CN112438428A - 一种烟用爆珠及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种烟用爆珠，利用低沸点溶剂油以及石蜡加入高分子材料溶体，降低整个高分子壁材混合体系的熔点，混合体系加入配备同轴双层滴头的滴丸机上，滴头内芯通道输送水溶性液体，外层通道输送外皮高分子材料及石蜡胶液。内芯通道的水溶液和外壁通道的高分子壁材在同轴双层滴头相遇，滴入至成型液中形成“油包水”型同心球形液滴，经成型液冷却得半成品，半成品通过风干、脱溶、硬化，经筛网分离即可得到包裹水的烟用爆珠成品。采用本发明制得的爆珠不仅解决了行业内同类型爆珠壁材偏厚，壁材熔点低、强度低，有效芯材含量少，在卷烟中有效成分释放量小的缺陷，同时还解决了在加工、贮存和运输等过程中易出现破碎、软化变形的问题。
Description
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的制备方法以及采用该制备方法制得的烟用爆珠。
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，在吸烟前用手指或者牙齿捏合滤嘴，爆珠破裂后使内包液体流出，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”技术在我国不仅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。由爆珠的内包液体性质不同可分为包油型爆珠和包水型爆珠，分别简称为“油爆珠”和“水爆珠”。目前市场应用的爆珠烟均采用油爆珠，水爆珠尚属于市场空白。
包水型爆珠是一种芯材为水或者水溶液体系的的爆珠，可以大大增加烟用爆珠的功能和范围。专利申请号为201810989547的发明专利申请，公开了一种蜡烟用爆珠及其制备方法，该烟用爆珠由50-75份重量份的外皮和25-50重量份的内芯组成，存在外皮重量占比高，壁材偏厚，成本较高，有效的芯材占比少，在卷烟中有效成分释放量太小的缺点，同时还存在珠体强度不高的问题。专利号CN201410428708的发明专利，公开了一种以水及亲水性物质为芯材的烟用水囊及其制备方法，所述水囊由20-50份的水囊壁材和50-80重量份的芯材组成，可以看到该水囊也明显存在壁材偏厚，强度不高，易破碎的缺点。
基于上述分析，一种壁材适中，壁材熔点高、强度高、原料成本低，有效芯材含量充足，在卷烟中有效成分释放量大，同时在加工、贮存和运输等过程中不易破碎、软化变形的烟用爆珠产品是目前行业内急需的。
发明内容
鉴于上述不足，本发明公开了一种烟用爆珠的制备方法以及采用该制备方法制得的烟用爆珠，能有效解决目前行业内爆珠壁材偏厚，壁材熔点不高，强度不高，原料成本高，有效芯材含量少，在卷烟中有效成分释放量小，在加工、贮存和运输等过程中易出现破碎、软化变形的问题。
本发明的原理是利用疏水性材料与水不相溶的原理，将加热熔化状态的壁材与水通过同轴双层滴头装置，滴入成型液中，在表面张力作用下，水性溶液被熔融的壁材液包裹形成“油包水”型球形液滴，液滴内部为水性溶液，外壁为熔融的外皮疏水性材料。疏水性高分子材料强度高，是一种较好的水爆珠壁材。为了降低水爆珠中壁材与芯材的质量比，调节高分子熔点，优化爆珠成型工艺并达到理想的包水效果，本发明在壁材高分子配方中添加了部分石蜡油与溶剂油。这是本发明区别于现有技术的创新点，并且由于石蜡油与溶剂油的添加，实现了优化成型工艺，提高水爆珠质量的目的，因而具有明显的实用性。当壁材与芯材的比例达到3:1以上时，在滴制过程中才能够形成完整包裹的球形材料，这也就导致如果壁材全部采用不挥发性材料，最终的爆珠的壁材质量占爆珠总质量的比例至少要达到75%。
本技术中，在制备壁材中加入了溶剂油，在制备壁材时，溶剂油为液态，但是制备成型后溶剂油挥发脱除，只剩下不会挥发的高分子材料和石蜡，壁材占比会大大降低。石蜡与溶剂油的加入，还可以降低壁材的熔点，便于生产和节约能源。原高分子材料的熔点太高，无法上机操作实现包裹。加入石蜡与溶剂油的壁材，熔点可降低至80-90℃。其次，可以大幅提高爆珠成型的比例，降低爆珠固化过程的条件要求，便于产业化。高分子材料随着温度降低时的凝固过程缓慢，不能快速成型，且需要在低温成型液中才能部分成型。导致爆珠得率低，不便于生产。加入石蜡和溶剂油后，在室温下即可实现固化，对成型液要求不高，便于生产。最终为爆珠提供可靠的稳定性，制得的爆珠外皮，脱除溶剂油后，熔点大于150℃，常温贮存、运输等过程，不会出现软化变形现象。
本发明是通过如下手段实现的：
一种烟用爆珠，由壁材与芯材制成，所述壁材重量百分比为10-20%，所述芯材重量百分比为80-90%。
进一步的，所述壁材为疏水性材料。
进一步的，所述疏水性材料选自高分子材料、石蜡、溶剂油三种物质混合制得。
进一步的，所述高分子材料重量百分比为5-30%，所述石蜡重量百分比为5-30%，所述溶剂油重量百分比为50-80%。
进一步的，所述高分子材料选自聚乙烯、异丙胶、热塑橡胶中任意一种。
进一步的，所述石蜡选自固体石蜡、微晶石蜡或蜂蜡中任意一种。
进一步的，所述溶剂油选自C5-C15中任意一种。
进一步的，芯材为水溶性溶液。
进一步的，所述水溶性材料选自水、丙二醇、丙三醇、山梨醇、香料、香精、食品添加剂、功能性液体中的一种或多种。
一种烟用爆珠的制备方法，包括如下步骤：
（1）制备壁材：按照所述原料对壁材进行配置，将壁材在搅拌下，加热回流0.5-1.5h，随后恒温静置0.5h，得壁材溶液备用；
（2）投料：先将芯材常温装入滴丸机芯材贮罐中，随后将壁材溶液加入滴丸机壁材贮罐中，恒温80-90℃保存；
（3）固化分离：通过滴丸机包裹成型进入成型液中冷却固化，待爆珠成型后，将成型液与爆珠分离，随后清洗爆珠，放入爆珠风干机，脱除溶剂、筛分，选择合格爆珠，即得一种烟用爆珠。
进一步的，步骤（1）所述恒温为80-90℃。
进一步的，步骤（3）所述成型液为与壁材不相溶的极性溶剂。
进一步的，所述极性溶剂选自水、乙醇、丙二醇、甘油中任意一种或多种。
进一步的，步骤（3）所述成型液相对密度0.7-1.3。
进一步的，步骤（3）所述固化液温度为15-25℃。
本发明还公开了一种上述任一制备方法制得的烟用爆珠。
进一步的，该爆珠由10-20%重量百分比的壁材与80-90%重量百分比的芯材制成。
本发明的有益效果在于：
1、本技术方案获得的爆珠适用于包裹水溶性物质、水溶性香精香料以及水溶性天然提取物，相比于传统油爆珠，扩展了爆珠的芯材选择和在卷烟中的作用。
2、本技术方案获得的爆珠壁材厚度大大降低，芯材含量大幅提高，保证有效的水或者水溶性香精能够在卷烟中起到增加卷烟润湿度、改善卷烟口感或减少卷烟烟气有害成分的作用。
3、本技术方案获得的爆珠产品抗压强度适中，即可以保证能够在使用过程中捏爆，同时又能够保证在加工、贮存和运输、使用环节保持不变形、破裂。
4、本技术方案获得的爆珠生产工艺简单，不需要配备专门的设备，可利用现有油性爆珠的生产设备即能实现（公知设备）。对成型液的性能要求低，只需要使用常用且无害、环境友好的普通极性溶剂即可，且对成型液温度要求不高，常温下即可实现，操作简单，便于产业化。
5、本技术方案获得的爆珠，可以按常规工艺添加到卷烟滤嘴中，生产出的滤嘴也同样按常规流程在卷烟生产中进行使用。此外，该爆珠还可以用于外接过滤烟嘴使用，通过戳破爆珠，流出液体到过滤嘴中的方式，应用于卷烟抽吸。
具体实施方式
实施例1
一种烟用爆珠的制备方法
（1）制备壁材：称取重量百分比为15%的聚乙烯，重量百分比为15%的固体石蜡，重量百分比为70%的C5溶剂油，对壁材进行配置，加入加热瓶中，在搅拌下加热回流1 h至充分溶解，静置0.5h，静置过程恒温85℃，得壁材溶液备用；
（2）投料：先将85%重量百分比的水常温装入滴丸机芯材贮罐中，随后将15%重量百分比的壁材溶液加入滴丸机壁材贮罐中，恒温85℃保存；
（3）固化分离：通过滴丸机包裹成型进入相对密度1.0的水中冷却固化，固化温度为20℃，待爆珠成型后，将成型液与爆珠分离，随后清洗爆珠，放入爆珠风干机，脱除溶剂、筛分，选择合格爆珠，即得一种烟用爆珠。
实施例2
一种烟用爆珠的制备方法
（1）制备壁材：称取重量百分比为5%的热塑橡胶，重量百分比为20%的微晶石蜡，重量百分比为75%的C5溶剂油，对壁材进行配置，加入加热瓶中，在搅拌下加热回流0.5 h至充分溶解，静置0.5h，静置过程恒温80℃，得壁材溶液备用；
（2）投料：先将80%重量百分比的芯材（芯材由丙三醇、山梨醇、香料混合制成）常温装入滴丸机芯材贮罐中，随后将20%重量百分比的壁材溶液加入滴丸机壁材贮罐中，恒温80℃保存；
（3）固化分离：通过滴丸机包裹成型进入相对密度0.7的乙醇中冷却固化，固化温度为15℃，待爆珠成型后，将成型液与爆珠分离，随后清洗爆珠，放入爆珠风干机，脱除溶剂、筛分，选择合格爆珠，即得一种烟用爆珠。
实施例3
一种烟用爆珠的制备方法
（1）制备壁材：称取重量百分比为25%的异丙胶，重量百分比为25%的蜂蜡，重量百分比为50%的C15溶剂油，对壁材进行配置，加入加热瓶中，在搅拌下加热回流1.5 h至充分溶解，静置0.5h，静置过程恒温85℃，得壁材溶液备用；
（2）投料：先将90%重量百分比的芯材（由水、食品添加剂混合制成）常温装入滴丸机芯材贮罐中，随后将10%重量百分比的壁材溶液加入滴丸机壁材贮罐中，恒温90℃保存；
（3）固化分离：通过滴丸机包裹成型进入相对密度1.2的丙二醇、甘油混合溶液中冷却固化，固化温度为25℃，待爆珠成型后，将成型液与爆珠分离，随后清洗爆珠，放入爆珠风干机，脱除溶剂、筛分，选择合格爆珠，即得一种烟用爆珠。
试验例1
对本发明制得的爆珠进行性能结果评价
（1）爆珠直径范围在2.50mm -3.80mm之间，尺寸通过同轴双层滴头设备调节。（2）压力值范围在0.70KG-2.30KG之间，能够被消费者捏破且不影响加工性能。
表1爆珠性能评价
根据表1结果可知，本专利产品在生产中不产生拖尾、偏心现象，产品外观圆润。产品壁材重量占比小，有效水溶性芯材比例高。本产品稳定性较好，强度受温度变化影响不大。
试验例2
爆珠的应用及效果评价
将本发明制得的爆珠按常规工艺添加到卷烟滤嘴中，生产出的滤嘴也同样按常规流程在卷烟生产中进行使用，同时设定空白组（不添加爆珠）进行抽吸效果评价与烟气水分含量检测，具体检测结果如表2所示。
表2 爆珠直接添加到卷烟滤嘴中和添加到外接过滤烟嘴中的卷烟抽吸效果评价
根据表2结果可知，实施例1-3组的爆珠直接添加到卷烟滤嘴中，抽吸该卷烟时，能够轻松挤破爆珠，爆珠中液体流出作用于卷烟，起到改善口感、醇和烟香的作用，而未添加爆珠的香烟（空白组），抽吸时烟气偏干，口感刺辣。对烟气中水分含量进行检测发现，实施例1-3中的烟气水分含量相比空白组的香烟提高了30-40%。说明将该爆珠直接添加到卷烟滤嘴中能有效提升香烟的抽吸效果以及烟气中的水分含量，为香烟抽吸带来更舒适的感受。
而将实施例1-3的爆珠用于外接过滤烟嘴中，抽吸卷烟时，能够轻松戳破爆珠，爆珠中液体流出作用于卷烟，起到减小刺激、改善口感、醇和烟香的作用；而未添加爆珠的香烟（空白组），抽吸时烟气偏干，口感刺辣。对烟气中水分含量进行检测发现，实施例1-3中的烟气水分含量相比空白组的香烟提高了30-40%。说明将该爆珠用于外接过滤烟嘴中也能有效提升香烟的抽吸效果以及烟气中的水分含量，为香烟抽吸带来更舒适的感受。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (17)
1.一种烟用爆珠，由壁材与芯材制成，其特征在于，所述壁材重量百分比为10-20%，所述芯材重量百分比为80-90%。
2.根据权利要求1所述的爆珠，其特征在于，所述壁材为疏水性材料。
3.根据权利要求2所述的爆珠，其特征在于，所述疏水性材料由高分子材料、石蜡、溶剂油三种物质混合制得。
4.根据权利要求3所述的爆珠，其特征在于，所述高分子材料重量百分比为5-30%，所述石蜡重量百分比为5-30%，所述溶剂油重量百分比为50-80%。
5.根据权利要求3或4所述的爆珠，其特征在于，所述高分子材料选自聚乙烯、异丙胶、热塑性橡胶中任意一种。
6.根据权利要求3或4所述的爆珠，其特征在于，所述石蜡选自固体石蜡、微晶石蜡或蜂蜡中任意一种。
7.根据权利要求3或4所述的爆珠，其特征在于，所述溶剂油选自C5-C15中任意一种。
8.根据权利要求1所述的爆珠，其特征在于，所述芯材为水溶性溶液。
9.根据权利要求8所述的爆珠，其特征在于，所述水溶性材料选自水、丙二醇、丙三醇、山梨醇、香料、香精、食品添加剂、功能性液体中的一种或多种。
10.一种根据权利要求1~9所述任一烟用爆珠的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
（1）制备壁材：按照所述原料对壁材进行配置，将壁材在搅拌下，加热回流0.5-1.5h，随后恒温静置0.5h，得壁材溶液备用；
（2）投料：先将芯材常温装入滴丸机芯材贮罐中，随后将壁材溶液加入滴丸机壁材贮罐中，恒温80-90℃保存；
（3）固化分离：通过滴丸机包裹成型进入成型液中冷却固化，待爆珠成型后，将成型液与爆珠分离，随后清洗爆珠，放入爆珠风干机，脱除溶剂、筛分，选择合格爆珠，即得一种烟用爆珠。
11.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述恒温为80-90℃。
12.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）所述成型液为与壁材不相溶的极性溶剂。
13.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，所述极性溶剂选自水、乙醇、丙二醇、甘油中任意一种或多种。
14.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）所述成型液相对密度0.7-1.3。
15.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）所述固化液温度为15-25℃。
16.一种根据权利要求10~15任一制备方法制得的烟用爆珠。
17.一种根据权利要求16所述的烟用爆珠，其特征在于，该爆珠由10-20%重量百分比的壁材与80-90%重量百分比的芯材制成。
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