一种降低低引燃倾向卷烟纸阻燃胶粘度的方法

摘要

本发明涉及一种降低低引燃倾向卷烟纸阻燃胶粘度的方法。其特征在于在含有高浓度淀粉的LIP胶中加入丙二醇、强碱和适量的酸，使LIP胶的粘度大幅度下降，丙二醇的添加量为：淀粉:丙二醇=1:0.75～1.5，强碱的添加量为：淀粉:强碱=10:0.5～1.5，酸的加入量确保反应后剩余强碱的量为原加入量的15～35%。在工业使用前，再采用酸碱中和的方法，降低阻燃胶的pH值，使之适合于目前的柔印技术，保护机器设备，同时又能在印刷过程中满足仪器需要的粘度要求。

权利要求

1.一种降低低引燃倾向卷烟纸阻燃胶粘度的方法，其特征在于在含有高浓度淀粉的LIP胶中加入丙二醇、强碱和适量的酸，使LIP胶的粘度大幅度下降，丙二醇的添加量为：淀粉:丙二醇=1:0.75～1.5，强碱的添加量为：淀粉:强碱=10:0.5～1.5，酸的加入量确保反应后剩余强碱的量为原加入量的15～35%；强碱为氢氧化钠、氢氧化钾以及甲醇钠，乙醇钠，叔丁醇钾有机碱类的水溶性强碱中的一种；所述的酸为磷酸、硫酸、盐酸、甲酸、乙酸水溶性酸中的一种。

2.根据权利要求1所述的降低低引燃倾向卷烟纸阻燃胶粘度的方法，其特征在于丙二醇的加入量为：淀粉:丙二醇=1:1.25。

3.根据权利要求1所述的降低低引燃倾向卷烟纸阻燃胶粘度的方法，其特征在于强碱的加入量为：淀粉：氢氧化钠=10:1。

说明书

一种降低低引燃倾向卷烟纸阻燃胶粘度的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及卷烟技术领域，具体地说是一种降低制造低引燃倾向卷烟纸所用的阻燃胶的粘度的添加剂及其应用方法。

背景技术

[0002] 据美国消防协会多年的火灾统计资料表明，在美国绝大多数灾难性火灾都是由点燃卷烟落在床上或装饰物品上引起的，造成的直接财产损失高达几十亿美元。国际上提出低引燃倾向（Low Ignition Propensity，LIP）卷烟的主要目的就是为了减少火灾的损失。

[0003] 烟头的中心温度高达800-900oC，其表面温度也有300-400oC，而一般固体可燃物o的燃点在200C左右。因此，在吸烟者不经意或睡着的时候，未熄灭的烟掉到衣服、家具或纸张上的时候，就非常容易引起火灾。

[0004] 2004年美国纽约州率先执行了卷烟防火安全标准,到2010年1月,美国低引燃倾向卷烟市场占有率有望达到100%；2005年,加拿大要求所有在销的卷烟必须为防火安全型卷烟；2010年4月1日起,在芬兰生产或进口到芬兰的卷烟均为低引燃倾向卷烟; 2007年11月29日,欧盟27个成员国批准了欧盟委员会要求烟草业所有卷烟必须使用阻燃纸的建议,低引燃倾向卷烟有望于2011年中期或2012年早期进入欧盟。此外,新西兰、南非等国也正在讨论关于卷烟防火安全的立法。可见，低引燃倾向的卷烟已成为现阶段国际烟草界的一个研究热点。

[0005] 目前国内对于LIP阻燃胶在卷烟纸上的涂覆方法比较少，主要仍然采用的是和水松纸印刷相同的柔印技术。而目前为了增强阻燃胶的阻燃效果，一般都会在LIP胶中加入大量的淀粉。随着淀粉加入量的增大，LIP胶的粘度会大幅度上升，不利于柔印技术的使用。因此，为了适应目前技术设备的需求，寻找新的在不改变淀粉量的前提下，降低LIP胶粘度的方法变的尤为重要。

发明内容

[0006] 本发明的目的是提供一种降低低引燃倾向卷烟纸阻燃胶粘度的方法，保证LIP胶在一定时间范围内（柔印过程中）的低粘度性质，适应目前技术设备的需求。

[0007] 本发明是在不改变LIP胶中淀粉量的前提下，加入一些成分以降低LIP胶的粘度，使之满足目前的柔印技术的需求，并在使用前加入酸性物质，中和胶的pH值；既保护设备不受腐蚀，又能较好地采用柔印技术在卷烟纸的表面涂覆一层阻燃胶。

[0008] 本发明的技术方案是：

[0009] 在含有高浓度淀粉的LIP胶中加入丙二醇、强碱和适量的酸，使LIP胶的粘度大幅度下降，丙二醇的添加量为：淀粉:丙二醇=1:0.75～1.50，强碱的添加量为：淀粉:强碱=10:0.5～1.5，酸的加入量由酸的浓度决定，确保反应后剩余强碱的量为原加入量的15～35%；

[0010] 强碱包括氢氧化钠、氢氧化钾以及甲醇钠，乙醇钠，叔丁醇钾有机碱类等水溶性强碱中的一种。

[0011] 所述的酸为磷酸、硫酸、盐酸、甲酸、乙酸等水溶性酸中的一种。

[0012] 丙二醇的最佳加入量为：淀粉：丙二醇=1:1.25。

[0013] 强碱的最佳加入量为：淀粉：氢氧化钠=10:1。

[0014] 丙二醇和强碱都为直接加入LIP胶中使用。

[0015] 丙二醇是一种优良的有机溶剂，加入丙二醇后LIP胶的粘度会大幅度下降。但由于丙二醇是液体，如果加入量过大，整个溶液的浓度会降低，采用柔印技术涂覆于卷烟纸表面的阻燃剂的量就会减少，从而降低阻燃效果。寻找一个合适的丙二醇的加入量是一个重要的方面。

[0016] 强碱加入LIP胶后，会促使淀粉水解成为小分子，有利于降低LIP胶的浓度。但小分子淀粉会进一步水解成为葡萄糖，从而降低胶的阻燃效果；而且强碱性会腐蚀仪器设备，因此需要在使用前加入一种安全的酸，中和其部分碱性，但又能保证LIP胶在一定时间范围内（柔印过程中）的低粘度性质。

[0017] 本发明采用在阻燃胶中加入一定量的丙二醇和强碱的混合物的方法，有效降低阻燃胶的粘度，降低阻燃胶的pH值，使之适合于目前的柔印技术，保护机器设备，同时又能在印刷过程中满足仪器需要的粘度要求。在低温下能够较好地将阻燃胶印刷到卷烟纸内侧，并最终卷制成卷烟。当卷烟在无抽吸的情况下，燃烧至阻燃带，并和可燃物相接触时降低卷烟纸的燃烧倾向，减小引燃可燃物的可能。本发明可以满足制备低引燃倾向的卷烟的要求，价格低廉，实用高效，并能进一步地降低卷烟的引燃倾向。

附图说明

[0018] 图1 是低引燃倾向（LIP）卷烟示意图。

[0019] 图2是低引燃倾向（LIP）卷烟纸示意图。

[0020] 图3是本发明的丙二醇加入量与溶液粘度的变化曲线图。

[0021] 图中，1―嘴棒，2―成型纸，3―接装纸，4―卷烟纸，5―阻燃带，6―阻燃胶印刷层。 具体实施方式

[0022] 实施例1：

[0023] 在工业使用前，在含有高浓度淀粉的LIP胶中直接加入丙二醇和氢氧化钠，丙二醇的添加量为：淀粉:丙二醇=1:1.25，强碱的添加量为：淀粉:强碱=10:1，搅拌均匀后备用。使用前5分钟内加入适量的纯磷酸并摇匀，确保反应后剩余氢氧化钠剩余量为原加入量的24.6%。

[0024] 实施例2：

[0025] 在工业使用前，在含有高浓度淀粉的LIP胶中直接加入丙二醇和氢氧化钾，丙二醇的添加量为：淀粉:丙二醇=1:1，氢氧化钾的添加量为：淀粉:强碱=10:0.75，搅拌均匀后备用。使用前5分钟内加入适量的甲酸并摇匀，确保反应后剩余氢氧化钾剩余量为原加入量的15.2%。

[0026] 实施例3：

[0027] 在工业使用前，在含有高浓度淀粉的LIP胶中直接加入丙二醇和乙醇钠，丙二醇的添加量为：淀粉:丙二醇=1:1，乙醇钠的添加量为：淀粉:强碱=10:0.5，搅拌均匀后备用。使用前5分钟内加入适量的稀硫酸并摇匀，稀硫酸的加入量由稀硫酸的浓度决定，确保反应后剩余乙醇钠剩余量为原加入量的30%。

[0028] 实施例4：

[0029] 在工业使用前，在含有高浓度淀粉的LIP胶中直接加入丙二醇和乙醇钠，丙二醇的添加量为：淀粉:丙二醇=1:1.25，甲醇钠的添加量为：淀粉:强碱=10:0.5，搅拌均匀后备用。使用前5分钟内加入适量的稀盐酸并摇匀，稀盐酸的加入量由稀盐酸的浓度决定，确保反应后剩余乙醇钠剩余量为原加入量的35%。

[0030] 实施例5：

[0031] 在工业使用前，在含有高浓度淀粉的LIP胶中直接加入丙二醇和叔丁醇钾，丙二醇的添加量为：淀粉:丙二醇=1:0.75，叔丁醇钾的添加量为：淀粉:强碱=10:0.5，搅拌均匀后备用。使用前5分钟内加入适量的乙酸并摇匀，确保反应后剩余叔丁醇钾剩余量为原加入量的20%。

[0032] 以下实验能对本发明的效果作进一步的说明。

[0033] 40 ℃下，以LIP胶为基质，其中含淀粉60g，按梯度加入丙二醇，所得溶液的粘度随丙二醇加入量的关系如图3所示。

[0034] 从图3中可以看出，随着丙二醇加入量的增大，溶液的粘度逐渐降低，这有利于柔印技术对卷烟纸涂覆的需求。从曲线中还可以看出，刚开始加入丙二醇时，溶液粘度大幅度降低，但随着加入量的增大，降低数值逐渐减小，最后差值变成固定的0.5×50 Pa s。基本可以确定，在丙二醇加入量为75 g之后的变化完全属于加入丙二醇对溶液稀释作用带来的粘度下降。因此可以确定，在此条件下，丙二醇的最佳加入量为：淀粉：丙二醇=1:0.75～1.5。

[0035] 采用无机强碱氢氧化钠为例，在相同的上述LIP胶基质中（含淀粉60g）加入不同量的NaOH，其表观状态和NaOH加入量的关系表格1所示；

[0036]

[0037] 从表格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，解决流动性的问题，最佳的NaOH加入比例约为：淀粉：氢氧化钠=10:0.5～1.5。

[0038] 加入强碱同时又会带来一个问题，即淀粉的过分水解会产生焦糖化作用，从而失去淀粉原有的阻燃作用，并且使得溶液呈黄色。因此我们在使用前加入酸溶液的办法，中和其碱性，使水解后的淀粉重新聚合成大分子。只要在使用过程中保证溶液在三个小时内具有较好的流动性，则可以满足柔印生产的需求。

[0039] 选用磷酸为例，根据原先配制溶液中已加入的氢氧化钠的量进行不同H3PO4加入量的实验，并观察了其溶液在三个小时内的变化状态。

[0040] 在含有1.3gNaOH，12.5g丙二醇，10g淀粉和30g水的胶体中加入不同量的H3PO4，其三个小时内状态的变化趋势如表2所示；

[0041]

[0042] 从表2中可以看出，LIP胶要保持较好的流动性只能是在碱性条件下。酸性条件下，水解后的淀粉分子会很快聚合，再次形成凝胶，不利于柔印涂覆的需要。考虑到碱性太强对仪器有腐蚀作用，因此需要在保持流动性的前提下，尽量降低剩余NaOH的量，反应后剩余强碱的量为原加入量的15～35%是适合的。