CN105568752A

CN105568752A - 一种降低烟气有害成分的功能性卷烟纸制备方法

Info

Publication number: CN105568752A
Application number: CN201510910262.6A
Authority: CN
Inventors: 李福帅; 黄晓钢; 王平军; 周明华; 孙宏; 封彦鹏
Original assignee: MINFENG SPECIAL PAPER CO Ltd
Current assignee: MINFENG SPECIAL PAPER CO Ltd
Priority date: 2015-12-10
Filing date: 2015-12-10
Publication date: 2016-05-11

Abstract

一种降低烟气有害成分的功能性卷烟纸制备方法，所述的卷烟纸制备方法包括：对纤维原料进行疏解、打浆、调配长短纤维比例、功能助剂、添加填料，然后经脱水纸张成型，所述的纸张成型后，将多孔介质材料均匀地分散到水中并以喷雾方式加入到成型后湿纸张中，再经压榨、烘干、卷取、复卷；所述的纤维原料包括漂白针叶、阔叶木浆，填料为碳酸钙，所述的多孔介质材料是SBA-15、介孔沸石材料、MCM-48中的至少一种；多孔介质材料通过喷雾的方式加入到卷烟纸中，所制备的功能性卷烟纸在卷烟燃烧后，多孔介质材料通过其特殊的结构特征吸附卷烟烟气中有害成分，有效降低卷烟烟气有害成分。

Description

一种降低烟气有害成分的功能性卷烟纸制备方法

技术领域：

本发明涉及的是一种功能性卷烟纸及制备方法，具体涉及通过压榨部喷雾方式添加一种或多种多孔介质材料，以降低卷烟烟气有害物质含量的功能卷烟纸制备方法。

背景技术：

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，开发了许多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、CO等低有害成分方向发展的趋势。其中，中国要求重点降低焦油和CO、HCN、苯酚、苯并[a]芘、亚硝胺、巴豆醛、NH₃等七种有害成分。

自从1992年日本科学家和Mobil公司的研究人员报道了具有介孔结构的硅酸盐后，人们对介孔分子筛的结构和应用进行了大量的研究。介孔分子筛因具有高比表面积和大孔容而被作为吸附材料广泛应用。综合考虑卷烟主流烟气的特点（成分复杂，气体温度仅为50℃）和技术实施的难易程度（可对烟叶、卷烟纸和滤嘴等卷烟主要组成部分进行修饰和处理），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。将介孔分子筛材料添加到卷烟纸中，利用多孔介质材料其特殊结构吸附降低主流烟气中的有害物质是有效可行的途径。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种方法简单，可靠性好，成本地，通过喷雾技术在压榨部添加多孔介质材料，从而制造出能降低卷烟烟气中有害物质含量的功能性卷烟纸制备方法。

本发明的目的是通过下述方式实现的:一种降低烟气有害成分的功能性卷烟纸制备方法，所述的卷烟纸制备方法包括：对纤维原料进行疏解、打浆、调配长短纤维比例、功能助剂、添加填料，然后经脱水纸张成型，所述的纸张成型后，将多孔介质材料均匀地分散到水中并以喷雾方式加入到成型后湿纸张中，再经压榨、烘干、卷取、复卷。

作为优选：所述的纤维原料包括漂白针叶、阔叶木浆，填料为碳酸钙，所述的多孔介质材料是SBA-15(介孔硅基分子筛)、介孔沸石材料、MCM-48（氧化硅介孔分子筛）中的至少一种，其中纤维原料占卷烟纸质量分数65—75%，填料占卷烟纸质量分数10—30%，多孔介质材料占卷烟纸质量分数1—10%；

作为优选：所述多孔介质材料的孔径在2～30nm；该多孔介质材料用搅拌器均匀地分散到水中制成喷雾剂，搅拌时间45—75分钟。

作为优选：所述的多孔介质材料均匀地分散到水中制成喷雾剂，并通过由不锈钢外套和耐磨陶瓷组成的喷嘴以多个排列组合形式、喷雾状加入成型后的湿纸张中，其中排列的间距在100—150mm，喷嘴与网之间的距离在250—300mm之间，喷雾压力在400—450kPa。

作为优选：喷嘴的孔直径在1.0—1.5mm，体积流量在1.0—1.5L/min，且各喷嘴的喷射角度可调，并使喷嘴的喷射方向呈多元交叉覆盖形式将多孔介质材料喷雾剂喷射在成型湿纸张上。

本发明与已有技术相比具有如下技术特点：

本发明通过卷烟纸造纸工艺制作，在造纸压榨部前以喷雾技术的添加方式加入多孔介质材料而制成降低烟气有害成分的功能性卷烟纸，多孔介质材料其特殊的分子结构吸附降低了卷烟燃烧后烟气中有害成分；

该技术用多孔介质材料其孔径在2～30nm范围内变化，所述多孔介质材料包括SBA-15(介孔硅基分子筛)、介孔沸石材料、MCM-48（氧化硅介孔分子筛）的一种或几种。所述SBA-15具有高度的六边形直孔结构，比表面积大，其孔径在5～30nm范围内变化，且孔壁较厚（典型的在3～9nm）；所述介孔沸石材料是结晶铝硅酸金属盐的水合物，具有晶体的结构和特征，表面为固体骨架，孔穴之间有孔道相互连接，分子筛的孔径分布非常均一，孔道呈周期性排列，比表面积大，其孔径在2～15nm范围内变化；MCM-48介孔分子筛具有两条完全独立的三维孔道结构，比表面积大，其孔径在2～10nm范围内变化；

采用以上方法制作的功能性卷烟纸可降低卷烟烟气有害物质含量的5%～30%。

它利用多孔介质材料的特殊结构特点可以不同程度地降低卷烟烟气中的有害成分，此添加多孔介质材料的技术是在纸张成形后，以喷雾方式将多孔介质材料添加到湿纸上，通过压榨部高压压榨，把附在湿纸上的多孔介质材料压到湿纸里面去；它解决了通过涂布方式添加多孔介质材料后所引起的掉粉现象和浆内添加时多孔介质材料的留着问题。

附图说明

图1是本发明所述的卷烟纸喷雾添加示意图。

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。本发明所述的一种降低烟气有害成分的功能性卷烟纸制备方法，所述的卷烟纸制备方法为常规卷烟纸制造工艺，具体包括：对纤维原料进行疏解、打浆、调配长短纤维比例、功能助剂、添加填料，然后经脱水纸张成型，见图1中所示的成型部1，所述的纸张成型后，将多孔介质材料均匀地分散到水中并以喷雾方式加入到成型后湿纸张中，见图1中所示的经真空吸引辊2、真空吸水箱3及喷雾管4通过喷嘴进行喷雾工作，再经压榨（见图1所示的压榨部5）、烘干、卷取、复卷。

所述的纤维原料包括漂白针叶、阔叶木浆，填料为碳酸钙，所述的多孔介质材料是SBA-15(介孔硅基分子筛)、介孔沸石材料、MCM-48（氧化硅介孔分子筛）中的至少一种，其中纤维原料占卷烟纸质量分数65—75%，填料占卷烟纸质量分数10—30%，多孔介质材料占卷烟纸质量分数1—10%；

所述多孔介质材料的孔径在2～30nm；该多孔介质材料用搅拌器均匀地分散到水中制成喷雾剂，搅拌时间45—75分钟。

所述的多孔介质材料均匀地分散到水中制成喷雾剂，并通过由不锈钢外套和耐磨陶瓷组成的喷嘴以多个排列组合形式、喷雾状加入成型后的湿纸张中，其中排列的间距在100—150mm，喷嘴与网之间的距离在250—300mm之间，喷雾压力在400—450kPa。

所述喷嘴的孔直径在1.0—1.5mm，体积流量在1.0—1.5L/min，且各喷嘴的喷射角度可调，并使喷嘴的喷射方向呈多元交叉覆盖形式将多孔介质材料喷雾剂喷射在成型湿纸张上。

实施例

采用以上技术生产的多功能性卷烟纸，可降低卷烟烟气中有害成分的5%～30%，现结合实际举例如下：

取200公斤木浆，加入碳酸钙100公斤，配制重量百分数为35%的柠檬酸钾和重量百分数5%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29克/米²，透气度60柯瑞斯塔。

用搅拌器将多孔介质材料均匀的分散到水里面，搅拌时间1小时。喷嘴的排列间距为100mm，孔直径为1.5mm，体积流量1.2L／min，喷嘴与网之间的距离为300mm，喷雾压力控制在450kPa。

实施例一

在造纸生产工艺压榨部前喷雾添加质量分数为10%的SBA-15材料悬浊液，所制卷烟纸中碳酸钙填料占卷烟纸的质量分数为24.71%，SBA-15材料占卷烟纸的质量分数为2.72%。

实施例二

在造纸生产工艺压榨部前喷雾添加质量分数为20%的SBA-15材料悬浊液，所制卷烟纸中碳酸钙填料占卷烟纸的质量分数为24.58%，SBA-15材料占卷烟纸的质量分数为5.61%。

实施例三

在造纸生产工艺压榨部前喷雾添加质量分数为30%的SBA-15材料悬浊液，所制卷烟纸中碳酸钙填料占卷烟纸的质量分数为24.60%，SBA-15材料占卷烟纸的质量分数为8.78%。

实施例四

在造纸生产工艺压榨部前喷雾添加质量分数为10%的MCM-48材料悬浊液，所制卷烟纸中碳酸钙填料占卷烟纸的质量分数为24.69%，MCM-48材料占卷烟纸的质量分数为2.81%。

实施例五

在造纸生产工艺压榨部前喷雾添加质量分数为20%的MCM-48材料悬浊液，所制卷烟纸中碳酸钙填料占卷烟纸的质量分数为25.07%，MCM-48材料占卷烟纸的质量分数为5.83%。

实施例六

在造纸生产工艺压榨部前喷雾添加质量分数为30%的MCM-48材料悬浊液，所制卷烟纸中碳酸钙填料占卷烟纸的质量分数为24.87%，MCM-48材料占卷烟纸的质量分数为8.65%。

实施例七

在造纸生产工艺压榨部前喷雾添加质量分数为10%的介孔沸石材料悬浊液，所制卷烟纸中碳酸钙填料占卷烟纸的质量分数为24.89%，介孔沸石材料占卷烟纸的质量分数为2.68%。

实施例八

在造纸生产工艺压榨部前喷雾添加质量分数为20%的介孔沸石材料悬浊液，所制卷烟纸中碳酸钙填料占卷烟纸的质量分数为24.66%，介孔沸石材料占卷烟纸的质量分数为5.49%。

实施例九

在造纸生产工艺压榨部前喷雾添加质量分数为30%的介孔沸石材料悬浊液，所制卷烟纸中碳酸钙填料占卷烟纸的质量分数为25.13%，介孔沸石材料占卷烟纸的质量分数为8.56%。

实施例十

在造纸生产工艺压榨部前喷雾添加质量分数为5%的SBA-15材料与质量分数为5%的MCM-48材料混合悬浊液，所制卷烟纸中碳酸钙填料占卷烟纸的质量分数为24.98，SBA-15材料占卷烟纸的质量分数为1.35%，MCM-48材料占卷烟纸的质量分数为1.40%。

实施例十一

在造纸生产工艺压榨部前喷雾添加质量分数为10%的SBA-15材料与质量分数为10%的MCM-48材料混合悬浊液，所制卷烟纸中碳酸钙填料占卷烟纸的质量分数为24.56，SBA-15材料占卷烟纸的质量分数为2.78%，MCM-48材料占卷烟纸的质量分数为2.71%。

实施例十二

在造纸生产工艺压榨部前喷雾添加质量分数为15%的SBA-15材料与质量分数为15%的MCM-48材料混合悬浊液，所制卷烟纸中碳酸钙填料占卷烟纸的质量分数为25.03%，SBA-15材料占卷烟纸的质量分数为4.31%。MCM-48材料占卷烟纸的质量分数为4.29%。

本发明经过实际测测结果中得出，通过填料方式加入介孔材料，多孔介质材料占卷烟纸的质量分数为1～10%时，可降低卷烟烟气有害物质含量的5%～30%。

Claims

1.一种降低烟气有害成分的功能性卷烟纸制备方法，所述的卷烟纸制备方法包括：对纤维原料进行疏解、打浆、调配长短纤维比例、功能助剂、添加填料，然后经脱水纸张成型，其特征在于所述的纸张成型后，将多孔介质材料均匀地分散到水中并以喷雾方式加入到成型后湿纸张中，再经压榨、烘干、卷取、复卷。

2.根据权利要求1所述的降低烟气有害成分的功能性卷烟纸制备方法，其特征在于所述的纤维原料包括漂白针叶、阔叶木浆，填料为碳酸钙，所述的多孔介质材料是SBA-15(介孔硅基分子筛)、介孔沸石材料、MCM-48（氧化硅介孔分子筛）中的至少一种，其中纤维原料占卷烟纸质量分数65—75%，填料占卷烟纸质量分数10—30%，多孔介质材料占卷烟纸质量分数1—10%。

3.根据权利要求2所述的降低烟气有害成分的功能性卷烟纸制备方法，其特征在于所述多孔介质材料的孔径在2～30nm；该多孔介质材料用搅拌器均匀地分散到水中制成喷雾剂，搅拌时间45—75分钟。

4.根据权利要求1或2或3所述的降低烟气有害成分的功能性卷烟纸制备方法，其特征在于所述的多孔介质材料均匀地分散到水中制成喷雾剂，并通过由不锈钢外套和耐磨陶瓷组成的喷嘴以多个排列组合形式、喷雾状加入成型后的湿纸张中，其中排列的间距在100—150mm，喷嘴与网之间的距离在250—300mm之间，喷雾压力在400—450kPa。

5.根据权利要求4所述的降低烟气有害成分的功能性卷烟纸制备方法，其特征在于所述喷嘴的孔直径在1.0—1.5mm，体积流量在1.0—1.5L/min，且各喷嘴的喷射角度可调，并使喷嘴的喷射方向呈多元交叉覆盖形式将多孔介质材料喷雾剂喷射在成型湿纸张上。