可通过相变释放功能物质的滤棒添加剂及制备方法和应用
【专利摘要】可通过相变释放功能物质的滤棒添加剂及制备方法和应用，所述添加剂至少包括有功能助剂和相变赋形剂，还可以另外添加增塑剂和溶剂；当仅包含功能助剂和相变赋形剂时，各组分的重量百分比为：功能助剂0.1～70％、相变赋形剂30～99.9％；当另外添加增塑剂和溶剂时，各组分的重量百分比为：功能助剂0.1～70％、相变赋形剂5～80％、增塑剂5～50％、溶剂12‐85％。本发明通过将能由固态向液态进行相变、通过相变进行功能物质释放的添加剂添加到卷烟滤棒中，达到卷烟保润或降焦减害的目的。
【专利说明】
可通过相变释放功能物质的滤棒添加剂及制备方法和应用
技术领域
[0001 ]本发明属于卷烟材料技术领域。
【背景技术】
[0002] 当前，卷烟过滤嘴已经从普通的单一醋酸纤维过滤嘴，向多元以及多种材料制成 的过滤嘴方向发展，并且成为了卷烟增香保润、降焦减害技术开发中采用的一种重要手段。 这些新型的增香保润和降焦减害过滤嘴正逐渐得到烟草行业的青睐。对于卷烟，提高烟气 水分能增加卷烟烟气的润感，而目前在嘴棒中难于有效的直接保留水分，使得在卷烟抽吸 时逐渐释放水分或水溶性物质，提高烟气润感;对于卷烟降焦减害，具有降焦减害功能的液 体材料也难于直接保留其液体状态添加到滤棒丝束中，以使在卷烟抽吸时逐渐释放功能物 质达到降焦减害的作用。
[0003] 目前大多技术研究侧重在滤棒保香方面，主要有直接将香味物质溶于溶剂的溶剂 法、直接将香味物质加入滤嘴的直接加香法、利用吸附剂吸附香味物质进行释放的吸附剂 法、将浸泡了香味物质的香线埋入滤嘴的香线法、将香味物质包埋入胶囊的胶囊法和将香 味物质包覆在温变材料中释放的缓释法。其中仅有胶囊法(如专利CN 102273733A)和缓释 法（如专利CN 104336776A)能较好地保香释放，但是这些方法都局限在脂溶性或挥发性较 强的香味成分缓释的研究中，而对于起到保润作用的水(或水溶性成分)及具有降焦减害的 液体材料在滤棒中的储存并即时释放研究不足。因此，如何克服现有技术的不足是目前卷 烟技术领域亟需解决的问题。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于克服上述现有技术存在的不足，提供一种可添加于卷烟滤棒 中、能由固态向液态进行相变、可通过相变进行功能物质释放的添加剂，以实现卷烟保润或 降焦减害。本发明还提供这种添加剂的制备及应用方法。
[0005] 本发明的目的通过以下技术方案实现：
[0006] 可通过相变释放功能物质的滤棒添加剂，该添加剂至少包括有功能助剂和相变赋 形剂，还可以另外添加增塑剂和溶剂；当仅包含功能助剂和相变赋形剂时，各组分的重量百 分比为:功能助剂0.1~70 %、相变赋形剂30~99.9 % ;当另外添加增塑剂和溶剂时，各组分 的重量百分比为:功能助剂〇. 1~70%、相变赋形剂5~80%、增塑剂5~50%、溶剂12-85%。
[0007] 本发明所述相变赋形剂为在30_90°C温度条件下，能由固态向液态进行相变的材 料，包括但不限于琼脂、食用级石蜡中的至少一种。所述着色剂为天然色素或合成色素。所 述功能助剂为水溶性保润植物提取物、保润因子、甜味剂、降低焦油功能助剂、降低有害成 分功能助剂中的至少一种。所述增塑剂为丙二醇、甘油、山梨醇中的至少一种。所述溶剂为 水或与水互溶的有机溶剂中的至少一种;所述与水互溶的有机溶剂包括有乙二醇、甘油。
[0008] 本发明在添加剂中还添加有着色剂，着色剂的添加量不超过添加剂重量的0.1%。
[0009] 本发明所述可通过相变释放功能物质的滤棒添加剂的制备方法的步骤如下:将重 量百分比为30~99.9%的相变赋形剂加热至50-100 °C使其完全熔化成液体，再加入重量百 分比为0.1~70%的功能助剂，搅拌，使功能助剂充分混匀在液态的相变赋形剂中，保温使 其保持液态待用；如果要加入增塑剂和溶剂，则方法步骤如下:将重量百分比为5~80%的 相变赋形剂加入重量百分比为12-85%的溶剂中，加热至50-100°C使其完全溶解成透明液 体，然后加入重量百分比为5~50%的增塑剂，搅拌均匀，再加入重量百分比为0.1~70%的 功能助剂，搅拌，使功能助剂充分混匀，保温使其保持液态待用。
[0010] 如果添加着色剂，本发明所述可通过相变释放功能物质的滤棒添加剂的制备方法 的步骤如下:将重量百分比为30~99.9%的相变赋形剂加热至50-100 °C使其完全熔化成液 体，再加入重量百分比为0.1~70 %的功能助剂，搅拌，使功能助剂充分混匀在液态的相变 赋形剂中，再加入重量百分比为〇~〇. 1 %的着色剂，搅拌均匀，即得，保温使其保持液态待 用；如果要加入增塑剂和溶剂，则方法步骤如下:将重量百分比为5~80 %的相变赋形剂加 入重量百分比为12-85%的溶剂中，加热至50-100 °C使其完全溶解成透明液体，然后加入重 量百分比为5~50%的增塑剂，搅拌均匀，再加入重量百分比为0.1~70%的功能助剂，搅 拌，使功能助剂充分混匀，最后加入重量百分比为〇~〇. 1 %的着色剂搅拌均匀，即得，保温 使其保持液态待用。
[0011] 本发明方法制备得到的可通过相变释放功能物质的滤棒添加剂在滤棒中的应用， 是将上述制备好的添加剂保温保持液态，经输送栗通过孔径为〇. 6-4mm的导管，以滤棒重量 的1-60 %为添加量，形成细流导入，直接流淌到开松后的滤棒丝束表面并与滤棒丝束一并 固化成型，液态添加剂即冷却凝固在滤棒内形成线状或柱状固体，得到添加有相变功能物 质的卷烟滤棒。可将添加有相变功能物质的卷烟滤棒进行分切，分切后的滤棒单独作为卷 烟滤嘴使用，或者与镂空滤棒制备成二元复合滤棒，再上机卷制成卷烟。
[0012] 本发明方法制备得到的可通过相变释放功能物质的滤棒添加剂在滤棒中的应用， 还可是将上述制备好的添加剂保温保持液态，以滤棒重量的1-60%为添加量，经输送栗通 过雾化喷嘴使添加剂呈小液滴直接均匀喷洒在开松后的滤棒丝束表面并与滤棒丝束一并 固化成型，液态添加剂即冷却凝固呈粒状固体并均匀分散在滤棒中，得到添加有相变功能 物质的卷烟滤棒。将添加有相变功能物质的卷烟滤棒进行分切，分切后的滤棒与镂空滤棒 或普通滤棒制备成二元或三元复合滤棒，再上机卷制成卷烟。
[0013] 本发明应用在30_90°C温度条件下能由固态向液态进行相变的相变赋形剂为载 体，将水分、水溶性物质或具有降焦减害功能的液体物质均匀分散于该载体，制备得到可通 过相变释放功能物质的滤棒添加剂，然后将该添加剂植入卷烟滤棒中，在卷烟抽吸时烟气 通过滤嘴(滤棒）的过程里，利用烟气的温度，使该添加剂由固体相变成液体从而在滤棒中 释放相应的功能物质，达到卷烟保润或降焦减害的目的。
【附图说明】
[0014] 图1为添加有固化为线状或柱状的添加剂的滤棒与镂空滤棒进行二元复合的示意 图；
[0015] 图2为添加有固化为粒状的添加剂的滤棒与镂空滤棒进行二元复合的示意图；
[0016] 图3为添加有固化为粒状的添加剂的滤棒与普通滤棒进行三元复合的示意图。
【具体实施方式】
[0017] 以下结合【具体实施方式】详细描述本发明。但是，本发明的保护范围并不限于以下 具体描述的优选实施方式。
[0018] 实施例1
[0019] 将重量占比为90%的食用级石蜡加热至55°C使其完全熔化成液体，加入重量占比 为10%的可降低烟气自由基的omega-3多元不饱和脂肪酸功能助剂，搅拌，使omega-3多元 不饱和脂肪酸充分混匀在食用级石蜡液体中，再加入混合液重量总量〇 . 01 %的栀子黄色 素，搅拌均匀，50°C保温使其保持液态;经输送栗通过孔径为1_的导管(导管位于滤棒成型 设备成型腔喇叭口内且与其出口保持同轴芯），以滤棒重量的10%为添加量，形成细流导 入，直接流淌到开松后的滤棒丝束表面并与滤棒丝束一并进入滤棒成型设备的高压喷嘴， 再进入舌头、成型室一并固化成型，液态添加剂即冷却凝固在滤棒的轴芯位置形成黄色线 状固体，得到添加有相变功能物质的卷烟滤棒，然后分切。如图1所示，将分切后轴心带有固 化为线状或柱状添加剂2的滤棒1与镂空滤棒3制备成二元复合滤棒，上机卷制成卷烟。按照 标准方法(GB/T19609-2004)抽吸，每张滤片捕集一支烟卷烟的自由基总量，然后用ESR进行 自由基测定，以ESR信号强度作为自由基存在量的指标，并计算平均值。同时，以空白卷烟为 对照，并以此计算自由基清除率。具体结果见表1。
[0020] 实施例2
[0021]将重量占比为30%的食用级石蜡加热至50°C使其完全熔化成液体，加入重量占比 为70%的可降低烟气自由基的omega-3多元不饱和脂肪酸功能助剂，搅拌，使omega-3多元 不饱和脂肪酸充分混匀在食用级石蜡液体中，搅拌均匀，50°C保温使其保持液态;经输送栗 通过孔径为0.6mm的导管，以滤棒重量的30 %为添加量，形成细流导入，直接流淌到开松后 的滤棒丝束表面并与滤棒丝束一并进入滤棒成型设备的高压喷嘴，再进入舌头、成型室一 并固化成型，液态添加剂即冷却凝固在滤棒的轴芯位置形成线状固体，制备得到添加有相 变功能物质的卷烟滤棒，将该滤棒分切后与镂空滤棒制备成二元复合滤棒，再上机卷制成 卷烟。以空白卷烟为对照，进行自由基清除率评价。具体结果见表1。
[0022] 实施例3
[0023]将重量占比为10%的琼脂加入重量占比为75%的水中，加热至90°C使其完全溶解 成透明液体，加入重量占比为10 %的甘油，搅拌均匀，再加入重量占比为5 %的乌梅提取物， 搅拌，使乌梅提取物充分混匀，最后加入混合液重量0.1 %的可可壳色素搅拌均匀，50°C保 温使其保持液态经输送栗通过孔径为2mm的导管，以滤棒重量的20 %为添加量，形成细流导 入，直接流淌在开松后的滤棒丝束表面并与滤棒丝束一并进入滤棒成型设备的高压喷嘴， 再进入舌头、成型室一并固化成型，液态添加剂即冷却凝固在滤棒的轴芯位置形成褐色柱 状固体，得到添加有相变功能物质的卷烟滤棒。然后再分切滤棒，上机卷制成卷烟。按照卷 烟感官评吸标准GB5606.4-2005,以空白卷烟为对照，进行感官质量评价。具体结果见表2。 [0024] 实施例4
[0025]将重量占比为80%的琼脂加入重量占比为12%的水中，加热至50°C使其完全溶解 成透明液体，加入重量占比为5 %的果糖，搅拌均匀，再加入重量占比为3%的葡萄提取物， 搅拌，使乌梅提取物充分混匀，50°C保温使其保持液态经输送栗通过孔径为4mm的导管，以 滤棒重量的50 %为添加量，形成细流导入，直接流淌在开松后的滤棒丝束表面并与滤棒丝 束一并进入滤棒成型设备的高压喷嘴，再进入舌头、成型室一并固化成型，液态添加剂即冷 却凝固在滤棒的轴芯位置形成柱状固体，制备得到添加有相变功能物质的卷烟滤棒，将该 滤棒分切后与镂空滤棒制备成二元复合滤棒，再上机卷制成卷烟。以空白卷烟为对照，进行 感官质量评价。具体结果见表2。
[0026] 实施例5
[0027]将重量占比为99.9%的食用级石蜡加热至100°C使其完全熔化成液体，加入重量 占比为0.1%的可降低卷烟烟气中自由基的虾青素，搅拌，使虾青素充分混匀在食用级石蜡 液体中，搅拌均匀，50°c保温使其保持液态，以滤棒重量的1 %为添加量，经输送栗通过雾化 喷嘴使其呈小液滴直接均匀喷洒在开松后的滤棒丝束表面并与滤棒丝束一并进入滤棒成 型设备的高压喷嘴，再进入舌头、成型室一并固化成型，液态添加剂即冷却凝固呈白色粒状 固体并均匀分散在滤棒中，得到添加有相变功能物质的卷烟滤棒。然后再分切滤棒，如图2 所示，将分切后带有固化为粒状添加剂5的滤棒4与镂空滤棒3制备成二元复合滤棒，上机卷 制成卷烟。将分切好的滤棒与镂空滤棒制备成二元复合滤棒，再上机卷制成卷烟。按照标准 方法(GB/T19609-2004)抽吸，每张滤片捕集一支烟卷烟的自由基总量，然后用ESR进行自由 基测定，以ESR信号强度作为自由基存在量的指标，并计算平均值。同时，以空白卷烟为对 照，并以此计算自由基清除率。具体结果见表1。
[0028] 实施例6
[0029]将重量占比为65%的食用级石蜡加热至80°C使其完全熔化成液体，加入重量占比 为20 %的洋槐蜂蜜，搅拌，使洋槐蜂蜜充分混匀在食用级石蜡液体中，搅拌均匀，60°C保温 使其保持液态，以滤棒重量的10 %为添加量，经输送栗通过雾化喷嘴使其呈小液滴直接均 匀喷洒在开松后的滤棒丝束表面并与滤棒丝束一并进入滤棒成型设备的高压喷嘴，再进入 舌头、成型室一并固化成型，液态添加剂即冷却凝固呈粒状固体并均匀分散在滤棒中，制备 得到添加有相变功能物质的卷烟滤棒，将该滤棒分切后与普通滤棒制备成二元复合滤棒， 再上机卷制成卷烟。以空白卷烟为对照，进行自由基清除率评价。具体结果见表1。
[0030] 实施例7
[0031]将重量占比为5%的琼脂加入重量占比为44%的水中，加热至100°C使其完全溶解 成透明液体，加入重量占比为50%的丙二醇，搅拌均匀，再加入重量占比为1 %的灵芝多糖 保润因子，搅拌，使灵芝多糖保润因子充分混匀，最后加入混合液重量0.1%的高梁红色素 搅拌均匀，50°C保温使其保持液态，以滤棒重量的60%为添加量，经输送栗通过雾化喷嘴使 其呈小液滴直接均匀喷洒在开松后的滤棒丝束表面并与滤棒丝束一并进入滤棒成型设备 的高压喷嘴，再进入舌头、成型室一并固化成型，液态添加剂即冷却凝固呈红色粒状固体并 均匀分散在滤棒中，得到添加有相变功能物质的卷烟滤棒。然后分切滤棒，将分切好的滤棒 与镂空滤棒制备成二元复合滤棒，再上机卷制成卷烟。按照卷烟感官评吸标准GB5606.4-2005,以空白卷烟为对照，进行感官质量评价。具体结果见表2。
[0032] 实施例8
[0033]将重量占比为9%的琼脂加入重量占比为85%的水中，加热至75°C使其完全溶解 成透明液体，加入重量占比为5.9%的山梨醇，搅拌均匀，再加入重量占比为0.1 %的灵芝多 糖保润因子，搅拌，使灵芝多糖保润因子充分混匀，50°C保温使其保持液态，以滤棒重量的 60 %为添加量，经输送栗通过雾化喷嘴使其呈小液滴直接均匀喷洒在开松后的滤棒丝束表 面并与滤棒丝束一并进入滤棒成型设备的高压喷嘴，再进入舌头、成型室一并固化成型，液 态添加剂即冷却凝固呈粒状固体并均匀分散在滤棒中，制备得到添加有相变功能物质的卷 烟滤棒，将该滤棒分切后与普通滤棒制备成二元复合滤棒，再上机卷制成卷烟。以空白卷烟 为对照，进行感官质量评价。具体结果见表2。
[0034] 实施例9
[0035]将重量占比为10%的琼脂加入重量占比为15%的水中，加热至70°C使其完全溶解 成透明液体，加入重量占比为5 %的甘油，搅拌均匀，再加入重量占比为70 %的柑橘提取物， 搅拌，使乌梅提取物充分混匀，最后加入混合液重量0.02%的可可壳色素搅拌均匀，55°C保 温使其保持液态经输送栗通过孔径为3mm的导管，以滤棒重量的30 %为添加量，经输送栗通 过雾化喷嘴使其呈小液滴直接均匀喷洒在开松后的滤棒丝束表面并与滤棒丝束一并进入 滤棒成型设备的高压喷嘴，再进入舌头、成型室一并固化成型，液态添加剂即冷却凝固呈粒 状固体并均匀分散在滤棒中，得到添加有相变功能物质的卷烟滤棒，然后再分切滤棒。如图 3所示，将分切后带有固化为粒状添加剂5的滤棒4与普通滤棒6结合制备成三元复合滤棒， 再上机卷制成卷烟。
[0036]表丨降害评价结果
[0037]
[0038]表2感官评价结果 [0039]
[0040] 本发明所用功能助剂选择范围广泛，包括水溶性保润植物提取物、保润因子、甜味 剂、降低焦油功能助剂、降低有害成分功能助剂。水溶性保润植物提取物具体如乌梅提取 物、葡萄提取物、柑橘提取物等，保润因子具体如灵芝多糖、乙二醇、甘油等，甜味剂具体如 洋槐蜂蜜、果糖等，降低焦油功能助剂具体如水溶性壳聚糖，降低有害成分功能助剂具体如 omega-3多元不饱和脂肪酸、奸青素。
【主权项】
1. 可通过相变释放功能物质的滤棒添加剂，其特征在于，该添加剂至少包括有功能助 剂和相变赋形剂，还可以另外添加增塑剂和溶剂；当仅包含功能助剂和相变赋形剂时，各组 分的重量百分比为：功能助剂0.1~70%、相变赋形剂30~99.9% ;当另外添加增塑剂和溶 剂时，各组分的重量百分比为:功能助剂0.1~70%、相变赋形剂5~80%、增塑剂5~50%、 溶剂 12-85 %。2. 根据权利要求1所述的可通过相变释放功能物质的滤棒添加剂，其特征在于，所述相 变赋形剂为在30_90°C温度条件下，能由固态向液态进行相变的材料，包括但不限于琼脂、 食用级石蜡中的至少一种。3. 根据权利要求1所述的可通过相变释放功能物质的滤棒添加剂，其特征在于，所述着 色剂为天然色素或合成色素。4. 根据权利要求1所述的可通过相变释放功能物质的滤棒添加剂，其特征在于，所述功 能助剂为水溶性保润植物提取物、保润因子、甜味剂、降低焦油功能助剂、降低有害成分功 能助剂中的至少一种。5. 根据权利要求1所述的可通过相变释放功能物质的滤棒添加剂，其特征在于，所述增 塑剂为丙二醇、甘油、山梨醇中的至少一种。6. 根据权利要求1所述的可通过相变释放功能物质的滤棒添加剂，其特征在于，所述溶 剂为水或与水互溶的有机溶剂中的至少一种;所述与水互溶的有机溶剂包括有乙二醇、甘 油。7. 根据权利要求1~6的任一项所述的可通过相变释放功能物质的滤棒添加剂，其特征 在于，在添加剂中还添加有着色剂，着色剂的添加量不超过添加剂重量的0.1%。8. 如权利要求1~6的任一项所述可通过相变释放功能物质的滤棒添加剂的制备方法， 其特征在于，方法步骤如下：将重量百分比为30~99.9%的相变赋形剂加热至50-100°C使 其完全熔化成液体，再加入重量百分比为0.1~70 %的功能助剂，搅拌，使功能助剂充分混 匀在液态的相变赋形剂中，保温使其保持液态待用； 如果要加入增塑剂和溶剂，则方法步骤如下:将重量百分比为5~80 %的相变赋形剂加 入重量百分比为12-85%的溶剂中，加热至50-100 °C使其完全溶解成透明液体，然后加入重 量百分比为5~50%的增塑剂，搅拌均匀，再加入重量百分比为0.1~70%的功能助剂，搅 拌，使功能助剂充分混匀，保温使其保持液态待用。9. 如权利要求7所述可通过相变释放功能物质的滤棒添加剂的制备方法，其特征在于， 方法步骤如下:将重量百分比为30~99.9%的相变赋形剂加热至50-100°C使其完全熔化成 液体，再加入重量百分比为〇. 1~70%的功能助剂，搅拌，使功能助剂充分混匀在液态的相 变赋形剂中，再加入重量百分比为〇~0.1%的着色剂，搅拌均匀，即得，保温使其保持液态 待用； 如果要加入增塑剂和溶剂，则方法步骤如下:将重量百分比为5~80 %的相变赋形剂加 入重量百分比为12-85%的溶剂中，加热至50-100 °C使其完全溶解成透明液体，然后加入重 量百分比为5~50%的增塑剂，搅拌均匀，再加入重量百分比为0.1~70%的功能助剂，搅 拌，使功能助剂充分混匀，最后加入重量百分比为〇~〇. 1 %的着色剂搅拌均匀，即得，保温 使其保持液态待用。10. 如权利要求8或9制备得到的可通过相变释放功能物质的滤棒添加剂在滤棒中的应 用，其特征在于，将上述制备好的添加剂保温保持液态，经输送栗通过孔径为0.6-4mm的导 管，以滤棒重量的1-60 %为添加量，形成细流导入，直接流淌到开松后的滤棒丝束表面并与 滤棒丝束一并固化成型，液态添加剂即冷却凝固在滤棒内形成线状或柱状固体，得到添加 有相变功能物质的卷烟滤棒。11. 如权利要求8或9制备得到的可通过相变释放功能物质的滤棒添加剂在滤棒中的应 用，其特征在于，将上述制备好的添加剂保温保持液态，以滤棒重量的1-60%为添加量，经 输送栗通过雾化喷嘴使添加剂呈小液滴直接均匀喷洒在开松后的滤棒丝束表面并与滤棒 丝束一并固化成型，液态添加剂即冷却凝固呈粒状固体并均匀分散在滤棒中，得到添加有 相变功能物质的卷烟滤棒。12. 根据权利要求10所述可通过相变释放功能物质的滤棒添加剂在滤棒中的应用，其 特征在于，将添加有相变功能物质的卷烟滤棒进行分切，分切后的滤棒单独作为卷烟滤嘴 使用，或者与镂空滤棒制备成二元复合滤棒，再上机卷制成卷烟。13. 根据权利要求11所述可通过相变释放功能物质的滤棒添加剂在滤棒中的应用，其 特征在于，将添加有相变功能物质的卷烟滤棒进行分切，分切后的滤棒与镂空滤棒或普通 滤棒制备成二元或三元复合滤棒，再上机卷制成卷烟。
【文档编号】A24D3/02GK105996121SQ201610485552
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年6月28日
【发明人】吴景强, 何雪峰, 陈冰, 岳宁, 沈靖轩, 肖维毅, 徐兰兰
【申请人】云南瑞升烟草技术（集团）有限公司