一种包裹水凝胶珠的烟用胶囊及其制备方法技术

一种包裹水凝胶珠的烟用胶囊，是由水凝胶珠和包覆在其外侧的疏水包裹层构成；所述疏水包裹层为聚合物基成膜材料和增塑剂的组合物，所述聚合物基成膜材料为一种或多种选自下组的化合物：丙烯酸树脂、改性丙烯酸树脂、乙基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、玉米蛋白。本发明专利技术相比现有烟用胶囊的有益效果在于：（1）提供的一种包裹水凝胶珠的烟用胶囊不仅可适用于广大水溶性、醇溶性香精香料，而且赋予烟用爆珠其他功能，如提升润感，降低干燥和刺激感，降低烟气有害成分释放量。（2）烟用胶囊结构中水凝胶的引入，明显提升了保水能力。（3）疏水包裹层中的聚合物基成膜材料和增塑剂，可提高包衣的强度，提高了爆珠的耐加工性。

【技术实现步骤摘要】
一种包裹水凝胶珠的烟用胶囊及其制备方法
本专利技术属于卷烟
，具体涉及一种包裹水凝胶珠的烟用胶囊及其制备方法。
技术介绍
近年来，内含烟用胶囊（也称为烟用爆珠）的卷烟在卷烟市场日趋流行，烟用胶囊作为一种卷烟新材料添加到卷烟过滤嘴中，消费者抽吸时可挤碎胶囊，从而释放出具有特殊香味的香精，达到丰富烟香、强化风格、建立互动性等作用。现有技术中，烟用胶囊通常以油溶性香精和作为香精稀释剂的脂质溶剂作为内芯材料，而以明胶、阿拉伯胶、海藻酸等动植物胶作为外壁材料。制备时，分别将脂质的内芯材料和外壁材料的水溶液通过同轴双层滴头，滴入至保护液中，在保护液中，外壁材料冷却凝固形成同心球形胶囊，经洗涤、干燥后得到烟用胶囊。但是，这类烟用胶囊仍存在一些问题：（1）脂质溶剂本身带有一定的固有气味，与烟气烟香的协调存在一定问题，可能在一定程度上掩盖外加香精的香味。（2）现有烟用香精香料很大一部分为水溶性物质，不能溶于脂质溶剂，因此此类烟用胶囊能够应用的香精种类及范围被大大缩小，可选用及适用的香精类型极为有限，不利于烟用胶囊在卷烟品牌中的推广应用。（3）这些烟用胶囊中的脂质溶剂在胶囊捏破后溢出，容易污染卷烟滤棒丝束，甚至通过滤棒成型纸及接装纸透出纸外，影响烟支外观品质。（4）这些烟用胶囊功能相对单一，通常仅作为加香手段，而减害功能往往不能集成于这类烟用胶囊中。若以水或水溶液体系为内芯材料，开发可包裹水或水溶液的烟用胶囊，则具有以下优势：（1）扩大烟用胶囊香精适用范围。水，作为一种良好的溶剂，可以溶解数量众多的水溶性烟用香精香料，可大大扩大烟用胶囊能够应用的香精种类及范围。（2）提升润感，降低干燥和刺激感。水具有湿润烟气、柔和烟气烟香、降低刺激性的功效，可显著提高卷烟抽吸舒适度，提升润感，降低干燥感和刺激感。（3）赋予爆珠其他功能，如降低烟气有害成分释放量。水一方面可溶解烟气中很多有害成分（例如，氨、HCN等），另一方面水可作为减害添加剂（如聚乙二醇）的良好溶剂，进而实现进一步降低烟气有害成分的目的。但是，市场上尚未出现此类能够对水或者水溶性芯液进行有效包裹的烟用胶囊产品。在包裹水或水溶液的烟用胶囊方面，专利CN201410428708公开了一种用长链脂质材料（蜡类）和助凝剂作为壁材包裹水溶液的方法。湖北中烟在专利CN201410059720和CN201410059949分别公开了一种三层、四层结构水胶囊，其中三层结构的水胶囊采用海藻酸钠络合物包裹水性香精，再用蜡进行防水包裹；四层结构水胶囊在三层结构水胶囊基础上，最外侧又包裹一层海藻酸，放置蜡的破坏。上述技术虽能完成包裹，但工艺较为复杂，同时外层的蜡强度不够，得率不高且易破碎，不能适应工业化生产。专利CN201610513655采用可聚合的双酚A环氧丙烯酸树脂及其它树脂作为壁材，通过同轴双喷嘴喷头滴制法，利用壁材光聚合物形成致密膜层，制备水胶囊，但是由于需要使用大量的光引发剂以及可能存在单体残留，对水胶囊的安全性存在一定影响，同时光聚合形成的壁材通常较脆，不利于后续的加工成型。
技术实现思路
本专利技术的目的正是基于上述现有技术状况而提供一种包裹水凝胶珠的烟用胶囊及其制备方法。本专利技术的目的是通过下述技术方案实现的。一种包裹水凝胶珠的烟用胶囊，是由水凝胶珠和包裹在它外侧的疏水包裹层构成。烟用胶囊直径为3-7mm，优选4-6mm。所述疏水包裹层为聚合物基成膜材料和增塑剂按重量比1:0.05-0.20构成的组合物，由聚合物基成膜材料、增塑剂、挥发性溶剂按重量比1：0.05-0.20：1-3构成包衣液经溶剂挥发、干燥而形成；疏水包裹层厚度为0.1-1.0mm。所述聚合物基成膜材料为一种或多种选自下组的化合物：丙烯酸树脂、改性丙烯酸树脂、乙基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、玉米蛋白。所述增塑剂为一种或多种选自下组的化合物聚乙二醇、癸二酸二丁酯、三醋酸甘油酯。挥发性溶剂选自一种或多种选自下组的化合物：乙醇、甲醇、丙酮、水。所述水凝胶珠由以下组成的水性溶液与Ca2+、Cu2+、Fe3+金属离子发生交联反应而形成。水性溶液各组分重量占比为：（1）纯水：99-95份；（2）海藻酸钠或羧甲基纤维素钠或两者组合物：1-5份；或（1）纯水：99-95份；（2）海藻酸钠或羧甲基纤维素钠或两者组合物：1-5份；（3）水溶性功能助剂：2-30份。所述水凝胶珠既可为实心型水凝胶珠，也可为囊型水凝胶珠，由制备时交联反应时间决定。所述水溶性功能助剂为一种或多种选自下组的化合物：水溶性香精香料、减害功能材料、保润剂、防腐剂、抗氧化剂。所述水溶性香精香料为薄荷醇、苯乙醇、氧化芳樟醇、大茴香醇等醇类，柠檬酸、苯甲酸、甲基戊酸、肉豆蔻酸、乳酸、羟基乙酸等羧酸类，苯乙醛、香草醛、茄酮、巨豆三烯酮等醛酮类，丁香酚、麦芽酚等酚类，二氢猕猴桃内酯等内酯类，2,3-二甲基吡嗪、2-乙酰基吡啶等杂环类，烟草提取物、人参提取物、陈皮提取物、可可豆提取物、水果提取物等提取物类，或上述成分的组合物，该类组份在烟用胶囊捏破或者其他外力破坏后，能够释放出来，赋予卷烟一定的风格风味或能够增强卷烟风格风味，如酒香、薄荷味、本草香、焦甜香、烤甜香、果香等。所述减害功能材料为聚乙二醇、氨基酸、氨基酸衍生物、聚氨基酸或其组合物，该类组份在烟用爆珠捏破或者其他外力破坏后，能够释放出来，吸附或束缚烟气中的有害成分（如苯酚、醛类化合物等），从而降低烟气有害成分释放量。所述保润剂为丙二醇、甘油或其组合物。本专利技术还提供了上述包裹水溶液的烟用胶囊的制备方法，包括以下步骤：（1）水性溶液的制备将纯水、海藻酸钠或羧甲基纤维素钠或两者组合物按照重量比99-95:1-5混合均匀，或者，将纯水、海藻酸钠或羧甲基纤维素钠或两者混合物、水溶性功能助剂按照重量比99-95:1-5:2-30混合均匀，得到水性溶液。其中水溶性功能助剂为一种或多种选自下组的化合物：水溶性香精香料、减害功能材料、保润剂、防腐剂、抗氧化剂。水溶性香精香料、减害功能材料、保润剂的配方如前所述。（2）水凝胶珠的制备将步骤（1）制得的水性溶液通过锐孔设备逐滴滴入至含有Ca2+或Cu2+或Fe3+的水溶液构成的凝固浴中，水性溶液在滴制过程中形成球形液滴，球形液滴进入凝固浴后，与凝固浴中的Ca2+或Cu2+或Fe3+金属离子发生交联反应，形成不溶性的水凝胶层，交联一定时间后，即得水凝胶珠。所述凝固浴中Ca2+或Cu2+或Fe3+浓度为0.5-3wt%，交联时间为0.5-3分钟，形成囊型水凝胶珠。金属离子浓度过低则交联过慢，甚至不能形成规则球形的囊型水凝胶珠，而浓度过高则易交联形成实心水凝胶珠而非囊型水凝胶珠。交联时间过短时，囊型水凝胶珠强度太低；交联时间过长时，易形成实心水凝胶珠而非囊型水凝胶珠。所述凝固浴中Ca2+或Cu2+或Fe3+浓度为0.5-3wt%，交联时间不低于3分钟，形成实心水凝胶珠。（3）包衣a、将聚合物基成膜材料、增塑剂、挥发性溶剂混合均匀，得到包衣液。b、将步骤（2）制得的水凝胶珠（或囊型水凝胶珠或实心型水凝胶珠）置于旋转包衣设备（如旋转包衣锅、薄膜包衣设备、高效包衣锅）中，将包衣液通过喷雾系统喷洒在水凝胶珠表面，水凝胶珠表面的包衣液经热风干燥形成疏水包裹层。本专利技术的有益效果在于：（1）本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种包裹水凝胶珠的烟用胶囊，其特征在于，是由水凝胶珠和包覆在其外侧的疏水包裹层构成；所述疏水包裹层为聚合物基成膜材料和增塑剂按重量比1:0.05‑0.20构成的组合物，由聚合物基成膜材料、增塑剂、挥发性溶剂按重量比1：0.05‑0.20：1‑3构成包衣液经溶剂挥发、干燥而形成；所述聚合物基成膜材料为一种或多种选自下组的化合物：丙烯酸树脂、改性丙烯酸树脂、乙基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、玉米蛋白；所述增塑剂为一种或多种选自下组的化合物：聚乙二醇、癸二酸二丁酯、三醋酸甘油酯。

【技术特征摘要】
1.一种包裹水凝胶珠的烟用胶囊，其特征在于，是由水凝胶珠和包覆在其外侧的疏水包裹层构成；所述疏水包裹层为聚合物基成膜材料和增塑剂按重量比1:0.05-0.20构成的组合物，由聚合物基成膜材料、增塑剂、挥发性溶剂按重量比1：0.05-0.20：1-3构成包衣液经溶剂挥发、干燥而形成；所述聚合物基成膜材料为一种或多种选自下组的化合物：丙烯酸树脂、改性丙烯酸树脂、乙基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、玉米蛋白；所述增塑剂为一种或多种选自下组的化合物：聚乙二醇、癸二酸二丁酯、三醋酸甘油酯。2.如权利要求1所述的一种包裹水凝胶珠的烟用胶囊，其特征在于，所述挥发性溶剂选自一种或多种选自下组的化合物：乙醇、甲醇、丙酮、水。3.如权利要求1所述的一种包裹水凝胶珠的烟用胶囊，其特征在于，所述水凝胶珠由以下组成的水性溶液与Ca2+、Cu2+、Fe3+金属离子发生交联反应而形成，水性溶液各组分重量占比为：（1）纯水：99-95份；（2）海藻酸钠或羧甲基纤维素钠或两者组合物：1-5份；或（1）纯水：99-95份；（2）海藻酸钠或羧甲基纤维素钠或两者组合物：1-5份；（3）水溶性功能助剂：2-30份。4.如权利要求3所述的一种包裹水凝胶珠的烟用胶囊，其特征在于，所述水凝胶珠既可为实心型水凝胶珠，也可为囊型水凝胶珠，由交联反应时间决定。5.如权利要求3所述的一种包裹水凝胶珠的烟用胶囊，其特征在于，所述水溶性功能助剂为一种或多种选自下组的化合物：水溶性香精香料、减害功能材料、保润剂、防腐剂、抗氧化剂；所述水溶性香精香料为薄荷醇、苯乙醇、氧化芳樟醇、大茴香醇等醇类，柠檬酸、苯甲酸、甲基戊酸、肉豆蔻酸、乳酸、羟基乙酸等羧酸类，苯乙醛、香草醛、茄酮、巨豆三烯酮等醛酮类，丁香酚、麦芽酚等酚类，二氢猕猴桃内酯等内酯类，2,3-二甲...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙培健，郭吉兆，孙学辉，杨松，王宜鹏，赵乐，聂聪，张晓兵，刘惠民，
申请(专利权)人：中国烟草总公司郑州烟草研究院，
类型：发明
国别省市：河南,41