多功能滤棒的设计与发展

李哲铭 熊大双、李世建、李立新、王闻

摘要：由于吸烟人数的增长与社会群众身心健康成正比例的关系，因此，减少降低烟焦对社会大众的危害是烟草行业势不可挡发展的必然趋势，越来越多的企业及研究者将致力于对特种滤棒的开发及研究，且各种将广泛应用于社会实践当中，这将对社会大众产生有利的重要影响。

本文对于多功能滤棒的设计与发展，主要从吸阻、硬度、圆周、重量等几个方面进行讨论和研究。这是由于吸阻、硬度、圆周、重量是卷烟滤棒的重要质量指标，其任一指标的波动都将对卷烟的卷接质量和抽吸品质产生重要影响。因此，掌握滤棒物性参数之间的相互关系，对于滤棒的设计和生产控制具有一定的价值意义

一、多功能滤棒的研究背景

为了满足人们对于降低烟草对人体健康的目的，美国烟草厂于90年代中期就便开始对活性炭作为滤棒的添加剂进行研究并且实践，直到后期，这种特殊的滤棒卷烟占据美国市场的份额约为百分之七。此后，许多国外国家也逐渐开始研究并生产这种特殊的活性滤棒，例如英国和日本。而我国对于这种特殊的滤棒研究较晚。直至我国90年代末期，黑龙江牡丹江卷烟厂使用的一台专用复合机生产出一种活性炭复合滤棒，即这也是第一支活性炭复合滤棒，并且我国将这种特性滤棒实际用于“中南海”牌卷烟当中。其后，我国国内其他卷烟厂也购买此特种滤棒，用于自己的公司，例如，上海烟草集团、长沙卷烟厂等等。

随着此种情况的发展，我国各级政府对卷烟的限制也愈发严格，并且伴随着社会大众对烟草危害自身健康的关注度的提升，仅仅凭这种特殊的烟草滤棒已经无法达到人们的需求，迫使研究者们致力于研发具有多功能的方向发展。只有这样，诸多企业及研究者们才能以市场需求为依据，以满足人们降低身心健康为目的，充分将二者有选择的结合起来，研究出、开发出具有多功能的特种滤棒。

二、研究的条件与方式

（一）准备条件

第一步，准备1台运行稳定的KDF-2型滤棒组成型机，并配有一名固定的机台操作人员，第二步，准备1台FFS-400型综合测试台；第三步，准备EASTMAN2．7Y／30000、昆 纤 3．0Y／35000、CELEANESE 3．3Y／370003种规格的醋纤丝束。

（二）试验方法

将3种规格的醋纤丝束上机制成滤棒，调整并记录成形工艺参数。待设备运行稳定后，在 保证喂丝量、辊速比等工艺参数 (比例辊压力：0．2MPa；喂人辊压力：0．2MPa；稳定辊 压力：0．08MPa；车速 ：3000支 ／min；空气喷嘴压力 ：0．05MPa)不变的情况下，逐 渐增大或减小滤棒圆周，待成形设备运行稳定后各取滤棒样品200支，平衡含水率后进行 测试，同样，在保证圆周和工艺参数不变的情况下，逐渐增大或减少喂丝量，待成形设备运 行稳定后各取滤棒样品 200支，平衡含水率1．1 试验条件后进行测试。为避免增塑剂的 干扰，试验时不添加增① 选定1台运行稳定的KDF一2型滤棒成形机组塑剂。数据处理 结果见表 1～表 3和 图 1～图 2

三、结果与分析

从图1-图2及表7来看，回归的12个方程式的相关系数都与1想接近，这从而说明公式的相关特性。其中，重量、圆周与吸阻及其硬度都成线型关系，公式中的圆周率的斜率为负数，说明在圆周与硬度、吸阻关系变化的规律成负相关。换而言之，也就是说基于重量恒定的状况下，圆周增长，则吸阻与硬度减小，并且圆周与硬度关系公式斜率的绝对值远小于圆周与吸阻公式中斜率的绝对值。因此，这从而说明圆周的变化对硬度所产生的影响比对吸阻产生的影响较小，表7中的数据也呈现出了这样的结果。并且，我们从表7还可以得出这样的结论，对于不同规格的丝束，丝束单数越低，其圆周的变化对吸阻产生的影响就越大。因此，在实际生产中，如果用低单数的丝束形成滤棒，就更加能够注意控制圆周的变化幅度。

从图3-图4中，可以看书重量的斜率为正数，从而可以得出结论重量与吸阻、硬度的变化规律成正相关。也就是说，在圆周不变的情况下，吸阻、硬度随重量的增加而增加，而且重量对吸阻的影响远比对硬度的影响要大，对于不同规格的丝束，其所编写的规律与圆周的影响规律相同，也即丝束单数越低，吸阻受重量的影响也就越大。

从以上相关公式还可以呈现出重量变化斜率的绝对值远大于圆周变化斜率的绝对值，说明重量变化对吸阻、硬度所产生的影响比圆周变化的影响要大，因此，在生产过程中更应该注重对重量的控制。

四、结语：

综上所述，在多功能滤棒的设计与发展之中，其吸阻、硬度、圆周、重量是卷烟滤棒的重要质量指标，其中任何一指标的波动都将对卷烟的卷接质量和抽吸品质产生重要影响，因此，在生产过程，必须对这些质量指标进行严格的控制。然而，在吸阻、硬度、圆周、重量，这4个物性参数之间又有着直接的相互影响关系，其中任一参数的变化，都将会影响到其他参数的变化。例如在生产线上调整滤棒圆周时，在喂丝量不变的情况下增大圆周值，则硬度值、吸阻值都会降低；减少圆周值，则吸阻值、硬度值变会升高。

总而言之，在滤棒的设计中，如果要保证吸阻值不变，欲增加滤棒圆周，则单支重量上升，机台消化增加。因此，掌握滤棒物性参数之间的相互关系，对于滤棒的设计和生产控制具有一定的价值意义。只有这样才能降低危害，保护人民的身心健康及环境。

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第一作者简介：李哲铭，男，2011年毕业于主武汉轻工业大学，学士学位，工程师职称，目前主要从事烟用材料及滤棒成型工艺技术方面研究工作