專利名稱：一種無(wú)機(jī)纖維過(guò)濾材料及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于卷煙降害技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種能吸附巻煙煙氣中有害成分的無(wú)機(jī)纖維過(guò)濾材料。同時(shí)，本發(fā)明還涉及該纖維材料的制備方法和在卷煙中的具體應(yīng)用。
背景技術(shù)：
隨著《煙草控制框架公約》在我國(guó)正式生效，煙草行業(yè)面臨吸煙與健康問(wèn)題的壓力進(jìn)一步加大。我國(guó)科技工作者也加強(qiáng)了卷煙煙氣特珠有害成分的
研究。最近國(guó)家煙草專賣(mài)局組織研究了 163種國(guó)內(nèi)外巻煙的29種有害物質(zhì)和4項(xiàng)毒理學(xué)指標(biāo)，釆用了遺傳算法和無(wú)信息變量刪除法等數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，發(fā)現(xiàn)僅用C0、 HCN、 NNK、 NH3、 B[a]P、苯酚和巴豆醛等7種最主要的成分即可表征卷煙煙氣的危害性。以此7種物質(zhì)數(shù)據(jù)構(gòu)建的卷煙煙氣危害性指標(biāo)體系，彌補(bǔ)了目前依據(jù)焦油、煙堿和CO來(lái)評(píng)判危害性的的不足。而且又不必像加拿大政府那樣去測(cè)試46種成分，這是卷煙危害性評(píng)價(jià)方面的重大改進(jìn)。隨后國(guó)家煙草專賣(mài)局正式發(fā)文將這7種有害成分作為卷煙低危害評(píng)價(jià)指標(biāo)。因此選擇性降低卷煙主流煙氣中這7種特殊有害成分將成為國(guó)內(nèi)近幾年內(nèi)科研的熱點(diǎn)。
運(yùn)用功能復(fù)合嘴棒進(jìn)行選擇性吸附是目前降低卷煙煙氣特殊有害成分的重要手段。世界各國(guó)對(duì)卷煙用吸附材料進(jìn)行了廣泛的研究，目前使用最多的依然是活性炭嘴棒。除活性炭外，其它的功能吸附劑，例如血紅蛋白、天然抗氧化成分、離子交換樹(shù)脂、聚丙烯纖維、海泡石、納米材料、分之印跡材料等也吸引了人們的廣泛關(guān)注，有的已得到實(shí)際應(yīng)用。但大量研究數(shù)據(jù)表明，采用活性炭添加在嘴棒中會(huì)導(dǎo)致烤煙型卷煙抽吸品質(zhì)下降。因此，研制一種能夠選擇性降低卷煙主流煙氣中的7種特殊有害成分，同時(shí)又不影響
3卷煙感官品質(zhì)的濾嘴添加劑就成為煙草行業(yè)亟待解決的技術(shù)問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
.本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種能顯著降低卷煙煙氣
中的苯并[oc]芘、4-(甲基亞硝胺基)-l-(3-吡啶基)-l-丁酮(NNK)、苯酴等有
害成分的無(wú)機(jī)纖維過(guò)濾材料。
本發(fā)明的另 一 目的是提供一種制備所述無(wú)機(jī)纖維過(guò)濾材料的方法。本發(fā)明的目的還在于提供所述無(wú)機(jī)纖維過(guò)濾材料在卷煙中的應(yīng)用。本發(fā)明的目的通過(guò)以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)。
一種無(wú)機(jī)纖維過(guò)濾材料，由下述重量份的原料制成高嶺土0.5-5份、石灰石5-15份、石英砂60 - 90份、硼砂O. 5~2份、螢石O. 2~1份、辟硝2~6份和微量添加劑1 2份，其中所述的微量添加劑為二氧化鈦、氧化銷或硅酸鎂中的一種。
制備所述無(wú)機(jī)纖維過(guò)濾材料的方法，包括以下步驟將各原料混合均勻，混合物粉碎到100 - 400目，然后于高溫爐中加熱到1100 150(TC熔融，熔融物通過(guò)抽絲設(shè)備拉成直徑為0. 2 ~ 0. 8 nm、長(zhǎng)度為2 ~ 5 mm的超細(xì)絲，將超細(xì)絲軟化后卷制成直徑為0.5 1.0mm的顆粒，即為所需的無(wú)機(jī)纖維過(guò)濾材料。
所述無(wú)機(jī)纖維過(guò)濾材料在巻煙濾嘴中的應(yīng)用。
將該無(wú)機(jī)纖維過(guò)濾材料應(yīng)用于二元復(fù)合嘴棒，添加量為為嘴棒醋酸纖維重量的1~5%。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)
1、傳統(tǒng)的嘴棒材料往往是有機(jī)纖維、活性炭、無(wú)機(jī)粉末材料或納米材料。有機(jī)纖維一般化學(xué)穩(wěn)定性較差、容易帶有有害溶劑殘留；無(wú)機(jī)粉末材料或納米材料容易透過(guò)嘴棒纖維而吸入口腔，在卷煙抽吸時(shí)引入新的不安全因素。本發(fā)明的無(wú)機(jī)纖維過(guò)濾材料可克服上述缺點(diǎn)，使用更安全，而且吸附效果也高于傳統(tǒng)材料。
2、 該材料應(yīng)用于二元復(fù)合濾嘴，能顯著降低巻煙氣中的苯并[d芘、
4-(甲基亞硝胺基)-l-(3-吡啶基)-l-丁酮(NNK)、苯酴等特殊有害成分。并 且，在減少吸煙危害的同時(shí)，對(duì)巻煙口感的影響較小。
3、 本發(fā)明制備工藝簡(jiǎn)單，使用方便，容易實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。


圖l本發(fā)明無(wú)機(jī)纖維過(guò)濾材料的電鏡照片；
圖2添加該無(wú)機(jī)纖維過(guò)濾材料的二元復(fù)合嘴棒結(jié)構(gòu)示意圖3使用二元復(fù)合嘴棒的卷煙結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，但它們并不是對(duì) 本發(fā)明的限定。 實(shí)施例l
制備無(wú)機(jī)纖維過(guò)濾材料。稱取高嶺土O. 5份、石灰石5份、石英砂60 份、硼砂0.5份、螢石0.2份、硭硝2份和二氧化鈦1份。將各原料混合均 勻，混合物粉碎到100目，然后于高溫爐中加熱到IIO(TC熔融，熔融物通過(guò) 抽絲設(shè)備拉成直徑為0.2 p、長(zhǎng)度為2 mm的超細(xì)絲，將超細(xì)絲軟化后卷制 成直徑為0.5 mm的顆粒，即為所需的無(wú)機(jī)纖維過(guò)濾材料。
實(shí)施例2
制備無(wú)機(jī)纖維過(guò)濾材料。稱取高嶺土2. 5份、石灰石10份、石英砂75 份、硼砂1份、螢石0. 6份、硭硝4份和氧化鋁1. 5份。將各原料混合均勻， 混合物粉碎到250目，然后于高溫爐中加熱到130(TC熔融，熔融物通過(guò)抽絲 '設(shè)備拉成直徑為0.5 ^tm、長(zhǎng)度為3.5 mm的超細(xì)絲，將超細(xì)絲軟化后巻制成 直徑為0.8 mm的顆粒，即為所需的無(wú)機(jī)纖維過(guò)濾材料。實(shí)施例3
制備無(wú)機(jī)纖維過(guò)濾材料。稱取高嶺土 5份、石灰石15份、石英砂90份、 硼砂2份、螢石1份、硭硝6份和硅酸鎂2份。將各原料混合均勻，混合物 粉碎到400目，然后于高溫爐中加熱到150(TC熔融，熔融物通過(guò)抽絲設(shè)備拉 成直徑為0. 8 jim、長(zhǎng)度為5 mm的超細(xì)絲，將超細(xì)絲軟化后卷制成直徑為1. 0 咖的顆粒，即為所需的無(wú)機(jī)纖維過(guò)濾材料。
應(yīng)用實(shí)施例l
對(duì)實(shí)施例1、 2和3所得無(wú)機(jī)纖維過(guò)濾材料的安全性進(jìn)行了初步測(cè)試， 結(jié)果表明該材料中沒(méi)有揮發(fā)性有機(jī)物檢出，有害重金屬元素《2.0網(wǎng)/g, 放射性Ira《0.4,細(xì)菌總數(shù)《20個(gè)/g，主要指標(biāo)均符合食品衛(wèi)生的要求。
應(yīng)用實(shí)施例2
將實(shí)施例1、 2和3所得無(wú)機(jī)纖維過(guò)濾材料應(yīng)用于巻煙。卷煙包括煙絲 段和嘴棒，嘴棒的芯材釆用煙用醋酸纖維絲束。嘴棒由唇端外段與煙絲端內(nèi) 段二元復(fù)合組成，兩段的長(zhǎng)度相同。兩者具有不同的吸阻，外段與內(nèi)段的吸 阻差值為5-20亳米水柱。所用卷煙紙克重為30 - 70 g/m2、透氣度為50 ~ 120 CU。所用水松紙透氣度為200 - 400 CU、并在距離唇端面10 ~ 12亳米的 位置設(shè)有激光打孔。煙支的重量為0. 93+0. 02 g,圓周24. 5咖，長(zhǎng)度為84 mm (其中嘴棒長(zhǎng)度為20 - 30 mm),卷煙結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖3。
用熒光染料指示，進(jìn)行了卷煙抽吸實(shí)驗(yàn)(不點(diǎn)燃卷煙)，每次抽吸20支， 抽吸口數(shù)為16 口，用劍橋?yàn)V片捕集，劍橋?yàn)V片上沒(méi)有觀察到染有熒光染料 的超細(xì)無(wú)機(jī)纖維材料，說(shuō)明在卷煙實(shí)際抽吸時(shí)該材料不會(huì)被吸入口腔。
應(yīng)用實(shí)施例3
采用PM5N/AF2/TF3絲東成型設(shè)備、嘴棒二元復(fù)合設(shè)備生產(chǎn)出含該無(wú)機(jī) 纖維顆粒的二元復(fù)合嘴棒，嘴棒的結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2。無(wú)機(jī)纖維顆粒的添加量為嘴 棒醋酸纖維重'量的2%,嘴棒成型紙透氣度為"00 CU。用該二元復(fù)合嘴棒 制成了卷煙，卷煙結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖3。該卷煙的葉組為云南某品牌卷煙的葉組(上部
6煙葉為20%,中部煙葉為40%,下部煙葉為30%,膨脹梗絲5%,煙草薄 片5%)。輔料搭配為釆用克重為50 g/m2、透氣度為80 CU的卷煙紙，水 松紙透氣度為200 CU。成品卷煙煙支的重量為0. 93+0. 02 g,圓周為24. 5咖, 長(zhǎng)度為84 mm (其中嘴棒長(zhǎng)度為25 mm)。
對(duì)該卷煙進(jìn)行了煙氣特殊有害成分(苯并[a]芘、4-(甲基亞硝胺 基)-l-(3-吡啶基)-l-丁酮(NNK)、苯酴)的分析，其中苯酴采用煙草行業(yè)標(biāo) 準(zhǔn)YC/T 255-2008的方法測(cè)定、苯并[a]芘釆用GB/T 21130-2007的方法測(cè) 定、NNK采用Croesta組織推薦的"氣相色譜-熱能檢測(cè)器檢測(cè)法測(cè)定"； 用輔料和葉組相同的常規(guī)嘴棒卷煙作為對(duì)照樣。結(jié)果表明和對(duì)照樣相比， 釆用無(wú)機(jī)纖維復(fù)合嘴棒卷煙的苯酚的降低幅度為36。/。，NNK的降低幅度為28 %,苯并[a]芘的降低幅度為42%。
應(yīng)用實(shí)施例4
采用PM5N/AF2/TF3絲束成型設(shè)備、嘴棒二元復(fù)合設(shè)備生產(chǎn)出含該無(wú)機(jī) 纖維顆粒的二元復(fù)合嘴棒，無(wú)機(jī)纖維顆粒的添加量為嘴棒醋酸纖維重量的5 %,嘴棒成型紙透氣度為2000 CU。用該二元復(fù)合嘴棒制成了卷煙；該卷煙 的葉組為云南某品牌卷煙的葉組(上部煙葉為10%,中部煙葉為46%,下部 煙葉為20%，膨脹煙絲為12%,膨脹梗絲6%,煙草薄片6%)。輔料搭配 為采用克重為40g/m2、透氣度為50 CU的卷煙紙，水松紙透氣度為80CU。 煙支的重量為0. "+0. 02 g,圓周21 5 ram,長(zhǎng)度為84咖(其中嘴棒長(zhǎng)度為 20 im)。
對(duì)該卷煙進(jìn)行了煙氣特珠有害成分(苯并[a]芘、4-(甲基亞硝胺 基)-l-(3-Pb定基)-l-丁酮(NNK)、苯酚)的分析，其中苯酴采用煙草行業(yè)標(biāo) 準(zhǔn)YC/T 255-2008的方法測(cè)定、苯并[a]芘采用GB/T 21130-2007的方法測(cè) 定、NNK釆用Croesta組織推薦的"氣相色譜-熱能檢測(cè)器檢測(cè)法"測(cè)定；
用輔料和葉組相同的常規(guī)嘴棒卷煙作為對(duì)照樣。結(jié)果表明和對(duì)照樣相比， 釆用無(wú)機(jī)纖維復(fù)合嘴棒的卷煙的苯酚的降低幅度為42%, NNK的降低幅度為33%,苯并[a]芘的降低幅度為48%。 應(yīng)用實(shí)施例5
釆用PM5N/AF2/TF3絲東成型設(shè)備、嘴棒二元復(fù)合設(shè)備生產(chǎn)出含該無(wú)機(jī) 纖維顆粒的二元復(fù)合嘴棒，無(wú)機(jī)纖維顆粒的添加量為嘴棒醋酸纖維重量的1 %,嘴棒成型紙透氣度為5000 CU。用該二元復(fù)合嘴棒制成了卷煙；該卷煙 的葉組為云南某品牌卷煙的葉組(上部煙葉為20%，中部煙葉為35%，下部 煙葉為30%,膨脹煙絲為10%)。輔料搭配為采用克重為50 g/m2、透氣 度為100CU的卷煙紙，水松紙透氣度為380 CU。煙支的重量為0.93+0.02 g,圓周24. 5腿，長(zhǎng)度為84 mm (其中嘴棒長(zhǎng)度為28 mm)。
對(duì)該卷煙進(jìn)行了煙氣特殊有害成分(苯并[a]芘、4-(甲基亞硝胺
基)-1-(3-吡嚏基)-1-丁酮(NNK)、苯酚)分析，其中苯酚采用煙草行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) YC/T 255-2008的方法測(cè)定、苯并[a]芘釆用GB/T 21130-2007的方法測(cè)定、 NNK采用Croesta組織推薦的"氣相色譜-熱能檢測(cè)器檢測(cè)法"測(cè)定；用輔 料和葉組相同的常規(guī)嘴棒卷煙作為對(duì)照樣。結(jié)果表明和對(duì)照樣相比，釆用 無(wú)機(jī)纖維復(fù)合嘴棒的卷煙的苯酚的降低幅度為38。/o, NM的降低幅度為26 %,苯并[oc]芘的降低幅度為42%。
權(quán)利要求
1、一種無(wú)機(jī)纖維過(guò)濾材料，由下述重量份的原料制成高嶺土0.5～5份、石灰石5～15份、石英砂60～90份、硼砂0.5～2份、螢石0.2～1份、硭硝2～6份和微量添加劑1～2份，其中所述的微量添加劑為二氧化鈦、氧化鋁或硅酸鎂中的一種。
2、 制備權(quán)利要求l所述無(wú)機(jī)纖維過(guò)濾材料的方法，其特征在于將各原料混合均勻，混合物粉碎到100~400目，然后于高溫爐中加熱到1100-"(HTC熔融，熔融物通過(guò)抽絲設(shè)備拉成直徑為0.2-0. 8j^un、長(zhǎng)度為2 ~ 5咖的超細(xì)絲，將超細(xì)絲軟化后巻制成直徑為0. 5-1.0鵬的顆粒，即為所需的無(wú)機(jī)纖維過(guò)濾材料。
3、 權(quán)利要求l所述無(wú)機(jī)纖維過(guò)濾材料癥卷煙濾嘴中的應(yīng)用。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的應(yīng)用，其特征在于將所述無(wú)機(jī)纖維過(guò)濾材料應(yīng)用于二元復(fù)合嘴棒，添加量為為嘴捧醋酸纖維重量的1~5%。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種無(wú)機(jī)纖維過(guò)濾材料及其制備方法和應(yīng)用。將高嶺土0.5～5份、石灰石5～15份、石英砂60～90份、硼砂0.5～2份、螢石0.2～1份、硭硝2～6份和微量添加劑1～2份混合均勻，經(jīng)粉碎、熔融、抽絲、軟化后卷制成直徑為0.5～1.0mm的顆粒。其使用安全，吸附效果高于傳統(tǒng)材料。能顯著降低卷煙氣中的苯并[α]芘、4-(甲基亞硝胺基)-1-(3-吡啶基)-1-丁酮(NNK)、苯酚等特殊有害成分。并且，在減少吸煙危害的同時(shí)，對(duì)卷煙口感的影響較小。本發(fā)明制備工藝簡(jiǎn)單，使用方便，容易實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號(hào)A24D3/10GK101530695SQ20091009438
公開(kāi)日2009年9月16日 申請(qǐng)日期2009年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月21日
發(fā)明者張承明, 徐祎然, 施紅林, 楊光宇, 鵬 范, 賓 賀, 金永燦 申請(qǐng)人:云南煙草科學(xué)研究院