本發(fā)明屬于卷煙產(chǎn)品質(zhì)量檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于模擬人彈擊卷煙煙灰掉落行為特征的卷煙落頭傾向性能檢測方法。

背景技術(shù)：

近年來，因卷煙燃燒錐落頭引起消費(fèi)者反感的市場反饋時有發(fā)生，涉及的品牌范圍呈現(xiàn)愈加廣泛的趨勢，尤其在高檔卷煙產(chǎn)品中表現(xiàn)突出。卷煙消費(fèi)過程中燃燒錐落頭不僅會使卷煙損耗造成抽吸的中斷，掉落下的煙頭還可能會燒損衣物、家具，同時帶來發(fā)生火災(zāi)風(fēng)險（平安.世界無煙日:解讀煙頭火災(zāi)[j].中國消防,2011(11):38-42.）。卷煙落頭問題受到了越來越多的關(guān)注，希望通過技術(shù)創(chuàng)新尋求改進(jìn)途徑（王海濱,劉德虎,吳兆剛等.卷煙燃燒端掉落現(xiàn)象的分析與研究[a].中國煙草學(xué)會2010年研討會論文集,2010,285-287.）

卷煙燃燒錐落頭可能的主要原因是由于卷煙紙與煙絲燃燒速率匹配、煙絲在卷煙紙中的填充和卷制過程卷煙機(jī)平整盤對軸向分布的控制等方面造成的。落頭性能的測量是各項(xiàng)技術(shù)改進(jìn)工作有效性評價的重要基礎(chǔ)，目前卷煙落頭性能的檢測只能依靠消費(fèi)者在卷煙抽吸和彈灰過程中有意識的定性判斷，通過該方法獲得數(shù)據(jù)的效率低，重復(fù)性差。

中國發(fā)明專利（cn102937639a）通過模擬消費(fèi)者彈灰習(xí)慣，研制了一種卷煙落頭檢測裝置，通過間隔敲擊來判斷燃燒中的卷煙是否落頭。裝置采用敲擊方式與實(shí)際的消費(fèi)者彈灰習(xí)慣不同，而且該方法測試結(jié)果判定過于簡化，不能給出有效客觀評價。

中國實(shí)用新型專利（cn204165850u）所涉及的卷煙落頭檢測裝置針對中國發(fā)明專利（cn102937639a）中裝置彈擊力度、角度不能靈活改變的問題作了改進(jìn)，但仍存在一定的不足之處，專利中所涉及的彈擊方式仍是靠機(jī)械外力對卷煙進(jìn)行敲擊，只是從表面的彈擊行為進(jìn)行模仿，由機(jī)械部件做出簡單的敲擊動作，并沒有考慮本質(zhì)上卷煙在彈擊過程中真實(shí)的受力情況。

中國發(fā)明專利（201310227468.x）是一種利用旋轉(zhuǎn)方式檢測卷煙落頭傾向的裝置，其特征在于：該裝置包括底座、電機(jī)、由電機(jī)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)的卷煙夾持機(jī)構(gòu)以及安全護(hù)罩。該發(fā)明通過旋轉(zhuǎn)方式測試卷煙燃燒錐的落頭現(xiàn)象，開創(chuàng)了一種燃燒錐檢測的新方法，利用多次檢測獲得落頭的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，進(jìn)而獲得卷煙燃燒時落頭傾向的性能指標(biāo)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：旋轉(zhuǎn)時間、轉(zhuǎn)數(shù)可控，對應(yīng)不同樣品可采用不同檢測強(qiáng)度，應(yīng)用范圍廣泛；檢測方法簡單方便、時間短，檢測成本低。由于該方法沒有實(shí)際存在的抽吸過程，不符合人敲落煙灰和彈落煙灰行為，對于評價實(shí)際狀態(tài)下落頭性能存在問題

中國發(fā)明專利（201510973214.1）提出一種卷煙燃燒錐落頭性能自動控制檢測裝置及檢測方法，通過研究對比機(jī)械與人彈落煙灰的力學(xué)行為，設(shè)計(jì)出該檢測裝置，以保證通過機(jī)械裝置進(jìn)行彈擊煙支時的力學(xué)行為與人保持一致，為煙支落頭傾向檢測提供統(tǒng)一、客觀和準(zhǔn)確的檢測方法，該方法尚未對如何建立基于模擬消費(fèi)者彈落煙灰行為特征的卷煙落頭傾向檢測方法未作出說明，消費(fèi)者如何彈落煙灰的行為特征是卷煙落頭性能評價方法提出與應(yīng)用的基礎(chǔ)問題，而基于模擬人彈落彈灰行為特征建立檢測方法就更加重要的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的正是基于上述專利中的不足及問題，通過卷煙消費(fèi)者彈擊卷煙煙灰掉落行為特征調(diào)查，獲得卷煙消費(fèi)人群彈擊卷煙煙灰掉落行為特征數(shù)據(jù)，發(fā)明一種基于模擬人彈擊卷煙煙灰掉落行為特征的卷煙落頭傾向檢測方法，該發(fā)明為卷煙落頭性能的評價提供客觀和準(zhǔn)確的檢測依據(jù)。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：

一種基于模擬人彈擊卷煙煙灰掉落行為特征的卷煙落頭傾向性能檢測方法，以人彈擊卷煙煙灰掉落行為調(diào)查結(jié)果為施力依據(jù)，通過燃燒錐落頭傾向測試裝置模擬人彈擊卷煙煙灰掉落行為特征、持煙行為特征和施力過程特征等，形成基于模擬人彈擊卷煙煙灰掉落行為特征的卷煙落頭傾向性能檢測方法，為卷煙落頭性能的評價提供客觀和準(zhǔn)確的檢測依據(jù)；

1）所述燃燒錐落頭傾向測試裝置包括卷煙抽吸單元、夾持裝置單元和彈擊裝置單元，具體條件如下：

①具備符合gb/t16450要求的卷煙抽吸單元；

②彈擊裝置單元要求彈擊錘材質(zhì)的莫氏硬度在1-3范圍內(nèi)，彈擊錘的寬度符合（10±0.5）mm，彈擊角度可30°-60°可調(diào)，彈擊力度應(yīng)在（20-60）gf范圍內(nèi)可調(diào)（允差±2gf），彈擊作用時間可保持0.03s（允差±0.005s），彈擊位置在（30-32）mm范圍內(nèi)可調(diào)（允差±0.5mm），彈擊頻次可控制每輪彈灰動作彈擊1次和連續(xù)彈擊2-4次的設(shè)定，兩次彈擊間隔時間不大于1s；

③夾持裝置單元中持煙夾材質(zhì)以模擬人手指為依據(jù)，其邵氏硬度應(yīng)符合2.7±2.3ha，根據(jù)吸煙者習(xí)慣持煙夾寬度應(yīng)符合（10±0.5）mm，夾持力度在（16-18）gf范圍內(nèi)可調(diào)（允差±2gf），夾持位置（18-20）mm可調(diào)（允差±0.5mm）。

所述測試裝置還包括具備控制彈擊力度、彈擊作用時間、彈擊位置、彈擊時機(jī)、夾持力度、夾持位置等參數(shù)的控制單元；所述彈擊力度、彈擊作用時間、彈擊位置、彈擊時機(jī)、夾持力度、夾持位置參數(shù)均通過控制單元設(shè)定和控制。

2）測試條件及操作步驟如下：

步驟1：試樣的調(diào)節(jié)：將試樣置入恒溫恒濕環(huán)境中，按gb/t16447的要求調(diào)節(jié)樣品。進(jìn)行燃燒錐落頭傾向測試的實(shí)驗(yàn)室測試大氣也應(yīng)符合gb/t16447的規(guī)定；

步驟2：根據(jù)卷煙的規(guī)格，設(shè)置測試操作條件：依次設(shè)定燃燒錐落頭傾向測試裝置的彈擊力度及彈擊作用時間、彈擊位置、卷煙燃燒錐落頭傾向測試終止標(biāo)記位置、彈擊時機(jī)、彈灰頻次、夾持力度、夾持位置、抽吸模式等；

步驟3：將調(diào)節(jié)好的卷煙試樣插入卷煙夾持器，測試條件下進(jìn)行抽吸和彈擊；

步驟4：抽吸中卷煙出現(xiàn)落頭現(xiàn)象或者抽吸至卷煙燃燒錐落頭傾向測試終止標(biāo)記位置時，結(jié)束測試，記錄卷煙燃燒錐“落”與“不落”的狀態(tài)信息及落頭發(fā)生的抽吸口數(shù)；

步驟5：重復(fù)測試40支卷煙，計(jì)算卷煙燃燒錐落頭傾向，作為一組測試結(jié)果；

步驟6：每個樣品測試兩組；

步驟7：計(jì)算測試結(jié)果；

測試數(shù)據(jù)記錄結(jié)果所要表征的卷煙燃燒錐落頭傾向(hcfp)計(jì)算按式（1）計(jì)算：

式中：

hcfp——卷煙燃燒錐落頭傾向，%；

n——發(fā)生落頭現(xiàn)象的煙支數(shù)；

步驟8：結(jié)果分析與判別。卷煙燃燒錐落頭傾向(hcfp)的測定結(jié)果以兩組試驗(yàn)結(jié)果的平均值表示，測試結(jié)果精確至0.1%。平行試驗(yàn)結(jié)果的絕對差若大于20.0%,則應(yīng)重新抽樣試驗(yàn)。

本發(fā)明的檢測方法適用于市售的細(xì)支卷煙和常規(guī)卷煙的落頭傾向測試。

本發(fā)明的特點(diǎn)在于：通過對消費(fèi)者彈落煙灰行為的調(diào)查，針對市售的細(xì)支卷煙和常規(guī)卷煙，以彈擊卷煙施力彈落煙灰行為為施力依據(jù)，從彈擊卷煙煙灰掉落行為特征、持煙行為特征和施力過程特征等幾個方面，獲得卷煙消費(fèi)者彈擊卷煙煙灰掉落時的行為特征數(shù)據(jù)，基于該數(shù)據(jù)形成卷煙落頭傾向檢測方法中的測試操作條件，為卷煙落頭性能的評價提供客觀和準(zhǔn)確的檢測依據(jù)，以進(jìn)一步開展卷煙落頭傾向相關(guān)研究提供基礎(chǔ)支持。

附圖說明

圖1為本發(fā)明中所使用可以設(shè)置操作條件的燃燒錐落頭傾向測試裝置、位置及部件尺寸的示意圖。

圖中1.煙支；2.彈擊角度（當(dāng)彈擊臂運(yùn)動至于水平面平行時，俯視圖中彈擊臂中心線與煙支對稱面所形成的夾角）；3.彈擊臂；4.彈擊錘；5.持煙夾；6.抽吸單元;x1.夾持位置；x2.彈擊位置（當(dāng)彈擊臂運(yùn)動至于水平面平行時，俯視圖中彈擊臂中心線與煙支對稱面交點(diǎn)到煙蒂末端的距離）；x3.持煙夾寬度；x4.彈擊錘寬度。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的具體實(shí)施方式將結(jié)合附圖做進(jìn)一步描述。

該發(fā)明通過對消費(fèi)者彈落煙灰行為的調(diào)查，針對市售的細(xì)支卷煙和常規(guī)卷煙，以彈擊卷煙施力彈落煙灰行為為施力依據(jù)，從彈擊卷煙煙灰掉落行為特征、持煙行為特征和施力過程特征等幾個方面，獲得卷煙消費(fèi)者彈擊卷煙煙灰掉落時的行為特征數(shù)據(jù)，如表1所示，基于該數(shù)據(jù)形成卷煙落頭傾向檢測方法中的測試操作條件。

該發(fā)明依據(jù)該操作條件設(shè)置燃燒錐落頭傾向測試裝置（參見圖1），所述測試裝置包括卷煙抽吸單元、夾持裝置單元和彈擊裝置單元，具體條件如下：

１、具備符合gb/t16450要求的卷煙抽吸單元6，

２、彈擊裝置單元要求彈擊錘4材質(zhì)的莫氏硬度在1-3范圍內(nèi)，彈擊錘4的寬度x4符合（10±0.5）mm，彈擊角度2（彈擊煙灰時彈擊臂3與煙支1形成的夾角可30°-60°可調(diào)，彈擊力度（彈擊錘4彈擊作用于煙支1的力度）應(yīng)在（20-60）gf范圍內(nèi)可調(diào)（允差±2gf），彈擊作用時間（彈擊錘4彈擊作用于煙支1的時間）可保持0.03s（允差±0.005s），彈擊位置x2（彈擊錘4彈擊作用于煙支1的施力點(diǎn)中心到煙蒂末端的距離x2）在（30-32）mm范圍內(nèi)可調(diào)（允差±0.5mm），彈擊頻次（一輪彈擊錘4彈落煙灰動作中的施力于煙支1的次數(shù)，即每輪彈灰動作連續(xù)施力的次數(shù)）可控制每輪彈灰動作彈擊1次和連續(xù)彈擊2－4次的設(shè)定（兩次彈擊間隔時間不大于1s），

3、夾持裝置單元中持煙夾5材質(zhì)的邵氏硬度符合2.7±2.3ha，持煙夾5寬度x3符合（10±0.5）mm，夾持力度（持煙夾5作用于煙支1的力度）在（16-18）gf范圍內(nèi)可調(diào)（允差±2gf），夾持位置（1-20）mm可調(diào)（允差±0.5mm），

該測試裝置還應(yīng)具備控制彈擊力度、彈擊作用時間、彈擊位置、彈擊時機(jī)、夾持力度、夾持位置等參數(shù)的控制單元。

實(shí)施例1：

選擇一種常規(guī)卷煙（牌號a）為樣品進(jìn)行測試。該發(fā)明可以依據(jù)以下測試條件設(shè)置和操作步驟實(shí)現(xiàn)：

步驟1：將試樣置入恒溫恒濕環(huán)境中，按gb/t16447的要求調(diào)節(jié)樣品。進(jìn)行燃燒錐落頭傾向測試的實(shí)驗(yàn)室測試大氣也應(yīng)符合gb/t16447的規(guī)定。

步驟2：根據(jù)卷煙的規(guī)格，設(shè)置測試操作條件。

設(shè)定燃燒錐落頭傾向測試裝置的彈擊力度及彈擊作用時間為38±2gf；設(shè)定燃燒錐落頭傾向測試裝置的彈擊位置為30±0.5mm；設(shè)定燃燒錐落頭傾向測試裝置的卷煙燃燒錐落頭傾向測試終止標(biāo)記位置40±0.5mm；設(shè)定燃燒錐落頭傾向測試裝置的彈擊時機(jī)為：從第2口開始，每口后分別實(shí)施一輪彈擊，直至抽吸至測試終止標(biāo)記位置為止；設(shè)定燃燒錐落頭傾向測試裝置的彈灰頻次為：每輪實(shí)施2次彈擊，兩次彈擊時間間隔不大于1s；設(shè)定燃燒錐落頭傾向測試裝置的夾持力度為18±2gf；設(shè)定燃燒錐落頭傾向測試裝置的夾持位置為18±0.5mm；設(shè)定燃燒錐落頭傾向測試裝置的抽吸模式為iso3308標(biāo)準(zhǔn)抽吸模式。

步驟3：將調(diào)節(jié)好的卷煙試樣插入卷煙夾持器，測試條件下進(jìn)行抽吸和彈擊。

步驟4：抽吸中煙支出現(xiàn)落頭現(xiàn)象或者抽吸至卷煙燃燒錐落頭傾向測試終止標(biāo)記位置時，結(jié)束測試，記錄卷煙燃燒錐“落”與“不落”的狀態(tài)信息及落頭發(fā)生的抽吸口數(shù)。

步驟5：重復(fù)測試40支卷煙，計(jì)算卷煙燃燒錐落頭傾向，作為一組測試結(jié)果。

步驟6：每個樣品測試兩組。

步驟7：計(jì)算測試結(jié)果。

測試數(shù)據(jù)記錄結(jié)果所要表征的卷煙燃燒錐落頭傾向(hcfp)計(jì)算按式（1）計(jì)算：

式中：

hcfp——卷煙燃燒錐落頭傾向，%；

n——發(fā)生落頭現(xiàn)象的煙支數(shù)。

兩組40支卷煙發(fā)生落頭現(xiàn)象的煙支數(shù)分別為9和10支

步驟8：結(jié)果分析與判別。兩次測量結(jié)果分別為22.5％和25.0％。平行試驗(yàn)結(jié)果的絕對差不大于20.0%,測試結(jié)果為23.8％。

實(shí)施例2：

選擇一種細(xì)支卷煙（牌號b）為樣品進(jìn)行測試。該發(fā)明可以依據(jù)以下測試條件設(shè)置和操作步驟實(shí)現(xiàn)：

步驟1：將試樣置入恒溫恒濕環(huán)境中，按gb/t16447的要求調(diào)節(jié)樣品。進(jìn)行燃燒錐落頭傾向測試的實(shí)驗(yàn)室測試大氣也應(yīng)符合gb/t16447的規(guī)定。

步驟2：根據(jù)卷煙的規(guī)格，設(shè)置測試操作條件。

設(shè)定燃燒錐落頭傾向測試裝置的彈擊力度及彈擊作用時間為32±2gf；設(shè)定燃燒錐落頭傾向測試裝置的彈擊位置為32±0.5mm；設(shè)定燃燒錐落頭傾向測試裝置的卷煙燃燒錐落頭傾向測試終止標(biāo)記位置42±0.5mm；設(shè)定燃燒錐落頭傾向測試裝置的彈擊時機(jī)為：從第2口開始，每口后分別實(shí)施一輪彈擊，直至抽吸至測試終止標(biāo)記位置為止；設(shè)定燃燒錐落頭傾向測試裝置的彈灰頻次為：每輪實(shí)施1次彈擊；設(shè)定燃燒錐落頭傾向測試裝置的夾持力度為16±2gf；設(shè)定燃燒錐落頭傾向測試裝置的夾持位置為19±0.5mm；設(shè)定燃燒錐落頭傾向測試裝置的抽吸模式為iso3308標(biāo)準(zhǔn)抽吸模式。

步驟3：將調(diào)節(jié)好的卷煙試樣插入卷煙夾持器，測試條件下進(jìn)行抽吸和彈擊。

步驟4：抽吸中煙支出現(xiàn)落頭現(xiàn)象或者抽吸至卷煙燃燒錐落頭傾向測試終止標(biāo)記位置時，結(jié)束測試，記錄卷煙燃燒錐“落”與“不落”的狀態(tài)信息及落頭發(fā)生的抽吸口數(shù)。

步驟5：重復(fù)測試40支卷煙，計(jì)算卷煙燃燒錐落頭傾向，作為一組測試結(jié)果。

步驟6：每個樣品測試兩組。

步驟7：計(jì)算測試結(jié)果。

測試數(shù)據(jù)記錄結(jié)果所要表征的卷煙燃燒錐落頭傾向(hcfp)計(jì)算按式（1）計(jì)算：

兩組40支卷煙發(fā)生落頭現(xiàn)象的煙支數(shù)分別為6和6支

步驟8：結(jié)果分析與判別。兩次測量結(jié)果分別為15.0％和15.0％。平行試驗(yàn)結(jié)果的絕對差不大于20.0%,測試結(jié)果為15.0％。