CN109577097B - 一种利用印刷和超高压制备的低温卷用卷烟纸、低温卷烟及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种利用印刷和超高压制备的低温卷烟用卷烟纸、低温卷烟及其制备方法和应用。所述利用印刷和超高压制备的低温卷烟用卷烟纸，通过如下方法制备得到：S1：将金属粉末和可粘接的助剂混合得到金属油；S2：利用带凹巢的辊压轮将金属油印刷在卷烟纸上；S3：对卷烟纸进行超压处理，烘烤，即得到低温卷烟纸。本发明利用带凹巢的辊压轮印刷和超压处理得到的低温卷烟纸导热效果好；该低温卷烟用卷烟纸在卷烟燃吸过程中，卷烟燃烧锥上产生的热量可通过卷烟纸上的金属粉末层传导到卷烟烟支未燃烧部分，起到降低燃烧锥温度的效果，从而有效降低烟气中有害物质的释放量；在燃吸的过程中卷烟纸上的金属粉末会随着卷烟的燃烧而一同掉落，安全美观。

Description

一种利用印刷和超高压制备的低温卷用卷烟纸、低温卷烟及 其制备方法和应用

技术领域

本发明属于卷烟辅助材料领域，具体涉及一种利用印刷和超高压制备的低温卷用卷烟纸、低温卷烟及其制备方法和应用。

背景技术

有研究指出，卷烟烟气释放物的组成和浓度，与卷烟烟丝燃烧温度密切相关，但不同组分的释放量变化与燃烧温度的关系并不相同。B[α]P、巴豆醛等烟气有害物质主要在700 ℃以上温度时产生，而环戊烯酮等烟气香味组分则在400 ℃以上即大量释放。因此降低卷烟燃烧温度，将其控制在700 ℃以下，可有效降低烟气有害物释放量，并保障卷烟香气浓度。

由此，有研究提出了低温燃烧卷烟的设计，通过导热金属棒插入或金属膜包裹的方式实现卷烟燃烧锥温度的降低。该方式实现了卷烟燃烧温度的大幅下降从而可实现烟气有害物释放量的减少。然而，该低温卷烟目前大多停留在实验室阶段，要实现大批量工业化制备十分困难。因为不论是金属棒插入还是金属膜包裹，在现有的高速卷烟机上都难以应用。且金属棒或金属膜的应用，还潜藏安全风险。因为导热性好、且可以用作食品包装材料的金属，其熔点大多远超700 ℃，即使是其中熔点较低的铝，也难以在卷烟燃烧过程中溶解随烟灰掉落，因此在卷烟燃吸过程中会随着烟灰掉落而露出，烧焦其所接触到的皮肤或纸张。

因此，开发一种降温效果好，生产制造方便，且不会再卷烟燃吸过程中潜藏安全风险和影响美观性的卷烟纸，并将其应用于低温卷烟的工业化批量制备，具有重要的研究意义和应用价值。

发明内容

本发明的目的在于克服现有低温燃烧卷烟存在较大安全隐患且不利于工业化生产制备的缺陷及不足，提供一种低温卷烟用卷烟纸。本发明利用带凹巢的辊压轮将金属油印刷在卷烟纸上形成金属粉末层，然后通过超压处理使得金属粉末紧密粘附，得到的低温卷烟纸导热效果好；该低温卷烟用卷烟纸在卷烟燃吸过程中，卷烟燃烧锥上产生的热量可通过卷烟纸上的金属粉末层传导到卷烟烟支未燃烧部分，起到降低燃烧锥温度的效果，从而有效降低烟气中有害物质的释放量；在燃吸的过程中卷烟纸上的金属粉末会随着卷烟的燃烧而一同掉落，安全美观。本发明提供的低温卷烟用卷烟纸，其制备方法工艺简单，适宜工业化生产。

本发明的另一目的在于提供上述低温卷烟用卷烟纸在制备低温卷烟产品中的应用。

本发明的另一目的在于提供一种低温卷烟。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种低温卷烟用卷烟纸，通过如下方法制备得到：

S1：将金属粉末和可粘接的助剂混合得到金属油；

S2：利用带凹巢的辊压轮将金属油印刷在卷烟纸上；

S3：对卷烟纸进行超压处理，烘烤，即得到低温卷烟纸。

本发明利用超压来实现金属粉末的较好粘附。研究发现，金属粉末通过助剂粘附在卷烟纸上后，如不进行任何处理，金属粉末的接合不紧密，导热率较差；而在金属粘附后，对卷烟纸进行超压处理，可增强金属粉末的接合紧密度，导热效果好。该卷烟纸制备而成的卷烟在燃吸过程中，卷烟燃烧锥上产生的热量可通过金属粉末层传导到卷烟烟支未燃烧部分，起到降低燃烧锥温度的效果，从而有效降低烟气中有害物质的释放量；卷烟在燃吸的过程中金属粉末会随着卷烟的燃烧而一同掉落，安全美观。本发明提供的制备方法工艺简单，适宜工业化生产。

助剂可为领域内常规的粘接剂，以实现金属粉末粘附即可。

优选地，所述助剂包括瓜尔胶、角豆胶、虫胶、明胶或黄原胶中的一种或几种。

优选地，所述助剂还包括植物油、分散剂或乳化剂中的一种或几种。

添加上述组分，可以赋予卷烟纸及卷烟更为优良的视觉效果及粘接效果。

助剂在添加前可先进行稀释，一般用水稀释1~5倍。

金属油印刷后金属粉末粘附形成金属粉末层，其粘附在卷烟纸上的位置可根据实际导热效果进行调节选择，如可以全部印刷或部分印刷。

应当理解的是，金属粉末既可以粘附在卷烟纸的一侧，也可粘附在卷烟纸的两侧；粘附有金属粉末的卷烟纸既可以作为卷烟纸的内侧（与烟丝接触的一侧），又可以作为卷烟纸的外侧（远离烟丝的一侧）。

根据卷烟纸的设计，按照印刷图案（如条纹型图案、网格图案或其他图案）的需求，将金属油印刷在卷烟纸的指定区域。

当金属油印刷时，印刷的区域可为一个或多个，印刷的区域可间隔分布。

更为优选地，当所述金属油印刷时，所述金属油从卷烟纸的一条边线印刷至另一条边线。

凹槽的形状可根据实际需要选择，如竖纹、螺旋纹或其它纹路。

优选地，所述金属粉末为金属单质、金属合金或金属氧化物中的一种或几种。

更为优选地，所述金属粉末为铜、铁、铝、锌、锡、钛、银、金的金属单质及其合金或金属氧化中的一种或多种。

优选地，所述金属粉末的颗粒直径为3~40μm。

优选地，所述金属粉末在每平方米卷烟纸上的粘附量为5~150 g。

更为优选地，在每平方米卷烟纸上的金属粉末粘附量为20~100 g。

助剂的用量为常规用量，以实现良好的粘接即可。为了实现较好的粘接效果，助剂的用量可进行进一步优化。

优选地，所述金属粉末与助剂的质量比 = 1~20 : 1。

更为优选地，金属粉末与助剂的质量比 = 3~10 : 1。

优选地，S3中所述超压的压力为5~16 MPa，时间为0.2~10 s。

更为优选地，S3中所述超压的压力为12~16MPa。

为了获得更好的粘附效果，优选地，S3中所述超压处理和烘烤的次数为1~6次。

此处的1~6次应理解为超压处理1~6次，烘烤处理为1~6次，两者既可以交替重复进行，也可以超压多次后再烘烤多次，或者重复和交替结合（如超压多次后烘烤，再超压处理，而后再次烘烤；或先烘烤，再超压处理，而后再烘烤）等方式。

上述低温卷烟用卷烟纸在制备低温卷烟产品中的应用也在本发明的保护范围内。

一种低温卷烟，所述低温卷烟选用上述低温卷烟用卷烟纸制备得到。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明提供的低温卷烟用卷烟纸利用超压处理将金属粉末粘附在卷烟纸上形成金属粉末层，金属粉末接合紧密，导热效果好；该卷烟纸在卷烟燃吸过程中，卷烟燃烧锥上产生的热量可通过卷烟纸上的金属粉末层传导到卷烟烟支未燃烧部分，起到降低燃烧锥温度的效果，从而有效降低烟气中有害物质的释放量；在燃吸的过程中卷烟纸上的金属粉末会随着卷烟的燃烧而一同掉落，安全美观。本发明提供的低温卷烟用卷烟纸，其制备方法工艺简单，适宜工业化生产。

附图说明

图1为实施例1提供的低温卷烟用卷烟纸的示意图；

图2为实施例2提供的低温卷烟用卷烟纸的示意图；

图3为实施例3提供的低温卷烟用卷烟纸的示意图；

图4为实施例1、2和3提供的低温卷烟用卷烟纸所制备的低温卷烟（AB1#、2#、3#）与对照例1提供的常规卷烟（Blank），在卷烟纸测温点上的温度曲线图；

其中，1为卷烟纸；2为金属粉末形成的金属粉末层，其中2-1为金属粉末形成的斜纹状金属粉末层，2-2为金属粉末形成的横纹状金属粉末层。

具体实施方式

下面结合实施例进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下例实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照本领域常规条件或按照制造厂商建议的条件；所使用的原料、试剂等，如无特殊说明，均为可从常规市场等商业途径得到的原料和试剂。本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

实施例1

如图1，本实施例提供一种低温卷烟用卷烟纸，通过如下制备方法制备得到：

S1：将金属粉末和可粘接的助剂混合得到金属油；助剂的主要成分为瓜尔胶（49wt%，用水稀释5倍），并添加有分散剂；金属粉末为铝粉末与氧化铝粉末和二氧化钛粉末的混合物，金属颗粒粒径为＜40 μm，金属粉末与瓜尔胶的质量比为3 : 1；

S2：利用带凹巢的辊压轮将金属油印刷在卷烟纸上；在每平方米卷烟纸上金属粉末的粘附密度为20 g；其中，印刷的区域包括5个等间距的区域，每个区域都是从卷烟纸的一头延伸至另一头（与长轴方向一致），区域的宽度均为1.5 mm，，凹槽的形状与印刷区域形状一致。

S3：对卷烟纸进行超压处理，烘烤，即得到低温卷烟纸，其中超压处理的压力为16MPa，时间为3 s。

实施例2

本实施例提供一种低温卷烟用卷烟纸，通过如下制备方法制备得到：

S1：将金属粉末和可粘接的助剂混合得到金属油；助剂的主要成分为角豆胶（47wt%，不稀释），并添加有亚麻油和乳化剂；金属粉末为铜锡合金（铜90%）粉末与氧化铁粉末的混合物，金属颗粒平均粒径为3 μm，金属粉末与角豆胶的质量比为20 : 1；

S2：利用带凹巢的辊压轮将金属油印刷在卷烟纸的特定区域上；在每平方米卷烟纸上金属粉末的粘附量为100 g；其中，印刷的区域包括3个等间距的区域，每个区域都是从卷烟纸的一头延伸至另一头，区域的宽度均为3 mm，凹槽形状与印刷区域形状一致；

S3：对卷烟纸进行超压处理，烘烤；其中超压处理的压力为12 MPa，时间为1s；而后同样条件重复两次超压处理和烘烤，即得到低温卷烟纸。

实施例3

本实施例提供一种低温卷烟用卷烟纸，通过如下制备方法制备得到：

S1：将金属粉末和可粘接的助剂混合得到金属油；助剂的主要成分为明胶（51wt%，用水稀释1倍），并添加有香精、香料和分散剂；金属粉末为铜锌金合金（铜75%、锌24.9%）粉末，铜锌金合金颗粒为10 μm，铜锌金合金粉末与明胶的质量比为10 : 1；

S2：利用带凹巢的辊压轮将金属油印刷在卷烟纸的特定区域上；其中，印刷的区域包括5个等间距的倾斜条纹区域和5个等间距的横线条纹区域，每个区域都是从卷烟纸的一个边线延伸至另一个边线，区域的宽度均为2 mm，凹槽形状与印刷区域形状一致；在每平方米卷烟纸上铜锌金合金粉末的粘附量为150 g；

S3：对卷烟纸进行超压处理，烘烤，即得到低温卷烟纸，其中超压处理3次，单次时间为10 s，3次的超压压力依次为5 MPa、10 MPa、15 MPa，而烘烤处理5次，超压前1次，每次超压处理后1次，最后再烘烤1次。

将实施例1~3提供的低温卷烟用卷烟纸制备成卷烟，以未粘附有金属粉末的卷烟纸制备成的卷烟作为对照例1，以实施例1中超压处理前的卷烟纸制备成卷烟，作为对照例2。其中，实施例1和实施例3和对照例2中卷烟纸上粘附有金属粉末的一侧为靠近烟丝侧，实施例2中卷烟纸上粘附有金属粉末的一侧为远离烟丝侧，对实施例1~3和对照例1~2得到的卷烟纸的卷烟的燃烧温度及烟气中有害物质的含量进行测定。

温度测量方法：参考《烟丝添加剂对卷烟燃烧温度和烟气成分的影响研究》。

焦油测量方法：GB/T 19609《卷烟 用常规分析用吸烟机测定总粒相物和焦油》。

CO测量方法：GB/T 23356《卷烟 烟气气相中一氧化碳的测定 非散射红外法》。

HCN测量方法： YC/T 403《卷烟 主流烟气中氰化氢的测定 离子色谱法》

巴豆醛测量方法：YC/T 254《卷烟 主流烟气中主要羰基化合物的测定 高效液相色谱法》。

苯酚测量方法：YC/T 255《卷烟 主流烟气中酚类化合物的测定 高效液相色谱法》

测试结果见表1和表2。从表1数据可以看到，进行超压处理后，低温卷烟用卷烟纸的导热率提高，卷烟燃烧温度更低，进行超压处理可使金属粉末接合紧密，导热效果好。

表1 实施例1和对照例2中卷烟纸的导热率比较

表2 实施例1~3和对照例1中卷烟的燃烧温度和气中有害物质的含量

如图4，为实施例1、2和3提供的卷烟（AB 1#、2#、3#）与常规卷烟（Blank）的卷烟纸测温点上温度曲线图。从上述测试结果可知，本发明提供的低温卷烟用卷烟在卷烟燃吸过程中，卷烟燃烧锥上产生的热量可通过卷烟纸上的金属粉末层传导到卷烟烟支未燃烧部分，起到降低燃烧锥温度的效果，从而有效降低烟气中有害物质的释放量；在燃吸的过程中卷烟纸上的金属粉末层会随着卷烟的燃烧而一同掉落，安全美观。

本领域的普通技术人员将会意识到，这里的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种利用印刷和超高压制备的低温卷烟用卷烟纸，其特征在于，通过如下方法制备得到：

S1：将金属粉末和可粘接的助剂混合得到金属油；

S2：利用带凹巢的辊压轮将金属油印刷在卷烟纸上；

S3：对卷烟纸进行超压处理，烘烤，即得到低温卷烟纸；

所述金属粉末为金属单质或金属合金中的一种或几种；

所述金属粉末在每平方米卷烟纸上的粘附量为5～150g；

所述金属粉末的颗粒直径为3～40μm；

S3中所述超压的压力为5～16MPa。

2.根据权利要求1所述低温卷烟用卷烟纸，其特征在于，所述金属粉末为铜、铁、铝、锌、锡、钛、银、金的金属单质及其合金中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述金属粉末与助剂的质量比＝1～20:1。

4.根据权利要求1所述低温卷烟用卷烟纸，其特征在于，S3中所述超压的时间为0.2～10s。

5.根据权利要求1所述低温卷烟用卷烟纸，其特征在于，S3中所述超压处理和烘烤的次数为1～6次。

6.权利要求1～5任一所述低温卷烟用卷烟纸在制备低温卷烟产品中的应用。

7.一种低温卷烟，其特征在于，所述低温卷烟选用权利要求1～5任一所述低温卷烟纸制备得到。

Images