一种基于复合改性类-糊化淀粉的新型淀粉质卷烟胶的制作方法
【专利摘要】一种基于复合改性类-糊化淀粉的新型淀粉质卷烟胶，其特征在于：由以下重量比的成分组成：水35%-85%，复合改性类-糊化淀粉10%-60%，防腐剂0.05%-1%，消泡剂0.05%-1%，功能助剂0-5%；所述复合改性类-糊化淀粉的制备方法如下：（1）采用热解、酶解、酸变性改性手段中的任意一种或多种对原淀粉进行改性，得到降解类淀粉；（2）对得到的降解类淀粉进行酯化改性，得到降解类-酯化淀粉；（3）对得到的降解类-酯化淀粉进行糊化，即得到本发明中的复合改性类-糊化淀粉。经检测，本发明的卷烟胶具有良好的粘性、流动性和稳定性，在常温下能够稳定存放三个月以上时间。
【专利说明】一种基于复合改性类-糊化淀粉的新型淀粉质卷烟胶
[0001]
【技术领域】
[0002]本发明涉及淀粉质胶黏剂，特别是适用于卷烟生产用的一种基于复合改性类-糊化淀粉的新型淀粉质卷烟胶。
【背景技术】
[0003]胶黏剂是卷烟生产制造过程中重要的原辅材料之一，在很多卷烟生产工序中均涉及到胶黏剂，主要包括:搭口胶、接嘴胶、滤棒中线胶、包装胶和铝箔复合胶等。目前，国内主流卷烟机单枪车速基本在7000支/分钟左右(某些新型卷烟机的车速达到14000-16000支/分钟)，以此卷烟速度计算，烟条的卷出速度约为500米/分钟左右，例如，对搭口胶来说，从其涂在卷烟纸上到烟条出来之间的时间小于0.1秒，干燥时间只有不到0.1秒，否则卷烟机就会出现“跑条”现象而停止工作；因此，这就要求卷烟胶具有优异的粘结性能、流变性能 坐寸O
[0004]由于聚醋酸乙烯乳液类胶黏剂具备上述性能特点，能够适应高速卷烟机要求，因而在国内外卷烟行业得到普遍使用。然而以聚醋酸乙烯乳液为基础的胶黏剂是非天然的胶黏剂，目前，人们对天然类的胶黏剂更感兴趣，如淀粉质胶黏剂等，因为天然类胶粘剂的原料来源更广泛、更环保。
[0005]国外从上世纪八九十年代开始研制淀粉高速卷烟胶，例如美国专利5085228提出了一种包括交联淀粉和变性淀粉(特别指酸变性淀粉)的混合物，对混合物进行糊化后得到淀粉卷烟胶，其中特别要求原淀粉的支链淀粉含量至少为70% (重量)，且此混合物在糊化前可以选择进行醚化、酯化和氧化改性，该淀粉卷烟胶可适用于车速6000支/分钟及以上的卷烟机的生产。美国专利5155140提出了一种粘合剂，主要有由100份水、4-120份阿拉伯胶、3-80份水溶性淀粉降解产物、羧甲基淀粉、胶化淀粉的混合物构成。美国专利5329004提出了一种以支链淀粉含量至少90% (重量)的原淀粉为原料，通过酸变性(或者酶解、氧化)、磷酸酯化、糊化得到了一种淀粉卷烟胶，该淀粉卷烟胶可适用于车速6000支/分钟及以上的卷烟机的生产。美国专利5490875提出了一种以支链淀粉含量至少70% (重量)的原淀粉为原料，分别制备了白糊精和水解淀粉(通过酶和/或酸)，然后将其进行糊化，得到了淀粉胶黏剂。中国专利CN 1095864C提出了一种包括2-25%分散性的未改性淀粉、5-60%改性淀粉、0-5%流变改性剂、约0-1%防腐剂及0-1%消泡剂组成的淀粉卷烟胶，该淀粉胶可适用于生产速度大于每分钟7000支卷烟且有时大于每分钟10000支卷烟的卷烟机。中国专利CN 100556973C提出了一种以一种或两种以上的改性淀粉(乙酰化淀粉、乙酰化二交联淀粉、醚化淀粉、醚化交联淀粉)再经过第二次改性后得到的淀粉质粘合剂，改性淀粉的第二次改性是在糊化成胶的过程中进行的，是酰化改性或醚化改性与降解同步进行的，该淀粉胶可适用于大于等于7000支/分钟的卷烟机。然而，现有专利中涉及到的很多淀粉卷烟胶仍旧存在着生产时车速低甚至未提及开机车速、粘性差、胶液稳定性差等问题，并且目前国内尚未出现满足卷烟工业实际应用需求的商品化的淀粉质卷烟胶产品。因此，仍然需要既能满足现有卷烟机的高车速等众多要求并具有良好的粘性、流动性、稳定性的淀粉质卷烟胶。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种能够满足现有卷烟机正常生产需求(单枪车速7000支/分钟及以上等)，并具有良好的粘性、流动性和稳定性的一种基于复合改性类-糊化淀粉的新型淀粉质卷烟胶。
[0007]本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:
本发明的新型淀粉质卷烟胶，由以下重量比的成分组成:
水35%-85%
复合改性类-糊化淀粉 10%-60%
防腐剂0.05%-1%
消泡剂0.05%-1%
功能助剂0-5%
所述的复合改性类-糊化 淀粉的制备方法如下:
(1)采用热解、酶解、酸变性、氧化等改性手段中的任意一种或多种对原淀粉进行改性，得到降解类淀粉；
(2)对得到的降解类淀粉进行酯化改性，得到降解类-酯化淀粉；
(3)对得到的降解类-酯化淀粉进行糊化，即得到本发明中的复合改性类- 糊化淀粉。
[0008]此外，上述复合改性淀粉制备过程中的降解类-酯化淀粉可以进一步进行交联改性，然后再进行糊化得到复合改性类-糊化淀粉。并且本发明中的复合改性淀粉在制备时，其制备顺序可以互换。
[0009]本发明中的改性淀粉均是通过对原淀粉改性得到的，其中原淀粉选择以下种类中的任意一种或多种:玉米淀粉、大米淀粉、小麦淀粉、大麦淀粉、高粱淀粉、马铃薯淀粉、木薯淀粉、红薯淀粉、绿豆淀粉、豌豆淀粉、芭蕉淀粉、西米淀粉、以及蜡质淀粉如蜡质玉米淀粉、腊质大米淀粉、腊质闻梁淀粉等。
[0010]本发明中的热解改性是指利用干热法使淀粉降解，得到的产物即为热解糊精。酶解改性是指在一定的温度、PH值、时间条件下，利用淀粉酶催化淀粉，得到的产物即为酶解淀粉。酸变性是指利用无机酸处理淀粉，得到的产物即为酸变性淀粉。氧化改性是指淀粉在酸、碱、中性介质中与氧化剂反应，得到的产物即为氧化淀粉。
[0011]本发明中的酯化改性是指分别采用醋酸酯化的酯化方法和磷酸酯化的酯化方法对降解类淀粉进行改性。前述的降解类淀粉经过酯化改性后得到的是降解类-醋酸酯化淀粉和降解类-磷酸酯化淀粉的混合物。
[0012]本发明中的交联改性是指淀粉与交联剂反应。
[0013]本发明中的“糊化”又称“ α化”，其本质是水分子进入淀粉粒中，结晶相和无定型相的淀粉分子之间的氢键断裂，破坏了淀粉分子间的缔合状态，分散在水中成为亲水性的胶体溶液。根据所用设备的不同，有多种生产方法，本发明可以选择蒸煮法、热滚法、喷雾法、挤压膨化法、微波法、脉冲喷气法等方法中的任意一种或多种。
[0014]本发明中的防腐剂选择以下种类中的任意一种或多种:苯甲酸及其盐类、山梨酸钾、脱氢乙酸钠、丙酸钙、双乙酸钠、乳酸钠、乳酸链球菌素、纳他霉素等。
[0015]本发明中的消泡剂选择以下种类中的任意一种或多种:丙二醇等醇类、二甲基硅油等聚硅氧烷类、聚氧丙烯甘油醚等聚醚类、吐温类、三聚甘油单硬脂酸酯等酯类、矿物油以及复合消泡剂等。
[0016]本发明中的功能助剂选择以下种类中的任意一种或多种:单硬脂酸甘油酯、硬脂酰乳酸钙钠；甘油、山梨醇等多元醇类；蔗糖等糖类；膨润土、二氧化硅等一些矿物质类；豆胶、骨胶等一些植物胶、动物胶类。通过选择适宜的功能助剂，可以起到增粘、改善流动性和稳定性等作用。
[0017]本发明中的淀粉质卷烟胶的固含量约为15%_65% (重量)，pH值约为3_9且优选5-8，粘度约为100cpS-20000cpS (25°C )，并且其具有良好的粘性、流动性和稳定性，在常温下能够稳定存放三个月以上时间。
[0018]本发明中的淀粉质卷烟胶可以作为卷烟生产中的任意一种胶黏剂使用，如搭口胶、接嘴胶、滤棒中线胶、包装胶和铝箔复合胶等，并且可以适用于任意机型的卷烟机，特别是单枪车速7000支/分钟以上的卷烟机以及车速大于10000支/分钟等更快速的卷烟机。
[0019]本发明中的淀粉质卷烟胶也可适用于其它场合如纸张装订、瓶子标签、包装盒等涉及纸张粘结的场合。
实施例
[0020]下面将结合实施例对本发明做进一步详细的描述，但本发明范围不限于这些实施例。
[0021]1、采用20%的复合改性类-糊化淀粉、1%的山梨酸钾、1%的丙二醇、4%的单硬脂酸甘油酯以及74%的水制备淀粉质卷烟胶，其中复合改性类-糊化淀粉是以蜡质玉米淀粉为原料，首先进行热解反应，然后分别进行醋酸酯化反应和磷酸酯化反应，最后将得到的热解-醋酸酯化淀粉和热解-磷酸酯化淀粉混合并进行糊化即可得到复合改性类糊化淀粉。淀粉质卷烟胶的制备流程为:首先将复合改性类-糊化淀粉加入到水中，然后依次加入山梨酸钾、丙二醇和单硬脂酸甘油酯，搅拌混合均匀即可。
[0022]制成的产品具有24%的固含量，在25°C时布鲁克菲尔德粘度为640cps，该产品的粘度在三个月内是稳定的，并具有良好的粘性和流动性等。
[0023]2、采用35%的复合改性类-糊化淀粉、1%的苯甲酸钠、1%的二甲基硅油、5%的山梨醇以及58%的水制备淀粉质卷烟胶，其中复合改性类-糊化淀粉是以木薯淀粉为原料，首先进行热解反应，然后分别进行醋酸酯化反应和磷酸酯化反应，其次分别取上述两种物质的一半再进行交联反应，最后将得到的热解-醋酸酯化淀粉、热解-磷酸酯化淀粉、热解-醋酸酯化-交联淀粉和热解-磷酸酯化-交联淀粉混合并进行糊化即可得到复合改性类-糊化淀粉。淀粉质卷烟胶的制备流程为:首先将复合改性类-糊化淀粉加入到水中，然后依次加入苯甲酸钠、二甲基硅油和山梨醇，搅拌混合均匀即可。
[0024]制成的产品具有40%的固含量，在25°C时布鲁克菲尔德粘度为4680cps，该产品的粘度在三个月内是稳定的，并具有良好的粘性和流动性等。[0025]3、采用46%的复合改性类-糊化淀粉、1%的脱氢乙酸钠、1%的二甲基硅油、5%的硬脂酰乳酸钙钠和47%的水制备淀粉质卷烟胶，其中复合改性类-糊化淀粉是以红薯淀粉为原料，首先进行酶解反应，然后分别进行醋酸酯化反应和磷酸酯化反应，其次再进行交联反应，最后将得到的酶解-醋酸酯化-交联淀粉和酶解-磷酸酯化-交联淀粉混合并进行糊化即可得到复合改性类-糊化淀粉。淀粉质卷烟胶的制备流程为:首先将复合改性类-糊化淀粉加入到水中，然后依次加入脱氢乙酸钠、二甲基硅油和硬脂酰乳酸钙钠，搅拌混合均匀即可。
[0026]制成的产品具有51%的固含量，在25°C时布鲁克菲尔德粘度为9170cps，该产品的粘度在三个月内是稳定的，并具有良好的粘性和流动性等。
[0027]4、采用38%的复合改性类-糊化淀粉、1%的双乙酸钠、1%的吐温_60、3%三聚甘油单硬脂酸酯、2%的膨润土以及55%的水制备淀粉质卷烟胶，其中复合改性类-糊化淀粉是以马铃薯淀粉为原料，首先进行酸变性反应，然后分别进行醋酸酯化反应和磷酸酯化反应，最后将得到的酸变性-醋酸酯化淀粉和酸变性-磷酸酯化淀粉混合并进行糊化即可得到复合改性类-糊化淀粉。淀粉质卷烟胶的制备流程为:首先将复合改性类-糊化淀粉加入到水中，然后依次加入双乙酸钠、吐温-60、三聚甘油单硬脂酸酯和膨润土，搅拌混合均匀即可。
[0028]制成的产品具有44%的固含量，在25°C时布鲁克菲尔德粘度为1560cps，该产品的粘度在三个月内是稳定的，并具有良好的粘性和流动性等。
[0029]5、采用49%的复合改性类-糊化淀粉、0.5%的乳酸钠、0.5%的纳他霉素、1%的矿物油、3%的硅藻 土以及46%的水制备淀粉质卷烟胶，其中复合改性类-糊化淀粉是以玉米淀粉为原料，首先进行氧化反应，然后分别进行醋酸酯化反应和磷酸酯化反应，最后将得到的氧化-醋酸酯化淀 粉和氧化-磷酸酯化淀粉混合并进行糊化即可得到复合改性类-糊化淀粉。淀粉质卷烟胶的制备流程为:首先将复合改性类-糊化淀粉加入到水中，然后依次加入乳酸钠、纳他霉素、矿物油和硅藻土，搅拌混合均匀即可。
[0030]制成的产品具有51%的固含量，在25°C时布鲁克菲尔德粘度为14600cps，该产品的粘度在三个月内是稳定的，并具有良好的粘性和流动性等。
[0031]6、采用30%的复合改性类-糊化淀粉、1%的苯甲酸钠、1%的聚氧丙烯甘油醚、5%的蔗糖以及63%的水制备淀粉质卷烟胶，其中复合改性类-糊化淀粉是以蜡质大米淀粉为原料，首先分别进行酸变性反应和氧化反应，然后对得到的酸变性淀粉分别进行醋酸酯化反应和交联反应、磷酸酯化反应和交联反应，对得到的氧化淀粉也分别进行醋酸酯化反应和交联反应、磷酸酯化反应和交联反应，最后将得到的酸变性-醋酸酯化-交联淀粉、酸变性-磷酸酯化-交联淀粉、氧化-醋酸酯化-交联淀粉和氧化-磷酸酯化-交联淀粉混合并进行糊化即可得到复合改性类-糊化淀粉。淀粉质卷烟胶的制备流程为:首先将复合改性类-糊化淀粉加入到水中，然后依次加入苯甲酸钠、聚氧丙烯甘油醚和蔗糖，搅拌混合均匀即可。
[0032]制成的产品具有35%的固含量，在25°C时布鲁克菲尔德粘度为1500cps，该产品的粘度在三个月内是稳定的，并具有良好的粘性和流动性等。
【权利要求】
1.一种基于复合改性类-糊化淀粉的新型淀粉质卷烟胶，其特征在于:由以下重量比的成分组成: 水35%-85% 复合改性类-糊化淀粉 10%-60% 防腐剂0.05%-1% 消泡剂0.05%-1% 功能助剂0-5% 所述复合改性类-糊化淀粉的制备方法如下: (1)采用热解、酶解、酸变性改性手段中的任意一种或多种对原淀粉进行改性，得到降解类淀粉； (2)对得到的降解类淀粉进行酯化改性，得到降解类-酯化淀粉； (3)对得到的降解类-酯化淀粉进行糊化，即得到本发明中的复合改性类-糊化淀粉。
2.根据权利要求1所述的一种基于复合改性类-糊化淀粉的新型淀粉质卷烟胶，其特征在于:所述降解类-酯化淀粉可以进一步进行交联改性，然后再进行糊化得到复合改性类-糊化淀粉。
3.根据权利要求1或2所述的一种基于复合改性类-糊化淀粉的新型淀粉质卷烟胶，其特征在于:所述各个改性制备顺序可以前后互换。
4.根据权利要求1所述的一种基于复合改性类-糊化淀粉的新型淀粉质卷烟胶，其特征在于:所述原淀粉选择以下种类中的任意一种或多种:玉米淀粉、大米淀粉、小麦淀粉、大麦淀粉、高粱淀粉、马铃薯淀粉、木薯淀粉、红薯淀粉、绿豆淀粉、豌豆淀粉、芭蕉淀粉、西米淀粉、以及腊质淀粉如腊质玉米淀粉、腊质大米淀粉、腊质高粱淀粉等。
5.根据权利要求1所述的一种基于复合改性类-糊化淀粉的新型淀粉质卷烟胶，其特征在于:所述热解改性是指利用干热法使淀粉降解，得到的产物即为热解糊精；所述酶解改性是指在一定的温度、PH值、时间条件下，利用淀粉酶催化淀粉，得到的产物即为酶解淀粉；所述酸变性是指利用无机酸处理淀粉，得到的产物即为酸变性淀粉。
6.根据权利要求1所述的一种基于复合改性类-糊化淀粉的新型淀粉质卷烟胶，其特征在于:酯化改性是指分别采用醋酸酯化的酯化方法和磷酸酯化的酯化方法对降解类淀粉进行改性，前述的降解类淀粉经过酯化改性后得到的是降解类-醋酸酯化淀粉和降解类-磷酸酯化淀粉的混合物。
7.根据权利要求1所述的一种基于复合改性类-糊化淀粉的新型淀粉质卷烟胶，其特征在于:所述防腐剂选择以下种类中的任意一种或多种:苯甲酸及其盐类、山梨酸钾、脱氢乙酸钠、丙酸钙、双乙酸钠、乳酸钠、乳酸链球菌素、纳他霉素等。
8.根据权利要求1所述的一种基于复合改性类-糊化淀粉的新型淀粉质卷烟胶，其特征在于:所述消泡剂选择以下种类中的任意一种或多种:丙二醇等醇类、二甲基硅油等聚硅氧烷类、聚氧丙烯甘油醚等聚醚类、吐温类、三聚甘油单硬脂酸酯等酯类、矿物油以及复合消泡剂等。
9.根据权利要求1所述的一种基于复合改性类-糊化淀粉的新型淀粉质卷烟胶，其特征在于:所述功能助剂选择以下种类中的任意一种或多种:单硬脂酸甘油酯、硬脂酰乳酸钙钠；甘油、山梨醇等多元醇类；蔗糖等糖类；膨润土、二氧化硅等一些矿物质类；豆胶、骨胶等一些植物胶、动物胶类。
10.根据权利要求1所述的一种基于复合改性类-糊化淀粉的新型淀粉质卷烟胶，其特征在于:所得卷烟胶的固含量约为15%-65% (重量)，pH值约为3-9且优选5_8，粘度约为100cps-20000cps (25°C)。
【文档编号】C09J103/06GK103773275SQ201210400086
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2012年10月20日 优先权日:2012年10月20日
【发明者】张晓兵, 刘惠民, 贾云祯, 赵乐, 王宜鹏 申请人:中国烟草总公司郑州烟草研究院