造纸法再造烟叶的专利技术分析.docx

造纸法再造烟叶的专利技术分析 孙婷摘 要： 本文通过检索、统计和分析造纸法再造烟叶的专利申请文献，从中获取了该领域主要的技术演进路线，并通过重要技术与热点技术的罗列和分析来展示该领域的发展脉络、重要技术和未来的大致发展方向，以期对审查员梳理该领域的现有技术，理解和检索相关专利申请起到帮助作用。关键词： 造纸法再造烟叶；原料；添加剂；打浆；专利1.引言再造烟叶（Reconstituted Tobacco），又名烟草薄片，是利用烟末、烟梗、碎烟片等烟草物质为原料制成片状或丝状的再生产品，用作卷烟填充料。20世纪70年代末，随着人们对吸烟安全性的重视，国外烟草商开始系统研究造纸法薄片工艺技术，并在20世纪80年代进行了大范围的推广应用1，2，造纸法再造烟叶在卷烟配方中的使用比例和使用范围得到了大幅度提高。本文立足于分析现造纸法再造烟叶的专利申请，通过梳理该领域技术发展的脉络和重要技术与热点技术，以期对我国利用造纸法制备再造烟叶的发展方向和专利保护提供有用建议。2.专利技术发展情况采用与造纸法再造烟叶相关的关键词配合分类号在中国专利文献摘要数据库（CNABS）和德温特世界专利数据库（DWPI）中进行检索，以涉及在原料种类、原料处理、添加剂以及打浆工艺等四个方面对造纸法再造烟叶进行改进的专利申请为研究对象，经过对摘要的阅读和分析，整理和筛选出了588篇专利文献进行重点分析（本文中所有数据统计截止到2016 年4月28日）。本文通过该领域各技术分支下的具有代表性的文献来展示了造纸法再造烟叶的技术演进路线。下面将结合各技术分支的特点采用该分支下具有代表性的重点和热点专利来分析该领域技术发展的脉络和特点。1）原料种类再造烟叶的原料一般为烟末、烟梗、碎烟片等烟草物质，但是随着吸烟对人体的危害越来越受到重视，人们开始寻求利用其它可替代的原料制备再造烟叶。例如1972年申请的专利US3929141A利用小麦、燕麦或其他草本植物等替代烟草作为制备再造烟叶的原料。CN101011186利用红茶或普洱茶的细茶梗，粗茶梗和茶末制备再造烟叶，其在改善造纸法再造烟叶物理性能的同时，能够赋予再造烟叶特殊、协调的香气。从上述专利公开的内容和改进点可以看出，对原料种类的改进主要是使用对人体有益的具有药用功效的植物完全替代或部分替代烟草材料，使利用非烟草材料制备得到的再造烟叶具备与天然烟叶相似的物理性能和更优的吸味品质、保健效果。2）原料处理在造纸法再造烟叶的生产过程中，原料处理工序是整个生产过程的第一道工序，其是确保产品产率、品质和成本的一个重要工艺步骤。国外各国在原料处理方面的研究起步较早且研究较多，1967年申请的专利CA881882 A利用吸附材料例如活性氧化铝或聚酰胺处理提取液，将烟草材料中所含的多酚去除，从而提高再造烟叶的亮度。DE2820414C2将烟草提取液与微生物例如细菌或真菌接触，以减少硝酸盐的含量，可以延长卷烟的燃烧时间。而1982-1996年申请的专利主要是集中在改善再造烟叶感官质量方面的研究，例如US4962774A將烟草可溶物与氨接触发生氨化反应从而生成致香物质提高卷烟的吸味。而研究人员发现上述方法会引入外源物质，在一定程度上会对萃取液的品质造成影响，因此为了避免外源物质影响，2013年申请的中国专利CN103349351 A 利用膜分离技术除去蛋白质、糖类、果胶等大分子物质。从上述专利公开的内容和改进点可以看出，对原料处理的改进主要是对烟草原料的萃取方法进行改进，具体的改进点是将烟草中对烟气品质或人体健康不利的物质进行选择性的去除实现降焦减害或提高卷烟感官质量的目的。3）添加剂在造纸法再造烟叶中使用的添加剂主要包括香精香料、外加纤维、填料以及助剂等。于1968年申请的专利US3534743A通过在造纸法再造烟叶中涂覆疏水物质硝化纤维从而形成憎水膜，该方法能够使再造烟叶具备良好的燃烧特性。US5322076A在烟草浆料中添加无机填料例如碳酸钙和纤维素浆料例如木浆，提高再造烟叶纸基的物理性能。在US5322076A的研究基础上，为了解决现有技术直接加填碳酸钙存在碳酸钙与烟草纤维的结合力弱，流失严重，原料利用率低，废水处理量和处理成本高的问题，2010年申请的中国专利CN101822419 A先让可溶性碳酸盐渗透至浆料的纤维中；然后将可溶性钙盐的溶液加入浆料中。该方法能够提高纸基抄造过程中填料碳酸钙的留着率。此外随着再造烟叶技术的不断发展，除了提高填料留着率之外，如何提高烟草浆料留着率从而提高产品得率的问题也日渐被人们所关注，例如2013年申请的中国专利申请CN103584272A通过利用聚丙烯酰胺/膨润土组成的双元微粒助留助滤体系改善了再造烟叶的助流助滤效果和得率，并且对烟草基片柔软性能、液体吸收性能的负面影响较小。4）打浆工艺俗语有“三分造纸，七分打浆”，打浆工艺是决定造纸法再造烟叶物理性能的根本，打浆度和纤维分丝帚化程度是体现打浆工艺的重要参数。其中不管是中国还是国外对打浆工艺的研究都比较晚且比较少。其中于2002年申请的专利RU2198575C1将不可溶部分稀释后进行两段磨浆制备得到浆料浓度为0.8-1.2%的浆料，并利用该浆料进行抄造得到物理性能良好的纸基。在此基础上，CN1739409 A对两段磨浆的磨浆指标进行控制，其中一次解纤的叩解度为10-25SR；二次解纤叩解度为13-26SR；最后进入成品浆烟梗纤维的叩解度为14-30SR。通过改变造纸法烟草薄片生产中烟梗制浆的工艺及指标，提高了造纸法烟叶薄片的填充性能，更大限度的降低卷烟的焦油释放量。目前国内外对打浆工艺的研究相对较少，而打浆工艺却是决定造纸法再造烟叶物理性能的根本，因此未来对打浆工艺的研究还存在很大的改进空间。3.小结本文通过对上世纪70年代至2016年的全球专利文献的统计和分析，梳理出了在再造烟叶领域中，对于造纸法再造烟叶技术改进的发展脉络，展现了原料种类、原料处理、添加剂以及打浆工艺等四个方面的发展技术路线，同时对有代表性的技术方案进行了简单的介绍，期望可以对造纸法再造烟叶制备工艺过程中亟待解决的问题提供相应的参考。参考文献1黄燕南.四种造纸法再造烟叶质量特性剖析D.昆明理工大学硕士论文，2013.2蒋宇凡，徐保明，等.造纸法生产烟草薄片研究进展J.轻工科技，2015（12）：137-139.3戴路，陶丰，等.造纸法再造烟叶的研究进展J.中国造纸学报，2013，28（1）：65-69.4许日鹏，苏文强，等.烟草薄片的开发与应用J.上海造纸，2008 （6）：46-49.5孙先玉，孙博，等.造纸法再造烟叶技工技术研究进展J.生物质化学工程，2011，46（6）：49-56. -全文完-