一種基於複合改性類-糊化澱粉的新型澱粉質捲菸膠的製作方法
2023-05-30 21:55:11
一種基於複合改性類-糊化澱粉的新型澱粉質捲菸膠的製作方法
【專利摘要】一種基於複合改性類-糊化澱粉的新型澱粉質捲菸膠，其特徵在於：由以下重量比的成分組成：水35%-85%，複合改性類-糊化澱粉10%-60%，防腐劑0.05%-1%，消泡劑0.05%-1%，功能助劑0-5%；所述複合改性類-糊化澱粉的製備方法如下：（1）採用熱解、酶解、酸變性改性手段中的任意一種或多種對原澱粉進行改性，得到降解類澱粉；（2）對得到的降解類澱粉進行酯化改性，得到降解類-酯化澱粉；（3）對得到的降解類-酯化澱粉進行糊化，即得到本發明中的複合改性類-糊化澱粉。經檢測，本發明的捲菸膠具有良好的粘性、流動性和穩定性，在常溫下能夠穩定存放三個月以上時間。
【專利說明】一種基於複合改性類-糊化澱粉的新型澱粉質捲菸膠
[0001]
【技術領域】
[0002]本發明涉及澱粉質膠黏劑，特別是適用於捲菸生產用的一種基於複合改性類-糊化澱粉的新型澱粉質捲菸膠。
【背景技術】
[0003]膠黏劑是捲菸生產製造過程中重要的原輔材料之一，在很多捲菸生產工序中均涉及到膠黏劑，主要包括:搭口膠、接嘴膠、濾棒中線膠、包裝膠和鋁箔複合膠等。目前，國內主流捲菸機單槍車速基本在7000支/分鐘左右(某些新型捲菸機的車速達到14000-16000支/分鐘)，以此捲菸速度計算，煙條的卷出速度約為500米/分鐘左右，例如，對搭口膠來說，從其塗在捲菸紙上到煙條出來之間的時間小於0.1秒，乾燥時間只有不到0.1秒，否則捲菸機就會出現「跑條」現象而停止工作；因此，這就要求捲菸膠具有優異的粘結性能、流變性能 坐寸O
[0004]由於聚醋酸乙烯乳液類膠黏劑具備上述性能特點，能夠適應高速捲菸機要求，因而在國內外捲菸行業得到普遍使用。然而以聚醋酸乙烯乳液為基礎的膠黏劑是非天然的膠黏劑，目前，人們對天然類的膠黏劑更感興趣，如澱粉質膠黏劑等，因為天然類膠粘劑的原料來源更廣泛、更環保。
[0005]國外從上世紀八九十年代開始研製澱粉高速捲菸膠，例如美國專利5085228提出了一種包括交聯澱粉和變性澱粉(特別指酸變性澱粉)的混合物，對混合物進行糊化後得到澱粉捲菸膠，其中特別要求原澱粉的支鏈澱粉含量至少為70% (重量)，且此混合物在糊化前可以選擇進行醚化、酯化和氧化改性，該澱粉捲菸膠可適用於車速6000支/分鐘及以上的捲菸機的生產。美國專利5155140提出了一種粘合劑，主要有由100份水、4-120份阿拉伯膠、3-80份水溶性澱粉降解產物、羧甲基澱粉、膠化澱粉的混合物構成。美國專利5329004提出了一種以支鏈澱粉含量至少90% (重量)的原澱粉為原料，通過酸變性(或者酶解、氧化)、磷酸酯化、糊化得到了一種澱粉捲菸膠，該澱粉捲菸膠可適用於車速6000支/分鐘及以上的捲菸機的生產。美國專利5490875提出了一種以支鏈澱粉含量至少70% (重量)的原澱粉為原料，分別製備了白糊精和水解澱粉(通過酶和/或酸)，然後將其進行糊化，得到了澱粉膠黏劑。中國專利CN 1095864C提出了一種包括2-25%分散性的未改性澱粉、5-60%改性澱粉、0-5%流變改性劑、約0-1%防腐劑及0-1%消泡劑組成的澱粉捲菸膠，該澱粉膠可適用於生產速度大於每分鐘7000支捲菸且有時大於每分鐘10000支捲菸的捲菸機。中國專利CN 100556973C提出了一種以一種或兩種以上的改性澱粉(乙醯化澱粉、乙醯化二交聯澱粉、醚化澱粉、醚化交聯澱粉)再經過第二次改性後得到的澱粉質粘合劑，改性澱粉的第二次改性是在糊化成膠的過程中進行的，是醯化改性或醚化改性與降解同步進行的，該澱粉膠可適用於大於等於7000支/分鐘的捲菸機。然而，現有專利中涉及到的很多澱粉捲菸膠仍舊存在著生產時車速低甚至未提及開機車速、粘性差、膠液穩定性差等問題，並且目前國內尚未出現滿足捲菸工業實際應用需求的商品化的澱粉質捲菸膠產品。因此，仍然需要既能滿足現有捲菸機的高車速等眾多要求並具有良好的粘性、流動性、穩定性的澱粉質捲菸膠。
【發明內容】
[0006]本發明的目的在於克服現有技術的不足，提供一種能夠滿足現有捲菸機正常生產需求(單槍車速7000支/分鐘及以上等)，並具有良好的粘性、流動性和穩定性的一種基於複合改性類-糊化澱粉的新型澱粉質捲菸膠。
[0007]本發明的目的是通過以下技術方案來實現的:
本發明的新型澱粉質捲菸膠，由以下重量比的成分組成:
水35%-85%
複合改性類-糊化澱粉 10%-60%
防腐劑0.05%-1%
消泡劑0.05%-1%
功能助劑0-5%
所述的複合改性類-糊化 澱粉的製備方法如下:
(1)採用熱解、酶解、酸變性、氧化等改性手段中的任意一種或多種對原澱粉進行改性，得到降解類澱粉；
(2)對得到的降解類澱粉進行酯化改性，得到降解類-酯化澱粉；
(3)對得到的降解類-酯化澱粉進行糊化，即得到本發明中的複合改性類- 糊化澱粉。
[0008]此外，上述複合改性澱粉製備過程中的降解類-酯化澱粉可以進一步進行交聯改性，然後再進行糊化得到複合改性類-糊化澱粉。並且本發明中的複合改性澱粉在製備時，其製備順序可以互換。
[0009]本發明中的改性澱粉均是通過對原澱粉改性得到的，其中原澱粉選擇以下種類中的任意一種或多種:玉米澱粉、大米澱粉、小麥澱粉、大麥澱粉、高粱澱粉、馬鈴薯澱粉、木薯澱粉、紅薯澱粉、綠豆澱粉、豌豆澱粉、芭蕉澱粉、西米澱粉、以及蠟質澱粉如蠟質玉米澱粉、臘質大米澱粉、臘質聞梁澱粉等。
[0010]本發明中的熱解改性是指利用乾熱法使澱粉降解，得到的產物即為熱解糊精。酶解改性是指在一定的溫度、PH值、時間條件下，利用澱粉酶催化澱粉，得到的產物即為酶解澱粉。酸變性是指利用無機酸處理澱粉，得到的產物即為酸變性澱粉。氧化改性是指澱粉在酸、鹼、中性介質中與氧化劑反應，得到的產物即為氧化澱粉。
[0011]本發明中的酯化改性是指分別採用醋酸酯化的酯化方法和磷酸酯化的酯化方法對降解類澱粉進行改性。前述的降解類澱粉經過酯化改性後得到的是降解類-醋酸酯化澱粉和降解類-磷酸酯化澱粉的混合物。
[0012]本發明中的交聯改性是指澱粉與交聯劑反應。
[0013]本發明中的「糊化」又稱「 α化」，其本質是水分子進入澱粉粒中，結晶相和無定型相的澱粉分子之間的氫鍵斷裂，破壞了澱粉分子間的締合狀態，分散在水中成為親水性的膠體溶液。根據所用設備的不同，有多種生產方法，本發明可以選擇蒸煮法、熱滾法、噴霧法、擠壓膨化法、微波法、脈衝噴氣法等方法中的任意一種或多種。
[0014]本發明中的防腐劑選擇以下種類中的任意一種或多種:苯甲酸及其鹽類、山梨酸鉀、脫氫乙酸鈉、丙酸鈣、雙乙酸鈉、乳酸鈉、乳酸鏈球菌素、納他黴素等。
[0015]本發明中的消泡劑選擇以下種類中的任意一種或多種:丙二醇等醇類、二甲基矽油等聚矽氧烷類、聚氧丙烯甘油醚等聚醚類、吐溫類、三聚甘油單硬脂酸酯等酯類、礦物油以及複合消泡劑等。
[0016]本發明中的功能助劑選擇以下種類中的任意一種或多種:單硬脂酸甘油酯、硬脂醯乳酸鈣鈉；甘油、山梨醇等多元醇類；蔗糖等糖類；膨潤土、二氧化矽等一些礦物質類；豆膠、骨膠等一些植物膠、動物膠類。通過選擇適宜的功能助劑，可以起到增粘、改善流動性和穩定性等作用。
[0017]本發明中的澱粉質捲菸膠的固含量約為15%_65% (重量)，pH值約為3_9且優選5-8，粘度約為100cpS-20000cpS (25°C )，並且其具有良好的粘性、流動性和穩定性，在常溫下能夠穩定存放三個月以上時間。
[0018]本發明中的澱粉質捲菸膠可以作為捲菸生產中的任意一種膠黏劑使用，如搭口膠、接嘴膠、濾棒中線膠、包裝膠和鋁箔複合膠等，並且可以適用於任意機型的捲菸機，特別是單槍車速7000支/分鐘以上的捲菸機以及車速大於10000支/分鐘等更快速的捲菸機。
[0019]本發明中的澱粉質捲菸膠也可適用於其它場合如紙張裝訂、瓶子標籤、包裝盒等涉及紙張粘結的場合。
實施例
[0020]下面將結合實施例對本發明做進一步詳細的描述，但本發明範圍不限於這些實施例。
[0021]1、採用20%的複合改性類-糊化澱粉、1%的山梨酸鉀、1%的丙二醇、4%的單硬脂酸甘油酯以及74%的水製備澱粉質捲菸膠，其中複合改性類-糊化澱粉是以蠟質玉米澱粉為原料，首先進行熱解反應，然後分別進行醋酸酯化反應和磷酸酯化反應，最後將得到的熱解-醋酸酯化澱粉和熱解-磷酸酯化澱粉混合併進行糊化即可得到複合改性類糊化澱粉。澱粉質捲菸膠的製備流程為:首先將複合改性類-糊化澱粉加入到水中，然後依次加入山梨酸鉀、丙二醇和單硬脂酸甘油酯，攪拌混合均勻即可。
[0022]製成的產品具有24%的固含量，在25°C時布魯克菲爾德粘度為640cps，該產品的粘度在三個月內是穩定的，並具有良好的粘性和流動性等。
[0023]2、採用35%的複合改性類-糊化澱粉、1%的苯甲酸鈉、1%的二甲基矽油、5%的山梨醇以及58%的水製備澱粉質捲菸膠，其中複合改性類-糊化澱粉是以木薯澱粉為原料，首先進行熱解反應，然後分別進行醋酸酯化反應和磷酸酯化反應，其次分別取上述兩種物質的一半再進行交聯反應，最後將得到的熱解-醋酸酯化澱粉、熱解-磷酸酯化澱粉、熱解-醋酸酯化-交聯澱粉和熱解-磷酸酯化-交聯澱粉混合併進行糊化即可得到複合改性類-糊化澱粉。澱粉質捲菸膠的製備流程為:首先將複合改性類-糊化澱粉加入到水中，然後依次加入苯甲酸鈉、二甲基矽油和山梨醇，攪拌混合均勻即可。
[0024]製成的產品具有40%的固含量，在25°C時布魯克菲爾德粘度為4680cps，該產品的粘度在三個月內是穩定的，並具有良好的粘性和流動性等。[0025]3、採用46%的複合改性類-糊化澱粉、1%的脫氫乙酸鈉、1%的二甲基矽油、5%的硬脂醯乳酸鈣鈉和47%的水製備澱粉質捲菸膠，其中複合改性類-糊化澱粉是以紅薯澱粉為原料，首先進行酶解反應，然後分別進行醋酸酯化反應和磷酸酯化反應，其次再進行交聯反應，最後將得到的酶解-醋酸酯化-交聯澱粉和酶解-磷酸酯化-交聯澱粉混合併進行糊化即可得到複合改性類-糊化澱粉。澱粉質捲菸膠的製備流程為:首先將複合改性類-糊化澱粉加入到水中，然後依次加入脫氫乙酸鈉、二甲基矽油和硬脂醯乳酸鈣鈉，攪拌混合均勻即可。
[0026]製成的產品具有51%的固含量，在25°C時布魯克菲爾德粘度為9170cps，該產品的粘度在三個月內是穩定的，並具有良好的粘性和流動性等。
[0027]4、採用38%的複合改性類-糊化澱粉、1%的雙乙酸鈉、1%的吐溫_60、3%三聚甘油單硬脂酸酯、2%的膨潤土以及55%的水製備澱粉質捲菸膠，其中複合改性類-糊化澱粉是以馬鈴薯澱粉為原料，首先進行酸變性反應，然後分別進行醋酸酯化反應和磷酸酯化反應，最後將得到的酸變性-醋酸酯化澱粉和酸變性-磷酸酯化澱粉混合併進行糊化即可得到複合改性類-糊化澱粉。澱粉質捲菸膠的製備流程為:首先將複合改性類-糊化澱粉加入到水中，然後依次加入雙乙酸鈉、吐溫-60、三聚甘油單硬脂酸酯和膨潤土，攪拌混合均勻即可。
[0028]製成的產品具有44%的固含量，在25°C時布魯克菲爾德粘度為1560cps，該產品的粘度在三個月內是穩定的，並具有良好的粘性和流動性等。
[0029]5、採用49%的複合改性類-糊化澱粉、0.5%的乳酸鈉、0.5%的納他黴素、1%的礦物油、3%的硅藻 土以及46%的水製備澱粉質捲菸膠，其中複合改性類-糊化澱粉是以玉米澱粉為原料，首先進行氧化反應，然後分別進行醋酸酯化反應和磷酸酯化反應，最後將得到的氧化-醋酸酯化澱 粉和氧化-磷酸酯化澱粉混合併進行糊化即可得到複合改性類-糊化澱粉。澱粉質捲菸膠的製備流程為:首先將複合改性類-糊化澱粉加入到水中，然後依次加入乳酸鈉、納他黴素、礦物油和硅藻土，攪拌混合均勻即可。
[0030]製成的產品具有51%的固含量，在25°C時布魯克菲爾德粘度為14600cps，該產品的粘度在三個月內是穩定的，並具有良好的粘性和流動性等。
[0031]6、採用30%的複合改性類-糊化澱粉、1%的苯甲酸鈉、1%的聚氧丙烯甘油醚、5%的蔗糖以及63%的水製備澱粉質捲菸膠，其中複合改性類-糊化澱粉是以蠟質大米澱粉為原料，首先分別進行酸變性反應和氧化反應，然後對得到的酸變性澱粉分別進行醋酸酯化反應和交聯反應、磷酸酯化反應和交聯反應，對得到的氧化澱粉也分別進行醋酸酯化反應和交聯反應、磷酸酯化反應和交聯反應，最後將得到的酸變性-醋酸酯化-交聯澱粉、酸變性-磷酸酯化-交聯澱粉、氧化-醋酸酯化-交聯澱粉和氧化-磷酸酯化-交聯澱粉混合併進行糊化即可得到複合改性類-糊化澱粉。澱粉質捲菸膠的製備流程為:首先將複合改性類-糊化澱粉加入到水中，然後依次加入苯甲酸鈉、聚氧丙烯甘油醚和蔗糖，攪拌混合均勻即可。
[0032]製成的產品具有35%的固含量，在25°C時布魯克菲爾德粘度為1500cps，該產品的粘度在三個月內是穩定的，並具有良好的粘性和流動性等。
【權利要求】
1.一種基於複合改性類-糊化澱粉的新型澱粉質捲菸膠，其特徵在於:由以下重量比的成分組成: 水35%-85% 複合改性類-糊化澱粉 10%-60% 防腐劑0.05%-1% 消泡劑0.05%-1% 功能助劑0-5% 所述複合改性類-糊化澱粉的製備方法如下: (1)採用熱解、酶解、酸變性改性手段中的任意一種或多種對原澱粉進行改性，得到降解類澱粉； (2)對得到的降解類澱粉進行酯化改性，得到降解類-酯化澱粉； (3)對得到的降解類-酯化澱粉進行糊化，即得到本發明中的複合改性類-糊化澱粉。
2.根據權利要求1所述的一種基於複合改性類-糊化澱粉的新型澱粉質捲菸膠，其特徵在於:所述降解類-酯化澱粉可以進一步進行交聯改性，然後再進行糊化得到複合改性類-糊化澱粉。
3.根據權利要求1或2所述的一種基於複合改性類-糊化澱粉的新型澱粉質捲菸膠，其特徵在於:所述各個改性製備順序可以前後互換。
4.根據權利要求1所述的一種基於複合改性類-糊化澱粉的新型澱粉質捲菸膠，其特徵在於:所述原澱粉選擇以下種類中的任意一種或多種:玉米澱粉、大米澱粉、小麥澱粉、大麥澱粉、高粱澱粉、馬鈴薯澱粉、木薯澱粉、紅薯澱粉、綠豆澱粉、豌豆澱粉、芭蕉澱粉、西米澱粉、以及臘質澱粉如臘質玉米澱粉、臘質大米澱粉、臘質高粱澱粉等。
5.根據權利要求1所述的一種基於複合改性類-糊化澱粉的新型澱粉質捲菸膠，其特徵在於:所述熱解改性是指利用乾熱法使澱粉降解，得到的產物即為熱解糊精；所述酶解改性是指在一定的溫度、PH值、時間條件下，利用澱粉酶催化澱粉，得到的產物即為酶解澱粉；所述酸變性是指利用無機酸處理澱粉，得到的產物即為酸變性澱粉。
6.根據權利要求1所述的一種基於複合改性類-糊化澱粉的新型澱粉質捲菸膠，其特徵在於:酯化改性是指分別採用醋酸酯化的酯化方法和磷酸酯化的酯化方法對降解類澱粉進行改性，前述的降解類澱粉經過酯化改性後得到的是降解類-醋酸酯化澱粉和降解類-磷酸酯化澱粉的混合物。
7.根據權利要求1所述的一種基於複合改性類-糊化澱粉的新型澱粉質捲菸膠，其特徵在於:所述防腐劑選擇以下種類中的任意一種或多種:苯甲酸及其鹽類、山梨酸鉀、脫氫乙酸鈉、丙酸鈣、雙乙酸鈉、乳酸鈉、乳酸鏈球菌素、納他黴素等。
8.根據權利要求1所述的一種基於複合改性類-糊化澱粉的新型澱粉質捲菸膠，其特徵在於:所述消泡劑選擇以下種類中的任意一種或多種:丙二醇等醇類、二甲基矽油等聚矽氧烷類、聚氧丙烯甘油醚等聚醚類、吐溫類、三聚甘油單硬脂酸酯等酯類、礦物油以及複合消泡劑等。
9.根據權利要求1所述的一種基於複合改性類-糊化澱粉的新型澱粉質捲菸膠，其特徵在於:所述功能助劑選擇以下種類中的任意一種或多種:單硬脂酸甘油酯、硬脂醯乳酸鈣鈉；甘油、山梨醇等多元醇類；蔗糖等糖類；膨潤土、二氧化矽等一些礦物質類；豆膠、骨膠等一些植物膠、動物膠類。
10.根據權利要求1所述的一種基於複合改性類-糊化澱粉的新型澱粉質捲菸膠，其特徵在於:所得捲菸膠的固含量約為15%-65% (重量)，pH值約為3-9且優選5_8，粘度約為100cps-20000cps (25°C)。
【文檔編號】C09J103/06GK103773275SQ201210400086
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2012年10月20日 優先權日:2012年10月20日
【發明者】張曉兵, 劉惠民, 賈雲禎, 趙樂, 王宜鵬 申請人:中國菸草總公司鄭州菸草研究院