一種實(shí)時致孔卷煙紙及其在降低主流煙氣co與焦油釋放量中的應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種卷煙紙及其應(yīng)用，具體地說，涉及一種可實(shí)時致孔降低主流煙氣 CO與焦油釋放量的卷煙紙及應(yīng)用；屬于卷煙紙制備領(lǐng)域。 技術(shù)背景
[0002] 近年來，世界煙草行業(yè)在減害降焦技術(shù)研究與應(yīng)用領(lǐng)域開展了大量的工作，建立 了國際上關(guān)注的卷煙煙氣44種有害成分的分析測試方法，開發(fā)了一批降低卷煙煙氣中有 害成分的實(shí)用技術(shù)，并在卷煙產(chǎn)品中得到應(yīng)用。隨著公眾對吸煙與健康問題的日益關(guān)注，卷 煙煙氣中釋放的有害成分也成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)問題，其釋放量逐漸成為評價卷煙危害性 的重要指標(biāo)。CO是卷煙煙氣中含量最大且最難去除的有害成分。煙氣中CO是卷煙在抽吸 過程中因煙草不完全燃燒而形成的。吸煙時CO會隨著煙氣進(jìn)入氣管和肺部，由于CO與血 紅蛋白的親合力比氧氣大250倍以上，因此CO -經(jīng)吸入即與血紅蛋白結(jié)合，降低了血液中 的氧氣濃度，造成血液輸氧量下降，導(dǎo)致組織缺氧，增加疾病的發(fā)生概率。
[0003] 本領(lǐng)域的技術(shù)人員一直在探尋一種可同時降低CO和焦油的卷煙產(chǎn)品。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足及行業(yè)發(fā)展的需求，制備一種具有可變擴(kuò)散 率與孔結(jié)構(gòu)的卷煙紙，用于降低卷煙主流煙氣中的CO與焦油釋放量，且不影響卷煙抽吸品 質(zhì)，同時不會在卷煙燃燒過程中產(chǎn)生有毒有害成分，該卷煙紙制備方法簡單、成本低，可廣 泛使用。
[0005] 本發(fā)明的另一目的在于提供上述具有可變擴(kuò)散率與孔結(jié)構(gòu)的卷煙紙的具體應(yīng)用， 用于降低卷煙主流煙氣中的CO與焦油釋放量，同時不會在卷煙燃燒過程中產(chǎn)生有毒有害 成分。
[0006] 本發(fā)明進(jìn)一步的目的在于，提供上述具有可變擴(kuò)散率與孔結(jié)構(gòu)的卷煙紙的具體應(yīng) 用，用于降低卷煙主流煙氣中的C0。
[0007] 本發(fā)明更進(jìn)一步的目的在于，提供上述具有可變擴(kuò)散率與孔結(jié)構(gòu)的卷煙紙的具體 應(yīng)用，用于降低卷煙主流煙氣中的CO與焦油釋放量同時，不影響卷煙抽吸品質(zhì)。
[0008] 本發(fā)明提供了一種具有可變擴(kuò)散率與孔結(jié)構(gòu)的實(shí)時致孔卷煙紙，所述的卷煙紙中 加入有MOF材料，MOF材料占卷煙紙重量的2 %~8 %;所述的MOF材料的粒徑為30~300nm 的納米顆粒。
[0009] 所述的MOF材料為M0F-Fe、MOF-Ca或MOF-Zn或其中兩者或三者的混合物。
[0010] 本發(fā)明優(yōu)選MOF材料占卷煙紙重量的2%~5%。
[0011] 所述的MOF材料與包括木漿、填料在內(nèi)的原料通過打漿造紙，再添加助燃劑制備 而成的實(shí)時致孔功能的卷煙紙。
[0012] 所述的助燃劑以溶液形式，在施膠工序中添加在卷煙紙上。
[0013] 本發(fā)明的所述助燃劑選自檸檬酸鉀或檸檬酸鈉中的一種或兩種。
[0014] 所述木漿主要成分由針葉木漿和闊葉木漿組成；所述的填料為碳酸鈣。
[0015] 針葉木漿占卷煙紙重量的15%~35%，闊葉木漿占卷煙紙質(zhì)量的20%~40%，碳 酸鈣填料占卷煙紙重量的20%~50%，助燃劑占卷煙紙重量的1 %~5%。
[0016] 本發(fā)明的應(yīng)用在于提供了所述的實(shí)時致孔卷煙紙?jiān)诮档途頍熤髁鳠煔釩O與焦油 釋放量中的用途。
[0017] 本發(fā)明的進(jìn)一步應(yīng)用體現(xiàn)在降低卷煙主流煙氣CO釋放量的良好應(yīng)用效果上。
[0018] 本發(fā)明的更進(jìn)一步應(yīng)用在于，提供了所述的實(shí)時致孔卷煙紙?jiān)诮档途頍熤髁鳠煔?CO與焦油釋放量的同時，仍有效保持了卷煙抽吸品質(zhì)。
[0019] 本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明首次通過在普通卷煙紙中添加具有多孔結(jié)構(gòu)、且還能 熱裂解致孔的MOF材料，但實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)，加入MOF材料后，CO和焦油的含量并沒有馬上 有所下降，發(fā)明人也不知是何原因，經(jīng)過反復(fù)研究才發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的方案中需要進(jìn)一步的控 制MOF材料的粒徑大小，才會在加入卷煙紙后同時降低CO和焦油的釋放量。通過本發(fā)明的 產(chǎn)品，卷煙紙燃燒過程中，MOF材料受熱分解后會所產(chǎn)生更多的微孔結(jié)構(gòu)，顯著提高卷煙燃 燒過程中炭化線附近卷煙紙的擴(kuò)散率，改變卷煙紙的孔結(jié)構(gòu)。將該具有可變擴(kuò)散率的卷煙 紙制成卷煙，利用MOF材料在卷煙燃燒過程中的實(shí)時致孔作用，可顯著降低卷煙主流煙氣 中CO釋放量，并同時降低焦油的釋放量。本發(fā)明相對普通卷煙紙卷煙，CO降幅在15%以上， 焦油降幅4%~8%。同時，本發(fā)明相對于傳統(tǒng)的煙氣稀釋法還有一個突出的優(yōu)勢是添加了 MOF材料后卷煙吸味沒有發(fā)生明顯變化，解決了現(xiàn)有技術(shù)中無法降低焦油釋放量的同時又 可很好的保持卷煙吸味，這一困擾本領(lǐng)域的技術(shù)人員一個難題，極具有推廣使用的價值。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 以下實(shí)施例旨在說明本發(fā)明，而不是對本發(fā)明保護(hù)范圍的進(jìn)一步限定。
[0021] 對比例1
[0022] 取150公斤針葉木漿和300公斤闊葉木漿，加入碳酸鈣400公斤進(jìn)行打漿造紙，配 制質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為10%的檸檬酸鉀和6%的檸檬酸鈉混合添加劑溶液，將配制好的添加劑溶 液在卷煙紙生產(chǎn)的施膠工段通過計(jì)量棒式膜轉(zhuǎn)移施膠機(jī)均勻添加到卷煙紙中，按常規(guī)造紙 方法生產(chǎn)卷煙紙，在設(shè)備上控制卷煙紙參數(shù)為：定量27g m2,透氣度60C0RESTA，添加劑在 卷煙紙中的添加量為l.〇〇g m2。此為對照樣卷煙紙（編號為P1)。利用Sodim公司的全自 動紙張擴(kuò)散率儀測試紙張的擴(kuò)散率。測試紙張加熱前后擴(kuò)散率變化試驗(yàn)過程如下：在第一 次測試紙張擴(kuò)散率時將測試的區(qū)域劃上記號，紙張?jiān)?40~300°C下加熱20min，加熱完后 測試紙張擴(kuò)散率時，對準(zhǔn)記號再次測試該區(qū)域擴(kuò)散率。同一樣品選擇10個點(diǎn)測試，結(jié)果見 表1。表1結(jié)果表明，卷煙主流煙氣CO釋放量與烘烤后卷煙紙的擴(kuò)散率呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，烘烤 后擴(kuò)散率越大，其CO釋放量越低。將制得的對照樣卷煙紙用于某一牌號的卷煙生產(chǎn)（編號 為Cl)，對卷制的卷煙進(jìn)行主流煙氣C0、焦油等有害成分分析和感官質(zhì)量評價，結(jié)果分別見 表2、表3 〇
[0023] 對比例2
[0024] 取150公斤針葉木漿、300公斤闊葉木漿、5公斤粒徑為30-300nm的M0F-Fe，加入 碳酸鈣400公斤進(jìn)行打漿造紙，配制質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為10 %的檸檬酸鉀和6 %的檸檬酸鈉混合 添加劑溶液，將配制好的添加劑溶液在卷煙紙生產(chǎn)的施膠工段通過計(jì)量棒式膜轉(zhuǎn)移施膠機(jī) 均勻添加到卷煙紙中，按常規(guī)造紙方法生產(chǎn)卷煙紙，在設(shè)備上控制卷煙紙參數(shù)為：定量27g m2,透氣度60C0RESTA，添加劑在卷煙紙中的添加量為LOOg m2(編號為P2)。利用Sodim 公司的全自動紙張擴(kuò)散率儀測試紙張的擴(kuò)散率。測試紙張加熱前后擴(kuò)散率變化試驗(yàn)過程如 下：在第一次測試紙張擴(kuò)散率時將測試的區(qū)域劃上記號，紙張?jiān)?40~300°C下加熱20min， 加熱完后測試紙張擴(kuò)散率時，對準(zhǔn)記號再次測試該區(qū)域擴(kuò)散率。同一樣品選擇10個點(diǎn)測 試，結(jié)果見表1。表1結(jié)果表明，卷煙主流煙氣CO釋放量與烘烤后卷煙紙的擴(kuò)散率呈負(fù)相關(guān) 關(guān)系，烘烤后擴(kuò)散率越大，其CO釋放量越低。將制得的實(shí)時致孔卷煙紙與普通卷煙紙用于 某一牌號的卷煙生產(chǎn)（編號為C2)，對卷制的卷煙進(jìn)行主流煙氣C0、焦油等有害成分分析和 感官質(zhì)量評價，結(jié)果分別見表2、表3。
[0025] 對比例3
[0026] 取150公斤針葉木漿、300公斤闊葉木漿、100公斤粒徑為30-300nm的MOF-Fe， 加入碳酸鈣400公斤進(jìn)行打漿造紙，配制質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為10%的檸檬酸鉀和6%的檸檬酸鈉 混合添加劑溶液，將配制好的添加劑溶液在卷煙紙生產(chǎn)的施膠工段通過計(jì)量棒式膜轉(zhuǎn)移施 膠機(jī)均勻添加到卷煙紙中，按常規(guī)造紙方法生產(chǎn)卷煙紙，在設(shè)備上控制卷煙紙參數(shù)為：定量 27g m2,透氣度60C0RESTA，添加劑在卷煙紙中的添加量為LOOg m2(編號為P3)。利用 Sodim公司的全自動紙張擴(kuò)散率儀測試紙張的擴(kuò)散率。測試紙張加熱前后擴(kuò)散率變化試驗(yàn) 過程如下：在第一次測試紙張擴(kuò)散率時將測試的區(qū)域劃上記號，紙張?jiān)?40~300°C下加熱 20min，加熱完后測試紙張擴(kuò)散率時，對準(zhǔn)記號再次測試該區(qū)域擴(kuò)散率。同一樣品選擇10個 點(diǎn)測試，結(jié)果見表1。表1結(jié)果表明，卷煙主流煙氣CO釋放量與烘烤后卷煙紙的擴(kuò)散率呈負(fù) 相關(guān)關(guān)系，烘烤后擴(kuò)散率越大，其CO釋放量越低。將制得的實(shí)時致孔卷煙紙與普通卷煙紙 用于某一牌號的卷煙生產(chǎn)（編號為C3)，對卷制的卷煙進(jìn)行主流煙氣C0、焦油等有害成分分 析和感官質(zhì)量評價，結(jié)果分別見表2、表3。
[0027] 對比例4
[0028] 取150公斤針葉木漿、300公斤闊葉木漿、30公斤粒徑為5-20nm的MOF-Fe，加入 碳酸鈣400公斤進(jìn)行打漿造紙，配制質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為10 %的檸檬酸鉀和6 %的檸檬酸鈉混合 添加劑溶液，將配制好的添加劑溶液在卷煙紙生產(chǎn)的施膠工段通過計(jì)量棒式膜轉(zhuǎn)移施膠機(jī) 均勻添加到卷煙紙中，按常規(guī)造紙方法生產(chǎn)卷煙紙，在設(shè)備上控制卷煙紙參數(shù)為：定量27g m 2,透氣度60C0RESTA，添加劑在卷煙紙中的添加量為LOOg m2(編號為P4)。利用Sodim 公司的全自動紙張擴(kuò)散率儀測試紙張的擴(kuò)散率。測試紙張加熱前后擴(kuò)散率變化試驗(yàn)過程如 下：在第一次測試紙張擴(kuò)散率時將測試的區(qū)域劃上記號，紙張?jiān)?40~300°C下加熱20min， 加熱完后測試紙張擴(kuò)散率時，對準(zhǔn)記號再次測試該區(qū)域擴(kuò)散率。同一樣品選擇10個點(diǎn)測 試，結(jié)果見表1。表1結(jié)果表明，卷煙主流煙氣CO釋放量與烘烤后卷煙紙的擴(kuò)散率呈負(fù)相關(guān) 關(guān)系，烘烤后擴(kuò)散率越大，其CO釋放量越低。將制得的實(shí)時致孔卷煙紙與普通卷煙紙用于 某一牌號的卷煙生產(chǎn)（編號為C4)，對卷制的卷煙進(jìn)行主流煙氣C0、焦油等有害成分分析和 感官質(zhì)量評價，結(jié)果分別見表2、表3。
[0029] 對比例5
[0030] 取150公斤針葉木漿、300公斤闊葉木漿、30公斤粒徑為400-600nm的MOF-Fe， 加入碳酸鈣400公斤進(jìn)行打漿造紙，配制質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為10%的檸檬酸鉀和6%的檸檬酸鈉 混合添加劑溶液，將配制好的添加劑溶液在卷煙紙生產(chǎn)的施膠工段通過計(jì)量棒式膜轉(zhuǎn)移施 膠機(jī)均勻添加到卷煙紙中，按常規(guī)造紙方法生產(chǎn)卷煙紙，在設(shè)備上控制卷煙紙參數(shù)為：定量 27g m2,透氣度60C0RESTA，添加劑在卷煙紙中的添加量為LOOg m2(編號為P5)。利用 Sodim公司的全自動紙張擴(kuò)散率儀測試紙張的擴(kuò)散率。測試紙張加熱前后擴(kuò)散率變化試驗(yàn) 過程如下：在第一次測試紙張擴(kuò)散率時將測試的區(qū)域劃上記號，紙張?jiān)?40~300°C下加熱 20min，加熱完后測試紙張擴(kuò)散率時，對準(zhǔn)記號再次測試該區(qū)域擴(kuò)散率。同一樣品選擇10個 點(diǎn)測試，結(jié)果見表1。表1結(jié)果表明，卷煙主流煙氣CO釋放量與烘烤后卷煙紙的擴(kuò)散率呈負(fù) 相關(guān)關(guān)系，烘烤后擴(kuò)散率越大，其CO釋放量越低。將制得的實(shí)時致孔卷煙紙與普通卷煙紙 用于某一牌號的卷煙生產(chǎn)（編號為C5)，對卷制的卷煙