用于吸烟制品的活性炭制造技术

本发明专利技术公开了吸烟制品，其包括可抽吸材料和在可抽吸材料下游的过滤嘴。过滤嘴包括活性炭材料，其具有1000‑2000m2/g的BET且显示出比目前用于吸烟制品的过滤嘴的粒状椰子壳衍生的活性炭更少的粒子漏出。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开内容涉及适合于吸烟制品的活性炭，含有此类活性炭的过滤嘴，以及相关吸烟制品。
技术介绍
可燃吸烟制品例如香烟通常具有由纸包装材料包围的烟丝(通常以切割填料形式)，形成烟丝条。香烟通过在香烟的一个端部点燃且燃烧烟丝条由吸烟者采用。吸烟者随后通过在香烟的相对端部或口端部抽吸而接受主流烟气，所述香烟通常包括过滤嘴。过滤嘴放置为在主流烟气递送至吸烟者之前诱陷主流烟气的一些成分，且可含有活性炭用于吸附烟气成分。含有活性炭的过滤嘴趋于具有粒子漏出的缺点，随着吸烟者在吸烟制品的口端部处抽吸，当活性炭粒子从过滤嘴中释放且进入吸烟者的口中时，发生所述粒子漏出。用于吸烟制品的过滤嘴中的活性炭通常来源于椰子壳，其可活化至不同程度以控制吸附效率。较高度活化的炭一般比较不高度活化的炭更有效。然而，当椰子壳衍生的活性炭活化至更高程度时，磨损阻力减少并且可导致更高量的粒子漏出。此外，活化至高程度的椰子壳衍生的活性炭在过滤嘴制造过程期间可生成大量粉尘，其可污染过滤嘴制造机器。尽管具有粒子漏出和撒尘的缺点，但与来源于其他植物源的活性炭相比较，来源于椰子壳的活性炭趋于更硬且趋于具有更大的磨损阻力。然而，可有利的是采用除椰子壳外的活性炭源，以便进一步改善活性炭的性质且因为椰子壳是有限资源。已提出许多工艺以增加活性炭的硬度。此类工艺包括用聚合物涂布活性炭粒子，并且修饰粒子表面。然而，此类工艺可导致吸附效率丧失。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，但在许多情况下，如此硬或致擦伤，使得它可损坏工业制造设备。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是采用除椰子壳外的活性炭源用于吸烟制品过滤嘴中。本专利技术的另一个目的是将活性炭包括到吸烟制品中，在所述吸烟制品中，活性炭在抽吸期间显示出比目前用于吸烟制品过滤嘴中的椰子壳衍生的活性炭更少的粒子漏出，同时具有类似于或大于目前用于吸烟制品过滤嘴中的椰子壳衍生的活性炭的吸附效率。本专利技术的另一个目的是将活性炭包括到吸烟制品中，在所述吸烟制品中，活性炭在制造期间显示出比目前用于吸烟制品过滤嘴中的椰子壳衍生的活性炭更少的撒尘。在阅读且理解本公开内容后，本专利技术的其他目的对于本领域技术人员将是显而易见的，所述公开内容包括随后的权利要求和附图。在本专利技术的方面，吸烟制品包括可抽吸材料和在可抽吸材料下游的过滤嘴。过滤嘴包括由这样的工艺形成的活性炭，所述工艺包括使包含纤维素材料和添加的可活化粘合剂的组合物碳化。优选地，粘合剂包含木质素。在本专利技术的方面，由包含纤维素材料和可活化粘合剂的组合物形成的活性炭材料用于吸烟制品的过滤嘴的制造中。在本专利技术的方面，用于制造吸烟制品的过滤嘴或具有过滤嘴的吸烟制品的方法包括提供由工艺形成的活性炭材料，所述工艺包括使包含纤维素材料和添加的可活化粘合剂的组合物碳化；提供用于吸烟制品中的过滤嘴材料；并且组合活性炭材料和过滤嘴材料，以形成用于吸烟制品的过滤嘴。过滤嘴可掺入吸烟制品中。在本专利技术的方面，吸烟制品包括可抽吸材料和在可抽吸材料下游的过滤嘴。过滤嘴包括具有约1000-2000m2/g的BET、大于约95％的球盘硬度的活性炭材料，并且显示出比活化至相同程度的椰子壳衍生的活性炭更少的粒子漏出。粒子漏出分析可在具有标准塞-空间-塞配置的过滤嘴的制品中执行，在所述标准塞-空间-塞配置中，椰子壳衍生的活性炭显示出至少一些粒子漏出。“活化至相同程度”意指椰子壳衍生的活性炭具有在用于过滤嘴中或用作过滤嘴的活性炭的10％内的BET。“BET”是通过布鲁诺尔、埃米特、特勒方程(Brunauer,Emmet,Teller equation)计算的固体总表面积，如下文实例中进一步描述的。本专利技术的过滤嘴和吸烟制品的各个方面可具有相对于目前可用的过滤嘴和吸烟制品的一个或多个优点。例如，如果椰子壳的供应减少，则可有利地使用来源于除椰子壳外的源的活性炭。作为进一步例子，相对于通常用于吸烟制品的过滤嘴中的椰子壳衍生的活性炭，本文描述的活性炭的实施例可导致在制造期间减少的撒尘和在抽吸期间减少的粒子漏出。在一些实施例中，活性炭的效率相对于通常用于吸烟制品的过滤嘴中的椰子壳衍生的活性炭可增强，同时维持所需低水平的撒尘和粒子漏出。在阅读且理解本公开内容后，本文描述的过滤嘴和吸烟制品的一个或多个方面的另外优点对于本领域技术人员将是显而易见的。活性炭是用于描述具有广泛发展的内部孔结构的含碳吸附剂家族的一般术语。活性炭可由含碳源材料产生，所述含碳源材料例如木材、褐煤、煤、椰子皮或壳、泥炭、沥青、聚合物、纤维素纤维、聚合物纤维等等。活性炭可通过任何合适的工艺例如物理活化或化学活化产生。在物理活化中，源材料通过碳化、活化/氧化或碳化和活化/氧化使用热气体发展成活性炭。碳化过程包括在不存在氧的情况下，在通常在约600℃至约900℃的范围内的高温下热解源材料。活化/氧化包括在250℃以上的温度下，使碳化材料暴露于氧化大气，例如蒸汽、二氧化碳或氧。碳化/氧化的温度通常范围为约600℃至约1200℃。化学活化包括用某些化学品浸渍原始源材料，所述化学品例如酸、碱或盐，例如磷酸、氢氧化钾、氢氧化钠、氯化钙或氯化锌。原材料随后在通常低于物理活化碳化的温度下进行碳化。例如，化学活化碳化的温度可在约450℃至约900℃的范围内。碳化和活化可同时发生。为了本公开内容的目的，含碳源材料可经由任何合适的工艺进行活化。例如，活化工艺可包括化学活化，其可包括相对于物理活化较短的活化时间和较低的温度。可替代地，可采用物理活化。在优选实施例中，活性炭由包含纤维素材料和可活化粘合剂的组合物形成。如本文使用的，“可活化粘合剂”意指可进行处理或加工以变成活性炭的粘合剂。因此，可活化粘合剂连同纤维素材料一起可活化以形成活性炭。可使用任何合适的可活化粘合剂。优选地，可活化粘合剂包含木质素、基本上由木质素组成、或由木质素组成。如本文使用的，“木质素”包括如它在自然界中存在的木质素或衍生形式的木质素，所述衍生形式的木质素起因于从源材料中提取木质素，例如木质素酚(lignophenol)、木质素氨基酚和木质素磺酸盐。任何合适的纤维素材料均可与可活化粘合剂组合使用，以产生活性炭。优选地，纤维素材料包含原始植物材料。合适的原始植物材料的例子包括椰子皮、椰子壳、橄榄石、木材、纤维素纤维等等。可使用的木材的例子包括硬木材、软木材和废木材。在实施例中，纤维素材料的组合用于产生活性炭。优选地，纤维素材料的组合包括木材例如小木块和植物材料例如壳或仁。木材与植物材料的重量比可为任何合适比，例如10:90-90:10。用于活化的组合物可包括任何合适量的纤维素和可活化粘合剂。优选地，纤维素材料以约50％或更大的量存在于组合物中。一般地，纤维素材料以小于约99％的量存在于用于活化的组合物中。更优选地，纤维素材料以按重量计约65％至按重量计约95％的量存在于待活化的组合物中。优选地，可活化粘合剂以按重量计约2％或更大的量存在于组合物中。更优选地，可活化粘合剂以按重量计约5％或更大的量存在于组合物中。一般地，可活化粘合剂以按重量计小于50％的量存在于用于活化的组合物中。优选地，可活化粘合剂以按重量计最高达约35％的量存在于用于活化的组合物中。更优选地，待活化的组合物具有按重量计约5％本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，所述方法包括：提供由工艺形成的活性炭材料，所述工艺包括包含纤维素材料和添加的可活化粘合剂的组合物的物理活化；提供用于吸烟制品中的过滤嘴材料；和组合所述活性炭材料和所述过滤嘴材料，以形成用于吸烟制品的过滤嘴。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.12.30 EP 13199782.7;2013.12.30 US 61/921,6571.一种方法，所述方法包括：提供由工艺形成的活性炭材料，所述工艺包括包含纤维素材料和添加的可活化粘合剂的组合物的物理活化；提供用于吸烟制品中的过滤嘴材料；和组合所述活性炭材料和所述过滤嘴材料，以形成用于吸烟制品的过滤嘴。2.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括将所形成的过滤嘴掺入吸烟制品中。3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中所述活性炭材料是挤出的活性炭材料。4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中所述可活化粘合剂包含木质素化合物。5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中所述纤维素材料包含木材和橄榄石中的一种或多种。6.由包含纤维素材料和添加的可活化粘合剂的组合物的物理活化形成的活性炭材料在吸烟制品的制造中的用途。7.根据权利要求6所述的用途，其中所述活性炭材料是挤出的活性炭材料。8.根据权利要求6或7所述的用途，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·库代尔科，李平，R·霍夫尔，
申请(专利权)人：菲利普莫里斯生产公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH