一種可選擇性降低煙氣中重金屬釋放量的復合濾棒的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種可選擇性降低煙氣中重金屬釋放量的復合濾棒，濾棒包括濾芯以及包裹在濾芯周向外表面的包裹層，濾芯包括至少一節纖維材料段、至少一節重金屬過濾段，在濾芯的長度方向上，重金屬過濾段的其中一端與纖維材料段的其中一端相連；重金屬過濾段包括纖維絲束以及分布在纖維絲束上的TiO2/MCM-41復合材料顆粒。本實用新型的可選擇性降低煙氣中重金屬釋放量的復合濾棒，能夠降低卷煙煙氣中5種重金屬釋放量，且可以保持卷煙原有的口味和吸食品質。
【專利說明】一種可選擇性降低煙氣中重金屬釋放量的復合濾棒
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及香煙制造【技術領域】，具體涉及一種可選擇性降低煙氣中重金屬釋 放量的復合濾棒。
【背景技術】
[0002] 大部分重金屬是生命活動所需的微量元素，但所有重金屬一旦進入食物鏈,在生 物體內富集到一定程度便會產生一定的毒理性，形成重金屬污染。重金屬污染的危害在于 其半衰期長，不能被微生物分解，反而被生物體富集。自從20世紀50年代在日本出現水 俁病和骨痛病，并且查明是由于汞污染和鎘污染所引起的公害病以后，重金屬的環境污染 問題受到人們極大的關注。1998年加拿大BC省報道了煙氣中有4000多種物質，其中又有 107種被明顯檢出且被認為對人體有害Cr，Ni, As，Cd, Pb等重金屬赫然在列。越來越多的 研究證實，煙草中的重金屬對人體的損害不容忽視，吸煙已成為煙民體內某些重金屬積累 的主要來源。煙草中的重金屬主要來源于植煙土壤，與種子、化肥、地表水、大氣等環境因素 有關。一旦環境被重金屬污染，就不易去除，因此要從煙草的栽培和生長環節對有害元素的 含量進行控制是比較困難的。在目前環境污染比較嚴重的情況下，要快速降低國內煙葉中 部分有害元素含量偏高的現狀是難以實現的。煙草中的重金屬遷移到主流煙氣中進入人體 的量大約占煙草中重金屬總量的4%左右，因此降低主流煙氣中重金屬的釋放量成為研究 者們關注的焦點。目前，卷煙濾嘴無法較好地降低煙氣中重金屬的排放量。 實用新型內容
[0003]本實用新型的目的是提出一種可選擇性降低煙氣中重金屬釋放量的復合濾棒， 能夠選擇性地吸收煙氣中的重金屬。
[0004] -種可選擇性降低煙氣中重金屬釋放量的復合濾棒，所述濾棒包括濾芯以及包裹 在濾芯周向外表面的包裹層，濾芯包括至少一節纖維材料段、至少一節重金屬過濾段，在濾 芯的長度方向上，重金屬過濾段的其中一端與纖維材料段的其中一端相連；所述重金屬過 濾段包括纖維絲束以及分布在所述纖維絲束上的Ti0 2/MCM-41復合材料顆粒；在濾芯的長 度方向上，位于煙氣出口一側的纖維材料段或重金屬過濾段的中心具有孔，此孔貫穿此節 纖維材料段或重金屬過濾段，濾芯和孔都為圓柱狀，其中，孔的直徑為濾芯直徑的^/84/2。
[0005]根據本實用新型的一個實施例，進一步的，在纖維材料段和重金屬過濾段的周向 外表面設置溝槽。
[0006]根據本實用新型的一個實施例，進一步的，纖維材料段的數目為至少兩節，在濾芯 的長度方向上，相鄰的兩節纖維材料段之間均分布有一節重金屬過濾段 U
[0007]根據本實用新型的一個實施例，進一步的，重金屬過濾段的數目為至少兩節，在濾 芯的長度方向上，相鄰的兩節重金屬過濾段之間均分布有一節纖維材料p 獅個實施例，進-步的，在濾芯的長度方向上 1重金顯濾段的 長度為纖維材料段的長度的1-3倍。
[0009]本實用新型的可選擇性降低煙氣中重金屬釋放量的復合濾棒，能夠降低卷煙煙氣 中5種重金屬釋放量，且可以保持卷煙原有的口味和吸食品質。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例 或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅 是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前 提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0011]圖1為本實用新型的可選擇性降低煙氣中重金屬釋放量的復合濾棒的一個實施 例的示意圖。
【具體實施方式】
[0012]下面參照附圖對本實用新型進行更全面的描述，其中說明本實用新型的示例性實 施例。下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清 楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實 施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所 獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。下面結合圖和實施例對本實用新 型的技術方案進行多方面的描述。
[0013]下文為了敘述方便，下文中所稱的"左"、"右，，、"上"、"下，，等與附圖本身的左、右、 上、下等方向一致。 、'
[0014^如圖1所示，可選擇性降低煙氣中重金屬釋放量的復合濾棒包括：濾芯2以及包裹 在濾芯周向外表面的包裹層，包裹層分為內包裹層3和外包裹層4。濾芯2包括至少一 維材料段5、至少一節重金屬過濾段6,在濾芯2的長度方向上，重金屬過濾段 6的^ 端 與纖維材料段5的其中一端相連。重金屬過濾段6包括纖維絲束以及分布在纖效 復合材料顆粒1。纖維材料段的材質可以為醋酸纖維等，纖維絲束的相;質可以
[0015]根據本實用新型的一個實施例，在纖維材料段5和重金屬過濾段6m 設置溝槽。溝槽可以根據具體的需求進行設計，例如，溝槽可以沿濾芯的 在纖維材料段5和重金屬過濾段6的外圓上均勻分布。 n奴置'并
[0016]根據本實用新型的一個實施例，纖維材料段5的數目為至少兩節，在濟卞 方向上，相鄰的兩節纖維材料段5之間均分布有一節重金屬過濾段6。 ，L 2、長度
[0017]根據本實用新型的一個實施例，重金屬過濾段6的數目為至少兩節 度方向上，相鄰的兩節重金屬過濾段6之間均分布有一節纖維材料段5 ，濾心2的長
[0018]根據本實用新型的一個實施例，濾芯的長度方向上位于煙氣出、 段或重金屬過濾段的中心具有孔7。孔7可以貫穿此節纖維材料段或 纖維材料 貫穿多節纖維材料段或重金屬過濾段。 ^重金屬過濾段，也可以
[0019]根據本實用新型的一個實施例，濾芯2的長度方向的兩端都為奸 的長度方向上位于煙氣出口一側的纖維材料段的中心具有孔7。 -連柯料段5,濾芯
[0020]纖維材料段5不僅可以延緩卷煙主流煙氣經過濾芯時與重金屬過 <*'^16互相接觸 的時間，還可以使卷煙主流煙氣更為分散均勻的進入重金屬過濾段6,以增加卷煙主流煙氣 與重金屬過濾段6的接觸面積。包裹層可以增加濾芯中纖維材料段5和重金屬過濾段6之 間的連接強度。
[0021]濾芯的兩側分別為煙氣入口和煙氣出口，煙氣入口是指濾芯和煙草接觸的一側 (即圖1中的左側），煙氣出口是指濾芯和人嘴接觸的一側（即圖1中的右側）。濾芯的長 度方向上位于煙氣出口一側的纖維材料段或重金屬過濾段的中心具有孔具有以下作用 ：1、 煙氣從左向右經過的時候，氨、焦油、重金屬等有害成分更多地吸附到位于煙氣出口一側的 具有孔的纖維材料段或重金屬過濾段上，位于煙氣出口 一側的具有孔的纖維材料段或重金 屬過濾段的吸附效果比位于煙氣出口一側的實心的纖維材料段或重金屬過濾段好；2、具有 孔的纖維材f段或重金屬過濾段減少了材料使用量、降低了成本。
[0022]包裹層包括內包裹層3和外包裹層4,內包裹層3包裹于濾芯2的周向外表面之 夕卜，外包裹層4包裹于內包裹層3之外。內包裹層和/或外包裹層可以為水松紙。內包裹 層可以包括至少兩張水松紙，每節纖維材料段或每節氨過濾段之外均包裹有一張水松紙， 外包裹層包括一張水松紙。內包裹層的內表面可以設置多個凸點。
[0023]根據本實用新型的一個實施例，濾芯2為圓柱狀或橢圓柱狀，孔為圓柱狀或橢圓 柱狀。在濾芯2的直徑方向上,孔7的尺寸為濾芯的尺寸的1/8-1/2。在濾芯的長度方向 上，重金屬過濾段6的尺寸為纖維材料段5的尺寸的1-3倍。
[0024] 一本實用新型的可選擇性降低煙氣中重金屬釋放量的復合濾棒，濾芯為二元復合濾 芯，二元復合濾芯是由間隔設置的醋酸纖維段和醋酸纖維加Ti〇2/MCM-41復合材料顆粒的 復合段構成。醋酸纖維加Ti0 2/MCM-41復合材料顆粒的復合段是通過將以顆粒狀的Ti〇2/ MCM-41復合材料散灑到醋酸纖維絲束上而形成的。
[0025]本實用新型的可選擇性降低煙氣中重金屬釋放量的復合濾棒，利用與醋酸纖維段 間隔設置的醋酸纖維加Ti02/MCM-41復合材料顆粒的復合段有效降低卷煙主流煙氣中5 種重金屬釋放量，如：鉻、鎳、砷、鎘、鉛，幅度達到20%以上，進而達到降低卷煙危害性的目 的，且可以保持卷煙原有的口味和吸食品質。外兩層包裹濾芯的包裹層，使本實用新型二元 復合濾棒的結構更穩固。
[0026]根據本實用新型的一個實施例，醋酸纖維加 Ti02/MCM-41復合材料顆粒的復合段6 是通過將以顆粒狀的Ti〇2/MCM-41復合材料散灑到醋酸纖維絲束上而形成的。醋酸纖維加 TiCVMCM-41復合材料都為現有技術中的已知材料Ti〇 2/MCM-41復合材料的制備方法為現 有技術中的已知方法。
[0027]例如，MCM-41為有序介孔材料,是一種納米結構材料，具有孔道呈六方有序排列、 大小均勻。步驟一：將1_ Og MCM-41分子篩超聲溶解于1〇1111異丙醇中，鈦酸四丁酯逐滴加 入上述溶液中攪拌45min，然后在得到的溶液中緩慢加入 1〇1111去離子水，攪拌此使鈦酸四 丁酯充分水解；步驟二：將生成的樣品分別用水、乙醇離心清洗，于80。〇下干燥8h, 500°C 下焙燒4h,得到Ti〇2擔載量的TiO/MCM-M復合材料；步驟三：將產物造粒后，過仙? 6〇 目篩后得到Ti〇2/MCM-41復合材料；步驟四：將制得的Ti〇2/MCM_ 41復合材料做為濾嘴添加 材料。
[0028]現以相同生產條件下醋酸纖維一元濾棒的卷煙為對照樣品，采用本實用新型結構 的二元復合濾棒降低卷煙主流煙氣中5種重金屬釋放量的結果如下表1所示。
【權利要求】
1. 一種可選擇性降低煙氣中重金屬釋放量的復合濾棒，其特征在于： 濾棒包括濾芯以及包裹在濾芯周向外表面的包裹層，濾芯包括至少一節纖維材料段、 至少一節重金屬過濾段，在濾芯的長度方向上，重金屬過濾段的其中一端與纖維材料段的 其中一端相連； 重金屬過濾段包括纖維絲束以及分布在纖維絲束上的Ti02/MCM-41復合材料顆粒； 在濾芯的長度方向上，位于煙氣出口一側的纖維材料段或重金屬過濾段的中心具有 孔，此孔貫穿此節纖維材料段或重金屬過濾段，濾芯和孔都為圓柱狀，其中，孔的直徑為濾 芯直徑的1/8-1/2。
2. 如權利要求1所述的濾棒，其特征在于： 在纖維材料段和重金屬過濾段的周向外表面設置溝槽。
3. 根據權利要求2所述的濾棒，其特征在于： 纖維材料段的數目為至少兩節，在濾芯的長度方向上，相鄰的兩節纖維材料段之間均 分布有一節重金屬過濾段。
4. 根據權利要求3所述的濾棒，其特征在于： 重金屬過濾段的數目為至少兩節，在濾芯的長度方向上，相鄰的兩節重金屬過濾段之 間均分布有一節纖維材料段。
5. 根據權利要求4所述的濾棒，其特征在于： 在濾芯的長度方向上，重金屬過濾段的長度為纖維材料段的長度的1-3倍。
【文檔編號】A24D3/06GK204032355SQ201420087368
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年2月28日 優先權日:2014年2月28日
【發明者】許寒春, 林艷, 梁暉, 鄧其馨, 葉仲力 申請人:福建中煙工業有限責任公司