一种检测不同迁移途径对内衬纸阻隔性能影响的方法与流程

1.本发明涉及内衬纸性能检测技术领域，具体的，涉及一种检测不同迁移途径对内衬纸阻隔性能影响的方法。


背景技术：

2.烟用商标纸中存在的一些化合物，如残留溶剂、添加剂、助剂等在包装、贮存、运输的过程中，可能会迁移进入到烟丝中，对卷烟的品质或质量造成影响。
3.小盒卷烟中，商标纸与烟支不是直接接触，内衬纸处于二者之间，可有效阻隔商标纸中的一些化合物向烟丝中发生迁移。但内衬纸包装不是完全密封的状态，商标纸中的化合物除了通过渗透作用透过内衬纸进入烟丝外，还可能通过内衬纸上的折痕、缝隙等迁移进入烟丝，导致内衬纸的迁移阻隔性能下降。建立一种测定不同迁移途径(渗透、折痕、缝隙)对内衬纸迁移阻隔性能影响的方法，得到定量依据，可为卷烟小盒的内衬纸包装设计提供理论依据，提高内衬纸包装的迁移阻隔效果，从而降低商标纸的迁移风险，确保卷烟产品的品质和质量。


技术实现要素：

4.鉴于上述现有技术的缺点，为弥补现有技术中检测不同迁移途径对内衬纸迁移阻隔性能影响的方法的技术空白，本发明旨在提供一种检测不同迁移途径对内衬纸阻隔性能影响的方法，用于解决现有技术中的问题。
5.为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种检测不同迁移途径对内衬纸阻隔性能影响的方法，所述方法包括如下步骤：
6.1)内衬纸迁移阻隔实验：一装置中自下而上层叠设置有内衬纸和商标原纸；所述内衬纸的底部设有吸附层；在所述商标原纸上滴加标准溶液，并迅速将含有所述吸附层、所述内衬纸和所述商标原纸的装置进行密闭并倒置，使得内衬纸与吸附层充分接触，保持倒置状态恒温下进行迁移，以提供迁移后的吸附层；其中，所述内衬纸包括完整内衬纸、带折痕的内衬纸、带缝隙的内衬纸中的一种或多种；
7.2)检测：在步骤1)提供的迁移后的吸附层中加入内标溶液进行热脱附-气质联用检测。
8.在本发明的一些实施方式中，步骤1)中，所述装置包括底座和可盖合于所述底座的盖体；所述底座内设有空腔，所述吸附层设于空腔底部；并将内衬纸盖设于底座上表面后固定；将商标纸原纸铺设于所述内衬纸上，并在所述商标纸原纸上加标准溶液，将盖体盖合底座后倒置，使得内衬纸与吸附层充分接触，保持倒置状态恒温下进行迁移，以提供迁移后的吸附层。
9.与现有技术相比，本发明的有益效果为：
10.1、本发明首次提供了一种具体方法测定不同迁移途径(渗透、折痕、缝隙)对内衬纸阻隔性能的影响，方法操作简单，结果直观且有效。
11.2、本发明可根据实际需要测定内衬纸对不同化合物的迁移阻隔性能，如水、无机元素、挥发性半挥发性有机物、非挥发性有机物等，适用性广。
12.3、本发明适用于各种不同种类内衬纸的检测，如复合铝箔内衬、镀铝内衬、艺术内衬等，不受限于内衬纸工艺，适用性广。
附图说明
13.图1显示为本发明的迁移装置示意图。
14.元件标号说明：
[0015]1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
盖体
[0016]2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
密封圈
[0017]3ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
底座
[0018]4ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
固定件
[0019]5ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
空腔
具体实施方式
[0020]
为了使本发明的发明目的、技术方案和有益效果更加清晰，下面结合实施例对本发明作进一步说明。应理解，所述实施例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。下述实施例中所使用的试验方法如无特殊说明，均为常规方法，熟悉此技术的人士可由本发明所揭露的内容容易地了解本发明的其他优点及功效。
[0021]
本发明的发明人经过大量探索研究，分别用完整、带折痕、带缝隙的同一种内衬纸作为迁移阻隔材料，用吸附剂进行迁移实验，对比分析吸附的化合物含量，判定渗透、折痕、缝隙等不同迁移途径对内衬纸阻隔性能的影响。在此基础上完成了本发明。
[0022]
本发明提供一种检测不同迁移途径对内衬纸阻隔性能影响的方法，所述方法包括如下步骤：
[0023]
1)内衬纸迁移阻隔实验：一装置中自下而上层叠设置有内衬纸和商标原纸；所述内衬纸的底部设有吸附层；在所述商标原纸上滴加标准溶液，并迅速将所述装置进行密闭并倒置，使得内衬纸与吸附层充分接触，保持倒置状态恒温下进行迁移，以提供迁移后的吸附层；其中，所述内衬纸包括完整内衬纸、带折痕的内衬纸、带缝隙的内衬纸中的一种或多种；
[0024]
2)检测：在步骤1)提供的迁移后的吸附层中加入内标溶液进行热脱附-气质联用检测。
[0025]
在本发明的具体实施方式中，步骤1)中所述装置例如可以为长方形，如其他形状的装置可以满足本发明的迁移实验，均在本发明的保护范围内。
[0026]
倒置前，所述内衬纸的底部设有吸附层，所述内衬纸和所述吸附层隔空不接触放置。倒置时，所述装置内包括所述吸附层、所述内衬纸和所述商标原纸。
[0027]
在本发明的具体实施方式中，步骤1)中，所述带折痕的内衬纸是将所述内衬纸沿长边对折，然后展开，制造折痕。所述内衬纸的形状例如可以是长方形，所述长边即所述长方形的长边。优选的，所述内衬纸的长为13～15cm，宽为9～11cm。所述带缝隙的内衬纸是将两张一样大小的长方形内衬纸沿长边叠加一定宽度，从而在叠加区域形成缝隙。优选的，所
述长方形内衬纸的长为13～15cm，宽为5～6cm，叠加的宽度为0.8～1.2cm。所述内衬纸选自复合铝箔内衬、镀铝内衬、艺术内衬、羊皮纸内衬、牛皮纸内衬等所有种类的内衬纸。所述商标原纸选自白卡纸、铜版纸，所述商标原纸例如可以为正方形，所述正方形的边长为5～6cm。
[0028]
本发明步骤1)中，所述装置包括底座3和可盖合于所述底座的盖体1；所述底座内设有空腔5，所述吸附层设于空腔底部；并将内衬纸盖设于底座上表面后固定；将商标纸原纸铺设于所述内衬纸上，并在所述商标纸原纸上加标准溶液，将盖体盖合底座后倒置，使得内衬纸与吸附层充分接触，保持倒置状态恒温下进行迁移，以提供迁移后的吸附层。在滴加标准溶液后应迅速将盖体盖合底座，防止标准溶液挥发，提高迁移效率。
[0029]
在本发明的具体实施方式中，所述装置还包括密封圈2、固定件4，当所述内衬纸盖在所述底座3的上表面后，垫上所述密封圈2，盖上盖体1，用所述固定件4进行固定。固定时，将所述内衬纸保持位于所述商标原纸和所述吸附层中间。所述固定件4例如可以是螺钉，所述盖体1、密封圈2、底座3上设有与螺钉相配合的螺孔。
[0030]
在本发明的具体实施方式中，所述底座3和所述盖体1相配合，极大地增加了装置的密封性，可避免迁移实验中，装置内部物质的逸散以及外部环境的干扰；同时，所述密封圈2确保了所述内衬纸与所述吸附层的单面接触，有效避免了商标纸原纸中添加的物质通过装置边缘缝隙间接迁移到所述吸附层中，影响检测结果的准确性。
[0031]
本发明步骤1)中，所述吸附层选自吸附剂；优选的，所述吸附剂选自改性聚苯醚mppo。当装置倒置后所述内衬纸和所述吸附层接触时，可以轻轻晃动装置，使mppo分布均匀。mppo例如可以是购自厂家supelco，型号ta 60/80目。
[0032]
本发明步骤1)中，所述标准溶液选自苯、甲苯、苯乙烯、乙酸乙酯、乙酸正丙酯、丙烯酸正丁酯、乙酸异辛酯和丙烯酸异辛酯中的一种或多种物质的醇溶液。优选的，所述醇溶液为甲醇溶液。
[0033]
在本发明的具体实施例中，所述标准溶液的浓度为20～500μg/ml。优选的，所述标准溶液的浓度为20～50μg/ml、50～100μg/ml、100～200μg/ml、200～500μg/ml等。
[0034]
在本发明的具体实施例中，所述标准溶液的添加量为20～50μl。优选的，所述标准溶液的添加量为20～30μl、30～40μl、40～50μl等。
[0035]
本发明步骤1)中，所述内标溶液为乙酸苄酯的醇溶液。优选的，所述醇溶液为甲醇溶液。
[0036]
在本发明的具体实施例中，所述内标溶液的添加量为每180mg吸附层中加入1～2μl。所述内标溶液的浓度为10～20μg/ml。优选的，所述内标溶液的浓度为10～12μg/ml、12～15μg/ml、15～18μg/ml、18～20μg/ml等。所述内标溶液配制好后，保存备用。
[0037]
本发明步骤1)中，所述恒温的温度为40～60℃。优选的，所述恒温的温度为40℃、50℃60℃等。所述迁移的时间为235～245h。优选的，所述迁移的时间为239～241h。恒温下迁移有利于样品的稳定性。更优选的，当恒温温度为40℃时，所述迁移时间为240h；当恒温温度为50℃时，所述迁移时间为240h；当恒温温度为60℃时，所述迁移时间为240h。上述时间和温度组合搭配，可分别模拟室温下贮存30d，30d～180d，180d以上的情形，具有实际参考价值。
[0038]
在本发明的具体实施例中，当迁移实验完成后，将装置从恒温状态下取出，将装置
中的内衬纸和商标原纸取出，将mppo待测样转移到样品瓶中，优选为玻璃样品瓶。将样品瓶密封好以2000～2500r/min的转速涡旋振荡0.5～1min，涡旋振荡有利于迁移后的mppo充分混合，使得取样更加均匀。
[0039]
本发明所提供的检测不同迁移途径对内衬纸阻隔性能影响的方法中，步骤2)是检测：在步骤1)提供的迁移后的吸附层中加入内标溶液进行热脱附-气质联用检测。
[0040]
本发明步骤2)中，所述热脱附-气质联用检测的热脱附条件为：
[0041]
脱附温度：260～280℃；优选为260～270℃、270～280℃等。
[0042]
脱附时间：9～11min；优选为9～10min，10～11min等。
[0043]
冷阱温度：3℃～5℃捕集；优选为3℃～4℃、4℃～5℃等；270℃～290℃脱附；优选为270～280℃、280～290℃等。
[0044]
传输线温度：240℃～260℃；优选为240～250℃、250～260℃等。
[0045]
阀温度：240℃～260℃；优选为240～250℃、250～260℃等。
[0046]
进口脱附流量：35～45ml/min；优选为35～40ml/min、40～45ml/min等。
[0047]
进口分流流量：25～30ml/min；优选为25～27ml/min、27～30ml/min等。
[0048]
出口进色谱柱流量：1.5～2.5ml/min；优选为1.5～2ml/min、2～2.5ml/min等。
[0049]
出口分流流量：9～11ml/min；优选为9～10ml/min、10～11ml/min等。
[0050]
本发明步骤2)中，所述热脱附-气质联用检测的气相色谱仪的条件为：
[0051]
色谱柱：db-wax[60m(长度)
×
0.32μm(内径)
×
0.25μm(膜厚)]；
[0052]
载气：氦气，纯度≥99.999％；
[0053]
程序升温条件：初始温度35～45℃，保持5～6min，以3～4℃/min的速率升至120～125℃，再以25～30℃/min的速率升至200～210℃，保持5～6min。
[0054]
本发明步骤2)中，所述热脱附-气质联用检测的质谱仪的条件为：
[0055]
电子电离源：ei；
[0056]
离子化电压：69～71ev；优选为69～70ev、70～71ev等。
[0057]
传输线温度：220～240℃；优选为220～230℃、230～240℃等。
[0058]
离子源温度：220～240℃；优选为220～230℃、230～240℃等。
[0059]
四级杆温度：145～155℃；优选为145～150℃、150～155℃等。
[0060]
溶剂延迟：3～4min；优选为3～3.5min、3.5～4min等。
[0061]
检测模式：全扫描的总离子流图定性、选择离子监视方式定量。
[0062]
在本发明的一些实施方式中，半定量检测结果中所述内衬纸的迁移阻隔性能可以用响应值比值表示，所述响应值比值的计算公式为：响应值比值＝迁移后吸附层中标准化合物的响应值/内标物的响应值。数值越小，代表内衬纸的迁移阻隔性能越好。
[0063]
在本发明的一些实施方式中，定量检测结果中所述内衬纸的迁移阻隔性能可以用迁移率表示，所述迁移率的计算公式为：迁移率＝(迁移后吸附层中标准化合物含量/商标原纸中添加的标准化合物含量)
×
100％。数值越小，代表内衬纸的迁移阻隔性能越好。所述定量方法是配制系列梯度浓度的标准工作溶液，将所述系列梯度浓度的标准工作溶液和所述内标溶液加热气化引入装填有mppo吸附剂的商品化热脱附管中，然后进行热脱附-气质联用检测。以所述标准工作溶液中标准化合物浓度为横坐标，以所述标准化合物与内标的定量离子峰面积之比为纵坐标，绘制标准曲线。将所述迁移后的吸附层的检测结果代入上
述所述标准曲线，计算得到迁移后吸附层中标准化合物含量。
[0064]
本发明提供的检测不同迁移途径对内衬纸迁移阻隔性能影响的方法中，分别用完整、带折痕、带缝隙的同一种内衬纸作为迁移阻隔材料，用吸附剂进行迁移实验，对比分析吸附的标准化合物含量，从而判定渗透、折痕、缝隙等不同迁移途径对内衬纸阻隔性能影响。
[0065]
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
[0066]
1、本发明首次提供了一种具体方法测定不同迁移途径(渗透、折痕、缝隙)对内衬纸阻隔性能影响，方法操作简单，结果直观且有效。
[0067]
2、本发明可根据实际需要测定内衬纸对不同化合物的迁移阻隔性能，如水、无机元素、挥发性半挥发性有机物、非挥发性有机物等，适用性广。
[0068]
3、本发明适用于各种不同种类内衬纸的检测，如复合铝箔内衬、镀铝内衬、艺术内衬等，不受限于内衬纸工艺，适用性广。
[0069]
下面通过实施例对本技术的发明予以进一步说明，但并不因此而限制本技术的范围。
[0070]
其中，mppo购自supelco的ta 60/80目。
[0071]
实施例1
[0072]
定量测定完整、带折痕、带缝隙的三种不同种类内衬纸(镀铝内衬纸、复合铝箔内衬纸和双铝内衬纸)对商标纸中苯、甲苯、苯乙烯的迁移阻隔性能。实验过程如下：
[0073]
a、纸张试样制备：选取3种不同工艺内衬纸，分别为镀铝内衬纸、复合铝箔内衬纸和双铝内衬纸，裁切成14cm
×
10cm长方形，备用；将白卡纸(商标纸原纸)裁切成5cm
×
5cm方形，备用。
[0074]
b、标准工作溶液配制：以甲醇为溶剂，配制苯、甲苯和苯乙烯的5级等浓度标准溶液，浓度分别为20、50、100、200、500μg/ml，置于4℃下保存备用。
[0075]
c、内标溶液配制：以甲醇为溶剂，配制10μg/ml的乙酸苄酯的甲醇溶液，置于4℃下保存备用。
[0076]
d、迁移实验：称取1.0g(精确至0.001g)干净的mppo，均匀平铺在迁移装置底座空腔内，分别将完整、带折痕、带缝隙的内衬纸样盖在底座上，压上密封圈，把5cm
×
5cm的商标纸原纸(粗糙面朝上)叠放在内衬纸中间位置，准确移取20μl的浓度为200μg/ml的苯、甲苯、苯乙烯标准溶液滴加到商标纸原纸上，迅速盖上盖体，旋紧螺丝密封。接着将整个装置180
°
倒转，使mppo与内衬纸直接接触，轻轻水平晃动装置，使mppo分布均匀，然后装置保持倒置状态，整体放入40℃恒温箱中迁移240h。
[0077]
e、mppo样品检测：迁移后的mppo样品转移至干净的样品瓶中，密封，以2000r/min的速度涡旋混匀0.5min，然后准确称取180mg(精确至0.1mg)，装填于干净的玻璃热脱附样品管中，将1μl的内标溶液和1μl的甲醇加热气化引入其中，然后进行热脱附-气质联用检测，仪器条件具体如下。(1)热脱附仪条件：脱附温度270℃；脱附时间10min；冷阱温度4℃(捕集)，280℃(脱附)；传输线温度250℃；阀温度：250℃；进口脱附流量40ml/min；进口分流流量27ml/min；出口进色谱柱流量2ml/min；出口分流流量10ml/min。(2)气相色谱仪条件：色谱柱db-wax[60m(长度)
×
0.32μm(内径)
×
0.25μm(膜厚)]；载气为氦气(纯度≥99.999％)；程序升温条件：初始温度40℃，保持5min，以4℃/min的速率升至120℃，再以30
℃/min的速率升至200℃，保持5min。(3)质谱仪条件：电子电离源(ei)；离子化电压70ev；传输线温度230℃；离子源温度230℃；四级杆温度150℃；溶剂延迟3min；检测模式：全扫描的总离子流图(tic)定性，选择离子监视方式(sim)定量；标准化合物和内标的保留时间和质谱参数见表1。
[0078]
表1标准化合物及内标的保留时间及质谱参数
[0079][0080]
f、标准曲线绘制：mppo商品化玻璃热解析管老化后，将1μl的各级标准工作溶液(步骤b)和1μl的内标溶液加热气化引入其中，然后按步骤e的仪器条件进行检测。以各级标准工作溶液浓度为横坐标，以标准化合物与内标的定量离子峰面积之比为纵坐标，绘制标准曲线，得到苯、甲苯和苯乙烯的线性回归方程及相关系数，相关系数r2均大于0.999。
[0081]
g、结论：将测得的迁移后的mppo样品中苯、甲苯和苯乙烯的含量，与商标纸原纸上滴加的含量进行代入公式进行计算，得到苯、甲苯和苯乙烯的迁移率，迁移率＝(迁移后吸附层中标准化合物含量/商标原纸中添加的标准化合物含量)
×
100％。数值越小，代表内衬纸迁移阻隔性能越好。具体如下表2所示。由表中数据可知，内衬纸阻隔性能影响：缝隙＞折痕＞渗透，且不同工艺内衬纸的阻隔性能不同，双铝内衬纸迁移阻隔性能最优。
[0082]
表2迁移率检测结果
[0083][0084][0085]
实施例2
[0086]
半定量测定完整、带折痕、带缝隙的镀铝内衬纸对商标纸中乙酸乙酯、乙酸正丙酯、丙烯酸正丁酯、乙酸异辛酯、丙烯酸异辛酯的迁移阻隔性能。实验过程如下：
[0087]
a、纸张试样制备：镀铝内衬纸裁切成14cm
×
10cm长方形，备用；白卡纸(商标纸原纸)裁切成5cm
×
5cm方形，备用。
[0088]
b、标准溶液配制：以甲醇为溶剂，配制乙酸乙酯、乙酸正丙酯、丙烯酸正丁酯、乙酸异辛酯、丙烯酸异辛酯的100μg/ml等浓度标准溶液，置于4℃下保存备用。
[0089]
c、内标溶液配制：以甲醇为溶剂，配制10μg/ml的乙酸苄酯的甲醇溶液，置于4℃下保存备用。
[0090]
d、迁移实验：称取1.0g(精确至0.001g)干净的mppo，均匀平铺在迁移装置底座空
腔内，分别将完整、带折痕、带缝隙的内衬纸样盖在底座上，压上密封圈，把5cm
×
5cm的商标纸原纸(粗糙面朝上)叠放在内衬纸中间位置，准确移取50μl的乙酸乙酯、乙酸正丙酯、丙烯酸正丁酯、乙酸异辛酯、丙烯酸异辛酯的100μg/ml等浓度标准溶液滴加到商标纸原纸上，迅速盖上盖体，旋紧螺丝密封。接着将整个装置180
°
倒转，使mppo与内衬纸直接接触，轻轻水平晃动装置，使mppo分布均匀，然后装置保持倒置状态，整体放入40℃恒温箱中迁移240h。
[0091]
e、mppo样品检测：迁移后的mppo样品转移至干净的样品瓶中，密封，以2000r/min的速度涡旋混匀0.5min，然后准确称取180mg(精确至0.1mg)，装填于干净的玻璃热脱附样品管中，将1μl的内标溶液和1μl的甲醇加热气化引入其中，然后进行热脱附-气质联用检测，仪器条件具体如下。(1)热脱附仪条件：脱附温度270℃；脱附时间10min；冷阱温度4℃(捕集)，280℃(脱附)；传输线温度250℃；阀温度：250℃；进口脱附流量40ml/min；进口分流流量27ml/min；出口进色谱柱流量2ml/min；出口分流流量10ml/min。(2)气相色谱仪条件：色谱柱db-wax[60m(长度)
×
0.32μm(内径)
×
0.25μm(膜厚)]；载气为氦气(纯度≥99.999％)；程序升温条件：初始温度40℃，保持5min，以4℃/min的速率升至120℃，再以30℃/min的速率升至200℃，保持5min。(3)质谱仪条件：电子电离源(ei)；离子化电压70ev；传输线温度230℃；离子源温度230℃；四级杆温度150℃；溶剂延迟3min；检测模式：全扫描的总离子流图(tic)定性，选择离子监视方式(sim)定量。标准化合物和内标的保留时间和质谱参数见表3。
[0092]
表3标准化合物及内标的保留时间及质谱参数
[0093][0094]
f、结论：以标准化合物与内标物的响应值比值作为半定量结果，具体如下表4所示。由表中数据可知，当镀铝内衬纸完整时，可有效阻隔商标纸原纸中酯类化合物的迁移，但当镀铝内衬纸上有折痕，特别是缝隙存在时，内衬纸的迁移阻隔性能显著下降。
[0095]
表4标准化合物与内标物响应值比值
[0096][0097]
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。