一种低温加热型卷烟用导热卷烟纸的制备方法

技术领域

本发明涉及一种卷烟用导热阻燃卷烟纸的制备方法，属于卷烟纸加工技术领域。

背景技术

吸烟有害健康，公众对吸烟与健康的问题日益关注，世界范围内的禁烟力度不断加大，许多国家制订和实施了严格的公共场所吸烟禁令。为适应控烟运动并降低烟草对健康的危害，世界各国的烟草公司如菲莫、英美等积极研发各种新型烟草制品，其中加热非燃烧低温卷烟、电子烟和无烟气烟草制品等受到广大烟草消费者的欢迎。目前新型烟草制品的研究、设计开发已成为国际上烟草行业的一个热门研究领域。

作为新型烟草制品中的低温加热不燃烧型卷烟，此类产品通过加热而非燃烧烟草或烟草材料提供可吸食的烟雾，与传统燃烧型卷烟相比，其烟气中的有害成分和二手烟气量都显著降低。低温加热不燃烧型卷烟产品主要由烟支和加热装置两部分构成，其中烟支与常规的卷烟无明显差异，加热方式主要包括中心加热和外包围加热。由于热源温度比(200～300℃)，再加上卷烟纸和烟草的导热性能不佳，导致烟支在低温条件下产生的烟气量不足，消费者体验不佳，并且卷烟纸有烧焦、发黄、发黑的现象。为此，设计一种低温加热型卷烟用导热卷烟纸的制备方法，用于生产低温加热型卷烟纸，在卷烟加热时一方面可以阻止卷烟纸的燃烧、炭化，另一方面明显提高了卷烟纸的传热效率和烟气释放量，实现低温加热型卷烟外观质量和内在质量的同步提升，从而克服上述问题。

发明内容

本发明提供一种在卷烟加热时可以阻止卷烟纸的燃烧、炭化，提高卷烟纸的传热效率和烟气释放量，实现低温加热型卷烟外观质量和内在质量的同步提升，改善低温加热型卷烟的抽吸品质和满足感的低温加热型卷烟用导热卷烟纸的制备方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种低温加热型卷烟用导热卷烟纸的制备方法，所述方法包括如下步骤：

1)制备导热浆液；所述导热浆液包括导热材料、磷系阻燃剂和粘结料；

2)制作导热卷烟纸：在卷烟纸表面通过机外涂布或印刷的方式施加导热浆液，或者在抄造基纸的表面通过机内表面施胶的方式施加导热浆液，得到导热卷烟纸；其中所述抄造基纸通过传统卷烟纸抄造工艺，制造一定规格卷烟原纸，用于后续涂布加工，该卷烟原纸为已经制备出的卷烟纸成品。

作为优选：所述步骤2)具体为：

a)用碳酸钙作为导热卷烟纸的填料，与其它纸浆按照常规造纸工艺制作卷烟纸；

b)将导热材料、磷系阻燃剂与粘结料混合搅拌均匀，通过机内表面施胶装置施涂布到卷烟纸的其中一面或两面，通过抄纸工艺制成导热卷烟纸，该低温加热型卷烟中的加热卷烟的温度为200-300℃。

作为优选：所述步骤a)中，在造纸设备上控制卷烟纸的特性为：定量26～36g/m

所述步骤b)中，先在桶中将粘结料加水并升温糊化，糊化后再加入导热材料、磷系阻燃剂，搅拌均匀后施涂到卷烟纸的正反面。

作为优选：所述填料占导热卷烟纸质量分数为20％～40％。

作为优选：所述导热材料为氧化铝粉体、氧化硅粉体、氧化锌粉体、氮化铝粉体、氮化硼粉体、碳化硅粉体中的一种或几种，导热材料占导热卷烟纸质量分数为0.5％～5.0％。

作为优选：所述的磷系阻燃剂为磷酸二氢盐、聚磷酸铵、磷酸三苯酯、丙苯系磷酸酯、丁苯系磷酸酯等磷系阻燃剂中的一种或几种，占导热卷烟纸质量分数为0.5％～3.0％。

作为优选：所述粘结料为氧化淀粉、糊精、海藻酸盐、羧甲基纤维素、明胶中的一种或几种，粘结料占导热卷烟纸的质量分数为0.5％～8.0％。

作为优选：所述的导热材料在导热卷烟纸中的成分及质量分数分别为：氧化铝粉体0.5％～5.0％、氧化硅粉体0.5％～5.0％、氧化锌粉体0.5％～5.0％、氮化铝粉体0.5％～5.0％、氮化硼粉体0.5％～5.0％、碳化硅粉体0.5％～5.0％；

作为优选：所述磷系阻燃剂占导热卷烟纸的成分及质量分数分别为：磷酸二氢盐0.5％～3.0％、聚磷酸铵0.5％～3.0％、磷酸三苯酯0.5％～3.0％、丙苯系磷酸酯0.5％～3.0％、丁苯系磷酸酯0.5％～3.0％。

作为优选：所述粘结料在导热卷烟纸中的成分及质量分数分别为：氧化淀粉0.5％～8.0％、糊精0.5％～8.0％、海藻酸盐0.5％～8.0％、羧甲基纤维素0.5％～8.0％、明胶0.5％～8.0％。

本发明与已有技术相比具有如下技术效果：

1、导热材料和阻燃剂作为卷烟纸用功能助剂留着在卷烟纸表面，在卷烟加热时一方面可以阻止卷烟纸的燃烧、炭化，另一方面明显提高了卷烟纸的传热效率和烟气释放量，实现低温加热型卷烟外观质量和内在质量的同步提升；

2、本发明通过优选合适的导热材料、阻燃剂、粘结料，通过对施胶量或涂布量的控制，可满足不同低温加热卷烟的设计要求，同时保持卷烟外观一致；

3、本发明对现有技术进行了显著提升，极大改善了低温加热型卷烟的抽吸品质和满足感，可产生良好的社会效益和经济效益。

附图说明

图1为本发明中的涂布凹版表面图案。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。一种低温加热型卷烟用导热卷烟纸的制备方法，所述方法包括如下步骤：

1)制备导热浆液；所述导热浆液包括导热材料、磷系阻燃剂和粘结料；

2)制作导热卷烟纸：在卷烟纸表面通过机外涂布或印刷的方式施加导热浆液，或者在抄造基纸的表面通过机内表面施胶的方式施加导热浆液，得到导热卷烟纸；其中所述抄造基纸通过传统卷烟纸抄造工艺，制造一定规格卷烟原纸，用于后续涂布加工，该卷烟原纸为已经制备出的卷烟纸成品。

所述步骤2)具体为：

a)用碳酸钙作为导热卷烟纸的填料，与其它纸浆按照常规造纸工艺制作卷烟纸；

b)将导热材料、磷系阻燃剂与粘结料混合搅拌均匀，通过机内表面施胶装置施涂布到卷烟纸的其中一面或两面，通过抄纸工艺制成导热卷烟纸，该低温加热型卷烟中的加热卷烟的温度为200-300℃。

所述步骤a)中，在造纸设备上控制卷烟纸的特性为：定量26～36g/m

所述步骤b)中，先在桶中将粘结料加水并升温糊化，糊化后再加入导热材料、磷系阻燃剂，搅拌均匀后施涂到卷烟纸的正反面。

所述填料占导热卷烟纸质量分数为20％～40％。

所述导热材料为氧化铝粉体、氧化硅粉体、氧化锌粉体、氮化铝粉体、氮化硼粉体、碳化硅粉体中的一种或几种，导热材料占导热卷烟纸质量分数为0.5％～5.0％。

所述的磷系阻燃剂为磷酸二氢盐、聚磷酸铵、磷酸三苯酯、丙苯系磷酸酯、丁苯系磷酸酯等磷系阻燃剂中的一种或几种，占导热卷烟纸质量分数为0.5％～3.0％。

所述粘结料为氧化淀粉、糊精、海藻酸盐、羧甲基纤维素、明胶中的一种或几种，粘结料占导热卷烟纸的质量分数为0.5％～8.0％。

所述的导热材料在导热卷烟纸中的成分及质量分数分别为：氧化铝粉体0.5％～5.0％、氧化硅粉体0.5％～5.0％、氧化锌粉体0.5％～5.0％、氮化铝粉体0.5％～5.0％、氮化硼粉体0.5％～5.0％、碳化硅粉体0.5％～5.0％；

所述磷系阻燃剂占导热卷烟纸的成分及质量分数分别为：磷酸二氢盐0.5％～3.0％、聚磷酸铵0.5％～3.0％、磷酸三苯酯0.5％～3.0％、丙苯系磷酸酯0.5％～3.0％、丁苯系磷酸酯0.5％～3.0％。

所述粘结料在导热卷烟纸中的成分及质量分数分别为：氧化淀粉0.5％～8.0％、糊精0.5％～8.0％、海藻酸盐0.5％～8.0％、羧甲基纤维素0.5％～8.0％、明胶0.5％～8.0％。

下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。除非特别说明，本发明采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设备。

实施例一：

取150公斤针叶浆，450公斤阔叶浆，加入碳酸钙240公斤。导热材料和阻燃剂的添加方式是：在桶中按质量份数加水100份、氧化淀粉5.0份、羧甲基纤维素0.5份，升温到90℃糊化，待糊化完成后再加入聚磷酸铵7.0份、磷酸二氢铵3.0份、氧化铝粉体10份、海藻酸钠1.0份，搅拌1小时混合均匀，通过机内表面施胶装置施涂到卷烟纸的正反面。在设备上控制卷烟纸特性为：定量30g/m

实施例二：

取150公斤针叶浆，450公斤阔叶浆，加入碳酸钙240公斤。导热材料和阻燃剂的添加方式是：在桶中按质量份数加水100份、氧化淀粉5.0份、羧甲基纤维素0.5份，升温到90℃糊化，待糊化完成后再加入聚磷酸铵7.0份、磷酸二氢铵3.0份、氧化铝粉体15份、海藻酸钠1.0份，搅拌1小时混合均匀，通过机内表面施胶装置施涂到卷烟纸的正反面。在设备上控制卷烟纸特性为：定量30g/m

实施例三：

取150公斤针叶浆，450公斤阔叶浆，加入碳酸钙240公斤。导热材料和阻燃剂的添加方式是：在桶中按质量份数加水100份、氧化淀粉5.0份、糊精0.5份，升温到90℃糊化，待糊化完成后再加入聚磷酸铵7.0份、磷酸二氢铵3.0份、氧化铝粉体20份、海藻酸钠0.5份，搅拌1小时混合均匀，通过机内表面施胶装置施涂到卷烟纸的正反面。在设备上控制卷烟纸特性为：定量30g/m

实施例四：

取150公斤针叶浆，450公斤阔叶浆，加入碳酸钙240公斤。按抄纸工艺生产基纸，在设备上控制卷烟纸特性为：定量30g/m

按质量份数在桶中加水100份，搅拌条件下加氧化淀粉5.0份、糊精0.5份，升温到90℃糊化，待糊化完成后再加入聚磷酸铵7.0份、磷酸二氢铵3.0份、氧化铝粉体15份、海藻酸钠1.0份，搅拌1小时混合均匀；按涂布工艺对基纸正反面进行机外涂布，涂布机凹版深度为30μm，涂布条带间隔1cm，宽度4mm(见图1)，沿卷烟纸长度方向，车速为40m/min，烘箱温度控制110℃，基纸样品涂布幅宽640mm，涂布量1000m。

实施例五：

基纸的制备按实施例4的生产过程。

按质量份数在桶中加水100份，搅拌条件下加氧化淀粉5.0份、糊精0.5份，升温到90℃糊化，待糊化完成后再加入聚磷酸铵7.0份、磷酸二氢铵3.0份、氧化铝粉体20份、海藻酸钠1.0份，搅拌1小时混合均匀；按涂布工艺对基纸正反面进行机外涂布，涂布机凹版深度为30μm，涂布条带间隔1cm，宽度4mm，沿卷烟纸长度方向，车速为40m/min，烘箱温度控制110℃，基纸样品涂布幅宽640mm，涂布量1000m。

实施例六：

基纸的制备按实施例4的生产过程。

按质量份数在桶中加水100份，搅拌条件下加氧化淀粉5.0份、糊精0.5份，升温到90℃糊化，待糊化完成后再加入聚磷酸铵7.0份、磷酸二氢铵3.0份、氧化铝粉体25份、海藻酸钠1.0份，搅拌1小时混合均匀；按涂布工艺对基纸正反面进行机外涂布，涂布机凹版深度为30μm，涂布条带间隔1cm，宽度4mm，沿卷烟纸长度方向，车速为40m/min，烘箱温度控制110℃，基纸样品涂布幅宽640mm，涂布量1000m。

实施例七：

基纸的制备按实施例4的生产过程。

按质量份数在桶中加水100份，搅拌条件下加氧化淀粉5.0份、糊精0.5份，升温到90℃糊化，待糊化完成后再加入聚磷酸铵7.0份、磷酸二氢铵3.0份、氧化铝粉体15份，碳化硅5份、海藻酸钠1.0份，搅拌1小时混合均匀；按涂布工艺对基纸正反面进行机外涂布，涂布机凹版深度为30μm，涂布条带间隔1cm，宽度4mm，沿卷烟纸长度方向，车速为40m/min，烘箱温度控制110℃，基纸样品涂布幅宽640mm，涂布量1000m。

结果分析：

通过检测机内施胶方式生产的导热卷烟纸(实施例1-实施例3)中磷酸根含量，根据胶料配方换算出导热材料在导热卷烟纸中的添加比例，通过检测机外施胶方式生产的导热卷烟纸(实施例4-实施例7)基纸重量以及胶料消耗量，计算出导热材料在导热卷烟纸中的添加比例，表1为不同实施例与常规阻燃卷烟纸的导热材料添加量与主要物理指标比较。根据表1结果，各实施例与常规30g卷烟纸产品主要物理指标接近，不影响卷烟纸外观特征和强度性能。

表1常规卷烟纸和不同实施例导热卷烟纸的物理指标

本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。以上公开的仅为本申请的几个具体实施例，但本申请并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化，都应落在本申请的保护范围内。