卷烟纸对卷烟燃烧性能的影响

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・论文与综述・

卷烟纸对卷烟燃烧性能的影响

赵　宏

(牡丹江恒丰纸业股份有限公司,黑龙江牡丹江157013)

卷烟纸作为卷烟的主要辅料,由于它直接参与燃烧,所以对卷烟的燃烧性能有着直接的影响。本文所探讨的卷烟燃烧性能,从以下两方面来进行认识和分析:一是卷烟燃烧后从外观视觉效果所体现的外观燃烧性能,如燃烧速度、静燃时的侧流烟气、包灰的牢固性、灰色、燃烧碳化圈、卷烟燃烧锥等。二是卷烟燃烧的内在性能,即烟支燃烧后的烟气组分,其中主要是CO 、焦油和烟碱的含量。通过调整卷烟纸的生产工艺,可对上述两方面卷烟燃烧性能进行适当的调节。

1　卷烟燃烧外观性能的调节1.1　烟的燃烧速度

首先要求卷烟纸与烟丝的燃烧速度相匹配,基本上可达到同步燃烧,才能获得较为理想的燃烧效果,其

次是在烟纸适应烟丝燃烧速度的前提下,使烟支向着加快燃烧速度的方向发展,因为燃烧速度快的香烟,可减少香烟的抽吸口数,从而降低吸烟者对焦油等有害物质的摄取量。

为使卷烟的燃烧速度加快,卷烟纸可以从透气度、灰分、定量、助燃剂等方面进行适当调节,以适应烟丝的燃烧速度,高透气度、较高助燃剂含量的卷烟纸是提高卷烟纸燃烧速度的有效措施。

表1　生产中统计的经验数据

序号定量/g ・m -2透气度

/CU 灰分/%烟纸燃速/s /27×60mm 2

助燃剂含量/%卷烟燃烧时间126.5352.316.5521.30.8712′8″226.7350.216.8622.50.7312′35″326.5663.116.3021.70.8311′19″426.5062.516.7721.20.9711′7″526.6853.816.4226.630.6212′50″627.1549.416.6726.990.5712′53″727.3061.616.3624.550.6112′27″826.8562.315.8725.100.5912′39″9

27.21

49.716.2227.910.5313′25″1026.96

49.4

16.35

28.30

0.45

13′30″

以上数据可以看出,透气度60CU (一般50～

70CU ),助燃剂含量0.7%～1.0%时,香烟的燃烧速度较快,实验证实透气度和助燃剂含量在此范围内香烟

收稿日期:2006-01-11

的包灰效果也较为理想。

1.2　香烟静燃时的侧流烟气量

随着人们对环境与健康问题的日益关注,香烟静燃时的侧流烟气早已引起烟草业及卷烟纸研究人员的重视,在国外上世纪七、八十年代就已对香烟燃烧的侧流烟气量进行了许多研究,有的还申报了发明专利。

减少香烟燃烧侧流烟气量的卷烟纸生产技术,主要是从填料和燃烧调节剂方面进行调整,首先要选择比表面积大的填料,增加焦油等有害粒相物的沉积面积,并借助良好的燃烧调节剂的粘结作用,阻挡烟气的溢出。其次要调整卷烟纸的原料结构和生产工艺,生产较高定量、较低透气度的卷烟纸(法国摩迪该产品定量达45～46g/m 2),并要改善卷烟燃烧的包灰质量,特别是包灰的牢固性要好,减少侧流烟气的溢出量。

1.3　香烟燃烧的包灰性能

卷烟燃烧后的包灰性能是体现香烟档次的一个

很重要方面,讨论包灰性能可从香烟燃烧后的灰色、包灰牢固性来分析,从卷烟纸的角度来讲,影响包灰的因素主要有:灰分含量、所用助燃剂及助燃剂含量、纸张均一性(如匀度、透气度、定量等)、纸张的两面差等。

一般来说,卷烟纸的灰分控制在15%～19%(CaO 计)为宜,选用有机助燃剂并使助燃剂含量在

0.7%～1.0%,透气度50～70CU 并具有较低透气度

变异系数的卷烟纸可取得较好的燃烧包灰性能,且纸质细腻、柔软,外观视觉效果好。若工艺指标控制不好,如灰分含量过低或助燃剂含量过低,势必造成卷烟纸燃烧后炸灰、燃烧不均、灰色发黑等现象。

1.4　卷烟燃烧的碳化圈和卷烟燃烧锥

随着卷烟燃烧的进行,总有一圈未完全燃烧的黑圈,我们称之为碳化圈,碳化圈过黑、过粗,给人的视觉感受不好。解决碳化圈过黑过粗就是要调整烟纸与烟丝相匹配的燃烧速度,如果二者不能同步燃烧,还会产生另一问题,如卷烟纸燃烧速度过快,就会产生大的卷烟燃烧锥,直接影响香烟的燃烧质量,势必降低香烟的等级。

在合理地调整卷烟纸的各项指标的情况下,借助化学助剂的调节来改善卷烟燃烧的性能也是必不可少的一个方面。如选用合适的助燃剂、阻燃剂、烟灰调理剂,可以灵活调节卷烟燃烧的外观效果。

2　卷烟纸对卷烟燃烧内在性能的影响

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24—　2006年　第2期 《黑　龙　江　造　纸》

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卷烟燃烧的烟气是一种气溶胶,即气固两相并存,固体颗粒中即粒相物质中主要含有焦油、烟碱等,气相物质的主要成份是CO 、异戊二烯、乙醛、丙醇、丙烯醛等。卷烟燃烧后的烟气组分与吸烟者的健康有着密切关系,随着吸烟与健康研究的不断深入,世界卫生组织加强对烟气组分的检测,据有关资料介绍加拿大卫生组织要求进入加拿大市场的卷烟每年对烟气中的44种有害物质(霍夫曼名单中11种有害烟气成分)进行检测,并要公布检测结果。几乎每个国家都要对苯并芘进行检测。近年来,我国卷烟行业也在降焦、降害方面做出了积极努力,配合低危害香烟的研究,降焦、降害、降异味的卷烟纸也应运而生。

低危害的卷烟需要严格控制烟气中的CO 、烟碱和焦油含量,并能降低抽吸的口数。卷烟纸的生产应从以下几方面来考虑降低卷烟燃烧烟气的危害。2.1　生产高透气度自然孔隙度的卷烟纸

卷烟纸自然透气度和烟气中有害组分的关系可见诸多文献资料中,通过实验证实,烟气中的焦油、烟碱、CO 含量、抽吸口数随着透气度的增加而降低。

获得均匀的自然孔隙度是通过卷烟纸降低卷烟燃烧危害的一个行之有效的方法。如使用良好的助留助滤剂,可使卷烟纸获得更好的自然孔隙度,从而降低卷烟燃烧烟气的有害组分。2.2　合理调整原辅料结构,优化工艺指标

选用燃烧后不产生异味的原辅材料,并要满足低危害要求,如使用较大比例的麻浆,可明显降低卷烟燃

烧的异味;使用有机助燃剂可降低卷烟燃烧的CO 量;加入一些非离子的表面活性剂如:聚丙烯酸,主流烟气中的焦油和CO 都可降低。

卷烟纸的物理指标需要全面优化,如为降低烟气的异味和CO 量,卷烟纸向着高透气度、低定量方向发展。2.3　选择特种填料和吸附剂

卷烟纸中加入安全有效的特种填料或吸附剂是降低卷烟燃烧烟气组分的另一措施,如国外专利中介绍了г-氧化铝(一种活性三氧化二铝的无机纤维素)、Mg (O H )2、烟草茎秆粉、甲基纤维素钠等都可作以尝试。

3　结语

卷烟纸与卷烟燃烧后的性能关系密切,卷烟纸不仅影响烟支燃烧的外观性能,对烟气组分更有直接的影响,通过对卷烟纸的研究,可赋予卷烟以特殊的功能,因此如何生产高技术含量的卷烟纸适应香烟安全、低危害的要求,是卷烟纸研究和发展的方向。

随着造纸行业的科技进步,卷烟纸作为高科技含量、高附加值的纸种,将紧跟烟草行业发展的步伐,并通过不断的深入研究和探讨,使卷烟纸的发展水平上升一个新的层次。

[参　考　文　献]

[1]　顾波,等.卷烟纸自然透气度对卷烟物理性能及烟气量影响的研

究.中国烟草学会2002年学术年会论文集,P742

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工业用布:音箱隔音毡、电池隔膜纸、玻璃钢增强基布、过滤材料、电器绝缘布、电缆布、胶带布等。

土木工程、建筑:土工布、隔音材料、防热材料、防水材料基布、油毛毡基布。

汽车工业:化油器滤芯、空气滤芯、隔热毡、防震毡、模压成型材料、内装饰复合材料。

农业与园艺:护根布、育苗布、防虫害布、防霜冻布、土壤保温布。

包装材料:复合水泥袋、粮食包装袋、箱包用材、其它包装基材。

其它:地图布、年历布、油画布、扎钞带等。

4　国内无纺布生产状况

2004年我国各类非织造(无纺布)都得到迅速发

展,据统计资料表明:全国纺粘生产线到2004年末已达242条(2003年为115条),形成的生产能力为

61.42万t ,比上年增长34.6%;水刺生产线已达81

条,生产能力超过13万t ,比上年增长50%;浆粕气流成网非织造(无纺布)继续呈增长态势,2004年生产能

力超过8.5万t ,全年产量达到4.5万t ,比上年增长

40.62%;熔喷非织造(无纺布)2004年亦有增长,全年产量达到1.85万t ,比上年增长23.3%;湿法非织造(无纺布)2004年得到较快发展,全年产量超过1万t ,比上年增长66.7%。传统工艺如针刺、热粘合、化学粘合非织造(无纺布)都有增长,其产量分别达到25万t ,14万t 及16.5万t 。全年各类非织造(无纺布)总产量达到104.26万t 。目前世界上只有北美和欧洲二个地区总产量超过100万t ,我国已跨入世界非织造(无纺布)大国行列。

化纤和化纤原料涨价,直接对非织造(无纺布)和产业用纺织品行业带来冲击。由于石油价格大幅度攀升,带动化纤和化纤原料涨价。如丙纶切片年初价格为7000～8000元/t ,到八、九月时最高升至13000元/

t 以上,涤纶、锦纶等原料亦迅速上涨,另粘胶短纤维

价格也居高不下,这些都直接对非织造(无纺布)行业造成影响,企业利润大幅下降,有的产生亏损,极少数企业甚至长时间停产,这对全行业来说是一个严峻考验。由于很多企业采取了各种应对措施,大部分企业进行调整渡过了难关。但在2005年一年中,原料价格仍在波动。

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4—碱回收消化及苛化生产中应注意的几个问题