專利名稱：一種功能性卷煙紙燃燒調(diào)節(jié)劑及其應用的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于卷煙材料，具體涉及一種功能性卷煙紙燃燒調(diào)節(jié)劑，以及該調(diào)節(jié)劑的應用。
背景技術：
卷煙紙是卷煙生產(chǎn)中的重要材料，是實現(xiàn)卷煙減害降焦目標的有效途徑之一。卷煙紙的主要特點是直接參與卷煙燃燒，它對煙支的陰燃性、燃燒速度、煙支主流煙氣和側(cè)流煙氣的釋放量、煙氣有害成分釋放量、卷煙吸味和外觀質(zhì)量等方面有重要影響。卷煙紙的燃燒性能影響煙支的燃燒性能，且要與煙支的燃燒性能相匹配。燃燒性好的卷煙紙可以加快卷煙的自由燃燒速度，降低抽吸口數(shù)。卷煙紙的燃燒性能與卷煙紙中的添加劑有很大關系， 卷煙紙中的添加劑特別是燃燒調(diào)節(jié)劑的種類和用量直接影響卷煙的自由燃燒速度、抽吸口數(shù)、煙氣釋放量和煙氣中有害成分的釋放量。燃燒調(diào)節(jié)劑的使用不僅要調(diào)節(jié)卷煙紙的燃燒速率使之與煙支的燃燒速率相匹配，加快煙支陰燃速率，降低抽吸口數(shù)，實現(xiàn)卷煙減害降焦的目的，還要保證其對卷煙的吃味不產(chǎn)生負面影響，甚至對卷煙感官品質(zhì)有提升作用。功能性卷煙紙燃燒調(diào)節(jié)劑的研究開發(fā)是賦予卷煙紙高技術含量，進而適應卷煙安全、低危害、改善吸味、提升品質(zhì)等要求的重要技術手段。有機酸堿金屬鹽是一種用于增加卷煙紙和煙支陰燃速率的燃燒調(diào)節(jié)劑。Liu C等(Beitrage zur Tabakforschuang International/Contributions to Tobacco Research,2003, 20(5) :341-347)將蘋果酸鉀、檸檬酸鉀、酒石酸鉀噴灑到煙絲中，發(fā)現(xiàn)煙絲中加入蘋果酸鉀總鉀含量為3. 1% 8. 3%時抽吸溫度幾乎呈直線下降，同時吸阻逐漸增加。煙絲中總鉀含量為5. 1%時，三種有機酸鉀鹽均可以降低主流煙氣中的煙堿25% 32%、降低C024% 35%0Yamamoto T等(Beitrage zur Tabakforschuang International, 1990, 14(6) :379-385)研究了外加鉀鹽對降低主流煙氣中焦油、煙堿、CO的影響，發(fā)現(xiàn)隨著煙絲中外加鉀鹽量的增加，焦油、煙堿和CO的遞送量降低。添加蘋果酸鹽抽吸口數(shù)幾乎不變，硝酸鹽口數(shù)輕微下降。對于降低CO而言蘋果酸鉀比硝酸鉀更為有效，對煙堿則相反。外加鉀鹽和煙葉本身鉀鹽量的提高均可以通過降低燃燒區(qū)的峰值溫度來影響CO的遞送量。加入低于2%的蘋果酸鉀可以消除煙氣刺激性和吸味損失。戴亞等(煙草科技，1998(1) :11-12 ; 1998 (5) :3-4)研究了外加鉀鹽對卷煙燃燒性和焦油釋放量的影響，表明加入適量的鉀鹽能夠加速卷煙的燃燒、降低抽吸口數(shù)和焦油釋放量。2009年，謝劍平等(煙草科技，2009 (2) : 5-15 ；)基于卷煙主流煙氣7種有害成分釋放量和煙氣毒理學試驗結(jié)果建立了卷煙危害性定量評價指標——卷煙危害性指數(shù)，首次將卷煙煙氣有害成分的釋放量與其危害性聯(lián)系起來。功能性卷煙紙燃燒調(diào)節(jié)劑的主要研究目標就是降低卷煙危害性指數(shù)。常用的卷煙紙燃燒調(diào)節(jié)劑有檸檬酸鹽、蘋果酸鹽、酒石酸鹽、琥珀酸鹽、醋酸鹽等。目前國內(nèi)大多數(shù)卷煙紙制造企業(yè)所使用的燃燒調(diào)節(jié)劑為檸檬酸鉀和檸檬酸鈉的混合鹽。使用檸檬酸鹽雖然可以增加煙支靜燃速率，降低抽吸口數(shù)，但CO每口的遞送量增加較大，過量使用檸檬酸鹽也會對卷煙感官品質(zhì)產(chǎn)生負面影響。綜合考慮優(yōu)選既具有減害降焦效果，又不會對卷煙吸味產(chǎn)生較大負面影響，且符合食品安全性要求的新型卷煙紙燃燒調(diào)節(jié)劑，成為卷煙材料制備領域新的課題。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種具有減害降焦效果的卷煙紙燃燒調(diào)節(jié)劑。同時，還提供該卷煙紙燃燒調(diào)節(jié)劑在卷煙生產(chǎn)中的應用。本發(fā)明的目的通過以下技術方案予以實現(xiàn)，除非另有說明，本發(fā)明中采用的百分數(shù)均為質(zhì)量百分數(shù)。本發(fā)明提供的技術方案是，提供一種功能性卷煙紙燃燒調(diào)節(jié)劑，該功能性 卷煙紙燃燒調(diào)節(jié)劑是由丙二酸堿金屬鹽、羥基丙二酸堿金屬鹽、酮丙二酸堿金屬鹽中的一種或幾種化合物配制而成的水溶液。所述丙二酸堿金屬鹽為丙二酸鉀、丙二酸鈉，所述羥基丙二酸堿金屬鹽為羥基丙二酸鉀、羥基丙二酸鈉，所述酮丙二酸堿金屬鹽為酮丙二酸鉀、酮丙二酸鈉。進一步地，所述丙二酸堿金屬鹽是通過丙二酸與堿在水溶液中反應制得，所述羥基丙二酸堿金屬鹽是通過羥基丙二酸與堿在水溶液中反應制得，所述酮丙二酸堿金屬鹽是通過酮丙二酸與堿在水溶液中反應制得，所述堿是指氫氧化鉀、氫氧化鈉、碳酸氫鉀、碳酸氫鈉、碳酸鉀或/和碳酸鈉。優(yōu)選地，所述水溶液中上述化合物的質(zhì)量濃度為3% 30%，pH值為6. 5 8. 5。
更優(yōu)選地，所述水溶液中上述化合物的質(zhì)量濃度為6% 20%。本發(fā)明還提供了所述一種功能性卷煙紙燃燒調(diào)節(jié)劑在卷煙紙生產(chǎn)中的應用，將含有該燃燒調(diào)節(jié)劑的不同濃度的水溶液在卷煙紙生產(chǎn)的施膠工段通過計量棒式膜轉(zhuǎn)移施膠機均勻添加到卷煙紙中，或者通過凹版印刷機版輥均勻轉(zhuǎn)移到卷煙紙中，制成的卷煙紙用于卷煙生產(chǎn)。進一步地，所述燃燒調(diào)節(jié)劑在卷煙紙中的添加量以丙二酸堿金屬鹽、羥基丙二酸堿金屬鹽和/或酮丙二酸堿金屬鹽的質(zhì)量百分數(shù)計為卷煙紙質(zhì)量的O. 5% 6%。優(yōu)選地，所述燃燒調(diào)節(jié)劑在卷煙紙中的添加量以丙二酸堿金屬鹽、羥基丙二酸堿金屬鹽和/或酮丙二酸堿金屬鹽的質(zhì)量百分數(shù)計為卷煙紙質(zhì)量的1% 4%。更優(yōu)選地，所述燃燒調(diào)節(jié)劑在卷煙紙中的添加量以丙二酸堿金屬鹽、羥基丙二酸堿金屬鹽和/或酮丙二酸堿金屬鹽的質(zhì)量百分數(shù)計為卷煙紙質(zhì)量的2%。將最終得到的含有該燃燒調(diào)節(jié)劑的卷煙紙用于卷煙生產(chǎn)，即具有較好的減害降焦效果，且對卷煙感官質(zhì)量影響不大。相對于現(xiàn)有技術，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(I)本發(fā)明所述的功能性卷煙紙燃燒調(diào)節(jié)劑其制備工藝簡便、過程易于控制，生產(chǎn)周期短，可根據(jù)生產(chǎn)需要進行即時生產(chǎn)。(2)本發(fā)明所述的功能性卷煙紙燃燒調(diào)節(jié)劑，其應用簡便，無須改變現(xiàn)有卷煙紙生產(chǎn)工藝，成本低廉，具有較好的工業(yè)應用價值。( 3 )多次試驗結(jié)果表明，將含有本發(fā)明所述燃燒調(diào)節(jié)劑的卷煙紙用于卷煙，可以降低主流煙氣中焦油、7種有害成分釋放量10% 20%,降低卷煙危害性指數(shù)7% 20%,且對卷煙感官質(zhì)量影響不大。
具體實施例方式通過下面的實例可以更清楚地了解本發(fā)明，但它們并不是對本發(fā)明的限定。若無特別說明，實施例中所述濃度均為質(zhì)量濃度。實施例I稱取152份碳酸鉀加入到1300份水中攪拌均勻，將104份丙二酸緩緩加入到碳酸鉀水溶液中，同時啟動攪拌，控制加入速度不要使氣泡溢出反應容器，反應半小時后停止攪拌，生成的丙二酸鉀鹽懸浮液濃度為11.9%，其中含有過量的碳酸鉀濃度為O. 9%，測得水溶液PH值為8. 12。將配制好的燃燒調(diào)節(jié)劑懸浮液在卷煙紙生產(chǎn)的施膠工段通過計量棒式膜轉(zhuǎn)移施膠機均勻添加到卷煙紙中，調(diào)整生產(chǎn)工藝和紙機設備參數(shù)，制得卷煙紙的物理指標 見表I。將制得的功能性卷煙紙與普通卷煙紙用于川渝中煙某一牌號的卷煙生產(chǎn)，對卷制的卷煙進行主流煙氣成分分析和感官質(zhì)量評價。普通卷煙紙作為空白樣。結(jié)果分別見表2、表3。實施例2稱取152份碳酸鉀加入到1400份水中攪拌均勻，將120份羥基丙二酸緩緩加入到碳酸鉀水溶液中，同時啟動攪拌，控制加入速度不要使氣泡溢出反應容器，反應半小時后停止攪拌，生成的羥基丙二酸鉀鹽懸浮液濃度為12. 04%,其中含有過量的碳酸鉀濃度為
O.86%，測得水溶液pH值為8. 45。將配制好的燃燒調(diào)節(jié)劑懸浮液通過凹版印刷機的版輥均勻添加到卷煙紙中，調(diào)整生產(chǎn)工藝和印刷機設備參數(shù)，制得卷煙紙的物理指標見表I。將制得的功能性卷煙紙用于川渝中煙某一牌號的卷煙生產(chǎn)，對卷制的卷煙進行主流煙氣成分分析和感官質(zhì)量評價。普通卷煙紙作為空白樣。結(jié)果分別見表2、表3。實施例3將1400份水緩緩加入到112份氫氧化鉀中，同時啟動攪拌，待完全溶解后將136份酮丙二酸緩緩加入到氫氧化鉀水溶液中，反應半小時后停止攪拌，生成的酮丙二酸鉀懸浮液濃度為12. 9%，測得水溶液pH值為6. 78。將配制好的燃燒調(diào)節(jié)劑懸浮液通過凹版印刷機的版輥均勻添加到卷煙紙中，調(diào)整生產(chǎn)工藝和印刷機設備參數(shù)，制得卷煙紙的物理指標見表I。將制得的功能性卷煙紙用于川渝中煙某一牌號的卷煙生產(chǎn)，對卷制的卷煙進行主流煙氣成分分析和感官質(zhì)量評價。普通卷煙紙作為空白樣。結(jié)果分別見表2、表3。。實施例4稱取70份碳酸鉀加入到1100份水中攪拌均勻，將52份丙二酸緩緩加入到碳酸鉀水溶液中，同時啟動攪拌，控制加入速度不要使氣泡溢出反應容器，反應完畢后加入53份碳酸鈉，保持攪拌，加入60份羥基丙二酸，繼續(xù)攪拌半小時反應完畢，生成的燃燒調(diào)節(jié)劑懸浮液中丙二酸鉀濃度為6. 97%，羥基丙二酸鈉濃度為6. 4%，測得水溶液pH值為8. 32。將配制好的燃燒調(diào)節(jié)劑懸浮液在卷煙紙生產(chǎn)的施膠工段通過計量棒式膜轉(zhuǎn)移施膠機均勻添加到卷煙紙中，調(diào)整生產(chǎn)工藝和紙機設備參數(shù)，制得卷煙紙的物理指標見表I。將制得的功能性卷煙紙用于川渝中煙某一牌號的卷煙生產(chǎn)，對卷制的卷煙進行主流煙氣成分分析和感官質(zhì)量評價。結(jié)果分別見表2、表3。實施例5
將1000份水緩緩加入到56份氫氧化鉀中，啟動攪拌，待完全溶解后將68份酮丙二酸緩緩加入到氫氧化鉀水溶液中，反應完畢后將70份碳酸鉀、52份丙二酸依次加入到反應體系中，同時啟動攪拌，控制加入速度不要使氣泡溢出反應容器，反應完畢后將53份碳酸鈉、60份羥基丙二酸依次加入到反應體系中，繼續(xù)攪拌半小時至反應完畢，生成的燃燒調(diào)節(jié)劑懸浮液中丙二酸鉀濃度為6. 84%，羥基丙二酸鈉濃度為6. 23%，酮丙二酸鉀濃度為8. 1%，測得水溶液pH值為7. 13。將配制好的燃燒調(diào)節(jié)劑懸浮液在卷煙紙生產(chǎn)的施膠工段通過計量棒式膜轉(zhuǎn)移施膠機均勻添加到卷煙紙中，調(diào)整生產(chǎn)工藝和紙機設備參數(shù)，制得卷煙紙的物理指標見表I。利用配制好的燃燒調(diào)節(jié)劑懸浮液，重復實施例4的生產(chǎn)過程及分析測試，結(jié)果見表2、表3。表I功能性燃燒調(diào)節(jié)劑試制卷煙紙物理指標
權(quán)利要求
1.一種功能性卷煙紙燃燒調(diào)節(jié)劑，其特征在于，該功能性卷煙紙燃燒調(diào)節(jié)劑是由丙ニ酸堿金屬鹽、羥基丙ニ酸堿金屬鹽、酮丙ニ酸堿金屬鹽中的ー種或幾種化合物配制而成的水溶液，所述丙ニ酸堿金屬鹽為丙ニ酸鉀、丙ニ酸鈉，所述羥基丙ニ酸堿金屬鹽為羥基丙ニ酸鉀、羥基丙ニ酸鈉，所述酮丙ニ酸堿金屬鹽為酮丙ニ酸鉀、酮丙ニ酸鈉。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種功能性卷煙紙燃燒調(diào)節(jié)劑，其特征在于，所述的丙ニ酸堿金屬鹽是通過丙ニ酸與堿在水溶液中反應制得，所述羥基丙ニ酸堿金屬鹽是通過羥基丙ニ酸與堿在水溶液中反應制得，所述酮丙ニ酸堿金屬鹽是通過酮丙ニ酸與堿在水溶液中反應制得，所述的堿是指氫氧化鉀、氫氧化鈉、碳酸氫鉀、碳酸氫鈉、碳酸鉀或/和碳酸鈉。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的ー種功能性卷煙紙燃燒調(diào)節(jié)劑，其特征在于，所述水溶液中上述化合物的質(zhì)量濃度為3% 30%，pH值為6. 5 8. 5。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的ー種功能性卷煙紙燃燒調(diào)節(jié)劑，其特征在于，所述水溶液中上述化合物的質(zhì)量濃度為6% 20%。
5.根據(jù)以上任ー權(quán)利要求所述的ー種功能性卷煙紙燃燒調(diào)節(jié)劑在卷煙紙生產(chǎn)中的應用，其特征在于，將含有該燃燒調(diào)節(jié)劑的不同濃度的水溶液在卷煙紙生產(chǎn)的施膠エ段通過計量棒式膜轉(zhuǎn)移施膠機均勻添加到卷煙紙中，或者通過凹版印刷機版輥均勻轉(zhuǎn)移到卷煙紙中，制成的卷煙紙用于卷煙生產(chǎn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的ー種功能性卷煙紙燃燒調(diào)節(jié)劑在卷煙紙生產(chǎn)中的應用，其特征在于，所述的燃燒調(diào)節(jié)劑在卷煙紙中的添加量以丙ニ酸堿金屬鹽、羥基丙ニ酸堿金屬鹽和/或酮丙ニ酸堿金屬鹽的質(zhì)量百分數(shù)計為卷煙紙質(zhì)量的O. 5% 6%。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的ー種功能性卷煙紙燃燒調(diào)節(jié)劑在卷煙紙生產(chǎn)中的應用，其特征在于，所述的燃燒調(diào)節(jié)劑在卷煙紙中的添加量以丙ニ酸堿金屬鹽、羥基丙ニ酸堿金屬鹽和/或酮丙ニ酸堿金屬鹽的質(zhì)量百分數(shù)計為卷煙紙質(zhì)量的1% 4%。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的ー種功能性卷煙紙燃燒調(diào)節(jié)劑在卷煙紙生產(chǎn)中的應用，其特征在于，所述的燃燒調(diào)節(jié)劑在卷煙紙中的添加量以丙ニ酸堿金屬鹽、羥基丙ニ酸堿金屬鹽和/或酮丙ニ酸堿金屬鹽的質(zhì)量百分數(shù)計為卷煙紙質(zhì)量的2%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種功能性卷煙紙燃燒調(diào)節(jié)劑及其應用，該調(diào)節(jié)劑是由丙二酸堿金屬鹽、羥基丙二酸堿金屬鹽、酮丙二酸堿金屬鹽中的一種或幾種化合物配制而成的水溶液。將含有該燃燒調(diào)節(jié)劑的不同濃度的水溶液在卷煙紙生產(chǎn)的施膠工段通過計量棒式膜轉(zhuǎn)移施膠機均勻添加到卷煙紙中，或者通過凹版印刷機版輥均勻轉(zhuǎn)移到卷煙紙中，制成的卷煙紙用于卷煙生產(chǎn)。本發(fā)明具有如下優(yōu)點本發(fā)明所述的功能性卷煙紙燃燒調(diào)節(jié)劑其制備工藝簡便、過程易于控制，生產(chǎn)周期短，可根據(jù)生產(chǎn)需要進行即時生產(chǎn)；其應用簡便，無須改變現(xiàn)有卷煙紙生產(chǎn)工藝，成本低廉，具有較好的工業(yè)應用價值。
文檔編號D21H21/14GK102864680SQ20121034409
公開日2013年1月9日 申請日期2012年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月17日
發(fā)明者戴亞, 趙德清, 陳克復, 楊飛, 孫玉峰, 陳昆燕, 譚蘭蘭, 李力 申請人:川渝中煙工業(yè)有限責任公司