專利名稱：一種降低造紙法再造煙葉木漿纖維用量的方法
技術領域：
本發明屬于造紙法再造煙葉生產技術領域，具體涉及一種降低造紙法再造煙葉中木漿纖維用量的方法。
背景技術：
現有技術中，再造煙葉(Reconstituted Tobacco),又稱煙草薄片、均質煙葉、重組煙葉，該技術是從20世紀50年代發展起來的，美國等西方發達國家早在19世紀中葉就有再造煙葉方面的專利，對于它的發展，起初人們只是從廢物利用上考慮。造紙法再造煙葉的制造技術主要是以整個卷煙生產過程(包括打葉復烤等工段)中廢棄的煙梗、煙末等煙草物質為原料，并將其用水浸泡提取后，將可溶物與不溶物萃取分離，不溶物經磨漿設備磨成纖維狀的漿料，與木漿纖維、填料等物質混合，在紙機上抄制成基片，可溶物經濃縮后加料調制，涂覆于基片上，經干燥、切片后制成性狀接近天然煙葉的薄片狀物質，最終作為一種重要配方原料應用于卷煙配方中。煙末和煙梗是造紙法再造煙葉的主要組成部分。煙末的纖維含量低，細小組分和表皮細胞含量較多，基片成型時煙末類似于填料填充在纖維之間，阻礙纖維間的氫鍵結合，對基片的抗張強度性能具有負面影響。煙梗主要成分是細胞壁物質，包括纖維素、半纖維素、多糖、木質素及少量的萜類、含N雜環等物質，煙梗中纖維含量少，雜細胞等含量較高，采用機械法制漿后保留了大量木素，煙梗纖維分絲帚化少，使得煙梗漿纖維較為粗度和寬度較大，基片成型時煙梗保持了其粗大的細胞腔結構，與煙末漿間幾乎無氫鍵結合，結合面積小，因此導致基片的抗張強度較低。造紙法再造煙葉生產中，需添加一定量的木漿纖維(通常是針葉木漿纖維和闊葉木漿纖維)作為生產輔料。木漿纖維具有強度高，可塑性強等優點。木漿纖維的加入可明顯提高基片的抗張強度性能，確保基片在紙機抄造過程中不斷裂。但是，添加木漿纖維也會對造紙法再造煙葉成品的感官抽吸質量帶來一定的影響，如木質氣重，雜氣大等。因此，造紙法再造煙葉行業一直在尋找能夠降低木漿纖維的用量，同時保證基片抗張強度的方法。國內有通過使用化學增強劑來提高造紙法再造煙葉的基片強度以降低木漿纖維的方法。但是鑒于吸食安全性問題，化學增強劑的使用受到很大的限制。
發明內容
針對現有技術的上述不足，本發明要解決的技術問題是提供一種降低造紙法再造煙葉木漿纖維用量的方法，它能降低生產投料時未經處理的木漿纖維的用量，從而便降低了木漿纖維的添加總量。木漿纖維添加總量的減少使得造紙法再造煙葉成品抽吸時的木質氣和雜氣降低了。本發明的技術方案是:一種降低造紙法再造煙葉木漿纖維用量的方法由以下的步驟組成:(I)取現有技術生產投料時木漿纖維總重量M的10%到20%的木漿纖維，用通用的盤磨設備，在2%到4%的濃度下， 將木漿纖維磨制成平均長度小于300 μ m的微米級微細纖維，備用；(2)在生產投料時，將10%Μ 20%Μ重的步驟(I)的微米級微細纖維和50%Μ 80%Μ重的木漿纖維，一起添加到造紙法再造煙葉漿料中，完全混合均勻后，通過紙機抄造成基片；(3 )監測步驟(2 )抄造基片的抗張強度，使步驟(2 )基片的抗張強度處于現有技術基片抗張強度的100% 104%之間；(4)當步驟(3)測得基片的抗張強度低于現有技術基片抗張強度100%時時，增加步驟(2)中木漿纖維的添加量；(5)當步驟(3)測得基片的抗張強度高于現有技術基片抗張強度的104%時，減少步驟(2)中木漿纖維的添加量。所述的現有技術生產投料時木漿纖維總重量M根據木漿纖維的不同、煙草漿打漿度的不同、基片定量的不同、以及煙梗量和煙末量比例的不同而不同。本發明的方法簡單，實用，操作容易，不增加設備，基本按照現有技術的工藝操作，加上本發明的步驟就能完成，方法的技術效果顯著，在不降低基片的抗張強度的前提下，可使生產投料時的木漿纖維總量減少10%-30%，且所得的基片的煙氣中木質氣和雜氣均有降低。
具體實施例方式下面結合實施例對本發明的具體實施方式
及相關技術問題作進一步詳細的描述。下面的實施例均為本申請人的試驗室小試結果。申請人對木漿微細纖維的平均長度，基片的抗張強度、感官抽吸質量等進行了檢測和評價。測定結果顯示，本發明通過將生產投料時的木漿纖維總量中的10%到20%的木漿纖維進行微細纖維化，經行業中通用的盤磨設備在2%到4%的濃度下，磨制成微米級微細纖維(平均長度應小于300 μ m)的方法，在保證基片抗張強度的條件下，使得生產投料時的木漿纖維總量減少10%-30%，同時使所得造紙法再造煙葉最終產品的木質氣和雜氣得到降低。實施例1:①取100kg (M)未經微細纖維化處理的北木牌針葉木漿纖維，添加到500kg煙草漿料(打漿度為20°SR，煙梗量:煙末量=5:4)中，混合均勻后抄造成基片，基片定量為60g/m2，測得基片的抗張強度為0.5KN/m。此為空白對照工藝及相應數據。②取12kg (為12%M)未經微細纖維化處理的北木牌針葉木漿纖維，用盤磨在3%的濃度下將其磨制成平均長度為270 μ m的微細纖維，并同88kg未經微細纖維化處理的北木牌針葉木漿纖維一起添加到500kg煙草漿料(打漿度為20°SR，煙梗量:煙末量=5:4)中，混合均勻后抄造成基片，基片定量為60g/m2測得基片抗張強度為0.549KN/m。基片的強度較空白增加了 9.8%。重復②的過程，將88kg未經微細纖維化處理的北木牌針葉木漿纖維的量分別減
少至87kg、86kg、85kg.......進行實驗。實驗結果表明，當未經微細纖維化處理的北木牌
針葉木漿纖維的量減少至75kg (為M的75%)時，所得基片的抗張強度為0.508KN/m,即已經達到了基片所需的0.500KN/m的抗張強度。此時北木牌針葉木漿纖維總量減少了 13kg(減少13%)。經過感官抽吸質量評價， 北木牌針葉木漿纖維總量減少13kg后，造紙法再造煙葉的木質氣和雜氣都有所降低。實施例2:①取140kg (M)未經微細纖維化處理的銀星牌針葉木漿纖維，添加到700kg煙草漿料(打漿度為24°SR，煙梗量:煙末量=5:4)中，混合均勻后抄造成基片，基片定量為63g/m2，測得基片的抗張強度為0.54KN/m。此為空白對照工藝及相應數據。②取26kg (為18.6%M)未經微細纖維化處理的銀星牌針葉木漿纖維，用盤磨在4%的濃度下將其磨制成平均長度為162 μ m的微細纖維，并同120kg未經微細纖維化處理的銀星牌針葉木漿纖維一起添加到700kg煙草漿料(打漿度為24°SR，煙梗量:煙末量=5:4)中，混合均勻后抄造成基片，基片定量為63g/m2，測得基片抗張強度為0.741KN/m。基片的強度較空白增加了 37.2%。重復②的過程，將114kg未經微細纖維化處理的銀星牌針葉木漿纖維的量分別減
少至113kg、112kg、lllkg.......進行實驗。實驗結果表明，當未經微細纖維化處理的銀
星牌針葉木漿纖維的量減少至75kg (為M的54%)時，所得基片的抗張強度為0.55KN/m,即已經達到了基片所需的0.54KN/m的抗張強度。此時銀星牌針葉木漿纖維總量減少了 39kg(減少 27.9%) ο經過感官抽吸質量評價，銀星牌針葉木漿纖維總量減少39kg后，造紙法再造煙葉的木質氣和雜氣均有所降低。實施例3:①取180kg (M)未經微細纖維化處理的金星牌本色針葉木漿纖維，添加到900kg煙草漿料(打漿度為230SR，煙梗量:煙末量=5:4)中，混合均勻后抄造成基片，基片定量為64g/m2，測得基片的抗張強度為0.524KN/m。此為空白對照工藝及相應數據。②取18kg (為10%M)未經微細纖維化處理的金星牌本色針葉木漿纖維，用盤磨在3%的濃度下將其磨制成平均長度為290 μ m的微細纖維，并同162kg未經微細纖維化處理的金星牌本色針葉木漿纖維一起添加到900kg煙草漿料(打漿度為23°SR，煙梗量:煙末量=5:4)中，混合均勻后抄造成基片，基片定量為64g/m2，測得基片抗張強度為0.621KN/m。基片的強度較空白提高了 18.5%。重復②的過程，將162kg未經微細纖維化處理的金星牌本色針葉木漿纖維的量分
別減少至161kg、160kg、159kg.......進行實驗。實驗結果表明，當未經微細纖維化處理的
金星牌本色針葉木漿纖維的量減少至132kg(為73%M)時，所得基片的抗張強度為0.536KN/m,即已經達到了基片所需的0.524KN/m的抗張強度。此時金星牌本色針葉木漿纖維總量減少了 30kg (減少 16.7%) ο經過感官抽吸質量評價，金星牌本色針葉木漿纖維總量減少30kg后，造紙法再造煙葉的木質氣和雜氣都有所降低。實施例4:①取120kg (M)未經微細纖維化處理的鸚鵡牌闊葉木漿纖維，添加到600kg煙草漿料(打漿度為22°SR，煙梗量:煙末量=5:5)中，混合均勻后抄造成基片，基片定量為62g/m2，測得基片的抗張強度為0.478KN/m。此為空白對照工藝及相應數據。②取20kg (為16.7%M)未經微細纖維化處理的鸚鵡牌闊葉木漿纖維，用盤磨在
3.5%的濃度下將其磨制成平均長度為107 μ m的微細纖維，并同IOOkg未經微細纖維化處理的鸚鵡牌闊葉木漿纖維一起添加到600kg基片漿料(打漿度為22°SR，煙梗量:煙末量=5:4)中，混合均勻后抄造成基片，基片定量為62g/m2，測得基片抗張強度為0.585KN/m。基片的強度較空白增加了 22.4%。重復②的過程，將IOOkg未經微細纖維化處理的鸚鵡牌闊葉木漿纖維的量分別減
少至99kg、98kg、97kg.......進行實驗。實驗結果表明，當未經微細纖維化處理的嬰I踏牌
闊葉木漿纖維的量減少至75kg (為62.5%M)時，所得基片的抗張強度為0.481KN/m,即已經達到了基片所需的0.478KN/m的抗張強度。此時鸚鵡牌闊葉木漿纖維總量減少了 25kg(減少 20.8%) ο經過感官抽吸質量評價，鸚鵡牌闊葉木漿纖維總量減少25kg后，造紙法再造煙葉的木質氣和雜氣都有所降低。本發明將造紙法再造煙葉生產投料中所添加木漿纖維(針葉木漿纖維或闊葉木漿纖維)中的一部分通過盤磨設備制備成微米級微細纖維，利用其優異的增強性能(具有較大的比表面積且纖維表面擁有較多的羥基)來提高基片的抗張強度，減少基片在紙機抄造過程中的斷紙裂次數。通過該種方法，基片的抗張強度大大提高，遠超過了基片抄造時所需的抗張強度，亦即基片的抗張強度有了富余，因此便可降低生產投料時未經處理的木漿纖維的用量，從而便降低了木漿纖維的添加總量。木漿纖維添加總量的減少也使得造紙法再造煙葉成品抽吸時的木質氣和雜氣降低了。具體來講，本發明是將占生產投料時木漿纖維(針葉木漿纖維或闊葉木漿纖維)總量的10%到20%的木漿纖維經行業中通用的盤磨設備在2%到4%的濃度下，磨制成微米級微細纖維(平均長度應小于300 μ m)，然后同未細纖維化的木漿纖維(占生產配料時木漿纖維總量的80%-90%)—同添加到基片生產所用的煙草漿料中，利用微米級微細纖維優異的增強性能，使得基片抗張強度提高5%到40%。因此，在基片抗張強度富余5%到40%的條件下，可以在生產投料時減少未處理的木漿纖維的使用量，從而減少了在生產投料時木漿纖維的總用量。采用該方法，與原來全部使用未細纖維化的木漿纖維相比，生產投料時木漿纖維的總量可減少10%-30%。木漿纖維總量的減少也使得造紙法再造煙葉成品抽吸時的木質氣和雜氣降低了。與現有技術相比較，本發明的方法具有以下優點:(I)本發明對生產投料所用木漿纖維中的一部分進行微細纖維化處理，所得微米級微細纖維比表面積變大，表面暴露出更多的羥基，對基片具有明顯的增強作用，從而使得基片的強度有了富余，因而能夠能有效降低造紙法再造煙葉生產投料時木漿纖維的總用量，并減輕再造煙葉成品的木質氣和雜氣。(2)與使用化學增強劑相比， 采用木漿纖維所制得的微米級微細纖維吸食安全性高，燃燒時不會產生類似化學增強劑所產生的刺激性和有害物質。
權利要求
1.一種降低造紙法再造煙葉木漿纖維用量的方法，其特征在于:所述的方法由以下的步驟組成: (1)取現有技術生產投料時木漿纖維總重量M的10%到20%的木漿纖維，用通用的盤磨設備，在2%到4%的濃度下，將木漿纖維磨制成平均長度小于300 μ m的微米級微細纖維，備用； (2)在生產投料時，將10%Μ 20%Μ重的步驟(I)的微米級微細纖維和50%Μ 80%Μ重的木漿纖維，一起添加到造紙法再造煙葉漿料中，完全混合均勻后，通過紙機抄造成基片； (3 )監測步驟(2 )抄造基片的抗張強度，使步驟(2 )基片的抗張強度處于現有技術基片抗張強度的100% 104%之間； (4)當步驟(3)測得基片的抗張強度低于現有技術基片抗張強度100%時時，增加步驟(2)中木漿纖維的添加量； (5)當步驟(3)測得基片 的抗張強度高于現有技術基片抗張強度的104%時，減少步驟(2)中木漿纖維的添加量。
2.根據權利要求1所述的一種降低造紙法再造煙葉木漿纖維用量的方法，其特征在于:所述的現有技術生產投料時木漿纖維總重量M根據木漿纖維的不同、煙草漿打漿度的不同、基片定量的不同、以及煙梗量和煙末量比例的不同而不同。
全文摘要
本發明公開了一種降低造紙法再造煙葉木漿纖維用量的方法，屬于造紙法再造煙葉生產技術領域。本方法由以下的步驟組成(1)取總量M的10%到20%的木漿纖維，磨制成小于300μm的微米級微細纖維，備用；(2)將10%M~20%M重的微米級微細纖維和50%M~80%M重的木漿纖維，一起添加到造紙法再造煙葉漿料中，通過紙機抄造成基片；(3)監測基片的抗張強度，使處于現有技術的100%~104%之間；(4)測得強度低于100%時，增加木漿纖維的量；(5)測得強度高于104%時，減少木漿纖維的量。本發明的方法簡單，實用，操作容易，不增加設備，技術效果顯著，可使木漿纖維總量減少10%-30%。
文檔編號A24B3/14GK103211287SQ20121037432
公開日2013年7月24日 申請日期2012年9月27日 優先權日2012年9月27日
發明者王亮, 孫德平, 姚元軍, 王鳳蘭, 劉志昌, 萬超, 胡惠仁, 溫洋兵 申請人:湖北中煙工業有限責任公司, 武漢淡雅香科技發展股份有限公司