一種利用大豆纖維製備捲菸雙纖維混合濾嘴的方法

2023-06-04 04:30:26 1

專利名稱：一種利用大豆纖維製備捲菸雙纖維混合濾嘴的方法
技術領域：
本發明涉及一種捲菸濾嘴的製備方法，屬於菸草加工領域。
背景技術：
濾嘴是現代捲菸重要組成部分，其依靠濾嘴材料對捲菸煙氣中焦油、菸鹼及氣相有害成分的吸收、攔截作用降低捲菸中有害成分進入吸菸者口腔的含量，從而減少吸菸對人體的危害程度。因此，濾嘴材料對捲菸降害具有重要意義。濾嘴過濾技術自20世紀30年代發明以來得到了快速發展，濾嘴材料也經歷由褶 皺紙、聚丙烯纖維、醋酸纖維等發展歷程。現代捲菸生產中基本上都採用了醋酸纖維作為濾嘴過濾材料，主要在於其彈性好、無毒、無味、熱穩定性好、吸阻小、截濾效果顯著。醋酸纖維是以木纖維製成的木漿與醋酸酐為主要原料而製取的一種人工纖維。由於技術原因，當前我國醋酸纖維的生產能力有限，產品的對外依存度較高；醋酸纖維生產流程較長，生產費用高，經濟規模彈性小，產生的三廢需回收且不能進行再利用。隨著社會對林產品和農產品價格的保護，醋酸纖維生產的原料成本也在不斷攀升。基於濾嘴對捲菸煙氣中有害成分的去除效果，濾嘴技術研究得到快速發展，複合濾嘴、溝槽濾嘴、生化濾嘴、添香(藥)濾嘴、活性炭濾嘴相續產生，其對煙氣中有害成分的過濾具有顯著的效果，部分產品已經用於實際生產。但這些濾嘴均是基於醋酸纖維為基礎通過在濾嘴加工過程添加不同劑量的選擇性吸附顆粒材料來提高濾嘴的吸附過濾能力。這些吸附材料均需要附著某種依託材料才能加工環節達到減焦去害的效果，而無法單獨應用。尋求環保、可再生、無毒、無味、吸附效果顯著的濾嘴材料是捲菸工業發展的重要方向，由此可避免單一化濾嘴材料對產業發展的局限，提高產品的應用能力。目前，在國內有以大豆纖維為原料，經過製備後間接加入到嘴棒中的研究和應用實例。紅雲紅河菸草(集團)有限責任公司發明了一種由調製大豆纖維蛋白、大豆分離蛋白、大豆功能性蛋白和大豆蛋白多肽，經造粒製作成大豆纖維蛋白顆粒，添加到濾棒中做成複合濾棒的方法(《一種大豆纖維蛋白複合嘴棒及其製備方法》申請號201110086688. 6),屬於利用大豆纖維提取物進行的濾棒應用。南通煙濾嘴有限責任公司發明了一種新型高效的紙芯濾棒——煙用CAPF濾棒，該方法是在造紙的木漿中添加了聚乳酸纖維、大豆纖維、草纖維、竹纖維、棉纖維、麻纖維、菸絲、其他半合成纖維、再生纖維的一種或數種，製成紙濾芯，然後製成濾棒(《煙用CAPF濾棒的製造工藝》申請號201110230518. 0)，該專利是一種利用大豆纖維作為造紙木漿添加物進行濾棒再造的技術。大豆纖維是一種植物蛋白纖維，是以榨過油的大豆豆柏為原料，利用生物工程技術提取出豆粕中的球蛋白，通過添加功能性助劑和改變蛋白質空間結構，經溼法紡絲而成人工植物纖維。由於大豆纖維的主要成分為植物蛋白，自然棄置後易於生物降解，屬於環境友好性材料，被譽為「21世紀最環保纖維」。本發明是在濾醋酸纖維絲束中直接加入大豆纖維，製成雙纖維混合濾嘴。用大豆纖維部分替代醋酸纖維，為濾嘴材料的選擇提供了一種新的途徑。

發明內容
鑑於此，本發明的目的在於提供一種更加環保、生產成本低的複合濾嘴製備方法。為解決上述技術問題，本發明提供的技術方案是，提供一種利用大豆纖維製備捲菸雙纖維混合濾嘴的方法，該方法包括以下步驟
(1)將大豆纖維束理順展開，消除表面靜電減少纖維捲曲纏繞；
(2)按照比例將表面潤溼後的大豆纖維與醋酸纖維理成絲束條，將絲束條按展幅、收幅、展幅順序進行5 7次混合使兩種纖維均勻混合，添加部分醋酸纖維作支撐材料以提高濾嘴強度，大豆纖維與醋酸纖維經過多次疊層橫向拉伸使兩種原料混合均勻，以保證醋酸纖維對混紡絲束條的支撐效果；
(3)將均勻混合後的絲束條橫向展幅，拉伸至無明顯疊層，向表面均勻施加增塑劑；
(4 )使用濾棒成型機製作煙用濾棒，經切棒成濾嘴後用於煙支卷制。 有益的是，在醋酸纖維中混合部分大豆纖維為原料製備捲菸濾嘴，利用大豆纖維細度小、直徑均勻、表面特殊結構形式強化對捲菸中有害成分的截留和吸附作用，減少煙氣中有害成分對人體的危害，為捲菸工業濾嘴材料加工提供一種技術途徑。進一步地，所述步驟(I)中消除表面靜電的方式是將展開後的大豆纖維束置於相對溼度為90%、溫度為40°C的加溼箱1(T15分鐘。大豆纖維乾燥狀態下表面容易形成靜電荷積累，所攜帶電荷多為正電荷，這對煙氣中帶有負電荷的自由基有害成分具有較強的吸附能力。進一步地,所述步驟(2)中比例為4: I。進一步地，所述步驟(3)中增塑劑為三乙酸甘油酯。與現有技術相比，本發明利用大豆纖維部分代替醋酸纖維，使濾嘴的性能指標得到多方面的提升，同時，為其他濾嘴添加劑的利用提供了一個更加良好的載體。大豆纖維的原料豆柏屬於可再生資源，原料來源豐富，成本低，加工廢料可用於蛋白飼料的生產，因此大豆纖維生產加工過程無汙染。與醋酸纖維相比，大豆纖維細度小、直徑均勻一致，由此製成的濾嘴間隙均勻，可有效減少煙氣的短流和繞流現象，對煙氣中粒相和氣相顆粒攔截效果好。通過掃描電鏡圖可以看出，大豆纖維表面具有典型的溝槽結構，這不僅增大了纖維吸附表面積，溝槽結構也具有更好的攔截效果。更有益的是，大豆纖維吸溼性較醋酸纖維強，這也有利於煙用保潤劑的開發與使用。本發明所採用大豆纖維來源於大豆加工後的豆柏，屬於可再生的植物纖維，其主要成分為大豆蛋白，在自然條件下容易生物降解。大豆纖維與醋酸纖維混合濾嘴的使用在保留捲菸吸食品質不變，降低捲菸吸食危害的同時也為捲菸生產提供一條新的技術途徑。


圖I是本發明煙用醋酸纖維表面掃描電鏡圖片。圖2是本發明大豆纖維表面掃描電鏡圖片。
具體實施例方式使用大豆原絲纖維與煙用醋酸纖維製備雙纖維混合濾嘴。首先將5kg大豆原絲纖維在長度方向上理順後在寬度方向均勻拉伸展成25cm寬的薄層，少許霧化加溼或置於相對溼度為90%、溫度為40°C的加溼箱使其表面溼潤減少靜電引起的捲曲、放電現象。自然放置15分鐘使表面水份自然蒸發。將醋酸纖維束拉伸展開成薄層，使薄層寬度與大豆纖維拉伸寬度相同；將表面潤溼後的大豆纖維層與醋酸纖維薄層重疊混合到一起捲成束狀，再進行5次混合拉展使兩種纖維混合均勻，形成混合纖維束。將混合纖維束橫向拉伸至40cm呈薄層狀，使用三乙酸甘油酯作增塑劑，均勻噴灑薄層表面。使用KDF2型濾棒成型機卷制為捲菸濾棒。濾棒經切棒處理後用於捲菸試製，試製產品進行試驗分析，同時使用同批次菸絲採用醋酸纖維濾嘴做對照。濾嘴外觀、 物質質量檢測按照GB/T5606. 1-2004、GB5606. 3-2005、GB5606. 6進行檢測，結果如表 I。試製煙支煙氣成分測試按照GB/T19609-2004.GB5606. 5-2005、YC/T156-2001、YC/T157_2001，測試結果如表 2。大豆纖維濾嘴試製捲菸對煙氣中有害成分影響如表3所示。從表I可以看出由於採用的是原色大豆纖維，相對醋酸濾嘴大豆纖維濾嘴整體呈淡黃色，在相同長度下重量、圓周、硬度、吸阻均在捲菸濾嘴加工允許範圍內，由此表明大豆纖維與醋酸纖維混合濾嘴在物理指標上可以達到與醋酸濾嘴的工業指標要求。從表2、表3可以看出，相同長度濾嘴的試製捲菸，雙纖維混合濾嘴捲菸煙氣主要成分中菸鹼、氨、NNK都在檢測誤差範圍內，而苯酚、巴豆醛的去除效果優於醋酸纖維濾嘴，說明雙纖維混合濾嘴對煙氣能起到很好的吸附過濾作用，大豆纖維對煙氣中有害成分具有一定的選擇性去除作用。表I醋酸纖維濾棒與雙纖維混合濾棒基本參數對比表(濾棒長度144mm)
I顏色I重量(g) I圓周(mm) I硬度(％) I吸阻(Pa)
醋酸纖維濾棒白 0.84224.209 90. 733 3899
雙纖維混合濾棒 I淡黃Id. 828 |24. 138 丨88. 907 丨3932
表2兩種不同濾嘴捲菸煙氣主要成分對比(濾嘴長度24mm)
I I Mmm I I —
水分 MmBM -SiW 平■口數
(T.P.I)
i ugffjus/x) ( /^) Us/支)
————-----
SKiwa
14,86 l.if I, if11.72 12.4 , 2S
mm____
WMrnn.......
14 Sf 議1.191L50 1 2.3 36,92
I mmm [____
表3兩種不同濾嘴捲菸主流煙氣主要有害成分對比(濾嘴長度24_)_
運與■含量I測試標準I雙纖維混合濾嘴捲菸 I醋酸纖維濾嘴捲菸—
支)元7T255-2008 一11.7214.36
百豆醛(1^邑/支)元7T254-2008 一 22. 524.38
^ (ng/支)而萬23228-2008~ 3. 73.68
W|YC/T377-2010 \7.0丨6.權利要求
1.ー種利用大豆纖維製備捲菸雙纖維混合濾嘴的方法，其特徵在於，該方法包括以下步驟 (1)將大豆纖維束理順展開，消除表面靜電減少纖維捲曲纏繞； (2)按照比例將表面潤溼後的大豆纖維與醋酸纖維理成絲束條，將絲束條按展幅、收幅、展幅順序進行5 7次混合使兩種纖維均勻混合； (3)將均勻混合後的絲束條橫向展幅，拉伸至無明顯疊層，向表面均勻施加增塑劑； (4 )使用濾棒成型機製作煙用濾棒，經切棒成濾嘴後用於煙支卷制。
2.根據權利要求I所述的ー種利用大豆纖維製備捲菸雙纖維混合濾嘴的方法，其特徵在於，所述步驟(I)中消除表面靜電具體方法是將展開後的大豆纖維束置於相對溼度為90%、溫度為40°C的加溼箱10 15分鐘。
3.根據權利要求I所述的ー種利用大豆纖維製備捲菸雙纖維混合濾嘴的方法，其特徵在於，所述步驟(2)中比例為4:1。
4.根據權利要求I所述的ー種利用大豆纖維製備捲菸雙纖維混合濾嘴的方法，其特徵在於，所述步驟(3)中增塑劑為三こ酸甘油酷。
全文摘要
本發明涉及一種利用大豆纖維製備捲菸雙纖維混合濾嘴的方法，將大豆纖維束理順展開，消除表面靜電減少纖維捲曲纏繞；按照4:1比例將表面潤溼後的大豆纖維與醋酸纖維理成絲束條，並將兩種纖維均勻混合；將均勻混合後的絲束條橫向展幅，拉伸至無明顯疊層，向表面均勻施加增塑劑；使用濾棒成型機製作捲菸濾棒，經切棒成濾嘴後用於煙支卷制。與現有技術相比，本發明所述方法製成的濾嘴空隙均勻，對煙氣中粒相和氣相顆粒攔截效果好，纖維吸附表面積更大。本發明所採用大豆纖維屬於可再生的植物纖維，在自然條件下容易生物降解。大豆纖維與醋酸纖維混合濾嘴的使用在保留捲菸吸食品質不變，降低捲菸吸食危害的同時也為捲菸生產提供一條新的技術途徑。
文檔編號A24D3/02GK102669815SQ20121015552
公開日2012年9月19日 申請日期2012年5月18日 優先權日2012年5月18日
發明者馮廣林, 劉元法, 宋光富, 李東亮, 李剛, 黃馨 申請人:川渝中煙工業有限責任公司