專利名稱：香煙焦油特效吸附劑及生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是對(duì)卷煙的過(guò)濾材料及其生產(chǎn)工藝的研究。
人所共知的香煙中含有多種對(duì)人體有毒害作用的物質(zhì)。如
蒽、苯并(b)、苯并(K)、苯并(a)芘，茚并(123-cd)芘，苯并(ghi)苝和三甲基膽蒽等物質(zhì)。其中，特別能苯并(a)苝是一種特強(qiáng)的致癌物質(zhì)。這些物質(zhì)都產(chǎn)生在香煙焦油中，因此人吸入香煙煙氣后會(huì)使人體受到極大的危害，故為降低香煙煙氣(焦油)中的毒害氣體以減少對(duì)人體的毒害作用。國(guó)內(nèi)外都采取了相應(yīng)的措施，但目前存在的主要問(wèn)題有單獨(dú)采用醋酸纖維絲束濾咀仍無(wú)法使煙氣中的焦油含量降到低焦油的標(biāo)準(zhǔn)，為提高對(duì)香煙煙氣中焦油的吸附性能，國(guó)內(nèi)外又進(jìn)一步采用絲束中加入吸附劑(如活性炭，二氧化鈦、硅酸鈣，硅酸鎂，高嶺土，聚丙烯腈，硅膠等物質(zhì))制成復(fù)合濾咀。但仍然有的使焦油下降幅度不大，而使煙堿卻產(chǎn)生了大幅度地下降。
因而又使香煙沒(méi)有應(yīng)當(dāng)具有的煙味。
有的雖然使香煙中的焦油含量降低了，但對(duì)焦油中的所含有的特強(qiáng)致癌物質(zhì)-苯并(a)芘吸附量甚微，故相對(duì)地提高了苯并(a)芘的濃度，反而更加強(qiáng)了對(duì)人體的危害，有的采用空氣稀釋法(激光打孔，薄卷煙紙)與減少燃燒物(膨脹煙絲)的技術(shù)措施，雖可使香煙煙氣中的焦油含量有所下降，但是此法存在的主要問(wèn)題是濾咀采用激光(或靜電)打孔與煙絲膨脹等工藝提高了成本，且由于煙氣中的毒害氣體無(wú)實(shí)質(zhì)性的降低，故對(duì)環(huán)境的污染甚大(特別是苯并(a)芘的污染，有的試圖采用中草藥降低其焦油含量，但經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)亦未達(dá)到予想的效果。所以如何解決既要降低香煙中的毒害氣體，又要保持香煙煙味是目前國(guó)際煙草行業(yè)中所要解決的關(guān)鍵。
本發(fā)明的目的是用新的物質(zhì)為配方原料制成吸附劑，以克服用活性炭等物質(zhì)為吸附劑制成復(fù)合過(guò)咀所存在的問(wèn)題。
本發(fā)明的技術(shù)方案為1.技術(shù)配方主要成分 重量百分比天然鈣蒙脫石 30%天然斜發(fā)佛石 55%絲光佛石 5%其余成分方英石 3%透長(zhǎng)石 4%鉀長(zhǎng)石 3%2.配方中總的化學(xué)成分化學(xué)式 重量百分比SiO274%TiO20.07%AL2O312%Fe2O30.9%FeO 0.6%CaO 1.5%MgO 0.4%Na2O 1.1%K2O 4.7%灼失 4.4%
實(shí)際應(yīng)用時(shí)，一般不應(yīng)與該化學(xué)成分相差0.5～1%。
3.交換性能的測(cè)定要求配料中NH+4交換量100-118毫克當(dāng)量/100克，吸蘭量10～13克/100克，其中蒙脫石的交換量應(yīng)在20-27毫克當(dāng)量/100克，佛石交換量應(yīng)在80～90毫克當(dāng)量/100克。
4.制作工藝按技術(shù)配方要求先選好原料→共同磨碎→過(guò)篩得100目與小于180目?jī)煞N磨碎原料→活化液浸漬(100目的用10%的H2SO4浸泡，小于180目的用5%的H2SO4浸泡)均在常溫下浸泡24小時(shí)→洗滌清除雜質(zhì)，并使其pH＜5→在300℃條件下烘干，即制成成品。
如上述配方及工藝實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思，其技術(shù)構(gòu)思及原理如下一、提高配方物質(zhì)的解毒與吸附性能。
利用磺化反應(yīng)解毒。有毒的有機(jī)化合物引入磺酸基(-SOSH)后，可使致癌物失去致癌性。如致癌物苯胺和乃萘胺引入磺酸基后，所形成的化合物均無(wú)致癌性。例
故考慮用H2SO4活化配方物質(zhì)提高解毒與吸附性能。雖采用同一活化液浸漬(H2SO4)但對(duì)配方中的不同物質(zhì)(斜發(fā)佛石，鈣蒙脫石)所產(chǎn)生的活化效果與特點(diǎn)均有所不同，因此可利用它們相互之間的綜合性能達(dá)到解決技術(shù)難題的目的?，F(xiàn)將配方物質(zhì)中經(jīng)同一活化液浸漬-H2SO4處理后所產(chǎn)生的作用分別加以說(shuō)明，斜發(fā)佛石它含有32個(gè)佛石水，它對(duì)吸附性，陽(yáng)離子交換性能極有意義。該佛石的主要通道自由直徑為2.7×5.7
(為通道中最窄處的最大直徑)，其通道體系成兩度空間，其通道是由四石體中的氧圍成的，四石體連成的環(huán)形如規(guī)則則孔道大，如變形則孔道小，孔徑是以O(shè)2-為球形加以計(jì)算的，O2-的半徑為1.35
。但O2-的半徑是隨著配位情況，配位陽(yáng)離子熱力條件的變化，外界原子與分子動(dòng)能的不同以及有、無(wú)吸附分子等的影響而發(fā)生變化的。在常溫下其孔徑變化范圍約在0.1～0.2
，溫度升高時(shí)其變動(dòng)更大。脫水或部分脫水的佛石其陽(yáng)離子可產(chǎn)生位移，故具有高度的化學(xué)活潑性而可作為催化劑。斜發(fā)佛石經(jīng)H2SO4浸漬后，可使佛石改型成H型佛石而增強(qiáng)它對(duì)毒害氣體的吸附速度。由于有SO3H的存在又可使有機(jī)毒害物質(zhì)產(chǎn)生磺化而解毒，在最后加溫過(guò)程又可使孔道直徑產(chǎn)生變化而增大，并由于使其產(chǎn)生部分脫水，使其中的陽(yáng)離子發(fā)生位移，而使其具有高度的化學(xué)活潑性，如其中的K+，Na+等離子，進(jìn)而可防止過(guò)多的煙堿轉(zhuǎn)變成生物鹽，而使香煙不失去應(yīng)具有的煙味，鈣蒙脫石經(jīng)酸處理后，可使其中的出溶鋁增加，以及在原料磨碎過(guò)程中可使其構(gòu)造產(chǎn)生破壞而改變其性能等等。這樣可使配方物質(zhì)的離子交換性能、反應(yīng)速度，催化作用，吸附作用等均會(huì)產(chǎn)生明顯的增強(qiáng)。同時(shí)使配方物質(zhì)不論大的有機(jī)分子，還是小的有機(jī)分子包括無(wú)機(jī)的分子或離子，以及存帶正電荷的情況下或帶負(fù)電荷的情況下均可產(chǎn)生前述的某種作用，此外不論分子或離子其半徑大或小也都有可能產(chǎn)生吸附等作用。如，鈣蒙脫石，其層間do(001)＝15-16
。當(dāng)其層間吸附有機(jī)物質(zhì)后，構(gòu)成的蒙脫石-有機(jī)復(fù)合體，其do可增大到40 ；以上?？傊墒菇舛九c吸附等作用分別在佛石孔道中或蒙脫石的層間以及它們的表面等處產(chǎn)生。
二、保持煙草行業(yè)要求的必要的煙堿含量的工藝方法。
在煙堿中的N能接受H與酸作用而生成鹽，易溶于水，乙醇而不溶于其他有機(jī)溶劑中，遇堿又可能變?yōu)榧るx的生物堿。
配方物質(zhì)中的斜發(fā)佛石中含K2O+Na2O一般為5～6%，它在H+的作用下可被交換出來(lái)而有附于配方物質(zhì)的表面。這樣就會(huì)減少煙堿轉(zhuǎn)化為生物鹽的作用，從而達(dá)到保持煙堿必要含量的目的。此外，特強(qiáng)致癌物質(zhì)-苯并(a)芘，它具有在堿性介質(zhì)中穩(wěn)定，而在酸性介質(zhì)中不穩(wěn)定的性質(zhì)，與能被帶正電荷的氫氧化鐵，氫氧化鋁吸附的性能。而在配方中亦具備這一條件。如蒙脫石自身就含有氫氧化鐵，在經(jīng)酸處理后又可增多帶正電的氫氧化鋁〔Al(OH)2〕+。
采用本發(fā)明的技術(shù)配方制成的有效吸附劑其原料成本低，與采用活性炭相比每噸產(chǎn)品其銷(xiāo)售價(jià)格可下降25～30%，并且材料來(lái)源充足。工藝過(guò)程簡(jiǎn)單易行，吸附效果顯著，主要表現(xiàn)在焦油下降值為4。35毫克/克，苯并(a)芘下降值為163。46毫微克/支，下降率75。88%，煙堿下降值只為0。14毫克/支。該吸附附不但可使吸煙者減少毒害，同時(shí)亦可凈化香煙毒害氣體對(duì)環(huán)境的污染方面，對(duì)環(huán)境的治理有著廣闊的前景。
權(quán)利要求
1.一種香煙特效吸附劑，其特征在于a。配方原料 重量百分比天然鈣蒙脫石 25%～30%天然斜發(fā)佛石 50%～55%絲光佛石 4%～5%方英石2%～3%透長(zhǎng)石3%～4%鉀長(zhǎng)石2%～3%b?；瘜W(xué)成分及交換性能成分 SiO2TiO2Al2O3Fe2O2FeO重量百分比 74% 0.07% 12% 0.9% 0.6%CaO MgO Na2O K2O 灼失1.5% 0.4% 1.1% 4.7% 4.4%配料中NH+4交換量100～118毫克當(dāng)量/100克；吸蘭量10～13克/100克，其中蒙脫石的交換量應(yīng)在20～27毫克當(dāng)量/100克；佛石交換量應(yīng)在80～90送克當(dāng)量/100克。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的香煙特效吸附劑及生產(chǎn)工藝為選好原料→共同磨碎→過(guò)篩得100目與小于180目?jī)煞N磨碎原料→活化液浸漬(100目的用10% H2SO4浸泡，小于180目的用5%的H2SO4浸泡)均在常溫下浸泡24小時(shí)→洗滌清除雜質(zhì)，并使用pH＜5→在300℃條件下烘干。
全文摘要
一種香煙焦油特效吸附劑及生產(chǎn)工藝。它是對(duì)香煙過(guò)濾材料的研究。其方法是利用幾種非金屬礦物料配方制成可代替目前的活性炭為吸附劑的復(fù)合濾嘴，本發(fā)明對(duì)香煙煙氣中的毒害氣體具有明顯的降低效果。吸附能力強(qiáng)，而且保持了香煙的應(yīng)當(dāng)有的煙味。利用該發(fā)明可對(duì)環(huán)境保護(hù)方面產(chǎn)生影響，能降低有毒氣體對(duì)人的危害，它的原料來(lái)源充足，而且生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單易行，可大大降低生產(chǎn)產(chǎn)品的成本。
文檔編號(hào)A24D3/06GK1059267SQ9010729
公開(kāi)日1992年3月11日 申請(qǐng)日期1990年8月25日 優(yōu)先權(quán)日1990年8月25日
發(fā)明者劉作程, 姚世杰 申請(qǐng)人:長(zhǎng)春冶金地質(zhì)?？茖W(xué)校