CN104480791B - 一种温敏性低引燃倾向卷烟纸及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种温敏性低引燃倾向卷烟纸，卷烟纸的外表面涂布一层温度敏感性阻燃带层，所述温度敏感性阻燃带层包括若干个温度敏感性阻燃带，每个温度敏感性阻燃带包括温度敏感性复合材料和香精。使用含有温度敏感性复合材料和香精配方的温度敏感性阻燃带，设置于卷烟纸上，这种温度敏感性复合材料在室温下呈固态，当卷烟燃烧至温度敏感性阻燃带时，随着温度的升高，触发该温度敏感性复合材料由固态转化为液态，从而熄灭卷烟，达到降低卷烟引燃倾向的目的。这种配方的温度敏感性阻燃带，使得卷烟阴燃状态下手持时不会熄灭，而置于易燃物上时可以熄灭。同时，香精配方的设计，弥补了对卷烟香吃味的负面影响，解决了现有低引燃倾向卷烟的普遍问题。
Description
技术领域
本发明属于卷烟纸技术领域，具体涉及一种温敏性低引燃倾向卷烟纸及其制备方法。
背景技术
通过对1955年至1999年加拿大境内火灾统计的分析，烟草制品是每年引起住宅火灾相关损失的主要物品。据加拿大消防长官联合会报告，每年烟草制品引发至少14030起火灾，这些火灾造成死亡365人、受伤1615人、财产损失2亿美元。受害者往往是孩子、老人和经济贫困者等社会最弱群体。2004年，加拿大颁布卷烟引燃法令。根据美国烧伤协会及美国联邦政府统计，在美国发生的火灾中，大约有25％是由吸烟引起的。每年大约致使900人死亡，250多人受伤，造成的经济损失达4亿美元。美国已由法律法规对卷烟制品提出限制，要求卷烟不能点燃室内的其它任何物品，一旦不抽吸就必须马上或在较短的时间内自行熄灭。
针对这一形势，国际上提出低引燃倾向(LowIgnitionPropensity，LIP)卷烟，其主要目的就是为了减少火灾的损失。随后，摩迪国际集团、奥地利瓦腾斯造纸有限公司等国际大型公司推介了“降低着火风险”的卷烟用纸。这些卷烟纸主要通过添加阻燃剂的方法，使得卷烟在阴燃状态置于易燃物上可自行熄灭，从而达到降低卷烟引燃倾向的目的。目前常用的阻燃剂主要是r-氧化铝(一种活性三氧化二铝的无机纤维素)、Mg(OH)2、烟草茎秆粉、甲基纤维素钠等。然而卷烟纸添加这些阻燃剂后，存在两个问题，一是卷烟在阴燃状态下持于手中时，容易熄灭，需要重新点燃。二是卷烟的抽吸质量都有不同程度的下降。主要体现在香气质变差、香气量变淡、杂气增加较明显等问题。
温度敏感性材料属于智能高分子材料中的一类，它的一个重要特性就是临界温度。所谓临界温度是指高分子材料和溶剂(或其他高分子材料)的相发生不的连续变化的温度点。如果在某一特定温度以下，高分子材料只有一相，而在此温度以上发生相分离，那么这一特定温度为低临界温度；相反，则被称为高临界温度。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种温敏性低引燃倾向卷烟纸及其制备方法，使得卷烟阴燃状态下手持时不会熄灭，而置于易燃物上时可以熄灭。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：提供一种温敏性低引燃倾向卷烟纸，所述卷烟纸的外表面涂布一层温度敏感性阻燃带层，所述温度敏感性阻燃带层包括若干个温度敏感性阻燃带，每个温度敏感性阻燃带包括温度敏感性复合材料和香精，其质量比为9～9.5:0.5～1；其中，所述温度敏感性复合材料包括水、温度敏感性材料和碳酸钙，其质量比为6～15:3～6:2～8，而温度敏感性材料选用的泊洛沙姆407和泊洛沙姆188的复合材料，其质量比7～8:2～3。
优选地，所述香精的配方按重量比如下：
优选地，所述每个温度敏感性阻燃带的重量为卷烟纸重量的7％～9％。
优选地，所述每个温度敏感性阻燃带的宽度为6～8mm，且温度敏感性阻燃带之间的间距为15～20mm。
一种制备温敏性低引燃倾向卷烟纸的方法，所述制备方法包括以下步骤：
a、将泊洛沙姆407和泊洛沙姆188按其质量比7～8:2～3称重混合为温度敏感性材料，然后将温度敏感性材料置于水中，搅拌均匀后置于0～5℃的温度下12～24h直至完全溶解形成水溶液，其中，水与温度敏感性材料的重量比为6～15:3～6；
b、将碳酸钙加入到水溶液中搅拌均匀形成温度敏感性复合材料，并置于室温下备用，其中，碳酸钙与温度敏感性材料的重量比为2～8:3～6；
c、按其质量比9～9.5:0.5～1将步骤b中所制备的温度敏感性复合材料和香精混合，在0～5℃的温度下搅拌均匀，并在室温下放置12～24h，直至呈现固态材料以备用；
d、称取重量比为卷烟纸重量7％～9％的固态材料形成阻燃材料，重复称取相同重量的阻燃材料若干份，将其若干份阻燃材料涂布在卷烟纸上形成温度敏感性阻燃带层，每个温度敏感性阻燃带的宽度为6～8mm，且温度敏感性阻燃带之间的间距为15～20mm，制备成温敏性低引燃倾向卷烟纸。
优选地，所述香精的配方按重量比如下：
本发明的工作原理是：使用含有温度敏感性复合材料和香精配方的温度敏感性阻燃带，设置于卷烟纸上，达到降低卷烟燃烧倾向的目的。这种温度敏感性复合材料在室温下呈固态，当卷烟燃烧至温度敏感性阻燃带时，随着温度的升高，触发该温度敏感性复合材料由固态转化为液态，从而熄灭卷烟，达到降低卷烟引燃倾向的目的。这种配方的温度敏感性阻燃带，使得卷烟阴燃状态下手持时不会熄灭，而置于易燃物上时可以熄灭。同时，香精配方的设计，弥补了对卷烟香吃味的负面影响，解决了现有低引燃倾向卷烟的普遍问题。
本发明与现有立式飞轮储能系统相比，具有以下特点：
(1)将温度敏感性材料—泊洛沙姆应用于卷烟纸；温度敏感性材料、水、碳酸钙和香精以一定比例混合在一起形成温度敏感性阻燃带，达到降低卷烟纸引燃倾向的目的；
(2)作为温度敏感性阻燃带的混合材料含水率高，并且能在室温下保持固态，这种性质使得制备的温度敏感性阻燃带，以及带有温度敏感性阻燃带的卷烟纸存放变得简单易行；
(3)针对添加温度敏感性复合材料引起的主流烟气香吃味的变化，所调配的香精，增加卷烟烟气香味成分释放量和感官香气量，掩盖杂气，保持卷烟的评吸品质。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供温敏性低引燃倾向卷烟纸及其制备方法，使用含有温度敏感性复合材料和香精配方的温度敏感性阻燃带，设置于卷烟纸上，达到降低卷烟燃烧倾向的目的。下面通过具体的实施例进一步具体说明本发明的技术方案。
实施例1
a、将温度敏感性材料洛沙姆407：泊洛沙姆188按照质量比7：3称重，并置于水中(水：温度敏感性材料质量比6:6)，搅拌均匀后，置于0℃的温度下24h直至完全溶解形成水溶液；
b、在步骤a的水溶液中加入碳酸钙(温度敏感性材料：碳酸钙质量比2:6)搅拌均匀形成温度敏感性复合材料，并置于室温下备用；
c、香精配方如表1所示：
表1针对低引燃倾向卷烟纸的香精配方
d、将步骤b和步骤c所制备的温度敏感性复合材料和香精按质量比9.2:0.8配比混合，并在5℃的温度下搅拌均匀，放置在室温下12h，直至呈现固态材料以备用；
e、选用普通的卷烟纸，其阻燃剂含量为卷烟纸重量的1.7％，原纸透气度70CU，定量32g/m2；称取重量比为卷烟纸重量7％的固态材料形成阻燃材料，重复称取相同重量的阻燃材料若干份，按照每个温度敏感性阻燃带的宽度为6mm、温度敏感性阻燃带之间的间距为20mm的设计，采用常规施胶机，单面施胶的方式将其若干份阻燃材料涂布在卷烟纸上形成温度敏感性阻燃带层，制备成温敏性低引燃倾向卷烟纸。
实施例2
a、将温度敏感性材料洛沙姆407：泊洛沙姆188按照质量比8：2称重，并置于水中(水：温度敏感性材料质量比12:6)，搅拌均匀后，置于2℃的温度下12h直至完全溶解形成水溶液；
b、在步骤a的水溶液中加入碳酸钙(温度敏感性材料：碳酸钙质量比6:5)搅拌均匀形成温度敏感性复合材料，并置于室温下备用；
c、香精配方如表2所示：
表2针对低引燃倾向卷烟纸的香精配方
d、将步骤b和步骤c所制备的温度敏感性复合材料和香精按质量比9:1配比混合，并在2℃的温度下搅拌均匀，放置在室温下20h，直至呈现固态材料以备用；
e、选用普通的卷烟纸，其阻燃剂含量为卷烟纸重量的1.7％，原纸透气度70CU，定量32g/m2；称取重量比为卷烟纸重量8％的固态材料形成阻燃材料，重复称取相同重量的阻燃材料若干份，按照每个温度敏感性阻燃带的宽度为6mm、温度敏感性阻燃带之间的间距为16mm的设计，采用常规施胶机，单面施胶的方式将其若干份阻燃材料涂布在卷烟纸上形成温度敏感性阻燃带层，制备成温敏性低引燃倾向卷烟纸。
实施例3
a、将温度敏感性材料洛沙姆407：泊洛沙姆188按照质量比8：2称重，并置于水中(水：温度敏感性材料质量比15:6)，搅拌均匀后，置于5℃的温度下12h直至完全溶解形成水溶液；
b、在步骤a的水溶液中加入碳酸钙(温度敏感性材料：碳酸钙质量比8:3)搅拌均匀形成温度敏感性复合材料，并置于室温下备用；
c、香精配方如表3所示：
表3针对低引燃倾向卷烟纸的香精配方
d、将步骤b和步骤c所制备的温度敏感性复合材料和香精按质量比9.5:0.5配比混合，并在0℃的温度下搅拌均匀，放置在室温下24h，直至呈现固态材料以备用；
e、选用普通的卷烟纸，其阻燃剂含量为卷烟纸重量的1.7％，原纸透气度70CU，定量32g/m2；称取重量比为卷烟纸重量9％的固态材料形成阻燃材料，重复称取相同重量的阻燃材料若干份，按照每个温度敏感性阻燃带的宽度为8mm、温度敏感性阻燃带之间的间距为20mm的设计，采用常规施胶机，单面施胶的方式将其若干份阻燃材料涂布在卷烟纸上形成温度敏感性阻燃带层，制备成温敏性低引燃倾向卷烟纸。
实施例4
a、将温度敏感性材料洛沙姆407：泊洛沙姆188按照质量比7：3称重，并置于水中(水：温度敏感性材料质量比15:6)，搅拌均匀后，置于4℃的温度下15h直至完全溶解形成水溶液；
b、在步骤a的水溶液中加入碳酸钙(温度敏感性材料：碳酸钙质量比6:4)搅拌均匀形成温度敏感性复合材料，并置于室温下备用；
c、香精配方如表4所示：
表4针对低引燃倾向卷烟纸的香精配方
d、将步骤b和步骤c所制备的温度敏感性复合材料和香精按质量比9.5:0.5配比混合，并在0℃的温度下搅拌均匀，放置在室温下24h，直至呈现固态材料以备用；
e、选用普通的卷烟纸，其阻燃剂含量为卷烟纸重量的1.7％，原纸透气度70CU，定量32g/m2；称取重量比为卷烟纸重量9％的固态材料形成阻燃材料，重复称取相同重量的阻燃材料若干份，按照每个温度敏感性阻燃带的宽度为8mm、温度敏感性阻燃带之间的间距为20mm的设计，采用常规施胶机，单面施胶的方式将其若干份阻燃材料涂布在卷烟纸上形成温度敏感性阻燃带层，制备成温敏性低引燃倾向卷烟纸。
新型温敏性低引燃倾向卷烟纸性能测试
采用相同的配方、滤棒(高透棒，长度为25㎜)和接装纸(长度为35㎜)，应用将上述实施例2和实施例4所制备的新型温敏性低引燃倾向卷烟纸，卷制长度为84mm烟支，控制烟支重量为0.88±0.08g/支。并以普通卷烟纸所制备的卷烟为对照样，进行多方面的对比研究。所制备的卷烟规格如下表：
表5型温敏性低引燃倾向卷烟型号
1)对温敏性低引燃倾向卷烟引燃倾向(ASTM方法)测试
本发明采用国际通用的ASTM(AmericanSocietyforTestingandMaterials)标准方法E2487-04，对实施例2和实施例4所制备的新型温敏性低引燃倾向卷烟进行了10层滤纸的ASTM测试，每组40支卷烟，观察并记录卷烟的燃烧状态。
2种卷烟10层滤纸ASTM测试结果的统计数据如下表所示。
表6温敏性低引燃倾向卷烟在10层滤纸上的燃烧状态
2)温敏性低引燃倾向卷烟自由燃烧测试
在明确本发明所研制的新型温敏性低引燃倾向卷烟的低引燃功效后，为考察本发明是否避免了现有低引燃倾向卷烟在阴燃状态下持于手中时，容易熄灭的问题。对本发明实施例2和实施例4所制备的新型温敏性低引燃倾向卷烟进行了自由燃烧测试，每组40支卷烟，首先点燃卷烟使其燃烧至5mm处，打开测试柜门将燃烧的卷烟放到卷烟夹持器上，卷烟接缝处向上，关闭测试柜门观察并记录燃烧状态。
自由燃烧实验中统计燃烧长度>45mm和燃烧长度<15mm的卷烟数量，统计数据如下表所示。
表7温敏性低引燃倾向卷烟自由燃烧状态
3)温敏性低引燃倾向卷烟感官质量
组织了7人组成评吸小组，其中国家级评吸师一名，省级评吸师两名，对本发明实施例2和实施例4所制备的新型温敏性低引燃倾向卷烟进行了评吸，得分为所有评吸者给每支烟得分总和的平均值。评定结果如下：
表8温敏性低引燃倾向卷烟评吸结果
综合各评委的描述：和对照相比，样品1香气较好，余味较净、较舒适；样品2烟气略有刺激性,杂气略重。
4)温敏性低引燃倾向卷烟质量安全性评价
对本发明实施例2和实施例4所制备的新型温敏性低引燃倾向卷烟进行了烟气常规及七种有害成分检测。对样品重量以及吸阻进行筛选，结果如下表：
表9温敏性低引燃倾向卷烟烟气常规及七项有害成分释放量结果
从检测结果可以看出，本发明实施例2和实施例4所制备的新型温敏性低引燃倾向卷烟的危害性指数与普通卷烟是相当的，但从评吸结果来看，其中实施例2卷烟更满足设计要求。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种温敏性低引燃倾向卷烟纸，其特征在于，所述卷烟纸的外表面涂布一层温度敏感性阻燃带层，所述温度敏感性阻燃带层包括若干个温度敏感性阻燃带，每个温度敏感性阻燃带包括温度敏感性复合材料和香精，其质量比为9～9.5:0.5～1；其中，所述温度敏感性复合材料包括水、温度敏感性材料和碳酸钙，其质量比为6～15:3～6:2～8，而温度敏感性材料选用的泊洛沙姆407和泊洛沙姆188的复合材料，其质量比7～8:2～3。
2.根据权利要求1所述的温敏性低引燃倾向卷烟纸，其特征在于，所述香精的配方按重量比如下：
3.根据权利要求1所述的温敏性低引燃倾向卷烟纸，其特征在于，所述每个温度敏感性阻燃带的重量为卷烟纸重量的7％～9％。
4.根据权利要求1所述的温敏性低引燃倾向卷烟纸，其特征在于，所述每个温度敏感性阻燃带的宽度为6～8mm，且温度敏感性阻燃带之间的间距为15～20mm。
5.一种制备如权利要求1～4任一项所述的温敏性低引燃倾向卷烟纸的方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
a、将泊洛沙姆407和泊洛沙姆188按其质量比7～8:2～3称重混合为温度敏感性材料，然后将温度敏感性材料置于水中，搅拌均匀后置于0～5℃的温度下12～24h直至完全溶解形成水溶液，其中，水与温度敏感性材料的重量比为6～15:3～6；
b、将碳酸钙加入到水溶液中搅拌均匀形成温度敏感性复合材料，并置于室温下备用，其中，碳酸钙与温度敏感性材料的重量比为2～8:3～6；
c、按其质量比9～9.5:0.5～1将步骤b中所制备的温度敏感性复合材料和香精混合，在0～5℃的温度下搅拌均匀，并在室温下放置12～24h，直至呈现固态材料以备用；
d、称取重量比为卷烟纸重量7％～9％的固态材料形成阻燃材料，重复称取相同重量的阻燃材料若干份，将其若干份阻燃材料涂布在卷烟纸上形成温度敏感性阻燃带层，每个温度敏感性阻燃带的宽度为6～8mm，且温度敏感性阻燃带之间的间距为15～20mm，制备成温敏性低引燃倾向卷烟纸。
6.根据权利要求5所述的制备温敏性低引燃倾向卷烟纸的方法，其特征在于，所述香精的配方按重量比如下：
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