CN106418689A - 一种卷烟嘴棒及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明主要属于卷烟嘴棒制备技术领域，具体涉及一种卷烟嘴棒及其制备方法。首先将至少一层纳米纤维膜固定在基材的表面，得到纳米纤维膜/基材复合层，然后将所述纳米纤维膜/基材复合层进行粉碎，获得纳米纤维膜/基材碎片，将纳米纤维膜/基材碎片放入成棒机中包覆成型纸，制成纳米纤维膜/基材碎片卷烟嘴棒。本发明制备获得的卷烟嘴棒中碎片交错形成网孔结构，这种网孔结构使烟气能够流畅通过，既可以保持纳米纤维膜结构不会破坏，又不会对卷烟的吸阻造成影响；而且结合基材具备一定韧性的特点,解决了现有技术中由于纳米纤维韧性不够导致的嘴棒手感偏软的问题。

Description

一种卷烟嘴棒及其制备方法

技术领域

本发明主要属于卷烟嘴棒制备技术领域，具体涉及一种卷烟嘴棒及其制备方法。

背景技术

随着人们对吸烟影响健康问题的日益关注，卷烟产品的降焦减害技术研究已经引起烟草行业的高度重视。针对卷烟烟气中的各种有害成分，研究者发展了多种降害技术，例如，接装滤嘴、应用滤嘴通风稀释技术、使用高透气度和静燃速率快的卷烟纸、掺用膨胀烟丝和膨胀梗丝等方法。

嘴棒是卷烟的一个重要组成部分，已成为卷烟减害降焦、保润增香、外观新颖的重要载体，新型卷烟滤嘴的研究开发已摆到了行业空前的高度，在卷烟滤嘴中添加纳米材料达到有效降低卷烟烟气中有害成分的效果是有效的降害手段之一，纳米材料具有巨大的比表面积可以高效的达到减焦降害的目的。

现有技术中，提出了将二氧化钛纳米纤维添加入卷烟嘴棒中，针对性的降低了卷烟有害气体中氢氰酸的含量，得到了很好的效果，但是此方法在产业实施过程中因为纳米纤维轻、软的特点，很难在实际生产中实施。另一现有技术提出将纳米醋酸纤维膜直接插入嘴棒截面中，此方法因为纳米纤维膜的机械强度不够，质量太轻的特点，此方法在实际实施过程中对现有卷烟工艺改变较大，得到的嘴棒结构强度达不到原有卷烟嘴棒的效果，并且卷烟抽吸时阻力也变大，实际应用到卷烟领域会存在诸多困难。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种卷烟嘴棒及其制备方法，所述制备方法首先制备获得纳米纤维膜/基材碎片，所述纳米纤维膜/基材碎片中包括纳米纤维膜以及透气性好、有一定刚性的基材；将纳米纤维膜/基材碎片用于制备卷烟嘴棒，制备获得的卷烟嘴棒中的碎片结构搭建的网孔结构解决了纳米纤维膜用于嘴棒中增加了吸阻的问题，并且结合了纳米纤维巨大比表面积、对卷烟有害气体能够有效吸附性的特点，又结合了基材具备一定韧性的特点解决了现有技术中，由于纳米纤维韧性不够，太过柔软导致嘴棒手感偏软的问题。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种制备纳米纤维膜/基材碎片卷烟嘴棒的方法，将至少一层纳米纤维膜固定在基材的表面，得到纳米纤维膜/基材复合层，然后将所述纳米纤维膜/基材复合层进行粉碎，获得纳米纤维膜/基材碎片，将纳米纤维膜/基材碎片放入成棒机中包覆成型纸，制成纳米纤维膜/基材碎片卷烟嘴棒。

进一步地，所述纳米纤维膜/基材碎片的尺寸为0.2mm-6mm。

进一步地，每层所述纳米纤维膜的厚度为0.5um-2mm。

进一步地，所述纳米纤维膜由纳米纤维组成，所述纳米纤维的直径为50nm-800nm。

进一步地，所述纳米纤维为醋酸纤维、壳聚糖纤维、甲壳素纤维、细菌纤维素纤维、皂化醋酷纤维、硝化纤维素纤维、明胶纤维、丝素蛋白纤维、聚乳酸-己内酷纤维、弹性蛋白纤维、植物蛋白纤维、乙基纤维素纤维、聚丙烯腈纤维、聚丙烯纤维、聚乳酸乙醇酸纤维、聚丙烯酰胺纤维、棉纤维、麻纤维、透明质酸纤维、胶原纤维、聚乳酸纤维、聚乙烯醇纤维、聚乙二醇纤维、聚酰亚胺纤维、聚酞亚胺纤维、玻璃纤维、聚乙二炔纤维、陶瓷纤维、二氧化钛纤维和银纤维中的任意一种或任意两种以上的组合。

进一步地，将制备生成的所述纳米纤维膜通过静电吸附、粘合、热压、针刺或水刺的方式直接固定于所述基材上。

进一步地，所述基材为具有一定透气性和韧性的膜材料或者具有一定支撑作用的颗粒材料。

进一步地，所述基材为醋酸纤维素无纺布、吸水纸、聚丙烯无纺布、玻璃纤维膜、硅油纸或藻酸盐颗粒。

一种纳米纤维膜/基材碎片卷烟嘴棒，根据所述制备纳米纤维膜/基材碎片卷烟嘴棒的方法制备获得，所述纳米纤维膜/基材碎片卷烟嘴棒的最外层为一层成型纸，所述成型纸的内部包括至少一种纳米纤维膜/基材碎片，所述纳米纤维膜/基材碎片的尺寸为0.2mm-6mm。

一种复合卷烟嘴棒，所述复合卷烟嘴棒包括所述纳米纤维膜/基材碎片卷烟嘴棒，在所述复合卷烟嘴棒中，所述纳米纤维膜/基材碎片卷烟嘴棒的一端与标准嘴棒连接，另一端与烟丝段连接。

本发明的有益技术效果：

（1）本发明所述制备方法首先制备获得纳米纤维膜/基材碎片，所述纳米纤维膜/基材碎片中包括纳米纤维膜以及透气性好、有一定刚性的基材；因此，将纳米纤维膜/基材碎片用于制备卷烟嘴棒，制备获得的卷烟嘴棒既结合了纳米纤维巨大比表面积、对卷烟中有害气吸附位点多的特点，降低了卷烟中有害气体的含量，又结合基材具备一定韧性的特点解决了现有技术中由于纳米纤维韧性不够导致的嘴棒手感偏软的问题。

（2）尺寸为0.2mm-6mm的纳米纤维膜/基材碎片在嘴棒中的状态为无序排列，碎片交错会搭建一定的网孔结构，这种结构使得烟气流畅的通过，既可以保持纳米纤维膜结构不会破坏，也不会对卷烟的吸阻造成影响。

（3）本发明中使用的原料价廉易得，制备方法简单可控，更易与现有卷烟工艺结合。

附图说明

图1为复合卷烟嘴棒的结构示意图；

附图标记：1.纳米纤维膜/基材碎片、2.标准嘴棒、3.基材。

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，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

相反，本发明涵盖任何由权利要求定义的在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本发明有更好的了解，在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。

实施例1

如图1所示，一种制备纳米纤维膜/基材碎片卷烟嘴棒的方法，具体包括以下步骤：

（1）静电纺丝法制备纳米纤维：配置质量浓度为9%的醋酸纤维素纺丝液，采用丙酮和N,N-二甲基甲酰胺的混合液作为纺丝液溶剂，纺丝液溶剂中丙酮与N,N-二甲基甲酰胺的质量比为1：1，调整纺丝距离为19cm，电压为70kv，制备获得醋酸纳米纤维；

（2）纳米纤维膜/基材复合层的制备：步骤（1）制备获得的醋酸纳米纤维采用基材进行接收，用于接收的基材采用醋酸纤维素无纺布，醋酸纳米纤维以及醋酸纤维素无纺布构成纳米纤维膜/基材复合层；

（3） 纳米纤维膜/基材碎片的制备：将步骤（2）制备获得的纳米纤维膜/基材复合层采用粉碎机进行粉碎，得到尺寸范围为0.2-1mm的纳米纤维膜/基材碎片1；

（4）纳米纤维膜/基材碎片卷烟嘴棒的制备：将步骤（3）制备获得的纳米纤维膜/基材碎片1放入成棒机中包覆成型纸3，制成纳米纤维膜/基材碎片卷烟嘴棒。

一种纳米纤维膜/基材碎片卷烟嘴棒，所述纳米纤维膜/基材碎片卷烟嘴棒根据上述制备纳米纤维膜/基材碎片卷烟嘴棒的方法制备获得，所述纳米纤维膜/基材碎片卷烟嘴棒的最外层为成型纸3，所述成型纸3的内部包括一种纳米纤维膜/基材碎片1，所述纳米纤维膜/基材碎片1中，纳米纤维层由醋酸纳米纤维构成，基材为醋酸纤维素无纺布，所述纳米纤维膜/基材碎片的尺寸为0.2mm-6mm。其中，尺寸为0.2mm-6mm，具体是指在纳米纤维膜/基材碎片边界上任意两点的距离中，最长距离范围为0.2mm-6mm。在所述纳米纤维膜/基材碎片卷烟嘴棒中，纳米纤维膜/基材碎片交错形成网孔结构，这种网孔结构使烟气能够流畅通过，既可以保持纳米纤维膜结构不会破坏，又不会对卷烟的吸阻造成影响；而且结合基材具备一定韧性的特点,解决了现有技术中由于纳米纤维韧性不够导致的嘴棒手感偏软的问题。

一种复合卷烟嘴棒，所述复合卷烟嘴棒包括所述纳米纤维膜/基材碎片卷烟嘴棒和标准嘴棒2，所述标准嘴棒2为二醋酸纤维标准基棒；在复合卷烟嘴棒中，两种滤棒的长度比例为：纳米纤维膜/基材碎片卷烟嘴棒：标准嘴棒=2:1。

将上述复合卷烟嘴棒用于卷烟并进一步卷制成试样烟，将卷制的试样烟采用CeruleanSM450RH型吸烟机按照YC/T255-2008标准分析方法进行卷烟抽吸实验，测定计算主流烟气中有害成分的释放量和卷烟吸阻，并与该规格的市售卷烟相对照，结果为：卷烟吸阻降低2%，总粒相物降低11%，焦油降低5%，烟碱降低7%，苯并芘降低21%，苯酚降低36%，巴豆醛降低6%，一氧化碳降低9%。

实施例2

一种制备纳米纤维膜/基材碎片卷烟嘴棒的方法，具体包括以下步骤：

（1）第一种纳米纤维膜/基材碎片的制备：

Step1：静电纺丝法制备壳聚糖纳米纤维：配置质量浓度为10%的壳聚糖纺丝液，采用冰醋酸作为纺丝液溶剂，调整纺丝距离为19cm，电压为70kv，制备获得壳聚糖纳米纤维；

Step2：纳米纤维膜/基材复合层的制备：Step1制备获得的壳聚糖纳米纤维采用基材进行接收，用于接收的基材采用吸水纸，用水刺法将壳聚糖纳米纤维固定在吸水纸上，构成第一种纳米纤维膜/基材复合层；

Step3：制备第一种纳米纤维膜/基材碎片：将Step2制备获得的纳米纤维膜/基材复合层采用粉碎机进行粉碎，得到尺寸范围为1-2mm的第一种纳米纤维膜/基材碎片；

（2）第二种纳米纤维膜/基材碎片的制备：

Step1：静电纺丝法制备甲壳素纳米纤维：配置质量浓度为9%的甲壳素纺丝液，采用三氟乙酸作为纺丝液溶剂，调整纺丝距离为20cm，电压为35kv，制备获得甲壳素纳米纤维；

Step2：纳米纤维膜/基材复合层的制备：Step1制备获得的甲壳素纳米纤维采用基材进行接收，用于接收的基材采用聚丙烯无纺布，用针刺法将甲壳素纳米纤维固定在聚丙烯无纺布上，构成第二种纳米纤维膜/基材复合层；

Step3：制备第二种纳米纤维膜/基材碎片：将Step2制备获得的纳米纤维膜/基材复合层采用粉碎机进行粉碎，得到尺寸范围为3-4mm的第二种纳米纤维膜/基材碎片；

（3） 纳米纤维膜/基材碎片卷烟嘴棒的制备：将步骤（1）和（2）制备获得的两种纳米纤维膜/基材碎片按照1:1的质量比例进行混合，放入成棒机中用包覆成型纸，制成纳米纤维膜/基材碎片卷烟嘴棒。

一种纳米纤维膜/基材碎片卷烟嘴棒，所述纳米纤维膜/基材碎片卷烟嘴棒根据上述制备纳米纤维膜/基材碎片卷烟嘴棒的方法制备获得，所述纳米纤维膜/基材碎片卷烟嘴棒的最外层为成型纸，所述成型纸的内部包括两种纳米纤维膜/基材碎片，第一种纳米纤维膜/基材碎片中，纳米纤维层由壳聚糖纳米纤维构成，基材为吸水纸；第二种纳米纤维膜/基材碎片中，纳米纤维层由甲壳素纳米纤维构成，基材为聚丙烯无纺布；第一种所述纳米纤维膜/基材碎片的尺寸为1-2mm；第二种所述纳米纤维膜/基材碎片的尺寸为3-4mm。

一种复合卷烟嘴棒，所述复合卷烟嘴棒包括所述纳米纤维膜/基材碎片卷烟嘴棒和标准嘴棒，所述标准嘴棒为二醋酸纤维标准基棒，在复合卷烟嘴棒中，两种滤棒的长度比例为，纳米纤维膜/基材碎片卷烟嘴棒：标准嘴棒=2:1。

上述嘴棒应用于卷烟并进一步卷制成试样烟，将卷制的试样烟采用CeruleanSM450RH型吸烟机按照YC/T255-2008标准分析方法进行卷烟抽吸实验，测定计算主流烟气中有害成分的释放量和卷烟吸阻，并与该规格的市售卷烟相对照，结果为：卷烟吸阻升高3%，总粒相物降低12%，焦油降低12%，烟碱降低5%，苯并芘降低26%，苯酚降低24%，巴豆醛降低13%，一氧化碳降低11%。

实施例3

一种制备纳米纤维膜/基材碎片卷烟嘴棒的方法，具体包括以下步骤：

（1）纳米纤维膜/基材碎片的制备：

Step1：静电纺丝法制备聚乙烯醇纳米纤维：配置质量浓度为11%的聚乙烯醇纺丝液，采用水作为纺丝液溶剂，调整纺丝距离为20cm，电压为45kv，制备获得聚乙烯醇纳米纤维；

Step2：双层纳米纤维膜/基材复合层的制备：Step1制备获得的聚乙烯醇纳米纤维采用基材进行接收，用于接收的基材采用玻璃纤维膜；

将聚乙烯醇纺丝液更换为9%浓度的甲壳素纺丝液，纺丝液溶剂采用三氟乙酸，调整纺丝距离为20cm，电压为35kv，纺丝完毕后用水刺的方法将双层纳米纤维膜（聚乙烯醇纳米纤维膜和甲壳素纳米纤维膜）固定在基材（玻璃纤维膜）表面，制备获得纳米纤维膜/基材碎片；

Step3：制备纳米纤维膜/基材碎片：将Step2制备获得的纳米纤维膜/基材碎片采用粉碎机进行粉碎，得到尺寸范围为3-6mm的纳米纤维膜/基材碎片；

（2） 纳米纤维膜/基材碎片卷烟嘴棒的制备：将步骤（1）制备获得纳米纤维膜/基材碎片放入成棒机中用包覆成型纸，制成纳米纤维膜/基材碎片卷烟嘴棒。

一种纳米纤维膜/基材碎片卷烟嘴棒，所述纳米纤维膜/基材碎片卷烟嘴棒根据上述制备纳米纤维膜/基材碎片卷烟嘴棒的方法制备获得，所述纳米纤维膜/基材碎片卷烟嘴棒的最外层为成型纸，所述成型纸的内部包括一种纳米纤维膜/基材碎片，所述纳米纤维膜/基材碎片中，纳米纤维层包括聚乙烯醇纳米纤维膜和甲壳素纳米纤维膜两层，基材为玻璃纤维膜；所述纳米纤维膜/基材碎片的尺寸为3-6mm。

一种复合卷烟嘴棒，所述复合卷烟嘴棒包括所述纳米纤维膜/基材碎片卷烟嘴棒和标准嘴棒，所述标准嘴棒为二醋酸纤维标准基棒，在复合卷烟嘴棒中，两种滤棒的长度比例为，纳米纤维膜/基材碎片卷烟嘴棒：标准嘴棒=3:1。

上述嘴棒应用于卷烟并进一步卷制成试样烟，将卷制的试样烟采用CeruleanSM450RH型吸烟机按照YC/T255-2008标准分析方法进行卷烟抽吸实验，测定计算主流烟气中有害成分的释放量和卷烟吸阻，并与该规格的市售卷烟相对照，结果为：卷烟吸阻升高5%，总粒相物降低21%，焦油降低15%，烟碱降低9%，苯并芘降低13%，苯酚降低23%，巴豆醛降低16%，一氧化碳降低7%。

实施例4

一种制备纳米纤维膜/基材碎片卷烟嘴棒的方法，具体包括以下步骤：

（1）配置质量浓度为9%的聚乙烯醇-TEOS（质量比1:1）混合纺丝液，采用水为纺丝液溶剂，调整纺丝距离为20cm，电压为60v，制备获得醋酸纳米纤维；接收基材采用硅油纸，纺丝完毕后将纳米纤维揭下，放入800摄氏度下煅烧，得到中空结构纳米二氧化硅纳米纤维膜；该纳米纤维膜自身具有一定的刚性；

（2）将步骤（1）制备获得的中空结构纳米二氧化硅纳米纤维膜采用粉碎机进行粉碎，得到尺寸范围为0.5-1.5mm的纳米纤维膜碎片；

（3）纳米纤维膜碎片卷烟嘴棒的制备：将步骤（2）制备获得的纳米纤维膜碎片放入成棒机中包覆成型纸，制成纳米纤维膜碎片卷烟嘴棒。

将上述纳米纤维膜碎片卷烟嘴棒与现有的标准嘴棒（二醋酸纤维标准基棒）复合成为复合嘴棒，长度比为纳米纤维膜碎片卷烟嘴棒：标准基棒=1：5。

将上述嘴棒应用于卷烟并进一步卷制成试样烟，将卷制的试样烟采用CeruleanSM450RH型吸烟机按照YC/T255-2008标准分析方法进行卷烟抽吸实验，测定计算主流烟气中有害成分的释放量和卷烟吸阻，并与该规格的市售卷烟相对照，结果为：卷烟吸阻升高2%，总粒相物降低30%，焦油降低24%，烟碱降低11%，苯并芘降低14%，苯酚降低13%，巴豆醛降低13%，一氧化碳降低5%。

实施例5

一种制备纳米纤维膜/基材碎片卷烟嘴棒的方法，具体包括以下步骤：

（1）配置质量浓度为9%的二醋酸纤维素纺丝液，采用丙酮和氮氮二甲基乙酰胺的混合溶液为纺丝液溶剂，其中丙酮：氮氮二甲基乙酰胺=1:4，调整纺丝距离为18cm，电压为70v，制备获得二醋酸纤维素；接收基材采用藻酸盐颗粒，通过水刺的方式将纳米纤维膜固定在藻酸盐颗粒表面；

（2）将步骤（1）制备固定在藻酸盐颗粒上的二醋酸纳米纤维膜直接采用粉碎机进行粉碎，得到尺寸范围为1.5-3mm的纳米纤维膜/基材碎片；

（3）纳米纤维膜/基材碎片卷烟嘴棒的制备：将步骤（2）制备获得的纳米纤维膜/基材碎片放入成棒机中包覆成型纸，制成纳米纤维膜碎片/基材卷烟嘴棒。

将上述纳米纤维膜/基材碎片卷烟嘴棒与现有的标准嘴棒（二醋酸纤维标准基棒）复合成为复合嘴棒，长度比为纳米纤维膜/基材碎片卷烟嘴棒：标准基棒=1：8。

上述嘴棒应用于卷烟并进一步卷制成试样烟，将卷制的试样烟采用CeruleanSM450RH型吸烟机按照YC/T255-2008标准分析方法进行卷烟抽吸实验，测定计算主流烟气中有害成分的释放量和卷烟吸阻，并与该规格的市售卷烟相对照，结果为：卷烟吸阻升高4%，总粒相物降低36%，焦油降低26%，烟碱降低17%，苯并芘降低12%，苯酚降低11%，巴豆醛降低10%，一氧化碳降低9%。

Claims (10)

1.一种制备纳米纤维膜/基材碎片卷烟嘴棒的方法，其特征在于，将至少一层纳米纤维膜固定在基材的表面，得到纳米纤维膜/基材复合层，然后将所述纳米纤维膜/基材复合层进行粉碎，获得纳米纤维膜/基材碎片，将纳米纤维膜/基材碎片放入成棒机中包覆成型纸，制成纳米纤维膜/基材碎片卷烟嘴棒。

2.根据权利要求1所述一种制备纳米纤维膜/基材碎片卷烟嘴棒的方法，其特征在于，所述纳米纤维膜/基材碎片的尺寸为0.2mm-6mm。

3.根据权利要求1所述一种制备纳米纤维膜/基材碎片卷烟嘴棒的方法，其特征在于，每层所述纳米纤维膜的厚度为0.5um-2mm。

4.根据权利要求1所述一种制备纳米纤维膜/基材碎片卷烟嘴棒的方法，其特征在于，所述纳米纤维膜由纳米纤维组成，所述纳米纤维的直径为50nm-800nm。

5.根据权利要求4所述一种制备纳米纤维膜/基材碎片卷烟嘴棒的方法，其特征在于，所述纳米纤维为醋酸纤维、壳聚糖纤维、甲壳素纤维、细菌纤维素纤维、皂化醋酷纤维、硝化纤维素纤维、明胶纤维、丝素蛋白纤维、聚乳酸-己内酷纤维、弹性蛋白纤维、植物蛋白纤维、乙基纤维素纤维、聚丙烯腈纤维、聚丙烯纤维、聚乳酸乙醇酸纤维、聚丙烯酰胺纤维、棉纤维、麻纤维、透明质酸纤维、胶原纤维、聚乳酸纤维、聚乙烯醇纤维、聚乙二醇纤维、聚酰亚胺纤维、聚酞亚胺纤维、玻璃纤维、聚乙二炔纤维、陶瓷纤维、二氧化钛纤维和银纤维中的任意一种或任意两种以上的组合。

6.根据权利要求1所述一种制备纳米纤维膜/基材碎片卷烟嘴棒的方法，其特征在于，将制备生成的所述纳米纤维膜通过静电吸附、粘合、热压、针刺或水刺的方式直接固定于所述基材上。

7.根据权利要求1所述一种制备纳米纤维膜/基材碎片卷烟嘴棒的方法，其特征在于，所述基材为具有一定透气性和韧性的膜材料或者具有一定支撑作用的颗粒材料。

8.根据权利要求7所述一种制备纳米纤维膜/基材碎片卷烟嘴棒的方法，其特征在于，所述基材为醋酸纤维素无纺布、吸水纸、聚丙烯无纺布、玻璃纤维膜、硅油纸或藻酸盐颗粒。

9.一种纳米纤维膜/基材碎片卷烟嘴棒，根据权利要求1-8之一所述制备纳米纤维膜/基材碎片卷烟嘴棒的方法制备获得，其特征在于，所述纳米纤维膜/基材碎片卷烟嘴棒的最外层为一层成型纸，所述成型纸的内部包括至少一种纳米纤维膜/基材碎片，所述纳米纤维膜/基材碎片的尺寸为0.2mm-6mm。

10.一种复合卷烟嘴棒，所述复合卷烟嘴棒包括权利要求9所述纳米纤维膜/基材碎片卷烟嘴棒，其特征在于，在所述复合卷烟嘴棒中，所述纳米纤维膜/基材碎片卷烟嘴棒的一端与标准嘴棒连接，另一端与烟丝段连接。