烟用接装纸又名水松纸，是用于烟支与滤嘴搭接的专用纸，连接卷烟滤嘴段和烟丝段。高光接装纸和转移接装纸是在原纸的表面增加一层光亮的视觉材料，经过生产加工后使其外观光亮夺目，以增强卷烟外观对消费者的视觉冲击，达到吸引消费者的目的[1-2]。采用转移纸印刷加工而成的烟用接装纸，因其印刷精美，色泽鲜艳，越来越受到消费市场的青睐。转移接装纸是由普通接装纸原纸通过转移树脂层、介质层或铝层加工而成，其印刷油墨附着主要依赖树脂黏附力。在卷烟包装热封过程中，温度过高易导致接装纸树脂软化出现烟支粘连现象。
针对接装纸的研究主要围绕其渗透性[3-4]、与水基胶的相互作用特性[5-6]、与烟支物理指标之间的关系[7-8]、对烟支感官质量[9]及化学烟气的影响[10]等方面。烟草相关技术标准对接装纸宽度、定量、纵向抗张强度、纵向伸缩率、透气度、孔带宽度、孔带距边宽度、长度、色差和交货水分等理化指标做出了具体技术要求，而对耐温性能暂无具体要求。卷烟生产过程中卷烟机和包装机上存在多处烙铁加热部位，而使用耐温性差光油的接装纸，其在生产过程中再次受热，可能会出现烟支粘连现象[11]。为此，本研究通过开展试验对转移类接装纸的耐高温性能进行探究，对接装纸在不同温度下的粘连破损情况进行分析，探索出现粘连破损的温度极限，进一步采取改善措施，为解决因接装纸粘连导致的烟支质量缺陷提供参考。
1 材料与方法
1.1 试验原理
卷烟生产中出现的烟支粘连缺陷，主要是在包装过程中，烟支滤嘴段的接装纸粘连导致的。进一步分析发现，烟支粘连缺陷主要集中在接装纸为转移类接装纸的卷烟品牌上。接装纸纸质较薄，烫金印转印层薄如蝉翼，其表层油墨的稳定性直接影响卷烟产品的质量。在一定的温度和压力下，不同种类的接装纸粘连特性不同。转移类接装纸在一定的温度和压力下，印刷层热压在一起后，接装纸剥离后会出现粘连现象[11]。根据试验原理，对试验接装纸样品采用升高温度、施加压力进行试验。
1.2 试验器材
恒温加热台（HP-2620，汉邦），1 kg压块（表面平整、单位面积100 mm×100 mm）、计时器（PS-363，追日）。
1.3 试验方法
1.3.1 抗粘连测定
试验样品选择4个卷烟牌名（分别为A、B、C和D牌名，其中D选取两个供应商的样品）共5个样品的接装纸开展试验。以90 ℃为初始温度，以10 ℃进行梯度递增，设置90、100、110、120、130、140和150 ℃共7个温度，测试原版材料的粘连极限温度。
截取一段足够长的接装纸，将其对折使印刷面相互接触，然后放置在不同温度的恒温加热台表面，并在其上施加1 kg压块，加压60 s，将样品长度方向的两端分别放入进行加持，轻轻拉直样品，在每次试验拉力一致时，观察两端接装纸表面的粘连情况[12]。便于记录试验结果，快速、直观地判断试验结果，将粘连情况分为3个等级：Ⅰ级，完全无粘连；Ⅱ级，有粘连分开后油墨层无破损；Ⅲ级，有粘连分开后油墨层破损。
1.3.2 改进后材料耐高温性能测试
接装纸出现粘连破损现象的原因主要有3个方面：一是在现有设备生产速度下，接装纸表层油墨没有完全干燥达到稳定状态；二是接装纸在生产过程中干燥速度较慢，在绕卷完成时接装纸表面未完全干燥；三是表层油墨耐高温性能不足，在卷制和包装生产过程中温度超过接装纸耐温极限。
（1）降低设备运行速度对接装纸耐高温性能的影响。降低印刷速度可以提高接装纸表层油墨的干燥程度。目前接装纸印刷设备运行速度为180 m/min，而生产厂家综合考虑生产任务和产品质量需要保证运行速度不低于140 m/min，因此以运行速度140 m/min为条件开展试验。印刷设备运行速度调至140 m/min，在100、110、120、130和140 ℃下对试验半成品进行测试。
（2）提高印刷温度对接装纸耐高温性能的影响。生产接装纸的印刷设备使用蒸汽加热，其加热温度最高为130 ℃，生产时三色加热温度为125 ℃，已为上限值，无法调整，选择加开四色烘箱，以达到提高表层油墨干燥速度的目的。烘箱初始温度60 ℃，按照10 ℃梯度递增，最高温度选择90 ℃，在100、110、120、130和140 °C下对印刷半成品进行测试。
（3）选用耐温性能好的油墨对接装纸耐高温性能的影响。转移类接装纸表面三色材料的耐高温性能直接关系到其在高温下的稳定性，光油的耐高温性能增加，接装纸的耐高温性能也在一定程度上有所提升[13]。常用的接装纸表面油墨三色材料主要是光油，其材料耐温极限为120 ℃，而耐高温光油的耐温极限为180 ℃。选用耐温性能较好的光油对现用三色光油材料进行更换，并上机生产，在100、110、120、130、140、150和160 °C下对试验半成品进行测试。
1.4 数据分析
试验验数据采用Excel 2007软件进行整理分析。
2 结果与分析
2.1 原版材料耐高温性能测试
不同牌名样品的转移接装纸在7个温度下的试验数据如表1所示。在固定压力和时间条件下，温度在90～140 ℃时，A样品和D2样品完全无粘连，150 ℃时样品有粘连分开后油墨层无破损，粘连极限温度为150 ℃。
表1 转移类接装纸耐温性能测试结果 |
| 测试温度/℃ | 牌名 | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| A | B | C | D1 | D2 | |
| 90 | Ⅰ级 | Ⅰ级 | Ⅰ级 | Ⅰ级 | Ⅰ级 |
| 100 | Ⅰ级 | Ⅰ级 | Ⅰ级 | Ⅰ级 | Ⅰ级 |
| 110 | Ⅰ级 | Ⅱ级 | Ⅱ级 | Ⅱ级 | Ⅰ级 |
| 120 | Ⅰ级 | Ⅱ级 | Ⅱ级 | Ⅱ级 | Ⅰ级 |
| 130 | Ⅰ级 | Ⅱ级 | Ⅱ级 | Ⅲ级 | Ⅰ级 |
| 140 | Ⅰ级 | Ⅲ级 | Ⅲ级 | Ⅲ级 | Ⅰ级 |
| 150 | Ⅱ级 | Ⅲ级 | Ⅲ级 | Ⅲ级 | Ⅱ级 |
在固定压力和时间条件下，温度在90～100 ℃时，B样品、C样品完全无粘连，110～130 ℃时有粘连分开后油墨层无破损，140～150 ℃时有粘连分开后油墨层破损，粘连极限温度为130 ℃。
在固定压力和时间条件下，温度在90～100 ℃时，D1样品完全无粘连，110～120 ℃时有粘连分开后油墨层无破损，130 ℃时有粘连分开后油墨层破损，粘连极限温度为120 ℃。
通过以上试验可以得出，转移类接装纸在超过一定温度时出现破损，且温度越高，破损等级越高。
2.2 改进后材料耐高温性能测试
2.2.1 降低设备运行速度对接装纸耐高温性能的影响
印刷设备运行速度调至140 m/min时，接装纸耐高温性能测试结果如表2所示。测试温度达120 ℃时开始出现接装纸粘连破损的情况。经过上机验证，在包装机烙铁、美容器处，设备停机烟条未及时取出的情况下，持续60 s后温度超过120 ℃，接装纸表层油墨出现粘连情况。在降低设备运行速度、提高接装纸表层油墨干燥程度后，在一定温度和压力作用下，出现了一定程度的粘连破损，表明在接装纸生产过程中降低设备运行速度延长干燥时间并不能提升接装纸表层油墨的耐高温性能。
表 2 降低设备运行速度后接装纸的耐高温性能测试结果 |
| 测试温度/℃ | 粘连情况 |
|---|---|
| 100 | Ⅰ级 |
| 110 | Ⅱ级 |
| 120 | Ⅲ级 |
| 130 | Ⅲ级 |
| 140 | Ⅲ级 |
2.2.2 提高印刷温度对接装纸耐高温性能的影响
对加开四色烘箱的印刷半成品进行测试，测试结果如表3所示。在120 ℃时开始出现接装纸粘连破损的情况，接装纸表层油墨耐高温性能无明显改进。说明在生产过程中提升印刷温度，并不能改善接装纸表层油墨的质量特性，在受到一定的温度和压力作用下，仍会出现粘连破损情况。
表 3 提高印刷温度对接装纸耐高温性能的影响 |
| 测试温度/℃ | 烘箱温度/℃ | |||
|---|---|---|---|---|
| 60 | 70 | 80 | 90 | |
| 100 | Ⅰ级 | Ⅰ级 | Ⅰ级 | Ⅰ级 |
| 110 | Ⅱ级 | Ⅱ级 | Ⅱ级 | Ⅱ级 |
| 120 | Ⅲ级 | Ⅲ级 | Ⅲ级 | Ⅲ级 |
| 130 | Ⅲ级 | Ⅲ级 | Ⅲ级 | Ⅲ级 |
| 140 | Ⅲ级 | Ⅲ级 | Ⅲ级 | Ⅲ级 |
2.2.3 选用耐温性能好的油墨对接装纸耐高温性能的影响
选用耐温性能较好的光油更换现用三色光油材料后的测试结果如表4所示。接装纸表层油墨选取耐高温性能较好的油墨之后，在以上试验条件下，均未产生粘连破损的情况。选取的新材料耐温性能满足测试要求，经检验，改进的接装纸物理指标均符合标准，可以上机使用。
表4 选用耐温性能好的油墨对接装纸耐高温性能的影响 |
| 测试温度/℃ | 测试结果 |
|---|---|
| 100 | Ⅰ级 |
| 110 | Ⅰ级 |
| 120 | Ⅰ级 |
| 130 | Ⅰ级 |
| 140 | Ⅰ级 |
| 150 | Ⅰ级 |
| 160 | Ⅰ级 |
3 结论与讨论
在卷烟实际生产中，包装设备加热部位温度可能出现超过接装纸粘连极限温度的情况，并且在设备停机或故障时，加热时间存在超过60 s的情况，卷烟产品可能因接装纸表层油墨耐高温性能差出现质量缺陷。本研究选取A、B、C和D品牌（选取两家供应商）的接装纸作为试验样品，开展接装纸耐高温性能测试试验，为接装纸进行工艺改进研究提供参考。
研究结果表明，转移类接装纸在超过一定温度后出现破损，随着温度的升高，破损等级越高。在现有接装纸生产条件下，降低设备运行速度、延长干燥时间无法提升接装纸表层油墨的耐高温性能；加开四色烘箱加速干燥同样无法提升接装纸表层油墨的耐高温性能；表层光油更换为耐高温光油可大幅提升转移类接装纸的耐高温性能。因此，在设计接装纸时，需充分考虑设备运行的最高加热温度，选取的表层油墨的耐温极限要大于设备运行的最高温度，保障接装纸的耐高温性能，进而保障卷烟产品的质量。本文在对不同牌名卷烟的接装纸的耐温极限的研究尚有不足，下一步将对不同规格的接装纸的耐高温性能进行定量研究，确定保障不同规格接装纸上机后产品质量合格的耐高温极限，指导接装纸生产工艺中表层油墨的选择和改进。