CN111387544B - 一种具有持香功能的新型滤棒的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有持香功能的新型滤棒的制备方法，在特定滤棒模具中通过高内相乳液聚合后浸泡于含有香精香料的聚合物溶液，制备出一种具有持香功能的新型滤棒。该新型滤棒可以在滤棒成型模具中直接成型为特定圆周和长度的滤棒，且具有一定的强度，可以满足接装卷烟的要求；制备出的新型滤棒中具有微米尺寸的大孔，且孔与孔之间是互通的，可使卷烟烟气传输；将新型滤棒浸泡于含有香精香料的聚合物溶液中，在新型滤棒中的孔表面包覆一层含有香精香料的聚合物层，利用聚合物的相变特点，使新型滤棒可负载香精香料，且可延缓香精香料的挥发时间，具有一定的持香效果；采用辐射聚合的方法，不添加化学引发剂，且具有消毒灭菌的作用。

Description

一种具有持香功能的新型滤棒的制备方法

技术领域

本发明属于烟支手滤棒制备技术领域，特别是指一种具有持香功能的新型滤棒的制备方法。

背景技术

为了提升卷烟的感官品质，卷烟加香是卷烟生产中普遍采用的一种手段。滤棒加香时香精是通过卷烟烟气经过滤棒时携带出来，不会受到卷烟高温的影响，因此，在滤棒中加香正在受到越来越多的重视。目前卷烟一般采用二醋酸纤维丝束滤棒和聚丙烯丝束滤棒作为过滤嘴，这两种滤棒是通过先制备二醋酸纤维丝束和聚丙烯丝束，然后通过滤棒成型设备成型为常规卷烟用滤棒(直径一般为7.7mm)、中支烟用滤棒(直径一般为7.0mm或6.0mm)或细支烟用滤棒 (直径为5.4mm)。但这种滤棒需要先制备丝束，然后成型为滤棒，制备步骤较复杂。

中国专利申请号CN201610764049.3，发明名称为一种复合凝胶香味缓释颗粒即其制备方法与它的用途，公开了一种滤棒加香材料，其制备方法包括配制原料混合物溶液、制备复合凝胶与添加香料等步骤、以聚乙二醇与β-环糊精、明胶等复合后制得颗粒，能够有效增加颗粒滤棒加香量，加香均匀性、可控性和稳定性。专利申请号CN201610064101.4，发明名称为一种线性复合凝胶香味缓释滤棒及其制备方法与它的用途，公开了一种线状复合凝胶香味缓释滤棒及其制备方法与它的用途，不需要以传统的棉线或合成纤维制备的香线作为载体，以聚乙二醇与壳聚糖羧甲基纤维素钠复合制成的凝胶线模拟传统香线。专利申请号CN201710521792.0，发明名称为一种温变缓释凝胶复合材料及其在卷烟滤棒中的应用，公开了将凝胶加热融化，然后输送至带保温功能的浸润槽中，将普通增香芯线通过放卷机构放卷后引导至浸润槽，并将其浸入液态凝胶中，之后将浸润后的增香芯线进行冷却干燥，凝胶凝固为固体附着在增香芯线的表面，得到温变缓释凝胶复合材料，该材料与滤棒丝束复合后通过滤棒成型设备制得含有温变缓释凝胶复合材料的滤棒。

聚合物互通多孔材料(PolyHIPE)是将高内相乳液(high internal phaseemulsion,HIPE，又称超浓乳液，其分散相体积分数在74％以上，液滴间由于相互挤压而成为被含有表面活性剂的连续相薄膜隔离的多面体形状液泡，将连续相的单体聚合后获得的一种互通多孔材料。聚合物互通多孔材料中通常含有三种孔：(1)通过分散相模板形成的孔称之为“泡孔”(void)，孔径在微米级； (2)两个相邻的泡孔之间形成的孔称为“窗孔”(window)，孔径在微米级，起到互通泡孔的作用；(3)通过在连续相单体中添加致孔剂而在泡孔壁上形成的孔称为“毛孔”(pore)，孔径在纳米级，毛孔的存在使聚合物互通多孔材料的表面积大幅度增加。

聚合物互通多孔材料具有成为新型滤棒的良好潜质，具体表现在：(1)可在滤棒制备模具中，直接成型为目标圆周和长度的滤棒，且具有一定的强度，满足卷烟接装的要求，且制备步骤简便；(2)材料具有微米级的大孔，且孔与孔之间是互通的，利于烟气传输；(3)采用二氧化硅纳米粒子作为粒子乳化剂可增加滤棒的强度，粒子乳化剂采用修饰剂改性，该修饰剂具有可聚合双键，利于高内相乳液聚合；(4)将新型滤棒浸泡于含有香精香料的聚合物溶液中，在新型滤棒中的孔表面包覆一层含有香精香料的聚合物层，利用聚合物的相变特点，使新型滤棒可负载香精香料，且可延缓香精香料的挥发时间，具有一定的持香效果；(5)采用辐射聚合的方法，不添加化学引发剂，且具有消毒灭菌的作用。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有持香功能的新型滤棒的制备方法，以实现聚合物互通多孔材料具有成为新型滤棒的良好潜质，并且可负载香精香料，且可延缓香精香料的挥发时间，具有一定的持香效果。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种具有持香功能的新型滤棒的制备方法，具体步骤如下：

1)配置油相，所述油相的组成为：2～8ml的甲基丙烯酸缩水甘油酯，0～3ml的甲基丙烯酸甲酯，0～3ml的丙烯酸2-乙基己基酯，0～3ml的亲水性单体丙烯酸，0.5～5ml的交联剂及1～10g的粒子乳化剂；

2)配置水相，所述水相的组成为：40～90ml的水及0.1～1.5g的无机盐；

3)在500～700rpm下，将水相缓慢加入油相中形成高内相乳液，将所述高内相乳液转移至滤棒模具中，通氮气10～20min后密封；

4)将上述装有高内相乳液的模具放入1.3×10¹⁵Bq⁶⁰Co源中，剂量率为 20～80Gy/min，照射时间为24～48h；

5)将步骤4)的产物，分别用水和乙醇抽提24小时，在真空烘箱中干燥；

6)将步骤5)干燥后的产物在60～80℃下浸泡于含有香精香料的聚合物溶液中，浸泡时间为24～48h，浸泡后冷却至常温，即得到具有持香功能的新型滤棒。

所述交联剂为双甲基丙烯酸乙二醇酯、三甲基丙烯酸三羟甲基丙烷酯或丙三醇三(α-甲基丙烯酸)酯中的一种或一种以组合。

所述粒子乳化剂为表面采用修饰剂改性的二氧化硅纳米粒子。

所述修饰剂为将油酸中的双键打开生成双羟基，然后再与丙烯酸进行酯化反应制备的可聚合修饰剂。

所述无机盐为氯化钙、氯化钠或硫酸镁中的一种。

所述含有香精香料的聚合物溶液中的香精香料包括但不限于薄荷醇、陈皮提取物、树苔浸膏、紫苜蓿提取物或枫槭浸膏。

所述含有香精香料的聚合物溶液中的聚合物为在60～80℃，按重量比为 5:0～0:5混合的聚己内酯和聚乙二醇的混合物。

本发明的有益效果是：

(1)可在滤棒制备模具中，直接成型为目标圆周和长度的滤棒，且具有一定的强度，满足卷烟接装的要求，且制备步骤简便；

(2)材料具有微米级的大孔，且孔与孔之间是互通的，利于烟气传输；

(3)采用二氧化硅纳米粒子作为粒子乳化剂可增加滤棒的强度，粒子乳化剂采用修饰剂改性，该修饰剂具有可聚合双键，利于高内相乳液聚合；

(4)将新型滤棒浸泡于含有香精香料的聚合物溶液中，在新型滤棒中的孔表面包覆一层含有香精香料的聚合物层，利用聚合物的相变特点，使新型滤棒可负载香精香料，且可延缓香精香料的挥发时间，具有一定的持香效果；

(5)采用辐射聚合的方法，不添加化学引发剂，且具有消毒灭菌的作用。

具体实施方式

以下通过实施例来详细说明本发明的技术方案，以下的实施例仅是示例性的，仅能用来解释和说明本发明的技术方案，而不能解释为是对本发明技术方案的限制。

在本申请中，粒子乳化剂为表面采用修饰剂改性的二氧化硅纳米粒子，其中修饰剂为将油酸中的双键打开生成双羟基，然后再与丙烯酸进行酯化反应制备的可聚合修饰剂，具体反应方程式如下：

实施例1

先配置油相，油相的组成为8ml甲基丙烯酸缩水甘油酯，2ml甲基丙烯酸甲酯，0.5ml丙烯酸，0.5ml双甲基丙烯酸乙二醇酯，5g修饰剂改性的二氧化硅纳米粒子。

再配置水相，将60ml水与0.5g氯化钙混合均匀，制备出水相。

在500rpm高速搅拌下，将水相缓慢加入油相中形成高内相乳液，将其倒入直径为7.7mm、长度为100mm的滤棒成型模具中，通氮气10min后密封，随后将其放入1.3×10¹⁵Bq⁶⁰Co源中，剂量率为36Gy/min，照射时间为24h。

在本申请的技术方案中，滤棒的成型模具可以根据需要进行改变，比如直径为7.0mm或6.0mm或5.4mm，长度为100mm或120mm或144mm的滤棒模具，或其它型号的模具均可，滤棒模具的型号并不影响本申请技术方案的实现，在本申请的以下实施例或其它实施例的滤棒模具的情况均如此。

将所得的固体产物，置于过量的乙二胺溶液中40℃反应24h，分别用水和乙醇分别抽提24小时，在真空烘箱中干燥。所得产物在80℃下浸泡于含有薄荷醇的聚合物溶液中(聚合物溶液为聚己内酯和聚乙二醇的混合物，混合比例为1:5)，浸泡时间为24h，浸泡后冷却至常温即可。

所制滤棒接装卷烟后，进行感官评吸，可感受到薄荷醇的凉味，在放置1 个月后，感官评吸仍可感受到薄荷醇的凉味。

实施例2

先配置油相，油相的组成为4ml甲基丙烯酸缩水甘油酯，0.5ml丙烯酸2- 乙基己基酯，3ml三甲基丙烯酸三羟甲基丙烷酯，3g修饰剂改性的二氧化硅纳米粒子。

再配置水相，将60ml水与0.5g氯化钠混合均匀，制备出水相。

在500rpm高速搅拌下，将水相缓慢加入油相中形成高内相乳液，将其倒入直径为7.0mm、长度为120mm的滤棒成型模具中，通氮气10min后密封，随后将其放入1.3×10¹⁵Bq⁶⁰Co源中，剂量率为36Gy/min，照射时间为36h。

将所得的固体产物，置于过量的丙二胺溶液中40℃反应24h，分别用水和乙醇分别抽提24小时，在真空烘箱中干燥。所得产物在80℃下浸泡于含有陈皮提取物的聚合物溶液中(聚合物溶液为聚己内酯和聚乙二醇的混合物，混合比例为2:5)，浸泡时间为24h，浸泡后冷却至常温即可。

实施例3

先配置油相，油相的组成为5ml甲基丙烯酸缩水甘油酯，2ml甲基丙烯酸甲酯，1ml丙三醇三(α-甲基丙烯酸)酯，4g修饰剂改性的二氧化硅纳米粒子。

再配置水相，将70ml水与1.5g硫酸镁混合均匀，制备出水相。

在700rpm高速搅拌下，将水相缓慢加入油相中形成高内相乳液，将其倒入直径为6.0mm，长度为120mm的滤棒成型模具中，通氮气10min后密封。随后将其放入1.3×10¹⁵Bq⁶⁰Co源中，剂量率为36Gy/min，照射时间为36h。

将所得的固体产物，置于过量的乙二胺溶液中50℃反应24h，分别用水和乙醇分别抽提24小时，在真空烘箱中干燥。所得产物在70℃下浸泡于含有枫槭浸膏的聚合物溶液中(聚合物溶液为聚己内酯和聚乙二醇的混合物，混合比例为1:5)，浸泡时间为24h，浸泡后冷却至常温即可。

实施例4

先配置油相，油相的组成为6ml甲基丙烯酸缩水甘油酯，2ml甲基丙烯酸甲酯，1ml丙三醇三(α-甲基丙烯酸)酯，4g修饰剂改性的二氧化硅纳米粒子。

然后配置水相，将70ml水与1.5g硫酸镁混合均匀，制得水相。

在700rpm高速搅拌下，将水相缓慢加入油相中形成高内相乳液，将其倒入直径为5.4mm，长度为120mm的滤棒成型模具中，通氮气10min后密封。随后将其放入1.3×10¹⁵Bq⁶⁰Co源中，剂量率为36Gy/min，照射时间为48h。

将所得的固体产物，置于过量的乙二胺溶液中50℃反应24h，分别用水和乙醇分别抽提24小时，在真空烘箱中干燥。所得产物在70℃下浸泡于含有树苔浸膏的聚合物溶液中(聚合物溶液为聚己内酯和聚乙二醇的混合物，混合比例为5:1)，浸泡时间为48h，浸泡后冷却至常温即可。

实施例5

先配置油相，油相的组成为6ml甲基丙烯酸缩水甘油酯，2ml甲基丙烯酸甲酯，0.5ml双甲基丙烯酸乙二醇酯，4g修饰剂改性的二氧化硅纳米粒子。

然后配置水相，水相的组成为64ml水、0.5g氯化钙。

在500rpm高速搅拌下，将水相缓慢加入油相中形成高内相乳液，将其倒入直径为7.7mm、长度为144mm的滤棒成型模具中，通氮气10min后密封。随后将其放入1.3×10¹⁵Bq⁶⁰Co源中，剂量率为36Gy/min，照射时间为24h。

将所得的固体产物，置于过量的乙二胺溶液中50℃反应24h，分别用水和乙醇分别抽提24小时，在真空烘箱中干燥。所得产物在70℃下浸泡于含有紫苜蓿提取物的聚合物溶液中(聚合物溶液为聚己内酯和聚乙二醇的混合物，混合比例为5:2)，浸泡时间为48h，浸泡后冷却至常温即可。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内，因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种具有持香功能的新型滤棒的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

1)配置油相，所述油相的组成为：2～8ml的甲基丙烯酸缩水甘油酯，0～3ml的甲基丙烯酸甲酯，0～3ml的丙烯酸2-乙基己基酯，0～3ml的亲水性单体丙烯酸，0.5～5ml的交联剂及1～10g的粒子乳化剂；

2)配置水相，所述水相的组成为：40～90ml的水及0.1～1.5g的无机盐；

3)在500～700rpm下，将水相缓慢加入油相中形成高内相乳液，将所述高内相乳液转移至滤棒模具中，通氮气10～20min后密封；

4)将上述装有高内相乳液的模具放入1.3×10¹⁵Bq⁶⁰Co源中，剂量率为20～80Gy/min，照射时间为24～48h；

5)将步骤4)的产物，分别用水和乙醇抽提24小时，在真空烘箱中干燥；

6)将步骤5)干燥后的产物在60～80℃下浸泡于含有香精香料的聚合物溶液中，浸泡时间为24～48h，浸泡后冷却至常温，即得到具有持香功能的新型滤棒；

所述粒子乳化剂为表面采用修饰剂改性的二氧化硅纳米粒子；

所述修饰剂为将油酸中的双键打开生成双羟基，然后再与丙烯酸进行酯化反应制备的可聚合修饰剂。

2.根据权利要求1所述的具有持香功能的新型滤棒的制备方法，其特征在于，所述交联剂为双甲基丙烯酸乙二醇酯、三甲基丙烯酸三羟甲基丙烷酯或丙三醇三(α-甲基丙烯酸)酯中的一种或一种以组合。

3.根据权利要求1所述的具有持香功能的新型滤棒的制备方法，其特征在于，所述无机盐为氯化钙、氯化钠或硫酸镁中的一种。

4.根据权利要求1所述的具有持香功能的新型滤棒的制备方法，其特征在于，所述含有香精香料的聚合物溶液中的香精香料为薄荷醇、陈皮提取物、树苔浸膏、紫苜蓿提取物或枫槭浸膏。

5.根据权利要求1所述的具有持香功能的新型滤棒的制备方法，其特征在于，所述含有香精香料的聚合物溶液中的聚合物为在60～80℃，按重量比为5:0～0:5混合的聚己内酯和聚乙二醇的混合物。