用于滤嘴材料的等离子体处理工艺的方法和设备技术

本发明专利技术的一个实施方式提供一种适用于吸烟制品的例如炭的滤嘴材料的制造方法。该方法包括通过改变滤嘴材料的表面来改进滤嘴的过滤特性。所述表面改性通过等离子体处理工艺来实行，并且能够被用于例如增加表面的酸性或碱性特性。本发明专利技术的另外一个实施方式提供一种由该方法生产的滤嘴。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术的一个实施方式提供一种适用于吸烟制品的例如炭的滤嘴材料的制造方法。该方法包括通过改变滤嘴材料的表面来改进滤嘴的过滤特性。所述表面改性通过等离子体处理工艺来实行，并且能够被用于例如增加表面的酸性或碱性特性。本专利技术的另外一个实施方式提供一种由该方法生产的滤嘴。【专利说明】用于滤嘴材料的等离子体处理工艺的方法和设备本申请是于2010年9月30日进入中国、国家申请号为:200980112085.X、专利技术名称为“用于滤嘴材料的等离子体处理工艺的方法和设备”的PCT申请(国际申请日:2009年3月11日；国际申请号:PCT/EP2009/052839)的分案申请。
本专利技术涉及滤嘴，包括用于吸烟制品例如香烟的滤嘴。
技术介绍
大多数香烟包括用于吸收烟雾和聚积烟成分微粒的滤嘴。大多数滤嘴的主要成分是包裹在滤纸内的一束醋酸纤维素。这种材料通常作为一种合成纤维由棉花或树浆制成。增塑剂例如甘油醋酸酯(甘油三醋酸酯)可用于促进所述纤维结合在一起。香烟滤嘴必须达到去除香烟烟雾中不良成分同时保持产品使消费者满意的平衡。因此，存在改善香烟滤嘴性能的兴趣。众所周知的各种机制包括香烟滤嘴中的炭或木炭以提高其过滤性能。例如，炭以单独成分包括在滤嘴内，或者炭微粒可以分散在滤嘴丝束和/或滤嘴包装纸中。US2006/0151382公开了非多孔炭(除炭纳米管外)以及适合用于香烟滤嘴的纳米结构材料。金属可以从气相沉积到所述炭上，例如使用化学或物理蒸汽沉积。使用化学蒸汽沉积的缺点之一是通常涉及试剂的使用，其可导致污染或残留问题。
技术实现思路
本专利技术提供一种包括炭的适用于吸烟制品的滤嘴材料的制造方法。该方法包括通过改变所述滤嘴材料的表面来改进所述滤嘴材料的选择性过滤特性。所述表面改性通过等离子体处理工艺来实施。非平衡或低温等离子体处理工艺(参见,例如,Wertheimer等人；Low TemperaturePlasma Processing of Materials: Past, Present and Future; Plasma Processes andPolymers, 2，7-15，2005)能够改进包括滤嘴材料的材料表面的化学沉积和形态，同时保留其大部分特性不变。等离子体的使用允许设计好化学成分和特性的涂层沉积到滤嘴材料上，或接枝预先确定的化学功能团。通过合理调整等离子参数，很大范围的化学成分都可用于这些表面，包括不能以溶液形式获得的成分。此外，等离子体处理工艺不必使用溶剂，避免了污染和残留风险，并且降低了改性过程的环境影响。通常，这种等离子体诱导的表面组分和形态上的改变将影响过滤特性。例如，表面积的增加(例如由于粗糙度增加)可能会导致易挥发组分吸收改善，同时具有适宜化学基团的新表面化学组分富集。通常改进的过滤特性对于所有烟雾成分并不一致，但是它们能够变得更具选择性。这允许滤嘴材料的过滤特性在某种程度上的针对性改进，某些烟雾成分比其他成分减少得多。结果能够成为仍然吸引消费者的强化吸烟制品。对滤嘴可能的改性包括增强其表面的酸性性质，旨在潜在地改变烟中存在的碱性化学物质的吸收，反之亦然，增强其碱性性质以潜在地改变酸性物质的吸收。因此，选择性改进过滤材料的过滤特性可以包括增强酸性成分的吸收。另外，选择性改进过滤材料的过滤特性可以包括增强碱性成分的吸收。另外，选择性改进过滤材料的过滤特性可以包括增强所述材料表面的亲水性质。增强所述滤嘴的疏水特性可以提供更好的防潮性能。可以理解的是，一种特定的滤嘴材料可经历一个或多个改性过程，以赋予最终滤嘴一个或多个特性。因此，滤嘴材料例如可以经历两种不同的等离子加工处理。可以理解的是，一个特定的滤嘴可包括不同等分的材料，在不同方式中的每一等离子处理目的是赋予该最终滤嘴一系列所需的过滤特性。因此，一种滤嘴材料可以包括经历第一等离子加工处理的第一材料以及经历第二等离子加工处理的第二材料。能够用于等离子工艺的气体示例包括NH3(用于接枝包含氮的碱性基团)，带有诸如N2或4替代物；02 (用于接枝酸性基团)，带有例如水蒸气替代物。等离子接枝，以及等离子蚀刻处理工艺是高基质依赖性方法，接枝表面的最终化学成分极大地依赖于所述基质材料的性质。然而，等离子增强化学气相沉积(PE-DVD)处理工艺较少依赖所述基质的性质。因此，例如，等离子处理工艺可以包括丙烯酸的等离子增强化学气相沉积。该等离子处理工艺也可以，或者，包括使用O2和/或NH3的蚀刻。能够用于PE-CVD处理工艺在表面产生涂层的气体/蒸汽混合物的示例，可能混合有氩气或其他惰性缓冲气体，包括丙烯酸(AA)或其他有机酸(用于具有表面酸性基团和特性的涂层)，以及丙烯胺(AAm)和其他有机胺类(用于具有表面碱性基团和特性的涂层)。在合适的诊断调控下，例如其中的功率、电压、馈送性质和流速之类的等离子参数的适宜调整通常能够调节放电中原料的碎化，由此调整能够与所述基质相互作用的活性物质(自由基、原子、离子等)的密度，然后调整所述改性基质的组分和特性。改变所述原料气体/蒸汽化合物的性质，通常指PE-DVD中的“单体”，导致不同性质和特性的多种可能涂层(例如二氧化硅类、聚四氟乙烯类以及其他)，其中一些具有很广的工业用途。所述滤嘴材料可以包括颗粒形式的炭。这种颗粒形式的炭在被加入到滤嘴之前(例如通过浸溃到醋酸纤维素丝束内)，在正确构建的等离子反应器内被等离子加工处理。另一种可能是在等离子处理工艺之前将所述炭加入到载体中。例如，所述炭可以加入到线或片状材料例如纸中。对于线或片状材料所述制造设备可以采用连续卷轴排列以允许滤嘴材料被馈送通过等离子处理室。一种可能是使滤嘴材料通过多个处理室，每个室用于一种不同形式的等离子处理工艺。本专利技术还提供包括适用于吸烟制品的滤嘴材料。所述滤嘴材料包括经历由等离子处理工艺实施的表面改性的炭，以改进所述滤嘴的选择性过滤特性。依据本专利技术，也提供与加入了这样的滤嘴的吸烟制品(例如香烟)。因此，此处本文描述的方法通常涉及用非平衡等离子处理工艺改变滤嘴材料的表面化学组分和其他特性，以至于香烟和其他此类产品对烟雾的更有效吸收发生在滤嘴材料表面。在一个【具体实施方式】中，炭颗粒形式的活性炭被用作滤嘴材料(例如，用于香烟)，并且被实施等离子处理以改进其表面特性。已经用上述等离子处理的炭微粒实施了模拟吸烟实验，而且发现与未处理的炭颗粒相比，对于去除烟雾中的某些成分，其具有增强的过滤特性。【专利附图】【附图说明】 为了更好的理解本专利技术，对下述附图通过举例方式作出附注。图1是按照本专利技术一个实施方式，适用于颗粒材料的均匀等离子处理工艺的等离子反应室不意图； 图2是按照本专利技术一个实施方式，适用于卷形式基质处理的连续卷轴式等离子反应室示意图；并且 图3显示出按照本专利技术一个实施方式，不同pH水溶液对在同一等离子处理工艺中处理的石墨的水接触角度(WCA)数据，所述等离子处理工艺用来使炭颗粒表面具有预定的酸性/碱性特征。【具体实施方式】等离子处理工艺 低压非平衡冷等离子(例如，室温等离子而非数千度下的热等离子)提供一种改进材料的表面组分和外形，而不改变其主体性质的有效工具。等离子处理工艺在多种不同工业中被熟知，包括微电子、半导体、食品和医药包装、汽本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种吸烟制品滤嘴材料，其中所述滤嘴材料包括经历通过等离子处理而进行表面改性的颗粒炭，以改变滤嘴的选择性过滤特性，并且该颗粒炭被加入到载体中。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：M莫拉，R达戈斯蒂诺，P费维亚，N德维特罗，F弗拉卡西，
申请(专利权)人：英美烟草投资有限公司，
类型：发明
国别省市：