[發明專利]含納米碳材料的高效香煙過濾嘴

無效

• 申請號: 200810063747.6
• 申請日: 2008-08-04
• 公開（公告）號: CN101642287A
• 公開（公告）日: 2010-02-10
• 發明（設計）人: 許以華
• 申請（專利權）人: 許以華
• 主分類號: A24D3/06
• 分類號: A24D3/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：

本發明涉及一種負載碳納米材料的香煙過濾嘴。尤其是指一種制作簡單，環保，無毒，高效，效果可調，成本低廉，特別適合大規模生產的新型香煙過濾芯及其制成的過濾嘴。本過濾芯可用于做一次性煙嘴，也可用于做香煙上的過濾嘴，或用在煙斗中。

背景技術

眾所周知，吸煙有害健康。隨著生活水平的提高，煙民們越來越關注身體的健康，作為吸煙大國的中國，應運而生了許多種類的香煙過濾嘴或過濾芯，有負載有機含水凝膠材料的，也有負載多孔硅材料質地的，有相當大的一部分是負載碳材料的，包括活性碳，活性碳纖維，炭化纖維，竹碳，以及用多孔碳材料制成復合物質地的。用多孔碳材料制成的過濾嘴或芯，大都有較好的效果，但普遍存在原料制取過程復雜，困難，設備要求高，成本高，安裝或負載困難，所需碳材料量大等一種或多種不足之處。某些專利使用大顆粒多孔碳材料在負載到醋酸纖維上時，顆粒碳易脫落。有的用特殊的有機溶劑“溶解”碳材料，負載倒容易，但在干燥時容易造成空氣污染或危險，且設備要求高，成本高。有的方案是在多孔碳材料上負載二氧化硅，硅鋁酸鹽，某些二價或三價陽離子，或血紅素等，效果確實很好，但制取工藝復雜，成本高，裝載煙芯困難。以上用碳材料制取過濾芯的方案，主要是利用多孔碳材料的物理吸附性，但物理吸附容量有限，因而造成單個過濾嘴所需碳材料質量大，而本發明雖仍使用碳材料做“吸附”劑，但恰能在具有以上方案優點的基礎上，克服其缺點。本發明所需原料制取工藝技術簡單，設備要求低，成本低，負載容易，負載均勻，每個煙嘴所需碳材料質量極少，負載的碳材料不脫落，生產過程無污染，綜合利用了納米碳材料的物理吸附性和碳表面改性后的化學“吸附”能力，效果奇佳！

發明內容

本發明針對以上發明或實用新型的不足，提供了一種負載納米碳材料的濾芯和用該濾芯做各種香煙過濾嘴的方法。

本發明所使用的碳材料，是高純石墨用電化學方法制取的顆粒狀，直徑在2～20納米左右，或更大一些的納米尺寸碳顆粒。藤田賢一先生的研究表明(專利公告號：CN1078753C)，用電化學方法制取的碳溶膠中，碳納米顆粒中富含羥基，醛基，羧基，和∏鍵等活性基團，且孔隙率高達50％以上，所得的納米碳溶膠液體非常穩定，其表面積在500～860m²/g之間。由于是用高純石墨和水制成，材料本身沒有毒性，在生產過程中不產生污染，此溶膠即使是倒入水體中，在自然條件下，其雙電層結構很快便會被破壞，納米顆粒會團聚沉降，也易被泥土和水草等吸附。所使用的納米碳，也可以是石墨溶膠加包覆劑干燥后的粉末，溶于水后使用。還可以用其他方法制取的超細碳粉用氧化劑氧化后溶于水或其它溶劑后使用。但以電化學方法制取的納米碳為最優選。

本發明所制取的香煙過濾芯，包括用醋酸纖維濾棒或其他吸水材料所制取的棒狀材料浸入上述碳溶膠中，吸足液體后干燥所得的濾芯。由于干燥后的“碳纖維”棒上的碳材料上富含醛基，羥基，羧基和∏鍵等活性基團，使其具有一定的化學選擇“吸附”性。又因為有很大的表面積，所以同時具有物理和化學吸附能力，提高了吸附容量，減少了碳的使用。實驗計算和一百多人次的使用表明，即使濾芯上僅吸附3mg的碳材料，也有與日本進口的CS5煙嘴相同的效果和吸煙口感(用CS5煙嘴外殼做實驗，濾芯用本材料，見圖1)，且煙阻很小。溶膠中的C為納米顆粒，且有大量的活性基團，濾芯干燥后，碳顆粒能牢牢的黏附在材料上而不會脫落。

在用本發明制取香煙過濾芯時，為了增加對香煙煙霧中的有毒有害物的清除率，可以在C溶膠中直接溶入維生素C，水溶性維生素E，原花青素，茶多酚，褪黑激素，DNA，某些金屬陽離子，中藥提取物等共知的可除去CO，氮氧化合物，以及其他自由基成分和苯并芘(a、b)等致癌物的一種或多種物質。

用本發明制取的香煙過濾芯所做的煙嘴(以日本進口的CS5一次性香煙過濾嘴胚體做實驗，見圖1)，在上百人次的抽吸時發現，煙味足，煙味醇和，吸阻小，香煙煙氣的刺激性大為減少。且每個煙嘴可抽5～10支煙，如果在碳納米溶膠中加入薄荷等香味物質，抽煙時口感更佳，可使低擋煙變為高檔煙。因此，本發明所制取的過濾芯可用于一次性煙嘴，也可以制成黑白兩段，或其它組合結構，直接用于香煙的煙嘴或煙斗中。

附圖說明

附圖1為本發明的實施例1，實施例2，實施例3的結構示意圖。

附圖2為本發明的實施例4的結構示意圖。

附圖3為本發明的實施例5的結構示意圖。

附圖4為本發明的實施例6的結構示意圖

具體實施方式：