CN101390657B - 缓释薄荷的烟用滤嘴棒及其生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种缓释薄荷的烟用滤嘴棒及其生产工艺，涉及一种烟用滤嘴棒及其生产工艺。缓释薄荷的烟用滤嘴棒含有丝束材料、丝束材料中包裹有浸渍薄荷香精溶液的棉线，所述的浸渍薄荷香精溶液的棉线外层还吸附有成膜材料溶液，成膜材料溶液中加有薄荷香精。所述的成膜材料是指天然的高分子材料和合成的高分子材料。本发明具有如下优点：1.采用膜技术，常温状态薄荷挥发性较低，抽吸时又可以有效释放。2.本发明工艺简单。3.不改变嘴棒的性能。4.可在室温条件下存放一年以上。5.成本低廉。

Description

缓释薄荷的烟用滤嘴棒及其生产工艺

技术领域

本发明涉及一种烟用滤嘴棒及其生产工艺，尤其是一种应用膜技术缓释薄荷的烟用嘴棒及其生产工艺。

背景技术

薄荷俗称薄荷脑、薄荷冰，又名1-薄荷、六氢百里香酚、六氢麝香百里草酚，是世界上第二大芳香化学品。外观为无色晶体或粒状体，是薄荷油的主要成分。薄荷的结构如左图所示，分子量156.27，熔点42-43℃，沸点216℃，微溶于水，易溶于乙醇、氯仿、乙醚、石油醚、冰乙酸和液体石蜡。感官特征是具有薄荷样的气味，清凉的味道，轻清扩散，透发而不持久。毒理学和生物学研究表明，薄荷是无毒的、非致癌的，而且很容易生物降解，因此薄荷被广泛应用于医药工业、香料工业和食品工业。

薄荷是烟草中常用的香精之一，十万分之四左右的薄荷(相对于烟丝质量而言，下同)施加于烤烟型烟丝，十万分之八左右的薄荷施加于混合型烟丝，可缓和烟气的刺激性和杂气，特别是对去除青杂气效果尤为有效；而千分之三到千分之四的薄荷施加于烟丝中，则用于制作薄荷型卷烟。薄荷卷烟以其烟气中具有浓郁的薄荷香味为主要特征，其薄荷香味来源于外加的薄荷。但薄荷易挥发或见光易分解，渗透力强，因此，增强薄荷的稳定性、改善薄荷烟支抽吸前后凉度的均匀性，寻找有效、可行、简单的薄荷加入方式，是烟草行业研究的热点课题之一。

传统的将薄荷施加于烟丝的薄荷烟生产工艺，操作复杂繁琐。首先将薄荷溶解于酒精中，制成适当浓度的薄荷酒精溶液，再按比例均匀地喷洒到烟丝中去，含薄荷的烟丝经若干时间密封贮存后，再卷制烟支，随后需立即包装封合，以免薄荷自然挥发。

薄荷具有强烈的挥发性质，且渗透力强。高浓度的薄荷挥发气体对人体的皮肤和黏膜有强烈的刺激和侵蚀作用。用此种方法在制造加工薄荷烟的过程中，操作人员健康受到较大的危害；所有与含薄荷的烟丝接触的器具和机械以及周围环境都会受到污染；所使用的酒精大量扩散，又构成易燃易爆的危险。

鉴于以上种种原因，按此工艺生产薄荷烟需要在专一的生产线上进行，转产其它牌号或品种的卷烟时必须严格清洗设备，并长时间通风。而且传统方法薄荷含量较难控制，浪费严重，均匀性较差，产品质量难以保证，产品的保存周期短，而且抽吸时薄荷凉度不均匀，前浓后淡。

因此，薄荷烟生产的关键就是要解决以下问题：

降低薄荷的挥发性，使常温存放状态不挥发或较少挥发，抽吸时薄荷又能有效释放。既延长产品的保存期，又保证产品的性能。

解决薄荷抽吸时释放的均匀性。包括同一支烟抽吸前后凉度的一致性和不同烟支凉度的一致性。

嘴棒直接添加法是将薄荷或其衍生物在嘴棒成型时直接施加到丝束上的方法。中国专利申请公开CN1672600A就属于这种方法。但是，将薄荷或其衍生物在嘴棒成型时直接均匀施加到丝束上，会改变丝束的过滤性能，从而对卷烟产品带来负面影响。

CN2038720U介绍了一种滤嘴卷烟用的夹芯滤嘴，在过滤材料中预埋若干根芯线，该芯线经过预先处理，吸附有适量的香精配料，包括薄荷。

上述文献中的方法也叫香线法，这是在嘴棒成型时，将浸渍薄荷香精溶液的线(棉线或者合成纤维)包裹于丝束中的方法。此方法虽然工艺实现简单，解决了薄荷的加入问题；但是，没有改变薄荷的挥发性，因此也无法解决产品的保存周期短，而且抽吸时薄荷凉度不均匀，前浓后淡的问题。

发明内容

针对现有技术的上述不足，本发明要解决的技术问题是提供一种缓释薄荷的烟用滤嘴棒及其生产工艺，它采用类似香线法的简单方法制取含有薄荷的滤嘴棒，解决了薄荷型香烟长期存在的技术难题。使薄荷型香烟制作简单，不造成大的污染，加入香烟中的薄荷不但能缓释，得到前后均匀的薄荷凉度，而且产品的保存时间长。

本发明的技术方案是：缓释薄荷的烟用滤嘴棒含有丝束材料、丝束材料中包裹有浸渍薄荷香精溶液的棉线，所述的浸渍薄荷香精溶液的棉线外层还吸附有成膜材料溶液，成膜材料溶液中加有薄荷香精。所述的薄荷香精溶液是指将薄荷香精溶解于95％的酒精制备的30％-70％的溶液。所述的棉线是16支/2股的棉线。所述的成膜材料是指天然的高分子材料—明胶、阿拉伯胶、琼脂、海藻酸，和合成的高分子材料—羧甲基纤维素、聚乙烯醇、聚乙烯胺、聚乙烯氨基缩醛、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯吡啶，它们之中的一种或两种以上的混合物。所述的成膜材料溶液按下列组份及质量比配制：成膜材料∶水∶95％乙醇＝0.8-1.2∶8-10∶4-6。所述的成膜材料溶液中加有薄荷香精，其组成比例为：成膜材料溶液∶薄荷香精＝8-9∶1-2。

缓释薄荷的烟用滤嘴棒的生产工艺按以下步骤进行：

[1]配制溶液

(1)配制成膜材料溶液：

成膜材料∶水∶95％乙醇＝0.8-1.2∶8-10∶4-6；

(2)配制薄荷香精溶液：

将所需量的薄荷香精溶解于95％的酒精中，制得30％-70％的薄荷香精溶液；

(3)配制加有薄荷的成膜材料溶液：

成膜材料溶液∶薄荷香精＝8-9∶1-2；

[2]将棉线从薄荷香精溶液中通过，使其浸渍薄荷香精溶液；将浸渍有薄荷香精溶液的棉线再通过加有薄荷的成膜材料溶液，使其外表吸附加有薄荷的成膜材料溶液；

[3]将上述浸渍薄荷香精溶液和吸附加有薄荷的成膜材料溶液的湿棉线直接导入丝束材料中在成型机中成型为滤嘴棒。

所述的生产工艺中[2]以后的步骤还可以按以下步骤进行：

[3]将上述浸渍薄荷香精溶液和吸附加有薄荷的成膜材料溶液的湿棉线干燥后，绕制在棉线转盘上；

[4]将上述已干燥的棉线直接导入丝束材料中在成型机中成型为滤嘴棒。

本发明具有如下优点：

1.采用膜技术，在薄荷嘴棒的制作过程中，棉线浸渍薄荷后，再在其表面吸附一层具有一定大小孔洞的膜，使薄荷的挥发性明显降低；常温状态薄荷挥发性较低，抽吸时又可以有效释放。

2.本发明工艺简单，对现有嘴棒成型生产线无须做改动和调整。

3.用本发明制作的薄荷嘴棒，只在棉线周围与丝束有少量粘连，不改变嘴棒的性能；制作的薄荷烟品质没有任何改变。

4.用本发明制作的薄荷烟，缓释效果明显，存放时间长，在室温条件下存放一年以上，仍有较浓的薄荷味，抽吸时薄荷释放均匀，没有异味和杂气。

5.成本低廉，每箱卷烟(5万支)增加成本15元左右。

附图说明

附图1是本发明的滤嘴棒制成的香烟的薄荷稳定性试验；

附图2是本发明的滤嘴棒制成的香烟烟气含量检测试验；

附图3是空白棉线电镜放大100倍的照片；

附图4是吸附的成膜材料中未加薄荷的棉线电镜放大100倍的照片；

附图5是实施例1的棉线表面结构电镜放大100倍的照片；

附图6是实施例2的棉线表面结构电镜放大100倍的照片；

附图7是实施例3的棉线表面结构电镜放大100倍的照片；

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式及有关技术问题进一步详细描述如下。

实施例一：

将明胶1kg、水9kg和95％酒精5kg，加热溶解，冷却后密封放置，即为成膜材料溶液。

将3kg薄荷溶解于7kg95％酒精中，得到薄荷香精溶液。

将1kg薄荷搅拌条件下缓慢加入9kg成膜材料溶液中，得到加有薄荷的成膜材料溶液。

棉线先浸渍薄荷香精溶液，再吸附加有薄荷的成膜材料溶液，随后将湿棉线或干棉线通过成型机的拉力，和丝束一起成型得到缓释薄荷的烟用滤嘴棒。

实施例二：

将阿拉伯胶1kg、水9 kg和95％酒精5kg，加热溶解，冷却后密封放置，即为成膜材料溶液。

将5kg薄荷溶解于5kg95％酒精中，得到薄荷香精溶液。

将1.5kg薄荷搅拌条件下缓慢加入8.5kg成膜材料溶液中，得到加有薄荷的成膜材料溶液。

棉线先浸渍薄荷香精溶液，再吸附加有薄荷的成膜材料溶液，随后湿棉线或干棉线通过成型机的拉力，和丝束一起成型得到缓释薄荷的烟用滤嘴棒。

实施例三：

将羧甲基纤维素1kg、水9kg和95％酒精5kg，加热溶解，冷却后密封放置，即为成膜材料溶液。

将7kg薄荷溶解于3kg95％酒精中，得到薄荷香精溶液。

将2kg薄荷搅拌条件下缓慢加入8kg高分子溶液，得到加有薄荷的成膜材料溶液。

棉线先浸渍薄荷香精溶液，再吸附加有薄荷的成膜材料溶液，随后湿棉线或干棉线通过成型机的拉力，和丝束一起成型得到缓释薄荷的烟用滤嘴棒。

本发明所述的成膜材料是水溶性的，而薄荷在水中几乎不溶解。因此本发明在成膜材料中加入适当比例的乙醇，使成膜材料和薄荷都能溶解。棉线先浸渍薄荷香精溶液(根据凉度大小，薄荷香精溶液的质量比为30％-70％)，保证滤嘴棒适当的凉度；随后吸附加有薄荷的成膜材料溶液(薄荷∶成膜材料溶液＝1-2∶8-9)，加入薄荷可使成膜材料在棉线表面形成一层具有一定大小孔洞的膜。使浸渍于棉线上的薄荷能由此孔洞逸出，同时膜又能保护薄荷不会太快散失。随后浸渍薄荷香精溶液和吸附加有薄荷的成膜材料溶液的棉线通过成型机的拉力，和丝束一起成型，制成滤嘴棒。

本发明对成膜材料溶液中加入薄荷进行了试验。在本发明的技术方案中浸渍有薄荷香精溶液的棉线之外有膜的包裹，此膜能保证在抽吸前几口，凉度较小，随着抽吸进行，嘴棒温度逐渐升高，凉度越来越大。只有这样才能使吸烟者感到前后的凉度一致。

在成膜材料中加入薄荷的主要作用是：成膜材料溶液中的溶剂挥发后，溶于水的成膜材料形成膜，而溶于酒精的薄荷聚集成小的颗粒，缓慢挥发后使膜表面形成一定大小的孔洞，孔洞利于内层薄荷的释放；加在成膜材料中的薄荷提供前几口的凉度，浸渍于棉线上的薄荷随后提供足够的凉度。

根据凉度要求的大小，可在成膜材料溶液中的薄荷加入量不同，它们还必须与棉线上浸渍的薄荷香精溶液浓度互相匹配，才可以保证抽吸前后凉度的均匀一致性。本发明的其它实施例简述于表1、2中。

表1薄荷香精和成膜材料溶液的不同组合

实施例序号	薄荷香精溶液(％)	成膜材料	成膜材料溶液与薄荷比例
				4	30	琼脂	9∶1
5	40	明胶	8.7∶1.3
				6	50	阿拉伯胶	8.4∶1.6
7	60	海藻酸	8.2∶1.8

8	70	羧甲基纤维素	8.1∶1.9
				9	55	聚乙烯醇∶聚乙烯吡啶＝1∶1	8.3∶1.7
10	65	聚乙烯胺∶聚乙烯吡咯烷酮＝1∶1	8.1∶1.9

表1所示实施例4-8的滤嘴棒制成的香烟的薄荷稳定性试验见附图1所示。由图1可以看出，五个实施例中的卷烟在常温下放置半年多，薄荷含量稍有降低，降低约5％左右，变化较小。而且随着时间的延长，薄荷含量基本稳定。因此，本发明的缓释薄荷的烟用滤嘴棒制成的卷烟的保存是稳定的。

按以上配比，在生产线上试制薄荷烟，并进行检测和评吸。检测参照文献：《烟草科技》2007.06方法进行。评吸按照国标方法进行。评吸结果如表2所示。

表2试制烟的检测和评吸结果

实施例序号	薄荷量mg/支烟	评吸结果
			4	1.27	凉度轻，抽吸前后凉度均匀性较好，薄荷香与烟香比较协调，无异味和杂气。
5	1.44	凉度适中稍偏小抽吸前后凉度，均匀性较好，薄荷香与烟香比较协调，无异味和杂气。
			6	1.58	凉度大小适中，抽吸前后凉度均匀性较好，薄荷香与烟香比较协调，无异味和杂气。
7	1.69	凉度大小适中稍偏大，均匀性较好，薄荷香与烟香比较协调，无异味和杂气。
			8	1.78	凉度大小适中稍偏大，均匀性较好，薄荷香与烟香比较协调，无异味和杂气。

9	1.66	凉度大小适中稍偏大，均匀性较好，薄荷香与烟香比较协调，无异味和杂气。
			10	1.73	凉度大小适中稍偏大，均匀性较好，薄荷香与烟香比较协调，无异味和杂气。

将上述实施例4-8的滤嘴棒制得的卷烟，按国标推荐的方法吸烟，检测不同抽吸口序滤片收集到的薄荷量，结果如图2所示。由图2可以看出，随着抽吸口数的递增，每口的薄荷量也随之增加。但是，吸烟人并不会感觉凉度在增加，这是由于感觉神经的疲劳、麻木或迟钝造成的，后一口烟气的薄荷量比前一口烟气中的薄荷量大，吸食者才可感觉凉度比较均匀，这与文献报道的结果一致。由此可以证明，本实施例4-8的薄荷烟抽吸前后凉度是均匀的(这里所述的均匀是指抽吸者的感受，而非测试中薄荷的量)。

本发明进行了滤嘴棒中薄荷含量平行性检测。所述检测按以下操作进行：每周制作一批，制作三批实施例6的滤嘴棒。对试制的同一批薄荷嘴棒，随机选取5个点取样，检测薄荷的含量，结果见表3。

表3嘴棒薄荷含量平行性检测结果

批次	薄荷含量检测结果(mg/20mm嘴棒)	平均值(mg/20mm嘴棒)	相对标准偏差	不同批次之间的相对偏差
					1	1.58，1.56，1.60，1.55，1.60	1.578	2.28％	0.23％
2	1.57，1.59，1.60，1.56，1.55	1.574	2.07％
				3	1.56，1.58，1.59，1.56，1.60	1.578	1.79％

从表3中可以看出，不同批次生产的薄荷嘴棒，薄荷含量是均匀的，质量是稳定的；同一批次试制的薄荷嘴棒，薄荷含量也是均匀、稳定的。

附图3是空白棉线电镜放大100倍的照片；是棉线在未加成膜材料前的状态。

附图4是吸附的成膜材料中未加薄荷的棉线电镜放大100倍的照片。直接将成膜高分子材料的溶液在棉线表面形成膜，虽然改变了薄荷的挥发性，但是膜的结构太致密，将棉线表面覆盖得很严实，使薄荷的释放受到限制，抽吸时薄荷很难释放，导致抽吸时凉度偏小。

因此，本发明在高分子成膜材料中加入一定量的薄荷，一方面可以增加抽吸时前面几口薄荷的凉度，另一方面可以使在棉线表面形成的高分子膜不致于太致密，有利于薄荷的释放。通过控制加入的薄荷量，既可以控制抽吸时前面几口的凉度，又可以控制高分子膜的致密程度。

本发明还检测了缓释薄荷嘴棒对焦油等烟气成分的影响。按以下步骤进行：  选择同一包丝束同一机台制作薄荷嘴棒和常规嘴棒，然后到同一机台用同一批烟丝、同样的辅助材料卷接烟支，按国标推荐的方法进行烟气常规成分的测定。结果见表4。

表4薄荷烟与空白烟的烟气常规成分比较

型号	烟支重量/g/支	吸  阻/Pa/支	抽吸口数/口/支	总粒相物/mg/支	水  分/mg/支	烟  碱/mg/支	焦油/mg/支	滤片收集的薄荷量/mg/支
									薄荷烟	0.93	1166	7.84	20.08	3.62	1.34	15.12	0.38
空白烟	0.93	1147	7.65	19.96	3.82	1.33	14.81	0

由表4可以看出，薄荷烟与空白烟烟气常规成分中总粒相物、水分、烟碱等差别不大，焦油略有增加，这是由于滤片收集了薄荷的缘故，扣除薄荷的量之后，焦油量则基本一致。由此可以看出，烟气常规成分没有差异。

本发明的缓释薄荷嘴棒中棉线的扫描电镜图见附图5-7。将不同实施例制作的棉线进行扫描电镜分析，结果如图5-7所示它们分别是实施例1-3的扫描电镜图。与图4比较，图4中棉线表面的膜将棉线覆盖得很严实，使薄荷的释放受到限制导致抽吸时凉度偏小。而图5、6、7中棉线表面的膜有一定大小的孔洞，有利于薄荷的释放。可见，膜上连续均匀且有适量孔洞的相，有利于其对薄荷的滞留和释放。

Claims (8)

1.一种缓释薄荷的烟用滤嘴棒，含有丝束材料、丝束材料中包裹有浸渍薄荷香精溶液的棉线，其特征在于：所述的浸渍薄荷香精溶液的棉线外层还吸附有成膜材料溶液，成膜材料溶液中加有薄荷香精。

2.根据权利要求1所述的缓释薄荷的烟用滤嘴棒，其特征在于：所述的薄荷香精溶液是指将薄荷香精溶解于95％的酒精制备的质量比为30％-70％的溶液。

3.根据权利要求1所述的缓释薄荷的烟用滤嘴棒，其特征在于：所述的棉线是16支/2股的棉线。

4.根据权利要求1所述的缓释薄荷的烟用滤嘴棒，其特征在于：所述的成膜材料是指天然的高分子材料-明胶、阿拉伯胶、琼脂、海藻酸，和合成的高分子材料-羧甲基纤维素、聚乙烯醇、聚乙烯胺、聚乙烯氨基缩醛、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯吡啶，它们之中的一种或两种以上的混合物。

5.根据权利要求1所述的缓释薄荷的烟用滤嘴棒，其特征在于：所述的成膜材料溶液按下列组份及质量比配制：

成膜材料∶水∶95％乙醇＝0.8-1.2∶8-10∶4-6。

6.根据权利要求1所述的缓释薄荷的烟用滤嘴棒，其特征在于：所述的成膜材料溶液中加有薄荷香精，其组成质量比例为：

成膜材料溶液∶薄荷香精＝8-9∶1-2。

7.一种缓释薄荷的烟用滤嘴棒的生产工艺，其特征在于所述的生产工艺按以下步骤进行：

[1]配制溶液

(1)配制成膜材料溶液，其质量比为：

成膜材料∶水∶95％乙醇＝0.8-1.2∶8-10∶4-6；

(2)配制薄荷香精溶液：

将所需量的薄荷香精溶解于95％的酒精中，制得30％-70％的薄荷香精溶液；

(3)配制加有薄荷的成膜材料溶液，其质量比为：

成膜材料溶液∶薄荷香精＝8-9∶1-2；

[2]将棉线从薄荷香精溶液中通过，使其浸渍薄荷香精溶液；将浸渍有薄荷香精溶液的棉线再通过加有薄荷的成膜材料溶液，使其外表吸附加有薄荷的成膜材料溶液；

[3]将上述浸渍薄荷香精溶液和吸附加有薄荷的成膜材料溶液的湿棉线，直接导入丝束材料中在成型机中成型为滤嘴棒。

8.根据权利要求7所述的一种缓释薄荷的烟用滤嘴棒的生产工艺，其特征在于：所述的生产工艺中步骤[2]以后的步骤被以下步骤替代：

[3]将上述浸渍薄荷香精溶液和吸附加有薄荷的成膜材料溶液的湿棉线干燥后，绕制在棉线转盘上；

[4]将上述已干燥的棉线直接导入丝束材料中在成型机中成型为滤嘴棒。

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