[go: up one dir, main page]

CN108135257A - 用于吸烟制品的活性炭珠 - Google Patents

用于吸烟制品的活性炭珠 Download PDF

Info

Publication number
CN108135257A
CN108135257A CN201680036663.6A CN201680036663A CN108135257A CN 108135257 A CN108135257 A CN 108135257A CN 201680036663 A CN201680036663 A CN 201680036663A CN 108135257 A CN108135257 A CN 108135257A
Authority
CN
China
Prior art keywords
activated carbon
carbon particles
smoking product
seeds
width
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201680036663.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108135257B (zh
Inventor
A·博尼茨
G·库德
A·L·索拉诺
M·A·利洛罗德纳斯
A·A·佩雷斯
L·C·卡撒诺瓦
M·乌兹尼
A·J·罗梅罗安纳亚
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Philip Morris Products SA
Original Assignee
Philip Morris Products SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Philip Morris Products SA filed Critical Philip Morris Products SA
Publication of CN108135257A publication Critical patent/CN108135257A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108135257B publication Critical patent/CN108135257B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24D—CIGARS; CIGARETTES; TOBACCO SMOKE FILTERS; MOUTHPIECES FOR CIGARS OR CIGARETTES; MANUFACTURE OF TOBACCO SMOKE FILTERS OR MOUTHPIECES
    • A24D3/00—Tobacco smoke filters, e.g. filter-tips, filtering inserts; Filters specially adapted for simulated smoking devices; Mouthpieces for cigars or cigarettes
    • A24D3/06—Use of materials for tobacco smoke filters
    • A24D3/16—Use of materials for tobacco smoke filters of inorganic materials
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24D—CIGARS; CIGARETTES; TOBACCO SMOKE FILTERS; MOUTHPIECES FOR CIGARS OR CIGARETTES; MANUFACTURE OF TOBACCO SMOKE FILTERS OR MOUTHPIECES
    • A24D3/00—Tobacco smoke filters, e.g. filter-tips, filtering inserts; Filters specially adapted for simulated smoking devices; Mouthpieces for cigars or cigarettes
    • A24D3/06—Use of materials for tobacco smoke filters
    • A24D3/16—Use of materials for tobacco smoke filters of inorganic materials
    • A24D3/163—Carbon
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24C—MACHINES FOR MAKING CIGARS OR CIGARETTES
    • A24C5/00—Making cigarettes; Making tipping materials for, or attaching filters or mouthpieces to, cigars or cigarettes
    • A24C5/47—Attaching filters or mouthpieces to cigars or cigarettes, e.g. inserting filters into cigarettes or their mouthpieces
    • A24C5/474—Attaching filters or mouthpieces to cigars or cigarettes, e.g. inserting filters into cigarettes or their mouthpieces by inserting filters into cigarettes or their mouthpieces
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24D—CIGARS; CIGARETTES; TOBACCO SMOKE FILTERS; MOUTHPIECES FOR CIGARS OR CIGARETTES; MANUFACTURE OF TOBACCO SMOKE FILTERS OR MOUTHPIECES
    • A24D1/00—Cigars; Cigarettes
    • A24D1/04—Cigars; Cigarettes with mouthpieces or filter-tips
    • A24D1/045—Cigars; Cigarettes with mouthpieces or filter-tips with smoke filter means
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24D—CIGARS; CIGARETTES; TOBACCO SMOKE FILTERS; MOUTHPIECES FOR CIGARS OR CIGARETTES; MANUFACTURE OF TOBACCO SMOKE FILTERS OR MOUTHPIECES
    • A24D3/00—Tobacco smoke filters, e.g. filter-tips, filtering inserts; Filters specially adapted for simulated smoking devices; Mouthpieces for cigars or cigarettes
    • A24D3/02—Manufacture of tobacco smoke filters
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24F—SMOKERS' REQUISITES; MATCH BOXES; SIMULATED SMOKING DEVICES
    • A24F7/00—Mouthpieces for pipes; Mouthpieces for cigar or cigarette holders
    • A24F7/04—Mouthpieces for pipes; Mouthpieces for cigar or cigarette holders with smoke filters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/20—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising free carbon; comprising carbon obtained by carbonising processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
    • B01J20/28002—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
    • B01J20/28004—Sorbent size or size distribution, e.g. particle size
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
    • B01J20/28002—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
    • B01J20/28011—Other properties, e.g. density, crush strength
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
    • B01J20/28014—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their form
    • B01J20/28016—Particle form
    • B01J20/28019—Spherical, ellipsoidal or cylindrical
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
    • B01J20/28054—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
    • B01J20/28057—Surface area, e.g. B.E.T specific surface area
    • B01J20/28064—Surface area, e.g. B.E.T specific surface area being in the range 500-1000 m2/g
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
    • B01J20/28054—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
    • B01J20/28057—Surface area, e.g. B.E.T specific surface area
    • B01J20/28066—Surface area, e.g. B.E.T specific surface area being more than 1000 m2/g
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/3078—Thermal treatment, e.g. calcining or pyrolizing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/3085—Chemical treatments not covered by groups B01J20/3007 - B01J20/3078
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/30—Active carbon
    • C01B32/312—Preparation
    • C01B32/336—Preparation characterised by gaseous activating agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B49/00—Destructive distillation of solid carbonaceous materials by direct heating with heat-carrying agents including the partial combustion of the solid material to be treated
    • C10B49/02—Destructive distillation of solid carbonaceous materials by direct heating with heat-carrying agents including the partial combustion of the solid material to be treated with hot gases or vapours, e.g. hot gases obtained by partial combustion of the charge
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B53/00—Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form
    • C10B53/02—Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form of cellulose-containing material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
    • B01D2253/10—Inorganic adsorbents
    • B01D2253/102—Carbon
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
    • B01D2253/30—Physical properties of adsorbents
    • B01D2253/302—Dimensions
    • B01D2253/304—Linear dimensions, e.g. particle shape, diameter
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
    • B01D2253/30—Physical properties of adsorbents
    • B01D2253/302—Dimensions
    • B01D2253/306—Surface area, e.g. BET-specific surface
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
    • B01D2253/30—Physical properties of adsorbents
    • B01D2253/34—Specific shapes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/40—Nitrogen compounds
    • B01D2257/408—Cyanides, e.g. hydrogen cyanide (HCH)
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/50—Carbon oxides
    • B01D2257/502—Carbon monoxide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/70—Organic compounds not provided for in groups B01D2257/00 - B01D2257/602
    • B01D2257/702—Hydrocarbons
    • B01D2257/7022—Aliphatic hydrocarbons
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/70—Organic compounds not provided for in groups B01D2257/00 - B01D2257/602
    • B01D2257/702—Hydrocarbons
    • B01D2257/7027—Aromatic hydrocarbons
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/10—Biofuels, e.g. bio-diesel

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Cigarettes, Filters, And Manufacturing Of Filters (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)

Abstract

吸烟制品包含可抽吸材料和在所述可抽吸材料下游的活性炭粒子。所述活性炭粒子由整个种子产生。所述活性炭粒子具有长度、宽度和高度。所述长度、宽度和高度中的至少两个独立地在约1mm到约7.5mm的范围内。所述粒子可以是球状体，在此情况下，所述长度、宽度和高度将是相同或类似的。

Description

用于吸烟制品的活性炭珠
技术领域
本公开涉及具有含活性炭的过滤嘴的吸烟制品。
背景技术
例如香烟等可燃吸烟制品通常具有由包装纸包围的烟丝(通常呈切割填料形式)，从而形成烟丝条。吸烟者通过点燃香烟的一端并且使烟丝条燃烧来使用香烟。吸烟者随后通过在香烟的相对端或口端上抽吸而接受主流烟气，所述香烟通常含有过滤嘴。过滤嘴放置成在主流烟气被递送给吸烟者之前截留主流烟气的一些成分。
在现有技术中还提议了多种吸烟制品，在这些吸烟制品中，对例如烟草等气溶胶生成基质进行加热而非使其燃烧。在加热的吸烟制品中，通过对气溶胶生成基质进行加热来生成气溶胶。已知的加热的吸烟制品包含例如如下吸烟制品，在这些吸烟制品中，通过电子加热或通过从易燃的燃料元件或热源到气溶胶生成基质进行的热传递来生成气溶胶。在吸烟期间，挥发性化合物通过来自热源的热传递而从气溶胶生成基质中释放并且夹带在抽吸通过所述吸烟制品的空气中。随着所释放的化合物冷却，化合物凝结以形成由消费者吸入的气溶胶。还已知如下吸烟制品，在所述吸烟制品中，在不燃烧的情况下且有时候在不加热的情况下，例如通过化学反应从烟草材料、烟草提取物或其它尼古丁源生成含尼古丁气溶胶。此类不可燃吸烟制品还可包含定位成在主流烟气被递送给用户之前吸附烟气成分的过滤嘴。
吸烟制品中的过滤嘴无论是可燃的还是不可燃的，都可含有活性炭以从烟气移除所选成分。
通常在过滤嘴中使用活性炭颗粒或球化活性炭来选择性地吸附烟气成分。不使用活性炭粉末，这是因为其大小过小，以至于无法由例如醋酸纤维素丝束等过滤嘴材料保持。然而，含有活性炭颗粒或活性炭球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上抽吸，当活性炭粒子从过滤嘴中释放并且进入吸烟者口中时，所述粒子漏出发生。在某种程度上，粒子漏出可能归因于产生活性炭的过程。活性炭通常是通过对含碳聚合物或例如椰子壳等植物碳源进行碳化和活化并且随后粒化或压碎来产生。活性炭粉末或颗粒可通过使用粘合剂来球化，或可能被挤出。含有所得颗粒、球或挤出材料的活性炭组合物可包含导致漏出的小粒子。
另外，粒子漏出可能由处理含有活性炭的过滤嘴引起或由将此类过滤嘴结合到吸烟制品中引起。举例来说，具有活性炭的过滤嘴的连续棒可切割成较小的段以供在吸烟制品生产线上结合到吸烟制品中，并且切割含有活性炭的过滤嘴可能导致先前截留的活性炭粒子得以释放。
发明内容
本发明的一个目标是制造用于吸烟制品中的活性炭，其中所述活性炭相比于采用活性炭的当前吸烟制品的情况在吸烟期间展现更少的粒子漏出。本发明的另一目标是简化用于制造用于吸烟制品中的活性炭的过程。在阅读和理解本公开内容后，本发明的其它目标对于所属领域的技术人员来说将是显而易见的，所述公开内容包含随后的权利要求和附图。
在本发明的各种方面中，一种吸烟制品包含可抽吸材料和在可抽吸材料下游的活性炭粒子。活性炭粒子具有长度、宽度和高度。长度、宽度和高度中的至少两个独立地在约1mm到约7.5mm的范围内。优选的是，粒子具有椭圆体形状，例如球状体形状，在此情况下，长度、宽度和高度将是相同或类似的。优选的是，活性炭粒子由大小和形状类似于所得活性炭粒子的生物材料形成。在优选实施例中，生物材料是种子。优选的是，种子是整个种子，并且活性炭粒子是通过对整个种子进行碳化和活化来产生。因此，一个种子可产生一个活性炭粒子。
在本发明的优选方面中，一种吸烟制品包含可抽吸材料和在可抽吸材料下游的活性炭粒子。活性炭粒子由种子产生。活性炭粒子具有长度、宽度和高度。长度、宽度和高度中的至少两个独立地在1mm到7.5mm的范围内。
如本文中所使用，“可抽吸材料”是如下材料，当所述材料放置在吸烟制品中并且所述吸烟制品被用户恰当地使用时，所述材料生成可递送给吸烟制品的用户的气溶胶。
在本发明的各种方面中，一种用于制造吸烟制品的方法包含处理材料以形成活性炭粒子以及将活性炭粒子材料结合到过滤嘴中。所述材料基本上由具有长度、宽度和高度的生物材料组成。长度、宽度和高度中的至少两个独立地在约1mm到约10mm的范围内。
相对于包含活性炭的当前可用吸烟制品或用于制造此类吸烟制品的相关方法，本发明的吸烟制品和方法的各种方面可具有一个或多个优点。举例来说，且如本公开中所描述，可在无例如球化或挤出等额外处理步骤的情况下产生毫米大小的活性炭粒子。借助于另一实例，可在不使用粘合剂的情况下产生毫米大小的活性炭粒子。作为又一实例，归因于不需要在产生活性炭时进行压碎或粒化步骤，可减少粒子漏出。另外，已经发现，可使用自然生物前体来产生具有合适硬度的活性炭粒子以供用于吸烟制品的过滤嘴以及此类过滤嘴和含有此类过滤嘴的吸烟制品的制造中。另外，过滤嘴可含有单个活性炭粒子，这可避免使用通常用于制造包含活性炭的过滤嘴的过滤嘴组合器。归因于使用单个或少量活性炭粒子而非根据典型过滤嘴制造工艺的大量活性炭粒子，可减少碳遗留物(carry over)。活性炭粒子还可有利地充当媒介物以递送吸烟制品的烟气中的调味剂。归因于相对较大的粒子大小，活性炭粒子还可充当吸烟制品中的限流器。另外，活性炭粒子可用以降低来自主流烟气的某些烟气成分的浓度。在阅读并理解本公开内容后，本文中所描述的吸烟制品的一个或多个方面的额外优点对于所属领域的技术人员来说将是显而易见的。
可使用任何合适的源材料来形成具有长度、宽度和高度的活性炭粒子，其中长度、宽度和高度中的至少两个并且优选地长度、宽度和高度中的所有三个独立地在约1mm到约7.5mm的范围内。在这些尺寸范围内，源材料可具有任何合适的形状和大小。优选的是，活性炭粒子由源材料产生而不在碳化之前或之后粒化、粉碎或以其它方式减小源材料或所得碳化或活化粒子的大小。优选的是，活性炭由源材料产生而不通过例如在碳化或碳化和活化之前聚结粒子来增大源材料的大小。因此，所得活性炭粒子衍生自单个源材料粒子。由此，源材料和所得活性炭粒子具有相同或类似的形状和大小。
举例来说，活性炭粒子碳粒子的大小可在产生活性炭粒子的源材料的大小的约40％到约100％的范围内。虽然本发明不涉及以机械方式破坏整个粒子，但粒子的大小可在碳化和活化过程期间减小。在一些优选实施例中，活性炭粒子碳粒子的大小可在产生活性炭粒子的源材料的大小的约50％到约100％；优选地约60％到约100％，更优选地约70％到约100％，甚至更优选地约80％到约100％的范围内。
源材料可具有任何合适的长度、宽度和高度。优选的是，选择源材料以使得所得活性炭粒子的所述尺寸中的至少两个(例如宽度和高度)类似于或小于预期插入有活性炭粒子的吸烟制品的对应尺寸。在优选实施例中，源材料具有在约1mm到约10mm的范围内的长度。在优选实施例中，源材料具有在约1mm到约10mm的范围内的宽度。在优选实施例中，源材料具有在约1mm到约10mm的范围内的高度。优选的是，长度、宽度和高度中的至少两个独立地在约1mm到约10mm的范围内；更优选地在约2mm到约8mm的范围内。更优选的是，长度、宽度和高度中的所有三个独立地在约1mm到约10mm的范围内；更优选地在约2mm到约8mm的范围内。
优选的是，源材料具有椭圆体形状。举例来说，源材料可以是球状体。在此类实施例中，源材料的长度、宽度和高度将是相同或类似的。
优选的是，源材料的长度、宽度和高度中的最小者在源材料的长度、宽度和高度中的最大者的约70％到约99.9％的范围内。更优选的是，长度、宽度和高度中的最小者在长度、宽度和高度中的最大者的约80％到约99.9％的范围内。甚至更优选的是，长度、宽度和高度中的最小者在长度、宽度和高度中的最大者的约90％到约99.9％的范围内。
优选的是，源材料是生物材料。优选的是，生物源材料的大小是生物材料的未更改的自然大小。举例来说，生物材料在其自然状态下优选地具有上文对于源材料所描述的大小。
优选的是，生物材料基本上由种子组成，或由种子组成。具有优选大小和形状以用于生成活性炭粒子的种子的实例包含但不限于：姜芋种子，例如美人蕉种子；罂粟种子，例如虞美人种子；苋菜种子，例如千穗谷种子；粟种子，例如糜子种子；芥末种子，例如白芥种子；黑胡椒种子，例如胡椒种子；棕榈种子，例如海枣种子；鼠李(aladierno)种子，例如意大利鼠李种子；巴戎(bayón)种子，例如豆瓣香树种子；桧柏种子，例如杜松种子；圆柏种子，例如腓尼基刺柏种子；以及假胡椒(false pepper)种子，例如胡椒木种子。
活性炭可由例如种子等任何合适的含碳源材料产生。活性炭是用以描述具有广泛发展的内部孔结构的含碳吸附剂家族的通用术语。活性炭可通过任何合适的工艺(例如物理活化或化学活化)来产生。在物理活化中，源材料通过碳化和活化使用热气体发展成活性炭。碳化过程包含在不存在氧的情况下在通常在约600℃到约900℃的范围内的高温下热解源材料。活化包含在高于250℃(例如约800℃)的温度下使碳化材料暴露于氧化气氛，例如蒸气、二氧化碳或氧。用于活化/氧化的温度通常在约600℃到约1200℃的范围内，例如为约850℃。
化学活化包含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。随后在通常低于物理活化碳化的温度下对原材料进行碳化。举例来说，化学活化碳化的温度可在约450℃到约900℃的范围内。碳化和活化可同时发生。
出于本公开的目的，可经由任何合适的工艺对含碳源材料进行活化。优选的是，在碳化之后的步骤中发生活化。优选的是，通过物理活化过程对碳化粒子进行活化。
在碳化或活化过程中可使用任何合适的加热速率。在一些实施例中，温度以每分钟约5℃或每分钟约10℃的比率增大，直到在碳化期间实现所要温度为止。视需要，温度升高的速率可较低，例如约每分钟1℃，以防止粒子在碳化期间聚结。在一些实施例中，在活化过程中温度升高的速率是每分钟约5℃。
孔大小和表面特性可根据众所周知的技术而变化，这可能影响活性炭可移除所选烟气成分的效率，所述烟气成分例如1,2-丙二烯、1,3-丁二烯、异戊二烯、苯、1,2-戊二烯、1,3-环戊二烯、2,4-己二烯、1,3-环己二烯、甲基-1,3-环戊二烯、苯、甲苯、对二甲苯、间二甲苯、邻二甲苯、苯乙烯(乙烯基苯)、1-甲基吡咯、甲醛、乙醛、丙烯醛、丙醛、异丁醛、2-甲基异戊醛、丙酮、甲基乙烯基酮、二乙酰基、甲基乙基酮、甲基丙基酮、甲基2-呋喃酮、氰化氢、丙烯腈、一氧化碳，及其组合。控制活性炭的孔大小分布和表面特性(例如表面氧浓度)的能力在所属领域中是众所周知的。参见例如(i)题为用于增大到微孔碳中的中孔的方法(METHODS FOR INCREASING MESOPORES INTO MICROPOROUS CARBON)的WO 2010/103323A1；(ii)Lillo-Rodenas等人(2005),具有不同孔大小分布和表面氧基团以用于低浓度的苯和甲苯吸附的活性炭的特性(Behaviour of activated carbons with different poresize distributions and surface oxygen groups for benzene and tolueneadsorption at low concentrations),Carbon43:1758-1767；以及(iii)Romero-Anaya等人(2010),用于低浓度甲苯吸附的球形活性炭(Spherical activated carbon for lowconcentration toluene adsorption),Carbon 48:2625-2633。一般来说，孔大小分布和表面特性可通过调整活化气氛(例如，O2、CO2或蒸气)和活化时间和温度而容易地修改。可例如在惰性气氛中执行进一步处理以修改表面氧含量而不修改孔隙度。所属领域的技术人员可容易地调整活化参数以实现用于本发明的过滤嘴和吸烟制品中的活性炭粒子。
用于本发明的过滤嘴和吸烟制品中的活性炭粒子优选地具有约500m2/g或更大的比表面积(BET)。一般来说，活性炭将具有约2500m2/g或更少的BET。优选的是，活性炭具有在约1000m2/g到约2000m2/g的范围内的BET。
用于本发明的过滤嘴和吸烟制品中的活性炭粒子优选地具有适合于在现有珠粒插入系统中进行处理的硬度。优选的是，活性炭粒子具有大于约95％的球盘硬度。可根据ASTM D3802-10,活性炭的球盘硬度的标准测试方法(Standard Test Method for Ball-Pan Hardness of Activated Carbon)(DOI：10.1520/D3802-10)来测量球盘硬度。球盘硬度可给出活性炭对粒子降级的抗性如何的构思，其中具有较大球盘硬度的活性炭趋于对摩擦具有增大的抗性。球盘硬度是用于建立与除尘有关的活性炭的可测量特性的广泛使用的量度。在优选实施例中，用于本发明的过滤嘴或吸烟制品中的活性炭粒子具有约96％或更大或97％或更大的球盘硬度。更优选的是，用于本发明的过滤嘴或吸烟制品中的活性炭粒子具有约98％的球盘硬度。应理解，用于本发明的过滤嘴或吸烟制品中的活性炭一般具有小于100％的球盘硬度。
用于本发明的过滤嘴或吸烟制品中的活性炭粒子可具有任何合适的密度。活性炭粒子的密度将部分取决于源材料的密度和所使用的碳化和活化过程。密度可通过ASTMD2854-09(2014),用于活性炭的表观密度的标准测试方法(Standard Test Method forApparent Density of Activated Carbon)进行测定。优选的是，用于本发明的吸烟制品的过滤嘴中的活性炭具有约0.35g/cm3到约0.65g/cm3的密度。更优选的是，用于本发明的吸烟制品的过滤嘴中的活性炭具有约0.4g/cm3到约0.60g/cm3的密度。
用于本发明的过滤嘴或吸烟制品中的活性炭粒子可具有任何合适的质量。活性炭粒子的质量将部分取决于源材料的质量和所使用的碳化和活化过程。优选的是，活性炭粒子具有在约5mg到约100mg；更优选地在约10mg到约60mg的范围内的质量。
用于本发明的过滤嘴或吸烟制品中的活性炭粒子可具有任何合适的形状或大小。通常，活性炭粒子处于源材料的大小的75％与100％之间，并且具有与源材料相同或类似的形状。因为所得活性炭粒子具有类似于源材料的大小和形状，所以不需要粘合剂来维持活性炭材料的形状。优选的是，根据本发明的活性炭粒子不含添加的粘合剂；也就是说，如本文中所描述的活性炭粒子可不包含粘合剂。此活性炭粒子与当前在吸烟制品或吸烟制品过滤嘴中使用的活性炭材料形成对比，后者需要粘合剂来维持颗粒或粉末以所要形状凝聚。因此，相比于当前在吸烟制品行业中使用的活性炭材料，可在更少的步骤中产生本公开中所描述的活性炭粒子。
在本发明的优选方法中，由例如种子等生物源材料产生活性炭粒子，所述生物源材料具有对应于其自然大小的大小，这意味着生物材料的大小不例如通过聚结而增大，或例如通过移除部分、粉碎等等而减小。举例来说，经受碳化和活化的种子优选地为整个种子，并且不是从整个种子移除的部分，且不是种子的聚结。可选择生物源材料(例如整个种子)的大小，使得所得活性炭粒子具有适用于吸烟制品中的大小。如上文所论述，碳化、活化或碳化和活化可影响所得活性炭粒子的大小，其中所得活性炭粒子常常具有小于起始生物材料的大小。优选的是，不对由自然大小的生物源材料的碳化和活化产生的活性炭粒子进行粒化或粉碎。因此，在方法的优选实施例中由以下组成，或基本上由以下组成：(i)获得自然大小的生物材料，例如整个种子；(ii)任选地使自然大小的生物材料干燥；(iii)对自然大小的生物材料或任选地经干燥的材料进行碳化以获得碳化粒子；(iv)对碳化粒子进行活化；以及(v)将碳化粒子结合于吸烟制品中。
本发明的或用于本发明中的活性炭粒子可具有任何合适的大小和形状。举例来说，活性炭粒子可具有任何合适的长度、宽度和高度。优选的是，活性炭粒子的所述尺寸中的至少两个(例如宽度和高度)类似于或小于预期插入有活性炭粒子的吸烟制品的对应尺寸。
在优选实施例中，活性炭粒子具有在约1mm到约7.5mm的范围内的长度。在优选实施例中，源材料具有在约1mm到约7.5mm的范围内的宽度。在优选实施例中，源材料具有在约1mm到约7.5mm的范围内的高度。优选的是，长度、宽度和高度中的至少两个独立地在约1mm到约7.5mm的范围内；更优选地在约2.5mm到约7mm的范围内。更优选的是，长度、宽度和高度中的所有三个独立地在约1mm到约7.5mm的范围内；更优选地在约2.5mm到约7mm的范围内。
优选的是，活性炭粒子具有椭圆体形状。举例来说，活性炭材料可以是球状体。在此类实施例中，活性炭粒子材料的长度、宽度和高度将是相同或类似的。
优选的是，活性炭粒子的长度、宽度和高度中的最小者在活性炭粒子的长度、宽度和高度中的最大者的约70％到约99.9％的范围内。更优选的是，长度、宽度和高度中的最小者在长度、宽度和高度中的最大者的约80％到约99.9％的范围内。甚至更优选的是，长度、宽度和高度中的最小者在长度、宽度和高度中的最大者的约90％到约99.9％的范围内。
优选的是，相比于包含活性炭的当前可用过滤嘴和吸烟制品，包含本发明的活性炭粒子的过滤嘴和吸烟制品展现更少的粒子漏出。举例来说，相比于包含由椰子壳衍生的网格大小为30到70并且BET为1100m2/g的活性炭的过滤嘴和吸烟制品，包含本发明的活性炭粒子的过滤嘴和吸烟制品优选地展现更少的粒子漏出。
粒子漏出可通过任何合适的工艺进行测定。优选的是，经由对含有活性炭的过滤嘴进行干单口抽吸(puff)(未点燃)分析来测量粒子漏出。当过滤嘴(任选地结合到吸烟制品中)以可操作方式连接到配备有粒子计数器的吸烟机时，分析粒子漏出，所述粒子计数器被配置成检测大小在约0.3μm到约10μm的范围内的粒子。优选的是，粒子计数器是激光散射粒子计数器，例如粒子计数器。吸烟机优选地被配置成每13秒/过滤嘴(任选地结合到吸烟制品中)，在2秒期间获取55mL的12次单口抽吸。优选的是，根据数个过滤嘴或吸烟制品(例如五个或十个或更多个过滤嘴或吸烟制品)的测试对粒子漏出结果求平均值。
本发明的过滤嘴和吸烟制品可包含一种或多种感官增强剂所吸附于的活性炭粒子。活性炭粒子可因此用于从烟气移除一种或多种成分和递送一种或多种感官增强剂的双重目的。
一种或多种感官增强剂可以任何合适方式涂覆在活性炭粒子上或吸附于活性炭粒子。在一些实施例中，可将包含一种或多种感官增强剂的液体或气态组合物施加到活性炭粒子。举例来说，可用包括一种或多种感官增强剂的液体组合物来喷涂活性炭粒子。借助于另外实例，活性炭粒子可浸入于包括一种或多种感官增强剂的液体组合物中、保温于所述液体组合物中或放置于所述液体组合物流中。借助于又一实例，活性炭粒子可放置在包括一种或多种感官增强剂的气态组合物流中或保温于所述气态组合物中。
在一些实施例中，将液体组合物施加到流化床中的活性炭粒子。借助于实例，活性炭粒子可引入到容器中，流化气体也可引入到所述容器中以便流化活性炭粒子，并且当活性炭粒子处于如例如国际专利申请WO 03/71886 A1中所描述的流化状态时，包括一种或多种感官剂的液体组合物可引入到所述容器中，所述国际专利申请在不与本文中所呈现的公开内容冲突的程度下特此以全文引用的方式并入本文中。液体组合物中的一种或多种感官剂可吸附或吸收到流化床中的活性炭粒子。
在一些实施例中，将包括一种或多种感官增强剂和一种或多种感官增强剂保持材料的组合物施加到活性炭粒子。一种或多种感官增强剂保持材料可包含按需要膜形成材料和乳化剂。膜形成剂的实例包含葡聚糖，例如普鲁兰多糖、麦芽糊精和羟丙基纤维素。美国专利申请US 20140123991A1提供关于用以将调味剂和调味剂保持材料施加到活性炭的一些合适方法的细节，所述方法可经修改并应用于本公开中所描述的感官增强剂到活性炭粒子的施加。US 20140123991A1的公开内容在不与本文中所呈现的公开内容冲突的程度下特此以全文引用的方式并入本文中。
优选的是，一种或多种感官增强剂涂覆在活性炭粒子上或吸附于活性炭粒子，使得感官增强剂在存储期间由粒子保持并且在包含活性炭粒子的吸烟制品的吸烟期间释放。欧洲专利申请EP 263 0 879 A1公开包含活性炭的香烟，所述活性炭具有在1500m2/g与1700m2/g之间的比表面积，并且具有相对于薄荷醇的饱和度在80％与92％之间的吸附速率下吸附的薄荷醇。EP 263 0 879 A1公开活性炭可在存储期间保持薄荷醇，并且在烟草烟气通过吸附有薄荷醇的活性炭期间仅释放薄荷醇。EP 263 0 879 A1的公开内容在不与本文中所呈现的公开内容冲突的程度下特此以全文引用的方式并入本文中。
任何合适的感官增强剂可涂覆在活性炭粒子上或吸附于活性炭粒子。合适感官增强剂的实例包含调味剂、清新剂、冷却剂和热效应剂。合适的调味剂包含如常规上在调味或芳香组合物的配方中使用的芳族或芳香分子。优选的是，调味剂是芳族烃、萜烯烃或倍半萜烯烃。调味剂可为精油、醇、醛、酚醛分子、呈各种形式的羧酸、芳族缩醛和醚、含氮杂环、酮、硫化物、二硫化物和可为芳族或非芳族的硫醇。调味剂的实例包含自然或合成的香味或芳香剂。合适芳香剂的实例为果香、糖果香、花香、甜香、木香芳香剂。合适香味的实例为椰子、香草、咖啡、巧克力、肉桂、薄荷或烘焙或烘烤香味。合适的清新剂可为但不限于丁二酸薄荷酯和其衍生物。合适的热效应剂可为但不限于香草醇乙醚。在一些优选实施例中，薄荷醇是涂覆在活性炭粒子上或吸附于活性炭粒子的感官增强剂。
可调整或修改涂覆在活性炭粒子上或吸附于活性炭粒子的感官增强剂的浓度以提供所要量的感官增强剂。
在一些实施例中，一种或多种甜味剂涂覆在活性炭粒子上或吸附于活性炭粒子。甜味剂可施加到例如乙醇中的溶液或悬浮液中的粒子。合适甜味剂的实例包含但不限于山梨糖醇、阿斯巴甜、糖精、NHDC、三氯蔗糖、乙酰磺胺酸和纽甜。
一个或多个活性炭粒子可在可抽吸材料下游以任何合适方式放置于吸烟制品中。术语“下游”指代当从可抽吸材料抽吸主流烟气并且进入用户口中时，吸烟制品的元件关于主流烟气的方向所描述的相对位置。优选的是，一个或多个活性炭粒子放置在过滤嘴元件中。
一个或多个活性炭粒子可放置在过滤嘴中的空隙或腔内。举例来说，一种或多种活性炭粒子可放置在滤嘴段-空间-滤嘴段配置中的一个或多个腔中。过滤嘴可含有多个过滤嘴元件，一个或多个活性炭粒子可放置到所述过滤嘴元件中。
优选的是，活性炭粒子嵌入于例如醋酸纤维素丝束等过滤嘴材料中。举例来说，可以类似于将含调味剂的易碎胶囊结合到香烟过滤嘴中的方式将过滤嘴嵌入于过滤嘴材料中。
优选的是，吸烟制品或过滤嘴元件仅包含一个活性炭粒子。
优选的是，活性炭粒子的尺寸中的至少两个(例如宽度和高度)类似于或小于预期插入有活性炭粒子的过滤嘴的对应尺寸。
在一个优选实施例中，过滤嘴段和活性炭粒子的横截面是圆形的，过滤器段的直径在约3.6mm与约6.5mm之间，并且垂直于过滤嘴的纵向方向测量到的活性炭粒子的直径在约2.5mm与约4.5mm之间。具有约6.1mm的直径的过滤嘴可用在具有约7.0mm的总直径的“细型香烟”中。
在另一优选实施例中，过滤嘴段和活性炭粒子的横截面是圆形，过滤嘴段的直径在约3.6mm与约5.5mm之间，并且垂直于过滤嘴的纵向方向测量到的活性炭粒子的直径在约3.0mm与约3.5mm之间。具有小于约4.5mm的直径的过滤嘴可用在具有小于约5.4mm的总直径的“超细型香烟”中。
在另一优选实施例中，过滤嘴段和活性炭粒子的横截面是圆形的，过滤嘴段的直径在约3.6mm与约4.5mm之间，并且垂直于过滤嘴的纵向方向测量到的活性炭粒子的直径在约3.0mm与约3.5mm之间。具有约3.8mm的直径的过滤嘴可用在具有约4.7mm的总直径的“微细型香烟”中。
术语“吸烟制品”包含香烟、雪茄、小雪茄和其中将例如烟草的可抽吸材料点燃并使其燃烧以产生烟气的其它制品。术语“吸烟制品”还包含其中可抽吸材料不燃烧的制品，例如但不限于直接或间接加热吸烟组合物的吸烟制品，或在具有或不具有热源的情况下使用气流或化学反应递送来自可抽吸材料的尼古丁或其它材料的吸烟制品。
如本文中所使用，术语“烟气”用来描述由吸烟制品产生的气溶胶。由吸烟制品产生的气溶胶可以是例如由可燃吸烟制品(例如香烟)产生的烟气，或由不可燃的吸烟制品(例如，加热式吸烟制品或非加热式吸烟制品)产生的气溶胶。
除非另外说明，否则本文中所使用的所有科学和技术术语均具有所属领域中常用的含义。本文中所提供的定义是为了便于理解本文中频繁使用的某些术语。
如本文中所使用，除非内容另外明确指示，否则单数形式“一(a/an)”和“所述(the)”涵盖具有复数指代物的实施例。
如本文中所使用，除非内容另外明确指示，否则“或”一般以其包含“和/或”的意义采用。术语“和/或”意味着所列元素中的一个或全部或者所列元素中的任何两个或更多个的组合。
如本文中所使用，“具有(have/having)”、“包含(include/including)”、“包括(comprise/comprising)”等等以其开放的意义使用，并且一般意味着“包含(但不限于)”。应理解，“基本上由……组成”、“由……组成”等等归入“包括”等等中。
词语“优选的”和“优选的是”指在某些情况下，本发明中可提供某些益处的实施例。然而，其它实施例在相同或其它情况下也可以是优选的。此外，一个或多个优选实施例的叙述并不暗示其它实施例不适用，且不意图从包含权利要求的本公开的范围内排除其它实施例。
附图说明
图1是部分展开的吸烟制品的实施例的示意性透视图。图2到3是包含活性炭粒子的过滤嘴的实施例的示意性纵向截面图。图1到3中所描绘的吸烟制品和过滤嘴说明上文所描述的吸烟制品或吸烟制品的部件的实施例。示意图不一定按比例描绘并出于说明性而非限制性的目的而呈现。附图描绘了本公开中所描述的一个或多个方面。然而，应理解，附图中未描绘的其它方面属于本公开的范围和精神内。
具体实施方式
现在参考图1，描绘了吸烟制品10，在这种情况下是香烟。吸烟制品10包含条20(例如烟丝条)和包含过滤嘴材料32的口端过滤嘴30，所述过滤嘴材料是例如醋酸纤维素丝束。所描绘的吸烟制品10包含滤嘴段包装60、卷烟纸40和接装纸50。在所描绘的实施例中，滤嘴段包装60包围过滤嘴30的至少一部分。卷烟纸40包围条20的至少一部分。接装纸50或其它合适的包装纸包围滤嘴段包装60和卷烟纸40的一部分，如本领域一般已知的。过滤嘴30包含活性炭粒子，所述活性炭粒子可如例如图2和图3中所描绘而定向。
图2说明过滤嘴30处于滤嘴段32-空间33-滤嘴段34配置中的实施例。滤嘴段32是口端滤嘴段，并且优选地为白色醋酸纤维素丝束。活性炭粒子80安置在滤嘴段32与34之间的空隙空间33中。
图3说明过滤嘴30活性炭粒子80嵌入于过滤嘴材料32中的实施例。
在以下非限制性实例中提供上文所描述的活性炭粒子和方法的说明性实施例。这些实例并不意图提供对本文中所呈现的公开内容的范围的限制。
实例
获得多种种子并对其进行碳化和活化。
下表1呈现所采用的种子中的一些的自然大小的概述。
表1.所研究的一些种子的概述
使这些自然种子干燥(例如，在炉中在110℃下使其干燥3h)并且对其进行碳化以获得球形炭(或在棕榈树的情况下为卵形炭)。为了获得球形(或卵形)活性炭，所使用的方法是种子的直接物理活化(例如，CO2或蒸气)(单步骤工序)或球形生物炭的活化(双步骤工序)。
作为实例，将经干燥的种子引入到卧式炉中。氮气(N2)以300ml/min的比率流动通过所述卧式炉。在吹扫所述炉几分钟之后，以5℃/min的加热速率将种子碳化到850℃，并且维持此温度2个小时。随后，对碳化种子称重以计算焦化过程的产率。下表2呈现前体种子在此干燥步骤期间的湿度百分比、碳化过程的产率和所得碳化种子的直径大小。
所有所选种子维持其原始形状(球形或卵形)，而许多种子的大小在碳化过程之后略微减小。有趣的是，所有种子炭都具有合适的机械强度，并且因此可从这些种子炭中获得合适的活性炭粒子。
表2.在以下条件下的碳化种子的结果：在300ml/min氮气流下以5℃/min维持850℃2个小时
在以上所呈现的实例(5℃/min的加热速率)期间，观察到在一些情况(例如，糜子种子)下，归因于碳化过程而存在一定的种子聚结。为了防止此类种子聚结，使用较低的升温速率(1℃/min)。在降低的加热速率下，种子并不聚结。表3呈现使用两种加热速率(5℃/min和1℃/min)的结果。
表3在300ml/min氮气流动速率下以不同加热速率维持850℃2个小时的碳化粟种子的结果：a)5℃/min和b)1℃/min。
在单步骤制备中通过物理活化(CO2、蒸气或CO2和蒸气)直接地对一些种子进行活化，并且在双步骤制备中首先对一些种子进行焦化，且随后对其进行活化。作为实例，将种子或碳化种子引入到炉中，并且在CO2气氛下以80ml/min的流速对其吹扫。在吹扫之后，在5℃/min的速率下将炉加热到800℃。将此温度维持活化种子特定的时间(在5与30个小时之间)。最终，对活化种子称重以计算在每种情况下获得的活化百分比。
表4展示用于每个碳化种子的活化条件以及关于所得直径大小和活化过程的产率的信息
表4.不同炭种子的活化过程的结果
所有种子在活化之后维持具有合适硬度的球形或椭圆体形态。达到给定活化程度的条件取决于所使用的前体。
作为实例，考虑到相比于在相当高的碳化温度(900℃)下对这些种子(美人蕉)中的一个进行焦化并且在880℃下极快速地(仅3个小时)活化到极高活化程度(89％)，可容易地观察到待焦化或待焦化和活化的这些种子的适用性。甚至在这些极恶劣条件下，所得活性炭仍维持其具有合适硬度和极高BET表面积的球形形态。
在来自Quantachrome的体积Autosorb-6B设备中使用-196℃下的N2吸附和0℃下的CO2来执行一些活化种子的构造表征。在分析之前，在250℃下对样品脱气4h。将BET方程应用于氮吸附等温线以得到表观BET表面积。将Dubinin-Radushkevich方程应用于氮吸附等温线以测定总微孔体积，并且将Dubinin-Radushkevich方程应用于二氧化碳吸附等温线以测定窄微孔体积。表5概述了由三种不同前体制备的一些活化种子的一些初步结果。
表5.由不同自然种子制备的球形活化(和卵形)碳的活化条件和构造属性。
结果展示可使用不同自然种子来获得不同活化程度和不同表面积。因此，种子的选择与获得所要孔隙度范围相关。
此外，研究了活化时间和活化温度的影响。借助于实例，呈现对鼠李种子进行的研究。所获得的一些结果展示于表6中。
表6.使用不同活化时间和温度由鼠李炭制备的球形活性炭的活化条件和构造属性
使用相同的活化温度(800℃)但变化活化时间(10、30和40个小时)来对不同的炭鼠李种子进行活化。结果展示增加活化时间增大了活化程度和表面积。另外，活化温度升高到850℃(设置10个小时的活化时间)以研究活化温度的影响。正如期望，结果展示在使用相同的活化时间的情况下，较高温度产生较高的孔隙度活化。
测试数个活性炭粒子的表面氧浓度。举例来说，评估衍生自哥伦布(Columbian)种子的活性炭粒子的表面上的氧的程序升温解吸附。在100ml/min N2下以每分钟10℃的温度上升，在990℃下对哥伦布种子进行碳化5个小时(22％产率)，并且在80ml/min CO2下以每分钟10℃的温度上升，在880℃下对所述哥伦布种子进行活化三个小时(89％活化)。
如下表征样品。在来自Quantachrome的体积Autosorb-6B设备中使用-196℃下的氮(N2)吸附和0℃下的CO2吸附来执行所有样品的表征。在分析之前，在250℃下对样品除气4个小时。将BET方程应用于氮吸附数据以得到表观BET表面积(SBET)(Linares-Solano等人,Tanso 1998；185:316-325)。将Dubinin-Radushkevich方程应用于氮吸附数据以测定总微孔体积(大小＜2nm的孔)V-DR-N2，以及总孔容(在P/P0＝0.95下的V N2)。将Dubinin-Radushkevich方程应用于二氧化碳吸附等温线以测定窄微孔体积V-DR-CO2(大小＜0.7nm的孔)。
可通过在标准条件下进行程序升温解吸附(TPD)来测定活性炭的表面上的表面氧含量。如下测定样品的表面氧含量。在连接到质谱仪(Balzers,OmniStar)的用于进行差示扫描量热法(DSC)和热解重量分析(TGA)的设备(TA Instruments,SDT 2960Simultaneous)中进行TPD实验以表征所有样品的氧表面化学性质，包括在惰性气氛下测量水、一氧化碳、二氧化碳含量。参见例如(i)Roman-Martinez等人1993),含碳载体和Pt/C催化剂的TPD和TPR表征(TPD and TPR characterization of carbonaceous supports andPt/C catalysts),Carbon 31:894-902；(ii)Otake Y.和Jenkins R.G.(1993),通过空气和硝酸处理产生在微孔碳上的含氧表面络合物的表征(Characterization of oxygen-containing surface complexes created on microporous carbon by air and nitricacid treatment),Carbon 31:109-21；以及(iii)Zielge等人(1996),表面氧化碳纤维：I.表面结构和化学(Surface oxidized carbon fibers:I.Surface structure andchemistry),Carbon 34:983-98。在这些实验中，在100ml/min的氦气流动速率下将10mg样本加热到950℃(加热速率为20℃/min)。
下表7中呈现衍生自哥伦布种子的活性炭粒子的总氧、CO和CO2吸附容量。
表7：哥伦布种子活性炭粒子的吸附容量
样品 CO(μmol/g) CO2(μmol/g) 总O(μmol/g)
碳化种子 195 304 804
活化种子 483 927 2338
我们可以得出结论，通过变化碳化和活化条件，我们可以获得具有不同构造属性的种子。因此，自然种子前体的选择以及炭化条件的选择(加热速率和温度)和活化条件的选择(温度和时间)允许选择所得生物炭和生物活化碳的属性(形态、大小、孔隙度、表面积和硬度)。
因此，描述了用于吸烟制品的活性炭珠的方法、系统、装置、化合物和组合物。在不脱离本发明的范围和精神的情况下，本发明的各种修改和变化对于所属领域的技术人员将是显而易见的。尽管已结合特定优选实施例描述本发明，但应理解，如所要求的本发明不应不恰当地限于此类特定实施例。实际上，对于化学和化学工程、过滤嘴制造、香烟制造或有关领域的技术人员来说显而易见的用于进行本发明的所描述模式的各种修改意图在以下权利要求的范围内。

Claims (15)

1.一种吸烟制品，包括：
可抽吸材料；以及
活性炭粒子，其在所述可抽吸材料下游，所述活性
炭粒子由整个种子产生且具有长度、宽度和高度，其中所述长度、所述宽度和所述高度中的至少两个独立地在1mm到7.5mm的范围内。
2.根据权利要求1所述的吸烟制品，其中所述活性炭粒子不含粘合剂。
3.根据权利要求1或2所述的吸烟制品，其中所述活性炭粒子是椭圆体。
4.根据前述权利要求中任一项所述的吸烟制品，其中所述活性炭粒子是球状体。
5.根据前述权利要求中任一项所述的吸烟制品，其中所述活性炭粒子是由对所述整个种子的碳化和物理活化而产生。
6.根据前述权利要求中任一项所述的吸烟制品，其中产生所述活性炭的所述种子具有在1mm到10mm的范围内的直径。
7.根据前述权利要求中任一项所述的吸烟制品，其中所述活性炭粒子具有在2.5mm到7mm的范围内的直径。
8.根据前述权利要求中任一项所述的吸烟制品，其中所述活性炭粒子具有在10mg到60mg的范围内的重量。
9.根据前述权利要求中任一项所述的吸烟制品，其中所述活性炭粒子具有在20mg到40mg的范围内的重量。
10.根据前述权利要求中任一项所述的吸烟制品，其中所述活性炭粒子具有在500m2/g到2500m2/g的范围内的表面积(BET)。
11.根据前述权利要求中任一项所述的吸烟制品，进一步包括具有过滤嘴材料的过滤嘴，其中所述活性炭粒子安置在所述过滤嘴材料内。
12.根据权利要求12所述的吸烟制品，其中所述过滤嘴中的活性炭基本上由所述活性炭粒子组成。
13.一种用于制造吸烟制品的过滤嘴的方法，包括：
对具有长度、宽度和高度的整个种子进行碳化和活化，
其中所述长度、宽度和高度中的至少两个独立地在1mm到10mm的范围内以由所述材料形成活性炭粒子；以及
将所述活性炭粒子结合到所述过滤嘴中。
14.根据权利要求13所述的方法，其中所述活性炭粒子具有长度、宽度和高度，其中所述长度、所述宽度和所述高度中的至少两个独立地在1mm到7.5mm的范围内。
15.一种用于制造吸烟制品的方法，包括将根据权利要求13或权利要求14而制造的过滤嘴结合到在可抽吸材料下游的所述吸烟制品中。
CN201680036663.6A 2015-07-17 2016-07-14 用于吸烟制品的活性炭珠 Active CN108135257B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP15177395 2015-07-17
EP15177395.9 2015-07-17
PCT/IB2016/054218 WO2017013549A1 (en) 2015-07-17 2016-07-14 Activated carbon beads for smoking articles

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108135257A true CN108135257A (zh) 2018-06-08
CN108135257B CN108135257B (zh) 2021-07-30

Family

ID=53938062

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201680036663.6A Active CN108135257B (zh) 2015-07-17 2016-07-14 用于吸烟制品的活性炭珠

Country Status (11)

Country Link
US (1) US11707084B2 (zh)
EP (1) EP3324763B1 (zh)
JP (1) JP6891132B2 (zh)
KR (1) KR102667571B1 (zh)
CN (1) CN108135257B (zh)
HU (1) HUE046288T2 (zh)
MX (1) MX375046B (zh)
MY (1) MY183437A (zh)
RU (1) RU2702259C2 (zh)
TW (1) TW201703657A (zh)
WO (1) WO2017013549A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108975332A (zh) * 2018-07-19 2018-12-11 深圳市环球绿地新材料有限公司 高硬度活性炭、其制备方法和用途

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112367874B (zh) * 2018-07-25 2024-07-05 菲利普莫里斯生产公司 在气溶胶生成系统中控制加热的方法
WO2020098320A1 (zh) * 2018-11-14 2020-05-22 云南中烟工业有限责任公司 一种用于周向加热不燃烧卷烟的烟支
JP7096354B2 (ja) * 2019-04-29 2022-07-05 雲南中煙工業有限責任公司 低カットオフの加熱式非燃焼タバコのタバコスティック
JP7640582B2 (ja) 2020-12-24 2025-03-05 日本たばこ産業株式会社 非燃焼加熱式たばこ及び電気加熱式たばこ製品

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08215294A (ja) * 1995-02-17 1996-08-27 Yoshihara Masaaki 吸着・脱臭剤及び吸着マット
WO2004010802A1 (en) * 2002-07-26 2004-02-05 Philip Morris Products S.A. Adsorbents for smoking articles comprising a non-volatile organic compound applied using a supercritical fluid
CN101873810A (zh) * 2007-12-20 2010-10-27 菲利普莫里斯生产公司 包括用于减少微粒穿透的随机定向纤维的过滤嘴
CN102933105A (zh) * 2010-05-07 2013-02-13 R.J.雷诺兹烟草公司 具有可改变的感觉特性的过滤嘴香烟
CN103271438A (zh) * 2005-02-04 2013-09-04 菲利普莫里斯生产公司 香烟滤嘴、香烟以及形成香烟的方法
CN103763949A (zh) * 2011-04-08 2014-04-30 R·J·雷诺兹烟草公司 在过滤嘴中包含管状元件的过滤嘴香烟

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3464829B2 (ja) 1994-08-02 2003-11-10 誠一 堀切 種子充填材及びその製造方法
US6935347B2 (en) * 2001-05-30 2005-08-30 Ranchhodbhai D. Patel Smoking artifact
US20030159703A1 (en) 2002-02-22 2003-08-28 Zuyin Yang Flavored carbon useful as filtering material of smoking article
US7856990B2 (en) * 2003-09-30 2010-12-28 R. J. Reynolds Tobacco Company Filtered cigarette incorporating an adsorbent material
GB0904196D0 (en) 2009-03-11 2009-04-22 British American Tobacco Co Methods for increasing mesopores in adsorbents
WO2012053251A1 (ja) 2010-10-20 2012-04-26 日本たばこ産業株式会社 メンソール添着活性炭、シガレット用フィルタおよびフィルタ付シガレット
KR20140038549A (ko) 2011-07-15 2014-03-28 니뽄 다바코 산교 가부시키가이샤 향료 담지 흡착제 입자, 궐련용 필터, 필터 부착 궐련 및 향료 담지 흡착제 입자의 제조방법
US20160128294A1 (en) * 2014-11-10 2016-05-12 R.J. Reynolds Tobacco Company Infused plant seeds

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08215294A (ja) * 1995-02-17 1996-08-27 Yoshihara Masaaki 吸着・脱臭剤及び吸着マット
WO2004010802A1 (en) * 2002-07-26 2004-02-05 Philip Morris Products S.A. Adsorbents for smoking articles comprising a non-volatile organic compound applied using a supercritical fluid
CN103271438A (zh) * 2005-02-04 2013-09-04 菲利普莫里斯生产公司 香烟滤嘴、香烟以及形成香烟的方法
CN101873810A (zh) * 2007-12-20 2010-10-27 菲利普莫里斯生产公司 包括用于减少微粒穿透的随机定向纤维的过滤嘴
CN102933105A (zh) * 2010-05-07 2013-02-13 R.J.雷诺兹烟草公司 具有可改变的感觉特性的过滤嘴香烟
CN103763949A (zh) * 2011-04-08 2014-04-30 R·J·雷诺兹烟草公司 在过滤嘴中包含管状元件的过滤嘴香烟

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108975332A (zh) * 2018-07-19 2018-12-11 深圳市环球绿地新材料有限公司 高硬度活性炭、其制备方法和用途
CN108975332B (zh) * 2018-07-19 2020-07-24 深圳市环球绿地新材料有限公司 高硬度活性炭、其制备方法和用途

Also Published As

Publication number Publication date
RU2702259C2 (ru) 2019-10-07
KR102667571B1 (ko) 2024-05-22
HUE046288T2 (hu) 2020-02-28
TW201703657A (zh) 2017-02-01
MX2017016855A (es) 2018-09-06
EP3324763B1 (en) 2019-09-04
MX375046B (es) 2025-03-06
WO2017013549A1 (en) 2017-01-26
CN108135257B (zh) 2021-07-30
JP2018521649A (ja) 2018-08-09
JP6891132B2 (ja) 2021-06-18
KR20180029974A (ko) 2018-03-21
EP3324763A1 (en) 2018-05-30
RU2017145188A (ru) 2019-08-19
US20180220700A1 (en) 2018-08-09
US11707084B2 (en) 2023-07-25
MY183437A (en) 2021-02-18
RU2017145188A3 (zh) 2019-08-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2014313946B2 (en) Smoking article
US9491971B2 (en) Specifically-defined smoking article with activated carbon sorbent and sodium bicarbonate-treated fibers and method of treating mainstream smoke
CN108135257B (zh) 用于吸烟制品的活性炭珠
US8114475B2 (en) Adsorbents for smoking articles comprising a non-volatile organic compound applied using a supercritical fluid
KR102537198B1 (ko) 활성탄을 포함하는 흡연 물품 및 그의 제조방법
JP6268289B2 (ja) 吸着材
CN102849718A (zh) 制备多孔碳
WO2017130045A1 (en) Activated carbon spheroids for smoking articles
JP2016535980A (ja) 添加剤放出材料
WO2016024206A1 (en) Moisturized activated carbon for smoking articles
JP7150719B2 (ja) 非晶質炭酸マグネシウムを有する喫煙物品フィルター
JP6874152B2 (ja) 香味吸引物品
TWI732974B (zh) 香味吸嚐物品

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant