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1、第十一章 滤棒成型工艺,第一节 滤棒的生产和发展滤棒是指以过滤材料（如烟用纤维丝束及芯纸等）为原料，加工卷制而成的具有过滤性能并有一定长度（如120mm）的圆形棒。滤嘴是指滤棒分切后接装在卷烟烟支的抽吸端，对卷烟烟气中某些物质（如焦油、烟碱等）起过滤作用的圆柱体，是滤嘴卷烟的一个组成部分,卷烟滤嘴对烟气粒相物有一定的过滤作用，可部分地滤去烟气中的某些成分，如焦油、烟碱等，减少烟气中的有害物质，从而缓解吸烟与健康的矛盾。消费者接受滤嘴卷烟的另一个原因是滤嘴避免了烟末粘在嘴唇上所引起的不适感。对于卷烟企业，则可以借接装滤嘴减少单箱烟叶消耗，提高产品质量档次和价值，从而获得较大的经济效益。,1931
2、年“本森赫基公司”使用纸质滤嘴;1951年美国“总督牌”率先使用醋酸纤维（以下简称醋纤）滤嘴以来，滤棒生产发展很快;1976年滤嘴卷烟已达世界总产量的40左右，1980年代末，主要生产卷烟国的滤嘴卷烟平均已达85左右。其中日本、英国为98，美国、原联邦德国95韩国、埃及、阿根廷等国家已达100。,我国滤嘴卷烟生产起步较晚，1973年青岛卷烟厂生产的“大前门”牌卷烟最早接装了纸质滤嘴到十九世纪80年代初期滤嘴卷烟只占我国总产量的。随着我国烟草行业的崛起，1985年以后滤嘴卷烟急速发展，1990年上升到501996年末卷烟接嘴率达到了93%1998年已达97.3至今无嘴卷烟的生产已寥寥无几。,滤棒
3、成型设备的发展,1950年代初，卷烟机改良的醋酸纤维滤嘴成型机，速度为60m/min，油漆喷涂机增塑、粘合剂为水解淀粉1960年代初，速度提高到200250m/min，开松辊由平滑辊改造为细沟槽辊，辊筒涂布增塑1960年代后期，刷辊式增塑装置和热熔胶1970年代，成型速度为400m/min1980年代后期、成型速度为600m/min,第二节 滤棒成型工艺,一、原材料的种类 滤棒成型使用的材料可分为过滤材料和成型材料。过滤材料对主流烟气中的粒相物质可起到过滤作用。通常使用的有二醋酸纤维丝束、聚丙烯纤维丝束，芯纸等。成型材料是在滤棒成型时赋予滤棒一定外形尺寸并保持滤棒具有一定的物理性能，主要有滤棒
4、成型纸、增塑剂、粘合剂等。,二、原材料的特性与技术要求,（一）过滤材料的特性与技术要求丝束的特性参数（1）单丝线密度：是一根未卷曲的纤维丝1000m长时的质量（g），国际标准单位符号为tex，单位名称为“特”，1 tex=10 dtex。对于同一材料的丝束来讲，单丝线密度直接正比于单丝的横截面积。在国际上单丝线密度也使用dpf表示，称为单丝旦数，简称单旦，是指一根未卷曲的纤维丝9000长时的质量（g）。如单丝旦数为3.3 dpf，即等于0.367 tex或3.67 dtex。,（2）丝束线密度：是指未经卷曲的纤维丝束1000m长时的质量（g）。如用tex为单位。丝束总旦数：指未经卷曲的纤维丝束
5、9000m长度的质量（g),用TD表示。,卷曲度：纤维上的两点在不拉直时的距离与同两点在规定张力下拉直时的距离之差，与未拉直时纤维的长度之比，称为卷曲度，以表示。常用的醋纤丝束的卷曲度一般为16左右。聚丙烯纤维丝束的卷曲度较大，约26%30%。,卷曲数：长度为25mm丝束卷曲的波峰个数，常用的醋纤卷曲数为1825个/25mm，聚丙烯纤维丝束为1630 个/25mm。合适的卷曲数，在丝束加工成滤棒时，保持丝束的舒张性，不易产生滤棒缩头。卷曲数亦影响滤嘴的吸阻和过滤效率。,抗拉强度：是指纤维丝束在外力拉伸作用下发生断裂时的拉力。伸长率：是指纤维丝束在外力拉伸作用下发生断裂前长度与拉伸前未卷曲丝束长
6、度的差，与拉伸前未卷曲丝束长度之比。,醋酸纤维丝束的性能,醋酸纤维丝束是用二醋酸纤维切片经溶解后纺丝并卷曲制成的长丝束带。醋酸纤维丝束具有无毒、无味，机械强度适中，易固化，加工性能好，过滤效率高，可改善吸味，能被微生物分解等优点，是目前理想的卷烟滤棒生产材料,3醋酸纤维丝束的技术要求,要求丝束在包内规则排放，易于抽出。丝束应无异味，无影响滤棒加工的缺陷。丝束在包内的断头数不得超过2个。丝束包的质量为(500100)kg。,4聚丙烯纤维丝束的性能,聚丙烯纤维是由聚丙烯经热融纺丝制成的合成纤维，是一种高分子链状化合物。聚丙烯纤维丝束原料来源丰富，制造工艺较简单，生产成本低，价格便宜。目前是醋酸纤维
7、较好的代用品，近年来发展较快。但由于聚丙烯纤维机械强度较高，弹性较大，热融点低，纤维较粗硬且无适当的增塑剂，给滤棒成型加工带来一定不便，且对卷烟烟气吸味略有影响，限制了其在高档卷烟中的应用。由于聚丙烯化学稳定性好，在自然环境中不易分解，对环境会有一定影响。,5聚丙稀纤维丝束技术要求,（1）丝束应无毒。（2）丝束技术指标应符合表1-2的规定。（3）外观丝束在包内应规则排放，易于抽出。每包结头数不得超过1个，结头处应有明显标志。丝束应为纯白色，不应有明显亮光。丝束不应有浆块。丝束应无异味或霉变，应无影响滤棒加工的其它缺陷。丝束带不应有边缘连续分开的宽度大干lOmm、长度大于500mm的毛边；不应有
8、丝束带连续分开长度大于1000mm的分股：不应有表面不洁或长度大于3mm的有色差纤维或不足 3mm但已有2点以上的污渍等现象。（4）特殊技术要求的丝束按供需双方的协议。,（二）成型材料的特性与技术要求,滤棒成型纸 滤棒成型纸用于包裹丝束成型滤棒，与卷烟纸有相似的作用。由于丝束体积膨松、弹性大，要求滤棒成型纸有较大的强度。普通成型纸的技术要求如下：定量：有26、28、38、42g/2（允差为2 g/2）等多种；白度：82；抗张力：12；灰分：18；含水率：6.0（允差为1.5）。其他要求可参照卷烟纸标准。通风滤棒成型纸还应有高透气度的要求。,增塑剂,增塑剂主要是在醋酸纤维滤棒成型时使用使用增塑剂
9、的目的是增加滤棒硬度，改善成型时的加工性能所用增塑剂要求无色、无味、无毒害；与二醋酸纤维结合后在常温下可使纤维表面溶解、粘连、固化醋酸纤维滤棒成型常用的增塑剂有三乙酸甘油酯（俗称三醋精或三醋酸甘油酯）（TA）、以及三甘醇二乙酸酯（TEGDA）等。三乙酸甘油酯具有无色、无味、无毒、溶解力与固化速度适当，且有改善卷烟烟气品质的作用，是醋纤滤棒成型采用最广泛的增塑剂。三乙酸甘油酯是由甘油与乙酸或乙酸酐经酯化反应制得,粘合剂,滤棒成型使用粘合剂主要用于粘合成型纸搭口和中心线上胶。粘合剂的选用一般是根据成型机车速而定。低速成型机（150170m/min）搭口胶通常采用自制的淀粉糨糊即可。淀粉糨糊使用方便
10、，成本低廉。中速成型机粘合剂常用聚醋酸乙烯酯（白乳胶）。高速成型机（250m/min 以上），由于完成封口时间短，宜采用熔点在95110之间的热熔胶热熔胶是以完全不含水和溶剂的热熔性树脂为主体，它的不挥发性物质含量为100，并且是在常温下呈固体状的粘合剂。热熔胶施胶后不需干燥，仅需通过冷却器冷却即可固化粘合。但热熔胶的缺点是热稳定性差，粘接强度低。,中心线施胶多采用聚醋酸乙烯酯（白乳胶）。,三、滤棒的主要技术指标要求,滤棒的主要技术指标有，长度、圆周、吸阻、硬度、圆度、含水率及部分外观指标。滤棒长度可根据需要加工成各种长度规格，常用的规格是120mm。滤棒圆周由接装滤嘴的卷烟烟支圆周而定，一般
11、应比烟支圆周小0.150.3mm。滤棒圆度是指通过滤棒搭口的一条直径和与之垂直的另一条直径之差的绝对值。滤棒吸阻是指在标准状态下，体积流量为17.5ml/s的稳定气流流过试样时，试样两端的静压力差。,滤棒硬度是指滤棒在径向上抗变形的能力。缩头是指滤棒端面丝束低于外裹的成形纸。胶孔是指因过量加增塑剂造成丝束熔融导致滤棒端面出现的孔洞。要求滤棒切口无胶孔。爆口是指滤棒搭口由于粘接不牢等原因而爆开的裂口。内粘接线是指在滤棒丝束与滤棒卷纸之间施加的与搭口方向平行的胶粘线。没有内粘接线，则烟支接装滤嘴后，滤嘴容易脱落。,第三节 滤棒种类及成型原理,目前世界上生产的卷烟滤棒，主要有醋酸纤维滤棒、聚丙烯纤维
12、滤棒，纸质滤棒也占有一定比例。为了提高滤嘴的过滤效率，降低卷烟主流烟气中的焦油和烟碱含量，国外一些公司，如英国费尔创纳、日本的烟草公司等还开发了各种新型滤棒，如二元复合滤棒、三元复合滤棒及通风滤棒等。这些滤棒多用于低焦油卷烟。,一、醋酸纤维滤棒及成型原理,醋酸纤维滤棒，是以二醋酸纤维丝束为滤材制成的。目前趋向于选用较低单丝线密度和总线密度，具有一定卷曲度和不规则截面形状纤维丝的丝束，这有利于提高滤嘴的过滤效率，并减少丝束用量；此外，在卷制滤棒时使用了增塑剂，其目的主要是增加滤棒的硬度，满足接装工艺的要求。醋酸纤维丝束所拥有的特性与滤嘴机能的发挥，是通过成型机被加工成滤棒而联系起来的。目前生产醋
13、酸纤维滤棒的主导机型是F2/KDF2，生产能力为400m/min。,（一）滤棒成型工艺流程从丝束制成滤棒，加工工艺主要分为开松上胶和成型分切两大部分，分别由开松上胶机和滤棒成型机完成其工艺任务,虹霓AF型丝束开松上胶系统工作示意图,丝束经开松、上胶以后，在输出辊的作用下，输送到滤棒成形机。在滤棒成形机内进行类似于烟支卷制的滤棒卷制，然后分切即成滤棒。,横截面形状：通常纤维横截面的形状有：I 型、X 型、O 型和Y 型。Y 型是醋酸纤维最常用的横截面形状。纤维板截面的形状不同，其表面积也不同，影响卷烟滤嘴的过滤效率。,烟用丝束tow for cigarette 加工烟用滤棒时，所使用的纤维丝束，
14、由多根长纤维丝组成、呈长条带状。主要有二醋酸纤维丝束和聚丙烯丝束。,1、分类烟用二醋酸纤维素丝束（简称醋纤）：以天然木浆为原料，经醋化处理成二醋酸纤维素片，通过溶解、过滤、纺丝、卷曲、干燥等生产工艺加工而成。聚丙烯纤维丝束（简称丙纤）：由聚丙烯经热融纺丝制成的合成纤维，是一种高分子链状化合物。2、丝束的特性参数*习惯用法:单丝旦数：指一根未卷曲的纤维丝9000m长度的质量（g)，用dpf表示。丝束总旦数：指未经卷曲的纤维丝束9000m长度的质量（g),用TD表示。,截面形状:单根丝截面的几何形状，主要有Y、X、I等形。烟用醋纤丝束的截面形状通常为Y型.其它参数：卷曲度、卷曲数、抗拉强度、伸长率等。丝束规格一般用单旦/丝束截面形状/丝束总旦数表示。例：3.0Y/35000，其中3.0表示9000米长的单根丝的重量是3.0克；35000表示9000米长丝束的重量是35000克；Y指单丝截面形状为Y形。,醋纤滤棒成形工艺,l烟用滤棒 filter rod for cigarette 以烟用丝束、滤棒成形纸等为主要原料，通过加工、卷制、分切等工艺制成对卷烟烟气具有过滤作用的圆柱形棒，用于加工滤嘴卷烟。主要有醋酸纤维滤棒、聚丙烯丝束滤棒、特种滤棒（沟槽滤棒、活性炭滤棒、复合滤棒）等。,普通滤棒,沟槽滤棒,同轴芯滤棒,复合滤棒,加香滤棒,
