用于吸煙制品的活性炭的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了吸煙制品，其包括可抽吸材料和在可抽吸材料下游的過濾嘴。過濾嘴包括活性炭材料，其具有1000?2000m2/g的BET且顯示出比目前用于吸煙制品的過濾嘴的粒狀椰子殼衍生的活性炭更少的粒子漏出。
【專利說明】
用于吸煙制品的活性炭
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本公開內(nèi)容涉及適合于吸煙制品的活性炭，含有此類活性炭的過濾嘴，以及相關(guān) 吸煙制品。
【背景技術(shù)】
[0002] 可燃吸煙制品例如香煙通常具有由紙包裝材料包圍的煙絲（通常以切割填料形 式），形成煙絲條。香煙通過在香煙的一個(gè)端部點(diǎn)燃且燃燒煙絲條由吸煙者采用。吸煙者隨 后通過在香煙的相對(duì)端部或口端部抽吸而接受主流煙氣，所述香煙通常包括過濾嘴。過濾 嘴放置為在主流煙氣遞送至吸煙者之前誘陷主流煙氣的一些成分，且可含有活性炭用于吸 附煙氣成分。
[0003] 含有活性炭的過濾嘴趨于具有粒子漏出的缺點(diǎn)，隨著吸煙者在吸煙制品的口端部 處抽吸，當(dāng)活性炭粒子從過濾嘴中釋放且進(jìn)入吸煙者的口中時(shí)，發(fā)生所述粒子漏出。用于吸 煙制品的過濾嘴中的活性炭通常來源于椰子殼，其可活化至不同程度以控制吸附效率。較 高度活化的炭一般比較不高度活化的炭更有效。然而，當(dāng)椰子殼衍生的活性炭活化至更高 程度時(shí)，磨損阻力減少并且可導(dǎo)致更高量的粒子漏出。此外，活化至高程度的椰子殼衍生的 活性炭在過濾嘴制造過程期間可生成大量粉塵，其可污染過濾嘴制造機(jī)器。
[0004] 盡管具有粒子漏出和撒塵的缺點(diǎn)，但與來源于其他植物源的活性炭相比較，來源 于椰子殼的活性炭趨于更硬且趨于具有更大的磨損阻力。然而，可有利的是采用除椰子殼 外的活性炭源，以便進(jìn)一步改善活性炭的性質(zhì)且因?yàn)橐託な怯邢拶Y源。
[0005] 已提出許多工藝以增加活性炭的硬度。此類工藝包括用聚合物涂布活性炭粒子， 并且修飾粒子表面。然而，此類工藝可導(dǎo)致吸附效率喪失。由某些聚合物制成的活性炭可比 由植物源制成的活性炭更易碎，但在許多情況下，如此硬或致擦傷，使得它可損壞工業(yè)制造 設(shè)備。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的一個(gè)目的是采用除椰子殼外的活性炭源用于吸煙制品過濾嘴中。
[0007] 本發(fā)明的另一個(gè)目的是將活性炭包括到吸煙制品中，在所述吸煙制品中，活性炭 在抽吸期間顯示出比目前用于吸煙制品過濾嘴中的椰子殼衍生的活性炭更少的粒子漏出， 同時(shí)具有類似于或大于目前用于吸煙制品過濾嘴中的椰子殼衍生的活性炭的吸附效率。
[0008] 本發(fā)明的另一個(gè)目的是將活性炭包括到吸煙制品中，在所述吸煙制品中，活性炭 在制造期間顯示出比目前用于吸煙制品過濾嘴中的椰子殼衍生的活性炭更少的撒塵。 [0009]在閱讀且理解本公開內(nèi)容后，本發(fā)明的其他目的對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員將是顯而易 見的，所述公開內(nèi)容包括隨后的權(quán)利要求和附圖。
[0010]在本發(fā)明的方面，吸煙制品包括可抽吸材料和在可抽吸材料下游的過濾嘴。過濾 嘴包括由這樣的工藝形成的活性炭，所述工藝包括使包含纖維素材料和添加的可活化粘合 劑的組合物碳化。優(yōu)選地，粘合劑包含木質(zhì)素。在本發(fā)明的方面，由包含纖維素材料和可活 化粘合劑的組合物形成的活性炭材料用于吸煙制品的過濾嘴的制造中。
[0011] 在本發(fā)明的方面，用于制造吸煙制品的過濾嘴或具有過濾嘴的吸煙制品的方法包 括提供由工藝形成的活性炭材料，所述工藝包括使包含纖維素材料和添加的可活化粘合劑 的組合物碳化;提供用于吸煙制品中的過濾嘴材料;并且組合活性炭材料和過濾嘴材料，以 形成用于吸煙制品的過濾嘴。過濾嘴可摻入吸煙制品中。
[0012] 在本發(fā)明的方面，吸煙制品包括可抽吸材料和在可抽吸材料下游的過濾嘴。過濾 嘴包括具有約1000_2000m2/g的BET、大于約95%的球盤硬度的活性炭材料，并且顯示出比 活化至相同程度的椰子殼衍生的活性炭更少的粒子漏出。粒子漏出分析可在具有標(biāo)準(zhǔn)塞-空間-塞配置的過濾嘴的制品中執(zhí)行，在所述標(biāo)準(zhǔn)塞-空間-塞配置中，椰子殼衍生的活性炭 顯示出至少一些粒子漏出。
[0013] "活化至相同程度"意指椰子殼衍生的活性炭具有在用于過濾嘴中或用作過濾嘴 的活性炭的10 %內(nèi)的BET。"BET"是通過布魯諾爾、埃米特、特勒方程（Brunauer，Emmet， Te 11 er equation)計(jì)算的固體總表面積，如下文實(shí)例中進(jìn)一步描述的。
[0014] 本發(fā)明的過濾嘴和吸煙制品的各個(gè)方面可具有相對(duì)于目前可用的過濾嘴和吸煙 制品的一個(gè)或多個(gè)優(yōu)點(diǎn)。例如，如果椰子殼的供應(yīng)減少，則可有利地使用來源于除椰子殼外 的源的活性炭。作為進(jìn)一步例子，相對(duì)于通常用于吸煙制品的過濾嘴中的椰子殼衍生的活 性炭，本文描述的活性炭的實(shí)施例可導(dǎo)致在制造期間減少的撒塵和在抽吸期間減少的粒子 漏出。在一些實(shí)施例中，活性炭的效率相對(duì)于通常用于吸煙制品的過濾嘴中的椰子殼衍生 的活性炭可增強(qiáng)，同時(shí)維持所需低水平的撒塵和粒子漏出。在閱讀且理解本公開內(nèi)容后，本 文描述的過濾嘴和吸煙制品的一個(gè)或多個(gè)方面的另外優(yōu)點(diǎn)對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員將是顯而 易見的。
[0015] 活性炭是用于描述具有廣泛發(fā)展的內(nèi)部孔結(jié)構(gòu)的含碳吸附劑家族的一般術(shù)語。活 性炭可由含碳源材料產(chǎn)生，所述含碳源材料例如木材、褐煤、煤、椰子皮或殼、泥炭、瀝青、聚 合物、纖維素纖維、聚合物纖維等等?；钚蕴靠赏ㄟ^任何合適的工藝?yán)缥锢砘罨蚧瘜W(xué)活 化產(chǎn)生。在物理活化中，源材料通過碳化、活化/氧化或碳化和活化/氧化使用熱氣體發(fā)展成 活性炭。碳化過程包括在不存在氧的情況下，在通常在約600°C至約900°C的范圍內(nèi)的高溫 下熱解源材料。活化/氧化包括在250°C以上的溫度下，使碳化材料暴露于氧化大氣，例如蒸 汽、二氧化碳或氧。碳化/氧化的溫度通常范圍為約600 °C至約1200 °C。
[0016] 化學(xué)活化包括用某些化學(xué)品浸漬原始源材料，所述化學(xué)品例如酸、堿或鹽，例如磷 酸、氫氧化鉀、氫氧化鈉、氯化鈣或氯化鋅。原材料隨后在通常低于物理活化碳化的溫度下 進(jìn)行碳化。例如，化學(xué)活化碳化的溫度可在約450°C至約900°C的范圍內(nèi)。碳化和活化可同時(shí) 發(fā)生。
[0017] 為了本公開內(nèi)容的目的，含碳源材料可經(jīng)由任何合適的工藝進(jìn)行活化。例如，活化 工藝可包括化學(xué)活化，其可包括相對(duì)于物理活化較短的活化時(shí)間和較低的溫度?？商娲?， 可采用物理活化。
[0018] 在優(yōu)選實(shí)施例中，活性炭由包含纖維素材料和可活化粘合劑的組合物形成。如本 文使用的，"可活化粘合劑"意指可進(jìn)行處理或加工以變成活性炭的粘合劑。因此，可活化粘 合劑連同纖維素材料一起可活化以形成活性炭。可使用任何合適的可活化粘合劑。優(yōu)選地， 可活化粘合劑包含木質(zhì)素、基本上由木質(zhì)素組成、或由木質(zhì)素組成。如本文使用的，"木質(zhì) 素"包括如它在自然界中存在的木質(zhì)素或衍生形式的木質(zhì)素，所述衍生形式的木質(zhì)素起因 于從源材料中提取木質(zhì)素，例如木質(zhì)素?Klignophenol)、木質(zhì)素氨基酸和木質(zhì)素磺酸鹽。
[0019] 任何合適的纖維素材料均可與可活化粘合劑組合使用，以產(chǎn)生活性炭。優(yōu)選地，纖 維素材料包含原始植物材料。合適的原始植物材料的例子包括椰子皮、椰子殼、橄欖石、木 材、纖維素纖維等等?？墒褂玫哪静牡睦影ㄓ材静?、軟木材和廢木材。在實(shí)施例中，纖維 素材料的組合用于產(chǎn)生活性炭。優(yōu)選地，纖維素材料的組合包括木材例如小木塊和植物材 料例如殼或仁。木材與植物材料的重量比可為任何合適比，例如10:90-90:10。
[0020] 用于活化的組合物可包括任何合適量的纖維素和可活化粘合劑。優(yōu)選地，纖維素 材料以約50%或更大的量存在于組合物中。一般地，纖維素材料以小于約99%的量存在于 用于活化的組合物中。更優(yōu)選地，纖維素材料以按重量計(jì)約65%至按重量計(jì)約95%的量存 在于待活化的組合物中。
[0021] 優(yōu)選地，可活化粘合劑以按重量計(jì)約2%或更大的量存在于組合物中。更優(yōu)選地， 可活化粘合劑以按重量計(jì)約5%或更大的量存在于組合物中。一般地，可活化粘合劑以按重 量計(jì)小于50%的量存在于用于活化的組合物中。優(yōu)選地，可活化粘合劑以按重量計(jì)最高達(dá) 約35%的量存在于用于活化的組合物中。更優(yōu)選地，待活化的組合物具有按重量計(jì)約5%至 按重量計(jì)約35 %的可活化粘合劑。
[0022] 如果用于活化的組合物待化學(xué)活化，則可化學(xué)活化組合物可通過將一種或多種化 學(xué)活化劑例如酸、堿或鹽加入包含纖維素材料和可活化粘合劑的組合物中來形成。特異性 化學(xué)活化劑的例子包括磷酸、氫氧化鉀、氫氧化鈉、氯化鈣和氯化鋅。化學(xué)活化劑優(yōu)選以足 夠的量存在，以有利于纖維素材料和可活化粘合劑的化學(xué)活化。在實(shí)施例中，一種或多種化 學(xué)活化劑包含按重量計(jì)約25 %至按重量計(jì)約75 %的可化學(xué)活化組合物。
[0023] 優(yōu)選地，包含纖維素材料和可活化粘合劑的組合物在活化前擠出，無論組合物是 否是可化學(xué)活化組合物。組合物可作為任何合適大小或形狀的團(tuán)塊擠出。優(yōu)選地，組合物擠 出成大致圓柱形的團(tuán)塊。圓柱形團(tuán)塊可具有任何合適的尺寸。優(yōu)選地，圓柱形團(tuán)塊具有約 0 · 5mm至約1mm的直徑。優(yōu)選地，圓柱形團(tuán)塊具有約0 · 5mm至約10mm的長度。更優(yōu)選地，圓柱形 團(tuán)塊具有約1mm至約5mm的長度。
[0024] 例如，擠出和化學(xué)活化一般可如標(biāo)題為CHEMICALLY ACTIVATED CARBON AND METHODS FOR PREPARING THE SAME的W02009/011590中所述執(zhí)行。
[0025] 優(yōu)選地，活性炭在活化后不進(jìn)行修飾。例如，在活化后無涂層或可留下大量殘余物 的其他材料設(shè)置在活性炭上。
[0026] 本發(fā)明的活性炭優(yōu)選顯示出比目前用于吸煙制品過濾嘴中的椰子殼衍生的活性 炭更少的粒子漏出或撒塵。目前采用的椰子殼衍生的活性炭通常是具有30_70(US) (0.595mm X 0.210mm)的網(wǎng)格大小和約1100m2/g的BET的粒狀活性炭。如下文實(shí)例中所示， 參考椰子殼衍生的活性炭具有約〇. 49g/cm3的密度和約98 %的球盤硬度。
[0027] 用于本發(fā)明的過濾嘴中的活性炭顯示出比椰子殼衍生的活性炭更少的粒子漏出 或撒塵，所述椰子殼衍生的活性炭活化至與用于本發(fā)明的過濾嘴中的活性炭相同的程度。 為了參考，用于與本發(fā)明的活性炭比較的椰子殼衍生的活性炭可與標(biāo)準(zhǔn)活性炭相同，但具 有不同水平的活化，以匹配本發(fā)明的活性炭的活化水平。例如，用于制備目前用于吸煙制品 過濾嘴中的椰子殼衍生的活性炭的相同源材料可在與BET為1100m 2/g的椰子殼衍生的活性 炭不同的溫度或時(shí)間下進(jìn)行活化，但使用與目前用于吸煙制品過濾嘴中的椰子殼衍生的活 性炭相同的工藝以其他方式進(jìn)行活化。
[0028] 粒子漏出可通過任何合適的工藝進(jìn)行測(cè)定。優(yōu)選地，粒子漏出經(jīng)由干單口抽吸 (puff)(單位)分析對(duì)含有活性炭的過濾嘴進(jìn)行測(cè)量。當(dāng)過濾嘴(任選摻入吸煙制品中）可操 作地聯(lián)接至吸煙機(jī)(其配備配置為檢測(cè)尺寸范圍為約〇.3μπι至約ΙΟμπι的粒子的粒子計(jì)數(shù)器） 時(shí)，分析粒子漏出。優(yōu)選地，粒子計(jì)數(shù)器是激光散射粒子計(jì)數(shù)器，例如AEROTRAK?粒子 計(jì)數(shù)器。吸煙機(jī)優(yōu)選配置為每13秒/過濾嘴(任選摻入吸煙制品中），在2秒期間獲取55mL的 12次單口抽吸。優(yōu)選地，粒子漏出結(jié)果由多個(gè)過濾嘴或吸煙制品，例如五個(gè)或十個(gè)或更多個(gè) 過濾嘴或吸煙制品的測(cè)試求平均值。
[0029] 本發(fā)明的過濾嘴的活性炭的粒子漏出分析可以下述方式與參考椰子殼衍生的活 性炭相比較。將參考椰子殼衍生的活性炭和本發(fā)明的活性炭摻入測(cè)試制品中，例如基本上 相同的測(cè)試過濾嘴或包括測(cè)試過濾嘴的制品。例如，具有參考椰子殼衍生的活性炭的測(cè)試 制品優(yōu)選具有相同量的活性炭(兩種測(cè)試制品中的炭重量在彼此的5%內(nèi)）。將參考活性炭 摻入測(cè)試制品中，其方式與將本發(fā)明的活性炭摻入相應(yīng)測(cè)試制品中基本上相同。測(cè)試制品 具有塞-空間-塞配置，其中炭加入過濾嘴中的空間內(nèi)。
[0030] 優(yōu)選地，當(dāng)通過對(duì)于參考椰子殼衍生的活性炭產(chǎn)生約580個(gè)計(jì)數(shù)的方法進(jìn)行測(cè)試 時(shí)，本發(fā)明的活性炭顯示出約500個(gè)計(jì)數(shù)或更少的粒子漏出。更優(yōu)選地，當(dāng)通過對(duì)于參考椰 子殼衍生的活性炭產(chǎn)生約580個(gè)計(jì)數(shù)的方法進(jìn)行測(cè)試時(shí)，本發(fā)明的活性炭顯示出約400個(gè)計(jì) 數(shù)或更少的粒子漏出。甚至更優(yōu)選地，當(dāng)通過對(duì)于參考椰子殼衍生的活性炭產(chǎn)生約580個(gè)計(jì) 數(shù)的方法進(jìn)行測(cè)試時(shí)，本發(fā)明的活性炭顯示出約250個(gè)計(jì)數(shù)或更少的粒子漏出。
[0031] 測(cè)試制品中的過濾嘴材料例如醋酸纖維素束的長度、量、密度或組成可改變，以影 響參考椰子殼衍生的活性炭的粒子漏出。一旦在參考測(cè)試制品中達(dá)到所需粒子漏出，本發(fā) 明的活性炭就可在基本相同的測(cè)試制品中進(jìn)行測(cè)試，以測(cè)定本發(fā)明的活性炭的粒子漏出相 對(duì)于參考椰子殼衍生的活性炭的粒子漏出是否減少。
[0032] 為了測(cè)試過濾嘴或吸煙制品是否具有本發(fā)明的活性炭，活性炭可從過濾嘴或吸煙 制品中取出且置于測(cè)試制品中。優(yōu)選地，測(cè)試制品是使用參考椰子殼衍生的活性炭產(chǎn)生約 580的粒子漏出的那種?；钚蕴靠梢匀魏魏线m的方式從過濾嘴或吸煙制品中取出。例如，如 果過濾嘴是塞-空間-塞過濾嘴，則活性炭可從過濾嘴中物理取出。作為進(jìn)一步例子，如果過 濾嘴是醋酸纖維素炭載束(carbon-on-tow)過濾嘴，過濾嘴材料可溶解于例如丙酮中，留下 可干燥且摻入測(cè)試制品中的活性炭。
[0033] 相對(duì)于具有目前用于吸煙制品中的椰子殼衍生的活性炭（30-70網(wǎng)格US(0.595mm x 0.210mm)，1100m2/g BET)的過濾嘴，在粒子漏出中的任何減少視為期望的。
[0034] 當(dāng)與具有與本發(fā)明的過濾嘴的活性炭活化至相同程度的參考活性炭的過濾嘴相 比較時(shí)，本發(fā)明的過濾嘴優(yōu)選顯示出粒子漏出中10%或更多的減少。更優(yōu)選地，與具有活化 至相同程度的參考活性炭的過濾嘴相比較時(shí)，本發(fā)明的過濾嘴優(yōu)選顯示出粒子漏出中50% 或更多的減少。甚至更優(yōu)選地，與具有活化至相同程度的參考活性炭的過濾嘴相比較時(shí)，本 發(fā)明的過濾嘴顯示出粒子漏出中90%或更多的減少。
[0035] 用于本發(fā)明的吸煙制品的過濾嘴中的活性炭可具有任何合適的BET。優(yōu)選地，用于 本發(fā)明的吸煙制品的過濾嘴中的活性炭具有約l〇〇〇m 2/g至約2000m2/g的BET。更優(yōu)選地，用 于本發(fā)明的吸煙制品的過濾嘴中的活性炭具有約1200m2/g至約1800m2/g的BET。甚至更優(yōu)選 地，用于本發(fā)明的吸煙制品的過濾嘴中的活性炭具有約1400m2/g至約1600m2/g的BET。例如， 用于本發(fā)明的吸煙制品的過濾嘴中的優(yōu)選活性炭可具有約1500m 2/g的BET。
[0036]用于本發(fā)明的過濾嘴或吸煙制品中的活性炭可具有任何合適的硬度。優(yōu)選地，活 性炭不這樣硬，使得它損壞過濾嘴制造設(shè)備或吸煙制品制造設(shè)備?？捎糜诒碚饔捕鹊囊环N 量度是球盤硬度。球盤硬度可遵循ASTM D3802-10進(jìn)行測(cè)量。本發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)球盤硬度可給 出活性炭對(duì)粒子降解如何抗性的概念，其中具有更大球盤硬度的活性炭趨于具有增加的磨 損抗性。球盤硬度是用于確定與撒塵有關(guān)的活性炭的可測(cè)量特征的廣泛使用的量度。在實(shí) 施例中，用于本發(fā)明的過濾嘴或吸煙制品中的活性炭具有約95%或更大的球盤硬度。優(yōu)選 地，用于本發(fā)明的過濾嘴或吸煙制品中的活性炭具有約97%或更大或者98%或更大的球盤 硬度。更優(yōu)選地，用于本發(fā)明的過濾嘴或吸煙制品中的活性炭具有約99%的球盤硬度。應(yīng)了 解用于本發(fā)明的過濾嘴或吸煙制品中的活性炭一般具有小于100%的球盤硬度。
[0037] 如通過ASTM D-2854-09測(cè)定的，用于本發(fā)明的過濾嘴或吸煙制品中的活性炭可具 有任何合適的密度。優(yōu)選地，用于本發(fā)明的吸煙制品的過濾嘴中的活性炭具有約〇.35g/cm3 至約0.65g/cm3的密度。更優(yōu)選地，用于本發(fā)明的吸煙制品的過濾嘴中的活性炭具有約 0.4g/cm 3至約0.60g/cm3的密度。例如，用于本發(fā)明的吸煙制品的過濾嘴中的優(yōu)選活性炭可 具有約0.42g/cm 3的密度。
[0038] 用于本發(fā)明的過濾嘴中的活性炭優(yōu)選具有上文描述的優(yōu)選粒子漏出性質(zhì)、優(yōu)選 BET性質(zhì)、優(yōu)選硬度性質(zhì)和優(yōu)選密度性質(zhì)中的兩種或更多種。優(yōu)選地，用于本發(fā)明的過濾嘴 中的活性炭具有至少上文描述的優(yōu)選粒子漏出性質(zhì)和上文描述的優(yōu)選BET性質(zhì)。更優(yōu)選地， 用于本發(fā)明的過濾嘴中的活性炭具有上文描述的優(yōu)選性質(zhì)中的三種或更多種。例如，用于 本發(fā)明的過濾嘴中的活性炭具有上文描述的優(yōu)選粒子漏出性質(zhì)、上文描述的優(yōu)選BET性質(zhì) 和上文描述的優(yōu)選硬度性質(zhì)。甚至更優(yōu)選地，用于本發(fā)明的過濾嘴中的活性炭具有上文描 述的優(yōu)選粒子漏出性質(zhì)、優(yōu)選密度性質(zhì)、優(yōu)選硬度性質(zhì)和優(yōu)選BET性質(zhì)中的所有四種。
[0039] 活性炭可以任何合適的方式置于用于吸煙制品的過濾嘴中。例如，活性炭可與纖 維性過濾嘴材料混合，置于過濾嘴中的空隙空間中，或與纖維性過濾嘴材料混合和在過濾 嘴中的空隙空間中的組合。
[0040] 在實(shí)施例中，活性炭以塞-空間-塞配置在過濾嘴中提供，其中活性炭存在于兩段 過濾嘴塞材料之間的空隙空間中。優(yōu)選地，以塞-空間-塞過濾嘴配置的過濾嘴段的塞是醋 酸纖維素束的塞。在實(shí)施例中，活性炭以炭載束配置提供。優(yōu)選地，束是醋酸纖維素束。與過 濾嘴配置無關(guān)，可期望在過濾嘴的口端部處包括白色醋酸纖維素束段，用于美學(xué)的目的或 滿足消費(fèi)者期望。
[0041] 任何合適的吸煙制品均可包括如本公開內(nèi)容中所述的具有活性炭的過濾嘴，其中 過濾嘴設(shè)置在可抽吸材料下游。術(shù)語"吸煙制品"包括香煙、雪茄、小雪茄以及其他制品，其 中可抽吸材料例如煙草被點(diǎn)燃且燃燒以產(chǎn)生煙氣。術(shù)語"吸煙制品"還包括其中可抽吸材料 不燃燒的制品，例如但不限于直接或間接加熱抽吸組合物的吸煙制品，或含或不含熱源，使 用氣流或化學(xué)反應(yīng)的吸煙制品，以遞送來自可抽吸材料的尼古丁或其他材料。
[0042] 本文使用的所有科學(xué)和技術(shù)術(shù)語均具有本領(lǐng)域常用的含義，除非另有說明。本文 提供的定義有利于本文頻繁使用的某些術(shù)語的理解。
[0043] 如本文使用的，單數(shù)形式"一個(gè)"、"一種"和"該/所述"涵蓋具有復(fù)數(shù)指代物的實(shí)施 例，除非上下文另有明確說明。
[0044] 如本文使用的，"或"一般以其包括"和/或"的含義采用，除非上下文另有明確說 明。術(shù)語"和/或"意指所列出元件的一種或全部或者所列出元件中的任何兩種或更多種的 組合。
[0045] 如本文使用的，"具有（have)"、"具有（having)"、"包括（include)"、"包括 (including)"、"包含(comprise)"、"包括(comprising)"等等以其開放式含義使用，并且一 般意指"包括但不限于"。應(yīng)理解"基本上由……組成"、"由……組成"等等包含在"包含"中 等等。
[0046] 單詞"優(yōu)選的"和"優(yōu)選地"指在某些情況下可提供某些益處的本發(fā)明的實(shí)施例。然 而，其他實(shí)施例在相同或其他情況下也可為優(yōu)選的。此外，一個(gè)或多個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的敘述不 暗示其他實(shí)施例并非有用的，并且不預(yù)期從本公開內(nèi)容包括權(quán)利要求的范圍內(nèi)排除其他實(shí) 施例。
【附圖說明】
[0047]圖1 -2是部分打開的吸煙制品的實(shí)施例的示意性透視圖。圖1 -2中所述的吸煙制品 示出了上文描述的吸煙制品或吸煙制品的部件的實(shí)施例。示意圖不一定按比例描繪并且呈 現(xiàn)用于舉例說明而不是限制性目的。附圖描述了本公開內(nèi)容中所述的一個(gè)或多個(gè)方面。然 而，應(yīng)理解附圖中未描述的其他方面落入本公開內(nèi)容的范圍和精神內(nèi)。
【具體實(shí)施方式】
[0048] 現(xiàn)在參考圖1，描述了吸煙制品10，在這種情況下是香煙。吸煙制品10包括條20例 如煙絲條和口端部過濾嘴30。過濾嘴30包括口端部段32，例如白色醋酸纖維素束段，以及上 游炭載束段34。為了舉例說明的目的，過濾嘴段32和34顯示為分離的，但可為鄰近的。類似 地，為了舉例說明的目的，過濾嘴段32和條20顯示為分離的，但可為鄰近的。所述吸煙制品 10包括塞包裝材料60、卷煙紙40和接裝紙50。在所述實(shí)施例中，塞包裝材料60包圍過濾嘴30 的至少一部分。卷煙紙40包圍條20的至少一部分。接裝紙50或其他合適的包裝材料包圍塞 包裝材料60和卷煙紙40的一部分，如本領(lǐng)域一般已知的。
[0049]圖2示出了其中過濾嘴30處于塞32-空間37-塞35配置的實(shí)施例。活性炭（未示出） 可占據(jù)過濾嘴塞32和35之間的空隙空間37。在圖2中，為了舉例說明的目的，過濾嘴段35和 條20顯示為分離的，但可為鄰近的。在圖2中，以與圖1中所述部件相同的編號(hào)標(biāo)記的部件與 上文就圖1而言討論的那些部件相同或相似。對(duì)于未就圖2而言具體討論的那些部件，參考 上文就圖1而言的討論。
[0050]示出了如上所述的活性炭以及具有此類活性炭的過濾嘴和吸煙制品的非限制性 例子在下文描述。
[0051 ] 實(shí)例
[0052]在下述實(shí)例中，描述了由各種源產(chǎn)生的活性炭的表征和在吸煙制品的過濾嘴中的 一些活性炭的功能。
[0053] 表征的活性炭包括活化至1100m2/g的BET的椰子殼衍生的活性炭(GCN" REF)、活化 至1400m2/g的BET的椰子殼衍生的活性炭（"GCN EXTRA"）、活化至1200m2/g的BET的木材(松 樹）衍生的活性炭（"WOOD"）、活化至160Om2/g的BET的橄欖石衍生的活性炭（"OLIVE STONE"）、以及活化至1500m 2/g的BET的擠壓木材（木材=可活化粘合劑）衍生的活性炭 ("WOOD EXTRUDED"）。
[0054] GCN REF活性炭通過蒸汽活化得自Cabot-NoriLGCN EXTRA活性炭通過蒸汽活化 得自Cabot-Norit。冊(cè)(?活性炭通過蒸汽活化得自Cabot-NoritALIVE STONE活性炭通過化 學(xué)活化得自Cabot-Norit J00D EXTRUDED活性炭在擠壓工藝后通過蒸汽活化得自Cabot-Norit〇
[0055] 關(guān)于活性炭材料各自的密度、BET、網(wǎng)格大小或直徑、和球盤硬度進(jìn)行測(cè)試或得自 制造商說明書。密度如下進(jìn)行測(cè)定。簡(jiǎn)言之，密度根據(jù)ASTM D2854-09進(jìn)行測(cè)定。BET使用在 來自Quantachrome的體積Autosorb-6B儀器中獲得的在-196°C下的N2吸附等溫線進(jìn)行測(cè) 定，一般如下述中所述：（i )Gregg SJ，Sing KSW · Adsorption，Surf ace Science and Porosity.Academic Press ,New York 1982;和（ii)Rouquerol F,Rouquerol J, Sing K.Adsorption by powders and porous solids.Principles,methodology and applications.Academic Press，1999;(iii)Linares_Solano A,Salinas-MartInez de Lecea C , Alcaniz-Moi'lge J , Cazor la-Amoros D . Further advances in the characterization of Microporous carbons by Physical adsorption of gases.Tanso 1998;185:316-25。
[0056] 球盤硬度根據(jù)ASTM D3802-10進(jìn)行測(cè)定。
[0057] 活性炭的表征結(jié)果呈現(xiàn)于下表1中。
[0058] 表1:活性炭的表征
[0059]
[0060] 所使用的活性炭顆粒或圓柱體的代表性圖像顯示于圖3中。如圖3中所示，所觀察 到的撒塵的相對(duì)量如下：〇LIVE ST0NE~GCN EXTRA>W00D>GCN REF?W00D EXTRUDED。
[0061] 對(duì)香煙的過濾嘴執(zhí)行粒子漏出和煙氣成分吸附實(shí)驗(yàn)，其中所述過濾嘴含有活性 炭?；钚蕴繐饺肴?空間-塞配置的過濾嘴的空隙空間內(nèi)，或摻入炭載束配置的過濾嘴中。對(duì) 于炭載束配置，過濾嘴含有通過20mm醋酸纖維素束段鄰接的7mm白色醋酸纖維素束的口端 部段，60mg活性炭摻入所述20mm醋酸纖維素束段內(nèi)。對(duì)于塞-空間-塞配置，過濾嘴含有11mm 醋酸纖維素束的口端部段和11mm醋酸纖維素束的條端部段。口端部段和條端部段通過5mm 的間隔分離，ll〇mg活性炭置于間隔的空隙空間中。
[0062] 含有活性炭的過濾嘴摻入具有57mm長的煙絲條的原型香煙中，所述煙絲條含有約 700mg煙草。還測(cè)試具有27mm醋酸纖維素束過濾嘴的對(duì)照香煙。
[0063] 對(duì)于粒子漏出測(cè)試，香煙可操作地聯(lián)接至吸煙機(jī)，所述吸煙機(jī)可操作地聯(lián)接至 AER0TRAK激光散射粒子計(jì)數(shù)器，其配置為檢測(cè)在0.3微米至10微米的大小范圍內(nèi)的粒子。對(duì) 于每13秒在2秒期間55mL的12次單口抽吸，香煙通過機(jī)器進(jìn)行干單口抽吸(單位）。結(jié)果對(duì)于 每種測(cè)試的過濾嘴配置的10根香煙求平均值。
[0064] 對(duì)于煙氣成分得率分析，香煙根據(jù)(Coresta Methods)CRM N070"香煙的主流煙氣 中所選擇的揮發(fā)性有機(jī)化合物測(cè)定-氣相色譜法質(zhì)譜法"和CRM No 74"通過高效液相色譜 法(HPLC)測(cè)定主流香煙煙氣中所選擇的羰基"進(jìn)行測(cè)試。評(píng)估乙醛、丙烯醛、甲醛、苯和丁二 烯的得率。
[0065]粒子漏出實(shí)驗(yàn)的結(jié)果顯示于圖4-5中。在圖4中，顯示了關(guān)于炭載束配置的結(jié)果。關(guān) 于WOOD EXTRUDED的粒子計(jì)數(shù)約等于參考白色醋酸纖維素過濾嘴的那種(各約20個(gè)計(jì)數(shù)）， 其中GCN REF略微更高（約22個(gè)計(jì)數(shù)）。關(guān)于WOOD和OLIVE STONE的粒子計(jì)數(shù)相當(dāng)高，具有 100-200的計(jì)數(shù)。更高度活化的椰子殼衍生的活性炭(GCN EXTRA)顯著高于測(cè)試的任何其他 活性炭，具有大約350個(gè)的總粒子計(jì)數(shù)。如圖4中所示，具有來源于纖維素材料的活性炭和粘 合劑(WOOD EXTRUDED)的過濾嘴顯示出比目前用于吸煙制品過濾嘴中的活性炭(GCN REF) 更少的粒子漏出，并且顯著小于活化至相似程度的椰子殼衍生的活性炭(GCN EXTRA)。 [0066]圖5顯示了關(guān)于塞-空間-塞配置的粒子漏出結(jié)果。如圖5中所示，粒子漏出趨于在 塞-空間-塞過濾嘴配置中高于在炭載束配置中。在塞-空間-塞配置中，關(guān)于WOOD EXTRUDED 活性炭的粒子漏出高于對(duì)照白色過濾嘴，而在炭載束配置中的兩者之間未見差異。在塞-空 間-塞配置中，WOOD EXTRUDED表現(xiàn)得比GCN REF好得多（較少的粒子漏出）（分別為約190相 對(duì)于約590)。
[0067]圖6-7示出了相對(duì)于參考白色醋酸纖維素束過濾嘴，GCN REF和WOOD活性炭過濾嘴 在塞-空間-塞配置中吸附各種煙氣成分的能力（圖6)，以及GCN REF和WOOD EXTRUDED活性 炭過濾嘴在炭載束配置中吸附各種煙氣成分的能力（圖7)。如圖6和7中所示，具有在過濾嘴 中的活性炭的香煙能夠比不含活性炭的過濾嘴(WHITE REF)更好地減少各種煙氣成分的 量。圖6和7還揭示W(wǎng)OOD EXTRUDED活性炭表現(xiàn)得與WOOD活性炭大約一樣好。這是可推導(dǎo)的， 因?yàn)閳D6中的WOOD表現(xiàn)得與圖6中的GCN REF大約一樣好，并且圖7中的WOOD EXTRUDED表現(xiàn) 得與圖7中的GCN REF大約一樣好。相應(yīng)地，WOOD和WOOD EXTRUDED可視為表現(xiàn)相似（因?yàn)閮?者均表現(xiàn)類似于GCN REF)。相應(yīng)地，粘合劑的存在和擠出看起來不負(fù)面影響WOOD EXTRUDED 吸附煙氣成分的能力。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種方法，所述方法包括： 提供由工藝形成的活性炭材料，所述工藝包括包含纖維素材料和添加的可活化粘合劑 的組合物的物理活化； 提供用于吸煙制品中的過濾嘴材料;和 組合所述活性炭材料和所述過濾嘴材料，以形成用于吸煙制品的過濾嘴。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，所述方法還包括將所形成的過濾嘴摻入吸煙制品中。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的方法，其中所述活性炭材料是擠出的活性炭材 料。4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述可活化粘合劑包含木質(zhì)素化合物。5. 根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述纖維素材料包含木材和橄欖石中 的一種或多種。6. 由包含纖維素材料和添加的可活化粘合劑的組合物的物理活化形成的活性炭材料 在吸煙制品的制造中的用途。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的用途，其中所述活性炭材料是擠出的活性炭材料。8. 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的用途，其中所述可活化粘合劑包含木質(zhì)素化合物。9. 根據(jù)權(quán)利要求6-8中任一項(xiàng)所述的用途，其中所述纖維素材料包含木材和橄欖石中 的一種或多種。10. -種具有低水平的粒子漏出的吸煙制品，所述吸煙制品包括： 可抽吸材料;和 在所述可抽吸材料下游的包含活性炭材料的過濾嘴，所述活性炭材料具有1000-2000m2/g的BET和大于約95 %的球盤硬度， 其中所述活性炭材料由包括使包含纖維素材料和添加的可活化粘合劑的組合物物理 活化的工藝形成。11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的吸煙制品，其中所述活性炭材料具有約1200m2/g至約 1800m2/g 的 BET。12. 根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的吸煙制品，其中相對(duì)于活化至相同程度的粒狀椰子殼 活性炭，所述活性炭材料顯示出粒子漏出中的至少約10 %減少。13. 根據(jù)權(quán)利要求10-12中任一項(xiàng)所述的吸煙制品，其中無涂層或殘余物設(shè)置在所述活 性炭材料上。14. 根據(jù)權(quán)利要求10-13中任一項(xiàng)所述的吸煙制品，其中所述活性炭材料是擠出的活性 炭材料。15. 根據(jù)權(quán)利要求10-14中任一項(xiàng)所述的吸煙制品，其中所述活性炭材料包含纖維素材 料和可活化粘合劑。
【文檔編號(hào)】A24D3/16GK106061296SQ201480066544
【公開日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2014年12月23日
【發(fā)明人】G·庫代爾科, 李平, R·霍夫爾
【申請(qǐng)人】菲利普莫里斯生產(chǎn)公司