CN107217520B - 一种天然植物纤维滤嘴材料的制备方法 - Google Patents

一种天然植物纤维滤嘴材料的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种天然植物纤维滤嘴材料的制备方法，属于卷烟辅料技术领域。本发明首先剥离竹节内的竹膜并用脂肪酶脱脂，经干燥粉碎后制得到竹膜粉，再与壳聚糖溶液配置成涂布液，再以普洱茶、金银花等为原料进行提取浓缩，得到浓缩液和滤渣，将滤渣与杉木木浆进行混合打浆，并加入浓缩液制成纸浆，将纸浆抄造成湿纸片，并将涂布液涂布于湿纸片表面，经干燥，即可得到天然植物纤维滤嘴材料。本发明制备的天然植物纤维滤嘴材料抽吸品质好，纸味小，对烟气的有害成分的截留效果优异，具有广泛的应用前景。

Description

一种天然植物纤维滤嘴材料的制备方法
技术领域
本发明涉及一种天然植物纤维滤嘴材料的制备方法，属于卷烟辅料技术领域。
背景技术
过滤嘴是指卷烟的上部分，用来滤除一部分吸入烟气中的焦油，减少吸烟者吸烟后的不适感。随着科技的发展，过滤嘴本身的种类也发生了很大的变化。
现有技术中，市场上的滤嘴材料主要有4种类型：醋纤滤嘴材料、聚丙烯滤嘴材料、纯纤维素滤嘴材料以及含有添加剂的滤嘴材料。醋纤滤嘴对材料烟气有害成分的截留效果优异，应用广泛，但其原料二醋酸纤维素片是一种改性再生纤维素，它是以高纯度漂白木浆为原料，用醋酐作乙酰化剂，醋酸作溶剂，在催化剂作用下，对木浆纤维素进行乙酰化，经过预处理、醋化、水解、沉析、洗涤、挤压、干燥，使得纤维素得到改性，成为可溶于丙酮等有机溶剂，具可纺性的二醋酸纤维素片。醋酸纤维技术由国外几家大公司垄断，并且生产二醋酸纤维素片的原料是生长于北美高地的珍稀木材，生产范围有限，周期长，大大制约了醋纤滤嘴材料的生产规模。生产中用到的有机溶剂对环境污染比较严重，也容易残留于滤嘴材料而危害卷烟消费者的健康。聚丙烯滤嘴材料对烟气有害成分的截留效果不如醋纤滤嘴材料，生产过程也影响环保，在卷烟烟气中有明显的化学品味道而影响吸味。纸质滤嘴材料由于天然纤维化学结构中富含极性基团，易吸水、吸附各种极性化学物质；纤维表面结构不光滑，截留油性和固体颗粒物质比醋纤滤嘴材料还好，但有明显的纸味而应用较少。因此，迫切寻找一种抽吸品质好，没有明显纸味，环保的滤嘴材料。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：针对传统的纸质滤嘴材料对烟气的抽吸品质差，有明显的纸味，而使其应用较少的问题，提供了一种天然植物纤维滤嘴材料的制备方法。
为解决技术问题，本发明采用的技术方案是：
（1）取竹节截掉竹节两端并剖成两半，得预处理竹节，再按质量比1:10，将预处理竹节置于去离子水中，在40～50℃下浸泡处理30～40min，取出并用钢针将竹节内的膜层撬起，剥落膜层，得竹膜；
（2）将竹膜浸泡在去离子水中，再加入脂肪酶，静置30～50min后过滤，得滤渣，将滤渣干燥后粉碎过筛，得竹膜粉，再将竹膜粉加入壳聚糖溶液中超声分散，得涂布液；
（3）取普洱茶、金银花、藿香叶、去离子水中混合均匀后装入闪式提取器中，在50～60℃下提取2～3min，再经离心分离，得沉淀物和上清液，将上清液浓缩至上清液体积的8～10%，得浓缩液；
（4）将沉淀物加入杉木木浆中混合均匀后打浆，加入浓缩液，搅拌混合均匀后，再加入去离子水稀释至固含量为3～5%，得纸浆；
（5）按定量为50～60g/m2，用抄纸器将纸浆抄造成湿纸片，再将涂布液按定量为20～30g/m2涂布在湿纸片表面，并在70～80℃下干燥3～4h，得天然植物纤维滤嘴材料。
步骤（1）所述的竹节为青竹、紫竹、毛竹、箭竹、慈竹、墨竹、方竹中的一种或多种。
步骤（2）所述的脂肪酶用量为去离子水质量的0.015～0.050%。
步骤（2）所述的壳聚糖溶液的质量分数为0.05～0.20%，用量为竹膜粉质量的1～4倍。
步骤（3）所述的普洱茶、金银花、藿香叶、去离子水的重量份为8～10份普洱茶，5～6份金银花，2～3份藿香叶，250～300份去离子水。
步骤（4）所述的杉木木浆的固含量为10～20%，使用量为沉淀物质量的20～60倍。
步骤（4）所述的打浆具体为在碎浆机中打浆至叩解度为20～25°SR。
步骤（4）所述的浓缩液加入的量为杉木木浆质量的0.5～2%。
本发明的有益技术效果是：本发明首先剥离竹节内的竹膜并用脂肪酶脱脂，经干燥粉碎后制得到竹膜粉，利用竹膜粉丰富的羟基、羧基等含氧基团，与具有氨基和羟基的天然高分子材料壳聚糖复配，制得具有比表面积大、结构多样、可修饰性强的吸附材料，可有效降低烟气中的自由基和一氧化碳等有害气体，再以普洱茶、金银花等为原料进行提取浓缩，得到富含植物香型的浓缩液和滤渣，将滤渣与杉木木浆进行混合打浆，并加入浓缩液制成纸浆，改善纸浆纸味，再将纸浆抄造成湿纸片，并将涂布液涂布于湿纸片表面，经干燥，即可得到天然植物纤维滤嘴材料。本发明制备的天然植物纤维滤嘴材料抽吸品质好，纸味小，对烟气的有害成分的截留效果优异，烟气中焦油含有量可减少至4.2～6.2mg/支，总粒相物含有量减少至9.8～12.5mg/支，具有广泛的应用前景。
具体实施方式
为便于理解本发明，本发明列举实施例如下。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
取15～20节竹节，截掉竹节两端并剖成两半，得预处理竹节，再按质量比1:10，将预处理竹节置于去离子水中，在40～50℃下浸泡处理30～40min，取出浸泡后的预处理竹节并用钢针将竹节内的膜层撬起，剥落膜层，得竹膜；将竹膜浸泡在1～2L去离子水中，再加入0.3～0.5g脂肪酶，静置30～50min后过滤，得滤渣，将滤渣置于干燥箱中，在70～80℃下干燥1～2h，再将干燥后的滤渣加入粉碎机中粉碎，过200目筛，得竹膜粉，称取1～2g壳聚糖加入1～2L质量分数为2%醋酸溶液中，以300～400r/min搅拌至壳聚糖完全溶解，再加入0.5～1.0g竹膜粉，以300W超声波超声分散30～40min，得涂布液；称取80～100g过40目筛的普洱茶，50～60g过40目筛的金银花，20～30g过40目筛的藿香叶，加入2.5～3.0L去离子水中，以300～400r/min搅拌20～30min后置于闪式提取器中，在50～60℃下提取2～3min，得混合液；将混合液转入离心机中，以6000～8000r/min离心分离15～20min，收集上清液和沉淀物，将上清液置于闪式浓缩器中，浓缩至上清液体积的8～10%，得浓缩液；称取50～60g经离心分离后的沉淀物，加入1～2L固含量为20%杉木木浆中，以300～400r/min搅拌20～30min后转入碎浆机中打浆至叩解度为20～25°SR，再加入10～20mL浓缩液并加去离子水稀释至固含量为3～5%，得纸浆；按定量为50～60g/m2，用抄纸器将纸浆抄造成湿纸片，再将涂布液按定量为20～30g/m2涂布在湿纸片表面，随后转入干燥箱中，在70～80℃下干燥3～4h，得天然植物纤维滤嘴材料。所述的竹节为青竹、紫竹、毛竹、箭竹、慈竹、墨竹、方竹中的一种或多种。
实例1
取20节青竹，截掉竹节两端并剖成两半，得预处理竹节，再按质量比1:10，将预处理竹节置于去离子水中，在50℃下浸泡处理40min，取出浸泡后的预处理竹节并用钢针将竹节内的膜层撬起，剥落膜层，得竹膜；将竹膜浸泡在2L去离子水中，再加入0.5g脂肪酶，静置50min后过滤，得滤渣，将滤渣置于干燥箱中，在80℃下干燥2h，再将干燥后的滤渣加入粉碎机中粉碎，过200目筛，得竹膜粉，称取2g壳聚糖加入2L质量分数为2%醋酸溶液中，以400r/min搅拌至壳聚糖完全溶解，再加入1.0g竹膜粉，以300W超声波超声分散40min，得涂布液；称取100g过40目筛的普洱茶，60g过40目筛的金银花，30g过40目筛的藿香叶，加入3.0L去离子水中，以400r/min搅拌30min后置于闪式提取器中，在60℃下提取3min，得混合液；将混合液转入离心机中，以8000r/min离心分离20min，收集上清液和沉淀物，将上清液置于闪式浓缩器中，浓缩至上清液体积的10%，得浓缩液；称取60g中经离心分离后的沉淀物加入2L固含量为20%杉木木浆中，以400r/min搅拌30min后转入碎浆机中打浆至叩解度为25°SR，再加入20mL浓缩液并加去离子水稀释至固含量为5%，得纸浆；按定量为60g/m2，用抄纸器将纸浆抄造成湿纸片，再将涂布液按定量为30g/m2涂布在湿纸片表面，随后转入干燥箱中，在80℃下干燥4h，得天然植物纤维滤嘴材料。
实例2
取15节墨竹，截掉竹节两端并剖成两半，得预处理竹节，再按质量比1:10，将预处理竹节置于去离子水中，在40℃下浸泡处理30min，取出浸泡后的预处理竹节并用钢针将竹节内的膜层撬起，剥落膜层，得竹膜；将竹膜浸泡在1L去离子水中，再加入0.3g脂肪酶，静置30min后过滤，得滤渣，将滤渣置于干燥箱中，在70℃下干燥1h，再将干燥后的滤渣加入粉碎机中粉碎，过200目筛，得竹膜粉，称取1g壳聚糖加入1L质量分数为2%醋酸溶液中，以300r/min搅拌至壳聚糖完全溶解，再加入0.5g竹膜粉，以300W超声波超声分散30min，得涂布液；称取80g过40目筛的普洱茶，50g过40目筛的金银花，20g过40目筛的藿香叶，加入2.5～3.0L去离子水中，以300r/min搅拌20min后置于闪式提取器中，在50℃下提取2min，得混合液；将混合液转入离心机中，以6000r/min离心分离15min，收集上清液和沉淀物，将上清液置于闪式浓缩器中，浓缩至上清液体积的8%，得浓缩液；称取50g中经离心分离后的沉淀物，加入1L固含量为20%杉木木浆中，以300r/min搅拌20min后转入碎浆机中打浆至叩解度为20°SR，再加入10mL浓缩液并加去离子水稀释至固含量为3%，得纸浆；按定量为50g/m2，用抄纸器将纸浆抄造成湿纸片，再将涂布液按定量为20g/m2涂布在湿纸片表面，随后转入干燥箱中，在70℃下干燥3h，得天然植物纤维滤嘴材料。
实例3
取17节方竹，截掉竹节两端并剖成两半，得预处理竹节，再按质量比1:10，将预处理竹节置于去离子水中，在45℃下浸泡处理35min，取出浸泡后的预处理竹节并用钢针将竹节内的膜层撬起，剥落膜层，得竹膜；将竹膜浸泡在1L去离子水中，再加入0.4g脂肪酶，静置40min后过滤，得滤渣，将滤渣置于干燥箱中，在75℃下干燥1h，再将干燥后的滤渣加入粉碎机中粉碎，过200目筛，得竹膜粉，称取1g壳聚糖加入1L质量分数为2%醋酸溶液中，以35-r/min搅拌至壳聚糖完全溶解，再加入0.6g竹膜粉，以300W超声波超声分散35min，得涂布液；称取90g过40目筛的普洱茶，55g过40目筛的金银花，25g过40目筛的藿香叶，加入2.7L去离子水中，以350r/min搅拌25min后置于闪式提取器中，在55℃下提取3min，得混合液；将混合液转入离心机中，以7000r/min离心分离15～20min，收集上清液和沉淀物，将上清液置于闪式浓缩器中，浓缩至上清液体积的8～10%，得浓缩液；称取55g中经离心分离后的沉淀物，加入1L固含量为20%杉木木浆中，以350r/min搅拌25min后转入碎浆机中打浆至叩解度为24°SR，再加入15mL浓缩液并加去离子水稀释至固含量为4%，得纸浆；按定量为55g/m2，用抄纸器将纸浆抄造成湿纸片，再将涂布液按定量为25g/m2涂布在湿纸片表面，随后转入干燥箱中，在75℃下干燥4h，得天然植物纤维滤嘴材料。
将实例1至实例3制备的天然植物纤维滤嘴材料置于滤棒成型机中卷制成长度为120mm，圆周值为22mm的滤棒，采用与红南京产品相同的制备条件，待制备结束后，对其进行抽吸7口，并对烟气化学成分进行检测分析，检测数据如表1。
表1
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种天然植物纤维滤嘴材料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）取竹节截掉竹节两端并剖成两半，得预处理竹节，再按质量比1:10，将预处理竹节置于去离子水中，在40～50℃下浸泡处理30～40min，取出并用钢针将竹节内的膜层撬起，剥落膜层，得竹膜；
（2）将竹膜浸泡在去离子水中，再加入脂肪酶，静置30～50min后过滤，得滤渣，将滤渣干燥后粉碎过筛，得竹膜粉，再将竹膜粉加入壳聚糖溶液中超声分散，得涂布液；
（3）取普洱茶、金银花、藿香叶、去离子水混合均匀后装入闪式提取器中，在50～60℃下提取2～3min，再经离心分离，得沉淀物和上清液，将上清液浓缩至上清液体积的8～10%，得浓缩液；
（4）将沉淀物加入杉木木浆中混合均匀后打浆，加入浓缩液，搅拌混合均匀后，再加入去离子水稀释至固含量为3～5%，得纸浆；
（5）按定量为50～60g/m2，用抄纸器将纸浆抄造成湿纸片，再将涂布液按定量为20～30g/m2涂布在湿纸片表面，并在70～80℃下干燥3～4h，得天然植物纤维滤嘴材料。
2.如权利要求1所述的一种天然植物纤维滤嘴材料的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述的竹节为青竹、紫竹、毛竹、箭竹、慈竹、墨竹、方竹中的一种或多种。
3.如权利要求1所述的一种天然植物纤维滤嘴材料的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述的脂肪酶用量为去离子水质量的0.015～0.050%。
4.如权利要求1所述的一种天然植物纤维滤嘴材料的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述的壳聚糖溶液的质量分数为0.05～0.20%，用量为竹膜粉质量的1～4倍。
5.如权利要求1所述的一种天然植物纤维滤嘴材料的制备方法，其特征在于，步骤（3）所述的普洱茶、金银花、藿香叶、去离子水的重量份为8～10份普洱茶，5～6份金银花，2～3份藿香叶，250～300份去离子水。
6.如权利要求1所述的一种天然植物纤维滤嘴材料的制备方法，其特征在于，步骤（4）所述的杉木木浆的固含量为10～20%，使用量为沉淀物质量的20～60倍。
7.如权利要求1所述的一种天然植物纤维滤嘴材料的制备方法，其特征在于，步骤（4）所述的打浆具体为在碎浆机中打浆至叩解度为20～25°SR。
8.如权利要求1所述的一种天然植物纤维滤嘴材料的制备方法，其特征在于，步骤（4）所述的浓缩液加入的量为杉木木浆质量的0.5～2%。
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