卷煙紙羅紋強(qiáng)度的影響因素

王 穎

(杭州華豐紙業(yè)有限公司，浙江杭州，310011)

卷煙紙的羅紋強(qiáng)度是影響卷煙外觀的一個(gè)重要指標(biāo)，是雕印機(jī)在卷煙紙表面所壓印痕凹凸程度的立體表現(xiàn)［1］。卷煙紙羅紋強(qiáng)度反映了卷煙紙羅紋的深淺，卷煙紙羅紋強(qiáng)度越高，表示卷煙紙的羅紋越深，羅紋越清晰;反之亦然。

卷煙紙的羅紋是通過(guò)機(jī)械作用使紙面形成清晰、美觀的細(xì)條紋，國(guó)內(nèi)用來(lái)壓紋的設(shè)備主要為絲紋輥和包膠輥。絲紋輥是帶有表面刻紋的鋼輥，鍍一層高硬度防銹材料。卷煙紙的羅紋主要有縱向紋和橫向紋之分，如今又?jǐn)U展出了多種模式的羅紋，如斜紋、波浪紋、寬羅紋。卷煙紙羅紋的深淺程度由淺羅紋逐步發(fā)展成為中等深度羅紋、深羅紋和超深羅紋。卷煙紙的壓紋工藝主要有3種:機(jī)外壓紋、烘干部壓紋和濕部壓紋。目前很少采用機(jī)外壓紋工藝;烘干部壓紋接紙比較容易，羅紋較清晰，但加壓過(guò)大易形成壓潰，且羅紋深淺不一;濕部壓紋可以達(dá)到比較深的羅紋，較先進(jìn)的卷煙紙?jiān)旒垯C(jī)采用可控中高輥替代普通包膠輥，主要是控制紙幅橫向各點(diǎn)羅紋一致，目前國(guó)內(nèi)外高檔卷煙紙?jiān)旒垯C(jī)大部分采用濕部壓紋工藝。在網(wǎng)部已成形的濕紙幅被真空吸移輥吸入真空壓榨壓區(qū)進(jìn)行壓榨脫水，出壓榨的濕紙幅被引到絲紋輥和可控中高輥之間進(jìn)行壓紋。以往卷煙紙的羅紋深淺及清晰程度通過(guò)目測(cè)來(lái)判別。近年來(lái)，隨著科技的發(fā)展，生產(chǎn)出了羅紋強(qiáng)度測(cè)定儀，從而使卷煙紙羅紋強(qiáng)度這一外觀性能指標(biāo)有了量化的測(cè)定數(shù)據(jù)。

本實(shí)驗(yàn)從漿種、漿料配比、打漿度、碳酸鈣形態(tài)、壓榨壓力、羅紋壓力、紙張定量對(duì)卷煙紙羅紋強(qiáng)度的影響進(jìn)行了分析，旨為卷煙紙生產(chǎn)企業(yè)控制卷煙紙羅紋強(qiáng)度提供參考。

1 實(shí)驗(yàn)

(1)卷煙紙是采用針葉木漿與闊葉木漿配抄，實(shí)驗(yàn)對(duì)比了亞硫酸鹽針葉木漿與硫酸鹽針葉木漿、樺木漿與桉木漿對(duì)卷煙紙羅紋強(qiáng)度的影響。

(2)用不同的針葉木漿與闊葉木漿配比，比較卷煙紙的羅紋強(qiáng)度。

(3)樺木漿打漿度對(duì)卷煙紙羅紋強(qiáng)度的影響。

(4)碳酸鈣的形態(tài)對(duì)卷煙紙羅紋強(qiáng)度的影響。

(5)壓榨壓力對(duì)卷煙紙羅紋強(qiáng)度的影響。

(6)羅紋壓力對(duì)卷煙紙羅紋強(qiáng)度的影響。

(7)卷煙紙的紙張定量對(duì)卷煙紙羅紋強(qiáng)度的影響。

2 結(jié)果與分析

2.1 漿種對(duì)卷煙紙羅紋強(qiáng)度的影響

漿種對(duì)卷煙紙羅紋強(qiáng)度的影響見(jiàn)表1。

從表1可以看出，亞硫酸鹽針葉木漿和樺木漿比其他3種漿的卷煙紙羅紋強(qiáng)度均高。這是因?yàn)榱蛩猁}針葉木漿比亞硫酸鹽針葉木漿的打漿速度慢，在硫酸鹽漿和亞硫酸鹽漿中殘留木素的分布不同，硫酸鹽漿中木素在整個(gè)細(xì)胞壁中分布較為均勻，而亞硫酸鹽漿中木素集中分布于纖維的外層，半纖維素的分布與木素相似，此外，硫酸鹽針葉木漿纖維中纖維素的平均聚合度分布比亞硫酸鹽針葉木漿更均勻，但硫酸鹽針葉木漿纖維的平均聚合度比亞硫酸鹽針葉木漿的高;且硫酸鹽針葉木漿中木素含量和潤(rùn)脹能力較低。當(dāng)其他條件相同時(shí)，在打漿過(guò)程中，硫酸鹽針葉木漿纖維比亞硫酸鹽針葉木漿纖維次生壁外層的破除和外比表面的增長(zhǎng)都明顯地緩慢，從而難于打漿。此外，硫酸鹽針葉木漿的糖尾酸含量較低，而亞硫酸鹽針葉木漿的糖尾酸含量較高，糖尾酸含有大量可電離的羧基(為極性集團(tuán))，能促進(jìn)打漿作用。總游離羧基含量越高，吸水作用越大，打漿越易，同時(shí)纖維也易變形。所以，相同條件下，硫酸鹽針葉木漿的打漿度低，而打漿度低的卷煙紙緊度高，難于壓紋，故其羅紋強(qiáng)度低。

樺木漿的纖維長(zhǎng)度和寬度均比桉木漿纖維大(樺木漿纖維長(zhǎng)度1.24 mm，寬19.1 μm，長(zhǎng)寬比65;桉木漿纖維長(zhǎng)度0.68 mm，寬度15.8 μm，長(zhǎng)寬比43)，纖維長(zhǎng)利于纖維在壓區(qū)中變形。所以，配有樺木漿的卷煙紙羅紋強(qiáng)度偏高。

2.2 漿料配比對(duì)卷煙紙羅紋強(qiáng)度的影響

漿料配比對(duì)卷煙紙羅紋強(qiáng)度的影響見(jiàn)表2。

從表2可以看出，隨著針葉木漿用量的增加，卷煙紙的羅紋強(qiáng)度也逐漸增加。這是因?yàn)獒樔~木漿纖維較粗且長(zhǎng)，細(xì)胞壁薄腔大，壁腔比小，容易吸水潤(rùn)脹和分絲帚化，纖維柔軟性好，進(jìn)壓區(qū)時(shí)受壓力作用易變形。樺木漿纖維短，寬度小，壁腔比大，纖維較僵硬，進(jìn)壓區(qū)時(shí)不易變形。因此，生產(chǎn)過(guò)程中適當(dāng)提高針葉木漿配比可提高卷煙紙羅紋強(qiáng)度。

表1 漿種對(duì)卷煙紙羅紋強(qiáng)度的影響

表2 漿料配比對(duì)卷煙紙羅紋強(qiáng)度的影響

2.3 樺木漿打漿度對(duì)卷煙紙羅紋強(qiáng)度的影響

樺木漿打漿度對(duì)卷煙紙羅紋強(qiáng)度的影響見(jiàn)表3。綜合考慮卷煙紙的強(qiáng)度和透氣度，卷煙紙漿料的最佳配比為30%∶70%。

表3 樺木漿打漿度對(duì)卷煙紙羅紋強(qiáng)度的影響

從表3可以看出，隨著樺木漿打漿度的提高，卷煙紙羅紋強(qiáng)度下降。這是因?yàn)榇驖{過(guò)程中降低了纖維長(zhǎng)度，從而不利于進(jìn)壓區(qū)纖維的變形。

2.4 碳酸鈣形態(tài)對(duì)卷煙紙羅紋強(qiáng)度的影響

卷煙紙中添加的填料主要是碳酸鈣。碳酸鈣不僅對(duì)卷煙紙勻度、透氣度、不透明度有影響，而且對(duì)羅紋強(qiáng)度也有影響。碳酸鈣的晶體類(lèi)型主要有4種:紡錘形，球形聚合體，棱形體，針形體。其中紡錘形碳酸鈣為卷煙紙的最佳填料，其他幾種碳酸鈣對(duì)勻度、填料保留率都有一定影響。碳酸鈣形態(tài)對(duì)卷煙紙羅紋強(qiáng)度的影響見(jiàn)表4。

表4 碳酸鈣形態(tài)對(duì)卷煙紙羅紋強(qiáng)度的影響

從表4可以看出，與固體碳酸鈣相比，使用液體碳酸鈣能提高卷煙紙的羅紋強(qiáng)度。制鈣工藝大部分是在石灰乳液中通CO2生成沉淀物 (CaO+CO2=Ca-CO3)，再固化而成固體碳酸鈣。在碳酸鈣固化過(guò)程中，由于受內(nèi)力作用很多晶體發(fā)生變化，很少一部分成紡錘形。目前較先進(jìn)的制鈣工藝不進(jìn)行固化，這就使大部分碳酸鈣晶型呈紡錘狀，這種碳酸鈣筆者稱之為液體碳酸鈣。液體碳酸鈣在紙幅纖維中均勻分布，當(dāng)紙幅進(jìn)入壓區(qū)后，受壓力作用顆粒與顆粒之間易產(chǎn)生滑動(dòng)，給纖維足夠的變形空間，纖維在很小的壓力下就可以變形，故而提高了卷煙紙的羅紋強(qiáng)度。

2.5 壓榨壓力對(duì)卷煙紙羅紋強(qiáng)度的影響

壓榨壓力對(duì)卷煙紙羅紋強(qiáng)度的影響見(jiàn)表5。

表5 壓榨壓力對(duì)卷煙紙羅紋強(qiáng)度的影響

從表5可以看出，降低壓榨壓力，即增加進(jìn)羅紋輥的紙幅水分，能提高卷煙紙的羅紋強(qiáng)度。這是因?yàn)橐环矫嫠趾看罄w維柔軟，容易在壓區(qū)壓力作用下變形;另一方面，水分存在于纖維之間，使纖維之間有空隙，也有利于纖維變形。水分含量低，纖維挺硬，纖維間孔隙也少，纖維很難變形。但進(jìn)羅紋輥的紙幅水分也不能太高，進(jìn)干燥部水分含量高，一方面增加汽耗，另一方面在烘缸表面易粘缸，產(chǎn)生料沫等而影響正常生產(chǎn)。

2.6 羅紋壓力對(duì)卷煙紙羅紋強(qiáng)度的影響

羅紋壓力對(duì)卷煙紙羅紋強(qiáng)度的影響見(jiàn)表6。

表6 羅紋壓力對(duì)卷煙紙羅紋強(qiáng)度的影響

由表6可以看出，隨著羅紋壓力的增加，羅紋強(qiáng)度逐漸增加。(作用于紙幅上的壓紋輥壓力越大，壓紋區(qū)域的不透明度越低，結(jié)果導(dǎo)致壓紋區(qū)域與非壓紋區(qū)域紙張不透明度的差值越大，因此，卷煙紙羅紋強(qiáng)度越高。)

2.7 卷煙紙定量對(duì)卷煙紙羅紋強(qiáng)度的影響

卷煙紙定量對(duì)卷煙紙羅紋強(qiáng)度的影響見(jiàn)表7。

表7 卷煙紙定量對(duì)卷煙紙羅紋強(qiáng)度的影響

從表7可以看出，相同條件下，卷煙紙紙張定量越高，羅紋強(qiáng)度越低。這是由于紙張定量大，單位橫截面積上的纖維數(shù)量多，在一定壓力作用下，單根纖維所受的壓力越小，纖維變形就小，導(dǎo)致羅紋淺。

3 結(jié)論

3.1 使用亞硫酸鹽針葉木漿與樺木漿配比抄造卷煙紙，可提高卷煙紙的羅紋強(qiáng)度。

3.2 配比中針葉木漿用量的增加，卷煙紙的羅紋強(qiáng)度提高。

3.3 樺木漿打漿度低時(shí)，卷煙紙的羅紋強(qiáng)度提高。

3.4 相比固體碳酸鈣，使用液體碳酸鈣的卷煙紙的羅紋強(qiáng)度提高。

3.5 降低壓榨壓力，增加進(jìn)羅紋輥的紙幅水分，卷煙紙的羅紋強(qiáng)度提高。

3.6 增加羅紋壓力，卷煙紙的羅紋強(qiáng)度提高。

3.7 卷煙紙的定量越高，卷煙紙的羅紋強(qiáng)度越低。

［1］ LIU Yong，CAO Ting-ting，ZHANG Long，et al．The Design of the Marking Intensity of Cigarette Paper［J］．China Pulp ＆ Paper，2008，27(10):52．劉 勇，曹婷婷，張 龍，等．卷煙紙羅紋強(qiáng)度檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)［J］．中國(guó)造紙，2008，27(10):52． CPP