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  为细而“粗” ——记南纤细支卷烟专用丝束开发及生产线技术升级研究

作者:本刊记者 宁志 通讯员 陈丹彤  来源: 《中国烟草》2020年第3期 总第666期 第50-51页 2020-02-01
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面对日趋多元化、个性化的消费潮流,卷烟创新产品持续快速发展,耕耘市场较早的细支卷烟市场表现尤为出众,从小变大,渐成规模。同时,行业把发展细支卷烟作为降焦减害、节能环保和降本增效的重要方向,促进了细支卷烟持续稳定发展。

但“又细又好”的另一面,是国产细支卷烟烟用丝束供应短缺的窘境。国产细支卷烟专用丝束产能提升困难,基本依赖进口。与进口丝束相比,国产专用丝束规格极少,没有形成系列化,用户无从选择,且丝束及其滤棒的质量不稳定,滤棒吸阻波动大,丝束开发缺乏系统性和完整性。

一面是细支卷烟风头正劲,一面是专用丝束供应困境重重,原料保障跟上细支卷烟发展步伐刻不容缓,国产丝束该如何突围?

市场有所需,企业必有所动。2017年,由南通醋酸纤维有限公司牵头,河南、湖南、湖北、江苏中烟共同承担的国家局重大专项《细支卷烟专用丝束开发及生产线技术升级研究》项目启动,历经两年不断探索,如今已开花结果,荣获2019年中国烟草总公司科学技术进步奖二等奖。

探索之路

2014年6月,国家局印发《关于规范和支持细支卷烟发展的通知》,鼓励各企业通过合理布局,开展技术研发,有效促进细支卷烟规范发展,明确细支卷烟的研发方向为“高品质、高技术、高起点、高效益”。

三纤公司董事会高度重视,明确提出要“站在行业的高度,满足高质量发展需要,专用丝束开发一开始就以超越进口丝束为目标,不是简单地满足,而是涉及原料、工艺、设备、理论、产品标准在内的系统研究,项目分成多个攻关课题,团队分工协作,致力于为提升细支卷烟品质提供丝束解决方案。”

作为行业烟用材料学科带头人、享受国务院政府特殊津贴专家、国家科学技术奖评审专家,南纤公司副总经理、三纤公司技术中心主任杨占平研究员负责项目总体规划与方案制定,在他的组织下,国产细支卷烟专用丝束开发的探索启程。南纤公司总经理室给予充分的人、财、物支持,河南、湖南、湖北、江苏中烟密切配合、携手攻关。

与加工常规卷烟过滤嘴的烟用丝束不同,细支卷烟专用丝束具有单旦高、总旦低的特点。旦,即旦尼尔(Denier),纤维粗细(线密度)单位,9000米长的纤维重1克为1旦,当纤维的密度一定时,旦数越大,纤维越粗。相同重量的烟用丝束,专用丝束的单根丝变粗,总根数减少。

“粗到什么程度,专用丝束是常规烟用丝束的2~4倍。”杨占平介绍,烟用丝束具有高度的卷曲性,生产线高速运转,变粗的丝束直接按照正常的卷曲工艺进行卷曲会造成纤维严重损伤,导致丝束强度下降,“好比烫发,头发细、软就好烫,粗、硬就不好烫,因此要进行预处理,让头发在烫之前先软下来。”

项目团队对此进行攻关,开发低模量化丝束卷曲技术,有效提高了专用丝束可卷曲性能。看起来似乎很容易,但专用丝束开发是一个体系,一个“点”的创新,背后有很多“点”支撑,这样才能做出好产品。

针对专用丝束自身及其细支滤棒成型等诸多问题,项目团队在等效流变低粘高浓纺丝工艺技术开发、生产线及其设备与工艺技术开发、异形非Y截面丝束研制开发及其过滤性能模型研究、成型加工技术研究、建立检测技术与质量标准体系、建立细支滤棒丝束选型指南等方面开展系统技术研究、着力攻关。

复杂的系统创新,连最基础的烟用丝束生产原料——二醋酸纤维素浆液都要考虑。专用丝束在试验时可以慢慢纺丝,但高速生产甬道负荷高,纺丝溶剂不能有效快速挥发,容易出现凝丝现象,成为制约专用丝束高效能纺丝的关键技术瓶颈。围绕突破瓶颈的各项研究逐一展开,最终等效流变低粘高浓生产技术的开发,实现了专用丝束高效能纺丝。

攻克一项又一项技术难关,不是靠运气,而是来自辛勤的付出。实践中一次便能成功的专用丝束创新,之前往往有严谨、精确的计算,用物理、数学等方法建立模型,反反复复进行模拟、试验,确保万无一失才大胆用于生产。杨占平说:“试验允许失败,但进入生产决不允许失败。”这种创新路上的酸甜苦辣,或许只有项目团队自己最清楚。

成果之花

创新非同一般,没有颠覆性的大胆改变,就不可能实现跨越式进步。

专用丝束的单根丝变粗、总旦变小后,产能不可避免受到影响,同样的生产数量,专用丝束对比常规烟用丝束损失约70%的产量。南纤公司是全球第二大醋纤丝束生产企业,承担着国产烟用丝束的供应保障重任,既要做好专用丝束开发,又要保证烟用丝束生产供应,在机器设备不增加的情况下,项目团队必须挖潜。

除了开发等效流变低粘高浓生产技术提高浆液浓度,提升纺丝速度外,项目团队对纺丝机、新型喷丝帽、断丝报警装置等一系列进行技术创新升级,使每台纺丝机生产线甬道增加,设备利用率提高30%以上,并对相应的补丝系统、卷曲机平台、干燥机等进行全面技术创新,实现任意切换到4条或6条产品线的柔性化生产,大幅增加了专用丝束产能。

细支卷烟吸阻普遍较大,通过专用丝束改善卷烟感官舒适性是行之有效的解决方案。目前烟用丝束大多采用Y形截面,项目团队大胆创新,首创了性能更优的X形截面醋纤丝束,研发出满足各吸阻需求的4种Y形和2种非Y形专用丝束,实现了专用丝束的系列化生产,有效延伸了细支滤棒吸阻可加工范围,为满足用户需求提供了更多选择。

还有不少类似的项目创新,在国内外研究中都尚属首次,如等效流变低粘高浓集成工艺技术,专用丝束的专用卷曲机、低模量化和双维度复合卷曲集成工艺技术及设备,专用丝束生产工艺及产品质量,均达到国际领先水平,细支卷烟专用X形截面丝束填补国际烟用丝束的空白,专用丝束滤棒高效成型技术达到国内领先水平,首次建立专用丝束与滤棒选型指南,完整的专用丝束及滤棒高效成型工艺控制标准、滤棒产品质量标准体系和产品检测标准体系填补国内空白。

“项目整体处于国际先进水平,专用丝束严重短缺、吸阻波动大、缺乏质量标准与检测体系等一系列问题迎刃而解。”杨占平介绍,项目取得的一系列重要创新和应用成果已成功推广应用于南纤公司和珠纤公司,实现了细支卷烟专用丝束产量和质量的双提升。目前,专用丝束生产能力完全满足国内市场需求,可实现国产专用丝束替代进口,为细支卷烟稳定、高质生产提供了坚实保障。

项目成果喜人,不过,杨占平更为看中的,则是通过项目开发,提升了创新能力,锻炼了人才队伍,“这是自2005年获得‘国家科学技术进步奖二等奖’后,南纤公司再次获得大奖,有挑战才有动力,专用丝束开发为新形势下加强技术创新积累了经验,为谱写烟用醋纤产业高质量发展新篇章提供了舞台。”

创新动力强是行业高质量发展的基本特征之一,为细而“粗”的背后,是行业致力于推动高质量发展的决心和信心,是醋纤企业牢牢掌握关键核心技术、努力提高核心原料保障力的责任与担当。

(通讯员单位:南纤公司)

(栏目责编/张雨时 zhangys89@126.com)

编辑:李东军

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