专利名称：一种利用大豆纤维制备卷烟双纤维混合滤嘴的方法
技术领域：
本发明涉及一种卷烟滤嘴的制备方法，属于烟草加工领域。
背景技术：
滤嘴是现代卷烟重要组成部分，其依靠滤嘴材料对卷烟烟气中焦油、烟碱及气相有害成分的吸收、拦截作用降低卷烟中有害成分进入吸烟者口腔的含量，从而减少吸烟对人体的危害程度。因此，滤嘴材料对卷烟降害具有重要意义。滤嘴过滤技术自20世纪30年代发明以来得到了快速发展，滤嘴材料也经历由褶 皱纸、聚丙烯纤维、醋酸纤维等发展历程。现代卷烟生产中基本上都采用了醋酸纤维作为滤嘴过滤材料，主要在于其弹性好、无毒、无味、热稳定性好、吸阻小、截滤效果显著。醋酸纤维是以木纤维制成的木浆与醋酸酐为主要原料而制取的一种人工纤维。由于技术原因，当前我国醋酸纤维的生产能力有限，产品的对外依存度较高；醋酸纤维生产流程较长，生产费用高，经济规模弹性小，产生的三废需回收且不能进行再利用。随着社会对林产品和农产品价格的保护，醋酸纤维生产的原料成本也在不断攀升。基于滤嘴对卷烟烟气中有害成分的去除效果，滤嘴技术研究得到快速发展，复合滤嘴、沟槽滤嘴、生化滤嘴、添香(药)滤嘴、活性炭滤嘴相续产生，其对烟气中有害成分的过滤具有显著的效果，部分产品已经用于实际生产。但这些滤嘴均是基于醋酸纤维为基础通过在滤嘴加工过程添加不同剂量的选择性吸附颗粒材料来提高滤嘴的吸附过滤能力。这些吸附材料均需要附着某种依托材料才能加工环节达到减焦去害的效果，而无法单独应用。寻求环保、可再生、无毒、无味、吸附效果显著的滤嘴材料是卷烟工业发展的重要方向，由此可避免单一化滤嘴材料对产业发展的局限，提高产品的应用能力。目前，在国内有以大豆纤维为原料，经过制备后间接加入到嘴棒中的研究和应用实例。红云红河烟草(集团)有限责任公司发明了一种由调制大豆纤维蛋白、大豆分离蛋白、大豆功能性蛋白和大豆蛋白多肽，经造粒制作成大豆纤维蛋白颗粒，添加到滤棒中做成复合滤棒的方法(《一种大豆纤维蛋白复合嘴棒及其制备方法》申请号201110086688. 6),属于利用大豆纤维提取物进行的滤棒应用。南通烟滤嘴有限责任公司发明了一种新型高效的纸芯滤棒——烟用CAPF滤棒，该方法是在造纸的木浆中添加了聚乳酸纤维、大豆纤维、草纤维、竹纤维、棉纤维、麻纤维、烟丝、其他半合成纤维、再生纤维的一种或数种，制成纸滤芯，然后制成滤棒(《烟用CAPF滤棒的制造工艺》申请号201110230518. 0)，该专利是一种利用大豆纤维作为造纸木浆添加物进行滤棒再造的技术。大豆纤维是一种植物蛋白纤维，是以榨过油的大豆豆柏为原料，利用生物工程技术提取出豆粕中的球蛋白，通过添加功能性助剂和改变蛋白质空间结构，经湿法纺丝而成人工植物纤维。由于大豆纤维的主要成分为植物蛋白，自然弃置后易于生物降解，属于环境友好性材料，被誉为“21世纪最环保纤维”。本发明是在滤醋酸纤维丝束中直接加入大豆纤维，制成双纤维混合滤嘴。用大豆纤维部分替代醋酸纤维，为滤嘴材料的选择提供了一种新的途径。
发明内容
鉴于此，本发明的目的在于提供一种更加环保、生产成本低的复合滤嘴制备方法。为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是，提供一种利用大豆纤维制备卷烟双纤维混合滤嘴的方法，该方法包括以下步骤
(1)将大豆纤维束理顺展开，消除表面静电减少纤维卷曲缠绕；
(2)按照比例将表面润湿后的大豆纤维与醋酸纤维理成丝束条，将丝束条按展幅、收幅、展幅顺序进行5 7次混合使两种纤维均匀混合，添加部分醋酸纤维作支撑材料以提高滤嘴强度，大豆纤维与醋酸纤维经过多次叠层横向拉伸使两种原料混合均匀，以保证醋酸纤维对混纺丝束条的支撑效果；
(3)将均匀混合后的丝束条横向展幅，拉伸至无明显叠层，向表面均匀施加增塑剂；
(4 )使用滤棒成型机制作烟用滤棒，经切棒成滤嘴后用于烟支卷制。 有益的是，在醋酸纤维中混合部分大豆纤维为原料制备卷烟滤嘴，利用大豆纤维细度小、直径均匀、表面特殊结构形式强化对卷烟中有害成分的截留和吸附作用，减少烟气中有害成分对人体的危害，为卷烟工业滤嘴材料加工提供一种技术途径。进一步地，所述步骤(I)中消除表面静电的方式是将展开后的大豆纤维束置于相对湿度为90%、温度为40°C的加湿箱1(T15分钟。大豆纤维干燥状态下表面容易形成静电荷积累，所携带电荷多为正电荷，这对烟气中带有负电荷的自由基有害成分具有较强的吸附能力。进一步地,所述步骤(2)中比例为4: I。进一步地，所述步骤(3)中增塑剂为三乙酸甘油酯。与现有技术相比，本发明利用大豆纤维部分代替醋酸纤维，使滤嘴的性能指标得到多方面的提升，同时，为其他滤嘴添加剂的利用提供了一个更加良好的载体。大豆纤维的原料豆柏属于可再生资源，原料来源丰富，成本低，加工废料可用于蛋白饲料的生产，因此大豆纤维生产加工过程无污染。与醋酸纤维相比，大豆纤维细度小、直径均匀一致，由此制成的滤嘴间隙均匀，可有效减少烟气的短流和绕流现象，对烟气中粒相和气相颗粒拦截效果好。通过扫描电镜图可以看出，大豆纤维表面具有典型的沟槽结构，这不仅增大了纤维吸附表面积，沟槽结构也具有更好的拦截效果。更有益的是，大豆纤维吸湿性较醋酸纤维强，这也有利于烟用保润剂的开发与使用。本发明所采用大豆纤维来源于大豆加工后的豆柏，属于可再生的植物纤维，其主要成分为大豆蛋白，在自然条件下容易生物降解。大豆纤维与醋酸纤维混合滤嘴的使用在保留卷烟吸食品质不变，降低卷烟吸食危害的同时也为卷烟生产提供一条新的技术途径。
图I是本发明烟用醋酸纤维表面扫描电镜图片。图2是本发明大豆纤维表面扫描电镜图片。
具体实施例方式使用大豆原丝纤维与烟用醋酸纤维制备双纤维混合滤嘴。首先将5kg大豆原丝纤维在长度方向上理顺后在宽度方向均匀拉伸展成25cm宽的薄层，少许雾化加湿或置于相对湿度为90%、温度为40°C的加湿箱使其表面湿润减少静电引起的卷曲、放电现象。自然放置15分钟使表面水份自然蒸发。将醋酸纤维束拉伸展开成薄层，使薄层宽度与大豆纤维拉伸宽度相同；将表面润湿后的大豆纤维层与醋酸纤维薄层重叠混合到一起卷成束状，再进行5次混合拉展使两种纤维混合均匀，形成混合纤维束。将混合纤维束横向拉伸至40cm呈薄层状，使用三乙酸甘油酯作增塑剂，均匀喷洒薄层表面。使用KDF2型滤棒成型机卷制为卷烟滤棒。滤棒经切棒处理后用于卷烟试制，试制产品进行试验分析，同时使用同批次烟丝采用醋酸纤维滤嘴做对照。滤嘴外观、 物质质量检测按照GB/T5606. 1-2004、GB5606. 3-2005、GB5606. 6进行检测，结果如表 I。试制烟支烟气成分测试按照GB/T19609-2004.GB5606. 5-2005、YC/T156-2001、YC/T157_2001，测试结果如表 2。大豆纤维滤嘴试制卷烟对烟气中有害成分影响如表3所示。从表I可以看出由于采用的是原色大豆纤维，相对醋酸滤嘴大豆纤维滤嘴整体呈淡黄色，在相同长度下重量、圆周、硬度、吸阻均在卷烟滤嘴加工允许范围内，由此表明大豆纤维与醋酸纤维混合滤嘴在物理指标上可以达到与醋酸滤嘴的工业指标要求。从表2、表3可以看出，相同长度滤嘴的试制卷烟，双纤维混合滤嘴卷烟烟气主要成分中烟碱、氨、NNK都在检测误差范围内，而苯酚、巴豆醛的去除效果优于醋酸纤维滤嘴，说明双纤维混合滤嘴对烟气能起到很好的吸附过滤作用，大豆纤维对烟气中有害成分具有一定的选择性去除作用。表I醋酸纤维滤棒与双纤维混合滤棒基本参数对比表(滤棒长度144mm)
I颜色I重量(g) I圆周(mm) I硬度(％) I吸阻(Pa)
醋酸纤维滤棒白 0.84224.209 90. 733 3899
双纤维混合滤棒 I淡黄Id. 828 |24. 138 丨88. 907 丨3932
表2两种不同滤嘴卷烟烟气主要成分对比(滤嘴长度24mm)
I I Mmm I I —
水分 MmBM -SiW 平■口数
(T.P.I)
i ugffjus/x) ( /^) Us/支)
————-----
SKiwa
14,86 l.if I, if11.72 12.4 , 2S
mm____
WMrnn.......
14 Sf 議1.191L50 1 2.3 36,92
I mmm [____
表3两种不同滤嘴卷烟主流烟气主要有害成分对比(滤嘴长度24_)_
运与■含量I测试标准I双纤维混合滤嘴卷烟 I醋酸纤维滤嘴卷烟—
支)元7T255-2008 一11.7214.36
百豆醛(1^邑/支)元7T254-2008 一 22. 524.38
^ (ng/支)而万23228-2008~ 3. 73.68
W|YC/T377-2010 \7.0丨6.权利要求
1.ー种利用大豆纤维制备卷烟双纤维混合滤嘴的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤 (1)将大豆纤维束理顺展开，消除表面静电減少纤维卷曲缠绕； (2)按照比例将表面润湿后的大豆纤维与醋酸纤维理成丝束条，将丝束条按展幅、收幅、展幅顺序进行5 7次混合使两种纤维均匀混合； (3)将均匀混合后的丝束条横向展幅，拉伸至无明显叠层，向表面均匀施加增塑剂； (4 )使用滤棒成型机制作烟用滤棒，经切棒成滤嘴后用于烟支卷制。
2.根据权利要求I所述的ー种利用大豆纤维制备卷烟双纤维混合滤嘴的方法，其特征在于，所述步骤(I)中消除表面静电具体方法是将展开后的大豆纤维束置于相对湿度为90%、温度为40°C的加湿箱10 15分钟。
3.根据权利要求I所述的ー种利用大豆纤维制备卷烟双纤维混合滤嘴的方法，其特征在于，所述步骤(2)中比例为4:1。
4.根据权利要求I所述的ー种利用大豆纤维制备卷烟双纤维混合滤嘴的方法，其特征在于，所述步骤(3)中增塑剂为三こ酸甘油酷。
全文摘要
本发明涉及一种利用大豆纤维制备卷烟双纤维混合滤嘴的方法，将大豆纤维束理顺展开，消除表面静电减少纤维卷曲缠绕；按照4:1比例将表面润湿后的大豆纤维与醋酸纤维理成丝束条，并将两种纤维均匀混合；将均匀混合后的丝束条横向展幅，拉伸至无明显叠层，向表面均匀施加增塑剂；使用滤棒成型机制作卷烟滤棒，经切棒成滤嘴后用于烟支卷制。与现有技术相比，本发明所述方法制成的滤嘴空隙均匀，对烟气中粒相和气相颗粒拦截效果好，纤维吸附表面积更大。本发明所采用大豆纤维属于可再生的植物纤维，在自然条件下容易生物降解。大豆纤维与醋酸纤维混合滤嘴的使用在保留卷烟吸食品质不变，降低卷烟吸食危害的同时也为卷烟生产提供一条新的技术途径。
文档编号A24D3/02GK102669815SQ20121015552
公开日2012年9月19日 申请日期2012年5月18日 优先权日2012年5月18日
发明者冯广林, 刘元法, 宋光富, 李东亮, 李刚, 黄馨 申请人:川渝中烟工业有限责任公司