評估多孔桿內(nèi)的孔隙度分布的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本專利說明書涉及一種用于評估多孔制品內(nèi)的孔隙的方法。本專利說明書可具體 涉及一種用于評估吸煙制品（例如香煙）的本體內(nèi)的孔隙度分布、或者由聚攏的材料片形 成的桿（例如過濾嘴）內(nèi)的孔隙度分布的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 用于在吸煙制品中使用的過濾嘴可例如通過卷曲一片適當?shù)牟牧喜㈦S后將該材 料聚攏在一起以便形成帶有沿過濾嘴桿的縱向軸線的孔隙的連續(xù)桿的過程來形成。該桿可 隨后被在適當?shù)拈L度處切斷以便形成各個過濾嘴桿節(jié)段。該過程的本質(zhì)意指過濾嘴桿節(jié)段 可在桿長上具有材料的大致均勻的重量分布。此外，如果將通過該方法生產(chǎn)的一組過濾嘴 節(jié)段切割成相同的長度，則它們會具有非常窄的重量分布。即使用于形成過濾嘴桿的片材 的密度和厚度在該片材的寬度上是大致均勻的，使得過濾嘴之間的整體孔隙度的變化是小 的，該過濾嘴內(nèi)的卷曲且聚攏的片材的形態(tài)也會極大地改變，從而導(dǎo)致過濾嘴的截面上的 孔隙面積分數(shù)的分布的大幅變化。多孔制品（例如卷曲且聚攏的過濾嘴）的孔隙面積分數(shù) 的截面分布可便利地被稱之為"孔隙度分布"或"局部孔隙度分布"。孔隙度分布的寬度可 由多個孔隙面積分數(shù)中的標準偏差表示。一般來說，如果孔隙遍及該多孔制品的長度具有 相同的尺寸和形態(tài)，則根據(jù)本發(fā)明測量到的孔隙度分布將幾乎表示整個多孔制品。
[0003] 孔隙度分布的這種變化會極大地影響過濾嘴的功效。作為一種示例，如果該片材 被聚攏成桿，使得該桿的一部分截面幾乎不具有孔隙度，并且該桿的截面的不同部分具有 幾乎100 %的孔隙度，則該過濾嘴可能并不按照預(yù)期的方式起作用。諸如抽吸阻力之類的特 性也會受到該局部孔隙度分布的強烈影響。
[0004] 一些吸煙制品（例如加熱的成煙制品）可包括煙草成型件，這些煙草成型件通過 將一片處理過的煙草材料卷曲和聚攏成連續(xù)桿，并在適當?shù)拈L度處切斷該桿以形成各個煙 草成型件。以此方式形成的煙草成型件的結(jié)構(gòu)可與通過卷曲和聚攏一片適當?shù)倪^濾嘴材料 生產(chǎn)的過濾嘴的結(jié)構(gòu)相似。令人滿意的是，物理性質(zhì)從一個煙草成型件到另一煙草成型件 具有低變化性。一批成型件中的成型件都優(yōu)選地具有相似的重量使得它們含有相似的煙草 材料量，并且都應(yīng)該還具有相似的內(nèi)部形態(tài)。該煙草成型件的形態(tài)對于確定它在加熱的成 煙的吸煙制品內(nèi)起到多好的作用會是重要的。
[0005] 傳統(tǒng)香煙可通過生產(chǎn)由被包裹在香煙紙中的煙絲構(gòu)成的連續(xù)桿、并隨后在適當?shù)?長度處切斷該連續(xù)桿以形成呈香煙形式的各個煙草棒或煙草桿來形成。對于過濾嘴而言， 將其施加于煙草桿的一端以形成最終的香煙產(chǎn)品是典型的。該香煙的至少一端是寬松端或 開放端，并且該桿的本體內(nèi)所包含的煙絲會在該端部處從該桿中掉出。如果香煙并未形成 有恰當?shù)臒熃z密度，則材料會更有可能掉出該開放端，并且這種香煙會具有低品質(zhì)。評估已 經(jīng)在該香煙的該端部掉出的材料量的一種方法可以是評估該香煙在該開放端處的孔隙度 分布。
[0006] -種用于確定多孔制品（例如多孔桿）內(nèi)的孔隙度分布的均勻度的方法在定量地 確定和控制產(chǎn)品（例如過濾嘴、煙草成型件、和香煙）的品質(zhì)時會是有用的。
[0007] EP0518141公開了一種用于確定何時煙包中的香煙是不適用的、例如被不適當?shù)?裝填、破損或短缺的方法。所公開的方法測量從一包傳統(tǒng)香煙發(fā)出離開端面的冷光。測量與 由光敏傳感器（即，CCD)的每一個像素接收到的光量相對應(yīng)的產(chǎn)生的信號，并且在從0-255 的灰度等級上調(diào)整該信號。來自每一個像素的經(jīng)過灰度等級調(diào)整的測量信號被繪制出并且 從這包香煙測量到的冷光的標準偏差被計算出以便提供閾值來確定是否丟棄掉該整個煙 包。EP0518141并未確定孔隙度分布的均勻度。
[0008] DE19753333公開了一種用于確定是否成批的香煙被充分裝填的方法。表示一批香 煙的前端的信號強度被利用電荷耦合器件（CCD)照相機進行測量。低于特定閾值的相鄰像 素的數(shù)目被視為是具有不充分裝填的香煙的區(qū)域的指示。DE19753333并未公開一種方法以 便在遍及煙草桿均勻地分布的孔隙與所有的孔隙已經(jīng)合并成不充分地裝填的香煙的一個 大孔隙或者合并到其一個大區(qū)域中的情況之間進行區(qū)分。
[0009] EP0747855公開了一種增強數(shù)字圖像的方法。創(chuàng)建了多幅局部直方圖以提高自然 景物圖像的子區(qū)域內(nèi)的可視化局部對比度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 在一個方面中，用于評估多孔制品（例如多孔桿）內(nèi)的孔隙度分布的定量方法包 括下列步驟：獲得該制品的橫向區(qū)域的數(shù)字圖像；確定該制品的橫向區(qū)域的多個相同尺寸 的子區(qū)域中的每一個內(nèi)呈現(xiàn)的孔隙面積分數(shù)，從而獲得多個孔隙面積分數(shù)；以及利用這多 個孔隙面積分數(shù)來評估該制品的該橫向區(qū)域內(nèi)的孔隙面積分數(shù)的截面分布，其在本文中將 還被稱之為孔隙度分布。每一個子區(qū)域都與至少一個相鄰子區(qū)域重疊優(yōu)選地介于10%與 95 %之間。
[0011] 用于評估多孔制品（例如多孔桿）內(nèi)的孔隙度分布的定量方法可包括下列步驟： 獲得該制品的橫向區(qū)域的數(shù)字圖像；確定該制品的該橫向區(qū)域的多個相同尺寸的子區(qū)域中 的每一個內(nèi)呈現(xiàn)的孔隙面積分數(shù)，從而獲得多個孔隙面積分數(shù)；以及確定孔隙面積分數(shù)的 標準偏差。在這種情況下，孔隙面積分數(shù)的標準偏差會表示孔隙度分布的寬度。每一個子 區(qū)域都與至少一個相鄰子區(qū)域重疊優(yōu)選地介于10%與95%之間。
[0012] 如在本文中所使用的那樣，"制品的橫向區(qū)域"指的是制品的位于大致垂直于該制 品的縱向尺寸的平面中的區(qū)域。例如，該制品可以是桿并且該橫向區(qū)域可以是該桿的沿該 桿在任意長度處獲取的截面，或者該橫向區(qū)域可以是該桿的端面。該橫向區(qū)域無需從完全 垂直于該桿的縱向方向的平面獲取，而是從優(yōu)選地處于垂直于該桿的縱向尺寸的約45°的 范圍內(nèi)的平面獲取。優(yōu)選地，該橫向區(qū)域處于大致垂直于該桿的縱向方向的平面中。
[0013] 如在本文中所使用的那樣，術(shù)語"孔隙"指的是多孔制品的沒有材料的區(qū)域。例 如，卷曲的過濾嘴的橫向區(qū)域?qū)ň蹟n片材的多個部分和作為位于聚攏片材的這多個部 分之間的空隙的多個部分。在這種情況下，孔隙指的是位于該片材之間的空隙。
[0014] 如在本文中所使用的那樣，術(shù)語"孔隙度"指的是多孔制品中的空隙空間的體積分 數(shù)。
[0015] 如本文中使用的那樣，術(shù)語"總體孔隙度"指的是多孔制品的整個截面（例如多孔 桿的截面）中的孔隙的分數(shù)。
[0016] 如在本文中所使用的那樣，術(shù)語"子區(qū)域"指的是該制品的橫向區(qū)域中的小于該制 品的橫向區(qū)域并包含該制品的橫向區(qū)域的至少一部分的區(qū)域。
[0017] 如在本文中所使用的那樣，術(shù)語"孔隙面積分數(shù)"指的是子區(qū)域內(nèi)的孔隙的分數(shù)。 孔隙面積分數(shù)是局部孔隙度（即子區(qū)域內(nèi)的孔隙度）的量度。用于孔隙面積分數(shù)的另一術(shù) 語可以是局部孔隙度。
[0018] 如在本文中所使用的那樣，術(shù)語"孔隙度分布"指的是不同孔隙面積分數(shù)的變化的 量度。換句話說，孔隙度分布是該制品的橫向區(qū)域上的孔隙度的分布的定量量度。如在本 文中所使用的那樣，"孔隙度分布"和"局部孔隙度分布"具有相同的含意。該孔隙度分布的 寬度可被表示成多個孔隙面積分數(shù)的標準偏差。
[0019] 局部孔隙度分布或孔隙度分布可被僅通過構(gòu)成制品的單個橫向區(qū)域的孔隙面積 分數(shù)計算出。可將與任一單個制品相關(guān)的局部孔隙度分布與另一單個制品的局部孔隙度分 布相比較。該局部孔隙度分布可被看成為單個制品的孔隙度的均勻度的量度。例如，如果 一制品的多個孔隙面積分數(shù)的標準偏差都是低的，則該制品內(nèi)的孔隙很可能被均勻地分布 在該制品的該橫向區(qū)域上。然而，如一制品的多個孔隙面積分數(shù)的標準偏差都是高的，則孔 隙并未被均勻地分布在該制品的該橫向區(qū)域上。
[0020] 局部孔隙度分布或孔隙度分布可被通過源自多個不同制品（例如一組制品）的橫 向區(qū)域的孔隙面積分數(shù)計算出。來自一組制品的該局部孔隙度分布可用于評估一組制品與 另一組制品之間的孔隙度的品質(zhì)。
[0021] 如在本文中所使用的那樣，術(shù)語"成煙制品"和"吸煙制品"指的是一種包括成煙 基質(zhì)的制品，該成煙基質(zhì)能夠釋放出可形成煙霧的揮發(fā)性化合物。例如，成煙制品可以是一 種產(chǎn)生煙霧的吸煙制品，該煙霧可通過用戶的嘴被直接吸入到該用戶的肺中。成煙制品可 以是用完即可丟棄的。
[0022] 成煙制品或吸煙制品可以是一種加熱的吸煙制品，它是一種包括成煙基質(zhì)的吸煙 制品，該成煙基質(zhì)意在被加熱而非使其燃燒，以便釋放出可形成煙霧的揮發(fā)性化合物。與通 過成煙基質(zhì)的燃燒或熱降解產(chǎn)生的己知有害成分相比，通過加熱該成煙基質(zhì)形成的煙霧可 包含較少的已知有害成分。
[0023] 如在本文中所使用的那樣，術(shù)語"成煙基質(zhì)"指的是一種能夠釋放出可形成煙