CN102733254B

CN102733254B - 一种具有减害功能的卷烟纸添加剂及其应用

Info

Publication number: CN102733254B
Application number: CN201210223436.8A
Authority: CN
Inventors: 戴亚; 赵德清; 陈克复; 陈昆燕; 朱立军; 孙玉峰; 谭兰兰
Original assignee: China Tobacco Chuanyu Industrial Co Ltd
Current assignee: China Tobacco Chuanyu Industrial Co Ltd
Priority date: 2012-07-02
Filing date: 2012-07-02
Publication date: 2014-10-01
Anticipated expiration: 2032-07-02
Also published as: US20150201671A1; WO2014005418A1; US9675104B2; CN102733254A

Abstract

一种具有减害功能的卷烟纸添加剂及其应用。该添加剂含有丁烷四羧酸或环丁烷四羧酸的碱金属盐，其制法是通过丁烷四羧酸或环丁烷四羧酸与碱反应制得。其应用是将含有该添加剂的不同浓度的水溶液在卷烟纸生产的施胶工段通过计量棒式膜转移施胶机均匀添加到卷烟纸中，制成的卷烟纸用于卷烟生产，能有效降低主流烟气中CO、苯酚和焦油的释放量，具有较好的减害降焦效果。本发明方法简便，无须改变现有卷烟纸生产工艺，成本低廉，具有较好的工业应用价值。

Description

一种具有减害功能的卷烟纸添加剂及其应用

技术领域

本发明属于卷烟材料，具体涉及一种具有减害功能的卷烟纸添加剂及其应用。

背景技术

卷烟纸是实现卷烟减害降焦的有效途径之一。卷烟纸由植物纤维、无机填料和添加剂三部分组成，其中添加剂特别是燃烧添加剂可以通过改变卷烟纸的燃烧状态影响烟支的燃烧性能，改善烟支的燃烧质量，进而影响卷烟烟气组分和烟气量。卷烟纸添加剂的应用是赋予卷烟纸高附加值并凸显卷烟纸功能性的重要手段，功能性卷烟纸添加剂的研究开发是赋予卷烟纸高技术含量, 进而适应卷烟安全、低危害要求的重要技术手段。

有机酸碱金属盐是一种用于增加卷烟纸和烟支静态燃烧速率的燃烧添加剂。Liu C等（Beitrage zur Tabakforschuang International/Contributions to Tobacco Research, 2003,20(5):341-347）将苹果酸钾、柠檬酸钾、酒石酸钾喷洒到烟丝中，发现烟丝中加入苹果酸钾总钾含量为3.1%~8.3%时抽吸温度几乎直线下降，同时吸阻逐渐增加。烟丝中总钾含量为5.1%时，三种有机酸钾盐均可以降低主流烟气中的烟碱25%~32%、降低CO24%~35%。Yamamoto T等（Beitrage zur Tabakforschuang International, 1990,14(6):379-385）研究了外加钾盐对降低主流烟气中焦油、烟碱和CO的影响，发现随着烟丝中外加钾盐量的增加，焦油、烟碱和CO的递送量降低。添加苹果酸盐抽吸口数几乎不变，硝酸盐口数轻微下降。对于降低CO而言苹果酸钾比硝酸钾更为有效，对烟碱则相反。外加钾盐和烟叶内在钾盐量的提高均可以通过降低燃烧区的峰值温度来影响CO的递送量。加入低于2%的苹果酸钾可以消除烟气刺激性和吸味损失。戴亚等（烟草科技，1998(1):11-12；1998(5):3-4）研究了某些钾盐对卷烟燃烧性、焦油释放量的影响，表明加入适量的钾盐能加速卷烟的燃烧。

专利US5248396、US5364964、US5591893、US20040035715分别介绍了几种不同的丁烷四羧酸制备方法。专利US20010018542公开了一种丁烷四羧酸的制备方法及其在处理纤维素纤维、纺织品、纸制品方面的应用。通过与纤维素上的羟基发生反应，丁烷四羧酸与纤维素的无定形区形成交联，这种无皱无离子化的处理方式保证了织物在洗搓时能保持原形，棉花、亚麻、人造丝、纸张等均可以用其来处理。丁烷四羧酸在卷烟纸燃烧添加剂方面的应用尚未见报道。

常用的卷烟纸燃烧添加剂有柠檬酸盐、苹果酸盐、酒石酸盐、琥珀酸盐、醋酸盐等。目前国内大多数卷烟纸制造企业所使用的燃烧添加剂为柠檬酸钾和柠檬酸钠的混合盐。使用柠檬酸盐虽然可以增加静燃速率，降低抽吸口数，但CO每口的递送量增加较大，过量使用柠檬酸盐也会对卷烟感官品质产生负面影响。综合考虑优选既具有减害降焦效果，又不会对卷烟吸味产生明显负面影响，且符合食品安全性要求的新型卷烟纸添加剂，成为卷烟材料制备技术领域新的课题。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术而提供一种无须改变现有卷烟纸生产工艺、成本低廉、具有较好减害功能的卷烟纸添加剂。

本发明的目的是这样实现的：一种具有减害功能的卷烟纸添加剂，该添加剂含有丁烷四羧酸的碱金属盐或环丁烷四羧酸的碱金属盐。

所述丁烷四羧酸或环丁烷四羧酸的碱金属盐为丁烷四羧酸钾、丁烷四羧酸钠、环丁烷四羧酸钾、环丁烷四羧酸钠中的一种或几种的组合。

本发明的另一目的是提供一种具有减害功能的卷烟纸添加剂在卷烟纸制备中的应用。

本发明具有减害功能的卷烟纸添加剂在卷烟纸生产中的应用，将含有该添加剂的不同浓度的水溶液在卷烟纸生产的施胶工段通过计量棒式膜转移施胶机均匀添加到卷烟纸中；所述的丁烷四羧酸钾、丁烷四羧酸钠、环丁烷四羧酸钾、环丁烷四羧酸钠，其在卷烟纸中的添加量以质量百分数计为0.3%~5%，更具体的添加量为0.6%~3.5%，更合适的添加量为1.2%。

除非另有说明，本发明中采用的百分数均为质量百分数。

本发明具有减害功能的卷烟纸添加剂含有丁烷四羧酸的碱金属盐或环丁烷四羧酸的碱金属盐。所述的碱金属盐是指丁烷四羧酸钾、丁烷四羧酸钠、环丁烷四羧酸钾、环丁烷四羧酸钠中的一种或几种的组合。

所述丁烷四羧酸钾、丁烷四羧酸钠、环丁烷四羧酸钾、环丁烷四羧酸钠是通过丁烷四羧酸（环丁烷四羧酸）与氢氧化钾、氢氧化钠、碳酸钾、碳酸钠、碳酸氢钾、碳酸氢钠中的一种或几种在水溶液中反应制得。反应按照以下摩尔比进行：丁烷四羧酸与氢氧化钾（氢氧化钠）或碳酸氢钾（碳酸氢钠）的摩尔比为1:4，丁烷四羧酸与碳酸钾（碳酸钠）的摩尔比为1:2。

所述的含有丁烷四羧酸钾、丁烷四羧酸钠、环丁烷四羧酸钾、环丁烷四羧酸钠的添加剂水溶液浓度为3%~30%，更具体的浓度为6%~15%，更优选的浓度为10%。添加剂水溶液的pH值为6.5~8.2，如果pH值低于6.5或高于8.2，可以通过分别加入适量的碱和丁烷四羧酸（环丁烷四羧酸）将pH值调节至6.5~8.2。

本发明提供了一种含有所述添加剂的功能性卷烟纸的制备方法。具体的制备方法为：将反应制得的浓度为6%~15%的含有丁烷四羧酸钾（钠）或环丁烷四羧酸钾（钠）的添加剂水溶液，在卷烟纸生产的施胶工序中通过计量棒式膜转移施胶机均匀添加到卷烟纸中。所述的添加剂在卷烟纸中的添加量以质量百分数计为0.3%~5%，更具体的添加量为0.6%~3.5%，更合适的添加量为1.2%。

将最终得到的卷烟纸成品用于卷烟生产，即具有较好的减害降焦效果。

本发明首次将丁烷四羧酸（环丁烷四羧酸）与碱反应制得丁烷四羧酸（环丁烷四羧酸）的碱金属盐，将含有丁烷四羧酸钾（钠）、环丁烷四羧酸钾（钠）的添加剂应用到卷烟纸生产中，打破了传统上利用柠檬酸钾、柠檬酸钠作为卷烟纸用燃烧添加剂的单一局面，为新型卷烟纸添加剂的应用提供了一种新的思路。

相对于现有技术，本发明具有如下优点：

1、将含有本发明所述添加剂的卷烟纸用于卷烟，可以降低主流烟气中CO释放量10%~18%，降低焦油释放量10%~15%。

2、将含有本发明所述添加剂的卷烟纸用于卷烟，可以有效地降低主流烟气中7种有害成分的释放量，其中苯酚降低率10%~30%。

3、本发明方法简便，无须改变现有卷烟纸生产工艺，成本低廉，具有较好的工业应用价值。

具体实施方式

通过下面的实例可以更清楚地了解本发明，但它们并不是对本发明的限定。

实施例1：

称取224份氢氧化钾加入到1500份水中搅拌均匀，将234份食品级丁烷四羧酸缓缓加入到氢氧化钾水溶液中，一边加入一边启动搅拌，反应半小时后停止搅拌，生成的丁烷四羧酸钾悬浮液浓度为19.7%，测得水溶液pH值为7.97。将配制好的添加剂悬浮液在卷烟纸生产的施胶工段通过计量棒式膜转移施胶机均匀添加到卷烟纸中，调整生产工艺和纸机设备参数，制得卷烟纸定量为32g/m²，透气度为60CU。将制得的功能性卷烟纸与普通卷烟纸（空白样）用于川渝中烟某一牌号的卷烟生产，对卷制的卷烟进行主流烟气成分分析和感官质量评价。结果分别见表1、表2。

实施例2：

将实施例1中的添加剂水溶液稀释1倍，即添加剂浓度为9.85%，重复以上生产过程及分析测试，结果见表1、表2。

实施例3：

称取160份氢氧化钠加入到1200份水中搅拌均匀，将234份食品级丁烷四羧酸缓缓加入到氢氧化钠水溶液中，一边加入一边启动搅拌，反应半小时后停止搅拌，生成的丁烷四羧酸钠悬浮液浓度为20.2%，测得水溶液pH值为8.12。利用配制好的添加剂悬浮液，重复以上生产过程及分析测试，结果见表1、表2。

实施例4：

将实施例3中的添加剂水溶液稀释1倍，即添加剂浓度为10.1%，重复以上生产过程及分析测试，结果见表1、表2。

实施例5：

称取224份氢氧化钾、160份氢氧化钠加入到3552份水中搅拌均匀，将468份食品级丁烷四羧酸缓缓加入到碱溶液中，一边加入一边启动搅拌，反应半小时后停止搅拌，生成的添加剂悬浮液中丁烷四羧酸钾浓度为10.9%，丁烷四羧酸钠浓度为9.1%，测得水溶液pH值为7.88。利用配制好的添加剂悬浮液，重复以上生产过程及分析测试，结果见表1、表2。

表1 功能性卷烟纸添加剂试制卷烟主流烟气成分分析表：

表2 功能性卷烟纸添加剂试制卷烟感官质量评吸表（评委人数7人）：

Claims

1.一种具有减害功能的卷烟纸添加剂在卷烟纸生产中的应用，其特征是，所述卷烟纸添加剂为含有丁烷四羧酸的碱金属盐或环丁烷四羧酸的碱金属盐的水溶液，将含有上述卷烟纸添加剂的不同浓度的水溶液在卷烟纸生产的施胶工段通过计量棒式膜转移施胶机均匀添加到卷烟纸中，所述丁烷四羧酸钾、丁烷四羧酸钠、环丁烷四羧酸钾或环丁烷四羧酸钠在卷烟纸中的添加量以质量百分数计为0.3%~5%。

2.根据权利要求1所述的卷烟纸添加剂在卷烟纸生产中的应用，其特征是，所述丁烷四羧酸钾、丁烷四羧酸钠、环丁烷四羧酸钾或环丁烷四羧酸钠在卷烟纸中的添加量以质量百分数计为0.6%~3.5%。

3. 根据权利要求2所述的卷烟纸添加剂在卷烟纸生产中的应用，其特征是，所述丁烷四羧酸钾、丁烷四羧酸钠、环丁烷四羧酸钾或环丁烷四羧酸钠在卷烟纸中的添加量以质量百分数计为1.2%。