影響卷煙紙陰燃速率的因素

王 穎

(杭州華豐紙業(yè)有限公司，浙江杭州，310011)

煙支點(diǎn)燃后的陰燃狀況由煙絲和卷煙紙的陰燃性能共同決定，卷煙紙的陰燃速率是控制煙支燃燒速率的關(guān)鍵。卷煙紙的陰燃速率與煙絲的陰燃速率基本一致時(shí)才能獲得較理想的燃燒效果。如果卷煙紙的陰燃速率大于煙絲的陰燃速率，則在煙支燃燒處，煙絲爆口不能成灰;如果卷煙紙的陰燃速率小于煙絲的陰燃速率，則燃燒端的煙頭會(huì)縮進(jìn)卷煙紙內(nèi)，煙頭因缺乏氧氣供應(yīng)而造成煙支熄火。因此，陰燃速率是卷煙紙的一項(xiàng)重要指標(biāo)，其有效地控制了卷煙紙和卷煙煙絲的燃燒匹配度，同時(shí)，在一定程度上也影響著卷煙的包灰性能［1］。

本實(shí)驗(yàn)分析了卷煙紙中添加的助燃劑品種、PN值 (即采用KMnO4測定的卷煙紙中的有機(jī)酸含量)、填料種類及用量、漿種和卷煙紙透氣度等因素對(duì)卷煙紙陰燃速率的影響，為卷煙紙生產(chǎn)企業(yè)對(duì)卷煙紙陰燃速率的控制提供參考。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 陰燃速率的測定

卷煙紙陰燃速率以寬度為15 mm的卷煙紙點(diǎn)燃后連續(xù)陰燃長度150 mm所需的時(shí)間表示，單位s/150 mm。

1.2 助燃劑種類對(duì)陰燃速率的影響

添加相同用量、不同品種的助燃劑，抄造定量(28 g/m2，下同)、透氣度、灰分相同的卷煙紙手抄片，然后測定卷煙紙的陰燃速率。

1.3 PN值對(duì)陰燃速率的影響

首先添加不同用量、同品種的助燃劑，抄造相同定量、相同透氣度、相同灰分的卷煙紙手抄片，然后測定卷煙紙的PN值和陰燃速率。

表1 助燃劑品種對(duì)卷煙紙陰燃速率的影響

表2 PN值對(duì)卷煙紙陰燃速率的影響

PN值的測定方法:稱取3 g紙樣于500 mL燒杯中，加150 mL蒸餾水，再加入20 mL 20%的H2SO4，煮沸，立即用0.1 mol/L KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至棕色，并保持1 min不消失，其KMnO4消耗的毫升數(shù)，即PN值。

1.4 填料種類對(duì)陰燃速率的影響

使用不同種類填料，添加相同用量、相同品種的助燃劑，抄造定量、灰分相同的手抄片，然后測定卷煙紙的陰燃速率。

1.5 CaCO3用量對(duì)陰燃速率的影響

分別添加不同用量 (25%、30%、40%、60%、80%)的CaCO3，并使用相同用量、相同品種的助燃劑，抄造定量相同的卷煙紙手抄片，然后測定卷煙紙的陰燃速率。

1.6 漿料種類對(duì)陰燃速率的影響

添加相同用量、相同種類助燃劑，用不同種類紙漿抄造定量、灰分相同的手抄片，然后測定卷煙紙的陰燃速率。

1.7 透氣度對(duì)陰燃速率的影響

在保證定量、灰分相同的條件下，添加相同用量、相同品種助燃劑，抄造不同透氣度的卷煙紙，然后測定卷煙紙的陰燃速率。

2 結(jié)果與討論

2.1 助燃劑品種對(duì)卷煙紙陰燃速率的影響

助燃劑品種對(duì)卷煙紙陰燃速率的影響見表1。

從表1可看出，在卷煙紙中添加7種不同的助燃劑，其陰燃速率有所差異，其中，無機(jī)酸堿金屬鹽硝酸鈉的陰燃速率最小。從表1還可看出，使用有機(jī)酸堿金屬鈉鹽型助燃劑卷煙紙的陰燃速率比添加有機(jī)酸堿金屬鉀鹽的大，且單獨(dú)使用有機(jī)酸堿金屬鈉鹽時(shí)，有熄火現(xiàn)象。蘋果酸鉀比檸檬酸鉀的陰燃速率小，燃燒快。

這說明助燃劑能使卷煙紙燃燒時(shí)發(fā)生放熱反應(yīng)，提高卷煙紙的燃燒溫度，從而提高卷煙紙的陰燃速率。從果品中提取的有機(jī)酸鹽類，助燃劑酸根及金屬的種類與卷煙紙的陰燃速率有很大關(guān)系。

2.2 PN值對(duì)卷煙紙陰燃速率的影響

PN值對(duì)卷煙紙陰燃速率的影響見表2。

從表2可看出，PN值小于80時(shí)，隨著PN值的增加其陰燃速率變小，燃燒速率增加。但當(dāng)PN值大于80時(shí)，其陰燃速率基本保持不變。即一定范圍內(nèi)隨著助燃劑用量的上升，燃燒速率上升，但當(dāng)增加到一定程度，它的影響很小。

2.3 填料種類對(duì)陰燃速率的影響

填料種類對(duì)陰燃速率的影響見表3。

表3 填料種類對(duì)陰燃速率的影響

從表3可看出，使用CaCO3作為填料，卷煙紙的陰燃速率比使用MgCO3和TiO2作為填料的低，但三者相差不是很大。

2.4 CaCO3用量對(duì)陰燃速率的影響

CaCO3用量對(duì)陰燃速率的影響見表4。

表4 CaCO3用量對(duì)陰燃速率的影響

從表4可看出，隨著CaCO3用量的增加，卷煙紙的陰燃速率變小，燃燒速率加快。這是因?yàn)榫頍熂埲紵龝r(shí)CaCO3分解成CaO與CO2，這是一個(gè)熱分解反應(yīng)。CaCO3用量少的卷煙紙容易熄火，加入一定比例的CaCO3能保證卷煙紙的燃燒性能。CaCO3含量低，卷煙紙的燃燒性差，卷制成煙支后，容易造成煙絲的陰燃速率比卷煙紙的陰燃速率快，由于煙絲內(nèi)縮，而卷煙紙包圍著燃燒錐處，使其缺乏供氧量而導(dǎo)致熄火。卷煙紙中的CaCO3含量高，燃燒速率快，保證煙支燃燒性，減少抽吸口數(shù)，降低焦油含量。

2.5 漿料種類對(duì)卷煙紙陰燃速率的影響

漿種種類對(duì)卷煙紙陰燃速率的影響見表5。

表5 漿料種類對(duì)陰燃速率的影響

從表5可看出，漿料種類對(duì)卷煙紙陰燃速率略有影響，其中闊葉木漿抄造的卷煙紙的陰燃速率最小。

2.6 透氣度對(duì)陰燃速率的影響

透氣度對(duì)陰燃速率的影響見表6。

表6 透氣度對(duì)陰燃速率的影響

從表6可看出，隨著卷煙紙透氣度的增加，卷煙紙的陰燃速率變小。這說明卷煙紙透氣度對(duì)其陰燃速率有重要影響。隨著卷煙紙透氣度的提高，抽吸時(shí)通過卷煙紙吸收的空氣量也就越多，燃燒所需時(shí)間少，因而卷煙紙的陰燃速率變小。

3 結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)分析了卷煙紙助燃劑品種、PN值、填料種類和用量、漿料種類和卷煙紙透氣度對(duì)卷煙紙陰燃速率的影響。

3.1 添加有機(jī)酸堿金屬鈉鹽助燃劑比添加有機(jī)酸堿金屬鉀鹽卷煙紙的陰燃速率值大，單獨(dú)使用有機(jī)酸堿金屬鈉鹽會(huì)產(chǎn)生熄火現(xiàn)象。

3.2 當(dāng)卷煙紙PN值小于80時(shí)，隨著PN值的增加其陰燃速率變小，燃燒速率增加;但當(dāng)PN值大于80時(shí)，其陰燃速率下降不明顯。

3.3 填料和漿料種類對(duì)卷煙紙的陰燃速率略有影響。

3.4 隨著填料CaCO3用量的增大，卷煙紙陰燃速率減小。

3.5 隨著卷煙紙透氣度的增加，卷煙紙陰燃速率減小。

［1］ CUI Qing-jun，WANG Qing，WANG Li-ming，et al．Factors Influencing Smoldering Rate of Cigarette Pape［J］．China Pulp ＆ Paper，2013，32(3):74．崔慶軍，王 馨，王立民，等．淺析卷煙紙陰燃速率的影響因數(shù)［J］．中國造紙，2013，32(3):74． CPP