[发明专利]烟草产品

说明书

本发明公开了一种烟草产品，其包括烟体部分和过滤嘴部分；烟叶被装在所述烟体部分内；其中至少一个过滤片被设置在所述烟体部分内。向香烟烟体添加过滤片的优点是，在过滤片被焦油和颗粒的积聚而堵塞之前，它们可以被烧尽，从而能更好地过滤由吸烟引起的有害物质，保护人体健康。

技术领域

本公开涉及香烟过滤领域。它涉及为了有效地减少人体吸入有毒和有害物质及焦油的目的而向过滤片和烟草产品(包括但不限于香烟和雪茄)的烟体添加一层或多层纳米过滤片和/或微过滤片。

背景技术

纳米过滤片由纳米材料构成，其单个单元的尺寸(在至少一个维度上)在1至1000纳米之间，包括但不限于纳米纤维材料、碳纳米管、碳纳米管膜和氧化石墨烯。微过滤片由微米材料构成，其中单个单元的尺寸(在至少一个维度上)为1至1000微米之间，包括但不限于熔喷无纺织物、碳纤维、碳纤维布、碳膜和碳纤维膜。纳米材料和微米材料可以交织或合成在一起，以形成具有混合尺寸的组成元素的过滤片。本公开还涉及使用静电纺丝制备纳米纤维层的方法。

为了将吸烟对人体健康的影响最小化，以保护居住在吸烟者和受吸烟影响的环境中的人们的健康，并防止吸入可吸入颗粒物和其他有害和不健康物质吸入人体，将过滤层添加到香烟中越来越受到关注。针对香烟过滤已经研究了各种过滤方法和过滤材料。然而，目前的研究和过滤材料在减少吸入颗粒物质方面的应用不能完全满足对吸烟过程中产生的颗粒和有害物质的过滤要求。

在上个世纪，香烟过滤片被广泛用于减少吸烟对人体健康的危害。在20世纪30年代，医生和研究人员发表了一系列关于吸烟与肺部疾病之间关系的研究。那时候，香烟过滤片开始受到关注。香烟中的过滤片的目的是减少吸烟者因燃烧烟草而吸入的烟雾中的焦油和悬浮颗粒物的量。存在一个两难的问题：为了阻止焦油和小尺寸颗粒，过滤片必须具有较小的多孔性，并具有较高的过滤效率，但结果不幸的是，过滤片容易被焦油和有毒物品堵塞。有时，吸烟者在仅抽吸几次后就不可能吸烟。迫切需要找到一种解决方案，使得在吸烟者不会遭受过滤片堵塞的情况下阻止颗粒。

静电纺丝是一种在强电场下使用聚合物溶液或熔体形成喷射流以用于纺丝的技术。近年来，由于其超细纤维加工技术，静电纺丝引起越来越多的关注。目前至少有30种可以电纺的聚合物，包括天然聚合物，如DNA、胶原蛋白和丝蛋白，以及包括合成聚合物，所述合成聚合物包括聚氧乙烯、聚丙烯腈、尼龙、聚乙烯醇、聚氨酯和聚酯。与其他昂贵、耗时且易造成污染的方法相比，静电纺丝可以节省大量成本和能源。由于其纤维直径和高孔隙率特性，使用静电纺丝来制备纳米纤维可以有效地过滤小颗粒，同时确保空气的平稳流动。静电纺丝材料被应用于空气过滤片及相关产品具有巨大的潜力和市场。

为了增强对焦油、尼古丁和悬浮颗粒的过滤能力，香烟过滤片的材料和结构可以被特别设计。PCT申请WO 2004/080217 A1公开了一种电加工的酚醛材料的方法和这种材料应用于香烟。WO 2004/080217 A1中的电处理方法与静电纺丝方法基本相同，但该方法还包括电处理后干燥和高温碳化的步骤。该方法可用于制造纳米/微米纤维和颗粒。这些材料可以用在香烟过滤片中以改进过滤效果。用于香烟的这种阳极氧化酚醛材料不如本发明的材料安全。此外，碳酸酚醛材料易碎，并且易于吸入。当在过滤片中使用精细的微米/纳米纤维或颗粒作为填充材料并放置在小孔径的过滤片中时，过滤层容易被焦油或有害物质颗粒堵塞。

PCT申请WO 2007/048359 A1公开了将5％至10％的纳米纤维混入微米纤维过滤片中的设计。随着纳米纤维的引入，它增加了材料的表面积，并从而增加了其过滤能力。WO2007/048359 A1中的公开内容仍然使用常规醋酸纤维作为过滤材料。由于纳米纤维的量低，该公开对过滤效果提供了小的改进。同时，由于使用纳米纤维和微米纤维的混合设计，焦油、尼古丁、悬浮颗粒更可能通过微米纤维。纳米纤维不能很好地发挥作用，因为当精细的微米/纳米纤维或小孔径的颗粒作为过滤材料被放置在过滤片中时，过滤层很容易被焦油或有害物质颗粒堵塞。