CN103190701A - 吸附性能可控的卷烟滤棒的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种吸附性能可控的卷烟滤棒的制备方法，现有烟用添加剂的研究及应用以减害或调味功能为主要研究方向，由于单一功能的实现相对容易，相关技术较为成熟，但上述两个领域的研究都有极端化倾向，存在一些弊端。为解决以上不足，本发明的技术方案包括以下步骤：在100份三醋酸甘油酯中加入5～20份粒径为纳米级的活性炭粉末，混合搅拌均匀；备料；向丝束均匀施加含有活性炭的三醋酸甘油酯等。本发明所述的滤棒制备方法，由于活性炭不与三醋酸甘油酯发生反应，只是将活性炭均匀的分散在其中，不改变三醋酸甘油酯作为增塑剂的效果，又使得添加该含有活性炭的三醋酸甘油酯的卷烟滤棒具有强大的吸附功能。
Description
技术领域
本发明涉及烟油滤芯或烟嘴的制造，具体涉及一种吸附性能可控的卷烟滤棒的制备方法。
背景技术
烟草制品的发展与烟用添加剂的应用有着非常密切的关系。早在哥伦布发现美洲新大陆的16世纪，当时墨西哥的印第安人已开始在烟草中添加柑橘皮油以增强香味。美国在1850年、日本在1920年都分别出现了香料香精的香烟，中国在20世纪30年代前后开始出现香蕉、朗姆酒等香型的烟用香精。香味让烟草更容易被人接受，而在追求低焦油含量的同前，如何保证口感不受损害，多种香味添加剂成为烟企的成功关键。在全球控烟运动的大环境下, 提高卷烟安全性、降低卷烟烟气中有害成分的释放量是国际卷烟技术的发展方向, 也是发展中式卷烟的必然需求。
现有的烟用添加剂领域的研究及应用主要集中在减害、调味及二者兼备三个方面，其中又以减害或调味功能为主要研究方向，由于单一功能的实现相对容易，相关技术较为成熟，但目前上述两个领域的研究都有极端化倾向，存在一些弊端。
减害添加剂及相应技术的不足：
首先，为了降低烟气中的有害物质含量，追求滤棒的高吸附性能，往往通过在滤棒中进行吸附剂的添加来实现，一般是采用将吸附性能良好的材料通过各种手段与卷烟滤棒进行复合，例如活性炭，活性炭是目前作为卷烟吸附材料中运用较为广泛的一种，其应用方式主要有两种，一种是涂布到滤棒成型纸上，但由于烟气大都沿滤棒中间通过，成型纸作为包裹滤棒的材料，添加在上面的活性炭吸附作用有限，所以应用较少。
另一种是将活性炭置于滤棒内，存在以下不足：①若直接添加到滤棒丝束中，活性炭颗粒易掉落，污染烟支生产设备。②若将活性炭颗粒以团的形式埋设于滤棒中，会严重影响烟支的吸阻；如“CN201120409136.X一元活性炭醋酸纤维滤棒”，其滤芯于轴线上分布有若干囊状的活性炭颗粒团体，该技术是将活性炭集中为一团后再置入滤棒中心，虽然可以减少活性炭对设备和环境的污染，但会增大吸阻并使卷烟烟气损失大量的水分。③以上两种方式还存在：为提高吸附性能，活性炭的添加量过多，且过于集中，会造成烟气中的水分损失严重，烟支抽吸时容易发干，对香烟的口味造成影响；如果采用减少活性炭用量的方式来减小对烟气水分等的影响，会涉及丝束成型、增塑剂喷洒固化、成形纸包裹粘合等一系列工艺参数控制条件的改动，特别如果是对应不同型号品牌的香烟滤棒时，这些工艺需要频繁更改，会严重影响企业的正常生产。
其次，近年比较热门的壳聚糖纤维丝束的应用，通常是将壳聚糖纤维丝束加入滤棒中，但也存在过分追求吸附性能而忽略对香烟口味影响的不足，如“一种同轴芯滤嘴芯材及其制备方法200810058692X”，将壳聚糖纤维芯线的直径限定0.5-5mm，是因为其主要追求提高滤棒的吸附性能，忽略了滤棒中添加的壳聚糖纤维过多会对香烟烟气造成破坏性影响，严重干扰香烟原有的味道，使香烟几乎没有使用价值，还有壳聚糖纤维用量的增加，势必增加单一烟支的成本，过高的成本会使卷烟企业根本不会考虑采用该方案，其实用性将大打折扣。
调味添加剂及相应技术的不足：
据相关资料显示，目前，在卷烟中使用的具备调味功能的烟用添加剂，主要包括烟草净油、香料植物的提取精油、多种合成香料，在使用时为了消除上述物质参与燃烧所带来的不确定性，基本上都是将这些添加剂加入滤棒，利用其遇热易挥发的特性混入烟气中，达到调节烟气香味、口味的目的，实际上，香烟之所以受众较多，重要的因素之一就是其本身具有独特的香气，在保证安全性的前提下，较好的状态就是保留其本身香味的纯正，引入过多的香味添加剂往往会冲淡烟草本身的风味，且一些添加剂的安全性也无法保证。
烟用增塑剂的改进：
三醋酸甘油酯是滤嘴成型过程中的一种重要助剂，对醋酸纤维丝束起到粘接固化的作用，使滤嘴棒具有良好的弹性、透气性和合适的硬度。
一直以来，对醋酸纤维增塑剂的研究主要集中在改善其增塑成型性能方面，对其在使滤棒具有合适的吸附性能方面的研究很少。如中国专利CN1672600 提到了用薄荷缓释剂改性增塑剂制作薄荷烟；中国专利CN1356071用具有香、甜、酸、苦、辛等各种风味风格的食品添加剂与增塑剂混合使滤棒具有香、甜、酸、苦、辛的风格；中国专利200610163807.2是由三醋酸甘油酯和改性剂组成，所述的改性剂为烟草提取物、天然类香精香料和合成类香料，烟草提取物选自分子蒸馏红河烟净油、分子蒸馏石林烟净油、二氧化碳超临界萃取土耳其烟净油等；天然类香精香料选自香荚兰豆提取物、番茄提取物、薄荷油等；合成类香料选自巨豆三烯酮、香荚兰内酯、乙基麦芽酚、香紫苏内酯、大马烯酮、金合欢醇、紫罗兰酮、乳酸薄荷酯等，用于有效提高卷烟香气的丰满度和飘逸感。该技术的主要目的是改善卷烟的吸食品质，其添加的物质种类过多，生产工艺复杂，并没有涉及对增塑剂进行改进，以达到使滤棒具备合适的吸附性能且对烟气水分损失小方面的研究。
寻求一种将具有良好吸附性能的活性炭添加到卷烟滤棒中，达到使滤棒具备合适的吸附性能，对烟气水分损失小，且滤棒吸附性能的调整方法较简单，对整个滤棒生产工艺影响小的方法是解决长期以来卷烟滤棒吸附性能与烟气品质平衡的迫切需求。
发明内容
为解决背景技术存在的不足，本发明旨在提供一种具备合适的吸附性能且对烟气水分损失小、吸附性能可控的卷烟滤棒的生产方法，得到的卷烟滤棒活性炭分布均匀，不污染设备和环境，对烟气水分、气味影响小，且其吸附性能的调整方式比较简单，对生产工艺影响很小。
本发明通过以下技术手段来实现上述目的：一种吸附性能可控的卷烟滤棒的制备方法，包括以下步骤：
A、制备含有活性炭的三醋酸甘油酯：把三醋酸甘油酯加热，当温度达到40-60℃时，在三醋酸甘油酯中加入粒径为纳米级的活性炭粉末，按重量份数计，每100份三醋酸甘油酯中加入5～20份活性炭粉末；温度保持在40～60℃，根据不同卷烟对吸附性能，以及对烟气水分、气味影响程度的要求控制搅拌强度及搅拌程度，直到用涂4粘度杯测量粘度为45～60秒，满足上机要求；停止搅拌，待气泡散尽后静置，冷却到室温即制成含有活性炭的三醋酸甘油酯；
B、醋酸纤维丝束包打开并放置在指定位置，同时将成型纸、热熔胶、内粘接线胶、含有活性炭的三醋酸甘油酯准备到位，并通过开松辊及开松器，将丝束完全展开；
C、通过增塑剂施加系统向完全展开的丝束均匀施加含有活性炭的三醋酸甘油酯；
D、将施加过增塑剂的丝束收拢，通过烟枪部分时被成型纸包裹，形成圆筒状滤条；
E、圆筒状滤条被分切为一定长度的滤棒，滤棒通过装盘机收集整理，分装入小盒。
其中，步骤A中搅拌强度及搅拌程度控制为：对混合物以30～50r/min的速度搅拌5～10min，直到用涂4粘度杯测量粘度为48～55秒，满足上机要求。
优选的，步骤A中加入活性炭的同时加入1～5份无水乙醇作为稀释剂，以平衡三醋酸甘油酯的浓度。
本方法生产的卷烟滤棒，吸附性能可人为控制，其作用机理如下：由于用于普通卷烟过滤嘴生产的增塑剂三醋酸甘油酯会引起活性炭中毒，降低其吸附性能，利用这一特性，在制备含有活性炭的三醋酸甘油酯时，可根据对不同型号或品牌香烟烟气成分的检测结果，相应的调整三醋酸甘油酯的保温温度，若需要较高的吸附性能，控制较低的保温温度，反之则提高温度；在进行搅拌混合时，若需要较高的吸附性能，控制较低搅拌强度或缩短搅拌时间，反之则增大搅拌强度或延长搅拌时间；通过上述控制条件，可人为的控制施加到醋酸纤维上的三醋酸甘油酯具备特定强度的吸附性能，以满足不同卷烟产品对滤棒吸附性能的高低要求以及滤棒对烟气气味影响的强弱程度。
本发明具有以下有益效果：
① 本发明是先将活性炭粉末加入到增塑剂中，活性炭能够吸附部分三醋酸甘油酯中的杂质，又能降低其色泽，质量可靠，三醋酸甘油酯对活性炭形成包围的形式，且可通过控制生产条件来控制在三醋酸甘油酯中的活性炭的吸附性能。
② 生产滤棒时，添加有活性炭的三醋酸甘油酯通过高速旋转的毛刷作用后，形成雾状小滴施加到醋酸纤维表面，在不改变原有生产设备的同时，能够均匀的将活性炭附着到整个滤棒丝束上，吸附面积大。
③ 由于活性炭是随三醋酸甘油酯一块添加到整个滤棒丝束中的，活性炭分布均匀，克服了活性炭作为一个团置入滤棒中对烟支抽吸时水分影响大的缺点，抽吸时不发干。
④ 由于活性炭不与三醋酸甘油酯发生反应，只是将活性炭均匀的分散在其中，不改变三醋酸甘油酯作为增塑剂的效果，又使得添加该三醋酸甘油酯的卷烟滤棒具有强大的吸附功能。
⑤ 本发明通过研究合成一种新型的对三醋酸甘油酯稳定的活性炭吸附剂，拓展了活性炭过滤嘴的市场份额，人为控制活性炭吸附性能，并且是在滤棒成型工艺之前进行，避免了传统的活性炭滤棒需要改变吸附性能是通过增减活性炭用量，从而导致对滤棒成型工艺大幅改动，严重影响企业正常生产能力。
⑥ 本发明方法所制备的具备吸附性能可控、对烟气气味影响小的滤棒，遵循了在保证卷烟安全性的前提下，最大程度保持烟草自身特有香气的原则，消除了现有技术中一些通过加入很多调味添加剂，且过分夸大调味添加剂的辅助作用的滤棒或卷烟产品给卷烟行业带来的不良影响，有利于卷烟技术朝提高卷烟安全性、降低卷烟烟气中有害成分的方向发展。
具体实施方案
实施例1
一种吸附性能可控的卷烟滤棒的制备方法，包括以下步骤：A、制备含有活性炭的三醋酸甘油酯：把三醋酸甘油酯加热，当温度达到40℃时，在三醋酸甘油酯中加入粒径为纳米级的活性炭粉末，按重量份数计，每100份三醋酸甘油酯中加入5份活性炭粉末；温度保持在40℃，根据不同卷烟对吸附性能，以及对烟气水分、气味影响程度的要求控制搅拌强度及搅拌程度，直到用涂4粘度杯测量粘度为50秒，满足上机要求；停止搅拌，待气泡散尽后静置，冷却到室温即制成含有活性炭的三醋酸甘油酯；
B、醋酸纤维丝束包打开并放置在指定位置，同时将成型纸、热熔胶、内粘接线胶、含有活性炭的三醋酸甘油酯准备到位，并通过开松辊及开松器，将丝束完全展开；
C、通过增塑剂施加系统向完全展开的丝束均匀施加含有活性炭的三醋酸甘油酯；
D、将施加过增塑剂的丝束收拢，通过烟枪部分时被成型纸包裹，形成圆筒状滤条；
E、圆筒状滤条被分切为一定长度的滤棒，滤棒通过装盘机收集整理，分装入小盒。
实施例2
一种吸附性能可控的卷烟滤棒的制备方法，包括以下步骤：A、制备含有活性炭的三醋酸甘油酯：把三醋酸甘油酯加热，当温度达到60℃时，在三醋酸甘油酯中加入粒径为纳米级的活性炭粉末，按重量份数计，每100份三醋酸甘油酯中加入15份活性炭粉末；温度保持在60℃，根据不同卷烟对吸附性能，以及对烟气水分、气味影响程度的要求控制搅拌强度及搅拌程度，直到用涂4粘度杯测量粘度为60秒，满足上机要求；停止搅拌，待气泡散尽后静置，冷却到室温即制成含有活性炭的三醋酸甘油酯；
B、醋酸纤维丝束包打开并放置在指定位置，同时将成型纸、热熔胶、内粘接线胶、含有活性炭的三醋酸甘油酯准备到位，并通过开松辊及开松器，将丝束完全展开；
C、通过增塑剂施加系统向完全展开的丝束均匀施加含有活性炭的三醋酸甘油酯；
D、将施加过增塑剂的丝束收拢，通过烟枪部分时被成型纸包裹，形成圆筒状滤条；
E、圆筒状滤条被分切为一定长度的滤棒，滤棒通过装盘机收集整理，分装入小盒。
实施例3
一种吸附性能可控的卷烟滤棒的制备方法，包括以下步骤：A、制备含有活性炭的三醋酸甘油酯：把三醋酸甘油酯加热，当温度达到50℃时，在三醋酸甘油酯中加入粒径为纳米级的活性炭粉末和无水乙醇，按重量份数计，每100份三醋酸甘油酯中加入10份活性炭粉末和2份无水乙醇作为稀释剂；温度保持在50℃，对混合物以30r/min的速度搅拌，直到用涂4粘度杯测量粘度为48秒；停止搅拌，待气泡散尽后静置，冷却到室温即制成含有活性炭的三醋酸甘油酯；
B、醋酸纤维丝束包打开并放置在指定位置，同时将成型纸、热熔胶、内粘接线胶、含有活性炭的三醋酸甘油酯准备到位，并通过开松辊及开松器，将丝束完全展开；
C、通过增塑剂施加系统向完全展开的丝束均匀施加含有活性炭的三醋酸甘油酯；
D、将施加过增塑剂的丝束收拢，通过烟枪部分时被成型纸包裹，形成圆筒状滤条；
E、圆筒状滤条被分切为一定长度的滤棒，滤棒通过装盘机收集整理，分装入小盒。
实施例4
一种吸附性能可控的卷烟滤棒的制备方法，包括以下步骤：A、制备含有活性炭的三醋酸甘油酯：把三醋酸甘油酯加热，当温度达到45℃时，在三醋酸甘油酯中加入粒径为纳米级的活性炭粉末和无水乙醇，按重量份数计，每100份三醋酸甘油酯中加入20份活性炭粉末和5份无水乙醇作为稀释剂；温度保持在45℃，对混合物以40r/min的速度搅拌，直到用涂4粘度杯测量粘度为50秒；停止搅拌，待气泡散尽后静置，冷却到室温即制成含有活性炭的三醋酸甘油酯；
B、醋酸纤维丝束包打开并放置在指定位置，同时将成型纸、热熔胶、内粘接线胶、含有活性炭的三醋酸甘油酯准备到位，并通过开松辊及开松器，将丝束完全展开；
C、通过增塑剂施加系统向完全展开的丝束均匀施加含有活性炭的三醋酸甘油酯；
D、将施加过增塑剂的丝束收拢，通过烟枪部分时被成型纸包裹，形成圆筒状滤条；
E、圆筒状滤条被分切为一定长度的滤棒，滤棒通过装盘机收集整理，分装入小盒。
Claims (3)
1.一种吸附性能可控的卷烟滤棒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、制备含有活性炭的三醋酸甘油酯：把三醋酸甘油酯加热，当温度达到40-60℃时，在三醋酸甘油酯中加入粒径为纳米级的活性炭粉末，按重量份数计，每100份三醋酸甘油酯中加入5～20份活性炭粉末；温度保持在40～60℃，根据不同卷烟对吸附性能，以及对烟气水分、气味影响程度的要求控制搅拌强度及搅拌程度，直到用涂4粘度杯测量粘度为45～60秒；停止搅拌，待气泡散尽后静置，冷却到室温即制成含有活性炭的三醋酸甘油酯；
B、醋酸纤维丝束包打开并放置在指定位置，同时将成型纸、热熔胶、内粘接线胶、含有活性炭的三醋酸甘油酯准备到位，并通过开松辊及开松器，将丝束完全展开；
C、通过增塑剂施加系统向完全展开的丝束均匀施加含有活性炭的三醋酸甘油酯；
D、将施加过增塑剂的丝束收拢，通过烟枪部分时被成型纸包裹，形成圆筒状滤条；
E、圆筒状滤条被分切为一定长度的滤棒，滤棒通过装盘机收集整理，分装入小盒。
2.根据权利要求1所述的吸附性能可控的卷烟滤棒的制备方法，其特征在于，步骤A中搅拌强度及搅拌程度控制为：对混合物以30～50r/min的速度搅拌5～10min，直到用涂4粘度杯测量粘度为48～55秒，满足上机要求。
3. 根据权利要求1或2所述的吸附性能可控的卷烟滤棒的制备方法，其特征在于，步骤A中加入活性炭的同时加入1～5份无水乙醇。
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