CN111955782B - 一种烟用爆珠及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于卷烟技术领域，公开了一种烟用爆珠及制备方法；该烟用爆珠，由壁材和芯材组成，所述壁材重量百分比为5‑20%，所述芯材重量百分比为80‑95%；该烟用爆珠的制备方法该方法包含将壁材溶于有机溶剂中，形成成形液；用滴管将芯材滴入成形液中；并施加光照的步骤；本发明以两亲性嵌段结构的光固化树脂为壁材，在水和有机溶剂界面处即水滴表面，自组装包覆水滴，实现超分子组装，得到的爆珠壁材为数个分子厚度，尺寸在纳米到微米范围，进而使得包裹的芯材含量更多，载液率更高。

Description

一种烟用爆珠及制备方法

技术领域

本发明属于卷烟技术领域，具体涉及一种烟用爆珠及制备方法。

背景技术

烟用爆珠属于烟草添加剂，是一种内包液体的小胶珠。用于卷烟滤嘴中，破裂后内包液体流出，起到丰富卷烟香味的作用。

“爆珠添加”技术是一种重要的卷烟加香技术。国际上主要烟草企业采用该技术的目的是通过爆珠内所含的香精给混合型卷烟赋香，所赋香味主要集中为薄荷香、水果香（蓝莓、苹果等）、可可香等传统香型。在欧美地区，市场接受程度较高的爆珠卷烟大多为薄荷爆珠，例如菲莫公司旗下的万宝路、英美烟草公司旗下的luckyStrike、PallMall。在亚洲市场，日本烟草和韩国烟草在传统薄荷香的基础上，推出了荷兰香、苹果香、蓝莓香、柠檬薄荷香、可可香等创新口味，在细分市场受到追捧。

与国际市场不同，“爆珠添加”技术在我国不但是一种丰富卷烟香气的技术手段，更是中式卷烟品类构建的重要支撑。中式卷烟的采用“爆珠添加”技术不但是为了给卷烟赋香，立体化卷烟香型品类，同时还具备卷烟吸食过程保润增湿、降焦减害的作用。此外，中国独特的文化资源和自然资源禀赋也为“爆珠添加”技术注入了新的内涵。国内市场准产在销的爆珠香型除了国际上普遍的薄荷香、水果香外，还有独特的酒香（白酒、威士忌、香槟）、药香（蜂王浆、本草、人参皂素、石斛）、茶香、花香（玫瑰、牡丹）和其他香（可可香、咖啡香、糯米、龙涎香、香润珠）。

从国内外爆珠烟的现状及发展趋势看，爆珠烟的需求量呈明显上升趋势，但目前市场应用的爆珠烟均为包油型爆珠，包水型爆珠尚属于市场空白。卷烟烟气中的含水率是衡量烟气润感的一项重要指标。尤其在干燥气候条件下，烟丝水分散失较快，主流烟气水分偏低，抽吸时刺激性偏大、干燥感明显，易引起抽吸者口腔生痰，从而降低了卷烟抽吸的舒适度。包裹水溶性香精的爆珠，挤爆后，既可以给予香烟特殊的香味，又可以提高烟气水分的含量，一举两得。

申请号CN201811372831.6的发明专利公开了一种以疏水性聚合物溶液与水经同轴滴头滴出包裹香精水溶液，然后经溶剂萃取法成形的制备方法；CN201910618056.6采用同轴3喷头用蜡和光敏性树脂两层胶皮滴制水爆珠。然而采用同轴滴制成型的方法制备得到的爆珠壁材厚度在数百微米到毫米的范围，存在壁材偏厚、载液率低的问题，同时同轴滴制加工法对胶层溶液粘度要求高、工艺难控制。为此，一种壁材适中、载液率高，加工更方便的烟用爆珠制备方法是目前行业内急需的。

发明内容

基于背景技术的问题，本发明提供一种烟用爆珠及制备方法，通过采用本发明制备方法，得到的烟用爆珠壁薄、载液率高，同时生产工艺简单，设备成本低。

本发明的原理是利用两亲性嵌段结构的光固化树脂实现包覆香精水溶液制成水爆珠。该树脂的特点是具有两亲性，嵌段结构，疏水亲水性适中；其疏水链段能溶于有机溶剂中，而无法在水中伸展溶解；亲水链段能溶于水中，但是在有机溶剂中无法伸展溶解。该两亲性光固化树脂能在水和有机溶剂界面处聚集并自组装成包裹水滴的球形；包裹以后，光照，使其固化。

为达到上述目的，本发明采用的第一个技术方案为：

一种烟用爆珠，由壁材和芯材组成，所述壁材重量百分比为5-20%，所述芯材重量百分比为80-95%。

进一步的，所述壁材为两亲性光固化树脂，具有嵌段结构。

进一步的，所述两亲性光固化树脂选自环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸树脂、聚酯丙烯酸树脂、氨基丙烯酸树脂中任一种或多种，根据各两亲性光固化树脂的交联密度、交联后树脂强度、壁材厚度等决定如何复配所述两亲性光固化树脂。

进一步的，所述芯材为含有光敏剂的香精水溶液。

进一步的，所述光敏剂为水溶性，质量百分比浓度为0.01-0.1%。

进一步的，所述光敏剂包含姜黄素类、核黄素类，醌类化合物和补骨脂素等天然光敏剂，卟啉类化合物，阳离子卟啉化合物，细菌叶绿素衍生物，酞菁及其衍生物，亚甲蓝和吩噻嗪类化合物，四碘荧光素，以及其他市售水溶性光敏剂产品中任一种或多种。

本发明采用的第二个技术方案为：

一种制备烟用爆珠的方法，该方法包含以下步骤：

将壁材溶于有机溶剂中，弱极性的有机溶剂作为光固化树脂的分散剂，光固化树脂分散在其中后形成成形液；

芯材为香精水溶液，加入少量水溶性光敏剂用于引发树脂的交联固化，用滴管将芯材滴入成形液中，因水与成形液的有机溶剂不相容，水滴保持球形；分散在成形液中的两亲性光固化树脂，在热力学动力的驱使下，向水滴和有机溶剂的界面处聚集，并因界面张力、分子链段之间的相互作用等发生自组装形成包裹芯材水滴的球形；以及

施加光照，使光敏剂引发树脂固化。

进一步的，所述有机溶剂为能够溶解壁材两亲性光固化树脂的溶剂，包含但不限于乙酸乙酯、邻苯二甲酸二丁酯、戊烷、己烷、辛烷、溶剂汽油、苯、甲苯、二甲苯、氯苯、二氯苯、二氯甲烷中任一种或多种。

进一步的，所述有机溶剂的密度与芯材密度相近，均为0.7~1.3 g/cm³。

进一步的，所述滴管包含但不限于普通滴管、定量注射器中任一种。由于滴管成本极低，为了提高生产效率，可以多组滴管同时滴液，滴管滴落的芯材一滴的体积为0.2~2ml。

本发明还公开了一种采用上述方法制备得到的烟用爆珠。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1. 本发明的烟用爆珠以两亲性嵌段结构的光固化树脂为壁材，在水和有机溶剂界面处即水滴表面，自组装包覆水滴，实现超分子组装，得到的爆珠壁材为数个分子厚度，尺寸在纳米到微米范围，进而使得包裹的芯材含量更多，载液率更高；

2.本发明采用滴管进行滴液，不经同轴滴头，使得壁材粘度不受限制；同时滴管可定制，成本更低，操作更方便；也可多组滴头同时滴液，提高滴制效率；

3. 本发明所使用的壁材两亲性嵌段结构的光固化树脂品种多，可选择范围大；

4. 本发明制备方法中以多个容器分装成形液，组成循环流水线，接受芯材液滴后，各成形液容器顺序移动进入曝光区进行固化定形，曝光等待时间可随时调节，有利于提高产品质量及稳定性；

5. 本发明使用的成形液经补充光活性树脂后，可反复使用，经济环保；

6. 本发明的加工条件为常温，不需要消耗热能，节能环保。

具体实施方式

为了进一步了解本发明，下面结合具体实施例对本发明方法和效果做进一步详细的说明。有必要在此指出的是本实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术熟练人员可以根据上述本发明的内容作出一些非本质的改进和调整。

本发明对所制备的烟用爆珠进行载液率和壁材厚度的测量方法为：

（一）爆珠载液率测量与计算

随机选取大小规格相同的10颗水爆珠，称取总质量w1；选取一张干净的滤纸，称取其质量w2；称取称量瓶质量w3；用滤纸将10颗爆珠包裹好（防止外溅），充分捏碎后，打开滤纸，将爆珠连同滤纸一并放入称量瓶；将称量瓶置于干燥箱中，于105℃干燥至恒重；取出称量瓶，连瓶称取剩余物恒重质量w4。

载液率放入计算公式为：

（二）爆珠壁材厚度测量与计算

用烟用胶囊综合检测仪（CTS-Ⅱ）测量爆珠外径D1，计算得外半径（标准球体）

；

计算单个爆珠包裹液质量w5：

；

用折光密度仪测得包裹液密度ρ，计算包裹液体积：

；

根据球体体积公式

，计算包裹液（标准球体）半径

；

则爆珠壁材厚度=R1-R2。

实施例1

一种烟用爆珠，由壁材和芯材组成，所述壁材重量百分比为5-20%，所述芯材重量百分比为80-95%。

具体来说，所述壁材为两亲性光固化树脂，具有嵌段结构；所述芯材为含有光敏剂的香精水溶液，其中，所述光敏剂为水溶性，质量百分比浓度为0.01-0.1%。

实施例2

两亲性光固化树脂选自环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸树脂、聚酯丙烯酸树脂、氨基丙烯酸树脂中任一种或多种，根据各两亲性光固化树脂的交联密度、交联后树脂强度、壁材厚度等决定如何复配所述两亲性光固化树脂。

光敏剂包含姜黄素类、核黄素类，醌类化合物和补骨脂素等天然光敏剂，卟啉类化合物，阳离子卟啉化合物，细菌叶绿素衍生物，酞菁及其衍生物，亚甲蓝和吩噻嗪类化合物，四碘荧光素，以及其他市售水溶性光敏剂产品等。

实施例3

一种制备烟用爆珠的方法，该方法包含以下步骤：

将壁材溶于有机溶剂中，弱极性的有机溶剂作为光固化树脂的分散剂，光固化树脂分散在其中形成成形液；

芯材为香精水溶液，加入少量水溶性光敏剂用于引发树脂的交联固化；用滴管将芯材滴入成形液中，因水与成形液的有机溶剂不相容，水滴保持球形。分散在成形液中的两亲性光固化树脂，在热力学动力的驱使下，向水滴和有机溶剂的界面处聚集，并因界面张力、分子链段之间的相互作用等发生自组装形成包裹芯材水滴的球形；以及

施加光照，使光敏剂引发树脂固化。

实施例4

有机溶剂为能够溶解壁材两亲性光固化树脂的溶剂，根据相似相溶原料，有机溶剂包含但不限于乙酸乙酯、邻苯二甲酸二丁酯、戊烷、己烷、辛烷、溶剂汽油、苯、甲苯、二甲苯、氯苯、二氯苯、二氯甲烷中任一种或多种，且有机溶剂的密度与芯材密度相近，均为0.7~1.3 g/cm³，有机溶剂的密度与各溶剂的混合体积比相关。

实施例5

滴管包含但不限于普通滴管、定量注射器中任一种。为了提高生产效率，可以多组滴管同时滴液，滴管滴落的芯材一滴的体积为0.2~2ml。

实施例6

一种烟用爆珠及其制备方法：

将壁材环氧棕榈油丙烯酸酯溶于体积比为1:1的辛烷和二氯甲烷混合有机溶剂中，分散成浓度为5%的成形液；

将质量百分比浓度为0.01%的商品光敏剂2959溶于精油水溶液中，用滴管将芯材滴入成形液中，滴管滴落一滴芯材体积为1ml；

施加光照，使光敏剂引发壁材固化定形得到直径为0.61cm的水爆珠，壁材厚度230μm，载液率为95%。

实施例7

一种烟用爆珠及其制备方法：

将壁材环氧棕榈油丙烯酸酯、棕榈油基聚氨酯丙烯酸酯以2：3质量比混合，溶于体积比为1:1的辛烷和二氯甲烷的混合有机溶剂中，分散成浓度为10%的成形液；

将质量百分比浓度为0.02%的商品光敏剂2959溶于精油水溶液中，用滴管将芯材滴入成形液中，滴管滴落一滴芯材体积为0.8ml；

施加光照，使光敏剂引发壁材固化定形得到直径为0.48cm的水爆珠，壁材厚度453μm，载液率为90%。

实施例8

一种烟用爆珠及其制备方法：

将壁材聚二甲基硅氧烷聚氨酯丙烯酸酯溶于体积比为1:1的辛烷和二氯甲烷混合有机溶剂中，分散成浓度为15%的成形液；

将质量百分比浓度为0.03%的商品光敏剂2959溶于精油水溶液中，用滴管将芯材滴入成形液中，滴管滴落一滴芯材体积为0.4ml；

施加光照，使光敏剂引发壁材固化定形得到直径为0.24cm的水爆珠，壁材厚度539μm，载液率为87%。

实施例9

一种烟用爆珠及其制备方法：

将壁材环氧棕榈油丙烯酸酯、棕榈油基聚氨酯丙烯酸酯、聚己内酯丙烯酸树脂以2：2：1质量比混合，溶于体积比为1:1:0.6的辛烷、二氯甲烷和乙酸乙酯的混合有机溶剂中，分散成浓度为12%的成形液；

将质量百分比浓度为0.1%的商品光敏剂2959和苯并卟啉单酸环A溶于精油水溶液中，用滴管将芯材滴入成形液中，滴管滴落一滴芯材体积为1.2ml；

施加光照，使光敏剂引发壁材固化定形得到直径为0.72cm的水爆珠，壁材厚度584μm，载液率为92%。

实施例10

一种烟用爆珠及其制备方法：

将壁材聚二甲基硅氧烷聚氨酯丙烯酸酯、环氧棕榈油丙烯酸酯、棕榈油基聚氨酯丙烯酸酯以2：1：1质量比混合，溶于体积比为1:2的辛烷和乙酸乙酯的混合有机溶剂中，分散成浓度为11%的成形液；

将质量百分比浓度为0.1%的姜黄素溶于精油水溶液中，用滴管将芯材滴入成形液中，滴管滴落一滴芯材体积为0.5ml；

施加光照，使光敏剂引发壁材固化定形得到直径为0.34cm的水爆珠，壁材厚度121μm，载液率为94%。

从上述实施例可看出，本发明采用两亲性嵌段结构的光固化树脂作为烟用爆珠的壁材，在水和有机溶剂界面处即水滴表面自组装包覆水滴，实现超分子组装，得到的爆珠壁材为数个分子厚度，尺寸在纳米到微米范围，提高了爆珠的载液率。

以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，但本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (6)

1.一种制备烟用爆珠的方法，其特征在于，该方法包含以下步骤：

将壁材溶于有机溶剂中，形成成形液；

用滴管将芯材滴入成形液中；以及

施加光照；

该烟用爆珠由壁材和芯材组成，所述壁材重量百分比为5-20%，所述芯材重量百分比为80-95%；

其中，所述壁材为两亲性光固化树脂，具有嵌段结构，选自环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸树脂、聚酯丙烯酸树脂、氨基丙烯酸树脂中任一种或多种；

所述芯材为含有光敏剂的香精水溶液，所述光敏剂为水溶性，质量百分比浓度为0.01-0.1%。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述光敏剂包含但不限于姜黄素类、核黄素类、醌类化合物，补骨脂素、卟啉类化合物、阳离子卟啉化合物、细菌叶绿素衍生物、酞菁及其衍生物，亚甲蓝和吩噻嗪类化合物，四碘荧光素，以及其他市售水溶性光敏剂产品。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述有机溶剂包含但不限于乙酸乙酯、邻苯二甲酸二丁酯、戊烷、己烷、辛烷、溶剂汽油、苯、甲苯、二甲苯、氯苯、二氯苯、二氯甲烷中任一种或多种。

4.如权利要求1或3所述的方法，其特征在于，所述有机溶剂的密度与芯材密度均为0.7~1.3 g/cm³。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述滴管包含但不限于普通滴管、定量注射器中任一种。

6.一种采用权利要求1-5任一所述方法制备得到的烟用爆珠。