[发明专利]非线性柔性磁性滤嘴元件

说明书

一种吸烟制品或烟草产品中的可磁化物体，其具有这样的磁性：优化使得能够以物品的空间取向相对于磁场独立的方式实现吸烟制品从环境的有效磁性回收。

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年1月16日提交的美国临时申请No.62/446,794的优先权和权益，该临时申请通过引用整体并入本文。

背景技术

丢弃的香烟滤嘴(或通常称为烟头)是全世界最常丢弃的废弃产品。人们可能会争辩说，单个烟头不会造成严重的环境破坏，但每年扔掉的数万亿烟头对环境的累积影响对生态系统构成了重大威胁。2007年，美国生产的带滤嘴香烟超过1.35万亿支，在美国消费的香烟超过3600亿支(USDA 2007)。2014年，全世界生产了超过5,800,000,000,000(5.8万亿)支香烟，以满足超过10亿吸烟者的需求。统计学家估计到2025年世界将生产约9万亿支香烟。据估计，每年约有80％吸过的香烟(2014年为4.6万亿)作为垃圾扔到环境中。这种有毒废物造成巨大的环境、健康和经济负担。

根据圣地亚哥州立大学和Nautilus环境的E.Slaughter等人2010年的一份研究论文，当将一支带有残余烟草的吸过的烟头放入一升有鲦鱼的水中时，在4天内鲦鱼种群(不管是淡水物种还是咸水物种)的死亡率为每10条鲦鱼中就有5条死亡。由于新烟碱类可以用作杀虫剂，因此不难想象烟头垃圾也会伤害昆虫种群。

研究表明，吸烟对一个人的健康有害。大多数人认为仅主流烟草烟雾对人体肺部有害。这不完全正确。2014年销售的5.6万亿支卷烟中约90％具有滤嘴。香烟滤嘴可含有12,000至30,000个塑料状醋酸纤维素纤维。香烟滤嘴还可以包含许多其他材料，包括碳颗粒或木炭。在以高速制造工艺生产香烟滤嘴的过程中，当滤嘴被切割成所需长度时，在滤嘴的端面附近暴露或产生醋酸纤维素碎片。几乎所有的香烟滤嘴在端面附近都有这些醋酸纤维素碎片。当这些碎片从滤嘴释放并在吸烟过程中被吸入时，这些碎片被称为“滤嘴微尘”。在1985年菲利普莫里斯公司(Philip Morris,Inc)的实验室规程中将术语“滤嘴微尘”定义为“在抽吸香烟期间从滤嘴中抽出的松散纤维(或颗粒)”。有这样的记录案例，其中醋酸纤维素的焦油饱和片段(例如，滤嘴微尘)会滞留在吸烟者的肺部中，从而造成不可逆的损害。这些被焦油染成褐色的纤维素纤维已被证明能抵抗实验室小鼠的降解。F.Adlkofer博士在他的研究中指出，“很有可能，作者在患有肺癌的吸烟者肺部看到的纤维实际上是醋酸纤维素纤维。”

发明内容

本新颖发明提出了一种非线性磁性滤嘴元件，该元件可以结合在吸烟装置中或结合到吸烟装置，以便能够从环境中磁性回收(以磁性方式回收)扔掉的吸烟装置。物体可包括可磁化材料，该可磁化材料是磁性柔软的。具体地，可磁化材料可具有包括低磁矫顽力、高磁导率、高饱和磁通密度的磁特性的组合，以便最适于使用磁场回收。适于磁性回收的可磁化材料的一个示例是超透磁合金。该合金包括75％镍、20％铁和5％钼。它具有低矫顽力(0.008安培/米)、高磁导率(800,000牛顿/安培²)(相对磁导率为8000)以及7千高斯的饱和磁化强度。铁素体不锈钢也是磁性材料的合适候选者，但其磁导率约为0.002牛顿/安培²(相对磁导率μ/μ₀约为1500，其中μ是材料的磁导率，μ₀是自由空间的磁导率)。柔性磁性滤嘴元件可包括多种材料，该多种材料包括图39中所示的磁性材料(及其相对磁性)。这些材料对施加的强度H场的磁响应如图40所示。具有最低矫顽力(最窄的B-H磁滞回线)的材料最适于磁性拾取，因为它们可以用最小的施加场进行磁化。然而，具有更高饱和磁化强度的材料也将适于施加场的强度没有限制或者物体被吸引的距离小的实施例。