專利名稱：：采用竹活性炭的卷煙濾嘴的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種巻煙濾嘴，所述巻煙濾嘴可因竹子的香味而在吸煙時提供美學(xué)舒適性，并因竹活性炭而具有優(yōu)異的吸附尼古丁、焦油和揮發(fā)性有害物質(zhì)的能力。
背景技術(shù)：
：—般而言，巻煙由煙絲和巻煙濾嘴組成。由于吸煙時從巻煙濾嘴吸出的煙氣中所包含的諸如尼古丁和焦油等特殊物質(zhì)以及諸如揮發(fā)性有fl物等有毒物質(zhì)對人體有害，所以通過在濾嘴的雙重結(jié)構(gòu)或三重結(jié)構(gòu)中填充諸如木炭(包括橡木細(xì)炭等)等吸附劑而減少諸如燃燒所產(chǎn)生的尼占丁和焦油等有害成分，并由此減少吸入到人體中的有害成分的量，從而開發(fā)巻煙產(chǎn)品。不過，常規(guī)木炭具有100mVg300m"g的較小的比表面積，或者雖然具有較大的比表面積，但吸附對人體有害的有機(jī)物質(zhì)的能力不足，因而過濾效率不足。因此，霈要開發(fā)具有更大的比表面積、具有更好的香味以提供心理舒適性、并且以相同的比表面積能提供非常優(yōu)異的去除有害物質(zhì)的能力的材料。竹子是屬于禾本科的單子葉木本植物，源于亞洲亞熱帶。韓國有n種野生竹種，包括斑竹(Phyllostachysbambusoide)、黑竹、毛竹(PhyllostachyspubescenMazel)和地竹(Sasaborealis)。竹子具有非常強(qiáng)的生存能力，快速伸展地下莖，W此其他植物不能在竹區(qū)存活。竹于數(shù)十年不開花，當(dāng)竹子開花時，該區(qū)域內(nèi)的所有植物立即枯萎。當(dāng)竹子在春天蓬勃生長時，大量的累積能量使其一天能生長高達(dá)l米的長度。竹子的直徑生長在4周內(nèi)完成，然后竹子用3年5年的時間變硬，直至收割。與其他種類的木炭相比，竹炭因其快速生長的特性而具有更高的實用價值。當(dāng)木材被碳化時，只有纖維素保留在細(xì)胞壁上，因而木炭具有許多孔洞。特別而言，因為竹子的細(xì)胞尺寸更大，細(xì)胞間隔更寬，所以竹炭具有更多孔洞。lg竹炭的內(nèi)表面積為約l冊m2300012,從而提供優(yōu)異的持水性、透氣性、吸附性和蓄熱性，但當(dāng)將該竹炭應(yīng)用于巻煙濾嘴時，其吸附諸如尼古丁和焦油等有害物質(zhì)的效率不高。因此，需要進(jìn)行研究以提高比表面積并提供優(yōu)異的吸附性
發(fā)明內(nèi)容技術(shù)問題為了克服這些缺陷，本發(fā)明人已對與普通木炭相比具有更好的吸附能力的物質(zhì)進(jìn)行了研究。結(jié)果，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)竹活性炭具有增加的比表面積和提高的吸附有害物質(zhì)的能力，并因比表面積以外的作用而具有明顯的吸附有機(jī)物質(zhì)的效果，同時提供竹子的香味，并完成了本發(fā)明。本發(fā)明的目的是提供一種巻煙濾嘴，所述巻煙濾嘴因竹子的香味而提供美學(xué)舒適性，并具有提高的在吸煙時過濾尼古丁、焦油和有害有機(jī)物的能力。更具體而言，本發(fā)明的目的是提供--種與采用諸如普通木炭或椰殼活性炭等各種活性炭的常規(guī)的巻煙濾嘴相比具有優(yōu)異的吸附有害物質(zhì)和碘的能力的巻煙濾嘴。此外，本發(fā)明意欲提供一種由采用竹活性炭的過濾材料和一個或多個纖維層組成的巻煙濾嘴，并提供一種具有所述過濾材料和纖維層的不同構(gòu)造的能夠有效濾除有害物質(zhì)的巻煙濾嘴。技術(shù)方案本發(fā)明涉及一種采用竹活性炭的功能化巻煙濾嘴，所述竹活性炭與常用的橡木炭或竹炭相比具有優(yōu)異的去除有害成分的效果，所述巻煙濾嘴因竹子的香味而在吸煙時可提供美學(xué)舒適性。更具體而言，本發(fā)明涉及一種由纖維材料和過濾材料組成的巻煙濾嘴，所述巻煙濾嘴包含至少--種填充有竹活性炭的過濾材料。例如，根據(jù)不同的用途，所述填充有竹活性炭的過濾材料可以位于各根纖維材料之間，或者所述竹活性炭可以分布于整個纖維材料中。根據(jù)本發(fā)明，通過在800'C13001C進(jìn)行焙燒而以熱處理將竹子碳化，從而形成竹炭，然后通過添加竹炭重量的1.5倍3倍的蒸汽來對其進(jìn)行活化，從而制備所述竹活性炭。除了蒸汽，還可使用C02或諸如磷酸、ZnCl2和KOH等化學(xué)品。在抑0'C1300'C焙燒的步驟之后制得竹炭；當(dāng)在600'C950'C將蒸汽添加到其中時，得到的炭被活化以將比表面積增加至少3倍，從而得到竹活性炭。本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)如上所述得到的竹活性炭與具有相同比表面積的竹炭或其他活性炭相比，顯示出顯著提高的吸附有害成分的能力，并且通過使用這樣的竹活性炭，可以得到一種新型的巻煙，所述巻煙能在吸煙時提供竹子的香味，如同吸入竹液，從而提供心理舒適性，同時可以去除巻煙的特征氣味，并完成本發(fā)明。本發(fā)明所用的竹活性炭的比表面積為600m2/g3(KK)m2/g,大于通常所用的炭的比表面積。而且，與源自竹子以外的樹木的活性炭相比，竹活性炭的每相同比表面的體積密度更低，具有更優(yōu)異的去除尼古丁、焦油和有害有機(jī)物的能力。與普通炭或椰子活性炭相比，本發(fā)明的竹活性炭吸附碘的效果顯著提高，具有更優(yōu)異的吸附有害物質(zhì)的效果。根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選的是以粉碎后的細(xì)粉的形式來使用所述竹活性炭。可根據(jù)需要適當(dāng)?shù)剡x擇尺寸，對此不做特殊限制。當(dāng)將竹活性炭配制在三重濾嘴中，從而將纖維材料之間的竹活性炭用作過濾材料時，所述尺寸優(yōu)選為16x35目；小于該尺寸的濾嘴因為較高的壓降而不合乎要求。當(dāng)釆用由纖維材料和過濾材料組成的雙重濾嘴時，考慮到加工性和功效,所述尺寸優(yōu)選為30x80目，更優(yōu)選為40x60目。圖1圖3顯示了采用本發(fā)明的巻煙濾嘴的實例。如圖1所示，可以將所述竹活性炭的粉碎顆粒與纖維材料混合，以使其均勻分布在所述纖維材料中。如圖2所示，可填充過濾材料以使竹活性炭過濾材料層壓在纖維材料之間。如圖3所示，可以將竹活性炭過濾材料填充在煙絲頂部，并將纖維材料填充在其上。此外，竹活性炭可以以巻煙濾嘴的常規(guī)結(jié)構(gòu)中的各種形式使用。纖維材料優(yōu)選為通常用于巻煙制備的醋酸纖維素，但并不限于此，因為本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可在需要時對此進(jìn)行變更。圖1顯示了本發(fā)明的巻煙濾嘴的一個實例。圖2顯示了本發(fā)明的巻煙濾嘴的另一個實例。圖3顯示了本發(fā)明的巻煙濾嘴的再一個實例。圖4顯示了本發(fā)明的實施例中所用的巻煙。附圖標(biāo)記描述如下-1-煙絲2:醋酸纖維素纖維材料3:待填充過濾材料的空腔4:竹活性炭顆粒通風(fēng)處(ventlation)具體實施例方式通過下述說明，本發(fā)明的其他的和進(jìn)一步的目的、特征和優(yōu)勢將更充分地得以體現(xiàn)。實施例為了更具體地解釋本發(fā)明而對實施例進(jìn)行說明，但本發(fā)明并不局限于這些實施例。首先，為了確定竹活性炭去除煙草煙氣成分(特別是作為霍夫曼成分而聞名的有害的煙氣成分)的能力，測量了橡木炭、竹炭和椰殼活性炭的物性，并進(jìn)行了比較分析。竹活性炭的制備將竹子切成1cmx2cm的片材，然后在約1000'C焙燒5小時以得到竹炭。通過添加基于竹炭重量的1.5倍重量的蒸汽，將這樣制得的竹炭在850"C活化3小時。通皿用粉碎機(jī)將這樣得到的竹活性炭粉碎，分離出粒徑為40x60目的顆粒用于試驗。通過采用來自Micrometrics(美國)的ASAP2020儀對比表面積(BET,N2)、孔分布和孔體積進(jìn)行分析。根據(jù)KSM1802法測量體積密度。結(jié)果總結(jié)于表1中。煙草煙氣的分析和結(jié)果為了分析去除煙氣成分的能力，如圖4所示，制備具有三重結(jié)構(gòu)的巻煙濾嘴，其中中間層具有空腔，兩側(cè)由醋酸纖維素纖維制成，并選擇具有一定重量和壓降的巻煙產(chǎn)品。所制得的濾嘴的周長為24.2mm,濾嘴長度為24mm(醋酸纖維素纖維材料部分9mm+空腔6mm+醋酸纖維素纖維材料部分9mm)。(三重空腔巻煙的)選擇條件是重量為786mg±1(Jmg,吸入阻力為89mmH20±2mmH20。采用刀具將在這些條件下所選擇的各個巻煙產(chǎn)品的中間層中的空腔部分切割成5mmx5mm尺寸，以80mg精確稱重的竹活性炭填充中間層中的各個空腔，并采用玻璃紙帶封閉切口。為了分析煙草煙氣，將所述樣品在根據(jù)CORESTA(國際煙草科學(xué)研究合作中心)條件設(shè)定的恒定的溫度和濕度(溫度221C±21C，相對濕度60%±5%)下適應(yīng)48小時后進(jìn)行試驗。根據(jù)ISO3308,為了分析對作為煙草煙氣中的總煙草特定物質(zhì)的有機(jī)物質(zhì)(包括焦油和尼古丁)的吸附能力，3!用RM20吸煙裝置(HetorBo堪waldt,德國)分別燃燒20只巻煙，并分析在92mmCambridge過濾板上所捕獲的煙氣。根據(jù)ISO10315,通過GC分析(氣相色譜分析)進(jìn)行煙氣冷凝物的尼古丁分析。根據(jù)Arista試驗法(1999)測定巻煙的主流煙氣中的揮發(fā)性物質(zhì)(有機(jī)物)。根據(jù)KSM1802試驗程序分析吸附碘的能力，吸附碘的能力是確定吸附巻煙的有害成分的能力的重要因素。對去除煙氣成分的能力進(jìn)行分析，結(jié)果示于表2中。比較例1采用粉碎機(jī)將已在約10001C焙燒了5小時的橡木細(xì)炭粉碎，分離出粒徑為40x60目的顆粒。通過使用來自腿cfometrics(美國)的ASAP2020儀對比表面積(BET,N2)、孔分布和孔體積進(jìn)行分析，結(jié)果總結(jié)于表1中。為了分析巻煙的煙氣，除了采用橡木炭代替竹活性炭外，在與實施例1中所用相同的條件下進(jìn)行試驗。對去除煙氣成分的能力進(jìn)行分析，結(jié)果示于表2中。比較例2采用粉碎機(jī)將已在約1000'C焙燒了5小時的竹炭粉碎，分離出粒徑為40x60目的顆粒。通過使用來自Micrometrics(美國)的ASAP2020儀對比表面積(BET,N2)、孔分布和孔體積進(jìn)行分析，結(jié)果總結(jié)于表1中。為了分析巻煙的煙氣，除了采用竹炭代替竹活性炭外，在與實施例1中所用相同的條件下進(jìn)行試驗。對去除煙氣成分的能力進(jìn)行分析，結(jié)果示于表2中。比較例3椰殼活性炭采用通過在約1000C焙燒5小時，并通過在9501C添加蒸汽將所述木炭活化3小時而制得的椰殼活性炭。通過使用粉碎機(jī)將這樣制得的椰子活性炭粉碎，分離出粒徑為40x60目的顆粒。采用來自Micrametrics(美國)的ASAP2020儀對比表面積(BET，N2)、孔分布和孔體積進(jìn)行分析，并根據(jù)KSM1802法測量體積密度。結(jié)果示于表l中。為了分析巻煙的煙氣，除了采用椰子活性炭代替實施例1中所用的竹活性炭外，進(jìn)行相同的試驗。對它們的去除煙氣成分的能力進(jìn)行分析，結(jié)果示于表2中。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>從表1可以看出，竹活性炭的比表面積是橡木炭或竹炭的比表面積的3倍。雖然本發(fā)明的竹活性炭的比表面積與根據(jù)相同步驟制備的椰殼活性炭的比表面積相似，但前者的孔體積比后者更大，體積密度比后者更低。在表2中，以基于比較例3的椰殼活性炭的測量值(100)的相對值描述焦油、尼古丁和有機(jī)物質(zhì)。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>如表2所示，當(dāng)用在巻煙濾嘴中時，本發(fā)明的竹活性炭顯示出優(yōu)異的吸附能力，因此與采用橡木炭、竹炭或椰殼活性炭的濾嘴相比，更少量的焦油、尼古丁和有機(jī)物質(zhì)得以轉(zhuǎn)移。所吸附的碘(12)的量是橡木炭和竹炭的至少3倍。當(dāng)在吸附能力方面對具有相似比表面積的竹活性炭和椰殼活性炭進(jìn)行比較時，采用竹活性炭的實施例(雖然比表面積比比較例3的小)的吸附能力顯示焦油減少了8.2%,尼古丁減少了7.9外,HCN減少了47.5%,丙烯腈減少了58.8%,異戊二烯減少了51.6%,苯減少了52.3%,甲苯減少了53.3%，1，3-丁二烯減少了36%,吡啶減少了45.45。/。，丙烯醛減少了42.51%，丙醛減少了36.7%，巴豆醛減少了61.5%，甲乙酮(MEK)減少了62.8%,使得吸附有機(jī)物質(zhì)的能力增加了至少30%。與比較例3相比，所吸附的碘的量增加了2.33%。因此，雖然竹活性炭的比表面積比椰殼活性炭的比表面積小，但有害煙氣成分的轉(zhuǎn)移減少了至少30%。當(dāng)將本發(fā)明的竹活性炭用于巻煙濾嘴時，與采用常規(guī)的木炭或其他種類的活性炭的巻煙濾嘴相比，吸附有害煙成分和碘成分的能力顯著提同o當(dāng)20個吸煙者通過采用本發(fā)明的竹活性炭的巻煙濾嘴吸煙時，濃郁的竹子香味(類似于竹子濃縮物)和優(yōu)雅的感覺給他們提供了美學(xué)舒適性，而當(dāng)他們通過采用椰殼活性炭的濾嘴吸取同樣的巻煙時，會有干燥的感覺。工業(yè)實用性如上所述，本發(fā)明的巻煙濾嘴與常規(guī)的采用木炭或椰殼活性炭的巻煙濾嘴相比具有優(yōu)異的吸附有害物貭以及碘的能力。此外，因為竹子的香味，所述巻煙能在吸煙時提供美學(xué)舒適性。權(quán)利要求1.一種由纖維材料和過濾材料組成的卷煙濾嘴，所述卷煙濾嘴包含至少一種填充有竹活性炭的過濾材料。2.如權(quán)利要求1所述的采用竹活性炭的巻煙濾嘴，其中，所述竹活性炭通過下述步驟獲得在1000"C13001C焙燒竹子，然后將得到的炭在600"C950t:進(jìn)行蒸汽處理或者C02處理或者用選自磷酸、ZnCl2和KOH的一種化學(xué)試劑進(jìn)行處理。3.如權(quán)利要求2所述的采用竹活性炭的巻煙濾嘴，其中，所述竹活性炭的比表面積為600m2/g3000m2/g。4.如權(quán)利要求1所述的采用竹活性炭的巻煙濾嘴，其屮，所述填充有竹活性炭的過濾材料位于各根所述纖維材料之間。5.如權(quán)利要求1所述的采用竹活性炭的巻煙濾嘴，所述巻煙濾嘴包含均勻地分布于整個所述纖維材料中的所述竹活性炭。6.如權(quán)利要求1所述的采用竹活性炭的巻煙濾嘴，其中，所述纖維材料層壓在填充有所述竹活性炭的所述過濾材料的頂部以形成兩個層。7.具有權(quán)利要求16任一項所述的巻煙濾嘴的巻煙。全文摘要本發(fā)明涉及采用竹活性炭的卷煙濾嘴，所述竹活性炭與通常所用的橡木炭或竹炭相比，具有優(yōu)異的去除有害成分的效果。本發(fā)明的功能性卷煙濾嘴可因竹子的香味而在吸煙時提供美學(xué)舒適性。更具體而言，本發(fā)明涉及一種采用竹活性炭的卷煙濾嘴，所述卷煙濾嘴包含由醋酸纖維素構(gòu)成的纖維材料和至少一種填充有竹活性炭的過濾材料。本發(fā)明的卷煙濾嘴與采用通常所用的木炭或椰殼活性炭的卷煙濾嘴相比，具有優(yōu)異的吸附有害物質(zhì)的能力以及至少三倍的吸附碘的能力。文檔編號A24D3/00GK101420875SQ200780013092公開日2009年4月29日申請日期2007年4月10日優(yōu)先權(quán)日2006年4月11日發(fā)明者張幸炫,李文壽,金正烈,金永會申請人:韓國煙草人蔘公社