CN109907364A - 一种可感应乙醇蒸汽的烟支 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种可感应乙醇蒸汽的烟支，其包括烟草段(1)和滤嘴段(2)，所述滤嘴段(2)远离所述烟草段(1)的端面具有乙醇蒸汽感应膜片(3)；所述乙醇蒸汽感应膜片(3)包括：衬底(31)、所述衬底(31)上的感应膜(32)、穿透所述衬底(31)和所述感应膜(32)的孔(33)；所述感应膜(32)为尼罗红和聚合物的混合物层，且所述感应膜(32)位于所述衬底(31)远离所述滤嘴段(2)的一侧。本发明以卷烟烟支作为所述乙醇蒸汽感应膜片(3)的载体，将所述乙醇蒸汽感应膜片(3)固定于卷烟烟支滤嘴段(2)，应用于吸烟和饮酒同时进行的场合，在不影响吸烟的前提下，可实时监控呼出的乙醇蒸汽水平，以便及时控制饮酒量。
Description
技术领域：
本发明属于卷烟技术领域，具体涉及一种可感应乙醇蒸汽的烟支。
背景技术：
酒文化在中国乃至世界几千年来一直长久不衰，尤其在中国经常有所谓“烟酒不分家”的说法，从沟通交流的角度看，烟酒可以打开人与人之间的隔阂，从科学的角度看，也有一定的科学依据，已有研究表明：酒里的酒精会使人萌生困意而烟里的尼古丁则会抵消酒精带来的疲倦感，原因是尼古丁会通过刺激基底前脑的大脑区域反应来削弱酒精的睡眠诱导作用。但同时，中国酒桌文化中也存在劝酒、酗酒等陋***较低的人，极易在饮酒后出现恶心呕吐、昏迷不适等醉酒症状，另外，在不同的环境和不同的情绪影响下，酒精的耐受量也会发生变化，当代谢水平下降时，大量的乙醇会进入肺部和大脑，呼气中会含有大量乙醇蒸汽。当出现不适症状前，多数人难以及时监测体内酒精含量并立即停止饮酒，加之存在侥幸心理，结果造成过量饮酒或酗酒。不仅影响了与人的正常交流，更重要的是严重危害身体健康，甚至危及生命安全。
目前虽然有市售的便携式酒精测试仪，但普遍价格昂贵而且体积较大，测试方法相对繁琐，在饮酒场合还要随身携带一个这样的设备显得不太实际。
因此，更简单的实现实时监控呼出的乙醇蒸汽水平，以便及时控制饮酒量，是人们所希望的。
为了解决以上问题，提出本发明。
发明内容：
本发明提供一种可感应乙醇蒸汽的烟支，其包括烟草段1和滤嘴段2，所述滤嘴段2远离所述烟草段1的端面具有乙醇蒸汽感应膜片3；
所述乙醇蒸汽感应膜片3包括：衬底31、所述衬底31上的感应膜32、穿透所述衬底31和所述感应膜32的孔33；
所述感应膜32为尼罗红和聚合物的混合物层，且所述感应膜32位于所述衬底31远离所述滤嘴段2的一侧。
优选地，所述衬底31选自聚酯膜薄片，所述聚酯膜为聚对苯二甲酸乙二酯型聚酯膜或聚对苯二甲酸丁二酯型聚酯膜。
优选地，所述聚合物包括但不限于纤维素、聚二甲基硅氧烷、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚己内酯、聚乙烯吡咯烷酮。
其中，所述乙醇蒸汽感应膜片3的厚度为几百微米至一毫米；所述感应膜32的厚度为几十微米至几百微米。
其中，尼罗红是溶剂化变色染料，随着环境极性的变化，发射峰会有大的波长位移。尼罗红可溶于各种溶剂，光化学稳定性好，有强的荧光峰，有强的摩尔吸光，可感应乙醇等极性物质。特别是对于pH4-9之间的极性溶剂或溶剂蒸汽，尼罗红吸收光和发射光的颜色固定且与pH无关。同时，尼罗红可溶于聚合物基质中，尼罗红和聚合物的混合物可以形成独特的感应区域，和各种蒸汽分子作用产生不同的荧光响应。
其中，所述聚合物的作用包括：(1)渗透待感应蒸汽，以聚二甲基硅氧烷为例，其渗透性来自于其中的硅氧烷键的转动自由度在大分子链之间形成的较大自由容积；(2)所述聚合物作为吸附相，可吸附和浓缩待感应蒸汽，也允许蒸汽扩散至聚合物基质以外，产生可逆的响应；(3)通过尼罗红和待感应蒸汽对聚合物上反应位点的竞争，发生取代反应或氢键键合，从而使尼罗红的荧光发射波长发生红移或蓝移，从视觉上可直观感受到所述感应膜32前后的颜色变化，变化颜色的深度直接反映出蒸汽中乙醇水平的高低；(4)通过对所述聚合物材料类型的选择、所述感应膜32膜厚以及所述感应膜32制造工艺的选择，可调控所述乙醇蒸汽感应膜片3的灵敏度和选择性。
其中，所述可感应乙醇蒸汽的烟支的制备方法包括以下步骤：
(1)将所述尼罗红和所述聚合物溶解于甲苯、乙醇或氯仿等有机溶剂中，制得尼罗红与聚合物的混合溶液；
(2)直接将步骤(1)中所述尼罗红与聚合物的混合溶液涂布在聚酯膜薄片衬底上，然后在室温下干燥，使其在所述衬底31上形成所述感应膜32；
(3)将上述制得的所述衬底31上形成所述感应膜32剪成直径与卷烟烟支直径相仿的小圆片并打孔33，得到所述乙醇蒸汽感应膜片3；
(4)将所述乙醇蒸汽感应膜片3在烟支滤嘴制造过程中压入并固定在所述滤嘴段2远离所述烟草段1的端面，且所述感应膜32位于所述衬底31远离所述滤嘴段2的一侧。
其中，所述步骤(2)中也可以将步骤(1)中所述尼罗红与聚合物的混合溶液通过层压技术层压在聚酯膜薄片上，然后在室温下干燥，使其在所述衬底31上形成所述感应膜32，所述聚酯膜为惰性和透光的薄膜。采用该方法得到的所述衬底31和所述感应膜32的复合物的稳定性和机械强度更高，通过使机械性质不稳定的聚合物与机械性质稳定的聚酯膜薄片结合，可得到稳定的感应膜32。所述衬底31和所述感应膜32的复合物是具有一定机械强度的柔性膜片，便于集成到卷烟滤嘴段2上。
使用过程中，可以在抽吸烟支的同时或抽吸烟支的每口间隔，用嘴对着所述乙醇蒸汽感应膜片3吹气，呼出的乙醇蒸汽接触感应膜32，典型的，使得原本橙色(尼罗红吸收波长位于绿色区域)的感应膜32发生颜色变化，变化的颜色从橘红色至深红色(与乙醇蒸汽接触后，发射波长位移至橘红色区域)，变色的深度和变色的时间与呼出的乙醇蒸汽浓度有关。当乙醇蒸汽缓慢蒸发后，由于发射波长的变化，颜色逐渐恢复至橙色。所述感应膜32本身的颜色和感应乙醇后变化的颜色与所述乙醇蒸汽感应膜片3的制造方法及个人视觉颜色分辨能力有关。所述乙醇蒸汽感应膜片3打孔33的目的是为了不影响卷烟的正常抽吸。所述乙醇蒸汽感应膜片3的直径可根据卷烟烟支的直径进行调整。
其中，所述乙醇蒸汽感应膜片3对饮酒量的监控有定性或半定量/定量措施。所述定性方法是通过直观观察所述感应膜32颜色的变化及变化的深浅度来初步判断饮酒量的多少；所述半定量/定量方法需要建立比色定量关系，通过比色卡来与变化的颜色进行对比，以半定量/定量化判定，以监控饮酒量，避免过量饮酒或酗酒。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
1、本发明以尼罗红染料为荧光变色感应材料，制作乙醇蒸汽感应膜片3，以卷烟烟支作为所述乙醇蒸汽感应膜片3的载体，将所述乙醇蒸汽感应膜片3固定于卷烟烟支滤嘴段2，应用于吸烟和饮酒同时进行的场合，在不影响吸烟的前提下，可实时监控呼出的乙醇蒸汽水平，以便及时控制饮酒量。
2、本发明所述感应膜32以尼罗红染料为荧光变色感应材料，对乙醇蒸汽的灵敏度和选择性好，响应时间和回复时间较短，能快速感应呼出的乙醇水平；同时，本发明所述乙醇蒸汽感应膜片3作为卷烟烟支的一部分，在不影响卷烟烟支正常抽吸情况下，拓展了卷烟烟支的功能，实现了吸烟和酒精测试功能的结合，且该可感应乙醇蒸汽的烟支不需要额外的检测设备，便于携带。
3、本发明所述的可感应乙醇蒸汽的烟支实时感应乙醇蒸汽的方法简单，仅需吹气动作即能进行检测，且所述乙醇蒸汽感应膜片3的制造方法简单，成本低廉，质量轻，体积小，易于和卷烟烟支滤嘴段2集成。
附图说明
图1本发明衬底和感应膜的复合物的示意图。
图2本发明可感应乙醇蒸汽的烟支的示意图。
附图标记在附图说明中的名称为：1-烟草段；2-滤嘴段；3-乙醇蒸汽感应膜片；31-衬底；32-感应膜；33-孔。
具体实施方式
以下结合实施例和附图对本发明做进一步详细说明，实施例仅限于说明本发明，而非对本发明的限定。
本实施例为一种可感应乙醇蒸汽的烟支，其包括烟草段1和滤嘴段2，所述滤嘴段2远离所述烟草段1的端面具有乙醇蒸汽感应膜片3；
所述乙醇蒸汽感应膜片3包括：衬底31、所述衬底31上的感应膜32、穿透所述衬底31和所述感应膜32的孔33；
所述感应膜32为尼罗红和聚合物的混合物层，且所述感应膜32位于所述衬底31远离所述滤嘴段2的一侧。
所述衬底31选自聚对苯二甲酸乙二酯型聚酯膜；所述聚合物为聚二甲基硅氧烷。
其中，所述乙醇蒸汽感应膜片3的厚度为300微米；所述感应膜32的厚度为80微米。
其中，所述聚合物的作用包括：(1)渗透待感应蒸汽，以聚二甲基硅氧烷为例，其渗透性来自于其中的硅氧烷键的转动自由度在大分子链之间形成的较大自由容积；(2)所述聚合物作为吸附相，可吸附和浓缩待感应蒸汽，也允许蒸汽扩散至聚合物基质以外，产生可逆的响应；(3)通过尼罗红和待感应蒸汽对聚合物上反应位点的竞争，发生取代反应或氢键键合，从而使尼罗红的荧光发射波长发生红移或蓝移，从视觉上可直观感受到所述感应膜32前后的颜色变化，变化颜色的深度直接反映出蒸汽中乙醇水平的高低；(4)通过对所述聚合物材料类型的选择、所述感应膜32膜厚以及所述感应膜32制造工艺的选择，可调控所述乙醇蒸汽感应膜片3的灵敏度和选择性。
其中，所述可感应乙醇蒸汽的烟支的制备方法包括以下步骤：
(1)将所述尼罗红和所述聚合物溶解于甲苯、乙醇或氯仿等有机溶剂中，制得尼罗红与聚合物的混合溶液；
(2)直接将步骤(1)中所述尼罗红与聚合物的混合溶液涂布在聚酯膜薄片衬底上，然后在室温下干燥，使其在所述衬底31上形成所述感应膜32；
(3)将上述制得的所述衬底31上形成所述感应膜32剪成直径与卷烟烟支直径相仿的小圆片并打孔33，得到所述乙醇蒸汽感应膜片3；
(4)将所述乙醇蒸汽感应膜片3在烟支滤嘴制造过程中压入并固定在所述滤嘴段2远离所述烟草段1的端面，且所述感应膜32位于所述衬底31远离所述滤嘴段2的一侧。
使用过程中，可以在抽吸烟支的同时或抽吸烟支的每口间隔，用嘴对着所述乙醇蒸汽感应膜片3吹气，呼出的乙醇蒸汽接触感应膜32，典型的，使得原本橙色(尼罗红吸收波长位于绿色区域)的感应膜32发生颜色变化，变化的颜色从橘红色至深红色(与乙醇蒸汽接触后，发射波长位移至橘红色区域)，变色的深度和变色的时间与呼出的乙醇蒸汽浓度有关。当乙醇蒸汽缓慢蒸发后，由于发射波长的变化，颜色逐渐恢复至橙色。所述感应膜32本身的颜色和感应乙醇后变化的颜色与所述乙醇蒸汽感应膜片3的制造方法及个人视觉颜色分辨能力有关。所述乙醇蒸汽感应膜片3打孔的目的是为了不影响卷烟的正常抽吸。所述乙醇蒸汽感应膜片3的直径可根据卷烟烟支的直径进行调整。
Claims (4)
1.一种可感应乙醇蒸汽的烟支，其特征在于，其包括烟草段(1)和滤嘴段(2)，所述滤嘴段(2)远离所述烟草段(1)的端面具有乙醇蒸汽感应膜片(3)；
所述乙醇蒸汽感应膜片(3)包括：衬底(31)、所述衬底(31)上的感应膜(32)、穿透所述衬底(31)和所述感应膜(32)的孔(33)；
所述感应膜(32)为尼罗红和聚合物的混合物层，且所述感应膜(32)位于所述衬底(31)远离所述滤嘴段(2)的一侧。
2.根据权利要求1所述的可感应乙醇蒸汽的烟支，其特征在于，所述衬底(31)选自聚酯膜薄片，所述聚酯膜为聚对苯二甲酸乙二酯型聚酯膜或聚对苯二甲酸丁二酯型聚酯膜。
3.根据权利要求1所述的可感应乙醇蒸汽的烟支，其特征在于，所述聚合物包括纤维素、聚二甲基硅氧烷、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚己内酯或聚乙烯吡咯烷酮。
4.根据权利要求1所述的可感应乙醇蒸汽的烟支，其特征在于，所述乙醇蒸汽感应膜片(3)的厚度为几百微米至一毫米；所述感应膜(32)的厚度为几十微米至几百微米。
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