[发明专利]一种滤嘴截留NNK的浓度分布模式测定方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种滤嘴截留NNK的浓度分布模式测定方法，属于卷烟技术研究领域。

背景技术

卷烟滤嘴可有效截留主流烟气中的焦油及其它各种有害成分。在开发低焦油卷烟产品时，提高滤嘴的烟气截留效率往往是研究者的第一选择。随着低焦油、超低焦油卷烟产品市场的不断扩大，各种材料与规格的滤嘴对主流烟气中各种成分的截留效率、截留规律及截留机理等方面的研究也受到了更多的重视。Keith首先对滤嘴过滤烟气的机理进行了研究，其研究结果显示烟气粒子在滤嘴中的过滤作用主要有三种方式：惯性碰撞、扩散沉积和直接拦截。惯性碰撞与扩散沉积对烟气粒子的截留效率与烟气速率和粒径相关，烟气速率快、粒径大对惯性碰撞有利，反之则有利于扩散沉积，而直接拦截则与烟气速率无关。Keith和Denick还提出微粒过滤效率与微粒粒径的理理论相依性，微粒在平均粒径时最难被过滤，而滤嘴对较大的和较小的微粒具有选择性过滤。Overton对三种过滤方式对烟气粒子截留贡献率进行了研究，结果显示，滤嘴对烟气粒子的截留主要是扩散沉积和直接拦截，其贡献率超过了95%，而惯性碰撞的贡献率非常小，不足5%。另外，滤嘴的不同材料、结构和通风率等对烟气中焦油、NNK（4-甲基亚硝胺基-1-（3-吡啶）-1-丁酮）及不同有害成分的截滤效率有明显的影响，也是重点关注的研究领域。Masafumi Tarora研究了醋酸纤维滤嘴和不同含量的活性炭滤嘴对甲醛的过滤效率。醋纤滤嘴、丙纤滤嘴和改性丙纤滤嘴对烟气中不同成分的截滤性能也存在比较大的差异。Norman与李炎强等的研究显示，烟气化学成分随着滤嘴通风率的升高而减少，但各种物质减少的程度不同。

以上大部分是通过烟气分析评价各种滤嘴对烟气成分的过滤效果，目前尚未有滤嘴截留NNK在滤嘴中分布模式的研究报导。

发明内容

本发明针对现有技术中对滤嘴截留NNK在滤嘴中分布模式的研究存在空白的缺陷，目的是在于提供一种滤嘴截留NNK的纵向及横截面径向的测定方法；该方法可掌握NNK在不同结构滤嘴中的过滤截留分布特征，能定量分析不同结构滤嘴的各个部分对烟气中NNK截留的效率和贡献，可应用于功能滤嘴的烟气过滤性能的评价以及功能滤嘴的设计改进。

本发明提供了一种滤嘴截留NNK的浓度分布模式测定方法，该方法是用激光先将抽吸后的滤嘴进行若干次径向切割后，再将径向切割所得的各滤嘴段沿轴心进行若干次不同半径的同心圆切割，或者先将抽吸后的滤嘴沿轴心进行若干次不同半径的同心圆切割，再将经同心圆切割所得的滤嘴进行若干次径向切割；切割完成后分离出相应个数的圆环状滤嘴段和圆柱形滤嘴段，对经切割分离后所得的各滤嘴段中的NNK含量进行定量分析，并计算出NNK的浓度后，再进行滤嘴截留的NNK浓度分布数据的多项式拟合，即得到滤嘴截留NNK浓度的分布模式。

所述的滤嘴截留NNK的浓度分布模式包括纵向分布模式和径向分布模式。

所述的纵向分布模式是通过对滤嘴的烟丝端到吸食端各段中的NNK浓度分布数据进行多项式拟合得到；所述的径向分布模式是通过对滤嘴的轴心到外周的NNK浓度分布数据进行多项式拟合得到。

上述方法中的多项式拟合为常规的数学方法。

上述方法中优选的切割方法是用激光先将抽吸后的滤嘴进行若干次径向切割，再将径向切割所得的各滤嘴段分别沿其轴心进行两次不同半径的同心圆切割；或者先将抽吸后的滤嘴沿轴心进行两次不同半径的同心圆切割，再将经同心圆切割所得的滤嘴进行若干次径向切割。

所述的滤嘴包括以下滤嘴结构：普通滤嘴、沟槽滤嘴、空腔滤嘴和各种复合滤嘴。

所述的滤嘴主要由醋纤、丙纤、纸质纤维中一种或几种材料制成。

上述方法中激光切割是采用精密激光雕刻机或精密激光切割机切割。

本发明的滤嘴截留NNK的浓度分布模式测定方法包括以下步骤：

1、卷烟的抽吸

将卷烟样品放置于温度20～24℃和相对湿度58～62%的环境中调节至少48h，对烟支进行重量和吸阻筛选，按照GB/T119609-2004标准进行卷烟抽吸；

试验卷烟样品以以下六种不同滤嘴结构为例：普通滤嘴、外置沟槽滤嘴、内置沟槽滤嘴、管柱空腔滤嘴、通风空腔滤嘴、纸醋复合滤嘴；

2、滤嘴的激光切割