CN109797601A - 一种用于加热不燃烧烟草制品卷烟纸的施胶剂及其制备和施胶方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于加热不燃烧烟草制品卷烟纸的施胶剂及其制备和施胶方法。所述施胶剂是将AKD胶液置于反应容器中，并搅拌加热至60～90℃，同时加入处理后的膨胀石墨、调节剂和烟用香料搅拌均匀后采用高压均质机将均质得到；所述膨胀石墨是将粒径为10～100μm的膨胀石墨颗粒置于雾化剂溶液中在负压条件下搅拌充分吸收雾化机溶液后，再经过70～100℃的低温干燥后得到的膨胀石墨颗粒。所述AKD胶液是由淀粉和AKD蜡加入到60～90℃的热水中保温搅拌30～60min反应所得。将上述施胶剂输送到上料槽内，再送入到表面施胶机中施涂到卷烟纸的内表面；既能较好的保护卷烟纸免受高温烘烤，又避免烟支过烫、影响消费者感官体验，并提高抽吸时的烟雾量。
Description
技术领域
本发明涉及加热不燃烧烟草制品技术领域，具体是一种用于加热不燃烧烟草制品的卷烟纸的施胶剂及制备和施胶方法。
背景技术
随着现代卷烟工业发展，加热不燃烧烟草制品逐渐成为一种新兴的传统卷烟替代品。加热不燃烧烟草制品采用电、碳、化学等方式加热含有甘油等雾化剂的烟草组分，产生含有烟碱、香味成分的烟雾，实现与传统卷烟近似的消费体验。由于采用非燃烧的方式，加热不燃烧烟草制品产生的危害性成分较传统卷烟大幅减少，在日韩等国际市场，发展流行迅猛。
在加热不燃烧烟草制品中，卷烟纸的主要作用是包裹烟丝，同时具有耐高温(加热温度为300℃左右)，避免抽吸后卷烟纸发黄、甚至碳化。现有的加热不燃烧卷烟纸技术也有公开，如专利《一种低温加热型卷烟用不燃卷烟纸及其制备方法》，申请号CN201410437696.4。该专利技术通过浆内加填氢氧化镁、氢氧化铝和在纸基表面涂布磷系阻燃剂来达到卷烟纸使用时不燃的目的。其公开的实施例的检测结果表明，能做到350℃不燃(450℃时已经碳化)，但全部发黄。
同时，加热不燃烧烟草制品主要通过加热引起甘油、丙二醇等易挥发物质雾化产生近似卷烟燃烧的烟雾，带给消费者更加接近传统卷烟的抽吸体验。其添加的易挥发物质主要通过薄片(如：专利200580036230.2为菲莫公司申请的电加热香烟)或直接在烟丝中施加。
由于烟叶对甘油等雾化剂的吸收性能不高(在唐焙焙等在《烟草科技》，2015年3月，第48卷第3期)报道中，甘油对烟叶热性能及加热状态下烟气释放的影响，可知当甘油在烟丝添加量大于10％后，在一定温度加热条件下，焦油释放量增加不明显)，单独添加大比例雾化剂无法被烟叶充分吸收，导致大部分施加的雾化剂吸附在烟叶表面，利用传统卷烟设备，烟丝表面附着的雾化剂容易吸湿堵塞烟条和烟丝输送装置。
介于上述原因，目前大部分加热不燃烧烟草制品的烟雾量较传统卷烟要偏低，工业企业或通过其他技术途径进行改进，但鲜见报道；且通过卷烟纸来增加烟气释放量的相关技术也未见报道。
发明内容
本发明的目的就是解决现有不燃卷烟纸和烟雾量在实际应用于加热不燃烧卷烟时存在的上述缺陷，提供一种用于加热不燃烧烟草制品的卷烟纸的施胶剂及制备和施胶方法，通过在卷烟纸表面施上施胶剂，提高卷烟纸的耐高温性(300℃左右)，并提高了加热不燃烧卷烟抽吸时的烟气释放量、增加烟草香气。
为达上述目的，本发明采取的技术方案如下：所述一种用于加热不燃烧烟草制品卷烟纸的施胶剂，其特征在于是由以下重量份数的物质组成：
其中，所述膨胀石墨是采用粒径为10～100μm的膨胀石墨颗粒置于雾化剂溶液中，并在压力为-0.2～-0.1MPa的条件下搅拌20～30分钟充分吸收雾化机溶液后，再经过70～100℃的低温干燥后得到的膨胀石墨颗粒。
本发明较优的技术方案：所述雾化剂溶液是由质量百分比为5～30％的丙二醇和质量百分比为70～95％的甘油混合均匀后得到的。
本发明较优的技术方案：所述烟用香料包括大马酮、突厥酮、巨豆三烯酮、云烟浸膏、秘鲁浸膏、吐鲁浸膏中的任意一种或多种。
本发明较优的技术方案：所述AKD胶液是由100重量份淀粉和3～6重量份AKD蜡(烷基烯酮二聚体)加入到300重量份60～90℃的热水中，保温搅拌30～60min反应所得；所述淀粉为氧化淀粉或改性淀粉中的一种；AKD蜡的固含量为15±1％，颗粒粒径为0.5～2μm。
本发明提供的一种用于加热不燃烧烟草制品卷烟纸的施胶剂的制备方法，其特征在于具体步骤如下：
(1)膨胀石墨的处理：
a.将膨胀石墨粉碎至颗粒直径10～100μm；
b.质量百分比为5～30％的丙二醇和质量百分比为70～95％的甘油混合均匀组成雾化剂溶液；
c.将步骤b中混合均匀后的雾化剂溶液，注入多口反应罐里，关闭各进料口开始抽真空，当反应罐内达到负压-0.2～-0.1MPa时，加入步骤(1)中的膨胀石墨颗粒，搅拌20～30分钟后停止搅拌，使膨胀石墨颗粒微孔充分吸收雾化剂溶液，打开固体出料口，从反应罐体底部放料；
d.将步骤c处理后的膨胀石墨颗粒在70～100℃的低温条件烘干，并振动筛分得到吸收有雾化剂的膨胀石墨颗粒；
(2)配制AKD胶液：取100份淀粉和3～6份AKD蜡加入到300份60～90℃的热水中，保温搅拌30～60min得到AKD胶液；
(3)取60～75重量份步骤(2)中配制的AKD胶液置于反应容器中，并搅拌加热至60～90℃，同时加入5～20重量份步骤(1)中处理的膨胀石墨、10～25重量份的调节剂、0.1～0.5重量份的烟用香料，不断搅拌，混合均匀，并采用高压均质机将混合液均质1～3次得到所述用于加热不燃烧烟草制品卷烟纸的施胶剂。
本发明较优的技术方案：所述步骤(2)中AKD胶液中的淀粉为氧化淀粉或改性淀粉中的一种；AKD蜡固含量为15±1％，颗粒粒径为0.5～2μm。
本发明较优的技术方案：所述步骤(3)中的烟用香料包括大马酮、突厥酮、巨豆三烯酮、云烟浸膏、秘鲁浸膏、吐鲁浸膏中的任意一种或多种。
本发明较优的技术方案：所述步骤(3)中的调节剂为羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素钠中的一种或两种。
本发明提供的一种加热不燃烧烟草制品卷烟纸的施胶剂的施胶方法，其特征在于：将上述用于加热不燃烧烟草制品卷烟纸的施胶剂输送到上料槽内，再送入到表面施胶机中施涂到卷烟纸与烟丝接触的内表面；其中卷烟纸的定量为28～35g/m2，施胶时的温度制在25℃～35℃，单面涂胶量为3～10g/m2。
本发明中烟用香料均为直接购买的烟用香料产品。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、因膨胀石墨能承受的实际温度为-204～1650℃，是良好的阻燃剂，且具有无卤、无毒、无污染等特点，对人体无害，而加热不燃烧烟草制品加热温度为300℃左右(现有研究及测试结果最高不超过450℃)；因此本发明中的卷烟纸，能够很好的保护在加热过程中的卷烟纸，防止高温烫变形，更不会出现碳化、变色现象，且不增加任何外来香气、化学气息。
2、因膨胀石墨的膨胀温度为300℃，膨胀后表面积极大地增加，而加热不燃烧烟草制品加热温度刚好使膨胀石墨膨胀，本发明的使用，能用较少的膨胀石墨、较低的成本，起到较好的加热保护作用。
3、因膨胀石墨的密度一般比天然石墨小几百倍，膨胀石墨堆积密度为0.002～0.005g/cm3,制品密度为0.8～1.8g/cm3。所以膨胀石墨材料质量较轻又具可塑性；硬度很低，用普通的刀具可切割，并可任意卷绕、弯折；因此本发明的卷烟纸具有良好的生产加工(烟支切割)性能。
4、因膨胀石墨具有优异的导热性能，因此，本发明的卷烟纸在加热过程中，能很好的将热量较快地通过膨胀石墨传递到卷烟纸外部，较快的散热，降低抽吸过程中热量的累积，既较好的保护卷烟纸免受高温烘烤，又避免烟支过烫、影响消费者感官体验。
5、因膨胀石墨具有良好的吸油性和疏水性，其优于活性炭，因此本发明的卷烟纸中的膨胀石墨能够吸附相对较多的雾化剂溶液，使其在加热抽吸过程中，释放出较多的烟气，提高抽吸时的烟雾量，满足消费者的抽吸满足感。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明中一种用于加热不燃烧烟草制品卷烟纸的施胶剂，是由以下重量份数的物质组成：5～20份膨胀石墨，0.1～0.5份烟用香料，60～75份AKD胶液，10～25份调节剂。所述烟用香料包括大马酮、突厥酮、巨豆三烯酮、云烟浸膏、秘鲁浸膏、吐鲁浸膏中的任意一种或多种。所述调节剂为羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素钠中的一种或两种。
以下实施例中的膨胀石墨的处理方法如下：
a.将膨胀石墨粉碎至颗粒直径10～100μm；
b.质量百分比为5～30％的丙二醇和质量百分比为70～95％的甘油混合均匀组成雾化剂溶液；
c.将步骤b中混合均匀后的雾化剂溶液，注入多口反应罐里，关闭各进料口开始抽真空，当反应罐内达到负压-0.2～-0.1MPa时，加入步骤(1)中的膨胀石墨颗粒，搅拌20～30分钟后停止搅拌，使膨胀石墨颗粒微孔充分吸收雾化剂溶液，打开固体出料口，从反应罐体底部放料；
d.将步骤c处理后的膨胀石墨颗粒在70～100℃的低温条件烘干，并振动筛分得到吸收有雾化剂的膨胀石墨颗粒。
所述AKD胶液是由取100重量份淀粉和3～6重量份AKD蜡加入到300重量份60～90℃的热水中，保温搅拌30～60min得到，所述淀粉为氧化淀粉或改性淀粉中的一种；AKD蜡的固含量为15±1％，颗粒粒径为0.5～2μm。
实施例1提供的一种用于加热不燃烧烟草制品卷烟纸的施胶剂，具体制备方法如下：取60重量份上述方法配制的AKD胶液置于反应容器中，并搅拌加热至65℃，同时加入5重量份上述方法处理后的膨胀石墨、10重量份的羟丙基甲基纤维素、0.1重量份的大马酮，不断搅拌，混合均匀，并采用高压均质机将混合液均质1次得到所述用于加热不燃烧烟草制品卷烟纸的施胶剂A。
将实施例1中制备的用于加热不燃烧烟草制品卷烟纸的施胶剂A输送到上料槽内，再送入到表面施胶机中施涂到卷烟纸的内表面制备成卷烟纸A；其中卷烟纸的定量为30g/m2，施胶时的温度制在25℃，单面涂胶量为6g/m2。
实施例2提供的一种用于加热不燃烧烟草制品卷烟纸的施胶剂，具体制备方法如下：取65重量份上述方法配制的AKD胶液置于反应容器中，并搅拌加热至70℃，同时加入10重量份上述方法处理后的膨胀石墨、10重量份的羧甲基纤维素钠、0.2重量份的突厥酮，不断搅拌，混合均匀，并采用高压均质机将混合液均质2次得到所述用于加热不燃烧烟草制品卷烟纸的施胶剂B。
将实施例2中制备的用于加热不燃烧烟草制品卷烟纸的施胶剂B输送到上料槽内，再送入到表面施胶机中施涂到卷烟纸的内表面制备成卷烟纸B；其中卷烟纸的定量为32g/m2，施胶时的温度制在30℃，单面涂胶量为6g/m2。
实施例3提供的一种用于加热不燃烧烟草制品卷烟纸的施胶剂，具体制备方法如下：取65重量份上述方法配制的AKD胶液置于反应容器中，并搅拌加热至75℃，同时加入15重量份上述方法处理后处理的膨胀石墨、15重量份的羧甲基纤维素钠、0.25重量份的云烟浸膏，不断搅拌，混合均匀，并采用高压均质机将混合液均质3次得到所述用于加热不燃烧烟草制品卷烟纸的施胶剂C。
将实施例3中制备的用于加热不燃烧烟草制品卷烟纸的施胶剂C输送到上料槽内，再送入到表面施胶机中施涂到卷烟纸的内表面制备成卷烟纸C；其中卷烟纸的定量为32g/m2，施胶时的温度制在30℃，单面涂胶量为8g/m2。
实施例4提供的一种用于加热不燃烧烟草制品卷烟纸的施胶剂，具体制备方法如下：取75重量份上述方法配制的AKD胶液置于反应容器中，并搅拌加热至80℃，同时加入20重量份上述方法处理的膨胀石墨、25重量份的羟丙基甲基纤维素、0.3重量份的吐鲁浸膏，不断搅拌，混合均匀，并采用高压均质机将混合液均质1～3次得到所述用于加热不燃烧烟草制品卷烟纸的施胶剂D。
将实施例4中制备的用于加热不燃烧烟草制品卷烟纸的施胶剂D输送到上料槽内，再送入到表面施胶机中施涂到卷烟纸的内表面制备成卷烟纸D；其中卷烟纸的定量为32g/m2，施胶时的温度制在30℃，单面涂胶量为10g/m2。
试验1：将上述实施例中的制备的卷烟纸A、B、C、D作为加热不燃烧烟草制品的卷烟纸按照常规方法分别卷制加热不燃烧卷烟，并使用普通卷烟纸卷制的加热不燃烧卷烟作为对比样品，将加热探针温度分别控制在200℃、250℃、300℃、350℃、450℃，将常规卷烟纸和各实施例分别填充同一烟丝并***加热探针，观察其受热情况，详见表1所示：
表1不同实施例与常规产品在不同温度环境中的燃烧情况
从表1测试结果可以看出，与常规产品相比，各实施例的耐热性能好于常规样品，因降低了卷烟纸表面温度，有效保护了外层卷烟纸，体现出优越的阻燃性能、散热性和耐高温性能。
试验2：将上述实施例中的制备的卷烟纸A、B、C、D作为加热不燃烧烟草制品的卷烟纸按照常规方法分别卷制加热不燃烧卷烟，并使用普通卷烟纸卷制的加热不燃烧卷烟作为对比样品，分别进行抽吸，其评吸结果如表2所示：
表2不同实施例与常规产品卷制成烟支评吸情况
上述表中结果显示，不同实施例样品相比于常规卷烟纸相比，感官质量明显提升，尤其是香气量和浓度提升明显，可能因本实施例其较好的散热、耐高温性能，灼烧感和干燥感也有所提升，总体明显优于常规样品。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种用于加热不燃烧烟草制品卷烟纸的施胶剂，其特征在于是由以下重量份数的物质组成：
其中，所述膨胀石墨是采用粒径为10～100μm的膨胀石墨颗粒置于雾化剂溶液中，并在压力为-0.2～-0.1MPa的条件下搅拌20～30分钟充分吸收雾化机溶液后，再经过70～100℃的低温干燥后得到的膨胀石墨颗粒。
2.根据权利要求1所述的一种用于加热不燃烧烟草制品卷烟纸的施胶剂，其特征在于：所述AKD胶液是由100重量份淀粉和3～6重量份AKD蜡加入到300重量份60～90℃的热水中，保温搅拌30～60min反应所得；所述淀粉为氧化淀粉或改性淀粉中的一种；AKD蜡的固含量为15±1％，颗粒粒径为0.5～2μm。
3.根据权利要求1所述的一种用于加热不燃烧烟草制品卷烟纸的施胶剂，其特征在于：所述雾化剂溶液是由质量百分比为5～30％的丙二醇和质量百分比为70～95％的甘油混合均匀后得到的。
4.根据权利要求1所述的一种用于加热不燃烧烟草制品卷烟纸的施胶剂，其特征在于：所述烟用香料包括大马酮、突厥酮、巨豆三烯酮、云烟浸膏、秘鲁浸膏、吐鲁浸膏中的任意一种或多种。
5.根据权利要求1所述的一种用于加热不燃烧烟草制品卷烟纸的施胶剂，其特征在于：所述调节剂为羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素钠中的一种或两种。
6.一种用于加热不燃烧烟草制品卷烟纸的施胶剂的制备方法，其特征在于具体步骤如下：
(1)膨胀石墨的处理：
a.将膨胀石墨粉碎至颗粒直径10～100μm；
b.质量百分比为5～30％的丙二醇和质量百分比为70～95％的甘油混合均匀组成雾化剂溶液；
c.将步骤b中混合均匀后的雾化剂溶液，注入多口反应罐里，关闭各进料口开始抽真空，当反应罐内达到负压-0.2～-0.1MPa时，加入步骤(1)中的膨胀石墨颗粒，搅拌20～30分钟后停止搅拌，使膨胀石墨颗粒微孔充分吸收雾化剂溶液，打开固体出料口，从反应罐体底部放料；
d.将步骤c处理后的膨胀石墨颗粒在70～100℃的低温条件烘干，并振动筛分得到吸收有雾化剂的膨胀石墨颗粒；
(2)配制AKD胶液：取100重量份淀粉和3～6重量份AKD蜡加入到300重量份60～90℃的热水中，保温搅拌30～60min得到AKD胶液；其中AKD蜡的质量为淀粉质量比的3～6％；
(3)取60～75重量份步骤(2)中配制的AKD胶液置于反应容器中，并搅拌加热至60～90℃，同时加入5～20重量份步骤(1)中处理的膨胀石墨、10～25重量份的调节剂、0.1～0.5重量份的烟用香料，不断搅拌，混合均匀，并采用高压均质机将混合液均质1～3次得到所述用于加热不燃烧烟草制品卷烟纸的施胶剂。
7.根据权利要求6所述的一种用于加热不燃烧烟草制品卷烟纸的施胶剂的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中AKD胶液中的淀粉为氧化淀粉或改性淀粉中的一种；AKD蜡固含量为15±1％，颗粒粒径为0.5～2μm。
8.根据权利要求6所述的一种用于加热不燃烧烟草制品卷烟纸的施胶剂的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中的烟用香料包括大马酮、突厥酮、巨豆三烯酮、云烟浸膏、秘鲁浸膏、吐鲁浸膏中的任意一种或多种。
9.根据权利要求6所述的一种用于加热不燃烧烟草制品卷烟纸的施胶剂的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中的调节剂为羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素钠中的一种或两种。
10.一种权利要求1至9任意一项中的加热不燃烧烟草制品卷烟纸的施胶剂的施胶方法，其特征在于：将上述用于加热不燃烧烟草制品卷烟纸的施胶剂输送到上料槽内，再送入到表面施胶机中施涂到卷烟纸与烟丝接触的内表面；其中卷烟纸的定量为28～35g/m2，施胶时的温度制在25℃～35℃，单面涂胶量为3～10g/m2。
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