一種可選擇性降低煙氣中重金屬釋放量的復(fù)合濾棒的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種可選擇性降低煙氣中重金屬釋放量的復(fù)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(jié)纖維材料段、至少一節(jié)重金屬過(guò)濾段，在濾芯的長(zhǎng)度方向上，重金屬過(guò)濾段的其中一端與纖維材料段的其中一端相連；重金屬過(guò)濾段包括纖維絲束以及分布在纖維絲束上的TiO2/MCM-41復(fù)合材料顆粒。本實(shí)用新型的可選擇性降低煙氣中重金屬釋放量的復(fù)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(zhì)。
【專利說(shuō)明】一種可選擇性降低煙氣中重金屬釋放量的復(fù)合濾棒

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及香煙制造【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種可選擇性降低煙氣中重金屬釋 放量的復(fù)合濾棒。

【背景技術(shù)】
[0002] 大部分重金屬是生命活動(dòng)所需的微量元素，但所有重金屬一旦進(jìn)入食物鏈,在生 物體內(nèi)富集到一定程度便會(huì)產(chǎn)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(zhǎng)，不能被微生物分解，反而被生物體富集。自從20世紀(jì)50年代在日本出現(xiàn)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(huán)境污染 問(wèn)題受到人們極大的關(guān)注。1998年加拿大BC省報(bào)道了煙氣中有4000多種物質(zhì)，其中又有 107種被明顯檢出且被認(rèn)為對(duì)人體有害Cr，Ni, As，Cd, Pb等重金屬赫然在列。越來(lái)越多的 研究證實(shí)，煙草中的重金屬對(duì)人體的損害不容忽視，吸煙已成為煙民體內(nèi)某些重金屬積累 的主要來(lái)源。煙草中的重金屬主要來(lái)源于植煙土壤，與種子、化肥、地表水、大氣等環(huán)境因素 有關(guān)。一旦環(huán)境被重金屬污染，就不易去除，因此要從煙草的栽培和生長(zhǎng)環(huán)節(jié)對(duì)有害元素的 含量進(jìn)行控制是比較困難的。在目前環(huán)境污染比較嚴(yán)重的情況下，要快速降低國(guó)內(nèi)煙葉中 部分有害元素含量偏高的現(xiàn)狀是難以實(shí)現(xiàn)的。煙草中的重金屬遷移到主流煙氣中進(jìn)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(guān)注的焦點(diǎn)。目前，卷煙濾嘴無(wú)法較好地降低煙氣中重金屬的排放量。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)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(fù)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(fù)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(jié)纖維材料段、至少一節(jié)重金屬過(guò)濾段，在濾 芯的長(zhǎng)度方向上，重金屬過(guò)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(guò) 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(fù)合材料顆粒；在濾芯的長(zhǎng) 度方向上，位于煙氣出口一側(cè)的纖維材料段或重金屬過(guò)濾段的中心具有孔，此孔貫穿此節(jié) 纖維材料段或重金屬過(guò)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(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，進(jìn)一步的，在纖維材料段和重金屬過(guò)濾段的周向 外表面設(shè)置溝槽。
[0006]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，進(jìn)一步的，纖維材料段的數(shù)目為至少兩節(jié)，在濾芯 的長(zhǎng)度方向上，相鄰的兩節(jié)纖維材料段之間均分布有一節(jié)重金屬過(guò)濾段 U
[0007]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，進(jìn)一步的，重金屬過(guò)濾段的數(shù)目為至少兩節(jié)，在濾 芯的長(zhǎng)度方向上，相鄰的兩節(jié)重金屬過(guò)濾段之間均分布有一節(jié)纖維材料p 獅個(gè)實(shí)施例，進(jìn)-步的，在濾芯的長(zhǎng)度方向上 1重金顯濾段的 長(zhǎng)度為纖維材料段的長(zhǎng)度的1-3倍。
[0009]本實(shí)用新型的可選擇性降低煙氣中重金屬釋放量的復(fù)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(zhì)。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例 或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅 是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前 提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0011]圖1為本實(shí)用新型的可選擇性降低煙氣中重金屬釋放量的復(fù)合濾棒的一個(gè)實(shí)施 例的示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0012]下面參照附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行更全面的描述，其中說(shuō)明本實(shí)用新型的示例性實(shí) 施例。下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清 楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí) 施例。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所 獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。下面結(jié)合圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新 型的技術(shù)方案進(jìn)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(fù)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(nèi)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(jié)重金屬過(guò)濾段6,在濾芯2的長(zhǎng)度方向上，重金屬過(guò)濾段 6的^ 端 與纖維材料段5的其中一端相連。重金屬過(guò)濾段6包括纖維絲束以及分布在纖效 復(fù)合材料顆粒1。纖維材料段的材質(zhì)可以為醋酸纖維等，纖維絲束的相;質(zhì)可以
[0015]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，在纖維材料段5和重金屬過(guò)濾段6m 設(shè)置溝槽。溝槽可以根據(jù)具體的需求進(jìn)行設(shè)計(jì)，例如，溝槽可以沿濾芯的 在纖維材料段5和重金屬過(guò)濾段6的外圓上均勻分布。 n奴置'并
[0016]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，纖維材料段5的數(shù)目為至少兩節(jié)，在濟(jì)卞 方向上，相鄰的兩節(jié)纖維材料段5之間均分布有一節(jié)重金屬過(guò)濾段6。 ，L 2、長(zhǎng)度
[0017]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，重金屬過(guò)濾段6的數(shù)目為至少兩節(jié) 度方向上，相鄰的兩節(jié)重金屬過(guò)濾段6之間均分布有一節(jié)纖維材料段5 ，濾心2的長(zhǎng)
[0018]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，濾芯的長(zhǎng)度方向上位于煙氣出、 段或重金屬過(guò)濾段的中心具有孔7。孔7可以貫穿此節(jié)纖維材料段或 纖維材料 貫穿多節(jié)纖維材料段或重金屬過(guò)濾段。 ^重金屬過(guò)濾段，也可以
[0019]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，濾芯2的長(zhǎng)度方向的兩端都為奸 的長(zhǎng)度方向上位于煙氣出口一側(cè)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(jīng)過(guò)濾芯時(shí)與重金屬過(guò) <*'^16互相接觸 的時(shí)間，還可以使卷煙主流煙氣更為分散均勻的進(jìn)入重金屬過(guò)濾段6,以增加卷煙主流煙氣 與重金屬過(guò)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(guò)濾段6之 間的連接強(qiáng)度。
[0021]濾芯的兩側(cè)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(cè) (即圖1中的左側(cè)），煙氣出口是指濾芯和人嘴接觸的一側(cè)（即圖1中的右側(cè)）。濾芯的長(zhǎng) 度方向上位于煙氣出口一側(cè)的纖維材料段或重金屬過(guò)濾段的中心具有孔具有以下作用 ：1、 煙氣從左向右經(jīng)過(guò)的時(shí)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(cè)的 具有孔的纖維材料段或重金屬過(guò)濾段上，位于煙氣出口 一側(cè)的具有孔的纖維材料段或重金 屬過(guò)濾段的吸附效果比位于煙氣出口一側(cè)的實(shí)心的纖維材料段或重金屬過(guò)濾段好；2、具有 孔的纖維材f段或重金屬過(guò)濾段減少了材料使用量、降低了成本。
[0022]包裹層包括內(nèi)包裹層3和外包裹層4,內(nèi)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(nèi)包裹層3之外。內(nèi)包裹層和/或外包裹層可以為水松紙。內(nèi)包裹 層可以包括至少兩張水松紙，每節(jié)纖維材料段或每節(jié)氨過(guò)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(nèi)包裹層的內(nèi)表面可以設(shè)置多個(gè)凸點(diǎn)。
[0023]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)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(zhǎng)度方向 上，重金屬過(guò)濾段6的尺寸為纖維材料段5的尺寸的1-3倍。
[0024] 一本實(shí)用新型的可選擇性降低煙氣中重金屬釋放量的復(fù)合濾棒，濾芯為二元復(fù)合濾 芯，二元復(fù)合濾芯是由間隔設(shè)置的醋酸纖維段和醋酸纖維加Ti〇2/MCM-41復(fù)合材料顆粒的 復(fù)合段構(gòu)成。醋酸纖維加Ti0 2/MCM-41復(fù)合材料顆粒的復(fù)合段是通過(guò)將以顆粒狀的Ti〇2/ MCM-41復(fù)合材料散灑到醋酸纖維絲束上而形成的。
[0025]本實(shí)用新型的可選擇性降低煙氣中重金屬釋放量的復(fù)合濾棒，利用與醋酸纖維段 間隔設(shè)置的醋酸纖維加Ti02/MCM-41復(fù)合材料顆粒的復(fù)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(dá)到20%以上，進(jìn)而達(dá)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(zhì)。外兩層包裹濾芯的包裹層，使本實(shí)用新型二元 復(fù)合濾棒的結(jié)構(gòu)更穩(wěn)固。
[0026]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，醋酸纖維加 Ti02/MCM-41復(fù)合材料顆粒的復(fù)合段6 是通過(guò)將以顆粒狀的Ti〇2/MCM-41復(fù)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(fù)合材料都為現(xiàn)有技術(shù)中的已知材料Ti〇 2/MCM-41復(fù)合材料的制備方法為現(xiàn) 有技術(shù)中的已知方法。
[0027]例如，MCM-41為有序介孔材料,是一種納米結(jié)構(gòu)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(dān)載量的TiO/MCM-M復(fù)合材料；步驟三：將產(chǎn)物造粒后，過(guò)仙? 6〇 目篩后得到Ti〇2/MCM-41復(fù)合材料；步驟四：將制得的Ti〇2/MCM_ 41復(fù)合材料做為濾嘴添加 材料。
[0028]現(xiàn)以相同生產(chǎn)條件下醋酸纖維一元濾棒的卷煙為對(duì)照樣品，采用本實(shí)用新型結(jié)構(gòu) 的二元復(fù)合濾棒降低卷煙主流煙氣中5種重金屬釋放量的結(jié)果如下表1所示。

【權(quán)利要求】
1. 一種可選擇性降低煙氣中重金屬釋放量的復(fù)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(jié)纖維材料段、 至少一節(jié)重金屬過(guò)濾段，在濾芯的長(zhǎng)度方向上，重金屬過(guò)濾段的其中一端與纖維材料段的 其中一端相連； 重金屬過(guò)濾段包括纖維絲束以及分布在纖維絲束上的Ti02/MCM-41復(fù)合材料顆粒； 在濾芯的長(zhǎng)度方向上，位于煙氣出口一側(cè)的纖維材料段或重金屬過(guò)濾段的中心具有 孔，此孔貫穿此節(jié)纖維材料段或重金屬過(guò)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(quán)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(guò)濾段的周向外表面設(shè)置溝槽。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的濾棒，其特征在于： 纖維材料段的數(shù)目為至少兩節(jié)，在濾芯的長(zhǎng)度方向上，相鄰的兩節(jié)纖維材料段之間均 分布有一節(jié)重金屬過(guò)濾段。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的濾棒，其特征在于： 重金屬過(guò)濾段的數(shù)目為至少兩節(jié)，在濾芯的長(zhǎng)度方向上，相鄰的兩節(jié)重金屬過(guò)濾段之 間均分布有一節(jié)纖維材料段。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的濾棒，其特征在于： 在濾芯的長(zhǎng)度方向上，重金屬過(guò)濾段的長(zhǎng)度為纖維材料段的長(zhǎng)度的1-3倍。
【文檔編號(hào)】A24D3/06GK204032355SQ201420087368
【公開(kāi)日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2014年2月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月28日
【發(fā)明者】許寒春, 林艷, 梁暉, 鄧其馨, 葉仲力 申請(qǐng)人:福建中煙工業(yè)有限責(zé)任公司