烟草工业对纸张的要求极为特殊和严苛,卷烟的品质、吸食体验、乃至对健康的潜在影响,都与所使用的特种纸息息相关。这些纸张不仅承担基本的包装和成型功能,更是实现减焦降害、提升产品档次和防伪溯源的重要载体。以下是烟草工业中的几种关键特种纸:
1. 高透气度滤嘴棒成型纸
高透气度滤嘴棒成型纸是卷烟滤嘴制造领域的创新升级产品,其核心价值在于与激光打孔水松纸协同作用,显著降低卷烟焦油含量,是国家烟草行业“降焦工程”的关键技术支撑之一。这种纸的技术门槛极高,既要具备在高速滤嘴成型过程中所需的优异纵横向抗张强度(纵向强度需达到 1.5kN/m 以上),以保证生产效率和稳定性;又要拥有远超常规纸张的极高透气度(通常在5000-10000 CU),通过水松纸上的微孔引入外部空气稀释烟气;同时还必须保证良好的纸张匀度和与胶粘剂的良好粘接性能。它的技术含量和生产难度都非常高。
生产工艺与注意事项:
主要原料:通常采用高品质漂白化学木浆或其他纤维素纤维,对纤维形态和精浆度有特殊要求,以构建具有特定孔隙结构的纸页。
关键工艺:
打浆与配料:通过精确控制纤维的切断和帚化程度,调整纤维间的结合力,为纸页的高透气度和一定强度奠定基础。同时可能添加特定的填料(如碳酸钙)和化学助剂(如湿强剂、干强剂等)。填料的选择和控制对透气度和强度平衡至关重要。
纸页成型:在长网或圆网纸机上进行。通过精确控制流浆箱浓度、网速、抽吸真空等参数,优化纤维的排列和分布,形成高度均匀且具有较高孔隙率的纸页结构。
压榨与干燥:采用相对较轻的压榨负荷,以尽量减少纸页的压实度,保留更多的孔隙空间,确保高透气度的实现。干燥过程需严格控制温度和湿度,避免纸页收缩过度影响结构和透气度。
表面处理:可能需要轻度施胶或表面处理,以改善表面强度和匀度,但不影响透气度。
卷取与分切:需确保纸卷的端面整齐、张力均匀,适应后续高速滤嘴成型机的需求。
生产中注意事项:
透气度与强度平衡:这是最大的技术挑战。高透气度通常意味着较低的纤维密度和结合力,与所需的高强度存在内在矛盾,需要通过原料选择、精浆控制和助剂配比来实现最佳平衡。
匀度控制:纸页匀度对最终产品的性能(透气度均匀性、抗张强度均匀性)影响极大,必须严格控制纸机运行参数,减少纸幅波动。
纤维与填料分布:确保纤维和填料在纸幅内均匀分布,避免出现“云状”或条纹,影响透气度和外观。
水分控制:成品纸的水分含量对强度和加工性能有重要影响,需精确控制在规定范围内。
清洁度:纸浆、水和生产环境的清洁度要求高,避免纸中混入杂质影响产品质量和后续加工。
2. 水松纸(接装纸)及水松原纸
水松纸(接装纸)是卷烟滤嘴棒的外部包裹材料,因其独特的松木纹或类似图案而得名。它是吸烟者嘴唇直接接触的部分,因此对安全性要求极高,印刷油墨和涂层必须达到食品卫生标准,无毒无害。此外,水松纸还需要具备一定的抗水性和湿强度,以保证在吸食过程中不软化、不变形。
根据不同的加工方式,水松纸主要分为印刷型水松纸和涂布型水松纸。印刷型采用精密的凹版印刷工艺,图案清晰美观,色彩丰富,表面流平性好,技术要求高,主要应用于中高档卷烟。涂布型工艺相对简单,通过涂布层形成图案或颜色,表面图案质量和流平性通常不及印刷型,主要用于低档卷烟。
近年来,水松纸的功能和用途得到了显著拓展。除了基本的包装功能,其装饰性作用日益凸显,卷烟厂对其印刷美观性的要求不断提升。产品从单一的单色发展到多色,且多色品种的比例逐年增加。目前,印刷型水松纸已在中高端市场占据主导地位。更重要的是,为响应卷烟健康环保的趋势,降低焦油含量成为水松纸创新的重要方向。通过在水松纸上进行微孔打孔,引入稀释空气,可有效降低焦油和一氧化碳的吸入量。静电打孔和激光打孔水松纸应运而生并发展迅速,特别是激光打孔技术,以其精度高、孔径均匀、可控性强等优点,成为未来水松纸的重要发展方向。此外,高品质的水松纸还被一些卷烟厂用作防伪技术的一部分。
生产工艺与注意事项:
水松原纸生产:
主要原料:优质漂白化学木浆,需要具有良好的强度、不透明度、较低的尘埃度以及适合印刷和涂布的表面性能。
关键工艺:常规的造纸工艺,但需严格控制纤维处理、填料(如钛白粉提高不透明度)添加、施胶(控制吸湿性)以及压光等环节,以确保原纸的物理性能和表面质量满足后续加工要求。
注意事项:原纸的白度、平滑度、吸收性、抗张强度和断裂伸长率等性能指标必须稳定一致,直接影响后续印刷和涂布效果。尘埃和杂质控制尤其重要。
水松纸 (印刷/涂布型) 加工:
主要原料:水松原纸,食品级油墨、涂料、胶粘剂等。
关键工艺:
印刷型:采用凹版印刷机进行多色印刷。需要高精度的套色系统,使用专用食品级凹版油墨。油墨干燥和固化是关键环节。
涂布型:在涂布机上将食品级涂料涂布于原纸表面,形成图案或颜色。涂布方式多样(如刮刀涂布、辊式涂布等),需确保涂层厚度均匀、流平性好。
后处理:包括上光(增加光泽和保护作用)、压纹(赋予纹理感)等。
打孔(功能性水松纸):激光打孔:使用高精度激光设备在已印刷或涂布的水松纸上打出微米级的孔洞,孔径和孔密度精确可控。静电打孔:通过高压静电击穿纸张形成微孔。打孔环节的技术精度直接决定了卷烟的透气度和降焦效果。
注意事项:
安全性:必须严格遵守食品接触材料标准,选择符合法规的油墨和涂料供应商,并进行严格的有害物质检测。
印刷/涂布质量:图案的清晰度、色彩的准确性、套印精度、涂层均匀性等直接影响产品外观和档次。
打孔精度和均匀性:特别是激光打孔,需要精确控制孔径、孔距和孔的分布,以确保每支卷烟的通风量一致,达到预期的降焦效果。
分切质量:加工后的水松纸需分切成窄幅纸卷,用于高速卷烟机。分切边缘必须光滑、整齐,避免毛边影响卷制效率和外观。
抗水性和湿强度:确保在吸食过程中纸张不会因唾液或其他湿气影响而损坏。
3. 卷烟纸
卷烟纸是一种高度专业化的特种薄页纸,在全球范围内仅有少数国家能够生产。它不仅是卷烟结构的组成部分,更是影响吸食体验和烟气成分的关键材料之一。优质的卷烟纸必须具备以下严苛要求:
安全性:无毒、无异味,燃烧产物安全。
物理性能:精确控制的厚度、白度、透气度和抗张强度;纸质均匀、紧密,无露底现象。
燃烧性能:能够持续阴燃,不会熄灭,且燃烧后的烟灰紧密、呈白色。
外观与触感:盘面平整光洁,罗纹清晰(通常是其标志性特征),手感柔软。
随着卷烟工业向高速化、高档化发展,对卷烟纸的质量要求不断提高。现代高速卷烟机速度惊人,了适应这一速度,减少断纸造成的损失和停机时间,卷烟纸的拉力、伸长率和抗张强度标准大幅提高。
卷烟纸也是烟草行业“降焦减害”的重要途径。通过提高卷烟纸的自然透气度,可以引入更多外部空气稀释烟气,并通风助燃,减少焦油生成。优质烟丝配合高透气卷烟纸卷制的烟支,能有效降低焦油含量并减少抽吸口数。
在高速卷制过程中,卷烟纸盘纸以极高速度旋转。为了保证卷制的顺利进行,需要最大限度地减少纸卷的摆动和纸边不平引起的断裂。这要求卷烟盘纸的分切质量达到极高标准,依赖于先进的分切机和技术。
此外,对于高档滤嘴烟,卷烟纸的外观美感同样重要,特别是罗纹清晰度。罗纹技术从水印辊、半干压发展到湿压技术,显著提升了罗纹的立体感和清晰度,增强了产品的视觉品质。
生产工艺与注意事项:
主要原料:传统且优质的卷烟纸主要使用亚麻或大麻纤维,因其燃烧性能优异、纤维强韧且灰分低。现代也常使用木浆或其与其他纤维的混合浆。高纯度碳酸钙(俗称“烟纸白”)是必不可少的填料,用于控制燃烧速度和产生白色烟灰。
关键工艺:
浆料准备:亚麻/大麻等纤维需要经过特殊的处理和精浆,以获得适合造纸的纤维长度和分布。碳酸钙填料需超细且分散均匀。精确控制填料加入量是调节燃烧速度的关键。
纸页成型:在特制的长网或圆网纸机上进行。流浆箱设计、网部脱水控制都极为精密,以确保纸页的高度均匀性(定量、厚度、透气度、填料分布)。这是保证燃烧均匀和物理性能稳定的基础。
压榨与干燥:需精细控制压榨压力和干燥温度,在保证纸页强度的同时,控制纸页的致密度和孔隙结构,从而调节透气度。
施胶:通常进行轻度施胶,以提高表面强度和抗水性,但不影响透气度和燃烧性能。
罗纹压制:在纸机湿部或压榨部(湿压罗纹技术)或干燥部(半干压、水印罗纹)通过带有罗纹图案的压辊(罗纹辊或丁度辊/Dandy Roll)对纸页进行压制,形成清晰的罗纹纹理。湿压罗纹技术通常能产生更清晰立体的罗纹。
压光:进行轻度压光以提高表面平滑度,但需避免过度压光降低透气度。
分切与复卷:卷烟盘纸的分切精度要求极高,分切宽度偏差、卷取张力、端面整齐度和紧实度都必须严格控制,以适应万转以上高速运行的卷烟机。
生产中注意事项:
性能一致性:卷烟纸各项性能指标(定量、透气度、拉力、伸长率、灰分/碳酸钙含量、白度、不透明度)要求极高的批次间和幅宽方向上的一致性,轻微波动都会影响卷烟机的运行和卷烟品质。
燃烧性能控制:碳酸钙的粒径、晶型、添加量以及在纸页中的分布是控制阴燃速度和烟灰质量的核心技术。
透气度控制:透气度是另一个关键指标,需要在生产过程中实时监测和调整,以满足不同卷烟产品的降焦需求。
尘埃与杂质:对纸浆、填料、水质和环境的清洁度要求极高,任何微小杂质都可能影响卷烟纸的外观和卷制性能。
罗纹质量:罗纹图案的深度、宽度、间距和清晰度必须均匀一致,是衡量卷烟纸工艺水平和产品档次的重要标志。
分切技术:高速、高精度分切设备和操作技术至关重要,直接决定了卷烟盘纸能否在高速卷烟机上稳定运行。
烟草工业用特种纸是现代卷烟产品不可或缺的核心材料。从影响吸食安全和健康的功能性纸张(如高透气度滤嘴棒成型纸、打孔水松纸)到塑造产品外观和性能的基础材料(如水松纸、卷烟纸),这些纸张的技术含量、生产工艺和质量控制都达到了特种纸制造领域的顶尖水平。它们的技术发展不仅推动了卷烟生产效率的提升,更在满足消费者对品质、安全和个性化需求方面发挥着越来越重要的作用。对这些特种纸的深入研究和持续创新,是烟草工业未来发展的重要驱动力之一。