CN110528317B - 一种改善低定量卷烟纸燃烧灰色及卷烟包灰效果的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种改善低定量卷烟纸燃烧灰色及卷烟包灰效果的方法，在配浆时加入无机填料，在干燥时施剂部加入助剂，以纸张的绝干重为基数，无机填料的加入量为纸张重量的15‑39%，助剂的加入量为纸张重量的1.0‑3.0%；无机填料包括轻质碳酸钙和氢氧化镁，轻质碳酸钙和氢氧化镁的重量比例是20：1.0‑2.0，轻质碳酸钙的体积平均粒径是2.0‑3.2微米，氢氧化镁的体积平均粒径是2.5‑3.5微米；助剂包括草酸钾、助燃剂以及辅助剂，助燃剂为柠檬酸钾、柠檬酸钠、苹果酸钾、苹果酸钠、富马酸钾以及富马酸钠中的至少一种，辅助剂为焦磷酸钠、聚磷酸钠、碳酸钠、磷酸氢二钠、磷酸三钠以及磷酸二氢铵中的至少一种，且草酸钾的加入量为助燃剂总重量的0.2‑1.0%。本发明不仅改善了低定量卷烟纸本身的燃烧灰色，而且改善了卷烟包灰，是一种前所未有的新的技术方案。本发明的卷烟纸卷烟的裂口率降低为3.5‑4.1%，甚至更低，外观颜色为灰白色或浅灰色，吸食口感和观赏性更强。

Description

一种改善低定量卷烟纸燃烧灰色及卷烟包灰效果的方法
技术领域
本发明涉及制纸技术领域，具体而言，是涉及一种改善低定量卷烟纸燃烧灰色及卷烟包灰效果的方法。
背景技术
近年来，随着人们生活水平和卷烟抽吸档次的逐步提高，卷烟包灰已经越来越受到人们的重视。卷烟纸作为烟支的支撑主体，直接参与卷烟的燃烧，对卷烟的包灰性能起最为关键的作用，卷烟的包灰性能好，则烟柱美观，如果包灰性能差，吸烟时灰片不能很好地包裹在烟丝上，烟灰掉落严重，增加了打扫卫生的工作负担，烟灰四处飞扬污染了环境，还不利于人体健康。
目前，国内外对卷烟包灰的研究较多，集中在开发能改进包灰性能的功能卷烟纸方面，随着社会的发展，对卷烟纸的定量、强度、白度、灰份、匀度、透气度、不透明度等均有了更高的要求。
卷烟纸作为参与卷烟燃烧的卷烟包覆材料，对卷烟的包灰有着显著的影响，通过优化助燃剂配方、填料加入量，特别是提高卷烟纸的定量等方法可以改善卷烟包灰效果，已经得到本领域技术人员的共识。
但是，目前现有技术中，对于低定量的卷烟纸以及卷烟纸助燃剂含量较低时却无法获得理想的包灰效果，这是因为低定量卷烟纸的特点是定量低、碳酸钙含量偏低、助燃剂含量低，而这些方面都会对卷烟的包灰带来负面的影响，现有技术往往通过增加碳酸钙的量，加入钛白粉、加入晶须材料等措施，试图改善卷烟包灰和灰色，然而这种纸张本身燃烧（卷烟前）的灰色偏黑，难以改善卷烟纸卷烟前的燃烧灰色问题。
另外，由于国际禁烟呼声不断高涨、烟税逐年递增，目前国际市场的卷烟纸一般在25g/m2以下，有很大一部分是手卷烟纸，或者先由机器加工成烟管再销售到市场中，消费者购买烟管后手工打烟。这些手工卷烟的低定量卷烟纸消费者很看重纸张本身燃烧的状态，因为消费者希望是加填的化学品越少越好，特别不希望加入大量的助燃剂改善燃烧。
因此，寻找一种能够改善低定量卷烟纸燃烧灰色及卷烟包灰效果的技术方案是当务之急。
发明内容
本发明的目的在于提供一种改善低定量卷烟纸燃烧灰色及卷烟包灰效果的方法，以解决上述现存的技术问题。
本发明中，在配浆时加入无机填料，在干燥时施剂部加入助剂，以纸张的绝干重为基数，所述无机填料的加入量为纸张重量的15-39%，所述助剂的加入量为纸张重量的1.0-3.0%；
所述无机填料包括轻质碳酸钙和氢氧化镁，所述轻质碳酸钙和氢氧化镁的重量比例是20：1.0-2.0，所述轻质碳酸钙的体积平均粒径是2.0-3.2微米，所述氢氧化镁的体积平均粒径是2.5-3.5微米；
所述助剂包括草酸钾、助燃剂以及辅助剂，所述助燃剂为柠檬酸钾、柠檬酸钠、苹果酸钾、苹果酸钠、富马酸钾以及富马酸钠中的至少一种，所述辅助剂为焦磷酸钠、聚磷酸钠、碳酸钠、磷酸氢二钠、磷酸三钠以及磷酸二氢铵中的至少一种，且所述草酸钾的加入量为所述助燃剂总重量的0.2-1.0%。
可选的，所述助燃剂为柠檬酸钾和柠檬酸钠，所述辅助剂为焦磷酸钠和磷酸氢二钠，柠檬酸钾：柠檬酸钠：焦磷酸钠：磷酸二氢钠的重量比为1：3：2：0.5，草酸钾占所述助燃剂的总重量的0.5%。
可选的，所述助燃剂为苹果酸钾和苹果酸钠，所述辅助剂为焦磷酸钠和聚磷酸钠，苹果酸钾：苹果酸钠：焦磷酸钠：聚磷酸钠的重量比为1：3：2：1，草酸钾占所述助燃剂的总重量的0.3%。
可选的，所述助燃剂为柠檬酸钠，所述辅助剂为焦磷酸钠和磷酸二氢铵，柠檬酸钠、焦磷酸钠和磷酸二氢铵的重量比为0.5：1：1，草酸钾占所述助燃剂的总重量的0.2%。
可选的，所述助燃剂为柠檬酸钾和柠檬酸钠，所述辅助剂为碳酸钠和聚磷酸钠，柠檬酸钾：柠檬酸钠：碳酸钠：聚磷酸钠的重量比为 1：2：2：0.5，草酸钾占所述助燃剂的总重量的0.3%。
可选的，所述助燃剂为富马酸钾和富马酸钠，所述辅助剂为聚磷酸钠和磷酸二氢钠，富马酸钾：富马酸钠：聚磷酸钠：磷酸二氢钠的重量比为1：2：1：2，草酸钾占所述助燃剂的总重量的0.3%。
可选的，卷烟纸的定量为10-26g/m2，裂口率为3.5-4.1%，外观颜色为灰白色或浅灰色。
本发明的改善低定量卷烟纸燃烧灰色及卷烟包灰效果的方法的有益效果至少如下所述：
1、本发明不仅改善了低定量卷烟纸本身的燃烧灰色，而且改善了卷烟包灰，是一种前所未有的新的技术方案，与现有技术相比，具有三个不同点：
（1）与现有技术不同的是，本发明的卷烟燃烧的灰色浅、淡，进一步说明了本发明不是通过增加助燃剂含量来改善包灰性能的；
（2）与现有技术不同的是，本发明的成纸张的强度较强，卷烟纸卷烟的裂口率降低为3.5-4.1%，甚至更低，进一步说明了本发明不是通过提高灰分来改善卷烟的包灰性能的；
（3）与现有技术不同的是，本发明的卷烟纸的低定量为10-26g/m2，进一步说明了本发明不是通过提高定量来改善卷烟的包灰性能的。
2、本发明的卷烟纸卷烟的裂口率降低为3.5-4.1%，甚至更低，而现有技术为9-9.7%；本发明的卷烟纸卷烟的外观颜色为灰白色或浅灰色，吸食口感和观赏性更强，而现有技术为深灰色或灰黑色。
3、本发明的卷烟包灰性能好，烟柱美观，包灰性极佳，吸烟时灰片牢固地包裹在烟丝上，烟灰不易掉落，有利于保持卫生清洁，防止烟灰四处飞扬污染环境，还有利于人体健康。
4、本发明所使用的几种物质都是常规材料，易于采购，价格低廉，利于实现产业化价值，是近年来卷烟生产企业所追求改善的目标。
5、本发明使用的物质都是卷烟技术领域允许使用的物资，材料安全性有保证，符合相关法律法规的要求，还有利于环保。
6、本发明纸中的灰分含量与常规烟纸接近，既改善了包灰质量又解决了低定量烟纸强度低、影响上机机械强度的技术难题。
7、本发明还解决了机卷香烟消费者和手卷烟消费者的不同需求，特别是对于卷烟燃烧前，即卷烟纸本身燃烧的灰色是手卷烟爱好者看重的，手卷烟消费者对于香烟和烟纸除了吸食还有玩味的乐趣。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明一个实施例中的改善低定量卷烟纸燃烧灰色及卷烟包灰效果的方法的工艺流程示意图。
具体实施方式
下面通过具体的实施例，并结合附图对本发明做进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。另外，实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
本发明的技术原理
在现有技术中，一般都是通过增加助燃剂含量的技术手段来改善包灰性能的，然而，本领域技术人员都知道，增加助燃剂的含量必然会导致纸张本身燃烧的颜色变暗、发黑，这是现有技术中无法给予解决的选择矛盾和技术难题。另外，通过提高灰分改善卷烟的包灰也是行不通的，因为提高灰分势必造成纸张强度的下降，对于低定量卷烟纸来说无法满足上烟机运行的机械性能，造成断纸现象频发。
与现有技术不同的是，本发明是在卷烟纸生产过程中，在配浆时加入无机填料，在干燥时施剂部加入助剂，通过无机填料与助剂的协同作用来改善低定量卷烟纸的燃烧灰色和卷烟包灰，而且现有的其它卷烟纸制造的工艺维持不变。
本发明的无机填料包括氢氧化镁，在燃烧过程中会形成氧化镁并释放少量水分，可以适当减慢燃烧的速度。同时，形成的氧化镁的比表面积与原来相比填料的比表面积增大，与助燃剂的结合面积增大。而助燃剂起到的是燃烧粘结剂的作用，这样的话，相当于黏连的面积增加，同时降低燃烧速度可以使烟丝的燃烧更加充分，会使燃烧后的灰柱略有收缩，增加持灰的牢度，而填料中少量的镁离子的存在会使燃烧的灰色变浅。
本发明的助剂中含有的草酸钾，草酸钾是一种天然的漂白剂，因为含有钾离子也有一定的助燃作用，同时燃烧的灰色得到改善；本发明中的焦磷酸钠也是改善包灰的关键物质；焦磷酸钠又名磷酸四钠，因分子中含有四个钠离子，使得其改善包灰的效果显著，同时，它能与溶液中的金属离子发生络合反应，使助剂的中单个分子的分子量增加，当通过涂布的方式施加到纸上时，助剂成离子状态的覆盖的面积增加。
本发明的技术手段
本发明是在现有的卷烟纸工艺中，仅仅在配浆时加入无机填料，在干燥时施剂部加入助剂，通过无机填料与助剂的协同作用来改善低定量卷烟纸的燃烧灰色和卷烟包灰，对现有的其它卷烟纸制造的工艺维持不变。故在此，不对现有的卷烟纸工艺做赘述。
本发明主要通过以下三个独特的技术手段来实现本发明的技术目的，缺一不可：
1、独特的无机填料
本发明在配浆时加入无机填料，在干燥时施剂部加入助剂，以纸张的绝干重为基数，无机填料的加入量为纸张重量的15-39%；
无机填料包括轻质碳酸钙和氢氧化镁，轻质碳酸钙和氢氧化镁的重量比例是20：1.0-2.0，轻质碳酸钙的体积平均粒径是2.0-3.2微米，氢氧化镁的体积平均粒径是2.5-3.5微米。
2、独特的助剂
本发明在干燥时施剂部加入助剂，以纸张的绝干重为基数，无机填料的加入量为纸张重量的15-39%，助剂的加入量为纸张重量的1.0-3.0%；
助剂必须包括草酸钾，还包括助燃剂以及辅助剂，助燃剂为柠檬酸钾、柠檬酸钠、苹果酸钾、苹果酸钠、富马酸钾以及富马酸钠中的至少一种，辅助剂为焦磷酸钠、聚磷酸钠、碳酸钠、磷酸氢二钠、磷酸三钠以及磷酸二氢铵中的至少一种，且草酸钾的加入量必须为助燃剂总重量的0.2-1.0%。
助剂添加在纸机的施剂部，即干燥部的中间的施剂机，纸张在施剂部被定量的施加混合好的助剂，然后进入干燥部，完成纸张的抄造。
本发明助剂中的柠檬酸钾、柠檬酸钠、苹果酸钾、苹果酸钠、富马酸钾、富马酸钠等虽然是本领域技术人员熟知的助燃剂，但本发明却将其进行创造性的利用，其必须通过与草酸钾和其他辅助剂的配合使用，其联合效用才能得到发挥。因此，本发明中助剂的成分种类和成分含量均为特定的和前所未有的，如此才能能够实现本发明的技术目的，例如当助燃剂为柠檬酸钾和柠檬酸钠、辅助剂必须为焦磷酸钠和磷酸氢二钠时，且柠檬酸钾：柠檬酸钠：焦磷酸钠：磷酸二氢钠的重量比为1：3：2：0.5，草酸钾必须占助燃剂的总重量的0.5%。
3、独特的配制方式
本发明的助剂需要在高速搅拌的情况下充分混合配制，且加温不能超过65℃，同时，要避免焦磷酸钠的水解。
本发明的独特成果
1、与现有技术不同的是，本发明的卷烟燃烧的灰色浅、淡，进一步说明了本发明不是通过增加助燃剂含量来改善包灰性能的；
2、与现有技术不同的是，本发明的成纸张的强度较强，卷烟纸卷烟的裂口率降低为3.5-4.1%，甚至更低，进一步说明了本发明不是通过提高灰分来改善卷烟的包灰性能的；
3、与现有技术不同的是，本发明的卷烟纸的低定量为10-26g/m2，进一步说明了本发明不是通过提高定量来改善卷烟的包灰性能的。
以上所述的本发明的三个独特成果，改变了以往现有技术中只能靠提高定量、提高灰分、增加助燃剂等常规技术手段，是一种新型的技术手段，而且所使用的几种物质都是常规易于采购，价格低廉的物质，利于实现产业化价值。
需要特别说明是，上述技术原理、技术手段以及独特成果，均是发明人在付出大量创造性劳动的前提条件下，意外发现的。另外，本发明的无机填料与助剂的成分、无机填料与助剂的协同作用等是一个整体优化的、匹配组合的完整技术方案，任何一处的改变，都不能实现本发明的技术目的。
根据本发明的实施例，本发明的技术方案在上述基础上，还可以做进一步的改进，具体的改进技术方案已在发明内容部分得以直接或间接阐述，或将在以下实施例部分得以进一步阐述，故在此不予重复阐述。
下面结合附图1，通过具体的实施例，对本发明做进一步的说明，需要说明的是这些实施例仅仅是为了说明目的，而不能以任何方式解释成对本发明的限制。另外，在下列实施例中如果没有特别说明，则所采用的设备和材料均为市售可得的。
实施例1：制备25 g/m2机卷烟纸
无机填料：无机填料的加入量为纸张绝干重量的38%，轻质碳酸钙和氢氧化镁的重量比例是20：1.2；
助剂：助剂的加入量为纸张绝干重量的2.7%，助燃剂为柠檬酸钾和柠檬酸钠，辅助剂为焦磷酸钠和磷酸氢二钠，柠檬酸钾：柠檬酸钠：焦磷酸钠：磷酸二氢钠的重量比为1：3：2：0.5，草酸钾占助燃剂的总重量的0.5%。
实施例2：制备20 g/m2手卷烟纸
无机填料：无机填料的加入量为纸张绝干重量的25%，轻质碳酸钙和氢氧化镁的重量比例是20：1；
助剂：助剂的加入量为纸张绝干重量的2%，助燃剂为苹果酸钾和苹果酸钠，辅助剂为焦磷酸钠和聚磷酸钠，苹果酸钾：苹果酸钠：焦磷酸钠：聚磷酸钠的重量比为1：3：2：1，草酸钾占助燃剂的总重量的0.3%。
实施例3：制备13 g/m2手卷烟纸
无机填料：无机填料的加入量为纸张绝干重量的20%，轻质碳酸钙和氢氧化镁的重量比例是20：1；
助剂：助剂的加入量为纸张绝干重量的1%，助燃剂为柠檬酸钠，辅助剂为焦磷酸钠和磷酸二氢铵，柠檬酸钠、焦磷酸钠和磷酸二氢铵的重量比为0.5：1：1，草酸钾占助燃剂的总重量的0.2%。
实施例4：制备 18g/m2手卷烟纸
无机填料：无机填料的加入量为纸张绝干重量的22%，轻质碳酸钙和氢氧化镁的重量比例是20；1.5。
助剂：助剂的加入量为纸张绝干重量的2%，助燃剂为柠檬酸钾和柠檬酸钠，辅助剂为碳酸钠和聚磷酸钠，柠檬酸钾：柠檬酸钠：碳酸钠：聚磷酸钠的重量比为 1：2：2：0.5，草酸钾占助燃剂的总重量的0.3%。
实施例5：制备22.5g/m2机卷烟纸（LIP原纸）
无机填料：无机填料的加入量为纸张绝干重量的37%，轻质碳酸钙和氢氧化镁的重量比例是20：1.2 。
助剂：助剂的加入量为纸张绝干重量的2.5%，助燃剂为富马酸钾和富马酸钠，辅助剂为聚磷酸钠和磷酸二氢钠，富马酸钾：富马酸钠：聚磷酸钠：磷酸二氢钠的重量比为1：2：1：2，草酸钾占助燃剂的总重量的0.3%。
结果分析
1、卷烟纸裂口率与灰色检测
使用包灰性能测试仪器检测，每组测试烟支10支，测三组计算平均值。
裂口率是裂口面积占整体灰柱表面积的比例，通过计算机图像识别和计算所得。
检测结果详见表格1
表格1 裂口率与灰色检测结果表
检测对象 裂口率% 灰色
现有技术卷烟纸 9.7% 深灰色或灰黑色
实施例1卷烟纸 4.1% 浅灰色
实施例2卷烟纸 3.5% 灰白色
实施例3卷烟纸 3.2% 灰白色
实施例4卷烟纸 3.6% 灰白色
实施例5卷烟纸 3.7% 灰白色
2、卷烟纸燃烧包灰性能检测
卷烟后把烟支横向或纵向放置，静燃状态下比较，实施例1-5中的卷烟纸包灰灰色浅淡，裂口面积目测观察明显小。
人为抽吸下动态评价来看，烟支燃烧为灰色白，烟灰不易掉落，烟灰较为牢固地包裹在烟丝上，有明显的收缩燃烧灰柱的效果。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种改善低定量卷烟纸燃烧灰色及卷烟包灰效果的方法，其特征在于，在配浆时加入无机填料，在干燥时施剂部加入助剂，以纸张的绝干重为基数，所述无机填料的加入量为纸张重量的15-39％，所述助剂的加入量为纸张重量的1.0-3.0％；
所述无机填料包括轻质碳酸钙和氢氧化镁，所述轻质碳酸钙和氢氧化镁的重量比例是20：1.0-2.0，所述轻质碳酸钙的体积平均粒径是2.0-3.2微米，所述氢氧化镁的体积平均粒径是2.5-3.5微米；
所述助剂包括草酸钾、助燃剂以及辅助剂，且所述草酸钾的加入量为所述助燃剂总重量的0.2-1.0％；助燃剂和辅助剂具体为：
所述助燃剂为柠檬酸钾和柠檬酸钠，所述辅助剂为焦磷酸钠和磷酸氢二钠，柠檬酸钾：柠檬酸钠：焦磷酸钠：磷酸二氢钠的重量比为1：3：2：0.5，草酸钾占所述助燃剂的总重量的0.5％；
所述助燃剂为苹果酸钾和苹果酸钠，所述辅助剂为焦磷酸钠和聚磷酸钠，苹果酸钾：苹果酸钠：焦磷酸钠：聚磷酸钠的重量比为1：3：2：1，草酸钾占所述助燃剂的总重量的0.3％；
所述助燃剂为柠檬酸钠，所述辅助剂为焦磷酸钠和磷酸二氢铵，柠檬酸钠、焦磷酸钠和磷酸二氢铵的重量比为0.5：1：1，草酸钾占所述助燃剂的总重量的0.2％；
所述助燃剂为柠檬酸钾和柠檬酸钠，所述辅助剂为碳酸钠和聚磷酸钠，柠檬酸钾：柠檬酸钠：碳酸钠：聚磷酸钠的重量比为1：2：2：0.5，草酸钾占所述助燃剂的总重量的0.3％；
所述助燃剂为富马酸钾和富马酸钠，所述辅助剂为聚磷酸钠和磷酸二氢钠，富马酸钾：富马酸钠：聚磷酸钠：磷酸二氢钠的重量比为1：2：1：2，草酸钾占所述助燃剂的总重量的0.3％；
卷烟纸的定量为10-26g/m2，裂口率为3.5-4.1％，外观颜色为灰白色或浅灰色。
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