CN110934333A - 一种基于纳米纤维结构的香烟滤嘴及香烟 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于纳米纤维结构的香烟滤嘴及香烟,解决了现有香烟滤嘴香气可持久性差、长时间保存容易流失及过滤性能较差的问题,具有在过滤有害物质的同时不仅可以实现香料的长期保存还可以实现香气的持久释放的效果;其技术方案为:包括醋酸纤维滤芯,所述醋酸纤维滤芯一端设置有一个或多个纳米纤维增香过滤膜;其中,所述纳米纤维增香过滤膜包括纳米纤维增香过滤膜芯体和包围在纳米纤维增香过滤膜芯体外围的纳米纤维增香过滤膜壁体。
Description
技术领域
本发明涉及烟草技术领域,尤其涉及一种基于纳米纤维结构的香烟滤嘴及香烟。
背景技术
近年来随着居民经济生活水平的提高,以及人类健康环保意识的增强,消费者愈加重视消费体验与身体健康。为了适应市场需求,在国家有关烟草部门的调控下,香烟中所含的尼古丁、一氧化碳等有害物质释放量被严格控制。限制烟气、烟碱的摄入量必然会在一定程度上降低消费者的香烟吸食体验。众多烟草公司为了弥补香气下降的缺陷,纷纷改进、设计新型香烟滤嘴结构并采取在烟丝表面喷洒或者烟嘴内部包覆香料的方式进行加香。其中香烟加香技术始于上世纪欧美国家,在经历一系列发展后,已有果香、酒香、奶香等多种香精香料被相继包埋在香烟制品中。
现有香烟加香技术虽基本可以改善香烟吸食感受,该技术既能刺激消费购买需求又可以部分降低香烟有害物质的摄入对身体造成的危害。香烟加香技术虽已日渐成熟,但也同时伴随有香料在成品烟内不易保存、香料太过单一、香烟在燃烧过程中香气释放过快等问题,特别是香料不能长期保存将会给新型加香香烟的市场推广,及消费者的认可度带来很大影响。例如:传统香烟加香技术多为利用微胶囊包埋香料香精,微胶囊多是利用复凝聚法原理包埋香料,利用壁材壁芯各自所带的正反电荷,壁材相互交联在一起内包香料为壁芯,该种方式包埋香料有限,且微胶囊容易破损导致香料流出,在香烟存储以及运输过程中不具备较强耐高温能力,不能实现香料的稳定包埋将大大影响新型加香香烟的市场推广及顾客的认可程度。而且,传统的醋酸纤维滤嘴过滤效率偏低,对有害物质不能实现有效过滤。
中国专利文件CN207754535U公开了一种带有过滤芯的香烟,所述一种带有过滤芯的香烟的滤嘴是由过滤芯和过滤纤维组成,所述过滤芯包括圆柱形过滤芯主体,在过滤芯主体内轴向设有过滤空腔,在过滤空腔的两端口分别设置有过滤芯盖,所述过滤芯盖套设在过滤芯主体的两端,并与过滤芯主体连接,在每侧的过滤芯盖对应过滤空腔的位置开设有一个或多个通烟孔,在每个过滤芯盖与对应侧过滤空腔端口之间固定设有拒水透气膜,所述拒水透气膜将一个或多个通烟孔完全覆盖,并在过滤空腔内含有过滤液体。该过滤芯的香烟创新之处是利用滤嘴滤芯包含的过滤液体实现对有害物质的过滤,然而并不能实现对香烟的加香,无疑不能从根本上解决因控制烟气、烟碱而导致的香烟口感不佳等问题;而且,其涉及的过滤液体只能过滤一部分有害物质,并不能实现对PM2.5等有害物质的有效过滤。
中国专利文件CN109864338A公开了一种环保型滤嘴的生产工艺,包括滤芯、填充物和成型纸,所述滤芯的个数为两个,两个所述滤芯分别形成滤嘴的两端,所述填充物介于两个滤芯之间,两个所述滤芯和填充物外侧包裹有成型纸;该滤嘴通过下述步骤制备得到:填充物为添加香精的膨胀烟丝,制造滤芯,所述滤芯包括醋酸纤维滤棒和丙纤滤棒,填充物的轴向方向将所述填充物放置在两个滤芯之间。该环保型滤嘴直接把一部分加香烟丝放置于滤嘴中间位置一定程度上可以改善因香料在环境中的挥发导致的香气浓度降低香气体验感受不持久丰厚的问题。但同时烟气经滤嘴前段丙纤滤棒过滤后,烟气温度会有所下降并不能使滤芯中所含有的烟丝中所含香料完全释放,所以说该片专利中所涉及的香烟加香方式并不能保证香烟香气的持久丰厚。另外该滤嘴只是在常规滤嘴的基础山内置加香烟丝,并没有从根本上过滤掉烟气中所含的有害物质,没有提升香烟的过滤性能。
中国专利文件CN207544327U公开了一种香烟过滤嘴,包括底座、与所述底座连接的管体和与所述管体连接的吸嘴,所述底座的内设有第一过滤层,所述管体内设有第二过滤层,所述吸嘴内设有第三过滤层,所述第一过滤层包括二醋酸纤维丝束填充层,所述第二过滤层包括活性炭粒子填充层,所述第三过滤层包括纳米粒子填充层。然而,该滤嘴结构复杂,无疑会大大增加香烟成本,而且其设计结构是仿照净水机过滤模式,层层过滤将会导致烟气运行不通畅影响吸食感受。其次,滤嘴还是仅仅关注对有害物质的过滤,并没有尝试给香烟加香。
发明内容
为了克服现有技术的不足,本发明的第一目的是提供了一种基于纳米纤维结构的香烟滤嘴,其能够在过滤烟气中有害物质的同时保证香料的充分释放,并延长香气持续时间。
本发明的第二目的是提供了一种香烟,具有生产工艺简单、品质高的特点。
本发明采用下述技术方案:
一种基于纳米纤维结构的香烟滤嘴,包括醋酸纤维滤芯,所述醋酸纤维滤芯一端设置有一个或多个纳米纤维增香过滤膜;其中,所述纳米纤维增香过滤膜包括纳米纤维增香过滤膜芯体和包围在纳米纤维增香过滤膜芯体外围的纳米纤维增香过滤膜壁体。
进一步的,所述纳米纤维增香过滤膜芯体为溶解有香料的聚合物材质,所述纳米纤维增香过滤膜壁体为溶解有相变材料的聚合物材质。
进一步的,所述香料为薄荷醇、柠檬香精或香兰素,所述相变材料为聚乙二醇。
优选地,所述相变材料为PEG4000。
进一步的,所述聚合物为聚乙烯醇或聚乳酸。
进一步的,所述纳米纤维增香过滤膜芯体通过溶解有香料的聚合物溶液经静电纺丝制备而成;所述纳米纤维增香过滤膜壁体通过含有相变材料的聚合物溶液经同轴静电纺丝制备而成。
进一步的,所述纳米纤维增香过滤膜有1-3个。
进一步的,所述纳米纤维增香过滤膜直径与与醋酸纤维滤芯直径相同,纳米纤维增香过滤膜厚度为0.8-1.2mm。
进一步的,所述纳米纤维增香过滤膜表面具有过滤孔。
进一步的,所述过滤孔的孔径为50-100nm。
一种香烟,包括香烟本体和所述香烟滤嘴,所述香烟滤嘴设置纳米纤维增香过滤膜的一端与香烟本体相连。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
1、本发明的香烟滤嘴具备独特的纳米纤维增香过滤膜芯体结构,可以彻底解决香料保存问题;本发明的香烟滤嘴结构简单,只需在烟丝与烟嘴结合部位添加纳米纤维增香过滤膜即可达到良好的过滤效果,省去繁琐的设计工序与加工成本;其过滤效果良好,纳米纤维膜本身就具有优异天然过滤特性,可以去除过滤空气中PM2.5等有害物质,在过滤烟气中有害物质的同时,可以保证香料的充分释放并使香气感受持久丰厚;
2、本发明克服了传统醋酸纤维滤嘴过滤效率偏低、对有害物质不能实现有效过滤的问题,其纳米纤维增香过滤膜具有较大比面积,使其具有天然可过滤特性能够实现对大分子有害物质的完全过滤,对尼古丁等小分子物质也能实现有效过滤;
3、本发明香烟滤嘴的生产工艺简单,可操作性强,运用同轴静电纺丝技术可以实现在壳体结构纳米纤维内部同时包覆多种香料,避免常规加香技术条件下的不同香料间的相互干扰,使香烟香气口感更富有层次,从而提升香烟品质;
4、本发明采用纳米功能性香烟滤嘴加香,相比以往直接给烟丝喷洒香料水溶液的加香方式,可以最大程度减少烟丝燃烧过程中产生的高温火焰对香料造成的损耗。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解,本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请,并不构成对本申请的不当限定。
图1为本发明实施例1纳米纤维增香过滤膜结构示意图;
图2为本发明实施例3的结构示意图;
图3为本发明实施例1纳米纤维增香过滤膜的扫描电镜图(SEM);
图4为本发明实施例1纳米纤维增香过滤膜的投射电镜图(TEM);
其中,1、香烟滤嘴,2、香烟本体,3、纳米纤维增香过滤膜,4、纳米纤维增香过滤膜芯体,5、纳米纤维增香过滤膜壁体,6、醋酸纤维滤芯。
具体实施方式
应该指出,以下详细说明都是例示性的,旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明,本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式,而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式也意图包括复数形式,此外,还应当理解的是,当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时,其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合;
术语解释部分:本申请中的术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或为一体;可以是直接连接,也可以是通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部连接,或者两个元件的相互作用关系,对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。
正如背景技术所介绍的,现有技术中存在香烟滤嘴香气可持久性差、长时间保存容易流失、过滤性能较差的不足,为了解决如上的技术问题,本发明提出了一种基于纳米纤维结构的香烟滤嘴及香烟。
实施例1:
如图1所示,本实施例提供了一种基于纳米纤维结构的香烟滤嘴,包括醋酸纤维滤芯6,所述醋酸纤维滤芯6一端设置有一个纳米纤维增香过滤膜3;其中,所述纳米纤维增香过滤膜3包括纳米纤维增香过滤膜芯体4和包围在纳米纤维增香过滤膜芯体4外围的纳米纤维增香过滤膜壁体5。
所述纳米纤维增香过滤膜3为壳体结构,其直径与醋酸纤维滤芯6直径相同。在本实施例中,纳米纤维增香过滤膜3的厚度为0.8mm,醋酸纤维滤芯6的直径为8mm。
所述纳米纤维增香过滤膜芯体4为溶解有单一薄荷醇或者混合香料的聚乙烯醇(PVA,平均分子量为77000),能够解决香料保存问题。进一步的,纳米纤维增香过滤膜芯体4通过溶解有单一薄荷醇或者混合香料的聚乙烯醇(PVA,平均分子量为77000)溶液经静电纺丝制备而成;静电纺丝条件为:温度为30℃,大气湿度为35%,纺丝电压为18kv。
所述纳米纤维增香过滤膜壁体5为溶解有聚乙二醇4000相变材料的聚乳酸(PLA,平均分子量为10000)。进一步的,纳米纤维增香过滤膜壁体5是通过含有相变材料的聚合物溶液经同轴静电纺丝制备而成,静电纺丝条件为:温度为30℃,大气湿度为35%,纺丝电压为18kv。
所述纳米纤维增香过滤膜3表面具有过滤孔,过滤孔的孔径为100-300nm。纳米纤维增香过滤膜3具有较大比面积,使其具有天然可过滤特性,能够实现对大分子有害物质的完全过滤,对尼古丁等小分子物质也能实现有效过滤。
本实施例中,纳米纤维增香过滤膜3的扫描电镜图(SEM)和投射电镜图(TEM)如图3、4所示,由图3、4可知,纳米纤维增香过滤膜3由直径为400nm左右的纳米纤维组成。
本实施例的纳米纤维增香过滤膜芯体4所包含的香料可以在含有相变材料纳米纤维增香过滤膜壁体5的保护下隔绝空气、隔热,避免在炎热夏季或者长时间放置情形下,香料挥发或流失。运用同轴静电纺丝制备的含有香料的纳米纤维增香过滤膜壁体纳米纤维,在过滤有害物质的同时不仅可以实现香料的长期保存还可以实现香气的持久释放。
本实施例的香烟滤嘴是在传统醋酸纤维滤嘴的基础上加工设计,在滤嘴与烟丝的衔接部位内置埋放与烟嘴直径相同的圆形纳米纤维增香过滤膜3,纳米纤维膜本身就具有优异天然过滤特性,可以去除过滤空气中PM2.5等有害物质,在筛选剔除过滤烟气中有害物质的同时,可以保证香料的充分释放并使香气感受持久丰厚。
实施例2
本实施例提供了一种基于纳米纤维结构的香烟滤嘴,包括醋酸纤维滤芯6,所述醋酸纤维滤芯6一端设置有两个纳米纤维增香过滤膜3。所述纳米纤维增香过滤膜3包括纳米纤维增香过滤膜芯体4和包围在纳米纤维增香过滤膜芯体4外围的纳米纤维增香过滤膜壁体5。
所述的纳米纤维增香过滤膜3为壳体结构,其厚度为1mm,醋酸纤维滤芯6直径为8mm。所述的纳米纤维增香过滤膜芯体4为溶解有单一柠檬香精的聚乙烯醇(PVA,平均分子量为77000)。
其他结构与实施例1相同,此处不再赘述。
实施例3
本实施例提供了一种香烟,如图2所示,包括香烟本体2和实施例1或实施例2所述的香烟滤嘴1,香烟滤嘴1设置纳米纤维增香过滤膜3的一端与香烟本体2连接。
烟丝燃烧之后在烟叶内部会产生高温烟气,随着烟嘴处吸气压力,烟气会沿烟丝向烟嘴方向传递。较高的烟气温度经过纳米纤维增香过滤膜3处时相变材料吸热融化由固态变成液态,其内部纳米纤维增香过滤膜芯体4结构中所包含的香料与高温烟气接触继而香气释放。在烟丝的持续燃烧中产生的充足高温烟气在大气压力的作用下向纳米纤维增香过滤膜处移动,纳米纤维增香过滤膜2处所包埋的香料在较高温度下持续稳定释放出香气,最终借助香烟滤嘴1实现减害增香。
对比例1
采用传统醋酸纤维滤嘴作为对比。
对比例2
采用传统的微胶囊包埋香料香精的方式制备香烟滤嘴作为对比。
试验例1
测试实施例1和对比例1、2中香烟滤嘴过滤性能、香料存储稳定性能,结果如表1所示:
表1
由表1可知,本发明能够显著提高焦油、烟碱等小分子有害物质的过滤量。香料可以长期保存,香烟存放半年以上无发散,彻底解决了香料在长时间保存时容易挥发或流失的问题。
试验例2
测试实施例1和对比例1、2中香气持久性和香气释放量,结果如表2所示:
表2
香气释放量标准按照表3评分标准进行评价。
表3
由表2可知,本发明的香烟滤嘴可使得香气持久,香气释放较浓烈。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已,并不用于限制本申请,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于纳米纤维结构的香烟滤嘴,其特征在于,包括醋酸纤维滤芯,所述醋酸纤维滤芯一端设置有一个或多个纳米纤维增香过滤膜;其中,所述纳米纤维增香过滤膜包括纳米纤维增香过滤膜芯体和包围在纳米纤维增香过滤膜芯体外围的纳米纤维增香过滤膜壁体。
2.根据权利要求1所述一种基于纳米纤维结构的香烟滤嘴,其特征在于,所述纳米纤维增香过滤膜芯体为溶解有香料的聚合物材质,所述纳米纤维增香过滤膜壁体为溶解有相变材料的聚合物材质。
3.根据权利要求2所述一种基于纳米纤维结构的香烟滤嘴,其特征在于,所述香料为薄荷醇、柠檬香精或香兰素,所述相变材料为聚乙二醇。
4.根据权利要求2所述一种基于纳米纤维结构的香烟滤嘴,其特征在于,所述聚合物为聚乙烯醇或聚乳酸。
5.根据权利要求2所述一种基于纳米纤维结构的香烟滤嘴,其特征在于,所述纳米纤维增香过滤膜芯体通过溶解有香料的聚合物溶液经静电纺丝制备而成;所述纳米纤维增香过滤膜壁体通过含有相变材料的聚合物溶液经同轴静电纺丝制备而成。
6.根据权利要求1所述一种基于纳米纤维结构的香烟滤嘴,其特征在于,所述纳米纤维增香过滤膜有1-3个。
7.根据权利要求1所述一种基于纳米纤维结构的香烟滤嘴,其特征在于,所述纳米纤维增香过滤膜直径与与醋酸纤维滤芯直径相同,纳米纤维增香过滤膜厚度为0.8-1.2mm。
8.根据权利要求1所述一种基于纳米纤维结构的香烟滤嘴,其特征在于,所述纳米纤维增香过滤膜表面具有过滤孔。
9.根据权利要求8所述一种基于纳米纤维结构的香烟滤嘴,其特征在于,所述过滤孔的孔径为50-100nm。
10.一种香烟,其特征在于,包括香烟本体和如权利要求1-9任一所述香烟滤嘴,所述香烟滤嘴设置纳米纤维增香过滤膜的一端与香烟本体相连。
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