CN1099957A - 一种卷烟滤嘴吸附剂 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种卷烟滤嘴吸附剂，该吸附剂是 一定规格的无定型铝硅酸或无定型铝硅酸盐。这种 吸附剂能有效截留卷烟中有害物质，并具有较强吸附 和释放香料的能力。采用本吸附剂卷制薄荷型卷烟 时，既不会污染工作环境，还可以节约薄荷醇的用 量。含有本发明吸附剂的卷烟滤嘴截留烟气中总粒 相物的能力是对照滤嘴(普通醋纤滤嘴)的120.2～ 132.3％。

Description

本发明涉及一种卷烟滤嘴吸附剂，这种吸附剂用于卷烟工业可有效降低卷烟烟气中有害物质含量；还可用于给卷烟制品加香从而改进卷烟制品燃吸品质。

近年来为改进卷烟制品燃吸品质，卷烟工业上采用了在卷烟滤嘴中添加吸附剂的方法。这种方法有两方面的作用：一为吸附卷烟制品烟气中某些异味或有害物质，如焦油等；二为以烟草香料予处理这些吸附剂后再用于卷烟滤嘴，燃吸时吸附的香料释放到烟气中增加这些香料在烟气中的含量，以期达到改进卷烟制品燃吸品质的目的。目前，卷烟工业中采用的降低有害物质的吸附剂大多为活性炭，制成含有活性炭颗粒的滤嘴接装在烟支抽吸端。然而在实际应用中，由于活性炭的吸附能力太强，在吸附烟气中有害物质的同时，还吸附了大量的香味物质，增加了卷烟配方设计工作的难度。此外，含有活性炭滤嘴的卷烟，在燃吸时还带有一些类似粉笔灰的异味，一般不易为消费者接受。已报道的吸附烟草香料如薄荷醇的吸附剂主要有活性炭

[US.Pat.323644；1966]；改性活性炭[US.Pat.3972335；1976]和二乙烯基苯、乙基乙烯基苯与苯乙烯的共聚物[US.Pat.3603319；1971]等。但是至目前为止，尚未能将这些吸附剂正式应用于卷烟工业。原因在于它们有一个共同的缺点，即吸附能力强而释放香气的能力差。用它们吸附香料如薄荷醇等时，尽管吸附的薄荷醇的量很多，在燃吸卷烟时释放到烟气中的薄荷醇的量却很少，难以满足消费者的要求。至于英国专利[GB.2122473；1982]提及的沸石、美国专利[US.Pat.4311156；1981]提及的硅酸镁或水合硅酸镁，以及美国专利[US.Pat.4318417；1981]提及的锆、钛的磷酸盐、多磷酸盐及其氧化物，则因其吸附香料的能力太弱，用薄荷醇处理后置于空气中仅几天时间，吸附的薄荷醇几乎全部逸出，也不能满足卷烟工业的要求。

本发明提出了一种新型卷烟滤嘴吸附剂。这种吸附剂具有较强的吸附卷烟烟气有害物质的能力，含有这种吸附剂的滤嘴卷烟，燃吸时烟气中的总粒相物比接装同样长度的普通醋酸纤维滤嘴的对照卷烟低20.2～32.3%。这种吸附剂用于卷烟加香，在常温下被吸附的香料较少脱附，而当湿热的烟气通过时，可大量释放这些香料物质，达到加香的目的。

本发明的卷烟滤嘴吸附剂是无定形铝硅酸或无定形铝硅酸盐（单盐或复盐），它们是白色、兰色、绿色或棕色的无定形颗粒。无定形铝硅酸的化学式为Al₂O₃·αSiO₂·ωH₂O；无定形铝硅酸盐的化学式为M^I _αO_β·M^Ⅱ _γO_δ·Al₂O₃·αSiO₂·ωH₂O,其中M^Ⅰ、M^Ⅱ代表金属元素，当盐类中只含有一种金属（M^Ⅰ）元素离子时，即为无定形铝硅酸单盐；当含有二种金属（M^Ⅰ、M^Ⅱ）元素离子则为复盐。以上式子中的α一般1.7～32.4。ω可以为零即不含结晶水。本发明的卷烟滤嘴吸附剂，是以硅酸钠、铝酸钠、钙、镁、铜、铁、锌、镍、锆的盐如氯化钙、硫酸镁、硫酸铜、氯化铁、氯化锌、硝酸镍和氧氯化锆等，以及钼酸钠、钨酸钠或钼酸铵、钨酸铵为原料，采用沉淀、老化、过滤、洗涤和干燥等工序制备。一般情况下，产品中含有一定量的钠离子，洗涤较充分时，钠离子含量较少。吸附剂的硅铝比可通过改变硅酸钠与铝酸钠的用量和反应条件控制。反应较完全，如产率90～95%时，吸附剂的硅铝比与反应系统的硅铝比接近。

依据卷烟配方人员的要求，可以用烟草香料予处理本发明的吸附剂成为带有特色烟草香料的吸附剂。这里所说的香料包括挥发性强的香料如薄荷醇、香草醛、薄荷油、乙酸乙酯、芳樟醇等；挥发性低的香料如烟草、可可、甘草、菊苣等提取物制品。这些香料在吸附剂上的负载量一般为吸附剂的3～20%，最好为5～15%（相对于未处理的吸附剂而言）。通常的做法是：将干燥的本发明吸附剂置于一定浓度的烟草香料有机溶液中，加热回流0.5～2小时，冷却至室温，过滤，20～40℃下干燥，待溶剂挥发干净，即得到负载烟草香料的吸附剂。溶解烟草香料的有机溶剂包括丙酮、乙醇、环已烷和二氯甲烷等。

在滤棒成型时，将本发明的吸附剂均匀地加在醋酸纤维丝束或其它过滤材料中，制成含有吸附剂的滤嘴棒，再用复合滤棒成型机将含吸附剂的滤嘴棒与普通醋酸纤维滤嘴棒复合成复合滤嘴。或直接将吸附剂加到三复合滤嘴的中间段空腔中。每只卷烟的滤嘴头中本发明吸附剂含量一般可为40～100mg。

本发明卷烟滤嘴吸附剂具有以下优点：1、能有效地降低卷烟制品烟气中的有害物质含量，无需其它附加条件即可成为卷烟工业中一种特定的降焦油技术措施而付诸实施；2、能显著地降低卷烟烟气的刺激性，柔和烟气，改善吃味。3、用于给卷烟加香时，能避免某些挥发性强的烟草香料如薄荷醇对卷烟生产线和工作环境的污染。

本发明的实施例列举如下：

例一、

用FILTRONA-101型吸烟机（烟草行业检测卷烟质量时，用以采集烟气的设备）在标准条件下，采集含本发明吸附剂的滤嘴卷烟和同种烟丝配方的对照卷烟的烟气样品，测定总粒相物和烟碱含量。本实验采用的吸附剂是铝硅酸镁（MgO·Al₂O₃·6.31SiO₂·ωH₂O,其中MgO含量为1.93%,ω≠0)、铝硅酸镍（NiO·Al₂O₃·6.31SiO₂·ωH₂O，其中：NiO含量为4.48%,ω≠0)和铝硅酸铜钙（CuO·CaO·Al₂O₃·3.15SiO₂·ωH₂O,其中：CuO含量为13.88%、CaO含量为3.48%,ω≠0）。检测结果如表1.。

表1.含吸附剂滤嘴卷烟和对照卷烟烟气分析结果

卷烟	铝硅酸镁	铝硅酸镍	铝硅酸铜钙	对照
					烟支重量（g／支）	0.95	0.98	0.98	0.90
吸阻(Pa)	970.86	1029.70	1127.76	970.86
					抽吸口数	8.0	8.5	8.6	8.4
总粒相物(mg/支）	16.20	19.09	18.57	23.93
					烟碱（mg/支）	0.30	0.35	0.32	0.42

结果（表1.)表明：与对照卷烟相比，含本发明吸附剂滤嘴卷烟总粒相物降低了20.2～32.3%,烟碱降低16.7～28.6%。

例二.

取一定量的薄荷醇溶于无水乙醇溶液，配制成浓度为0.1～0.5M的薄荷醇溶液。然后取八种无定形铝硅酸吸附剂：1#为Al₂O₃·32.4SiO₂；2#为Al₂O₃·9.62SiO₂；3#为Al₂O₃·6.79SiO₂；4#为Al₂O₃·3.96SiO₂；5#为Al₂O₃·1.70SiO₂；6#为Al₂O₃·5.08SiO₂·ωH₂O，（ω≠0）；7#为Al₂O₃·6.30SiO₂·ωH₂O；（ω≠0）；8#为Al₂O₃·9.43SiO₂·ωH₂O，（ω≠0）。分别将这八种吸附剂置于薄荷醇溶液中加热，回流0.5～2.0小时，冷却至室温，过滤后，于20～40℃下干燥使溶剂挥发干净，得到8个吸附了薄荷醇的铝硅酸吸附剂。在室内将这些吸附剂摊放于空气中，厚度约2mm让吸附的薄荷醇自由挥发，然后每隔一段时间取一次样品，分析其薄荷醇的含量以检验其保留薄荷醇的能力。分析薄荷醇含量的方法如下：将吸附剂样品（取样量0.1000g)进行水蒸气蒸馏，然后用比色法（C.H.Tucker,J.A.O.A.C.Vol.51,No.4650-53；1968）分析馏液中薄荷醇含量。结果如表2。

表2.无定形铝硅酸吸附剂吸附和保留薄荷醇的能力

*按最后一次测定量计算：

损失量%= (零天测定量-最后测定量)/(零天测定量) ×100%

例三.

以与例二同样的方法检验无定型铝硅酸盐吸附剂吸附和保留薄荷醇的性能。实验结果如表3.。

表3.无定形铝硅酸盐吸附剂吸附薄荷醇的能力

续表3

*同上表所注。

例四.

在滤棒成型机上分别将三种含有薄荷醇铝硅酸盐吸附剂均匀地加入醋酸纤维中，制成每mm含3～7mg吸附剂的滤棒，再用复合滤棒成型机将含吸附剂滤棒与不含吸附剂的醋纤维滤棒复合（12+8mm），制成二段复合滤棒（吸附剂添加量40～80mg/支嘴头）。用这种复合滤棒与卷烟接装制得卷烟S1、S2和S3，其中S1、S2的吸附剂为含有薄荷醇的铝硅镍盐（NiO·Al₂O₃·9.59SiO₂·ωH₂O,其中ω≠0，NiO含量为9.49%，S1为低温处理，S2经高温处理）。S3的吸附剂为含有薄荷醇的铝硅铜盐（CuO·Al₂O₃·9.59SiO₂·ωH₂O，其中ω≠0 CuO为15.55%，处理温度与S1相同）。对比样品为烟丝喷加薄荷香精的进口卷烟A和B及国产卷烟C。本实施例是将以上的样品同时暴露在空气中，室温下让卷烟中的薄荷醇自由挥发，然后每隔一段时间请评吸专家们评吸卷烟中的薄荷味强度。其结果如表4。

表4.含薄荷醇吸附剂卷烟燃吸品质比较

从表4.可以看出采用本发明技术的卷烟样品，燃吸时烟气中薄荷味浓度达到或超过了进口或国产卷烟样品。显然，将这些卷烟存放在烟盒内时，其薄荷味的保持期更长。发明人将用本发明技术卷制的这些卷烟样品在烟盒无透明玻璃纸外包密封的条件下，于大气中存放三年多（1989.02～1992.10)，燃吸时烟气中仍有较浓的薄荷味，达到消费者的要求。

Claims (4)

1、一种卷烟滤嘴吸附剂，含有无定形铝硅酸或无定形铝硅酸盐，其特征在于无定形铝硅酸或无定形铝硅酸盐的硅铝比为1.7～32.4。

2、根据权利要求1所述的卷烟滤嘴吸附剂，其特征在于组分中还含有烟草香料，烟草香料的负载量为无定形铝硅酸或无定形铝硅酸盐重量的3～20%。

3、根据权利要求2所述的卷烟滤嘴吸附剂，其特征在于所述的烟草香料是薄荷醇。

4、根据权利要求1所述的卷烟滤嘴吸附剂，其特征在于所述的无定形铝硅酸盐含有的金属离子是钙、镁、镍、锌、铜、钼、锆，金属离子在无定形铝硅酸盐中的含量为1.0～20.0%（按相应的氧化物计）。