CN111358049A - 包含具有CO特异吸附能力的亚铜离子基MOFs-凝胶复合颗粒的二元复合滤棒 - Google Patents
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Abstract
本发明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‑凝胶复合颗粒的二元复合滤棒，经成型纸包卷粘附有亚铜离子基MOFs凝胶复合颗粒的烟用丝束制得的颗粒滤棒，再与滤棒复合而成，其中所述颗粒滤棒靠近烟丝端，长度5mm～30mm，所述复合颗粒是表面包裹有相变凝胶的亚铜离子基MOFs复合颗粒，其添加量为0.1～3mg/mm；所述滤棒靠近唇端，长度5mm～30mm。本发明所公开的二元复合滤棒，制备工艺简单，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
技术领域
本发明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-凝胶复合颗粒的二元复合滤棒。
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，本发明的目的是公开一种包含具有CO特异吸附能力的亚铜离子基MOFs凝胶复合颗粒的二元复合滤棒。
一种包含具有CO特异吸附能力的亚铜离子基MOFs凝胶复合颗粒的二元复合滤棒，经成型纸包卷粘附有亚铜离子基MOFs凝胶复合颗粒的烟用丝束制得的颗粒滤棒，再与滤棒1复合而成，其中所述颗粒滤棒靠近烟丝端，长度5mm～30mm，所述复合颗粒是表面包裹有相变凝胶的亚铜离子基MOFs复合颗粒，其添加量为0.1～3mg/mm；所述滤棒1靠近唇端，长度5mm～30mm。
本发明较优公开例中，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颗粒表面，制成。
本发明较优公开例中，所述复合颗粒的粒径为30～120目。
本发明较优公开例中，所述滤棒1为非空管类非颗粒类滤棒，如醋酸纤维素滤棒、聚丙烯丝束滤棒、胶囊滤棒、芯线滤棒、沟槽滤棒等。
本发明较优公开例中，所述二元复合滤棒的直径在4.5～9.5mm之间。
本发明较优公开例中，所述烟用丝束为醋酸纤维素或聚丙烯丝束。
本发明所公开的具有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。
本发明较优公开例中，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。
本发明较优公开例中，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。
本发明较优公开例中，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。
本发明较优公开例中，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。
本发明较优公开例中，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。
本发明较优公开例中，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。
本发明所公开的复合材料，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。
本发明对CO吸附率的定义为：
有益效果
本发明所公开的二元复合滤棒，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。
附图说明
图1.包含具有CO特异吸附能力的亚铜离子基MOFs凝胶颗粒的二元复合滤棒；
图2.包含具有CO特异吸附能力的亚铜离子基MOFs凝胶颗粒胶囊二元复合滤棒；
图3.包含具有CO特异吸附能力的亚铜离子基MOFs凝胶颗粒醋纤二元复合滤棒；
图4.包含具有CO特异吸附能力的亚铜离子基MOFs凝胶颗粒芯线二元复合滤棒；
图5.包含具有CO特异吸附能力的亚铜离子基MOFs凝胶颗粒沟槽二元复合滤棒；
图6.包含具有CO特异吸附能力的亚铜离子基MOFs凝胶颗粒丙纤二元复合滤棒；
其中，各部件分别为：1、成型纸；2、颗粒滤棒；3、滤棒1；4、胶囊滤棒；5、醋纤滤棒；6、芯线滤棒；7、沟槽滤棒；8、丙纤滤棒。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细说明，以使本领域技术人员更好地理解本发明，但本发明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凝胶复合颗粒的二元复合滤棒，经成型纸1包卷粘附有具有CO特异吸附能力的亚铜离子基MOFs凝胶复合颗粒的烟用丝束制成颗粒滤棒2，再与胶囊滤棒4复合而成(图2)，其中所述颗粒滤棒2靠近烟丝端，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，其添加量为1.5mg/mm，所述胶囊滤棒4靠近唇端，长度25mm，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普通醋纤滤棒作为对照样1。
实施例2
一种包含具有CO特异吸附能力的亚铜离子基MOFs凝胶复合颗粒的二元复合滤棒，经成型纸1包卷粘附有具有CO特异吸附能力的亚铜离子基MOFs凝胶颗粒的烟用丝束制成颗粒滤棒2，再与醋纤滤棒5复合而成(图3)，其中所述颗粒滤棒2靠近烟丝端，长度15mm，所述复合颗粒是表面包裹有相变凝胶的亚铜离子基MOFs复合颗粒，其添加量为2.0mg/mm，所述醋纤滤棒5靠近唇端，长度15mm，为胶囊滤棒，滤棒直径6.85mm。
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普通醋纤滤棒作为对照样2。
实施例3
一种包含具有CO特异吸附能力的亚铜离子基MOFs凝胶复合颗粒的二元复合滤棒，经成型纸1包卷粘附有具有CO特异吸附能力的亚铜离子基MOFs凝胶颗粒的烟用丝束制成颗粒滤棒2，再与芯线滤棒6复合而成(图4)，所述复合颗粒是表面包裹有相变凝胶的亚铜离子基MOFs复合颗粒，其添加量为2.5mg/mm，其中所述颗粒滤棒2靠近烟丝端，长度7mm，所述芯线滤棒6靠近唇端，长度18mm，滤棒直径4.95mm。
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普通醋纤滤棒作为对照样3。
实施例4
一种包含具有CO特异吸附能力的亚铜离子基MOFs凝胶复合颗粒的二元复合滤棒，经成型纸1包卷粘附有具有CO特异吸附能力的亚铜离子基MOFs凝胶颗粒的烟用丝束制成颗粒滤棒2，再与沟槽滤棒7复合而成(图5)，其中所述颗粒滤棒2靠近烟丝端，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复合颗粒，其添加量为2.1mg/mm，所述沟槽滤棒7靠近唇端，长度23mm，滤棒直径5.75mm。
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普通醋纤滤棒作为对照样4。
实施例5
一种包含具有CO特异吸附能力的亚铜离子基MOFs凝胶复合颗粒的二元复合滤棒，经成型纸1包卷粘附有具有CO特异吸附能力的亚铜离子基MOFs凝胶颗粒的烟用丝束制成颗粒滤棒2，再与丙纤滤棒8复合而成(图6)，其中所述颗粒滤棒2靠近烟丝端，长度20mm，所述复合颗粒是表面包裹有相变凝胶的亚铜离子基MOFs复合颗粒，其添加量为3.0mg/mm，所述丙纤滤棒8靠近唇端，长度10mm，滤棒直径7.30mm。
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普通醋纤滤棒作为对照样5。
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
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明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，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (9)
1.一种包含具有CO特异吸附能力的亚铜离子基MOFs凝胶复合颗粒的二元复合滤棒，经成型纸（1）包卷粘附有亚铜离子基MOFs凝胶复合颗粒的烟用丝束制得的颗粒滤棒（2），再与滤棒1（3）复合而成，其特征在于：所述颗粒滤棒（2）靠近烟丝端，所述复合颗粒是表面包裹有相变凝胶的亚铜离子基MOFs复合颗粒，其添加量为0.1～3mg/mm；所述滤棒1（3）靠近唇端。
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凝胶复合颗粒的二元复合滤棒，其特征在于：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颗粒表面，制成。
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凝胶复合颗粒的二元复合滤棒，其特征在于：所述复合颗粒的粒径为30～120目。
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凝胶复合颗粒的二元复合滤棒，其特征在于：所述颗粒滤棒（2）长度5mm～30mm。
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凝胶复合颗粒的二元复合滤棒，其特征在于：所述滤棒1（3）为非空管类非颗粒类滤棒。
6.根据权利要求4所述包含具有CO特异吸附能力的亚铜离子基MOFs凝胶复合颗粒的二元复合滤棒，其特征在于：所述滤棒1（3）为醋酸纤维素滤棒、聚丙烯丝束滤棒、胶囊滤棒、芯线滤棒、沟槽滤棒。
7.根据权利要求4所述包含具有CO特异吸附能力的亚铜离子基MOFs凝胶复合颗粒的二元复合滤棒，其特征在于：所述滤棒1（3）长度5mm～30mm。
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凝胶复合颗粒的二元复合滤棒，其特征在于：所述二元复合滤棒的直径在4.5～9.5mm之间。
9.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凝胶复合颗粒的二元复合滤棒，其特征在于：所述烟用丝束为醋酸纤维素或聚丙烯丝束。
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| CN202010300452.7A CN111358049A (zh) | 2020-04-16 | 2020-04-16 | 包含具有CO特异吸附能力的亚铜离子基MOFs-凝胶复合颗粒的二元复合滤棒 |
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| CN111358049A true CN111358049A (zh) | 2020-07-03 |
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|---|---|---|---|
| CN202010300452.7A Pending CN111358049A (zh) | 2020-04-16 | 2020-04-16 | 包含具有CO特异吸附能力的亚铜离子基MOFs-凝胶复合颗粒的二元复合滤棒 |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN111358049A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114145490A (zh) * | 2021-12-27 | 2022-03-08 | 深圳烟草工业有限责任公司 | 可以提高烟气过滤效率的非均质滤棒 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20050133051A1 (en) * | 2003-12-22 | 2005-06-23 | Philip Morris Usa Inc. | Composite materials and their use in smoking articles |
| CN206119165U (zh) * | 2016-09-18 | 2017-04-26 | 广西中烟工业有限责任公司 | 一种含有琼脂气凝胶颗粒的二元复合滤棒 |
| CN108421532A (zh) * | 2018-03-16 | 2018-08-21 | 江苏科技大学 | 一种以金属有机骨架材料为载体的一氧化碳吸附剂及其制备方法和应用 |
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| CN212464872U (zh) * | 2020-04-16 | 2021-02-05 | 江苏大亚滤嘴材料有限公司 | 包含具有CO特异吸附能力的亚铜离子基MOFs-凝胶复合颗粒的二元复合滤棒 |
-
2020
- 2020-04-16 CN CN202010300452.7A patent/CN111358049A/zh active Pending
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