CN101642287A

CN101642287A - 含纳米碳材料的高效香烟过滤嘴

Info

Publication number: CN101642287A
Application number: CN200810063747A
Authority: CN
Inventors: 许以华
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-08-04
Filing date: 2008-08-04
Publication date: 2010-02-10

Abstract

本发明提供了一种含纳米碳材料的高效香烟过滤芯和用其制造的香烟过滤嘴。其特征在于：香烟烟气通过过滤嘴滤芯的纤维束体时，吸附在纤维束上的经表面改性、具有丰富的活性基团和高比表面积的纳米碳颗粒，可以将香烟烟气中的多种自由基和苯并芘(a、b)、部分烟焦油等有毒有害物质，通过物理和化学“吸附”作用除去。为提高作用效果，可以同时在纤维束体上吸附一种或多种辅助物。本滤芯无损吸烟时香烟的独特味道和过滤通气性，同时可以有效除去烟气的多种有毒有害物质并改善口感。本发明的过滤芯可用于制造一次性香烟过滤嘴、香烟上的过滤嘴、烟斗中，以减少吸烟带来的危害。

Description

含纳米碳材料的高效香烟过滤嘴

技术领域：

本发明涉及一种负载碳纳米材料的香烟过滤嘴。尤其是指一种制作简单，环保，无毒，高效，效果可调，成本低廉，特别适合大规模生产的新型香烟过滤芯及其制成的过滤嘴。本过滤芯可用于做一次性烟嘴，也可用于做香烟上的过滤嘴，或用在烟斗中。

背景技术

众所周知，吸烟有害健康。随着生活水平的提高，烟民们越来越关注身体的健康，作为吸烟大国的中国，应运而生了许多种类的香烟过滤嘴或过滤芯，有负载有机含水凝胶材料的，也有负载多孔硅材料质地的，有相当大的一部分是负载碳材料的，包括活性碳，活性碳纤维，炭化纤维，竹碳，以及用多孔碳材料制成复合物质地的。用多孔碳材料制成的过滤嘴或芯，大都有较好的效果，但普遍存在原料制取过程复杂，困难，设备要求高，成本高，安装或负载困难，所需碳材料量大等一种或多种不足之处。某些专利使用大颗粒多孔碳材料在负载到醋酸纤维上时，颗粒碳易脱落。有的用特殊的有机溶剂“溶解”碳材料，负载倒容易，但在干燥时容易造成空气污染或危险，且设备要求高，成本高。有的方案是在多孔碳材料上负载二氧化硅，硅铝酸盐，某些二价或三价阳离子，或血红素等，效果确实很好，但制取工艺复杂，成本高，装载烟芯困难。以上用碳材料制取过滤芯的方案，主要是利用多孔碳材料的物理吸附性，但物理吸附容量有限，因而造成单个过滤嘴所需碳材料质量大，而本发明虽仍使用碳材料做“吸附”剂，但恰能在具有以上方案优点的基础上，克服其缺点。本发明所需原料制取工艺技术简单，设备要求低，成本低，负载容易，负载均匀，每个烟嘴所需碳材料质量极少，负载的碳材料不脱落，生产过程无污染，综合利用了纳米碳材料的物理吸附性和碳表面改性后的化学“吸附”能力，效果奇佳！

发明内容

本发明针对以上发明或实用新型的不足，提供了一种负载纳米碳材料的滤芯和用该滤芯做各种香烟过滤嘴的方法。

本发明所使用的碳材料，是高纯石墨用电化学方法制取的颗粒状，直径在2～20纳米左右，或更大一些的纳米尺寸碳颗粒。藤田贤一先生的研究表明(专利公告号：CN1078753C)，用电化学方法制取的碳溶胶中，碳纳米颗粒中富含羟基，醛基，羧基，和∏键等活性基团，且孔隙率高达50％以上，所得的纳米碳溶胶液体非常稳定，其表面积在500～860m²/g之间。由于是用高纯石墨和水制成，材料本身没有毒性，在生产过程中不产生污染，此溶胶即使是倒入水体中，在自然条件下，其双电层结构很快便会被破坏，纳米颗粒会团聚沉降，也易被泥土和水草等吸附。所使用的纳米碳，也可以是石墨溶胶加包覆剂干燥后的粉末，溶于水后使用。还可以用其他方法制取的超细碳粉用氧化剂氧化后溶于水或其它溶剂后使用。但以电化学方法制取的纳米碳为最优选。

本发明所制取的香烟过滤芯，包括用醋酸纤维滤棒或其他吸水材料所制取的棒状材料浸入上述碳溶胶中，吸足液体后干燥所得的滤芯。由于干燥后的“碳纤维”棒上的碳材料上富含醛基，羟基，羧基和∏键等活性基团，使其具有一定的化学选择“吸附”性。又因为有很大的表面积，所以同时具有物理和化学吸附能力，提高了吸附容量，减少了碳的使用。实验计算和一百多人次的使用表明，即使滤芯上仅吸附3mg的碳材料，也有与日本进口的CS5烟嘴相同的效果和吸烟口感(用CS5烟嘴外壳做实验，滤芯用本材料，见图1)，且烟阻很小。溶胶中的C为纳米颗粒，且有大量的活性基团，滤芯干燥后，碳颗粒能牢牢的黏附在材料上而不会脱落。

在用本发明制取香烟过滤芯时，为了增加对香烟烟雾中的有毒有害物的清除率，可以在C溶胶中直接溶入维生素C，水溶性维生素E，原花青素，茶多酚，褪黑激素，DNA，某些金属阳离子，中药提取物等共知的可除去CO，氮氧化合物，以及其他自由基成分和苯并芘(a、b)等致癌物的一种或多种物质。

用本发明制取的香烟过滤芯所做的烟嘴(以日本进口的CS5一次性香烟过滤嘴胚体做实验，见图1)，在上百人次的抽吸时发现，烟味足，烟味醇和，吸阻小，香烟烟气的刺激性大为减少。且每个烟嘴可抽5～10支烟，如果在碳纳米溶胶中加入薄荷等香味物质，抽烟时口感更佳，可使低挡烟变为高档烟。因此，本发明所制取的过滤芯可用于一次性烟嘴，也可以制成黑白两段，或其它组合结构，直接用于香烟的烟嘴或烟斗中。

附图说明

附图1为本发明的实施例1，实施例2，实施例3的结构示意图。

附图2为本发明的实施例4的结构示意图。

附图3为本发明的实施例5的结构示意图。

附图4为本发明的实施例6的结构示意图

具体实施方式：

下面结合实例，来具体说明本发明

实施例1：取100ml碳溶胶液体，加入普通醋酸纤维烟棒，吸饱溶液后，干燥得滤芯1(如附图1所示)，取0.8cm段，装入SC5的胚体2或其它一次性烟嘴胚体中，吸烟时感到烟味足，刺激性极小，烟味醇和。

实施例2：取100ml碳溶胶液体，并加入适量的薄荷醇溶液，搅拌均匀，加入普通醋酸纤维烟棒，吸饱溶液后，干燥得滤芯1(如附图1所示)，装入SC5的胚体2或其它一次性烟嘴胚体中吸烟时感到烟味足，刺激性极小，口感醇和清凉。

实施例3：取100ml碳溶胶液体，加入适量的姜黄素、前花青素、以及适量的有机酸。溶解并搅拌均匀，加入普通醋酸纤维烟棒或其它材料的香烟过滤烟棒，并干燥，得过滤芯1(如附图1所示)，装入SC5的胚体2或其它一次性烟嘴胚体中，吸烟时，口感柔和，烟味足，烟气无呛人的感觉，能除去部分焦油和相当大部分的自由基以及苯并芘(a、b)等致癌物质。每个过滤芯可吸5～10只烟。将已经用过的滤芯用水洗后晾干装入过滤嘴胚体中，仍然有相当好的效果。

实施例4：用实施例1、2、3所制取的黑色过滤芯1，装入过滤嘴胚体2中的近烟段，近嘴段加一段白色滤芯3(如附图2)所示，组成白+黑组合，提高视觉效果和改善烟民对黑色滤芯的接受度，吸烟的效果和所能吸烟的支数与实施例1、2、3相同。

实施例5：同实施例4，制成黑白二段式滤芯装入香烟过滤嘴中，近嘴段为白色段2，近烟丝3的为黑色滤芯1(如附图3所示)。制成的香烟口感柔和，烟气刺激性小，烟味足，1和2组成的过滤嘴能有效除去烟气中很大一部分有毒有害物质，有利于烟民的身体健康。

实施例6：同实施例4，制成白黑白三段式滤芯装入香烟过滤嘴中，中间为黑色段1，紧挨的两段为白色段2(如附图4所示)，3为烟丝段。制成的香烟口感柔和，烟气刺激性小，烟味足，1和2组成的过滤嘴能有效除去烟气中很大一部分有毒有害物质，有利于烟民的身体健康

以上六个实施例仅是对本发明实现方法的一些具体的说明，实施方案并不仅局限于以上实施例。在以纳米碳做主要材料制取香烟过滤嘴时，过滤芯上添加某些二价、三价金属阳离子，亚硒酸盐，血红素或其它金属卟啉类的化合物，DNA，部分氨基酸及其盐，部分多肽化合物，中草药的提取物等辅助物质，均可以实现或提高本发明的效果，也在本发明的保护范围。

Claims

1.一种含纳米碳材料的高效香烟过滤嘴，其特征在于：在合适材料上负载纳米碳后制成过滤芯；滤芯中还可以加入一些辅助物质；用此滤芯及其不同结构和组合，可以做各种香烟过滤嘴。

2.根据权利要求书1中所述的纳米碳材料，其特征在于：用高纯石墨或其它碳材料制取的，纳米尺寸的碳材料，或者纳米碳的溶胶液体。

3.根据权利要求书1中所述的合适材料，其特征在于：包括醋酸纤维，聚丙烯纤维，天然棉、木纤维的其它纤维或合适的非纤维材料。

4.根据权利要求书1中所述的负载纳米碳后制成过滤芯，其特征在于：可以将纳米碳溶于水或其它溶剂中后，用包括喷涂或浸入等方法使纳米碳负载到合适的材料上，或直接添加纳米碳粉末，并干燥。

5.根据权利要求书1中所述的辅助原料，其特征在于：包括维生素c、维生素e、原花青素、茶多酚、姜黄素、褪黑激素、多肽、部分氨基酸及其盐、某些二价或三价金属阳离子、血红素、有机酸、薄荷、某些中草药提取物、DNA等物质的一种或多种。

6.根据权利要求书1中所述的滤芯的不同结构和组合，其特征在于：本黑色滤芯可以单独使用，也可以与白色滤芯，或其他颜色滤芯组合使用，制成白+黑，白+其他颜色的组合滤芯，白+黑+白等结构，其它颜色的滤芯可以仅含原材料，也可以在其上负载其他辅助物质。

7.根据权利要求书1中所述的可以做各种香烟过滤嘴，其特征在于：本发明所制取的香烟过滤芯可用于包括一次性香烟过滤嘴、烟斗、香烟的过滤嘴中做成各种广义的香烟过滤嘴。