專利名稱：一種降低低引燃傾向卷煙紙阻燃膠粘度的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及卷煙技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種降低制造低引燃傾向卷煙紙所用的阻燃膠的粘度的添加劑及其應(yīng)用方法。
背景技術(shù)：
據(jù)美國(guó)消防協(xié)會(huì)多年的火災(zāi)統(tǒng)計(jì)資料表明，在美國(guó)絕大多數(shù)災(zāi)難性火災(zāi)都是由點(diǎn)燃卷煙落在床上或裝飾物品上引起的，造成的直接財(cái)產(chǎn)損失高達(dá)幾十億美元。國(guó)際上提出低引燃傾向(Low Ignition Propensity, LIP)卷煙的主要目的就是為了減少火災(zāi)的損失。煙頭的中心溫度高達(dá)800-900°C，其表面溫度也有300_400°C，而一般固體可燃物的燃點(diǎn)在200°C左右。因此，在吸煙者不經(jīng)意或睡著的時(shí)候，未熄滅的煙掉到衣服、家具或紙張上的時(shí)候，就非常容易引起火災(zāi)。2004年美國(guó)紐約州率先執(zhí)行了卷煙防火安全標(biāo)準(zhǔn)，到2010年1月，美國(guó)低引燃傾向卷煙市場(chǎng)占有率有望達(dá)到100% ；2005年，加拿大要求所有在銷的卷煙必須為防火安全型卷煙；2010年4月1日起，在芬蘭生產(chǎn)或進(jìn)口到芬蘭的卷煙均為低引燃傾向卷煙；2007 年11月四日，歐盟27個(gè)成員國(guó)批準(zhǔn)了歐盟委員會(huì)要求煙草業(yè)所有卷煙必須使用阻燃紙的建議，低引燃傾向卷煙有望于2011年中期或2012年早期進(jìn)入歐盟。此外，新西蘭、南非等國(guó)也正在討論關(guān)于卷煙防火安全的立法?？梢姡鸵純A向的卷煙已成為現(xiàn)階段國(guó)際煙草界的一個(gè)研究熱點(diǎn)。目前國(guó)內(nèi)對(duì)于LIP阻燃膠在卷煙紙上的涂覆方法比較少，主要仍然采用的是和水松紙印刷相同的柔印技術(shù)。而目前為了增強(qiáng)阻燃膠的阻燃效果，一般都會(huì)在LIP膠中加入大量的淀粉。隨著淀粉加入量的增大，LIP膠的粘度會(huì)大幅度上升，不利于柔印技術(shù)的使用。 因此，為了適應(yīng)目前技術(shù)設(shè)備的需求，尋找新的在不改變淀粉量的前提下，降低LIP膠粘度的方法變的尤為重要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種降低低引燃傾向卷煙紙阻燃膠粘度的方法，保證LIP膠在一定時(shí)間范圍內(nèi)(柔印過(guò)程中)的低粘度性質(zhì)，適應(yīng)目前技術(shù)設(shè)備的需求。
本發(fā)明是在不改變LIP膠中淀粉量的前提下，加入一些成分以降低LIP膠的粘度，使之滿足目前的柔印技術(shù)的需求，并在使用前加入酸性物質(zhì)，中和膠的PH值；既保護(hù)設(shè)備不受腐蝕，又能較好地采用柔印技術(shù)在卷煙紙的表面涂覆一層阻燃膠。本發(fā)明的技術(shù)方案是
在含有高濃度淀粉的LIP膠中加入丙二醇、強(qiáng)堿和適量的酸，使LIP膠的粘度大幅度下降，丙二醇的添加量為淀粉丙二醇=1:0. 75 1.50，強(qiáng)堿的添加量為淀粉強(qiáng)堿 =10:0. 5 1. 5，酸的加入量由酸的濃度決定，確保反應(yīng)后剩余強(qiáng)堿的量為原加入量的15 35% ；強(qiáng)堿包括氫氧化鈉、氫氧化鉀以及甲醇鈉，乙醇鈉，叔丁醇鉀有機(jī)堿類等水溶性強(qiáng)堿中的一種。所述的酸為磷酸、硫酸、鹽酸、甲酸、乙酸等水溶性酸中的一種。丙二醇的最佳加入量為淀粉丙二醇=1:1. 25。強(qiáng)堿的最佳加入量為淀粉氫氧化鈉=10:1。 丙二醇和強(qiáng)堿都為直接加入LIP膠中使用。丙二醇是一種優(yōu)良的有機(jī)溶劑，加入丙二醇后LIP膠的粘度會(huì)大幅度下降。但由于丙二醇是液體，如果加入量過(guò)大，整個(gè)溶液的濃度會(huì)降低，采用柔印技術(shù)涂覆于卷煙紙表面的阻燃劑的量就會(huì)減少，從而降低阻燃效果。尋找一個(gè)合適的丙二醇的加入量是一個(gè)重要的方面。強(qiáng)堿加入LIP膠后，會(huì)促使淀粉水解成為小分子，有利于降低LIP膠的濃度。但小分子淀粉會(huì)進(jìn)一步水解成為葡萄糖，從而降低膠的阻燃效果；而且強(qiáng)堿性會(huì)腐蝕儀器設(shè)備， 因此需要在使用前加入一種安全的酸，中和其部分堿性，但又能保證LIP膠在一定時(shí)間范圍內(nèi)(柔印過(guò)程中)的低粘度性質(zhì)。本發(fā)明采用在阻燃膠中加入一定量的丙二醇和強(qiáng)堿的混合物的方法，有效降低阻燃膠的粘度，降低阻燃膠的PH值，使之適合于目前的柔印技術(shù)，保護(hù)機(jī)器設(shè)備，同時(shí)又能在印刷過(guò)程中滿足儀器需要的粘度要求。在低溫下能夠較好地將阻燃膠印刷到卷煙紙內(nèi)側(cè)， 并最終卷制成卷煙。當(dāng)卷煙在無(wú)抽吸的情況下，燃燒至阻燃帶，并和可燃物相接觸時(shí)降低卷煙紙的燃燒傾向，減小引燃可燃物的可能。本發(fā)明可以滿足制備低引燃傾向的卷煙的要求， 價(jià)格低廉，實(shí)用高效，并能進(jìn)一步地降低卷煙的引燃傾向。


圖1是低引燃傾向(LIP)卷煙示意圖。圖2是低引燃傾向(LIP)卷煙紙示意圖。圖3是本發(fā)明的丙二醇加入量與溶液粘度的變化曲線圖。圖中，1一嘴棒，2—成型紙，3—接裝紙，4一卷煙紙，5—阻燃帶，6—阻燃膠印刷層。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1
在工業(yè)使用前，在含有高濃度淀粉的LIP膠中直接加入丙二醇和氫氧化鈉，丙二醇的添加量為淀粉丙二醇=1:1. 25，強(qiáng)堿的添加量為淀粉強(qiáng)堿=10:1，攪拌均勻后備用。 使用前5分鐘內(nèi)加入適量的純磷酸并搖勻，確保反應(yīng)后剩余氫氧化鈉剩余量為原加入量的 24. 6%ο實(shí)施例2
在工業(yè)使用前，在含有高濃度淀粉的LIP膠中直接加入丙二醇和氫氧化鉀，丙二醇的添加量為淀粉丙二醇=1:1，氫氧化鉀的添加量為淀粉強(qiáng)堿=10:0. 75，攪拌均勻后備用。使用前5分鐘內(nèi)加入適量的甲酸并搖勻，確保反應(yīng)后剩余氫氧化鉀剩余量為原加入量的 15. 2%ο實(shí)施例3:在工業(yè)使用前，在含有高濃度淀粉的LIP膠中直接加入丙二醇和乙醇鈉，丙二醇的添加量為淀粉丙二醇=1:1，乙醇鈉的添加量為淀粉強(qiáng)堿=10:0. 5，攪拌均勻后備用。使用前5分鐘內(nèi)加入適量的稀硫酸并搖勻，稀硫酸的加入量由稀硫酸的濃度決定，確保反應(yīng)后剩余乙醇鈉剩余量為原加入量的30%。實(shí)施例4
在工業(yè)使用前，在含有高濃度淀粉的LIP膠中直接加入丙二醇和乙醇鈉，丙二醇的添加量為淀粉丙二醇=1:1. 25，甲醇鈉的添加量為淀粉強(qiáng)堿=10:0. 5，攪拌均勻后備用。 使用前5分鐘內(nèi)加入適量的稀鹽酸并搖勻，稀鹽酸的加入量由稀鹽酸的濃度決定，確保反應(yīng)后剩余乙醇鈉剩余量為原加入量的35%。實(shí)施例5
在工業(yè)使用前，在含有高濃度淀粉的LIP膠中直接加入丙二醇和叔丁醇鉀，丙二醇的添加量為淀粉丙二醇=1:0. 75，叔丁醇鉀的添加量為淀粉強(qiáng)堿=10:0. 5，攪拌均勻后備用。使用前5分鐘內(nèi)加入適量的乙酸并搖勻，確保反應(yīng)后剩余叔丁醇鉀剩余量為原加入量的20%。以下實(shí)驗(yàn)?zāi)軐?duì)本發(fā)明的效果作進(jìn)一步的說(shuō)明。40 °C下，以LIP膠為基質(zhì)，其中含淀粉60g，按梯度加入丙二醇，所得溶液的粘度隨丙二醇加入量的關(guān)系如圖3所示。從圖3中可以看出，隨著丙二醇加入量的增大，溶液的粘度逐漸降低，這有利于柔印技術(shù)對(duì)卷煙紙涂覆的需求。從曲線中還可以看出，剛開始加入丙二醇時(shí)，溶液粘度大幅度降低，但隨著加入量的增大，降低數(shù)值逐漸減小，最后差值變成固定的0.5X50 Pa S?；究梢源_定，在丙二醇加入量為75 g之后的變化完全屬于加入丙二醇對(duì)溶液稀釋作用帶來(lái)的粘度下降。因此可以確定，在此條件下，丙二醇的最佳加入量為淀粉丙二醇=1:0. 75 1. 5。采用無(wú)機(jī)強(qiáng)堿氫氧化鈉為例，在相同的上述LIP膠基質(zhì)中(含淀粉60g)加入不同量的NaOH，其表觀狀態(tài)和NaOH加入量的關(guān)系表格1所示；
XaOH加入靈SS*觀狀態(tài)0靜靈冷卻后， K化嚴(yán)重0 3_化嚴(yán)靈0J5麵邐冷《Ι&,會(huì)產(chǎn)生麗IWtti歡1.5靜靈掙《后，會(huì)產(chǎn)生麗i t 靈3藝靈冷《S，會(huì)又少靈覆》t現(xiàn)象6-5wmmmmm^mmmiL·也就徽好地s解，表觀鹿
m I溶植表觀狀態(tài)in NaOHAl入量的關(guān)系
從表格1可以看出，加入NaOH有利于淀粉分子水解成小分子，有利于溶解，解決流動(dòng)性的問(wèn)題，最佳的NaOH加入比例約為淀粉氫氧化鈉=10:0. 5 1. 5。
加入強(qiáng)堿同時(shí)又會(huì)帶來(lái)一個(gè)問(wèn)題，即淀粉的過(guò)分水解會(huì)產(chǎn)生焦糖化作用，從而失去淀粉原有的阻燃作用，并且使得溶液呈黃色。因此我們?cè)谑褂们凹尤胨崛芤旱霓k法，中和其堿性，使水解后的淀粉重新聚合成大分子。只要在使用過(guò)程中保證溶液在三個(gè)小時(shí)內(nèi)具有較好的流動(dòng)性，則可以滿足柔印生產(chǎn)的需求。選用磷酸為例，根據(jù)原先配制溶液中已加入的氫氧化鈉的量進(jìn)行不同H3PO4WA 量的實(shí)驗(yàn)，并觀察了其溶液在三個(gè)小時(shí)內(nèi)的變化狀態(tài)。在含有1. 3gNa0H, 12. 5g丙二醇，IOg淀粉和30g水的膠體中加入不同量的H3PO4, 其三個(gè)小時(shí)內(nèi)狀態(tài)的變化趨勢(shì)如表2所示；
權(quán)利要求
1.一種降低低引燃傾向卷煙紙阻燃膠粘度的方法，其特征在于在含有高濃度淀粉的 LIP膠中加入丙二醇、強(qiáng)堿和適量的酸，使LIP膠的粘度大幅度下降，丙二醇的添加量為淀粉丙二醇=1:0. 75 1. 5，強(qiáng)堿的添加量為淀粉強(qiáng)堿=10:0. 5 1. 5，酸的加入量確保反應(yīng)后剩余強(qiáng)堿的量為原加入量的15 35%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的降低低引燃傾向卷煙紙阻燃膠粘度的方法，其特征在于強(qiáng)堿為氫氧化鈉、氫氧化鉀以及甲醇鈉，乙醇鈉，叔丁醇鉀有機(jī)堿類的水溶性強(qiáng)堿中的一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的降低低引燃傾向卷煙紙阻燃膠粘度的方法，其特征在于所述的酸為磷酸、硫酸、鹽酸、甲酸、乙酸水溶性酸中的一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的降低低引燃傾向卷煙紙阻燃膠粘度的方法，其特征在于丙二醇的加入量為淀粉丙二醇=1:1. 25。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的降低低引燃傾向卷煙紙阻燃膠粘度的方法，其特征在于強(qiáng)堿的加入量為淀粉氫氧化鈉=10:1。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種降低低引燃傾向卷煙紙阻燃膠粘度的方法。其特征在于在含有高濃度淀粉的LIP膠中加入丙二醇、強(qiáng)堿和適量的酸，使LIP膠的粘度大幅度下降，丙二醇的添加量為淀粉:丙二醇=1:0.75～1.5，強(qiáng)堿的添加量為淀粉:強(qiáng)堿=10:0.5～1.5，酸的加入量確保反應(yīng)后剩余強(qiáng)堿的量為原加入量的15～35%。在工業(yè)使用前，再采用酸堿中和的方法，降低阻燃膠的pH值，使之適合于目前的柔印技術(shù)，保護(hù)機(jī)器設(shè)備，同時(shí)又能在印刷過(guò)程中滿足儀器需要的粘度要求。
文檔編號(hào)D21H17/28GK102174779SQ20111006639
公開日2011年9月7日 申請(qǐng)日期2011年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月18日
發(fā)明者何沛, 劉志華, 劉春波, 孫志勇, 王昆淼, 王笛, 繆明明, 陳永寬 申請(qǐng)人:云南煙草科學(xué)研究院