

［7］中国国家标准化管理委员会.GB10739—2002纸浆、纸和纸板试样处理与试验的标准大气［S］.北京:中国标准出版社，2002.

［8］中国国家标准化管理委员会.GB6379.2—2004测试方法的准确度第2部分:确定标准测量方法重复性与再现性的基本方法［S］.北京:中国标准出版社，2004.

［9］张虹，方宗英.箱线图在啤酒检测数据分析中的应用［J］.啤酒科技，2005(5):59.

［10］夏怡凡.统计分析精要与实例详解［M］.北京:电子工业出版社，2010:74 －86.