一種功能性涂布料液及其在卷煙中的應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于卷煙減害技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種功能性涂布料液、涂布紙張及其在 卷煙中的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 涂布紙?jiān)诰頍煘V棒的生產(chǎn)中具有重要的應(yīng)用。煙草科技工作者通過將功能性材料 負(fù)載于涂布紙張上，制備復(fù)合濾棒和特種濾棒，可用于降低卷煙主流煙氣中有害成分的釋 放量。目前研究人員已經(jīng)開發(fā)了金屬絡(luò)合材料、堿性高分子材料等涂布的功能性紙張，用于 卷煙濾棒的生產(chǎn)，取得了良好的效果。然而，近年來隨著食品安全衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)要求的日益嚴(yán) 苛，煙用材料的安全性要求也越來越高，極大的限制了各種材料在卷煙中的應(yīng)用。采用綠 色、天然、生物相容性好的材料才能更好的滿足卷煙產(chǎn)品的安全衛(wèi)生需求。
[0003] 天然氨基酸是具有氨基和羧基結(jié)構(gòu)的天然氨基材料化合物，是人體必需的基本營 養(yǎng)物質(zhì)，具有良好的生物相容性，安全可靠。采用天然氨基酸材料可有效降低卷煙主流煙 氣中的巴豆醛、HCN等有害成分。然而，將天然氨基酸直接用于紙張涂布存在一定的技術(shù)問 題。采用氨基酸水溶液直接用于紙張涂布，會出現(xiàn)易斷紙，操作難，涂布量較小，功能性材料 的有效含量低等問題；涂布量較高時，紙張經(jīng)干燥處理在加工制備溝槽濾棒過程中又會出 現(xiàn)飛粉、脫沫等情況，嚴(yán)重影響生產(chǎn)。而現(xiàn)有技術(shù)中，尚未見到較好的將天然氨基材料負(fù)載 于涂布紙上的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明主要目的在于提供一種具有聚乙烯醇與氨基酸優(yōu)點(diǎn)的功能性涂布料液，該 涂布料液可以用于功能性紙張涂布，具有降低卷煙煙氣中HCN、巴豆醛釋放量的作用。
[0005] 本發(fā)明所采取的技術(shù)方案如下。
[0006] -種功能性涂布料液，采用以下步驟制備： (1) 將聚乙烯醇在水中溶脹并加熱溶解,并加入表面活性劑； 所述述聚乙烯醇為不同聚合度和醇解度的不同型號產(chǎn)品的一種或幾種任意比例的混 合物，優(yōu)選為：PVA05-88、PVA17-88、PVA03-88 或PVA17-99 ; 所述聚乙烯醇水溶液的質(zhì)量濃度為3%?15%，即聚乙烯醇溶解后在由聚乙烯醇+水+ 表面活性劑的溶液體系中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%?15%，優(yōu)選10%?15% ; 所述表面活性劑為烷基醇酰胺類非離子表面活性劑中一種或幾種任意比例的混合物， 優(yōu)選為：月桂酰單乙醇胺、月桂酰二乙醇胺或椰油酰二乙醇胺； 所述表面活性劑的質(zhì)量濃度為〇. 1%?〇. 3%，S卩表面活性劑在由聚乙烯醇+水+表面活 性劑的溶液體系中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0. 1%?0. 3% ; (2) 在步驟（1)的溶液中加入氨基材料，攪拌均勻，加入稀釋劑，繼續(xù)加熱攪拌，制成均 勻的紙張涂布料液即可；加入氨基酸和/或氨基酸鹽后，優(yōu)選轉(zhuǎn)速700r/min，攪拌15分鐘； 加入稀釋劑后，繼續(xù)加熱攪拌時優(yōu)選持續(xù)通入氮?dú)猓?所述氨基材料為氨基酸和/或氨基酸鹽； 所述氨基酸為天然氨基酸中的一種或幾種任意比例的混合物，天然氨基酸優(yōu)選：脯氨 酸、天冬酰胺、賴氨酸、色氨酸； 所述氨基酸鹽為天然氨基酸的鉀鹽、鈣鹽、鈉鹽、鎂鹽或鋰鹽中的一種或幾種任意比例 的混合物，優(yōu)選為：賴氨酸鈉鹽、精氨酸鉀鹽、纈氨酸鉀鹽、賴氨酸鉀鹽； 所述氨基材料的質(zhì)量濃度為22%?35%，即加入氨基材料后，氨基材料在由聚乙烯醇+ 水+表面活性劑+氨基材料+稀釋劑組成的溶液體系中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為22%?35% ; 所述稀釋劑為水、乙醇或1，2-丙二醇，稀釋劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0~30%，即加入稀釋劑后， 稀釋劑在由聚乙烯醇+水+表面活性劑+氨基材料+稀釋劑組成的溶液體系中的質(zhì)量分?jǐn)?shù) 為 0~30%。
[0007] 利用所制備的功能性涂布料液制備卷煙濾棒用功能性涂布紙，其制備步驟包括： (1) 將功能性涂布料液在原料紙上進(jìn)行涂布；所述原料紙為天然纖維素紙，紙張克重為 30g/m2； (2) 75°C烘干、收卷分切； (3) 室溫熟化三天即可制得功能性涂布紙。
[0008] 步驟（1)中功能性涂布料液的涂布量為10. 7~18. 8g/m2。
[0009] 所述功能性涂布紙?jiān)诰頍熤械膽?yīng)用，將功能性涂布紙制成15mm長的紙濾棒并與 10mm醋纖濾棒復(fù)合制成24. 1X100mm二兀復(fù)合濾棒，控制吸阻為2800Pa。
[0010] 聚乙烯醇是一種生物相容性好、安全可靠的高分子聚合材料，在人工軟骨、眼科材 料、藥物載體、生物醫(yī)用海綿、人工細(xì)胞微囊化等方面都有廣泛的應(yīng)用。本發(fā)明利用聚乙烯 醇粘合力強(qiáng)、粘度易調(diào)、保水能力強(qiáng)、可改善紙張強(qiáng)度等特點(diǎn)，將其與氨基材料特異性的結(jié) 合制備了功能性涂布料液，并進(jìn)一步涂布于原料紙上，從而提高了可降低主流煙氣有害成 分的氨基材料在原料紙上的負(fù)載量。
[0011] 本發(fā)明的優(yōu)勢在于所述涂布料液在原料紙上可達(dá)到較高的負(fù)載量，經(jīng)實(shí)踐檢驗(yàn)， 即使負(fù)載量較高時，氨基材料在原料紙上也不易發(fā)生飛粉、脫沫情況。進(jìn)一步的抽吸實(shí)驗(yàn)表 明，將所制備的功能性涂布紙張制作成復(fù)合濾棒用于卷煙抽吸時，可使主流煙氣中的巴豆 醛釋放量降低20%以上，HCN釋放量降低50%以上，同時關(guān)于卷煙吸食感官評價表明卷煙吸 食感官質(zhì)量未受到顯著影響。這種結(jié)果表明本發(fā)明所提供的功能性涂布料液在降低卷煙主 流煙氣中有害物質(zhì)的同時，對卷煙的吸食感官質(zhì)量不發(fā)生顯著影響，因而具有較好的推廣 應(yīng)用意義。
【具體實(shí)施方式】
[0012] 下面結(jié)合實(shí)施例對本申請作進(jìn)一步的解釋說明。
[0013] 對比例 對比例采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%的賴氨酸水溶液作為涂布液。
[0014] 將涂布液進(jìn)行紙張涂布，具體流程如下： (1) 將涂布液在原料紙上進(jìn)行涂布；所述原料紙為天然纖維素紙，紙張克重為30g/m2， 橫向抗張能量吸收15. 01J/m2,縱向抗張能量吸收26. 82J/m2; (2) 75°C烘干、收卷分切； (3)室溫熟化三天即可制得涂布紙。
[0015] 涂布后測定紙張涂布量為15. 7g/m2。涂布過程中，相同生產(chǎn)條件下，在生產(chǎn)操作中 發(fā)生數(shù)次斷紙現(xiàn)象，生產(chǎn)過程中平均停機(jī)次數(shù)達(dá)到0. 4次/百米，生產(chǎn)效率影響較為明顯。
[0016] 將該涂布紙制成15mm長的紙濾棒并與10mm醋纖濾棒復(fù)合制成24.IX100mm二元 復(fù)合濾棒，控制吸阻為2800Pa。制備卷煙濾棒過程中出現(xiàn)了較為明顯的脫粉現(xiàn)象，對于工 作環(huán)境和產(chǎn)品質(zhì)量造成了較為嚴(yán)重的潛在影響。
[0017] 將該復(fù)合濾棒用于卷煙，并開展抽吸試驗(yàn)。所述涂布紙?jiān)谶M(jìn)行紙濾棒加工過程中 出現(xiàn)脫粉現(xiàn)象，影響操作人員健康和產(chǎn)品質(zhì)量。
[0018] 空白對照組卷煙抽吸實(shí)驗(yàn)采用相同規(guī)格25_長醋纖濾棒。
[0019] 將制備濾棒用于卷煙，卷煙中HCN和巴豆醛有害成分的釋放量測定采用直線式吸 煙機(jī)，參照煙草行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YC/T253-2008《卷煙主流煙氣中氰化氫的測定連續(xù)流動法》和 YC/T254-2008《卷煙主流煙氣中主要羰基化合物的測定高效液相色譜法》進(jìn)行測定。卷 煙感官評價參照YC/T138《煙草及煙草制品感官評價方法》實(shí)施。
[0020] 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：與對照組相比，卷煙主流煙氣中巴豆醛的釋放量降低7. 3%，HCN釋 放量降低27. 4%;感官質(zhì)量沒有顯著差異。詳見說明書最后附表。
[0021] 實(shí)施例1 本實(shí)施例所提供的功能性涂布料液，采用以下步驟制備： (1) 將聚乙烯醇在水中溶脹并加熱溶解,并加入表面活性劑； 所述聚乙烯醇為PVA17-88型；所述聚乙烯醇水溶液的質(zhì)量濃度為3%; 所述表面活性劑為月桂酰單乙醇胺；所述表面活性劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為〇. 3%; (2) 在步驟（1)的溶液中加入氨基酸和/或氨基酸鹽后，高速攪拌，轉(zhuǎn)速為700r/min， 攪拌15分鐘，然加入稀釋劑，持續(xù)通入氮?dú)猓訜釘嚢?，制成均勻的紙張涂布料液即可?所述氨基酸為脯氨酸，加入后質(zhì)量濃度為10%; 所述氨基酸鹽為賴氨酸鈉鹽，加入后質(zhì)量濃度為15%; 所述稀釋劑為乙醇，乙醇的質(zhì)量濃度為30%。
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