專利名稱：一種利用大豆纖維制備卷煙雙纖維混合濾嘴的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種卷煙濾嘴的制備方法，屬于煙草加工領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
濾嘴是現(xiàn)代卷煙重要組成部分，其依靠濾嘴材料對(duì)卷煙煙氣中焦油、煙堿及氣相有害成分的吸收、攔截作用降低卷煙中有害成分進(jìn)入吸煙者口腔的含量，從而減少吸煙對(duì)人體的危害程度。因此，濾嘴材料對(duì)卷煙降害具有重要意義。濾嘴過(guò)濾技術(shù)自20世紀(jì)30年代發(fā)明以來(lái)得到了快速發(fā)展，濾嘴材料也經(jīng)歷由褶 皺紙、聚丙烯纖維、醋酸纖維等發(fā)展歷程?，F(xiàn)代卷煙生產(chǎn)中基本上都采用了醋酸纖維作為濾嘴過(guò)濾材料，主要在于其彈性好、無(wú)毒、無(wú)味、熱穩(wěn)定性好、吸阻小、截濾效果顯著。醋酸纖維是以木纖維制成的木漿與醋酸酐為主要原料而制取的一種人工纖維。由于技術(shù)原因，當(dāng)前我國(guó)醋酸纖維的生產(chǎn)能力有限，產(chǎn)品的對(duì)外依存度較高；醋酸纖維生產(chǎn)流程較長(zhǎng)，生產(chǎn)費(fèi)用高，經(jīng)濟(jì)規(guī)模彈性小，產(chǎn)生的三廢需回收且不能進(jìn)行再利用。隨著社會(huì)對(duì)林產(chǎn)品和農(nóng)產(chǎn)品價(jià)格的保護(hù)，醋酸纖維生產(chǎn)的原料成本也在不斷攀升?；跒V嘴對(duì)卷煙煙氣中有害成分的去除效果，濾嘴技術(shù)研究得到快速發(fā)展，復(fù)合濾嘴、溝槽濾嘴、生化濾嘴、添香(藥)濾嘴、活性炭濾嘴相續(xù)產(chǎn)生，其對(duì)煙氣中有害成分的過(guò)濾具有顯著的效果，部分產(chǎn)品已經(jīng)用于實(shí)際生產(chǎn)。但這些濾嘴均是基于醋酸纖維為基礎(chǔ)通過(guò)在濾嘴加工過(guò)程添加不同劑量的選擇性吸附顆粒材料來(lái)提高濾嘴的吸附過(guò)濾能力。這些吸附材料均需要附著某種依托材料才能加工環(huán)節(jié)達(dá)到減焦去害的效果，而無(wú)法單獨(dú)應(yīng)用。尋求環(huán)保、可再生、無(wú)毒、無(wú)味、吸附效果顯著的濾嘴材料是卷煙工業(yè)發(fā)展的重要方向，由此可避免單一化濾嘴材料對(duì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的局限，提高產(chǎn)品的應(yīng)用能力。目前，在國(guó)內(nèi)有以大豆纖維為原料，經(jīng)過(guò)制備后間接加入到嘴棒中的研究和應(yīng)用實(shí)例。紅云紅河煙草(集團(tuán))有限責(zé)任公司發(fā)明了一種由調(diào)制大豆纖維蛋白、大豆分離蛋白、大豆功能性蛋白和大豆蛋白多肽，經(jīng)造粒制作成大豆纖維蛋白顆粒，添加到濾棒中做成復(fù)合濾棒的方法(《一種大豆纖維蛋白復(fù)合嘴棒及其制備方法》申請(qǐng)?zhí)?01110086688. 6),屬于利用大豆纖維提取物進(jìn)行的濾棒應(yīng)用。南通煙濾嘴有限責(zé)任公司發(fā)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、煙絲、其他半合成纖維、再生纖維的一種或數(shù)種，制成紙濾芯，然后制成濾棒(《煙用CAPF濾棒的制造工藝》申請(qǐng)?zhí)?01110230518. 0)，該專利是一種利用大豆纖維作為造紙木漿添加物進(jìn)行濾棒再造的技術(shù)。大豆纖維是一種植物蛋白纖維，是以榨過(guò)油的大豆豆柏為原料，利用生物工程技術(shù)提取出豆粕中的球蛋白，通過(guò)添加功能性助劑和改變蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)，經(jīng)濕法紡絲而成人工植物纖維。由于大豆纖維的主要成分為植物蛋白，自然棄置后易于生物降解，屬于環(huán)境友好性材料，被譽(yù)為“21世紀(jì)最環(huán)保纖維”。本發(fā)明是在濾醋酸纖維絲束中直接加入大豆纖維，制成雙纖維混合濾嘴。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(fā)明內(nèi)容
鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種更加環(huán)保、生產(chǎn)成本低的復(fù)合濾嘴制備方法。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是，提供一種利用大豆纖維制備卷煙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(kāi)，消除表面靜電減少纖維卷曲纏繞；
(2)按照比例將表面潤(rùn)濕后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(jìn)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(qiáng)度，大豆纖維與醋酸纖維經(jīng)過(guò)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(duì)混紡絲束條的支撐效果；
(3)將均勻混合后的絲束條橫向展幅，拉伸至無(wú)明顯疊層，向表面均勻施加增塑劑；
(4 )使用濾棒成型機(jī)制作煙用濾棒，經(jīng)切棒成濾嘴后用于煙支卷制。 有益的是，在醋酸纖維中混合部分大豆纖維為原料制備卷煙濾嘴，利用大豆纖維細(xì)度小、直徑均勻、表面特殊結(jié)構(gòu)形式強(qiáng)化對(duì)卷煙中有害成分的截留和吸附作用，減少煙氣中有害成分對(duì)人體的危害，為卷煙工業(yè)濾嘴材料加工提供一種技術(shù)途徑。進(jìn)一步地，所述步驟(I)中消除表面靜電的方式是將展開(kāi)后的大豆纖維束置于相對(duì)濕度為90%、溫度為40°C的加濕箱1(T15分鐘。大豆纖維干燥狀態(tài)下表面容易形成靜電荷積累，所攜帶電荷多為正電荷，這對(duì)煙氣中帶有負(fù)電荷的自由基有害成分具有較強(qiáng)的吸附能力。進(jìn)一步地,所述步驟(2)中比例為4: I。進(jìn)一步地，所述步驟(3)中增塑劑為三乙酸甘油酯。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明利用大豆纖維部分代替醋酸纖維，使濾嘴的性能指標(biāo)得到多方面的提升，同時(shí)，為其他濾嘴添加劑的利用提供了一個(gè)更加良好的載體。大豆纖維的原料豆柏屬于可再生資源，原料來(lái)源豐富，成本低，加工廢料可用于蛋白飼料的生產(chǎn)，因此大豆纖維生產(chǎn)加工過(guò)程無(wú)污染。與醋酸纖維相比，大豆纖維細(xì)度小、直徑均勻一致，由此制成的濾嘴間隙均勻，可有效減少煙氣的短流和繞流現(xiàn)象，對(duì)煙氣中粒相和氣相顆粒攔截效果好。通過(guò)掃描電鏡圖可以看出，大豆纖維表面具有典型的溝槽結(jié)構(gòu)，這不僅增大了纖維吸附表面積，溝槽結(jié)構(gòu)也具有更好的攔截效果。更有益的是，大豆纖維吸濕性較醋酸纖維強(qiáng)，這也有利于煙用保潤(rùn)劑的開(kāi)發(fā)與使用。本發(fā)明所采用大豆纖維來(lái)源于大豆加工后的豆柏，屬于可再生的植物纖維，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卷煙吸食品質(zhì)不變，降低卷煙吸食危害的同時(shí)也為卷煙生產(chǎn)提供一條新的技術(shù)途徑。


圖I是本發(fā)明煙用醋酸纖維表面掃描電鏡圖片。圖2是本發(fā)明大豆纖維表面掃描電鏡圖片。
具體實(shí)施例方式使用大豆原絲纖維與煙用醋酸纖維制備雙纖維混合濾嘴。首先將5kg大豆原絲纖維在長(zhǎng)度方向上理順后在寬度方向均勻拉伸展成25cm寬的薄層，少許霧化加濕或置于相對(duì)濕度為90%、溫度為40°C的加濕箱使其表面濕潤(rùn)減少靜電引起的卷曲、放電現(xiàn)象。自然放置15分鐘使表面水份自然蒸發(fā)。將醋酸纖維束拉伸展開(kāi)成薄層，使薄層寬度與大豆纖維拉伸寬度相同；將表面潤(rùn)濕后的大豆纖維層與醋酸纖維薄層重疊混合到一起卷成束狀，再進(jìn)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(jī)卷制為卷煙濾棒。濾棒經(jīng)切棒處理后用于卷煙試制，試制產(chǎn)品進(jìn)行試驗(yàn)分析，同時(shí)使用同批次煙絲采用醋酸纖維濾嘴做對(duì)照。濾嘴外觀、 物質(zhì)質(zhì)量檢測(cè)按照GB/T5606. 1-2004、GB5606. 3-2005、GB5606. 6進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果如表 I。試制煙支煙氣成分測(cè)試按照GB/T19609-2004.GB5606. 5-2005、YC/T156-2001、YC/T157_2001，測(cè)試結(jié)果如表 2。大豆纖維濾嘴試制卷煙對(duì)煙氣中有害成分影響如表3所示。從表I可以看出由于采用的是原色大豆纖維，相對(duì)醋酸濾嘴大豆纖維濾嘴整體呈淡黃色，在相同長(zhǎng)度下重量、圓周、硬度、吸阻均在卷煙濾嘴加工允許范圍內(nèi)，由此表明大豆纖維與醋酸纖維混合濾嘴在物理指標(biāo)上可以達(dá)到與醋酸濾嘴的工業(yè)指標(biāo)要求。從表2、表3可以看出，相同長(zhǎng)度濾嘴的試制卷煙，雙纖維混合濾嘴卷煙煙氣主要成分中煙堿、氨、NNK都在檢測(cè)誤差范圍內(nèi)，而苯酚、巴豆醛的去除效果優(yōu)于醋酸纖維濾嘴，說(shuō)明雙纖維混合濾嘴對(duì)煙氣能起到很好的吸附過(guò)濾作用，大豆纖維對(duì)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(shù)對(duì)比表(濾棒長(zhǎng)度144mm)
I顏色I(xiàn)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2兩種不同濾嘴卷煙煙氣主要成分對(duì)比(濾嘴長(zhǎng)度24mm)
I I Mmm I I —
水分 MmBM -SiW 平■口數(shù)
(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3兩種不同濾嘴卷煙主流煙氣主要有害成分對(duì)比(濾嘴長(zhǎng)度24_)_
運(yùn)與■含量I測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)I雙纖維混合濾嘴卷煙 I醋酸纖維濾嘴卷煙—
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(wàn)23228-2008~ 3. 73.68
W|YC/T377-2010 \7.0丨6.權(quán)利要求
1.ー種利用大豆纖維制備卷煙雙纖維混合濾嘴的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟 (1)將大豆纖維束理順展開(kāi)，消除表面靜電減少纖維卷曲纏繞； (2)按照比例將表面潤(rùn)濕后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(jìn)行5 7次混合使兩種纖維均勻混合； (3)將均勻混合后的絲束條橫向展幅，拉伸至無(wú)明顯疊層，向表面均勻施加增塑劑； (4 )使用濾棒成型機(jī)制作煙用濾棒，經(jīng)切棒成濾嘴后用于煙支卷制。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種利用大豆纖維制備卷煙雙纖維混合濾嘴的方法，其特征在于，所述步驟(I)中消除表面靜電具體方法是將展開(kāi)后的大豆纖維束置于相對(duì)濕度為90%、溫度為40°C的加濕箱10 15分鐘。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種利用大豆纖維制備卷煙雙纖維混合濾嘴的方法，其特征在于，所述步驟(2)中比例為4:1。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種利用大豆纖維制備卷煙雙纖維混合濾嘴的方法，其特征在于，所述步驟(3)中增塑劑為三こ酸甘油酷。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用大豆纖維制備卷煙雙纖維混合濾嘴的方法，將大豆纖維束理順展開(kāi)，消除表面靜電減少纖維卷曲纏繞；按照4:1比例將表面潤(rùn)濕后的大豆纖維與醋酸纖維理成絲束條，并將兩種纖維均勻混合；將均勻混合后的絲束條橫向展幅，拉伸至無(wú)明顯疊層，向表面均勻施加增塑劑；使用濾棒成型機(jī)制作卷煙濾棒，經(jīng)切棒成濾嘴后用于煙支卷制。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所述方法制成的濾嘴空隙均勻，對(duì)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(fā)明所采用大豆纖維屬于可再生的植物纖維，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卷煙吸食品質(zhì)不變，降低卷煙吸食危害的同時(shí)也為卷煙生產(chǎn)提供一條新的技術(shù)途徑。
文檔編號(hào)A24D3/02GK102669815SQ20121015552
公開(kāi)日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2012年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月18日
發(fā)明者馮廣林, 劉元法, 宋光富, 李東亮, 李剛, 黃馨 申請(qǐng)人:川渝中煙工業(yè)有限責(zé)任公司