烟油用滤芯制造技术

一种烟油用滤芯含有至少一种憎水性沸石，优选称为ＳＴ１００、ＳＴ１０１、ＳＴ１０２、ＳＴ１０３和ＳＴ１０４的八面沸石型的沸石，任选与其他滤芯材料相组合。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种烟油用滤芯，特别是涉及这类有沸石作为滤芯材料的滤芯。更具体地说，本专利技术涉及一种含有某些特定类型沸石作为滤芯材料的烟油用滤芯。在包括吸烟制品以及其他形式消费的制品在内的烟制品组合物中，长期致力于最大可能地降低可能传递给消费者的不希望物质的数量。在这方面，一个问题是如何将这一努力与生产众多消费者可接受的产品的努力相结合；因为对于烟草来说，许多组分是天然的，或当烟草燃烧时产生的，它们有助于烟草制品的味道和香味。已长期努力借助于安装在吸烟制品嘴接触端的滤芯来降低吸烟制品产生的主烟流中不希望物质的浓度，特别是在抽香烟时。对于本专业来说，许多不同的滤芯材料和不同的滤芯结构物从有关这样制品的文献中已经知道。纤维素基纤维材料，如皱纹纸、各种形式的再生纤维素，特别是醋酸酯纤维素纤维是目前最常使用的滤芯材料的一些例子。这样的纤维滤芯材料的主要用途是从烟流中除去一部分气溶胶颗粒，“烟油”。香烟滤芯也可含有目的在于捕集各种气体烟流组分的各种添加物。这些添加物中最普通的是各种形式的活性炭。活性炭和纤维素滤芯材料组合的香烟滤芯也是已知的，一种这样的已知滤芯以注册商标CURZEL销售。已用于香烟滤芯的另一材料由沸石组成。例如，1958年6月17日公开的美国专利说明书US-A-2839065公开了一种烟油用滤芯，它含有“分子筛”，并作为例子提到三类沸石，即NaX沸石、NaA沸石和CaA沸石。但是，未清楚地说明滤芯效果与沸石性质的关系。实际上，这一专利未给出有关滤芯效果的清楚的数值。所以，该专利无助于熟悉本专业的技术人员通过选择有特定性质的沸石来优选滤芯的性能。此外，US-A-2839065仅公开了从烟油中除去气溶胶颗粒，并未说明气体组分也可被除去。GB-A-2122473也公开了沸石用于香烟滤芯的应用。但是，在这种情况下，沸石仅作为烟流改性剂的载体，特别是薄荷醇的载体。未公开沸石本身的过滤性能。1987年5月26日批准的US-A-4668648公开了硅酸镁粘合的沸石，根据该专利，这些沸石可用于香烟滤芯。从吸附性质清楚地说明，在这种情况下使用的沸石是亲水性型的，因为它们的吸水能力远远高于吸附有机化合物的能力。JP 63248380和JP 02308784也公开了沸石在烟油用滤芯中的应用。但未清楚地说明沸石的性能。上述所有专利都基于使用标准沸石，即亲水性沸石，它们有很高的吸水能力。这样的吸附基本上排除了有效地吸附有机化合物的可能性。与上述专利不同，本专利技术提出使用所谓的憎水沸石，它们有十分不同的吸附性质。下面将更详细地说明这一点。根据本专利技术，现已发现，有可能生产这样的烟油用滤芯，特别是香烟滤芯，在某些方面，它们的滤芯性能优于含有常规滤芯材料的已知最好滤芯的滤芯性能。本专利技术基于有特定性质的沸石的开发以及基于这些沸石从烟油中除去不希望的化合物的能力。已发现，这些沸石提供了令人吃惊的良好过滤效果。根据本专利技术，提供了这样一种烟油用滤芯，其特征是滤芯材料含有至少一种憎水性沸石。所用的沸石优选是八面沸石，在这里称为ST100、ST101、ST102、ST103和ST104。在这些沸石中，ST103和ST104是特别优选的，因为它们有很专一的选择性，因此有很好的过滤性能。有关这些沸石更具体的特性数据在下面给出。本专利技术所用的沸石的孔径宜为5～10埃、特别是6～8埃。沸石的颗粒度优选为0.2～1毫米、特别是约0.5毫米。沸石为水合的结晶金属硅铝酸盐，最简化的化学式为NaAlSiO4·H2O。AlSiO4部分构成无限的三维网络，其中铝原子和硅原子(中心原子)与氧原子四面体配位。每一个氧原子键联两个中心原子，其中所有的原子都在空间相连。沸石结构的这一部分通常称为骨架，它构成无限的阴离子空间网络。在这一网络中，化学键为共价键，是相当牢固的。已有大量具有不同化学组成和不同排列的空间网络结构的不同沸石。但是，所有这些沸石的一个共同特性是，空间网络有不同结构的孔道和空腔，其中空间可被其他离子和分子利用。正离子总是以空间网络中铝原子相同数目存在，这些正离子起电荷平衡剂的作用。这些正离子本身又被水分子包围，水分子或多或少地填满空间网络中剩余的空腔。空腔中的分子相当弱地键联到空间网络上，它们可用不同的方法从沸石中除去，而不影响网络。例如，水分子可通过加热除去。这通常称为沸石活化。含有高百分数铝原子的沸石，因此在空腔中有高浓度的正离子，它对吸附水分子有高的亲合性，因此称为亲水性的；而有低铝含量或不含铝的沸石对水分子有低的亲合性，因此称为憎水性的。有机分子和水蒸汽都存在于烟油的气态物质中。当亲水性沸石用于滤芯时，该滤芯基本上只吸附水蒸汽，而对有机分子有十分有限的效果。另一方面，当使用有很低的水亲合性的憎水性沸石时，可预计有机物质有相当大的吸附量。对于各种有机物质，沸石的吸附能力也有相当大的差别。控制这一吸附能力的性质与有机分子的性质有关，也与选用的憎水性沸石的性质有关。对于沸石来说，决定性的因素主要是它的极性以及孔系的大小。有可能选择有不同孔系和不同憎水程度的不同沸石，在由许多有不同物理性质(如尺寸、形状、极性和化学组成)的不同类型分子组成的分子混合物中，达到所需的吸附。在降低烟油中不希望物质的浓度的努力中，也可能使用各种类型的憎水性沸石及其混合物来控制和达到所需的吸附性能。本专利技术基于有关以下类型沸石的研究内部命名 沸石类型 SiO2/Al2O3比 a0孔体积 堆积密度标准 (纳米)毫升/克克/毫升ST100 FAU5.6 2.451 0.22 0.65ST101 FAU5.7 2.453 0.25 0.54ST102 FAU6.0 2.436 0.23 0.62ST103 FAU14 2.427 0.24 0.55ST104 FAU440 2.425 0.28 0.49在脱铝过程中，铝原子离开空间网络结构，虽然一些铝原子仍可能留在沸石的孔道和空腔中。这就意味着a0值比SiO2/Al2O3摩尔比能更有效地说明憎水性。完全脱铝的沸石有以下参数Y.Deal FAU 不含铝 2.423 0.28 -所试验的所有沸石都是合成沸石，ST100至ST104为Y型八面沸石。但是，应当理解，本专利技术不限于仅使用八面沸石，这些沸石仅作为例子。一般来说，任何一种有憎水性的沸石都可用于本专利技术的滤芯。使用SiO2/Al2O3比大于5.5的沸石是特别优选的。已发现，SiO2/Al2O3比增加憎水性增加，而使水亲合性下降。晶胞常数下降，极性也下降。这就意味着，随着所述的SiO2/Al2O3比增加，该沸石作为烟油用滤芯的效率增加。孔径宜在5～10埃、优选6～8埃范围内。用于本专利技术滤芯的沸石材料通过用适合的粘合剂将所述的沸石结合成颗粒状来制备。优选100份重沸石材料使用约25份重粘合剂，如前面提到的，制得的颗粒的直径为0.2～1毫米、优选约0.5毫米。本专利技术的滤芯可含一种或多种上述沸石作为唯一的气相吸附剂。但是，当沸石与其他已知的滤芯材料一起作用时，可得到更好的过滤效果。沸石可以不同的方式与其他气相的活性滤芯材料组合。例如，可将不同的材料简单地混合在一起，然后将混合物放入由两部分颗粒滤芯组成的滤芯空间，在香烟靠近嘴一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种烟油用滤芯，其特征在于，滤芯包括至少一种有憎水性的沸石作为滤芯材料。

【技术特征摘要】
SE 1994-9-9 9403014-51.一种烟油用滤芯，其特征在于，滤芯包括至少一种有憎水性的沸石作为滤芯材料。2.根据权利要求1的滤芯，其特征在于，憎水性沸石的SiO2/Al2O3摩尔比大于5.5。3.根据权利要求1或2的滤芯，其特征在于，滤芯含有ST100、ST101、ST102、ST103和ST104中至少一种沸石。4.根据权利要求1～3中任一项的滤芯，其特征在于，沸石的孔径为5～10埃、优选6～8埃。5.根据权利要求1～4中任一项的滤芯，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：C恩泽尔，M柯瓦尔，EG安德森，L福尔斯，
申请(专利权)人：奥地利烟草斯堪的那维亚股份公司，
类型：发明
国别省市：SE[瑞典]