CN102242527A

CN102242527A - 一种功能卷烟纸及制备方法

Info

Publication number: CN102242527A
Application number: CN 201110123677
Authority: CN
Inventors: 王平军; 黄晓钢; 周明华
Original assignee: MINFENG SPECIAL PAPER CO Ltd
Current assignee: MINFENG SPECIAL PAPER CO Ltd
Priority date: 2011-05-13
Filing date: 2011-05-13
Publication date: 2011-11-16

Abstract

一种功能卷烟纸及制备方法，它包括一种用造纸工艺制备而成的普通卷烟纸，所述的普通卷烟纸表面喷洒或浸涂有一种降低卷烟烟气一氧化碳和亚硝胺等有害物质含量的分子囊化材料层；先在造纸机上完成卷烟纸的制造，在造纸机的燃烧调节剂加入点后引入喷淋装置，将分子囊化材料配制成分子囊化吸附剂溶液，并将该溶液均匀喷洒在卷烟纸上，然后再经烘缸干燥；或在卷烟纸制造完成后，将分子囊化材料配制成分子囊化吸附剂酒精溶液，并将该溶液在涂布机上对卷烟纸进行均匀浸涂，然后再经低温烘缸干燥，至酒精完全挥发；所述分子囊化吸附剂添加量占卷烟纸重量的质量百分数为1-20%；它具有分子囊化工艺简单，吸附剂添加方便，能降低卷烟烟气一氧化碳和亚硝胺等有害物质含量等特点。

Description

一种功能卷烟纸及制备方法

技术领域

本发明涉及一种功能卷烟纸，具体涉及一种分子囊化吸附剂应用降低卷烟烟气一氧化碳和亚硝胺等有害物质含量的功能卷烟纸及其制备方法。

背景技术

2005年《烟草控制框架公约》(FCTC)在我国正式生效，公约中要求各国政府制订出相应的管制法规，更加严格地限制卷烟制品中有害成分(Hoffmann分析物)的释放量。近年来，行业在卷烟减害技术研究与应用领域做了大量的工作，取得了一定成效，建立了国际上关注的卷烟烟气44种有害成分分析测试方法，开发了一批降低卷烟烟气有害成分的实用技术，并在卷烟产品中得到应用。伴随着公众对吸烟与健康问题的日益关注，卷烟烟气中释放的有害成分也成为人们关注的焦点问题，其释放量逐渐成为评价卷烟危害性大小的基本参数。在此背景下，世界烟草业为了降低烟草制品对人类健康的危害，更好地保护消费者的健康，相继开发出了纳米材料、介孔材料以及生物材料等新型材料，已成功地运用于卷烟工业中，加速了国际卷烟市场向更低焦油、烟碱和低有害成分方向发展的趋势。

目前新型材料在卷烟降焦减害已进行了多方面的研究，其中嘴棒和烟丝吸附催化技术是减害方法的一个重要研究及应用领域。恢之喻等研究了卷烟中添加沸石后，烟气中亚硝胺总含量在测流烟气中减少43％～51％，主流烟气中减少约70％；英国Gallaher公司发明了一种在低温下催化氧化CO为CO₂ 的滤嘴吸附剂，将贵金属、过渡金属高度地分散在分子筛载体的整个孔体系中，能产生较大的活性表面，另外载体本身也可以起催化作用，这样该化剂往往起到双重功能的作用；Yong jin Zhang等通过共沉淀法制备了CuO、Mn₃O₄ 的介孔复合材料，结果表明：复合氧化物平均粒经约4nm，介孔复合体对CO的催化活性和稳定性比较高，对比参照卷烟烟气焦油、一氧化碳、苯并芘和烟草特有亚硝胺(TsNAs)在香烟烟气中分别减少了27.2、23.8、30.1和38.1%。

然而这些具有高吸附功能的新型无机材料大都具有优异的微观结构，孔隙率和比表面积高的特征，然而应用在卷烟嘴棒和烟丝过程中很容易造成这些微孔结构的堵塞，造成烟气截留效率的降低，严重阻碍该新型材料在卷烟降焦减害中的应用。

微胶囊技术是利用天然或合成的高分子材料(壁材)将固体、液体或气体(包容物)经包囊所形成的一种具有或密封囊膜的微型胶囊技术。早在70年代，C.F.O’Neil.Jr把微胶囊技术应用于烟草代用品中。在我国，微胶囊技术应用于卷烟工业的研究还不多，它在卷烟工业中有着广泛的应用前景，值得人们研究与开发。

目前，还没有报道将微胶囊化吸附剂添加于卷烟纸中，达到降低卷烟烟气一氧化碳和亚硝胺等有害物质含量的效果。

发明内容

本发明的目的在于提供分子囊化吸附剂应用降低卷烟烟气一氧化碳和亚硝胺等有害物质含量的功能卷烟纸；所述的分子囊化工艺简单，吸附剂添加方便，满足工业化生产要求。

本发明的目的是通过下述方式实现的: 它包括一种用造纸工艺制备而成的普通卷烟纸，其特征在于所述的普通卷烟纸表面喷洒或浸涂有一种降低卷烟烟气一氧化碳和亚硝胺等有害物质含量的分子囊化材料层。

所述的分子囊化材料层主要由壁材和固体吸附剂构成，所述的壁材包括甜甙素、壳聚糖或淀粉；所述的固体吸附剂包括沸石、MCM-48、SBA-15负载铜、锰、锌、铁、铝、钛等的氧化物、复合氧化物的一种或几种。

一种如上所述的功能卷烟纸制备方法，该制备方法是：先在造纸机上完成卷烟纸的制造，在造纸机的燃烧调节剂加入点后引入喷淋装置，将分子囊化材料配制成分子囊化吸附剂溶液，并将该溶液均匀喷洒在卷烟纸上，然后再经烘缸干燥；或在卷烟纸制造完成后，将分子囊化材料配制成分子囊化吸附剂酒精溶液，并将该溶液在涂布机上对卷烟纸进行均匀浸涂，然后再经低温烘缸干燥，烘缸温度控制在60-80℃间，至酒精完全挥发；所述分子囊化吸附剂添加量占卷烟纸重量的质量百分数为1-20%。

所述的分子囊化吸附剂酒精溶液的配制过程为：配制一定质量百分数为40-80%的壁材溶液，在其中加入占壁材溶液质量百分数为1-40%的固体吸附剂，搅拌混合均匀，在0-4℃下静置过夜，18000-22000rpm，高压分散0.5-2min，高压匀质两次，然后经抽滤、沉淀、洗涤，在55-65℃下真空干燥，制得分子囊化吸附剂，再将分子囊化吸附剂与酒精按任意比例混合即得分子囊化吸附剂酒精溶液。

所述的壁材溶液的质量百分数为60-70%，在其中加入占壁材溶液质量百分数为20-30%的固体吸附剂。

本发明与已有技术相比具有如下几个显著特点：

第一本发明首次通过微胶囊包裹吸附剂施加到卷烟纸上，可以有效减少吸附剂与外界环境的接触，利用卷烟纸在卷烟外围较低的燃烧温度，使得分子囊破裂而释放吸附剂达到吸附卷烟烟气中一氧化碳和亚硝胺等有害成分的效果，克服了吸附材料添加在卷烟滤嘴和烟丝中引起孔堵塞以及活性中心毒化问题；

第二在分子囊化薄荷脑的壁材选择上，考虑了诸多因素，制得的分子囊化壁材具有一定的耐热性，在较低温度下分子囊不会破裂，因此也能降低生产过程中的受热破裂。而通过对壁材模拟卷烟燃烧温度进行裂解分析，减少了分子囊化吸附剂对卷烟内在品质的不良影响，包裹率可达到90%以上，能与有机溶剂互溶；

第三该技术用吸附剂颜色不受限制，可最大限度应用各种物质。

第四采用以上方法制作的功能卷烟纸可降低卷烟烟气有害物质的含量，降低一氧化碳量大于10%，亚硝胺大于15%；

第五本发明将提升卷烟的品质，成为低危害卷烟的一大亮点，有望成为卷烟产品新的经济增长点。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明。本发明所述的可降低卷烟烟气有害物质含量的功能卷烟纸，它包括一种用造纸工艺制备而成的普通卷烟纸，如对纤维原料进行疏解、打浆，调配长短纤维比例、添加填料和功能助剂，然后经脱水纸张成型，再经压榨、烘干、卷取、复卷即完成卷烟纸的制造；所述的普通卷烟纸表面喷洒或浸涂有一种能降低卷烟烟气一氧化碳和亚硝胺等有害物质含量的分子囊化材料层。

一种如上所述的功能卷烟纸的制备方法，该制备方法是：先在造纸机上完成卷烟纸的制造，在造纸机的燃烧调节剂加入点后引入喷淋装置，将分子囊化材料配制成分子囊化吸附剂溶液，并将该溶液均匀喷洒在卷烟纸上，然后再经烘缸干燥；或在卷烟纸制造完成后，将分子囊化材料配制成分子囊化吸附剂酒精溶液，并将该溶液在涂布机上对卷烟纸进行均匀浸涂，然后再经低温烘缸干燥，烘缸温度控制在60-80℃间，至酒精完全挥发；所述分子囊化吸附剂添加量占卷烟纸重量的质量百分数为1-20%。

实施例

一、卷烟纸

1. 卷烟纸特征：卷烟纸定量范围为20-100克/米²，卷烟纸透气度为20-90柯瑞斯塔（CORESTA）；

2. 采用多种无机填料：（1）碳酸钙，轻质碳酸钙粉末或新鲜制备的碳酸钙悬浮液，其用量在成品纸中重量百分比范围为15-50%；（2）比表面积大的含镁物质，可以是氧化镁粉、氢氧化镁粉或新鲜制备的氢氧化镁，成品纸中镁离子含量以氢氧化镁计占重量百分比范围为5-40%；（3）三羟基铝和铝盐化合物，指铝矾、偏铝酸钠、聚合氯化铝、氢氧化铝等造纸填料，成品卷烟纸中铝离子含量以三氧化铝计占重量百分比范围为5-30%；（4）硅的氧化物或硅酸盐或两者的混合物。其中包括不同形态的硅的氧化物、不同形态的硅酸的碱金属盐或碱土金属盐或铝盐，成品纸中硅含量以氧化硅计占重量百分比范围为1-10%；

3. 采用有机助燃剂：本发明使用的有机助燃剂指碱金属的羧酸盐：钾、钠的醋酸盐、琥珀酸盐、酒石酸盐、柠檬酸盐、富马酸盐等，钾钠离子可源于单一或多种羧酸盐，卷烟纸中钾离子含量占钾钠离子总量的重量百分比可从0-100%调节，同样钠离子含量占钾钠离子总量的重量百分比也可从0-100%调节。助燃剂钾钠离子总量在卷烟纸中重量百分比范围为0.5-10%。

本发明对纸张纤维没有特殊要求，传统生产用的自然纤维即可。

二、分子囊化吸附剂的合成和添加

1. 分子囊化吸附剂的合成

本发明使用具有多孔材料的吸附剂，包括氧化硅，金属的氧化物、复合氧化物以及过渡金属的氧化物、复合氧化物等，应用分子囊化技术通过壁材包裹，所述壁材为甜甙素、壳聚糖或淀粉，包裹好的材料能溶于挥发性有机溶剂。

配制一定质量百分数为40-80%的壁材溶液，在其中加入占壁材溶液质量百分数为1-40%的固体吸附剂（壁材溶液优选质量百分数为60-70%，吸附剂的优选质量百分数为20-30%），搅拌混合均匀，在0-4℃下静置过夜，18000-22000rpm，高压分散0.5-2min，高压匀质两次，然后经抽滤、沉淀、洗涤，在55-65℃下真空干燥，制得分子囊化吸附剂，再将分子囊化吸附剂与酒精按任意比例混合即得分子囊化吸附剂酒精溶液。分子囊化吸附剂添加量占卷烟纸重量的质量百分数为1-20%（优选质量百分数范围为10-15%）。

2. 卷烟纸制作方式

对纤维原料进行疏解、打浆，调配长短纤维比例、添加填料和功能助剂，然后经脱水纸张成型，再经压榨、烘干、卷取、分切即完成卷烟纸的制造；在造纸机的燃烧调节剂加入点后引入喷淋装置，将配好的分子囊化吸附剂酒精溶液均匀喷洒在卷烟纸上，然后再经烘缸干燥；或在卷烟纸制造完成后，将配好的分子囊化吸附剂酒精溶液在涂布机上对卷烟纸进行均匀浸涂，然后再经烘缸干燥，烘缸温度控制在60-80℃间，至酒精完全挥发。所述的燃烧调节剂加入点在两组烘缸之间，因为在燃烧调节剂加入点加入卷烟纸已基本烘干，再喷淋溶液才不会对纸张性能和生产工艺造成影响，其他部位不具备这样的优势。

采用以上技术生产的卷烟纸，用于卷烟生产可提高低危害型卷烟的品质，现结合实际举例如下：

实施例一

取700公斤木浆，加入碳酸钙500公斤，配制重量百分数为40%的柠檬酸钾和重量百分数6%的柠檬酸钠在助燃剂添加处加入，按常规造纸方法生产卷烟纸，在设备上控制卷烟纸特性为：定量28克/米²，透气度60柯瑞斯塔。

配制质量百分数为60%的淀粉溶液，在其中加入质量百分数为20%的MCM-41负载氧化铝，搅拌均匀，在低温（0℃）下静置过夜，高压分散器18000rpm分散2min，高压匀质两次，然后经抽滤、沉淀，并在65℃下真空干燥，制得分子囊化吸附剂。

取10公斤分子囊化吸附剂与40公斤酒精混合均匀后浸涂于成型卷烟纸上，使得分子囊化吸附剂的浓度百分比为 20%，酒精的浓度百分比为80%，并在70℃下干燥，使得酒精挥发，根据卷接要求分切宽度为26.5mm，即制得功能卷烟纸。

按照常规方法生产卷烟，与对照卷烟相比（采用相同定量和透气度普通卷烟纸），本发明功能卷烟纸可降低卷烟烟气一氧化碳12.5%，亚硝胺15.6%。

实施例二

配制质量百分数为60%的壳聚糖溶液，在其中加入质量百分数为25%的SBA-15负载铜锰复合氧化物，搅拌均匀，在低温（0℃）下静置过夜，高压分散器18000rpm分散2min，高压匀质两次，然后经抽滤、沉淀，并在65℃下真空干燥，制得分子囊化吸附剂。

取25公斤分子囊化吸附剂与25公斤酒精混合均匀后浸涂于成型卷烟纸上，使得分子囊化吸附剂的浓度百分比为 50%，酒精的浓度百分比为50%，并在70℃下干燥，使得酒精挥发，根据卷接要求分切宽度为26.5mm，即制得功能卷烟纸。

按照常规方法生产卷烟，与对照卷烟相比（采用相同定量和透气度普通卷烟纸），本发明功能卷烟纸可降低卷烟烟气一氧化碳16.5%，亚硝胺16.2%。

实施例三

配制质量百分数为60%的甜甙素溶液，在其中加入质量百分数为30%的沸石负载氧化铜，搅拌均匀，在低温（0℃）下静置过夜，高压分散器18000rpm分散2min，高压匀质两次，然后经抽滤、沉淀，并在65℃下真空干燥，制得分子囊化吸附剂。

取40公斤分子囊化吸附剂与10公斤酒精混合均匀后浸涂于成型卷烟纸上，使得分子囊化吸附剂的浓度百分比为 80%，酒精的浓度百分比为20%，并在70℃下干燥，使得酒精挥发，根据卷接要求分切宽度为26.5mm，即制得功能卷烟纸。

按照常规方法生产卷烟，与对照卷烟相比（采用相同定量和透气度普通卷烟纸），本发明功能卷烟纸可降低卷烟烟气一氧化碳11.8%，亚硝胺20.6%。

实施例四

取25公斤分子囊化吸附剂与25公斤酒精混合均匀后，使得分子囊化吸附剂的浓度百分比为 50%，酒精的浓度百分比为50%；在卷烟纸施胶机后部增加喷淋装置，将配好的溶液直接喷洒在卷烟纸上，并在80℃烘缸温度下干燥，使得酒精挥发，根据卷接要求分切宽度为26.5mm，即制得功能卷烟纸。

按照常规方法生产卷烟，与对照卷烟相比（采用相同定量和透气度普通卷烟纸），本发明功能卷烟纸可降低卷烟烟气一氧化碳14.8%，亚硝胺15.7%。

Claims

1.一种功能卷烟纸，它包括一种用造纸工艺制备而成的普通卷烟纸，其特征在于所述的普通卷烟纸表面喷洒或浸涂有一种降低卷烟烟气一氧化碳和亚硝胺等有害物质含量的分子囊化材料层。

2.根据权利要求1所述的功能卷烟纸，其特征在于所述的分子囊化材料层主要由壁材和固体吸附剂构成，所述的壁材包括甜甙素、壳聚糖或淀粉；所述的固体吸附剂包括沸石、MCM-48、SBA-15负载铜、锰、锌、铁、铝、钛等的氧化物、复合氧化物的一种或几种。

3.一种如权利要求1或2所述的功能卷烟纸制备方法，其特征在于该制备方法是：先在造纸机上完成卷烟纸的制造，在造纸机的燃烧调节剂加入点后引入喷淋装置，将分子囊化材料配制成分子囊化吸附剂溶液，并将该溶液均匀喷洒在卷烟纸上，然后再经烘缸干燥；或在卷烟纸制造完成后，将分子囊化材料配制成分子囊化吸附剂酒精溶液，并将该溶液在涂布机上对卷烟纸进行均匀浸涂，然后再经低温烘缸干燥，烘缸温度控制在60-80℃间，至酒精完全挥发；所述分子囊化吸附剂添加量占卷烟纸重量的质量百分数为1-20%。

4.根据权利要求3所述的功能卷烟纸的制备方法，其特征在于所述的分子囊化吸附剂酒精溶液的配制过程为：配制一定质量百分数为40-80%的壁材溶液，在其中加入占壁材溶液质量百分数为1-40%的固体吸附剂，搅拌混合均匀，在0-4℃下静置过夜，18000-22000rpm，高压分散0.5-2min，高压匀质两次，然后经抽滤、沉淀、洗涤，在55-65℃下真空干燥，制得分子囊化吸附剂，再将分子囊化吸附剂与酒精按任意比例混合即得分子囊化吸附剂酒精溶液。

5.根据权利要求4所述的功能卷烟纸制备方法，其特征在于所述的壁材溶液的质量百分数为60-70%，在其中加入占壁材溶液质量百分数为20-30%的固体吸附剂。