專利名稱：一種功能卷煙紙及制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種功能卷煙紙，具體涉及一種分子囊化吸附劑應用降低卷煙煙氣一氧化碳和亞硝胺等有害物質(zhì)含量的功能卷煙紙及其制備方法。
背景技術：
2005年《煙草控制框架公約》(FCTC)在我國正式生效，公約中要求各國政府制訂出相應的管制法規(guī)，更加嚴格地限制卷煙制品中有害成分(Hoffmann分析物)的釋放量。近年來，行業(yè)在卷煙減害技術研究與應用領域做了大量的工作，取得了一定成效，建立了國際上關注的卷煙煙氣44種有害成分分析測試方法，開發(fā)了一批降低卷煙煙氣有害成分的實用技術，并在卷煙產(chǎn)品中得到應用。伴隨著公眾對吸煙與健康問題的日益關注，卷煙煙氣中釋放的有害成分也成為人們關注的焦點問題，其釋放量逐漸成為評價卷煙危害性大小的基本參數(shù)。在此背景下，世界煙草業(yè)為了降低煙草制品對人類健康的危害，更好地保護消費者的健康，相繼開發(fā)出了納米材料、介孔材料以及生物材料等新型材料，已成功地運用于卷煙工業(yè)中，加速了國際卷煙市場向更低焦油、煙堿和低有害成分方向發(fā)展的趨勢。目前新型材料在卷煙降焦減害已進行了多方面的研究，其中嘴棒和煙絲吸附催化技術是減害方法的一個重要研究及應用領域。恢之喻等研究了卷煙中添加沸石后，煙氣中亞硝胺總含量在測流煙氣中減少43% 51%，主流煙氣中減少約70% ；英國(iallaher公司發(fā)明了一種在低溫下催化氧化CO為(X)2的濾嘴吸附劑，將貴金屬、過渡金屬高度地分散在分子篩載體的整個孔體系中，能產(chǎn)生較大的活性表面，另外載體本身也可以起催化作用， 這樣該化劑往往起到雙重功能的作用；Yong jin ^iang等通過共沉淀法制備了 CuCKMn3O4 的介孔復合材料，結果表明復合氧化物平均粒經(jīng)約4nm，介孔復合體對CO的催化活性和穩(wěn)定性比較高，對比參照卷煙煙氣焦油、一氧化碳、苯并芘和煙草特有亞硝胺(TsNAs)在香煙煙氣中分別減少了 27. 2、23. 8、30. 1和38. 1%。然而這些具有高吸附功能的新型無機材料大都具有優(yōu)異的微觀結構，孔隙率和比表面積高的特征，然而應用在卷煙嘴棒和煙絲過程中很容易造成這些微孔結構的堵塞，造成煙氣截留效率的降低，嚴重阻礙該新型材料在卷煙降焦減害中的應用。微膠囊技術是利用天然或合成的高分子材料(壁材)將固體、液體或氣體(包容物)經(jīng)包囊所形成的一種具有或密封囊膜的微型膠囊技術。早在70年代，C. F. 0’ Neil. Jr 把微膠囊技術應用于煙草代用品中。在我國，微膠囊技術應用于卷煙工業(yè)的研究還不多，它在卷煙工業(yè)中有著廣泛的應用前景，值得人們研究與開發(fā)。目前，還沒有報道將微膠囊化吸附劑添加于卷煙紙中，達到降低卷煙煙氣一氧化碳和亞硝胺等有害物質(zhì)含量的效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供分子囊化吸附劑應用降低卷煙煙氣一氧化碳和亞硝胺等有害物質(zhì)含量的功能卷煙紙；所述的分子囊化工藝簡單，吸附劑添加方便，滿足工業(yè)化生產(chǎn)要求。本發(fā)明的目的是通過下述方式實現(xiàn)的它包括一種用造紙工藝制備而成的普通卷煙紙，其特征在于所述的普通卷煙紙表面噴灑或浸涂有一種降低卷煙煙氣一氧化碳和亞硝胺等有害物質(zhì)含量的分子囊化材料層。所述的分子囊化材料層主要由壁材和固體吸附劑構成，所述的壁材包括甜甙素、 殼聚糖或淀粉；所述的固體吸附劑包括沸石、MCM-48、SBA-15負載銅、錳、鋅、鐵、鋁、鈦等的氧化物、復合氧化物的一種或幾種。一種如上所述的功能卷煙紙制備方法，該制備方法是先在造紙機上完成卷煙紙的制造，在造紙機的燃燒調(diào)節(jié)劑加入點后引入噴淋裝置，將分子囊化材料配制成分子囊化吸附劑溶液，并將該溶液均勻噴灑在卷煙紙上，然后再經(jīng)烘缸干燥；或在卷煙紙制造完成后，將分子囊化材料配制成分子囊化吸附劑酒精溶液，并將該溶液在涂布機上對卷煙紙進行均勻浸涂，然后再經(jīng)低溫烘缸干燥，烘缸溫度控制在60-80°C間，至酒精完全揮發(fā)；所述分子囊化吸附劑添加量占卷煙紙重量的質(zhì)量百分數(shù)為1_20%。所述的分子囊化吸附劑酒精溶液的配制過程為配制一定質(zhì)量百分數(shù)為40-80% 的壁材溶液，在其中加入占壁材溶液質(zhì)量百分數(shù)為1-40%的固體吸附劑，攪拌混合均勻，在 0-4°C下靜置過夜，18000-22000rpm，高壓分散0. 5-2min，高壓勻質(zhì)兩次，然后經(jīng)抽濾、沉淀、 洗滌，在55-65°C下真空干燥，制得分子囊化吸附劑，再將分子囊化吸附劑與酒精按任意比例混合即得分子囊化吸附劑酒精溶液。所述的壁材溶液的質(zhì)量百分數(shù)為60-70%，在其中加入占壁材溶液質(zhì)量百分數(shù)為 20-30%的固體吸附劑。本發(fā)明與已有技術相比具有如下幾個顯著特點
第一本發(fā)明首次通過微膠囊包裹吸附劑施加到卷煙紙上，可以有效減少吸附劑與外界環(huán)境的接觸，利用卷煙紙在卷煙外圍較低的燃燒溫度，使得分子囊破裂而釋放吸附劑達到吸附卷煙煙氣中一氧化碳和亞硝胺等有害成分的效果，克服了吸附材料添加在卷煙濾嘴和煙絲中引起孔堵塞以及活性中心毒化問題；
第二在分子囊化薄荷腦的壁材選擇上，考慮了諸多因素，制得的分子囊化壁材具有一定的耐熱性，在較低溫度下分子囊不會破裂，因此也能降低生產(chǎn)過程中的受熱破裂。而通過對壁材模擬卷煙燃燒溫度進行裂解分析，減少了分子囊化吸附劑對卷煙內(nèi)在品質(zhì)的不良影響，包裹率可達到90%以上，能與有機溶劑互溶；
第三該技術用吸附劑顏色不受限制，可最大限度應用各種物質(zhì)。第四采用以上方法制作的功能卷煙紙可降低卷煙煙氣有害物質(zhì)的含量，降低一氧化碳量大于10%，亞硝胺大于15% ；
第五本發(fā)明將提升卷煙的品質(zhì)，成為低危害卷煙的一大亮點，有望成為卷煙產(chǎn)品新的經(jīng)濟增長點。
具體實施例方式下面結合具體實施例對本發(fā)明作進一步的說明。本發(fā)明所述的可降低卷煙煙氣有害物質(zhì)含量的功能卷煙紙，它包括一種用造紙工藝制備而成的普通卷煙紙，如對纖維原料進行疏解、打漿，調(diào)配長短纖維比例、添加填料和功能助劑，然后經(jīng)脫水紙張成型，再經(jīng)壓
4榨、烘干、卷取、復卷即完成卷煙紙的制造；所述的普通卷煙紙表面噴灑或浸涂有一種能降低卷煙煙氣一氧化碳和亞硝胺等有害物質(zhì)含量的分子囊化材料層。所述的分子囊化材料層主要由壁材和固體吸附劑構成，所述的壁材包括甜甙素、 殼聚糖或淀粉；所述的固體吸附劑包括沸石、MCM-48、SBA-15負載銅、錳、鋅、鐵、鋁、鈦等的氧化物、復合氧化物的一種或幾種。一種如上所述的功能卷煙紙的制備方法，該制備方法是先在造紙機上完成卷煙紙的制造，在造紙機的燃燒調(diào)節(jié)劑加入點后引入噴淋裝置，將分子囊化材料配制成分子囊化吸附劑溶液，并將該溶液均勻噴灑在卷煙紙上，然后再經(jīng)烘缸干燥；或在卷煙紙制造完成后，將分子囊化材料配制成分子囊化吸附劑酒精溶液，并將該溶液在涂布機上對卷煙紙進行均勻浸涂，然后再經(jīng)低溫烘缸干燥，烘缸溫度控制在60-80°C間，至酒精完全揮發(fā)；所述分子囊化吸附劑添加量占卷煙紙重量的質(zhì)量百分數(shù)為1_20%。所述的分子囊化吸附劑酒精溶液的配制過程為配制一定質(zhì)量百分數(shù)為40-80% 的壁材溶液，在其中加入占壁材溶液質(zhì)量百分數(shù)為1-40%的固體吸附劑，攪拌混合均勻，在 0-4°C下靜置過夜，18000-22000rpm，高壓分散0. 5-2min，高壓勻質(zhì)兩次，然后經(jīng)抽濾、沉淀、 洗滌，在55-65°C下真空干燥，制得分子囊化吸附劑，再將分子囊化吸附劑與酒精按任意比例混合即得分子囊化吸附劑酒精溶液。所述的壁材溶液的質(zhì)量百分數(shù)為60-70%，在其中加入占壁材溶液質(zhì)量百分數(shù)為 20-30%的固體吸附劑。實施例一、卷煙紙
1.卷煙紙?zhí)卣骶頍熂埗糠秶鸀?0-100克/米2，卷煙紙透氣度為20-90柯瑞斯塔 (C0RESTA)；
2.采用多種無機填料(1)碳酸鈣，輕質(zhì)碳酸鈣粉末或新鮮制備的碳酸鈣懸浮液，其用量在成品紙中重量百分比范圍為15-50% ;(2)比表面積大的含鎂物質(zhì)，可以是氧化鎂粉、 氫氧化鎂粉或新鮮制備的氫氧化鎂，成品紙中鎂離子含量以氫氧化鎂計占重量百分比范圍為5-40%; (3)三羥基鋁和鋁鹽化合物，指鋁礬、偏鋁酸鈉、聚合氯化鋁、氫氧化鋁等造紙?zhí)盍?，成品卷煙紙中鋁離子含量以三氧化鋁計占重量百分比范圍為5-30%; (4)硅的氧化物或硅酸鹽或兩者的混合物。其中包括不同形態(tài)的硅的氧化物、不同形態(tài)的硅酸的堿金屬鹽或堿土金屬鹽或鋁鹽，成品紙中硅含量以氧化硅計占重量百分比范圍為1-10% ；
3.采用有機助燃劑本發(fā)明使用的有機助燃劑指堿金屬的羧酸鹽鉀、鈉的醋酸鹽、 琥珀酸鹽、酒石酸鹽、檸檬酸鹽、富馬酸鹽等，鉀鈉離子可源于單一或多種羧酸鹽，卷煙紙中鉀離子含量占鉀鈉離子總量的重量百分比可從0-100%調(diào)節(jié)，同樣鈉離子含量占鉀鈉離子總量的重量百分比也可從0-100%調(diào)節(jié)。助燃劑鉀鈉離子總量在卷煙紙中重量百分比范圍為 0. 5-10%O本發(fā)明對紙張纖維沒有特殊要求，傳統(tǒng)生產(chǎn)用的自然纖維即可。二、分子囊化吸附劑的合成和添加 1.分子囊化吸附劑的合成
本發(fā)明使用具有多孔材料的吸附劑，包括氧化硅，金屬的氧化物、復合氧化物以及過渡金屬的氧化物、復合氧化物等，應用分子囊化技術通過壁材包裹，所述壁材為甜甙素、殼聚糖或淀粉，包裹好的材料能溶于揮發(fā)性有機溶劑。配制一定質(zhì)量百分數(shù)為40-80%的壁材溶液，在其中加入占壁材溶液質(zhì)量百分數(shù)為1-40%的固體吸附劑(壁材溶液優(yōu)選質(zhì)量百分數(shù)為60-70%，吸附劑的優(yōu)選質(zhì)量百分數(shù)為 20-30%)，攪拌混合均勻，在0-4°C下靜置過夜，18000-22000rpm,高壓分散0. 5-2min,高壓勻質(zhì)兩次，然后經(jīng)抽濾、沉淀、洗滌，在下真空干燥，制得分子囊化吸附劑，再將分子囊化吸附劑與酒精按任意比例混合即得分子囊化吸附劑酒精溶液。分子囊化吸附劑添加量占卷煙紙重量的質(zhì)量百分數(shù)為1-20% (優(yōu)選質(zhì)量百分數(shù)范圍為10-15%)。2.卷煙紙制作方式
對纖維原料進行疏解、打漿，調(diào)配長短纖維比例、添加填料和功能助劑，然后經(jīng)脫水紙張成型，再經(jīng)壓榨、烘干、卷取、分切即完成卷煙紙的制造；在造紙機的燃燒調(diào)節(jié)劑加入點后引入噴淋裝置，將配好的分子囊化吸附劑酒精溶液均勻噴灑在卷煙紙上，然后再經(jīng)烘缸干燥；或在卷煙紙制造完成后，將配好的分子囊化吸附劑酒精溶液在涂布機上對卷煙紙進行均勻浸涂，然后再經(jīng)烘缸干燥，烘缸溫度控制在60-80°C間，至酒精完全揮發(fā)。所述的燃燒調(diào)節(jié)劑加入點在兩組烘缸之間，因為在燃燒調(diào)節(jié)劑加入點加入卷煙紙已基本烘干，再噴淋溶液才不會對紙張性能和生產(chǎn)工藝造成影響，其他部位不具備這樣的優(yōu)勢。采用以上技術生產(chǎn)的卷煙紙，用于卷煙生產(chǎn)可提高低危害型卷煙的品質(zhì)，現(xiàn)結合實際舉例如下
實施例一
取700公斤木漿，加入碳酸鈣500公斤，配制重量百分數(shù)為40%的檸檬酸鉀和重量百分數(shù)6%的檸檬酸鈉在助燃劑添加處加入，按常規(guī)造紙方法生產(chǎn)卷煙紙，在設備上控制卷煙紙?zhí)匦詾槎坑^克/米2，透氣度60柯瑞斯塔。配制質(zhì)量百分數(shù)為60%的淀粉溶液，在其中加入質(zhì)量百分數(shù)為20%的MCM-41負載氧化鋁，攪拌均勻，在低溫(0°C )下靜置過夜，高壓分散器ISOOOrpm分散2min，高壓勻質(zhì)兩次，然后經(jīng)抽濾、沉淀，并在65°C下真空干燥，制得分子囊化吸附劑。取10公斤分子囊化吸附劑與40公斤酒精混合均勻后浸涂于成型卷煙紙上，使得分子囊化吸附劑的濃度百分比為20%，酒精的濃度百分比為80%，并在70°C下干燥，使得酒精揮發(fā)，根據(jù)卷接要求分切寬度為26. 5mm,即制得功能卷煙紙。按照常規(guī)方法生產(chǎn)卷煙，與對照卷煙相比(采用相同定量和透氣度普通卷煙紙)， 本發(fā)明功能卷煙紙可降低卷煙煙氣一氧化碳12. 5%，亞硝胺15. 6%。實施例二
取700公斤木漿，加入碳酸鈣500公斤，配制重量百分數(shù)為40%的檸檬酸鉀和重量百分數(shù)6%的檸檬酸鈉在助燃劑添加處加入，按常規(guī)造紙方法生產(chǎn)卷煙紙，在設備上控制卷煙紙?zhí)匦詾槎坑^克/米2，透氣度60柯瑞斯塔。配制質(zhì)量百分數(shù)為60%的殼聚糖溶液，在其中加入質(zhì)量百分數(shù)為25%的SBA-15負載銅錳復合氧化物，攪拌均勻，在低溫(0°c)下靜置過夜，高壓分散器18000rpm分散2min， 高壓勻質(zhì)兩次，然后經(jīng)抽濾、沉淀，并在65°C下真空干燥，制得分子囊化吸附劑。取25公斤分子囊化吸附劑與25公斤酒精混合均勻后浸涂于成型卷煙紙上，使得分子囊化吸附劑的濃度百分比為50%，酒精的濃度百分比為50%，并在70°C下干燥，使得酒精揮發(fā)，根據(jù)卷接要求分切寬度為26. 5mm,即制得功能卷煙紙。
按照常規(guī)方法生產(chǎn)卷煙，與對照卷煙相比(采用相同定量和透氣度普通卷煙紙)， 本發(fā)明功能卷煙紙可降低卷煙煙氣一氧化碳16. 5%，亞硝胺16. 1。實施例三
取700公斤木漿，加入碳酸鈣500公斤，配制重量百分數(shù)為40%的檸檬酸鉀和重量百分數(shù)6%的檸檬酸鈉在助燃劑添加處加入，按常規(guī)造紙方法生產(chǎn)卷煙紙，在設備上控制卷煙紙?zhí)匦詾槎坑^克/米2，透氣度60柯瑞斯塔。配制質(zhì)量百分數(shù)為60%的甜甙素溶液，在其中加入質(zhì)量百分數(shù)為30%的沸石負載氧化銅，攪拌均勻，在低溫(0°C)下靜置過夜，高壓分散器ISOOOrpm分散ailin，高壓勻質(zhì)兩次，然后經(jīng)抽濾、沉淀，并在65°C下真空干燥，制得分子囊化吸附劑。取40公斤分子囊化吸附劑與10公斤酒精混合均勻后浸涂于成型卷煙紙上，使得分子囊化吸附劑的濃度百分比為80%，酒精的濃度百分比為20%，并在70°C下干燥，使得酒精揮發(fā)，根據(jù)卷接要求分切寬度為26. 5mm,即制得功能卷煙紙。按照常規(guī)方法生產(chǎn)卷煙，與對照卷煙相比(采用相同定量和透氣度普通卷煙紙)， 本發(fā)明功能卷煙紙可降低卷煙煙氣一氧化碳11. 8%，亞硝胺20. 6%。實施例四
取700公斤木漿，加入碳酸鈣500公斤，配制重量百分數(shù)為40%的檸檬酸鉀和重量百分數(shù)6%的檸檬酸鈉在助燃劑添加處加入，按常規(guī)造紙方法生產(chǎn)卷煙紙，在設備上控制卷煙紙?zhí)匦詾槎坑^克/米2，透氣度60柯瑞斯塔。配制質(zhì)量百分數(shù)為60%的殼聚糖溶液，在其中加入質(zhì)量百分數(shù)為25%的SBA-15負載銅錳復合氧化物，攪拌均勻，在低溫(0°c)下靜置過夜，高壓分散器18000rpm分散2min， 高壓勻質(zhì)兩次，然后經(jīng)抽濾、沉淀，并在65°C下真空干燥，制得分子囊化吸附劑。取25公斤分子囊化吸附劑與25公斤酒精混合均勻后，使得分子囊化吸附劑的濃度百分比為50%，酒精的濃度百分比為50% ；在卷煙紙施膠機后部增加噴淋裝置，將配好的溶液直接噴灑在卷煙紙上，并在80°C烘缸溫度下干燥，使得酒精揮發(fā)，根據(jù)卷接要求分切寬度為26. 5mm,即制得功能卷煙紙。按照常規(guī)方法生產(chǎn)卷煙，與對照卷煙相比(采用相同定量和透氣度普通卷煙紙)， 本發(fā)明功能卷煙紙可降低卷煙煙氣一氧化碳14. 8%，亞硝胺15. 7%。
權利要求
1.一種功能卷煙紙，它包括一種用造紙工藝制備而成的普通卷煙紙，其特征在于所述的普通卷煙紙表面噴灑或浸涂有一種降低卷煙煙氣一氧化碳和亞硝胺等有害物質(zhì)含量的分子囊化材料層。
2.根據(jù)權利要求1所述的功能卷煙紙，其特征在于所述的分子囊化材料層主要由壁材和固體吸附劑構成，所述的壁材包括甜甙素、殼聚糖或淀粉；所述的固體吸附劑包括沸石、 MCM-48、SBA-15負載銅、錳、鋅、鐵、鋁、鈦等的氧化物、復合氧化物的一種或幾種。
3.—種如權利要求1或2所述的功能卷煙紙制備方法，其特征在于該制備方法是先在造紙機上完成卷煙紙的制造，在造紙機的燃燒調(diào)節(jié)劑加入點后引入噴淋裝置，將分子囊化材料配制成分子囊化吸附劑溶液，并將該溶液均勻噴灑在卷煙紙上，然后再經(jīng)烘缸干燥; 或在卷煙紙制造完成后，將分子囊化材料配制成分子囊化吸附劑酒精溶液，并將該溶液在涂布機上對卷煙紙進行均勻浸涂，然后再經(jīng)低溫烘缸干燥，烘缸溫度控制在60-80°C間，至酒精完全揮發(fā)；所述分子囊化吸附劑添加量占卷煙紙重量的質(zhì)量百分數(shù)為1_20%。
4.根據(jù)權利要求3所述的功能卷煙紙的制備方法，其特征在于所述的分子囊化吸附劑酒精溶液的配制過程為配制一定質(zhì)量百分數(shù)為40-80%的壁材溶液，在其中加入占壁材溶液質(zhì)量百分數(shù)為1-40%的固體吸附劑，攪拌混合均勻，在0-4 °C下靜置過夜， 18000-22000rpm,高壓分散0. 5-2min,高壓勻質(zhì)兩次，然后經(jīng)抽濾、沉淀、洗滌，在55_65°C 下真空干燥，制得分子囊化吸附劑，再將分子囊化吸附劑與酒精按任意比例混合即得分子囊化吸附劑酒精溶液。
5.根據(jù)權利要求4所述的功能卷煙紙制備方法，其特征在于所述的壁材溶液的質(zhì)量百分數(shù)為60-70%，在其中加入占壁材溶液質(zhì)量百分數(shù)為20-30%的固體吸附劑。
全文摘要
一種功能卷煙紙及制備方法，它包括一種用造紙工藝制備而成的普通卷煙紙，所述的普通卷煙紙表面噴灑或浸涂有一種降低卷煙煙氣一氧化碳和亞硝胺等有害物質(zhì)含量的分子囊化材料層；先在造紙機上完成卷煙紙的制造，在造紙機的燃燒調(diào)節(jié)劑加入點后引入噴淋裝置，將分子囊化材料配制成分子囊化吸附劑溶液，并將該溶液均勻噴灑在卷煙紙上，然后再經(jīng)烘缸干燥；或在卷煙紙制造完成后，將分子囊化材料配制成分子囊化吸附劑酒精溶液，并將該溶液在涂布機上對卷煙紙進行均勻浸涂，然后再經(jīng)低溫烘缸干燥，至酒精完全揮發(fā)；所述分子囊化吸附劑添加量占卷煙紙重量的質(zhì)量百分數(shù)為1-20%；它具有分子囊化工藝簡單，吸附劑添加方便，能降低卷煙煙氣一氧化碳和亞硝胺等有害物質(zhì)含量等特點。
文檔編號D21H25/06GK102242527SQ2011101236
公開日2011年11月16日 申請日期2011年5月13日 優(yōu)先權日2011年5月13日
發(fā)明者周明華, 王平軍, 黃曉鋼 申請人:民豐特種紙股份有限公司