专利名称：一种具有断线压纹结构的纸质香烟滤棒及其制备工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及卷烟的滤嘴，具体涉及一种结构改进的香烟滤棒及其制备方法。
背景技术：
目前，采用加装滤棒是减轻吸烟对人体的危害的重要手段，常规纤维滤棒中的丝束一般都是直束分布的，由于受加胶和卷制过程机械特性的影响，滤棒的吸阻分布是不均匀的，使得丝束的过滤效应基本发生在滤棒的部分区域，丝束的过滤效率因烟气分布不均而大打折扣。而卷烟吸阻不仅直接影响消费者抽吸卷烟的难易程度，而且与卷烟焦油量、烟气烟碱量、一氧化碳量等安全卫生指标的释放量也有着密切关系。卷烟纸质滤棒具有良好的生物相容性和生物可吸收性，以及很好的生物降解性，极性分子结构决定了它对烟气中有害成分的吸附能力，并且能具有二醋酸纤维丝束滤嘴的质量特性，大量的研究文献报道，卷烟纸质滤棒被命名为“绿色性”材料，纸质纤维材料源 于一年生植物，比木材价廉易得，完全生物降解，加工成本低，环境污染少，因此是一种具有生命力新型滤棒，纸质在香烟滤嘴上的成功应用，将为香烟滤嘴材料的开辟新途径提供新的研究和应用方向。卷烟纸质滤棒因其用于卷烟过滤嘴具有吸味效果好、截留烟气焦油效率高和结构形美观等优点而广泛被烟草业研究和关注，用其替代醋纤嘴棒可以降低生产成本，但由于长期以来，压纹技术一直未能解决纸质滤棒吸阻、硬度、圆周、圆度，长度变异系数大，不能满足香烟滤棒的质量特性要求等技术问题，使得难以工业化生产和推广应用。专利号为02214837X，名称为《斜纹沟槽滤嘴棒》的中国实用新型专利，其公开了一种香烟滤嘴棒，由成型纸和带有斜纹沟槽压纹或交叉沟槽压纹纤维滤纸将滤芯棒包裹成滤嘴棒，使其具有单向的螺旋斜纹沟槽或双向交叉螺旋沟槽，稀释了主流烟气，改变了部分烟气走向，延缓了侧向气流在滤嘴棒的滞留时间，使烟气在滤芯中的布朗运动更加剧烈，增加了横向过滤及纤维滤纸过滤，提高了过滤效果，最大限度地减少了焦油等有害物质对人体的危害；又如申请(专利)号CN03216552. 8的截点式沟槽滤嘴棒，公开了一种香烟滤嘴棒，其特征是由成型纸和带有沟槽压纹内裹纸将滤芯棒包裹成滤嘴棒，沟槽压纹之间断开的截点形成螺旋通道，改变了部分烟气走向，稀释了主流烟气，延缓了侧向气流在滤嘴棒的滞留时间，使烟气在滤芯中的布朗运动更加剧烈，增加了横向过滤及纤维滤纸过滤，提高了过滤效果，最大限度地减少了焦油等有害物质对人体的危害。虽然上述两种滤棒通过设置带有斜纹纤维滤纸以及带截点的沟槽压纹的内裹纸包住滤芯，延长了烟气的滤棒中的形成，有利于减少有害物质，但其所述结构都仅仅用于滤棒外表面，而烟气在滤棒中流经的位置主要是中心部分，越往外侧越少，所以该滤棒的降焦减害的效果并不明显，并且他们都仅仅是在醋酸纤维滤棒的外表面进行处理，其本质上仍然是传统的醋酸纤维滤棒，无法实现替换醋酸纤维的目的。申请号为201020675566. 1，名称为“一种纸质-醋酸纤维复合卷烟滤棒”的实用新型专利公开了一种纸质-醋酸纤维复合卷烟滤棒，该复合卷烟滤棒包含二个单元段组成的复合滤芯，复合滤芯是由纸质段与醋酸纤维丝束段相间组合构成的圆柱状复合过滤体。该复合滤棒纸质段滤棒可以降解，对环境友好，而且价格低廉，节省了卷烟的制造成本。该技术实现了部分替代醋酸纤维的目的，但通过多个单元段进行组合，增加了生产的复杂性，并且该滤棒仅仅是利用纸质段替换了原有的醋酸纤维丝束段，并没有其他的处理手段，无法保证整支滤棒在吸阻、硬度等指标上的协调统一。申请号为200810143461. 9，名称为“一种卷烟滤棒制备用的醋酸纤维涂层纸、纸质滤棒及制备方法”的发明专利申请公开了一种用醋酸纤维进行涂层的特种纸及其制备方法和相应的纸质滤棒，通过采用以植物纤维、人造纤维、化学纤维或其它改性纤维中的一种或几种制造的纸为原纸，在原纸的一面或两面进行醋酸纤维涂层制造而成，然后采用上述经醋酸纤维涂层后制造的纸为原料用嘴棒成型机制造而成，降低了醋酸纤维或醋酸纤维素的用量，进而降低成本，提高了纸质滤棒卷烟的感官质量。该技术实质上只是将纸作为一个载体，发挥降焦减害作用的仍然是其徒步的醋酸纤维涂层，并非真正意义上的纸质滤棒，偏离了将纸质滤棒作为滤棒主题的研究方向。
所以，寻求一种在纸质材料基础上进行加工处理，使获得的纸质滤棒吸阻、硬度、圆周、圆度，长度变异各项参数指标接近甚至超过醋纤滤棒的工艺方法，最终达到部分甚至完全替代醋酸纤维材料，降低加工成本，减少环境污染，是解决长期以来卷烟纸质滤棒工业化生产和应用存在的技术问题的迫切需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有断线压纹结构的纸质香烟滤棒及其制备工艺，使获得的纸质滤棒吸阻、硬度、圆周、圆度，长度变异各项参数指标接近甚至超过醋纤滤棒，实现部分甚至完全替代醋酸纤维材料，降低加工成本低，减少环境污染，解决长期以来卷烟纸质滤棒在工业化生产和应用中存在的技术问题。为实现上述目的，本发明采用了以下技术手段一种具有断线压纹结构的纸质香烟滤棒，包括滤芯棒和包裹在滤芯棒外侧的成型纸，所述滤芯棒材料单体纵向上设置有断线列压纹，横向上每两组断线压纹之间呈倾斜阶梯排列，多组共同排列成具有倾斜角度的断线压纹，成型后的滤棒中均匀分布有断线压纹沟槽。所述横向两个相邻的斜纹压纹之间的距离为I 2mm ;纵向两个相邻斜纹压纹之间的距离为0. 8 I. 2mm。所述的斜纹压纹为S形或条形。所述条形斜纹压纹的长度为10 15_，宽为0. 2 0. 3_，深度为0. 6 0. 8_。所述S形斜纹压纹波峰与波峰间距12 15mm，深度为0. 6 0. 8mm。所述多组共同排列成的倾斜角度为30 60°。所述滤棒可设置为二元结构，其滤芯一端为断线压纹沟槽，另一端为直束分布的醋酸纤维丝束，二者通过成型纸包裹连接。所述二元结构滤棒中设置有纵向断线压纹沟槽结构的部分占滤棒总长度的20%-70%。一种制备所述断线压纹结构的纸质香烟滤棒的工艺，包括以下步骤
a、基材处理将选用的原料通过制纸工艺得到定量为35-45 g/ Hf的滤棒纤维原纸；
b、放卷、压纹及收卷
通过通用的放卷设备，使基材经过长度为300.0mm、直径为50. 0mm、齿形深度为0. 6-0. 8mm、齿宽为0. 2-0. 3mm、同列齿距为0. 8-1. 2mm的压纹辊进行压纹，所述压纹辊安装后上下压纹辊齿必须能够耦合，其面间距为0. 1-0. 3mm，且上下压纹辊通过增减压力在0-2mm的范围内进行间距调整，压纹速度为0<转速彡120转/分钟，压纹完成后进行收卷;
C、滤棒成型
将步骤b得到的压纹纸经调湿、皱折加工、干燥、添加增塑剂、卷制、喷搭口胶、切割，最终制成滤棒。 步骤b中所述压纹棍的参数为长度为300. 0mm、直径为50. 0mm、齿形深度为0. 7mm、齿宽为0. 25mm、同列齿距为I. 0mm。步骤b中所述上下压纹辊齿面间距为0. 2mm，上下压纹辊通过增减压力在Imm的范围内进行间距调整。步骤b中所述压纹速度控制在40-80转/分钟。本发明的有益效果如下
①本发明通过断线压纹原纸工艺生产的滤棒，其吸阻，硬度，圆周，圆度，长度比传统的纵横压纹工艺质量特性更接近醋酸纤维滤棒。②本发明通过对香烟纸质滤棒原纸压纹工艺的改变，纸质滤棒原纸压纹的工业化生产可以在滤棒成型之前完成，完全改变了传统在直螺纹压纹工艺存在的吸阻，硬度，圆周，圆度，长度等变异系数大的技术问题。③本发明所述香烟纸质滤棒原纸通过断线压纹后，用该原纸生产的滤棒质量特性稳定，过滤效率比传统的纵横压纹的滤棒提高了 15%，香烟纸质滤棒原纸通过压纹后，该原纸的抗拉强度，对滤棒成型过程无影响，设备的有效作业效率的比传统的直螺纹压纹的提高了 30%。④本发明所述用纹压纹原纸工艺生产的滤棒香烟，按GB/T23356— 2009，GB/T23203—2008, GB/T23355— 2009，GB/T19609— 2004标准检测结果；用纹压纹原纸生产的滤棒香烟与直螺纹压纹生产的滤棒香烟主流烟气焦油同比下降20— 26%，烟气烟碱同比下降24— 30%，与醋酸纤维滤棒香烟比较，主流烟气焦油同比下降20%，烟气烟碱同比下降24%，为解决长期香烟纸质滤棒工业化生产和应用存在的技术问题取得了比较满意的实际效果。⑤本发明可用于生产不同降低焦油的滤棒，制备二元复合滤棒为其中加有吸附材料的一段使用，制备二元复合滤棒为其中加有吸附材料的一段，作为香烟滤材，完全可以作为醋酸纤维纤维的补充和PP纤维替代。
图I是本发明所述滤棒的横截面平面示意图。图2是本发明所述滤棒的纵截面平面示意图。图3是本发明所述滤棒的纵截面立体结构示意图。
图4是本发明所述放卷、压纹及收卷流程示意图。图5是本发明实施例2所述滤棒的局部剖切图。图6是本发明实施例3所述滤棒的局部剖切图。
具体实施例方式实施例I
如图1、2、3、4所示，一种具有斜纹结构的纸质香烟滤棒，包括滤芯棒和包裹在滤芯棒外侧的成型纸，其特征在于，所述滤芯棒材料单体纵向上设置有的断线列压纹，横向上每两组断线压纹之间呈倾斜阶梯排列，多组共同排列成具有倾斜角度的断线压纹，成型后的滤棒中均匀分布有断线压纹沟槽，所述横向两个相邻的斜纹压纹之间的距离为Imm ;纵向向两个相邻斜纹压纹之间的距离为0. 8mm，所述的斜纹压纹为条形，所述条形斜纹压纹的长度为IOmm,宽为0. 2mm,深度为0. 6mm,所述多组共同排列成的倾斜角度为30°。 —种制备所述断线压纹结构的纸质香烟滤棒的工艺，包括以下步骤
a、基材处理
将选用的原料通过制纸工艺得到定量为35 g/ Hf的滤棒纤维原纸；
b、放卷、压纹及收卷
通过通用的放卷设备，使基材经过长度为300.0mm、直径为50. 0mm、齿形深度为0. 6mm、齿宽为0. 2mm、同列齿距为0. 8mm的压纹棍进行压纹,所述压纹棍安装后上下压纹棍齿必须能够耦合，其面间距为0. 1mm，且上下压纹辊通过增减压力在2mm的范围内进行间距调整，压纹速度为20转/分钟，压纹完成后进行收卷；
C、滤棒成型
将步骤b得到的压纹纸经调湿、皱折加工、干燥、添加增塑剂、卷制、喷搭口胶、切割，最终制成滤棒。经检测,各项参数如下
常规烟气检测结果
￥盈名称 I总粒相物|co I水份I尼古丁 I焦油I @
本发明滤棒 13.84 14.9 2.32 1.25 11.7 8.1 对照|l6.28 |l5.2 \2.31 |l. 23 丨13.8丨8.3
感官质量评价结果
类别I感官描述
对照样_烟气细腻、柔和，烟香丰满，较协调，喉部鼻腔有微小刺激，余味干净._
本实施例滤棒1#香气清雅、丰满，似有杂气，喉部似有刺激，余味干净、舒适_
本实施例滤棒2# I浓度提升，烟香丰富，似有杂气，较协调，喉部微小刺激，余味较舒适
通过上表数据分析表明本发明滤棒烟样具有一定的降焦效果，其中焦油量降低
2.Img/支，从初步品吸结果来看，焦油量大幅度降低的同时烟气品质有一定的影响，但完全可以通过其他手段进行改进，该滤棒的性能达到了在卷烟中应用的要求和项目指标要求。实施例2
如图1、2、4、5所示，一种具有斜纹结构的纸质香烟滤棒，为二元结构，其滤芯从前端起的50%为断线压纹沟槽结构，另一端为直束分布的醋酸纤维丝束，二者通过成型纸包裹连接，包括滤芯棒和包裹在滤芯棒外侧的成型纸，所述滤芯棒材料单体纵向上设置有的断线列压纹，横向上每两组断线压纹之间呈倾斜阶梯排列，多组共同排列成具有倾斜角度的断线压纹，成型后的滤棒中均匀分布有断线压纹沟槽，所述横向两个相邻的斜纹压纹之间的距离为2mm ;纵向向两个相邻斜纹压纹之间的距离为I. 2mm，所述的斜纹压纹为条形，所述条形斜纹压纹的长度为15mm，宽为0. 3mm，深度为0. 8mm，所述多组共同排列成的倾斜角度为 60。。一种制备所述断线压纹结构的纸质香烟滤棒的工艺，包括以下步骤
a、基材处理
将选用的原料通过制纸工艺得到定量为40 g/ Hf的滤棒纤维原纸；
b、放卷、压纹及收卷
通过通用的放卷设备，使基材经过长度为300.0mm、直径为50. 0mm、齿形深度为0. 8mm、齿宽为0. 3mm、同列齿距为I. 2mm的压纹辊进行压纹，所述压纹辊安装后上下压纹辊齿必须能够耦合，其面间距为0. 1mm，且上下压纹辊通过增减压力在2mm的范围内进行间距调整，压纹速度为60转/分钟，压纹完成后进行收卷；
C、滤棒成型
将步骤b得到的压纹纸经调湿、皱折加工、干燥、添加增塑剂、卷制、喷搭口胶、切割，最终制成滤棒。经检测，各项参数如下
权利要求
1.一种具有断线压纹结构的纸质香烟滤棒，包括滤芯棒和包裹在滤芯棒外侧的成型纸，其特征在于，所述滤芯棒材料单体纵向上设置有断线列压纹，横向上每两组断线压纹之间呈倾斜阶梯排列，多组共同排列成具有倾斜角度的断线压纹，成型后的滤棒中均匀分布有断线压纹沟槽。
2.根据权利要求I所述的滤棒，其特征在于，所述横向两个相邻压纹之间的距离为I 2mm ;纵向两个相邻斜纹之间的距离为0. 8 I. 2mm。
3.根据权利要求I所述的滤棒，其特征在于，所述的压纹为S形或条形。
4.根据权利要求3所述的滤棒，其特征在于，所述条形斜纹压纹的长度为10 15mm，宽为0. 2 0. 3臟，深度为0. 6 0. 8臟。
5.根据权利要求3所述的滤棒，其特征在于，所述S形斜纹压纹波峰与波峰间距12 15臟，深度为0. 6 0. 8臟。
6.根据权利要求1-5任一项所述的滤棒，其特征在于，所述多组共同排列成的倾斜角度为30 60。。
7.根据权利要求1-5任一项所述的滤棒，其特征在于，所述滤棒设置为二元结构，其滤芯一端为断线压纹沟槽，另一端为直束分布的醋酸纤维丝束，二者通过成型纸包裹连接。
8.根据权利要求7所述的断线压纹香烟滤棒，其特征在于，所述二元结构滤棒中设置有纵向断线压纹沟槽结构的部分占滤棒总长度的20%-70%。
9.一种制备断线压纹结构的纸质香烟滤棒的工艺，包括以下步骤 a、基材处理 将选用的原料通过制纸工艺得到定量为35-45 g/ Hf的滤棒纤维原纸； b、放卷、压纹及收卷 通过通用的放卷设备，使基材经过长度为300.0mm、直径为50. 0mm、齿形深度为0. 6-0. 8mm、齿宽为0. 2-0. 3mm、同列齿距为0. 8-1. 2mm的压纹辊进行压纹，所述压纹辊安装后上下压纹辊齿必须能够耦合，其面间距为0. 1-0. 3mm，且上下压纹辊通过增减压力在0-2mm的范围内进行间距调整，压纹速度为0 <转速彡120转/分钟，压纹完成后进行收卷; C、滤棒成型 将步骤b得到的压纹纸经调湿、皱折加工、干燥、添加增塑剂、卷制、喷搭口胶、切割，最终制成滤棒。
10.根据权利要求9所述的工艺，其特征在于，步骤b中所述压纹辊的参数为长度为·300. Omm>直径为50. 0mm、齿形深度为0. 7mm、齿宽为0. 25mm、同列齿距为I. Omm ;步骤b中所述上下压纹辊齿面间距为0. 2mm，上下压纹辊通过增减压力在Imm的范围内进行间距调整；步骤b中所述压纹速度控制在40-80转/分钟。
全文摘要
本发明的目的在于提供一种具有断线压纹结构的纸质香烟滤棒及其制备工艺，使获得的纸质滤棒吸阻、硬度、圆周、圆度，长度变异各项参数指标接近甚至超过醋纤滤棒，实现部分甚至完全替代醋酸纤维材料，降低加工成本，解决长期以来卷烟纸质滤棒在工业化生产和应用存在的技术问题，技术方案为滤芯棒材料单体上设置有交替的斜纹压纹，成型后的滤芯棒中均匀分布有交错的斜纹压纹沟槽，制备工艺步骤包括a、基材处理；b、放卷、压纹及收卷；c、滤棒成型。
文档编号A24D3/18GK102715656SQ201210207150
公开日2012年10月10日 申请日期2012年6月21日 优先权日2012年6月21日
发明者代家红, 何金星, 向能军, 尹康德, 牟定荣, 龚为民 申请人:云南恩典科技产业发展有限公司, 红塔烟草(集团)有限责任公司