一种含膜插片的卷烟滤棒及卷烟的制作方法

本发明涉及烟草，特别是一种含膜插片的卷烟滤棒及卷烟。

背景技术：

1、烟气中含有多种有害成分，其中又以co、巴豆醛、氢氰酸、氨、苯酚等尤为突出。因此，研究如何降低卷烟主流烟气中的上述物质，提高卷烟吸食安全性对人体健康具有重要意义。滤棒是卷烟的重要组成部分，并成为卷烟减害降焦、保润增香、外观新颖的重要载体。在卷烟滤棒中添加功能材料来降低卷烟烟气中的有害成分是有效的减害手段之一。多孔膜材料因具有大的比表面积、较多的活性位点、良好的吸附特性，已成为卷烟减害增香的优选材料之一。

2、cn103720045a制备了一种以聚乙烯醇和壳聚糖共混形成的功能膜，并将其包覆到颗粒料上用于制造滤棒，可有效吸附卷烟烟气中的有机有害物质。

3、cn102423138a通过电纺丝技术获得具有较高比表面和长径比的多孔纳米纤维，将该材料添加于卷烟滤棒，能够降低卷烟主流烟气中hcn的含量，对烟气中的氨基本没有过滤效果。

4、cn103625090a通过将聚合物原料溶于溶剂配成纺丝液，后通过喷丝头喷向连续移动的原纸基体表面形成纳米纤维膜，得到纳米纤维膜改性纸质基材并应用于制备能降低卷烟焦油和苯酚释放量的卷烟纸质滤棒。

5、cn215381419u提供了一种含功能性薄膜材料固件的卷烟滤棒及卷烟，其固件段内部含有两侧带支撑网的滤膜，通过固件负载的方式将功能性薄膜引入卷烟。然而固件自身以及内部用于固定薄膜材料的支撑网和卡槽等结构将不可避免地引起滤棒及卷烟核心指标，即“质量”的增加，且牺牲了原有醋酸纤维段结构，从而在应用中难以满足加工工艺的实际要求。

6、综上，上述卷烟滤棒添加材料均需通过中空纤维、颗粒等形式添加至滤棒丝束或滤棒成形纸表面，均难以避免由于与烟气气溶胶的接触行为不连续而导致减害效果差的问题，并且存在破坏滤棒和卷烟重要结构指标的固有缺陷，因此亟待开发可更有效降低卷烟烟气中有害成分释放量的卷烟滤棒。

技术实现思路

1、鉴于现有技术存在的问题，本发明提供一种含膜插片的卷烟滤棒，通过在滤棒中以横截面形式添加功能性膜插片，在卷烟抽吸时选择性过滤烟气中的特定组分，有效降低主流烟气中有害成分的释放量，调节主流烟气感官品质。

2、为达到此目的，本发明采用以下技术方案：

3、本发明第一方面提供一种含膜插片的卷烟滤棒，包括位于近烟丝端的第一丝束段、多孔膜插片和位于近嘴端的第二丝束段；所述第一丝束段、多孔膜插片和第二丝束段的外径均相同且依次前后对接；所述多孔膜插片包括基材及附着在基材上的多孔膜；所述多孔膜由多孔聚合物和有机框架材料复合形成。

4、在本发明的一些实施方式中，所述多孔膜插片的基材选自聚酯纤维、聚酰胺纤维中任意一种或两种的组合。

5、在本发明的一些实施方式中，所述多孔聚合物选自聚乙烯醇、壳聚糖、海藻酸钠、透明质酸、聚二甲基硅氧烷中任意一种或几种的组合。

6、在本发明的一些实施方式中，所述有机框架材料选自金属有机框架(mof)、共价有机框架(cof)、共轭微孔聚合物(cmp)中任意一种或几种的组合。

7、在本发明的一些实施方式中，所述多孔膜为多孔聚合物/有机框架材料膜，所述有机框架材料选自mil-53(al)、uio-66、irmof-3、zif-8、zif-7、cof-tcf、tbsbf中任意一种或几种的组合。

8、在本发明的一些实施方式中，所述第一丝束段和第二丝束段均由过滤纤维开松后成型制成。

9、在本发明的一些实施方式中，所述第一丝束段和第二丝束段的材质为醋酸纤维。

10、在本发明的一些实施方式中，所述第一丝束段的长度为6.2～23.8mm，所述多孔膜插片的厚度为0.1～1.0mm，所述第二丝束段的长度为6.2～23.8mm。

11、一种上述含膜插片的卷烟滤棒的制备方法，包括以下步骤：

12、(1)在基材表面制备多孔膜，得到多孔膜插片；

13、(2)将步骤(1)所得多孔膜插片插入第一丝束段和第二丝束段之间，形成含膜插片的卷烟滤棒。

14、在本发明的一些实施方式中，步骤(1)中在基材表面制备多孔膜，包括以下步骤：将基材浸没在多孔聚合物/有机框架材料混合溶液中，一段时间后取出，静置，然后重复上述操作三次，干燥，即得含有多孔聚合物/有机框架材料膜的多孔膜插片。

15、在本发明的一些实施方式中，浸没时间为5～15s静置时间为1～10min；和/或，干燥温度为30～60℃。

16、在本发明的一些实施方式中，所述多孔聚合物/有机框架材料混合溶液的配制包括以下步骤：

17、1)将多孔聚合物溶解于多孔聚合物的良溶剂中，得到多孔聚合物溶液；

18、2)将有机框架材料加入步骤1)得到的多孔聚合物溶液中，分散均匀，得到多孔聚合物/有机框架材料混合溶液。

19、在本发明的一些实施方式中，步骤1)中，所述多孔聚合物溶液中多孔聚合物的质量分数为0.1％～2％；和/或，所述溶解温度为60～100℃。

20、在本发明的一些实施方式中，步骤2)中，所述有机框架材料的浓度为1～10mg/ml；和/或，分散的方式为超声。

21、本发明第二方面提供一种卷烟，包括卷烟滤棒和烟支段，所述卷烟滤棒为上述含膜插片的卷烟滤棒或采用上述制备方法制得的含膜插片的卷烟滤棒。

22、本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：

23、本发明含膜插片多孔膜材料中的有机框架可以在具备金属离子的同时对其改性使其具备羟基、氨基等可选择性吸附有害成分的基团，能够同时对卷烟烟气中的巴豆醛、氢氰酸、氨、苯酚进行选择性吸附，孔径结构、作用力类别可根据所需条件优化，并通过分子尺寸差别对有害组分进行筛分，有效降低主流烟气中有害成分的释放量，调节主流烟气感官品质；所制备的多孔膜材料以插片的形式添加到卷烟滤棒中，形成“三明治结构”(丝束段/膜插片/丝束段)，其中多孔聚合物及聚酯纤维具有良好的力学强度，结构稳定，提供了良好的加工性能，不会显著影响烟支吸阻、质量等核心指标；所涉及材料与基材相互作用强，生物安全性好；方法简单，易操作，具有广阔的应用前景。

技术特征：

1.一种含膜插片的卷烟滤棒，其特征在于，包括位于近烟丝端的第一丝束段、多孔膜插片和位于近嘴端的第二丝束段；所述第一丝束段、多孔膜插片和第二丝束段的外径均相同且依次前后对接；所述多孔膜插片包括基材及附着在基材上的多孔膜；所述多孔膜由多孔聚合物和有机框架材料复合形成。

2.如权利要求1所述的含膜插片的卷烟滤棒，其特征在于，包括以下特征中的一项或几项：

3.如权利要求1所述的含膜插片的卷烟滤棒，包括以下特征中的一项或几项：

4.一种如权利要求1～3任一项所述的含膜插片的卷烟滤棒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

5.如权利要求4所述的含膜插片的卷烟滤棒的制备方法，其特征在于，步骤(1)中在基材表面制备多孔膜，包括以下步骤：将基材浸没在多孔聚合物/有机框架材料混合溶液中，一段时间后取出，静置，然后重复上述操作三次，干燥，即得含有多孔聚合物/有机框架材料膜的多孔膜插片。

6.如权利要求5所述的含膜插片的卷烟滤棒的制备方法，其特征在于，浸没时间为5～15s静置时间为1～10min；和/或，干燥温度为30～60℃。

7.如权利要求5所述的含膜插片的卷烟滤棒的制备方法，其特征在于，所述多孔聚合物/有机框架材料混合溶液的配制包括以下步骤：

8.如权利要求7所述的含膜插片的卷烟滤棒的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述多孔聚合物溶液中多孔聚合物的质量分数为0.1％～2％；和/或，所述溶解温度为60～100℃。

9.如权利要求7所述的含膜插片的卷烟滤棒的制备方法，其特征在于，步骤2)中，所述有机框架材料的浓度为1～10mg/ml；和/或，分散的方式为超声。

10.一种卷烟，包括卷烟滤棒和烟支段，所述卷烟滤棒为权利要求1～3任一项所述的含膜插片的卷烟滤棒或如权利要求4～9任一项所述的制备方法制得的含膜插片的卷烟滤棒。

技术总结本发明涉及烟草技术领域，特别是一种含膜插片的卷烟滤棒及卷烟。本发明提供的含膜插片的卷烟滤棒，包括位于近烟丝端的第一丝束段、多孔膜插片和位于近嘴端的第二丝束段；所述第一丝束段、多孔膜插片和第二丝束段的外径均相同且依次前后对接；所述多孔膜插片包括基材及附着在基材上的多孔聚合物/有机框架材料膜。本发明通过在卷烟滤棒中配置多孔膜插片，可使所有主流烟气完整、连续流经具有选择性过滤功能的膜插片，从而有效提升对烟气中有害物质的选择性吸附及过滤效果，在保持烟香的同时，降低了卷烟烟气中有害成分的释放量。技术研发人员：田志章,江志萍,田楠,张春涛,李登科,马立超,邢立霞受保护的技术使用者：上海烟草集团有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/5/8