一种实时致孔卷烟纸及其在降低主流烟气co与焦油释放量中的应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种卷烟纸及其应用，具体地说，涉及一种可实时致孔降低主流烟气 CO与焦油释放量的卷烟纸及应用；属于卷烟纸制备领域。 技术背景
[0002] 近年来，世界烟草行业在减害降焦技术研究与应用领域开展了大量的工作，建立 了国际上关注的卷烟烟气44种有害成分的分析测试方法，开发了一批降低卷烟烟气中有 害成分的实用技术，并在卷烟产品中得到应用。随着公众对吸烟与健康问题的日益关注，卷 烟烟气中释放的有害成分也成为人们关注的焦点问题，其释放量逐渐成为评价卷烟危害性 的重要指标。CO是卷烟烟气中含量最大且最难去除的有害成分。烟气中CO是卷烟在抽吸 过程中因烟草不完全燃烧而形成的。吸烟时CO会随着烟气进入气管和肺部，由于CO与血 红蛋白的亲合力比氧气大250倍以上，因此CO -经吸入即与血红蛋白结合，降低了血液中 的氧气浓度，造成血液输氧量下降，导致组织缺氧，增加疾病的发生概率。
[0003] 本领域的技术人员一直在探寻一种可同时降低CO和焦油的卷烟产品。
【发明内容】
[0004] 本发明针对上述现有技术存在的不足及行业发展的需求，制备一种具有可变扩散 率与孔结构的卷烟纸，用于降低卷烟主流烟气中的CO与焦油释放量，且不影响卷烟抽吸品 质，同时不会在卷烟燃烧过程中产生有毒有害成分，该卷烟纸制备方法简单、成本低，可广 泛使用。
[0005] 本发明的另一目的在于提供上述具有可变扩散率与孔结构的卷烟纸的具体应用， 用于降低卷烟主流烟气中的CO与焦油释放量，同时不会在卷烟燃烧过程中产生有毒有害 成分。
[0006] 本发明进一步的目的在于，提供上述具有可变扩散率与孔结构的卷烟纸的具体应 用，用于降低卷烟主流烟气中的C0。
[0007] 本发明更进一步的目的在于，提供上述具有可变扩散率与孔结构的卷烟纸的具体 应用，用于降低卷烟主流烟气中的CO与焦油释放量同时，不影响卷烟抽吸品质。
[0008] 本发明提供了一种具有可变扩散率与孔结构的实时致孔卷烟纸，所述的卷烟纸中 加入有MOF材料，MOF材料占卷烟纸重量的2 %~8 %;所述的MOF材料的粒径为30~300nm 的纳米颗粒。
[0009] 所述的MOF材料为M0F-Fe、MOF-Ca或MOF-Zn或其中两者或三者的混合物。
[0010] 本发明优选MOF材料占卷烟纸重量的2%~5%。
[0011] 所述的MOF材料与包括木浆、填料在内的原料通过打浆造纸，再添加助燃剂制备 而成的实时致孔功能的卷烟纸。
[0012] 所述的助燃剂以溶液形式，在施胶工序中添加在卷烟纸上。
[0013] 本发明的所述助燃剂选自柠檬酸钾或柠檬酸钠中的一种或两种。
[0014] 所述木浆主要成分由针叶木浆和阔叶木浆组成；所述的填料为碳酸钙。
[0015] 针叶木浆占卷烟纸重量的15%~35%，阔叶木浆占卷烟纸质量的20%~40%，碳 酸钙填料占卷烟纸重量的20%~50%，助燃剂占卷烟纸重量的1 %~5%。
[0016] 本发明的应用在于提供了所述的实时致孔卷烟纸在降低卷烟主流烟气CO与焦油 释放量中的用途。
[0017] 本发明的进一步应用体现在降低卷烟主流烟气CO释放量的良好应用效果上。
[0018] 本发明的更进一步应用在于，提供了所述的实时致孔卷烟纸在降低卷烟主流烟气 CO与焦油释放量的同时，仍有效保持了卷烟抽吸品质。
[0019] 本发明的有益效果：本发明首次通过在普通卷烟纸中添加具有多孔结构、且还能 热裂解致孔的MOF材料，但实验过程中发现，加入MOF材料后，CO和焦油的含量并没有马上 有所下降，发明人也不知是何原因，经过反复研究才发现，本发明的方案中需要进一步的控 制MOF材料的粒径大小，才会在加入卷烟纸后同时降低CO和焦油的释放量。通过本发明的 产品，卷烟纸燃烧过程中，MOF材料受热分解后会所产生更多的微孔结构，显著提高卷烟燃 烧过程中炭化线附近卷烟纸的扩散率，改变卷烟纸的孔结构。将该具有可变扩散率的卷烟 纸制成卷烟，利用MOF材料在卷烟燃烧过程中的实时致孔作用，可显著降低卷烟主流烟气 中CO释放量，并同时降低焦油的释放量。本发明相对普通卷烟纸卷烟，CO降幅在15%以上， 焦油降幅4%~8%。同时，本发明相对于传统的烟气稀释法还有一个突出的优势是添加了 MOF材料后卷烟吸味没有发生明显变化，解决了现有技术中无法降低焦油释放量的同时又 可很好的保持卷烟吸味，这一困扰本领域的技术人员一个难题，极具有推广使用的价值。
【具体实施方式】
[0020] 以下实施例旨在说明本发明，而不是对本发明保护范围的进一步限定。
[0021] 对比例1
[0022] 取150公斤针叶木浆和300公斤阔叶木浆，加入碳酸钙400公斤进行打浆造纸，配 制质量百分数为10%的柠檬酸钾和6%的柠檬酸钠混合添加剂溶液，将配制好的添加剂溶 液在卷烟纸生产的施胶工段通过计量棒式膜转移施胶机均匀添加到卷烟纸中，按常规造纸 方法生产卷烟纸，在设备上控制卷烟纸参数为：定量27g m2,透气度60C0RESTA，添加剂在 卷烟纸中的添加量为l.〇〇g m2。此为对照样卷烟纸（编号为P1)。利用Sodim公司的全自 动纸张扩散率仪测试纸张的扩散率。测试纸张加热前后扩散率变化试验过程如下：在第一 次测试纸张扩散率时将测试的区域划上记号，纸张在240~300°C下加热20min，加热完后 测试纸张扩散率时，对准记号再次测试该区域扩散率。同一样品选择10个点测试，结果见 表1。表1结果表明，卷烟主流烟气CO释放量与烘烤后卷烟纸的扩散率呈负相关关系，烘烤 后扩散率越大，其CO释放量越低。将制得的对照样卷烟纸用于某一牌号的卷烟生产（编号 为Cl)，对卷制的卷烟进行主流烟气C0、焦油等有害成分分析和感官质量评价，结果分别见 表2、表3 〇
[0023] 对比例2
[0024] 取150公斤针叶木浆、300公斤阔叶木浆、5公斤粒径为30-300nm的M0F-Fe，加入 碳酸钙400公斤进行打浆造纸，配制质量百分数为10 %的柠檬酸钾和6 %的柠檬酸钠混合 添加剂溶液，将配制好的添加剂溶液在卷烟纸生产的施胶工段通过计量棒式膜转移施胶机 均匀添加到卷烟纸中，按常规造纸方法生产卷烟纸，在设备上控制卷烟纸参数为：定量27g m2,透气度60C0RESTA，添加剂在卷烟纸中的添加量为LOOg m2(编号为P2)。利用Sodim 公司的全自动纸张扩散率仪测试纸张的扩散率。测试纸张加热前后扩散率变化试验过程如 下：在第一次测试纸张扩散率时将测试的区域划上记号，纸张在240~300°C下加热20min， 加热完后测试纸张扩散率时，对准记号再次测试该区域扩散率。同一样品选择10个点测 试，结果见表1。表1结果表明，卷烟主流烟气CO释放量与烘烤后卷烟纸的扩散率呈负相关 关系，烘烤后扩散率越大，其CO释放量越低。将制得的实时致孔卷烟纸与普通卷烟纸用于 某一牌号的卷烟生产（编号为C2)，对卷制的卷烟进行主流烟气C0、焦油等有害成分分析和 感官质量评价，结果分别见表2、表3。
[0025] 对比例3
[0026] 取150公斤针叶木浆、300公斤阔叶木浆、100公斤粒径为30-300nm的MOF-Fe， 加入碳酸钙400公斤进行打浆造纸，配制质量百分数为10%的柠檬酸钾和6%的柠檬酸钠 混合添加剂溶液，将配制好的添加剂溶液在卷烟纸生产的施胶工段通过计量棒式膜转移施 胶机均匀添加到卷烟纸中，按常规造纸方法生产卷烟纸，在设备上控制卷烟纸参数为：定量 27g m2,透气度60C0RESTA，添加剂在卷烟纸中的添加量为LOOg m2(编号为P3)。利用 Sodim公司的全自动纸张扩散率仪测试纸张的扩散率。测试纸张加热前后扩散率变化试验 过程如下：在第一次测试纸张扩散率时将测试的区域划上记号，纸张在240~300°C下加热 20min，加热完后测试纸张扩散率时，对准记号再次测试该区域扩散率。同一样品选择10个 点测试，结果见表1。表1结果表明，卷烟主流烟气CO释放量与烘烤后卷烟纸的扩散率呈负 相关关系，烘烤后扩散率越大，其CO释放量越低。将制得的实时致孔卷烟纸与普通卷烟纸 用于某一牌号的卷烟生产（编号为C3)，对卷制的卷烟进行主流烟气C0、焦油等有害成分分 析和感官质量评价，结果分别见表2、表3。
[0027] 对比例4
[0028] 取150公斤针叶木浆、300公斤阔叶木浆、30公斤粒径为5-20nm的MOF-Fe，加入 碳酸钙400公斤进行打浆造纸，配制质量百分数为10 %的柠檬酸钾和6 %的柠檬酸钠混合 添加剂溶液，将配制好的添加剂溶液在卷烟纸生产的施胶工段通过计量棒式膜转移施胶机 均匀添加到卷烟纸中，按常规造纸方法生产卷烟纸，在设备上控制卷烟纸参数为：定量27g m 2,透气度60C0RESTA，添加剂在卷烟纸中的添加量为LOOg m2(编号为P4)。利用Sodim 公司的全自动纸张扩散率仪测试纸张的扩散率。测试纸张加热前后扩散率变化试验过程如 下：在第一次测试纸张扩散率时将测试的区域划上记号，纸张在240~300°C下加热20min， 加热完后测试纸张扩散率时，对准记号再次测试该区域扩散率。同一样品选择10个点测 试，结果见表1。表1结果表明，卷烟主流烟气CO释放量与烘烤后卷烟纸的扩散率呈负相关 关系，烘烤后扩散率越大，其CO释放量越低。将制得的实时致孔卷烟纸与普通卷烟纸用于 某一牌号的卷烟生产（编号为C4)，对卷制的卷烟进行主流烟气C0、焦油等有害成分分析和 感官质量评价，结果分别见表2、表3。
[0029] 对比例5
[0030] 取150公斤针叶木浆、300公斤阔叶木浆、30公斤粒径为400-600nm的MOF-Fe， 加入碳酸钙400公斤进行打浆造纸，配制质量百分数为10%的柠檬酸钾和6%的柠檬酸钠 混合添加剂溶液，将配制好的添加剂溶液在卷烟纸生产的施胶工段通过计量棒式膜转移施 胶机均匀添加到卷烟纸中，按常规造纸方法生产卷烟纸，在设备上控制卷烟纸参数为：定量 27g m2,透气度60C0RESTA，添加剂在卷烟纸中的添加量为LOOg m2(编号为P5)。利用 Sodim公司的全自动纸张扩散率仪测试纸张的扩散率。测试纸张加热前后扩散率变化试验 过程如下：在第一次测试纸张扩散率时将测试的区域划上记号，纸张在240~300°C下加热 20min，加热完后测试纸张扩散率时，对准记号再次测试该区域扩散率。同一样品选择10个 点测试，结果见表1。表1结果表明，卷烟主流烟气CO释放量与烘烤后卷烟纸的扩散率呈负 相关关系，烘烤后扩散率越大，其CO释放量越低。将制得的实时致孔卷烟纸与普通卷烟纸 用于某一牌号的卷烟生产（编号为C5)，对卷制的卷烟