CN106046533A - 一种提高香烟质感的卷烟滤棒 - Google Patents

一种提高香烟质感的卷烟滤棒 Download PDF

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仲冬阳
吴培元
吕俊
高光辉
程泰雷
胡晓明
杜罡
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Abstract

本发明公开了一种提高香烟质感的卷烟滤棒，由以下重量份的原料制备制成：硬脂酸钙4.3‑5、聚丙烯树脂82‑90、聚乙烯醇1.2‑1.4、二苄叉山梨醇0.8‑1、硅胶4.5‑5、活性炭2.1‑2.5、鸡蛋壳18‑22、柠檬酸0.6‑0.8、壳聚糖2.8‑3、去离子水适量；本发明制备的卷烟滤棒安全无毒，对鸡蛋壳进行重复利用，节能环保，制备成本低，方法简单且产率高，并且可使香气柔和，降低刺激和提高香烟质量，适合工业化生产，应用前景良好。

Description

一种提高香烟质感的卷烟滤棒
技术领域
本发明涉及卷烟滤棒技术领域，尤其涉及一种提高香烟质感的卷烟滤棒。
背景技术
香烟燃烧产生的有害物质，如焦油中的N-亚硝胺、苯并芘、自由基等，严重危害烟民的身体健康，中国烟民众多，吸烟有害健康，在目前的情况下必须提高卷烟的安全性，在降低有害物质的同时不可避免的导致香味物质的损失，因此要进行加香研究，提高卷烟的风味，满足消费者的需求。滤嘴可以有效截留卷烟烟气中的有害物质，因此新型滤嘴材料的研究对于降低卷烟烟气中焦油及其他有害成分具有很重要的意义。吸附技术在卷烟加香减害中有重要的应用，吸附剂吸附香精后添加在滤嘴中，可以满足加香的要求；另外滤嘴处添加适当的高吸附性能的吸附剂，可以吸附烟气中的CO。
《改性多孔材料在卷烟加香减害CO中的应用》一文中作者提出选择清香型香料二氢猕猴桃内酯和香叶基丙酮为应用研究对象，选择了硅酸铝、蒙脱土和MCM-C41为吸附储香材料，针对目前存在香料物质从这些多孔材料中释放效率不高的问题，通过负载葡萄糖再高温碳化的方法进行改性，实验结果表明碳化改性后的吸附剂，其表面的酸性基团均增多，碱性基团均减少，二氢猕猴桃内酯和香叶基丙酮在改性后的吸附剂上的脱附活化能减小，表明此改性方法可有有效削弱吸附剂表明与香料物质的结合力，有助于香料物质的缓释；在降低CO部分，本文分别通过不同铜源制备活性炭负载铜的吸附剂，实验表明制备得到的两种吸附剂都具有较好的降低CO作用。虽然作者在加香减害各方面效果不错，但是综合实际效果和成本考虑，过程繁琐，不具备很好的实际应用，不利于大规模推广，本发明从实际出现，了解我国烟草行业使用的滤棒材料主要是二醋酸纤维素和聚丙烯纤维，二醋酸纤维素降焦作用明显，口感舒适，但其原料来源有限，价格高，生产工艺复杂，污染严重，聚丙烯纤维价格低廉，化学稳定性好，但由于该材料的极性小、表面光滑、对烟气中的烟碱和焦油的吸附能力叫二醋酸纤维差，使得它只能用于低档香烟中，本发明对聚丙烯纤维进行改性，使纤维表面粗糙，引入官能团，增强其吸附截留烟气有害成分的性能，降低成本，节约资源，使发明具备良好的社会效益和经济效益。
发明内容
本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种提高香烟质感的卷烟滤棒。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种提高香烟质感的卷烟滤棒，由以下重量份的原料制备制成：硬脂酸钙4.3-5、聚丙烯树脂82-90、聚乙烯醇1.2-1.4、二苄叉山梨醇0.8-1、硅胶4.5-5、活性炭2.1-2.5、鸡蛋壳18-22、柠檬酸0.6-0.8、壳聚糖2.8-3、去离子水适量。
所述一种提高香烟质感的卷烟滤棒，由以下具体步骤制备制成：
（1）收集鸡蛋壳清洗干净后粉碎成微粉后加到溶有柠檬酸的去离子水中，转移到水热反应釜中进行水热碳化反应，其中温度控制在180-220℃，时间为5-7h，自然冷却至室温后过滤，将产物用去离子水洗净后烘干备用；
（2）将脱乙酰度为88%的壳聚糖加到浓度为1%的乙酸溶液中，按照克每升20-30：1重量与体积比混合，然后将步骤（1）制备的产物加到壳聚糖溶液中搅拌均匀，形成悬浮液，再采用超声波细胞粉碎机粉碎15-20min，过滤，产物在-40--35℃下冷冻干燥12h；
（3）将硬脂酸钙加到15-18倍量的松节油中，搅拌均匀至溶解，然后加入40%的聚丙烯树脂混合，加热搅拌至聚丙烯完全溶解，待温度冷却至40-55℃时加入聚乙烯醇和二苄叉山梨醇，超声分散均匀，然后加到双螺杆挤出机中造粒制成母粒，用乙醇洗涤数次后烘干和剩余的聚丙烯树脂共混改性制成改性聚丙烯备用；
（4）将硅胶、活性炭和步骤（3）制备的改性聚丙烯分别置于烘箱中烘干，控干水分，冷却后将改性聚丙烯切成颗粒，将改性聚丙烯颗粒和活性炭颗粒在密炼机中熔融共混20min，然后加入硅胶继续共混30min，取出冷却后切割成粒径均匀的颗粒，之后置于毛细管流变仪中，制成混合原丝，将原丝夹持在夹具上，在170-180℃的环境加热箱内，以10mm/min的速度均匀拉伸制成纤维；
（5）将步骤（2）制备的产物上负载香精，通过粘合剂涂覆在步骤（4）制备的改性复合聚丙烯纤维上，烘干后按照常规的方法制成卷烟滤棒即可。
本发明的优点是：本发明为了节约资源降低污染，选用聚丙烯纤维代替二醋酸纤维作为卷烟滤棒，为了改善聚丙烯纤维的缺点采用硬脂酸钙等对聚丙烯改性，使其表面出现孔洞、裂缝和沟槽增加其比表面积，并且还采用多孔和微孔材料硅胶、活性炭对聚丙烯改性，使其成为微孔聚丙烯材料，进一步提高其吸附性，并且采用固相拉伸的手段制成纤维，避免了静电纺丝中离子液体对聚丙烯纤维吸附性能的影响，提高了安全性，并且对香烟中有害物质起到很好的截留作用，还利用废弃物蛋壳作为吸附材料，采用水热碳化反应制备得到碳质材料，并且再利用壳聚糖包覆在其表面，形成良好的，并将其应用于卷烟滤棒中有害物质的去除，并且对重金属也具有良好的吸附作用，生物利用性高，绿色环保，本发明制备的卷烟滤棒安全无毒，对鸡蛋壳进行重复利用，节能环保，制备成本低，方法简单且产率高，并且可使香气柔和，降低刺激和提高香烟质量，适合工业化生产，应用前景良好。
具体实施方式
一种提高香烟质感的卷烟滤棒，由以下重量份（公斤）的原料制备制成：硬脂酸钙4.3、聚丙烯树脂82、聚乙烯醇1.2、二苄叉山梨醇0.8、硅胶4.5、活性炭2.1、鸡蛋壳18、柠檬酸0.6、壳聚糖2.8、去离子水适量。
所述一种提高香烟质感的卷烟滤棒，由以下具体步骤制备制成：
（1）收集鸡蛋壳清洗干净后粉碎成微粉后加到溶有柠檬酸的去离子水中，转移到水热反应釜中进行水热碳化反应，其中温度控制在180℃，时间为5h，自然冷却至室温后过滤，将产物用去离子水洗净后烘干备用；
（2）将脱乙酰度为88%的壳聚糖加到浓度为1%的乙酸溶液中，按照克每升20：1重量与体积比混合，然后将步骤（1）制备的产物加到壳聚糖溶液中搅拌均匀，形成悬浮液，再采用超声波细胞粉碎机粉碎15min，过滤，产物在℃下冷冻干燥12h；
（3）将硬脂酸钙加到15倍量的松节油中，搅拌均匀至溶解，然后加入40%的聚丙烯树脂混合，加热搅拌至聚丙烯完全溶解，待温度冷却至40℃时加入聚乙烯醇和二苄叉山梨醇，超声分散均匀，然后加到双螺杆挤出机中造粒制成母粒，用乙醇洗涤数次后烘干和剩余的聚丙烯树脂共混改性制成改性聚丙烯备用；
（4）将硅胶、活性炭和步骤（3）制备的改性聚丙烯分别置于烘箱中烘干，控干水分，冷却后将改性聚丙烯切成颗粒，将改性聚丙烯颗粒和活性炭颗粒在密炼机中熔融共混20min，然后加入硅胶继续共混30min，取出冷却后切割成粒径均匀的颗粒，之后置于毛细管流变仪中，制成混合原丝，将原丝夹持在夹具上，在170℃的环境加热箱内，以10mm/min的速度均匀拉伸制成纤维；
（5）将步骤（2）制备的产物上负载香精，通过粘合剂涂覆在步骤（4）制备的改性复合聚丙烯纤维上，烘干后按照常规的方法制成卷烟滤棒即可。
按照实施例制备卷烟样品，与只添加聚丙烯纤维的卷烟作为对照，参照ISO和GB的方法进行检测，测试结果如下：
对照卷烟：
抽吸口数（口/支）：8.1；总粒相物（mg/支）：14.45；烟碱（mg/支）：1.15；焦油（mg/支）:9.5；Cd降低率（%）：14.5；Pb降低率（%）：14.6；CO（mg/支）：11.5；
试验卷烟：
抽吸口数（口/支）：7.9；总粒相物（mg/支）：12.23；烟碱（mg/支）：1.03；焦油（mg/支）:9.2；Cd降低率（%）：22.10；Pb降低率（%）：21.08；CO（mg/支）：10.5。

Claims (2)

1.一种提高香烟质感的卷烟滤棒，其特征在于，由以下重量份的原料制备制成：硬脂酸钙4.3-5、聚丙烯树脂82-90、聚乙烯醇1.2-1.4、二苄叉山梨醇0.8-1、硅胶4.5-5、活性炭2.1-2.5、鸡蛋壳18-22、柠檬酸0.6-0.8、壳聚糖2.8-3、去离子水适量。
2.根据权利要求1所述一种提高香烟质感的卷烟滤棒，其特征在于，由以下具体步骤制备制成：
（1）收集鸡蛋壳清洗干净后粉碎成微粉后加到溶有柠檬酸的去离子水中，转移到水热反应釜中进行水热碳化反应，其中温度控制在180-220℃，时间为5-7h，自然冷却至室温后过滤，将产物用去离子水洗净后烘干备用；
（2）将脱乙酰度为88%的壳聚糖加到浓度为1%的乙酸溶液中，按照克每升20-30：1重量与体积比混合，然后将步骤（1）制备的产物加到壳聚糖溶液中搅拌均匀，形成悬浮液，再采用超声波细胞粉碎机粉碎15-20min，过滤，产物在-40--35℃下冷冻干燥12h；
（3）将硬脂酸钙加到15-18倍量的松节油中，搅拌均匀至溶解，然后加入40%的聚丙烯树脂混合，加热搅拌至聚丙烯完全溶解，待温度冷却至40-55℃时加入聚乙烯醇和二苄叉山梨醇，超声分散均匀，然后加到双螺杆挤出机中造粒制成母粒，用乙醇洗涤数次后烘干和剩余的聚丙烯树脂共混改性制成改性聚丙烯备用；
（4）将硅胶、活性炭和步骤（3）制备的改性聚丙烯分别置于烘箱中烘干，控干水分，冷却后将改性聚丙烯切成颗粒，将改性聚丙烯颗粒和活性炭颗粒在密炼机中熔融共混20min，然后加入硅胶继续共混30min，取出冷却后切割成粒径均匀的颗粒，之后置于毛细管流变仪中，制成混合原丝，将原丝夹持在夹具上，在170-180℃的环境加热箱内，以10mm/min的速度均匀拉伸制成纤维；
（5）将步骤（2）制备的产物上负载香精，通过粘合剂涂覆在步骤（4）制备的改性复合聚丙烯纤维上，烘干后按照常规的方法制成卷烟滤棒即可。
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