專利名稱：：吸煙過濾介質(zhì)和使用其的香煙過濾器、香煙、吸煙裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種吸煙過濾介質(zhì)、具有所述吸煙過濾介質(zhì)的香煙過濾器、香煙、使用該香煙的吸煙裝置。更具體地說，本發(fā)明涉及一種吸煙過濾介質(zhì)，在其中，抽煙過程中產(chǎn)生的有毒物質(zhì)一氧化碳(CO)以及作為主要引起癌癥的物質(zhì)的焦油有機(jī)物被分解和吸收以抑制由于吸煙而將有毒物質(zhì)吸入人體內(nèi)，以及具有所述吸煙過濾介質(zhì)的香煙過濾器、香煙、使用該香煙的吸煙裝置。
背景技術(shù)：
：一般地，當(dāng)吸煙者吸煙時，煙草燃燒過程中會產(chǎn)生各種有毒物質(zhì)。眾所周知，香煙中含有超過4000種有毒物質(zhì)，其中有大約60種是致癌物。當(dāng)吸煙者吸入這些有毒物質(zhì)和致癌物時，這些物質(zhì)就積累在吸煙者的身體中，并可引起各種疾病，例如癌癥。特別地，每只香煙含有2.0至3.30焦油。由于焦油是煙草燃燒時主要的致癌物，需要去除或分解焦油。另外，由于香煙的不完全燃燒，大約2到6%的香煙煙霧中含有一氧化碳(CO)，它與血紅蛋白結(jié)合的能力是氧(O)的大約210倍，因此引起缺氧。所以需要采取合適的方法來防止CO被吸收到人體內(nèi)。此外，香煙引起有毒的揮發(fā)性有機(jī)化合物(volatileorganiccompounds，VOC)的產(chǎn)生，例如，苯和甲醛(HCHO)，并且含有重金屬，例如，鎘、銅、鉛和鋅。因此，當(dāng)吸煙者受VOC和重金屬毒害時，他們可能生病。為了去除有毒物并解決上述問題，己經(jīng)有各種方法。例如，現(xiàn)有技術(shù)在香煙過濾器中用活性炭、沸石和赭土來吸收有毒物質(zhì)。然而，由于這些方法都是用多孔結(jié)構(gòu)來過濾和吸收有毒物質(zhì)，過濾效果具有特定的局限性。
發(fā)明內(nèi)容技術(shù)問題本發(fā)明提供一種吸煙過濾介質(zhì)、具有所述吸煙過濾介質(zhì)的香煙過濾器、香煙、使用該香煙的吸煙裝置，在其中，在其中，抽煙過程中產(chǎn)生的有毒物質(zhì)一氧化碳(CO)以及作為主要引起癌癥的物質(zhì)的焦油有機(jī)物被分解和吸收以抑制由于吸煙而將有毒物質(zhì)吸入人體內(nèi)。同樣，本發(fā)明提供一種吸煙過濾介質(zhì)、帶有該過濾介質(zhì)的香煙和使用該香煙的吸煙裝置，可通過吸收來過濾重金屬。技術(shù)方案根據(jù)本發(fā)明的一方面，本發(fā)明提供一種吸煙過濾介質(zhì)，包括斑脫土基礦石作為主要材料。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明提供一種包括有所述吸煙過濾介質(zhì)的吸煙過濾器。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明提供一種香煙和抽煙裝置，包括位于吸入香煙煙霧的氣流路徑上的所述過濾介質(zhì)。有益效果根據(jù)上述的本發(fā)明，吸煙過程中產(chǎn)生的有毒物質(zhì)CO和作為主要致癌物的焦油有機(jī)物，通過催化過程被分解掉并被吸收，使得吸煙引起的有毒物質(zhì)的吸收減少。同樣，有機(jī)物通過催化過程被分解掉，因此氧氣作為副產(chǎn)品產(chǎn)生并供應(yīng)給吸煙者。另外，在有機(jī)物被分解的過程中不能被分解的重金屬，可通過吸收而被過濾掉。圖1是根據(jù)的本發(fā)明一個實施例的帶有過濾介質(zhì)和香煙過濾器的香煙的截面示意圖2是根據(jù)的本發(fā)明另一個實施例的帶有過濾介質(zhì)和香煙過濾器的香煙的截面示意圖3是根據(jù)的本發(fā)明另一個實施例的帶有過濾介質(zhì)和香煙過濾器的香煙的截面示意圖4是根據(jù)的本發(fā)明一個實施例的帶有過濾介質(zhì)的吸煙裝置的截面示意圖。具體實施例方式下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明做出更詳細(xì)的描述，附圖中展示了示例性的實施例。本發(fā)明提供的吸煙過濾介質(zhì)，是用斑脫土基礦石制成的。本發(fā)明所用的斑脫土基礦石是粘土礦，包括作為主要材料的蒙脫石(montmorillonite,MMT)。因為斑脫土基礦石具有多孔結(jié)構(gòu)，它具有高度的吸附性并且膨脹能力和離子交換能力(CEC)都很好。因此，斑脫土基礦物與有機(jī)物充分反應(yīng)而形成復(fù)合物。因此，斑脫土基礦物非常能夠與香煙煙霧中的有毒有機(jī)物相結(jié)合或者分解有毒有機(jī)物。特別地，根據(jù)作為斑脫土的主要原料的MMT的夾層陽離子類型，斑脫土可分為鈣斑脫土和鈉斑脫土。一般所含的鈣斑脫土，可容易地應(yīng)用到本發(fā)明中。然而，由于鈉斑脫土具有較低的夾層結(jié)合性，比鈣斑脫土更易起反應(yīng)，鈉斑脫土更適合用于本發(fā)明。鈉斑脫土可自然采礦得到或用鈣斑脫土制備。特別地，鈉斑脫土的制備包括通過用碳酸鈉(Na2C03)來對鈣斑脫土進(jìn)行離子取代。除了鈣離子和鈉離子，夾層陽離子可被下列離子取代或增加，包括鈣、鈉、鋁、鐵、鈦、鉻、鍶和它們的氧化物。也就是說，MMT的夾層陽離子可被上述元素的離子取代并作為介質(zhì)或吸收劑來分解或結(jié)合有機(jī)物。可選地，MMT的夾層陽離子可更改成上述元素的氫氧根離子并燒結(jié)，因此氫氧根離子的氧化物保持在柱形相。因此，氫氧根離子的氧化物可作為介質(zhì)或吸收物來分解或結(jié)合煙草燃燒時產(chǎn)生的有機(jī)物。同樣，上述元素的離子同時地或分別地添加，因此可在各層間由于插入的離子而產(chǎn)生良好的氣腔，因此增加吸收效果。一種制備斑脫土基礦物(具有高度反應(yīng)性和吸收性)的方法可通過對鈉斑脫土高溫干燥或通過用球磨研磨納斑脫土并燒結(jié)經(jīng)研磨的鈉斑脫土來得到。由于鈉斑脫土具有高反應(yīng)性，當(dāng)鈉斑脫土在200至80(TC干燥10分鐘到12小時后，鈉斑脫土有效地將有毒有機(jī)物分解掉或與之結(jié)合成簡單的物質(zhì)。因此，由于其與其高反應(yīng)性相關(guān)的催化功能和其多孔結(jié)構(gòu)，鈉斑脫土提供了高反應(yīng)性區(qū)域和高吸附性區(qū)域。同樣，在對鈉斑脫土進(jìn)行燒結(jié)之前，可用球磨機(jī)對其研磨，以增加燒結(jié)的效果。斑脫土基礦石具有各種外形。如圖l所示的優(yōu)選實施例中，斑脫土基礦石是粉末狀的、粒狀或環(huán)狀的，有利于斑脫土基礦石在香煙過濾器中的分散。在另外的情形，斑脫土基礦石是圓柱狀的或馬鞍狀的外形，可增加反應(yīng)區(qū)域。在另外的情形，斑脫土基礦石是對應(yīng)于圖2至圖4的氣流路徑的片狀。同樣的，該片狀外形可以有多孔結(jié)構(gòu)來增加反應(yīng)區(qū)域。同樣，以15:85到20:80的比率人工混合氧化鋁(Al203)和氧化硅(Si02)，并以高溫?zé)Y(jié)該混合物得到的材料可用來做吸煙過濾介質(zhì)。優(yōu)選地，該混合比率大約為18:82，使得材料具有適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)。為了得到氧化鋁和氧化硅的混合物，氧化鋁和氧化硅以上述的比率混合或以不足的比率加到含氧化鋁和氧化硅的各種材料中。例如，莫來石(3A12032Si02)和氧化硅(Si02)以l:8到l:12的比率混合，優(yōu)選比率為l:10，因此該混合物具有與之前所述的混合物相同的氧化鋁和氧化硅的比率，且可對其燒結(jié)。同樣，當(dāng)在1300至1450"C燒結(jié)處理1至3小時后，混合物就可由于其高反應(yīng)性相關(guān)的催化功能和其多孔結(jié)構(gòu)，提供高反應(yīng)性區(qū)域和吸附性區(qū)域。較優(yōu)地，為了使過程平穩(wěn)，當(dāng)以5tV分鐘的速率將混合物加熱到140(TC后，混合物在140(TC的恒溫?zé)Y(jié)2小時。同樣，混合物在高溫?zé)Y(jié)前，可用球磨機(jī)對其研磨混合，以增加燒結(jié)效果。較優(yōu)地，混合物可用球磨機(jī)研磨8小時，使混合物和燒結(jié)物均勻。發(fā)明實施例通過高溫?zé)Y(jié)處理得到的過濾介質(zhì)具有各種外形。優(yōu)選地，如圖1所示，過濾介質(zhì)具有粉末狀、粒狀或環(huán)狀外形，以利于在香煙過濾器中分散。在另外的情形，過濾介質(zhì)具有圓柱或馬鞍狀的外形來增加反應(yīng)區(qū)。在另外的情形，過濾介質(zhì)有片狀的外形，對應(yīng)于圖2至圖4所示的氣流路徑。同樣，該片狀外形也可具有多孔結(jié)構(gòu)來增加反應(yīng)區(qū)域。陰離子產(chǎn)生粉末也可進(jìn)一步加到過濾介質(zhì)中。特別地，5至100份質(zhì)量(每IOO份質(zhì)量的過濾介質(zhì))的陰離子產(chǎn)生粉末可加到過濾介質(zhì)中來溶解有毒物質(zhì)并持續(xù)產(chǎn)生合適的陰離子。例如，陰離子產(chǎn)生粉末可用下列至少一種物質(zhì)來形成，包括P205、Ce203、La203、Nd203、Th02、Pr203、Si02、Sm203。優(yōu)選地，該陰離子產(chǎn)生粉末可包括質(zhì)量百分比為25。^至35^的P205，20%至30%的Ce203，7%至15%的La203，8%至12%的Nd203，5%至10X的ThO2，4%至8%的？1>203，余下的為Si02、Sm203、Ti02、Zr02、Y203禾口Gd203。上述的吸煙過濾介質(zhì)可應(yīng)用到如圖1至圖3中的各種類型的香煙和香煙過濾器中。因此，本發(fā)明提供一種包括上述吸煙過濾介質(zhì)的香煙過濾器。香煙過濾器可以是現(xiàn)有的各種已知的香煙過濾器的一種，例如，為提高一般香煙過濾器的性能而含有分散的活性炭粉的過濾器和包含額外的活性炭層的脫碳過濾器。應(yīng)用到香煙過濾器中的過濾介質(zhì)可具有任何各種外形，能夠過濾吸入的煙霧，包括但不限于圖1至圖3中所示的外形?；蛘撸瑧?yīng)用到香煙過濾器中的過濾介質(zhì)可具有圖1至圖3的外形的組合。另外，本發(fā)明提供一種香煙，其特征在于吸煙過濾介質(zhì)位于香煙煙霧吸入的氣流路徑上。相應(yīng)地，因為吸煙過濾介質(zhì)在氣流路徑中有過濾作用，各種形狀的吸煙過濾介質(zhì)不僅可容置在上述的香煙過濾器內(nèi)，還可容置在香煙中的煙草中。例如，吸煙過濾介質(zhì)是粉末狀的或粒狀的，并分散開或具有片狀的外形。另外，本發(fā)明提供一種吸煙裝置，其特征在于吸煙過濾介質(zhì)位于香煙煙霧吸入的氣流路徑中。該吸煙裝置是煙嘴口和煙管，并且上述的具有各種外形的吸煙過濾介質(zhì)位于上述的香煙吸入的氣流路徑上。圖4是吸煙裝置的一個示例性實施例。本發(fā)明的香煙過濾器使用一種可以分解有機(jī)物的介質(zhì)，分解香煙中的有毒物質(zhì)一氧化碳(CO)和作為主要致癌物的焦油有機(jī)物。通過使用本發(fā)明的香煙過濾器，可同時對香煙煙霧進(jìn)行氧化分解和水解，因此有機(jī)物可被分解掉。結(jié)果，排出二氧化碳(C02)、水(H20)、甲烷(CH4)和氧氣(02)，水蒸汽被分解掉，因此產(chǎn)生氧氣。包含在介質(zhì)過濾器中的有機(jī)物焦油的分解包括開始，在香煙煙霧經(jīng)過本發(fā)明的香煙過濾器時，香煙中的焦油和CO被吸收到介質(zhì)過濾器中的大量的孔中。介質(zhì)過濾器的氣孔內(nèi)的一組介質(zhì)分子與一組吸附分子之間的強(qiáng)烈吸附作用，使得一些氧氣化學(xué)變化成氧自由基(活性氧)，一些水蒸汽化學(xué)變化成氫自由基、氧自由基、氫氧根(-OH)自由基，并且一些有機(jī)物化學(xué)變化成各種分解后的自由基。因為在正常的環(huán)境下這些自由基非常不穩(wěn)定，它們即刻又重新結(jié)合變成新的化合物。當(dāng)有機(jī)物通過介質(zhì)過濾器時，有機(jī)材料的分解和新化合物的合成不斷地重復(fù)。在此過程中，有機(jī)材料分解成簡單的化合物(即C02、H20、CH4、02)然后被釋放出。表1和表2列出了用本發(fā)明的實施例的過濾介質(zhì)進(jìn)行除臭測試的結(jié)果。該過濾介質(zhì)是用斑脫土基礦石和A1203與Si02以3:7到5:5的比率得到的混合物相混合得到的。表1<table>complextableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>參考表l，可以確知對甲醛(HCHO)的除臭率是極好的。表2<table>complextableseeoriginalpage10</column></row><table>參考表2，可以確知對氨氣(NH3)的除臭率是極好的。雖然本發(fā)明是通過一些實施例進(jìn)行描述的，本領(lǐng)域技術(shù)人員知悉，在不脫離本發(fā)明權(quán)利要求以及等效替換所定義的精神和范圍的情況下，可以對本發(fā)明進(jìn)行各種改變或等效替換。權(quán)利要求1、一種吸煙過濾介質(zhì)，其特征在于，包括斑脫土基礦石作為主要材料。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的吸煙過濾介質(zhì)，其特征在于，所述斑脫土基礦石包括蒙脫石(MMT)，其夾層陽離子包括鈣、鈉、鋁、鐵、鈦、鉻、鍶和它們的氧化物中的至少一者。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的吸煙過濾介質(zhì)，其特征在于，所述斑脫土基礦石是通過高溫干燥鈉斑脫土或?qū)︹c斑脫土進(jìn)行燒結(jié)制得。4、根據(jù)權(quán)利要求3所述的吸煙過濾介質(zhì)，其特征在于，高溫干燥所述鈉斑脫土包括在20(TC至80(TC千燥鈉斑脫土10分鐘到12小時。5、根據(jù)權(quán)利要求1所述的吸煙過濾介質(zhì)，其特征在于，所述斑脫土基礦石具有下列外形中的一種粉末狀的、粒狀、環(huán)狀、圓柱狀、馬鞍狀、片狀。6、根據(jù)權(quán)利要求1所述的吸煙過濾介質(zhì)，其特征在于，進(jìn)一步包括以15:85到20:80的比率混合氧化鋁(A1203)和氧化硅(Si02)并對混合物進(jìn)行研磨，然后對研磨后的混合物以1300至145(TC的高溫?zé)Y(jié)得到的燒結(jié)材料。7、根據(jù)權(quán)利要求1所述的吸煙過濾介質(zhì)，其特征在于，進(jìn)一步包括以1:8至ljl:12的比率混合莫來石(3Al2032Si02)和氧化硅(Si02)，對混合物進(jìn)行研磨，然后對研磨后的混合物以1300至145(TC的高溫?zé)Y(jié)得到的燒結(jié)材料。8、一種吸煙過濾介質(zhì)，其特征在于，包括以15:85到20:80的比率混合氧化鋁(A1203)和氧化硅(Si02)，對混合物進(jìn)行研磨，然后對研磨后的混合物以1300至145(TC的高溫?zé)Y(jié)得到的燒結(jié)材料。9、根據(jù)權(quán)利要求8所述的吸煙過濾介質(zhì)，其特征在于，所述燒結(jié)材料具有下列外形中的一種粉末狀的、粒狀、環(huán)狀、圓柱狀、馬鞍狀、片狀。10、一種吸煙過濾介質(zhì)，其特征在于，包括以1:8到1:12的比率混合莫來石(3Al2032Si02)和氧化硅(Si02)，對混合物進(jìn)行研磨，然后對研磨后的混合物以1300至145(TC的高溫?zé)Y(jié)得到的燒結(jié)材料。11、根據(jù)權(quán)利要求10所述的吸煙過濾介質(zhì)，其特征在于，所述燒結(jié)材料具有下列外形中的一種粉末狀的、粒狀、環(huán)狀、圓柱狀、馬鞍狀、片狀。12、根據(jù)權(quán)利要求1至10中任意一項所述的吸煙過濾介質(zhì)，其特征在于，進(jìn)一步包括陰離子產(chǎn)生粉末。13、一種包括根據(jù)權(quán)利要求1至11中任意一項所述的過濾介質(zhì)的香煙過濾器。14、一種包括根據(jù)權(quán)利要求12所述的過濾介質(zhì)的香煙過濾器。15、一種在香煙煙霧吸入的路徑上包括有根據(jù)權(quán)利要求1至11中任意一項所述的香煙過濾介質(zhì)的香煙。16、一種在香煙煙霧吸入的路徑上包括有根據(jù)權(quán)利要求12所述的香煙過濾介質(zhì)的香煙。17、一種在香煙煙霧吸入的路徑上包括有根據(jù)權(quán)利要求1至11中任意一項所述的香煙過濾介質(zhì)的吸煙裝置。18、一種在香煙煙霧吸入的路徑上包括有根據(jù)權(quán)利要求12所述的香煙過濾介質(zhì)的吸煙裝置。全文摘要本發(fā)明涉及一種吸煙過濾介質(zhì)、具有所述吸煙過濾介質(zhì)的香煙過濾器、香煙、使用該香煙的吸煙裝置，在其中，抽煙過程中產(chǎn)生的有毒物質(zhì)一氧化碳(CO)以及作為主要引起癌癥的物質(zhì)的焦油有機(jī)物被分解和吸收以抑制由于吸煙而將有毒物質(zhì)吸入人體內(nèi)。所述吸煙過濾介質(zhì)是由斑脫土基礦石作為主要原料制成的。文檔編號A24D3/16GK101203149SQ200680022613公開日2008年6月18日申請日期2006年6月21日優(yōu)先權(quán)日2005年6月24日發(fā)明者韓顯洙申請人:韓顯洙