活性碳纤维卷烟过滤嘴制造技术

一种在烟雾经过滤嘴（１４）抽出时用于除去香烟主烟气流中气相成分的香烟过滤嘴（１４），该过滤嘴主要包括活性碳纤维过滤部分（１６），该过滤部分包括一束活性碳纤维（２４）。可以将颗粒吸收材料例如颗粒物、小球或者粉末（４２）分散到该活性碳纤维（２４）中，从而帮助除去气相组分。另外，可以使活碳纤维过滤部分（１６）与分开的一层和多层颗粒吸收材料（４２）联用。在一个实施例中，将活性碳纤维（２４）配置在螺纹杆（１１４）外侧的螺纹槽（１１６）中，形成活性碳纤维过滤部分（１６）。相当少量的活性碳纤维（２４）除去烟雾成分的量与大量颗粒吸收材料（４２）除去的烟雾成分的量相同。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
活性碳纤维卷烟过滤嘴的制作方法
技术介绍
本专利技术涉及包含活性碳纤维的香烟过滤嘴，具体涉及一种过滤嘴，这种过滤嘴包括一束其中具有或者不具有颗粒吸收剂的活性碳纤维，以便通过由该活性碳纤维吸收气相组分除去烟草制品主烟雾中的气相组分。吸收和分离用的活性碳纤维已经用在香烟过滤嘴结构中。当颗粒活性碳用在芯子空穴一芯子过滤嘴结构中时，应当小心保证，充填的碳尘不留下任何开放的空间，使烟雾旁通该活性碳层。在碳层中的开放空间例如沟道会造成过滤失效。在过去采用颗粒状的活性碳来除去香烟烟雾中的气相成份。在这些方法中，主烟雾气流与颗粒活性碳层相接触，吸收待除去的成份。这种方法的除去效率通常受到吸收层的吸收能力的限制，这种吸收能力受到接近烟雾气流微孔区域中总的微孔表面和其体积决定。通常这些微孔被定义为宽度小于20埃的微孔。这种方法的除去效率还受到上述旁通颗粒物层现象的限制，此时，烟雾气流虽然通过颗粒物层，但没有有效地与吸收剂接触，不能进行有效的质量交换。为了补偿由后一种类型限制造成的效率下降，通常的解决方法是采用多余的过量吸收材料形成过滤嘴，以补偿由于旁通现象造成的效率损失。包含在香烟过滤嘴空穴中的疏松颗粒状活性碳层很容易旁通，因为需要100％的填满才能得到沟槽最少的吸收剂固定层。这种100％的充满，采用高速卷烟装置很难以统一格式达到。避免烟雾旁通该颗粒层的另一种通常解决方法是采用较小直径的颗粒物，以确保吸收物与吸收剂更紧密地接触；然而这种解决方法通常造成在过滤嘴上过高的压降。吸收材料例如活性碳、沸石、硅胶和3-氨基丙基甲硅烷基取代的硅胶(APS硅胶)是能够除去香烟烟雾中气体成份的多孔材料。市场上可以买到的吸收材料是颗粒状的或者粉末状的。颗粒状的材料由于是在制造过程之后才稳定下来，所以很难达到香烟过滤嘴的设计性能，而粉末状的材料可能会产生太高的压力降而不适用。仅采用卷曲的纤维素乙酸酯束作的香烟过滤嘴，在降低烟雾气相中成份例如甲醛、乙醛、丙烯醛、1，3-丁二烯和苯时缺少活性。可以将能够除去香烟烟雾中气体成份的吸收材料例如活性碳、沸石、硅胶和APS硅胶粘着在纤维素乙酸酯束的纤维丝之间。然而在制造工艺中，通常采用的增塑剂(例如三醋精)趋向于降低所含吸收剂的活性。在香烟过滤嘴中加入吸收剂材料的其它方法包括在芯子-空穴-芯子结构中的纤维束乙酸酯芯子之间夹上颗粒物。为了避免抽吸阻力(RTD)，仅采用较大的颗粒物。美国专利No.6257242公开一种可以降低或者消除空气或者烟雾中蒸汽相的过滤部件。第一过滤部分包括活性碳织物，而第二过滤部分包含催化活化碳和椰子活性碳的混合物。织造的或者非织造的碳织物包括横向于主烟雾流动方向的纤维，因此造成碳的吸收效率不太高。专利技术概要因此本专利技术的目的特别是一种香烟过滤嘴，该过滤嘴包括活性碳纤维，该纤维可以有效地和高效地除去香烟主烟雾流中的气相成份。从主烟雾气流中降低气相成份的香烟过滤嘴包括一束活性碳纤维，该纤维束由多孔的或者非多孔的芯子包纸扎束成圆柱形状，该圆柱的直径基本上等于烟草柱的直径。在这种设计中用的一种活性碳纤维是用各相同性树脂形成的微孔碳纤维，其标称BET表面积约为1000-3000m2/g其微孔体积约为0.30-0.80cc/g，其纤维直径约为5-100微米。因为这种活性碳纤维具有高度的弹性，所以碳纤维束可以对其包纸作用充分大的向外的力，从而形成具有“固定层”整体结构的透气过滤嘴介质。可以选择活性碳纤维单位长度的最佳重量，以便在每单位长度上产生要求的压力降，不会留下充分大的通过过滤介质的开放空间，这种开放空间将造成气相成份的旁通和降低除去这种气相成份的效率。另外，在制造这些过滤嘴的工艺中，将得到的非织造的带或者连续纤维束的活性碳纤维收集在一起形成管状的纤维束，用透气的或者不透气的包纸包起来，形成活性碳纤维束的香烟过滤杆。用缠结的活性碳纤维构成的圆柱形过滤介质形成一种迂回的路径，使进入的香烟烟雾通过纤维的活性区域，可以进行有效的质量交换和吸收，由于烟雾流过这些纤维介质是迂回地流过，所以烟雾的旁通被减小到最小，同时可以避免过滤嘴上形成过大的压力降。结果可以提高除去气相成份的效率，并且与采用颗粒活性碳来达到同样去除效率所需活性碳的量相比，采用这种纤维时只需要较少量的吸收剂。采用成束的活性碳纤维制造体过滤嘴与采用其它其的碳结构相比，其优点在于(1)活性碳纤维束的富弹性形成透气的固定吸收层，几乎没有旁通可能性；(2)将活性碳纤维转换成单体结构(即单体结构由包裹的一束活性碳纤维构成)的方法和装置实际上更适用于高速制造操作。活性碳纤维可以通过活性碳纤维的杆状部分和第二部分的纤维束乙酸酯过滤器相结合装在香烟过滤嘴中。在这种结构中活性碳纤维部分可以配置成最靠近烟草杆和香烟通气孔的最上游。该纤维素乙酸酯部分可以配置在香烟的接口端。由于将活性碳纤维配置在通气孔的上游，所以烟气流的流量较慢，而且可以在吸收碳纤维中达到更长的滞留时间。这种较长的滞留时间增加了从烟雾气流到吸收剂的质量转移。在另一种结构中，将一束活性碳纤维配置在纤维素乙酸酯束的下游。该活性碳纤维还可以与其它的过滤纤维例如纤维素乙酸酯纤维混合起来。将这两种纤维形成为杆状形状，切成一定长度，然后装入到香烟过滤嘴中。混合纤维的比例由要求的除去气相成份和总的颗粒物(TPM)的效率确定。整个来说，活性碳纤维与同样质量的颗粒物吸收材料相比，除去气相成份的效率理更高。另外，活性碳纤维可以通过冲击有效除去一些非气相的完全颗粒物，因此可以降低在整个香烟过滤嘴中所需的纤维素乙酸酯的量。因此整个过滤嘴结构只占据香烟长度的较小部分。其它的香烟过滤嘴装置包括使活性碳纤维与颗粒吸收材料层相联用，例如与活性碳、硅胶、APS硅胶、沸石等联用。在颗粒吸收材料层的一端或者相对两端配置一束活性碳纤维。在另一种过滤嘴装置中，可以将颗粒物吸收材料配置在活性碳纤维内。再一种过滤装置包括用塑料、金属、木料或者纤维素乙酸酯材料作的螺纹杆，活性碳纤维螺旋形绕杆的螺纹槽。该活性碳纤维可以与其它类型的具有不同特性的纤维吸收材料混合，以达到一种要求烟雾组成。在吸烟期间烟雾沿螺旋形槽流动，而与吸收的活性碳纤维接触。与纵向平行的碳纤维相比，提高了由较长路程造成的吸收效率。该螺旋形沟槽使得对于一定量的过滤嘴线性长度具有较长的路程。附图的简要说明除开上述说明的特征和优点以外，普通技术人员在结合附图阅读以下的详细说明之后，可以明显看出本专利技术的新颖特征和优点，在附图中相同的编号表示相同的部件，这些附图是附图说明图1是本专利技术香烟和过滤嘴的侧视图，为示出内部细节，一些部分被去掉；图2是侧视图，示出本专利技术的另一种香烟和过滤嘴，为示出内部细节，一些部分被去掉；图3是本专利技术的另一种香烟过滤嘴的纵向截面图，示出其包含碳的部分；图4是本专利技术再一香烟过滤嘴的纵向截面图，示出其包含碳的部分；图5是本专利技术再一种香烟过滤嘴的截面图，示出其包含碳的部分；图6是示意图，示出本专利技术用于生产香烟过滤嘴的方法，该香烟过滤嘴包含一束紧紧包裹的碳纤维，其中装有或者不装有颗粒吸收材料；图7本专利技术的又一香烟和过滤嘴的侧视图，为示出内部细节，一些部分已被切去；图8是分解截面图，示出图7所示香烟过滤嘴的螺纹杆。专利技术的详细说明下面具体参考附图，图1示出本专利技术的香烟本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种香烟过滤嘴，用于在烟气经过滤嘴抽出时除去香烟主烟气流中的气相成份，该过滤嘴包括活性碳纤维过滤部分，该过滤部分包括一束基本上平行的具有共同方向的活性碳纤维。

【技术特征摘要】
US 2002-4-12 60/372,1841.一种香烟过滤嘴，用于在烟气经过滤嘴抽出时除去香烟主烟气流中的气相成份，该过滤嘴包括活性碳纤维过滤部分，该过滤部分包括一束基本上平行的具有共同方向的活性碳纤维。2.如权利要求1所述的香烟过滤嘴，其特征在于，大多数活性碳纤维其表面积分别约为1000-3000m2/g，该纤维的微孔体积约为0.30-0.80cc/g，其纤维直径约为5-100微米。3.如权利要求1所述的香烟过滤嘴，包括分散在活性碳纤维中的颗料吸收材料。4.如权利要求3所述的香烟过滤嘴，其特征在于，该颗粒材料选自一组材料，该组材料由活性碳、硅胶、APS硅胶和沸石组成。5.如权利要求4所述的香烟过滤嘴，其特征在于，该颗粒材料具有一种形状，这种形状是从以下一组形状中选出的，这组形状由颗粒状、小球状和粉末状构成。6.如权利要求1所述的香烟过滤嘴，包括靠近活性碳纤维过滤部分的纤维素乙酸酯过滤部分。7.如权利要求6所述的香烟过滤嘴，其特征在于，当将香烟过滤嘴装在香烟上时，该纤维素乙酸酯过滤部分位于活性碳纤维过滤部分的下游。8.如权利要求6所述的香烟过滤嘴，其特征在于，当将香烟过滤嘴装在香烟上时，该纤维素乙酸酯过滤部分位于活性碳纤维过滤部分的上游。9.如权利要求1所述的香烟过滤嘴，包括一层靠近活性碳纤维过滤部分的颗粒吸收材料。10.如权利要求9所述的香烟过滤嘴，其特征在于，该颗粒吸收材料选自一组材料，该组材料包括碳、硅胶、APS硅胶和沸石。11.如权利要求10所述的香烟过滤嘴，其特征在于，该颗粒吸收材料具有一种形状，该形选自一组形状，该组形态由颗粒状、小球状和粉末状组成。12.如权利要求9所述的香烟过滤嘴，包括另一靠近颗粒吸收材料层的活碳纤维过滤部分。13.如权利要求1所述的香烟过滤嘴，其特征在于，活性碳纤维过滤部分包括螺纹杆，该螺...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛立新，乔斯G内波穆塞诺，庄树忠，蒂莫西S舍伍德，约翰B佩因三世，杰伊A富尼耶，小查尔斯E托马斯，肯特B科勒，俞立群，
申请(专利权)人：菲利普莫里斯生产公司，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]