一种高效过滤复合烟嘴及其制备方法与流程

本发明涉及卷烟草，具体涉及一种高效过滤复合烟嘴及其制备方法。

背景技术：

1、过滤烟嘴的背景技术起源于20世纪初，当时烟草公司为了减少烟叶直接接触嘴唇的不适感，发明了早期的过滤嘴。最初的过滤嘴是纸质的，后来发展到使用棉花、石棉等材质。20世纪50年代，随着醋酸纤维的开发，过滤嘴卷烟开始广泛使用。过滤嘴的材料经历了从纸质、棉花到醋酸纤维、活性炭、聚丙烯丝束、无机矿物纤维等多种材料的演变。

2、近30年来，新技术的出现改变了过滤嘴的形态，例如激光打孔技术，通过在过滤嘴上打孔，使抽吸时可以吸入一部分空气，从而减少卷烟烟气的浓度。除了基本的过滤功能，一些过滤嘴还加入了薄荷等物质以减少烟气的刺激度，或者使用纳米材料提高过滤效率。

3、过滤嘴的过滤效率取决于其设计和材料，包括直接拦截、惯性压紧和扩散沉淀等机理。提升过滤烟嘴的过滤效率可以通过多种技术手段实现，以下是一些关键的方法和创新点：(1)多级过滤系统：通过设置多级过滤层，例如活性炭层和纳米级过滤材料层，可以更有效地拦截烟雾中的不同大小的颗粒物和吸附有害化学物质；(2)优化孔隙结构：设计多孔性过滤材料，通过优化孔隙率和孔径，实现对烟雾中大颗粒物质的有效拦截，同时保证空气流动性，减少吸阻；(3)活性炭吸附：使用活性炭作为过滤材料，利用其高吸附性能吸附烟雾中的有害物质，如焦油和尼古丁等；(4)纳米技术应用：采用纳米材料作为过滤介质，因其超高的过滤效率，能够全面过滤掉香烟中的有害物质；(5)空气流通间隔调节：在过滤元件之间设置可调节的空气流通间隔，允许用户根据个人吸烟习惯调节吸阻；(6)使用特殊滤芯：一些过滤烟嘴采用特殊滤芯，如含有人参等草本精华的滤芯，既能过滤焦油，还能提供一定的健康益处。通过这些方法，过滤烟嘴的过滤效率得到了显著提升，有助于减少吸烟者吸入的有害物质。

技术实现思路

1、要解决的技术问题：本发明的目的是提供一种高效过滤复合烟嘴，通过聚乳酸静电纺丝膜，锯齿形聚乳酸静电纺丝膜以及皮芯结构聚乳酸纤维三层叠层复合卷绕而成，锯齿型结构和叠成角度的设计增加烟雾与过滤材料的接触面积，提高过滤效率。

2、技术方案：一种高效过滤复合烟嘴，所述高效过滤复合烟嘴通过聚乳酸静电纺丝膜，锯齿形聚乳酸静电纺丝膜以及皮芯结构聚乳酸纤维三层叠层复合卷绕而成。

3、优选的，所述聚乳酸静电纺丝膜的制备方法包括以下步骤：

4、s11.将聚乳酸加入至二氯甲烷中搅拌溶解，得到5.5-7wt％静电纺丝液；

5、s12.将静电纺丝液进行静电纺丝，得到静电纺丝纤维膜，电压为16-20kv，流速为0.8-1.5ml/h，接受距离为15-22cm。

6、优选的，所述聚乳酸静电纺丝膜的制备方法包括以下步骤：

7、s21.将聚乳酸加入至二氯甲烷中搅拌溶解，得到5.5-7wt％静电纺丝液；

8、s22将静电纺丝液进行静电纺丝，得到静电纺丝纤维膜，电压为16-20kv，流速为0.8-1.5ml/h，接受距离为15-22cm。

9、s23.将静电纺丝纤维膜置于锯齿形结构的模具中进行热定型处理，得到锯齿形结构的聚乳酸纤维膜。

10、优选的，所述聚乳酸静电纺丝膜的制备方法还包括以下步骤：在s21制备得到的静电纺丝液中，加入纳米多孔碳球，纳米多孔炭球在静电纺丝液的含量为1.5-3wt％。

11、优选的，所述步骤s23中热定型处理的温度为100-120℃，时间为40-60s。

12、优选的，所述锯齿形结构由若干圆弧形锯齿单元依次连接而成，每个圆弧锯齿单元的直径为0.5-1.2mm，相邻锯齿纸件的间隔为0.1-0.2mm。

13、上述的高效过滤复合烟嘴的制备方法，所述高效过滤复合烟嘴的制备方法包括以下步骤：

14、s1.以低熔点聚乳酸为皮层材料，以高熔点聚乳酸为芯层材料，将皮层材料和芯层材料分别干燥熔融得到皮层纺丝液和芯层纺丝液，进行纺丝，得到皮芯结构聚乳酸纤维；

15、s2.将聚乳酸静电纺丝膜，皮芯结构聚乳酸纤维和锯齿形聚乳酸静电纺丝膜按一定的角度三层叠层，得到叠层复合结构；

16、s3.以与皮芯结构聚乳酸纤维平行的方向为轴心，将叠层复合结构卷绕得到烟嘴丝束，然后经过热粘合得到高效过滤复合烟嘴。

17、优选的，所述步骤s1中低熔点聚乳酸和高熔点聚乳酸的质量比为50-70：30-50，低熔点聚乳酸的熔点为115-130℃，高熔点聚乳酸的熔点为150-170℃。

18、优选的，所述步骤s2中锯齿形聚乳酸静电纺丝膜的圆弧形锯齿单元中弧形通槽的轴线与皮芯结构聚乳酸纤维呈30-60°。

19、优选的，所述步骤s2中聚乳酸静电纺丝膜，皮芯结构聚乳酸纤维和锯齿形聚乳酸静电纺丝膜的质量比为4-5:5.5-8:6.5-8.5。

20、有益效果：本发明高效过滤复合烟嘴具有以下优点：

21、1.本发明中烟嘴通过聚乳酸静电纺丝膜，锯齿形聚乳酸静电纺丝膜以及皮芯结构聚乳酸纤维三层叠层复合卷绕而成，锯齿形聚乳酸静电纺丝膜与烟嘴的轴线呈30-60°，类似于旋流结构，锯齿型结构和叠成角度的设计增加烟雾与过滤材料的接触面积，提高过滤效率；

22、2.本发明中皮芯结构的聚乳酸纤维采用两种不同熔点的聚乳酸原料进行纺丝织造，在热粘合的过程中加入皮层的聚乳酸纤维会发生一定的熔融，使聚乳酸纤维之间相互粘合，聚乳酸纤维和聚乳酸静电纺丝纤维束之间相互粘合；

23、3.本发明中锯齿形结构中圆弧锯齿单元的直径为0.5-1.2mm，该直径范围区间的烟嘴具有较好的过滤吸附效果，这是由于该直径的圆弧锯齿既可以增加接触面积，而烟雾在通过的时候由不会因为直径的影响烟雾的流速，感官效果更好。

技术特征：

1.一种高效过滤复合烟嘴，其特征在于：所述高效过滤复合烟嘴通过聚乳酸静电纺丝膜，锯齿形聚乳酸静电纺丝膜以及皮芯结构聚乳酸纤维三层叠层复合卷绕而成。

2.根据权利要求1所述的高效过滤复合烟嘴，其特征在于：所述聚乳酸静电纺丝膜的制备方法包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的高效过滤复合烟嘴，其特征在于：所述聚乳酸静电纺丝膜的制备方法包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述的高效过滤复合烟嘴，其特征在于：所述聚乳酸静电纺丝膜的制备方法还包括以下步骤：在s21制备得到的静电纺丝液中，加入纳米多孔碳球，纳米多孔炭球在静电纺丝液的含量为1.5-3wt％。

5.根据权利要求3所述的高效过滤复合烟嘴，其特征在于：所述步骤s23中热定型处理的温度为100-120℃，时间为40-60s。

6.根据权利要求3所述的高效过滤复合烟嘴，其特征在于：所述锯齿形结构由若干圆弧形锯齿单元依次连接而成，每个圆弧锯齿单元的直径为0.5-1.2mm，相邻锯齿纸件的间隔为0.1-0.2mm。

7.根据权利要求1所述的高效过滤复合烟嘴的制备方法，其特征在于：所述高效过滤复合烟嘴的制备方法包括以下步骤：

8.根据权利要求1所述的高效过滤复合烟嘴的制备方法，其特征在于：所述步骤s1中低熔点聚乳酸和高熔点聚乳酸的质量比为50-70：30-50，低熔点聚乳酸的熔点为115-130℃，高熔点聚乳酸的熔点为150-170℃。

9.根据权利要求1所述的高效过滤复合烟嘴的制备方法，其特征在于：所述步骤s2中锯齿形聚乳酸静电纺丝膜的圆弧形锯齿单元中弧形通槽的轴线与皮芯结构聚乳酸纤维呈30-60°。

10.根据权利要求1所述的高效过滤复合烟嘴的制备方法，其特征在于：所述步骤s2中聚乳酸静电纺丝膜，皮芯结构聚乳酸纤维和锯齿形聚乳酸静电纺丝膜的质量比为4-5:5.5-8:6.5-8.5。

技术总结本发明提供了一种高效过滤复合烟嘴的制备方法，所述高效过滤复合烟嘴的制备方法包括以下步骤：S1.以低熔点聚乳酸为皮层材料，以高熔点聚乳酸为芯层材料，将皮层材料和芯层材料分别干燥熔融得到皮层纺丝液和芯层纺丝液，进行纺丝，得到皮芯结构聚乳酸纤维；S2.将聚乳酸静电纺丝膜，皮芯结构聚乳酸纤维和锯齿形聚乳酸静电纺丝膜按一定的角度三层叠层，得到叠层复合结构；S3.以与皮芯结构聚乳酸纤维平行的方向为轴心，将叠层复合结构卷绕得到烟嘴丝束，然后经过热粘合得到高效过滤复合烟嘴。本发明锯齿型结构和叠成角度的设计增加烟雾与过滤材料的接触面积，提高过滤效率。技术研发人员：赵志鑫,文少平,郑盛受保护的技术使用者：苏州领纤新材料科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/18