CN111084418A - 一种可降温可降解的复合滤棒及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明一种可降温可降解的复合滤棒及其制备方法，该复合滤棒包括聚乳酸纤维滤棒和植物多糖滤棒；其中，聚乳酸纤维滤棒包括如下重量百分比的原料：玉米淀粉3%‑10%，三醋酸甘油酯0.5%‑2%，水70%‑90%，聚乳酸纤维素3%‑5%，增塑剂2%‑5%和蒙脱石2%‑4%；植物多糖滤棒包括如下重量百分比的原料：玉米淀粉3%‑11%，三醋酸甘油酯0.8%‑2%，水60%‑90%，植物多糖3%‑5%，增塑剂2%‑5%和蒙脱石2%‑4%。本发明解决了传统卷烟滤棒在抽吸后半段时温度过高的问题，同时采用可以降解的水溶性材料制备，具有降温、环保、过滤效率高等特点。本发明可以起到通过材料过滤烟气降低烟气温度、材料自身可降解实现滤棒可降解的作用。
Description
技术领域
本发明涉及一种复合滤棒，尤其是涉及一种可降温可降解的复合滤棒，还涉及其制备方法，属于卷烟材料领域。
背景技术
卷烟滤棒温度的变化直接影响着卷烟的口感与风格特征，也是影响卷烟感官质量的重要指标之一，市售卷烟的常规滤棒在抽吸后半段时升温明显，部分卷烟的温度可能会超过85摄氏度，消费者在抽吸时明显会有“烫嘴唇”的感觉，极大影响了消费者入口处的抽吸体验。卷烟滤棒温度的影响因素中，除了卷烟工艺与烟丝质量外，滤棒的材料与组成结构是影响卷烟吸阻最重要的因素。
现有的卷烟滤棒中，大部分采用了醋酸纤维滤棒，其微观结构基本上为Y型，制备所采用的原材料单一、微观结构固定、制备方式单一是醋酸纤维滤棒在抽吸后端明显升温影响抽吸体验的重要原因。同时，醋酸纤维滤棒十分难降解，卷烟抽吸后滤棒的丢弃也存在着重要的安全隐患，对环境造成了一定程度的污染。
发明内容
为了解决卷烟抽吸后期温度过高、滤棒抽吸后丢弃污染环境等问题，本发明提出了一种可降温可降解的复合滤棒及其制备方法。
本发明的原料易得、来源广泛，使用方便，成本低、可水解及生物降解，吸附力强，添加的聚乳酸纤维及植物多糖或其衍生物具有一定的保润功能，在抽吸过程中可以缓解烟气干涩、喉部刺激较大等烟气带来的问题。本发明的另一个目的在于提供了一种二元复合滤棒的制备方法。该方法可操作性强，生产设备要求低、同时原材料价格低廉、成产过程环境友好，生产后的产品废弃物不会对环境造成污染。
本发明的技术方案具体如下：
一种可降温可降解的复合滤棒，包括聚乳酸纤维滤棒和植物多糖滤棒；其中，聚乳酸纤维滤棒包括如下重量百分比的原料：玉米淀粉3%-10%，三醋酸甘油酯0.5%-2%，水70%-90%，聚乳酸纤维素3%-5%，增塑剂2%-5%和蒙脱石2%-4%；植物多糖滤棒包括如下重量百分比的原料：玉米淀粉3%-11%，三醋酸甘油酯0.8%-2%，水60%-90%，植物多糖3%-5%，增塑剂2%-5%和蒙脱石2%-4%。
本发明涉及的上述的复合滤棒的制备方法，包括如下步骤：
步骤（1）、制备改性玉米淀粉溶液
将玉米淀粉6-9份、三醋酸甘油酯1-2份、水80-84份混合，加热至80℃，5000rpm速度下搅拌20分钟，得到改性玉米淀粉溶液；
步骤（2）、添加聚乳酸纤维
聚乳酸纤维素3-6份与改性玉米淀粉溶液90份混合；
步骤（3）、添加增塑剂和蒙脱石
在94份聚乳酸纤维素与改性玉米淀粉混合溶液中加入增塑剂3-4份、蒙脱石2-3份，在温度75℃，5000rpm速度下搅拌40分钟；
步骤（4）、冷冻定型
将搅拌后的溶液倒在圆柱体模具中冷冻成型，制成聚乳酸纤维滤棒；或者，包括如下步骤：
步骤（1）、制备改性玉米淀粉溶液
将玉米淀粉7-9份、三醋酸甘油酯1-2份、水78-83份混合，加热至80℃，5000rpm速度下搅拌20分钟，得到改性玉米淀粉溶液；
步骤（2）、添加海藻多糖
海藻多糖3-5份与改性玉米淀粉溶液89份混合；
步骤（3）、添加增塑剂和蒙脱石
在93份海藻多糖与改性玉米淀粉混合溶液中加入增塑剂3-5份、蒙脱石2-4份，在温度75℃，5000rpm速度下搅拌40分钟；
将搅拌后的溶液倒在圆柱体模具中冷冻成型，制成植物多糖滤棒。
本发明涉及的基于上述的制备方法得到的二元复合滤棒，将所述的聚乳酸纤维滤棒、植物多糖滤棒按长度比例分别为1:1、2:1、1:2比例复合加工制备成二元复合滤棒。
进一步地，增塑剂为甘油、丙二醇、甘油单醚、戊二醇、环己二醇、木糖醇、聚乙二醇、脂肪酸及其衍生物其中的一种或几种组合。
进一步地，所述的植物多糖为海藻多糖、壳聚糖、卡拉胶、纤维素或改性纤维素等其中的一种或几种组合。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
本发明提供的二元复合滤棒及其制备方法原料易得、来源广泛，使用方便，成本低、可水解及生物降解，二元复合滤棒的制备方法可操作性强，生产设备要求低、同时原材料价格低廉、成产过程环境友好，生产后的产品废弃物不会对环境造成污染。在抽吸过程中，本发明提供的二元复合滤棒有明显的降温效果，可以减轻吸食者在吸食过程中因烟气刺激和烟气温度过高所导致的喉部不适、舌面的钉刺感等，提升消费者的感官体验。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例的可降温可降解的复合滤棒，包括聚乳酸纤维滤棒和植物多糖滤棒，两种滤棒按长度比例1:1复合。
其中，聚乳酸纤维滤棒由如下重量百分比的原料组成：玉米淀粉3%、三醋酸甘油酯0.5%、水89.5%、聚乳酸纤维素3%、丙二醇2%和蒙脱石2%。
植物多糖滤棒由如下重量百分比的原料组成：玉米淀粉3%、三醋酸甘油酯0.8%、水89.2%、海藻多糖3%，丙二醇2%和蒙脱石2%。
本实施例的聚乳酸纤维滤棒的制备方法，包括如下步骤：
步骤（1）、制备改性玉米淀粉溶液
将玉米淀粉7份、三醋酸甘油酯1份、水82份混合，加热至80℃，5000rpm速度下搅拌20分钟，得到改性玉米淀粉溶液；
步骤（2）、添加聚乳酸纤维
聚乳酸纤维素4份与改性玉米淀粉溶液90份混合；
步骤（3）、添加增塑剂和蒙脱石
在94份聚乳酸纤维素与改性玉米淀粉混合溶液中加入增塑剂3.5份、蒙脱石2.5份，在温度75℃，5000rpm速度下搅拌40分钟；
步骤（4）、冷冻定型
将搅拌后的溶液倒在圆柱体模具中冷冻成型，制成聚乳酸纤维滤棒。
本实施例的植物多糖滤棒的制备方法，包括如下步骤：
步骤（1）、制备改性玉米淀粉溶液
将玉米淀粉8份、三醋酸甘油酯1份、水80份混合，加热至80℃，5000rpm速度下搅拌20分钟，得到改性玉米淀粉溶液；
步骤（2）、添加海藻多糖
海藻多糖4份与改性玉米淀粉溶液89份混合；
步骤（3）、添加增塑剂和蒙脱石
在海藻多糖与改性玉米淀粉混合溶液中加入增塑剂4份、蒙脱石3份，在温度75℃，5000rpm速度下搅拌40分钟；
步骤（4）、冷冻定型
将搅拌后的溶液倒在圆柱体模具中冷冻成型，制成植物多糖滤棒。
基于本实施例的制备方法得到的二元复合滤棒，将所述的聚乳酸纤维滤棒、植物多糖滤棒按长度比例分别为1:1复合加工制备成二元复合滤棒。
实施例2
本实施例的可降温可降解的复合滤棒，包括聚乳酸纤维滤棒和植物多糖滤棒，两种滤棒按长度比例1:1复合。
其中，聚乳酸纤维滤棒由如下重量百分比的原料组成：玉米淀粉7%、三醋酸甘油酯1%、水82%、聚乳酸纤维素4%、丙二醇3.5%和蒙脱石2.5%。
植物多糖滤棒由如下重量百分比的原料组成：玉米淀粉8%、三醋酸甘油酯1%、水80%、海藻多糖4%，丙二醇4%和蒙脱石3%。
本实施例的聚乳酸纤维滤棒的制备方法，包括如下步骤：
步骤（1）、制备改性玉米淀粉溶液
将玉米淀粉7份、三醋酸甘油酯1份、水82份混合，加热至80℃，5000rpm速度下搅拌20分钟，得到改性玉米淀粉溶液；
步骤（2）、添加聚乳酸纤维
聚乳酸纤维素4份与改性玉米淀粉溶液90份混合；
步骤（3）、添加增塑剂和蒙脱石
在94份聚乳酸纤维素与改性玉米淀粉混合溶液中加入增塑剂3.5份、蒙脱石2.5份，在温度75℃，5000rpm速度下搅拌40分钟；
步骤（4）、冷冻定型
将搅拌后的溶液倒在圆柱体模具中冷冻成型，制成聚乳酸纤维滤棒。
本实施例的植物多糖滤棒的制备方法，包括如下步骤：
步骤（1）、制备改性玉米淀粉溶液
将玉米淀粉8份、三醋酸甘油酯1份、水80份混合，加热至80℃，5000rpm速度下搅拌20分钟，得到改性玉米淀粉溶液；
步骤（2）、添加海藻多糖
海藻多糖4份与改性玉米淀粉溶液89份混合；
步骤（3）、添加增塑剂和蒙脱石
在海藻多糖与改性玉米淀粉混合溶液中加入增塑剂4份、蒙脱石3份，在温度75℃，5000rpm速度下搅拌40分钟；
步骤（4）、冷冻定型
将搅拌后的溶液倒在圆柱体模具中冷冻成型，制成植物多糖滤棒。
基于本实施例的制备方法得到的二元复合滤棒，将所述的聚乳酸纤维滤棒、植物多糖滤棒按长度比例分别为2:1复合加工制备成二元复合滤棒。
实施例3
本实施例的可降温可降解的复合滤棒，包括聚乳酸纤维滤棒和植物多糖滤棒，两种滤棒按长度比例1:2复合。
其中，聚乳酸纤维滤棒由如下重量百分比的原料组成：玉米淀粉10%、三醋酸甘油酯2%、水74%、聚乳酸纤维素5%、丙二醇5%和蒙脱石4%。
植物多糖滤棒由如下重量百分比的原料组成：玉米淀粉11%、三醋酸甘油酯2%、水63%、海藻多糖5%，丙二醇5%和蒙脱石4%。
本实施例的聚乳酸纤维滤棒的制备方法，包括如下步骤：
步骤（1）、制备改性玉米淀粉溶液
将玉米淀粉7份、三醋酸甘油酯1份、水82份混合，加热至80℃，5000rpm速度下搅拌20分钟，得到改性玉米淀粉溶液；
步骤（2）、添加聚乳酸纤维
聚乳酸纤维素4份与改性玉米淀粉溶液90份混合；
步骤（3）、添加增塑剂和蒙脱石
在94份聚乳酸纤维素与改性玉米淀粉混合溶液中加入增塑剂3.5份、蒙脱石2.5份，在温度75℃，5000rpm速度下搅拌40分钟；
步骤（4）、冷冻定型
将搅拌后的溶液倒在圆柱体模具中冷冻成型，制成聚乳酸纤维滤棒。
本实施例的植物多糖滤棒的制备方法，包括如下步骤：
步骤（1）、制备改性玉米淀粉溶液
将玉米淀粉8份、三醋酸甘油酯1份、水80份混合，加热至80℃，5000rpm速度下搅拌20分钟，得到改性玉米淀粉溶液；
步骤（2）、添加海藻多糖
海藻多糖4份与改性玉米淀粉溶液89份混合；
步骤（3）、添加增塑剂和蒙脱石
在海藻多糖与改性玉米淀粉混合溶液中加入增塑剂4份、蒙脱石3份，在温度75℃，5000rpm速度下搅拌40分钟；
步骤（4）、冷冻定型
将搅拌后的溶液倒在圆柱体模具中冷冻成型，制成植物多糖滤棒。
基于本实施例的制备方法得到的二元复合滤棒，将所述的聚乳酸纤维滤棒、植物多糖滤棒按长度比例分别为1:2复合加工制备成二元复合滤棒。
降温效果
将实施例1-3的二元复合滤棒与常规滤棒制成卷烟。在ISO抽吸模式下抽吸。第5口、第6口抽吸温度相比的降低比例如下表所示：
表1 逐口降温效果对比
由表1可以看出，实施例1-3均实现了较好的降温效果，在ISO抽吸模式下第6口抽吸温度较常规烟支的抽吸温度降低了37%以上，实现了较好的降温效果。
降解效果对比
将实施例1-3的二元复合滤棒埋在土壤中（取园林中树叶较多处的土壤，铲去表面2cm左右的涂层，取2-5cm处挖取泥土，取回的土壤样品平铺开后于30℃左右自然晾干，使用18目标准网筛去除掉石子等杂志，再用粉碎机将晾干后的土壤样品粉碎后混合均匀，利用0.1mol/L的柠檬酸与0.2mol/L的Na2HPO4配制pH值缓冲液，设定好样品的相对湿度为20%，相对pH值为7.0，用保鲜膜将装有园林土壤和滤棒的混合物的烧杯覆盖、固定，并在顶部用细针戳出若干透气小孔，再放入恒温恒湿箱，保持实验中的温度湿度恒定为25℃，20%，定期从烧杯中去除滤棒样品，用75%的酒精溶液轻轻洗去表面的污泥，并将洗净的样品用滤纸吸干后，于50℃烘干至恒重，几率质量，降解率为降解前后滤棒的重量差值与讲解前滤棒重量的比值），不同天数的掩埋降解率如下表所示：
表2
如表所示，实施例1-3的降解效果远优于常规滤棒的降解率15%-25%。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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 (5)
1.一种可降温可降解的复合滤棒，其特征在于：包括聚乳酸纤维滤棒和植物多糖滤棒；其中，聚乳酸纤维滤棒包括如下重量百分比的原料：玉米淀粉3%-10%，三醋酸甘油酯0.5%-2%，水70%-90%，聚乳酸纤维素3%-5%，增塑剂2%-5%和蒙脱石2%-4%；植物多糖滤棒包括如下重量百分比的原料：玉米淀粉3%-11%，三醋酸甘油酯0.8%-2%，水60%-90%，植物多糖3%-5%，增塑剂2%-5%和蒙脱石2%-4%。
2.权利要求1所述的复合滤棒的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤（1）、制备改性玉米淀粉溶液
将玉米淀粉6-9份、三醋酸甘油酯1-2份、水80-84份混合，加热至80℃，5000rpm速度下搅拌20分钟，得到改性玉米淀粉溶液；
步骤（2）、添加聚乳酸纤维
聚乳酸纤维素3-6份与改性玉米淀粉溶液90份混合；
步骤（3）、添加增塑剂和蒙脱石
在94份聚乳酸纤维素与改性玉米淀粉混合溶液中加入增塑剂3-4份、蒙脱石2-3份，在温度75℃，5000rpm速度下搅拌40分钟；
步骤（4）、冷冻定型
将搅拌后的溶液倒在圆柱体模具中冷冻成型，制成聚乳酸纤维滤棒；或者，包括如下步骤：
步骤（1）、制备改性玉米淀粉溶液
将玉米淀粉7-9份、三醋酸甘油酯1-2份、水78-83份混合，加热至80℃，5000rpm速度下搅拌20分钟，得到改性玉米淀粉溶液；
步骤（2）、添加海藻多糖
海藻多糖3-5份与改性玉米淀粉溶液89份混合；
步骤（3）、添加增塑剂和蒙脱石
在93份海藻多糖与改性玉米淀粉混合溶液中加入增塑剂3-5份、蒙脱石2-4份，在温度75℃，5000rpm速度下搅拌40分钟；
将搅拌后的溶液倒在圆柱体模具中冷冻成型，制成植物多糖滤棒。
3.基于权利要求2的制备方法得到的二元复合滤棒，其特征在于：将所述的聚乳酸纤维滤棒、植物多糖滤棒按长度比例分别为1:1、2:1、1:2比例复合加工制备成二元复合滤棒。
4.根据权利要求2所述的复合滤棒的制备方法，其特征在于：增塑剂为甘油、丙二醇、甘油单醚、戊二醇、环己二醇、木糖醇、聚乙二醇、脂肪酸及其衍生物其中的一种或几种组合。
5.根据权利要求3所述的复合滤棒的制备方法，其特征在于：所述的植物多糖为海藻多糖、壳聚糖、卡拉胶、纤维素或改性纤维素等其中的一种或几种组合。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20200501 |