[发明专利]一种新型加热不燃烧卷烟过滤嘴棒及其制备方法

说明书

本发明公开了一种新型加热不燃烧卷烟过滤嘴棒及其制备方法，该过滤嘴棒是由二醋酸纤维素丝束成型获得，在二醋酸纤维素丝束中均匀填充有海藻酸钠‑二氧化硅复合气凝胶。本发明的过滤嘴棒中均匀填充有海藻酸钠‑二氧化硅复合气凝胶，其多孔结构可有效截留烟气中的有害物质，同时可以阻碍热量的传递，很好的提升了吸食体验，在加热不燃烧烟草制品领域有广泛的应用前景。

技术领域

本发明属于吸附过滤材料及烟草技术领域，具体涉及一种新型加热不燃烧卷烟过滤嘴棒及其制备方法。

背景技术

相关研究表明，卷烟烟气中各种化学物质的生成和卷烟燃烧温度的高低有密切关系，卷烟的危害性指数随着卷烟燃烧温度的提高而升高。传统卷烟制品燃烧产生的烟雾存在几十种致癌物质。与传统卷烟不同，加热不燃烧卷烟是一种以加热不燃烧为思路设计的新型低温卷烟制品，其能使烟叶刚好加热到足以散发出味道的程度，而不会点燃烟叶。通常情况下，普通卷烟在吸食时由于高温会产生众多有害物质，而低温卷烟都是在400℃以下吸食，有害物质会大幅减少。在禁烟和控烟的大环境下，对新型烟草制品抽吸过程中有害成分的截留性能的要求更为严格，但传统的过滤嘴棒，如二醋酸纤维素过滤嘴棒的截留性能有限。因此如何开发一种新型加热不燃烧卷烟过滤嘴棒，以提高其截留性能引起了研究者的广泛兴趣。

二氧化硅气凝胶是一种具有三维网络骨架结构和纳米级空洞的轻质无机固体材料，具有极高的孔隙率和比表面积、极低的密度和固含量，同时还表现出优异的绝热、防火特性，其导热系数可低至0.011W/m·K以下，是所有固体材料中隔热性能最好的一种，但纯二氧化硅气凝胶的脆性极大。海藻酸钠是一种多糖类天然聚合物，具有来源广泛、生物相容性好、生物可降解等优点，以海藻酸钠为二氧化硅气凝胶的骨架支撑材料，采用溶胶-凝胶法和冷冻干燥技术制备具有三维网络结构的海藻酸钠-二氧化硅复合气凝胶，可有效提高二氧化硅气凝胶的韧性。

如能将海藻酸钠-二氧化硅复合气凝胶以合适的方法、适当的比例与传统的二醋酸纤维素过滤嘴棒进行复合，或可以有效提高新型加热不燃烧卷烟过滤嘴棒的截留性能。

发明内容

本发明提供一种新型加热不燃烧卷烟过滤嘴棒，以期可以通过加入海藻酸钠-二氧化硅复合气凝胶，提高过滤嘴棒的截留性能。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种新型加热不燃烧卷烟过滤嘴棒，其特点在于：所述过滤嘴棒是由二醋酸纤维素丝束成型获得，在所述二醋酸纤维素丝束中均匀填充有海藻酸钠-二氧化硅复合气凝胶。

进一步地，所述海藻酸钠-二氧化硅复合气凝胶在过滤嘴棒中的质量百分比为5±0.5％。

本发明所述新型加热不燃烧卷烟过滤嘴棒的制备方法为：在由二醋酸纤维素丝束加工成型为过滤嘴棒时，将海藻酸钠-二氧化硅复合气凝胶与二醋酸纤维素丝束均匀混合并共同成型，从而使海藻酸钠-二氧化硅复合气凝胶均匀分布在过滤嘴棒中。

进一步地，所述海藻酸钠-二氧化硅复合气凝胶按如下方法制得：

将10～13g海藻酸钠溶解于30mL的蒸馏水中，形成海藻酸钠溶液；然后向其中加入5mL正硅酸四乙酯，获得上层为正硅酸四乙酯、下层为海藻酸钠溶液的分层溶液；在磁力搅拌下逐滴加入浓度为0.1mol/L的草酸溶液，调节pH为3～5；将所得混合物在40～50℃条件下以600～650r/min的速度搅拌反应7～9h，随着正硅酸四乙酯的水解，溶液逐渐由两相转变为均一相，直至形成均匀的溶胶；

将所得溶胶倒入培养皿中陈化48h，形成稳定的凝胶；用去离子水对所得凝胶进行溶剂交换，置换除去副产物乙醇；最后采用冻干机在-50±2℃下将所得凝胶冻干，再经破碎机破碎为粉体，即获得海藻酸钠-二氧化硅复合气凝胶。

本发明的有益效果体现在：