CN204861143U - 一种三元香烟过滤嘴 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种三元香烟过滤嘴，其特征在于由包装纸(2)、第一纤维材料(3A)、第二纤维材料(3B)、天然介孔粘土材料(4)和活性炭材料(5)组成；其中包装纸(2)包裹第一纤维材料(3A)、第二纤维材料(3B)、天然介孔粘土材料(4)和活性炭材料(5)；第一纤维材料(3A)、天然介孔粘土材料(4)、活性炭材料(5)和第二纤维材料(3B)顺次联结而成，并经第一纤维材料(3A)和烟丝1联结。本实用新型原料均为天然材料，来源广泛，成本较低；制得的过滤嘴具有广谱适应性，对不同香烟材料均有良好的过滤脱除作用。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种多孔吸附材料为基础的三元香烟过滤嘴，属于吸附、气体净化和烟草交叉领域。
背景技术
香烟燃烧时释放多种有毒化学物质，主要有焦油、一氧化碳、尼古丁、二恶英和刺激性烟雾等。焦油是含苯环的大分子有机物，有成百上千种，都是烟草不完全燃烧的产物，随着香烟的吸入，会沉积于气管和肺部，引发各种疾病。除了焦油外，卷烟烟雾中还包含有其他物质，如“蒸汽”或“气体”相，也包括烟草燃烧产生的烟雾等等。香烟产生的有毒物质对人的口腔、喉部、气管和肺部均有损害，吸烟的人和不吸烟的人相比较，肺癌发病率增加10～50倍，冠心病发病率增加2～3倍，慢性气管炎发病率增加2～8倍，口腔癌发病率增加3倍。
香烟过滤嘴能够过滤烟雾成分，可用于减少吸烟时入口的烟雾、焦油和燃烧时产生的悬浮粒子。醋酸纤维是广泛使用的过滤嘴材料。醋酸纤维是指在醋酸作为溶剂，醋酐作为乙酰化剂，在催化剂作用下进行酯化，而得到的一种热塑性树脂，是纤维素衍生物中最早进行商品化生产的纤维素有机酸酯。醋酸纤维是大孔材料，具有选择性高、透水量大和加工简单等特点，是国际公认并且至今未找到可替代材料的无毒、无害的产品，其最重要、最主要的用途是用作过滤器材，特别是香烟过滤嘴。但是，醋酸纤维价格较高；对CO等小分子脱除效果不佳；同时，在常规压降下，焦油的脱除率仅60％左右。
此外，由于香烟的烟丝来源广泛，导致燃烧后焦油成分也变化各异，包含单环和多环芳烃，分子大小跨越微孔和介孔尺度，因此，不仅传统的醋酸纤维(仅含大孔)难以有效脱除，采用添加少量活性炭的方法，也难实现广谱脱除。
分子筛和活性炭等多孔固体吸附材料具有孔道可调控的特点，可根据焦油分子的特征，调适至微孔、介孔甚至大孔，特别适用于具有不确定性和多元性特征的焦油等小分子的分离。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有香烟过滤嘴的局限，将天然介孔粘土材料、活性炭材料和纤维类材料进行集成，而提供了一种三元香烟过滤嘴。
本实用新型的技术方案是：将纤维类材料的大孔、天然粘土材料的介孔和活性炭材料的微孔进行集成，制作一种三元香烟过滤嘴：利用大孔去除悬浮粒子和大分子焦油(3环以上芳烃)，介孔材料脱除尼古丁和2～3环芳烃类焦油，微孔材料脱除少量轻焦油和CO等。通过上述组合得到的香烟过滤嘴具有广谱的焦油和粉尘脱除效果。
本实用新型的具体技术方案为：一种三元香烟过滤嘴，其特征在于由包装纸2、第一纤维材料3A、第二纤维材料3B、天然介孔粘土材料4和活性炭材料5组成；其中包装纸2包裹第一纤维材料3A、第二纤维材料3B、天然介孔粘土材料4和活性炭材料5；第一纤维材料3A、天然介孔粘土材料4、活性炭材料5和第二纤维材料3B顺次联结而成，并经第一纤维材料3A和烟丝1联结。
优选三元香烟过滤嘴的长度为2～3cm；其中天然介孔粘土材料4和活性炭材料5均占总长的1/4～1/3；第一纤维材料3A占过滤嘴总长的1/5～1/4，其余为第二纤维材料3B。
优选第一纤维材料3A和第二纤维材料3B均为醋酸纤维和甘草的组合；其中醋酸纤维质量占醋酸纤维和甘草总质量的1/2～4/5。甘草是多年生草本中草药，具有抑制气喘咳嗽和咽喉肿痛的功效。将醋酸纤维和甘草进行组合，既能得到大孔纤维，过滤香烟烟雾中3环以上的重焦油和固体烟雾，还具有抽烟者咳嗽的辅助功效。
优选所述的天然介孔粘土材料4为高岭土、膨润土或凹凸棒土中的至少一种，是一种具链层状结构的含水硅酸盐粘土矿物，形成层链状，条链间形成介孔。天然介孔粘土因其多孔特性，广泛用作吸水干燥剂和油品脱色剂。所述的粘土材料具有2～20nm左右的介孔，特别适合于香烟烟雾中尼古丁和2～3环芳烃类中质焦油的吸附脱除。
优选所述的活性炭材料5包括颗粒活性炭、碳纤维或碳分子筛。活性炭由含碳原料经碳化和活化制得，具有1～2nm微孔，广泛用在净化、脱色和分离领域。所述的具有微孔的活性炭材料，对香烟烟雾中CO和单苯环轻焦油等具有良好的吸附作用。
所述的三元香烟过滤嘴，由包裹烟丝的包装纸首先包裹第一纤维材料3A，再顺次填充天然介孔粘土材料4、活性炭材料5和第二纤维材料3B，经封接和切口制得。
有益效果：
(1)利用大孔、介孔和微孔材料进行组合，可有效脱除香烟中的焦油、一氧化碳、尼古丁、二恶英和刺激性烟雾，综合脱除效果好；
(2)多级孔材料组合后，孔道覆盖范围宽，具有广谱适应性，对不同香烟材料均有良好的过滤脱除作用；
(3)粘土材料及活性炭的原料均为天然材料，来源广泛，制得的过滤嘴成本较低。
附图说明
图1为三元香烟过滤嘴的结构示意图；其中1-烟丝；2-包装纸；3A-第一纤维材料；4-天然介孔粘土材料；5-活性炭材料；3B-第二纤维材料。
具体实施方式
本实用新型可通过实施例进一步表述如下，但并不因此限制其适用范围。
实施例1
如图1所示，所述的过滤嘴，由包裹烟丝的包装纸首先包裹第一纤维材料3A，再顺次填充天然介孔粘土材料4、活性炭材料5和第二纤维材料3B，经封接和切口制得，长度为2cm。所述的第一纤维材料3A长度为1/5，天然介孔粘土材料4长度为1/4，活性炭材料5长度为1/3，剩余为第二纤维材料3B。
其中第一纤维材料3A和第二纤维材料3B为醋酸纤维和甘草的混配组合，其中醋酸纤维占醋酸纤维和甘草总质量的1/2，两者组合后经加工形成大孔纤维。所述的天然介孔粘土材料4为高岭土，孔道约4nm，经破碎成为粉末。上述的活性炭材料5为颗粒活性炭，具有1nm的微孔。
对于香烟燃烧的烟雾，本实用新型的纤维材料3A的大孔去除悬浮粒子和大分子焦油(3环以上芳烃)；天然粘土介孔材料4脱除尼古丁和2～3环芳烃类焦油；具有微孔的活性炭材料5脱除少量轻焦油和CO等；最后，第二纤维材料3B进一步对烟气进行过滤，脱除残余的有害成分。所述的过滤嘴脱除98％的焦油以及97％的尼古丁。
实施例2
如图1所示，所述的过滤嘴，由包裹烟丝的包装纸首先包裹第一纤维材料3A，再顺次填充天然介孔粘土材料4、活性炭材料5和第二纤维材料3B，经封接和切口制得，过滤嘴长度为3cm。所述的第一纤维材料3A长度为1/4，天然介孔粘土材料4长度为1/3，活性炭材料5长度为1/4，剩余为第二纤维材料3B。
其中第一纤维材料3A和第一纤维材料3B为醋酸纤维和甘草的混配组合，其中醋酸纤维占醋酸纤维和甘草总质量的4/5，两者组合后经加工形成大孔纤维。所述的天然介孔粘土材料4为膨润土或凹凸棒土的混合物，得到孔道约18nm的粘土混合物，再经破碎成为粉末。上述的活性炭材料5为颗粒活性炭，具有1.8nm的微孔。
对于香烟燃烧的烟雾，本实用新型的纤维材料3A的大孔去除悬浮粒子和大分子焦油(3环以上芳烃)；天然粘土介孔材料4脱除尼古丁和2～3环芳烃类焦油；具有微孔的活性炭材料5脱除少量轻焦油和CO等；最后，第二纤维材料3B进一步对烟气进行过滤，脱除残余的有害成分。所述的过滤嘴脱除97％的焦油以及99％的尼古丁。
Claims (5)
1.一种三元香烟过滤嘴，其特征在于由包装纸(2)、第一纤维材料(3A)、第二纤维材料(3B)、天然介孔粘土材料(4)和活性炭材料(5)组成；其中包装纸(2)包裹第一纤维材料(3A)、第二纤维材料(3B)、天然介孔粘土材料(4)和活性炭材料(5)；第一纤维材料(3A)、天然介孔粘土材料(4)、活性炭材料(5)和第二纤维材料(3B)顺次联结而成，并经第一纤维材料(3A)和烟丝1联结。
2.根据权利要求1所述的三元香烟过滤嘴，其特征在于过滤嘴的长度为2～3cm；其中天然介孔粘土材料(4)和活性炭材料(5)均占过滤嘴总长的1/4～1/3；第一纤维材料(3A)占总长的1/5～1/4，其余为第二纤维材料(3B)。
3.根据权利要求1所述的三元香烟过滤嘴，其特征在于第一纤维材料(3A)和第二纤维材料(3B)均为醋酸纤维和甘草的组合；其中醋酸纤维质量占醋酸纤维和甘草总质量的1/2～4/5。
4.根据权利要求1所述的三元香烟过滤嘴，其特征在于所述的天然介孔粘土材料(4)为高岭土、膨润土或凹凸棒土中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的三元香烟过滤嘴，其特征在于活性炭材料(5)为颗粒活性炭、碳纤维或碳分子筛。
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
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Granted publication date: 20151216 Termination date: 20170715 |
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