[發明專利]一種香煙濾嘴及其制備方法

無效

• 申請號: 201210162042.6
• 申請日: 2012-05-23
• 公開（公告）號: CN102669820A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 田保中
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: A24D3/10
• 分類號: A24D3/10
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 陶海鋒

技術領域

本發明涉及一種煙油過濾材料及其制備方法，特別涉及一種用天然高分子物質涂覆于纖維表面，用于制備香煙濾嘴的濾芯材料，能有效吸附過濾香煙主流煙氣。

背景技術

目前，國內外市場上用于制作香煙濾嘴的基本原料以二醋酸纖維素纖維為主，也有三醋酸纖維素纖維、聚丙烯纖維、殼聚糖等合成和天然材料。醋酸纖維素纖維用作香煙濾嘴纖維有一些優勢，例如：因為基礎原料是天然纖維素纖維，所以生產原料來源廣泛；成熟的紡絲及卷曲加工生產工藝賦予了醋酸纖維具有合適的卷曲度和硬挺度，有利于制作具有合適硬挺度和彈性的濾嘴棒；能夠減少香煙主流煙氣焦油量，但不會明顯改變香煙的口感。但是，用醋酸纖維素纖維（下文包括二醋酸纖維素纖維和三醋酸纖維素纖維）制備的香煙濾嘴存在一些缺陷，尤其是阻濾燃吸香煙過程中產生的煙氣中有害致癌物質（例如多環芳烴和醛類物質）的效果不十分理想，例如醋酸纖維素纖維只能濾除香煙主流煙氣中具有潛在致癌性的多環芳烴物質的40%左右。因此，有必要提高香煙濾嘴纖維及其濾嘴本身對香煙主流煙氣的吸附過濾性能。

蠶絲是昆蟲家蠶和柞蠶分泌而形成的一種蛋白質纖維，主要由絲素蛋白和絲膠蛋白組成，對人體無毒，無刺激作用，且具有良好的生物降解性能。最近幾年的研究表明，因為蠶絲蛋白獨特的結構和化學組成，用蠶絲絲素纖維和絲素蛋白多孔材料制備的香煙濾嘴對香煙主流煙氣具有非常好的吸附過濾性能，尤其是具有潛在致癌性的多環芳烴和醛類物質，濾除率可達80%以上。然而，蠶絲纖維或蠶絲蛋白是一種價格較高的天然物質，不適合完全替代醋酸纖維素纖維用來制備香煙濾嘴，因此結合成本低廉的醋酸纖維素纖維和對香煙煙氣吸附過濾性能優異的蠶絲蛋白各自的優點，用比較低廉和不浪費資源的方法賦予醋酸纖維素纖維具有蠶絲纖維或者蠶絲蛋白材料一樣優異的吸附過濾香煙煙氣的性能，是一個值得研究開發的方向。

發明內容

本發明的目的在于克服目前包括醋酸纖維素纖維在內的香煙濾嘴纖維在吸附過濾香煙主流煙氣中致癌性物質方面的不足，提供一種能有效提高香煙濾嘴纖維吸附過濾香煙主流煙氣中多環芳烴和醛類等有害物質能力的濾芯纖維及其制備方法。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案是提供一種香煙濾嘴，以二醋酸纖維素纖維、三醋酸纖維素纖維或聚丙烯纖維為濾芯，蠶絲蛋白以膜狀包覆于濾芯纖維表面，或以顆粒狀或多孔膜狀分散附著于濾芯纖維表面或纖維之間，蠶絲蛋白與濾芯纖維按質量百分比為0.1～30%。

所述的蠶絲蛋白為絲膠蛋白、絲素蛋白中的一種或它們任意比例的混合。

所述的香煙濾嘴的制備方法，以蠶絲為原料，制得蠶絲蛋白溶液，將濾芯纖維浸漬于蠶絲蛋白溶液或蠶絲蛋白乳液中，或將蠶絲蛋白溶液或蠶絲蛋白乳液噴涂在濾芯纖維表面，得到的濾芯纖維再按香煙濾嘴棒成型工藝制備得到香煙濾嘴。

所述的香煙濾嘴的另一種制備方法是，以蠶絲為原料，制得蠶絲蛋白溶液，將蠶絲蛋白溶液與粘合劑混合成乳液，用作香煙濾嘴棒成型粘合劑，制備得到香煙濾嘴。

所述的香煙濾嘴還有一種制備方法是，以蠶絲為原料，制得蠶絲蛋白溶液，將成型的香煙濾嘴棒浸漬于蠶絲蛋白溶液或蠶絲蛋白乳液中，烘干后制備得到香煙濾嘴。

所述的蠶絲蛋白乳液包括蠶絲蛋白溶液與粘合劑，蠶絲蛋白與粘合劑按質量百分比為0.1～95%。

用本發明涉及的技術制備香煙濾嘴對香煙煙氣中致癌性物質有非常好的效果，以醋酸纖維素纖維為例，按本發明技術方案得到的香煙濾嘴，模擬吸煙煙氣分析結果表明，用不同含量的絲素蛋白溶液浸漬處理后，每個24毫米標準長度的香煙濾嘴增重了5～15毫克，主流煙氣中多環芳烴的濾除率達到了65～85%，而對照樣品未處理的香煙濾嘴的多環芳烴濾除率僅為46%。

本發明技術方案依據的原理是：醋酸纖維素纖維的分子上只有羥基和乙酸酯基兩種側基，而聚丙烯纖維分子側基只有甲基，而且無反應活性，對成分復雜的香煙主流煙氣中的化學物質尤其是分子體積較大、且疏水的多環芳烴、分子鏈較長的烷類分子和醛類物質難以吸附，所以目前的醋酸纖維素纖維和聚丙烯纖維對香煙主流煙氣中焦油具有一定程度的阻濾作用，但是對致癌性物質的吸附過濾作用不夠理想。然而，蠶絲蛋白由十八種氨基酸組成，含有大量側鏈較長的酪氨酸、賴氨酸等氨基酸殘基，且分子鏈上分布有大量氨基、羥基等可以與甲醛等醛類物質反應的活性基團，因此吸附于濾嘴纖維表面或者分散于濾嘴纖維之間的蠶絲蛋白可以有效吸附香煙主流煙氣中具有潛在致癌性的多環芳烴和醛類物質。