CN212488444U - 包含具有CO特异吸附能力的亚铜离子基MOFs-凝胶颗粒的三元复合滤棒 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于卷烟辅料技术领域，涉及复合滤棒，尤其涉及包含具有CO特异吸附能力的亚铜离子基MOFs‑凝胶颗粒的三元复合滤棒，将复合颗粒均匀铺洒在开松的烟用丝束中，经成型纸卷制成颗粒滤棒，再与滤棒1和滤棒2进行复合而成，其中所述复合颗粒是表面包裹有相变凝胶的亚铜离子基MOFs颗粒，其添加量为0.1～3mg/mm，所述颗粒滤棒、滤棒1和滤棒2的长度分别为5～20mm。本实用新型所公开的复合滤棒，能高效吸附烟气中的CO，显著降低进入口腔的烟气中CO的含量，吸附率可达15%以上。由于亚铜离子基MOFs‑凝胶复合颗粒材料中相变凝胶的热敏感性能，能显著降低烟气温度，对吸味感官影响不大，具有明显减害效果。

Description

包含具有CO特异吸附能力的亚铜离子基MOFs-凝胶颗粒的三 元复合滤棒

技术领域

本实用新型属于卷烟辅料技术领域，涉及复合滤棒，尤其涉及包含具有CO特异吸附能力的亚铜离子基MOFs-凝胶颗粒的三元复合滤棒。

背景技术

传统卷烟点燃后，烟丝因不完全燃烧，持续释放烟气；加热不燃烧烟草制品，利用高温炙烤烟弹，使烟气释放，这都是烟气中CO产生的主要方式，CO吸入过量，对人体是有害的。

卷烟行业常见的吸附CO方式，主要有过滤嘴的物理截留和功能颗粒的吸附。物理截留是在烟气通过过滤嘴时，CO在过滤嘴内部流动，在其运动过程中不断与滤嘴丝束碰撞，从而被截留；功能颗粒吸附，所用颗粒多为多孔颗粒，其具有内部孔道多、比表面积大、吸附能力强的特性，当CO在内部孔道流动时，由于运动路径过长，动能被消耗殆尽，滞留在功能颗粒内部，从而被吸附，不被吸入口腔。

上述两种方法都存在弊端：物理截留法的截留效率低，因CO是小分子，而过滤嘴中的丝束纤维之间形成的空隙较大，CO可以从空隙中穿过，无法被截留；功能颗粒其吸附不具有选择性，在吸附CO的同时，也将绝大多数的烟气物质予以吸附，降低了烟气品质，影响抽吸口感。

发明内容

针对上述现有技术中存在的不足，本实用新型的目的是公开了一种包含具有CO特异吸附能力的亚铜离子基MOFs凝胶颗粒的三元复合滤棒。

技术方案

一种包含具有CO特异吸附能力的亚铜离子基MOFs凝胶颗粒的三元复合滤棒，将复合颗粒均匀铺洒在开松的烟用丝束中，经成型纸卷制成颗粒滤棒，再与滤棒1和滤棒2进行复合而成，其中所述复合颗粒是表面包裹有相变凝胶的亚铜离子基MOFs颗粒，其添加量为0.1～3mg/mm，所述颗粒滤棒、滤棒1和滤棒2的长度分别为5～20mm。

本实用新型较优公开例中，所述表面包裹有相变凝胶的亚铜离子基MOFs复合颗粒是将加热融化后的相变凝胶均匀喷洒在亚铜离子基MOFs材料颗粒表面，制成。

本实用新型较优公开例中，所述复合颗粒的粒径为30～120目。

本实用新型较优公开例中，在圆周小于等于17mm的细支滤棒中，所述复合颗粒添加量在0.1～1.2mg/mm。

本实用新型较优公开例中，在圆周大于17mm且小于等于22mm的中支滤棒中，所述复合颗粒添加量在0.1～2.2mg/mm。

本实用新型较优公开例中，在圆周大于22mm的粗支滤棒中，所述复合颗粒添加量在 0.1～3mg/mm。

本实用新型较优公开例中，所述颗粒滤棒靠近烟丝端，滤棒1为非空管类且非颗粒类的滤棒，滤棒2靠近唇端、非颗粒类的滤棒。

本实用新型较优公开例中，所述颗粒滤棒靠近烟丝端，滤棒1为空管类或颗粒类滤棒，滤棒2为靠唇端、非颗粒类且非空管类的滤棒。

本实用新型较优公开例中，所述滤棒1靠近烟丝端，任意类型的滤棒；颗粒滤棒居于中间，滤棒2靠近唇端、非颗粒类且非空管类的滤棒。

本实用新型较优公开例中，所述烟用丝束为醋酸纤维素或聚丙烯丝束。

本实用新型所公开的具有CO特异吸附的亚铜离子基MOFs-凝胶材料，由亚铜离子基 MOFs材料和相变凝胶按照质量比为30～60:60～100混合而成，其中，所述亚铜离子基MOFs 为网状金属有机物骨架材料，即Cu(I)-MOFs；所述相变凝胶由相变凝脂、固化剂和润滑剂组成，按质量比相变凝脂:固化剂:润滑剂为70～90:15～30:10～15。

本实用新型较优公开例中，所述相变凝胶按照质量比相变凝脂:固化剂:润滑剂为90:15:10组成。

本实用新型较优公开例中，所述相变凝脂包括但不限于聚乙二醇(PEG)、明胶、石蜡- 石墨复合物、硬脂酸-膨润土纳米混合物中的一种或多种。

本实用新型较优公开例中，所述相变凝脂为分子量为4000和6000的聚乙二醇(PEG)， PEG-4000:PEG-6000质量比为6～9:1～4。

进一步的，所述相变凝脂按照PEG-4000:PEG-6000质量比为8:2。

本实用新型较优公开例中，所述固化剂包括但不限于单硬脂酸甘油酯、三硬脂酸甘油酯中的一种或多种。

进一步的，所述固化剂为单硬脂酸甘油酯。

本实用新型较优公开例中，所述润滑剂包括但不限于氢化植物油、丙二醇、蜂蜡、棕榈蜡中的一种或多种。

本实用新型较优公开例中，所述润滑剂为氢化植物油和蜂蜡，氢化植物油:蜂蜡质量比为1～3:7～9。

进一步的，所述润滑剂为氢化植物油和蜂蜡，氢化植物油:蜂蜡质量为2:8。

本实用新型所公开的复合材料，软化温度在45～55℃之间；当温度超过55℃时，复合材料开始融化；当温度超过65℃时，复合材料完全融化，亚铜离子(Cu⁺)基MOFs材料完全暴露在烟气中。

本实用新型对CO吸附率的定义为：

有益效果

本实用新型所公开的复合滤棒，制备工艺简单，无需对现有滤棒成型设备进行改造，所制得的复合滤棒能高效吸附烟气中的CO，显著降低进入口腔的烟气中CO的含量，吸附率可达15％以上。由于亚铜离子基MOFs-凝胶复合颗粒材料中相变凝胶的热敏感性能，能显著降低烟气温度，但对吸味感官影响不大，具有明显减害效果。

附图说明

图1.包含具有CO特异吸附能力的亚铜离子基MOFs凝胶颗粒的三元复合滤棒结构示意图1；

图2.包含具有CO特异吸附能力的亚铜离子基MOFs凝胶颗粒的三元复合滤棒结构示意图2；

图3.包含具有CO特异吸附能力的亚铜离子基MOFs凝胶颗粒的颗粒醋纤空管三元复合滤棒；

图4.包含具有CO特异吸附能力的亚铜离子基MOFs凝胶颗粒的颗粒胶囊空管三元复合滤棒；

图5.包含具有CO特异吸附能力的亚铜离子基MOFs凝胶颗粒的颗粒沟槽空管三元复合滤棒；

图6.包含具有CO特异吸附能力的亚铜离子基MOFs凝胶颗粒的颗粒降解管三元复合滤棒；

图7.包含具有CO特异吸附能力的亚铜离子基MOFs凝胶颗粒的颗粒降解管胶囊三元复合滤棒；

其中，各部件分别为：1、成型纸；2、颗粒滤棒；3、滤棒1；4、滤棒2；5、醋纤滤棒；6、空管滤棒1；7、胶囊滤棒；8、空管滤棒2；9、沟槽滤棒；10、空管滤棒3；11、降解管滤棒；12、无纸棒；13、胶囊滤棒2。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型进行详细说明，以使本领域技术人员更好地理解本实用新型，但本实用新型并不局限于以下实施例。

实施例1

一种包含具有CO特异吸附能力的亚铜离子基MOFs凝胶颗粒的三元复合滤棒，将复合颗粒均匀铺洒在开松的烟用丝束中，经成型纸1卷制成颗粒滤棒2，再与醋纤滤棒5和空管滤棒6复合而成(图3)，其中，所述颗粒滤棒2为近烟丝端，长度5mm，所述复合颗粒是表面包裹有相变凝胶的亚铜离子基MOFs颗粒，添加量在0.1～2.2mg/mm，空管滤棒6为近唇端，长度10mm，醋纤滤棒5长度15mm，滤棒直径5.85mm。

当烟气经过时，相变凝胶融化，亚铜离子基MOFs材料暴露在烟气中，利用烟气所携带的热量，完成CO的吸附。

以相同步骤，制得与本实施例相同结构的三元复合滤棒作为对照样1，其中添加的颗粒为惰性颗粒。

实施例2

一种包含具有CO特异吸附能力的亚铜离子基MOFs凝胶材料的三元复合滤棒，将复合颗粒均匀铺洒在开松的烟用丝束中，经成型纸1卷制成颗粒滤棒2，再与胶囊滤棒7和空管滤棒8复合而成(图4)，其中，所述颗粒滤棒2为近烟丝端长度10mm，所述复合颗粒是表面包裹有相变凝胶的亚铜离子基MOFs颗粒，添加量在0.1～1.2mg/mm，空管滤棒8为近唇端长度10mm，胶囊滤棒7长度10mm，滤棒直径5.35mm。

当烟气经过时，相变凝胶融化，亚铜离子基MOFs材料暴露在烟气中，利用烟气所携带的热量，完成CO的吸附。

以相同步骤，制得与本实施例相同结构的三元复合滤棒作为对照样2，其中添加的颗粒为惰性颗粒。

实施例3

一种包含具有CO特异吸附能力的亚铜离子基MOFs凝胶材料的三元复合滤棒，将复合颗粒均匀铺洒在开松的烟用丝束中，经成型纸1卷制成颗粒滤棒2，再与沟槽滤棒9和空管滤棒10复合而成(图5)，其中，所述颗粒滤棒2为近烟丝端长度7mm，所述复合颗粒是表面包裹有相变凝胶的亚铜离子基MOFs颗粒，添加量在0.1～2.2mg/mm，空管滤棒10为近唇端长度10mm，沟槽滤棒9长度13mm，滤棒直径6.35mm。

当烟气经过时，相变凝胶融化，亚铜离子基MOFs材料暴露在烟气中，利用烟气所携带的热量，完成CO的吸附。

以相同步骤，制得与本实施例相同结构的三元复合滤棒作为对照样3，其中添加的颗粒为惰性颗粒。

实施例4

一种包含具有CO特异吸附能力的亚铜离子基MOFs凝胶材料的三元复合滤棒，将复合颗粒均匀铺洒在开松的烟用丝束中，经成型纸1卷制成颗粒滤棒2，再与降解管滤棒11和无纸滤棒12复合而成(图6)，其中，所述降解管滤棒11为近烟丝端长度13mm，颗粒滤棒 2居中，长度10mm，所述复合颗粒是表面包裹有相变凝胶的亚铜离子基MOFs颗粒，添加量在0.1～3mg/mm，无纸滤棒12为近唇端长度7mm，滤棒直径7.65mm。

当烟气经过时，相变凝胶融化，亚铜离子基MOFs材料暴露在烟气中，利用烟气所携带的热量，完成CO的吸附。

以相同步骤，制得与本实施例相同结构的三元复合滤棒作为对照样4，其中添加的颗粒为惰性颗粒。

实施例5

一种包含具有CO特异吸附能力的亚铜离子基MOFs凝胶材料的三元复合滤棒，将复合颗粒均匀铺洒在开松的烟用丝束中，经成型纸1卷制成颗粒滤棒2，再与降解管滤棒11和胶囊滤棒13复合而成(图7)，其中，所述降解管滤棒11为近烟丝端长度13mm，颗粒滤棒 2居中，长度10mm，所述复合颗粒是表面包裹有相变凝胶的亚铜离子基MOFs颗粒，添加量在0.1～3mg/mm，胶囊滤棒13为近唇端长度7mm，滤棒直径7.05mm。

当烟气经过时，相变凝胶融化，亚铜离子基MOFs材料暴露在烟气中，利用烟气所携带的热量，完成CO的吸附。

以相同步骤，制得与本实施例相同结构的三元复合滤棒作为对照样5，其中添加的颗粒为惰性颗粒。

将制得的样品及对照样放入自动吸烟机中，抽吸口数与烟气吸入量设置相同，测得烟气中CO的含量，测试检测如下表：

表1.CO吸附率

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种包含具有CO特异吸附能力的亚铜离子基MOFs-凝胶颗粒的三元复合滤棒，将复合颗粒均匀铺洒在开松的烟用丝束中，经成型纸（1）卷制成颗粒滤棒（2），再与滤棒1（3）和滤棒2（4）进行复合而成，其特征在于：所述复合颗粒是表面包裹有相变凝胶的亚铜离子基MOFs颗粒，其添加量为0.1～3mg/mm，所述颗粒滤棒（2）、滤棒1（3）和滤棒2（4）的长度分别为5～20mm。

2.根据权利要求1所述包含具有CO特异吸附能力的亚铜离子基MOFs-凝胶颗粒的三元复合滤棒，其特征在于：所述复合颗粒的粒径为30～120目。

3.根据权利要求1所述包含具有CO特异吸附能力的亚铜离子基MOFs-凝胶颗粒的三元复合滤棒，其特征在于：在圆周小于等于17mm的细支滤棒中，所述复合颗粒添加量在0.1～1.2mg/mm。

4.根据权利要求1所述包含具有CO特异吸附能力的亚铜离子基MOFs-凝胶颗粒的三元复合滤棒，其特征在于：在圆周大于17mm且小于等于22mm的中支滤棒中，所述复合颗粒添加量在0.1～2.2mg/mm。

5.根据权利要求1所述包含具有CO特异吸附能力的亚铜离子基MOFs-凝胶颗粒的三元复合滤棒，其特征在于：在圆周大于22mm的粗支滤棒中，所述复合颗粒添加量在0.1～3mg/mm。

6.根据权利要求1所述包含具有CO特异吸附能力的亚铜离子基MOFs-凝胶颗粒的三元复合滤棒，其特征在于：所述颗粒滤棒（2）靠近烟丝端，滤棒1（3）为非空管类且非颗粒类的滤棒，滤棒2（4）靠近唇端、非颗粒类的滤棒。

7.根据权利要求1所述包含具有CO特异吸附能力的亚铜离子基MOFs-凝胶颗粒的三元复合滤棒，其特征在于：所述颗粒滤棒（2）靠近烟丝端，滤棒1（3）为空管类或颗粒类滤棒，滤棒2（4）靠近唇端、非颗粒类且非空管类的滤棒。

8.根据权利要求1所述包含具有CO特异吸附能力的亚铜离子基MOFs-凝胶颗粒的三元复合滤棒，其特征在于：所述滤棒1（3）靠近烟丝端，任意类型的滤棒；颗粒滤棒（2）居于中间，滤棒2（4）靠近唇端、非颗粒类且非空管类的滤棒。

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