CN101858042A - 选择性降低烟气中苯酚等有害物卷烟成形纸功能涂料 - Google Patents

选择性降低烟气中苯酚等有害物卷烟成形纸功能涂料 Download PDF

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金勇�
刘琦
谭海风
王诗太
李克
范红梅
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Abstract

一种选择性降低卷烟烟气苯酚等有害物成形纸功能涂料，含有聚乙二醇、乙酰丙酸、三甘醇二乙酸酯等化合物。使用该技术能有效的、高选择性的降低卷烟烟气中苯酚、NH3的释放量，大大减少了对吸烟者的危害。本发明工艺简单、不污染机器、成本低，是降低卷烟烟气有害成分的又一较优的技术。

Description

选择性降低烟气中苯酚等有害物卷烟成形纸功能涂料
技术领域
本发明涉及烟草滤材，具体地说涉及一种可加工到卷烟成形纸上的烟用选择性降低卷烟烟气中苯酚、氨有害物的涂料。
背景技术
自从16世纪初烟草由美洲传入欧洲以后，人们对吸烟与健康问题产生了不同的意见和争论，特别是1954年英国皇家医学会正式发表了“吸烟与健康”的报告，综述了流行病学研究、烟草消耗趋势、烟草化学成分及其致癌性、吸烟对人和动物的制病机制等多方面的资料，明确提出吸烟对人体健康是有害的。自此以后吸烟与健康问题引起了世界范围内的关注，降低卷烟烟气有害成分释放量是烟草行业义不容辞的责任，也是烟草行业在前进过程中面临的主要挑战之一。
卷烟主流烟气中的苯酚类物质含量为烟叶中的10倍以上，主要来源于烟叶中多酚类化合物(绿原酸和芸香苷)的裂解，对卷烟的香气品质有很重要的作用，但有些酚类物质不仅对皮肤及呼吸道黏膜有强烈的刺激作用，还具有促癌作用，有证据表明酚类物质的存在能显著提高多环芳烃的致癌活性。卷烟烟气中酚类物质有40多种，其中最主要的包括苯酚、邻苯二酚、间苯二酚、对苯二酚、邻甲酚、间甲酚和对甲酚。目前对这7种酚类物质的报道以分析检测方法见多，从复杂的液一液萃取、柱层析和衍生化分析方法到操作简单气相色谱和高效液相色谱法，而且国内外也已出台相应检测推荐方法。但是，对于这几种酚的降低去除研究非常少。R.C.Mumpower、G.P.Touey等学者报道了通过改变嘴棒丝束类型、在丝束附加添加剂、改变添加剂的种类来降低烟气苯酚类物质。研究结果表明：醋纤丝束嘴棒比纸嘴棒、棉嘴棒、玻璃纤维嘴棒对烟气苯酚降低效果好；在丝束中添加非键合剂(如聚乙烯氧化物)和键合增塑剂(如柠檬酸三乙酯)可提高丝束对苯酚的过滤能力，但是受增塑剂在丝束表面浓度影响，且降低效果随试制卷烟存放时间的延长而降低，另外会影响嘴棒丝束的硬化时间。上述工作主要集中在卷烟嘴棒的丝束上，利用卷烟重要辅料成形纸来降低卷烟烟气有害成分尚未见相关报导。
目前卷烟滤棒90％是由单一的醋酸纤维和普通的成形纸组成，成形纸的功能仅限于将丝束捆绑起来，加之透气性增加侧气流降低卷烟烟气浓度，宏观上稀释了烟气中焦油、烟碱等有害成分。如何有效的对成形纸进行改性，使其在对丝束进行包覆作用的同时，还能有效降低卷烟烟气中的有害成分，充分发挥卷烟辅料减害降焦作用，已成为烟草科技工作者研究重点。在多年烟草研究的基础上，结合烟气有害成分苯酚等的理化性质，采用新方法和新工艺，将多种化学改性剂组合到一起，制备出具有高选择性降低烟气苯酚、NH3等有害物的成形纸功能涂料。
发明内容
本发明的目的旨在提供一种能降低卷烟烟气苯酚、NH3等有害物卷烟成形纸功能涂料。
本发明所述的卷烟成形纸功能涂料包括：聚乙二醇、乙酰丙酸、三甘醇二乙酸酯三种中的一种或几种，以及溶剂乙醇。
还可以添加柠檬酸。
所述成形纸功能涂料中的聚乙二醇优选为分子量为200、400或600。
本发明配比优选之一是将聚乙二醇、乙酰丙酸、三甘醇二乙酸酯选取任一种与溶剂乙醇以1∶2～4比例混合形成混合溶液。
本发明配比优选之二是将聚乙二醇、乙酰丙酸、三甘醇二乙酸酯中的随机选取任两种与溶剂乙醇以(1～2∶1)∶6～8比例混合形成混合溶液。
本发明配比优选之三是将聚乙二醇、乙酰丙酸、三甘醇二乙酸酯三种同时与溶剂乙醇以(1∶2∶1)∶8～10比例混合形成混合溶液；聚乙二醇、乙酰丙酸、三甘醇二乙酸酯三者是任意顺序按1∶2∶1的比例配比。
本发明配比优选之三四是：将聚乙二醇、乙酰丙酸、三甘醇二乙酸酯、柠檬酸、四种物质同时与溶剂乙醇以(1∶1∶1∶1)∶7～9比例混合形成混合溶液。
以上乙醇为浓度不低于80％，优选为无水乙醇。
本发明成形纸功能涂料制备在于，将聚乙二醇、乙酰丙酸、三甘醇二乙酸酯三种中的一种或几种与溶剂乙醇混合制成。并还可以根据需要，添加柠檬酸等成分。
本发明的应用过程为将制备的功能涂料利用现有工艺方法-凹版印刷的方式涂布在纤维素成形纸上，纤维素成形纸和普通成形纸在滤棒成型车间与丝束一起制备成含功能涂料的成形纸滤棒，最后在卷烟车间与烟丝一起卷接成卷烟。
与传统的固体吸附材料相比，本发明具有显著优点：
A、本发明经过无数次的实验，选择了聚乙二醇、乙酰丙酸、三甘醇二乙酸酯这三种成分，并巧妙地将这三种成分以液态状的功能涂料的方式涂布在成形纸上，以降低卷烟烟气中苯酚有害物；也摒弃并改变了传统的吸附剂颗粒必须包在醋酸纤维中才能吸收烟气气相有害物质和改善卷烟内在品质的观点，克服了含吸附剂醋纤二复合滤嘴具有的吸附剂颗粒易脱落，吸附剂颗粒易损坏接装机的切刀等缺点。
B、与传统的通过增塑剂在丝束中添加改性剂相比，该技术可以在不改变滤棒生产工艺的情况下，实现烟气中苯酚有害物质的降低；并且制造工艺简单、不污染机器、成本低。
C、本发明在不降低烟气焦油释放量水平的基础上，不仅对降低卷烟烟气苯酚类物质具有显著的降低去除作用，还能明显的降低烟气中的NH3的释放量。
D、该技术在常温常压下实现，不影响卷烟外观，不影响卷烟内在品质。本发明的卷烟感官评析结果表明，含功能涂料成形纸滤棒的卷烟没有明显改变卷烟吸食整体风格，尤其是涂布含乙酰丙酸化合物功能成形纸滤棒卷烟，具有改善卷烟内在品质功效。
综上所述，本发明的功能涂料制备且添加方便，特别适合于工业化生产的要求，可很好地降低卷烟烟气中酚类物质含量，可减少对吸烟的者的危害。
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的进一步限定，本发明可能按发明内容的技术方案所述任一方式实施。
实施例1：
将聚乙二醇200和无水乙醇以1∶3的比例混合均匀，制备成功能涂料，然后将此涂料利用现有涂布工艺方法进行纤维素成形纸涂布，得到选择性降低苯酚的功能涂料纤维素成形纸，将经过改性的纤维素成形纸和普通成形纸在滤棒成型车间与丝束一起制备成功能滤嘴棒后卷接成卷烟。
选用此功能成形纸滤棒卷纸的卷烟，与对照样相比，烟气分析结果如下；
  焦油量mg/支   一氧化碳mg/支   苯酚mg/支   氨mg/支
  对比样   10.91   12.32   11.53   6.96
  本发明功能涂料滤棒卷烟 10.41 11.92 8.51 6.13
  下降比率   2.8％   2.46％   26.19％   12.8％
实施例2：
将乙酰丙酸和无水乙醇以1∶2的比例混合均匀，制备成功能涂料，然后将此涂料利用现有涂布工艺方法进行纤维素成形纸成形纸涂布，得到选择性降低苯酚的功能涂料纤维素成形纸，将经过改性的纤维素成形纸和普通成形纸在滤棒成型车间与丝束一起制备成功能滤嘴棒后卷接成卷烟。
选用此功能成形纸滤棒卷纸的卷烟，与对照样相比，烟气分析结果如下；
  焦油量mg/支   一氧化碳mg/支   苯酚mg/支   氨mg/支
  对比样   9.43   10.91   11.43   6.71
  本发明功能涂料滤棒卷烟 9.42 10.81 9.48 5.76
  下降比率   0.11％   0.92％   17.8％   14.2％
实施例3：
将三甘醇二乙酸酯和无水乙醇以1∶4的比例混合均匀，制备成功能涂料，然后将此涂料利用现有涂布工艺方法进行纤维素成形纸成形纸涂布得到选择性降低苯酚的功能涂料纤维素成形纸，将经过改性的纤维素成形纸和普通成形纸在滤棒成型车间与丝束一起制备成功能滤嘴棒后卷接成卷烟。
选用此功能成形纸滤棒卷纸的卷烟，与对照样相比，烟气分析结果如下；
  焦油量mg/支   一氧化碳mg/支   苯酚mg/支   氨mg/支
  对比样   10.35   11.55   13.01   7.01
  焦油量mg/支   一氧化碳mg/支   苯酚mg/支   氨mg/支
  本发明功能涂料滤棒卷烟 10.16 11.30 10.58 6.24
  下降比率   1.84％   2.16％   18.7％   10.98％
实施例4：
将聚乙二醇(分子量400)、乙酰丙酸与无水乙醇以(2∶1)∶6的比例混合均匀，制备成功能涂料，然后将此涂料利用现有涂布工艺方法进行纤维素成形纸涂布得到选择性降低苯酚的功能涂料纤维素成形纸，将经过改性的纤维素成形纸和普通成形纸在滤棒成型车间与丝束一起制备成功能滤嘴棒后卷接成卷烟。
选用此功能成形纸滤棒卷纸的卷烟，与对照样相比，烟气分析结果如下；
  焦油量mg/支   一氧化碳mg/支   苯酚mg/支   氨mg/支
  对比样   10.7   12.2   11.05   6.96
  本发明功能涂料滤棒卷烟 10.6 12 8.83   5.50
  下降比率   0.93％   1.64％   20.07％   20.98％
实施例5
将三甘醇二乙酸酯、乙酰丙酸与无水乙醇以(1∶∶1)∶8的比例混合均匀，制备成功能涂料，然后将此涂料利用现有涂布工艺方法进行纤维素成形纸涂布得到选择性降低苯酚的功能涂料纤维素成形纸，将经过改性的纤维素成形纸和普通成形纸在滤棒成型车间与丝束一起制备成功能滤嘴棒后卷接成卷烟。
选用此功能成形纸滤棒卷纸的卷烟，与对照样相比，烟气分析结果如下；
  焦油量mg/支   一氧化碳mg/支   苯酚mg/支   氨mg/支
  对比样   10.36   11.89   13.01   6.24
  本发明功能涂料滤棒卷烟 10.13 11.62 9.11   5.53
  下降比率   2.22％   2.27％   29.92％   11.37％
实施例6：
将聚乙二醇(分子量400)、乙酰丙酸、三甘醇二乙酸酯与无水乙醇以(1∶2∶1)∶9的比例混合均匀，制备成功能涂料，然后将此涂料利用现有涂布工艺方法进行纤维素成形纸涂布得到选择性降低苯酚的功能涂料纤维素成形纸，将经过改性的纤维素成形纸和普通成形纸在滤棒成型车间与丝束一起制备成功能滤嘴棒后卷接成卷烟。
选用此功能成形纸滤棒卷纸的卷烟，与对照样相比，烟气分析结果如下；
  焦油量mg/支   一氧化碳mg/支   苯酚mg/支   氨mg/支
  对比样   10.32   12.05   10.635   7.02
  本发明功能涂料滤棒卷烟 9.93 11.95 6.706   4.81
  下降比率   3.78％   0.83％   36.94％   31.48％
实施例7：
将聚乙二醇(分子量600)、乙酰丙酸、三甘醇二乙酸酯、柠檬酸和无水乙醇以(1∶1∶1∶1)∶8的比例混合均匀，制备成功能涂料，然后将此涂料利用现有涂布工艺方法进行成形纸涂布得到选择性降低苯酚的功能涂料纤维素成形纸，将经过改性的纤维素成形纸和普通成形纸在滤棒成型车间与丝束一起制备成功能滤嘴棒后卷接成卷烟。
选用此功能成形纸滤棒卷纸的卷烟，与对照样相比，烟气分析结果如下；
  焦油量mg/支   一氧化碳mg/支   苯酚mg/支   氨mg/支
  对比样   11.27   12.6   13.75   7.28
  本发明功能涂料滤棒卷烟 11.21 11.5 8.35   5.02
  下降比率   0.53％   8.73％   39.27％   31.04％
实施例8：
将聚乙二(分子量200)醇、乙酰丙酸、和工业用乙醇(浓度80％)以(2∶1)∶8的比例混合均匀，制备成功能涂料，然后将此涂料利用现有涂布工艺方法进行纤维素成形纸涂布得到选择性降低苯酚的功能涂料纤维素成形纸，将经过改性的纤维素成形纸和普通成形纸在滤棒成型车间与丝束一起制备成功能滤嘴棒后卷接成卷烟。
选用此功能成形纸滤棒卷纸的卷烟，与对照样相比，烟气分析结果如下；
  焦油量mg/支   一氧化碳mg/支   苯酚mg/支   氨mg/支
  对比样   10.77   11.86   12.55   7.08
  焦油量mg/支   一氧化碳mg/支   苯酚mg/支   氨mg/支
  本发明功能涂料滤棒卷烟 10.73 11.65 10.38   6.01
  下降比率   0.35％   1.73％   17.32％   15.14％

Claims (8)

1.选择性降低烟气中苯酚等有害物卷烟成形纸功能涂料，其特征在于，所述的成形纸功能涂料包括：聚乙二醇、乙酰丙酸、三甘醇二乙酸酯三种中的一种或几种，以及溶剂乙醇。
2.根据权利要求1卷烟成形纸功能涂料，其特征在于，还添加有柠檬酸。
3.根据权利要求1卷烟成形纸功能涂料，其特征在于，所述成形纸功能涂料中的聚乙二醇为分子量为200、400或600。
4.根据权利要求1卷烟成形纸功能涂料，其特征在于，将聚乙二醇、乙酰丙酸、三甘醇二乙酸酯选取任一种与溶剂乙醇以1∶2～4比例混合形成混合溶液。
5.根据权利要求1卷烟成形纸功能涂料，其特征在于，是将聚乙二醇、乙酰丙酸、三甘醇二乙酸酯中的随机选取任两种与溶剂乙醇以1～2∶1∶6～8比例混合形成混合溶液。
6.根据权利要求1卷烟成形纸功能涂料，其特征在于，是将聚乙二醇、乙酰丙酸、三甘醇二乙酸酯三种以任意顺序同时与溶剂乙醇按1∶2∶1∶8～10比例混合形成混合溶液。
7.根据权利要求1卷烟成形纸功能涂料，其特征在于，将聚乙二醇、乙酰丙酸、三甘醇二乙酸酯、柠檬酸、四种物质同时与溶剂乙醇以1∶1∶1∶1∶7～9比例混合形成混合溶液。
8.根据权利要求1-7任一项所述的卷烟成形纸功能涂料，其特征在于，乙醇为浓度不低于80％。
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