一种高强高挺度的高透滤棒成型纸、制备方法、应用和卷烟产品与流程

1.本发明属于卷烟滤嘴棒新材料技术领域，尤其涉及一种高强高挺度的高透滤棒成型纸、制备方法、应用和卷烟产品。


背景技术：

2.滤棒成型纸是加工烟用滤嘴棒时，用于卷包滤材的专用纸，应用于香烟过滤嘴中包裹醋酸纤维丝束，在香烟滤嘴结构中处于内部醋酸纤维丝束芯和外层水松纸之间。主要有普通滤棒成型纸和高透滤棒成型纸两种。对透气度没有特殊要求的滤棒成型纸叫普通滤棒成型纸；对透气度有明确要求的滤棒成型纸叫高透滤棒成型纸。预打孔水松纸和高透滤棒成型纸配套使用用于制作通风滤嘴棒，可以达到明显降低焦油量的目的。
3.近几年，在卷烟产品中异形的多元复合滤棒已广泛应用，形成各种新颖的，具有各种外形特征和特殊功能的卷烟产品。在中国实用新型授权专利(公开号：cn204763391u)所公开一种可透视颗粒物质的透明滤棒中所述：通过滤棒中丝束段与丝束段之间一段或几段空腔位置添加颗粒物通过丝束段滤棒与空腔外包裹透明醋酸纤维素成型纸而成型，空腔段中颗粒物资为活性炭颗粒或咖啡颗粒等，在卷烟吸抽过程中可以使消费者直观显示烟气通过颗粒物资过滤效果，同时烟气流动颗粒物质的香气带动出来，从而产生口腔回香、回甜、生津等功效，并能改善卷烟的烟气品质，降低烟气刺激性，使卷烟香气更具特征香味、饱满，余味更加醇厚、绵长。在中国发明专利(公开号：cn113491344a)所公开一种聚对苯二甲酸乙二醇酯膜材料(pet)作为卷烟成型纸的应用，使用pet膜作为透明成型纸用于制作含有空腔的滤嘴棒。在中国发明专利(公开号：cn112293793a)所公开一种聚丙烯膜材料作为卷烟成型纸的应用，也是用于制作含有空腔的滤嘴棒。这些膜材料作为卷烟成型纸使用，具有透明度高，热稳定性好，外观美观等优点。但这些膜材料还有些共同特点是：1、透气度低，只能用于代替普通成型纸，不利于卷烟的降低焦油含量的目的；2、膜材料的平滑度较高，用于成型纸时，在滤嘴棒成型机上成型时，搭接口处不易均匀粘接，影响生产车速，同样在卷烟成型机上也有搭接处不易均匀粘接现象，影响生产车速。
4.在中国实用新型授权专利(公开号：cn207011675u)所公开一种新型卷烟滤嘴中提到采用可食用透明薄膜纸作为卷烟高透成型纸，用于制作含有空腔的滤嘴棒。但专利中没有提及可食用透明薄膜纸的具体化学成分或原材料物质名称，市场上也未见这种高透气度及透气度变异系数小的、挺度高、热稳定性好的可作为高透成型纸的可食用透明薄膜纸。
5.在中国发明授权专利(授权公告号：cn110528335b)所公开一种利用pla纤维湿法抄造滤嘴棒纸的方法：使用10-50份聚乳酸(pla)纤维、0-50份漂白针叶木浆、0-30份未漂针叶木浆、0-40份麻浆、0-30份聚对苯二甲酸乙二醛脂(pet)、0-5份聚乙烯醇(pva)材料用于生产滤嘴棒纸，该产品用于制作加热不燃烧卷烟。据专利中介绍，用这种方法生产的产品具有：纸质柔软、纤维原料均可降解、绿色环保，且玻璃化温度低、降温效果好等特点。从该专利表一中可看到3个实施例的抗张强度指标只有1.01-1.23kn/m，强度较低，纸的挺度也较
差。
6.中国发明专利申请(公开号：cn111549574a)公开了一种提高木浆空气滤纸原纸透气性的方法，获得的针叶木丝光化浆所抄造的空气滤纸透气性能好、过滤效率高、容尘量大，可以制作高性能低成本的空气滤纸原纸，使木浆也能抄造出具备高性能的空气滤纸，在实际生产生活中起到节约成本，绿色环保的作用，可广泛使用。但在生产高透滤棒成型纸的时候，丝光化浆的外形不规则，纤维外径有大有小，纤维长短不一，不利于较大比例使用，否则会引起成型纸的透气度变异系数偏高，纸的孔径偏大，不能达到客户的技术指标要求。
7.中国发明专利申请(公开号：cn106436447a)公开了一种超高透气度成型纸及其制备方法，由再生纤维素纤维与植物纤维混合的浆料，经抄纸、烘干得到原纸，然后对原纸进行施胶处理、烘干得到所述成型纸。采用再生纤维素纤维和植物纤维混合抄造，两种纤维相辅相成，发挥了协同作用，再生纤维素纤维的高强度以及适宜的长度等特性得到充分发挥，制备得到超高透气度和高抗张强度的成型纸。
8.现市场需求一种强度高，挺度好的高透气型滤棒成型纸，易于制作含有空腔的滤嘴棒，同时这种滤棒具有利于达到降低卷烟焦油含量的目的。


技术实现要素：

9.针对现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种高强高挺度的高透成型纸及其制备方法，这种成型纸用于制作含有空腔的滤嘴棒。这种方法生产的高强高挺度的高透成型纸具有强度高、挺度好、透气度高的优点，可以制作含有空腔的滤嘴棒，空腔段中颗粒物资为活性炭颗粒、咖啡颗粒或其他香料颗粒。同时该成型纸有较高的透气度，有利于达到卷烟的降低焦油含量的目的。成型纸的孔径不能太大，否则滤嘴棒空腔中的部分小颗粒物质会通过成型纸漏出去。
10.为了实现上述的发明目的，本发明采用了以下的技术方案：
11.一种高强度高挺度的高透滤棒成型纸，以纤维浆料之和为100质量份数计，该成型纸的纤维浆料配方由以下的纤维类原料组成：
[0012][0013][0014]
其中，所述非水溶性短纤为维纶和粘胶纤维中的一种或2种混合，非水溶性短纤的直径为5-25μm，长度为1-10mm；水溶性pva短纤和非水溶性短纤的质量份数满足以下关系：35≤a+b≤50。
[0015]
作为优选，以纤维浆料之和为100质量份数计，该成型纸的纤维浆料配方由以下的纤维类原料组成：
[0016][0017]
优选，所述的丝光化浆选用美国buckeye technologies inc.公司hpz等级的产品。
[0018]
作为优选，维尼纶短纤的纤维规格为：0.55-2.0dtex，长度为3-6mm，粘胶短纤的纤维规格为：1.0-2.2dtex，长度为3-6mm；所述水溶性pva短纤的纤维规格为：1.2-2.5dtex，长度为3-8mm。
[0019]
作为优选，所述的漂白针叶木浆打浆处理的控制参数为：打浆浓度为：4.0-6.0％，打浆度为：15-230sr。
[0020]
作为优选，所述的成型纸配方中还包括以下助剂：阴离子聚丙烯酰胺、聚氧化乙烯、湿强剂和消泡剂中的一种或多种。
[0021]
作为优选，所述湿强剂采用pae和ppe中的一种或两种。
[0022]
作为优选，所述湿强剂的加入量为纤维总质量的1.0-2.0％。
[0023]
进一步，本技术提供了所述的一种高强高挺度的高透滤棒成型纸的生产方法，该方法包括以下的步骤：
[0024]
1)木浆碎解：将漂白针叶木浆或漂白针叶木浆+丝光化浆加入到碎浆机中进行碎解；
[0025]
2)疏解和打浆：碎解后的浆料经浸泡后再进行疏解和打浆，磨浆浓度控制在4.0-6.0％；打浆度控制在：15-230sr；湿重控制在：≥8.5g，完成后放到成浆池；
[0026]
3)配浆：将磨好的漂白针叶木浆或漂白针叶木浆+丝光化浆在配浆池中按一定比例配置，加入水溶性pva短纤，再加入非水溶性短纤，再加入湿强剂；湿强剂稀释到0.8-2.0％的浓度再添加；
[0027]
4)抄造：将配好的浆料稀释至0.1-0.5％浓度，抽到抄前池，加入相应选定的分散剂，经冲浆泵上斜网或圆网成形、压榨、干燥、卷取；
[0028]
5)分切，包装。
[0029]
作为优选，所述上网成形的控制参数为：上网浓度为0.02-0.1％。作为优选，所述干燥处理的温度为80-120℃。
[0030]
进一步，本技术提供了所述的一种高强高挺度的高透滤棒成型纸在制备高透滤棒或卷烟产品中的应用。
[0031]
进一步，本技术提供了一种卷烟产品，该卷烟的滤棒成型纸采用所述的一种高强高挺度的高透滤棒成型纸。
[0032]
本发明由于采用了上述的技术方案，配方设计的原理如下：
[0033]
1、选用部分丝光化浆是由于浆料经过丝光化处理，纤维外表面接近化学纤维，用它抄造的产品具有透气性高的特性，纸的挺度也会提高；丝光化浆的价格低于维尼纶短纤和粘胶短纤，采用部分丝光化浆，可以降低纸的生产成本。但丝光化浆的外形不规则，纤维外径有大有小，纤维长短不一，不利于较大比例使用，否则会引起成型纸的透气度变异系数
偏高，纸的孔径偏大，不能达到客户的技术指标要求。
[0034]
2、本发明优选部分维尼纶纤维短纤、粘胶短纤是由于选用的这两种短纤的纤维直径都明显小于漂白针叶木浆的纤维宽度，选用的维纶短纤的纤维直径约为：12-20μm，选用的粘胶短纤的纤维直径为：约15-22μm，而漂白针叶木浆的纤维直径约为30-36μm。而且这两种短纤的外形尺寸均一，纤维本身的挺度高，选用部分这两种纤维抄造的成型纸具有透气度高，透气度变异系数小，纸的孔径小，纸的挺度高等优点。
[0035]
3、选用部分水溶性维纶(pva)短纤是由于水溶性pva短纤和其它纤维混合抄造成型，抄造前水溶性维纶短纤在浆料中经过充分润胀，纤维会变的更柔软，可以和其它混合的纤维有更多接触点，经压榨后进入第一只烘缸，湿纸页经过烘缸近102-105℃的烘干，水溶性维纶短纤和它接触的所有纤维都能产生很好的粘合现象，产生很强的粘合效果，纸页烘干后可以大幅提高纸的抗张强度，纸的挺度也会明显提高。
[0036]
本发明的有益效果是：本发明的高强高挺度高透滤棒成形及其生产方法，生产出来的产品具备以下优点：
[0037]
一、成品纸具有强度好，挺度高的特点。普通的滤嘴棒由成型纸包裹在醋酸纤维束上制成，成型纸直接和醋酸纤维束接触，不需要有较高的挺度要求。而用于制作带有空腔的滤嘴棒的成型纸必须有较高的挺度，不然制作带有空腔的滤嘴棒时，在空腔的位置由于没有物质直接支撑，易于产生凹陷，扭曲等现象，引起滤棒的圆度、圆周指标不合格，严重的还会引起滤棒成型机停机现象。
[0038]
二、本发明生产的成型纸属于高透气度型滤嘴棒纸，有利于达到卷烟的降低焦油含量的目的。
[0039]
三、成型纸的孔径控制在≤100微米。孔径不能太大，否则滤嘴棒空腔中的部分小颗粒物质会通过成型纸漏出去，影响滤嘴棒的技术指标和外观质量。
[0040]
四、本发明生产的成型纸在滤棒成形机上适用性好，搭口处的粘接强度高，成形后的滤嘴棒不易变形等优点，在卷烟成型机也适用性好，运行速度快，得到烟厂的高度认可。
附图说明
[0041]
图1：一种高强高挺度的高透成型纸的使用位置(图中：1-高强高挺度的高透滤棒成型纸； 2-滤嘴棒中空腔段，里面装有活性炭、咖啡或其他香料颗粒物质；3-滤嘴棒中含有醋酸纤维束的部位)。
具体实施方式
[0042]
下面结合具体实例对本发明作进一步说明，但本发明的实施和保护范围不限于此。
[0043]
一种高强高挺度高透滤棒成型纸生产工艺，包括以下步骤：木浆碎解、纤维分散、疏解和打浆、添加助剂、添加化纤、配浆、除渣、上网成形(抄造)、压榨、烘干、卷取、分切包装等工序。
[0044]
本发明制备的高透滤棒成型纸的关键指标符合如下要求：定量：35-45g/m2，透气度 (cu)：8000-12000cm3/(min.cm2)，透气度变异系数：≤8％，抗张强度(纵向)：≥2.2kn/m，抗张强度(横向)：≥0.7kn/m2，挺度(横向)：≤15mn，挺度(纵向)≤35mn，孔径：≤100μm。
[0045]
挺度指标选用zb-td10k卧式电脑挺度测定仪测定，选用测定参数：弯曲长度15mm；弯曲角度15
°
。
[0046]
实施例1
[0047]
1)浆料配比：将质量份为40份漂白针叶木浆、25份丝光化浆加入到碎浆机中进行碎解；
[0048]
2)疏解和打浆：浆板经碎浆机混合碎解后经浸泡后再进行疏解和打浆，磨浆浓度控制在 5.5-6.0％；打浆度控制在：16-180sr，湿重≥8.5g。疏解和打浆完成后放到成浆池；
[0049]
3)配浆：将磨好的木浆在配浆池中按一定比例配置，再加入13份1.2dtex*3mm水溶性pva 短纤、22份1.5dtex*5mm维尼纶短纤混合，再加入湿强剂，稀释到0.8-1.0％的浓度；湿强剂加入量：1.5％。
[0050]
4)抄造：将配好的浆料稀释至0.08-0.1％浓度，抽到抄前池，再加入分散剂，分散剂选用聚氧化乙烯，经冲浆泵上圆网成形、压榨、干燥；
[0051]
5)卷取和分切包装。
[0052]
实施例2
[0053]
1)浆料配比：将质量份为50份漂白针叶木浆、15份丝光化浆加入到碎浆机中进行碎解；
[0054]
2)疏解和打浆：浆板经碎浆机混合碎解后经浸泡后再进行疏解和打浆，磨浆浓度控制在 5.5-6.0％；打浆度控制在：18-200sr，湿重≥8.5g。疏解和打浆完成后放到成浆池；
[0055]
3)配浆：将磨好的木浆在配浆池中按一定比例配置，再加入12份1.5dtex*4mm水溶性pva 短纤、23份1.8dtex*5mm粘胶短纤混合，再加入湿强剂，稀释到0.8-1.0％的浓度；湿强剂加入量：1.5％。
[0056]
4)抄造：将配好的浆料稀释至0.07-0.09％浓度，抽到抄前池，再加入分散剂，分散剂选用聚氧化乙烯，经冲浆泵上圆网成形、压榨、干燥；
[0057]
5)卷取和分切包装。
[0058]
实施例3
[0059]
1)浆料配比：将质量份为55份漂白针叶木浆加入到碎浆机中进行碎解；
[0060]
2)疏解和打浆：浆板经碎浆机混合碎解后经浸泡后再进行疏解和打浆，磨浆浓度控制在 5.5-6.0％；打浆度控制在：19-210sr，湿重≥8.5g。疏解和打浆完成后放到成浆池；
[0061]
3)配浆：将磨好的木浆在配浆池中按一定比例配置，再加入11份1.8dtex*5mm水溶性pva 短纤、34份1.8dtex*5mm粘胶短纤混合，再加入湿强剂，稀释到0.8-1.0％的浓度；湿强剂加入量：1.5％。
[0062]
4)抄造：将配好的浆料稀释至0.02-0.03％浓度，抽到抄前池，再加入分散剂，分散剂选用阴离子聚丙烯酰胺，经冲浆泵上斜网成形、压榨、干燥；
[0063]
5)卷取和分切包装。
[0064]
实施例4
[0065]
1)浆料配比：将质量份为60份漂白针叶木浆加入到碎浆机中进行碎解；
[0066]
2)疏解和打浆：浆板经碎浆机混合碎解后经浸泡后再进行疏解和打浆，磨浆浓度控制在 5.5-6.0％；打浆度控制在：21-230sr，湿重≥8.5g。疏解和打浆完成后放到成浆池；
[0067]
3)配浆：将磨好的木浆在配浆池中按一定比例配置，再加入10份2.0dtex*5mm水溶
性pva 短纤、30份2.0dtex*6mm维尼纶短纤混合，再加入湿强剂，稀释到0.8-1.0％的浓度；湿强剂加入量：1.5％。
[0068]
4)抄造：将配好的浆料稀释至0.03-0.04％浓度，抽到抄前池，再加入分散剂，分散剂选用阴离子聚丙烯酰胺，经冲浆泵上斜网成形、压榨、干燥；
[0069]
5)卷取和分切包装。
[0070]
实施例5
[0071]
1)浆料配比：将质量份为40份漂白针叶木浆、15份丝光化浆加入到碎浆机中进行碎解；
[0072]
2)疏解和打浆：浆板经碎浆机混合碎解后经浸泡后再进行疏解和打浆，磨浆浓度控制在 5.5-6.0％；打浆度控制在：16-180sr，湿重≥8.5g。疏解和打浆完成后放到成浆池；
[0073]
3)配浆：将磨好的木浆在配浆池中按一定比例配置，再加入12份1.5dtex*6mm水溶性pva 短纤、16份1.5dtex*5mm维尼纶短纤、17份1.8dtex*5mm粘胶短纤混合，再加入湿强剂，稀释到0.8-1.0％的浓度；湿强剂加入量：1.5％。
[0074]
4)抄造：将配好的浆料稀释至0.08-0.1％浓度，抽到抄前池，再加入分散剂，分散剂选用聚氧化乙烯，经冲浆泵上圆网成形、压榨、干燥；
[0075]
5)卷取和分切包装。
[0076]
对比例1
[0077]
1)浆料配比：将质量份为40份漂白针叶木浆、25份丝光化浆加入到碎浆机中进行碎解；
[0078]
2)疏解和打浆：浆板经碎浆机混合碎解后经浸泡后再进行疏解和打浆，磨浆浓度控制在 5.5-6.0％；打浆度控制在：16-180sr，湿重≥8.5g。疏解和打浆完成后放到成浆池；
[0079]
3)配浆：将磨好的木浆在配浆池中按一定比例配置，再加入7份1.2dtex*3mm水溶性pva 短纤、28份1.5dtex*5mm维尼纶短纤混合，再加入湿强剂，稀释到0.8-1.0％的浓度；湿强剂加入量：1.5％。
[0080]
4)抄造：将配好的浆料稀释至0.08-0.1％浓度，抽到抄前池，再加入分散剂，分散剂选用聚氧化乙烯，经冲浆泵上圆网成形、压榨、干燥；
[0081]
5)卷取和分切包装。
[0082]
对比例2
[0083]
1)浆料配比：将质量份为70份漂白针叶木浆加入到碎浆机中进行碎解；
[0084]
2)疏解和打浆：浆板经碎浆机混合碎解后经浸泡后再进行疏解和打浆，磨浆浓度控制在 5.5-6.0％；打浆度控制在：21-230sr，湿重≥8.5g。疏解和打浆完成后放到成浆池；
[0085]
3)配浆：将磨好的木浆在配浆池中按一定比例配置，再加入10份2.0dtex*5mm水溶性pva 短纤、20份2.0dtex*6mm维尼纶短纤混合，再加入湿强剂，稀释到0.8-1.0％的浓度；湿强剂加入量：1.5％。
[0086]
4)抄造：将配好的浆料稀释至0.03-0.04％浓度，抽到抄前池，再加入分散剂，分散剂选用阴离子聚丙烯酰胺，经冲浆泵上斜网成形、压榨、干燥；
[0087]
5)卷取和分切包装。
[0088]
对比例3
[0089]
1)浆料配比：将质量份为55份漂白针叶木浆加入到碎浆机中进行碎解；
[0090]
2)疏解和打浆：浆板经碎浆机混合碎解后经浸泡后再进行疏解和打浆，磨浆浓度控制在 5.5-6.0％；打浆度控制在：19-210sr，湿重≥8.5g。疏解和打浆完成后放到成浆池；
[0091]
3)配浆：将磨好的木浆在配浆池中按一定比例配置，再加入17份1.8dtex*5mm水溶性pva 短纤、28份1.8dtex*5mm粘胶短纤混合，再加入湿强剂，稀释到0.8-1.0％的浓度；湿强剂加入量：1.5％。
[0092]
4)抄造：将配好的浆料稀释至0.02-0.03％浓度，抽到抄前池，再加入分散剂，分散剂选用阴离子聚丙烯酰胺，经冲浆泵上斜网成形、压榨、干燥；
[0093]
5)卷取和分切包装。
[0094]
对比例4
[0095]
中国发明专利(公开号：cn113491344a)所公开一种聚对苯二甲酸乙二醇酯膜材料 (pet)作为卷烟成型纸的样品。
[0096]
对比例5
[0097]
中国发明专利(公开号：cn112293793a)所公开一种聚丙烯膜材料作为卷烟成型纸的样品。
[0098]
对比例6
[0099]
中国发明授权专利(授权公告号：cn110528335b)所公开一种利用pla纤维湿法抄造滤嘴棒纸的样品。
[0100]
上述5个实施例和6个对比例检测结果见表1和表2：
[0101]
表1
[0102][0103][0104]
表2
[0105][0106]
以上为对本发明实验例的描述，通过对所公开的实验例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实验例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的。本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实验例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施列，而是要符合与本文所公开的原理和新颖点相一致的最宽的范围。