醋纤丝束对烟气微粒具有较强的截留、吸附作用，其对烟气的过滤能力强弱受单旦、总旦和单丝截面形状等丝束规格参数的影响。醋纤丝束有Y形、R形、I形、X形等多种截面形状，其中Y型界面纤维的比表面积较大，对卷烟烟气中的有害成分具有较好的吸附与截留作用，应用最广。丝束的单旦和总旦会影响滤嘴内丝束分布的丝束根数和丝束分布结构松紧度，进而影响其对卷烟烟气的过滤效果。

一、丝束规格对滤棒压降的影响

滤棒压降是影响卷烟烟支吸阻的重要因素之一，而丝束规格又是影响滤棒压降的关键因素，丝束的单旦和总旦会影响滤棒内丝束根数和分布情况，进而影响气流的通过途径和速度，对滤棒压降造成影响。

1. 对常规圆周滤棒的影响

一定的滤棒几何尺寸、一定的滤棒成型设备和成型条件，每一种规格的丝束具有一个从最低压降到最高压降的加工范围。以滤棒的压降和丝束的质量为坐标，用一根曲线来表示以上的成型范围，它体现了滤棒压降与质量的对应关系，这就是丝束特性曲线。

对于不同规格醋纤丝束而言，在其适宜成型能力范围内所成型滤棒质量比较稳定，同时，还应综合考虑经济性、稳定性、滤棒的指标要求、成型设备的性能等因素的影响，进而确定适宜的加工点。加工点选择过低，滤棒中丝束填充量过少，滤棒易出现压降稳定性差、“缩头”、硬度偏低、过滤效率偏低、热塌陷等质量问题；加工点选择过高，滤棒中丝束填充量过多，滤棒的压降稳定性变差。

如图5-7所示，当丝束线密度相等时，单丝线密度小的丝束特性曲线在右上方。当单丝线密度固定时，丝束线密度大的丝束特性曲线在右下方。当丝束线密度恒定、单丝线密度变化时，滤棒压降的变化趋势是同等质量的滤棒单丝线密度越低，压降越大，即当设计高压降滤棒时，应考虑选择单旦低的丝束规格；单丝线密度越高，吸阻越小，即当设计低压降滤棒时，应考虑选择单旦高的丝束规格。综上可见，进行卷烟设计时，低总旦、高单旦的丝束适宜高吸阻卷烟，而高单丝线密度、低线密度丝束更利于降低卷烟吸阻。

图5-7 不同规格丝束滤棒压降变化图

对于常规圆周卷烟（圆周=24.3mm）而言，常用丝束规格横截面为Y型，丝束单旦在2.0～5.0，丝束总旦在20000～50000。如表5-1所示，当滤棒圆周为24.1mm、长度为100mm时，表中所列丝束规格成形滤棒的压降范围为2000～3600Pa，可满足不同卷烟的设计需求。在实际应用中，除了满足卷烟吸阻的设计外，还需要考虑质量稳定性、出棒率、烟气指标等诸多因素，综合选择适宜的丝束规格。

表5-1 常规圆周卷烟醋纤丝束加工范围（滤棒圆周24.1mm、长度100mm）

2. 对细支滤棒的影响

对于细支卷烟（圆周=17.0mm）所用滤棒，国内细支卷烟发展前期所用醋纤丝束规格以6.0Y17000为主，其适应成形压降在4000Pa以上的细支滤棒。随烟草工业的不断发展，细支卷烟品类获得了快速发展，但与常规圆周卷烟相比，也逐渐显现出吸阻高、烟味淡、满足感差等问题，为此更多适宜于细支的醋纤丝束规格被设计开发出来。

图5-8所示为5种细支卷烟用不同醋纤丝束的成型能力特性曲线。由图可看出，5种规格醋纤丝束的成型能力存在显著差异，表明对于相同长度和圆周的细支滤棒，在相同成型条件下，丝束规格是影响细支滤棒压降的关键因素，进而会直接影响细支卷烟吸阻。当细支卷烟用醋纤丝束的单丝线密度增加、线密度降低，所成型细支滤棒压降随之降低，与正常圆周卷烟所得出的常规圆周滤棒结论一致。当前烟草行业主要采用的醋纤丝束规格6.0Y/17000适宜成型的压降范围在4000Pa以上，而8.0Y/15000、11.0Y/15000和9.5Y/12000 3个规格醋纤丝束主要适用于3500Pa以下的压降细支滤棒。通过对丝束规格的调整，可显著改变细支卷烟吸阻，满足设计需求。

图5-8 不同规格细支卷烟醋纤丝束特性曲线

如表5-2所示为细支卷烟用不同丝束滤棒压降的检测结果。从表中数据可看出，与常规圆周滤棒相比，细支滤棒压降稳定性整体相对较差，也反映出了当前行业内细支滤棒生产中存在一定的技术瓶颈。同时，对于同一规格丝束，加工点选择过高或过低，滤棒压降稳定性同样变差。目前，细支卷烟用丝束规格可满足加工滤棒压降为1850～7250Pa，满足不同的卷烟设计需求。

表5-2 细支卷烟醋纤丝束加工范围（滤棒圆周16.9mm、长度120mm）

二、丝束规格对过滤效率的影响

丝束规格会影响丝束的比表面积、分布结构，进而会对烟气微粒的截留、碰撞几率造成影响，对烟气的过滤效率产生影响。

1. 对常规圆周卷烟的影响

常规圆周卷烟和细支卷烟在烟支形态具有明显差别，烟气在滤嘴中的通过情况也有差异，进而表现为烟碱过滤效率的不同。根据刘镇等人的研究结果，固定滤棒长度、圆周等设计指标，醋纤丝束单丝线密度越小，线密度越大，所制滤棒的过滤效率越高。如图5-9所示，固定总旦不变，单丝线密度越小，过滤效率越高；固定单旦不变，线密度越大，过滤效率越高。

图5-9 不同规格丝束滤嘴过滤效率(www.daowen.com)

同时，从图中可以看出，当滤嘴长度为20mm、吸阻为588Pa、丝束单丝线密度3.0den、总旦35000den时，过滤效率为46.5%。如欲将过滤效率由46.5%提高到47.1%，吸阻仍为588Pa，则应选用单丝线密度2.7den、线密度32000den的丝束。如欲将吸阻提高到686Pa，过滤效率为49.4%，则应选用单丝线密度2.7den、线密度35000den的丝束。

2. 对细支卷烟的影响

为考察细支卷烟丝束规格对烟碱过滤效率的影响，固定滤嘴通风率（0）和其他因素，不同规格丝束不同压降滤棒与主流烟气烟碱的过滤效率关系趋势图如图5-10所示。从图中可看出，对于同一规格二醋酸纤维素丝束所成型的细支滤棒，随着滤棒压降升高，滤棒对烟碱的过滤效率增加；对于不同规格二醋酸纤维素丝束规格而言，总趋势为丝束单旦增加、总旦降低，所成型的细支滤棒对主流烟气的过滤效率降低。在实际产品研发中，可通过选择适宜规格二醋酸纤维素丝束成型滤棒，达到适宜的主流烟气过滤效率，从而实现卷烟的设计目标。

图5-10 不同规格细支卷烟滤嘴烟碱过滤效率

研究表明，对于常规圆周卷烟和细支卷烟而言，均为丝束的单旦越小、总旦越高，成型的滤棒过滤效率越高。根据上述丝束与烟气微粒作用机理可知，对于一束丝束而言，单旦越小、总旦越高，则其丝束根数越多，烟气微粒尺寸与纤维尺寸、纤维之间距离之比增大，丝束对烟气微粒的拦截、沉积及碰撞作用增强，过滤效果提升。反之，当单旦越大、总旦越低时，滤嘴内丝束根数显著减少，丝束分布稀松，烟气微粒通过途径打开，进而降低了其对烟气的过滤作用。

三、丝束规格对卷烟烟气有害成分的影响

根据研究，固定其他因素，只改变滤嘴丝束单丝线密度和线密度，考察其在不同滤嘴通风下对卷烟有害成分释放量的影响。考虑到与现有卷烟产品的可对比性，总旦变化试验采用卷烟牌号A为卷烟载体，滤棒压降固定为2800Pa，成形纸透气度为10000CU，滤棒三乙酸甘油酯比例为8%，滤棒长度为100mm，圆周为24.1mm。保持丝束单旦和滤棒压降不变，在不同滤嘴通风率下，丝束总旦对焦油、 H、 7种成分及烟碱释放量的影响见图5-11。

图5-11结果表明，在0%、10%、25%和40%这4个滤嘴通风率下，固定丝束单旦（3.0旦），丝束总旦从32000增加到37000，焦油、 H、7种成分释放量差异较小，因此可认为在实验参数范围内，在保持滤棒压降一致的情况下，固定单旦、增加总旦对焦油、 H、7种成分释放量总体影响较小。由此可知，卷烟设计中，固定滤棒圆周及吸阻，醋纤丝束的总旦对卷烟烟气有害成分的释放量影响较小。

图5-11 丝束总旦对卷烟烟气焦油、 H、 7种成分和烟碱释放量影响

保持丝束总旦和滤棒压降不变，考察不同滤嘴通风率下，丝束单旦对焦油、 H、 7种成分及烟碱释放量的影响，其中3.0/35000和5.0/35000组以卷烟牌号A规格为载体，2.7/35000和3.0/35000组以卷烟牌号B为卷烟载体，滤棒压降固定为2800Pa，成形纸透气度为10000CU，滤棒三乙酸甘油酯比例为8%，滤棒长度为100 mm，圆周为24.1mm。保持丝束总旦和滤棒压降不变，考察不同滤嘴通风率下，丝束单旦对焦油、 H、 7种成分及烟碱释放量的影响，分别讨论丝束单旦对各种成分的影响，结果见图5-12。

图5-12

图5-12

图5-12 单旦对卷烟烟气焦油、 H、 7种成分和烟碱释放量影响

根据图5-12的结果，在丝束总旦和滤棒压降一致的情况下，降低单旦，焦油释放量降低，尤其是单旦从5.0旦降至3.0旦后，在0%、10%、25%、40%这4个滤嘴通风率下，焦油释放量分别降低4.1%、6.9%、9.4%和12.5%，H分别降低3.2%、2.2%、5.5%和5.1%，HCN释放量分别降低12.3%、12.0%、12.6%和5.0%，氨释放量分别降低1.6%、1.9%、6.1%和4.8%，苯酚释放量分别降低11.9%、5.5%、8.0%和14.2%，烟碱释放量分别降低3.5%、4.6%、7.8%和9.2%；单旦从3.0旦降至2.7旦时，由于丝束单旦变化幅度小，上述几种物质放量降低幅度较小。同时可以看出，不同丝束单旦丝束卷烟烟气CO、NNK、B[a]P、巴豆醛四种成分释放量无明显影响。

综合分析，固定滤棒压降和丝束总旦，在0%、10%、25%和40%这4个滤嘴通风率下，丝束单旦由5.0旦降至3.0旦，烟气焦油、 H、HCN、氨、苯酚和烟碱释放量有所降低，而对CO、NNK、B[a]P和巴豆醛基本无影响。丝束单旦对焦油释放量的影响基于对烟气微粒的过滤，丝束单旦减小，会增大滤嘴的过滤性能。

四、丝束规格对卷烟感官质量的影响

卷烟感官质量是消费者对卷烟品质的直接感受。石凤学等人研究采用数理统计方法系统分析了卷烟单支质量、吸阻、通风率与感官质量的相互关系，发现卷烟物理参数与感官质量关系分析中的显著性指标是烟支质量、吸阻、滤嘴通风率、总通风率、香气、杂气、刺激性和余味，杂气随烟支质量、吸阻的增加而降低，刺激性随吸阻的增加而降低。丝束规格会对卷烟吸阻造成较大影响，且会通过过滤性能差异对烟气的状态构成带来影响，进而影响卷烟感官质量。

图5-13 丝束规格对卷烟感官的影响

于川芳等人研究了丝束规格对感官质量的影响。如图5-13所示给出了常规圆周卷烟对丝束规格的影响。图中每组柱状图的前3根为单旦不变，总旦变化的情况，可看出，单旦不变，高总旦对减少杂气和刺激性，提高细腻程度和干净程度有利，即在单旦不变的情况下，适当提高总旦利于提高卷烟感官品质。分析原因为，单旦不变，总旦增加，滤嘴内丝束根数提高，对烟气的过滤和调和能力增强，进而提升烟气的细腻程度。每组柱状图的第2根和第4根为总旦不变，单旦变化的情况，图中显示，丝束单旦降低后，卷烟感官质量总体上有所下降。每组柱状图的第5根为3.3Y/39000的丝束，评吸结果表明对于本试验卷烟来说，选用此种丝束时感官质量最差。与上述原因类似，3.3Y/ 39000的丝束根数最少，对烟气的过滤较弱，烟气略显粗糙。因此，在选用丝束的时候，还不能片面地追求低单旦丝的高出棒率，尤其对于高档卷烟来说，最好使用适当单旦、较高总旦的丝束。