CN214677540U

CN214677540U - 一种可添加减害材料三元复合滤嘴

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Publication number: CN214677540U
Application number: CN202120260999.9U
Authority: CN
Inventors: 胡念念; 戴云辉; 夏平宇; 范湘红; 彭圣明
Original assignee: China Tobacco Hunan Industrial Co Ltd
Current assignee: China Tobacco Hunan Industrial Co Ltd
Priority date: 2021-01-29
Filing date: 2021-01-29
Publication date: 2021-11-12
Anticipated expiration: 2031-01-29

Abstract

一种可添加减害材料三元复合滤嘴，包括滤嘴本体，所述滤嘴本体从近烟丝端到近唇端依次为第一实心醋酸纤维滤棒、醋酸纤维空腔滤棒和第二实心醋酸纤维滤棒，所述第一实心醋酸纤维滤棒、醋酸纤维空腔滤棒和第二实心醋酸纤维滤棒同轴布设、三者外部通过成型纸粘合，所述醋酸纤维空腔滤棒的中部设置有将第一实心醋酸纤维滤棒和第二实心醋酸纤维滤棒连通的空腔，所述空腔内填充有减害材料。本实用新型具有可添加颗粒或粉末状减害材料、能大幅度提升减害材料的吸附效果、添加减害材料后滤棒吸阻不会大幅度增加、安全等优点。

Description

一种可添加减害材料三元复合滤嘴

技术领域

本专利属于减害滤棒制备技术领域，特别是涉及一种可添加减害材料三元复合滤嘴。

背景技术

卷烟烟气中含有多种有害成分，会对人体的呼吸、肠胃、心血管、神经***以及肝脏等器官产生很多负面的影响，如果一个人长期吸烟，很容易患上呼吸道、心血管和心脏等疾病，甚至是肺癌。主流烟气中的有害物质有很多种，其中气相CO、芳香胺类、醛酮类、烟草特有亚硝胺类、氮氧化物、氨、吡啶等，粒相中有害成分主要有苯并芘等稠环芳烃类、亚硝胺类、单酚类、重金属类、放射性元素等，以及气相与粒相中均存在的自由基，这些物质直接或间接危害人类身体健康。所以，在满足消费者需要的前提下，降低卷烟烟气中的有害成分已成为卷烟行业的当务之急。

最开始使用滤嘴的初衷是防止卷烟烟丝吸入口腔，随着滤嘴材料的发展，滤嘴在卷烟减害领域的作用也越来也重要。现在普遍应用的滤嘴材质有醋酸纤维、聚丙烯纤维和纤维素纤维，其中醋酸纤维的应用最广泛，得益于其无毒无味且吸附能力强，易加工。

滤嘴的减害内容包括调整滤嘴结构、选取合适的滤嘴材料以及往滤嘴中添加减害材料等。滤嘴作为烟气进入口腔的最后一关，也是对烟气降焦减害的关键因素之一。相关研究表明，增加滤嘴的长度能提高烟碱和焦油的过滤率，降焦减害效果显著。但是增加滤嘴长度的同时，吸阻也会增大，抽吸过程中的阻力会增大，从而会影响消费者的抽吸体验，所以合理的设计滤嘴长度十分重要。

在目前市场上的卷烟中，常用的滤嘴材料是醋酸纤维。有人通过对醋酸纤维滤嘴进行改性处理，能够明显提高滤嘴对烟气中有害成分的吸附效果，有的害能减低烟气的刺激性和改善余味。

往滤嘴中添加吸收有害物质和有害成分的减害材料也是一种很好的对卷烟进行降焦减害的手段。减害材料经过工艺研究或者改性处理，能达到很好的吸附效果。但所添加的减害材料加入滤嘴后受到滤棒成型剂和丝束的影响吸附效果往往比预期的效果低较多。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种可添加颗粒或粉末状减害材料、能大幅度提升减害材料的吸附效果、添加减害材料后滤棒吸阻不会大幅度增加、安全可靠的可添加减害材料三元复合滤嘴。

本实用新型通过下述技术方案实现：

一种可添加减害材料三元复合滤嘴，包括滤嘴本体，所述滤嘴本体从近烟丝端到近唇端依次为第一实心醋酸纤维滤棒、醋酸纤维空腔滤棒和第二实心醋酸纤维滤棒，所述第一实心醋酸纤维滤棒、醋酸纤维空腔滤棒和第二实心醋酸纤维滤棒同轴布设、三者外部通过成型纸粘合，所述醋酸纤维空腔滤棒的中部设置有将第一实心醋酸纤维滤棒和第二实心醋酸纤维滤棒连通的空腔，所述空腔内填充有多孔吸附材料或多孔吸附复合材料。本实施方式中，多孔吸附材料或多孔吸附复合材料优选活性炭，改性活性炭、气凝胶或复合气凝胶”

本实施方式中，所述第一实心醋酸纤维滤棒的圆周直径为7.5mm、硬度为88％、吸阻为2700Pa/100mm。

本实施方式中，所述第二实心醋酸纤维滤棒的圆周直径为7.5mm、硬度为88％、吸阻为3200Pa/100mm。

本实施方式中，所述醋酸纤维空腔滤棒的圆周直径为7.5mm、硬度为93％。

本实施方式中，所述第一实心醋酸纤维滤棒、醋酸纤维空腔滤棒和第二实心醋酸纤维滤棒三者的长度比为1.5:1:1。

本实施方式中，所述第一实心醋酸纤维滤棒、醋酸纤维空腔滤棒和第二实心醋酸纤维滤棒三者的长度分别为10.5mm、7mm、7mm或13.5mm、9mm、9mm。

本实施方式中，所述多孔吸附材料或多孔吸附复合材料大小为30目～100目。

本实施方式中，所述醋酸纤维空腔滤棒的空腔为方形、圆形或三角形。

采用上述结构，本装置采用第一实心醋酸纤维滤棒、醋酸纤维空腔滤棒和第二实心醋酸纤维滤棒三段滤棒后，在醋酸纤维空腔滤棒空腔内填充多孔吸附材料或多孔吸附复合材料在对苯酚的减害效果由15％左右提升至20％左右。而且添加多孔吸附材料或多孔吸附复合材料后对吸阻仅仅略小于不添加多孔吸附材料或多孔吸附复合材料时的情况，对烟支的吸阻影响较小，并有利于烟气更顺畅地进入空腔之中与添加的多孔吸附材料或多孔吸附复合材料充分接触，从而提高吸附效果。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为滤嘴多孔吸附材料或多孔吸附复合材料添加量与烟支吸阻的关系图；

图3为滤嘴添加不同粒径多孔吸附材料或多孔吸附复合材料与烟支吸阻的关系图；

图4为三元空腔滤嘴气凝胶添加量和烟气总粒相物的关系图；

图5三元空腔滤嘴气凝胶添加量和CO的关系图。

附图说明：1、第一实心醋酸纤维滤棒；2、醋酸纤维空腔滤棒；3、空腔；4、第二实心醋酸纤维滤棒；5、烟丝段。

具体实施方式

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施的限制。

如图1所示，一种可添加减害材料三元复合滤嘴，包括滤嘴本体，所述滤嘴本体从近烟丝端到近唇端依次为第一实心醋酸纤维滤棒、醋酸纤维空腔滤棒和第二实心醋酸纤维滤棒，所述第一实心醋酸纤维滤棒、醋酸纤维空腔滤棒和第二实心醋酸纤维滤棒同轴布设、三者外部通过成型纸粘合，所述醋酸纤维空腔滤棒的中部设置有将第一实心醋酸纤维滤棒和第二实心醋酸纤维滤棒连通的空腔，所述空腔内填充有减害材料，本实施例中，减害材料采用多孔吸附材料或多孔吸附复合材料；第一实心醋酸纤维滤棒的圆周直径为7.5mm、硬度为88％、吸阻为3200Pa/100mm；第二实心醋酸纤维滤棒的圆周直径为7.5mm、硬度为88％、吸阻为2700Pa/100mm；醋酸纤维空腔滤棒的圆周直径为7.5mm、硬度为93％，上述数据只是滤嘴本体的一种实施方式，在具体设定时，可以通过调整醋酸纤维空腔滤棒空腔内填充减害材料的量，保证滤嘴本体的吸阻在3000±150Pa即可。

本实施例中，当所添加的减害材料为颗粒状(30目-60目)时，减害材料的添加量为空腔段的10％—100％，通过颗粒之间的间隙保证气体流通量，即使空腔内填满减害材料，对滤嘴整体的吸阻也影响较小；当所添加的减害材料为粉末状(60目—100目)时，为了防止堵塞空腔，减害材料的添加量为空腔段的5％-90％，不填满，保证空腔内填充的减害材料对滤嘴整体的吸阻影响较小。

实施例1：

滤嘴本体长度为25mm，圆周长24mm，第二实心醋酸纤维滤棒长度为7mm；醋酸纤维空腔滤棒长度为7mm，第一实心醋酸纤维滤棒为圆柱型滤棒，长度为11mm，醋酸纤维空腔滤棒内的空腔为长方体(空腔截面为变长为3mm的正方形)，滤嘴平均吸阻115Pa，空腔段添加的减害材料为二氧化硅气凝胶；填充的二氧化硅气凝胶为粉末状，其中所选用的二氧化硅气凝胶分亲水性和疏水性两种。往空腔中分别加入不同量的亲水性和疏水性二氧化硅气凝胶粉末，与未加入二氧化硅气凝胶粉末的同种规格的滤嘴本体在同等条件下进行吸阻测试。测试结果如表1，表1中qs表示在滤嘴本体中添加亲水性二氧化硅气凝胶、ss表示在滤嘴本体中添加疏水性二氧化硅气凝胶；

表1滤嘴减害材料添加量对烟支吸阻的影响

如图2所示，卷烟的吸阻随添加量的增加而上升；与正常烟支相比，空腔中添加二氧化硅气凝胶减害材料后，卷烟吸阻±波动均在100Pa以内；为保证卷烟吸阻与正常烟支一致，疏水性二氧化硅气凝胶添加量应在1-6mg/支，亲水性二氧化硅气凝胶添加量应在1-7mg/支。

往方孔腔体中分别加入不同粒径的二氧化硅气凝胶，测试填充量与填充体积之间的关系。测试结果如表2所示：

表2滤嘴添加不同粒径减害材料对烟支吸阻的影响

如图3所述，空腔中添加二氧化硅凝胶随粒径的减小添加量增加；当添加粒径大于30目时，二氧化硅凝胶添加量少于5mg/支；当添加粒径介于30-60目时，二氧化硅凝胶添加量介于1-6mg/支；当添加粒径介于30-60目时，二氧化硅凝胶添加量介于1-7mg/支。

为保证添加减害材料的吸附效果，选取气凝胶添加量为3mg-6mg的滤棒在同等条件下做了烟气总粒相物测试，测试结果如表3所示：

表3三元空腔滤棒添加量对总粒相物的影响

如图4所示，卷烟烟气中的总粒相物随添加量的增加而下降；烟气中总粒相物的减少添加亲水性气凝胶明显多于疏水性气凝胶；不添加气凝胶时三段空腔滤嘴由于吸阻和滤嘴截留部分明显减少，总粒相物有上升的情况。

将不同量气凝胶添加入空腔后对CO的响进行了测试，测试结果如表4所示。

表4三元空腔滤棒添加量对CO的影响

样品	CO(mg/cig)	样品	CO(mg/cig)
				对照样	9.58	对照样	9.58
空白	9.12	空白	9.12
				ss4	8.87	qs4	7.95
ss5	8.540	qs5	8.59
				ss6	9.14	qs6	8.55
ss7	8.44	qs7	9.21

如图5所示，采用三段空腔式滤嘴能有效降低卷烟烟气中的CO；CO随添加亲水性气凝胶量的增加而增加，CO随添加疏水性气凝胶量的增加而有一定降低。

为测试三元空腔滤棒添加气凝胶后对卷烟烟气中七害的影响，添加了与前面手动添加相同的7mg气凝胶，选取吸阻在1170±100Pa的样品，进行了测试，检测结果为多次检测平均值，具体见下表。

表5三元空腔滤棒对七害的影响

注：危害性评价指数以2008年国产卷烟7种成分危害性指数的加权平均值计算：2008年：CO 14.2、氢氰酸146.3、NNK 5.5、氨8.1、苯并[a]芘10.9、苯酚17.4、巴豆醛18.6；

对比可以看出，采用三段空腔滤棒后，疏水性二氧化硅气凝胶在对苯酚的减害效果由一定提升，由15％左右提升至20％左右。此外，从三元空腔滤嘴，对照样和添加亲水性气凝胶的样品测试结果可以看出，亲水性气凝胶对苯酚依然存在着一定减害效果。添加亲水性气凝胶后苯酚的释放量由0添加空腔滤嘴的27.5ug/支降低到17.7ug/支，虽然比对照二元复合样略高，但也说明了亲水性二氧化硅气凝胶对烟气中的苯酚由一定的减害效果，只是相比添加了三醋酸甘油酯的醋纤滤棒略低。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种可添加减害材料三元复合滤嘴，包括滤嘴本体，其特征在于：所述滤嘴本体从近烟丝端到近唇端依次为第一实心醋酸纤维滤棒、醋酸纤维空腔滤棒和第二实心醋酸纤维滤棒，所述第一实心醋酸纤维滤棒、醋酸纤维空腔滤棒和第二实心醋酸纤维滤棒同轴布设、三者外部通过成型纸粘合，所述醋酸纤维空腔滤棒的中部设置有将第一实心醋酸纤维滤棒和第二实心醋酸纤维滤棒连通的空腔，所述空腔内填充有多孔吸附材料或多孔吸附复合材料。

2.根据权利要求1所述的可添加减害材料三元复合滤嘴，其特征在于：所述第一实心醋酸纤维滤棒的圆周直径为7.5mm、硬度为88％、吸阻为2700Pa/100mm。

3.根据权利要求1所述的可添加减害材料三元复合滤嘴，其特征在于：所述第二实心醋酸纤维滤棒的圆周直径为7.5mm、硬度为88％、吸阻为3200Pa/100mm。

4.根据权利要求1所述的可添加减害材料三元复合滤嘴，其特征在于：所述醋酸纤维空腔滤棒的圆周直径为7.5mm、硬度为93％。

5.根据权利要求1至4任意一项所述的可添加减害材料三元复合滤嘴，其特征在于：所述第一实心醋酸纤维滤棒、醋酸纤维空腔滤棒和第二实心醋酸纤维滤棒三者的长度比为1.5:1:1。

6.根据权利要求5所述的可添加减害材料三元复合滤嘴，其特征在于：所述第一实心醋酸纤维滤棒、醋酸纤维空腔滤棒和第二实心醋酸纤维滤棒三者的长度分别为10.5mm、7mm、7mm或13.5mm、9mm、9mm。

7.根据权利要求1所述的可添加减害材料三元复合滤嘴，其特征在于：所述多孔吸附材料或多孔吸附复合材料大小为30目～100目。

8.根据权利要求1所述的可添加减害材料三元复合滤嘴，其特征在于：所述醋酸纤维空腔滤棒的空腔为方形、圆形或三角形。