CN101433371A - 一种降低卷烟烟气中醛类物质的纸质过滤嘴及其制备方法 - Google Patents

一种降低卷烟烟气中醛类物质的纸质过滤嘴及其制备方法 Download PDF

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一种降低卷烟烟气中醛类物质的纸质过滤嘴及其制备方法，所述的一种降低卷烟烟气中醛类物质的纸质滤棒用纸为含有木浆纤维或麻浆纤维中的一种或几种制成的纸，所述的纸经过涂覆工艺，通过纸的高吸水性，涂覆含有氨基的化合物溶液，干燥后分切，压纹，经嘴棒成型机制成纸质滤棒。本发明的纸质过滤嘴能够有效地降低卷烟烟气中甲醛15－40％，乙醛10－25％，丙烯醛15－30％，巴豆醛为10－20％。

Description

一种降低卷烟烟气中醛类物质的纸质过滤嘴及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种降低卷烟烟气中醛类物质的纸质过嘴棒，以及该纸质过滤嘴的制备方法。
背景技术
目前，在卷烟的烟气气相中至少已发现20种醛和6种酮，烟气气相中部分醛、酮是烟草成分直接转移的结果，其中含量最高且对人体有害的是甲醛、乙醛、丙醛、丙烯醛、巴豆醛、糠醛和丙酮。其中某些挥发性羰基化合物特别是甲醛、丙烯醛及巴豆醛是呼吸道纤毛的毒素，吸入后抑制了肺排泄物的清除，从而可导致肺部疾病。
为了增加卷烟的吸食安全性，可以采用多种方法降低卷烟烟气中的有害醛类物质，如：采用滤嘴过滤卷烟烟气滤去有害成分，普通滤嘴的过滤不仅滤掉了烟气中的有害成分，但同时也截留了烟气中的芳香烃类物质，因此，有选择的进行过滤是国内外专家正在积极探索的课题。目前，选择性过滤方法主要有三种：吸附剂法、化学反应方法和溶解法。吸附剂法是靠吸附剂巨大的内表面积捕集烟气中的蒸气物，常用的吸附剂有活性炭、碳分子筛、碳化聚合物、硅胶、活性氧化铝、粘土和沸石等，以选择性地滤除烟气中的焦油和其它有害成分。单纯的吸附剂吸附效果不佳且容易饱和，脱附造成二次污染。如JP3010670采用多孔陶瓷材料吸附除去烟气中醛类物质。
国内外对选择性吸附烟气中有害醛类物质，从最初的单纯物理吸附发展到现在的物理与化学两种作用同时存在的吸附。单纯的物理吸附，离子交换吸附量较少，容易脱附，造成二次污染，而且其他的吸附剂的孔道选择偏小，烟气中焦油颗粒粒径0.01—0.3um，卷烟抽吸过程中容易堵塞吸附剂孔道，造成对气相中醛类物质吸附量降低。
卷烟烟气中的甲醛，乙醛，丙烯醛，巴豆醛能与细胞DNA结合导致体现遗传毒性，刺激呼吸系统包括刺激眼睛流泪，眼睛、鼻子和喉咙有灼烧感觉，恶心，咳嗽，胸闷，打颤，引起皮疹病及其它影响。有效地降低卷烟烟气中有害醛类成分是一项有意义的工作。
发明内容
本发明的目的旨在提供一种过滤纸质嘴棒及其制备方法；可有效地降低卷烟烟气中的有害醛类物质。
本发明是通过以下实施方式实现的。
一种降低卷烟烟气中醛类物质的纸质过滤嘴，所用原纸为木浆纤维或麻浆纤维或两种混合制成；降低烟气中有害的醛类物质的成分是由含在原纸中氨基化合物构成，氨基化合物占卷烟滤棒纸的重量1％-15％。
所述的氨基化合物包括聚丙烯酰胺、聚乙烯亚胺，聚丙烯亚胺，聚磷酸胺，聚酰胺，聚酰亚胺，氨基改性的聚乙烯醇，聚脲或氨基酸化合物，或含有氨基的硅烷偶联剂中的一种或几种混合。
所述的聚合物分子量在3000—100000之间。
所述的聚乙烯亚胺，聚丙烯亚胺是支链中含有10-20％的伯胺基的水溶性高聚物。
所述的氨基改性的聚乙烯醇为将聚乙烯醇溶于热水中，加入丙烯酰胺和氢氧化钠混合物，在70-90℃下搅拌6-10小时，加入丙酮，改性后聚合物沉析出来，反复洗涤，用水溶解，改性后在聚乙烯醇羟基上引入氨基。
所述的氨基酸类化合物为碱性的二元氨基一元羧酸的氨基酸，优选如甘氨酸、赖氨酸、谷氨酰胺或精氨酸。
所述的含有氨基的硅烷偶联剂选自为γ-二乙烯三氨基丙基三乙氧基硅烷、环己基氨基丙基甲基二甲氧基硅烷或γ-氨丙基三乙氧基硅烷。
本发明的制备方法为：
将木浆纤维或麻浆纤维或两种混合纤维，盘磨处理后加入氨基化合物采用湿法制备成纸；或者是将木浆纤维或麻浆纤维或两种混合纤维经过盘磨处理后的纤维浆造纸后，涂覆含有氨基化合物溶液；最后干燥后分切制成卷烟纸质滤棒。
涂覆的含有氨基化合物的溶液的质量浓度在5％-40％之间。
因此本发明的制备方法中第一种方法是在制备纸张过程中，加入含有氨基化合物采用湿法制备成纸；第二种制备方法是在所述的纸经过涂覆工艺，通过纸的高吸水性，涂覆含有氨基的化合物溶液，干燥后分切制成卷烟纸质滤棒。
加入含有氨基化合物的滤棒纸经过分切，将所述的嘴棒用纸压纹后，根据相应的纸的克重(每平方米纸的重量)分切成15～30cm宽的窄幅，然后成型制成嘴棒；或嘴棒用纸经过分切后，在成型机上经过压纹辊压纹在线压纹，然后成型制成纸质嘴棒。
所述滤棒，还包括复合滤棒是指采用含氨基化合物纤维纸制成的烟用滤棒，与其它种类的烟用滤棒复合而成。
所述复合滤棒为纸质滤棒与普通醋酸纤维滤棒按长度比例4～1∶1～4复合而成。
该烟用滤棒具有普通纸质滤棒的全部功能和外观特征，在滤棒成型过程中，可以不施加三醋酸甘油酯或其它醋酸纤维素增塑剂。
本发明的所述的嘴棒能够有效地降低卷烟主流烟气中的有害醛类物质，减少醛类物质对人体呼吸系统的刺激性。而且工艺简单、成本低，实用性较强。
本发明是应用到整个纸质滤嘴棒，具有添加量大，添加方式简单，不像应用到其他的嘴棒，加入到普通丝束嘴棒一般需要固体载体，限制加入的量，而纸质滤嘴本身就是一个优良的载体。加入添加剂的量不会受到严格的限制，而且改性的纸质滤嘴与烟气的接触时间比CN200710192691.X中固体颗粒长。添加剂添加时容易均匀的加入到与烟气接触的滤材表面，增加过滤的效率，并且加工工艺比其工艺简单。本发明的纸质过滤嘴能够有效地降低卷烟烟气中甲醛15-40％，乙醛10-25％，丙烯醛15-30％，巴豆醛为10—20％。
具体实施方式
以下的实施过程及实施例旨在进一步说明本发明，而不是对本发明的限定。
实施例1
木浆纤维和麻浆纤维经过盘磨处理后加入含有伯胺基20％的聚乙烯亚胺，采用湿法制纸，所制成的纸经压纹，根据滤棒的吸阻来选择所用原纸的宽度，分切，用嘴减少刺激性，改善了吸味，并且有效地降低焦油和醛类类物质。
实施例2
将木浆纤维和麻浆纤维经过盘磨处理后的纤维浆造纸，所制成的纸压纹处理，然后涂覆上含氨基的化合物聚硫脲物质，涂覆的聚硫脲的重量浓度为2％，然后根据滤棒的吸阻和所用纸幅度关系调节分切纸的幅度，用嘴棒成型机制成滤棒，卷接成卷烟，经过烟气分析，有效地降低焦油和卷烟烟气中有害低级醛类物质。
实施例3
将木浆纤维和麻浆纤维经过盘磨处理后的纤维浆造纸，所制成的纸压纹处理，然后涂覆上含氨基的化合物甘氨酸物质，涂覆的甘氨酸的重量浓度为2％，然后根据滤棒的吸阻和所用纸幅度关系调节分切纸的幅度，用嘴棒成型机制成滤棒，卷接成卷烟，经过烟气分析，有效地降低焦油和卷烟烟气中有害低级醛类物质。
实施例4
将木浆纤维和麻浆纤维经过盘磨处理后的纤维浆造纸，所制成的纸压纹处理，然后涂覆上含氨基的化合物γ-氨丙基三乙氧基硅烷，涂覆的γ-氨丙基三乙氧基硅烷的重量浓度为2％，然后根据滤棒的吸阻和所用纸幅度关系调节分切纸的幅度，用嘴棒成型机制成滤棒，卷接成卷烟，经过烟气分析，有效地降低焦油和卷烟烟气中有害低级醛类物质。
实施例5
将木浆纤维和麻浆纤维经过盘磨处理后的纤维浆造纸，所制成的纸压纹处理，然后涂覆上含氨基的化合物改性聚乙烯醇1％，然后根据滤棒的吸阻和所用纸幅度关系调节分切纸的幅度，用嘴棒成型机制成滤棒，卷接成卷烟，经过烟气分析，有效地降低焦油和卷烟烟气中有害低级醛类物质。
实施例6
将实施例1或2得到的纸质滤棒与普通醋酸纤维滤棒按长度3∶2或1∶1，即15mm∶10mm或10∶10cm复合滤棒，然后卷接制备卷烟，降低焦油和醛类物质的作用明显。
不同纸质滤嘴对卷烟烟气中的醛类有害成分的降低效果
Figure A200810107510D00091
Figure A200810107510D00101
本发明的结果说明，采用添加含有氨基官能团的化合物的纸制备的纸质滤棒，能达到有效降低卷烟烟气中醛类有害成分的目标，提高卷烟的安全性。
其中聚乙烯亚胺支链结构式如下：
Figure A200810107510D00102

Claims (19)

1、一种降低卷烟烟气中醛类物质的纸质过滤嘴，所用原纸为木浆纤维或麻浆纤维或两种混合制成；其特征在于，降低烟气中有害的醛类物质的成分是由含在原纸中氨基化合物构成，氨基化合物占卷烟滤棒纸的重量1％-15％。
2、根据权利要求1所述的一种降低卷烟烟气中醛类物质的纸质过滤嘴，其特征在于，所述的氨基化合物包括聚丙烯酰胺、聚乙烯亚胺，聚丙烯亚胺，聚磷酸胺，聚酰胺，聚酰亚胺，氨基改性的聚乙烯醇，聚脲或氨基酸化合物，或含有氨基的硅烷偶联剂中的一种或几种混合。
3、根据权利要求2所述的一种降低卷烟烟气中醛类物质的纸质过滤嘴，其特征在于，所述的氨基化合物中的聚合物分子量在3000—100000之间。
4、根据权利要求2或3所述的一种降低卷烟烟气中醛类物质的纸质过滤嘴，其特征在于，所述的氨基改性的聚乙烯醇为将聚乙烯醇溶于热水中，加入丙烯酰胺和氢氧化钠混合物，在70-90℃下搅拌6-10小时，加入丙酮，改性后聚合物沉析出来，反复洗涤，用水溶解，改性后在聚乙烯醇羟基上引入氨基。
5、根据权利要求2或3所述的一种降低卷烟烟气中醛类物质的纸质过滤嘴，其特征在于，所述的聚乙烯亚胺或聚丙烯亚胺是支链中含有10-20％的伯胺基的水溶性高聚物。
6、根据权利要求2所述的一种降低卷烟烟气中醛类物质的纸质过滤嘴，其特征在于，所述的氨基酸化合物为碱性的二元氨基一元羧酸的氨基酸。
7、根据权利要求6所述的一种降低卷烟烟气中醛类物质的纸质过滤嘴，其特征在于，所述的氨基酸化合物为甘氨酸、赖氨酸、谷氨酰胺或精氨酸。
8、根据权利要求2所述的一种降低卷烟烟气中醛类物质的纸质过滤嘴，其特征在于，所述的含有氨基的硅烷偶联剂选自为γ-二乙烯三氨基丙基三乙氧基硅烷、环己基氨基丙基甲基二甲氧基硅烷或γ-氨丙基三乙氧基硅烷。
9、根据权利要求1-8任一项所述的一种降低卷烟烟气中醛类物质的纸质过滤嘴，其特征在于，所述纸质过滤嘴是采用含氨基化合物原纸制成的纸质滤棒，与其它种类的烟用滤棒复合而成复合滤棒。
10、根据权利要求9任一项所述的一种降低卷烟烟气中醛类物质的纸质过滤嘴，其特征在于，所述复合滤棒为纸质滤棒与普通醋酸纤维烟用滤棒按长度比例4～1∶1～4复合而成。
11、权利要求1所述的一种降低卷烟烟气中醛类物质的纸质过滤嘴的制备方法，其特征在于，将木浆纤维或麻浆纤维或两种混合纤维，盘磨处理后加入氨基化合物采用湿法制备成纸；或者是将木浆纤维或麻浆纤维或两种混合纤维经过盘磨处理后的纤维浆造纸后，涂覆含有氨基化合物溶液；最后干燥后分切制成卷烟纸质滤棒。
12、根据权利要求11所述的一种降低卷烟烟气中醛类物质的纸质过滤嘴的制备方法，其特征在于，涂覆的含有氨基化合物的溶液的质量浓度在5％-40％之间。
13、根据权利要求12所述的一种降低卷烟烟气中醛类物质的纸质过滤嘴的制备方法，其特征在于，所述的氨基化合物包括聚丙烯酰胺、聚乙烯亚胺，聚丙烯亚胺，聚磷酸胺，聚酰胺，聚酰亚胺，氨基改性的聚乙烯醇，聚脲或氨基酸化合物，或含有氨基的硅烷偶联剂中的一种或几种混合。
14、根据权利要求13所述的一种降低卷烟烟气中醛类物质的纸质过滤嘴的制备方法，其特征在于，所述的氨基化合物中的聚合物分子量在3000—100000之间。
15、根据权利要求13所述的一种降低卷烟烟气中醛类物质的纸质过滤嘴的制备方法，其特征在于，聚乙烯亚胺或聚丙烯亚胺是支链中含有10-20％的伯胺基的水溶性高聚物。
16、根据权利要求13所述的一种降低卷烟烟气中醛类物质的纸质过滤嘴的制备方法，其特征在于，所述的氨基改性的聚乙烯醇为将聚乙烯醇溶于热水中，加入丙烯酰胺和氢氧化钠混合物，在70-90℃下搅拌6-10小时，加入丙酮，改性后聚合物沉析出来，反复洗涤，用水溶解，改性后在聚乙烯醇羟基上引入氨基。
17、根据权利要求13所述的一种降低卷烟烟气中醛类物质的纸质过滤嘴的制备方法，其特征在于，所述的氨基酸化合物为碱性的二元氨基一元羧酸的氨基酸。
18、根据权利要求13所述的一种降低卷烟烟气中醛类物质的纸质过滤嘴的制备方法，其特征在于，所述的氨基酸化合物为甘氨酸、赖氨酸、谷氨酰胺或精氨酸。
19、根据权利要求13所述的一种降低卷烟烟气中醛类物质的纸质过滤嘴的制备方法，其特征在于，所述的含有氨基的硅烷偶联剂选自为γ-二乙烯三氨基丙基三乙氧基硅烷、环己基氨基丙基甲基二甲氧基硅烷或γ-氨丙基三乙氧基硅烷。
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