CN112167706B - 一种降低卷烟烟气中氨的卷烟滤棒用添加剂及其制备方法、应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种降低卷烟烟气中氨的卷烟滤棒用添加剂及其应用，所述的添加剂为氧化镁/碳二维碳基复合材料，所述的添加剂由葡萄糖酸镁在高温条件下进行煅烧处理制得；所述添加剂应用于降低卷烟烟气中氨的滤棒，所述的滤棒包括普通滤芯、含有所述添加剂的加料滤芯和滤棒成型纸。所述滤棒由所述普通滤芯和所述加料滤芯粘合后得到复合滤芯，再采用滤棒成型机将所述滤棒成形纸包覆于所述复合滤芯后制得。本发明对卷烟烟气中的氨亦有较好的吸附作用；大大降低了卷烟降焦减害的生产成本；技术简单，适合大批量生产。
Description
技术领域
本发明涉及卷烟制备技术领域，具体涉及一种降低卷烟烟气中氨的卷烟滤棒用添加剂及其制备方法、应用。
背景技术
近年来随着全球范围内的反吸烟活动的日益高涨，世界卫生组织及国内标准均对烟草制品做出了严格的限制。如何实现对卷烟成品进行“降焦减害”，生产出具有“低焦低害”特点的卷烟已成为国内卷烟行业发展的主流路线。目前，在卷烟的“降焦减害”方面也取得了一些进展，如功能减害材料、新型烟用材料、功能薄片等技术，上述技术的应用在一定程度上降低了卷烟焦油和有害成分。
例如申请号为CN201910701173.9的发明专利公开了一种用于卷烟烟气中有毒物质吸附的高效吸附材料。该发明将甲基丙烯酸通过自由基聚合接枝到羧甲基淀粉(CMS)主链上得到改性淀粉；改性淀粉在接枝制备过程中加入引发剂，所用引发剂为水溶性引发剂；自由基聚合接枝反应的条件为加热引发聚合：反应温度50~80℃，反应时间2~12h。该发明所得高分子吸附材料虽然对卷烟烟气中的有毒物质氨和苯酚有一定的吸附及清除性能；但是该发明所述的高分子吸附材料的制备方法复杂，原料甲基丙烯酸易受热分解产生有毒气体且制备过程中需要添加多种化学试剂使得制得的高分子吸附材料长期吸食具有一定的安全隐患。
发明内容
本发明的目的是解决上述问题，提供制备方法简单、成本低且使用安全性较高的卷烟滤棒用添加剂及其应用。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种降低卷烟烟气中氨的卷烟滤棒用添加剂，所述的添加剂为氧化镁/碳二维碳基复合材料，所述的添加剂由葡萄糖酸镁在高温条件下进行煅烧处理制得。
本发明制备所述的添加剂仅需对葡萄糖酸镁进行高温热处理即可得到，制备方法简便，易操作；葡萄糖酸镁的价格便宜，大大降低了生产成本；所述添加剂为氧化镁/碳二维碳基复合材料，其中氧化镁组分是一种无臭、无毒、无味的离子化合物，可与卷烟烟气中的氨形成络合物从而降低卷烟烟气中氨的含量，此外所述的添加剂为二维碳基复合材料具有极强的稳定性，而且由于碳组分含有大量的羟基，对氨亦有较好的吸附作用，进一步加强了卷烟烟气中氨的降低效率。
优选地，所述添加剂的制备方法为，将葡萄糖酸镁在氮气保护下，在500~900℃温度下进行煅烧处理，所述煅烧处理时间为1~3 h，得到氧化镁/碳二维碳基复合材料。
优选地，所述的温度的升温速率为2~8℃/min。
本发明的另一个目的是，提供一种所述添加剂的应用方法：
一种降低卷烟烟气中氨的卷烟滤棒用添加剂的应用，所述添加剂应用于降低卷烟烟气中氨的滤棒，所述的滤棒包括普通滤芯、含有所述添加剂的加料滤芯和滤棒成型纸。
本发明所述的添加剂的应用技术简单，易于实现。
优选地，所述的滤棒为二元复合滤棒。
优选地，所述滤棒由所述普通滤芯和所述加料滤芯粘合后得到复合滤芯，再采用滤棒成型机将所述滤棒成形纸包覆于所述复合滤芯后制得。
优选地，所述的滤棒成形纸为纤维素纸或压纹纸中的一种或几种。
优选地，所述的加料滤芯将所述的添加剂均匀地施加于普通滤芯上制得。
优选地，所述添加剂的添加量为所述加料滤芯质量的4%~16%。
本发明产生的有益效果包括：
（1）本发明一种降低卷烟烟气中氨的卷烟滤棒用添加剂仅需对葡萄糖酸镁进行高温热处理即可得到，制备方法简便、容易得到，所述添加剂为氧化镁/碳二维碳基复合材料，其中氧化镁组分是一种无臭、无毒、无味的离子化合物，可与卷烟烟气中的氨形成络合物从而降低卷烟烟气中氨的含量，此外所述的添加剂为二维碳基复合材料具有极强的稳定性，而且由于碳组分含有大量的羟基，对卷烟烟气中的氨亦有较好的吸附作用，进一步加强了卷烟烟气中氨的降低效率。
（2）本发明采用的原料为葡萄糖酸镁，其价格便宜且容易得到，大大降低了卷烟降焦减害的生产成本。
（3）本发明所述的一种降低卷烟烟气中氨的卷烟滤棒用添加剂的应用，技术简单，直接通过调节卷烟成型机的加料调解部即可将所述的添加剂施加于滤芯上，不需使用其他的设备，适合大批量生产。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行进一步地详细说明。
实施例1
一种降低卷烟烟气中氨的卷烟滤棒用添加剂，所述的添加剂为氧化镁/碳二维碳基复合材料，所述的添加剂由葡萄糖酸镁在高温条件下处理制得，将制得的所述氧化镁/碳二维碳基复合材料命名为MgO/C-T-X，其中T为煅烧处理的温度，X为煅烧处理的时间。
所述添加剂的制备方法为：将10g葡萄糖酸镁在氮气保护下，以2℃/min升温至500℃，在500℃下煅烧处理1 h，得到所述氧化镁/碳二维碳基复合材料，即为添加剂，将其命名为MgO/C-500-1。
将制得的所述添加剂（MgO/C-500-1）应用于降低卷烟烟气中氨的滤棒，记为滤棒1，所述的滤棒1包括普通滤芯、含有所述添加剂的加料滤芯和滤棒成型纸。
所述滤棒1由所述普通滤芯和所述加料滤芯的端部粘合后得到复合滤芯，再采用滤棒成型机将所述滤棒成形纸包覆于所述复合滤芯后制得，本发明所述的滤棒为二元复合滤棒，所述的加料滤棒设置于靠近卷烟主体烟丝的一侧。所述的滤棒成形纸为纤维素纸。
所述的加料滤芯通过控制所述滤棒成型机的加料调解部将所述的添加剂均匀地施加于普通滤芯上制得。所述添加剂的添加量为所述加料滤芯质量的4%。
本发明实施例所述的加料滤芯的另一种制备方法为：将所述的添加剂施加于普通滤芯前，为了使得所述的添加剂能够牢固的附着于所述的普通滤芯上，可对所述的普通滤芯进行预先施加胶黏剂处理，然后再将所述的添加剂施加于施胶处理后的普通滤芯上，再将其卷制形成加料滤芯；所述胶黏剂为聚乙烯醇缩醛胶粘剂或聚醋酸乙烯乳液型胶粘剂；所述的胶黏剂用量为所述加料滤芯的质量的0.5%~3%。
实施例2
所述添加剂的制备方法为：将10g葡萄糖酸镁在氮气保护下，以8℃/min升温至500℃，在500℃下煅烧处理2 h，得到所述氧化镁/碳二维碳基复合材料，即为添加剂，将其命名为MgO/C-500-2。
将制得的所述添加剂（MgO/C-500-2）应用于降低卷烟烟气中氨的滤棒，记为滤棒2，所述的滤,2包括普通滤芯、含有所述添加剂的加料滤芯和滤棒成型纸。
所述滤棒2由所述普通滤芯和所述加料滤芯的端部粘合后得到复合滤芯，再采用滤棒成型机将所述滤棒成形纸包覆于所述复合滤芯后制得，本发明所述的滤棒为二元复合滤棒，所述的加料滤棒设置于靠近卷烟主体烟丝的一侧。所述的滤棒成形纸为压纹纸。
所述的加料滤芯通过控制所述滤棒成型机的加料调解部将所述的添加剂均匀地施加于普通滤芯上制得。所述添加剂的添加量为所述加料滤芯质量的16%。
实施例3
所述添加剂的制备方法为：将10g葡萄糖酸镁在氮气保护下，以3℃/min升温至500℃，在500℃下煅烧处理3h，得到所述氧化镁/碳二维碳基复合材料，即为添加剂，将其命名为MgO/C-500-3。
将制得的所述添加剂（MgO/C-500-3）应用于降低卷烟烟气中氨的滤棒，记为滤棒3，所述的滤,3包括普通滤芯、含有所述添加剂的加料滤芯和滤棒成型纸。
所述滤棒3由所述普通滤芯和所述加料滤芯的端部粘合后得到复合滤芯，再采用滤棒成型机将所述滤棒成形纸包覆于所述复合滤芯后制得，本发明所述的滤棒为二元复合滤棒，所述的加料滤棒设置于靠近卷烟主体烟丝的一侧。所述的滤棒成形纸为纤维素纸。
所述的加料滤芯通过控制所述滤棒成型机的加料调解部将所述的添加剂均匀地施加于普通滤芯上制得。所述添加剂的添加量为所述加料滤芯质量的5%。
实施例4
所述添加剂的制备方法为：将10g葡萄糖酸镁在氮气保护下，以4℃/min升温至700℃，在700℃下煅烧处理1 h，得到所述氧化镁/碳二维碳基复合材料，即为添加剂，将其命名为MgO/C-700-1。
将制得的所述添加剂（MgO/C-700-1）应用于降低卷烟烟气中氨的滤棒，记为滤棒4，所述的滤棒4包括普通滤芯、含有所述添加剂的加料滤芯和滤棒成型纸。
所述滤棒4由所述普通滤芯和所述加料滤芯的端部粘合后得到复合滤芯，再采用滤棒成型机将所述滤棒成形纸包覆于所述复合滤芯后制得，本发明所述的滤棒为二元复合滤棒，所述的加料滤棒设置于靠近卷烟主体烟丝的一侧。所述的滤棒成形纸为压纹纸。
所述的加料滤芯通过控制所述滤棒成型机的加料调解部将所述的添加剂均匀地施加于普通滤芯上制得。所述添加剂的添加量为所述加料滤芯质量的7%。
实施例5
所述添加剂的制备方法为：将10g葡萄糖酸镁在氮气保护下，以5℃/min升温至700℃，在700℃下煅烧处理2 h，得到所述氧化镁/碳二维碳基复合材料，即为添加剂，将其命名为MgO/C-700-2。
将制得的所述添加剂（MgO/C-700-2）应用于降低卷烟烟气中氨的滤棒，记为滤棒5，所述的滤,5包括普通滤芯、含有所述添加剂的加料滤芯和滤棒成型纸。
所述滤棒5由所述普通滤芯和所述加料滤芯的端部粘合后得到复合滤芯，再采用滤棒成型机将所述滤棒成形纸包覆于所述复合滤芯后制得，本发明所述的滤棒为二元复合滤棒，所述的加料滤棒设置于靠近卷烟主体烟丝的一侧。所述的滤棒成形纸为压纹纸。
所述的加料滤芯通过控制所述滤棒成型机的加料调解部将所述的添加剂均匀地施加于普通滤芯上制得。所述添加剂的添加量为所述加料滤芯质量的9%。
实施例6
所述添加剂的制备方法为：将10g葡萄糖酸镁在氮气保护下，以5℃/min升温至700℃，在700℃下煅烧处理3h，得到所述氧化镁/碳二维碳基复合材料，即为添加剂，将其命名为MgO/C-700-3。
将制得的所述添加剂（MgO/C-700-3）应用于降低卷烟烟气中氨的滤棒，记为滤棒6，所述的滤,6包括普通滤芯、含有所述添加剂的加料滤芯和滤棒成型纸。
所述滤棒6由所述普通滤芯和所述加料滤芯的端部粘合后得到复合滤芯，再采用滤棒成型机将所述滤棒成形纸包覆于所述复合滤芯后制得，本发明所述的滤棒为二元复合滤棒，所述的加料滤棒设置于靠近卷烟主体烟丝的一侧。所述的滤棒成形纸为压纹纸。
所述的加料滤芯通过控制所述滤棒成型机的加料调解部将所述的添加剂均匀地施加于普通滤芯上制得。所述添加剂的添加量为所述加料滤芯质量的9%。
实施例7
所述添加剂的制备方法为：将10g葡萄糖酸镁在氮气保护下，以6℃/min升温至900℃，在900℃下煅烧处理1h，得到所述氧化镁/碳二维碳基复合材料，即为添加剂，将其命名为MgO/C-900-1。
将制得的所述添加剂（MgO/C-900-1）应用于降低卷烟烟气中氨的滤棒，记为滤棒7，所述的滤,7包括普通滤芯、含有所述添加剂的加料滤芯和滤棒成型纸。
所述滤棒7由所述普通滤芯和所述加料滤芯的端部粘合后得到复合滤芯，再采用滤棒成型机将所述滤棒成形纸包覆于所述复合滤芯后制得，本发明所述的滤棒为二元复合滤棒，所述的加料滤棒设置于靠近卷烟主体烟丝的一侧。所述的滤棒成形纸为压纹纸。
所述的加料滤芯通过控制所述滤棒成型机的加料调解部将所述的添加剂均匀地施加于普通滤芯上制得。所述添加剂的添加量为所述加料滤芯质量的13%。
实施例8
所述添加剂的制备方法为：将10g葡萄糖酸镁在氮气保护下，以7℃/min升温至900℃，在900℃下煅烧处理2h，得到所述氧化镁/碳二维碳基复合材料，即为添加剂，将其命名为MgO/C-900-2。
将制得的所述添加剂（MgO/C-900-2）应用于降低卷烟烟气中氨的滤棒，记为滤棒8，所述的滤,8包括普通滤芯、含有所述添加剂的加料滤芯和滤棒成型纸。
所述滤棒8由所述普通滤芯和所述加料滤芯的端部粘合后得到复合滤芯，再采用滤棒成型机将所述滤棒成形纸包覆于所述复合滤芯后制得，本发明所述的滤棒为二元复合滤棒，所述的加料滤棒设置于靠近卷烟主体烟丝的一侧。所述的滤棒成形纸为压纹纸。
所述的加料滤芯通过控制所述滤棒成型机的加料调解部将所述的添加剂均匀地施加于普通滤芯上制得。所述添加剂的添加量为所述加料滤芯质量的15%。
实施例9
所述添加剂的制备方法为：将10g葡萄糖酸镁在氮气保护下，以6℃/min升温至900℃，在900℃下煅烧处理3h，得到所述氧化镁/碳二维碳基复合材料，即为添加剂，将其命名为MgO/C-900-3。
将制得的所述添加剂（MgO/C-900-3）应用于降低卷烟烟气中氨的滤棒，记为滤棒9，所述的滤,9包括普通滤芯、含有所述添加剂的加料滤芯和滤棒成型纸。
所述滤棒9由所述普通滤芯和所述加料滤芯的端部粘合后得到复合滤芯，再采用滤棒成型机将所述滤棒成形纸包覆于所述复合滤芯后制得，本发明所述的滤棒为二元复合滤棒，所述的加料滤棒设置于靠近卷烟主体烟丝的一侧。所述的滤棒成形纸为纤维素纸。
所述的加料滤芯通过控制所述滤棒成型机的加料调解部将所述的添加剂均匀地施加于普通滤芯上制得。所述添加剂的添加量为所述加料滤芯质量的13%。
实施例10
将实施例1~9中制得的添加剂应用于滤棒中后制得的卷烟滤棒1~9，应用于卷烟中。所述的滤棒1~9的长度均设置为25 mm，其中所述加料滤芯的长度为10mm。卷烟卷接时采用相同辅材，用同一台卷烟机卷制，以保证试验卷烟和对照卷烟烟丝质量一致。每种滤棒所制得的卷烟数量为5支。同时，采用普通滤芯制备长度为25mm对照滤棒，将所述对照滤棒同样制作成卷烟。
参照 GB/T 16447-2004 将卷烟在 (22±1) ℃与相对湿度 (60±3) % 条件下平衡 48 h，经过烟支质量与吸阻分选，挑选出均匀一致的烟支进行卷烟烟气中氨的释放量的试验。
本发明实施例中所述的卷烟烟气中的氨释放量是按照《YC/T 377-2010卷烟主流烟气中的氨的测定离子色谱法》进行检测测得的。
对制得的所述的卷烟样品中烟气中氨的释放量值相对于对照滤棒制得的卷烟的氨的释放量变化量，计算实施例1~9采用的不同制备条件制得的不同类型的滤棒对卷烟烟气中氨的释放量的降低率。结果如表1所示。
表1 卷烟烟气中氨气释放量的测试结果表
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种降低卷烟烟气中氨的卷烟滤棒用添加剂的制备方法，其特征在于：所述的添加剂为氧化镁/碳二维碳基复合材料，所述的添加剂由葡萄糖酸镁在高温条件下进行煅烧处理制得；
所述添加剂的制备方法为，将葡萄糖酸镁在氮气保护下，在500~900℃温度下进行煅烧处理，所述煅烧处理的时间为1~3 h，得到氧化镁/碳二维碳基复合材料。
2.根据权利要求1所述的一种降低卷烟烟气中氨的卷烟滤棒用添加剂的制备方法，其特征在于：所述的温度的升温速率为2~8℃/min。
3.权利要求1或2所述的一种降低卷烟烟气中氨的卷烟滤棒用添加剂的应用，其特征在于：所述添加剂应用于降低卷烟烟气中氨的滤棒，所述的滤棒包括普通滤芯、含有所述添加剂的加料滤芯和滤棒成型纸。
4.根据权利要求3所述的一种降低卷烟烟气中氨的卷烟滤棒用添加剂的应用，其特征在于：所述的滤棒为二元复合滤棒。
5.根据权利要求3所述的一种降低卷烟烟气中氨的卷烟滤棒用添加剂的应用，其特征在于：所述滤棒由所述普通滤芯和所述加料滤芯粘合后得到复合滤芯，再采用滤棒成型机将所述滤棒成形纸包覆于所述复合滤芯后制得。
6.根据权利要求3所述的一种降低卷烟烟气中氨的卷烟滤棒用添加剂的应用，其特征在于：所述的滤棒成形纸为纤维素纸或压纹纸中的一种或几种。
7.根据权利要求3所述的一种降低卷烟烟气中氨的卷烟滤棒用添加剂的应用，其特征在于：所述的加料滤芯将所述的添加剂均匀地施加于普通滤芯上制得。
8.根据权利要求3所述的一种降低卷烟烟气中氨的卷烟滤棒用添加剂的应用，其特征在于：所述添加剂的添加量为所述加料滤芯质量的4%~16%。
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