低引燃倾向卷烟纸对卷烟主流烟气及全长燃烧比例的影响

为研究低引燃倾向卷烟纸对卷烟主流烟气及全长燃烧比例的影响,采用两种定量的基纸制成了两个扩散率梯度的低引燃倾向卷烟纸,在不改变卷烟原有配方结构的基础上,仅替换卷烟纸(普通卷烟纸和低引燃倾向卷烟纸)制备了相应的卷烟样品,并对样品进行了主流烟气释放物、自由燃烧全长燃烧比例和标准测试全长燃烧比例的分析测试。结果表明:1低引燃倾向卷烟较对应的普通卷烟,主流烟气中焦油释放量增加,烟碱释放量增加不明显,CO释放量显著增加。低引燃倾向卷烟纸定量升高焦油和CO释放量有增大的趋势,烟碱释放量变化不明显。低引燃倾向卷烟纸扩散率升高焦油和烟碱释放量变化不明显,CO释放量有下降的趋势。2低引燃倾向卷烟纸扩散率升高自由燃烧全长燃烧比例增大,定量升高自由燃烧全长燃烧比例增大。3低引燃倾向卷烟纸扩散率升高标准测试全长燃烧比例增大,定量升高标准测试全长燃烧比例增大。     

卷烟引燃倾向测试基质的改进

为了研究滤纸作为卷烟引燃倾向测试基质的缺陷,探索新的替代基质,测试了不同批次Whatman 2号滤纸的质量、厚度、透气度,卷烟与滤纸存在间距时的全长燃烧百分比,分析了不锈钢基质的底部温度场,比较了标样卷烟SRM1082在不同基质上的全长燃烧百分比。结果表明:①不同批次的滤纸存在差异,卷烟与滤纸的间距会影响引燃倾向测试结果;②0.2 mm厚302不锈钢上附一层滤纸做基质时,标样卷烟的引燃倾向测试结果可以到达SRM1082的标准值(12.6±3.3)%,可以作为引燃倾向测试方法替代基质的主要研究对象。     

低引燃倾向卷烟纸对卷烟主流烟气有害成分释放量的影响

为研究低引燃倾向卷烟(LIP卷烟)主流烟气有害成分的释放情况,在不改变卷烟原有配方结构的基础上,利用不同的卷烟纸(普通卷烟纸和低引燃卷烟纸)制备相应的卷烟样品;对样品全长燃烧比例、自由燃烧速率及主流烟气有害成分进行分析测试。结果表明:①采用两种不同低引燃卷烟纸的卷烟,其样品的全长燃烧比例存在较大差异。LIP1卷烟完全符合相关低引燃法规要求,LIP2卷烟则只有60%符合法规要求。②采用两种不同低引燃卷烟纸后,卷烟自由燃烧速率相对于普通卷烟均有明显降低,但两种低引燃卷烟之间不存在明显差异。③采用低引燃卷烟纸后,卷烟主流烟气中部分有害成分(焦油、烟碱、一氧化碳、氢氰酸、苯并[a]芘、苯酚和苯等)存在释放量增加的风险,卷烟危害性指数也相应升高,但两种低引燃卷烟之间并没有明显差异。     

卷烟引燃倾向检测模型分析

为提高卷烟引燃倾向检测结果的通过率和稳定性,基于对燃烧锥与滤纸间有效接触面积的计算,采用Comsol Multiphysics软件建立传热模型并结合实验验证,分析了传热过程和阻燃条位置对测试结果的综合影响。结果表明:(1)燃烧锥与滤纸接触的前6 mm内,由于传热量大,熄灭的概率高,若该区域内含有部分阻燃条,则一般不会发生全长燃烧(Full Length Burn,FLB)行为,且熄灭容易发生在该区域内,而发生FLB行为的低引燃倾向(Lower Ignition Propensity,LIP)卷烟一般在该区域内不含阻燃条;(2)卷烟在滤纸表面阴燃时,燃烧锥会向上弯曲,在燃烧锥下部与滤纸间产生的空间为卷烟的持续燃烧起到了促进作用,进而使检测到的卷烟引燃能力比实际大,一定程度上影响了ISO 12863方法测试结果的稳定性;(3)通过每隔一定时间将卷烟迅速旋转180度的方法可以有效解决卷烟在滤纸表面阴燃过程中的燃烧锥弯曲过大问题。     

低引燃倾向卷烟设计的影响因素

为研究低引燃倾向卷烟(LIP卷烟)设计过程中的影响因素,在不改变卷烟原有配方结构的基础上,利用不同的卷烟纸(普通卷烟纸和阻燃带卷烟纸)制备了相应的卷烟样品,并对样品进行了阻燃带扩散率、卷烟全长燃烧比例及主流烟气释放物等方面的测试.结果表明:在其他条件不变的情况下,①扩散率提高0.22cm/s,LIP卷烟的全长燃烧比例增大60％以上,主流烟气中的焦油、烟碱、CO的释放量分别减小4.0％,6.5％和6.1％;②助燃剂含量提高0.8％,LIP卷烟的全长燃烧比例增大约20％,主流烟气中的焦油、烟碱、CO的释放量分别减小9.3％,7.9％和12.7％;③在助燃剂含量高的情况下,阻燃带宽度/间距对卷烟全长燃烧比例的影响较大,但对卷烟主流烟气释放物的影响不明显.     

卷烟低引燃倾向法律法规分析

分析了世界范围内一些国家/地区有关卷烟低引燃倾向的相关法律法规,认为其内容核心可以概括为应根据ASTM E2187或基于该标准的方法测试卷烟的引燃倾向性能,卷烟全长燃烧的比例不超过同批测试卷烟样品总数的25%。一些法律法规还对低引燃倾向卷烟的包装标识、认证、卷烟纸阻燃带提出了要求。低引燃倾向测试方法本身存在争议和不足,法律法规的实施效果也受到质疑。低引燃倾向卷烟颇有席卷全球的态势,可能会对我国带来深刻影响,建议我国应及早谋划和应对,积极开展相关政策和技术研究。     

卷烟纸参数对卷烟自由燃烧速率的影响

卷烟自由燃烧速率是卷烟燃烧特性的表观特征参数,实验考察了卷烟纸的原料组分、定量、透气度、灰分、宽度及助燃剂等参数对卷烟自由燃烧速率的影响,并分析了卷烟纸阴燃速率与卷烟自由燃烧速率间的关联性,结果表明:卷烟纸的定量、透气度、助燃剂含量以及助燃剂中钾盐和钠盐的比例是影响卷烟自由燃烧速率的主要卷烟纸参数,而卷烟纸浆料组分、灰分以及宽度对卷烟自由燃烧速率影响有限;卷烟纸阴燃速率仅反映卷烟纸自身的燃烧性,与卷烟自由燃烧速率无明显相关性。     

卷烟燃烧锥受力分析与落头倾向检测方法

为了解决目前卷烟产品在消费过程中燃烧锥落头问题,采用旋转法搭建了卷烟燃烧锥落头倾向检测装置,通过卷烟燃烧锥头部在旋转过程中的受力分析,确定了定量描述卷烟燃烧锥落头倾向(HCFP)的影响因素,在此基础上,考察了转速、卷烟燃烧线、转动持续时间等因素对落头倾向的影响,以及卷烟纸助燃剂含量对卷烟燃烧锥落头倾向的影响规律。结果表明:卷烟燃烧锥HCFP值随着转速、燃烧线与点燃端的距离以及转速稳定后持续旋转时间的增加均呈增加的趋势。燃烧锥体积的增加引起了HCFP值的增大,说明该方法能够较好反映卷烟燃烧锥落头倾向指标,检测结果中两次测试最大极差为7.5%。     

卷烟阴燃完全性对常规烟气指标的影响

采用自制设备测定中国50种不同牌号卷烟实际可燃率、自由燃烧速度,并结合气相色谱分析常规烟气成分。结果表明:①实际可燃率与自由燃烧速度呈极显著负相关,即卷烟阴燃越完全,自由燃烧速度越慢。②实际可燃率与常规烟气中的总粒相物(total particulate matter,TPM)、烟碱、焦油、抽吸口数指标均呈极显著正相关,其中与TPM相关性最强;自由燃烧速度与TPM、烟碱、焦油、抽吸口数指标均呈极显著负相关,其中与TPM、焦油相关性较强。综合分析卷烟阴燃越完全,自由燃烧速度越慢,则抽吸口数越多,焦油含量越高。     

新型阻燃剂在低引燃倾向卷烟纸生产中的应用

为了探索新型阻燃剂(LD及APP)对低引燃倾向(LIP)卷烟纸阻燃性能的影响。分别将阻燃剂LD、阻燃剂APP以及二者复配制备成相应的阻燃剂涂料,利用涂布的方法在卷烟纸上涂布阻燃带生产LIP卷烟纸,并对用该卷烟纸卷制的LIP卷烟样进行全长燃烧比例及阻燃带扩散率的测定。结果表明,当单独使用阻燃剂LD或APP时,两者都具有阻燃性,LD的阻燃性能优于APP;但单独使用LD进行涂布时,阻燃带存在边界扩散渗透现象;且随着LD含量的增大,阻燃带上的LD容易出现脱落(掉粉)现象。LD与APP进行复配可解决上述问题。当LD与APP复配阻燃剂(LD与APP质量比7∶3)含量达到16%左右时,卷烟的全长燃烧比例为20%,卷烟纸阻燃带扩散率为1. 000cm/s,可满足LIP卷烟纸的性能要求。     

低引燃倾向性卷烟纸的开发

研究开发了一种具有低引燃倾向性的卷烟纸,以一种成膜性好的多糖类物质以及碳酸钙作为涂料配方,按一定间隔涂布于卷烟纸表面形成阻燃带,通过降低卷烟纸阻燃带透气性来达到降低卷烟引燃强度的目的。研究结果显示,当该多糖类物质在涂料配方重量比为50％时,涂布区透气度降至10Cu左右,具有较低引燃倾向性,卷烟样品在大气环境下横置燃烧具有不熄火优势。同时研究结果表明,该具有低引燃倾向性的卷烟纸对卷烟烟气以及抽吸品质都没有明显负面影响。     

两种测定卷烟纸阴燃速率方法的影响因素比较

对两种测定卷烟纸阴燃速率方法 (简称方法 Y与方法 C)的影响因素进行了比较。结果表明,采用方法 Y测定时,卷烟纸阴燃速率随定量的提高而变慢,随卷烟纸中钾盐比例的提高而变快,其中定量对阴燃速率的影响最大,助燃剂含量对阴燃速率的影响存在一定的波动,但整体影响不大。采用方法 C测定时,卷烟纸阴燃速率随卷烟纸定量的提高而变慢,随助燃剂用量和钾盐比例的提高而变快,其中定量对阴燃速率的影响最大,其次为助燃剂用量、钾盐与钠盐的比例。无论是采用方法Y,还是采用方法 C,卷烟纸的透气度对阴燃速率均没有影响。研究表明,与方法 Y相比,方法 C对于实际生产中如何提高或降低卷烟纸阴燃速率更具有指导意义。     

ISO 12863卷烟引燃倾向标准评价方法的改进

为解决ISO 12863标准方法测试成本高、测试效率低的问题,结合样品抽样方案设计和统计学算法建立了一种测试支数动态调节的卷烟引燃倾向评价方法,并通过全长燃烧百分比（P-FLB）的二项分布计算分析了该指标偏差较大的原因。结果表明:①本文方法与ISO标准方法的准确性和重复性基本一致。②P-FLB仅是测定结果置信区间中置信度最高的一点,但其置信度仍然较低,导致理论上可产生10%~20%的最大偏差。③当全燃支数较少时（0~4支）,ISO方法更稳定,当全燃支数较多时（5~10支）,本文方法更稳定,当全燃支数超过6支时,卷烟产品的防火安全性能存在潜在风险。④80个LIP样品测试结果显示,与ISO方法相比,本文方法的平均检测时间和专用滤纸使用量均下降了59.65%,取得了较好的节支效果,提高了检测效率。      

浅析卷烟纸阴燃速率的影响因素

研究了同一种类不同品牌的浆料、定量、灰分、助燃剂用量、燃烧方式等对卷烟纸阴燃速率的影响,结果显示,同一种类不同品牌的浆料对卷烟纸的阴燃速率影响不明显;定量对卷烟纸阴燃速率影响较大,随着定量的增加,阴燃速率增加;灰分对卷烟纸阴燃速率略有影响,随着灰分的增加阴燃速率减小;助燃剂用量越小,卷烟纸阴燃速率越大,且助燃剂用量对阴燃过程的掉片有较大的影响;不同的燃烧方式对卷烟纸阴燃速率影响较大,相同条件下卧式阴燃所测阴燃速率值均高于竖式阴燃所测阴燃速率值。     

用水力旋流器对纤维进行筛分的实验研究

文章在实验的基础上，通过分析分流比R(溢流／进料流量)以及进料流量QF对重均长度L1的影响，来研究装置的筛分效果。     

近年国外烟草制品设计及研发若干进展

综述了2004年以来国外烟草公司在低危害卷烟产品设计、低引燃倾向卷烟产品和无烟气烟草制品等方面的研发进展,认为我国应进一步加大低引燃倾向卷烟和无烟气烟草制品研发力度,以应对未来国内外市场烟草消费者的需求。     

影响卷烟纸阴燃速率的因素

研究了卷烟纸的助燃剂品种、PN值(即采用KMnO4测定的卷烟纸中的有机酸含量)、填料品种及用量、浆料种类和透气度等因素对卷烟纸阴燃速率的影响。结果表明,在卷烟纸中添加相同用量的助燃剂,使用有机酸碱金属钠盐型助燃剂卷烟纸的阴燃速率比添加有机酸碱金属钾盐的大。当卷烟纸的PN值小于80时,随着PN值的增加其阴燃速率值变小;但当PN值大于80时,其阴燃速率下降不明显。不同的填料和浆种对卷烟纸的阴燃速率略有影响。卷烟纸中CaCO3用量增大,阴燃速率减小;随着卷烟纸透气度的增加,阴燃速率减小。     

Hand rolling cigarette papers as the reference point for regulating cigarette fire safety

Aim: To compare the burning characteristics of the tobacco and paper of manufactured and hand rolled cigarettes, and set a fire safety standard of manufacture to largely reduce the fire risk from discarded cigarettes.

Methods: (1) Cigarette extinction test of ignition strength: 40 cigarettes per brand, lit and placed on 15 layers of filter paper, in accordance with ASTM test standard E2187-02. (2) Citrate extracted by 0.1N hydrochloric acid from cigarette papers and from tobacco in manufactured cigarettes, the supernatant analysed by high performance liquid chromatography using ultraviolet visual light spectrophotometer. (3) Survey of 750 nationally representative adults age 18 years and over, by telephone, including 184 smokers.

Materials: (a) New Zealand made Holiday, and Horizon, and US made Marlboro manufactured cigarettes; (b) US manufactured Merit with banded paper; (c) Holiday, Horizon and Marlboro hand rolling tobaccos, hand rolled in Rizla cigarette papers; (d) manufactured cigarettes as in (a), reconstructed using Rizla hand rolling cigarette papers.

Results: 1. (a) For each brand of manufactured cigarettes, 40/40 burnt full length; (b) for Merit banded paper cigarettes 29/40 (73%) burnt full length; (c) for each brand of hand rolled cigarettes 0/40 burnt full length; (d) 0/40 manufactured cigarettes reconstructed with Rizla hand rolling paper burnt full length. 2. Citrate content: (a) In manufactured cigarette papers: 0.3–0.8 mg; in tobacco of manufactured cigarettes: Holiday 0, Horizon 0, Marlboro 8.8 mg; (b) Merit: in banded paper 0.418 mg; in tobacco 10.23 mg; (c) In hand rolled cigarettes: in the papers < 0.08 mg; in hand rolled tobacco 13.3–15.0 mg; (d) In hand rolling papers of reconstructed cigarettes: < 0.018 mg. 3. Requiring manufactured cigarettes to compulsorily self-extinguish when left unattended was supported by 67% of smokers, 61% of manufactured cigarette smokers, 82% of hand rolled smokers, and by 68% of non-smokers.

Conclusion: The wrapping paper is a key determinant of whether or not unpuffed cigarettes burn their full length. Using international test methods, popular brands of manufactured cigarettes all burnt full length, but none did so when re-wrapped in hand rolling cigarette paper. This provides a ready-to-hand smoker acceptable standard for reducing ignition potential from manufactured cigarettes, as a basis for regulation or litigation.

     

LIP卷烟纸的优化设计及在烤烟型卷烟中的应用

低引燃倾向(LIP)卷烟能减少卷烟引发火灾的风险,为了将LIP卷烟纸应用到烤烟型卷烟上,对LIP卷烟纸的原纸透气度、助燃剂含量和阻燃带扩散率进行优化,并将LIP卷烟纸初步应用到烤烟型卷烟上;测定了LIP卷烟的引燃性能、自由燃烧熄灭率及CO、焦油、烟碱含量,并进行感官质量评吸。结果表明,经过优化后,LIP卷烟纸的原纸透气度为95 CU,助燃剂含量为1.0%,阻燃带扩散率为0.115 cm/s;制备的LIP卷烟符合ASTM E2187-04的要求,能有效减少火灾的发生,CO、烟碱、焦油含量变化不大,抽吸品质也没有明显差别。