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含生物植物活性物的多层卷烟滤嘴
    本发明涉及一种卷烟过滤嘴，特别是含生物植物活性物的多层卷烟滤嘴。

    烟草和烟草制品作为特殊的消费品在世界各国经济中占有重要地位，对各国财政收入具有重要的影响。但自16世纪烟草由美洲传入欧洲大陆并在世界范围内传播开后，人们对于吸烟对健康的影响就产生了不同看法，直至今天仍存在一些争议的问题。目前比较一致的看法是：吸烟与多种呼吸系统及心血管系统疾病有关，抽吸低焦油卷烟的安全性相对高些。1954年英国皇家医学会，1964年美国医政总署分别正式发表了“吸烟与健康”报告，根据流行病学调查、烟草化学成分及致癌性、动物试验等多方面的资料，明确提出吸烟对健康是有害的，特别是和肺癌及心血管疾病有关。自此以后，吸烟与健康问题引起了世界范围的关注，许多国家的卫生部门和医学组织以及烟草研究部门都开展了吸烟与健康的各个方面的研究。根据动物实验结果，卷烟烟气的致癌活性集中在焦油，焦油中的稠环芳烃、酚类、亚硝胺可说明大部分的致癌活性。降低卷烟焦油的释放量，从而减少有害物质的绝对释放量，是提高卷烟安全性的主要途径。

    降低卷烟焦油释放量地方法通常有4种：一是减少每次抽吸时燃烧物的量；二是减少吸烟时通过燃烧锥的空气供应量；三是将已产生的焦油物质截留下来；四是减少卷烟抽吸口数。烟气中的焦油成分主要是烟支中的有机物质发生不完全燃烧的分解产物，在烟支上接装滤嘴，如二醋酸纤维素丝束，通过直接拦截、惯性冲击和扩散沉积的作用方式，虽然可以截留部分主流烟气中的有害物质，减少吸烟者吸入的有害烟量，但截留的只是主流烟气中的粒相物。为了进一步降低抽吸者所吸入的烟气中的有害物质量，目前世界一些烟草公司，如美国的R，J，REYNOLDS烟草公司、乌克兰的PeeMTCMa-чepκaccы卷烟厂等，通过在普通过滤嘴中间加入活性炭的方法，截留已产生的通过烟柱流往抽吸者口腔烟气中的甲醇、丙酮、丙烯醛、苯等低沸点有害有机挥发物质，这些方法虽然最大可能地保留了卷烟原来的风味，也截留了部分已产生的通过烟柱流往抽吸者口腔烟气中的有害物质量。但由于卷烟烟气中所含致突变性化合物的多样性与复杂性，上述方法所截留的焦油和致突变性化合物具有一定的局限性，所截留的通过烟柱流往抽吸者口腔烟气中的有害物质量也受到了一定的限制。

    本发明的目的是提供一种含生物植物活性物的多层卷烟滤嘴，在最大可能地保留卷烟原来风味的同时，最大限度地截留已产生的通过烟柱流往抽吸者口腔烟气中的焦油和其他致突变性化合物，最大可能地减少卷烟烟气对吸烟者健康的损害。

    本发明的含生物植物活性物的多层卷烟滤嘴是指除通用的卷烟过滤材料，如二醋酸纤维素或聚丙烯丝束等，以及特种植物所制成的活性炭外，卷烟滤嘴还由生物或/和植物活性物质层组成，每种材料制成具有一定长度的圆柱体，每个圆柱体为一层；含生物植物活性物的多层卷烟滤嘴层数为两层及两层以上，所有各层一层一层紧密相接并由施胶的卷烟纸卷接成一体成圆柱棒状，然后由接装纸接装在烟支上。生物植物活性物以无毒、易于烟气流通和成型的物质为载体，并制造成型，制生物植物活性物质层的一种方法是将二醋酸纤维素或聚丙烯丝束分别浸泡在生物植物活性物中，饱和后低温干燥。本发明的含生物植物活性物的多层卷烟滤嘴有以下组成和成型方式，第一种是：生物活性物层(第一层)紧接烟支；与第一层相接的第二层是植物活性物层；紧接第二层的第三层是活性炭层；滤嘴末端为第四层，是通用的卷烟过滤材料，如二醋酸纤维素或聚丙烯丝束，它的一端与抽吸者口腔接触，另一端与第三层相接。第二种是：生物活性物层(第一层)紧接烟支；与第一层相接的第二层是活性炭层；紧接第二层的第三层是植物活性物层；滤嘴末端为第四层，是通用的卷烟过滤材料，如二醋酸纤维素或聚丙烯丝束，它的一端与抽吸者口腔接触，另一端与第三层相接。第三种是：生物活性物层(第一层)紧接烟支；与第一层相接的第二层是活性炭层；滤嘴末端为第三层，是通用的卷烟过滤材料，如二醋酸纤维素或聚丙烯丝束，它的一端与抽吸者口腔接触，另一端与第二层相接。第四种是：活性炭层(第一层)紧接烟支；与第一层相接的第二层是生物活性物层；紧接第二层的第三层是植物活性物层；滤嘴末端为第四层，是通用的卷烟过滤材料，如二醋酸纤维素或聚丙烯丝束，它的一端与抽吸者口腔接触，另一端与第三层相接。第五种是：活性炭层(第一层)紧接烟支；与第一层相接的第二层是植物活性物层；紧接第二层的第三层是生物活性物层；滤嘴末端为第四层，是通用的卷烟过滤材料，如二醋酸纤维素或聚丙烯丝束，它的一端与抽吸者口腔接触，另一端与第三层相接。第六种是：活性炭层(第一层)紧接烟支；与第一层相接的第二层是生物活性物层；滤嘴末端为第三层，是通用的卷烟过滤材料，如二醋酸纤维素或聚丙烯丝束，它的一端与抽吸者口腔接触，另一端与第二层相接。第七种是：活性炭层(第一层)紧接烟支；与第一层相接的第二层是植物活性物层；滤嘴末端为第三层，是通用的卷烟过滤材料，如二醋酸纤维素或聚丙烯丝束，它的一端与抽吸者口腔接触，另一端与第二层相接。第八种是：植物活性物层(第一层)紧接烟支；与第一层相接的第二层是生物活性物层；紧接第二层的第三层是活性炭层；滤嘴末端为第四层，是通用的卷烟过滤材料，如二醋酸纤维素或聚丙烯丝束，它的一端与抽吸者口腔接触，另一端与第三层相接。第九种是：植物活性物层(第一层)紧接烟支；与第一层相接的第二层是活性炭层；紧接第二层的第三层是生物活性物层；滤嘴末端为第四层，是通用的卷烟过滤材料，如二醋酸纤维素或聚丙烯丝束，它的一端与抽吸者口腔接触，另一端与第三层相接。第十种是：植物活性物层(第一层)紧接烟支；与第一层相接的第二层是活性炭层；滤嘴末端为第三层，是通用的卷烟过滤材料，如二醋酸纤维素或聚丙烯丝束，它的一端与抽吸者口腔接触，另一端与第二层相接。第十一种是：植物活性物层(第一层)紧接烟支；滤嘴末端为第二层，是通用的卷烟过滤材料，如二醋酸纤维素或聚丙烯丝束，它的一端与抽吸者口腔接触，另一端与第一层相接。第十二种是：植物活性物层(第一层)紧接烟支；滤嘴末端为最后层，是通用的卷烟过滤材料，如二醋酸纤维素或聚丙烯丝束，它的一端与抽吸者口腔接触；中间则为一层和多于一层的植物或/和生物活性物层。第十三种是：生物活性物层(第一层)紧接烟支；滤嘴末端为第二层，是通用的卷烟过滤材料，如二醋酸纤维素或聚丙烯丝束，它的一端与抽吸者口腔接触，另一端与第一层相接。第十四种是：生物活性物层(第一层)紧接烟支；滤嘴末端为最后层，是通用的卷烟过滤材料，如二醋酸纤维素或聚丙烯丝束，它的一端与抽吸者口腔接触；中间则为一层和多于一层的植物或/和生物活性物层。在点燃卷烟的过程中，当温度上升到300℃时，烟叶的挥发性成分开始挥发而形成烟气；温度上升至450℃时，烟丝开始焦化；温度上升至600℃时，烟支就被点燃而开始燃烧。卷烟的燃烧存在两种方式，一种是抽吸时的燃烧，一种是抽吸间隙的阴燃。在烟支燃烧时，燃烧的一端呈锥体形状，锥体周围的温度最高。抽吸时，大部分气流都从锥体与卷烟纸相接处的周围进入，而锥体的中部却形成一个致密的不透气的炭化体，气流不大容易通过，锥体周围的含氧量很低，以致使燃烧受到限制。烟支燃烧时，整个烟支内的温度从燃烧锥体到抽吸的一端形成一个很陡的温度梯度，在最陡处可达到约600℃/cm。高温区烟草中，易挥发组分随着烟气流而挥发；中等挥发性成分挥发得迟一些，而且当它们随烟气流进入低温区时一部分还可能被冷凝沉积，在以后一次次抽吸时它们又一次次被挥发、冷凝，直至被抽吸者吸入口腔；高沸点的物质如植物色素、甾族化合物、碳水化合物、氨基酸、蛋白质等就不易挥发，往往会发生热裂解及热合成作用形成新的物质。在较高温度区(碳化体周围)，容易形成稠环芳烃。当然，高沸点物质在燃烧温度范围内仍有一定的蒸汽压，所以也会有一部分高沸点物质直接进入烟气。在卷烟燃吸过程中，同时进行着热裂解、热合成和蒸馏作用。在这些过程中产生的挥发性成分和从燃烧区产生的灼热气体共同形成一种蒸汽流，顺着烟柱运动。此时，蒸气流温度在百分之一秒的时间内从约800℃突然降到约50℃，这就形成了气相和分散相组成的烟气气溶胶，其中含有大量的由有机物微小碎片、碳、灰分、离子化的分子以及过饱和蒸气分子组成的烟气粒相物。新产生的主流烟气的粒子浓度可达5.3*109个/mL，粒子直径在0.02～0.04μm之间分布。卷烟在燃吸过程中从吸烟一端释出的主流烟气一般分为两部分物质，即粒相物和气相物。粒相物约占烟气总量的6％～8％，其余为气相物，含有大量的氮气、二氧化碳、氧气和一氧化碳等。香烟烟气通过香烟柱时被逐渐冷却，到达含生物植物活性物的多层卷烟滤嘴时呈浓厚的气溶胶状态。当烟气气溶胶通过植物和生物活性物层时，粒相物和气相物被初步分离，同时植物和生物活性物层通过吸附、吸收和化学键合的作用方式截滤烟气中的酰胺、酰亚胺、酚类、腈、烟碱、稠环芳烃等烟气中对人体有害的致突变性物质。最常用的过滤材料如二醋酸纤维素通过直接拦截、惯性冲击和扩散沉积的作用方式拦截烟气中的粒状物；活性炭吸附甲醇、丙酮、丙烯醛、苯、甲苯、异戊二烯等烟气中对人体有害的低沸点有机物质。

    本发明与现有技术相比，其显著特点是：不仅保留了通用的卷烟过滤材料，如二醋酸纤维素或聚丙烯丝束所制成的卷烟滤嘴对烟气中粒相物的截滤功能，而且，生物和植物活性物层所具有的活性功能将烟气气溶胶所含粒相物和气相物初步分离后，还增强了这种截滤功能；与在普通过滤嘴中间加入活性炭的方法相比，生物和植物活性物层所具有的活性功能将烟气气溶胶所含粒相物和气相物初步分离后，不仅提高了活性炭的吸附能力，而且生物和植物活性物层还能截留活性炭所不能吸附的通过烟柱流往抽吸者口腔烟气中的高沸点有害有机挥发性物质；另外，活性炭有一定吸附饱和度，要提高活性炭所吸附的有害物质量，就得增加活性炭的使用量，从而导致香烟原有风味的改变，本发明引入具有活性功能的生物和植物活性物层后，克服了这一缺陷。特别是本发明中的植物和生物活性物层具有很强的活性功能，通过吸附、吸收和化学键合的作用方式截滤烟气中的酰胺、酰亚胺、酚类、腈、烟碱、稠环芳烃等烟气中对人体有害的致突变性物质。本发明通过上述多层卷烟滤嘴的协同截滤，与现有卷烟滤嘴相比，在最大可能地保留卷烟原来风味的同时，截留了更多的已产生的通过烟柱流往抽吸者口腔烟气中的焦油和其他对人体有害的致突变性化合物，从而更有效地减少了卷烟烟气对吸烟者健康的损害。

    下面结合实施例对本发明详述：

    实施例一：根据本发明所制成的含生物植物活性物的多层卷烟滤嘴由通用的卷烟过滤材料，活性炭，生物活性物层组成；这种含生物活性物的多层卷烟滤嘴层数为三层，这三层圆柱体一层一层紧密相接并由施胶的卷烟纸卷接成一体成棒状，然后由接装纸接装在烟支上。生物活性物层(第一层)紧接烟支；与第一层相接的第二层是活性炭层；滤嘴末端为第三层，是通用的卷烟过滤材料，它的一端与抽吸者口腔接触，另一端与第二层相接。整个含生物植物活性物的多层卷烟滤嘴长20mm，其中生物活性物层(第一层)长7mm，活性炭层(第二层)长6mm，滤嘴末端即第三层长7mm。

    生物活性物层的制备方法是：将长7mm的二醋酸纤维素丝束浸满天然无毒无刺激性气味并且对烟气有高活性作用的生物制品液体R，然后低温烘干。活性炭层通常使用椰壳活性炭，颗粒大小在20-40目之间。滤嘴末端即第三层所使用的通用的卷烟过滤材料为二醋酸纤维素或聚丙烯丝束。

    实施例二：根据本发明所制成的含生物植物活性物的多层卷烟滤嘴由通用的卷烟过滤材料，活性炭，生物活性物质层和植物活性物层组成；这种含生物和植物活性物的多层卷烟滤嘴层数为四层，这四层圆柱体一层一层紧密相接并由施胶的卷烟纸卷接成一体成棒状，然后由接装纸接装在烟支上。生物活性物层(第一层)紧接烟支；与第一层相接的第二层是植物活性物层；紧接第二层的第三层是活性炭层；滤嘴末端为第四层，是通用的卷烟过滤材料，它的一端与抽吸者口腔接触，另一端与第三层相接。整个含生物植物活性物的多层卷烟滤嘴长25mm，其中生物活性物层(第一层)长6mm，植物活性物层(第二层)长6mm，活性炭层(第三层)长6mm，滤嘴末端即第四层长7mm。

    生物活性物层的制备方法是：将长6mm的二醋酸纤维素丝束浸满天然无毒无刺激性气味并且对烟气有高活性作用的生物制品液体R，然后低温烘干。植物活性物层的制备方法是：将长6mm的二醋酸纤维素丝束浸满天然无毒无刺激性气味并且对烟气有高活性作用的植物提取液P，然后低温烘干。活性炭层通常使用椰壳活性炭，颗粒大小在20-40目之间。滤嘴末端即第四层所使用的通用的卷烟过滤材料为二醋酸纤维素或聚丙烯丝束。