Устройство для определения воздухопроницаемости сигаретной бумаги

Предлагаемое устройство относится к оборудованию научно-исследовательских лабораторий и лабораторий табачных фабрик и используется для определения воздухопроницаемости сигаретной бумаги. Устройство состоит из штатива, на котором закреплен сосуд, заполненный дистиллированной водой, соединенный резиновой трубкой с зажимным устройством для закрепления образца. Зажимное устройство соединено с мановакууметром, для обеспечения герметичности снабжено двумя дисками из бронзы с притертыми поверхностями и дополнительным полиуретановым диском. В дисках предусмотрено отверстие прямоугольной формы длиной (30,00±0,05) мм, шириной (10,00±0,05) мм, соответствующее площади зоны измерения 3,0 см² , позволяющее закладывать между дисками испытуемый образец шириной менее 25 мм. Устройство позволяет проводить измерения воздухопроницаемости сигаретной бумаги шириной 18-16 мм, применяемой при производстве сигарет slims и superslims и повысить точность измерения за счет снижения до минимума утечки воздуха между двумя поверхностями зажимного устройства.

Предлагаемое устройство относится к оборудованию научно-исследовательских лабораторий, лабораторий табачных фабрик и используется для определения воздухопроницаемости сигаретной бумаги.

Воздухопроницаемость - количество воздуха, проходящего через 1 см² поверхности испытуемого образца в течение 1 мин при перепаде давления 1 кПа.

Воздухопроницаемость сигаретной бумаги влияет на концентрацию вредных веществ в главной струе табачного дыма, потребляемой курильщиком сигарет. Показатель воздухопроницаемости сигаретной бумаги контролируется при производстве сигарет и используется при проектировании качества новых марок сигарет.

Известным устройством для определения воздухопроницаемости бумаги и картона (ГОСТ 13525.14-77 Бумага и картон. Метод определения воздухопроницаемости) является прибор типа дензометра Шоппера с верхним пределом измерения 500 см³/мин и более, состоящий из штатива, на котором закреплен цилиндрический сосуд, заполненный дистиллированной водой и соединенный резиновой трубкой с зажимным устройством для закрепления образца. Зажимное устройство соединено с мановакууметром. Сосуд плотно перекрыт с обеих сторон металлическими крышками. В верхней крышке имеются отверстия для трубки, воздушного крана и воронки, снабженной краном. К штативу прикреплена сливная трубка, так, чтобы ее можно было перемещать вверх и вниз по штативу. Сливная трубка соединена резиновым шлангом с нижней крышкой через патрубок, в котором находится кран и регулировочный вентиль. Зажимное устройство должно обеспечивать герметичное закрепление образца, испытуемая площадь которого составляет 10 см². Диаметр отверстия кольцевого зажима (35,70±0,05) мм. Сменный зажим овальной формы применяют для испытания узких полос бумаги шириной не менее 25 мм. Размеры отверстия сменного овального зажима составляют: длина (69,90±0,05) мм, ширина (15,00±0,05) мм. Сосуд прибора заполняют дистиллированной водой с температурой, соответствующей режиму кондиционирования. Образец закрепляют в зажиме прибора. Разрежение регулируют передвижением сливной трубки, так, чтобы оно составляло 1 кПа. После чего открывают кран сливной трубки и измеряют мерным цилиндром объем жидкости в см³, вытекшей за 1 мин, равный объему воздуха, прошедшего через образец. Воздухопроницаемость вычисляют по формуле:

где V - объем воздуха, прошедшего через зону измерений испытуемого образца, см³;

S - площадь зоны измерений испытуемого образца, см² ;

р - перепад давления, 1 кПа (100 мм вод. ст.);

t - время испытания, мин.

Недостатками такого устройства являются: недостаточная герметичность между двумя поверхностями держателя и как следствие наличие утечки воздуха более 2,0 см³ в мин^-1; размеры отверстия овального зажима, длиной (69,90±0,05) мм, шириной (15,00±0,05) мм, обеспечивают площадь зоны измерения 10 см², и не позволяют измерять узкие отрезки бумаги, шириной менее 25 мм.

Недостаточная герметичность зажимного устройства не обеспечивает необходимую точность измерений воздухопроницаемость сигаретной бумаги, геометрические размеры зоны измерений не позволяют проводить измерения воздухопроницаемости сигаретной бумаги шириной 18-16 мм, применяемой при производстве сигарет slims и superslims.

Техническим результатом предлагаемого устройства является возможность измерения воздухопроницаемости сигаретной бумаги шириной 18-16 мм, применяемой при производстве сигарет slims и superslims и повышение точности измерения.

Технический результат достигается тем, что устройство для определения воздухопроницаемости сигаретной бумаги, состоящее из штатива на котором закреплен сосуд с дистиллированной водой, соединенный резиновой трубкой с зажимным устройством для исследуемого образца, к зажимному устройству подсоединен мановакууметр, к сосуду с дистиллированной водой присоединена сливная трубка с краном, прикрепленная к штативу зажимом, обеспечивающим ее перемещение по штативу в вертикальной плоскости до установления заданного разрежения, отличающееся тем, что зажимное устройство снабжено двумя дисками из бронзы с притертыми поверхностями и дополнительным полиуретановым диском, в дисках предусмотрено отверстие прямоугольной формы, длиной (30,00±0,05) мм, и шириной (10,00±0,05) мм, соответствующее площади зоны измерения 3,0 см² .

Зажимное устройство обеспечивает герметичное закрепление образца за счет двух бронзовых дисков, имеющих притертые поверхности и дополнительного уплотняющего полиуретанового диска.

Предусмотренное в дисках отверстие прямоугольной формы длиной (30,00±0,05) мм, и ширимой (10,00±0,05) мм соответствующее площади зоны измерения 3,0 см², позволяет закладывать между дисками испытуемый образец с достаточным заходом его краев за края зоны измерения (не менее 3 мм с каждой стороны), что обеспечивает проведение измерений воздухопроницаемости сигаретной бумаги шириной менее 25 мм, например шириной 18-16 мм, применяемой при производстве сигарет slims и superslims.

На фиг.1 представлена схема устройства для определения воздухопроницаемости сигаретной бумаги.

На фиг.2 представлено положение испытуемого образца между дисками зажимного устройства.

Испытания сигаретной бумаги проводятся следующим образом.

В производственных условиях лабораторная проба отбирается от бобин сигаретной бумаги, отобранных произвольно в количестве 10% от партии. Из лабораторной пробы отбирают пять проб для анализа. Пробы для анализов режутся на отрезки длиной 40 мм, ширина отрезков определяется шириной сигаретной бумаги, которая может составлять от 28 мм до 16 мм в зависимости от формата (диаметра) выпускаемой продукции.

При контроле воздухопроницаемости сигаретной бумаги в готовых изделиях из лабораторной пробы произвольно отбирают 10 сигарет. Из 10 отобранных сигарет пять сигарет разрезают по шву, освобождают от табака, отрезки сигаретной бумаги режут по длине 40 мм, ширина отрезков определяется форматом анализируемой продукции.

Перед испытанием пробы кондиционируют при температуре (22±1)°C и относительной влажности (60±2)% в соответствие с ГОСТ Р 50021.

Принцип работы устройства. Образец помещают в зажимное устройство - 2 между двумя бронзовыми дисками с притертыми поверхностями - 3, плотность прилегания бронзовых дисков усиливается наличием полиуретанового диска - 4, размещенного в зажимном устройстве. (Фиг.1). Положение испытуемого образца показано на фиг.2. Образец - 1 помещают в зажимное устройство между двумя бронзовыми дисками - 3, таким образом, чтобы длина испытуемого отрезка сигаретной бумаги была ориентирована вдоль длинной стороны зоны измерения - 5, равной 30 мм, ширина отрезка должна перекрывать ширину зоны измерения равную, 10 мм не менее, чем по 3 мм с каждой стороны. С помощью винта - 6 образец зажимается в зажимном устройстве между двумя бронзовыми дисками, затем открывают кран - 7 сливной трубки - 8, соединенной с сосудом с дистиллированной водой - 9 и передвижением сливной трубки вдоль штатива - 10 при помощи зажима - 11 регулируют разрежение, так, чтобы оно составило 1 кПа, которое контролируется визуально по показаниям мановакууметра - 12, соединенного с зажимным устройством. После установления заданного разрежения, измеряют мерным цилиндром - 13 объем дистиллированной воды в см³, вытекшей за 1 мин.

Отверстие - 14 с завинчивающейся пробкой в сосуде - 9 предназначено для доливания дистиллированной воды в сосуд. Трубка - 15, соединяющая воздушную камеру зажимного устройства и сосуд с дистиллированной водой обеспечивает прохождение воздуха через испытуемый образец.

За результат измерения воздухопроницаемости сигаретной бумаги принимают среднее арифметическое результатов пяти измерений.

Устройство для определения воздухопроницаемости сигаретной бумаги было сконструировано и собрано в лаборатории химии ГНУ ВНИИТТИ РАСХН в 2010-2011. г.

Результаты испытаний устройства показали высокую точность, сходимость и воспроизводимость результатов измерения воздухопроницаемости сигаретной бумаги различных марок сигарет, выявили зависимость между показателями воздухопроницаемости сигаретной бумаги и содержанием никотина, смолы, монооксида углерода в главной струе табачного дыма. Устройство рекомендовано к внедрению на табачных фабриках и испытательных лабораториях.

Устройство для определения воздухопроницаемости сигаретной бумаги, состоящее из штатива, на котором закреплен сосуд с дистиллированной водой, соединенный резиновой трубкой с зажимным устройством для исследуемого образца, к зажимному устройству подсоединен мановакуумметр, к сосуду с дистиллированной водой присоединена сливная трубка с краном, прикрепленная к штативу зажимом, обеспечивающим перемещение ее по штативу в вертикальной плоскости до установления заданного разрежения, отличающееся тем, что зажимное устройство снабжено двумя дисками из бронзы с притертыми поверхностями и дополнительным полиуретановым диском, в дисках предусмотрено отверстие прямоугольной формы длиной (30,00±0,05) мм и шириной (10,00±0,05) мм, соответствующее площади зоны измерения 3,0 см² .