接裝膠粘度和玻璃化溫度對煙支質量及設備衛生的影響

摘要：接裝膠在卷煙生產過程中起著重要的作用，但是接裝膠在上機過程中容易產生掛膠，并且產生卷接質量問題，需要頻繁停機進行清潔，影響設備生產運行效率，為解決接裝膠的上機過程中容易產生膠垢，需要頻繁停機的問題，試驗考察了接裝膠影響上機產生掛膠的技術指標，這些指標包括粘度和玻璃化溫度，結果表明：接裝膠的粘度對改善掛膠沒有明顯的作用，而玻璃化溫度對改善掛膠有明顯的效果。

關鍵詞：接裝膠；粘度；玻璃化溫度；上機適用性

中圖分類號：TQ433.4+33文獻標志碼：A文章編號：1001-5922（2025）04-0037-04

Influences of adhesive viscosity and glass transitiontemperature on cigarette quality and equipment hygiene

ZHAO Xuena1，CAO Guichang2，YE Hongyu1，WANG Jialiang1

（1.Tianjin Workstation of Technology Center of Shanghai Tobacco Group Co.，Ltd.，Tianjin 300163，China；

2.Beijing Changrun Chemical Co.，Ltd.，Beijing 101304，China）

Abstract：The tipping adhesive plays an important role in the process of cigarette production，but the tipping adhe-sive is easy to produce glue in the process of machine，and the quality problem of cigarette joint is produced.It needs frequent shutdown for cleaning，which affects the production and operation efficiency of the equipment.In or-der to solve the problem that the tipping adhesive is easy to produce glue scale and needs frequent shutdown in the process of machine，the technical indexes of the tipping adhesive affecting the glue on the machine are investigated.These indexes include viscosity and glass transition temperature.The results show that the viscosity of the tipping adhesive has no obvious effect on improving the glue，while the glass transition temperature has obvious effect on im-proving the glue.

Key words：adhesive bonding；viscosity；glass transition temperature；machine applicability

煙用接裝膠是卷煙在卷接過程中，用來粘接水松紙和濾棒的粘合劑，煙支接裝質量是卷煙產品質量一項重要的指標[1]，其穩定與否直接影響著卷煙產品的質量（如：煙支的吸阻、煙支外觀質量等）[2]，關系著其最終是否能成為一支合格的卷煙產品的關鍵性要素。因此接裝膠的品質是影響煙支接裝質量的關鍵，提高接裝膠的上機適應性[3]，對于卷包車間生產效率、產品質量有重要的意義。

隨著卷煙工業的發展進步，煙草行業對煙用膠粘劑性能的要求一直在不斷地提高，特別是近十幾年來這種情況更為顯著，在降低成本及增加生產效率的前提下，我國的卷煙生產企業紛紛購進高速卷煙機，許多機器的卷煙生產速度超過10 000支/min[4]，但是在接裝膠的上機適應性遇到一些問題。

接裝膠通過輥涂或是噴涂進行上膠[5]，上膠后，由預加熱板對上膠后的水松紙進行加熱，加快膠的干燥，然后由切紙輪切斷水松紙，在這個過程中，水松紙的膠就會轉移到切紙輪的刀片以及切紙鼓輪，隨著設備的運行，膠在刀片和切紙鼓輪膠垢的積累，影響上機運行，而且容易出現接裝質量問題，需要頻繁停機進行清潔，降低了設備的生產效率。

針對這些問題，對接裝膠提出更高的要求，接裝膠需有較高的穩定性，保證接裝膠在卷煙機上長時間穩定和清潔地運行[6]，較高的清潔性能對卷煙機的生產效率至關重要，同時降低卷煙廢品剔除率[7]。

本研究針對接裝膠在上機過程中出現的膠垢問題，考察接裝膠的粘度[8]和玻璃化溫度2個指標對上機過程中出現膠垢的影響，找出影響接裝膠上機過程中出現膠垢的關鍵指標，對接裝膠進行改進，改善接裝膠上機適用性，提高車間設備作業率及生產效率。

1材料與方法

1.1材料、設備和儀器

乙烯-醋酸乙烯共聚乳液（簡稱VAE乳液）EP-758（瓦克化學（中國）有限公司）；聚乙烯醇BP-20（臺灣長春化學股份有限公司）；聚二甲基硅氧烷消泡劑2-89（贏創特種化學（中國）有限公司）；殺菌劑Vinkocide CRMC（溫克化學（上海）有限公司）；去離子水（自制）；PROTOS 90E卷接設備（德國虹霓煙機）；Brookfield粘度計（型號RVDVS，美國博勒飛）；差示掃描量熱儀（型號DSC5+，梅特勒）；ZJ112卷煙機（常德煙機）。

1.2方法

1.2.1接裝膠的制備

稱取一定量的VAE乳液，加入水、聚乙烯醇進行攪拌，然后加入其他助劑，助劑包括消泡劑和殺菌劑等[9]，攪拌均勻后，調整粘度，然后進行過濾，得到接裝膠。

1.2.2黏度的測試

使用Brookfield粘度計進行粘度測試，參照標準YC/T 188—2004《高速卷煙膠》。

1.2.3玻璃化溫度測試

按照差式掃描量熱法進行測試。

1.2.4卷煙卷制試驗

上機進行卷制試驗，記錄設備衛生情況、煙支質量情況和單位缺陷數，考察接裝膠粘度、玻璃化溫度對煙支質量、上機適用性的影響。

2結果與討論

2.1接裝膠粘度對設備衛生次數和煙支濾嘴異物的影響

根據接裝膠在卷接設備的使用情況反饋：某供應商的在線接裝膠存在濾嘴異物較多、設備衛生次數偏多的情況；因此，在接裝膠配方不變的情況下，通過調整膠水的粘度[10]，進行煙支質量和設備清潔度的試驗驗證。根據表1技術指標參數對比和煙支質量情況可以得出結論：降低膠水粘度并不能解決設備掛膠問題，說明膠水粘度并不是影響設備衛生次數和濾嘴異物的關鍵指標。

2.2玻璃化溫度對接裝膠上機適用性影響

玻璃化轉變溫度是指由玻璃態轉變為高彈態所對應的溫度，是非晶態高分子材料固有的性質，其高低與分子鏈的柔性有直接關系[11]。玻璃化溫度越低，分子鏈柔性越大，膠垢容易成團掛膠，造成臟機和濾嘴異物；玻璃化溫度越高，分子鏈剛性大[12]，不易臟機，但是粘接力稍有下降。根據目前膠水臟機的狀況，對接裝膠的玻璃化溫度進行調整。

通過表2技術指標參數對比和煙支質量情況可以看出：玻璃化溫度由目前的-13℃提高至18℃時，膠垢顆粒由累積的絮狀變為細小的碎屑狀，設備切紙輪和切紙刀掛膠情況得到改善效果最佳，衛生次數由4～5次/班降低至1次/班，單位缺陷數由1.25支/萬支下降至0.19支/萬支，上機適用性得到明顯提升。

由圖1可知：隨著接裝膠玻璃化溫度的提高，上機卷接過程中的泡皺、翹邊和濾嘴異物都有明顯的降低[13]。說明通過提高接裝膠的玻璃化溫度，明顯減少了設備的膠垢，提高玻璃化溫度后，膠水的粘接力稍有降低，但是膠垢減少后，設備運行更加順暢，能夠明顯改善缺陷的情況[14]。但是，當玻璃化溫度提高至18℃時，煙支缺陷問題又有所反彈，說明玻璃化溫度太高會影響煙支的粘接性能和強度。

2.3不同途徑得到的接裝膠玻璃化溫度對上機適用性影響

實現同一玻璃化溫度13℃，可通過單組分VAE乳液或者雙組分VAE配比得到，設備衛生情況都表現較好，但是煙支質量存在一定的差異[15]。雙組分調配乳液在煙支泡皺、翹邊和濾嘴異物方面均優于單組分乳液，說明雙組分調配乳液兼具2種玻璃化溫度的優點，高玻璃化溫度解決掛膠問題，低玻璃化溫度解決粘貼強度的問題。

3結語

（1）粘度指標是接裝膠關鍵指標之一，本試驗考察了粘度范圍為2 500～6 500 mPa.s，覆蓋了接裝膠可用的粘度范圍，在此范圍內，在上機過程中掛膠的程度沒有明顯區別，因此，黏度指標在改善上機過程中的掛膠方面，沒有起到明顯的改進效果；

（2）本試驗考察了接裝膠的玻璃化溫度對上機掛膠的影響，試驗了5種不同玻璃化溫度的接裝膠，分別進行上機試驗，對掛膠的程度進行統計，從試驗結果來看，隨著接裝膠玻璃化溫度的提高，設備的掛膠程度明顯減少，玻璃化溫度與掛膠程度有很明顯的關聯，玻璃化溫度較高的接裝膠，干燥后的結塊更硬，而且結塊呈粉末狀，不容易粘附在設備鼓輪表面；而玻璃化溫度較低的接裝膠，結塊更軟且粘，容易掛膠在設備表面。

【參考文獻】

[1]栗勇偉，喬建軍，馬少軍，等.卷接機組煙支搓接質量的研究及改進[J].煙草科技，2012（10）：24-27.

[2]韋干付.預打孔水松紙卷煙缺陷質量的解決方案[C].南寧：廣西煙草學會，2014：36-38.

[3]離陌（PATTHAVONGSA PATTHANA）.煙用水基膠質量控制指標體系建立與配套檢測技術研究[D].長沙：湖南大學，2018.

[4]王文華.行業高速卷接包機組國產替代主力機型[N].東方煙草報，2023-04-10（3）.

[5]夏平宇，施敏，張鑫，等.輥涂型卷煙接嘴膠動態流變性能對其上機適用性的影響[J].煙草科技，2018，51（9）：73-78.

[6]陳岱峰，費婷.水松紙表面特性及接裝膠滲透性能研究用于卷煙生產制造質量控制[C].武漢：中國煙草學會，2013：386-396.

[7]杜郢，董艷艷，王海青.卷煙膠的發展與展望[J].粘接，2015，36（3）：88-91.

[8]段海波，馬曉年，李超，等.水性膠粘劑粘度檢測的規范化研究[J].化學工程與裝備，2014（2）：176-177.

[9]李子東，李廣宇，于敏.VAE乳液及其膠粘劑[J].粘接，2001，22（6）：27-30.

[10]龍飛，彭修娜，史先鑫，等.卷煙用醋酸乙烯酯乳液類膠粘劑的改性[J].粘接，2013，34（5）：69-73.

[11]高鴻賓.有機化學[M].北京：高等教育出版社，1999.

[12]林蕓，陳秉銓.高分子材料科學與工程，1996，12（3）：123

[13]倪昭，劉軍，湯戰，等.濾嘴泡皺煙支的統計學特征分[J].煙草科技，2000（5）：26-27.

[14]張晶，馬曉偉，馮欣，等.接裝膠及接裝紙種類對膠水滲透性的影響[J].食品與機械，2018，34（6）：98-100.

[15]趙海洋，張倩潔，蘇巧，等.卷煙接裝紙上機適用性關鍵指標的影響因素研究[J].包裝工程，2023，44（3）：241-248.

（責任編輯：張玉平）