CN103230097A - 利用酸制备烟用片状碳质热源材料的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用酸制备烟用片状碳质热源材料的方法，包括以下步骤：将海藻酸钠或海藻酸铵或海藻酸钾与碳粉和水混合，搅拌调成胶状物，其中海藻酸钠或海藻酸铵或海藻酸钾与碳粉的质量比为1: 5-45，然后将所述胶状物挤压成薄片，将所述薄片与PH值≤3的酸性溶液充分接触，得到固化物；所述固化物经过漂洗、干燥，使含水量达到10-20%，即得烟用片状碳质热源材料。本发明不仅降低了玻璃纤维吸入人体而造成的危害，而且还提高了碳质热源的引燃性，具有方法简单，生产周期短，成本低等特点。
Description
技术领域
本发明属于卷烟领域，具体涉及一种利用酸制备低温卷烟上使用的烟用片状碳质热源材料的方法。
背景技术
有研究表明，尼古丁和多数烟草香味成分在较低温度下（300~500℃）就可以转移到烟气中。如果把卷烟温度降低到600℃以下（烟草燃点约700℃），烟气多种有害成分可以大幅度降低，而香味成分受到的影响相对较小。因此，一种运用碳质热源进行干馏烟草成分的卷烟被发明出来，其中，R.J.雷诺兹烟草公司的Eclipse卷烟碳质热源采用的是玻璃纤维包裹碳棒的方式，然而，碳棒是挤压形成，内部密实，为形成热气流需要外层包裹透气的玻璃纤维，有研究认为，这种颗粒即使能被滤嘴材料截留，但难免在包装等过程中吸附到滤嘴上，从而导致吸入，危害健康，同时，密实的碳棒也较纤细的碳质丝状材料难点燃。
发明内容
本发明的目的是针对上述不足，提供一种新的烟用片状碳质热源材料的制备方法，采用该方法制备的碳质热源材料由于在制作碳质热源时堆积在一起，本身疏松，存在间隙，热气流能顺利通过，因此不需要采用危害人体健康的玻璃纤维进行包裹。
上述目的是通过以下技术方案实现的：
一种利用酸制备烟用片状碳质热源材料的方法，包括以下步骤：将海藻酸钠或海藻酸铵或海藻酸钾与碳粉和水混合，搅拌调成胶状物，其中海藻酸钠或海藻酸铵或海藻酸钾与碳粉的质量比为1: 5-45，然后将所述胶状物挤压成薄片，将所述薄片与pH≤3的酸性溶液充分接触，得到固化物；所述固化物经过漂洗、干燥，使含水量达到10-20%，即得烟用片状碳质热源材料。
优选地，所述酸性溶液选自硫酸、盐酸、硝酸、草酸、水杨酸、酒石酸、柠檬酸、苹果酸或甲酸的水溶液。
优选地，所述碳粉的粒度为100目。
优选地，所述薄片厚度为0.5-2.5mm。
优选地，在海藻酸钠或海藻酸铵或海藻酸钾与碳粉和水混合的步骤中，还包括加入石墨粉，所述海藻酸钠或海藻酸铵或海藻酸钾与碳粉与石墨粉的质量比为1: 5-45:0.4-3.6。加入石墨粉是为了改善燃着后碳的热传递效果，降低燃烧温度，减少CO生成。
优选地，在海藻酸钠或海藻酸铵或海藻酸钾与碳粉和水混合的步骤中，还包括加入CaCO3，所述海藻酸钠或海藻酸铵或海藻酸钾与碳粉与CaCO3的质量比为1: 5-45: 0.1-2。加入CaCO3是为了有助于成型和减少CO产生。
优选地，在海藻酸钠或海藻酸铵或海藻酸钾与碳粉和水混合的步骤中，还包括加入木浆纤维，所述海藻酸钠或海藻酸铵或海藻酸钾与碳粉与木浆纤维的质量比为1: 5-45: 1-10。加入木浆纤维是为了改善片状碳质热源的加工性能。
优选地，在海藻酸钠或海藻酸铵或海藻酸钾与碳粉和水混合的步骤中，还包括加入Na2CO3 水溶液，所述海藻酸钠或海藻酸铵或海藻酸钾与碳粉与Na2CO3固体的质量比为1: 5-45: 0.05-1。加入Na2CO3是为了改善成型后碳粉的燃烧性能。
进一步优选地，在海藻酸钠或海藻酸铵或海藻酸钾与碳粉和水混合的步骤中，还包括加入石墨粉、CaCO3、木浆纤维和Na2CO3水溶液，所述海藻酸钠或海藻酸铵或海藻酸钾与碳粉与石墨粉与CaCO3与木浆纤维与Na2CO3固体的质量比为1: 5-45: 0.4-3.6: 0.1-2:1-10: 0.05-1。
为了改善燃吸品质，在海藻酸钠、海藻酸铵或海藻酸钾与碳粉和水混合的步骤中，还可以加入烟草粉末或烟草提取物或香精。
在海藻酸钠或海藻酸铵或海藻酸钾与碳粉和水混合的步骤中，最佳的海藻酸钠或海藻酸铵或海藻酸钾与碳粉与水的质量比为1:20:100，此时海藻酸钠或海藻酸铵或海藻酸钾水溶液的粘度适中，能很容易地与碳粉搅拌调成胶状物。
本发明的有益效果是：
1）制备时，胶状物在与酸液或钙盐溶液接触时，胶状物中的海藻酸钠、海藻酸铵或海藻酸钾与酸发生反应，生成海藻酸，这种化合物不溶于水，从而形成包裹了碳粉、石墨粉等原料的固化物，用此材料，切丝后制作的碳质热源本身存在自然的空隙，有弹性，便于卷接加工，而传统碳棒是挤压形成，内部密实，为形成透气和卷接柔性的需要，外层要包裹透气的玻璃纤维，因此本发明中的碳质热源不再需要用玻璃纤维进行包裹，从而降低了玻璃纤维吸入人体而造成的危害。
2）由于海藻酸与碳粉、石墨粉等原料的混合与包裹是在发生化学反应时进行的，且反应迅速，成膜后不再具有粘性，因此碳质热源材料适合工业化大批量连续加工，且制成丝状后比挤压形成的碳棒更容易点燃。
3）本发明方法简单，生产周期短，成本低。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
一种烟用片状碳质热源材料的制备方法，其步骤如下：
1）将1g海藻酸钠与20g碳粉（100目）和100g水混合，搅拌调成胶状物；
2）将所述胶状物用相向转动的滚轮挤压成厚度为2.5mm的薄片，将所述薄片与PH值等于1的柠檬酸溶液充分接触（薄片与酸液接触的时间至少为1分钟），得到固化物；
3）将所述固化物经过漂洗、干燥，使含水量达到10%，即得烟用片状碳质热源材料。
实施例2
一种烟用片状碳质热源材料的制备方法，其步骤如下：
1）将1g海藻酸铵与5g碳粉（100目）、0.4g石墨粉和60g水混合，搅拌调成胶状物；
2）将所述胶状物用相向转动的滚轮挤压成厚度为2mm的薄片，将所述薄片与PH值为1的醋酸溶液充分接触，得到固化物；
3）将所述固化物经过漂洗、干燥，使含水量达到20%，即得烟用片状碳质热源材料。
实施例3
一种烟用片状碳质热源材料的制备方法，其步骤如下：
1）将1g海藻酸钠与45g碳粉（100目）、0.1g CaCO3和100g水混合，搅拌调成胶状物；
2）将所述胶状物用相向转动的滚轮挤压成厚度为1mm的薄片，将所述薄片与99%的硫酸溶液充分接触，得到固化物；
3）将所述固化物经过漂洗、干燥，使含水量达到15%，即得烟用片状碳质热源材料。
实施例4
一种烟用片状碳质热源材料的制备方法，其步骤如下：
1）将1g海藻酸钾与30g碳粉（100目）、1g木浆纤维和适量水混合，搅拌调成胶状物；
2）将所述胶状物用相向转动的滚轮挤压成厚度为0.5mm的薄片，将所述薄片与PH值为3的盐酸溶液充分接触，得到固化物；
3）将所述固化物经过漂洗、干燥，使含水量达到18%，即得烟用片状碳质热源材料。
实施例5
一种烟用片状碳质热源材料的制备方法，其步骤如下：
1）将1g海藻酸钾与30g碳粉（100目）、Na2CO3 水溶液（含Na2CO3 0.05g）和适量水混合，搅拌调成胶状物；
2）将所述胶状物用相向转动的滚轮挤压成厚度为0.5mm的薄片，将所述薄片与PH值为0.8的草酸溶液充分接触，得到固化物；
3）将所述固化物经过漂洗、干燥，使含水量达到15%，即得烟用片状碳质热源材料。
实施例6
一种烟用片状碳质热源材料的制备方法，其步骤如下：
1）将1g海藻酸钾与10g碳粉（100目）、3.6g石墨粉、2g CaCO3、10g木浆纤维、1g Na2CO3、5g烟草粉末和适量水混合，搅拌调成胶状物；
2）将所述胶状物用相向转动的滚轮挤压成厚度为0.8mm的薄片，将所述薄片与PH值为1的水杨酸溶液充分接触，得到固化物；
3）将所述固化物经过漂洗、干燥，使含水量达到10%，即得烟用片状碳质热源材料。
实施例7
一种烟用片状碳质热源材料的制备方法，其步骤如下：
1）将1g海藻酸钾与30g碳粉（100目）、1g木浆纤维和适量水混合，搅拌调成胶状物；
2）将所述胶状物用相向转动的滚轮挤压成厚度为0.5mm的薄片，将所述薄片与浓度30%的盐酸溶液充分接触，得到固化物；
3）将所述固化物经过漂洗、干燥，使含水量达到15%，即得烟用片状碳质热源材料。
实施例8
一种烟用片状碳质热源材料的制备方法，其步骤如下：
1）将1g海藻酸铵与15g碳粉（100目）、2g木浆纤维和适量水混合，搅拌调成胶状物；
2）将所述胶状物用相向转动的滚轮挤压成厚度为0.8mm的薄片，将所述薄片与浓度60%的硫酸溶液充分接触，得到固化物；
3）将所述固化物经过漂洗、干燥，使含水量达到15%，即得烟用片状碳质热源材料。
Claims (10)
1.一种利用酸制备烟用片状碳质热源材料的方法，其特征在于包括以下步骤：将海藻酸钠或海藻酸铵或海藻酸钾与碳粉和水混合，搅拌调成胶状物，其中海藻酸钠或海藻酸铵或海藻酸钾与碳粉的质量比为1:5-45，然后将所述胶状物挤压成薄片，将所述薄片与pH值≤3的酸性溶液充分接触，得到固化物；所述固化物经过漂洗、干燥，使含水量达到10-20%，即得烟用片状碳质热源材料。
2.根据权利要求1所述的利用酸制备烟用片状碳质热源材料的方法，其特征在于：所述酸性溶液选自硫酸、盐酸，硝酸，草酸，水杨酸，酒石酸，柠檬酸，苹果酸或甲酸溶液。
3.根据权利要求1所述的利用酸制备烟用片状碳质热源材料的方法，其特征在于：所述碳粉的粒度为100目。
4.根据权利要求1所述的利用酸制备烟用片状碳质热源材料的方法，其特征在于：所述薄片厚度为0.5-2.5mm。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的利用酸制备烟用片状碳质热源材料的方法，其特征在于：在海藻酸钠或海藻酸铵或海藻酸钾与碳粉和水混合的步骤中，还包括加入石墨粉，所述海藻酸钠或海藻酸铵或海藻酸钾与碳粉与石墨粉的质量比为1: 5-45:0.4-3.6。
6.根据权利要求1-4中任一项所述的利用酸制备烟用片状碳质热源材料的方法，其特征在于：在海藻酸钠或海藻酸铵或海藻酸钾与碳粉和水混合的步骤中，还包括加入CaCO3，所述海藻酸钠或海藻酸铵或海藻酸钾与碳粉与CaCO3的质量比为1: 5-45: 0.1-2。
7.根据权利要求1-4中任一项所述的利用酸制备烟用片状碳质热源材料的方法，其特征在于：在海藻酸钠或海藻酸铵或海藻酸钾与碳粉和水混合的步骤中，还包括加入木浆纤维，所述海藻酸钠或海藻酸铵或海藻酸钾与碳粉与木浆纤维的质量比为1: 5-45: 1-10。
8.根据权利要求1-4中任一项所述的利用酸制备烟用片状碳质热源材料的方法，其特征在于：在海藻酸钠或海藻酸铵或海藻酸钾与碳粉和水混合的步骤中，还包括加入Na2CO3 水溶液，所述海藻酸钠或海藻酸铵或海藻酸钾与碳粉与Na2CO3固体的质量比为1: 5-45: 0.05-1。
9.根据权利要求1-4中任一项所述的利用酸制备烟用片状碳质热源材料的方法，其特征在于：在海藻酸钠或海藻酸铵或海藻酸钾与碳粉和水混合的步骤中，还包括加入石墨粉、CaCO3、木浆纤维和Na2CO3水溶液，所述海藻酸钠或海藻酸铵或海藻酸钾与碳粉与石墨粉与CaCO3与木浆纤维与Na2CO3固体的质量比为1: 5-45: 0.4-3.6: 0.1-2:1-10: 0.05-1。
10.根据权利要求9所述的利用酸制备烟用片状碳质热源材料的方法，其特征在于：在海藻酸钠、海藻酸铵或海藻酸钾与碳粉和水混合的步骤中，还包括加入烟草粉末或烟草提取物或香精。
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