成形紙透氣度在不同大氣壓下?lián)Q算修正方程的建立和驗證

范多青 葉 靈 畢玉波 楊榮超 楊艷萍 師艷萍 潘家明 姜 黎 李向珍 李 超，*

(1.紅云紅河煙草(集團)有限責任公司技術(shù)中心， 云南昆明，650231；2.中國煙草標準化研究中心，河南鄭州， 450001)

成形紙是卷煙生產(chǎn)的重要輔料[1]，成形紙透氣度測定值常常隨大氣壓的變化而發(fā)生一定的改變，為滿足卷煙企業(yè)異地加工質(zhì)量均一性的需求和檢測數(shù)值的統(tǒng)一性，卷煙企業(yè)迫切需要能對不同地點(大氣壓不同)檢測的透氣度測定值進行換算和比較的方法。目前，這方面雖然有一些研究報道，但關(guān)于成形紙透氣度在不同大氣壓下的相互換算的系統(tǒng)性研究和結(jié)果驗證的研究較少，換算結(jié)果的準確性難以評價。

本實驗選取了5個卷煙用成形紙紙樣(透氣度不同)，分別測定了其在8個大氣壓環(huán)境(其中5個為大氣壓倉中調(diào)節(jié)的不同大氣壓條件，另外3個為昆明市、紅河市、太原市3個城市的實際大氣壓)下的透氣度，以找出相同成形紙在不同地點(大氣壓不同)的透氣度變化規(guī)律，建立在不同大氣壓條件下成形紙透氣度的換算修正方程，用以指導不同地點卷煙用成形紙透氣度的測定、換算和比較。

1 實 驗

1.1 材料與儀器

透氣度不同的5個卷煙用成形紙在標準條件下的透氣度分別為3300、6000、10000、15000和24000 CU，分別記為1#紙樣、2#紙樣、3#紙樣、4#紙樣、5#紙樣。

A20型紙張透氣度測定儀(德國);Druck DPI-141大氣壓測量儀(英國)；可調(diào)節(jié)大氣壓實驗倉(調(diào)節(jié)范圍80～106 kPa，自制)；SPSS 16.0統(tǒng)計學軟件(美國)。

1.2 紙樣測試

根據(jù)“YC/T 172—2002 煙用成形紙”標準，對成形紙試樣進行預平衡，在可調(diào)節(jié)大氣壓實驗倉中進行透氣度測定。大氣壓實驗倉的測試大氣壓分別為 98.8、94.0、89.7、84.7和80.8 kPa，并分別記為1#倉、2#倉、3#倉、4#倉和5#倉。同時，在昆明市(當?shù)卮髿鈮簽?1.0 kPa)、紅河市(85.9 kPa)、太原市(92.6 kPa)對5個紙樣進行透氣度檢測。

2 結(jié)果與討論

2.1 檢測數(shù)據(jù)的正態(tài)性檢驗

對1#紙樣在不同大氣壓條件下的40次檢測數(shù)據(jù)分別進行Kolmogorov-Smirnov正態(tài)性檢驗(見表1)。由表1可知，大氣壓調(diào)節(jié)艙內(nèi)的5個大氣壓條件和3個實際檢測點昆明市、紅河市、太原市大氣壓條件下，1#紙樣透氣度測定值的P值都大于0.05，符合正態(tài)分布。充分考慮檢測各個環(huán)節(jié)后未對其他檢測數(shù)據(jù)進行正態(tài)性檢驗和異常值剔除。

表1 在不同大氣壓條件下1#紙樣透氣度測定值的正態(tài)性檢驗

表2 在不同大氣壓條件下透氣度檢測結(jié)果

2.2 不同大氣壓條件下成形紙透氣度換算修正方程的建立、驗證及預測

根據(jù)“GB/T 23227—2008卷煙紙、成形紙、接裝紙及具有定向透氣帶的材料透氣度的測定”標準，成形紙最終透氣度應為10次連續(xù)測量值的平均值，所以，以5個紙樣8個大氣壓條件下檢測的1～30次透氣度測定結(jié)果的平均值進行不同大氣壓條件下成形紙透氣度換算修正方程回歸曲線的建立。同時以5個紙樣在鄭州市(大氣壓為98.8 kPa)、太原市、紅河市、昆明市各地方透氣度檢測結(jié)果的31～40次檢測數(shù)據(jù)的平均值對相應的成形紙透氣度換算修正方程預測的準確性進行驗證。

2.2.1不同大氣壓條件下透氣度變化趨勢

表2為不同大氣壓條件下5個紙樣的透氣度。由表2可知，隨大氣壓的降低，5個紙樣的透氣度均不斷增大；大氣壓降低18.02%時，透氣度提高了3.27%～5.60%，變化范圍較窄。

2.2.2在不同地點的透氣度換算修正方程

使用SPSS軟件分別建立了在不同大氣壓條件下5個紙樣的透氣度換算修正回歸方程，具體回歸方程模型包括線性、對數(shù)、倒數(shù)、二次、三次、復合、冪、S、增長及指數(shù)方程[2]?；貧w方程的結(jié)果表明，每種成形紙在不同大氣壓條件下的曲線回歸方程的相關(guān)系數(shù)(R2)都大于0.88，說明線性、對數(shù)、倒數(shù)、二次、三次、復合、冪、S、增長及指數(shù)回歸模型的擬合度都非常高；各個曲線回歸模型的概率均小于0.005，表示各個模型都有統(tǒng)計學意義。

通過對線性、對數(shù)、倒數(shù)、二次、三次、復合、冪、S、增長、指數(shù)各個回歸模型的優(yōu)缺點進行綜合考慮可知，線性模型比較簡單，外推準確性較好，而二次和三次等復雜模型常常存在過度擬合的缺點，其外推性較差，因此，選擇線性模型作為不同大氣壓條件下5個紙樣透氣度的換算修正方程。

在不同大氣壓條件下1#紙樣、2#紙樣、3#紙樣、4#紙樣和5#紙樣的透氣度換算修正回歸方程分別為：Y=4465.922-6.855X，Y=8428.231-21.901X，Y=12970.816-31.119X，Y=19441.637-51.040X和Y=31496.065-72.306X；式中，Y為紙樣的透氣度(CU)，X為大氣壓(kPa)。

2.2.3不同地點的透氣度線性換算修正方程的驗證及預測

以前述5個線性回歸模型分別作為5個紙樣在不同地點的透氣度換算修正方程，以鄭州市、太原市、紅河市、昆明市各地點測定的透氣度結(jié)果(31～40次測定值平均值)為參照，對建立的透氣度換算修正方程預測的準確性進行驗證。1#紙樣～5#紙樣的實際檢測結(jié)果與換算修正方程計算結(jié)果對比見表3～表7。

從表3～表7可知，實驗建立的不同大氣壓條件下透氣度換算修正方程預測的準確性較高，5個成形紙在不同地點的透氣度預測最大誤差小于3.75%，說明本實驗建立的在不同地點的透氣度換算修正方程預測準確性尚可，具有一定的應用前景。

表3 1#紙樣透氣度實測值與換算修正方程計算值對比

表4 2#紙樣透氣度實測值與換算修正方程計算值對比

表5 3#紙樣透氣度實測值與換算修正方程計算值對比

表6 4#紙樣透氣度實測值與換算修正方程計算值對比

表7 5#紙樣透氣度實測值與換算修正方程計算值對比

3 結(jié) 論

在實驗室大氣壓調(diào)節(jié)艙的5個大氣壓(98.8 kPa、94.0 kPa、89.7 kPa、84.7 kPa、80.8 kPa)和3個實際檢測點昆明市(81.0 kPa)、紅河市(85.9 kPa)、太原市(92.6 kPa)的大氣壓條件下，對透氣度不同的5個卷煙用成形紙(標準條件下透氣度分別為3300、6000、10000、15000和24000 CU)進行了透氣度測試。根據(jù)測定結(jié)果，建立了5個成形紙在不同大氣壓條件下的透氣度線性換算修正回歸方程。結(jié)果表明，透氣度不同的成形紙在不同大氣壓條件下測得的透氣度，經(jīng)本實驗建立的換算修正方程修正后，誤差小于3.75%。該方法可用于不同地點(大氣壓不同)卷煙用成形紙透氣度的測定、換算和比較，具有一定的應用前景，為卷煙用成形紙在不同地點檢測結(jié)果進行比較提供了理論依據(jù)。

參 考 文 獻

[1] 馬桂芹. 煙用接裝紙對卷煙產(chǎn)品的影響[J]. 科技信息， 2012(16)： 335.

[2] 余建英， 何旭宏. 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析與SPSS應用[M]. 北京： 人民郵電出版社， 2003.