专利名称：一种降低造纸法再造烟叶木浆纤维用量的方法
技术领域：
本发明属于造纸法再造烟叶生产技术领域，具体涉及一种降低造纸法再造烟叶中木浆纤维用量的方法。
背景技术：
现有技术中，再造烟叶(Reconstituted Tobacco),又称烟草薄片、均质烟叶、重组烟叶，该技术是从20世纪50年代发展起来的，美国等西方发达国家早在19世纪中叶就有再造烟叶方面的专利，对于它的发展，起初人们只是从废物利用上考虑。造纸法再造烟叶的制造技术主要是以整个卷烟生产过程(包括打叶复烤等工段)中废弃的烟梗、烟末等烟草物质为原料，并将其用水浸泡提取后，将可溶物与不溶物萃取分离，不溶物经磨浆设备磨成纤维状的浆料，与木浆纤维、填料等物质混合，在纸机上抄制成基片，可溶物经浓缩后加料调制，涂覆于基片上，经干燥、切片后制成性状接近天然烟叶的薄片状物质，最终作为一种重要配方原料应用于卷烟配方中。烟末和烟梗是造纸法再造烟叶的主要组成部分。烟末的纤维含量低，细小组分和表皮细胞含量较多，基片成型时烟末类似于填料填充在纤维之间，阻碍纤维间的氢键结合，对基片的抗张强度性能具有负面影响。烟梗主要成分是细胞壁物质，包括纤维素、半纤维素、多糖、木质素及少量的萜类、含N杂环等物质，烟梗中纤维含量少，杂细胞等含量较高，采用机械法制浆后保留了大量木素，烟梗纤维分丝帚化少，使得烟梗浆纤维较为粗度和宽度较大，基片成型时烟梗保持了其粗大的细胞腔结构，与烟末浆间几乎无氢键结合，结合面积小，因此导致基片的抗张强度较低。造纸法再造烟叶生产中，需添加一定量的木浆纤维(通常是针叶木浆纤维和阔叶木浆纤维)作为生产辅料。木浆纤维具有强度高，可塑性强等优点。木浆纤维的加入可明显提高基片的抗张强度性能，确保基片在纸机抄造过程中不断裂。但是，添加木浆纤维也会对造纸法再造烟叶成品的感官抽吸质量带来一定的影响，如木质气重，杂气大等。因此，造纸法再造烟叶行业一直在寻找能够降低木浆纤维的用量，同时保证基片抗张强度的方法。国内有通过使用化学增强剂来提高造纸法再造烟叶的基片强度以降低木浆纤维的方法。但是鉴于吸食安全性问题，化学增强剂的使用受到很大的限制。
发明内容
针对现有技术的上述不足，本发明要解决的技术问题是提供一种降低造纸法再造烟叶木浆纤维用量的方法，它能降低生产投料时未经处理的木浆纤维的用量，从而便降低了木浆纤维的添加总量。木浆纤维添加总量的减少使得造纸法再造烟叶成品抽吸时的木质气和杂气降低了。本发明的技术方案是:一种降低造纸法再造烟叶木浆纤维用量的方法由以下的步骤组成:(I)取现有技术生产投料时木浆纤维总重量M的10%到20%的木浆纤维，用通用的盘磨设备，在2%到4%的浓度下， 将木浆纤维磨制成平均长度小于300 μ m的微米级微细纤维，备用；(2)在生产投料时，将10%Μ 20%Μ重的步骤(I)的微米级微细纤维和50%Μ 80%Μ重的木浆纤维，一起添加到造纸法再造烟叶浆料中，完全混合均匀后，通过纸机抄造成基片；(3 )监测步骤(2 )抄造基片的抗张强度，使步骤(2 )基片的抗张强度处于现有技术基片抗张强度的100% 104%之间；(4)当步骤(3)测得基片的抗张强度低于现有技术基片抗张强度100%时时，增加步骤(2)中木浆纤维的添加量；(5)当步骤(3)测得基片的抗张强度高于现有技术基片抗张强度的104%时，减少步骤(2)中木浆纤维的添加量。所述的现有技术生产投料时木浆纤维总重量M根据木浆纤维的不同、烟草浆打浆度的不同、基片定量的不同、以及烟梗量和烟末量比例的不同而不同。本发明的方法简单，实用，操作容易，不增加设备，基本按照现有技术的工艺操作，加上本发明的步骤就能完成，方法的技术效果显著，在不降低基片的抗张强度的前提下，可使生产投料时的木浆纤维总量减少10%-30%，且所得的基片的烟气中木质气和杂气均有降低。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明的具体实施方式
及相关技术问题作进一步详细的描述。下面的实施例均为本申请人的试验室小试结果。申请人对木浆微细纤维的平均长度，基片的抗张强度、感官抽吸质量等进行了检测和评价。测定结果显示，本发明通过将生产投料时的木浆纤维总量中的10%到20%的木浆纤维进行微细纤维化，经行业中通用的盘磨设备在2%到4%的浓度下，磨制成微米级微细纤维(平均长度应小于300 μ m)的方法，在保证基片抗张强度的条件下，使得生产投料时的木浆纤维总量减少10%-30%，同时使所得造纸法再造烟叶最终产品的木质气和杂气得到降低。实施例1:①取100kg (M)未经微细纤维化处理的北木牌针叶木浆纤维，添加到500kg烟草浆料(打浆度为20°SR，烟梗量:烟末量=5:4)中，混合均匀后抄造成基片，基片定量为60g/m2，测得基片的抗张强度为0.5KN/m。此为空白对照工艺及相应数据。②取12kg (为12%M)未经微细纤维化处理的北木牌针叶木浆纤维，用盘磨在3%的浓度下将其磨制成平均长度为270 μ m的微细纤维，并同88kg未经微细纤维化处理的北木牌针叶木浆纤维一起添加到500kg烟草浆料(打浆度为20°SR，烟梗量:烟末量=5:4)中，混合均匀后抄造成基片，基片定量为60g/m2测得基片抗张强度为0.549KN/m。基片的强度较空白增加了 9.8%。重复②的过程，将88kg未经微细纤维化处理的北木牌针叶木浆纤维的量分别减
少至87kg、86kg、85kg.......进行实验。实验结果表明，当未经微细纤维化处理的北木牌
针叶木浆纤维的量减少至75kg (为M的75%)时，所得基片的抗张强度为0.508KN/m,即已经达到了基片所需的0.500KN/m的抗张强度。此时北木牌针叶木浆纤维总量减少了 13kg(减少13%)。经过感官抽吸质量评价， 北木牌针叶木浆纤维总量减少13kg后，造纸法再造烟叶的木质气和杂气都有所降低。实施例2:①取140kg (M)未经微细纤维化处理的银星牌针叶木浆纤维，添加到700kg烟草浆料(打浆度为24°SR，烟梗量:烟末量=5:4)中，混合均匀后抄造成基片，基片定量为63g/m2，测得基片的抗张强度为0.54KN/m。此为空白对照工艺及相应数据。②取26kg (为18.6%M)未经微细纤维化处理的银星牌针叶木浆纤维，用盘磨在4%的浓度下将其磨制成平均长度为162 μ m的微细纤维，并同120kg未经微细纤维化处理的银星牌针叶木浆纤维一起添加到700kg烟草浆料(打浆度为24°SR，烟梗量:烟末量=5:4)中，混合均匀后抄造成基片，基片定量为63g/m2，测得基片抗张强度为0.741KN/m。基片的强度较空白增加了 37.2%。重复②的过程，将114kg未经微细纤维化处理的银星牌针叶木浆纤维的量分别减
少至113kg、112kg、lllkg.......进行实验。实验结果表明，当未经微细纤维化处理的银
星牌针叶木浆纤维的量减少至75kg (为M的54%)时，所得基片的抗张强度为0.55KN/m,即已经达到了基片所需的0.54KN/m的抗张强度。此时银星牌针叶木浆纤维总量减少了 39kg(减少 27.9%) ο经过感官抽吸质量评价，银星牌针叶木浆纤维总量减少39kg后，造纸法再造烟叶的木质气和杂气均有所降低。实施例3:①取180kg (M)未经微细纤维化处理的金星牌本色针叶木浆纤维，添加到900kg烟草浆料(打浆度为230SR，烟梗量:烟末量=5:4)中，混合均匀后抄造成基片，基片定量为64g/m2，测得基片的抗张强度为0.524KN/m。此为空白对照工艺及相应数据。②取18kg (为10%M)未经微细纤维化处理的金星牌本色针叶木浆纤维，用盘磨在3%的浓度下将其磨制成平均长度为290 μ m的微细纤维，并同162kg未经微细纤维化处理的金星牌本色针叶木浆纤维一起添加到900kg烟草浆料(打浆度为23°SR，烟梗量:烟末量=5:4)中，混合均匀后抄造成基片，基片定量为64g/m2，测得基片抗张强度为0.621KN/m。基片的强度较空白提高了 18.5%。重复②的过程，将162kg未经微细纤维化处理的金星牌本色针叶木浆纤维的量分
别减少至161kg、160kg、159kg.......进行实验。实验结果表明，当未经微细纤维化处理的
金星牌本色针叶木浆纤维的量减少至132kg(为73%M)时，所得基片的抗张强度为0.536KN/m,即已经达到了基片所需的0.524KN/m的抗张强度。此时金星牌本色针叶木浆纤维总量减少了 30kg (减少 16.7%) ο经过感官抽吸质量评价，金星牌本色针叶木浆纤维总量减少30kg后，造纸法再造烟叶的木质气和杂气都有所降低。实施例4:①取120kg (M)未经微细纤维化处理的鹦鹉牌阔叶木浆纤维，添加到600kg烟草浆料(打浆度为22°SR，烟梗量:烟末量=5:5)中，混合均匀后抄造成基片，基片定量为62g/m2，测得基片的抗张强度为0.478KN/m。此为空白对照工艺及相应数据。②取20kg (为16.7%M)未经微细纤维化处理的鹦鹉牌阔叶木浆纤维，用盘磨在
3.5%的浓度下将其磨制成平均长度为107 μ m的微细纤维，并同IOOkg未经微细纤维化处理的鹦鹉牌阔叶木浆纤维一起添加到600kg基片浆料(打浆度为22°SR，烟梗量:烟末量=5:4)中，混合均匀后抄造成基片，基片定量为62g/m2，测得基片抗张强度为0.585KN/m。基片的强度较空白增加了 22.4%。重复②的过程，将IOOkg未经微细纤维化处理的鹦鹉牌阔叶木浆纤维的量分别减
少至99kg、98kg、97kg.......进行实验。实验结果表明，当未经微细纤维化处理的婴I踏牌
阔叶木浆纤维的量减少至75kg (为62.5%M)时，所得基片的抗张强度为0.481KN/m,即已经达到了基片所需的0.478KN/m的抗张强度。此时鹦鹉牌阔叶木浆纤维总量减少了 25kg(减少 20.8%) ο经过感官抽吸质量评价，鹦鹉牌阔叶木浆纤维总量减少25kg后，造纸法再造烟叶的木质气和杂气都有所降低。本发明将造纸法再造烟叶生产投料中所添加木浆纤维(针叶木浆纤维或阔叶木浆纤维)中的一部分通过盘磨设备制备成微米级微细纤维，利用其优异的增强性能(具有较大的比表面积且纤维表面拥有较多的羟基)来提高基片的抗张强度，减少基片在纸机抄造过程中的断纸裂次数。通过该种方法，基片的抗张强度大大提高，远超过了基片抄造时所需的抗张强度，亦即基片的抗张强度有了富余，因此便可降低生产投料时未经处理的木浆纤维的用量，从而便降低了木浆纤维的添加总量。木浆纤维添加总量的减少也使得造纸法再造烟叶成品抽吸时的木质气和杂气降低了。具体来讲，本发明是将占生产投料时木浆纤维(针叶木浆纤维或阔叶木浆纤维)总量的10%到20%的木浆纤维经行业中通用的盘磨设备在2%到4%的浓度下，磨制成微米级微细纤维(平均长度应小于300 μ m)，然后同未细纤维化的木浆纤维(占生产配料时木浆纤维总量的80%-90%)—同添加到基片生产所用的烟草浆料中，利用微米级微细纤维优异的增强性能，使得基片抗张强度提高5%到40%。因此，在基片抗张强度富余5%到40%的条件下，可以在生产投料时减少未处理的木浆纤维的使用量，从而减少了在生产投料时木浆纤维的总用量。采用该方法，与原来全部使用未细纤维化的木浆纤维相比，生产投料时木浆纤维的总量可减少10%-30%。木浆纤维总量的减少也使得造纸法再造烟叶成品抽吸时的木质气和杂气降低了。与现有技术相比较，本发明的方法具有以下优点:(I)本发明对生产投料所用木浆纤维中的一部分进行微细纤维化处理，所得微米级微细纤维比表面积变大，表面暴露出更多的羟基，对基片具有明显的增强作用，从而使得基片的强度有了富余，因而能够能有效降低造纸法再造烟叶生产投料时木浆纤维的总用量，并减轻再造烟叶成品的木质气和杂气。(2)与使用化学增强剂相比， 采用木浆纤维所制得的微米级微细纤维吸食安全性高，燃烧时不会产生类似化学增强剂所产生的刺激性和有害物质。
权利要求
1.一种降低造纸法再造烟叶木浆纤维用量的方法，其特征在于:所述的方法由以下的步骤组成: (1)取现有技术生产投料时木浆纤维总重量M的10%到20%的木浆纤维，用通用的盘磨设备，在2%到4%的浓度下，将木浆纤维磨制成平均长度小于300 μ m的微米级微细纤维，备用； (2)在生产投料时，将10%Μ 20%Μ重的步骤(I)的微米级微细纤维和50%Μ 80%Μ重的木浆纤维，一起添加到造纸法再造烟叶浆料中，完全混合均匀后，通过纸机抄造成基片； (3 )监测步骤(2 )抄造基片的抗张强度，使步骤(2 )基片的抗张强度处于现有技术基片抗张强度的100% 104%之间； (4)当步骤(3)测得基片的抗张强度低于现有技术基片抗张强度100%时时，增加步骤(2)中木浆纤维的添加量； (5)当步骤(3)测得基片 的抗张强度高于现有技术基片抗张强度的104%时，减少步骤(2)中木浆纤维的添加量。
2.根据权利要求1所述的一种降低造纸法再造烟叶木浆纤维用量的方法，其特征在于:所述的现有技术生产投料时木浆纤维总重量M根据木浆纤维的不同、烟草浆打浆度的不同、基片定量的不同、以及烟梗量和烟末量比例的不同而不同。
全文摘要
本发明公开了一种降低造纸法再造烟叶木浆纤维用量的方法，属于造纸法再造烟叶生产技术领域。本方法由以下的步骤组成(1)取总量M的10%到20%的木浆纤维，磨制成小于300μm的微米级微细纤维，备用；(2)将10%M~20%M重的微米级微细纤维和50%M~80%M重的木浆纤维，一起添加到造纸法再造烟叶浆料中，通过纸机抄造成基片；(3)监测基片的抗张强度，使处于现有技术的100%~104%之间；(4)测得强度低于100%时，增加木浆纤维的量；(5)测得强度高于104%时，减少木浆纤维的量。本发明的方法简单，实用，操作容易，不增加设备，技术效果显著，可使木浆纤维总量减少10%-30%。
文档编号A24B3/14GK103211287SQ20121037432
公开日2013年7月24日 申请日期2012年9月27日 优先权日2012年9月27日
发明者王亮, 孙德平, 姚元军, 王凤兰, 刘志昌, 万超, 胡惠仁, 温洋兵 申请人:湖北中烟工业有限责任公司, 武汉淡雅香科技发展股份有限公司