CN101435176A - 一种降低卷烟烟气中一氧化碳、氮氧化合物和酚类等有害物质含量的卷烟纸及其制备 - Google Patents
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Abstract
一种双层卷烟纸，由包裹在烟丝外的内层卷烟纸和包裹在内层卷烟纸外的外层卷烟纸构成。内层卷烟纸上可负载催化剂。催化剂包括金属氧化物、金属复合氧化物、金属氢氧化物或金属氢氧化氧化物，具体指铁、锰、铜、锌、钛、铝、钙、钴、钯、铂、镧、锶或铈等的氧化物、复合氧化物、氢氧化物或氢氧化氧化物中的一种或几种，所述的催化剂质量含量占内层卷烟纸质量的1％－30％，最好占内层卷烟纸质量的 3％－10％。该技术可有效降低卷烟烟气中一氧化碳、氮氧化合物和酚类等有害物质的含量。
Description
技术领域
本发明涉及一种卷烟纸，具体涉及一种催化剂得以应用的降低卷烟烟气中一氧化碳、氮氧化合物和酚类等有害物质含量的双层卷烟纸和制备方法。
背景技术
降低卷烟的危害性是烟草行业的重要研究课题，在相当长的时期内仍将继续下去。各烟草研究机构一直致力于该工作的研究并取得了可喜的成绩，但仍有很大一部分的成果得不到应用，原因多在于烟气体系的复杂性和人们对卷烟特殊的吸食要求。
卷烟纸不仅仅是烟草的包裹材料，它还参与卷烟的燃烧，影响烟气的扩散并改变主流烟气的化学成分。毫无疑问，卷烟纸的物质组成和结构是卷烟烟气的重要影响因子。
在卷烟纸中添加外源物质是降低卷烟一氧化碳等有害成分的一种方式，美国专利2007095358的保护内容为纳米氧化物印在卷烟纸上以降低卷烟一氧化碳，其中包括不同形态的Fe、Al、Co、Zn、Mo、Pt、Au、Cu和Ti等的氧化物，重点提及了不同形态Fe2O3，权利要求卷烟纸的透气度大于15柯氏单位，可降低CO大于10％，降低NOx大于25％，该专利是采用印刷的形式把物质粘附在卷烟纸上的，粘附处是基本不透气的，由于卷烟纸要有一定的透气性来保证抽吸顺畅、空气进入和CO等物质向外扩撒，因此实际中不可能做到在纸上粘附很多催化剂，否则卷烟纸透气度降低，CO等物质扩散受阻，最终导致主流烟气中有害物质含量增加；如果催化剂在纸张中的含量过低，催化作用则得不到应有的发挥。另一方面印刷时各种颜色的物质影响卷烟纸的外观，有些颜色消费者难于接受且工艺复杂从而限制了它们的使用。
双层卷烟纸技术主要用于降低卷烟的侧流烟气，中国专利1672599A公开内容为内层卷烟纸添加的物质为20％—40％的无机填料，6％—10％的助燃剂和12％—18％的香精，外层为25％—35％的无机填料，5％—10％的助燃剂，目的在于降低侧流烟气和焦油并弥补香气损失，但双层卷烟纸的定量达53g/m2，因为每支卷烟的卷烟纸面积基本一致，定量高意味着单支卷烟中卷烟纸的重量增加，造纸纤维增加，而纤维增加影响卷烟吸味，杂气增强，口腔舒适度下降等，将产生较大的负面影响。
我们的研究表明，双层卷烟纸的透气度受单层的影响较大，为了保证双层卷烟纸的透气性能和烟气的扩散，保持卷烟吸味，适当提高单层的透气度并降低定量是有必要的。
迄今为止，尚未有双层卷烟纸技术用于降低卷烟烟气中一氧化碳、氮氧化物和酚类，尤其是低定量的双层卷烟纸。
发明内容
本发明的目的是提供了一种应用催化剂得以降低卷烟烟气中一氧化碳、氮氧化合物和酚类等有害物质含量的双层卷烟纸。催化剂添加方便，适合于工业化生产要求。
本发明的目的是通过下述方式实现的：
一种降低卷烟烟气中一氧化碳、氮氧化合物和酚类等有害物质含量的卷烟纸，所述卷烟纸是含无机填料和助燃剂的卷烟常用造纸，所述的卷烟纸是双层结构，由包裹在烟丝外的内层卷烟纸和包裹在内层卷烟纸外的外层卷烟纸构成，所述的内层卷烟纸加入了纳米级的金属氧化物、金属复合氧化物、金属氢氧化物或金属氢氧化氧化物催化剂；内、外层卷烟纸的透气度均为40—140柯氏单位；内、外层卷烟纸定量均为10—30g/m2。
所述的催化剂质量含量占内层卷烟纸质量的1％—30％。
所述的催化剂质量含量占内层卷烟纸质量的3％—10％为最佳。
所述的金属氧化物、金属复合氧化物、金属氢氧化物或金属氢氧化氧化物为铁、锰、铜、锌、钛、铝、钙、钴、钯、铂、镧、锶或铈的氧化物、复合氧化物、氢氧化物或氢氧化氧化物中的一种或几种。
所述的内层卷烟纸透气度为80—120柯氏单位，外层卷烟纸透气度为60—100柯氏单位；内、外层卷烟纸定量均为15—25g/m2为最佳。
所述的一种降低卷烟烟气中一氧化碳、氮氧化合物和酚类等有害物质含量的卷烟纸的制备，包括以下步骤：将造纸纤维打浆，加入无机填料；卷烟纸成型过程中再涂布助燃剂分别制得内层、外层卷烟纸；内层卷烟纸制备时，卷烟纸成型前加入占内层卷烟纸总质量1％—30％的纳米级的金属氧化物、金属复合氧化物、金属氢氧化物或金属氢氧化氧化物催化剂。
内层卷烟纸制备时，卷烟纸成型前加入催化剂的质量占内层卷烟纸质量的3％—10％最佳。
打浆时按造纸常规方法调节打浆度使内层卷烟纸为80—120柯氏单位，外层卷烟纸为60—100柯氏单位；成型时根据造纸设备性能按常规方法调节浆料流量和车速使内、外层卷烟纸定量均为15—25g/m2为最佳。
本发明的双层卷烟纸由包裹在烟丝外的内层卷烟纸和包裹在内层卷烟纸外的外层卷烟纸构成。所述的内层卷烟纸和外层卷烟纸均采用常规的造纸机生产，内层卷烟纸负载了催化剂，催化剂可在浆料中添加。常规用无机填料如碳酸钙在配浆工序中添加；助燃剂采用常规方式添加。
所述的内层卷烟纸和外层卷烟纸中均含有常规无机填料和助燃剂，常规无机填料指碳酸钙、氧化钛、氧化硅、氧化铝和氢氧化铝等，其总含量在成品单层纸中为1％—40％，最好在10％—30％，各物质间比例可任意调配。助燃剂指柠檬酸钾或柠檬酸钠或二者的混合物，在内层卷烟纸中总含量为0.5％—10％(可根据卷烟纸燃烧速度适当调节)，在外层卷烟纸中的含量为0.5％—10％，最好为1％—3％。
所述的内层卷烟纸透气度在40—140柯氏单位，最好80—120柯氏单位；其定量为10—30g/m2，最好在15—25g/m2。
所述的外层卷烟纸透气度为40—140柯氏单位，最好为60—100柯氏单位；其定量为10—30g/m2，最好在15—25g/m2。
所述的内层卷烟纸颜色不定，所述的外层卷烟纸为白色。
本发明与已有技术相比具有显著优点：
A.该技术催化剂可在浆料中添加，不需任何辅助剂，操作简单方便，无需改变卷烟纸生产工艺；
B.该技术所用催化剂颜色不受限制，可最大限度地应用各种物质；
C.内、外层卷烟纸单独成型，彼此不影响，内层卷烟纸上的有色催化剂不会出现在外层卷烟纸上；
D.采用该技术生产的卷烟纸透气度不受影响，可在保证烟气有效稀释和扩散的情况下发挥催化剂的作用，降低烟气中有害物质含量；
E.因为每支卷烟的卷烟纸面积基本一致，定量低意味着单支卷烟中卷烟纸的重量减少，造纸纤维用量减少，而纤维减少将使卷烟烟气中杂气减少，口腔舒适度上升；
F.采用以上方法生产的双层卷烟纸可降低卷烟烟气中有害物质的含量，降低一氧化碳量大于10％，氮氧化物大于15％，酚类大于10％。
具体实施方式
以下实施例旨在说明本发明而不是对本发明进一步限定。
实施例1
采用以上技术生产的卷烟纸，用于卷烟生产可显著降低卷烟烟气中一氧化碳、氮氧化物和酚类物质，现结合实施例如下：
1.内层卷烟纸的制备：
1.1将造纸用长短纤维按一定比例打浆，调节打浆度，加入15％的碳酸钙，使卷烟纸透气度为120柯氏单位；
1.2加入制备好的纳米级氧化亚铜，添加量为6％，成型后加入1％的助燃剂柠檬酸钾；
1.3调节内层卷烟纸定量至16g/m2，根据卷接要求分切宽度为24mm，内层卷烟纸即成。
2.外层卷烟纸的制备：
2.1将造纸用长短纤维按一定比例打浆，调节打浆度加入20％的碳酸钙5％的氧化钛，使卷烟纸透气度为80柯氏单位；
2.2成型后加入助燃剂柠檬酸钾和柠檬酸钠的混合物，其配比为3：1，加入总量为1.2％；
2.3调节外层卷烟纸定量至20g/m2，根据卷接要求分切宽度为26.5mm，外层卷烟纸即成。
3.用双层卷烟纸替代大生产相应卷烟纸，在卷接时叠加，按照常规方法生产卷烟，与对照卷烟相比(采用透气度和定量相当的单层卷烟纸)，本发明双层卷烟纸卷烟降低一氧化碳12.3％，氮氧化物15.6％，酚类15.9％。
实施例2
1.内层卷烟纸的制备：
1.1将造纸用长短纤维按一定比例打浆，调节打浆度，加入10％的碳酸钙和7％的氢氧化铝，使卷烟纸透气度为140柯氏单位；
1.2加入制备好的纳米级La0.2Sr0.8MnO3，添加量为7％，成型后加入1.8％的助燃剂柠檬酸钾；
1.3调节内层卷烟纸定量至16g/m2，根据卷接要求分切宽度为24mm，内层卷烟纸即成。
2.外层卷烟纸的制备：
2.1将造纸用长短纤维按一定比例打浆，调节打浆度，加入15％的碳酸钙和10％的氧化钛，使卷烟纸透气度为80柯氏单位；
2.2成型后加入助燃剂柠檬酸钾和柠檬酸钠的混合物，其配比为4：1，总量为1.5％；
2.3调节外层卷烟纸定量至18g/m2，根据卷接要求分切宽度为26.5mm，外层卷烟纸即成。
3.用双层卷烟纸替代大生产相应卷烟纸，在卷接时叠加，按照常规方法生产卷烟，与对照卷烟相比(采用透气度和定量相当的单层卷烟纸)，本发明双层卷烟纸卷烟降低一氧化碳13.2％，氮氧化物21.6％，酚类16.3％。
实施例3
1.内层卷烟纸的制备：
1.1将造纸用长短纤维按一定比例打浆，调节打浆度，加入16％的碳酸钙，使卷烟纸透气度为140柯氏单位；
1.2加入制备好的纳米级Fe2O3和MnO2，添加量分别为3％和2％，成型后加入2％的助燃剂柠檬酸钾；
1.3调节内层卷烟纸定量至17g/m2，根据卷接要求分切宽度为24mm，内层卷烟纸即成。
2.外层卷烟纸的制备：
2.1将造纸用长短纤维按一定比例打浆，调节打浆度，加入15％的碳酸钙和和10％的氧化铝，使卷烟纸透气度为100柯氏单位；
2.2成型后加入助燃剂柠檬酸钾和柠檬酸钠的混合物，其配比为4：1，总量为1.5％；
2.3调节外层卷烟纸定量至17g/m2，根据卷接要求分切宽度为26.5mm，外层卷烟纸即成。
3.用双层卷烟纸替代大生产相应卷烟纸，在卷接时叠加，按照常规方法生产卷烟，与对照卷烟相比(采用透气度和定量相当的单层卷烟纸)，本发明双层卷烟纸卷烟降低一氧化碳11.6％，氮氧化物18.9％，酚类13.5％。
实施例4
1.内层卷烟纸的制备：
1.1将造纸用长短纤维按一定比例打浆，调节打浆度，加入2％的氧化钛，使卷烟纸透气度为40柯氏单位；
1.2加入制备好的纳米级氧化钯，添加量1％，成型后加入0.5％的助燃剂柠檬酸钾；
1.3调节内层卷烟纸定量至10g/m2，根据卷接要求分切宽度为24mm，内层卷烟纸即成。
2.外层卷烟纸的制备：
2.1将造纸用长短纤维按一定比例打浆，调节打浆度，加入3％的氧化钛和25％的碳酸钙，使卷烟纸透气度为120柯氏单位；
2.2成型后加入助燃剂柠檬酸钾，总量为2.0％；
2.3调节外层卷烟纸定量至30g/m2，根据卷接要求分切宽度为26.5mm，外层卷烟纸即成。
3.用双层卷烟纸替代大生产相应卷烟纸，在卷接时叠加，按照常规方法生产卷烟，与对照卷烟相比(采用透气度和定量相当的单层卷烟纸)，本发明双层卷烟纸卷烟降低一氧化碳12.1％，氮氧化物15.7％，酚类11.6％。
实施例5
1.内层卷烟纸的制备：
1.1将造纸用长短纤维按一定比例打浆，调节打浆度，加入5％的氧化钙，使卷烟纸透气度为50柯氏单位；
1.2加入制备好的纳米级氧化钴30％，成型后加入1％的助燃剂柠檬酸钾；
1.3调节内层卷烟纸定量至12g/m2，根据卷接要求分切宽度为24mm，内层卷烟纸即成。
2.外层卷烟纸的制备：
2.1将造纸用长短纤维按一定比例打浆，调节打浆度，加入10％的氧化钛和20％的氧化钙，使卷烟纸透气度为140柯氏单位；
2.2成型后加入助燃剂柠檬酸钾，总量为5.0％；
2.3调节外层卷烟纸定量至30g/m2，根据卷接要求分切宽度为26.5mm，外层卷烟纸即成。
3.用双层卷烟纸替代大生产相应卷烟纸，在卷接时叠加，按照常规方法生产卷烟，与对照卷烟相比(采用透气度和定量相当的单层卷烟纸)，本发明双层卷烟纸卷烟降低一氧化碳13.6％，氮氧化物16.9％，酚类12.8％。
Claims (8)
1、一种降低卷烟烟气中一氧化碳、氮氧化合物和酚类等有害物质含量的卷烟纸，所述卷烟纸是含无机填料和助燃剂的卷烟常用造纸，其特征在于，所述的卷烟纸是双层结构，由包裹在烟丝外的内层卷烟纸和包裹在内层卷烟纸外的外层卷烟纸构成，所述的内层卷烟纸加入了纳米级的金属氧化物、金属复合氧化物、金属氢氧化物或金属氢氧化氧化物催化剂；内、外层卷烟纸的透气度均为40—140柯氏单位；内、外层卷烟纸定量均为10—30g/m2。
2、根据权利要求1所述的一种降低卷烟烟气中一氧化碳、氮氧化合物和酚类等有害物质含量的卷烟纸，其特征在于，所述的催化剂质量含量占内层卷烟纸质量的1％—30％。
3、根据权利要求1或2所述的一种降低卷烟烟气中一氧化碳、氮氧化合物和酚类等有害物质含量的卷烟纸，其特征在于，所述的催化剂质量含量占内层卷烟纸质量的3％—10％。
4、根据权利要求1或2所述的一种降低卷烟烟气中一氧化碳、氮氧化合物和酚类等有害物质含量的卷烟纸，其特征在于，所述的金属氧化物、金属复合氧化物、金属氢氧化物或金属氢氧化氧化物为铁、锰、铜、锌、钛、铝、钙、钴、钯、铂、镧、锶或铈的氧化物、复合氧化物、氢氧化物或氢氧化氧化物中的一种或几种。
5、根据权利要求1所述的一种降低卷烟烟气中一氧化碳、氮氧化合物和酚类等有害物质含量的卷烟纸，其特征在于，所述的内层卷烟纸透气度为80—120柯氏单位，外层卷烟纸透气度为60—100柯氏单位；内、外层卷烟纸定量均为15—25g/m2。
6、权利要求1所述的一种降低卷烟烟气中一氧化碳、氮氧化合物和酚类等有害物质含量的卷烟纸的制备，包括以下步骤：将造纸纤维打浆，加入无机填料；卷烟纸成型过程中再涂布助燃剂分别制得内层、外层卷烟纸；其特征在于，内层卷烟纸制备时，卷烟纸成型前加入占内层卷烟纸总质量1％—30％的纳米级的金属氧化物、金属复合氧化物、金属氢氧化物或金属氢氧化氧化物催化剂。
7、根据权利要求6所述的一种降低卷烟烟气中一氧化碳、氮氧化合物和酚类等有害物质含量的卷烟纸的制备，其特征在于，内层卷烟纸制备时，卷烟纸成型前加入催化剂的质量占内层卷烟纸质量的3％—10％。
8、根据权利要求6或7所述的一种降低卷烟烟气中一氧化碳、氮氧化合物和酚类等有害物质含量的卷烟纸的制备，其特征在于，所述的金属氧化物、金属复合氧化物、金属氢氧化物或金属氢氧化氧化物为铁、锰、铜、锌、钛、铝、钙、钴、钯、铂、镧、锶或铈的氧化物、复合氧化物、氢氧化物或氢氧化氧化物中的一种或几种。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |