一种具有减害功能的卷烟纸及其制备方法技术

本发明专利技术涉及卷烟纸技术领域，涉及一种具有减害功能的卷烟纸及其制备方法，该卷烟纸包括如下组分：(1)胶料，(2)纸张纤维，胶料包括：改性的层状双金属氢氧化物和胶黏剂。以胶料的浆料的总重量为100％计，改性的层状双金属氢氧化物的含量为0.5～5wt％，胶黏剂的含量为1‑5wt％。制备方法包括：(1)在层状双金属氢氧化物的合成中，加入表面活性剂，制得改性的层状双金属氢氧化物；(2)将改性的层状双金属氢氧化物与胶黏剂接触并混合均匀，形成胶料；(3)将胶料涂覆在纸张纤维的表面，制得具有减害功能的卷烟纸。本发明专利技术的卷烟纸用于卷烟，可降低焦油14‑20％，降焦减害效果显著，工艺容易实现。

A kind of cigarette paper with hazard reduction function and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种具有减害功能的卷烟纸及其制备方法
本专利技术属于卷烟材料，涉及卷烟纸
，尤其涉及一种具有减害功能的卷烟纸及其制备方法。
技术介绍
卷烟纸是卷烟生产中的重要材料之一，尽管只约占烟支总质量的5％，但对卷烟整体性能的影响却远远大于其他非烟草组分。卷烟纸的重要特点是它参与到涉及化学、流体力学、传热学、热力学等多个复杂的过程燃烧中，因此卷烟纸不仅能影响卷烟的外观形态而且对卷烟的感官质量、烟气组分等性能都产生直接作用。卷烟纸主要由纤维原料、填料和助剂三部分组成,其中助剂特别是燃烧添加剂可以改变卷烟纸的燃烧状态，影响烟支的燃烧性能,改善烟支的燃烧质量,进而影响卷烟烟气组分和烟气量，所以卷烟纸助剂的添加能赋予卷烟纸一些新功能的实现,利用卷烟纸来降低卷烟烟气中有害物的研究已经越来越成为各国学者研究的重点，制备功能性卷烟纸是实现降低卷烟主流烟气有害成分的有效技术手段之一。在传统的卷烟纸研究中发现，通过加入助燃剂改善烟纸的燃烧性能，能够降低CO及焦油在烟气中的含量。行业广泛使用的助燃剂还主要是柠檬酸钠和柠檬酸钾，使用柠檬酸盐虽然可以增加静燃速率,降低抽吸口数,但过量使用柠檬酸盐也会对卷烟感官品质产生负面影响。近年来也有一些对具有阻燃、消烟、填充等多种性能阻燃剂Mg(OH)2的研究，但应用较晚。层状镁铝氢氧化物材料是一类具有层状微孔结构的双羟基金属复合氧化物，它兼具了氢氧化铝和氢氧化镁功能材料的优点，又克服了它们各自的不足，具有阻燃、消烟、填充等功能，是一种高效、无卤、无毒、低烟的新型功能材料。而且由于其特殊的层状结构赋予其较大的表面积和较多的表面吸附活性中心，能吸附有害气体特别是酸性气体，因而具有降低燃烧温度和抑烟的双重功能。卷烟纸的CaCO3填料的理想种类是单晶型、纺锤体状的沉淀碳酸钙，但在实际应用中由于助剂的结构和形貌限制导致能和碳酸钙填料匹配使用的无机添加材料很少，层状双金属氢氧化物材料的片状结构能起到巩固填料与纤维连接的作用，是较为理想的一种材料。因此优选层状金属氢氧化物材料作为卷烟纸添加材料既具有减害降焦效果,又不会对卷烟吸味产生明显负面影响,也符合食品安全性要求。
技术实现思路
针对现有技术存在的缺陷，本专利技术的目的是提供一种具有减害功能的卷烟纸及其制备方法，无须改变现有卷烟纸生产工艺，能够制备出成本低廉、具有较好减害功能的卷烟纸。为了实现上述目的，本专利技术提供一种具有减害功能的卷烟纸，该卷烟纸包括如下组分：(1)胶料，(2)纸张纤维，其中，所述胶料包括：改性的层状双金属氢氧化物和胶黏剂。根据本专利技术提供的卷烟纸，优选地，所述胶料的浆料由改性层状双金属氢氧化物材料、胶黏剂和水组成。优选地，以所述胶料的浆料的总重量为100％计，所述改性的层状双金属氢氧化物的含量为0.5wt％～5wt％，所述胶黏剂的含量为1-5wt％。更优选地，所述改性的层状双金属氢氧化物的百分含量为1～4wt％；进一步优选为1.5～3.5wt％。根据本专利技术提供的卷烟纸，优选地，所述改性的层状双金属氢氧化物选自改性的层状镁铝氢氧化物和/或改性的层状锌铝氢氧化物；更优选选自改性的层状镁铝氢氧化物。在本专利技术的优选实施方式中，所述改性的层状双金属氢氧化物的比表面积为90～130m2/g。层状双金属氢氧化物的比表面积大，会有利于提高对烟气中有害物的吸附。通过常规方法合成得到的层状双金属氢氧化物，如若未经改性，则其比表面积较低(低于90m2/g)，不利于降低烟气中的有害物。根据本专利技术提供的卷烟纸，优选地，所述胶黏剂选自海藻酸钠和/或改性淀粉。本专利技术还提供一种如上所述具有减害功能的卷烟纸的制备方法，该制备方法包括：(1)在层状双金属氢氧化物的合成过程中，加入表面活性剂，制得所述改性的层状双金属氢氧化物；(2)将所述改性的层状双金属氢氧化物与胶黏剂接触并混合均匀，形成胶料；(3)将所述胶料涂覆在纸张纤维的表面，经加热、干燥，制得所述具有减害功能的卷烟纸。根据本专利技术提供的制备方法，优选地，步骤(1)中，以改性的层状双金属氢氧化物中各组分的总重量为100％计，所述表面活性剂的用量为0.01wt％～0.1wt％。优选地，所述表面活性剂选自非离子型表面活性剂。优选地，所述非离子型表面活性剂选自PEG和/或聚乙烯吡咯烷酮。更优选地，所述PEG选自PEG-1000和/或PEG-1500。在本专利技术的一种优选实施方式中，所述非离子型表面活性剂选自PEG-1000。在本专利技术所述的制备方法中，步骤(1)的层状双金属氢氧化物的合成过程可通过本领域技术人员所熟知的制备方法实现。传统方法合成的层状双金属氢氧化物材料比表面积一般都不大，约为20-80m2/g,这在很大程度上限制了它的应用，通过减小层状材料的厚度可以提高它的外表面积。本专利技术在合成过程中添加了表面活性剂使其吸附在材料的层板表面形成一定厚度的吸附层抑制材料在c轴方向的生长，从而使制备的样品粒子厚度变小。根据本专利技术提供的制备方法，由于试验材料(改性的层状双金属氢氧化物)与纸张纤维的结合力较弱，需要通过胶黏剂引入卷烟纸表面。优选地，步骤(2)中，所述胶黏剂选自海藻酸钠和/或改性淀粉。将所述改性的层状双金属氢氧化物、胶黏剂以及水混合形成所述胶料的浆料。由于试验材料富含羟基基团，能与纤维表面形成结合力较强的氢键，另外材料本身还具有一定包合作用，能在介孔材料(改性的层状双金属氢氧化物)和纸张表面间起到很好桥梁作用；同时材料符合烟用材料许可名录要求，燃烧后对卷烟抽吸品质也无明显不良影响。将最终得到的卷烟纸成品用于卷烟生产，即具有较好的减害降焦效果。根据本专利技术提供的制备方法，优选地，步骤(3)中，将所述胶料涂覆在纸张纤维的表面的方式为涂布法。把粉体材料均匀分散在某种胶黏剂中，制成乳状涂料，然后用涂布的方法把此涂料涂在纸张纤维的表面上，经加热干燥即可得涂布型卷烟纸。这种方法的优点是功能材料大部分集中在卷烟纸的表面，对卷烟纸的物理性能影响较小，对表面要求的耐延燃性效果明显。本专利技术技术方案带来的技术效果在于，通过本专利技术，所得改性的层状金属氢氧化物材料的比表面积高、制备方法简单；将添加改性的层状双金属氢氧化物材料的卷烟纸用于卷烟，可以降低焦油14％-20％，降焦减害效果显著，施加工艺容易实现，同时成本较低，具有很好的工业应用价值。附图说明图1示出了0#卷烟纸样品的SEM图。图2示出了1#卷烟纸样品的SEM图。图3示出了2#卷烟纸样品的SEM图。图4示出了3#卷烟纸样品的SEM图。上述SEM图中，放大倍数为3000。具体实施方式通过下面的实例可以更清楚地了解本专利技术，但它们并不是对本专利技术的限定。1、实验结果中，各个性能的测试方法：例如，比表面分析测试、卷烟纸的物理指标检测、卷烟纸中主流烟气中常规成分、NNK及其它有害成分的释放量的测试等。样品的孔分布分析，采用美国MicromeriticsASAP3020型全自动物理化学吸附仪测定，分析条件是在液氮温度(77K)下用氮气吸附法测定样品的比表面积和孔分布情况。在氮气气氛下，样品对气体会产生吸附，吸附平衡以后可以测量其吸附的压力和吸附的气体量；样品的比表面积的大小，是根据BET(Brunauer-Emmett-Teller)理论在实验中采用多点法对样品吸附等温线中的吸附曲线进行计算而来的，通过BE本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有减害功能的卷烟纸，其特征在于，该卷烟纸包括如下组分：(1)胶料，(2)纸张纤维，其中，所述胶料包括：改性的层状双金属氢氧化物和胶黏剂。

【技术特征摘要】
1.一种具有减害功能的卷烟纸，其特征在于，该卷烟纸包括如下组分：(1)胶料，(2)纸张纤维，其中，所述胶料包括：改性的层状双金属氢氧化物和胶黏剂。2.根据权利要求1所述的具有减害功能的卷烟纸，其特征在于，所述胶料的浆料由改性层状双金属氢氧化物材料、胶黏剂和水组成；优选地，以所述胶料的浆料的总重量为100％计，所述改性的层状双金属氢氧化物的含量为0.5wt％～5wt％，所述胶黏剂的含量为1-5wt％。3.根据权利要求2所述的具有减害功能的卷烟纸，其特征在于，所述改性的层状双金属氢氧化物的含量为1～4wt％，优选为1.5～3.5wt％。4.根据权利要求1所述的具有减害功能的卷烟纸，其特征在于，所述改性的层状双金属氢氧化物选自改性的层状镁铝氢氧化物和/或改性的层状锌铝氢氧化物；优选选自改性的层状镁铝氢氧化物。5.根据权利要求1-4中任一项所述的具有减害功能的卷烟纸，其特征在于，所述改性的层状双金属氢氧化物的比表面积为90～130m2/g。6.根据权利要求1-4中任一项所述的具有减害功能的卷...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐同广，周骏，白若石，郑晓曼，张杰，芦楠，杨振东，刘兴余，马雁军，
申请(专利权)人：上海烟草集团有限责任公司，上海烟草集团北京卷烟厂，
类型：发明
国别省市：上海,31