一种低温卷烟纸、低温卷烟及其制备方法和应用与流程

本发明属于卷烟工艺领域，具体涉及一种低温卷烟纸、低温卷烟及其制备方法和应用。

背景技术：

卷烟在燃烧时，会产生非常多的有害物质，如：一氧化碳、巴豆醛等，严重时危害吸烟者和周围群众的身体健康。因此，如何降低卷烟有害物质的释放量是一个迫在眉睫的问题。卷烟减害的技术难点在于，既要实现有效降低卷烟燃烧产生的有害物质，又要合理控制降焦幅度，保证卷烟的整体感官风格能满足消费者的口味。相关研究表明，降低卷烟燃烧锥温度，可大幅降低有害物质的释放量，且在一定降温幅度范围内，随着燃烧锥温度降低香味物质释放量降低幅度很小。

目前，卷烟减害的具体方法主要从烟叶原料和烟用辅助材料入手，例如叶组配方、“三纸一棒”和在线生产工艺等方式，通过物理、化学及生物等多种途径以及各项配套技术的集成作用，从而达到减害效果。这些减害技术主要是通过调节烟丝燃烧状态实现，但这些方法的降温效果并不明显。为此有研究提出添加金属膜或金属片等金属结构在卷烟纸上，通过金属的导热性达到降温效果。然而，这些设计都存在明显的缺陷，无法应用于实际的卷烟产品。采用金属膜方式的设计，由于金属熔点高，而卷烟燃烧锥固相温度只有900℃左右（降温后更是只有700℃左右），且在各卷烟纸接触点处的高温时间段极短、只有二、三十秒，因此不足以让金属熔化随烟灰掉落，造成燃吸卷烟过程中金属膜逐渐显现，不仅影响美观，而且较高温度金属带来了巨大的潜藏风险。而采用非连续性的金属片设计，虽然解决了金属随烟灰掉落的问题，避免了外观缺陷及高温持续加热金属带来的安全性风险，但由于金属片间互相不接触，导热性大受影响，实际降低卷烟燃烧温度不足50℃，降温减害效果不够明显。

因此，开发一种降温效果好，且使用安全性良好的低温卷烟纸，并应用于制备低温卷烟，具有重要的研究意义和应用价值。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有低温燃烧卷烟存在安全隐患或降温效果不佳的缺陷及不足，提供一种低温卷烟纸的制备方法。本发明提供的低温卷烟纸利用超压处理将金属粉末粘附在卷烟纸上形成金属粉末层，金属粉末接合紧密，导热效果好；该低温卷烟纸制备而成的卷烟在燃吸过程中，卷烟燃烧锥上产生的热量可通过金属粉末层传导到卷烟烟支未燃烧部分，起到降低燃烧锥温度的效果，从而有效降低烟气中有害物质的释放量；卷烟在燃吸的过程中金属粉末会随着卷烟的燃烧而一同掉落，安全美观。本发明提供的制备方法工艺简单，适宜工业化生产。

本发明的另一目的在于提供一种低温卷烟纸。

本发明的另一目的在于提供上述低温卷烟纸在制备卷烟产品中的应用。

本发明的另一目的在于提供一种低温卷烟。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种低温卷烟纸的制备方法，包括如下步骤：

s1：在卷烟纸上涂覆可粘接的助剂；

s2：将金属粉末粘附在助剂上；

s3：对卷烟纸进行超压处理，烘干，即得到低温卷烟纸。

本发明利用超压来实现金属粉末的较好粘附。研究发现，金属粉末粘附在助剂上后，如不进行任何处理，金属粉末的接合不紧密，导热率较差；而在金属粘附后，对卷烟纸进行超压处理，可增强金属粉末的接合紧密度，导热效果好。该低温卷烟纸制备而成的卷烟在燃吸过程中，卷烟燃烧锥上产生的热量可通过金属粉末层传导到卷烟烟支未燃烧部分，起到降低燃烧锥温度的效果，从而有效降低烟气中有害物质的释放量；卷烟在燃吸的过程中金属粉末会随着卷烟的燃烧而一同掉落，安全美观。本发明提供的制备方法工艺简单，适宜工业化生产。

助剂可为领域内常规的粘接剂，以实现金属粘附即可。

优选地，所述助剂包括瓜尔胶、角豆胶、虫胶、明胶或黄原胶中的一种或几种。

优选地，所述助剂还包括香精、香料、色素或分散剂中的一种或几种。

添加上述组分，可以赋予卷烟纸及卷烟更为丰富的嗅觉、视觉效果及粘接效果。

助剂在添加前可先进行稀释，一般用水稀释1~20倍。

金属粉末粘附后形成金属粉末层，其粘附在卷烟纸上的位置可根据实际导热效果进行调节选择（助剂的涂覆位置与金属粉末的粘附位置相一致），如可以全部涂覆或部分涂覆。

应当理解的是，金属粉末既可以粘附在卷烟纸的一侧，也可粘附在卷烟纸的两侧；粘附有金属粉末的卷烟纸既可以作为卷烟纸的内侧（与烟丝接触的一侧），又可以作为卷烟纸的外侧（远离烟丝的一侧）。

根据卷烟纸的设计，按照是整面涂覆、部分涂覆（如涂覆条纹型图案或其他图案）的需求，将助剂涂覆在卷烟纸的指定区域。

优选地，所述卷烟纸上，助剂全部或部分涂覆。

当助剂部分涂覆时，涂覆的区域可为一个或多个，涂覆的区域可间隔分布。

更为优选地，当所述助剂部分涂覆时，所述助剂从卷烟纸的一端涂覆至另一端。

优选地，所述金属粉末为铜、铝、锌、锡、银或金粉末中一种或多种。

优选地，所述金属粉末的颗粒直径为3~40μm。

优选地，所述金属粉末粘附的密度为ρ×a×10^-6g/m²，ρ代表金属粉末的密度，单位为g/m³；a为换算系数，0.5≤a≤30。

该密度下的金属粉末接合更为紧密。

更为优选地，1.2≤a≤10。

助剂的用量为常规用量，以实现良好的粘接即可。为了实现较好的粘接效果，助剂的用量可进行进一步优化。

优选地，所述金属粉末与助剂的质量比=ρ×b×10^-6:1，其中ρ为金属粉末的密度，单位为g/m³；b为换算系数，0.05≤b≤1.5。

更为优选地，0.1≤b≤0.5。

优选地，s2中利用转印或喷洒的方式将金属粉末粘附在助剂上。

常规的转印或喷洒的方式均可实现金属粉末的粘附。

优选地，利用辊轮进行转印。

利用辊轮进行转印时，首先将金属粉末粘附在辊轮上，然后将辊轮在卷烟纸上涂刷，利用助剂的粘接作用使得金属粉末转印至助剂上。金属粉末的粘附密度取决于辊轮的材质和涂刷的力度等，现有技术中的材质和涂刷条件控制一般可实现金属粉末的较好粘附。

优选地，利用喷嘴进行喷洒。

利用喷嘴喷洒可实现金属粉末的较好粘附，其效果优于转印，但该方法存在一定的资源浪费和环境污染。

优选地，s3中所述超压的压力为5~16mpa，时间为0.2~10s。

更为优选地，s3中所述超压的压力为12~16mpa。

为了获得更好的粘附效果，优选地，s3中所述超压处理和烘干的次数为1~6次。

此处的1~6次应理解为超压处理1~6次，烘干处理为1~6次，两者既可以交替重复进行，也可以超压多次后再烘干多次；或者重复和交替结合（如超压多次后，烘干；再超压处理后，烘干）。

一种低温卷烟纸，通过上述制备方法制备得到。

上述低温卷烟纸在制备卷烟产品中的应用也在本发明的保护范围内。

一种低温卷烟，所述卷烟选用上低温卷烟纸制备得到。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明提供的低温卷烟纸利用超压处理将金属粉末粘附在卷烟纸上形成金属粉末层，金属粉末接合紧密，导热效果好；该低温卷烟纸制备而成的卷烟在燃吸过程中，卷烟燃烧锥上产生的热量可通过金属粉末层传导到卷烟烟支未燃烧部分，起到降低燃烧锥温度的效果，从而有效降低烟气中有害物质的释放量；卷烟在燃吸的过程中金属粉末会随着卷烟的燃烧而一同掉落，安全美观。本发明提供的制备方法工艺简单，适宜工业化生产。

附图说明

图1为实施例1和4提供的低温卷烟纸的示意图；

图2为实施例2和5提供的低温卷烟纸的示意图；

图3为实施例1提供的低温卷烟与对照例1提供的常规卷烟的卷烟纸测温点上温度曲线图；

图4为实施例4提供的低温卷烟与对照例1提供的常规卷烟的卷烟纸测温点上温度曲线图；

其中，1为卷烟纸，2为金属粉末形成的金属粉末层。

具体实施方式

下面结合实施例进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下例实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照本领域常规条件或按照制造厂商建议的条件；所使用的原料、试剂等，如无特殊说明，均为可从常规市场等商业途径得到的原料和试剂。本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

实施例1

如图1，本实施例提供一种低温卷烟纸通过如下制备方法制备得到：

s1：在卷烟纸上全部涂覆助剂，助剂的主要成分为瓜尔胶（49wt%，用水稀释10倍），并添加有香精、香料和分散剂；

s2：利用辊轮的转印作用将铜粉末粘附在助剂上；铜颗粒为25μm，铜粉末与瓜尔胶的质量比为8.9:1；铜粉末的粘附密度为135g/m²；

s3：对卷烟纸进行超压处理，烘干，即得到低温卷烟纸，其中超压处理的压力为16mpa，时间为3s。

实施例2

本实施例提供一种低温卷烟纸，通过如下制备方法制备得到：

s1：在卷烟纸上涂覆助剂，涂覆区域包括5个等间距的区域，每个区域都是从卷烟纸的一头延伸至另一头，区域的宽度均为2mm；助剂的主要成分为角豆胶（47wt%，用水稀释1倍），并添加有香精、香料和分散剂；

s2：利用辊轮的转印作用将铝粉末粘附在助剂上；铝颗粒为3μm，铝粉末与瓜尔胶的质量比为4:1；铝粉末的粘附密度为80g/m²；

s3：对卷烟纸进行超压处理和烘干，其中超压处理的压力为12mpa，时间为1s。而后同样条件重复一次超压处理和烘干，即得到低温卷烟纸。

实施例3

本实施例提供一种低温卷烟纸，通过如下制备方法制备得到：

s1：在卷烟纸上涂覆助剂，涂覆区域包括8个等间距的区域，每个区域都是从卷烟纸的一头延伸至另一头，区域的宽度均为1mm；助剂的主要成分为明胶（51wt%，用水稀释20倍），并添加有香精、香料和分散剂；

s2：利用辊轮的转印作用将白锡粉末粘附在助剂上；白锡颗粒为40μm，白锡粉末与明胶的质量比为4:1；白锡粉末的粘附密度为6g/m²；

s3：对卷烟纸进行超压处理，烘干，即得到低温卷烟纸，其中超压处理3次，单次时间为10s，3次的超压压力依次为5mpa、10mpa、15mpa，而后烘干处理5次。

实施例4

如图1，本实施例提供低温卷烟纸，通过如下制备方法制备得到：

s1：在卷烟纸上全部涂覆助剂，助剂的主要成分为瓜尔胶（49wt%，用水稀释10倍），并添加有香精、香料；

s2：利用喷嘴将铜粉末喷洒在粘接有助剂的卷烟纸上；铜颗粒为25μm，铜粉末与瓜尔胶的质量比为8:1；铜粉末的粘接密度为120g/m²；

s3：在80℃下对卷烟纸烘烤0.5s，预清扫去除未粘接的金属粉末；

s4：对卷烟纸进行超压处理，烘干，即得到特制卷烟纸，其中超压处理的压力为16mpa，时间为3s；烘干温度110℃，时间1s。

实施例5

本实施例提供一种低温卷烟纸，通过如下制备方法制备得到：

s1：在卷烟纸上涂覆助剂，涂覆区域包括5个等间距的区域，每个区域都是从卷烟纸的一头延伸至另一头，区域的宽度均为2mm；助剂的主要成分为角豆胶（47wt%，用水稀释1倍），并添加有香精和色素；

s2：利用喷嘴将铝锌合金（铝的质量分数为60wt%）粉末喷洒在粘接有助剂的卷烟纸上；铝锌合金颗粒为3μm，铝锌合金粉末与瓜尔胶的质量比为6:1；铝锌合金粉末的粘接密度为120g/m²；

s3：在50℃下对卷烟纸烘烤10s，预清扫去除未粘接的金属粉末；

s4：对卷烟纸进行超压处理和烘干，其中超压处理的压力为12mpa，时间为1s；烘干温度90℃，时间10s。而后同样条件重复一次超压处理和烘干，即得到特制卷烟纸，如图2。

实施例6

本实施例提供一种低温卷烟纸，通过如下制备方法制备得到：

s1：在卷烟纸上涂覆助剂，涂覆区域包括8个等间距的区域，每个区域都是从卷烟纸的一头延伸至另一头，区域的宽度均为1mm；助剂的主要成分为明胶（51wt%，用水稀释20倍），并添加有香精、香料和分散剂；

s2：利用喷嘴将白锡粉末喷洒在粘接有助剂的卷烟纸上；白锡颗粒为40μm，白锡粉末与明胶的质量比为4:1；白锡粉末的粘接密度为6g/m²；

s3：在40℃下对卷烟纸烘烤1s，预清扫去除未粘接的金属粉末；

s4：对卷烟纸进行超压处理，烘干，即得到特制卷烟纸，其中超压处理3次，单次时间为10s，3次的超压压力依次为5mpa、10mpa、15mpa，而后烘干处理5次，烘干温度依次为50℃、70℃、90℃、110℃、130℃，时间皆为0.5s。

将实施例1~6提供的低温卷烟纸制备成低温卷烟，以未粘附有金属粉末的卷烟纸制备成的卷烟纸作为对照例1，以实施例1中超压处理前的卷烟纸制备成卷烟，作为对照例2，以实施例4超压处理前的卷烟纸制备成卷烟，作为对照例3。其中，实施例1、3、4和6和对照例2~3中卷烟纸上粘附有金属粉末的一侧为靠近烟丝侧，实施例2和5中卷烟纸上粘附有金属粉末的一侧为远离烟丝侧，对实施例1~6和对照例1~3得到的卷烟纸的卷烟的燃烧温度及烟气中有害物质的含量进行测定。

温度测量方法：参考《烟丝添加剂对卷烟燃烧温度和烟气成分的影响研究》。

焦油测量方法：gb/t19609《卷烟用常规分析用吸烟机测定总粒相物和焦油》。

co测量方法：gb/t23356《卷烟烟气气相中一氧化碳的测定非散射红外法》。

hcn测量方法：yc/t403《卷烟主流烟气中氰化氢的测定离子色谱法》

巴豆醛测量方法：yc/t254《卷烟主流烟气中主要羰基化合物的测定高效液相色谱法》。

苯酚测量方法：yc/t255《卷烟主流烟气中酚类化合物的测定高效液相色谱法》

测试结果见表1和表2。从表1数据可以看到，进行超压处理后，低温卷烟用卷烟纸的导热率提高，卷烟燃烧温度更低，进行超压处理可使金属粉末接合紧密，导热效果好。

表1实施例1和实施例4和对照例2~3中卷烟纸的导热率比较

表2实施例1~6和对照例1中卷烟的燃烧温度和气中有害物质的含量

如图3，为实施例1提供的低温卷烟（ab）与常规卷烟（blank）的卷烟纸测温点上温度曲线图，图4为实施例4提供的低温卷烟（ab）与常规卷烟（blank）的卷烟纸测温点上温度曲线图。从上述测试结果可知，本发明提供的卷烟纸制备而成的低温卷烟在燃吸过程中，卷烟燃烧锥上产生的热量可通过金属粉末层传导到卷烟烟支未燃烧部分，起到降低燃烧锥温度的效果，从而有效降低烟气中有害物质的释放量；卷烟在燃吸的过程中金属粉末层会随着卷烟的燃烧而一同掉落，安全美观。

本领域的普通技术人员将会意识到，这里的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。