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        影響卷煙紙陰燃速率的因素

        2014-08-09 09:51:06
        中國(guó)造紙 2014年6期
        關(guān)鍵詞:卷煙紙助燃劑煙絲

        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(cè)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(cè)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(zhǎng)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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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(guó)造紙,2013,32(3):74. CPP

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