專利名稱：煙草煙氣過濾器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及煙草煙氣過濾器，特別涉及降低煙草煙氣中的焦油和其它有害成分的含量，減小煙氣的刺激性，同時保留其它必要的味道和氣味的過濾器。
吸煙對吸煙者和周圍的人的健康危害很大。煙草在不完全燃燒過程中產(chǎn)生的煙氣是一種含有多種對人體有害物質(zhì)的氣溶膠。在煙氣的粒相物焦油中集中了大部分的對人體有害的物質(zhì)，其中包括大量的致癌物質(zhì)。
為了降低煙草煙氣中的焦油含量，已經(jīng)采取了很多措施，如選用焦油含量較低的煙草，對煙草進行高溫和膨化處理。對于已經(jīng)制成的卷煙則采用過濾嘴吸附煙氣中的焦油。
美國專利No.4，729，389公開了一種煙草煙氣過濾器，它采用平均直徑為1～5微米的市售的高嶺土(Kaolin)纖維作過濾材料，使煙氣中的焦油含量降低約8毫克/支。
中國專利申請CN87103794A公開了一種帶有麥飯石的吸煙用具，它采用粒徑為0.1～0.4毫米的麥飯石混合物作過濾材料，與醋酸纖維濾棒一起吸附焦油，使煙氣中的焦油含量降低2.36毫克/支。該專利申請的過濾器吸附的焦油較少，效果不明顯，而且增加香煙重量近一倍。它沒有說明是否減小了煙氣的刺激性。
本發(fā)明的目的在于提供一種新的煙草煙氣過濾器，它采用坡縷石族礦物作為吸附劑，與卷煙濾嘴專用波紋紙及普通的醋酸纖維濾棒一起組成復(fù)合濾棒，以更多地去除煙草煙氣中的焦油和其它有害成分，減小煙氣的刺激性，從而提高煙草制品的品級，減小對吸煙者和周圍人的健康的危害。
具體地說，本發(fā)明的目的在于提供一種主要用來降低煙草煙氣中的焦油和其它有害成分的含量，減小煙氣的刺激性的，新的復(fù)合濾棒，它可以是包括紙質(zhì)濾棒、坡縷石族礦物顆粒(或由其加工成的泡沫狀圓柱體)以及普通的醋酸纖維濾棒的三段式復(fù)合濾棒;也可以是包括含有坡縷石族礦物顆粒的紙質(zhì)濾棒和普通的醋酸纖維濾棒的兩段式復(fù)合濾棒;還可以是包括坡縷石質(zhì)紙濾棒和普通的醋酸纖維濾棒的兩段式復(fù)合濾棒。
這里所說的“紙質(zhì)濾棒”是指用卷煙濾嘴專用的高級波紋紙卷制成的濾棒。這種波紋紙是用高級紙漿板為原料壓制出的具有密集波紋的專用紙，目前已被國內(nèi)外廣泛地用來制作卷煙的紙濾棒，作為醋酸纖維的一種較低檔的廉價的代用品。
這里所說的“含有坡縷石族礦物顆粒的紙質(zhì)濾棒”是指在制造上述紙質(zhì)濾棒時，先將一定粒度的坡縷石族礦物顆粒均勻地散布于上述專用波紋紙的各層之間，然后再卷制成的濾棒。這時為了保證這種濾棒的透氣度，即不增加吸阻，要適當(dāng)減少所用波紋紙的量，例如減少10～20%左右。
這里所說的“坡縷石族礦物質(zhì)紙濾棒”是指在制造上述專用波紋紙的過程中，在原來的紙漿中摻入一定數(shù)量(例如重量百分比為10～60%)的，預(yù)先破碎好的坡縷石族礦物纖維，使它們均勻混合，經(jīng)過打漿和其它加工，制成均勻地含有坡縷石族礦物纖維成分的專用波紋紙，再用這種專用波紋紙制成的坡縷石質(zhì)紙濾棒。
這里所說的“坡縷石族礦物”是指具有層狀和鏈狀過渡結(jié)構(gòu)的坡縷石族礦物，包括坡縷石(Palygorskite)、海泡石(Sepiolite)以及沉積型坡縷石與蒙脫石(Montmorillon-ite)緊密共生，呈土狀產(chǎn)出的凹凸棒石(Attapulgite)。
坡縷石的化學(xué)式是Mg5(H2O)4〔Si4O10〕2·4H2O，可以有鋁、鐵等呈類質(zhì)同象混入。一種富鋁的坡縷石的成分，按重量計含有53.36%的SiO2，6.89%的MgO，10.25%的Al2O3，2.70%的Fe2O3，1.93%的CaO，12.94%的H2O+，和7.56%的H2O-。海泡石的化學(xué)式是Mg8(H2O)4〔Si6O15〕2(OH)2·8H2O，可以有鋁、鐵、鎳、銅等呈類質(zhì)同象混入。一種富含滑石和少量石英的海泡石的成分，按重量計含有69.06%的SiO2，1.45%的Fe2O3，3.29%的Al2O3，0.10%的TiO2，0.037%的CaO，20.24%的MgO，0.25%的K2O，0.07%的Na2O，3.27%的H2O+，和5.35%的灼減量。較純的坡縷石多呈纖維狀板狀集合體和顯微纖維狀塊狀集合體產(chǎn)出。它們的硬度都不高，但具有較強的韌性。海泡石通常呈致密狀和土狀產(chǎn)出，土狀者常與滑石等共生。在電子顯微鏡下觀察，可以知道本族礦物都呈纖維狀，其中海泡石的纖維較短(數(shù)毫微米)，坡縷石的纖維較長(可達(dá)幾百毫微米至幾十厘米)。在這些礦物的纖維狀晶格中，都存在一些平行于纖維軸的，寬度達(dá)數(shù)埃( )的，開口的通道。在這些通道中有結(jié)晶水和吸附水存在。結(jié)晶水靠近通道的邊部，吸附水則位于通道的中央，被稱為沸石水。由于這些礦物的晶體中存在這種開口的通道，因此它們的表面積特別大，都具有特別強的吸附性。
本發(fā)明所用的坡縷石族礦物的顆粒，可以通過用常規(guī)方法直接破碎塊狀的和致密狀的礦石而得到;也可以通過用破碎-成形-烘干-再破碎的方法加工纖維狀板狀集合體的礦石而得到;還可以用常規(guī)的噴霧法把粉末狀礦石(包括粉末狀的精選產(chǎn)品)加工成一定粒度的顆粒而得到。根據(jù)本發(fā)明用坡縷石族礦物預(yù)制成的泡沫狀圓柱體可以用發(fā)泡成形的方法加工制備。本發(fā)明所用的坡縷石族礦物一般不必經(jīng)過特別處理，當(dāng)然也可以經(jīng)過不高于100℃多的烘烤，或者用弱酸處理。
上述礦物都對人體無毒無害，國內(nèi)外已經(jīng)廣泛地使用它們作為牲畜飼料的添加劑。
卷煙濾嘴專用的高級波紋紙具有良好的吸水性。在本發(fā)明中，它與坡縷石族礦物配合，能夠起到去除焦油和其它有害物質(zhì)，減小煙氣刺激性的極為明顯的效果。這是因為在本發(fā)明中，紙質(zhì)濾棒置于煙氣過濾器的最前端，與煙絲直接接觸。當(dāng)煙氣通過過濾器時，煙氣中的水氣首先被紙質(zhì)濾棒吸除，這就保證了充分發(fā)揮隨后對煙氣進行過濾的坡縷石族礦物顆粒的特強吸附性能，從而大量去除煙氣中的焦油和其它有害成分，減小煙氣的刺激性。
本發(fā)明將經(jīng)過常規(guī)處理的坡縷石族礦物的特強的吸附性與卷煙濾嘴專用的高級波紋紙的良好的吸水性及醋酸纖維的通用性結(jié)合起來，做成一種新的三段式或兩段式的復(fù)合濾棒，有效地去除了煙氣中的焦油和其它有害成分，減小了煙氣的刺激性，使煙氣中的焦油含量降低7-12毫克/支以上，刺激性降低一個等級，同時保持香氣、雜氣、余味和吸阻等指標(biāo)沒有明顯變化。只需在已經(jīng)制好的煙草制品上，或者在吸煙用具(如煙斗、煙嘴)中裝上本發(fā)明的煙氣過濾器，就能夠明顯地降低煙草煙氣中的焦油含量和其它有害成分，減小煙氣的刺激性，從而提高煙草制品的品級，減小對吸煙者和周圍人的健康的危害。坡縷石族礦物是一種儲量很豐富的天然礦石，極易獲得，本發(fā)明所用的該礦物的顆?；蚶w維都不需特殊加工，很容易制備。采用本發(fā)明的復(fù)合濾棒可以減少醋酸纖維的用量一半以上，大大節(jié)約了進口的醋酸纖維，降低了成本。
下面結(jié)合附圖和實施例進一步說明本發(fā)明。


圖1是本發(fā)明的三段式復(fù)合濾棒的示意圖;
圖2是本發(fā)明的兩段式復(fù)合濾棒的示意圖;
圖3是本發(fā)明的另一種兩段式復(fù)合濾棒的示意圖。
圖中相同的編號表示同樣的內(nèi)容。其中(1)表示煙草制品，如卷煙;(2)表示紙質(zhì)濾棒;(3)表示卷煙濾嘴專用的高級波紋紙;(4)表示坡縷石族礦物顆粒;(5)表示含有坡縷石族礦物顆粒的紙質(zhì)濾棒;(6)表示坡縷石族礦物質(zhì)紙濾棒;(7)表示含有坡縷石族礦物纖維成分的專用波紋紙;(8)表示普通的醋酸纖維濾棒。
圖1表示本發(fā)明煙氣過濾器的一個實施例，制成了包括紙質(zhì)濾棒(2)，坡縷石礦物顆粒(或由其加工成的泡沫狀圓柱體)(4)和普通的醋酸纖維濾棒(8)的三段式復(fù)合濾棒。長7毫米的紙質(zhì)濾棒(2)緊靠煙草制品(1)的一端放置，濾嘴的末端是長7毫米的普通的醋酸纖維濾棒(8)，在兩節(jié)濾棒之間放置了0.06克粒度為0.4～0.5毫米的坡縷石礦物顆粒(4)，用水松紙卷緊制成全長20毫米的圓柱形濾嘴。去掉“紅玫牌”香煙的原來的濾嘴(長20毫米)，換成本發(fā)明的上述濾嘴，作成樣煙。用市售的紅玫牌香煙作對比煙。經(jīng)廣東省煙草質(zhì)量監(jiān)督檢測站用英國SM302吸煙機進行煙氣對比測試，所得結(jié)果列于表1。
由表1可以看出，樣煙煙氣中的焦油含量降低12.39mg/支，尼古丁含量降低了0.79mg/支。
圖2表示本發(fā)明煙氣過濾器的另一個實施例，制成了包括含有坡縷石礦物顆粒的紙質(zhì)濾棒(5)和普通的醋酸纖維濾棒(8)的兩段式復(fù)合濾棒。長15毫米的紙質(zhì)濾棒(5)緊靠煙草制品(1)的一端放置，該濾棒中均勻散布有0.06克粒度為0.4～0.5毫米的坡縷石礦物顆粒(4)，濾嘴的末端是長5毫米的普通的醋酸纖維濾棒(8)，用水松紙卷緊制成全長20毫米的圓柱形濾嘴。去掉甲秀牌香煙的原來的濾嘴(長20毫米)，換成本發(fā)明的上述濾嘴，作成樣煙。用市售的甲秀牌香煙作為對比煙。經(jīng)貴州省煙草質(zhì)量監(jiān)督檢測站用英國SM302吸煙機進行煙氣對比測試和評吸評分，所得結(jié)果列于表2。
由表2可以看出，樣煙煙氣中的焦油含量降低7毫克/支以上，“刺激”的評分提高一個等級，即煙氣的刺激性降低一個等級，其它評分都與對比煙處于同一等級中，但得分略有提高。
也可以如圖3所示制成另一種兩段式復(fù)合濾棒，它包括坡縷石質(zhì)紙濾棒(6)和普通的醋酸纖維濾棒(8)。紙濾棒(6)緊靠煙草制品(1)放置，醋酸纖維濾棒(8)放在濾嘴的末端，長度至少5毫米。坡縷石質(zhì)紙濾棒(6)是在制造專用波紋紙的過程中，在原來的紙漿中摻入例如重量百分比為10～60%的，預(yù)先破碎好的坡縷石族礦物纖維，使它們均勻混合。經(jīng)過打漿和其它加工，制成均勻地含有坡縷石族礦物纖維成分的專用波紋紙，再用這種專用波紋紙制成的。這種紙濾棒中含有坡縷石族礦物纖維，其重量為0.03～0.1克。
權(quán)利要求
1.一種煙草煙氣過濾器，主要用來降低煙草煙氣中的焦油含量和其它有害成分，減小煙氣的刺激性，其特征在于它是一種包括紙質(zhì)濾棒、醋酸纖維濾棒和坡縷石族礦物顆?；蛴善浼庸こ傻呐菽瓲顖A柱體的復(fù)合濾棒。
2.如權(quán)利要求1所述的煙草煙氣過濾器，其特征在于所述的復(fù)合濾棒包括一節(jié)紙質(zhì)濾棒、一節(jié)醋酸纖維濾棒和置于這兩節(jié)濾棒之間的坡縷石族礦物顆?；蛴善浼庸こ傻呐菽瓲顖A柱體。
3.如權(quán)利要求2所述的煙草煙氣過濾器，其特征在于在例如總長度為20毫米的通用濾嘴中，所述紙濾棒的長度至少為5毫米，所述醋酸纖維濾棒的長度至少為5毫米，所述坡縷石族礦物顆粒的粒徑為0.2～0.7毫米，總重量為0.03～0.1克。
4.如權(quán)利要求1所述的煙草煙氣過濾器，其特征在于所述坡縷石族礦物顆粒均勻地散布于紙質(zhì)濾棒中，再與一節(jié)醋酸纖維濾棒組成所述的復(fù)合濾棒。
5.如權(quán)利要求4所述的煙草煙氣過濾器，其特征在于在例如總長度為20毫米的通用濾嘴中，所述紙質(zhì)濾棒的長度為10～15毫米，所述醋酸纖維濾棒的長度為5～10毫米，所述坡縷石族礦物顆粒的粒徑為0.2～0.7毫米，總重量為0.03～0.1克。
6.一種煙草煙氣過濾器，主要用來降低煙草煙氣中的焦油含量和其它有害成分，減小煙氣的刺激性，其特征在于它是一種包括坡縷石族礦物質(zhì)紙濾棒和醋酸纖維濾棒的復(fù)合濾棒。
7.如權(quán)利要求6所述的煙草煙氣過濾器，其特征在于所述坡縷石族礦物質(zhì)紙濾棒中含有坡縷石族礦物纖維，其重量為0.03～0.1克。
8.如權(quán)利要求6所述的煙草煙氣過濾器，其特征在于所述的紙濾棒專用紙是把坡縷石族礦物纖維摻入紙漿中制成的。
9.如權(quán)利要求8所述的煙草煙氣過濾器，其特征在于摻入紙漿中的坡縷石族礦物纖維的比例按重量計為10～60%。
10.如權(quán)利要求1或6所述的煙草煙氣過濾器，其特征在于所述坡縷石族礦物包括坡縷石(Palygorskite)、海泡石(Sepiolite)和凹凸棒石(Attapulgite)。
全文摘要
一種煙草煙氣過濾器，主要用來降低煙草煙氣中的焦油含量和其它有害物質(zhì)，減小煙草的刺激性，使煙氣中的焦油含量降低7～12毫克/支以上，刺激性降低一個等級，同時保持香氣、雜氣、余味和吸阻等沒有明顯變化。該過濾器可以制成復(fù)合濾棒，它可以是包括紙質(zhì)濾棒、醋酸纖維濾棒和坡縷石族礦物顆粒的三段式或兩段式復(fù)合濾棒；也可以是包括坡縷石族礦物質(zhì)紙濾棒和醋酸纖維濾棒的兩段式復(fù)合濾棒。
文檔編號A24D3/02GK1048492SQ8910453
公開日1991年1月16日 申請日期1989年7月4日 優(yōu)先權(quán)日1989年7月4日
發(fā)明者鄭楚生, 李若齡, 張風(fēng)海 申請人:中國科學(xué)院地球化學(xué)研究所廣州分部