一种卷烟过滤嘴及其制备方法技术

本发明专利技术属于卷烟工艺技术领域，尤其涉及一种卷烟过滤嘴及其制备方法。本发明专利技术通过向现有技术中的卷烟过滤嘴的醋酸纤维丝中添加活化处理后的碳晶素，能够在保证对盐碱低量截留的基础上，大大提高对烟气中其余有害成分的吸附性能，降低吸烟者的吸烟危害。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于卷烟工艺
，尤其涉及一种卷烟过滤嘴及其制备方法。
技术介绍
卷烟是用卷烟纸将烟丝卷制成条状的燃吸食品。卷烟在吸食的瞬间，燃烧的烟丝及卷烟纸会产生无数碳粒、烟灰及不完全燃烧的微粒，并在高温作用下裂解成无数挥发、半挥发及不挥发的有机物。这些混合物在通过未燃烧烟丝条的短暂时间内迅速冷却，除了部分吸附在微粒表面上，大部分保留在烟气中并进入人体。烟气中对人体有害成分的主要包括：烟焦油、烟碱、一氧化碳、醛类等。烟焦油中含有多种致癌和促癌物质，其中蕴含的苯并芘具有强烈致癌作用，它是含碳物质燃烧时热解产物。烟碱，也称作尼古丁，本身带有毒性，即使黏在皮肤表面也会渗透到人体中，并会引起人体的许多反应如：四肢末梢血管收缩、心跳加快、血压上升、呼吸变快、精神兴奋等，并促进血小板凝集，是造成心脏血管堵塞、高血压、中风等心脏血管性疾病的主要帮凶。另外，烟碱对人体的危害还表现在成瘾性：烟碱能刺激人的中枢神经系统，使人体对其产生一定的依赖性。一氧化碳主要是与人体血液中的血红蛋白结合，阻碍血红蛋白与氧气的结合，使血液携带氧的能力下降，间接损害心血管系统。甲醛等刺激性化学物质能够破坏支气管黏膜，并减弱肺泡巨噬细胞的功能，使肺和支气管易发生感染。目前，卷烟生产厂家为了使烟民避免吸入过多的有害物质，选择在烟支尾部设置过滤嘴，其作用主要是截留烟气中对人体有害的组分，并保留吸烟者所嗜好的烟碱组分。市售的过滤嘴普遍采用醋酯纤维和聚丙烯纤维等材料制成：聚丙烯纤维制作原料便宜，但可纺性较差，所制成的过滤嘴综合性能较差且无法生物降解，使用完后会造成二次污染；醋酯纤维所制成的过滤嘴只能截留部分微粒、减少大部分有害的半挥发组分并保留或者改进卷烟的口味，但是其醋酯纤维之间间隙较大，达到30-100微米，而烟气溶胶中微粒直径较小，仅有0.1-1微米，因此醋酸纤维过滤嘴的吸附性能还有待提高。而且当烟支吸食长度达到三分之二时，起过滤作用的醋酯纤维就已经由纯白色变成了深黄色，并无法过滤烟支后续燃烧生成的有害物质。现有技术中为了提高过滤嘴的吸附性能，本领域技术人员对过滤嘴的结构进行了多种改进，如在过滤嘴中填充了各种吸附性能的物质以及具有吸附性能的过滤芯。但是过度提高过滤嘴的吸附效果也产生了一些的弊端，即生产成本较高、过滤嘴生产时造成严重污染、过滤嘴吸食阻力增大以及将烟碱过度吸附从而导致烟民一次吸食多根烟支解瘾从而摄入更多的有害物质等。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种卷烟过滤嘴及其制备方法，本专利技术所述过滤嘴采用添加纳米碳晶素的醋酯纤维丝制成，与现有技术相比，不仅吸附性能较强，而且降低吸阻并对烟碱截留效果较小，降低吸烟者的吸烟危害。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案如下：一种卷烟过滤嘴，包括醋酸纤维丝，所述醋酸纤维丝中掺杂设有纳米碳晶素。优选的，所述纳米碳晶素由下述方法制得：1）将纳米碳晶素加入到质量配比为1:2-5的HNO3、H2SO4混合液中并加热至260-280℃，再经过回流、离心后取沉淀物，HNO3和H2SO4的浓度分别为2.6-3.2mol·L-1、2.8-3.8mol·L-1；2）用去离子水洗涤沉淀物至其pH为5.0-6.0，再依次用0.1-0.5mol·L-1Na2SiO3·9H2O溶液和0.1-0.5mol·L-1HCl溶液洗涤，每次洗涤后超声分散1-2h，最后用去离子水洗涤至pH为7.0；3)将步骤2）所得沉淀物以2℃/min的升温速度，由常温升温至300℃，自然冷却即得所述纳米碳晶素。具体的，所述纳米碳晶素在步骤3）的升温过程中，分别在75℃、95℃、120℃和300℃时保温30min。经过活化处理的纳米碳晶素，其表面C原子与内部的C原子构成了一种C原子的二聚体结构，这两个C原子是非对称分布的，这使得纳米碳晶素具有很高的表面活性，很容易与不同基团进行复合，所以具有很强的吸附能力。所述卷烟过滤嘴的制备方法，步骤如下：一、纳米碳晶素的活化处理：1）将纳米碳晶素加入到质量配比为1:2-5的HNO3、H2SO4的混合液中并加热至260-280℃，再经过回流、离心后取沉淀物；2）用去离子水洗涤沉淀物至其pH为5.0-6.0，再依次用0.1-0.5mol·L-1Na2SiO3·9H2O溶液和0.1-0.5mol·L-1HCl溶液洗涤，每次洗涤后超声分散1-2h，最后用去离子水洗涤至pH为7.0；3)将步骤2）所得沉淀物以2℃/min的升温速度，由常温升温至300℃后自然冷却并待用；升温过程中分别在75℃、95℃、120℃和300℃时保温30min；升温烘干的目的是沉淀物中的水分以及灰分去除。二、醋酸纤维丝的制备1）按质量配比65-75:2-5:22-28：0.15-0.25分别取三氯乙烷溶液、蒸馏水、醋酸纤维和助滤剂纤维素；首先将三氯乙烷溶液和蒸馏水混合并加热至45-50℃，然后搅拌加入醋酸纤维，搅拌时间为2-3h；搅拌后将混合物升温至50-55℃并再次搅拌3-4h，最终加入助滤剂纤维素并搅拌至其完全溶解得混合液；2）在50-55℃的保温温度下，将混合液依次通过0.4㎡和0.28m2的烛芯滤器的过滤得滤液；3）将滤液在室温下脱泡3-4h，然后加入滤液质量1-10%的步骤一所得纳米碳晶素并搅拌30min，再进行超声分散20-30min得浆液，将浆液升温至50-55℃后开始纺丝并制得丝束；4）将丝束卷曲后通过包卷纸包装并剪切后，即得卷烟过滤嘴。优选的，醋酸纤维丝的制备步骤1）在夹套不锈钢溶解釜中进行。优选的，醋酸纤维丝的制备步骤1）中，醋酸纤维的醋化值为55-60%。具体的，醋酸纤维丝的制备步骤2）中，混合液在0.8-1.5MPa的压力下泵送入0.4㎡的烛芯滤器中过滤，滤出液汇入不锈钢夹套中，然后在0.3-0.5MPa的压力下泵至0.28m2的烛芯滤器中再次过滤得滤液。优选的，醋酸纤维丝的制备步骤3）中，滤液在0.2MPa的压力下进入搪玻贮缸中静止脱泡。具体的，醋酸纤维丝的制备步骤3）中，纺丝时入口气压为0.7MPa、喷丝速度为120-600m/min、卷绕速度为300-600m/min。具体的，醋酸纤维丝的制备步骤4）中，丝束分别经过卷曲机卷曲和干燥机的干燥处理，干燥温度为80-110℃，干燥时间为20-30min。本专利技术与现有技术相比，具有如下优点：与现有技术相比较，本专利技术的过滤嘴的有益效果如下：1）添加纳米碳晶素的卷烟过滤嘴的生产成本低且在生产过程中不会对环境产生污染；2）经过活化处理的纳米碳晶素具有超高的比表面积，使其拥有优秀的吸附能力，而且其对苯并芘、醛类、CO、焦油和烟碱的吸附顺序不同，这造成了其对不同组分吸附能力不同的结果：不仅可以提高吸附烟气中对人体有害物质的能力，而且保留吸烟者所嗜好的烟碱组分；3)添加纳米碳晶素的卷烟过滤嘴不会增大香烟的吸阻，而且纳米碳晶素对人体无毒，在高温下也不会额外产生对人体有害的成分。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。实施例1卷烟过滤嘴的制备方法，步骤如下：一、纳米碳晶素的活化处理：1）将纳米碳晶素加入到质量配比为1:3.5的HNO3、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种卷烟过滤嘴，包括醋酸纤维丝，其特征在于，所述醋酸纤维丝中掺杂设有纳米碳晶素。

【技术特征摘要】
1.一种卷烟过滤嘴，包括醋酸纤维丝，其特征在于，所述醋酸纤维丝中掺杂设有纳米碳晶素。2.如权利要求1所述的卷烟过滤嘴，其特征在于，所述纳米碳晶素由下述方法制得：1）将纳米碳晶素加入到质量配比为1:2-5的HNO3、H2SO4混合液中并加热至260-280℃，再经过回流、离心后取沉淀物，HNO3和H2SO4的浓度分别为2.6-3.2mol·L-1、2.8-3.8mol·L-1；2）用去离子水洗涤沉淀物至其pH为5.0-6.0，再依次用0.1-0.5mol·L-1Na2SiO3·9H2O溶液和0.1-0.5mol·L-1HCl溶液洗涤，每次洗涤后超声分散1-2h，最后用去离子水洗涤至pH为7.0；3)将步骤2）所得沉淀物以2℃/min的升温速度，由常温升温至300℃，自然冷却即得所述纳米碳晶素。3.如权利要求2所述的卷烟过滤嘴，其特征在于，所述纳米碳晶素在步骤3）的升温过程中，分别在75℃、95℃、120℃和300℃时保温30min。4.如权利要求1-3所述卷烟过滤嘴的制备方法，其特征在于步骤如下：一、纳米碳晶素的活化处理：1）将纳米碳晶素加入到质量配比为1:2-5的HNO3、H2SO4的混合液中并加热至260-280℃，再经过回流、离心后取沉淀物；2）用去离子水洗涤沉淀物至其pH为5.0-6.0，再依次用0.1-0.5mol·L-1Na2SiO3·9H2O溶液和0.1-0.5mol·L-1HCl溶液洗涤，每次洗涤后超声分散1-2h，最后用去离子水洗涤至pH为7.0；3)将步骤2）所得沉淀物以2℃/min的升温速度，由常温升温至300℃后自然冷却并待用；升温过程中分别在75℃、95℃、120℃和300℃时保温30min；二、醋酸纤维丝的制备1）按质量配比65-75:2-5:22-28：0.15-0.25分别取三氯乙...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭留希，赵清国，杨晋中，刘永奇，王聪，武艳强，李盟，尹维召，文炯，穆小娜，
申请(专利权)人：郑州人造金刚石及制品工程技术研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41