CN204032355U - 一种可选择性降低烟气中重金属释放量的复合滤棒 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种可选择性降低烟气中重金属释放量的复合滤棒，滤棒包括滤芯以及包裹在滤芯周向外表面的包裹层，滤芯包括至少一节纤维材料段、至少一节重金属过滤段，在滤芯的长度方向上，重金属过滤段的其中一端与纤维材料段的其中一端相连；重金属过滤段包括纤维丝束以及分布在纤维丝束上的TiO2/MCM-41复合材料颗粒。本实用新型的可选择性降低烟气中重金属释放量的复合滤棒，能够降低卷烟烟气中5种重金属释放量，且可以保持卷烟原有的口味和吸食品质。
Description
技术领域
本实用新型涉及香烟制造技术领域，具体涉及一种可选择性降低烟气中重金属释放量的复合滤棒。
背景技术
大部分重金属是生命活动所需的微量元素，但所有重金属一旦进入食物链，在生物体内富集到一定程度便会产生一定的毒理性，形成重金属污染。重金属污染的危害在于其半衰期长，不能被微生物分解，反而被生物体富集。自从20世纪50年代在日本出现水俣病和骨痛病,并且查明是由于汞污染和镉污染所引起的公害病以后，重金属的环境污染问题受到人们极大的关注。1998年加拿大BC省报道了烟气中有4000多种物质，其中又有107种被明显检出且被认为对人体有害Cr，Ni，As，Cd，Pb等重金属赫然在列。越来越多的研究证实，烟草中的重金属对人体的损害不容忽视，吸烟已成为烟民体内某些重金属积累的主要来源。烟草中的重金属主要来源于植烟土壤，与种子、化肥、地表水、大气等环境因素有关。一旦环境被重金属污染，就不易去除，因此要从烟草的栽培和生长环节对有害元素的含量进行控制是比较困难的。在目前环境污染比较严重的情况下，要快速降低国内烟叶中部分有害元素含量偏高的现状是难以实现的。烟草中的重金属迁移到主流烟气中进入人体的量大约占烟草中重金属总量的4％左右，因此降低主流烟气中重金属的释放量成为研究者们关注的焦点。目前，卷烟滤嘴无法较好地降低烟气中重金属的排放量。
实用新型内容
本实用新型的目的是提出一种可选择性降低烟气中重金属释放量 的复合滤棒，能够选择性地吸收烟气中的重金属。
一种可选择性降低烟气中重金属释放量的复合滤棒，所述滤棒包括滤芯以及包裹在滤芯周向外表面的包裹层，滤芯包括至少一节纤维材料段、至少一节重金属过滤段，在滤芯的长度方向上，重金属过滤段的其中一端与纤维材料段的其中一端相连；所述重金属过滤段包括纤维丝束以及分布在所述纤维丝束上的TiO2/MCM-41复合材料颗粒；在滤芯的长度方向上，位于烟气出口一侧的纤维材料段或重金属过滤段的中心具有孔，此孔贯穿此节纤维材料段或重金属过滤段，滤芯和孔都为圆柱状，其中，孔的直径为滤芯直径的1/8-1/2。
根据本实用新型的一个实施例，进一步的，在纤维材料段和重金属过滤段的周向外表面设置沟槽。
根据本实用新型的一个实施例，进一步的，纤维材料段的数目为至少两节，在滤芯的长度方向上，相邻的两节纤维材料段之间均分布有一节重金属过滤段。
根据本实用新型的一个实施例，进一步的，重金属过滤段的数目为至少两节，在滤芯的长度方向上，相邻的两节重金属过滤段之间均分布有一节纤维材料段。
根据本实用新型的一个实施例，进一步的，在滤芯的长度方向上，重金属过滤段的长度为纤维材料段的长度的1-3倍。
本实用新型的可选择性降低烟气中重金属释放量的复合滤棒，能够降低卷烟烟气中5种重金属释放量，且可以保持卷烟原有的口味和吸食品质。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型的可选择性降低烟气中重金属释放量的复合滤棒的一个实施例的示意图。
具体实施方式
下面参照附图对本实用新型进行更全面的描述，其中说明本实用新型的示例性实施例。下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。下面结合图和实施例对本实用新型的技术方案进行多方面的描述。
下文为了叙述方便，下文中所称的“左”、“右”、“上”、“下”等与附图本身的左、右、上、下等方向一致。
如图1所示，可选择性降低烟气中重金属释放量的复合滤棒包括：滤芯2以及包裹在滤芯周向外表面的包裹层，包裹层分为内包裹层3和外包裹层4。滤芯2包括至少一节纤维材料段5、至少一节重金属过滤段6，在滤芯2的长度方向上，重金属过滤段6的其中一端与纤维材料段5的其中一端相连。重金属过滤段6包括纤维丝束以及分布在纤维丝束上的TiO2/MCM-41复合材料颗粒1。纤维材料段的材质可以为醋酸纤维等，纤维丝束的材质可以为醋酸纤维等。
根据本实用新型的一个实施例，在纤维材料段5和重金属过滤段6的周向外表面设置沟槽。沟槽可以根据具体的需求进行设计，例如，沟槽可以沿滤芯的直径方向设置，并在纤维材料段5和重金属过滤段6的外圆上均匀分布。
根据本实用新型的一个实施例，纤维材料段5的数目为至少两节，在滤芯2的长度方向上，相邻的两节纤维材料段5之间均分布有一节重金属过滤段6。
根据本实用新型的一个实施例，重金属过滤段6的数目为至少两节，在滤芯2的长度方向上，相邻的两节重金属过滤段6之间均分布 有一节纤维材料段5。
根据本实用新型的一个实施例，滤芯的长度方向上位于烟气出口一侧的纤维材料段或重金属过滤段的中心具有孔7。孔7可以贯穿此节纤维材料段或重金属过滤段，也可以贯穿多节纤维材料段或重金属过滤段。
根据本实用新型的一个实施例，滤芯2的长度方向的两端都为纤维材料段5，滤芯的长度方向上位于烟气出口一侧的纤维材料段的中心具有孔7。
纤维材料段5不仅可以延缓卷烟主流烟气经过滤芯时与重金属过滤段6互相接触的时间，还可以使卷烟主流烟气更为分散均匀的进入重金属过滤段6，以增加卷烟主流烟气与重金属过滤段6的接触面积。包裹层可以增加滤芯中纤维材料段5和重金属过滤段6之间的连接强度。
滤芯的两侧分别为烟气入口和烟气出口，烟气入口是指滤芯和烟草接触的一侧(即图1中的左侧)，烟气出口是指滤芯和人嘴接触的一侧(即图1中的右侧)。滤芯的长度方向上位于烟气出口一侧的纤维材料段或重金属过滤段的中心具有孔具有以下作用：1、烟气从左向右经过的时候，氨、焦油、重金属等有害成分更多地吸附到位于烟气出口一侧的具有孔的纤维材料段或重金属过滤段上，位于烟气出口一侧的具有孔的纤维材料段或重金属过滤段的吸附效果比位于烟气出口一侧的实心的纤维材料段或重金属过滤段好；2、具有孔的纤维材料段或重金属过滤段减少了材料使用量、降低了成本。
包裹层包括内包裹层3和外包裹层4，内包裹层3包裹于滤芯2的周向外表面之外，外包裹层4包裹于内包裹层3之外。内包裹层和/或外包裹层可以为水松纸。内包裹层可以包括至少两张水松纸，每节纤维材料段或每节氨过滤段之外均包裹有一张水松纸，外包裹层包括一张水松纸。内包裹层的内表面可以设置多个凸点。
根据本实用新型的一个实施例，滤芯2为圆柱状或椭圆柱状，孔为圆柱状或椭圆柱状。在滤芯2的直径方向上，孔7的尺寸为滤芯的 尺寸的1/8-1/2。在滤芯的长度方向上，重金属过滤段6的尺寸为纤维材料段5的尺寸的1-3倍。
本实用新型的可选择性降低烟气中重金属释放量的复合滤棒，滤芯为二元复合滤芯，二元复合滤芯是由间隔设置的醋酸纤维段和醋酸纤维加TiO2/MCM-41复合材料颗粒的复合段构成。醋酸纤维加TiO2/MCM-41复合材料颗粒的复合段是通过将以颗粒状的TiO2/MCM-41复合材料散洒到醋酸纤维丝束上而形成的。
本实用新型的可选择性降低烟气中重金属释放量的复合滤棒，利用与醋酸纤维段间隔设置的醋酸纤维加TiO2/MCM-41复合材料颗粒的复合段有效降低卷烟主流烟气中5种重金属释放量，如：铬、镍、砷、镉、铅，幅度达到20％以上，进而达到降低卷烟危害性的目的，且可以保持卷烟原有的口味和吸食品质。外两层包裹滤芯的包裹层，使本实用新型二元复合滤棒的结构更稳固。
根据本实用新型的一个实施例，醋酸纤维加TiO2/MCM-41复合材料颗粒的复合段6是通过将以颗粒状的TiO2/MCM-41复合材料散洒到醋酸纤维丝束上而形成的。醋酸纤维加TiO2/MCM-41复合材料都为现有技术中的已知材料TiO2/MCM-41复合材料的制备方法为现有技术中的已知方法。
例如，MCM-41为有序介孔材料，是一种纳米结构材料，具有孔道呈六方有序排列、大小均匀。步骤一：将1.0g MCM-41分子筛超声溶解于10mL异丙醇中，钛酸四丁酯逐滴加入上述溶液中搅拌45min,然后在得到的溶液中缓慢加入10mL去离子水,搅拌2h使钛酸四丁酯充分水解；步骤二：将生成的样品分别用水、乙醇离心清洗,于80℃下干燥8h,500℃下焙烧4h,得到TiO2担载量的TiO2/MCM-41复合材料；步骤三：将产物造粒后，过40～60目筛后得到TiO2/MCM-41复合材料；步骤四：将制得的TiO2/MCM-41复合材料做为滤嘴添加材料。
现以相同生产条件下醋酸纤维一元滤棒的卷烟为对照样品，采用本实用新型结构的二元复合滤棒降低卷烟主流烟气中5种重金属释放量的结果如下表1所示。
表1TiO2/MCM-41复合材料降低5种重金属释放量的结果
本实用新型的可选择性降低烟气中重金属释放量的复合滤棒，能够降低卷烟烟气中5种重金属释放量，且可以保持卷烟原有的口味和吸食品质。
上述本实用新型所公开的任一技术方案除另有声明外，如果其公开了数值范围，那么公开的数值范围均为优选的数值范围，任何本领域的技术人员应该理解：优选的数值范围仅仅是诸多可实施的数值中技术效果比较明显或具有代表性的数值。由于数值较多，无法穷举，所以本实用新型才公开部分数值以举例说明本实用新型的技术方案，并且，上述列举的数值不应构成对本实用新型创造保护范围的限制。
如果本文中使用了“第一”、“第二”等词语来限定零部件的话，本领域技术人员应该知晓：“第一”、“第二”的使用仅仅是为了便于描述上对零部件进行区别如没有另行声明外，上述词语并没有特殊的含义。
同时，上述本实用新型如果公开或涉及了互相固定连接的零部件或结构件，那么，除另有声明外，固定连接可以理解为：能够拆卸地固定连接(例如使用螺栓或螺钉连接)，也可以理解为：不可拆卸的固定连接(例如铆接、焊接)，当然，互相固定连接也可以为一体式结构(例如使用铸造工艺一体成形制造出来)所取代(明显无法采用一体成形工艺除外)。
另外，上述本实用新型公开的任一技术方案中所应用的用于表示位置关系或形状的术语除另有声明外其含义包括与其近似、类似或接近的状态或形状。本实用新型提供的任一部件既可以是由多个单独的组成部分组装而成，也可以为一体成形工艺制造出来的单独部件。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方 案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。
Claims (5)
1.一种可选择性降低烟气中重金属释放量的复合滤棒，其特征在于：
滤棒包括滤芯以及包裹在滤芯周向外表面的包裹层，滤芯包括至少一节纤维材料段、至少一节重金属过滤段，在滤芯的长度方向上，重金属过滤段的其中一端与纤维材料段的其中一端相连；
重金属过滤段包括纤维丝束以及分布在纤维丝束上的TiO2/MCM-41复合材料颗粒；
在滤芯的长度方向上，位于烟气出口一侧的纤维材料段或重金属过滤段的中心具有孔，此孔贯穿此节纤维材料段或重金属过滤段，滤芯和孔都为圆柱状，其中，孔的直径为滤芯直径的1/8-1/2。
2.如权利要求1所述的滤棒，其特征在于：
在纤维材料段和重金属过滤段的周向外表面设置沟槽。
3.根据权利要求2所述的滤棒，其特征在于：
纤维材料段的数目为至少两节，在滤芯的长度方向上，相邻的两节纤维材料段之间均分布有一节重金属过滤段。
4.根据权利要求3所述的滤棒，其特征在于：
重金属过滤段的数目为至少两节，在滤芯的长度方向上，相邻的两节重金属过滤段之间均分布有一节纤维材料段。
5.根据权利要求4所述的滤棒，其特征在于：
在滤芯的长度方向上，重金属过滤段的长度为纤维材料段的长度的1-3倍。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CX01 | Expiry of patent term | ||
| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20141224 |