CN116685629A - 使用纳米纤维素膜的卷烟包装纸 - Google Patents

使用纳米纤维素膜的卷烟包装纸 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种包括纳米纤维素膜的卷烟包装纸、包含其的吸烟制品以及包括纳米纤维素膜的卷烟包装纸的制造方法。由此，可以最大限度地减少模型中使用的纸质卷烟包装纸的纸质异味和烧焦味的产生、减轻吸烟者的不适感，并提高吸烟的满意度。

Description

使用纳米纤维素膜的卷烟包装纸
技术领域
本发明涉及一种使用纳米纤维素膜的卷烟包装纸及包括其的烟草制品。
背景技术
一般而言，烟草是指双子叶植物茄科的多年生植物，但近来还指代将烟叶包裹在卷烟纸中并在一侧设置过滤嘴部的以吸烟为目的而制造的产品。全世界有数千种的这样的烟草，它们以各种形状和形式发行。
卷烟由烟杆和至少一个过滤嘴组成。并且卷烟被纸质卷烟纸(包装纸)包裹。目前使用的纸质卷烟纸混合了除纤维素之外的各种成分，如木质素和半纤维素等。
传统卷烟和/或电子烟中使用的纸质卷烟纸，由于其材料的独特性和除纤维素以外的各种其他成分(尤其，木质素、半纤维素等)的混合，在吸烟时会产生一种被称为“纸质异味”的令人不快的异味，给消费者一种不愉快的感觉。电子烟中使用的气溶胶生成制品(烟棒)在加热过程中也会产生油烟和“燃烧味”，这会与“纸质异味”同时使消费者产生不愉快的感觉。
然而，在这种纸质卷烟纸的制造过程中，难以完全去除木浆漂白过程中的上述成分并只获取纯纤维素，此外，由于纤维素以结晶结构和非晶结构混合的状态存在，结晶度极低，因此与其他聚合物膜相比，拉伸强度低。
因此，需要研究通过降低纸质卷烟纸产生的纸质异味来减轻吸烟者的不适。
发明内容
发明要解决的问题
因此，为了克服现有技术的上述问题和/或限制，本发明的目的在于提供一种使用纳米纤维素膜的卷烟包装纸和包括其的烟草制品。
然而，本发明要解决的技术问题并非受限于上述问题，未提到的其他问题将通过下面的记载由本领域普通技术人员所明确理解。
用于解决问题的手段
根据一实施例，提供一种包括纳米纤维素膜的卷烟包装纸。
根据一侧面，提供一种吸烟制品，其包括烟草介质部、过滤嘴部及包装纸，其中，所述包装纸是包括纳米纤维素膜的包装纸。
根据本发明的另一方面，提供一种包括纳米纤维素膜的卷烟包装纸的制造方法，其包括：第一步骤，漂白木浆；第二步骤，在高压下碰撞含所述漂白的木浆的纤维素的流体，并转化为纳米颗粒；以及第三步骤，涂敷并干燥所述纳米颗粒流体以获取纳米纤维素膜。
根据本发明的又一方面，提供一种包括纳米纤维素膜的卷烟包装纸的制造方法，其包括：a步骤，漂白木浆；b步骤，物理分散含所述漂白的木浆的纤维素的流体；c步骤，处理硫酸或2,2,6,6-四甲基-1-哌啶基氧基(2,2,6,6-tetramethyl-1-piperidinyloxy，TEMPO)以获取纳米颗粒分散液；以及d步骤，涂敷并干燥所述纳米颗粒分散液以获取纳米纤维素膜。
发明效果
根据本发明一方面的使用纳米纤维素膜的卷烟包装纸不仅可以减少传统卷烟中的纸质异味，在电子烟中，由于薄膜的高耐热性，可以通过在加热过程中防止油烟来减少难闻的气味。
此外，其可取自与纸相同的原料(木材、植物等)，由于其成分也具有与纸相同的纤维素的生物降解性，因此可以保持环境友好性，同时通过纤维素的纳米颗粒化也可具有新特性，例如强的拉伸强度和高耐热性等。
本发明的效果并非受限于上述效果，并且应当理解为包括可以从本发明的详细描述或权利要求中描述的本发明的设置推断出的所有效果。
附图说明
图1为示出将根据本发明一实施例的包括纳米纤维素膜的包装纸用于传统卷烟以代替现有的卷烟纸的附图。
图2示出将根据本发明一实施例的包括纳米纤维素膜的包装纸用于现有电子烟的气溶胶生成制品(烟棒)的最终外壳的附图。
具体实施方式
以下，将参照附图对实施例进行详细说明。然而，能够对实施例进行多种变更，本发明的权利范围并非受到实施例的限制或限定。对于实施例的全部应变、等同物或替代物均包括在权利范围内。
实施例中使用的术语仅用于说明特定实施例，并非用于限定实施例。在内容中没有特别说明的情况下，单个型表达包括多个型的含义。在本说明书中，“包括”或者“具有”等术语用于表达存在说明书中所记载的特征、数字、步骤、操作、构成要素、配件或其组合，并不排除还具有一个或以上的其他特征、数字、步骤、操作、构成要素、配件或其组合，或者附加功能。
在没有其他定义的情况下，包括技术或者科学术语在内的本文使用的全部术语，都具有本领域普通技术人员所理解的通常的含义。通常使用的与词典定义相同的术语，应理解为与相关技术的通常的内容相一致的含义，在本申请中没有明确提及的情况下，不能过度理想化或解释为形式上的含义。
并且，在参照附图进行说明的过程中，与附图标记无关，相同的构成要素赋予相同的附图标记，并省略对此的重复的说明。在说明实施例的过程中，当判断对于相关公知技术的具体说明会不必要地混淆实施例时，省略对其详细说明。
此外，在对实施例的组件的描述中，可以使用第一、第二、A、B、(a)、(B)等术语。这些术语仅用于区分其构成元素和另一构成要素，该构成要素的性质、序列或顺序不受这些术语的限制。
对于包括在某一实施例的构成要素和具有公共功能的构成要素，可以在另一实施例中使用相同的名称来描述。除非有说明，关于某一实施例的描述可以适用于其他实施例，在重复的范围内，将省略其详细描述。
本文中的“吸烟制品”可以指能够产生气溶胶的物品，如香烟(卷烟)、雪茄等。吸烟制品可以包括气溶胶生成物质或气溶胶形成基质。另外，吸烟制品还可以包括基于烟草原料的固体材料，例如叶形烟草、烟丝和再造烟草等。吸烟物质可以含有挥发性化合物。
此外，在整个说明书中，“上游”或“上游方向”是指远离吸烟者的嘴的方向，“下游”或“下游方向”是指靠近吸烟者的嘴的方向。例如，在图1所示的吸烟制品中，烟丝部003位于过滤嘴部002的上游或上游方向。
此外，本文中的“气溶胶生成系统”可以指一种使用气溶胶产生基质来产生气溶胶的气溶胶生成装置，其中所述气溶胶可通过使用者的嘴直接吸入到使用者的肺部。气溶胶生成系统是一种非燃烧型烟草制品，其通过电能间接加热而不是直接燃烧，非燃烧型烟草制品中包括加热式和非加热式烟草制品，就加热式烟草制品而言，通过吸入由电能加热的周围空气产生气溶胶，并且气溶胶被使用者吸入然后释放，从而进行吸烟。此外，还可以包括各种类型的气溶胶生成装置，并且本公开的范围并不限于上述示例。
根据本发明的一实施例，提供一种包括纳米纤维素膜的卷烟包装纸。
被包括于本发明一实施例的卷烟包装纸中的纳米纤维素膜，具有高纤维素含量和几乎纯的纤维素晶体结构，因此尽管其是像纸一样的纤维素材料，但其具有不同的物理性质，并且由于晶体结构之间的强氢键，可表现出强的拉伸强度和高耐热性。
此外，由于纳米纤维素由高达90％的纯晶体颗粒组成，因此当用其制成的薄膜代替现有的卷烟纸时，纸质异味的来源被去除，由此可减少由纸质异味引起的难闻气味。
此外，当用作电子烟时，由于纳米颗粒之间的强键和晶体结构，其具有更强的耐热性，并且具有比传统纸更强的耐热性能，其可以防止材料碳化并减少燃烧气味。
另外，构成根据本发明一实施例的卷烟包装纸的纳米纤维素膜的厚度可以为5至150μm，优选地可以为10至100μm，更优选地可以为10至50μm。当所述纳米纤维素膜具有上述数值范围时，可以有效地保持吸烟制品的形状，尤其可以防止烟草介质部(例如，烟丝部)的泄漏等。此外，如图2所示，当卷烟包装纸包裹整个吸烟制品时，可以减少保湿剂等液体成分泄漏到外部。
另外，所述纳米纤维素膜可以包括纤维素纳米纤维和纤维素纳米晶体中的一种以上的纳米纤维素，并且，当所述纤维素纳米纤维或纤维素纳米晶体单独用作纳米纤维素膜时，各自的结晶度可以为80％以上。
如果结晶度小于上述范围，则意味着在现有的木浆等状态下纳米纤维素化进行得并不好，由此纤维素的纳米颗粒的形成没有很好地进行，在这种情况下，可以看出难以表现出纳米纤维素的固有特性，例如高拉伸强度、纳米颗粒之间的强键以及排列。
另外，包括所述纳米纤维素膜的卷烟包装纸可以包括单独的添加剂，并且所述添加剂可以包括填料和阻燃剂中的至少一种以上。
所述填料改善白度或不透明度，调节孔隙率，并改善触感和印刷适性，另外还具有降低纸质异味的功能。具有这种功能的所述填料的示例可以是碳酸钙(CaCO3)。
此外，所述阻燃剂起到促进或抑制燃烧的作用，作为其示例，可以包括柠檬酸钠或柠檬酸钾。
通过同时包括所述填料和阻燃剂，可以确保卷烟的味道、燃烧性、灭火性和制造加工性。
根据本发明的另一实施例，提供一种吸烟制品，其包括烟草介质部、过滤嘴部及包装纸，其中所述包装纸是包括纳米纤维素膜的包装纸。
所述烟草介质部通常包括含有尼古丁的烟草材料，例如烟叶，并且还可以包括赋形剂，例如粘合剂或其他添加剂和调味剂等，并且作为一示例，被包括于本发明的烟草介质部中的烟草介质可以以含有烟草材料和赋形剂的颗粒的形式制备。
在本发明中，烟草材料作为气溶胶生成物质，可以是烟叶片、烟梗、烟草处理过程中产生的烟尘和/或烟草叶条。烟叶可以是黄色种、白肋烟种、东方种、雪茄烟叶及烤烟中选择的至少一种以上，但并不限于此。
另外，所述过滤嘴部可以包括其中含有香料的胶囊，或可以进一步包括保湿剂等。
此外，根据本发明一实施例的吸烟制品的包装纸可以包括烟草介质部包装纸、过滤嘴部包装纸、接装纸等，并且由于其可有效地减少传统卷烟和电子烟在吸烟过程中产生的纸质异味或刺鼻气味，因此优选地，包括所述纳米纤维素膜的包装纸为烟草介质部包装纸或吸烟制品的包装纸。
此外，如上所述，由于根据本发明一实施例的吸烟制品用作传统卷烟或电子烟的烟棒，因此其可以对应于燃烧型或非燃烧加热型卷烟。
下面，将描述根据本发明一实施例的用于卷烟包装纸的制造方法。
包括本发明纳米纤维素的卷烟包装纸可以通过包括以下第一步骤至第三步骤的物理方法或a步骤至d步骤的化学方法来制备：
第一步骤：漂白木浆；
第二步骤：在高压下碰撞含所述漂白的木浆的纤维素的流体，并转化为纳米颗粒；以及
第三步骤：涂敷并干燥所述纳米颗粒流体以获取纳米纤维素膜。
a步骤：漂白木浆；
b步骤：物理分散含所述漂白的木浆的纤维素的流体；
c步骤：处理硫酸或2,2,6,6-四甲基-1-哌啶基氧基(2,2,6,6-tetramethyl-1-piperidinyloxy，TEMPO)以获取纳米颗粒分散液；以及
d步骤：涂敷并干燥所述纳米颗粒分散液以获取纳米纤维素膜。
一般地，对于主要由大块纤维素块组成的木浆，通过漂白过程，可实现脱色且所含的如木质素、甘露糖和木糖等半纤维素混合组分会部分被减少，但无法完全去除它们。然而，如在上述第一步骤至第三步骤或a步骤至d步骤中所述，除了漂白之外，纳米颗粒化的过程中，除纯纤维素晶体外，大多数其他混合组分如无定形纤维素、木质素和半纤维素等都被去除。因此，以纤维素为主要成分这一点与纸质卷烟纸相同，但由去除其他混合成分的纳米纤维素制成的膜具有拉伸强度和生物降解性。
另外，通过进行所述第二步骤或b步骤和c步骤，纤维素的尺寸可以物理地或化学地粉碎成小尺寸，例如纳米颗粒，并且所述第三步骤或d步骤中的纳米纤维素可以与一般的聚合物膜制备方法相同的方式应用。
作为聚合物膜的制备方法的一示例，可以使用由滴涂(drop casting)、辊涂(rollcasting)、刮涂及棒(bar)涂组成的群组中选择的一种以上的方法，以上列出的示例仅为代表性示例，本发明并不限于此，只要是在大面积上薄薄地涂覆材料分散液后，通过干燥过程在纳米颗粒之间形成键合来保持形状的方法即可。
另外，由于纳米纤维素分散液可以以水溶性形式制备，因此与使用其他有机溶剂的石油基聚合物不同，它具有在操作过程中兼具稳定性和生态友好性的优点，并且如此制备的纳米纤维素膜，只要将卷材(roll)切割成传统卷烟纸生产所用的宽度和长度，就可以容易地应用到卷烟和电子烟制品的生产过程中。
综上，通过有限的实施例及附图对实施例进行了说明，本领域的普通技术人员能够对上述记载进行多种修改与变形。例如，所说明的技术以与所说明的方法不同的顺序执行，以及/或所说明的构成要素以与所说明的方法不同的形态结合或组合，或者，由其他构成要素或等同物进行替换或置换也能够获得相同的效果。
由此，其他体现、其他实施例及权利要求范围的均等物全部属于专利权利要求的范围。
附图标记说明：
001：纳米纤维素膜
002、004、005：过滤嘴部
003：烟草介质部(烟丝部)

Claims (13)

1.一种卷烟包装纸，其特征在于，
包括纳米纤维素膜。
2.根据权利要求1所述的卷烟包装纸，其特征在于，
所述纳米纤维素膜的厚度为5至150μm。
3.根据权利要求1所述的卷烟包装纸，其特征在于，
所述纳米纤维素膜包括纤维素纳米纤维和纤维素纳米晶体中的一种以上的纳米纤维素。
4.根据权利要求3所述的卷烟包装纸，其特征在于，
所述纤维素纳米纤维和纤维素纳米晶体的结晶度为80％以上。
5.根据权利要求1所述的卷烟包装纸，其特征在于，
所述卷烟包装纸包括填料(Mineral filler)和阻燃剂(Burning Chemical)中的至少一种以上。
6.根据权利要求5所述的卷烟包装纸，其特征在于，
所述填料为碳酸钙，
所述阻燃剂为柠檬酸钠或柠檬酸钾。
7.一种吸烟制品，其包括烟草介质部、过滤嘴部及包装纸，其特征在于，
所述包装纸是包括纳米纤维素膜的包装纸。
8.根据权利要求7所述的吸烟制品，其特征在于，
包括所述纳米纤维素膜的包装纸是烟草介质部包装纸或包裹整个吸烟制品的包装纸。
9.根据权利要求7所述的吸烟制品，其特征在于，
所述过滤嘴部包括装有保湿剂或香料的胶囊。
10.根据权利要求7所述的吸烟制品，其特征在于，
所述吸烟制品是可燃型卷烟或不可燃加热型卷烟。
11.一种包括纳米纤维素膜的卷烟包装纸的制造方法，其特征在于，
包括：
第一步骤，漂白木浆；
第二步骤，在高压下碰撞含漂白的所述木浆的纤维素的流体，并转化为纳米颗粒；以及
第三步骤，涂敷并干燥所述纳米颗粒流体以获取纳米纤维素膜。
12.一种包括纳米纤维素膜的卷烟包装纸的制造方法，其特征在于，
包括：
a步骤，漂白木浆；
b步骤，物理分散含漂白的所述木浆的纤维素的流体；
c步骤，处理硫酸或2,2,6,6-四甲基-1-哌啶基氧基(TEMPO)以获取纳米颗粒分散液；以及
d步骤，涂敷并干燥所述纳米颗粒分散液以获取纳米纤维素膜。
13.根据权利要求12所述的卷烟包装纸的制造方法，其特征在于，
所述d步骤使用由滴涂(drop casting)、辊涂(roll casting)、刮涂及棒(bar)涂组成的群组中选择的一种以上的方法。
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