專利名稱：一種殼聚糖改性煙用二醋酸纖維絲束的生產(chǎn)方法
技術領域：
一種殼聚糖改性煙用二醋酸纖維絲束的生產(chǎn)方法，屬于香煙過濾嘴的制備技術領域。
背景技術：
卷煙在燃燒過程中產(chǎn)生大量的化學物質(zhì)主要存在于氣溶膠中，氣溶膠又分為氣相部分和粒相部分。氣相部分約占整個煙氣重量的92％，其中包括有機物和無機物的蒸汽，過量的氮氣(約58％)、氧氣(約12％)、二氧化碳(約13％)、少量的碳氫化合物、含氧化合物及其他成分，并且含有具有生物活性的物質(zhì)。氣相中的有害成分主要有一氧化碳、氫氰酸、揮發(fā)性的醛類物質(zhì)、揮發(fā)性的亞硝胺、氮氧化物、吡啶和氣相自由基等。約占整個煙氣重量8％的粒相部分主要由煙堿、焦油和水分組成。煙堿(尼古丁)對人的中樞神經(jīng)有強烈的刺激和麻痹作用，少量使人興奮，大量會引起暈眩、嘔吐甚至中毒死亡。焦油中存在誘發(fā)癌癥的物質(zhì)，其中0.2％是致癌的引發(fā)劑，0.4％是致癌的協(xié)同劑。前者可改變細胞的遺傳結構，使正常細胞變?yōu)榘┘毎?；后者本身不能改變細胞的遺傳結構，但能刺激被激發(fā)的細胞，導致腫瘤的發(fā)展。焦油中的致癌物質(zhì)主要是一些多環(huán)芳烴類化合物，它們是煙草在燃燒時熱解形成的，具有強致癌作用的苯并[a]芘可作為其中的代表。因此，吸煙與健康問題一直是煙草行業(yè)致力解決的問題。
自然界中，甲殼素廣泛存在于低等植物菌類、藻類的細胞，節(jié)肢動物蝦、蟹、蠅蛆和昆蟲的外殼，貝類、軟體動物(如魷魚、烏賊)的外殼和軟骨，高等植物的細胞壁等，其每年生物合成的資源量高達100億噸，是地球上僅次于植物纖維的第二大生物資源，其中海洋生物的生成量在10億噸以上，可以說是一種用之不竭的生物資源。
將甲殼素用強堿在加熱條件下脫去乙?；傻玫娇扇苄约讱に亍獨ぞ厶?。殼聚糖系白色或淡黃色片狀固體，英文名稱Chitosan，簡稱CTS，其化學名稱為聚葡萄糖胺(1，4-2-胺基-脫氧-β-D葡萄糖)。在殼聚糖分子中存在有氨基和羥基，它們都有配位螯合功能，能與過渡金屬離子形成配位化合物而具有選擇吸附的功能，同時均可與交聯(lián)劑接技成網(wǎng)狀聚合物，溶解在稀酸中能形成高粘度的膠體物質(zhì)，其水溶液是陽離子電解質(zhì)，具有很好的絮凝作用。殼聚糖的氨基具有陽離子交換功能，當pH＜6.5時有高電荷密度，能吸附在負電荷表面，與許多金屬離子螯合。殼聚糖有良好的生物相容性和生物活性，無毒，易于生物降解。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種殼聚糖改性煙用二醋酸纖維絲束的生產(chǎn)方法，以降低香煙煙氣中有害成份，提高香煙過濾嘴的過濾效果。
本發(fā)明的技術方案，采用殼聚糖改性煙用二醋酸纖維絲束的方法是選用殼聚糖對煙用二醋酸纖維絲束進行改性；在煙用二醋酸纖維絲束生產(chǎn)工藝的紡絲單元中，在油槽中放置一種含有殼聚糖和親水性表面活性劑的復合油劑形成均勻乳液；在上油過程中將殼聚糖結合到二醋酸纖維絲束表面。
選用殼聚糖的技術指標為所用殼聚糖包括普通殼聚糖或不同脫乙酰度的殼聚糖。由于殼聚糖的脫乙酰度對于其對煙氣中有害物質(zhì)的濾除作用有重要的影響，脫乙酰度越大，對于煙堿和焦油的過濾效率越高，脫乙酰度為95％的殼聚糖效果最好。
將殼聚糖添加到復合油劑中形成均勻乳液的技術要求包括所用復合油劑的組成為，5-10％的市售T90油劑加90-95％的殼聚糖稀醋酸水溶液，殼聚糖稀醋酸水溶液為4-10‰質(zhì)量百分濃度的殼聚糖溶于1-3％質(zhì)量百分濃度的醋酸水溶液中。
混合體系基本組成為7％的市售T90油劑(66％礦物油+5％水+29％表面活性劑(親油性∶親水性＝5.5∶1))+93％的5‰殼聚糖稀醋酸(2％)水溶液，所組成的復合油劑效果最好。
本發(fā)明的有益效果本發(fā)明采用殼聚糖對煙用二醋酸纖維絲束進行改性，以實現(xiàn)降焦減害為目標，改性后的煙用二醋酸纖維絲束對香煙主流煙氣中主要有害成份的去除效果明顯提高，這些有害成份主要包括總顆粒物(TPM)、煙堿、焦油、多環(huán)芳烴類化合物、苯并[a]芘、揮發(fā)性脂肪醛類和自由基等。本方法的創(chuàng)新特點為(1)以往的方法是把固體粒相添加劑直接添加在濾嘴中，很難保證質(zhì)量穩(wěn)定。本方法把添加劑制成液態(tài)后與生產(chǎn)工相結合，工藝簡單，且穩(wěn)定性很好；(2)殼聚糖能夠?qū)τ泻ξ镔|(zhì)進行選擇性吸附，且其本身對人體無害，還是一種環(huán)境友好材料，不會造成二次污染；(3)本發(fā)明生產(chǎn)的二醋酸纖維絲束具有良好的抗菌性能，利于絲束的貯存、運輸，簡化了一般絲束生產(chǎn)及使用過程中添加其它抗菌劑的工藝過程。
煙用二醋酸纖維絲束是我國最為重要的卷煙材料之一。本專利的研究成果不僅可提高煙用二醋酸纖維絲束行業(yè)的加工技術水平，使二醋酸纖維絲束增值增效，而且由于采用本發(fā)明制備的二醋酸纖維絲束制成卷煙濾棒，能有效截留卷煙煙氣中的焦油類有害物質(zhì)，提高卷煙檔次，緩解吸煙與健康的矛盾，因此，具有重要的社會和環(huán)境效益。
采用經(jīng)殼聚糖改性的二醋酸纖維絲束作為香煙過濾嘴對卷煙進行煙氣中總顆粒物(TPM)、煙堿和焦油過濾，其去除效果見表1。
表1 改性二醋酸纖維濾嘴對卷煙煙氣中煙堿和焦油的吸附作用

采用經(jīng)殼聚糖改性的二醋酸纖維絲束作為香煙過濾嘴對卷煙進行煙氣中苯并[a]芘過濾，其去除效果與對照相比，所有樣品的主流煙氣中的苯并[a]芘含量都明顯下降，降低幅度最大的為23.0％，平均下降了15.6％。
采用經(jīng)殼聚糖改性的二醋酸纖維絲束作為香煙過濾嘴對卷煙進行煙氣中多環(huán)芳烴過濾，其去除效果見表2，與對照香煙相比，其大部分多環(huán)芳烴含量都有所降低，說明含殼聚糖的二醋酸纖維絲束濾嘴對卷煙煙氣中的多環(huán)芳烴有明顯的截留效果。
表2卷煙主流煙氣中多環(huán)芳烴含量


與對照卷煙相比，殼聚糖改性的二醋酸纖維絲束濾嘴對揮發(fā)性脂肪醛類有明顯的過濾效果，結果見表3。
表3卷煙主流煙氣中揮發(fā)性脂肪醛類的含量

具體實施方式
實施例1所用復合油劑的配方為7％的市售T90油劑(66％礦物油+5％水+29％表面活性劑(親油性∶親水性＝5.5∶1))+93％的5‰殼聚糖稀醋酸(2％)水溶液。在煙用二醋酸纖維絲束生產(chǎn)工藝的紡絲單元中，在油槽中放置上述復合油劑，在上油過程中將殼聚糖結合到二醋酸纖維絲束表面。
實施例2所用復合油劑的配方為5％的市售T90油劑(66％礦物油+5％水+29％表面活性劑(親油性∶親水性＝5.5∶1))+95％的4‰殼聚糖稀醋酸(3％)水溶液。在煙用二醋酸纖維絲束生產(chǎn)工藝的紡絲單元中，在油槽中放置上述復合油劑，在上油過程中將殼聚糖結合到二醋酸纖維絲束表面。
實施例3所用復合油劑的配方為10％的市售T90油劑(66％礦物油+5％水+29％表面活性劑(親油性∶親水性＝5.5∶1))+90％的10‰殼聚糖稀醋酸(1％)水溶液。在煙用二醋酸纖維絲束生產(chǎn)工藝的紡絲單元中，在油槽中放置上述復合油劑，在上油過程中將殼聚糖結合到二醋酸纖維絲束表面。
權利要求
1.一種殼聚糖改性煙用二醋酸纖維絲束的生產(chǎn)方法，其特征是在煙用二醋酸纖維絲束生產(chǎn)工藝的紡絲單元中，在油槽中放置一種含有殼聚糖和親水性表面活性劑的復合油劑，在上油過程中將殼聚糖結合到二醋酸纖維絲束表面，所用復合油劑的組成為，5-10％的市售T90油劑加90-95％的殼聚糖稀醋酸水溶液，殼聚糖稀醋酸水溶液為4-10‰質(zhì)量百分濃度的殼聚糖溶于1-3％質(zhì)量百分濃度的醋酸水溶液中，殼聚糖用普通殼聚糖或不同脫乙酰度的殼聚糖。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征是復合油劑的組成為7％的T90油劑加93％的5‰殼聚糖的2％醋酸水溶液。
3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征是采用脫乙酰度為95％的殼聚糖。
全文摘要
一種殼聚糖改性煙用二醋酸纖維絲束的生產(chǎn)方法，屬于香煙過濾嘴的制備技術領域。在煙用二醋酸纖維絲束生產(chǎn)工藝的紡絲單元中，把一種含有殼聚糖和親水性表面活性劑的復合油劑添加到油槽中，在上油過程中把殼聚糖結合到二醋酸纖維絲束表面。本發(fā)明中，采用殼聚糖作為改性劑，適當調(diào)節(jié)親水性表面活性劑的含量，可以提高乳化穩(wěn)定時間，工藝簡單，穩(wěn)定性好，工藝過程中不需添加其它抗菌劑，能有效截留卷煙煙氣中的焦油類有害物質(zhì)，提高卷煙檔次，緩解吸煙與健康的矛盾，因此，具有重要的社會和環(huán)境效益。
文檔編號A24D3/00GK1561872SQ20041001446
公開日2005年1月12日 申請日期2004年3月25日 優(yōu)先權日2004年3月25日
發(fā)明者陳堅, 華兆哲, 楊占平, 曹建華, 王進, 陸新, 馬曉龍 申請人:江南大學