关于柯林斯嘴棒的烟支切割端面出现染色问题的研究

关于柯林斯嘴棒的烟支切割端面出现染色问题的研究

罗均炘

龙岩烟草工业有限责任公司 福建省 龙岩市    364000 

一．研究背景

随着国家和社会发展，人民生活水平在不断提高，消费者们对卷烟产品提出了更高的需求。近几年来卷烟产品推陈出新，特别是中细支卷烟产品，深受消费者喜爱。为扎实推进“十四五”科技创新行动计划，进一步提高中细支卷烟产品研发水平，提升产品品质，现试制生产柯林斯滤棒型卷烟产品。柯林斯滤棒又称为二元复合滤棒，由柯林斯段和醋纤段复合而成。柯林斯端截面呈现的是齿轮状，嘴棒的中心有圆孔，造型新颖独特有辨识度，并且它含有多条烟气通道，从而可以改变了烟气流向和流速，可使得体验更流畅、舒适，应用后能大大提高卷烟产品竞争力。

二．存在问题

相比于常规嘴棒，柯林斯滤棒在生产阶段添加较多的二醋酸纤维素丝束和三乙酸甘油酯，硬度高，齿轮结构有型稳固，采用高定量成型纸塑造清晰的齿槽外观，所以柯林斯滤棒的硬度大，硬度较大导致烟支在最后分切时切割阻力大，摩擦力大，使得卷烟机最后切刀高速旋转切割时，更多动能转换为热能，产生更多热量，而水松纸的油墨耐温性差，易导致颜色沾染到滤嘴切刀上。

三．解决方案

为探索切刀温度的影响因素，在设备现有的条件下进行一些实验，即在PROTOS1-8卷烟机上试制柯林斯滤棒卷烟产品，利用热成像仪进行切刀温度的测定，探究不同条件下对切刀温度的影响程度。

1 切刀温度与切刀转速、车速之间相关性研究

1.1 车速与切刀温度的关系：在其他条件不变的情况下，实验卷烟机生产时不同的车速对切刀温度的影响情况。（切刀转速：2500r/min，无清洁气和清洁装置）

表1 车速与切刀温度的关系

由实验结果可知，随着设备的速度提升，切刀与烟支滤棒的相对速度提升，由于摩擦作用,物体受到摩擦力。根据相对论,由于物体的质量随其运动速度的增大而增大,而滑动摩擦力f=μmg,即与其质量成正比,所以速度越大,阻力越大，从而产生热量越多。即从实验结果可知车速越快，切刀的温度越高，染色现象也更严重，所以车速的提升对滤嘴烟支的切割效果呈反比。

1.2切刀转速与切刀温度的关系：在其他条件不变的情况下，实验卷烟机生产时最后切刀的转速对切刀温度的影响情况。（车速:5500支/min，无清洁气和清洁装置）。

表2 切刀转速与切刀温度的关系

当最后切刀转速低于1500r/min时，滤嘴烟支的的切割出现烟支触头的不合格品现象，不能的保证切割质量。随着最后切刀转速的提升，由实验结果可知，在低转速状态下，当切刀转速为2500r/min及以上时，才能保证烟支的切割质量。同时在最后切刀的切割转速提升过程中，切刀温度也同步上升。

1.3切刀吹风机构风压大小与切刀温度的关系：在其他条件不变的情况下，实验卷烟机生产时最后切刀的风压大小对切刀温度的影响情况。（车速:5500支/min，切刀转速：2500r/min）。

该实验是在最后切刀刀架上增加一个压缩空气冷却机构，通过气流的流动来均衡切刀与周边环境的温度。

表3 切刀吹风机构风压大小与切刀温度的关系

由实验结果可知，切刀吹风机构能够在一定程度上降低切刀温度，但是当压缩空气压力提高至0.4MP以上，降温效果显著降低，但此时切刀温度仍高于滤棒热熔胶的融化温度。

1.4切刀清洁方式与切刀温度的关系：在其他条件不变的情况下，实验卷烟机生产时最后切刀的清洁方式对切刀温度的影响情况。（车速:5500支/min，切刀转速：2500r/min）。由下图可知无清洁机构、使用毛毡清洁和使用金属刮刀清洁的切刀温度分别为26℃、29℃和53℃。可知利用毛毡面对切刀进行清洁，切刀与毛毡的相对摩擦产生的热量远远小于金属刮刀相对切刀产生的热量。

表4 切刀清洁方式与切刀温度的关系

四、改进效果及结论。

高硬度柯林斯滤棒与深色接装纸的配合使用，在接装环节，易出现滤嘴端面染色、的质量缺陷。通过系统分析，从保证卷烟产品质量和降低最后切刀温度入手，主要采取了如下措施：

1、通过增加切刀转速控制系统，切刀转速稳定在2500r/min，保证了烟支的切割质量，同时一定程度上降低了切刀运行温度。

2、为进一步降低切刀运转时的温度，采用压缩空气加快切刀刀体温度与环境温度的热交换，确保切刀温度稳定在较低的温度状态。压缩空气设定为0.4MPa较为合理。

3、运用油性物质的对切刀表面进行覆盖，降低胶垢的粘附能力，通过毛毡与切刀的相对运动来清除胶垢。同时，甘油具有冷却效果，在压缩空气的共同作用下，保证了切刀温度降低至34.1℃，降温幅度40.5%。保证了切刀面的清洁和低温，保障了烟支的切割质量。

姓名：罗均炘（1992.11--）；性别：男，民族：汉族 籍贯：福建龙岩人，学历：本科，毕业于山东大学；现有职称：助理工程师；研究方向：机械制造。