专利名称：烟草烟雾过滤嘴的制作方法
技术领域：
本发明涉及含有微粒吸附剂的烟草烟雾过滤嘴。
众所周知，可以用吸附剂微粒去除烟草烟雾中的汽相(VP)组分。含有挥发性食用香料(例如，薄荷醇)的香烟也是人所共知的。但是，以往人们在过滤嘴香烟中同时使用挥发性食用香料和微粒吸附剂的尝试没有成功，已经证实在用微粒吸附剂保持满意水平的VP组分去除的同时不可能提供满意水平的香味送递。
我们发现利用含有活性炭的烟草烟雾过滤嘴可以解决上述问题，在活性炭中(1)孔径小于2nm的孔(微孔)提供至多为0.3cm3/g(N2)的孔体积；和(2)(a)孔径在2～50nm的孔(中孔)提供至少为0.25cm3/g(N2)的孔体积和/或(b)孔径在7～50nm的孔(较大中孔)提供至少为0.12cm3/g(Hg)的孔体积。不具有微孔体积的活性炭对VP的去除效果很差，而且该效果在挥发性食用香料存在时会进一步降低，甚至无效，而上述微孔/中孔组合是允许香味送递和VP去除达到额定平衡所必需的。在此，用cm3/g(N2)表示孔体积，这表明该体积是用氮吸附法(nitrogen porosimetry)测量的，即用MicromeriticsTristar 3000测量氮的吸附/脱附等温线，并且通过在等温线的脱附分支采用BJH方法表征孔大小的分布情况。用cm3/g(Hg)或m2/g(Hg)表示孔体积或表面积，这表明该值是用压汞仪法(mercuryporosimetry)测量的，接触角为140°，表面张力值为480达因/cm。
因此，本发明提供了含有活性炭的烟草烟雾过滤嘴，该炭具有由孔径小于2nm的微孔提供的微孔体积，该微孔体积可达0.3cm3/g(N2)，且其中该炭的孔径为2～50nm的中孔提供至少为0.25cm3/g(N2)的中孔体积；由孔径为7～50nm的中孔提供至少为0.12cm3/g(Hg)的该中孔体积的过滤嘴；以及含有活性炭的烟草烟雾过滤嘴，该炭具有由孔径小于2nm的微孔提供的微孔体积，该微孔体积可达0.3cm3/g(N2)，且其中该炭的孔径为7～50nm的中孔提供至少为0.12cm3/g(Hg)的中孔体积。
在根据本发明使用的活性炭中，孔径大于50nm的孔(大孔)优选提供至少5m2/g(Hg)的孔表面积，最优选6m2/g(Hg)或更大。
将小于2nm、2～50nm和大于50nm(直径)的孔命名为微孔、中孔和大孔与广泛接受的IUPAC中的术语学和定义一致。
由该微孔提供的微孔体积优选为至多0.26cm3/g(N2)，更优选为0.15cm3/g(N2)或更小。由2～50nm的中孔提供的中孔体积可为例如约0.3cm3/g(N2)，且优选大于0.4或大于0.5cm3/g(N2)；优选的范围因而为0.3～0.5cm3/g(N2)或更高。由7～50nm的较大中孔提供的中孔体积优选为0.13cm3/g(Hg)或更高，且可大于0.3或大于0.5cm3/g(Hg)；优选的范围因而为0.13～0.5cm3/g(Hg)或更高。
我们最出乎意料地发现，具有这样仔细控制的微孔/中孔孔隙率(且优选微孔/中孔/大孔孔隙率)的活性炭(a)显示对挥发性食用香料如薄荷醇的满意吸附水平(不太少也不太多)；(b)在吸烟时释放充足的食用香料以送递令人满意的味道；(c)显示对烟草烟雾中VP组分的良好吸附；(d)即使在有挥发性食用香料如薄荷醇存在的情况下，仍保持对该VP去除的满意水平(虽然降低了)。这种性质组合以前没有达到过。
因此，本发明也提供了在含有挥发性食用香料如薄荷醇的过滤嘴香烟中并入的本发明的烟草烟雾过滤嘴。这种过滤嘴香烟第一次将给出可接受香味的香味送递与可接受地减少VP烟雾组分的送递组合起来。
根据本发明的过滤嘴可以是前述计划用于含有微粒吸附剂的烟草烟雾过滤嘴的任意一种设计方式。例如，炭可以分散在整个过滤嘴塞子中，由聚集在一起形成塞子的丝束或纤维或片状材料携带；可以改作粘附在一条或多条伸展于整个过滤嘴塞子基体的线上或粘附在围绕过滤嘴塞子的包装物内表面；或者炭可以形成普通包装物中夹在一对过滤嘴塞子(如乙酸纤维素丝束)之间的垫。炭可以在过滤嘴生产之前就用食用香料处理，这样炭可以成为食用香料的载体并将储存过程中食用香料的迁移降到最低。相反的，还可以将炭在不添加食用香料的状态下用于合适的过滤嘴上，而食用香料则可以加在过滤嘴的另一部分，和/或加在使用过滤嘴的香烟上，和/或加在香烟过滤嘴的包装上。食用香料可以由包围过滤嘴塞子的包装物携带，也可以由一条或多条穿越过滤嘴塞子的线携带，并且上述塞子可以是同时携带活性炭的塞子或是单独的塞子。
根据本发明的过滤嘴另外可包括一种或多种除本发明必需的活性炭之外的微粒吸附剂(如硅胶或不同的炭)，这些微粒吸附剂可以与本发明必需的活性炭混合，和/或与其分离。
本发明可以用以下实施例来说明，其中实施例B、C、D和H是根据本发明设计的，其他的是对比实施例。
实施例针对每个实施例，将各自的活性炭试样干燥并于55℃在干燥器中暴露于薄荷醇气氛中持续4天，并记录重量的增加。随后组装“三颗粒状”香烟过滤嘴，每个香烟过滤嘴中含有100mg薄荷醇处理的炭，这些炭位于两个乙酸纤维素过滤嘴片段之间的堆积垫上。在ISO条件下(每分钟喷烟35cm3一次，每次持续2秒)吸用上述过滤嘴香烟，测定香烟产生的薄荷醇的输出。同时收集香烟烟雾中的汽相物质并测量选定数目的汽相化合物的减少百分数；相对于不含炭的等同过滤嘴香烟，测量这些VP化合物的减少平均数和在暴露于薄荷醇前从含有相同的100mg活性炭的同等过滤嘴获得的减少。
结果总结于下表中，表中给出了使用的各种炭的孔隙率参数以及使用上述各种炭的过滤嘴的测量结果。实施例B、C、D和H使用的是根据本发明要求的活性炭，其余的则未使用。对比实施例A中使用的是一般用于以前香烟过滤嘴中的标准的基于椰子的(coconut-based)炭，而对比实施例E～G和I～M使用了其他炭，该炭的微孔/中孔/大孔孔隙率得到差的结果。对比实施例K显示可以很好地摄取和输出薄荷醇，但是该炭微孔的体积极其小以至于对VP的去除效果很差，并且在薄荷醇存在的情况下去除量基本降到了零。对比实施例I、J、L和M表现出在薄荷醇处理后对VP活跃的去除，但是薄荷醇的输出却明显的不足，其他的对比实施例(A和E～G)在VP去除和薄荷醇输出方面均明显的不足。
表
表(续)
*na-未确定。
*nm-实际上为零-太小不能测量。
权利要求
1.含有活性炭的烟草烟雾过滤嘴，其中该炭具有由孔径小于2nm的微孔提供的微孔体积，该微孔体积最大为0.3cm3/g(N2)，并且炭的孔径为2～50nm的中孔提供至少为0.25cm3/g(N2)的中孔体积。
2.含有活性炭的烟草烟雾过滤嘴，其中该炭具有由孔径小于2nm的微孔提供的微孔体积，该微孔体积最大为0.3cm3/g(N2)，并且炭的孔径为7～50nm的中孔提供至少为0.12cm3/g(Hg)的中孔体积。
3.根据权利要求1的烟草烟雾过滤嘴，其中至少为0.12cm3/g(Hg)的所述中孔体积由孔径为7～50nm的中孔提供。
4.根据前述任一项权利要求的过滤嘴，其中直径大于50nm的大孔提供至少为5m2/g(Hg)的表面积。
5.根据前述任一项权利要求的过滤嘴，其中所述微孔体积至多为0.26cm3/g(N2)。
6.根据前述任一项权利要求的过滤嘴，其中所述微孔体积至多为0.15cm3/g(N2)。
7.根据前述任一项权利要求的过滤嘴，其中所述2～50nm的中孔体积约为0.3cm3/g(N2)。
8.根据前述权利要求1～6中任一项的过滤嘴，其中所述2～50nm的中孔体积大于0.4或大于0.5cm3/g(N2)。
9.根据前述任一项权利要求的过滤嘴，其中所述7～50nm的中孔体积至少为0.13cm3/g(Hg)。
10.根据前述任一项权利要求的过滤嘴，其中所述7-50nm的中孔体积大于0.3或大于0.5cm3/g(Hg)。
11.过滤嘴香烟，其含有挥发性食用香料并且包含前述任一项权利要求的过滤嘴。
12.根据权利要求11的过滤嘴香烟，其中所述食用香料包含薄荷醇。
13.根据权利要求11或12的过滤嘴香烟，其中将所述食用香料施加到该活性炭。
14.根据权利要求11～13中任一项的过滤嘴香烟，其中将该食用香料施加到除所述活性炭以外的所述过滤嘴或香烟的某部分和/或所述香烟的包装上。
全文摘要
一种烟草烟雾过滤嘴，其在挥发性食用香料(例如，薄荷醇)存在的情况下给出可接受的汽相过滤和香味送递，该过滤嘴含有活性炭，其中(1)孔径小于2nm的孔(微孔)提供至多为0.3cm
文档编号A24D3/00GK1717185SQ200380104245
公开日2006年1月4日 申请日期2003年11月26日 优先权日2002年11月27日
发明者A·D·麦科尔马克 申请人:菲尔特隆纳国际有限公司