[发明专利]一种高保水性能的水爆珠及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种高保水性能的水爆珠，包括壁材和水性芯材，所述壁材是通过可光固化的混合物经过固化反应形成，所述混合物的粘度为1000mPa·s‑15000mPa·s；水爆珠的粒径为2.0mm‑4.5mm；压破强度为1N‑25N；同心度在87％以上，球形度在94％以上；水爆珠芯体含水率可以达到100wt％；7日保水率可以达到95wt％。利用本发明的配方可以通过一步法制备得到水爆珠，并且制备得到水爆珠的含水率高、保水性能好。并且本发明的爆珠的机械强度适中，在提供爆珠机械性能的同时，又容易捏破，当爆珠应用于香烟中时，可以提供良好的应用体验。

技术领域

本发明属于卷烟技术领域，具体涉及一种高保水性能的水爆珠及其制备方法和应用。

背景技术

卷烟爆珠以天然高分子材料或合成高分子材料为壁材，将各种烟用香精以固体、液体或气体的形态包裹在一个微小密闭的圆球形胶囊中，在过滤嘴的生产过程中植入一粒或者多粒易捏破的香味胶囊，实现在卷烟吸食过程中人为可控的特色香味释放，减少外界环境对吸味的影响和造成的香精损失，以达到增加烟气湿度、提高滤棒截留香气效果的作用。同时，胶囊内香气成分挥发，可以实现卷烟增香、丰富口感层次的功用。

早期制备的是油性芯材爆珠，由于油性芯材需要使用有机溶剂，导致爆珠的安全性不良，因此，近年来以水或水溶性物质为芯材的水爆珠成为研究热点。利用水作为爆珠芯材，能够实现水溶性香精或其他水溶性成分的添加，同时起到润湿烟气，降低烟气温度，吸收烟气中部分有害物质，提高香烟的吸食体验感的作用，且安全环保。但油爆珠常使用水溶性天然高分子，如明胶、阿拉伯胶、海藻酸盐等，作为壁材，由于其具有一定的水溶性，将其作为水爆珠壁材时，存在保水率低、机械稳定性差等问题。海藻酸盐、明胶等水溶性壁材制备的水爆珠一天之内就完全失水，无法投入实际应用。

为改善水爆珠壁材的渗漏问题，现有技术采用多步法对爆珠进行多层包覆来提高其保水性。譬如CN110250549A公开了一种高防渗漏载水胶囊，胶囊至少三层，包括芯层、囊壁层以及第一阻水层、其披露了通过在天然高分子囊壁层的外表面再形成一个由氰基丙烯酸酯类化合物构成的阻水层，来提高天然高分子制备形成的爆珠的保水性能。但是这种操作方式需要至少两步以上的制备步骤，并且壁材厚度难以控制，导致爆珠粒径不均匀，难以添加到滤嘴中；现有技术CN111758999A披露了通过进一步在天然高分子壁材表面进行化学镀，以增加天然高分子结构的致密性，从而改善爆珠的防渗漏性能。但是这种方式仍不能一步成型，工艺复杂，产品的安全性不良。

目前，公开技术中披露了通过一步法成型工艺，采用透水率低的高分子材料，解决保水率低的问题。申请号CN201910090596.1与CN201811372831.6通过凝固浴法，分别采用聚乳酸或聚乙烯等疏水性壁材制备水爆珠，但需要使用二氯甲烷或丙酮等有机溶剂，不能应用于食品领域，且不环保。申请号CN202010841260.7通过自组装的方式，采用光固化树脂作为壁材制备水爆珠，但树脂需要使用有机溶剂溶解，且水芯中加入了光引发剂，具有较高的生物毒性，不能应用于食品领域。申请号CN201820575981.6通过三维共聚焦乳化液滴产生通道与光固化装置，采用光固化树脂作为壁材制备水爆珠，由于其装置为水平的的流动方式，乳化液滴会因为重力与浮力的不平衡，在流动时粘黏管壁，且该方法在收集水爆珠时才使用紫外辐射固化，水爆珠在固化前容易相互粘黏。申请号CN201910618056.6通过同轴滴制成型的方式，采用光固化树脂和石蜡作为壁材制备水爆珠，但液滴滴落到保护液液面时，会受到液面的冲击而发生形变，导致爆珠球形度难以控制，且液滴下落的速度无法控制，光固化时间难以得到保证，容易造成固化不完全的问题。

微流控作为近年来发展起来的一种新兴技术，可以精确操控微尺度流体。毫流控是在微流控的基础上发展起来的一种技术，可以用于控制多种互不相溶的流体产生毫米尺度复合乳滴。目前制备复合乳粒的毫流控装置主要有三种：双T型、流动聚焦以及同轴流。其中，同轴毫流控装置中连续相施加的剪切力更加均匀，其制备的复合乳粒单分散性更好。通过同轴毫流控装置，采用水作为内相，光固化树脂作为中间相，与树脂不互溶的液体作为外相，制备复合乳滴，使用紫外光辐射使中间相固化后，可以得到单分散性良好的水爆珠。