CN113057366A - 一种可降低烟气温度的滤棒、烟用丝束及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可降低烟气温度的滤棒、烟用丝束及其制备方法，烟用丝束的制备方法包括如下步骤：以丙酮为溶剂，将二醋酸纤维素与相变材料溶解、过滤，得到混合溶液；通过干法纺丝法将混合溶液经喷出处理、牵引处理和上油处理，得到丝股；将丝股集束后进行卷曲处理，烘干后经摆丝处理后即得到烟用丝束。本公开的可降低烟气温度的烟用丝束的制备方法用相变材料替代部分醋酸纤维素原料，不改变传统醋纤丝束的工艺流程，不涉及工艺设备改造，工艺难度较低。而且相变材料在滤棒的丝束中分布均匀，相变过程无泄漏，不会对烟气品质造成负面影响。烟气在通过滤棒的过程中，可有效地与滤棒丝束中的相变材料进行热交换，有利于快速地降低烟气温度。
Description
技术领域
本发明涉及卷烟制造领域，更具体地，涉及一种可降低烟气温度的滤棒、烟用丝束及其制备方法。
背景技术
随着经济社会的发展和进步，卷烟消费者不仅更加关注自身的健康问题，消费需求也越来越多样化。短支卷烟作为烟草行业推出的创新产品，以其新颖的外观、更加健康的消费理念获得了较好的市场反应。
短支卷烟的烟支圆周以及滤棒长度与常规卷烟相同，但是烟丝段长度小于常规卷烟，因此短支卷烟的烟支长度小于常规卷烟。短支卷烟与常规卷烟具有较为显著的抽吸感官差异，这种差异主要体现在入口烟气温度的不同。短支卷烟与常规卷烟在抽吸前三口时，未燃烧烟丝段长度较大，对主流烟气的降温效果较好，因此入口烟气温度均较低。随着抽吸口数的增加，未燃烧烟丝段长度逐渐下降，但是由于短支卷烟的未燃烧烟丝段长度小于常规卷烟，导致在相同的抽吸口数时，短支卷烟的入口烟气温度高于常规卷烟。尤其是短支卷烟的最后两口的入口烟气有较为明显的灼热感，在一定程度上影响了短支卷烟的抽吸品质。
因此，如何降低短支卷烟的入口烟气温度成为本领域亟需解决的技术难题。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种降低短支卷烟的入口烟气温度的烟用丝束的制备方法新技术方案。
根据本发明的第一方面，提供了一种可降低烟气温度的烟用丝束的制备方法。
该可降低烟气温度的烟用丝束的制备方法包括如下步骤：
步骤(1)：以丙酮为溶剂，将二醋酸纤维素与相变材料溶解、过滤，得到混合溶液；
步骤(2)：通过干法纺丝法将混合溶液经喷出处理、牵引处理和上油处理，得到丝股；
步骤(3)：将丝股集束后进行卷曲处理，烘干后经摆丝处理后即得到烟用丝束。
可选的，所述步骤(1)中的二醋酸纤维素和相变材料的质量比为(5-8):(2-5)。
可选的，所述步骤(1)中的二醋酸纤维素的乙酰基取代度为2.0-2.5。
可选的，二醋酸纤维素的乙酰基取代度为2.25-2.45。
可选的，所述步骤(1)中的相变材料为梳状结构聚乙二醇接枝共聚物。
可选的，所述步骤(1)中的相变材料为醋酸纤维素-g-聚乙二醇接枝共聚物、聚乙烯醇-g-聚乙二醇接枝共聚物、聚氨酯-g-聚乙二醇接枝共聚物和纤维素-g-聚乙二醇接枝共聚物中的至少一种。
可选的，所述步骤(1)中的相变材料的相变温度为30℃-60℃，相变潜热为30J/g-200J/g。
根据本发明的第二方面，提供了一种可降低烟气温度的烟用丝束。
该可降低烟气温度的烟用丝束由本公开所述的可降低烟气温度的烟用丝束的制备方法制得。
可选的，所述烟用丝束的相变温度为30℃-60℃，相变潜热为20J/g-100J/g。
根据本发明的第三方面，提供了一种可降低烟气温度的滤棒。
该可降低烟气温度的滤棒由本公开所述的可降低烟气温度的烟用丝束制成，且由所述滤棒制成的短支卷烟，可将抽吸最后两口的入口烟气温度降低至50℃以下，从而显著地降低抽吸灼热感。
本公开的可降低烟气温度的烟用丝束的制备方法利用具有固-固相变性能的聚乙二醇接枝共聚物与醋酸纤维素通过溶液共混纺丝的方式得到了新型烟用丝束，该方法仅用相变材料替代部分醋酸纤维素原料，不改变传统醋纤丝束的工艺流程，不涉及工艺设备改造，工艺难度较低。而且相变材料在滤棒的丝束中分布均匀，相变过程无泄漏，不会对烟气品质造成负面影响。烟气在通过滤棒的过程中，可有效地与滤棒丝束中的相变材料进行热交换，有利于快速地降低烟气温度。
具体实施方式
现在将详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
本公开的可降低烟气温度的烟用丝束的制备方法包括如下步骤：
步骤(1)：以丙酮为溶剂，将二醋酸纤维素与相变材料溶解、过滤，得到混合溶液。混合溶液中溶质的质量百分含量可为25％。
为了更好地降低烟气温度，步骤(1)中的二醋酸纤维素和相变材料的质量比为(5-8):(2-5)。
为了更好地降低烟气温度，步骤(1)中的二醋酸纤维素的乙酰基取代度为2.0-2.5。
进一步的，二醋酸纤维素的乙酰基取代度为2.25-2.45。
为了更好地降低烟气温度，步骤(1)中的相变材料为梳状结构聚乙二醇接枝共聚物。
相变材料(PCM-Phase Change Material)是指温度不变的情况下而改变物质状态并能提供潜热的物质。转变物理性质的过程称为相变过程，这时相变材料将吸收或释放大量的潜热。聚乙二醇(PEG)是一种常见的固-液相变材料，相变温度与相变潜热可通过改变PEG分子量进行调节。PEG在吸收热量后由固态转变为液态，直接用于卷烟滤棒易造成PEG迁移至烟气中，对烟气品质造成负面影响。通过化学改性的方式将聚乙二醇的固-液相变转变为固-固相变的聚乙二醇接枝共聚物，可有效地利用相变过程降低烟气温度，同时避免聚乙二醇劣化烟气品质。
为了更好地降低烟气温度，步骤(1)中的相变材料为醋酸纤维素-g-聚乙二醇接枝共聚物、聚乙烯醇-g-聚乙二醇接枝共聚物、聚氨酯-g-聚乙二醇接枝共聚物和纤维素-g-聚乙二醇接枝共聚物中的至少一种。
为了更好地降低烟气温度，步骤(1)中的相变材料的相变温度为30℃-60℃，相变潜热为30J/g-200J/g。
步骤(2)：通过干法纺丝法将混合溶液经喷出处理、牵引处理和上油处理，得到丝股。
步骤(3)：将丝股集束后进行卷曲处理，烘干后经摆丝处理后即得到烟用丝束。
本公开还提供了一种可降低烟气温度的烟用丝束，由本公开的可降低烟气温度的烟用丝束的制备方法制得。
烟用丝束的相变温度为30℃-60℃，相变潜热为20J/g-100J/g。且烟用丝束在200℃时保持形态稳定，无液滴出现，无泄漏现象。
本公开还提供了一种可降低烟气温度的滤棒，由本公开的可降低烟气温度的烟用丝束制成，且由滤棒制成的短支卷烟将抽吸最后两口的入口烟气温度降低至50℃以下，从而显著地降低抽吸灼热感。
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法，所使用的材料和试剂，如无特殊说明，均可从商业途径得到，实验中使用的设备如无特殊说明，均为本领域技术人员熟知的设备。
实施例1
取70份二醋酸纤维素(乙酰基取代度2.45)，30份醋酸纤维素-g-聚乙二醇接枝共聚物(相变温度50℃，相变潜热80J/g)，利用丙酮作为溶剂，制备25wt％的混合溶液。将混合溶液过滤后通过干法纺丝法得到丝股。将丝股集束后经卷曲机使丝束卷曲，经干燥机烘干，再经摆丝、打包等工序得到烟用丝束S1。
实施例2
取60份二醋酸纤维素(乙酰基取代度2.45)，40份醋酸纤维素-g-聚乙二醇接枝共聚物(相变温度50℃，相变潜热80J/g)，利用丙酮作为溶剂，制备25wt％的混合溶液。将混合溶液过滤后通过干法纺丝法得到丝股。将丝股集束后经卷曲机使丝束卷曲，经干燥机烘干，再经摆丝、打包等工序得到烟用丝束S2。
实施例3
取60份二醋酸纤维素(乙酰基取代度2.45)，40份聚乙烯醇-g-聚乙二醇接枝共聚物(相变温度55℃，相变潜热100J/g)，利用丙酮作为溶剂，制备25wt％的混合溶液。将混合溶液过滤后通过干法纺丝法得到丝股。将丝股集束后经卷曲机使丝束卷曲，经干燥机烘干，再经摆丝、打包等工序得到烟用丝束S3。
实施例4
取70份二醋酸纤维素(乙酰基取代度2.35)，30份聚乙烯醇-g-聚乙二醇接枝共聚物(相变温度55℃，相变潜热100J/g)，利用丙酮作为溶剂，制备25wt％的混合溶液。将混合溶液过滤后通过干法纺丝法得到丝股。将丝股集束后经卷曲机使丝束卷曲，经干燥机烘干，再经摆丝、打包等工序得到烟用丝束S4。
实施例5
取70份二醋酸纤维素(乙酰基取代度2.45)，30份聚氨酯-g-聚乙二醇接枝共聚物(相变温度48℃，相变潜热110J/g)，利用丙酮作为溶剂，制备25wt％的混合溶液。将混合溶液过滤后通过干法纺丝法得到丝股。将丝股集束后经卷曲机使丝束卷曲，经干燥机烘干，再经摆丝、打包等工序得到烟用丝束S5。
实施例6
取60份二醋酸纤维素(乙酰基取代度2.3)，40份纤维素-g-聚乙二醇接枝共聚物(相变温度52℃，相变潜热75J/g)，利用丙酮作为溶剂，制备25wt％的混合溶液。将混合溶液过滤后通过干法纺丝法得到丝股。将丝股集束后经卷曲机使丝束卷曲，经干燥机烘干，再经摆丝、打包等工序得到烟用丝束S6。
对比例1
取二醋酸纤维素(乙酰基取代度2.45)按照上述烟用丝束制备工艺得到烟用丝束D1。
将实施例1-6与对比例1制得的烟用丝束利用差示扫描量热测试相变温度与相变潜热，结果如表1所示：
表1烟用丝束相变行为测试结果
| 样品 | 相变温度(℃) | 相变潜热(J/g) |
| S1 | 50 | 25 |
| S2 | 50 | 31 |
| S3 | 55 | 39 |
| S4 | 55 | 32 |
| S5 | 52 | 33 |
| S6 | 48 | 24 |
| D1 | 无相变 | 无相变 |
将实施例1-6与对比例1制得的烟用丝束滤棒成型机制成长度为100mm，圆周为24.1mm，压降为3000Pa的烟用滤棒。使用上述滤棒卷制短支卷烟，得到的样品卷烟分别标记为T1-T6、T0。测试T0、T1-T6抽吸最后两口的入口烟气温度，结果如下：
表2短支卷烟烟气温度测试结果
| 样品 | 倒数第二口的烟气温度(℃) | 最后一口的烟气温度(℃) |
| T1 | 40.1 | 49.7 |
| T2 | 39.3 | 47.7 |
| T3 | 32.2 | 43.6 |
| T4 | 38.2 | 46.2 |
| T5 | 37.8 | 45.4 |
| T6 | 39.4 | 48.3 |
| T0 | 66.7 | 83.2 |
从表2中可以看出，使用未添加相变材料丝束制成的滤棒，短支卷烟在最后两口的烟气温度分别为66.7℃与83.2℃，因此烟气进入口腔后会造成较为明显的灼热感。使用添加相变材料丝束制成的滤棒，短支卷烟在最后两口的烟气温度均低于50℃，说明丝束对烟气有显著的降温效果，极大地提高了短支卷烟的感官品质。
虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。
Claims (10)
1.一种可降低烟气温度的烟用丝束的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤(1)：以丙酮为溶剂，将二醋酸纤维素与相变材料溶解、过滤，得到混合溶液；
步骤(2)：通过干法纺丝法将混合溶液经喷出处理、牵引处理和上油处理，得到丝股；
步骤(3)：将丝股集束后进行卷曲处理，烘干后经摆丝处理后即得到烟用丝束。
2.根据权利要求1所述的可降低烟气温度的烟用丝束的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中的二醋酸纤维素和相变材料的质量比为(5-8):(2-5)。
3.根据权利要求1所述的可降低烟气温度的烟用丝束的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中的二醋酸纤维素的乙酰基取代度为2.0-2.5。
4.根据权利要求3所述的可降低烟气温度的烟用丝束的制备方法，其特征在于，二醋酸纤维素的乙酰基取代度为2.25-2.45。
5.根据权利要求1所述的可降低烟气温度的烟用丝束的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中的相变材料为梳状结构聚乙二醇接枝共聚物。
6.根据权利要求5所述的可降低烟气温度的烟用丝束的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中的相变材料为醋酸纤维素-g-聚乙二醇接枝共聚物、聚乙烯醇-g-聚乙二醇接枝共聚物、聚氨酯-g-聚乙二醇接枝共聚物和纤维素-g-聚乙二醇接枝共聚物中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的可降低烟气温度的烟用丝束的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中的相变材料的相变温度为30℃-60℃，相变潜热为30J/g-200J/g。
8.一种可降低烟气温度的烟用丝束，其特征在于，由权利要求1至7中任一权利要求所述的可降低烟气温度的烟用丝束的制备方法制得。
9.根据权利要求8所述的可降低烟气温度的烟用丝束，其特征在于，所述烟用丝束的相变温度为30℃-60℃，相变潜热为20J/g-100J/g。
10.一种可降低烟气温度的滤棒，其特征在于，由权利要求8或9中所述的可降低烟气温度的烟用丝束制成。
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2021
- 2021-04-28 CN CN202110468507.XA patent/CN113057366A/zh active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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