一种艾草植物纤维蚊香及其制备方法 【技术领域】
本发明涉及一种蚊香，特别涉及一种含有艾草成分的植物纤维蚊香及其制备方法。
背景技术
自20世纪日本人上山松产利用阿基米德螺旋线和中国的阴阳八卦原理制成螺旋状盘式蚊香始，蚊香经历了有烟蚊香、微烟蚊香、无烟蚊香等发展阶段，并凭借其低廉的价格已在我国家居卫生杀虫用品市场占据了领头地位。目前，传统盘式蚊香均是以炭质粉末(木炭粉或竹炭粉)，木质粉末(杉木粉、木粉等)作为可燃性物质加以粘合材料(榆树皮粉、胶木粉、α-淀粉、甲基纤维素)，防霉剂，助燃剂，阻燃剂等通过均化、搅拌调和、挤坯、冲压成型并烘干后喷药形成的。由于炭质粉末颗粒度很细(约100目)，易飞扬、吸附在物体表面，给生产人员的身体和环境造成了极大的影响。我国本身木材资源缺乏，而木炭的烧制加剧了木材的消耗并对周边的生态环境造成破坏。因此，我们需要一种能够取代或者部分取代炭粉的原料及其蚊香制备方法的产生。
中国专利申请说明书CN101133733A公开了一种纸质盘式蚊香及其制备方法，涉及一种用废纸纤维制备得到的盘式蚊香及其制备方法，该方法抄造生产能力大，可规模生产，使生产成本降低。其中，专利1所生产出的产品其烟雾量介于传统微烟黑蚊香和无烟黑蚊香之间、不熄火、有较好的耐折力，但是并不能够减少驱蚊药剂的使用量。通常当纸质蚊香和传统盘式蚊香(黑蚊香)中的有效成分绝对加入量相等时，方可取得相同的生物药效。由于纸质蚊香香坯较轻约24g/双盘而黑蚊香香坯重量约33～36g/双盘，为了保证药效、满足消费者使用需求、获得核心竞争力和符合国家标准，纸质蚊香生产单位须在现有黑蚊香农药登记证的基础上增加50％幅度的含量进行登记备案(蚊香类的登记以有效成分百分含量计)。这无形中增加了企业生产准备时间和费用，阻碍了产品推广。
【发明内容】
本发明提供了艾草在植物纤维蚊香中的应用，可以明显降低炭粉在蚊香中的使用，提升蚊香的驱蚊效果并赋予艾草的清新。
本发明的目的是提供一种艾草植物纤维蚊香，它含有天然的植物驱蚊活性成分，并可以明显降低炭粉在蚊香中的用量。
本发明的另一目的是提供上述艾草植物纤维蚊香的制备方法，该方法可以减少对操作人员身体的危害，减少对环境的影响。
为了实现上述的第一目的，本发明采用了以下的技术方案：
一种艾草植物纤维蚊香，包括蚊香坯料和驱蚊药剂，所述的蚊香坯料主要由下列重量百分比的原料制备得到：
艾草干叶 30～50％
炭质粉末 30～50％
植物纤维 10～30％
甲基纤维素 1～10％。
当然本发明应不限上述材料，在具备上述基本成分的基础上，还可以另加入其它的助剂。
作为优选，所述的艾草干叶为每年五月初艾草生长旺盛且未开花时采摘，阴干后方可备用。
作为优选，所述的炭质粉末为木炭粉或竹炭粉，其颗粒度为80～150目，灰份为8％～12％，水分≤10％。
作为优选，所述的植物纤维为经磨浆的木纤维、废报纸纤维或两者的混合物，当然也可以根据原料状况采用其它的植物纤维。
为了实现上述的第二目的，本发明采用了以下的技术方案：
一种艾草植物纤维蚊香的制备方法，包括以下步骤：
(1)将艾草干叶打碎，得艾草干叶纤维；
(2)将植物纤维疏解、洗涤、浓缩后进入磨浆机磨浆，制得植物纤维浆料；
(3)将植物纤维浆料与艾草干叶纤维、炭质粉末、甲基纤维素进行混合搅拌，用纸机抄造制成片状的艾草植物纤维蚊香基材；
(4)将(3)所得基材通过压榨脱水、冲压成型、低温烘干去水制得艾草植物纤维蚊香坯料；
(5)在上述的纤维蚊香坯料上喷洒驱蚊药剂，包装，即制得所述的艾草植物纤维蚊香。
作为优选，上述的步骤(2)中，浆料的浓度为5％～8％，磨浆机打浆度为28～40°SR。
作为优选，上述的步骤(3)中，片状艾草植物纤维蚊香基材控制厚度在2.5～3.5mm。
作为优选，上述的步骤(4)中，压榨脱水压力为20MPa；低温烘干温度为65℃；烘干后水含量≤10％。艾草植物纤维蚊香坯料控制重量在22～26g/双盘，燃点时间在7～9小时。
作为优选，上述步骤(5)中，上述艾草植物纤维蚊香的包装形式采用复合铝膜热封包装。复合铝膜优选是由表层、中层、内层三层材料组成。其中表层材料可以是BOPP(双向拉伸聚丙烯)、PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PE(聚乙烯)或尼龙；中层材料可以是HB-VMPET(高阻隔镀铝聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜)、HB-VMBOPP(高阻隔镀铝双向拉伸聚丙烯薄膜)；内层材料可以是PE(聚乙烯)或CPP(透明聚丙烯)。
作为优选，上述复合铝膜表层采用BOPP或PET，厚度为12～20μm。
作为优选，上述复合铝膜中层采用HB-VMPET，厚度为12～18μm。
作为优选，上述复合铝膜内层采用PE或CPP，厚度分别为30～70μm、15～40μm。
作为优选，上述复合铝膜可以采用自动包装卷膜或预制袋两种方式包装。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明地蚊香，是采用艾草加以植物纤维、部分炭质粉末制成的，配合较少量的驱蚊药剂达到双重驱蚊，降低炭粉和驱蚊药剂用量的效果。减少炭粉的使用量(相对于传统黑蚊香)且使用来源广泛的植物纤维，可以间接减少对环境的破坏，符合国家可持续发展战略的要求。
2、本发明采用市场可购的艾草干叶或者艾草干叶碎片，使原料充足可以满足规模生产。干状艾草直接和其它原料通过抄造制成片状的艾草植物纤维蚊香基材可以尽可能地减低其中驱蚊活性成分的流失，便于储存运输。其中的天然驱蚊活性成分在点燃蚊香时挥散出来，对人体无毒副作用，但具有一定驱蚊效果，与驱蚊药剂同时作用能更好的维护消费者家居环境。植物纤维在本产品中起到骨架的作用，可以使炭粉分布均匀，产品具有强度高、耐折力好、燃烧稳定的特点。甲基纤维素加入的目的是作为粘合剂使用，提高产品弥合强度。
3、艾草纤维在燃烧过程中会产生的挥发成分有1，8-桉树脑、艾醇、龙脑、α-松油醇、香芹醇、反-石竹烯、大根香叶烯、石竹烯氧化物、斯巴醇、十六酸和叶绿醇。其中，1，8-桉树脑、艾醇、龙脑和α-松油醇在两者中的含量均较大，而这些能够提供很好的抑菌效果(特别是针对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌等细菌)。因此，能够达到美化家居环境并赋予艾草的清新。
4、本发明中提供的复合铝膜热封包装形式与植物纤维蚊香有很好的配合性。复合铝膜表层材料起美化外观作用(四种供选择的材料中BOPP具有高光泽度、优异的油墨和涂层附着力，优异的水气和油脂阻隔性能；PET具有比BOPP更好的性能但是价格更高；PE具有和BOPP相近的价格但是印刷性能较差不利于产品外观改进；尼龙具有比PET更好的性能和价格)，综合考虑本发明更优选BOPP或者PET。复合铝膜中层材料起到优异的阻隔作用，上述两种供选择的材料中HB-VMPET有着比HB-VMBOPP更好的油脂阻隔性能，因而本发明更优选HB-VMPET。复合铝膜内层材料起到良好的热封作用，能够有效的保证产品的密封性能。植物纤维蚊香相对于传统黑蚊香具有空隙率大的特点，其中驱蚊药剂活性成分易从蚊香中挥散出来。传统黑蚊香的热收缩包装形式(收缩膜扎有排气孔)很难起到阻挡活性成分在储存运输中挥散(特别是驱蚊药剂中的助剂能够增强活性成分的自挥发，如溶剂油)。而复合铝膜包装针对植物纤维蚊香耐折力好的特点，可以规避蚊香的抗震性要求，来很好的解决这一问题(当某一密闭空间中活性成分的蒸汽压达到其饱和蒸汽压时，它将处于一平衡状态，从而抑制自挥发引起的损耗)，延长产品质量保证期。
【具体实施方式】
下列实施例进一步说明了本发明范围内的优选具体实施方案。这些实施例仅仅是说明性的，而不是限制本发明的范围，因为只要在不背离其实质和范围的条件下，可以对本发明进行许多变化。
实施例1
1、原料配比(重量)
艾草干叶 40％
木炭粉 35％
木纤维 20％
甲基纤维素 5％。
2、制备方法
按上述配比称取原料。将艾草干叶打碎，得艾草干叶纤维；木纤维原料通过疏解、洗涤、浓缩后得到6.5％的浆料，将浆料进入磨浆机磨浆，控制打浆度约33°SR，制得木纤维浆料；艾草干叶纤维、木纤维浆料、木炭粉(粒度100目，灰份10％，水分≤10％)、甲基纤维素，混合磨浆。抄制成的片状艾草植物纤维蚊香基材约3mm厚。20MPa压力下脱水40min，再用模具冲压成螺旋状的植物纤维蚊香。65℃下烘干脱水至水含量≤10％，控制双盘重量约24g，取样测试，燃点时间约8.5小时，无熄火，烟雾量适宜。按传统黑蚊香工艺喷洒驱蚊药剂，采用复合铝膜热封包装。复合铝膜的组成为：由表至里依次为15μm BOPP、12μm HB-VMPET以及30μm PE。
实施例2
1、原料配比(重量)
艾草干叶 30％
竹炭粉 50％
废报纸纤维 10％
甲基纤维素 10％。
2、制备方法
按上述配比称取原料。将艾草干叶打碎，得艾草干叶纤维；废报纸纤维原料通过疏解、洗涤、浓缩后得到5％的浆料，将浆料进入磨浆机磨浆，控制打浆度约28°SR，制得废报纸纤维浆料；将艾草干叶纤维、废报纸纤维浆料、竹炭粉(粒度80目，灰份8％，水分≤10％)、甲基纤维素，混合磨浆。抄制成的片状艾草植物纤维蚊香基材约2.5mm厚。20MPa压力下脱水30min，再用模具冲压成螺旋状的植物纤维蚊香。65℃下烘干脱水6小时至水含量≤10％，控制双盘重量约24g，取样测试，燃点时间约8.5小时，无熄火，烟雾量适宜。按传统黑蚊香工艺喷洒驱蚊药剂，采用复合铝膜热封包装。复合铝膜的组成为：由表至里依次为20μm BOPP、18μm HB-VMPET以及40μm CPP。
实施例3
1、原料配比(重量)
艾草干叶 50％
木炭粉 30％
木纤维 5％
废报纸纤维 14％
甲基纤维素 1％。
2、制备方法
按上述配比称取原料。将艾草干叶打碎，得艾草干叶纤维；木纤维、废报纸纤维原料通过疏解、洗涤、浓缩后得到8％的浆料，将浆料进入磨浆机磨浆，控制打浆度约35°SR，制得植物纤维浆料；按重量百分比计，取艾草干叶纤维、植物纤维浆料、木炭粉、甲基纤维素，混合磨浆。抄制成的片状艾草植物纤维蚊香基材约3.5mm厚。20MPa压力下脱水60min，再用模具冲压成螺旋状的植物纤维蚊香。65℃下烘干脱水至水含量≤10％，控制双盘重量约22g，取样测试，燃点时间约7.5小时，无熄火，烟雾量适宜。按传统黑蚊香工艺喷洒驱蚊药剂，采用复合铝膜热封包装。复合铝膜的组成为：由表至里依次为18μmPET、15μm HB-VMPET以及50μm PE。
实施例4
1、原料配比(重量)
艾草干叶 30％
木炭粉 35％
木纤维 15％
废报纸纤维 15％
甲基纤维素 5％。
2、制备方法
按上述配比称取原料。将艾草干叶打碎，得艾草干叶纤维；废报纸纤维、木纤维原料通过疏解、洗涤、浓缩后得到8％的浆料，将浆料进入磨浆机磨浆，控制打浆度约35°SR，制得植物纤维浆料；按重量百分比计，取艾草干叶纤维、植物纤维浆料、木炭粉、甲基纤维素，混合磨浆。抄制成的片状艾草植物纤维蚊香基材约3.0mm厚。20MPa压力下脱水60min，再用模具冲压成螺旋状的植物纤维蚊香。65℃下烘干脱水至水含量≤10％，控制双盘重量约24g，取样测试，燃点时间约8.0小时，无熄火，烟雾量适宜。按传统黑蚊香工艺喷洒驱蚊药剂，采用复合铝膜热封包装。复合铝膜的组成为：由表至里依次为12μmBOPP、18μm HB-VMPET以及28μm CPP。
实施例5
1、原料配比(重量)
艾草干叶 40％
木炭粉 40％
木纤维 10％
轻质碳酸钙粉末 5％
甲基纤维素 5％。
2、制备方法
按上述配比称取原料。将艾草干叶打碎，得艾草干叶纤维；木纤维原料通过疏解、洗涤、浓缩后得到5％的浆料，将浆料进入磨浆机磨浆，控制打浆度约35°SR，制得木纤维浆料；按重量百分比计，取艾草干叶纤维、木纤维浆料、木炭粉、轻质碳酸钙粉末、甲基纤维素，混合磨浆。抄制成的片状艾草植物纤维蚊香基材约3.5mm厚。20MPa压力下脱水60min，再用模具冲压成螺旋状的植物纤维蚊香。65℃下烘干脱水至水含量≤10％，控制双盘重量约26g，取样测试，燃点时间约8.0小时，无熄火，烟雾量适宜。按传统黑蚊香工艺喷洒驱蚊药剂，采用复合铝膜热封包装。复合铝膜的组成为：由表至里依次为15μmBOPP、12μm HB-VMPET以及70μm PE。
实施例6
1、原料配比(重量)
艾草干叶 45％
木炭粉 35％
木纤维 10％
轻质碳酸钙粉末 5％
玉米淀粉 5％。
2、制备方法
按上述配比称取原料。将艾草干叶打碎，得艾草干叶纤维；木纤维原料通过疏解、洗涤、浓缩后得到7％的浆料，将浆料进入磨浆机磨浆，控制打浆度约30°SR，制得木纤维浆料；按重量百分比计，取艾草干叶纤维、木纤维浆料、轻质碳酸钙粉末、木炭粉、玉米淀粉，混合磨浆。抄制成的片状艾草植物纤维蚊香基材约2.5mm厚。20MPa压力下脱水60min，再用模具冲压成螺旋状的植物纤维蚊香。65℃下烘干脱水至水含量≤10％，控制双盘重量约23g，取样测试，燃点时间约8.5小时，无熄火，烟雾量适宜。按传统黑蚊香工艺喷洒驱蚊药剂，采用复合铝膜热封包装。复合铝膜的组成为：由表至里依次为18μmBOPP、12μm HB-VMPET以及20μm CPP。
实施例7
1、原料配比(重量)
艾草干叶 30％
木炭粉 50％
木纤维 14％
硝酸钾 1％
甲基纤维素 5％。
2、制备方法
按上述配比称取原料。将艾草干叶打碎，得艾草干叶纤维；木纤维原料通过疏解、洗涤、浓缩后得到7％的浆料，将浆料进入磨浆机磨浆，控制打浆度约30°SR，制得木纤维浆料；按重量百分比计，取艾草干叶纤维、木纤维浆料、硝酸钾、木炭粉、甲基纤维素，混合磨浆。抄制成的片状艾草植物纤维蚊香基材约3.0mm厚。20MPa压力下脱水60min，再用模具冲压成螺旋状的植物纤维蚊香。65℃下烘干脱水至水含量≤10％，控制双盘重量约24g，取样测试，燃点时间约8.5小时，无熄火，烟雾量适宜。按传统黑蚊香工艺喷洒驱蚊药剂，采用复合铝膜热封包装。复合铝膜的组成为：由表至里依次为18μmPET、16μmHB-VMPET以及15μm CPP。
为避免赘述，现以实施例1、3、5、7所得蚊香为例，来说明本发明蚊香的性能。
1、将本发明制成的蚊香与纸质蚊香、传统黑蚊香进行对比，结果如表1。
表1本发明蚊香与纸质蚊香、传统黑蚊香的性能对比
名称 主要成分 坯料厚度， mm 坯料重量，g 燃点时间，hr
传统黑蚊 香70％木炭粉 5％木粉15％粘木粉 10％淀粉 4 35.5 9 纸质蚊香55％废纸纤维 35％木炭粉植物中纤维5％ 5％淀粉 2.2 23.5 8.5 (实测数据) 实施例140％艾草干叶纤维20％木纤维35％木炭粉 5％甲基纤维素 2.5 24.0 8.5 实施例350％艾草干叶纤维5％木纤维 30％木炭粉14％废报纸纤维 1％甲基纤维素 3 22.0 7.5 实施例540％艾草干叶纤维 40％木炭粉5％甲基纤维素 15％木纤维5％轻质碳酸钙粉末 3 26.0 8.0 实施例730％艾草干叶纤维 50％木炭粉5％甲基纤维素 14％木纤维1％硝酸钾 2.5 24.0 8.5
由表1可以看出：通过我们对上述案例1、3、5、7的实施，其香坯的双盘质量可以控制在24±2g/双盘，而且其单盘燃点时间可以达到8.0±0.5hr。达到国家相关控制标准(燃点时间＞7hr)，满足消费者的使用要求。但是其配方组成中的炭粉用量由70％降到了35％左右，可以间接缓解对于木料的需求，林木的砍伐。
2、将本发明制成的蚊香与纸质蚊香同条件下喷药进行药效对比，结果如表2。
表2本发明蚊香与纸质蚊香的驱蚊效果比较
由表2可以看出，我们的实施例1、3、5、7在与纸质蚊香同等加药量的情况下，其药效有着明显的提升。密闭圆筒法KT50由4.2min降为3.1～3.5min(一般情况下，我们认为当KT50值相差大于1/2数虫间隔即0.5min时，两者的药效是存在差异的)。因此，在实际生活中可以在较低加药量的情况下起到更好的、更安全的保护消费者作用。
3、将本发明制成的蚊香分别采用复合铝膜热封包装和传统黑蚊香包装，对比有效成分热稳定性的测试数据，结果如表3。
表3本发明的包装形式与传统传统黑蚊香包装形式的对比
由表3可以看出，我们的实施例1、3、5、7其成本较传统黑蚊香分别提升了0.02～0.11元/盒，而其热储降解率由8.88％降低到4.65％左右。上述的包装改进操作所增加的成本是生产企业可接受，但该产品符合了农业部颁布的农药登记证办理的相关资料管理规定(相关规定要求菊酯类降解率小于5％)，并可以有效延长产品的保质期，方便产品的储备、销售、使用。
以上实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。