CN103653233B - 一种提高造纸法再造烟叶灰分的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种提高造纸法再造烟叶灰分的方法，是将烟草原料萃取后进行固液分离，烟草液体部分进行精制、浓缩和加料后制成涂布液，烟草固体部分进行打浆处理，得烟草浆料纤维，在烟草浆料纤维中加入CaCO3，将CaCO3通过烟草浆料纤维的纹孔填充于烟草浆料纤维细胞腔内；再与外加纤维浆料按重量比4:1混合，然后进行抄造制成再造烟叶基片；将涂布液涂布于再造烟叶基片上，制成造纸法再造烟叶。本发明采用基于CaCO3对烟草浆料纤维的细胞腔加填技术应用于造纸法再造烟叶的制备工艺，不添加任何高分子聚合物等化学助剂，便可达到提高灰分含量同时提高造纸法再造烟叶基片强度性能的目的。
Description
技术领域
本发明涉及造纸法再造烟叶的制备，具体地指一种提高造纸法再造烟叶灰分的方法。
背景技术
采用造纸法生产再造烟叶是指将打叶复烤和卷烟生产过程中产生的烟梗、烟末以及部分低次烟叶等烟草原料先进行溶剂（一般是水）提取，并进行固液分离，固体部分按造纸方法加工处理成基片（原纸），液体部分经精制提纯、浓缩和加香调制后制成涂布液，然后将涂布液采用双辊涂布等方式涂到基片上、经热风烘干和切片后最终制成接近天然烟叶的薄片状物质，再应用于卷烟生产的一种先进的再造烟叶生产工艺。
碳酸钙（CaCO3）的资源广泛，白度高、粒径细、品质稳定，能够提高造纸法再造烟叶的灰分和改善其他物理性能，是造纸法再造烟叶不可缺少的填料。造纸法再造烟叶生产中，由于CaCO3的粒径很小，在纸机网部流失严重，导致成品灰分偏低，而灰分偏低又带来外观性能变差以及原料成本增大等诸多问题。再加上现在仍有很多造纸法再造烟叶的生产厂家采用传统的单层成形网，这使得以上问题变得更加严重。
造纸法再造烟叶的生产中常加入助留剂通过提高CaCO3的留着率来提高灰分。鉴于造纸法再造烟叶在吸食安全方面的特殊要求，所选助留剂必须无毒无害，且不影响吸食质量。因此，造纸中常用的一些合成助留剂，如PAM等，因其安全性不敢保证，因而不能用于造纸法再造烟叶生产之中。在造纸法再造烟叶的生产中常用瓜尔胶和壳聚糖作为助留剂。瓜尔胶和壳聚糖可有效提高造纸法再造烟叶灰分含量，但是添加量过多的情况下，虽然提高了灰分，却会带来匀度降低和对造纸法再造烟叶感官吸味产生影响以及增加生产成本等一系列问题。
中国专利CN200810197100.2《提高填料碳酸钙在薄片中留着率提高薄片质量的方法》，CN201210190260.0《一种造纸高加填料的方法》，CN200810027520.6《一种复合特种填料的复合方法申请》，CN201210133530.4《一种改性碳酸钙填料及其制备方法与在湿强纸中的应用》。基本都是采用填CaCO3和一种或几种化学助剂混合，使其发生预絮聚用于纸张的加填，虽然能一定程度上提高填料的留着率，即提高灰分的含量，但同时会降低纸张（基片）的透气度（由于所加的助剂为高分子化合物，粘度高），从而影响卷烟燃烧的特性，同时，所加的助剂（如酰胺、多胺环氧氯丙烷等）存在安全性问题，会对造纸法再造烟叶的感官质量产生不利影响。
美国专利US5322076A《一种提高再造烟叶留着率的方法》（Processforprovidingtobacco-containingpapersforcigarettes），世界知识产权组织专利WO9835095《一种矿物填料在造纸过程中的纤维细胞腔加填技术》（Lumenloadingofmineralfillerintocellulosefibersforpapermaking），美国专利US5096539《一种造纸湿部的纤维细胞腔加填技术》（Cellwallloadingofnever-driedpulpfibers），美国专利US5223090《一种纤维吸附填料的方法》（Methodforfiberloadingachemicalcompound）。以上发明专利虽然对填料的细胞壁加填工艺、留着技术等进行了改进或优化，但往往是对单一影响因素进行探讨与研究，没有系统性的研究，且往往需要添加少量的水溶性高分子聚合物（高分子聚合物的应用在造纸法再造烟叶中是严格管制的）。
目前，国内外还没有采用CaCO3对烟草浆料纤维的细胞腔加填技术来提高造纸法再造烟叶灰分含量的相关报道。
发明内容
本发明的目的就是要克服现有技术所存在的不足，提供一种提高造纸法再造烟叶灰分的方法，采用CaCO3加填于烟草纤维的细胞腔内，以提高造纸法再造烟叶灰分含量。
本发明提供的提高造纸法再造烟叶灰分的方法，是将烟草原料萃取后进行固液分离，烟草液体部分进行精制、浓缩和加料后制成涂布液，其特别之处在于：
1）烟草固体部分进行打浆处理，得烟草浆料纤维，在烟草浆料纤维中加入CaCO3，将CaCO3通过烟草浆料纤维的纹孔填充于烟草浆料纤维细胞腔内，其中，CaCO3粒径为300～1500目，混合时间为10～30min，机械搅拌速度为500～3000rpm，处理温度为20～60℃，烟草浆料纤维与CaCO3的重量比为7：1；
2）将上述细胞腔加填的烟草浆料纤维与外加纤维浆料按照重量比4：1混合，然后进行抄造制备成再造烟叶基片；
3）将涂布液涂布于再造烟叶基片上，涂布量为30±1g/m2，制备成造纸法再造烟叶。
本发明步骤1）中，所述烟草浆料纤维的打浆度在30±2°SR。
本发明步骤2）中，所述外加纤维浆料的打浆度为44±2°SR。
CaCO3的烟草浆料纤维细胞腔加填主要借助于机械搅拌作用、通过改变不同的影响因素，如CaCO3/烟草浆料纤维的混合时间、搅拌速率、CaCO3粒径、处理温度等因素，将CaCO3通过烟草浆料纤维的纹孔填充于纤维的细胞腔内，从而减少了CaCO3在纸机网部的流失，同时有效避免了CaCO3与烟草浆料纤维的直接接触而带来的基片强度的降低。最终实现同时提高造纸法再造烟叶的灰分含量和基片强度性能的目的。
本发明的有益效果在于：采用基于CaCO3对烟草浆料纤维的细胞腔加填技术应用于造纸法再造烟叶的制备工艺，以提高造纸法再造烟叶灰分含量，其最显著的特点是不添加任何高分子聚合物等化学助剂，便可达到提高灰分含量同时提高造纸法再造烟叶基片强度性能的目的。本发明的方法合理，操作简单，效果显著。
具体实施方式
为了更好地解释本发明，以下结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明，但它们不对本发明构成限定。
实施例1
将烟草原料萃取后进行固液分离，烟草液体部分进行精制、浓缩和加料后制成涂布液，备用。
1）烟草固体部分进行打浆处理，打浆度控制在30±2°SR，得烟草浆料纤维，在烟草浆料纤维中加入CaCO3，将CaCO3通过烟草浆料纤维的纹孔填充于烟草浆料纤维细胞腔内，其中，CaCO3粒径为300目，混合时间为10min，机械搅拌速度为500rpm，处理温度为20℃，烟草浆料纤维与CaCO3的重量比为7：1；
2）将上述细胞腔加填的烟草浆料纤维与外加纤维浆料按照重量比4：1混合，添加的外加纤维浆料的打浆度为44±2°SR，然后送入纸机的抄造成形，通过长网纸机制备成再造烟叶基片，定量为60±1g/m2；
3）将涂布液涂布于再造烟叶基片上，涂布液的浓度40±1%，涂布量为30±1g/m2，制备成造纸法再造烟叶，定量为90±1g/m2。
经检测，对烟草浆料纤维进行CaCO3的细胞腔加填工艺，制备的再造烟叶中灰分含量和基片的强度性能都得到了提高。其中，再造烟叶中的灰分含量与空白样品相比，提高了6.6%；基片抗张强度与空白样品相比，提高了2.5%。
实施例2
将烟草原料萃取后进行固液分离，烟草液体部分进行精制、浓缩和加料后制成涂布液，备用。
1）烟草固体部分进行打浆处理，打浆度控制在30±2°SR，得烟草浆料纤维，在烟草浆料纤维中加入CaCO3，将CaCO3通过烟草浆料纤维的纹孔填充于烟草浆料纤维细胞腔内，其中，CaCO3粒径为1500目，混合时间为30min，机械搅拌速度为3000rpm，处理温度为60℃，烟草浆料纤维与CaCO3的重量比为7：1；
2）将上述细胞腔加填的烟草浆料纤维与外加纤维浆料按照重量比4：1混合，添加的外加纤维浆料的打浆度为44±2°SR，绝干外加纤维中针叶和阔叶的比例为3:1，然后送入纸机的抄造成形，通过长网纸机制备成再造烟叶基片，定量为60±1g/m2；
3）将涂布液涂布于再造烟叶基片上，涂布液的浓度40±1%，涂布量为30±1g/m2，制备成造纸法再造烟叶，定量为90±1g/m2。
经检测，对烟草浆料纤维进行CaCO3的细胞腔加填工艺，制备的再造烟叶中灰分含量和基片的强度性能都得到了提高。其中，再造烟叶中灰分含量与空白样品相比，提高了25.5%；基片抗张强度与空白样品相比，提高了7.2%。
实施例3
将烟草原料萃取后进行固液分离，烟草液体部分进行精制、浓缩和加料后制成涂布液，备用。
1）烟草固体部分进行打浆处理，打浆度控制在30±2°SR，得烟草浆料纤维，在烟草浆料纤维中加入CaCO3，将CaCO3通过烟草浆料纤维的纹孔填充于烟草浆料纤维细胞腔内，其中，CaCO3粒径为1500目，混合时间为30min，机械搅拌速度为3000rpm，处理温度为60℃，烟草浆料纤维与CaCO3的重量比为7：1；
2）将上述细胞腔加填的烟草浆料纤维与外加纤维浆料按照重量比4：1混合，添加的外加纤维浆料的打浆度为44±2°SR，然后送入纸机的抄造成形，通过长网纸机制备成再造烟叶基片，定量为60±1g/m2；
3）将涂布液涂布于再造烟叶基片上，涂布液的浓度40±1%，涂布量为30±1g/m2，制备成造纸法再造烟叶，定量为90±1g/m2。
经检测，对烟草浆料纤维进行CaCO3的细胞腔加填工艺，制备的再造烟叶中灰分含量和基片的强度性能都得到了提高。其中，再造烟叶中灰分含量与空白样品相比，提高了16.5%；基片抗张强度与空白样品相比，提高了5.2%。
实施例4
将烟草原料萃取后进行固液分离，烟草液体部分进行精制、浓缩和加料后制成涂布液，备用。
1）烟草固体部分进行打浆处理，打浆度控制在30±2°SR，得烟草浆料纤维，在烟草浆料纤维中加入CaCO3，将CaCO3通过烟草浆料纤维的纹孔填充于烟草浆料纤维细胞腔内，其中，CaCO3粒径为600目，混合时间为15min，机械搅拌速度为2000rpm，处理温度为40℃，烟草浆料纤维与CaCO3的重量比为7：1；
2）将上述细胞腔加填的烟草浆料纤维与外加纤维浆料按照重量比4：1混合，添加的外加纤维浆料的打浆度为44±2°SR，然后送入纸机的抄造成形，通过长网纸机制备成再造烟叶基片，定量为60±1g/m2；
3）将涂布液涂布于再造烟叶基片上，涂布液的浓度40±1%，涂布量为30±1g/m2，制备成造纸法再造烟叶，定量为90±1g/m2。
经检测，对烟草浆料纤维进行CaCO3的细胞腔加填工艺，制备的再造烟叶中灰分含量和基片的强度性能都得到了提高。其中，再造烟叶中灰分含量与空白样品相比，提高了10.7%；基片抗张强度与空白样品相比，提高了3.9%。
实施例5
将烟草原料萃取后进行固液分离，烟草液体部分进行精制、浓缩和加料后制成涂布液，备用。
1）烟草固体部分进行打浆处理，打浆度控制在30±2°SR，得烟草浆料纤维，在烟草浆料纤维中加入CaCO3，将CaCO3通过烟草浆料纤维的纹孔填充于烟草浆料纤维细胞腔内，其中，CaCO3粒径为800目，混合时间为20min，机械搅拌速度为3000rpm，处理温度为50℃，烟草浆料纤维与CaCO3的重量比为7：1；
2）将上述细胞腔加填的烟草浆料纤维与外加纤维浆料按照重量比4：1混合，添加的外加纤维浆料的打浆度为44±2°SR，然后送入纸机的抄造成形，通过长网纸机制备成再造烟叶基片，定量为60±1g/m2；
3）将涂布液涂布于再造烟叶基片上，涂布液的浓度40±1%，涂布量为30±1g/m2，制备成造纸法再造烟叶，定量为90±1g/m2。
经检测，对烟草浆料纤维进行CaCO3的细胞腔加填工艺，制备的再造烟叶中灰分含量和基片的强度性能都得到了提高。其中，再造烟叶中填料的灰分含量与空白样品相比，提高了14.7%；抗张强度与空白样品相比，提高了3.2%。
Claims (1)
1.一种提高造纸法再造烟叶灰分的方法，是将烟草原料萃取后进行固液分离，烟草液体部分进行精制、浓缩和加料后制成涂布液，其特征在于：
1)烟草固体部分进行打浆处理，得烟草浆料纤维，所述烟草浆料纤维的打浆度在30±2°SR，在烟草浆料纤维中加入CaCO3，将CaCO3通过烟草浆料纤维的纹孔填充于烟草浆料纤维细胞腔内，其中，CaCO3粒径为300～1500目，混合时间为10～30min，机械搅拌速度为500～3000rpm，处理温度为20～60℃，烟草浆料纤维与CaCO3的重量比为7：1；
2)将上述细胞腔加填的烟草浆料纤维与外加纤维浆料按照重量比4：1混合，所述外加纤维浆料的打浆度为44±2°SR，然后进行抄造制备成再造烟叶基片；
3)将涂布液涂布于再造烟叶基片上，涂布量为30±1g/m2，制备成造纸法再造烟叶。
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