粘膏@烟灰复合材料及其制备和在新型烟草制品及其薄片中的应用的制作方法

本发明属于新型烟草，具体涉及新型烟草制品的薄片。

背景技术：

1、为了让该产品能够满足消费者对烟雾量的要求，提升消费者的体验感，通常采用将重量比为5-20％甘油、丙二醇等发烟剂直接添加到烟丝、梗丝表面，或者将其添加在稠浆法或辊压法再造烟叶的粘胶中、或喷涂在干法再造烟叶的表面、或涂布在造纸法再造烟叶的片基上，采用上述方式制造出的加热卷烟发烟材料，存在以下缺点：由于发烟剂用量较大，会大量停留在承载物表面，因为发烟剂是强吸水材料，因此采用上述方法制造的发烟材料表现出容易吸潮，在制丝过程中出现结团、堵料、水湿坨等质量问题，在烟支卷接过程中会出现堵卷烟机烟枪导致卷制不畅，接嘴掉头、漏气、烟支硬度较低、烟支起皱等质量缺陷，在包装贮存环节会出现吸潮、黄斑、霉变等质量问题，在消费者抽吸过程中会出现每口烟雾量不均匀，烟气温度增加、烟支吸潮发软、烟支黄斑等问题。同时采用上述方法制造的发烟材料的后续加工过程对加工环境的湿度要求控制在不大于42％，在这种环境下，不仅带来巨大能源消耗还会给生产者带来不适应。

2、针对薄片吸潮黄斑问题，公开号为cn111165870a的中国专利文献公开了一种长货架期低危害增烟卷烟，包括卷烟纸、过滤嘴以及气溶胶生成基质，气溶胶生成基质包括经增烟处理的烟草薄片和/或经增烟处理的烟丝，制造经增烟处理的烟草薄片的烟草薄片原料包括传统烟草薄片浆料和增烟剂，经增烟处理的烟丝包括传统烟丝和增烟剂，其中，增烟剂具有低潮解性，从根本上解决大量添加了雾化剂的烟支容易吸潮从而产生黄斑的问题，在提升卷烟发烟效果的同时，设法延长卷烟货架期。公开号为cn112493528a的中国专利文献公开了复合功能烟草薄片，其具有核-壳结构，所述的核为烟草薄片，所述的壳为具有式1结构式的至少一种阻隔功能材料；所述的n为不低于2的整数。

3、虽现有技术提供了一些不同薄片的防潮思路，然而，现有技术加热卷烟薄片生产加热卷烟过程中吸潮速率过快，难以在环境湿度大于45％到70％的条件下顺利加工成合格的加热卷烟，同时也难以解决加热卷烟贮存过程中可能导致的黄斑、霉变等问题，此外，现有技术难于兼顾防潮和雾化剂均匀释放的效果。

技术实现思路

1、针对现有薄片特别是稠浆法薄片普遍存在易吸潮、存在黄斑、烟雾释放不均匀、抽吸口感不理想、薄片制备阶段需要较低的湿度，容易导致设备堵塞停车等问题，本发明第一目的在于，提供一种粘膏@烟灰复合材料的制备方法，旨在提供一种能够制备高负载率、低吸潮、雾化均匀、抽吸风味丰富且能够在环境湿度下组装成烟草制品等诸多优势的粘膏@烟灰复合材料。

2、本发明第二目的在于，提供所述的制备方法制得的粘膏@烟灰复合材料及其在薄片特别是稠浆法薄片中的制备应用。

3、本发明第三目的在于，提供包含所述粘膏@烟灰复合材料的稠浆法薄片以及新型烟草制品。

4、现有的加热卷烟用薄片的制备过程中不可避免地使用5-20％以上的雾化剂，其具有良好的吸湿性，进而容易导致生产过程以及存储过程的吸潮以及黄斑，特别是对于稠浆法薄片而言，其在生产过程中需要引入大量的溶剂水，如此会一定程度增加后续的防潮难度，此外，为了规避雾化剂的吸潮问题，现有技术有一些包封手段，但这些手段在获得防潮效果的前提下，难于避免影响雾化剂的释放问题，使其难于兼顾吸潮和雾化剂释放效果。针对上述问题，本发明提供以下解决方法：

5、一种粘膏@烟灰复合材料的制备方法，将雾化剂和无机材料在粘膏制备罐中进行第一段包覆，制得粘膏；再将粘膏与疏水剂混合，实现第二段包覆；之后再将第二次包覆的粘膏和烟灰在槽式混合机中进行第三段包覆，制得所述的粘膏@烟灰复合材料；

6、所述的无机材料为具有纳米孔、介孔以及大孔中的至少一种孔结构的材料，其d50粒径为50目～300目，所述的烟灰的d50粒径为100目～300目。

7、现有添加大比例雾化剂的加热卷烟发烟材料需要在低湿条件下进行烟支加工，成本要求比较高，且难于真正有效解决防潮、预防黄斑等问题。针对该思路面临的技术难题，本发明创新地采用粘膏制备罐预先将雾化剂和无机材料进行第一段包覆，之后用疏水剂对第一次包裹的粘膏表面和无机材料开口处进行二次包覆成疏水粘膏。再借助于槽式混合机将烟灰包覆并封堵在疏水粘膏表面，进一步配合所述的三段包覆思路、结构、以及粒度的联合控制，如此可以实现雾化剂在无水环境中对无机材料的有效填充，以及烟灰对粘膏表面孔结构的高效封堵，如此降低包裹材料中的雾化剂和水的置换率，降低薄片吸潮速度，改善利用本发明材料制备的加热卷烟雾化均匀性以及风味物质的有效释放，改善抽吸口感。此外，利用本发明制备的加热卷烟烟芯(发烟材料)在烟支卷制和存储环境要求宽松，可放宽到不高于65％的湿度水平。

8、本发明中，所述的粘膏制备罐、槽式混合机的设备以及所述的包覆思路以及粒度、无机多孔材料的改性和疏水剂的联合控制是协同实现包覆，降低包裹材料中的雾化剂和水的置换率，降低薄片吸潮速度，改善利用本发明材料制备的加热卷烟雾化均匀性以及风味物质的有效释放，改善抽吸口感等效果的关键。

9、本发明中，雾化剂可以是行业内公知的新型烟草适用的成分，例如可以为在150～250℃的温度下能发出烟雾的物质；包括但不限于甘油、丙二醇、多元醇、酯类、糖类化合物中的至少一种。

10、本发明中，无机材料为活性炭、硅藻土、海泡石、沸石、二氧硅、蛭石、泡沫铝、泡沫镍、泡沫碳、多孔碳化硅、多孔陶瓷、碳分子筛、沸石分子筛中的至少一种。

11、优选地，所述的无机材料包含硅藻土和蛭石的混合物及其改性混合物；

12、优选地，所述的混合物中，硅藻土和蛭石的重量比为50～80：20～50；

13、优选地，所述的改性混合物为所述的混合物(包含硅藻土和蛭石的混合物)和造孔剂混合后进行梯度煅烧处理的产物；

14、优选地，所述的造孔剂包括但不限于cmc、葡萄糖溶液、脯氨酸和淀粉中的至少一种；

15、优选地，所述的梯度煅烧处理阶段包括两个热处理平台，其中，第一段热处理平台的温度为150～300℃，第二段热处理平台温度为900～1100℃。

16、本发明中，第一段热处理平台的时间可以为30～120min。第二段热处理平台的时间可以为30～90min。

17、本发明研究发现，创新地采用所述的联合的无机材料，进一步配合所述特殊控温机制的预处理，如此能够意外地实现协同，能够赋予材料雾化剂适配的界面，不仅如此，还利于构建特殊分级孔结构，更重要的是，该联合无机材料以及改性工艺的联合，能够意外地诱导雾化剂向孔结构中渗透，并改善其稳定性以及担载量，并能够降低其吸潮速度、黄斑等问题。

18、本发明中，无机材料的孔隙率在10％以上，进一步可以为50～90％。

19、本发明中，雾化剂和无机材料的重量比为雾化剂和无机材料的重量比为0.1～0.5：1，进一步可以为0.3～0.4:1。

20、本发明中，第一段包覆的时间在10min以上，考虑到处理效率，可进一步为10～120min。

21、优选地，第一段包覆阶段在正压下进行。

22、优选地，所述的正压的压力在1.1atm以上，优选为1.5atm以上(所述的atm指标准大气压)。

23、本发明中，粘膏制备罐包括罐体(1)，所述罐体中设有框式刮壁搅拌装置，所述框式刮壁搅拌装置包括旋转轴(3)和旋转框架体(4)，所述旋转框架体的顶部设有轴孔，所述旋转轴(3)穿过轴孔与旋转框架体(4)转动连接，所述旋转轴上径向安装有多个搅拌杆(5)，所述旋转框架体的内侧设有多个搅拌杆(5)，所述旋转框架体(4)的外侧设有多个搅拌刮板(2)，还包括第一电机(6)、第二电机(12)和主控制器(13)，所述第一电机的输出端连接旋转轴，所述第二电机的输出端通过锥齿轮连接旋转框架体，所述罐体设有温控装置(9)，所述第一电机、第二电机及温控装置均与主控制器电连接。

24、本发明中，创新地采用粘膏制备罐使雾化剂向无机材料孔结构中渗透填充，如此能够解决雾化剂和无机材料界面适配性不理想所致的难于填充、填充稳定性不理想等问题，进而有助于改善复合材料的防潮以及雾化剂释放效果和释放均匀性。

25、优选地，粘膏制备罐中，所述控温装置(9)包括保温外壳以及设置在保温外壳中的热水管路，所述保温外壳和罐体(1)中均设有温度传感器，所述温度传感器与主控制器电连接；

26、优选地，所述旋转轴的底端固定连接有分散转盘(7)，所述分散转盘四周具有多个上下交替分布的齿片；

27、优选地，所述罐体具有盖体(8)，所述盖体(8)上还固定连接有视灯和带刮板真空视镜、cip清洗头和真空压力表；

28、优选地，还包括升降台,所述升降台(10)的底部连接有电动推杆(11)，所述电动推杆与主控制器电连接，所述电动机固定连接在升降台上，所述盖体与升降台固定连接；升降台升降时，电动机、框式刮壁搅拌装置以及盖体随升降台共同升降；

29、优选地，所述罐体(1)为三层结构，罐体最内层的材料为不锈钢。

30、优选地，所述罐体(1)的最内层进行镜面抛光处理。

31、本发明中，将第一段包覆的粘膏用疏水剂进行第二段包覆。所述的疏水剂为甲基丙烯酸缩水甘油酯、有机聚硅氧烷中的至少一种；

32、优选地，粘膏与疏水剂的重量比为1：0.1～0.8，考虑到成本和效果，进一步可以为1:0.1～0.3，进一步可以为1:0.15～0.25。

33、本发明中，第二段包覆后，再和烟灰复合进行第三段包覆。

34、本发明中，所述的烟灰的粒径为200～300目，配合所述的工艺以及设备的联合，利于其对粘膏表面的封堵。

35、本发明中，所述的烟灰中的原料中至少包含烟草原料，所述的烟草原料包括烟叶、烟梗、碎片、烟末中的至少一种；

36、本发明中，所述的烟灰中的原料，还包含辅助植物成分，其优选包括但不限于茶叶、丁香叶、薄荷叶、玫瑰花中的至少一种。

37、本发明中，所述的烟灰为通过所述的原料在50℃以下的温度下粉碎研磨得到。本发明中，所述的烟灰通过气送方式输送。

38、本发明中，所述的第二次包覆的粘膏和烟灰的重量比为1：1～20，进一步可以为1:4～6。

39、本发明中，槽式混合机包括底座(14)，所述底座(14)上固定连接有第一电机(15)、固定立柱(24)和第二电机，所述第一电机(15)的输出端连接有搅拌杆(19)，所述搅拌杆(19)转动连接有混合槽体(22)，所述搅拌杆(19)在混合槽体(22)中的轴段上设有搅拌桨叶，所述搅拌杆(19)的另一端与固定立柱(24)转动连接，所述混合槽体(22)的一侧固定连接有第一齿轮(25)，所述第二电机的输出端连接有第二齿轮(26)，第一齿轮(25)与第二齿轮(26)传动连接，所述混合槽体的内顶部设有至少一个进料管(29)，所述进料管开设有多个进料小孔，粘膏由进料小孔进入混合槽体(22)中。

40、本发明中，将烟灰借助于所述的槽式混合机对粘膏表面进行包覆，如此改善表面孔道封堵效果，此外，还使其制备利于制备稠浆法薄片的材料。

41、优选地，槽式混合机中，所述第一电机(15)与搅拌杆(19)之间通过第一减速器(16)连接；

42、优选地，所述第二电机与第二齿轮(26)之间通过第二减速器(27)连接；

43、优选地，所述混合槽体(22)两端开设有用于搅拌杆(19)穿过的通孔，所述通孔中固定连接有轴承座(17)，所述轴承座(17)内匹配安装有轴承，所述搅拌杆(19)穿过轴承转动安装；

44、优选地，所述混合槽体(22)的开口顶部设有顶盖(21)；

45、优选地，还包括第一支架(18)和第二支架(23)，所述顶盖(21)的两端分别固定安装在第一支架(18)和第二支架(23)上；

46、优选地，还包括密封胶条(20)，所述密封胶条(20)设在顶盖(21)与混合槽体(22)盖合后的接触部位；

47、优选地，所述顶盖(21)开设有烟灰入口；

48、优选地，所述进料小孔的直径选择0.5mm-3mm。

49、本发明中，所述的粘膏@烟灰复合材料的d50粒径为50目～300目。

50、本发明中，各段包覆阶段的时间没有特别要求，例如可以在10min以上，考虑到处理效率，进一步可以为10～120min。

51、本发明中，各段包覆阶段的温度以及湿度没有特别要求，可以是常规的环境温度和湿度，进一步地，其温度可以为10～45℃。湿度可以放松至60％。

52、本发明还提供了一种所述制备方法制得的粘膏@烟灰复合材料。

53、本发明中，得益于所述的制备方法，可以获得特殊结果的复合材料，其所述的复合材料可以意外地兼顾优异的防潮性能和雾化剂释放效果。

54、本发明还提供了一种所述制备方法制得的粘膏@烟灰复合材料的应用，将其用于制备新型烟草的烟草薄片，进一步优选为稠浆法薄片。

55、本发明还提供了一种新型烟草制品的烟草薄片，包含所述制备方法制得的粘膏@烟灰复合材料，优选为稠浆法薄片。所述的烟草薄片，可以是任意制备方法制得的包含所述的粘膏@烟灰复合材料的薄片，考虑到所述的复合材料优异的防潮以及发烟剂均匀释放优势，其特别适用于稠浆法薄片，如此可以带来更优的适用价值。

56、一种新型烟草制品，其包含本发明所述制备方法制得的粘膏@烟灰复合材料以及含有所述膏@烟灰复合材料的烟草薄片薄片。

57、优选的新型烟草制品，其为加热非燃烧卷烟，其加热段添加有所述的稠浆薄片。本发明还提供了一种加热非燃烧新型烟草，其加热段添加有所述的稠浆薄片。

58、本发明还提供了一种所述的新型烟草制品的制备方法，其可以基于已知的设备和方式，利用本发明所述的稠浆薄片卷制得到；

59、优选地，制备过程中的湿度为45～70％，进一步可以为60±5％。

60、本发明中，得益于所述的复合材料优异的性能，其形成的薄片相较于现有常规的薄片，其制备烟草制品的湿度可以放宽到45～70％的环境湿度，然而，现有的常规薄片在形成卷烟过程的制备时间湿度通常需要特殊控制在45％以下。

61、有益效果

62、本发明提供了一种粘膏@烟灰复合材料的制备方法，其能够降低雾化剂和水的置换，降低了所制备的发烟材料的吸潮速度、杜绝黄斑烟的产生，此外，还能够改善雾化负载率。雾化均匀性以及风味物质的释放效果，改善抽吸评析口感。

63、本发明采用特殊硅藻土和蛭石组合无机材料及其特殊的煅烧工艺在造孔剂配合下预处理改性混合物，以及加压条件(正压条件)下第一段包覆等改进工艺联合，可进一步与本发明的设备以及材料结构联合控制，有助于进一步改善雾化剂担载率，降低雾化剂和水的置换，降低了所制备的发烟材料的吸潮速度、杜绝黄斑烟的产生，并改善雾化均匀性以及抽吸口感。

64、利用本发明制备的加热卷烟烟芯(发烟材料)在烟支卷制和存储环境要求宽松，可放宽到不高于65％的湿度水平，生产工艺成本较低，且生产的薄片的雾化均匀性以及抽吸口感更优。