CN114431510B - 一种防潮气溶胶形成剂前体组合物及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种防潮气溶胶形成剂前体组合物及其应用，该组合物按照质量百分比该组合物由以下组分组成：疏水醇酯60～95％，醇0～25％和碱性化合物5～30％；疏水醇酯选自一元醇的脂肪酸酯，二元醇的脂肪酸酯，三元醇的脂肪酸酯或其组合；其中的脂肪酸为C2‑C16的饱和脂肪一元酸；疏水醇酯还包括海藻酸丙二醇酯或松香甘油酯；碱性化合物选自碱金属/碱土金属的碳酸盐、碱金属/碱土金属的碳酸氢盐、碱金属/碱土金属的氢氧化物、硬脂酸钠、海藻酸钠、羧甲基纤维素钠、乙酸钠、柠檬酸钠中的一种或组合。使用该组合物的烟支在运输、储存过程中吸水量大大降低，从而有效防潮，同时在烟支使用过程中因上述原位反应的发生气溶胶烟雾量不降低。

Description

一种防潮气溶胶形成剂前体组合物及其应用

技术领域

本发明涉及加热不燃烧卷烟及传统卷烟技术领域，具体涉及一种有效防潮的气溶胶形成剂前体组合物。

背景技术

烟草制品在运输、储存过程中的吸潮/返潮会给消费者带来不愉悦感观体验，同时因此导致的进一步霉变还存在着一系列安全隐患。加热不燃烧型卷(包括颗粒型加热不燃烧卷烟)利用特殊热源对烟草/颗粒物料进行加热(500℃以下甚至更低)，烟草物料不经燃烧，烟气有害化学成分(如一氧化碳、烃类物质等)和生物毒性大幅降低。为了保证足够的烟雾量，现有加热不燃烧卷烟产品大多采用甘油(CN 106714590 B)等易吸湿的醇作为气溶胶形成剂(雾化剂)。但是，这些气溶胶生成剂的普遍特征是吸湿性较强，对产品生产、储存要求高，成品复卷难度大，同时烟草或非烟颗粒制品在上述过程吸收的多余的水分不仅会导致烟支返潮/霉变，还会降低加热不燃烧卷烟的烟雾的释放量，严重影响消费者体验感。虽然部分文献(CN 108601390 A；CN 111386051 A)报道添加多元醇酯(如三乙酸甘油酯)或者脂肪酸酯(如十二烷二酸二甲酯)作为气溶胶形成剂，但它们的沸点一般大于甘油等醇，因此它们的烟雾量可以预见的较甘油等醇类小，这会给消费者带来不希望的体验。此外，这些多元醇酯或脂肪酸酯目前没有被报道具有防潮的作用，而是被报道赋予其他性能，例如CN111386051 A指出含有少量甘油三酯的烟草与不添加甘油三酯的烟草相比在高温下促进尼古丁的释放。目前，以甘油作为气溶胶形成剂主要成分的烟草制品，尤其是加热不燃烧卷烟制品，仍然受到因烟支吸水返潮/霉变的困扰。

发明内容

[技术问题]

本发明的技术问题为：有效解决加热不燃烧卷烟制品因大量添加甘油等气溶胶形成剂而导致的烟支吸水返潮/霉变问题，同时不影响烟草制品的烟雾量。

[技术方案]

本发明的目的是提供一种有效防潮的气溶胶形成剂前体组合物，进一步的可以应用于烟草领域，尤其是加热不燃烧卷烟(包括颗粒型加热不燃烧卷烟)领域，有效解决加热不燃烧卷烟制品因大量添加甘油等气溶胶形成剂而导致的烟支吸水返潮/霉变问题，同时不影响烟草制品的烟雾量。

为实现上述目的，本发明的技术方案具体如下：

本发明的第一目的在于提供一种防潮气溶胶形成剂前体组合物，按照质量百分比该组合物由以下组分组成：

疏水醇酯60～95％，醇0～25％和碱性化合物5～30％；

所述疏水醇酯选自一元醇的脂肪酸酯，二元醇的脂肪酸酯，三元醇的脂肪酸酯或其组合；其中的二元醇、三元醇脂肪酸酯为单酯、二取代或全取代酯，其中的脂肪酸为C2-C16的饱和脂肪一元酸；或者，所述疏水醇酯选自海藻酸丙二醇酯或松香甘油酯；

所述醇为一元醇、二元醇、三元醇或其组合；

所述碱性化合物可以是以碱性化合物或其饱和水溶液的形式；所述碱性化合物选自碱金属/碱土金属的碳酸盐、碱金属/碱土金属的碳酸氢盐、碱金属/碱土金属的氢氧化物、硬脂酸钠、海藻酸钠、羧甲基纤维素钠、乙酸钠、柠檬酸钠中的一种或组合，其中碱金属/碱土金属选自钠、钾、镁、钙。

作为本发明的一种实施方式，所述一元醇、二元醇、三元醇的醇酯具有疏水性，可以为一元醇、二元醇、三元醇的饱和脂肪酸酯，如乙酸香茅酯、丙酸香茅酯、丁酸香茅酯、异丁酸香茅酯、乙酸香叶酯、丙酸香叶酯、丁酸香叶酯、异丁酸香叶酯、乙酸薄荷酯、异戊酸薄荷酯、乙酸橙花酯、乙酸松油酯、丙二醇脂肪酸酯、单辛酸甘油酯、辛癸酸甘油酯；以及一些其他醇酯，如松香甘油酯、海藻酸丙二醇酯。

优选地，所述疏水醇酯可以为丁酸香茅酯、乙酸香叶酯、乙酸薄荷酯、海藻酸丙二醇酯、松香甘油酯、单辛酸甘油酯和辛癸酸甘油酯。

所述一元醇、二元醇、三元醇为C3-C12的脂肪醇，可以为：正丁醇、异丁醇、戊醇、异戊醇、辛醇、香茅醇、香叶醇、薄荷醇、橙花醇、松油醇、1,3-丁二醇、丙二醇，1,3丙二醇、甘油。

作为本发明的一种实施方式，碱金属/碱土金属的碳酸盐包括但不限于碳酸钠、碳酸钾、碳酸镁、碳酸钙；碱金属/碱土金属的碳酸氢盐包括但不限于碳酸氢钠、碳酸氢钾、碳酸氢镁；碱金属/碱土金属的氢氧化物包括但不限于氢氧化钾、氢氧化钙、氢氧化镁；其他如乳酸钙、甘油磷酸钾、甘油磷酸镁；以及这些碱性盐的饱和溶液。

优选地，所述碱性化合物可以为碳酸钠、碳酸钾、氢氧化钾、氢氧化钙、碳酸氢镁、乳酸钙、甘油磷酸钾中的一种。

作为本发明的一种实施方式，所述疏水醇酯和所述醇中的一元醇为C4-C12的脂肪醇。例如，正丁醇、戊醇、异丁醇、辛醇。

作为本发明的一种实施方式，所述疏水醇酯和所述醇中的二元醇为C2-C5的脂肪二醇。例如1,3-丁二醇，1,2-丙二醇，乙二醇。

作为本发明的一种实施方式，所述疏水醇酯和所述醇中的三元醇为甘油。

作为本发明的一种实施方式，所述疏水醇酯选自单辛酸甘油酯、乙酸薄荷酯、辛葵酸甘油酯、丁酸香茅酯、乙酸香叶酯、海藻酸丙二醇酯和松香甘油酯中的至少一种。

作为本发明的一种实施方式，所述醇选自甘油、辛醇、1,3-丁二醇和丙二醇中的至少一种。

优选地，所述醇可以为异丁醇、辛醇、香叶醇、薄荷醇、松油醇、丙二醇、1,3-丁二醇、甘油。

作为本发明的一种实施方式，所述碱性化合物选自氢氧化钾、甘油磷酸钾、碳酸钠、碳酸氢镁、碳酸钾、氢氧化钠、碳酸钾、乳酸钙和氢氧化钙。

作为本发明的优选方案，防潮气溶胶形成剂前体组合物采用如下之一的配方，其中的含量百分比均为质量百分比，饱和水溶液以总质量计：

单辛酸甘油酯95％和氢氧化钾5％；

单辛酸甘油酯80％、甘油磷酸钾10％和碳酸钠饱和溶液10％

乙酸薄荷酯75％和碳酸氢镁25％；

辛葵酸甘油酯60％、丁酸香茅酯10％和碳酸钾30％；

辛葵酸甘油酯85％、甘油5％和氢氧化钠饱和溶液10％；

单辛酸甘油酯44％、乙酸香叶酯26％、辛醇18％和碳酸钾12％；

海藻酸丙二醇酯70％、1,3-丁二醇、20％和乳酸钙10％；

松香甘油酯60％、丙二醇25％和氢氧化钙15％。

本发明的第二目的在于提供前述的防潮气溶胶形成剂前体组合物在制备烟草薄片中的应用。

本发明的第三目的在于提供一种加热不燃烧卷烟，其特征在于，包括前述的防潮气溶胶形成剂前体组合物。

与现有技术相比，本发明具有以下优势：

(1)本发明的防潮气溶胶形成剂前体组合物可以在高温下(如100℃以上)由筛选得到的疏水醇酯与碱性化合物发生原位反应生成醇，进一步雾化产生气溶胶。在较低温度下(如50℃以下)不发生上述反应。与传统的以主要成分为甘油等醇类的气溶胶相比，使用本发明的气溶胶形成剂前体组合物的烟支(烟草薄片及加热不燃烧卷烟)在运输、储存过程中吸水量大大降低，从而可以起到有效防潮的作用，有效避免了烟支因醇类物质在运输、储存过程中大量吸湿而造成的烟支返潮、发霉问题；与此同时，在烟支使用过程中因上述原位反应的发生气溶胶烟雾量较长时间能够维持在较高水平，未见显著降低，烟气充足(烟草薄片平均烟雾量可达5.35mg/口～6.18mg/口)，且抽吸口数可达17～22口，相较于现有技术存在明显的提升。防潮气溶胶形成剂前体组合物，可直接应用于烟草领域，尤其是作为加热不燃烧卷烟气溶胶形成剂。

(2)本发明的防潮气溶胶形成剂前体组合物中的成分与烟草领域兼容，来源广泛且易得，可直接用于烟草领域，尤其是加热不燃烧卷烟领域。

(3)本发明的防潮气溶胶形成剂前体组合物在加热不燃烧卷烟烟支使用的温度区间可由疏水醇酯与碱性化合物发生原位反应生成相应的醇，进一步雾化产生气溶胶，保证使用烟支过程中持续较长时间产生足够的烟雾量。

(4)本发明的防潮气溶胶形成剂前体组合物，通过特定筛选的疏水醇酯与特定筛选的碱性化合物的配合，结合二者特定的配比，可在加热不燃烧卷烟烟支使用的温度区间内通过原位反应持续生成充足的烟雾量，从而解决了加热不燃烧卷烟吸湿以及因此引起的烟雾量下降问题，由其制备所得的烟支在烟气量、抽吸口数方面有较大提升，烟气劲头适中，鼻腔无明显刺激，舒适感强。在此基础上，通过加入醇，控制疏水醇酯与醇的相对配比，能够产生协同作用，使烟草薄片平均烟雾量进一步提升，与此同时，烟草薄片吸湿率也稍有提升，但仍在19％以下，明显低于传统的以主要成分为甘油等醇类的气溶胶的30％左右的烟草薄片吸湿率。

具体实施方式

材料：

颗粒型加热不燃烧卷烟烟粉：市售传统卷烟提取烟丝后研磨成200-300目的烟粉。

本发明的目的是提供一种防潮气溶胶形成剂前体组合物，进一步的可以应用于烟草领域，尤其是加热不燃烧卷烟(包括颗粒型加热不燃烧卷烟)领域，有效解决加热不燃烧卷烟制品因大量添加甘油等气溶胶形成剂而导致的烟支吸水返潮/霉变问题，同时不影响烟草制品的烟雾量。

本发明防潮气溶胶形成剂前体组合物，按照质量百分比该组合物由以下组分组成：

疏水醇酯60～95％，醇0～25％和碱性化合物5～30％；

疏水醇酯具有疏水性，可以为：

一元醇、二元醇、三元醇的饱和一元脂肪酸酯，如乙酸香茅酯、丙酸香茅酯、丁酸香茅酯、异丁酸香茅酯、乙酸香叶酯、丙酸香叶酯、丁酸香叶酯、异丁酸香叶酯、乙酸薄荷酯、异戊酸薄荷酯、乙酸橙花酯、乙酸松油酯、丙二醇脂肪酸酯、单辛酸甘油酯、辛癸酸甘油酯；

疏水醇酯也可以为一些其他醇酯，如松香甘油酯、海藻酸丙二醇酯。

优选地，上述疏水醇酯可以为丁酸香茅酯、乙酸香叶酯、乙酸薄荷酯、海藻酸丙二醇酯、松香甘油酯、单辛酸甘油酯、辛癸酸甘油酯。

所述醇为一元醇、二元醇、三元醇或其组合；

所述碱性化合物可以是化合物或其饱和水溶液；所述碱性化合物选自碱金属/碱土金属的碳酸盐、碱金属/碱土金属的碳酸氢盐、碱金属/碱土金属的氢氧化物、硬脂酸钠、海藻酸钠、羧甲基纤维素钠、乙酸钠、柠檬酸钠中的一种或组合，其中碱金属/碱土金属可以为钠、钾、镁、钙。

具体地，所述疏水醇酯可以为单辛酸甘油酯、乙酸薄荷酯、辛葵酸甘油酯、海藻酸丙二醇酯、松香甘油酯、丁酸香茅酯、乙酸香叶酯；具体地，所述醇可以为甘油、1,3-丁二醇、乙二醇、辛醇；具体地，所属碱性化合物可以为氢氧化钾、碳酸钠饱和溶液、碳酸氢镁、乳酸钙、甘油磷酸钾、氢氧化钙、碳酸钾。

为了进一步说明本发明，以下结合实施例及对比例对本发明提供的一种防潮气溶胶形成剂前体组合物，进行详细描述，实施例及对比例的具体配方见表1(其中-表示不添加)，通过将各原料(醇酯、醇、碱性化合物)充分溶解混匀即可制备得到。

表1气溶胶组成及质量比

为了进一步表征实施例及对比例的气溶胶形成剂前体组合物应用于加热不燃烧卷烟的防潮及烟雾量效果，将各实施例与对比例以等质量(10份)的气溶胶形成剂前体组合物，分别与同种颗粒型加热不燃烧卷烟烟粉(53份，各组相同)、同种粘合剂(2份，各组相同)、水(35份，各组相同)混合，混合均匀后辊压法制备烟草薄片，120℃下烘干至相同或相近的水分值(5％左右，经水分测定仪测定)，然后将烟草薄片裁剪成1毫末宽的烟丝，各组称取0.7g左右的烟丝，卷成烟支，测试其感官烟雾量，各组另取前述初始水分值均为5％的2g的烟丝，放置于25℃、50％湿度的相同环境置7天后，经水分测试仪测定含水率的变化，定义为烟草薄片的吸湿率，吸湿率越大说明防潮效果越差。

吸湿率的公式：7天后水分值-初始水分值。

烟草薄片烟雾量的测试方法：取上述各组烟支(质量0.67～0.68g)在相同吸烟机中进行烟雾量测试，温度设定均为350℃，各组烟支插入吸烟机前，吸烟机均预热15秒，随后立即进行烟雾量数据收集，参数设定各组一致为：每组吸6口，每口抽吸容量55ml，抽吸时间2秒，每口间隔时间30秒，可得每口烟雾量的平均值，数值越大说明烟雾量越大。

烟草薄片的人体感官评价：将上述各组烟支插入到烟具中进行加热抽吸(暗评)，主要关注指标：烟雾量、抽吸口数、烟气劲头、舒适感，通过统计学测试方法进行分析评价。

为了进一步证明各组气溶胶形成剂在室温时(即存储、运输过程中)不发生醇酯与碱性盐的反应生成易吸湿的醇，将各组气溶胶组合物在密闭容器中40℃下放置7天后，通过气相色谱法测试对应醇的质量百分含量，记为W。

各实施例及对比例的烟草薄片吸湿率、平均烟雾量、感官评价及储存稳定性指标醇含量W的数据如表2所示。

表2性能对比

由表2可见，实施例1-8的配方组合，烟草薄片吸湿率为9-18％，烟草薄片平均烟雾量在5.35-6.18mg/口，烟气充足、抽吸口数在17-22口、烟气劲头良好，鼻腔无明显刺激，且储存稳定性优秀，相较于传统的以主要成分为甘油等醇类的气溶胶(例如，对比例9)，不仅提高了防潮能力和储存稳定性，而且烟气更充足，烟草薄片平均烟雾量及抽吸口数均提升明显，同时感官评价烟气劲头与鼻腔刺激性方面，与传统的以主要成分为甘油等醇类的气溶胶相当。

对比例1-2说明，当采用不同于本发明的其他类型的醇酯，例如乳酸脂肪酸甘油酯和1,2-二乙酸甘油酯，虽然理论上也能发生反应，但是无法实现本发明的技术效果。

对比例3-4说明，当采用不同于本发明的其他类型的碱性化合物，例如硬脂酸钠、柠檬酸钠，虽然理论上也能发生反应，但是无法实现本发明的技术效果。

对比例5-8说明，当碱与醇酯的比例过高或过低，均无法实现本发明的技术效果。

对比例11-12说明，省略碱的添加，单独的醇酯，无法实现本发明的技术效果。

虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可做各种的改动与修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。

Claims (2)

1.一种防潮气溶胶形成剂前体组合物在制备烟草薄片中的应用，其特征在于，所述防潮气溶胶形成剂前体组合物采用如下之一的配方，其中的含量百分比均为质量百分比，饱和水溶液以总质量计：

单辛酸甘油酯95%和氢氧化钾5%；

单辛酸甘油酯80%、甘油磷酸钾10%和碳酸钠饱和溶液10%；

乙酸薄荷酯75%和碳酸氢镁25%；

辛葵酸甘油酯60%、丁酸香茅酯10%和碳酸钾30%；

辛葵酸甘油酯85%、甘油5%和氢氧化钠饱和溶液10%；

单辛酸甘油酯44%、乙酸香叶酯26%、辛醇18%和碳酸钾12%；

海藻酸丙二醇酯70%、1,3-丁二醇20%和乳酸钙10%；

松香甘油酯60%、丙二醇25%和氢氧化钙15%。

2.一种加热不燃烧卷烟，其特征在于，包括采用如下之一的配方的防潮气溶胶形成剂前体组合物，其中的含量百分比均为质量百分比，饱和水溶液以总质量计：

单辛酸甘油酯95%和氢氧化钾5%；

单辛酸甘油酯80%、甘油磷酸钾10%和碳酸钠饱和溶液10%；

乙酸薄荷酯75%和碳酸氢镁25%；

辛葵酸甘油酯60%、丁酸香茅酯10%和碳酸钾30%；

辛葵酸甘油酯85%、甘油5%和氢氧化钠饱和溶液10%；

单辛酸甘油酯44%、乙酸香叶酯26%、辛醇18%和碳酸钾12%；

海藻酸丙二醇酯70%、1,3-丁二醇20%和乳酸钙10%；

松香甘油酯60%、丙二醇 25%和氢氧化钙15%。