專利名稱：一種具有斷線壓紋結構的紙質香煙濾棒及其制備工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及卷煙的濾嘴，具體涉及一種結構改進的香煙濾棒及其制備方法。
背景技術：
目前，采用加裝濾棒是減輕吸煙對人體的危害的重要手段，常規纖維濾棒中的絲束一般都是直束分布的，由于受加膠和卷制過程機械特性的影響，濾棒的吸阻分布是不均勻的，使得絲束的過濾效應基本發生在濾棒的部分區域，絲束的過濾效率因煙氣分布不均而大打折扣。而卷煙吸阻不僅直接影響消費者抽吸卷煙的難易程度，而且與卷煙焦油量、煙氣煙堿量、一氧化碳量等安全衛生指標的釋放量也有著密切關系。卷煙紙質濾棒具有良好的生物相容性和生物可吸收性，以及很好的生物降解性，極性分子結構決定了它對煙氣中有害成分的吸附能力，并且能具有二醋酸纖維絲束濾嘴的質量特性，大量的研究文獻報道，卷煙紙質濾棒被命名為“綠色性”材料，紙質纖維材料源 于一年生植物，比木材價廉易得，完全生物降解，加工成本低，環境污染少，因此是一種具有生命力新型濾棒，紙質在香煙濾嘴上的成功應用，將為香煙濾嘴材料的開辟新途徑提供新的研究和應用方向。卷煙紙質濾棒因其用于卷煙過濾嘴具有吸味效果好、截留煙氣焦油效率高和結構形美觀等優點而廣泛被煙草業研究和關注，用其替代醋纖嘴棒可以降低生產成本，但由于長期以來，壓紋技術一直未能解決紙質濾棒吸阻、硬度、圓周、圓度，長度變異系數大，不能滿足香煙濾棒的質量特性要求等技術問題，使得難以工業化生產和推廣應用。專利號為02214837X，名稱為《斜紋溝槽濾嘴棒》的中國實用新型專利，其公開了一種香煙濾嘴棒，由成型紙和帶有斜紋溝槽壓紋或交叉溝槽壓紋纖維濾紙將濾芯棒包裹成濾嘴棒，使其具有單向的螺旋斜紋溝槽或雙向交叉螺旋溝槽，稀釋了主流煙氣，改變了部分煙氣走向，延緩了側向氣流在濾嘴棒的滯留時間，使煙氣在濾芯中的布朗運動更加劇烈，增加了橫向過濾及纖維濾紙過濾，提高了過濾效果，最大限度地減少了焦油等有害物質對人體的危害；又如申請(專利)號CN03216552. 8的截點式溝槽濾嘴棒，公開了一種香煙濾嘴棒，其特征是由成型紙和帶有溝槽壓紋內裹紙將濾芯棒包裹成濾嘴棒，溝槽壓紋之間斷開的截點形成螺旋通道，改變了部分煙氣走向，稀釋了主流煙氣，延緩了側向氣流在濾嘴棒的滯留時間，使煙氣在濾芯中的布朗運動更加劇烈，增加了橫向過濾及纖維濾紙過濾，提高了過濾效果，最大限度地減少了焦油等有害物質對人體的危害。雖然上述兩種濾棒通過設置帶有斜紋纖維濾紙以及帶截點的溝槽壓紋的內裹紙包住濾芯，延長了煙氣的濾棒中的形成，有利于減少有害物質，但其所述結構都僅僅用于濾棒外表面，而煙氣在濾棒中流經的位置主要是中心部分，越往外側越少，所以該濾棒的降焦減害的效果并不明顯，并且他們都僅僅是在醋酸纖維濾棒的外表面進行處理，其本質上仍然是傳統的醋酸纖維濾棒，無法實現替換醋酸纖維的目的。申請號為201020675566. 1，名稱為“一種紙質-醋酸纖維復合卷煙濾棒”的實用新型專利公開了一種紙質-醋酸纖維復合卷煙濾棒，該復合卷煙濾棒包含二個單元段組成的復合濾芯，復合濾芯是由紙質段與醋酸纖維絲束段相間組合構成的圓柱狀復合過濾體。該復合濾棒紙質段濾棒可以降解，對環境友好，而且價格低廉，節省了卷煙的制造成本。該技術實現了部分替代醋酸纖維的目的，但通過多個單元段進行組合，增加了生產的復雜性，并且該濾棒僅僅是利用紙質段替換了原有的醋酸纖維絲束段，并沒有其他的處理手段，無法保證整支濾棒在吸阻、硬度等指標上的協調統一。申請號為200810143461. 9，名稱為“一種卷煙濾棒制備用的醋酸纖維涂層紙、紙質濾棒及制備方法”的發明專利申請公開了一種用醋酸纖維進行涂層的特種紙及其制備方法和相應的紙質濾棒，通過采用以植物纖維、人造纖維、化學纖維或其它改性纖維中的一種或幾種制造的紙為原紙，在原紙的一面或兩面進行醋酸纖維涂層制造而成，然后采用上述經醋酸纖維涂層后制造的紙為原料用嘴棒成型機制造而成，降低了醋酸纖維或醋酸纖維素的用量，進而降低成本，提高了紙質濾棒卷煙的感官質量。該技術實質上只是將紙作為一個載體，發揮降焦減害作用的仍然是其徒步的醋酸纖維涂層，并非真正意義上的紙質濾棒，偏離了將紙質濾棒作為濾棒主題的研究方向。
所以，尋求一種在紙質材料基礎上進行加工處理，使獲得的紙質濾棒吸阻、硬度、圓周、圓度，長度變異各項參數指標接近甚至超過醋纖濾棒的工藝方法，最終達到部分甚至完全替代醋酸纖維材料，降低加工成本，減少環境污染，是解決長期以來卷煙紙質濾棒工業化生產和應用存在的技術問題的迫切需求。
發明內容
本發明的目的在于提供一種具有斷線壓紋結構的紙質香煙濾棒及其制備工藝，使獲得的紙質濾棒吸阻、硬度、圓周、圓度，長度變異各項參數指標接近甚至超過醋纖濾棒，實現部分甚至完全替代醋酸纖維材料，降低加工成本低，減少環境污染，解決長期以來卷煙紙質濾棒在工業化生產和應用中存在的技術問題。為實現上述目的，本發明采用了以下技術手段一種具有斷線壓紋結構的紙質香煙濾棒，包括濾芯棒和包裹在濾芯棒外側的成型紙，所述濾芯棒材料單體縱向上設置有斷線列壓紋，橫向上每兩組斷線壓紋之間呈傾斜階梯排列，多組共同排列成具有傾斜角度的斷線壓紋，成型后的濾棒中均勻分布有斷線壓紋溝槽。所述橫向兩個相鄰的斜紋壓紋之間的距離為I 2mm ;縱向兩個相鄰斜紋壓紋之間的距離為0. 8 I. 2mm。所述的斜紋壓紋為S形或條形。所述條形斜紋壓紋的長度為10 15_，寬為0. 2 0. 3_，深度為0. 6 0. 8_。所述S形斜紋壓紋波峰與波峰間距12 15mm，深度為0. 6 0. 8mm。所述多組共同排列成的傾斜角度為30 60°。所述濾棒可設置為二元結構，其濾芯一端為斷線壓紋溝槽，另一端為直束分布的醋酸纖維絲束，二者通過成型紙包裹連接。所述二元結構濾棒中設置有縱向斷線壓紋溝槽結構的部分占濾棒總長度的20%-70%。一種制備所述斷線壓紋結構的紙質香煙濾棒的工藝，包括以下步驟
a、基材處理將選用的原料通過制紙工藝得到定量為35-45 g/ Hf的濾棒纖維原紙；
b、放卷、壓紋及收卷
通過通用的放卷設備，使基材經過長度為300.0mm、直徑為50. 0mm、齒形深度為0. 6-0. 8mm、齒寬為0. 2-0. 3mm、同列齒距為0. 8-1. 2mm的壓紋輥進行壓紋，所述壓紋輥安裝后上下壓紋輥齒必須能夠耦合，其面間距為0. 1-0. 3mm，且上下壓紋輥通過增減壓力在0-2mm的范圍內進行間距調整，壓紋速度為0<轉速彡120轉/分鐘，壓紋完成后進行收卷;
C、濾棒成型
將步驟b得到的壓紋紙經調濕、皺折加工、干燥、添加增塑劑、卷制、噴搭口膠、切割，最終制成濾棒。 步驟b中所述壓紋棍的參數為長度為300. 0mm、直徑為50. 0mm、齒形深度為0. 7mm、齒寬為0. 25mm、同列齒距為I. 0mm。步驟b中所述上下壓紋輥齒面間距為0. 2mm，上下壓紋輥通過增減壓力在Imm的范圍內進行間距調整。步驟b中所述壓紋速度控制在40-80轉/分鐘。本發明的有益效果如下
①本發明通過斷線壓紋原紙工藝生產的濾棒，其吸阻，硬度，圓周，圓度，長度比傳統的縱橫壓紋工藝質量特性更接近醋酸纖維濾棒。②本發明通過對香煙紙質濾棒原紙壓紋工藝的改變，紙質濾棒原紙壓紋的工業化生產可以在濾棒成型之前完成，完全改變了傳統在直螺紋壓紋工藝存在的吸阻，硬度，圓周，圓度，長度等變異系數大的技術問題。③本發明所述香煙紙質濾棒原紙通過斷線壓紋后，用該原紙生產的濾棒質量特性穩定，過濾效率比傳統的縱橫壓紋的濾棒提高了 15%，香煙紙質濾棒原紙通過壓紋后，該原紙的抗拉強度，對濾棒成型過程無影響，設備的有效作業效率的比傳統的直螺紋壓紋的提高了 30%。④本發明所述用紋壓紋原紙工藝生產的濾棒香煙，按GB/T23356— 2009，GB/T23203—2008, GB/T23355— 2009，GB/T19609— 2004標準檢測結果；用紋壓紋原紙生產的濾棒香煙與直螺紋壓紋生產的濾棒香煙主流煙氣焦油同比下降20— 26%，煙氣煙堿同比下降24— 30%，與醋酸纖維濾棒香煙比較，主流煙氣焦油同比下降20%，煙氣煙堿同比下降24%，為解決長期香煙紙質濾棒工業化生產和應用存在的技術問題取得了比較滿意的實際效果。⑤本發明可用于生產不同降低焦油的濾棒，制備二元復合濾棒為其中加有吸附材料的一段使用，制備二元復合濾棒為其中加有吸附材料的一段，作為香煙濾材，完全可以作為醋酸纖維纖維的補充和PP纖維替代。
圖I是本發明所述濾棒的橫截面平面示意圖。圖2是本發明所述濾棒的縱截面平面示意圖。圖3是本發明所述濾棒的縱截面立體結構示意圖。
圖4是本發明所述放卷、壓紋及收卷流程示意圖。圖5是本發明實施例2所述濾棒的局部剖切圖。圖6是本發明實施例3所述濾棒的局部剖切圖。
具體實施例方式實施例I
如圖1、2、3、4所示，一種具有斜紋結構的紙質香煙濾棒，包括濾芯棒和包裹在濾芯棒外側的成型紙，其特征在于，所述濾芯棒材料單體縱向上設置有的斷線列壓紋，橫向上每兩組斷線壓紋之間呈傾斜階梯排列，多組共同排列成具有傾斜角度的斷線壓紋，成型后的濾棒中均勻分布有斷線壓紋溝槽，所述橫向兩個相鄰的斜紋壓紋之間的距離為Imm ;縱向向兩個相鄰斜紋壓紋之間的距離為0. 8mm，所述的斜紋壓紋為條形，所述條形斜紋壓紋的長度為IOmm,寬為0. 2mm,深度為0. 6mm,所述多組共同排列成的傾斜角度為30°。 —種制備所述斷線壓紋結構的紙質香煙濾棒的工藝，包括以下步驟
a、基材處理
將選用的原料通過制紙工藝得到定量為35 g/ Hf的濾棒纖維原紙；
b、放卷、壓紋及收卷
通過通用的放卷設備，使基材經過長度為300.0mm、直徑為50. 0mm、齒形深度為0. 6mm、齒寬為0. 2mm、同列齒距為0. 8mm的壓紋棍進行壓紋,所述壓紋棍安裝后上下壓紋棍齒必須能夠耦合，其面間距為0. 1mm，且上下壓紋輥通過增減壓力在2mm的范圍內進行間距調整，壓紋速度為20轉/分鐘，壓紋完成后進行收卷；
C、濾棒成型
將步驟b得到的壓紋紙經調濕、皺折加工、干燥、添加增塑劑、卷制、噴搭口膠、切割，最終制成濾棒。經檢測,各項參數如下
常規煙氣檢測結果
￥盈名稱 I總粒相物|co I水份I尼古丁 I焦油I @
本發明濾棒 13.84 14.9 2.32 1.25 11.7 8.1 對照|l6.28 |l5.2 \2.31 |l. 23 丨13.8丨8.3
感官質量評價結果
類別I感官描述
對照樣_煙氣細膩、柔和，煙香豐滿，較協調，喉部鼻腔有微小刺激，余味干凈._
本實施例濾棒1#香氣清雅、豐滿，似有雜氣，喉部似有刺激，余味干凈、舒適_
本實施例濾棒2# I濃度提升，煙香豐富，似有雜氣，較協調，喉部微小刺激，余味較舒適
通過上表數據分析表明本發明濾棒煙樣具有一定的降焦效果，其中焦油量降低
2.Img/支，從初步品吸結果來看，焦油量大幅度降低的同時煙氣品質有一定的影響，但完全可以通過其他手段進行改進，該濾棒的性能達到了在卷煙中應用的要求和項目指標要求。實施例2
如圖1、2、4、5所示，一種具有斜紋結構的紙質香煙濾棒，為二元結構，其濾芯從前端起的50%為斷線壓紋溝槽結構，另一端為直束分布的醋酸纖維絲束，二者通過成型紙包裹連接，包括濾芯棒和包裹在濾芯棒外側的成型紙，所述濾芯棒材料單體縱向上設置有的斷線列壓紋，橫向上每兩組斷線壓紋之間呈傾斜階梯排列，多組共同排列成具有傾斜角度的斷線壓紋，成型后的濾棒中均勻分布有斷線壓紋溝槽，所述橫向兩個相鄰的斜紋壓紋之間的距離為2mm ;縱向向兩個相鄰斜紋壓紋之間的距離為I. 2mm，所述的斜紋壓紋為條形，所述條形斜紋壓紋的長度為15mm，寬為0. 3mm，深度為0. 8mm，所述多組共同排列成的傾斜角度為 60。。一種制備所述斷線壓紋結構的紙質香煙濾棒的工藝，包括以下步驟
a、基材處理
將選用的原料通過制紙工藝得到定量為40 g/ Hf的濾棒纖維原紙；
b、放卷、壓紋及收卷
通過通用的放卷設備，使基材經過長度為300.0mm、直徑為50. 0mm、齒形深度為0. 8mm、齒寬為0. 3mm、同列齒距為I. 2mm的壓紋輥進行壓紋，所述壓紋輥安裝后上下壓紋輥齒必須能夠耦合，其面間距為0. 1mm，且上下壓紋輥通過增減壓力在2mm的范圍內進行間距調整，壓紋速度為60轉/分鐘，壓紋完成后進行收卷；
C、濾棒成型
將步驟b得到的壓紋紙經調濕、皺折加工、干燥、添加增塑劑、卷制、噴搭口膠、切割，最終制成濾棒。經檢測，各項參數如下
權利要求
1.一種具有斷線壓紋結構的紙質香煙濾棒，包括濾芯棒和包裹在濾芯棒外側的成型紙，其特征在于，所述濾芯棒材料單體縱向上設置有斷線列壓紋，橫向上每兩組斷線壓紋之間呈傾斜階梯排列，多組共同排列成具有傾斜角度的斷線壓紋，成型后的濾棒中均勻分布有斷線壓紋溝槽。
2.根據權利要求I所述的濾棒，其特征在于，所述橫向兩個相鄰壓紋之間的距離為I 2mm ;縱向兩個相鄰斜紋之間的距離為0. 8 I. 2mm。
3.根據權利要求I所述的濾棒，其特征在于，所述的壓紋為S形或條形。
4.根據權利要求3所述的濾棒，其特征在于，所述條形斜紋壓紋的長度為10 15mm，寬為0. 2 0. 3臟，深度為0. 6 0. 8臟。
5.根據權利要求3所述的濾棒，其特征在于，所述S形斜紋壓紋波峰與波峰間距12 15臟，深度為0. 6 0. 8臟。
6.根據權利要求1-5任一項所述的濾棒，其特征在于，所述多組共同排列成的傾斜角度為30 60。。
7.根據權利要求1-5任一項所述的濾棒，其特征在于，所述濾棒設置為二元結構，其濾芯一端為斷線壓紋溝槽，另一端為直束分布的醋酸纖維絲束，二者通過成型紙包裹連接。
8.根據權利要求7所述的斷線壓紋香煙濾棒，其特征在于，所述二元結構濾棒中設置有縱向斷線壓紋溝槽結構的部分占濾棒總長度的20%-70%。
9.一種制備斷線壓紋結構的紙質香煙濾棒的工藝，包括以下步驟 a、基材處理 將選用的原料通過制紙工藝得到定量為35-45 g/ Hf的濾棒纖維原紙； b、放卷、壓紋及收卷 通過通用的放卷設備，使基材經過長度為300.0mm、直徑為50. 0mm、齒形深度為0. 6-0. 8mm、齒寬為0. 2-0. 3mm、同列齒距為0. 8-1. 2mm的壓紋輥進行壓紋，所述壓紋輥安裝后上下壓紋輥齒必須能夠耦合，其面間距為0. 1-0. 3mm，且上下壓紋輥通過增減壓力在0-2mm的范圍內進行間距調整，壓紋速度為0 <轉速彡120轉/分鐘，壓紋完成后進行收卷; C、濾棒成型 將步驟b得到的壓紋紙經調濕、皺折加工、干燥、添加增塑劑、卷制、噴搭口膠、切割，最終制成濾棒。
10.根據權利要求9所述的工藝，其特征在于，步驟b中所述壓紋輥的參數為長度為·300. Omm>直徑為50. 0mm、齒形深度為0. 7mm、齒寬為0. 25mm、同列齒距為I. Omm ;步驟b中所述上下壓紋輥齒面間距為0. 2mm，上下壓紋輥通過增減壓力在Imm的范圍內進行間距調整；步驟b中所述壓紋速度控制在40-80轉/分鐘。
全文摘要
本發明的目的在于提供一種具有斷線壓紋結構的紙質香煙濾棒及其制備工藝，使獲得的紙質濾棒吸阻、硬度、圓周、圓度，長度變異各項參數指標接近甚至超過醋纖濾棒，實現部分甚至完全替代醋酸纖維材料，降低加工成本，解決長期以來卷煙紙質濾棒在工業化生產和應用存在的技術問題，技術方案為濾芯棒材料單體上設置有交替的斜紋壓紋，成型后的濾芯棒中均勻分布有交錯的斜紋壓紋溝槽，制備工藝步驟包括a、基材處理；b、放卷、壓紋及收卷；c、濾棒成型。
文檔編號A24D3/18GK102715656SQ201210207150
公開日2012年10月10日 申請日期2012年6月21日 優先權日2012年6月21日
發明者代家紅, 何金星, 向能軍, 尹康德, 牟定榮, 龔為民 申請人:云南恩典科技產業發展有限公司, 紅塔煙草(集團)有限責任公司