基于文献计量可视化BOPP烟用包装膜的研究热点与趋势分析

Research Hotspots and Trends Analysis of BOPP Cigarette Packaging Film Based on Bibliometric Visualization

摘要

基于文献计量学的方法对中国知网（CNKI）自建库以来收录的关于双向拉伸聚丙烯（BOPP）烟用包装膜的全部文献数据进行收集筛选，利用VOSviewer和Citespace软件对BOPP烟用包装膜的发文量、核心作者、核心机构进行可视化分析，并对关键词进行共现、聚类以及对关键词的演变趋势进行分析讨论。在系统总结BOPP烟用包装膜研究现状的基础上，为烟膜生产厂家、卷烟生产企业及科研工作者精准把握BOPP烟用包装膜未来的研究热点和探索未来的发展方向提供有益参考。

Abstract

Based on the method of bibliometric, all the literature data on biaxially oriented polypropylene (BOPP) cigarette packaging film collected by China National Knowledge Infrastructure (CNKI) since the establishment of the database were collected and screened. The number of publications, core authors and core institutions of BOPP cigarette packaging film were visually analyzed by using VOSviewer and Citespace software, and the co-occurrence, clustering of key words and the evolution trend of key words were discussed. On the basis of systematically summarizing the research status of BOPP cigarette packaging film, it is helpful for cigarette film manufacturers, cigarette manufacturers and scientific researchers to accurately grasp the future research hotspots and development trends of BOPP cigarette packaging film and explore its future development direction.

Graphical abstract

关键词

双向拉伸聚丙烯 / 烟用包装膜 / 可视化分析 / 研究热点 / 研究趋势

Key words

BOPP / Cigarette packaging film / Visual analytic / Research hotspots / Research trends

据《世界卫生组织烟草控制框架公约》指出：中国现有吸烟人数占全球吸烟总人数的1/3，共计约3.2亿人。在卷烟行业拥有如此大的市场份额的背景下，烟用包装膜的研究也在不断地深入和推进。作为香烟制品的外包装，烟用包装膜曾经使用过多种材料，如玻璃纸、聚氯乙烯(PVC)涂布膜、聚偏二氯乙烯(PVDC)涂布膜和双向拉伸聚丙烯(BOPP)等^[1-3]。BOPP薄膜是由均聚聚丙烯及聚丙烯与乙烯、丁烯等共聚，经挤出机铸片后，通过专用拉伸机经过纵横两个方向拉伸得到的具有高透明度、优异的防潮性及良好热封性能的薄膜^[4-6]，被广泛应用于电子电器、食品、药品、化妆品等硬质纸盒产品的外包装等众多领域，也成为烟用包装膜的重要材料^[7-9]。

文献计量可视化是将文献计量的结果通过可视化技术进行展示和分析的方法，近年来Citespace、VOSviewer、HistCite、BibExcel和Science of Science(SCI2)等软件得到广泛应用，其中Citespace和VOSviewer操作简便且被广泛运用^[10-16]。2004年，美国雷德赛尔大学的陈超美教授率先与大连理工大学共同研发一款基于Java语言并可全面呈现领域研究趋势、发展规律的可视化分析软件Citespace，将文献计量统计分析的概念引入学科发展^[17-18]。VOSviewer是由荷兰莱顿大学科学技术研究中心创建的一款基于文献的共引和共被引原理的可视化文献分析软件^[19-20]，可以更加明确地显示关键词之间的关联程度与强度。

传统的文献综述和归纳总结存在一定的局限性，不能客观、全面地反映BOPP烟用包装膜的发展背景和发展趋势。因此，采用文献计量学的方法能够更直观地分析BOPP烟用包装膜的研究情况，分析研究热点和趋势，对预测未来的研究方向和深入研究起到指导作用。本文运用VOSviewer(1.6.20)和Citespace(6.3.R1)两款软件，对中国知网(CNKI)中文数据库检索得到的关于BOPP烟用包装膜的文献进行可视化分析，梳理其发展脉络，以便更全面地发掘出关于BOPP烟用包装膜的关键词的关联强度、研究热点、研究趋势等信息，为烟膜生产厂家、卷烟生产企业及科研工作者更好地理解和把握该领域的研究热点和探索未来的发展方向提供有益参考。

1 研究方法

1.1 数据来源及收集

以中国知网(CNKI)为文献来源数据库，为保证较高的检全率和检准率，采用主题检索，主题检索式为：[BOPP+BOPP薄膜+双向拉伸聚丙烯(BOPP)+双向拉伸聚丙烯薄膜(BOPP)+双向拉伸聚丙烯薄膜(BOPP薄膜)]AND(膜+烟膜+烟用包装膜)，条件设置为“精确”。对CNKI自建库以来至2024年9月1日的文献进行检索，共检索到1 203篇中文文献，人工剔除“BOPP电容器膜”以及新闻报道、会议及专利等相关文献后，共获得有效文献744篇。

1.2 图谱绘制与可视化分析

将CNKI数据库中的文献文本编码改为UTF-8，批量导入VOSviewer1.6.20中，选择分析形式为“Co-authorship”，选择合适的参数，制作发文量分析图表和核心作者发文量分析图表。选择分析形式为“Co-occurrence”，进行关键词共现分析，将关键词最小出现次数设置为5，为使图谱清晰美观，设置合适的参数，可以得到关键词共现图谱。

从CNKI中导出Refworks格式的文献信息，将所选文献导入Citespace 6.3.R1，默认时间切片为“1”，节点类型分别选择为合作作者和合作机构，分别得出核心作者合作网络图谱和核心机构合作网络图谱。将节点类型选择为“关键词”，节点筛选方式为g-index，因所选文献数量较多，将k值设为10，进行可视化分析，可得出关键词共现、聚类图谱和关键词时间线图谱。利用热点分析，将影响因子设置为0.51，得出关键词突现图谱。在进行关键词共现和聚类分析时，同步导出频次前20的关键词和聚类信息，制成表格。

2 结果与讨论

2.1 发文量及发文趋势分析

发文量反映某一时间段内研究者对该领域的持续关注度。图1为BOPP烟用包装膜发文量的年度分布。从图1可以看出，相关研究分为以下阶段：首先是起步阶段(1983—1990年)，此阶段关于BOPP烟膜的发文量较少，这与20世纪80年代我国BOPP薄膜工业起步晚、发展缓慢有直接关系。其次是快速发展阶段(1991—2000年)，这一阶段相关发文量明显增加，呈现上涨势头，这主要是1996年国产烟用BOPP收缩膜的研制成功并逐步取代进口收缩烟膜的结果。第三阶段是热门研究阶段(2001—2015年)，这一时期国内对BOPP烟用包装膜的研究达到峰值，尤其以2004年和2006年居多。这主要由于市场需求的增长和技术进步推动了该领域的发展，同时，国家和地方政府的政策支持和人们环境保护意识的增强也促进了相关研究的活跃。第四阶段为平缓发展阶段(2016至今)，相关发文量涨幅起伏不定，但从2000年和2023年的数据来看，国内对于BOPP烟用包装膜的研究未曾减少，未来随着研究深度的增加论文数量也将随之不断增长。

2.2 核心作者分析

以与BOPP烟用包装膜相关的发文量至少3篇为限制条件，利用VOSviewer分析，共有60名作者符合条件，筛选出发文量前十的作者。核心作者发文量是文献计量学中评价作者及其重要性的主要指标，能够反映其在研究领域的影响力。根据普赖斯公式对作者发文量进行统计^[21]，计算公式为：

m=\mathrm{0.749}\sqrt[]{n_{\mathrm{m}\mathrm{a}\mathrm{x}}}(1)

式(1)中：m为核心作者的最低发文量，篇；n_max为最高产作者的发文量，篇。

链接数表示作者所发布全部文献的数量，链接数越大，表示该作者所发文章共同参与作者越多，该作者与其他人员的研究合作越紧密。

图2为BOPP烟用包装膜的核心作者发文量和链接数。从图2可以看出，最高产作者的发文量为25篇，代入上述公式，计算可得m为3.745，即发文量达到4的作者即可称为BOPP烟用包装膜领域的核心作者。根据计算结果可知，图2中的10位作者均为核心作者。此外，涂志刚、赵素芬、张莉琼等作者与其他研究人员有较为紧密的研究合作，个别发文量较高的作者缺乏核心作者间的合作交流。

图3为核心作者合作网络图谱。从图3可以看出，在BOPP烟用包装膜这一领域存在一些作者团体，其中涂志刚、刘晓艳、赵素芬、张莉琼等13名作者合作紧密，周先进、赵燕等5名作者合作较多，张师军、张丽英等6名作者合作频繁。在这些作者团体中，以涂志刚、周先进发文量最大，涂志刚作者团体和张师军作者团体文献产出对BOPP烟用包装膜这一研究领域的贡献较大。对发文量较高的作者进行数据统计可知，涂志刚发表的25篇文献中，主要内容关注点为BOPP烟膜材料本身的特性(如抗静电性能、光学性能等)^[22-23]以及对原材料配方的改性研究(如对添加剂增刚母料、爽滑母料等的探究)^[24-25]。周先进重点关注对BOPP烟膜耐磨性及摩擦性能的研究^[26-29]，共计发文6篇。由于核心作者的发文总量达到该研究领域发文总量的50%以上时，才能构建该研究领域的核心作者群^[30]，我国BOPP烟用包装膜研究领域尚未形成稳定的核心作者研究群体。

2.3 核心机构分析

图4为核心研究机构合作网络图谱。从图4可以看出，国内对BOPP烟用包装膜的研究机构以高校和企业为主。发文量达4篇以上的发文机构共有15所，共计发文118篇，占检索全部有效文献的15.86%。在发文量最多的前15所机构中，6所为大学，8所为公司，1所为研究院。主要的研究机构有湛江包装材料企业有限公司(23篇)，北京印刷学院(16篇)，中山火炬职业技术学院(10篇)，这三家机构为BOPP烟膜领域研究最为活跃的机构。机构合作方面，湛江包装材料企业有限公司与常德卷烟厂、广东开放大学、四川中烟工业有限责任公司技术中心有少量合作；中山火炬职业技术学院与广东理工职业学院以及广州科技贸易职业学院有少量合作。但整体来看，研究机构之间合作较少，缺乏核心交流。机构与机构之间的密切合作将更有利于该领域学科的发展，因此各研究机构在各自研究过程中应密切合作，发挥各自优势和特长，进而更好地对BOPP烟用包装膜进行深入研究。

3 主题分析

3.1 关键词共现分析

关键词承载着文献的核心信息，能够反映研究的重要特征，相似性和共现频次较高的关键词还能通过聚类形成研究主题^[31]。Citespace制作的关键词共现图谱中，生成节点数N=241，链接数E=267，网络密度(density)为0.009 2。在关键词共现图谱中，节点代表关键词，节点数代表关键词的个数，节点的大小反应关键词出现的频次。节点越大，则该关键词出现的频次越高。节点之间的连线表示关键词之间存在共现关系，链接数则表示关键词之间共现的关系数量。图5为BOPP烟用包装膜的关键词共现图谱。

基于节点的连接关系，对关键词的中心性进行计算，可以表示某关键词在网络中占据的中心位置，以及与其他关键词的连接关系。关键词和中心性具有相关性，出现频次高的关键词中心性也会很高；中心性高，表明该节点在网络中起着重要的连接作用，连接着较多关键信息。一般认为，关键词出现频次高、中心性强的是研究热点。

对前20位高频关键词及其频次和中心性进行分析，得出BOPP烟用包装膜高频关键词共现数据，如表1所示。从表1可以看出，对于BOPP烟用包装膜的研究，“聚丙烯”“薄膜”“双向拉伸”这些描述BOPP烟用包装膜材料基本属性的特征词的出现频次最高，且中心性都大于0.1，一般将中心性大于0.1的关键词认定为核心关键词^[32]。除此之外，关键词“力学性能”“光学性能”“专用料”的频次较高，可见BOPP烟用包装膜这3个方面的研究较多。良好的力学性能是确保烟膜在卷烟包装机上顺利运行和保持包装完整性的重要因素；薄膜的光学性能是保证产品外观的重要指标，在一定程度上影响人们对包装内容物的喜好和选择；关于薄膜专用料的研究主要表现在对生产薄膜的原料配方及各种添加剂的优化，而这最终也决定了薄膜的光学和力学性能等关键性能指标。上述3个关键词的频次虽然较高，但中心性较低，说明与其他研究方向的相关度较小，同时也说明对BOPP烟用包装膜在这3个方面的研究尚不充分，值得重点研究并持续关注。

3.2 关键词聚类分析

关键词聚类分析有助于发现相关研究的分布情况，聚类编号越小，表明该聚类下的文献研究规模越大，研究热度越高。图6为关键词聚类图谱。每一个色块代表一个聚类，聚类结果是根据关键词联系的强弱划分的，由不同颜色区块可直观地看出研究领域中各个方面所包含内容的多少，最大的聚类被标记为#0，其余聚类依次递减。从图6可以看出，9个不同聚类区块大多重叠，重叠区表明各聚类间联系密切，同时生成的聚类标签与表1的高频次、高中心性关键词基本一致。聚类模块值Q=0.692 2，聚类平均轮廓值S=0.918 4。一般认为，Q值大于0.3表明聚类结构显著，S值大于0.5表示聚类合理，S值大于0.7表示聚类高效率并很有说服力^[12-13]。由此可知，本研究中的9个聚类结果满意且可信。

关键词聚类分析可以明确地看出每一类关键词条下所包含相关研究的其他高频关键词和相关的文献数量。为更加直观地显示分析结果，列出BOPP烟用包装膜相关研究的关键词聚类分析，如表2所示。

从表2可以看出，#0“聚丙烯”、#1“薄膜”这两个聚类标签下的文献主要是从材料的角度出发对BOPP烟膜进行研究。从生产薄膜的主要原料“聚丙烯”这一角度研究BOPP烟用包装膜的发展趋势、市场现状和相关的性能指标等；而“薄膜”这一研究领域涉及合成聚丙烯的单体、配方以及与聚合物结构特征相关的指标。这两个聚类的文献数量最多，表明围绕BOPP烟用包装膜的基础研究比较多，这与我国相关研究起步较晚，研究基础薄弱，目前部分高端产品的原料需靠国外进口有关。BOPP烟用包装膜与其他包装膜相比有更高的挺度、透光率及阻隔性要求，因此，国内的生产企业及科研院所在BOPP烟膜专用料方面进行大量研究，如进行对分子结构与结晶行为^[33]、对基础树脂的结构改性^[34]、开发共聚物烟膜专用料等的研究^[35]。

#2和#5这两个聚类主要反映对BOPP烟用包装膜的材料特性，如光学性能、力学性能、摩擦系数及阻隔性能等方面的研究。卷烟包装企业追求开发高光泽、低雾度的薄膜，这涉及对烟膜光学性能的研究；而烟盒包装成品的挺括、耐撕裂、耐磨等则涉及BOPP烟膜的力学性能；此外，为保证产品在卷烟生产企业高速包装生产线上的运行通畅性，要控制合理的摩擦系数，通常在BOPP薄膜的表层加入爽滑剂，但爽滑剂会随着时间的增长而逐渐迁移到BOPP薄膜表面后积聚，对薄膜的光学性能和力学性又会产生一定的负面影响^[36-39]。阻隔性能也是烟膜实现防潮保香的关键指标，而阻隔性能的优劣通常以水蒸气透过率(也称透湿性)和氧气透过率来评价^[22]。从#2和#5关键词的聚类分析可以看出，“力学性能”“光学性能”“摩擦系数”和“阻隔性”是关系烟膜品质高低的重要指标，在开发高性能和功能化的BOPP烟用包装膜时，应作为重点研究对象。

#3和#4这两个聚类可归结为对BOPP烟膜产业的分析，涉及BOPP烟膜的生产工艺、原材料和产品应用等。自BOPP生产技术于1958年首创后并陆续投入使用后，我国的科研人员就致力于自主研发国产BOPP烟用包装膜，1996年国产BOPP烟膜研制成功并逐步取代进口烟膜，经过30余年的发展，我国BOPP烟膜的产量与质量突飞猛进。由该聚类可见，国内的研究人员专注于对生产工艺不断改进，持续探索并对原材料的配方进行改进，以使其更好地在产品中得到应用^[40-44]。

#6、#7和#8这3个聚类涉及烟膜的印刷包装、烟膜生产企业的收卷、分切等问题及烟膜新产品的研发^[45-48]，与图谱中的其他聚类相比，没有重合部分，涉及面较窄，属于研究较少且联系并不紧密的研究方向。尽管这3个聚类领域的研究较少，但并不妨碍研究方向具有潜在的研究价值，值得深入挖掘。

3.3 时间演变趋势分析

突现词反映了关键词在某一时间段内频次骤增的情况，突现强度越高，该关键词的关注度越突出。利用Citespace得出了关键词时间线图谱和关键词突现图谱。

图7为BOPP烟用包装膜的关键词时间线图谱，图8为BOPP烟用包装膜的关键词突现图谱。结合前文的发文量分析，从图7、图8可以看出，在BOPP烟用包装膜早期起步研究阶段，关键词时间线图谱中出现了“聚丙烯”“薄膜”“双向拉伸”等关键词，表明研究者早期关注较多的是BOPP烟膜材料本身的特性^[49-50]，而关键词突现图谱中，最早出现的关键词是“生产”“市场”“包装材料”，这与我国早期BOPP烟膜严重产量不足密不可分，此时我国对这一研究领域尚处于空白阶段，国内研究人员专注于对BOPP烟膜的自主研发，以便能够早日投入生产，进入市场。

随着1996年我国BOPP烟膜的自主研发成功，2000年以后，研究人员对“专用料”“性能”“结晶”等关注密切，开始对BOPP烟膜进行深度探索，目的是改良BOPP烟膜的性能，开发出高性能及功能化的烟膜以适应市场需求^[51-53]。近些年，研究人员主要专注于烟膜的“光学性能”“力学性能”等决定烟膜品质高低的关键性能指标的研究^[54-56]，致力于开发高光泽、低雾度的烟膜。综合考虑关键词时间线图谱和关键词突现图谱并结合烟膜特性，不难发现以提高烟膜的光学性能、力学性能、阻隔性能、抗静电性能等为代表的对于BOPP薄膜性能的深入研究，是近期持续的研究热点，值得密切关注。

4 结论

利用VOSviewer和Citespace两款文献计量可视化软件，对中国知网自建库以来有关BOPP烟用包装膜的文献进行年发文量、核心作者、核心机构的分析，并进行关键词共现、关键词聚类以及关键词时间演变趋势的分析。发文量分析结果表明，BOPP烟用包装膜大致分为4个研究阶段，即起步阶段、快速发展阶段、热门研究阶段和平缓发展阶段。核心作者以涂志刚和周先进为代表，各自与其他研究人员形成了研究团体，但各研究团体之间合作较少。核心机构主要以高校和公司主，研究机构之间合作较少，缺乏核心交流。根据关键词共现和聚类分析，BOPP烟用包装膜的研究热点可以概括为薄膜的功能性(如“光学性能”“力学性能”“阻隔性能”“抗静电性”)及薄膜原料(如“专用树脂”“专用料”等)的研究开发。

未来对BOPP烟用包装膜的研究应致力于提高其光学性能、力学性能、抗静电性能、耐磨性能及降低摩擦系数等方面。除对烟膜的生产工艺进行优化之外，对原料配比及添加剂的研究也应加强，开发出多功能型BOPP烟用包装膜是发展趋势之一，如高阻隔型BOPP烟膜、防伪烟膜以及可印刷型烟膜等。此外，相关科研人员除了在研究群体内要互帮互鉴，还应注重和其他研究群体之间的合作交流，研究机构之间也要加强核心交流，使BOPP烟用包装膜朝着高性能和功能化、高附加值方向稳步发展。

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基金资助

张家口卷烟厂有限责任公司科技项目(ZY012023B001)

河北中烟工业有限责任公司科技项目(HBZY2024A058)