CN112021634B - 一种造纸法加热卷烟专用薄片的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种造纸法加热卷烟专用薄片的制备方法，包括以下步骤：将含有烟叶浆、烟梗浆和混合外纤浆的混合浆料通过造纸法抄造技术制成基片，烟梗浆、混合外纤浆为经过改性处理的浆料；改性处理过程为：将原料烟梗浆和原料混合外纤浆依次置于氢氧化钠溶液、一氯乙酸溶液中进行处理，之后用乙醇、清水洗至中性；将基片进行真空冷冻干燥处理得到冻干基片；将冻干基片叠层放置，夹层中振筛涂布混合粉末和雾化剂得到涂布基片，混合粉末和雾化剂的涂布分开进行，混合粉末中含有烟粉、胶黏剂和惰性导热材料；将涂布基片进行辊压后真空平衡处理、切丝制得专用薄片。本发明制备的薄片具有更好的抗张强度、导热性好且对雾化剂的吸附效果更好。
Description
技术领域
本发明属于加热不燃烧烟草制品技术领域，具体涉及一种造纸法加热卷烟专用薄片的制备方法。
背景技术
新型烟草制品发展迅速，尤其是加热烟草制品快速增长，极有可能引发烟草行业的一次变革，全球各大烟草企业纷纷布局加热不燃烧新型烟草制品的研发，预计至2021年将超过150亿美元市场规模。
加热制品的工作原理是通过低温加热将加热卷烟专用薄片加热至足以散发出烟草香味的程度，而不点燃烟叶。通常情况下，普通卷烟在350~600℃的高温燃烧时会释放出有害物质，而加热卷烟则将加热温度控制在300℃以下，大大减少有害物质的释放。
目前，造纸法加热卷烟专用薄片存在外纤分散性较差、抗张强度低，导热性不高，雾化剂吸附性差、雾化效果不充分等缺点。外纤分散性较差会导致质制备的烟草薄片外观出现如“花片”、“白片”等质量问题。目前改善抗张强度低较为常见的做法是通过增加黏合剂的比例和加大外纤的添加量来改善这一共性缺点，但是过多的外源物质的添加，使得造纸法专用薄片中外观均匀性较差，并且木质气息较重。对于改善雾化剂吸附性差、雾化效果不够充分的缺点，目前现有专利CN201510413496.X通过在喷涂时采用负压真空抽吸方式，将喷出的烟粉及胶类混合物吸附在基片中。但是这种喷涂方式是将烟粉与胶类的混合物同时喷涂在基片夹层中，极易导致喷头堵塞，使得喷涂生产连续性无法保证。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种造纸法加热卷烟专用薄片的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种造纸法加热卷烟专用薄片的制备方法，包括以下步骤：
将含有烟叶浆、烟梗浆和混合外纤浆的混合浆料通过造纸法抄造技术制成基片，所述烟梗浆、所述混合外纤浆为经过改性处理的浆料；所述改性处理过程为：将原料烟梗浆和原料混合外纤浆依次置于氢氧化钠溶液、一氯乙酸溶液中进行处理，之后用乙醇、清水洗至中性；
将所述基片进行真空冷冻干燥处理得到冻干基片；
将所述冻干基片叠层放置，夹层中振筛涂布混合粉末和雾化剂得到涂布基片，所述混合粉末和所述雾化剂的涂布分开进行，所述混合粉末中含有烟粉、胶黏剂和惰性导热材料；
将所述涂布基片进行辊压后真空平衡处理、切丝制得所述造纸法加热卷烟专用薄片。
优选地，所述基片的水分含量为25~35%。
优选地， 所述烟叶浆为经过所述改性处理的浆料，所述改性处理过程为：将原料烟叶浆依次置于氢氧化钠溶液、一氯乙酸溶液中进行处理，之后用乙醇、清水洗至中性。
优选地，所述改性处理过程为：将原料烟梗和原料混合外纤置于50~70℃的水中浸泡60~90min，之后进行打浆处理，打浆度为40~60°SR，过滤得到所述原料烟梗浆和所述原料混合外纤浆；将所述原料烟梗浆和所述原料混合外纤浆加入到5~10%的氢氧化钠溶液中，超声分散处理10~20min，之后在15~30℃下搅拌处理20~30min，用压榨机去除氢氧化钠溶液；之后将物料加入到0.05~0.1mol/L的一氯乙酸溶液中，在85~95℃下搅拌回流处理50~60min；之后用乙醇和清水进行反复清洗，直至pH值为中性。更优选地，所述烟梗浆和所述混合外纤浆的质量比为10：（3~5）。
优选地，所述惰性导热材料为二氧化硅、碳化硅、氮化硅、石墨烯中的至少一种。
优选地，所述雾化剂为甘油、丙二醇、乙醇、烟草提取物、香精香料的混合物。更优选地，所述甘油、所述丙二醇、所述乙醇、所述烟草提取物、所述香精香料的质量比为（80~100）:（30~50）:（10~20）:（10~15）:（5~10）。
优选地，所述混合粉末中所述烟粉、所述胶黏剂和所述惰性导热材料的质量比为（80~100）:（5~8）:（3~5）。更优选地，所述混合粉末的粒径为200~300目。更优选地，所述混合粉末的涂布量为5~10g/m2。
优选地，所述混合外纤浆是针叶木纤维浆、阔叶木纤维浆、亚麻纤维浆的混合物。更优选地，所述针叶木纤维浆、所述阔叶木纤维浆、所述亚麻纤维浆的质量比为（10~12）：（6~8）：（1~3）。
优选地，所述真空冷冻干燥处理的温度为-40℃~-30℃，真空度为0~10pa，抽真空时间为12~16h。
优选地，所述真空平衡处理的真空度为10~20pa，平衡时间为2~3h。
优选地，所述胶黏剂为CMC、海藻酸钠、明胶、硫酸软骨素中的至少一种。更优选地，所述胶黏剂的粘度为4000~8000 cps。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
（1）本发明的一种造纸法加热卷烟专用薄片的制备方法的烟梗浆、混合外纤浆为经过改性处理的浆料，经过改性处理能有效提升混合外纤浆的分散均匀性，使烟梗纤维和外纤纤维更多的羟基暴露出来，使得烟梗纤维和外纤间形成更多的氢键，能有效改善基片表面的外观均匀性并有效提升基片的抗张强度。
（2）本发明的基片在进行真空冷冻干燥处理过程中，可以在基片内部形成一种疏松多孔的空间结构并且使基片达到绝干的状态，利于后续烟粉等混和粉末的填充和雾化剂的吸附。
（3）本发明采用混合粉末和雾化剂分开涂布的方式，可有效避免传统混合喷涂过程中易堵塞喷头的缺陷。
（4）本发明叠层基片中振筛涂布含有惰性导热材料、胶黏剂和烟粉的混合粉末，可以增加烟草本香，提高加热卷烟的导热性能，并且惰性导热材料对薄片的感官评吸没有任何负面影响。
（5）本发明基片辊压处理后，真空平衡处理使基片结合紧密，导热性更加均匀，雾化剂在基片内部渗透吸附更为均匀，进而提升专用薄片的雾化效果。
本发明的附加优点、目的以及特征将在下面的描述中将部分地加以阐述，且将对于本领域普通技术人员在研究下文后部分地变得明显，或者可以根据本发明的实践而获知。
本领域技术人员将会理解的是，能够用本发明实现的目的和优点不限于以上具体所述，并且根据以下详细说明将更清楚地理解本发明能够实现的上述和其他目的。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
须知，下列实施例中未具体注明的工艺设备或装置均采用本领域内的常规设备或装置。
此外应理解，本发明中提到的一个或多个方法步骤并不排斥在所述组合步骤前后还可以存在其他方法步骤或在这些明确提到的步骤之间还可以***其他方法步骤，除非另有说明；而且，除非另有说明，各方法步骤的编号仅为鉴别各方法步骤的便利工具，而非为限制各方法步骤的排列次序或限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容的情况下，当亦视为本发明可实施的范畴。
实施例1
本发明实施例1 提供一种造纸法加热卷烟专用薄片的制备方法，包括以下步骤：
（1）称取1000g的原料烟叶，用50℃的热水提取90min，烟叶单独打浆得到烟叶浆，打浆度50°SR。
（2）称取1000g的原料烟梗，400g的原料混合外纤（包括220g的针叶木外纤，140g的阔叶木外纤，40g的亚麻纤维），用60℃的热水提取80min，原料烟梗与原料混合外纤打浆得到原料烟梗浆和原料混合外纤浆，打浆度为50°SR，打浆完成后，用双层纱布过滤水分。将滤饼加入到8%的氢氧化钠溶液中，超声分散处理15min，然后低速搅拌处理25min，温度保持在25℃，处理完成后，用压榨机去除氢氧化钠溶液。将物料置于0.08mol/L的一氯乙酸溶液中，加热搅拌回流处理55min，加热温度为90℃。纤维浆料处理完成后，用乙醇和清水进行反复清洗，直至pH值为中性，即完成烟梗和外加混合纤维打浆后的改性处理。
（3）将步骤（1）中烟叶浆与步骤（2）中改性处理后的烟梗浆、混合外纤浆，通过造纸法抄造技术抄造制得基片，基片水分含量为30%。
（4）将步骤（3）中基片进行低温真空冷冻干燥处理，冷冻干燥机的温度为-40℃~-30℃，连续抽真空12小时，真空度为0~10pa。
（5）将步骤（4）中的基片叠层放置，夹层中振筛涂布由80g烟粉、5g明胶胶黏剂和3g氮化硅惰性导热材料组成的混合均匀粉末，涂布量为5g/m2。
（6）将步骤（5）中的基片叠层喷涂雾化剂，雾化剂由80g甘油、30g丙二醇、10g乙醇、10g烟草提取物、5g香精香料的混合物组成。
（7）将步骤（6）基片进行辊压后真空平衡处理，真空度为10~20pa，平衡时间2.5小时。平衡处理后，切丝制得造纸法加热卷烟专用薄片。
实施例2
本发明实施例2提供一种造纸法加热卷烟专用薄片的制备方法，包括以下步骤：
（1）称取800g的原料烟叶，用60℃的热水提取60min，烟叶单独打浆得到烟叶浆，打浆度45°SR。
（2）称取800g的原料烟梗，400g的原料混合外纤（包括220g的针叶木外纤，140g的阔叶木外纤，40g的亚麻纤维），用60℃的热水提取80min，原料烟梗与原料混合外纤打浆得到原料烟梗浆和原料混合外纤浆，打浆度为55°SR，打浆完成后，用双层纱布过滤水分。将滤饼加入到5%的氢氧化钠溶液中，超声分散处理15min，然后低速搅拌处理25min，温度保持在25℃，处理完成后，用压榨机去除氢氧化钠溶液。将物料置于0.1mol/L的一氯乙酸溶液中，加热搅拌回流处理55min，加热温度为90℃。纤维浆料处理完成后，用乙醇和清水进行反复清洗，直至pH值为中性，即完成烟梗和外加混合纤维打浆后的改性处理。
（3）将步骤（1）中烟叶浆与步骤（2）中改性处理后的烟梗浆、混合外纤浆，通过造纸法抄造技术抄造制得基片，基片水分含量为30%。
（4）将步骤（3）中基片进行低温真空冷冻干燥处理，冷冻干燥机的温度为-40℃~-30℃，连续抽真空10小时，真空度为0~10pa。
（5）将步骤（4）中的基片叠层放置，夹层中振筛涂布由90g烟粉、7g硫酸软骨素胶黏剂和4g碳化硅惰性导热材料组成的混合均匀粉末，涂布量为8g/m2。
（6）将步骤（5）中的基片叠层喷涂雾化剂，雾化剂由90g甘油、40g丙二醇、15g乙醇、12g烟草提取物、8g香精香料的混合物组成。
（7）将步骤（6）基片进行辊压后真空平衡处理，真空度为10~20pa，平衡时间3小时。平衡处理后，切丝制得造纸法加热卷烟专用薄片。
实施例3
本发明实施例3提供一种造纸法加热卷烟专用薄片的制备方法，包括以下步骤：
（1）称取1000g的原料烟叶，用60℃的热水提取60min，烟叶单独打浆得到烟叶浆，打浆度55°SR。
（2）称取800g的原料烟梗，400g的原料混合外纤（包括220g的针叶木外纤，140g的阔叶木外纤，40g的亚麻纤维），用60℃的热水提取90min，原料烟梗与原料混合外纤打浆得到原料烟梗浆和原料混合外纤浆，打浆度为55°SR，打浆完成后，用双层纱布过滤水分。将滤饼加入到10%的氢氧化钾溶液中，超声分散处理10min，然后低速搅拌处理20min，温度保持在30℃，处理完成后，用压榨机去除氢氧化钾溶液。将物料置于0.1mol/L的一氯乙酸溶液中，加热搅拌回流处理55min，加热温度为90℃。纤维浆料处理完成后，用清水进行反复清洗，直至pH值为中性，即完成烟梗和外加混合纤维打浆后的改性处理。
（3）将步骤（1）中烟叶浆与步骤（2）中改性处理后的烟梗浆、混合外纤浆，通过造纸法抄造技术抄造制得基片，基片水分含量为25%。
（4）将步骤（3）中基片进行低温真空冷冻干燥处理，冷冻干燥机的温度为-40℃~-30℃，连续抽真空16小时，真空度为0~10pa。
（5）将步骤（4）中的基片叠层放置，夹层中振筛涂布由100g烟粉、6gCMC胶黏剂和4g石墨烯惰性导热材料组成的混合均匀粉末，涂布量为10g/m2。
（6）将步骤（5）中的基片叠层喷涂雾化剂，雾化剂由100g甘油、50g丙二醇、20g乙醇、15g烟草提取物、10g香精香料的混合物组成。
（7）将步骤（6）基片进行辊压后真空平衡处理，真空度为10~20pa，平衡时间2小时。平衡处理后，切丝制得造纸法加热卷烟专用薄片。
实施例4
本发明实施例4提供一种造纸法加热卷烟专用薄片的制备方法，包括以下步骤：
（1）称取1000g的原料烟叶，800g的原料烟梗，400g的原料混合外纤（包括220g的针叶木外纤，140g的阔叶木外纤，40g的亚麻纤维），用70℃的热水提取80min，原料烟叶、原料烟梗与原料混合外纤打浆得到原料烟叶浆、原料烟梗浆和原料混合外纤浆，打浆度为60°SR，打浆完成后，用双层纱布过滤水分。将滤饼加入到10%的氢氧化钾溶液中，超声分散处理20min，然后低速搅拌处理30min，温度保持在30℃，处理完成后，用压榨机去除氢氧化钾溶液。将物料置于0.05mol/L的一氯乙酸溶液中，加热搅拌回流处理60min，加热温度为95℃。纤维浆料处理完成后，用清水进行反复清洗，直至pH值为中性，即完成烟叶、烟梗和外加混合纤维打浆后的改性处理。
（2）将步骤（1）中改性处理后的烟叶浆、烟梗浆、混合外纤浆，通过造纸法抄造技术抄造制得基片，基片水分含量为35%。
（3）将步骤（2）中基片进行低温真空冷冻干燥处理，冷冻干燥机的温度为-40℃~-30℃，连续抽真空10小时，真空度为0~10pa。
（4）将步骤（3）中的基片叠层放置，夹层中振筛涂布由100g烟粉、6g海藻酸钠胶黏剂和4g二氧化硅惰性导热材料组成的混合均匀粉末，涂布量为10g/m2。
（5）将步骤（4）中的基片叠层喷涂雾化剂，雾化剂由100g甘油、40g丙二醇、15g乙醇、12g烟草提取物、8g香精香料的混合物组成。
（6）将步骤（5）基片进行辊压后真空平衡处理，真空度为10~20pa，平衡时间3小时。平衡处理后，切丝制得造纸法加热卷烟专用薄片。
对比例1
对比例1与实施例1相比，原料烟梗与原料混合外纤不经过改性处理，其余步骤与实施例1相同，制得造纸法加热卷烟专用薄片。
对比例2
对比例2与实施例1相比，基片不经过低温冷冻干燥处理，在80℃的鼓风干燥箱中干燥6h，其余步骤与实施例1相同，制得造纸法加热卷烟专用薄片。
对比例3
对比例3中与实施例1相比，叠层基片中振筛涂布的混合粉末中不加入惰性导热材料，其余步骤与实施例1相同，制得造纸法加热卷烟专用薄片。
实施例1~4和对比例1~3制得的造纸法加热卷烟专用薄片的外观均匀性、抗张强度、导热性、雾化效果如表1所示，感官评价如表2所示。
从表1、表2看到，实施例1~4中夹层喷涂的烟粉量与雾化剂含量提升，使得专用薄片的雾化效果和感官评价都有正面的提升，然而原料配方的改变，改性工艺的改变以及导热材料的改变使得造纸法加热卷烟专用薄片的外观均匀性，抗张强度及导热性能差别不大。对比例1与实施例1对比表明，原料烟梗与原料混合外纤不经过改性处理，导致专用薄片外观均匀性较差，抗张强度有明显降低。对比例2与实施例1对比表明，基片不经过低温冷冻干燥处理，在基片内部无法形成一种充满空隙的空间结构。导致烟粉等混合粉末的填充及雾化剂的吸附效果变差，感官评价负面影响较大。对比例3与实施例1对比表明，混合粉末中不加入惰性导热材料，使得专用薄片的导热性明显较低，使得雾化效果以及烟气释放量和劲头较小。
本发明的保护范围不限于上述的实施例，显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变形而不脱离本发明的范围和精神。倘若这些改动和变形属于本发明权利要求及其等同技术的范围，则本发明的意图也包含这些改动和变形在内。
Claims (10)
1.一种造纸法加热卷烟专用薄片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将含有烟叶浆、烟梗浆和混合外纤浆的混合浆料通过造纸法抄造技术制成基片，所述烟梗浆、所述混合外纤浆为经过改性处理的浆料；所述改性处理过程为：将原料烟梗浆和原料混合外纤浆依次置于氢氧化钠溶液、一氯乙酸溶液中进行处理，之后用乙醇、清水洗至中性；所述氢氧化钠溶液的浓度为5~8%；
将所述基片进行真空冷冻干燥处理得到冻干基片；
将所述冻干基片叠层放置，夹层中振筛涂布混合粉末和雾化剂得到涂布基片，所述混合粉末和所述雾化剂的涂布分开进行，所述混合粉末中含有烟粉、胶黏剂和惰性导热材料；
将所述涂布基片进行辊压后真空平衡处理、切丝制得所述造纸法加热卷烟专用薄片。
2.根据权利要求1所述的一种造纸法加热卷烟专用薄片的制备方法，其特征在于， 所述烟叶浆为经过所述改性处理的浆料，所述改性处理过程为：将原料烟叶浆依次置于氢氧化钠溶液、一氯乙酸溶液中进行处理，之后用乙醇、清水洗至中性。
3.根据权利要求1所述的一种造纸法加热卷烟专用薄片的制备方法，其特征在于，所述改性处理过程为：将原料烟梗和原料混合外纤置于50~70℃的水中浸泡60~90min，之后进行打浆处理，打浆度为40~60°SR，过滤得到所述原料烟梗浆和所述原料混合外纤浆；将所述原料烟梗浆和所述原料混合外纤浆加入到5~8%的氢氧化钠溶液中，超声分散处理10~20min，之后在15~30℃下搅拌处理20~30min，用压榨机去除氢氧化钠溶液；之后将物料加入到0.05~0.1mol/L的一氯乙酸溶液中，在85~95℃下搅拌回流处理50~60min；之后用乙醇和清水进行反复清洗，直至pH值为中性。
4.根据权利要求1所述的一种造纸法加热卷烟专用薄片的制备方法，其特征在于，所述惰性导热材料为二氧化硅、碳化硅、氮化硅、石墨烯中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的一种造纸法加热卷烟专用薄片的制备方法，其特征在于，所述雾化剂为甘油、丙二醇、乙醇、烟草提取物、香精香料的混合物。
6.根据权利要求1所述的一种造纸法加热卷烟专用薄片的制备方法，其特征在于，所述混合粉末中所述烟粉、所述胶黏剂和所述惰性导热材料的质量比为（80~100）:（5~8）:（3~5）。
7.根据权利要求1所述的一种造纸法加热卷烟专用薄片的制备方法，其特征在于，所述混合外纤浆是针叶木纤维浆、阔叶木纤维浆、亚麻纤维浆的混合物。
8.根据权利要求1所述的一种造纸法加热卷烟专用薄片的制备方法，其特征在于，所述真空冷冻干燥处理的温度为-40℃~-30℃，真空度为0~10pa，抽真空时间为12~16h。
9.根据权利要求1所述的一种造纸法加热卷烟专用薄片的制备方法，其特征在于，所述真空平衡处理的真空度为10~20pa，平衡时间为2~3h。
10.根据权利要求1~9任一项所述的一种造纸法加热卷烟专用薄片的制备方法，其特征在于，所述胶黏剂为CMC、海藻酸钠、明胶、硫酸软骨素中的至少一种。
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