一种具有调湿功能的烟用无铝内衬纸基纸的制作方法-尊龙凯时官方app下载

文档序号:36398822发布日期:2023-12-16 00:32阅读:14来源:国知局
一种具有调湿功能的烟用无铝内衬纸基纸的制作方法

1.本发明属于纸基材料技术领域,具体涉及一种用于香烟包装的

具有动态调湿功能的内衬纸基纸及其相应的制备方法



背景技术:

2.随着人们对香烟
(
卷烟
)
抽吸品质和降焦减害需求的提高,对成品卷烟涉及的材料
(
烟草

卷烟包装材料等
)
和各个加工环节提出了越来越高的要求

其中,烟草因其特殊多孔状纤维结构,环境因素极易影响其含水率,而含水率的高低直接关系到卷烟的评吸质量

当烟丝的水分含量过大时,其燃烧速度相应减慢,同时燃烧不完全的烟气中存在大量的水蒸气,导致化学成分无法完全释放出来,最终造成卷烟香气的流失,且高水分含量的烟丝易发生霉变,评吸质量直线下降

反之,当烟丝水分含量过低时,燃吸过程中卷烟燃烧速度较快,致使燃烧烟气的温度过高,对热解

蒸馏

挥发

合成等一系列化学反应产生不良影响,导致卷烟燃烧的烟气烟味浓烈

刺激性大,产生的烟气干燥

辛辣

刺喉,从而不易为人所接受

因而,适宜的水分含量对卷烟的品质起着至关重要的作用

3.烟丝的水份含量与卷烟的保润性能直接相关,卷烟的保润性能对于卷烟的香气

吸食品质以及物理性质具有重要影响

卷烟包装材料
(
主要包括透明纸

盒包装纸板

内衬纸
)
使卷烟产品具有美观特性和阻隔特性,能为卷烟构筑一个相对稳定的外部环境,减少卷烟的水分

香气变化

其中,烟用内衬纸作为包装卷烟与烟包小盒间的纸基包装材料,对卷烟起到保香

保润

遮光等作用,可以防止卷烟霉变和香气散发,是重要的卷烟包装材料

但是,卷烟阻隔包装材料不能有效的解决香烟包装被打开后卷烟的持续恒湿问题,而且我国南北地域温湿度差异较大,卷烟产品易受区域环境的影响而出现水分流失

吸潮,甚至黄斑霉变等现象

现有的烟包用内衬纸普遍采用原纸
(
基纸
)
和铝箔复合或真空镀铝制成,在生产

包装及后续流通中会出现烟气散失快

保香性能差的不良现象,还会造成大量金属铝的浪费

含铝内衬纸废弃后不能自然降解,难以回收利用,给环境带来严重的污染

此外,现有的烟用内衬纸基纸由于抄造工艺和材料构成的原因,存在挺硬

细小组分含量高

纸张表面致密性不够等问题,造成其与阻隔涂层复合时不能完全贴合,致使生产的无铝烟用内衬纸不能满足使用要求

4.根据最新的文献检索及专利查新,具有调湿功能的烟用无铝内衬纸基纸及其制备方法的有关报道聊聊无几,与此主题相关的几篇专利都存在各自的缺陷和不足

如专利号为
cn106320061b


无铝烟用内衬纸基纸的生产方法

的专利只介绍了一种适于生产无铝内衬纸的基纸的生产方法,但是,依据该生产方法得到的基纸不具备调湿功能,且生产工艺中用到了强酸处理,生产中存在安全隐患;专利号为
cn114775331b


一种烟用内衬纸及其制造方法和应用

的专利介绍的烟用内衬纸虽具有一定的调湿功能,但所用的调湿材料为无机硅藻土,调湿性能有限,且制造的烟用内衬纸只适用于与铝箔复合或者通过镀铝膜来实现烟用内衬纸的阻隔功能,不满足环保需求;专利号为
cn114086429b


一种具有吸湿平衡烟用内衬纸及其制备方法

的专利介绍的制备方法工艺复杂,且需要用到聚氨酯等树脂
类材料和光固化剂,不但存在环保隐患,且起到调湿功能的光固化剂在底纸表面固化会影响烟用内衬纸的柔软性,从而对后续烟盒包装制备系统提出挑战;专利号为
cn109403148a


一种具有保湿保香保质功能的烟用内衬纸及其制造方法

的专利介绍的烟用内衬纸虽具有一定保湿功能,但需要用真空镀铝层来实现阻隔功能,且所用的调湿材料需要较高的热熔温度才能实现,使其应用受到一定限制

此外,还有一类镀陶内衬纸,虽具有一定的调湿作用,但是在将陶土涂布至内衬纸的表面时需用到有机合成类胶黏剂,此类胶黏剂具有很好的成膜性,严重影响了陶土涂层的孔隙率,从而阻碍了陶土调湿能力的发挥

5.因此,开发具有持续动态调湿功能的烟用包装材料,减缓卷烟与环境的水分交换,特别是在香烟开包后,保持卷烟的水分含量,使其具有稳定的感官品质和吸食感受,同时开发柔软

低细小组分含量

表面结构致密的基纸以适应后续无铝烟用内衬纸的工艺要求,生产具有动态调湿功能

安全

环保及满足个性化产品需求的烟用无铝内衬纸成为烟草行业亟待解决的问题



技术实现要素:

6.针对现有技术存在的缺陷和不足,本发明提供一种具有调湿功能的烟用无铝内衬纸基纸,该内衬纸基纸一方面具有良好的柔软性

表面强度高
(
不掉毛掉粉
)、
致密的表面结构
(
紧度和平滑度高
)
,从而满足后续烟用无铝内衬纸的生产工艺要求,另一方面能够根据存放环境的湿度变化通过锁水保湿和排水放湿功能,自主调控香烟包装盒内微环境的湿度,实现卷烟在包装盒拆封后的恒湿保质目的,从而将烟草湿度控制在合理范围内

7.为实现上述目的,本发明提供一种具有调湿功能的烟用无铝内衬纸基纸,所述烟用无铝内衬纸基纸包括复合纤维层和动态调湿层

其中,所述复合纤维层的成分包括漂白硫酸盐竹浆

漂白硫酸盐针叶木浆

漂白硫酸盐阔叶木浆等三种纸浆纤维和一种无机合成纤维-羟基磷灰石超长纳米线,所述动态调湿层的成分包括羧甲基纤维素

海泡石纳米颗粒和羧基化纳米纤维素纤维

8.本发明利用纳米科学技术,创新地提出采用一种无机纳米生物材料-羟基磷灰石超长纳米线作为烟用无铝内衬纸基纸复合纤维层的调湿材料和增强材料

本发明借助羟基磷灰石超长纳米线表面极高的羟基比例,及纳米线交织缠绕形成的纳米级多孔网络结构,为水分子的吸附提供了多级结合位点,且由于形成的纳米多孔网络结构对水分子的吸附是物理吸附,对周围蒸汽压力
(
湿度
)
的响应极为敏感
(
当周围湿度较高时,纳米多孔结构就会吸附较多的水分子;当周围湿度较低时,受蒸汽压力的影响,就会向周围释放水分子
)
,从而能够实现对局部湿度的动态响应和调节

因此,本发明借助羟基磷灰石超长纳米线优异的吸放湿性能,实现本发明提出的烟用无铝内衬纸基纸的动态调湿性能

此外,传统造纸工艺中需要添加有机高分子聚合物
(
一般为不可降解高分子类物质
)
作为增强助剂,来改善纸浆纤维交织而成的纸页结构的强度性能

本发明中借助羟基磷灰石超长纳米线表面富含的羟基,将同样富含羟基的纸浆纤维利用氢键结合作用桥联起来;同时,利用羟基磷灰石超长纳米线的高比表面积和高长径比,将纸浆纤维通过物理作用缠绕

扭结

捆绑等形式来增加纸浆纤维之间的结合面积,从而增强纸浆纤维间的结合强度,实现本发明提出的烟用无铝内衬纸基纸强度性能的提升

现有的烟用内衬纸基纸所采用的纸浆纤维一般是漂白硫酸盐针叶木浆和漂白硫酸盐阔叶木浆,本发明采用漂白硫酸盐竹浆替代部分漂白硫酸盐阔叶木
浆,一方面利用竹纤维良好的吸湿性,另一方面利用竹纤维较高的长径比增强烟用内衬纸基纸的强度性能

9.本发明中,海泡石纳米颗粒为一种自制的无机纳米颗粒,是针对烟用无铝内衬纸基纸对动态调湿性能和表面强度性能两方面的需求特性研制而成

天然海泡石由于具有丰富的多孔结构而具有优异的吸放湿性能,但是在纸基材料表面的应用聊聊无几

本发明以天然海泡石为原料,通过多级物理机械研磨的手段,实现对海泡石尺寸和晶型的精确控制,制备出纳米级海泡石颗粒,纳米级海泡石颗粒具有高长径比的纳米级孔径通道结构,同时具有高晶体强度和高界面活性

本发明为提高烟用无铝内衬纸基纸的表面强度,同时保留基纸表面较高的孔隙率
(
动态调湿性能需要多层级孔隙结构来实现
)
,创新地提出采用羧基化纳米纤维素纤维作为烟用无铝内衬纸基纸动态调湿层的纳米级胶黏剂,且通过海泡石纳米颗粒和羧基化纳米纤维素经过高压均质处理手段,实现海泡石纳米颗粒在羧基化纳米纤维素纤维内和纤维之间的有效负载

本发明利用羧甲基纤维素良好的成膜性和吸湿性能

海泡石纳米颗粒良好的吸湿-放湿性能

羧基化纳米纤维素纤维良好的负载性能和黏结作用,实现烟用无铝内衬纸基纸动态调湿层的动态吸湿-放湿性能和良好的表面强度

10.较佳地,在所述具有调湿功能的烟用无铝内衬纸基纸复合纤维层中,所述漂白硫酸盐竹浆

漂白硫酸盐针叶木浆和漂白硫酸盐阔叶木浆三种纸浆纤维的质量百分比可为
(10

20)

∶(40

80)

∶(10

25)


11.较佳地,在所述具有调湿功能的烟用无铝内衬纸基纸复合纤维层中,所述羟基磷灰石超长纳米线加入量为
50

400g/kg
绝干纸浆纤维
(
包括漂白硫酸盐竹浆

漂白硫酸盐针叶木浆和漂白硫酸盐阔叶木浆三种纸浆纤维
)。
12.较佳地,在所述具有调湿功能的烟用无铝内衬纸基纸复合纤维层中,所述羟基磷灰石超长纳米线的直径为1~
100nm、
长度为
10
μm~
5mm
,所述漂白硫酸盐竹浆

漂白硫酸盐针叶木浆和漂白硫酸盐阔叶木浆三种纸浆纤维采用混合磨浆的处理工艺,磨浆后混合纸浆纤维的肖伯尔打浆度为
25

60
°
sr。
13.较佳地,在所述具有调湿功能的烟用无铝内衬纸基纸动态调湿层中,所述羧甲基纤维素的质量百分含量为
50

90
%,所述海泡石纳米颗粒的质量百分含量为
10

30
%,所述羧基化纳米纤维素纤维5~
20


14.较佳地,在所述具有调湿功能的烟用无铝内衬纸基纸动态调湿层中,所述羧甲基纤维素的相对分子质量为
90000

300000、
取代度
(ds)

0.7

1.2
,所述羧基化纳米纤维素纤维的直径为
10

100nm、
长度为
0.1

2mm、
羧基含量为
0.5

2.0mmol/g。
15.较佳地,在所述具有调湿功能的烟用无铝内衬纸基纸动态调湿层中,所述海泡石纳米颗粒的粒径为
50

300nm
,海泡石纳米颗粒的制备方法包括:
16.(1)
将天然海泡石经过洗涤和净化除渣之后,配置质量浓度为
50

70
%的海泡石悬浮液,置于星球式研磨机中研磨1~
3h
,研磨机转速为
200

1000r/min

17.(2)
将经过初研磨的海泡石悬浮液加入聚丙烯酸钠分散剂后调控悬浮液质量浓度为
40

80
%,聚丙烯酸钠分散剂的添加量为2~
7g/kg
绝干海泡石,之后置于纳米研磨机中研磨2~
5h
,纳米研磨机转速为
500

1200r/min

18.(3)
将经过纳米研磨机处理后的海泡石悬浮液经过浓缩后,再经过冷冻干燥处理获得海泡石纳米颗粒

19.较佳地,所述具有调湿功能的烟用无铝内衬纸基纸的制备步骤包括:
20.(1)
将漂白硫酸盐竹浆

漂白硫酸盐针叶木浆和漂白硫酸盐阔叶木浆,按照一定质量百分比碎解成质量浓度为3~6%的混合纸浆悬浮液,进行磨浆处理后达到一定的肖伯尔打浆度;
21.(2)
按照一定质量百分比将羟基磷灰石超长纳米线添加到上述经过磨浆的混合纸浆纤维悬浮液中后,将混合悬浮液稀释至质量浓度为
0.2
~1%,经过机械搅拌

真空滤水成型

压榨和干燥得到烟用无铝内衬纸基纸的纤维复合层;
22.(3)
将海泡石纳米颗粒和羧基化纳米纤维素按照一定质量百分比配置成质量浓度为
0.5
~2%的悬浮液经过3~6次
、50

200mpa
的均质压力的高压均质机处理;
23.(4)
按照动态调湿层中羧甲基纤维素的质量百分含量为
50

90
%的添加比例将羧甲基纤维素添加至上述经过均质处理的悬浮液中,之后,稀释至质量浓度为
0.2
~1%,获得复合涂布液;
24.(5)
通过刮棒

帘式或刮刀涂布中的一种涂布工艺,采用单面涂布的方式,将上述复合涂布液转移至烟用无铝内衬纸基纸纤维复合层上,经过干燥后,获得包括纤维复合层和动态调湿层的烟用无铝内衬纸基纸;
25.较佳地,所述具有调湿功能的烟用无铝内衬纸基纸的复合纤维层的定量为
55

65g/m2,所述具有调湿功能的烟用无铝内衬纸基纸的动态调湿层的涂布量为
0.5

2g/m2。
26.本发明提供的具有调湿功能的烟用无铝内衬纸基纸,利用复合纤维层中高长径比

高比表面积和高羟基含量的羟基磷灰石超长纳米线
(
化学上的分子间氢键作用和物理上的相互缠绕,形成有序

相互交织

多孔三维网络结构,及良好的柔韧性
)
和动态调湿层中的经过创新设计的具有多级纳米孔道结构的海泡石纳米颗粒,实现对局部微环境湿度变化的动态吸湿-放湿响应

同时,借助动态调湿层中有机调湿材料-羧甲基纤维素优异的吸湿性能,纤维复合层中无机调湿材料-羟基磷灰石超长纳米线和动态调湿层中的无机调湿材料-海泡石纳米颗粒优异的放湿性能,利用有机-无机复合调湿体系在吸湿-放湿多次循环往复行为中的协同增效机制,实现烟用无铝内衬纸基纸持续稳定的动态调湿性能,以适应后续在实际香烟包装中多次开包情景下的复杂湿度环境变化

此外,本发明提供的具有调湿功能的烟用无铝内衬纸基纸,采用单面涂布动态调湿层的工艺,一方面可以有效的发挥复合纤维层中羟基磷灰石超长纳米线的调湿功能,另一方面保持复合纤维层一面的反应活性和润湿性,使其适于后续的无铝阻隔涂布工艺要求

附图说明
27.图1示出了本发明所述的具有调湿功能的烟用无铝内衬纸基纸的结构示意图

28.图2示出了一种羟基磷灰石超长纳米线的扫描电子显微镜照片

29.图3示出了一种海泡石纳米颗粒的扫描电子显微镜照片

具体实施方式
30.在本发明的描述中,需要说明的是,实施例中未注明具体条件者,按照常规条件或制造商建议的条件进行

所用试剂或仪器未注明生产厂商者,均为可以通过市售购买获得的常规产品

31.以下结合附图和下述实施方式进一步说明本发明,以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思和技术方案有更完整

准确和深入的理解

应理解,附图和下述实施方式仅用于说明本发明,而非限制本发明

32.本发明一实施方式的具有调湿功能的烟用无铝内衬纸基纸包括含有漂白硫酸盐竹浆

漂白硫酸盐针叶木浆

漂白硫酸盐阔叶木浆和羟基磷灰石超长纳米线的复合纤维层2和含有羧甲基纤维素

海泡石纳米颗粒和羧基化纳米纤维素纤维的动态调湿层
1。
33.在具有调湿功能的烟用无铝内衬纸基纸中,漂白硫酸盐竹浆

漂白硫酸盐针叶木浆和漂白硫酸盐阔叶木浆等三种纸浆纤维作为基纸的骨架支撑材料,羟基磷灰石超长纳米线包覆于三种植物纸浆纤维上;海泡石纳米颗粒吸附在羧基化纳米纤维素纤维表面,干燥成型后羧基化纳米纤维素纤维起到黏结作用,使海泡石纳米颗粒均匀

牢固地分布于羧甲基纤维素成膜液固化后的膜材中

34.其中,羟基磷灰石超长纳米线的直径为1~
100nm、
长度为
10
μm~
5mm。
35.羟基磷灰石超长纳米线作为基纸复合纤维层的调湿和增强功能材料,其在复合纤维层中的添加量为
50

400g/kg
绝干纸浆纤维,优选为
150

300g/kg
绝干纸浆纤维


50

400g/kg
绝干纸浆纤维的添加量范围内,羟基磷灰石超长纳米线可将三种纸浆纤维通过缠绕

包覆

架桥等方式连接,从而有利于提高基纸复合纤维层的物理机械强度性能

36.漂白硫酸盐竹浆的肖伯尔初始打浆度为
10

15
°
sr
,漂白硫酸盐针叶木浆和漂白硫酸盐阔叶木浆的肖伯尔初始打浆度为
15

20
°
sr
;三种纸浆纤维采用混合磨浆的方式,控制最终混合纤维浆料的肖伯尔打浆度为
25

60
°
sr
,优选为
40

50
°
sr。
37.漂白硫酸盐竹浆

漂白硫酸盐针叶木浆和漂白硫酸盐阔叶木浆三种纸浆纤维在具有调湿功能的烟用无铝内衬纸基纸复合纤维层中的质量百分比为
(10

20)

∶(40

80)

∶(10

25)
%,优选为
(15

20)

∶(60

80)

∶(10

15)


38.羧甲基纤维素的相对分子质量为
90000

300000、
取代度
(ds)

0.7

1.2。
39.羧甲基纤维素作为基纸动态调湿层的成膜材料和有机调湿材料,其在具有调湿功能的烟用无铝内衬纸基纸动态调湿层中的质量百分含量为
50

90
%,优选为
60

80



50

90
%含量范围内,羧甲基纤维素可在基纸复合纤维层表面均匀成膜

40.海泡石纳米颗粒的粒径为
50

300nm
,优选为
100

200nm。
41.海泡石纳米颗粒作为基纸动态调湿层的无机调湿材料,其在具有调湿功能的烟用无铝内衬纸基纸动态调湿层中的质量百分含量为
10

30



10

30
%含量范围内,海泡石纳米颗粒可在基纸动态调湿层中起到吸湿作用和放湿作用

42.羧基化纳米纤维素纤维的直径为
10

100nm
,长度为
0.1

2mm
,羧基含量为
0.5

2.0mmol/g。
43.羧基化纳米纤维素纤维作为基纸动态调湿层的绿色有机胶黏剂,其在具有调湿功能的烟用无铝内衬纸基纸动态调湿层中的质量百分含量为5~
20
%,优选为
10

20


在5~
20
%含量范围内,羧基化纳米纤维素纤维通过化学氢键结合作用和物理吸附作用,将海泡石纳米颗粒均匀

牢固地分布在基质的动态调湿层中,从而改善烟用无铝内衬纸基纸的动态调湿性能

44.具有调湿功能的烟用无铝内衬纸基纸的复合纤维层定量可根据后续烟用无铝内衬纸的工艺需要和性能要求选择,例如为
55

65g/m2。
具有调湿功能的烟用无铝内衬纸基
纸的动态调湿层涂布量可根据需要选择,例如为
0.5

2g/m2。
45.本发明一实施方式的具有调湿功能的烟用无铝内衬纸基纸可采用传统造纸工艺和涂布工艺流程制备而成,制备过程包括复合纤维层混合纤维浆料的配制

浆料的滤水成型

湿纸页的压榨和干燥

涂布液
(
动态调湿层
)
的配制

纸页
(
复合纤维层
)
的涂布

涂布纸页的干燥等过程

46.首先,配制含有漂白硫酸盐竹浆

漂白硫酸盐针叶木浆和漂白硫酸盐阔叶木浆等三种纸浆纤维和羟基磷灰石超长纳米线的复合纤维浆料

47.本发明的漂白硫酸盐竹浆

漂白硫酸盐针叶木浆和漂白硫酸盐阔叶木浆等三种纸浆纤维可从市场购买

48.本发明的羟基磷灰石超长纳米线可以采用溶剂热法

水热法或任一合适的方法制备,所采用的方法只要能够制备出所述羟基磷灰石超长纳米线即可

可以参考已经发表的文献报道和已公开的专利方法制备

例如可参考:
zhang g d

chen j d

yang s

et al.materials letters

2011

65

572-574

jiang y y

zhu y j

chen f

et al.ceramics international

2015

41

6098-6102

heng l

zhu y j

et al.chemnanomat

2017
,3:
259-268
;专利号:
zl201310687363.2。
49.图2示出了根据上述文献和专利制备出的一种羟基磷灰石超长纳米线的扫描电子显微镜照片

50.浆料中,漂白硫酸盐竹浆

漂白硫酸盐针叶木浆和漂白硫酸盐阔叶木浆三种纸浆纤维的质量比可为
(10

20)

∶(40

80)

∶(10

25)
%,羟基磷灰石超长纳米线的添加量可为
50

400g/kg
绝干纸浆纤维

51.一实施方式中,将羟基磷灰石超长纳米线添加至经过磨浆处理的三种纸浆纤维悬浮液中,搅拌均匀,得到复合纤维层混合浆料

52.将浆料滤水成型

滤水成型所采用的装置可为凯赛纸页成型器

动态纸页成型器

手动纸页成型器等

53.成型后的纸页进行压榨

压榨压力可为1~
10mpa
,压榨时间可为1~
20min。
54.压榨后,进行干燥,得到具有调湿功能的烟用无铝内衬纸基纸的复合纤维层

干燥温度可为
70

120℃
,干燥时间可为5~
150min。
55.涂布液的配制

将自制海泡石纳米颗粒和羧基化纳米纤维素按照质量百分比
(10

30)

∶(5

20)
%配制成质量浓度可为
0.5
~2%的悬浮液经过3~6次
、50

200mpa
的均质压力的高压均质机处理后,按照涂布液中羧甲基纤维素的质量百分含量为
50

90
%的添加比例将羧甲基纤维素添加至上述经过均质处理的悬浮液中,再将混合悬浮液稀释至
0.1
~1%,获得制备动态调湿层的涂布液

56.本发明的羧甲基纤维素

天然海泡石粗矿

羧基化纳米纤维素纤维可从市场购买

57.纸页的涂布

选用刮棒

帘式或刮刀涂布中的任一种涂布工艺将涂布液转移至上述经过干燥的纸页的单面,进行干燥,获得具有调湿功能的烟用无铝内衬纸基纸

干燥温度可为
50

120℃
,干燥时间可为1~
20min。
58.下面进一步例举实施例以详细说明本发明

同样应理解,以下实施例只用于对本发明进行进一步说明,不能理解为对本发明保护范围的限制

本领域的技术人员根据本发明的上述内容作出的一些非本质的改进和调整均属于本发明的保护范围

下述示例具体的
工艺参数等也仅是合适范围内的一个示例,即本领域技术人员可以通过本文的说明做合适的范围内选择,而并非要限定于下文示例的具体数值

59.实施例160.本实施例提供一种具有调湿功能的烟用无铝内衬纸基纸的制备方法,具体步骤如下:
61.s1
:将漂白硫酸盐竹浆
(
初始肖伯尔打浆度为
10
°
sr)、
漂白硫酸盐针叶木浆
(
初始肖伯尔打浆度为
15
°
sr)
和漂白硫酸盐阔叶木浆
(
初始肖伯尔打浆度为
15
°
sr)
按照质量百分比
10

∶65

∶25
%碎解成质量浓度为3%的混合纸浆悬浮液,进行混合磨浆处理,使混合纸浆纤维的肖伯尔打浆度为
40
°
sr

62.s2
:将直径为
10nm、
长度为
30
μm的羟基磷灰石超长纳米线按照
150g/kg
绝干纸浆纤维的质量百分比添加至上述经过磨浆的混合纸浆纤维悬浮液中,将混合悬浮液加水稀释至质量浓度为
0.5
%,经过机械搅拌

在凯赛纸页成型器上滤水成型,成型后湿纸页经过压榨
(
压力为
3mpa
,压榨时间为
8min)、
干燥
(
干燥温度为
120℃
,干燥时间为
5min)
,得到具有调湿功能的烟用无铝内衬纸基纸的复合纤维层;
63.s3
:海泡石纳米颗粒的制备,经过以下步骤:
64.(1)
将天然海泡石经过洗涤和净化除渣之后,配置质量浓度为
60
%的海泡石悬浮液,置于星球式研磨机中研磨
1h
,研磨机转速为
1000r/min

65.(2)
将经过初研磨的海泡石悬浮液加入聚丙烯酸钠分散剂后调控悬浮液质量浓度为
40
%,聚丙烯酸钠分散剂的添加量为
2g/kg
绝干海泡石,之后置于纳米研磨机中研磨
2h
,纳米研磨机转速为
1200r/min

66.(3)
将经过纳米研磨机处理后的海泡石悬浮液经过浓缩后,再经过冷冻干燥处理获得海泡石纳米颗粒;
67.(4)
经过纳米粒径测试仪测定,经过上述步骤制备的海泡石纳米颗粒的粒径为
105nm。
68.图3示出了经过上述步骤制备的海泡石纳米颗粒的扫描电子显微镜照片;
69.s4
:将上述制备的海泡石纳米颗粒和羧基化纳米纤维素纤维按照质量百分比
10

∶5
%配置成质量浓度为1%的悬浮液,之后,经过3次

均质压力为
50mpa
的高压均质机处理;
70.s5
:按照动态调湿层中羧甲基纤维素的质量百分含量为
50
%的添加比例将羧甲基纤维素添加至上述经过均质处理的悬浮液中,之后,加水稀释至质量浓度为
0.6
%,获得复合涂布液;
71.s6
:采用单面涂布的方式,选用刮棒涂布工艺,将上述复合涂布液转移至具有调湿功能的烟用无铝内衬纸基纸的复合纤维层上,进行干燥
(
干燥温度为
50℃
,干燥时间为
20min)
,获得具有调湿功能的烟用无铝内衬纸基纸

72.本实施例制备的具有调湿功能的烟用无铝内衬纸基纸的应用性能如表1所示:
73.表
1.
具有调湿功能的烟用无铝内衬纸基纸的应用性能指标
[0074][0075]
本实施例制备的具有调湿功能的烟用无铝内衬纸基纸的应用性能指标符合内衬纸基纸质量要求,经后续烟用无铝内衬纸厂家试用,反馈结果表明,相比于市面上的内衬纸基纸,本实施例1制备的内衬纸基纸具有更好的柔软性

更高的表面强度和更致密的表面结构

[0076]
实施例2[0077]
本实施例提供一种具有调湿功能的烟用无铝内衬纸基纸的制备方法,步骤同实施例1,工艺参数与实施例1的区别在于:漂白硫酸盐竹浆

漂白硫酸盐针叶木浆和漂白硫酸盐阔叶木浆按照质量百分比
20

∶70

∶10
%碎解成质量浓度为5%的混合纤维悬浮液,磨浆后混合纸浆纤维的肖伯尔打浆度为
60
°
sr
;将直径为
100nm、
长度为
5mm
的羟基磷灰石超长纳米线按照
200g/kg
绝干纸浆纤维的质量百分比添加至混合纸浆纤维悬浮液后,加水稀释至质量浓度为
0.8
%,经过机械搅拌,在动态纸页成型器上滤水成型后,压榨和干燥工艺同实施例1;海泡石纳米颗粒的制备工艺,步骤同实施例1,工艺参数与实施例1的区别在于:将经过初研磨的海泡石悬浮液中加入
4g/kg
绝干海泡石的聚丙烯酸钠分散剂后,加水稀释海泡石悬浮液的质量浓度至
35
%之后置于纳米研磨机中研磨
3h
,获得海泡石纳米颗粒的粒径
60nm
;将粒径为
60nm
的海泡石纳米颗粒和羧基化纳米纤维素纤维按照质量百分比
30

∶20
%配置成质量浓度为
0.7
%的悬浮液后经过同实施例1相同工艺参数的高压均质处理;按照动态调湿层中羧甲基纤维素的质量百分含量为
80
%的添加比例将羧甲基纤维素添加至上述经过均质处理的悬浮液中,之后,加水稀释至质量浓度为
0.5
%,获得复合涂布液;
[0078]
本实施例制备的具有调湿功能的烟用无铝内衬纸基纸的应用性能如表2所示:
[0079]

2.
具有调湿功能的烟用无铝内衬纸基纸的性能指标
[0080][0081]
[0082]
本实施例制备的具有调湿功能的烟用无铝内衬纸基纸的应用性能指标符合内衬纸基纸质量要求,经后续烟用无铝内衬纸厂家试用,反馈结果表明,相比于市面上的内衬纸基纸,本实施例2制备的内衬纸基纸具有更好的柔软性

更高的表面强度和更致密的表面结构

[0083]
实施例3[0084]
本实施例提供一种具有调湿功能的烟用无铝内衬纸基纸的制备方法,步骤同实施例1,工艺参数与实施例1的区别在于:漂白硫酸盐竹浆

漂白硫酸盐针叶木浆和漂白硫酸盐阔叶木浆按照质量百分比
15

∶75

∶10
%碎解成质量浓度为5%的混合纤维悬浮液,磨浆后混合纸浆纤维的肖伯尔打浆度为
50
°
sr
;将直径为
20nm、
长度为
1mm
的羟基磷灰石超长纳米线按照
100g/kg
绝干纸浆纤维的质量百分比添加至混合纸浆纤维悬浮液后,加水稀释至质量浓度为
0.5
%,经过机械搅拌,在手动纸页成型器上滤水成型后,压榨和干燥工艺同实施例1;海泡石纳米颗粒的制备工艺,步骤同实施例1,工艺参数与实施例1的区别在于:将经过初研磨的海泡石悬浮液中加入
4g/kg
绝干海泡石的聚丙烯酸钠分散剂后,加水稀释海泡石悬浮液的质量浓度至
35
%之后置于纳米研磨机中研磨
5h
,获得海泡石纳米颗粒的粒径
50nm
;将粒径为
50nm
的海泡石纳米颗粒和羧基化纳米纤维素纤维按照质量百分比
20

∶15
%配置成质量浓度为1%的悬浮液后经过同实施例1相同工艺参数的高压均质处理;按照动态调湿层中羧甲基纤维素的质量百分含量为
70
%的添加比例将羧甲基纤维素添加至上述经过均质处理的悬浮液中,之后,加水稀释至质量浓度为
0.2
%,获得复合涂布液;采用刮刀涂布工艺将复合涂布液转移至烟用无铝内衬纸基纸的复合纤维层的单面,进行干燥
(
干燥温度为
100℃
,干燥时间为
10min)。
[0085]
本实施例制备的具有调湿功能的烟用无铝内衬纸基纸的应用性能如表3所示:
[0086]

3.
具有调湿功能的烟用无铝内衬纸基纸的性能指标
[0087][0088]
本实施例制备的具有调湿功能的烟用无铝内衬纸基纸的应用性能指标符合内衬纸基纸质量要求,经后续烟用无铝内衬纸厂家试用,反馈结果表明,相比于市面上的内衬纸基纸,本实施例3制备的内衬纸基纸具有更好的柔软性

更高的表面强度和更致密的表面结构

[0089]
实施例4[0090]
本实施例提供一种具有调湿功能的烟用无铝内衬纸基纸的制备方法,步骤同实施例1,工艺参数与实施例1的区别在于:漂白硫酸盐竹浆

漂白硫酸盐针叶木浆和漂白硫酸盐阔叶木浆按照质量百分比
10

∶80

∶10
%碎解成质量浓度为6%的混合纤维悬浮液,磨浆
后混合纸浆纤维的肖伯尔打浆度为
55
°
sr
;将直径为
40nm、
长度为
2mm
的羟基磷灰石超长纳米线按照
300g/kg
绝干纸浆纤维的质量百分比添加至混合纸浆纤维悬浮液后,加水稀释至质量浓度为
0.5
%,经过机械搅拌

滤水成型

压榨
(
压力为
10mpa
,压榨时间为
2min)
和干燥
(
干燥温度为
100℃
,干燥时间为
90min)
,得到具有调湿功能的烟用无铝内衬纸基纸的复合纤维层;选用实施例2制备的粒径为
60nm
的海泡石纳米颗粒;将粒径为
60nm
的海泡石纳米颗粒和羧基化纳米纤维素纤维按照质量百分比
25

∶20
%配置成质量浓度为1%的悬浮液后经过同实施例1相同工艺参数的高压均质处理;按照动态调湿层中羧甲基纤维素的质量百分含量为
90
%的添加比例将羧甲基纤维素添加至上述经过均质处理的悬浮液中,之后,加水稀释至质量浓度为
0.1
%,获得复合涂布液;采用帘式涂布工艺将复合涂布液转移至烟用无铝内衬纸基纸的复合纤维层的单面,进行干燥
(
干燥温度为
120℃
,干燥时间为
5min)。
[0091]
本实施例制备的具有调湿功能的烟用无铝内衬纸基纸的应用性能如表4所示:
[0092]

4.
具有调湿功能的烟用无铝内衬纸基纸的性能指标
[0093][0094]
本实施例制备的具有调湿功能的烟用无铝内衬纸基纸的应用性能指标符合内衬纸基纸质量要求,经后续烟用无铝内衬纸厂家试用,反馈结果表明,相比于市面上的内衬纸基纸,本实施例4制备的内衬纸基纸具有更好的柔软性

更高的表面强度和更致密的表面结构

[0095]
实施例5[0096]
本实施例提供一种具有调湿功能的烟用无铝内衬纸基纸的制备方法,步骤和大部分工艺参数同实施例1,工艺参数中同实施例1的区别在于:羟基磷灰石超长纳米线按照
50g/kg
绝干纸浆纤维的质量百分比添加至混合纸浆纤维悬浮液;选用实施例3制备的粒径为
50nm
的海泡石纳米颗粒,将海泡石纳米颗粒和羧基化纳米纤维素纤维按照质量百分比
30

∶5
%配置成质量浓度为2%的悬浮液,之后与羧甲基纤维素混合后稀释至质量浓度为1%获得复合涂布液

[0097]
本实施例制备的具有调湿功能的烟用无铝内衬纸基纸的应用性能如表5所示:
[0098]

5.
具有调湿功能的烟用无铝内衬纸基纸的性能指标
[0099]
[0100][0101]
本实施例制备的具有调湿功能的烟用无铝内衬纸基纸的应用性能指标符合内衬纸基纸质量要求,经后续烟用无铝内衬纸厂家试用,反馈结果表明,相比于市面上的内衬纸基纸,本实施例5制备的内衬纸基纸具有更好的柔软性

更高的表面强度和更致密的表面结构

[0102]
对上述实施例1~5和从市场中购买的三种对比样进行动态调湿性能的测试和表征

[0103]
动态调湿性能通过测试样品的湿容量

平均吸湿速率

放湿量

平均放湿速率来表征,测试过程选用的高温高湿环境为
38℃

90

rh
,干燥环境为
38℃

20

rh。
[0104]
吸湿性能通过测试样品的湿容量和平均吸湿速率来表征

湿容量:反应样品的保湿能力;数值越大,保湿能力越好;单位:
g/g。
平均吸湿速率:反应样品对湿气吸附快慢的能力;数值越大,说明样品对高湿环境的吸湿响应能力越好;单位:
g/(g
·
h)。
样品先经
105℃
的烘箱干燥至恒重

之后,置于
38℃

90

rh
的恒温恒湿箱中定时称量样品质量,样品质量恒重后停止实验,记录样品吸湿终点时的质量

样品绝干质量和吸湿时间

根据以下公式计算湿容量和平均吸湿速率:
[0105]
湿容量=
(
样品吸湿终点时的质量-样品绝干质量
)*100/
样品绝干质量
[0106]
平均吸湿速率=湿容量
*1000/
吸湿时间
[0107]
放湿性能通过测试样品的放湿量和平均放湿速率来表征

放湿量:应样品的放湿能力;数值越大,放湿能力越好;单位
g/g。
平均放湿速率:反应样品释放湿气快慢的能力;数值越大,说明样品对干燥环境的放湿响应能力越好;单位:
g/(g
·
h)。
样品先置于
38℃

90

rh
的恒温恒湿容器内吸湿至恒重
(
获得样品的初始质量
)。
之后,置于
38℃

20

rh
的恒温恒湿箱中定时称量样品质量,样品质量恒重后停止实验,记录样品放湿恒重后质量

样品初始质量和放湿时间

根据以下公式计算放湿量和平均放湿速率:
[0108]
放湿量=
(
样品初始质量-样品放湿恒重后质量
)*100/
样品放湿恒重后质量
[0109]
平均放湿速率=放湿量
*1000/
放湿时间
[0110]
本发明的实施例1~5与从市场中购买的三种对比样的测试结果如表6所示:
[0111]
表6实施例1~5和对比样1~3的动态调湿性能测试结果
[0112][0113][0114]
基于表6,实施例1~5相比于市场中购买的对比样1~3,表征吸湿性能的容湿量和平均吸湿速率的数值,及表征放湿性能的放湿量和平均放湿速率的数值,都要大的多

测试结果表明,实施例1~5具有很好的动态调湿性能,对比样1~3基本不具备动态调湿的能力

此外,通过对比实施例1~5的调湿性能测试数据发现,5种实施例的调湿性能之间略有差别,这主要是由于各实施方案之间在有机调湿材料-羟基磷灰石超长纳米线和羧甲基纤维素和无机调湿材料-海泡石纳米颗粒含量和配比上的差异

但是,这些差异对最终烟用无铝内衬纸基纸的调湿性能的影响甚微,说明本发明实施方案的可操作性强,易于实现后续的产业化大规模应用

[0115]
本发明已经通过优选的实施方式进行了较为详尽的说明

但是,以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,虽然其描述较为详细和具体,但不能因此理解为对本发明专利范围的限制

本领域技术人员通过对前文的研读,对各实施方式的增加或变化也是显而易见的

申请人的意图是所有这些变化和增加都落在了本发明权利要求的保护范围内

本文中使用的术语仅是为了对具体实施方式加以解释和说明,并非是对本发明的限制

在不脱离本发明构思的前提下,做出的任何修饰

变形和改进,都属于本发明的保护范围

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