CN112030605A - 一种用于卷烟纸的微生物多糖阻燃涂料及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于卷烟纸的微生物多糖阻燃涂料，基于微生物多糖阻燃涂料的质量百分比，其包括：1.0％～20.0％的阻燃剂；0.5％～10.0％的微生物多糖；和溶剂。本发明还公开了微生物多糖阻燃涂料的制备方法及其用于卷烟纸上作为阻燃带的应用。本发明利用微生物多糖的增粘和凝胶特性，结合阻燃剂制备微生物多糖阻燃涂料，涂布在卷烟纸表面，干燥后形成膜状物质，微生物多糖和阻燃剂二者协同作用制成阻燃涂布带，可阻止氧气向烟丝区域扩散，使卷烟缺少氧气而熄灭。同时，微生物多糖类物质能够调节卷烟的吸味，保持卷烟吸味不受影响。本发明制备的低引燃倾向卷烟纸能够保证在抽吸时卷烟持续燃烧，不抽吸时卷烟在阻燃带处自然熄灭，且不影响卷烟吸味。
Description
技术领域
本发明属于烟草行业的卷烟纸加工技术领域，具体涉及一种用于卷烟纸的微生物多糖阻燃涂料及其制备方法和应用。
背景技术
随着人们烟草危害意识的升级，人们不仅关注卷烟产品对人体所产生的直接危害，而且还越来越多地关注卷烟引起的火灾对人类生活带来的间接影响。为了降低卷烟引起火灾的风险，世界上一些国家或地区相继颁布相关法律法规要求卷烟应具有防火安全性能，这类卷烟通常被称为低引燃倾向(Lower Ignition Propensity，LIP或者ReducedIgnition Propensity,RIP)卷烟，能够在非抽吸状态下自行熄灭。
LIP卷烟可以通过卷烟纸表面涂布阻燃带、双层卷烟纸以及浆内加填等技术得以实现，加阻燃带的方式操作简单、易于生产控制、对卷烟制造工艺影响小，应用较多。目前，一些低引燃倾向卷烟纸的阻燃带由于其自身的成分，在起到阻燃作用的同时会对卷烟感官特性具有负面影响，导致卷烟的吸味变差。
低引燃倾向卷烟是国内外烟草行业关注的热点领域，如何使其在满足低引燃功能的同时，还能保证对卷烟纸及香烟的其他性能无明显影响，是人们所希望的。为了解决上述问题，提出本发明。
发明内容
本发明的目的在于提供一种含微生物多糖的低引燃倾向卷烟纸及其制备方法，该低引燃倾向卷烟纸能够保证在抽吸时卷烟持续燃烧，不抽吸时卷烟在阻燃带处自然熄灭，且不影响卷烟吸味。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
本发明第一方面提供一种用于卷烟纸的微生物多糖阻燃涂料，基于所述微生物多糖阻燃涂料的质量百分比，其包括：
1.0％～20.0％的阻燃剂；
0.5％～10.0％的微生物多糖；和
溶剂。
优选地，所述阻燃剂选自磷酸二氢钾、磷酸二氢铵或聚磷酸铵中的一种或几种。
优选地，所述的微生物多糖选自黄原胶、结冷胶、葡聚糖、普鲁兰多糖、α -环糊精或β-环糊精中的一种或几种。
优选地，所述溶剂选自水。
本发明第二方面提供一种所述微生物多糖阻燃涂料的制备方法，其包括以下步骤：
(1)将阻燃剂分散溶解在水中，得到阻燃剂水溶液；
(2)在搅拌条件下，将微生物多糖加入到步骤(1)中得到的阻燃剂水溶液中，继续搅拌混合，得到用于卷烟纸的微生物多糖阻燃涂料。
本发明第三方面提供一种所述微生物多糖阻燃涂料的应用，采用施胶机将所述微生物多糖阻燃涂料涂覆在卷烟纸上形成阻燃带，烘干，得到具有阻燃带的低引燃倾向卷烟纸。
优选地，每张卷烟纸上至少有2条所述阻燃带，相邻两条所述阻燃带之间间距为20～25mm，所述阻燃带宽度5～8mm。
优选地，所述阻燃带上所述微生物多糖阻燃涂料的涂布量为0.5～10g/m2。
本发明第四方面提供一种具有阻燃带的低引燃倾向卷烟纸，其包括卷烟纸本体1以及位于卷烟纸本体1上的阻燃带2；
所述卷烟纸本体1上至少具有2条所述阻燃带2，相邻两条所述阻燃带2之间间距为20～25mm，所述阻燃带2宽度5～8mm；
所述卷烟纸卷制成烟支后，靠近烟支点燃端的阻燃带2距离点燃端10～25mm。
本发明中所述的低引燃倾向卷烟纸是指：参照ASTM E2187-09的测试方法，取40支卷烟样品点燃后水平置于10层叠加的滤纸层上，自行燃烧，观察卷烟燃烧至阻燃带处的熄灭情况并记录自动熄灭率，当自动熄火率≥75％(或者完全燃烧卷烟比例＜25％)时，则该卷烟为低引燃倾向卷烟。
上述制备方法中所用的原料均为食品级产品。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、本发明使用的磷酸二氢钾、磷酸二氢铵、聚磷酸铵阻燃剂具有水溶性，属于磷系阻燃剂，具有阻燃效率高以及与高分子材料相容性好等优点，在燃烧热解时会生成更趋稳定的交联状固态熔融物质与碳化层。所形成的不易燃烧层，可以隔开热源，阻止聚合物进一步分解，从而阻断燃烧。
2、本发明利用微生物多糖的增粘和凝胶特性，结合阻燃剂制备微生物多糖阻燃涂料，涂布在卷烟纸表面，干燥后形成膜状物质，微生物多糖和阻燃剂二者协同作用制成阻燃涂布带(阻燃带)，可阻止氧气向烟丝区域扩散，使卷烟缺少氧气而熄灭。结合阻燃剂的作用，双方面熄灭卷烟。除此之外，本发明选用的微生物多糖类物质能够调节卷烟的吸味，保持卷烟吸味不受影响。本发明制备的低引燃倾向卷烟纸能够保证在抽吸时卷烟持续燃烧，不抽吸时卷烟在阻燃带处自然熄灭，且不影响卷烟吸味。
3、微生物多糖是利用生物技术开发的新型发酵产品，生产周期短、产量高、成本低、质量稳定，目前产业化的主要有黄原胶、结冷胶、葡聚糖、普鲁兰多糖等，可广泛应用于石油、化工、医疗、食品、制药保健等多个领域。微生物多糖具有增粘和凝胶特性，成膜性较好，用于卷烟纸可适当降低透气度和扩散率，有利于卷烟的阻燃控制。本发明首次将微生物多糖和阻燃剂组合制备用于卷烟的阻燃涂料，制备得到的低引燃倾向卷烟自动熄灭率均＞90％，满足低引燃倾向的要求，且与不含阻燃带的原卷烟对比，阻燃带对吸味影响较小，本发明制备的低引燃倾向卷烟纸能够保持原有卷烟的吸味。
附图说明
图1为本发明制备的含微生物多糖阻燃带卷烟纸示意图；
图2为采用图1锁死阻燃卷烟纸的卷烟示意图。
附图标记说明：1-卷烟纸本体；2-阻燃带。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细描述，本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过购买获得的常规产品。
实施例1
在14.25kg水中边搅拌边加入750g磷酸二氢钾，至完全溶解后，再缓慢加入90g黄原胶，高速搅拌至完全溶解，制备成阻燃混合涂料；然后利用施胶机将涂料涂布在卷烟纸表面阻燃带位置，涂布量为4g/m2，烘干后，分切成盘，再在卷烟机上卷成烟支。
卷烟由两个阻燃带组成，见图1和图2，阻燃带宽5mm，两阻燃带间距20mm，靠近点燃端的阻燃带距离点燃端16mm。参照ASTM E2187-09的测试方法，取 40支卷烟样品点燃后水平置于10层叠加的滤纸层上，自行燃烧，观察卷烟燃烧至阻燃带处的熄灭情况并记录自动熄灭率，当自动熄火率≥75％(或者完全燃烧卷烟比例＜25％)时，则该卷烟为低引燃倾向卷烟。采用该实施例制备的卷烟测定结果见表1。由专业评吸师按照标准方法对卷烟样品品质进行评价，同时将未涂布有阻燃带的卷烟纸卷烟也进行对比评吸，结果表明采用本发明的阻燃带卷烟能保持原有卷烟的吸味。
实施例2
在14.25kg水中边搅拌边加入750g磷酸二氢铵，至完全溶解后，再缓慢加入75g结冷胶，高速搅拌至完全溶解，制备成阻燃混合涂料；然后利用施胶机将涂料涂布在卷烟纸表面阻燃带位置，涂布量为3g/m2。烘干后，分切成盘，再在卷烟机上卷成烟支。
重复实施例1的测试方法，评价卷烟的吸味，与原卷烟相比，该阻燃带卷烟对吸味影响较小，观察卷烟的熄灭率，结果见表1。
实施例3
在14kg水中边搅拌边加入1kg磷酸二氢钾，至完全溶解后，再缓慢加入100g 葡聚糖和50g黄原胶，高速搅拌至完全溶解，制备成阻燃混合涂料；然后利用施胶机将涂料涂布在卷烟纸表面阻燃带位置，涂布量为5g/m2。烘干后，分切成盘，再在卷烟机上卷成烟支。
重复实施例1的测试方法，评价卷烟的吸味，与原卷烟相比，该阻燃带卷烟对吸味影响较小，观察卷烟的熄灭率，结果见表1。
表1
以上实施例采用本发明的方法制备的卷烟自动熄灭率均＞90％，满足低引燃倾向的要求，且与不含阻燃带的原卷烟对比，阻燃带对吸味影响较小，表明本发明制备的低引燃倾向卷烟纸能够保持原有卷烟的吸味。
Claims (9)
1.一种用于卷烟纸的微生物多糖阻燃涂料，其特征在于，基于所述微生物多糖阻燃涂料的质量百分比，其包括：
1.0％～20.0％的阻燃剂；
0.5％～10.0％的微生物多糖；和
溶剂。
2.根据权利要求1所述微生物多糖阻燃涂料，其特征在于，所述阻燃剂选自磷酸二氢钾、磷酸二氢铵或聚磷酸铵中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述微生物多糖阻燃涂料，其特征在于，所述的微生物多糖选自黄原胶、结冷胶、葡聚糖、普鲁兰多糖、α-环糊精或β-环糊精中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述微生物多糖阻燃涂料，其特征在于，所述溶剂选自水。
5.一种权利要求1所述微生物多糖阻燃涂料的制备方法，其特征在于，其包括以下步骤：
(1)将阻燃剂分散溶解在水中，得到阻燃剂水溶液；
(2)在搅拌条件下，将微生物多糖加入到步骤(1)中得到的阻燃剂水溶液中，继续搅拌混合，得到用于卷烟纸的微生物多糖阻燃涂料。
6.一种权利要求1所述微生物多糖阻燃涂料的应用，其特征在于，采用施胶机将所述微生物多糖阻燃涂料涂覆在卷烟纸上形成阻燃带，烘干，得到具有阻燃带的低引燃倾向卷烟纸。
7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，每张卷烟纸上至少有2条所述阻燃带，相邻两条阻燃带之间间距为20～25mm，所述阻燃带宽度5～8mm。
8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述阻燃带上所述微生物多糖阻燃涂料的涂布量为0.5～10g/m2。
9.一种具有阻燃带的低引燃倾向卷烟纸，其特征在于，其包括卷烟纸本体(1)以及位于卷烟纸本体(1)上的阻燃带(2)；
所述卷烟纸本体(1)上至少具有2条所述阻燃带(2)，相邻两条所述阻燃带(2)之间间距为20～25mm，所述阻燃带(2)宽度5～8mm；
所述卷烟纸卷制成烟支后，靠近烟支点燃端的阻燃带(2)距离点燃端10～25mm。
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2020
- 2020-09-02 CN CN202010911360.2A patent/CN112030605A/zh active Pending
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