造紙法再造煙葉的專利技術分析

孫婷

摘 要： 本文通過檢索、統計和分析造紙法再造煙葉的專利申請文獻，從中獲取了該領域主要的技術演進路線，并通過重要技術與熱點技術的羅列和分析來展示該領域的發展脈絡、重要技術和未來的大致發展方向，以期對審查員梳理該領域的現有技術，理解和檢索相關專利申請起到幫助作用。

關鍵詞： 造紙法再造煙葉；原料；添加劑；打漿；專利

1.引言

再造煙葉（Reconstituted Tobacco），又名煙草薄片，是利用煙末、煙梗、碎煙片等煙草物質為原料制成片狀或絲狀的再生產品，用作卷煙填充料。20世紀70年代末，隨著人們對吸煙安全性的重視，國外煙草商開始系統研究造紙法薄片工藝技術，并在20世紀80年代進行了大范圍的推廣應用[1，2]，造紙法再造煙葉在卷煙配方中的使用比例和使用范圍得到了大幅度提高。

本文立足于分析現造紙法再造煙葉的專利申請，通過梳理該領域技術發展的脈絡和重要技術與熱點技術，以期對我國利用造紙法制備再造煙葉的發展方向和專利保護提供有用建議。

2.專利技術發展情況

采用與造紙法再造煙葉相關的關鍵詞配合分類號在中國專利文獻摘要數據庫（CNABS）和德溫特世界專利數據庫（DWPI）中進行檢索，以涉及在原料種類、原料處理、添加劑以及打漿工藝等四個方面對造紙法再造煙葉進行改進的專利申請為研究對象，經過對摘要的閱讀和分析，整理和篩選出了588篇專利文獻進行重點分析（本文中所有數據統計截止到2016 年4月28日）。

本文通過該領域各技術分支下的具有代表性的文獻來展示了造紙法再造煙葉的技術演進路線。下面將結合各技術分支的特點采用該分支下具有代表性的重點和熱點專利來分析該領域技術發展的脈絡和特點。

1）原料種類

再造煙葉的原料一般為煙末、煙梗、碎煙片等煙草物質，但是隨著吸煙對人體的危害越來越受到重視，人們開始尋求利用其它可替代的原料制備再造煙葉。例如1972年申請的專利US3929141A利用小麥、燕麥或其他草本植物等替代煙草作為制備再造煙葉的原料。CN101011186利用紅茶或普洱茶的細茶梗，粗茶梗和茶末制備再造煙葉，其在改善造紙法再造煙葉物理性能的同時，能夠賦予再造煙葉特殊、協調的香氣。

從上述專利公開的內容和改進點可以看出，對原料種類的改進主要是使用對人體有益的具有藥用功效的植物完全替代或部分替代煙草材料，使利用非煙草材料制備得到的再造煙葉具備與天然煙葉相似的物理性能和更優的吸味品質、保健效果。

2）原料處理

在造紙法再造煙葉的生產過程中，原料處理工序是整個生產過程的第一道工序，其是確保產品產率、品質和成本的一個重要工藝步驟。國外各國在原料處理方面的研究起步較早且研究較多，1967年申請的專利CA881882 A利用吸附材料例如活性氧化鋁或聚酰胺處理提取液，將煙草材料中所含的多酚去除，從而提高再造煙葉的亮度。DE2820414C2將煙草提取液與微生物例如細菌或真菌接觸，以減少硝酸鹽的含量，可以延長卷煙的燃燒時間。而1982-1996年申請的專利主要是集中在改善再造煙葉感官質量方面的研究，例如US4962774A將煙草可溶物與氨接觸發生氨化反應從而生成致香物質提高卷煙的吸味。

而研究人員發現上述方法會引入外源物質，在一定程度上會對萃取液的品質造成影響，因此為了避免外源物質影響，2013年申請的中國專利CN103349351 A 利用膜分離技術除去蛋白質、糖類、果膠等大分子物質。

從上述專利公開的內容和改進點可以看出，對原料處理的改進主要是對煙草原料的萃取方法進行改進，具體的改進點是將煙草中對煙氣品質或人體健康不利的物質進行選擇性的去除實現降焦減害或提高卷煙感官質量的目的。

3）添加劑

在造紙法再造煙葉中使用的添加劑主要包括香精香料、外加纖維、填料以及助劑等。于1968年申請的專利US3534743A通過在造紙法再造煙葉中涂覆疏水物質硝化纖維從而形成憎水膜，該方法能夠使再造煙葉具備良好的燃燒特性。US5322076A在煙草漿料中添加無機填料例如碳酸鈣和纖維素漿料例如木漿，提高再造煙葉紙基的物理性能。在US5322076A的研究基礎上，為了解決現有技術直接加填碳酸鈣存在碳酸鈣與煙草纖維的結合力弱，流失嚴重，原料利用率低，廢水處理量和處理成本高的問題，2010年申請的中國專利CN101822419 A先讓可溶性碳酸鹽滲透至漿料的纖維中；然后將可溶性鈣鹽的溶液加入漿料中。該方法能夠提高紙基抄造過程中填料碳酸鈣的留著率。

此外隨著再造煙葉技術的不斷發展，除了提高填料留著率之外，如何提高煙草漿料留著率從而提高產品得率的問題也日漸被人們所關注，例如2013年申請的中國專利申請CN103584272A通過利用聚丙烯酰胺/膨潤土組成的雙元微粒助留助濾體系改善了再造煙葉的助流助濾效果和得率，并且對煙草基片柔軟性能、液體吸收性能的負面影響較小。

4）打漿工藝

俗語有“三分造紙，七分打漿”，打漿工藝是決定造紙法再造煙葉物理性能的根本，打漿度和纖維分絲帚化程度是體現打漿工藝的重要參數。其中不管是中國還是國外對打漿工藝的研究都比較晚且比較少。其中于2002年申請的專利RU2198575C1將不可溶部分稀釋后進行兩段磨漿制備得到漿料濃度為0.8-1.2%的漿料，并利用該漿料進行抄造得到物理性能良好的紙基。在此基礎上，CN1739409 A對兩段磨漿的磨漿指標進行控制，其中一次解纖的叩解度為10-25°SR；二次解纖叩解度為13-26°SR；最后進入成品漿煙梗纖維的叩解度為14-30°SR。通過改變造紙法煙草薄片生產中煙梗制漿的工藝及指標，提高了造紙法煙葉薄片的填充性能，更大限度的降低卷煙的焦油釋放量。

目前國內外對打漿工藝的研究相對較少，而打漿工藝卻是決定造紙法再造煙葉物理性能的根本，因此未來對打漿工藝的研究還存在很大的改進空間。

3.小結

本文通過對上世紀70年代至2016年的全球專利文獻的統計和分析，梳理出了在再造煙葉領域中，對于造紙法再造煙葉技術改進的發展脈絡，展現了原料種類、原料處理、添加劑以及打漿工藝等四個方面的發展技術路線，同時對有代表性的技術方案進行了簡單的介紹，期望可以對造紙法再造煙葉制備工藝過程中亟待解決的問題提供相應的參考。■

參考文獻

[1]黃燕南.四種造紙法再造煙葉質量特性剖析[D].昆明理工大學碩士論文，2013.

[2]蔣宇凡，徐保明，等.造紙法生產煙草薄片研究進展[J].輕工科技，2015（12）：137-139.

[3]戴路，陶豐，等.造紙法再造煙葉的研究進展[J].中國造紙學報，2013，28（1）：65-69.

[4]許日鵬，蘇文強，等.煙草薄片的開發與應用[J].上海造紙，2008 （6）：46-49.

[5]孫先玉，孫博，等.造紙法再造煙葉技工技術研究進展[J].生物質化學工程，2011，46（6）：49-56.