CN104307472A - 一种用于香烟过滤嘴中改性分子筛及制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于香烟过滤嘴中改性分子筛，它由石墨、碧玺、CMC、活性金属组份、粘结剂、凹凸棒、高岭土和果壳炭组成；其特征在于：按重量组份石墨15-25、碧玺5-15、13X分子筛粉60-80、活性金属组份1-3、粘结剂1-3、沸石45-55、凹凸棒8-12、高岭土3-8和果壳炭3-12进行配置而成；粘结剂的重量组份为1-3，其制备方法：经混合、焙烧、干燥、活化制作而成；其优点在于：分子筛含有多种吸附组份和活性组份，吸附有毒害分子彻底，吸附通畅特性，吸烟保持不落粉，过滤干净，改性分子筛中的本身材料含有碧玺组份，当香烟燃烧时，产生的烟焦油被碧玺导热磁化，释放的负离子能平衡人体酸碱度，能广泛在香烟烟嘴中应用。

Description

一种用于香烟过滤嘴中改性分子筛及制备方法
技术领域
本发明涉及一种用于香烟过滤嘴，具体来讲是一种用于香烟过滤嘴中改性分子筛及制备方法。
背景技术
目前用于吸烟的过滤嘴和过滤器的种类较多，过滤嘴大多采用木质纤维制造，也有采用活性炭纤维、海绵纤维等过滤材料制造，现有使用的以木质纤维过滤嘴为最多，但不管用哪种纤维过距嘴，其过滤效果都还不尽人意，不能对焦油、烟气烟碱和烟气一氧化碳进行有效过滤，过滤效果不太好，大部分上述有害物质仍然对人体构成侵害，其主要原因是：现有香烟过滤嘴，一是木质纤维过滤嘴是通过拉丝成捆切割成圆柱状的制品，其内部形成与香烟长度方向相同的直线型气道，虽然焦油、烟气烟碱和烟气一氧化碳等有害物质被气道分割，但由于焦油、烟气烟碱和烟气一氧化碳在直线型气道内流动阻力小，流动快，因而大部分焦油、烟气烟碱和烟气一氧化碳等有害物质来不及全部过滤就一同被吸入到人体内，对人体造成伤害；二是木质纤维过滤嘴是可燃物，未熄灭的烟头容易引起过滤嘴燃烧，易引发火灾；再是纤维过滤嘴，特别是木质纤维过滤嘴加工麻烦，需消耗大量木料，浪费资源。现有香烟过滤器由于需要随身携带和经常进行清洗，使用不太方便，也不太卫生，而且由于结构的限制，不仅制造麻烦，且过滤效果不太好，吸烟者不太喜欢使用。
香烟的质量好坏是直接关系到环境污染与人的健康所在，对于香烟的吸食者，传播二手烟致老弱病残、妇幼儿童危害极大。香烟中的尼古丁含量多、毒性大，成年人一次吸食60毫克尼古丁即可致人死亡。法国有一民间组织举行吸烟比赛，一位冠军在1小时内连吸60支香烟，结果还没来得及上台领奖，便中毒身亡，其原因就是尼古丁中毒。尼古丁毒性很强，是诱发心血管疾病的罪魁祸首。
尼古丁俗称烟碱，是一种无色透明的油状挥发性液体，具有强刺激性的烟臭味。尼古丁也是吸烟成瘾的主源，一支普通香烟中含尼古丁2.8毫克；吸烟时约50%的尼古丁燃烧散发到空气中，25%尼古丁被燃烧破坏，5%残留在过滤嘴内，20%的尼古丁是被吸入体内。抽吸一支香烟，等于吸食尼古丁0.56毫克。
一氧化碳是一种无色无味的气体，每支香烟在燃烧时能够产生20-30毫克的CO，若有17个吸烟者聚在一间20个m2不通风的房间里同时吸烟，空气中的CO可达到0.05%的浓度，几乎接近煤气中毒的值数。
苯并芘和烟焦油都属一种致癌物，吸掉20支香烟可产生0.25-0.28微克的苯并芘，空气中苯并芘含量1微克在10平方米空间，就会诱发增加5%的肺癌发病率。烟焦油俗称“烟油”，烟油是损害人的呼吸功能，也是诱发增加肺癌发病率的一种危害物质。
烟草中含有多种刺激性化合物，其中有氰化氢、甲醛、巴豆醛（丙烯醛）等。烟草是一种茄科一年生草本植物，烟叶中含有多种有害金属元素，如汞、镉、镍及非金属砷等。烟草在生长过程中本身就积累了含有上百种的复杂性化学成份，大部分对人体有害。其中的尼古丁、焦油、醇类、酚类、酸类、醛类等37种是有毒和致癌作用的物质。总之，吸烟有害身心健康！同时，也给他人造成危害健康。因此，吸烟要必须确保在不影响健康的前提下吸食，才会给人类带来安全健康。
国内外生产香烟的科研技术虽然在不断发展中，但对过滤香烟中的有害化学成份一直未能达到理想效果。为解决这一技术难关，实现本发明的独特吸附过滤效果，我们与国内外的多家香烟生产企业，投放样品，进行试用、分析、总结；并与多种品牌香烟进行比较、试验，经反复研究，最终取得了理想效果。
发明内容
针对上述现有技术中香烟过滤嘴和过滤器存在的问题，本发明提供了一种制造方便，可有效对焦油、烟气烟碱和烟气一氧化碳进行吸附过滤材料。并可吸附过滤掉香烟中的尼古丁、巴豆醛、一氧化碳、苯并芘等20多种对人体有害的化学物质的一种用于香烟过滤嘴中的改性分子筛及制备方法。
本发明它由石墨、碧玺、CMC、活性金属组份、粘结剂和果壳炭组成。其特征在于：按重量组份石墨15-25、碧玺5-15、活性金属组份1-3、粘结剂1-3、沸石45-55、凹凸棒8-12、高岭土3-8和果壳炭3-12进行配置而成。
本发明制备方法是：
第一步，将沸石、石墨和碧玺按重量组份进行干混5-10分钟；
第二步，将干混好的干粉中按重量组份加入凹凸棒、高岭土、果壳炭进行二次混合8-12分钟；
第三步，在二次混合好的材料中加入CMC和植物胶，即粘结剂，PH值保持在7-10，之后加水混合40-60分钟至可塑体状；
第四步，将可塑体状材料用机械根据应用要求制成初坯，初坯形状为球形、条形或其它几何形状；
第五步，将做好的半成品：抛光、加固、凉干、干燥、活化；其中干燥温度为80-130℃，活化温度为600-800℃；
第六步，将活化后的产品冷却到60℃以下，再喷淋实量的活性金属组份，凉干后再进行干燥活化后，即得到改性分子筛，供安装在香烟与过滤嘴连接处的内部之用；其中，干燥温度70-120℃，活化温度600-780℃/h；
第七步，将加工好的改性分子筛安装在香烟与过滤嘴连接处的内部。
所述含有石墨与碧玺两种非金属元素的作用：（1）石墨具有良好的化学稳定性，大多分子量都含有碳元素，所用的一种石墨细度为550-650目，属于导电及耐高温的配位型一种。（2）碧玺或称之电气石的一种，含有一些复杂与易变的成份。如Al2O3、硼酸盐、硅酸盐等。碧玺颜色多达10余种，所述碧玺为褐色，细度为750-850目，属于耐高温2200℃的配位型一种。（3）混合粉：主体是沸石，其次为凹凸棒、高岭土、果壳炭、CMC等。（4）喷淋的活性金属组份为“Ca”，每1000g干基料中含Ca含量为3-5g。
本发明所述的粘结剂是指CMC和植物胶。
本发明所述的活性金属组份是指CaO或CaCl2。
所述粘结剂（干基）投料的重量：1-3，其中CMC、植物胶的比例为1：1。
分子筛的堆比重为0.68-0.72cm3/g，比表面积130-220m2/g，孔容0.73-0.80ml/g。
本发明分子筛形状可根据不同的要求生产，如（球状、柱状、块状、粉状）。
本发明分子筛中的石墨、碧玺、果壳炭、植物胶，也可以在不同的温度范围内焙烧（或一次性加入不同的金属活性组份）得到同等效果的分子筛。
与传统技术相比较，本发明制备方法的技术优点是:
1）避免单纯使用炭元素。由此改变了单一结构组份，改进了多种化学元素吸附的偏离。
2）分子筛混合结构组份较多而制备方法简单。
3）本发明方法采用传统生产分子筛的机械及工艺，混合物料达到干净、彻底、均匀效果，混合的所有物料结构组份，得到了互补互助的充分利用，基本适合吸烟中所含多种气体及有毒害杂质的完美吸附。
具体实施方式
以下用实例进一步说明本发明的制备方法。
实施例1：
将沸石含有Al2O3·SiO2的粉剂按重量组份50，称量准确，放入混合容器，再将石墨15、碧玺10放入混合容器，混合5-10分钟后，再加入凹凸棒10、高岭土5、果壳炭8，进行二次混合8-12分钟后，再加入植物胶1、自来水适量，进行三次混合40-60分钟，查看物料混合均匀后，测试PH值保持在8，开始制球。球的直径为φ1.5-1.8mm，表面凉干后，进行105℃/h烘干，经720℃/h高温焙烧，等分子筛冷却至60℃以下，再喷淋CaO活性金属组份2，再进行105℃烘干，550℃焙烧，即生产工序完成。可以得到理想的改性分子筛。
实施例2：
将沸石含有Al2O3·SiO2的粉剂按重量组份55，称量准确后放入混合容器，再将石墨20、碧玺15放入混合容器，混合5-10分钟后，再加入凹凸棒12、高岭土8、果壳炭10，进行二次混合10-15分钟，再加入植物胶1、自来水适量，进行三次混合40-60分钟，查看物料混捏合均匀后，测试PH值保持在9之间，开始挤条。条状φ1.6mm（3-5mm）。表面凉干后，进入105℃/h烘干，经720℃/h高温焙烧，等分子筛冷却至60℃以下，再喷淋活性金属组份的14-20g CaCl2，再进入105℃烘干，550℃焙烧，即生产工序完成。可以得到理想的改性分子筛。
实施例3：
将沸石含有Al2O3·SiO2的粉剂按重量组份45、石墨18、碧玺12、凹凸棒10、1高岭土6、果壳炭7称量准确后，一次放入容器，混合20-25分钟后，加入植物胶1、9自来水适量，二次混合至40-60分钟，再加入Ca的金属活性组份1，查看物料混合均匀，测试物料的PH值保持在8之间，开始用事先准备好的模具压块，块状分子筛φ2-3mm，厚度1mm。表面凉干后，进入干燥器以105℃/h烘干，再进入电阻炉经550℃/h焙烧，即生产工序完成。得到理想而又合格的改性分子筛。
过滤嘴中的吸附过滤材料为改性分子筛。该分子筛作为吸附剂装在香烟与过滤嘴连接处的内部，其目的是通过分子筛有效吸附香烟中的有毒有害物质。每支香烟的过滤嘴内装入约0.25克左右的改性分子筛。
比较1
① 分子筛含有多种吸附组份和活性组份，所以吸附香烟中的有毒害分子就更彻底。
② 传统用的吸附材料基本都是单一的炭类组份和树脂类组份，所以吸附有毒害分子就更少。
③ 分子筛本身材料中的石墨能在2000℃高温下不结烟垢，保持吸附通畅特性。
④ 传统型吸附材料，本身材料不能抵抗高温，炭和树脂类达到300℃就结烟垢，吸附不能通畅。
⑤ 改性分子筛颗粒均匀，表面结构合理，香烟燃烧到高温时，吸烟保持不落粉，过滤干净。
⑥ 传统用的吸附材料，表面结构含炭灰层，香烟燃烧到高温时，吸烟时会产生轻微落粉，过滤不卫生。
⑦ 改性分子筛中的本身材料含有碧玺组份，当香烟燃烧时，产生的烟焦油被碧玺导热磁化，释放的负离子能平衡人体酸碱度。
⑧ 传统用吸附材料的果壳炭、树脂类没有导热磁化功能，产生的烟焦油只能散发到空气中或被吸食。
比较2
传统吸附材料与改性分子筛新材料吸附比较
由以上结果可以看出，按本发明制备的改性分子筛多种吸附组份明显高于传统原材料的单一吸附组份。这充分表明采用本发明方法制备的改性分子筛有效提高了香烟有毒害气体的吸附工艺效果。

Claims (4)

1.一种用于香烟过滤嘴中改性分子筛，它由石墨、碧玺、CMC、活性金属组份、粘结剂、凹凸棒、高岭土和果壳炭组成；其特征在于：按重量组份石墨15-25、碧玺5-15、13X分子筛粉60-80、活性金属组份1-3、粘结剂1-3、沸石45-55、凹凸棒8-12、高岭土3-8和果壳炭3-12进行配置而成。
2.根据权利要求1所述的一种用于香烟过滤嘴中改性分子筛，其特征在于粘结剂是指CMC和植物胶，其重量组份为1-3，其中CMC、植物胶的比例为1：1。
3.根据权利要求1所述的一种用于香烟过滤嘴中改性分子筛，其特征在于活性金属组份是指CaO或CaCl2，其重量组份为1-3。
4.一种用于香烟过滤嘴中改性分子筛的制备方法：
第一步，将沸石、石墨和碧玺按重量组份进行干混5-10分钟；
第二步，将干混好的干粉中按重量组份加入凹凸棒、高岭土、果壳炭进行二次混合8-12分钟；
第三步，在二次混合好的材料中加入CMC和植物胶，即粘结剂，PH值保持在7-10，之后加水混合40-60分钟至可塑体状；
第四步，将可塑体状材料用机械根据应用要求制成初坯，即半成品，初坯形状为球形、条形或其它几何形状；
第五步，将做好的半成品：抛光、加固、凉干、干燥、活化；其中干燥温度为80-130℃，活化温度为600-800℃；
第六步，将活化后的产品冷却到60℃以下，再喷淋实量的活性金属组份，凉干后再进行干燥活化后，即得到改性分子筛，供安装在香烟与过滤嘴连接处的内部之用；其中，干燥温度70-120℃，活化温度600-780℃/h；
第七步，将加工好的改性分子筛安装在香烟与过滤嘴连接处的内部。
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Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Application publication date: 20150128

Assignee: Jiangxi Pingxiang Chengyu Ceramic Co., Ltd.

Assignor: Gan Chengmo

Contract record no.: 2015360000124

Denomination of invention: Modified molecular sieve used in cigarette filter tip, and preparation method of modified molecular sieve used in cigarette filter tip

License type: Common License

Record date: 20150722

LICC Enforcement, change and cancellation of record of contracts on the licence for exploitation of a patent or utility model
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20170912

Address after: 337000 Jiangxi city of Pingxiang Province town Xiangdong District La furnace Village

Patentee after: Jiangxi Pingxiang Chengyu Ceramic Co., Ltd.

Address before: 1918, room 337000, building B, Holiday Plaza, Wenhua Road Pedestrian Street, Pingxiang, Jiangxi

Patentee before: Gan Chengmo

TR01 Transfer of patent right