理论教育 优化烟支纸张:接装纸和成形纸的作用与激光打孔方式

优化烟支纸张:接装纸和成形纸的作用与激光打孔方式

时间:2023-06-16 理论教育 版权反馈
【摘要】:接装纸和成形纸是包裹滤棒,并使滤嘴与烟支卷接到一起的专用纸张。通过接装纸与成形纸透气度的合理搭配,可以使烟支具有一定的滤嘴通风率,从而调变卷烟的烟气释放量,改变卷烟的感官质量。由于激光打孔具有透气度稳定、无异味、效率高的特点,现在已成为接装纸打孔的主流方式。⑤该指标包括烟用接装纸正、反面D65荧光亮度。

优化烟支纸张:接装纸和成形纸的作用与激光打孔方式

接装纸和成形纸是包裹滤棒,并使滤嘴与烟支卷接到一起的专用纸张。通过接装纸与成形纸透气度的合理搭配,可以使烟支具有一定的滤嘴通风率,从而调变卷烟的烟气释放量,改变卷烟的感官质量。

一、接装纸

烟用接装纸是指将滤棒和卷烟烟支卷接到一起的专用纸张。接装纸主要有三个功能:一是通过黏接,接装纸将滤棒和烟支段连接在一起;二是接装纸上印刷的独特图案,可以作为卷烟产品的外观辨识特征;三是对于有透气度要求的接装纸,在卷烟抽吸过程中,空气从打孔区域进入,稀释主流烟气,进而达到降低焦油、一氧化碳等目的。

1. 接装纸的分类

按烫印方式不同可分为烫印接装纸和非烫印接装纸。

按打孔方式不同可分为非打孔接装纸(含自然透气度接装纸)和打孔接装纸。打孔接装纸按照打孔方法可分为激光打孔接装纸、等离子打孔接装纸、静电打孔接装纸;按照在线打孔与否可以分为在线激光打孔和预打孔两种方式,目前能实现在线打孔的是激光打孔方式,等离子打孔接装纸和静电打孔接装纸只有采取预打孔。

(1)激光打孔接装纸 规则的排列孔,在打孔区域内,孔眼大小的规则性、排列的一致性直接影响接装纸透气度的稳定性。激光打孔的原理如图1-6所示:利用激光发生器产生激光,形成光路,再采用旋转棱镜分切激光光束从而实现打孔。激光打孔机可分为单盘或多盘激光打孔机。由于激光打孔具有透气度稳定、无异味、效率高的特点,现在已成为接装纸打孔的主流方式。

图1-6 激光打孔示意图

在线激光打孔和激光预打孔接装纸的对比如表1-5所示。

表1-5 在线打孔和预打孔对比表

(2)等离子打孔接装纸 等离子体是一种自由电子、离子和中性粒子的气体和流体状的混合物组成的准中性粒子系统。等离子打孔的产生是接装纸材料的蒸发,无燃烧过程。打孔区域内是大小、分布不规则的高密度小孔。等离子打孔比激光打孔和静电打孔有更稳定的透气度。

(3)静电打孔接装纸 静电打孔是在打孔区域内呈不规则散射状的微型孔带,其优点是在最小的打孔面积内实现更多的孔目数,空气透过接装纸上的小孔或垂直或斜向进入滤嘴。静电打孔的原理如图1-7所示。利用电极电晕放电完成打孔。静电打孔机分为宽幅静电打孔机和单盘静电打孔机。

按纸张材质工艺,接装纸分为普通接装纸、透明接装纸、转移接装纸、高光接装纸、防渗透接装纸等。

图1-7 静电打孔示意图

2. 接装纸的生产工艺

接装纸按照加工工艺可以分为涂布接装纸、印刷接装纸以及其他类型接装纸等。接装纸的生产是在接装纸原纸上进行印刷、印后再加工处理的工艺技术过程,通常包括:原纸生产、设计、制版、印刷、分切等工序。

(1)接装纸原纸生产工艺 接装纸原纸的生产流程主要由打浆、抄造、分切包装三大工序组成。

①打浆:打浆的目的是根据纸张的质量要求及纸浆的种类,利用物理方法,对水中纤维悬浮液进行机械处理,使纤维受到剪切力,改变纤维的形态,使纸浆获得某些特征(如机械强度、物理性能等),以保证抄纸出来的产品符合预期要求。

通过打浆,控制纸料在网上的滤水性能,以适应造纸机生产的需要,使纸幅获得良好的成形,改善纸张的匀度和强度。打浆是复杂而细致的生产过程,即使采用同一种浆料,随着打浆设备、打浆方式和打浆工艺以及操作的不同,可以生产出多种不同性质的纸和纸板。同样,采用不同的原料和不同的打浆工艺,也可以生产出要求相同的产品。

②抄造:目前接装纸原纸抄造的方法主要是湿法抄造,即先在抄纸前将浆板碎解成符合要求的浓度后进行打浆、配浆,然后加入大量的水将浆料制成纤维均匀分布的悬浮液,再在造纸过程中脱去加入的水使纤维形成均匀的纸页的过程。造纸机的形式主要有长网、圆网和夹网三种,生产接装纸原纸一般都用长网纸机。

③分切包装:纸卷下机后需经分切复卷成为所需规格的卷筒纸,用塑料薄膜、牛皮纸板等包装物包装,并在卷纸适当位置标上品名、规格、定量等信息。

(2)接装纸成品生产工艺 成品印刷是在接装纸原纸上进行印刷,印后再加工处理的工艺技术过程,通常包括:设计、制版、印刷、分切等工序,其生产工艺流程如图1-8所示。

图1-8 接装纸生产工艺流程

注:“★”为关键工序,“☆”为特殊工序

3. 接装纸的技术要求

接装纸的技术指标按照YC 171-2014 《烟用接装纸》的规定执行,见表1-6。

表1-6 烟用接装纸技术要求

续表

由于接装纸属于口触材料,所以在安全卫生指标方面也需要进行监控,具体情况见表1-7。(www.daowen.com)

表1-7 烟用接装纸卫生指标

续表

注:①溶剂残留总量是指除乙醇以外许可使用溶剂残留量与溶剂杂质残留量之和;许可使用溶剂为Q/HNZY J15 JS 100.3规定的乙醇、正丙醇、异丙醇、乙酸乙酯、乙酸正丙酯、乙酸异丙酯、丙二醇甲醚、丙二醇乙醚、丁二酸二甲酯、戊二酸二甲酯、己二酸二甲酯和2-丁酮。

②溶剂杂质为Q/HNZY J15 JS100.3未许可的挥发性物质。

③苯系物为甲苯、乙苯、二甲苯

④特定芳香胺为邻甲苯胺、2,4-二甲基苯胺、2,6-二甲基苯胺、邻氨基苯甲醚、对氯苯胺、2,4,5-三甲基苯胺、2-甲氧基-5-甲基苯胺、4-氯邻甲苯胺、2,4-二氨基甲苯、2,4-二氨基苯甲醚、2-萘胺、4-氨基联苯、4,4′-二氨基二苯醚、4,4′-二氨基二苯甲烷、联苯胺、3,3′-二甲基-4,4′-二氨基二苯甲烷、3,3′-二甲基联苯胺、4,4′-二氨基二苯硫醚、3,3′-二氯联苯胺、3,3′-二氯-4,4′-二氨基二苯甲烷、3,3′-二甲氧基联苯胺、邻氨基偶氮甲苯、5-硝基邻甲苯胺和4-氨基偶氮苯。

⑤该指标包括烟用接装纸正、反面D65荧光亮度。

二、成形纸

1. 成形纸的分类

成形纸是指加工烟用滤棒时,用于包裹滤嘴滤材的专用纸张。滤棒成形纸主要有两个功能:一是用于包裹滤嘴滤材,形成形状规整、稳定的圆柱形滤棒结构;二是高透滤棒成形纸提供滤嘴段通风,是滤嘴段通风的一个重要组成部分。按照成形纸的透气度分类,可以分为普通滤棒成形纸和高透滤棒成形纸。成形纸规格分类如表1-8所示。

表1-8 滤棒成形纸分类规格

2. 成形纸的生产工艺

(1)普通成形纸生产工艺 普通成形纸工艺流程如图1-9所示。

图1-9 普通滤棒成形纸生产工艺流程图

普通成形纸生产主要分为三个工序:打浆工序、抄纸工序和完成工序,各工序生产工艺情况说明如下:

①打浆工序:打浆工序是生产普通成形纸的首道工序,主要是对各种浆料进行打浆磨制,切断、分丝和帚化纤维,让处理后浆料适应纸机抄造并得到预定的成品质量。打浆后的成浆主要控制指标有打解度、湿重、帚化率、匀整度等。主要过程控制参数有打浆浓度、打浆功率、通过量、打浆时间等。通过采用分布式控制系统(Distributed Control System,DCS)对生产线的工艺参数测量、控制,保证工艺参数处于最佳值,工艺设备处于最佳运行状态,通过控制打浆质量,保证了各种物料、生产状态和各部参数的稳定可控及浆料处理质量。

处理好的浆料经过配浆,加填碳酸钙、助剂,冲浆稀释,除渣、净化、筛选等步骤,经网前箱上网并进入抄纸工序。浆料流送的每一步骤,均采用了DCS系统控制,过程质量控制精确,而且碳酸钙加入量还可通过质量控制系统(Quality Control System,QCS),在线监控纸张主要质量指标,确保产品横向质量始终保持在标准要求的偏差之内,通过在线监测灰分值、自动控制和调节,保证了灰分等指标的稳定性。

②抄纸工序:抄纸工序是普通成形纸产品质量形成的关键工序,主要过程控制参数有浆料上网浓度、纸机各部水分、干燥温度曲线、助剂加入量等。抄纸工序主要的工艺技术特点有:

a. 纸机采用了DCS系统控制,对浆料/助剂流量、液位、压榨压力、干燥汽压、各部速度等关键指标控制精确,保证各种物料、生产状态和各部参数稳定可控;b. 施胶机采用了计量棒计量薄膜涂布技术,保证表涂助剂控制稳定精确;c. 纸张各项主要控制指标均可进行在线监测、在线调整;定量、水分、灰分采用QCS质量控制系统在线监测并可通过信号反馈、在线自动控制调整;d. 纸病检测系统在线检测纸张纸病。操作人员据此采取措施、消除纸病,检验人员据此剔出纸病,确保产品外观质量。

③完成工序:完成工序主要包括复卷、分切和包装入库,主要控制指标有盘纸宽度、长度、直径、圆度,端面平整、洁净情况等。在纸辊复卷前需对普通成形纸的物理指标和外观指标等进行全面检验,不合格产品予以报废,在分切后对纸病进行有效剔除。

(2)高透成形纸生产工艺 高透成形纸要求纸张具有大量的孔隙,以保证纸张的透气性,这将造成纸张的强度和匀度下降。为此,在生产高透滤棒成形纸时,需要采用长而细的纤维在非常低的纸浆浓度下抄造,通常采用斜网或者圆网纸机来抄造。高透成形纸工艺流程见图1-10。

高透成形纸生产主要分为三个工序:打浆工序、抄纸工序和完成工序,各工序生产工艺情况与普通成形纸相同。

高透成形纸要求纸张具有大量的空隙,以保证纸张的透气性。所以生产关键工艺是选择纤维原料,要使原料很好地在水中分散,保证纸张的强度和匀度,解决透气度与强度的相互矛盾。

3. 成形纸的技术要求

YC/T 208-2006 《滤棒成形纸》对滤棒成形纸的技术要求进行了规定,见表1-9。

图1-10 高透滤棒成形纸生产工艺流程图

表1-9 滤棒成形纸技术要求

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