CN105747277A - 一种电子烟用导油棉及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种导油棉，具体涉及一种电子烟用导油棉及其制备方法，所述电子烟用导油棉的原料组分包括植物炭微粉，所述植物炭微粉包括竹炭微粉。所述的电子烟用导油棉的制备方法，包括采用植物炭微粉作为原料制备的步骤，所述植物炭微粉包括竹炭微粉。本发明提供的一种电子烟用导油棉具有微孔结构和蜂窝结构，吸油性能可达到现有棉纤维制备的导油棉的6～10倍，本发明所制备的导油棉可以更快的吸收和释放烟油，有效防止雾化器无油干烧。同时本发明的导油棉具有抑菌功能，细菌不但不能长时间生存，而且短时间内还能消失或减少。

Description

一种电子烟用导油棉及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种导油棉，具体涉及一种电子烟用导油棉及其制备方法。

背景技术

电子烟又名虚拟香烟、电子香烟，它有着与香烟一样的外观，与香烟近似的味道，甚至比一般香烟的口味要多出很多，也像香烟一样能吸出烟、吸出味道跟感觉来。主要是用于戒烟和替代香烟。电子烟又是一种非燃烧的烟类替代型产品，它与普通香烟的某些特点相似，能够提神、满足吸烟者的快感和多年养成的使用习惯。但又与普通香烟有着本质上的不同，电子烟不燃烧、不含焦油、不含普通烟燃烧时产生的会导致呼吸系统与心血管系统疾病的460余种化学物质，从而去除了普通烟中的致癌物质。不会对他人产生“二手烟”的危害及污染环境。

随着现代社会人们对身体健康越来越重视，便携式注油电子烟越来越普遍的应用在人们日常生活中。现有的电子烟都是通过雾化丝发热使导油棉上的油产生烟，使使用者吸取到烟雾。现有的电子烟导油棉通常会使用脱脂棉或普通粘胶纤维制成，而细菌在棉、木等纤维制品中能够大量繁殖，在使用时抗菌性能差，需要经常更换导油棉。另外针对现有的电子烟在使用时，瞬间输出的功率过高，使得脱脂棉或普通粘胶纤维制成的棉芯在热丝中的状态过紧，导致不畅，热丝会开始干烧导油棉，产生焦糊味道。同时现有的导油棉吸水性和吸水速率差，雾化器无油干烧，用户在使用时体验不佳，而且现有技术中针对导油棉的改进技术较少。

由此可见，能否根据现有技术中的不足，提供一种新型的电子烟用导油棉，并提供其制备方法，使制备的导油棉具有吸水性、吸水速率和抗菌性好的优点，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明为了解决上述技术问题，提供一种电子烟用导油棉及其制备方法，筛选得到本发明导油棉配方成分，改进现有的导油棉材料和制备工艺，以竹炭微粉或竹炭微粉和椰壳碳微粉的混合成分作为导油棉原料，使制备的导油棉使用体验更加且抗菌性能更好。

为了达到上述技术效果，本发明包括以下技术方案：

一种电子烟用导油棉，所述电子烟用导油棉的原料组分包括植物炭微粉，所述植物炭微粉包括竹炭微粉。

本发明以竹炭微粉作为原料，其得到的导油棉可以更快的吸收和释放烟油，有效防止雾化器无油干烧。另外本发明配方的导油棉具有抑菌功能，在显微镜下观察，细菌在棉、木等纤维制品中能够大量繁殖，而竹炭纤维制品上的细菌不但不能长时间生存，而且短时间内还能消失或减少，24小时内细菌死亡率达75％以上。

进一步优选地，所述植物炭微粉还包括椰壳炭微粉。

本发明以竹炭微粉和椰壳炭微粉的混合成分作为原料，吸收和释放烟油效率更佳，有效防止雾化器无油干烧，另外椰壳炭纤维具有抑菌功能，在显微镜下观察，椰壳炭纤维制品上的细菌不但不能长时间生存。

进一步的，所述植物炭微粉的重量份数为0.5～10份，所述电子烟用导油棉还包括以下重量份数的原料组分：10～99份的纺丝液、1～90份的乳化分散剂和1～90份的纤维素

本发明合理选配导油棉的配方成分及配比，优化现有的导油棉配方材料，提高导油棉的吸收和释放烟油的效果及抗菌作用。

进一步的，所述电子烟用导油棉还包括以下重量份数的原料组分：10～99份的天然棉纤维和10～99份的麻纤维。

本发明合理选配导油棉的配方成分及配比，进一步提升本发明导油棉的纤维强度和材质性能，其原料成分还添加有天然棉纤维和麻纤维。

进一步的，所述电子烟用导油棉包括植物炭纤维，所述植物炭纤维上包括植物炭微粉，所述植物炭纤维包括竹炭纤维，所述植物炭微粉包括竹炭微粉。

进一步的，所述植物炭纤维还包括椰壳纤维，所述植物炭微粉还包括椰壳炭微粉，所述植物炭微粉的总质量占所述导油棉的质量百分数为0.5～10％。

对于电子烟用导油棉来说，竹炭微粉的含量或竹炭微粉和椰壳炭微粉总含量上述数值范围时最佳，如超过10％后，导油棉的纤维本身强度变低，低于0.5％时，相较普通导油棉未见明显吸油及抗菌性能提升。

一种电子烟用导油棉及其制备方法，包括采用植物炭微粉作为原料制备的步骤，所述植物炭微粉包括竹炭微粉。

进一步的，包括以下步骤：

步骤一：制备植物炭纤维：取的重量份数为0.5～10份的植物炭微粉加入重量份数为10～99份的纺丝液中，同时加入重量份数为1～90份的乳化分散剂，搅拌得到悬浮液，继续向所述悬浮液中加入重量份数为1～90份的纤维素，加入溶剂溶解、过滤、脱泡制成纺丝溶液，将所述纺丝溶液经纺丝泵挤出固化，制备得到植物炭纤维，所述植物炭微粉包括竹炭微粉，所述植物炭纤维包括竹炭纤维；

步骤二：制备导油棉：取植物炭纤维经脱脂去杂后，加入沸水中进行水煮处理，沥干后纺织成棉条或棉片，灭菌、包装得到导油棉。

进一步的，所述植物炭纤维还包括椰壳炭纤维，所述植物炭微粉还包括椰壳炭微粉。

本发明制备的竹炭纤维和椰壳炭纤维是多孔性纤维，具有的微孔结构和蜂窝结构，在2000倍电子显微镜下观察，竹炭纤维和椰壳炭纤维的横截面呈高度中空，毛细管效应极强，可在瞬间吸收和蒸发水分，吸水速率是天然棉的1.5倍，在温度为36℃；相对湿度为100％的条件下，竹炭纤维和椰壳炭纤维的回潮率超过45％，将普通的竹纤维经800度纯氧高温处理碳化后制成的竹炭纤维，使其原本的微孔结构更细和蜂窝化，吸水性更可达到棉纤维的4-6倍。制成的导油棉可以更快的吸收和释放烟油，有效防止雾化器无油干烧。另外竹炭纤维中含有的竹炭纤维和/或椰壳炭纤维具有天然的抑菌功能，在显微镜下观察，细菌在棉、木等纤维制品中能够大量繁殖，而竹炭纤维和/或椰壳炭纤维制品上的细菌不但不能长时间生存，而且短时间内还能消失或减少，24小时内细菌死亡率达75％以上。

进一步的，制备所述植物炭微粉的方法包括以下步骤：取植物原材料于150～270℃进行预炭化，然后于270～450℃进行炭化处理得到植物炭，将所述植物炭以气流粉碎法进行粉碎处理，得到植物炭微粉；

所述的水煮处理时间为25～40min；所述的植物炭微粉的粒径为3μm以下；沥干后采用水刺工艺将所述植物炭纤维制备成棉片；所述灭菌方法为采用紫外线灭菌。

若所述植物炭微粉包括竹炭微粉，其制备方法包括以下步骤：取竹材于150～270℃进行预炭化，然后于270～450℃进行炭化处理得到竹炭，将所述竹炭以气流粉碎法进行粉碎处理，得到竹炭微粉。

若所述植物炭微粉包括竹炭微粉和椰壳炭微粉，其制备方法包括以下步骤：取竹材和椰壳于150～270℃进行预炭化，然后于270～450℃进行炭化处理得到竹炭和椰壳炭，将所述竹炭和椰壳炭以气流粉碎法进行粉碎处理，得到竹炭微粉和椰壳炭微粉。

竹材、椰壳炭化的工艺一般包括备料、热解、存放、加工和包装等工序，竹炭和、椰壳炭的优劣与竹子和椰壳的本身的物理性质、炭化时间、精炼温度等工艺因素有关。例如针对竹材，其竹龄、种类、生长环境和竹材不同部位选择，炭化机理也有所差别，直接影响到产品的产率和性能。不同的竹原料烧成的竹炭表面积不一样，好一点的竹炭表面积可能达到700m²/g，一般的则只有300m²/g，选择中国台湾孟系竹、桂竹等优质原料，表面积则大，即竹炭组织中的孔隙更多，矿物质含量丰富，吸附能力更强。竹材、椰壳的炭化温度不同，炭化的产物及组分也有变化。本发明经过大量的创造性实验，筛选得到本发明的预炭化和炭化温度，以得到本发明能够用于制备导油棉的产物。竹炭、椰壳炭的炭化终点温度与精炼度有着密切的关系，炭化终点温度升高，竹炭精炼度得到提高，即精炼度等级数值减少。

本发明采用高科技的气流粉碎方法将竹炭、椰壳炭进行粉碎时，颗粒不能够太小，过小容易团聚，也会减弱其活性炭，例如竹炭进一步活化之后成为竹活性炭，比表面积比原来增加2倍，其优越保健性能也可大大提高，目前用作竹炭纤维的竹炭一般经过活化的性能。但是竹炭、椰壳炭颗粒也不能太大，否则会造成纺丝困难，且纺成纤维强度也受到影响。

优选地，所述的水煮处理时间为30min，以除竹炭纤维和椰壳炭纤维中的异味及杀菌。

一般竹炭和/椰壳炭微粉的粒径不超过3μm，用于纺制竹炭和椰壳炭涤纶的竹炭微粉和椰壳炭微粉一般为0.5μm以下。

采用上述技术方案，包括以下有益效果：本发明提供的一种电子烟用导油棉具有微孔结构和蜂窝结构，吸油性能可达到现有棉纤维制备的导油棉的6～10倍，本发明所制备的导油棉可以更快的吸收和释放烟油，有效防止雾化器无油干烧。同时本发明的导油棉具有抑菌功能，细菌不但不能长时间生存，而且短时间内还能消失或减少，24小时内细菌死亡率达75％以上，在使用本发明导油棉的电子烟可长期进行使用而不需更换导油棉。

具体实施方式

下面通过具体的实施例对本发明做进一步的详细描述。

实施例一：本发明公开的一种电子烟用导油棉，所述电子烟用导油棉的原料组分包括竹炭微粉。

一种电子烟用导油棉及其制备方法，包括采用竹炭微粉作为原料制备的步骤。

实施例二：本发明公开的一种电子烟用导油棉，所述电子烟用导油棉的原料组分包括竹炭微粉和椰壳炭微粉。

一种电子烟用导油棉及其制备方法，包括采用竹炭微粉和椰壳炭微粉作为原料制备的步骤。

实施例一和实施例二的导油棉，改进了现有的导油棉原料配方，相比现有的导油棉，可以更快的吸收和释放烟油，有效防止雾化器无油干烧。另外本发明配方的导油棉具有抑菌功能，是现有技术中的导油棉不具有的特征。

在进行导油棉配方成分的筛选时，需要检测抗菌性、吸潮率和纤维强度。通过检测吸潮率来验证其吸油性能的强弱，其吸潮率越高，吸油强度越好。以下列举出部分试验内容，用以说明选择导油棉原料配方的过程：

其中抗菌性检测的实验方法为：按JISL1902-2002定量方法进行抗菌实验，对于金黄色葡萄球菌AATCC6538P和大肠杆菌AATCC25922两种细菌，在使用表1所列出的原料成分所制备的导油棉，在使用前检测用显微镜观察菌落体积，待24小时候继续观察菌落体积，判断同种原料成分的所制备导油棉的抗菌性。

吸湿性能检测实验：分别称取各导油棉原料1g，将其烘干，迅速称取纤维的质量，再将纤维放入恒温恒湿室内，使纤维尽量保持蓬松状态，没5min称取一次质量，直到纤维达到吸湿平衡，并计算其回潮率。

纤维强度检测实验：利用XD-1型纤维细度仪和XQ＝1型纤维强伸度一分别测试纤维细度和强力，拉伸速度10mm/min，预加张力0.2cN，夹持距离10mm，测试试样50根。

表1导油棉原料成分筛选结果

由表1数据可知，采用竹炭纤维和椰壳炭纤维作为原料制备导油棉的抗菌性、回潮率和纤维强度更加，优于脱脂棉和粘胶纤维材料，此处的数据表格不局限于列举的脱脂棉和粘胶纤维材料，与脱脂棉和粘胶纤维材料相似的材料也均没有竹炭纤维和椰壳炭纤维作为原料制备导油棉的性能优。

实施例三：一种电子烟用导油棉，所述电子烟用导油棉包括以下重量份数的原料组分：0.5份竹炭微粉、99份的纺丝液、1份的乳化分散剂、90份的纤维素、10份的天然棉纤维和99份的麻纤维。

所述电子烟用导油棉包括竹炭纤维，所述竹炭纤维上包括竹炭微粉，所述竹炭微粉的总质量占所述导油棉的质量百分数为0.5％。

一种电子烟用导油棉的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：制备竹炭纤维：取的重量份数为0.5份的竹炭微粉加入重量份数为99份的纺丝液中，同时加入重量份数为1份的乳化分散剂，搅拌得到悬浮液，继续向所述悬浮液中加入重量份数为90份的纤维素，加入溶剂溶解、过滤、脱泡制成纺丝溶液，将所述纺丝溶液经纺丝泵挤出固化，制备得到竹炭纤维；

步骤二：制备导油棉：取竹炭纤维经脱脂去杂后，加入沸水中进行水煮处理，沥干后纺织成棉条或棉片，灭菌、包装得到导油棉。

实施例四：一种电子烟用导油棉，所述电子烟用导油棉包括以下重量份数的原料组分：2份竹炭微粉、80份的纺丝液、10份的乳化分散剂、80份的纤维素、10份的天然棉纤维和99份的麻纤维。

所述电子烟用导油棉包括竹炭纤维，所述竹炭纤维上包括竹炭微粉，所述竹炭微粉的总质量占所述导油棉的质量百分数为4.5％。

一种电子烟用导油棉的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：制备竹炭微粉：取竹材于150℃进行预炭化，然后于270℃进行炭化处理得到竹炭，将所述竹炭以气流粉碎法进行粉碎处理，得到竹炭微粉。

步骤二：制备竹炭纤维：取的重量份数为2份的竹炭微粉加入重量份数为80份的纺丝液中，同时加入重量份数为10份的乳化分散剂，搅拌得到悬浮液，继续向所述悬浮液中加入重量份数为80份的纤维素，加入溶剂溶解、过滤、脱泡制成纺丝溶液，将所述纺丝溶液经纺丝泵挤出固化，制备得到竹炭纤维；

步骤三：制备导油棉：取植物炭纤维经脱脂去杂后，加入沸水中进行水煮处理，沥干后加入重量份数为20份的天然棉纤维和85份的麻纤维混合，纺织成棉条或棉片，灭菌、包装得到导油棉。

实施例五：一种电子烟用导油棉，所述电子烟用导油棉包括以下重量份数的原料组分：5份植物炭微粉、45份的纺丝液、45份的乳化分散剂和40份的纤维素，所述植物炭微粉包括竹炭微粉和椰壳炭微粉。

所述电子烟用导油棉包括竹炭纤维和椰壳炭纤维，所述竹炭纤维上包括竹炭微粉，所述椰壳炭纤维上包括椰壳炭微粉。所述竹炭微粉和椰壳炭微粉的总质量占所述导油棉的质量百分数为6.5％。

一种电子烟用导油棉的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：制备植物炭微粉：取竹材和椰壳于200℃进行预炭化，然后于300℃进行炭化处理得到竹炭和椰壳炭，将所述竹炭和椰壳炭以气流粉碎法进行粉碎处理，粉碎至粒径为3μm以下，得到竹炭微粉和椰壳炭微粉。

步骤二：制备植物炭纤维：取的重量份数为5份的植物炭微粉加入重量份数为45份的纺丝液中，同时加入重量份数为45份的乳化分散剂，搅拌得到悬浮液，继续向所述悬浮液中加入重量份数为40份的纤维素，加入溶剂溶解、过滤、脱泡制成纺丝溶液，将所述纺丝溶液经纺丝泵挤出固化，制备得到植物炭纤维，所述植物炭微粉包括竹炭微粉和椰壳炭微粉，所述植物炭纤维包括竹炭纤维和椰壳炭纤维；

步骤三：制备导油棉：取植物炭纤维经脱脂去杂后，加入沸水中进行水煮处理25min，沥干后纺织成棉条或棉片，灭菌、包装得到导油棉，当需要纺织城面片时采用水刺工艺将所述竹炭纤维和/或椰壳炭纤维制备成棉片；所述灭菌方法为采用紫外线灭菌。

实施例六：一种电子烟用导油棉，所述电子烟用导油棉包括以下重量份数的原料组分：10份植物炭微粉、10份的纺丝液、90份的乳化分散剂、1份的纤维素、99份的天然棉纤维和10份的麻纤维，所述植物炭微粉包括竹炭微粉和椰壳炭微粉。

所述电子烟用导油棉包括竹炭纤维和椰壳炭纤维，所述竹炭纤维上包括竹炭微粉，所述椰壳炭纤维上包括椰壳炭微粉。所述竹炭微粉和椰壳炭微粉的总质量占所述导油棉的质量百分数为10％。

一种电子烟用导油棉的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：制备植物炭微粉：取竹材和椰壳于270℃进行预炭化，然后于450℃进行炭化处理得到竹炭和椰壳炭，将所述竹炭和椰壳炭以气流粉碎法进行粉碎处理，粉碎至粒径粒径为3μm以下，得到竹炭微粉和椰壳炭微粉。

步骤二：制备植物炭纤维：取的重量份数为10份的植物炭微粉加入重量份数为10份的纺丝液中，同时加入重量份数为90份的乳化分散剂，搅拌得到悬浮液，继续向所述悬浮液中加入重量份数为1份的纤维素，加入溶剂溶解、过滤、脱泡制成纺丝溶液，将所述纺丝溶液经纺丝泵挤出固化，制备得到植物炭纤维，所述植物炭微粉包括竹炭微粉和椰壳炭微粉，所述植物炭纤维包括竹炭纤维和椰壳炭纤维；

步骤三：制备导油棉：取植物炭纤维经脱脂去杂后，加入沸水中进行水煮处理40min，沥干后加入重量份数为99份的天然棉纤维和10份的麻纤维，当需要纺织城面片时采用水刺工艺将所述竹炭纤维和/或椰壳炭纤维制备成棉片；所述灭菌方法为采用紫外线灭菌。

植物炭微粉总质量占所述导油棉的质量百分数的筛选实验：

通过控制原料成分含量，筛选得到植物炭微粉的总质量占所述导油棉的质量百分数为0.5～10％的导油棉，在进行筛选时，需要检测抗菌性、吸潮率和纤维强度。以下列举出部分试验内容，用以说明选择导油棉原料配方的过程，其中抗菌率性、吸潮率和纤维强度检测方法同实施例一。下述表2中的m指代导油棉成品中竹炭微粉和/或椰壳炭微粉的总质量占导油棉的不同质量百分比。

表2植物炭微粉的总质量筛选实验结果

由表2数据可知，导油棉成品中植物炭微粉的总质量占导油棉的质量百分比可为0.5％～10％，优选地，导油棉成品中植物炭微粉的总质量占导油棉的质量百分比可为1.5％～8％，超过8％后，导油棉的纤维本身强度变低，低于1.5％时，相较普通导油棉未见明显吸油及抗菌性能提升。

抗菌实验：按JISL1902-2002定量方法进行抗菌实验，本发实施例制备的导油棉对于金黄色葡萄球菌AATCC6538P和大肠杆菌AATCC25922两种细菌，竹碳纤维和椰壳炭纤维的杀菌性值和抑菌活性值均比苎麻纤维高。用于电子烟导油棉中可有效减少细菌滋生。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电子烟用导油棉，其特征在于，所述电子烟用导油棉的原料组分包括植物炭微粉，所述植物炭微粉包括竹炭微粉。

2.根据权利要求1所述的一种电子烟用导油棉，其特征在于，所述植物炭微粉还包括椰壳炭微粉。

3.根据权利要求1～2任一项所述的一种电子烟用导油棉，其特征在于，所述植物炭微粉的重量份数为0.5～10份，所述电子烟用导油棉还包括以下重量份数的原料组分：10～99份的纺丝液、1～90份的乳化分散剂和1～90份的纤维素。

4.根据权利要求3所述的一种电子烟用导油棉，其特征在于，所述电子烟用导油棉还包括以下重量份数的原料组分：10～99份的天然棉纤维和10～99份的麻纤维。

5.根据权利要求1所述的一种电子烟用导油棉，其特征在于，所述电子烟用导油棉包括植物炭纤维，所述植物炭纤维上包括植物炭微粉，所述植物炭纤维包括竹炭纤维，所述植物炭微粉包括竹炭微粉。

6.根据权利要求5所述的一种电子烟用导油棉，其特征在于，所述植物炭纤维还包括椰壳纤维，所述植物炭微粉还包括椰壳炭微粉，所述植物炭微粉的总质量占所述导油棉的质量百分数为0.5～10％。

7.一种权利要求1～6任一项所述的电子烟用导油棉的制备方法，其特征在于，包括采用植物炭微粉作为原料制备的步骤，所述植物炭微粉包括竹炭微粉。

8.根据权利要求7所述的一种电子烟用导油棉及其制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：制备植物炭纤维：取的重量份数为0.5～10份的植物炭微粉加入重量份数为10～99份的纺丝液中，同时加入重量份数为1～90份的乳化分散剂，搅拌得到悬浮液，继续向所述悬浮液中加入重量份数为1～90份的纤维素，加入溶剂溶解、过滤、脱泡制成纺丝溶液，将所述纺丝溶液经纺丝泵挤出固化，制备得到植物炭纤维，所述植物炭微粉包括竹炭微粉，所述植物炭纤维包括竹炭纤维；

步骤二：制备导油棉：取植物炭纤维经脱脂去杂后，加入沸水中进行水煮处理，沥干后纺织成棉条或棉片，灭菌、包装得到导油棉。

9.根据权利要求8所述的一种电子烟用导油棉及其制备方法，其特征在于，所述植物炭纤维还包括椰壳炭纤维，所述植物炭微粉还包括椰壳炭微粉。

10.根据权利要求8所述的制备植物炭微粉的方法包括以下步骤：制备所述植物炭微粉的方法包括以下步骤：取植物原材料于150～270℃进行预炭化，然后于270～450℃进行炭化处理得到植物炭，将所述植物炭以气流粉碎法进行粉碎处理，得到植物炭微粉；

所述的水煮处理时间为25～40min；所述的植物炭微粉的粒径为3μm以下；沥干后采用水刺工艺将所述植物炭纤维制备成棉片；所述灭菌方法为采用紫外线灭菌。