CN113367384A - 一种用于加热不燃烧型卷烟的可降解凝胶膜滤棒制备方法 - Google Patents

一种用于加热不燃烧型卷烟的可降解凝胶膜滤棒制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于加热不燃烧型卷烟中起到降温作用的可降解凝胶膜滤棒制备方法。该制备方法包括液体凝胶制备、凝胶膜制备、凝胶膜滤棒制备等步骤。本发明的可降解凝胶膜作为一种相变降温材料，可以和烟气进行热交换，从而降低烟气温度，提升抽吸质感和润感。本发明可降解凝胶膜滤棒降温效果明显，吸阻较稳定，用于加热不燃烧卷烟的复合嘴棒中，降温幅度有明显的提高。

Description

一种用于加热不燃烧型卷烟的可降解凝胶膜滤棒制备方法
【技术领域】
本发明属于烟用材料制造技术领域，更具体地，本发明涉及一种用于加热不燃烧卷烟中起到降温作用的可降解凝胶膜滤棒制备方法。
【背景技术】
加热不燃烧卷烟是一种通过电子设备加热烟草物质以释放雾化烟气的新型卷烟制品，最早由菲莫国际、雷诺烟草公司、英美烟草、日烟国际等大型国际烟草公司开发研制，如菲莫国际申请的中国专利CN 103841844 A、雷诺烟草公司申请的中国专利CN101557728A等都公开了加热不燃烧型卷烟的烟支技术。相比传统卷烟，加热不燃烧卷烟没有因燃烧烟草物质裂解和蒸馏出的有害烟气成分，在提供生理满足感的同时对人体健康伤害更少，因此，近年来国内烟草行业对加热不燃烧卷烟产品的研发推广也非常重视。
由于加热不燃烧型卷烟的烟支较短，如果单纯使用醋酸纤维滤棒或是硅胶空管滤棒，雾化烟气经过滤棒后温度仍在50～90℃，相比传统卷烟的烟气温度较高，导致口腔内灼热感强烈，抽吸感受较差，因此需要在滤棒段加入能够高效降温的材料，以便将烟气温度降低至42℃以下。为解决加热不燃烧烟气温度较高的问题，同时避免对国外烟草公司的专利技术产生侵权风险，国内烟草行业也开始研发新的过滤降温材料，如湖北中烟工业有限责任公司申请的实用新型专利CN 207544346 U和发明专利CN 111040735 B、河南中烟工业有限责任公司申请的实用新型专利CN 211065039 U、湖北中烟卷烟材料厂申请的发明专利CN110903619 A、云南中烟工业有限责任公司申请的发明专利CN 108308703B等。上述降温滤棒采用的材料主要是聚乳酸酸薄膜或是TPX薄膜，能实现一定的降温效果，但是在抽吸过程中聚乳酸或TPX薄膜会因受热产生熔化粘结，造成过滤嘴塌陷和吸阻改变，进而影响抽吸体验。
因此，针对现有技术存在的缺陷，本发明人提供了一种环保可降解凝胶膜制成的滤棒，对该凝胶膜滤棒加热不燃烧型卷烟过滤段的降温效果进行了重复的测试分析，最终完成了本发明。
【发明内容】
[要解决的技术问题]
本发明的目的是提供一种用于加热不燃烧卷烟中起到降温作用的可降解凝胶膜滤棒制备方法。
[技术方案]
本发明是通过下述技术方案实现的。
本发明涉及一种用于加热不燃烧型卷烟中起到降温作用的可降解凝胶膜滤棒制备方法。
该制备方法的制备步骤如下：
A、液体凝胶制备：
以重量份计，将0.5～1.5份结冷胶、0.5～1.0份琼脂、0.5～1.5份海藻酸钠、1.0～2.0份聚乙二醇、1.5～3.0份丙三醇、0.1～0.5份金属离子交联剂投入到91.0～96.0份去离子水中，预搅拌分散均匀后，加热至温度65～80℃，持续搅拌80～100min，制得液体凝胶；
B、凝胶膜制备：
将步骤A制得的液体凝胶在延流烘干设备中的传送带上均匀铺展、经过三段不同温度的烘干区烘干脱水，得到凝胶膜；
C、凝胶膜滤棒制备：
将凝胶膜分切、压纹、用成形纸卷制成直径为6.5～7.5mm的长棒，最后分切成长度为14～16mm的滤棒。
根据本发明的一种优选实施方式，在步骤A中，所述结冷胶的凝胶强度为1200～1600g/cm2；所述的琼脂的凝胶强度为600～800g/cm2。
根据本发明的另一种优选实施方式，在步骤A中，所述的海藻酸钠的凝胶强度为700～900g/cm2。
根据本发明的另一种优选实施方式，在步骤A中，所述的金属离子交联剂为NaCl、KCl、CaCl2、MgCl2其中的一种或几种的组合。
根据本发明的另一种优选实施方式，在步骤A中，所述的聚乙二醇的凝胶强度为1450～1550g/cm2。
根据本发明的另一种优选实施方式，在步骤A中，所述的丙三醇为甘油。
根据本发明的另一种优选实施方式，在步骤A中，所述的持续搅拌转速为100～200r/min。
根据本发明的另一种优选实施方式，在步骤B中，所述的延流烘干设备包括三段不同温度的加热区，温度依次为180～220℃、220～250℃与160～200℃，传送带的车速为0.5～2.0m/min。
根据本发明的另一种优选实施方式，在步骤B中，所述凝胶膜的厚度为80～200μm。
根据本发明的另一种优选实施方式，在步骤C中，所述的凝胶膜分切幅宽为80～200mm。
下面将将更详细地描述本发明。
本发明涉及一种用于加热不燃烧型卷烟中起到降温作用的可降解凝胶膜滤棒制备方法。
根据本发明，所述的凝胶膜原料是0.5～1.5份结冷胶、0.5～1.0份琼脂、0.5～1.5份海藻酸钠、1.0～2.0份聚乙二醇、1.5～3.0份丙三醇、0.1～0.5份金属离子交联剂与91.0～96.0份去离子水。
根据本发明，所述的结冷胶结冷胶又称凯可胶、洁冷胶。所述结冷胶的凝胶强度为1200～1600g/cm2；其主要成分由葡萄糖、葡萄糖醛酸和鼠李糖按2:1:1的比例，四种单糖为重复结构单元所组成的线形多聚糖。
在本发明中，所述的结冷胶的作用是作为一种凝固剂使用的，例如由浙江天伟生物科技有限公司以商品名结冷胶销售的结冷胶。
根据本发明，所述的琼脂又称琼胶，是由红海藻纲中提取的亲水性胶体，用海产的石花菜、江蓠等制成。为无色、无固定形状的固体，溶于热水。所述的琼脂的凝胶强度为600～800g/cm2。
在本发明中，所述琼脂的作用是作为一种乳化剂使用的，例如由武汉泰科生物科技有限公司以商品名琼脂销售的琼脂。
根据本发明，所述的海藻酸钠是一种天然多糖。具有药物制剂辅料所需的稳定性、溶解性、粘性和安全性，它具有形成凝胶和成膜的能力。所述的海藻酸钠的凝胶强度为700～900g/cm2。
在本发明中，所述的海藻酸钠是作为一种稳定剂和增稠剂使用的，例如由青岛明月海藻有限公司以商品名海藻酸钠销售的海藻酸钠。
根据本发明，所述的聚乙二醇又称聚乙二醇PEG，无刺激性，味微苦，具有良好的水溶性，并与许多有机物组份有良好的相溶性，聚乙二醇具有优良的润滑性、保湿性、分散性、粘接剂、抗静电剂及柔软剂等。所述的聚乙二醇的凝胶强度为1450～1550g/cm2。
在本发明中，所述的聚乙二醇的作用是作为一种稳定剂使用的，例如由福建环宇海洋生物科技有限公司以商品名稳定剂进行销售的聚乙二醇。
根据本发明，所述的丙三醇，化学式为C3H8O3，有机化合物。国家标准称为甘油，无色、无臭、味甜，外观呈澄明黏稠液态，是一种有机物。在本发明中，所述的丙三醇是作为一种保湿剂使用的，例如由广州市丰裕行贸易有限公司以商品名甘油进行销售的丙三醇。
在本发明中，所述的金属离子交联剂为NaCl、KCl、CaCl2、MgCl2中的一种或几种的组合，加入适量的金属离子交联剂可以与海藻酸钠和结冷胶产生反应，使凝胶膜结构更为紧密、加工性能提升。
根据本发明，一种用于加热不燃烧型卷烟的可降解凝胶膜降温滤棒是由前面描述的原料进行复配得到的，经持续加热搅拌得到液体凝胶；液体凝胶经延流法烘烤制备得到的凝胶膜；凝胶膜经分切、压纹、用成形纸卷制成直径为6.5～7.5mm的长棒，最后分切成长度为14～16mm的滤棒。。
根据本发明，原料与去离子水充分搅拌混匀并加热的意义在于各原料分子得到充分分散并溶解，加热的原料混和液的温度优选地为65～80℃，更优选地为70～75℃；搅拌的时间优选地为80～100min，更优选地为85～90min。
根据本发明，凝胶溶液经流延烘干设备上三段不同温度的加热区烘干脱水，温度依次为220℃、250℃、和200℃，流延烘干设备的传送带车速为0.4～0.7m/min，该烘干过程时间为15～20min。
本发明制备得到凝胶膜的厚度为120～155μm。
根据本发明，将凝胶膜分切、压纹、用成形纸卷制成直径为6.5～7.5mm的长棒，最后分切成长度为14～16mm的滤棒。所述凝胶膜分切幅宽为80～200mm，更优选地为100～160mm。
[有益效果]
本发明的有益效果是：
在本发明中，可降解凝胶膜是通过流延烘干设备将液体凝胶的水分子加热挥发制备而得，本发明的可降解凝胶膜作为一种相变降温材料，可以和烟气进行热交换，从而降低烟气温度，提升抽吸质感和润感。
【具体实施方式】
通过下述实施例将能够更好地理解本发明。
实施例1：本发明可降解凝胶膜降温滤棒制备
该实施例的实施方式如下：
选取0.82重量份凝胶强度为1450g/cm2的结冷胶、0.83重量份凝胶强度为680g/cm2的琼脂、0.55重量份凝胶强度为805g/cm2的海藻酸钠、0.82重量份凝胶强度为1500g/cm2的聚乙二醇、0.85重量份甘油、0.03份KCl、和96.1重量份去离子水添加至总量为100重量份；先将原料混和均匀、加热、持续搅拌制得液体凝胶，设置加热温度为75℃、搅拌转速为160r/min、搅拌时间为90min；液体凝胶经延流烘干制备凝胶膜，设置流延烘干设备三段加热区的温度依次为220℃、250℃、200℃，设置流延烘干设备传送带的车速为0.7/min，制备出厚度约为120μm光滑凝胶膜；将凝胶膜分切至100mm幅宽，再压纹、卷制成直径为7.0mm的长棒，切成长度为15mm的滤棒，接装至加热不燃烧卷烟滤。通过降温测试后，降温效果达到42.6％。
实施例2：本发明可降解凝胶膜降温滤棒制备
该实施例的具体实施方式如下：
选取0.9重量份凝胶强度为1450g/cm2的结冷胶、0.88重量份凝胶强度为680g/cm2的琼脂、0.57重量份凝胶强度为805g/cm2的海藻酸钠、0.89重量份凝胶强度为1500g/cm2的聚乙二醇、0.89重量份甘油、0.02份KCl和0.02份CaCl2、和95.84重量份去离子水添加至总量为100重量份；先将原料混和均匀、加热、持续搅拌制得液体凝胶，设置加热温度为75℃、搅拌转速为180r/min、搅拌时间为90min；液体凝胶经延流烘干制备凝胶膜，设置流延烘干设备三段加热区的温度依次为220℃、250℃、和200℃；设置流延烘干设备传送带的车速为0.65/min，制备出厚度约为126μm光滑凝胶膜；将凝胶膜分切至105mm幅宽，再压纹、卷制成直径为7.0mm的长棒，切成长度为15mm的滤棒后，接装至加热不燃烧卷烟。通过降温测试后，降温效果达到46％。
实施例3：本发明可降解凝胶膜降温滤棒制备
该实施例的具体实施方式如下：
选取0.97重量份凝胶强度为1450g/cm2的结冷胶、0.98重量份凝胶强度为680g/cm2的琼脂、0.64重量份凝胶强度为805g/cm2的海藻酸钠、0.96重量份凝胶强度为1500g/cm2的聚乙二醇、0.95重量份甘油、0.03CaCl2和0.03份Mg Cl2份和95.44重量份去离子水添加至总量为100重量份；先将原料混和均匀、加热、持续搅拌制得液体凝胶，设置加热温度为75℃、搅拌转速为160r/min、搅拌时间为90min；液体凝胶经延流烘干制备凝胶膜，设置流延烘干设备三段加热区的温度依次220℃、250℃、和200℃；设置流延烘干设备传送带的车速为0.6/min，制备出厚度约为133μm光滑凝胶膜；将凝胶膜分切至110mm幅宽，再压纹、卷制成直径为7.0mm的长棒，切成长度为15mm的滤棒后，接装至加热不燃烧卷烟。通过降温测试后，降温效果达到50.3％。
实施例4：本发明可降解凝胶膜降温滤棒制备
该实施例的具体实施方式如下：
选取1.05重量份凝胶强度为1450g/cm2的结冷胶、1.08重量份凝胶强度为680g/cm2的琼脂、0.69重量份凝胶强度为805g/cm2的海藻酸钠、1.07重量份凝胶强度为1500g/cm2的聚乙二醇、1.03重量份甘油、0.01份NaCl和0.04份MgCl2、和95.03重量份去离子水添加至总量为100重量份；先将原料混和均匀、加热、持续搅拌制得液体凝胶，设置加热温度为75℃、搅拌转速为150r/min、搅拌时间为90min；液体凝胶经延流烘干制备凝胶膜，设置流延烘干设备三段加热区的温度依次为220℃、250℃和200℃；设置流延烘干设备传送带的车速为0.55/min，制备出厚度约为139μm光滑凝胶膜；将凝胶膜分切至110mm幅宽，再压纹、卷制成直径为7.0mm的长棒，切成长度为15mm的滤棒后，接装至加热不燃烧卷烟。通过降温测试后，降温效果达到53.5％。
实施例5：本发明可降解凝胶膜降温滤棒制备
该实施例的具体实施方式如下：
选取1.12重量份凝胶强度为1450g/cm2的结冷胶、1.13重量份凝胶强度为680g/cm2的琼脂、0.75重量份凝胶强度为805g/cm2的海藻酸钠、1.12重量份凝胶强度为1500g/cm2的聚乙二醇、1.1重量份甘油、0.01份NaCl和0.01份KCl、和94.76重量份去离子水添加至总量为100重量份；先将原料混和均匀、加热、持续搅拌制得液体凝胶，设置加热温度为75℃、搅拌转速为150r/min、搅拌时间为90min；液体凝胶经延流烘干制备凝胶膜，设置流延烘干设备三段加热区的温度依次为200℃、220℃、和200℃，设置流延烘干设备传送带的车速为0.5/min，制备出厚度约为144μm光滑凝胶膜；将凝胶膜分切至100mm幅宽，再压纹、卷制成直径为7.0mm的长棒，切成长度为15mm的滤棒后，接装至加热不燃烧卷烟。通过降温测试后，降温效果达到56.5％。
实施例6：本发明可降解凝胶膜降温滤棒制备
该实施例的具体实施方式如下：
选取1.17重量份凝胶强度为1450g/cm2的结冷胶、1.24重量份凝胶强度为680g/cm2的琼脂、0.8重量份凝胶强度为805g/cm2的海藻酸钠、1.2重量份凝胶强度为1500g/cm2的聚乙二醇、1.18重量份甘油、0.01份KCl和0.04份MgCl2、和94.36重量份去离子水添加至总量为100重量份；先将原料混和均匀、加热、持续搅拌制得液体凝胶，设置加热温度为75℃、搅拌转速为180r/min、搅拌时间为90min；液体凝胶经延流烘干制备凝胶膜，设置流延烘干设备三段加热区的温度依次为220℃、250℃、和200℃；设置流延烘干设备传送带的车速为0.45/min，制备出厚度约为149μm光滑凝胶膜；将凝胶膜分切至100mm幅宽，再压纹、卷制成直径为7.0mm的长棒，切成长度为15mm的滤棒，接装至加热不燃烧卷烟。通过降温测试后，降温效果达到59.8％。
按照本申请说明书描述的方法对该实施例具有可降解降温段的加热不燃烧卷烟进行了烟气温度检测，同时由菲莫国际以商品名HEETS销售的降温段为聚乳酸薄膜的加热不燃烧烟草制品作为对照样品也进行了烟气温度检测，在相同条件下，使用降温材料如聚乳酸薄膜制成的降温段(对照样)；与实施例1-6制得的降温段降温幅度比较，如下表1所示。
表1：实施例1-6制备可降解凝胶膜降温滤棒的烟气温度检测结果
降温段 对照样 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 实施例6
降温幅度 22.80％ 42.60％ 46.00％ 50.30％ 53.40％ 56.50％ 59.80％
表1列出的结果清楚表明，本发明具有凝胶膜降温段的加热不燃烧卷烟平均烟气温度比对照样品温度低，降温效果明显，吸阻较稳定，用于加热不燃烧卷烟的复合嘴棒中，降温幅度有明显的提高。

Claims (10)

1.一种用于加热不燃烧型卷烟中起到降温作用的可降解凝胶膜滤棒制备方法，其特征在于该制备方法的制备步骤如下：
A、液体凝胶制备：
以重量份计，将0.5～1.5份结冷胶、0.5～1.0份琼脂、0.5～1.5份海藻酸钠、1.0～2.0份聚乙二醇、1.5～3.0份丙三醇、0.1～0.5份金属离子交联剂投入到91.0～96.0份去离子水中，预搅拌分散均匀后，加热至温度65～80℃，持续搅拌80～100min，制得液体凝胶；
B、凝胶膜制备：
将步骤A制得的液体凝胶在延流烘干设备中的传送带上均匀铺展、经过三段不同温度的烘干区烘干脱水，得到凝胶膜；
C、凝胶膜滤棒制备：
将凝胶膜分切、压纹、用成形纸卷制成直径为6.5～7.5mm的长棒，最后分切成长度为14～16mm的滤棒。
2.根据权利要求1所述的可降解凝胶膜滤棒，其特征在于在步骤A中，所述结冷胶的凝胶强度为1200～1600g/cm2；所述的琼脂的凝胶强度为600～800g/cm2。
3.根据权利要求1所述的可降解凝胶膜滤棒，其特征在于在步骤A中，所述的海藻酸钠的凝胶强度为700～900g/cm2。
4.根据权利要求1所述的可降解凝胶膜滤棒，其特征在于在步骤A中，所述的金属离子交联剂为NaCl、KCl、CaCl2、MgCl2其中的一种或几种的组合。
5.根据权利要求1所述的可降解凝胶膜滤棒，其特征在于在步骤A中，所述的聚乙二醇的凝胶强度为1450～1550g/cm2。
6.根据权利要求1所述的可降解凝胶膜滤棒，其特征在于在步骤A中，所述的丙三醇为甘油。
7.根据权利要求1所述的可降解凝胶膜滤棒，其特征在于在步骤A中，所述的持续搅拌转速为100～200r/min。
8.根据权利要求1所述的可降解凝胶膜滤棒，其特征在于在步骤B中，所述的延流烘干设备包括三段不同温度的加热区，温度依次为180～220℃、220～250℃与160～200℃，传送带的车速为0.5～2.0m/min。
9.根据权利要求1所述的可降解凝胶膜滤棒，其特征在于在步骤B中，所述凝胶膜的厚度为80～200μm。
10.根据权利要求1所述的可降解凝胶膜滤棒，其特征在于在步骤C中，所述的凝胶膜分切幅宽为80～200mm。
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Citations (8)

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