专利名称：一种能降低卷烟烟气中挥发性羰基化合物含量的烟用滤棒及其制备方法
技术领域：
本发明涉及卷烟材料制造、加工领域，尤其涉及一种能降低卷烟烟气中挥发性羰基化合物含量的烟用滤棒及其制备方法。
背景技术：
吸烟对健康的损害已成为全球关注的问题。烟气中含有多种有害成分，挥发性羰基化合物是其中重要的一类，且位列于Hofman名单所列烟气44种有害物质之中。烟气中挥发性羰基化合物主要包括甲醛、乙醛、丙酮、丙烯醛、丙醛、巴豆醛、2-丁酮和丁醛在内的八种化合物，具有较强的纤毛毒性，长期接触会引起慢性鼻炎、神经系统机能障碍等。其中， 甲醛、丙烯醛以及巴豆醛等对动物及人体具有致癌作用。挥发性羰基化合物也是导致烟气对吸烟消费者喉部刺激的重要因素。降低烟气中挥发性羰基化合物含量是烟气减害研究中的重点难题之一。王诗太等利用涂覆有能与醛类物质反应的氨基化合物的纸质滤嘴或在硅胶载体表面引入氨基、脲基或酰胺基化合物并添加到卷烟滤嘴中，可选择性降低主流烟气中甲醛、乙醛、丙醛、丙烯醛以及巴豆醛等物质。聂聪等通过使用醋纤负载胺基材料段和纯醋纤段二元复合嘴棒，可有效降低烟气中挥发性羰基化合物。K. B.考勒等在卷烟滤嘴中添加键合有3-氨丙基甲硅烷基的硅胶，可显著降低烟气中的醛类物质。以上研究都是利用羰基与氨基类物质的亲核加成反应降低烟气中挥发性羰基化合物含量，不过可能由于工艺的复杂性以及所用氨基类物质对烟气的负面影响，目前还未见以上科研成果应用到实际卷烟广品中。因此，发明一种能有效降低卷烟烟气中挥发性羰基化合物含量，且对卷烟抽吸品质无负面影响，并具有工业化应用前景的新技术，是一项挑战性的工作。
发明内容
本发明的目的旨在提供一种能显著降低卷烟烟气中挥发性羰基化合物含量的烟用滤棒及其制备方法。本发明通过以下实施方式实现。一种能显著降低卷烟烟气中挥发性羰基化合物含量的烟用滤棒，其特征在于所述烟用滤棒是介孔氧化铝/醋纤二元或三元复合滤棒。所述二元复合滤棒是由含介孔氧化铝的醋纤滤棒与普通醋纤烟用滤棒按长度比例2 I : I 2相接而成。所述含介孔氧化铝的醋纤滤棒是滤棒成型过程中，由颗粒喂料机将介孔氧化铝颗粒均匀散洒到醋纤丝束上而制成。所述三元复合滤棒是嘴棒成型过程中由颗粒喂料机将介孔氧化铝颗粒添加到两截醋纤滤棒中间预留的空腔而制成。所述每支卷烟二元复合滤棒中介孔氧化铝的添加量为10-40mg/支。
所述每支卷烟三元复合滤棒中介孔氧化铝的添加量为70-120mg/支。所述介孔氧化铝的平均孔径为10_30nm。所述介孔氧化铝的BET比表面为100_300m2/g。所述介孔氧化铝的晶型为Y型氧化铝。所述介孔氧化铝的粒度为20-60目。所述介孔氧化铝由酸性铝盐水溶液与沉淀剂在表面活性剂的存在下发生沉淀反应生成水合氧化铝，然后热转化脱水而成。 所述酸性铝盐为Al (NO3) 3或Al2 (SO4) 3，所述沉淀剂为NH4OH或(NH4) 2C03,所述表面活性剂为聚乙烯醇或聚乙二醇。与现有技术相比，本发明具有以下优点I、相对于在硅胶载体表面、醋纤丝束或纸质滤嘴上引入与羰基化合物反应的氨基、脲基或酰胺基化合物，介孔氧化铝在卷烟嘴棒中的应用工艺更加简洁。2、介孔氧化铝资源丰富，成本低廉，对人体不会造成危害，便于卷烟工业应用。3、介孔氧化铝在嘴棒中的添加不会给卷烟吸味带来负面影响，还可以降低卷烟烟气的刺激性，提升卷烟抽吸品质。
图I、图2和图3为所述介孔氧化铝不同样品的等温吸附曲线及孔径分布曲线；图4为将本发明的介孔氧化铝颗粒应用于醋纤滤棒/介孔氧化铝颗粒/醋纤滤棒三元复合滤棒剖面结构示意图；图中I-滤芯；lb_介孔氧化铝颗粒；la、lc_普通醋纤滤芯；2_内包裹层；3-外包
裹层;图5为将本发明的介孔氧化铝颗粒应用于二元复合滤嘴剖面的结构示意图；图中I-滤芯；Id-加载颗粒醋纤滤芯；Ic-普通醋纤滤芯；2_内包裹层；3_外包裹层。
具体实施例方式以下实施过程及实施例旨在进一步说明本发明而不应当看作是对本发明的限定。实施例I将5Kg30_50目、孔径为24. 4nm介孔氧化铝(1#样)添加到颗粒喂料机(又称嘴棒加碳机)中，在嘴棒成型过程中通过颗粒喂料机将介孔氧化铝颗粒按IOOmg/支卷烟的比例添加到两截醋纤嘴棒预留的空腔中，形成添加介孔氧化铝颗粒的醋纤/介孔氧化铝/醋纤三元复合嘴棒，命名为1#嘴棒。所述介孔氧化铝的微结构参数如表I所示，所述介孔氧化铝的孔径分布曲线如图I所示。表I介孔氧化铝1#样的微结构参数
样品孔容(ml/g) 比表面(m2/g) 平均孔径(mn) —
介孔氧化铝 1# 样 1.5752148.8624.4 —
实施例2将5Kg30_50目、孔径为13. 7nm介孔氧化铝(2#样)添加到颗粒喂料机(又称嘴棒加碳机)中，在嘴棒成型过程中通过颗粒喂料机将介孔氧化铝颗粒按IOOmg/支卷烟的比例添加到两截醋纤嘴棒预留的空腔中，形成添加介孔氧化铝颗粒的醋纤/介孔氧化铝/醋纤三元复合嘴棒，命名为2#嘴棒。所述介孔氧化铝的微结构参数如表2所示，所述介孔氧化铝的孔径分布曲线如图2所示。
表2介孔氧化铝2#样的微结构参数
权利要求
1.一种能降低卷烟烟气中挥发性羰基化合物含量的烟用滤棒，其特征在于所述烟用滤棒是在普通醋纤滤棒中添加了能降低挥发性羰基化合物含量的介孔氧化铝颗粒而形成的三元或二元复合滤棒；所述介孔氧化铝由酸性铝盐水溶液与沉淀剂在表面活性剂的存在下发生沉淀反应生成水合氧化铝，然后热转化脱水而成；所述酸性铝盐为Al (NO3)3或Al2 (SO4)3，所述沉淀剂为NH4OH或(NH4)2CO3，所述表面活性剂为聚乙烯醇或聚乙二醇。
2.根据权利要求I所述的能降低卷烟烟气中挥发性羰基化合物含量的烟用滤棒，其特征在于所述三元复合滤棒是在两截醋纤滤棒中间预留的空腔中添加介孔氧化铝颗粒形成的复合滤棒；所述介孔氧化铝为20-60目的颗粒。
3.根据权利要求I所述的能降低卷烟烟气中挥发性羰基化合物含量的烟用滤棒，其特征在于所述二元复合滤棒由含介孔氧化铝颗粒的醋纤滤棒与普通醋纤烟用滤棒按长度比例2 I : I 2相接而成；所述介孔氧化铝为20-60目的颗粒。
4.根据权利要求2所述的能降低卷烟烟气中挥发性羰基化合物含量的烟用滤棒，其特征在于所述每支卷烟三元复合滤棒中介孔氧化铝的添加量为70-120mg/支。
5.根据权利要求3所述的能降低卷烟烟气中挥发性羰基化合物含量的烟用滤棒，其特征在于所述每支卷烟二元复合滤棒中介孔氧化铝的添加量为10-40mg/支。
6.根据权利要求I所述能降低卷烟烟气中挥发性羰基化合物含量的烟用滤棒，其特征在于所述介孔氧化铝BET比表面在100-300m2/g之间。
7.根据权利要求I所述的能降低卷烟烟气中挥发性羰基化合物含量的烟用滤棒，其特征在于所述介孔氧化铝的平均孔径为10-30nm。
8.根据权利要求I所述的能降低卷烟烟气中挥发性羰基化合物含量的烟用滤棒，其特征在于所述介孔氧化铝的晶体结构为Y型氧化铝。
9.一种能降低卷烟烟气中挥发性羰基化合物含量的烟用滤棒的制备方法，所述烟用滤棒是在普通醋纤滤棒中添加了能降低挥发性羰基化合物含量的介孔氧化铝颗粒而形成的三元或二元复合滤棒；其特征在于所述二元复合滤棒是在滤棒成型过程中，首先由颗粒喂料机将介孔氧化铝颗粒均匀散洒到醋纤丝束上制成含介孔氧化铝嘴棒，然后将其与普通醋纤嘴棒复合而成； 所述三元复合滤棒是滤棒成型过程中由颗粒喂料机将介孔氧化铝颗粒添加到两截醋纤滤棒中间预留的空腔而制成。
全文摘要
本发明公开了一种能降低卷烟烟气中挥发性羰基化合物含量的烟用滤棒及其制备方法，其特征在于所述烟用滤棒是在普通醋纤滤棒中添加了能显著降低烟气中挥发性羰基化合物含量的介孔氧化铝颗粒，进而形成二元或三元复合醋纤滤棒。所述介孔氧化铝的粒径为20-60目，平均孔径为10-30nm，BET比表面为100-300m2/g，晶型为γ型氧化铝。所述每支卷烟二元复合滤棒中介孔氧化铝的添加量为10-40mg/支，所述每支卷烟三元复合滤棒中介孔氧化铝的添加量为70-120mg/支。由于烟气特有的酸性环境以及羰基化合物分子结构特点，介孔氧化铝利用静电吸附作用以及纳米孔限域效应能够实现对烟气中挥发性羰基化合物的选择性吸附，从而达到卷烟减害的目的。
文档编号A24D3/02GK102793270SQ20121027944
公开日2012年11月28日 申请日期2012年8月7日 优先权日2012年8月7日
发明者冯守爱, 黄泰松, 邹克兴, 孟冬玲, 范忠, 韦康, 周俊, 李志华, 黄江锋, 白家峰 申请人:广西中烟工业有限责任公司