專利名稱：使用中孔分子篩作為模板制備的含金屬的納米絲，和它們?cè)谖鼰熤破穬?nèi)的用途的制作方法
使用中孔分子篩作為模板制備的含金屬 的納米絲，和它們?cè)谖鼰熤破穬?nèi)的用途
背景技術(shù)：
建議將一些過濾材料，其中包括棉、紙張、纖維素和一些合成纖 維摻入到巻煙濾棒內(nèi)。然而，這種過濾材料通常從煙氣中除去僅僅粒 狀物和可冷凝的組分。因此，它們通常沒有最佳地從煙氣中除去一些 氣體組分，例如揮發(fā)性有機(jī)化合物。鑒于此，在現(xiàn)有技術(shù)中提出了許 多添加劑補(bǔ)充過濾材料的性能。
盡管迄今為止的開發(fā)，但仍然存在興趣開發(fā)改進(jìn)和更加有效的方 法與組合物除去主流煙氣內(nèi)的一些成分。優(yōu)選地，這一方法和組合物 不應(yīng)當(dāng)牽涉昂貴或耗時(shí)的制造和/或加工步驟。更優(yōu)選，這一方法與組 合物應(yīng)當(dāng)能選擇除去香煙過濾區(qū)域內(nèi)和/或在吸煙過程中沿著香煙長 度方向上的主流煙氣內(nèi)的至少一種成分。
發(fā)明概述
提供了煙絲、濾嘴和紙張組合物、吸煙制品，例如香煙和制造香 煙與濾嘴的方法，它們牽涉使用能從煙氣中除去至少 一種成分的含金 屬的納米絲。
在一個(gè)實(shí)施方案中，提供煙絲組合物，它包括煙草和含金屬的納 米絲，其中含金屬的納米絲能從煙氣中除去至少一種成分。
在另一實(shí)施方案中，提供吸煙制品，它包括含金屬的納米絲，其 中含金屬的納米絲能從煙氣中除去至少 一種成分。吸煙制品的實(shí)例包 括例如香煙、煙斗、雪茄和非傳統(tǒng)的香煙。含金屬的納米絲可分散在 位于外包紙和/或位于吸煙制品的濾嘴部分內(nèi)的煙絲中。這些吸煙制品
可優(yōu)選包括最多約200mg含金屬的納米絲，優(yōu)選大于約5mg含金屬的 納米絲。
用于吸煙制品的濾嘴可以是單段濾嘴、二段復(fù)合濾嘴、三段復(fù)合
濾嘴、空腔濾嘴、縮頭濾嘴或自由流動(dòng)的濾嘴。含金屬的納米絲可摻
入到一個(gè)或更多個(gè)濾嘴部分內(nèi)，所述濾嘴部分選自成型的紙張插入 件(insert)、濾嘴段、中空濾嘴、香煙濾紙、乙酸纖維素套管(sleeve)、 聚苯乙烯套管和自由流動(dòng)的套管。
優(yōu)選地，含金屬的納米絲能從主流煙氣中選擇除去至少一種成分。 可除去的成分的實(shí)例包括，但不限于，醛、 一氧化碳、1，3-丁二烯、 異戊二烯、丙烯醛、丙烯腈、氰化氫、鄰甲苯胺、2-萘胺、氮氧化物、 苯、N-亞硝基去曱基煙堿、苯酚、兒茶酚、苯并蒽、苯并芘及其混合 物。
優(yōu)選地，含金屬的納米絲以從主流煙氣中有效地除去至少一種成 分的用量存在；例如，優(yōu)選至少約30%或更優(yōu)選至少約50%的至少一 種成分可從主流煙氣中除去。納米絲的直徑可以小于500納米，直徑 小于100納米，直徑小于5納米和/或長徑比為約100-約1000。
含金屬的納米絲可包括任何合適的金屬、金屬氧化物或其混合物。 例如，含金屬的納米絲可包括至少一種過渡金屬或其金屬氧化物，它 選自一種或更多種過渡金屬或鑭系金屬或準(zhǔn)金屬原子及其混合物，例 如B、 Al、 Si、 Ti、 V、 Mn、 Fe、 Co、 Cu、 Zn、 Ge、 Y、 Zr、 Nb、 Mo、 Ru、 Rh、 Pd、 Ag、 Ce、 Hf、 Ta、 W、 Re、 Ir、 Pt和Au。尤其優(yōu)選的金 屬是鐵、銅、鋅、鈦、釩、把、鈷、鉬和/或錳。
可通過(i)借助一個(gè)或更多個(gè)早期潤濕浸漬步驟，在中孔分子篩基 底內(nèi)負(fù)載至少一種含金屬的組合物，接著逐步煅燒，形成所述納米絲； 和(i i)通過除去中孔分子篩基底，例如通過用合適的蝕刻溶液提取， 分離納米絲，從而生產(chǎn)含金屬的納米絲。中孔分子篩基底優(yōu)選包括平 均直徑為約2納米-約30納米(約20埃-約300埃)的孔隙。合成含 金屬的納米絲可使用的中孔分子篩基底的實(shí)例包括例如MCM-41、 MCM-48和SBA-15。
在再一實(shí)施方案中，制造香煙的方法包括(i)添加有效量的至少一 種含金屬的納米絲到煙絲中，其中含金屬的納米絲能從煙氣中除去至 少一種成分；(ii)提供含金屬的納米絲的煙絲到巻煙機(jī)中，形成煙草柱；和(iii)在煙草柱周圍放置外包紙，形成香煙的煙條。
在一個(gè)實(shí)施方案中，提供制造香煙的方法，該方法包括(i)提供巻 煙機(jī)煙絲，形成煙草柱；(ii)在煙草柱周圍放置外包紙，形成煙條； 和(iii)使用接裝紙，將巻煙濾棒固定到煙條上，形成香煙，其中巻煙 濾棒包括有效量的能從主流煙氣中除去至少一種成分的至少一種含金 屬的納米絲。
另一實(shí)施方案涉及制造香煙的方法，該方法包括(i)提供巻煙機(jī)煙 絲，以便形成煙草柱；和(ii)在煙草柱周圍放置外包紙，形成香煙的 煙條，其中外包紙包括有效量的能從側(cè)流煙氣中除去至少一種成分的 至少一種含金屬的納米絲。
另一實(shí)施方案涉及制造巻煙濾棒的方法，該方法包括將有效量的 能從主流煙氣中除去至少 一種成分的至少 一種含金屬的納米絲摻入到 巻煙濾棒內(nèi)。
在另一實(shí)施方案中，提供處理吸煙制品中主流煙氣的方法，以便 從主流煙氣中除去至少一種成分。 附圖簡述


圖1是摻入香煙的一個(gè)實(shí)施方案的部分分解剖視圖，其中將含有 含金屬的納米絲的折疊紙插入到香煙的管狀過濾元件的中空部分內(nèi)。
圖2是另一實(shí)施方案的部分分解剖視圖，其中將含金屬的納米絲 摻入到折疊紙內(nèi)并插入到與第二自由流動(dòng)的套管緊鄰的管狀過濾元件 的第一自由流動(dòng)的套管內(nèi)；
圖3是另一實(shí)施方案的部分分解剖視圖，其中將含金屬的納米絲 滲入到濾才奉一空間一濾棒(piug—space—plug)過濾元件內(nèi)；
圖4是另一實(shí)施方案的部分分解剖視圖，其中將含金屬的納米絲 摻入到具有三個(gè)濾棒的三片過濾元件內(nèi)；
圖5是另一實(shí)施方案的部分分解剖視圖，其中將含金屬的納米絲 摻入到具有濾棒-空間 -濾棒結(jié)構(gòu)和中空套管的四片過濾元件內(nèi)；
圖6是另一實(shí)施方案的部分分解剖視圖，其中將含金屬的納米絲 摻入到具有兩個(gè)濾棒和中空套管的三部分過濾元件內(nèi)；
圖7是另一實(shí)施方案的部分分解剖視圖，其中將含金屬的納米絲 摻入到具有兩個(gè)濾棒的兩部分過濾元件內(nèi)；和
圖8是另一實(shí)施方案的部分分解剖視圖，其中將含金屬的納米絲 摻入到在吸煙制品中可使用的過濾元件內(nèi)。
詳細(xì)說明
提供了煙絲、濾嘴和紙張組合物、吸煙制品，例如香煙和制造香 煙的方法以及吸煙的方法，它們牽涉使用含金屬的納米絲，從主流和 側(cè)流煙氣中除去一種或更多種成分。術(shù)語"主流"煙氣是指通過嘴或 吸煙制品，例如香煙、煙斗、雪茄或非傳統(tǒng)的香煙的濾嘴末端冒出的 氣體混合物，例如在香煙的抽吸過程中從香煙的嘴端冒出或引出的煙 氣量。
使用含金屬的納米絲，選擇并有效地除去主流煙氣中的一些選擇 的成分。優(yōu)選地，在主流煙氣內(nèi)的其他成分，即例如有助于香味的那 些沒有被靶向除去。"除去"是指在主流煙氣內(nèi)的至少一種成分的至 少一些的濃度下降。這可通過各種機(jī)理來實(shí)現(xiàn)。例如，該成分可與含 金屬的納米絲化學(xué)反應(yīng)?；蛘?，該成分可吸附在含金屬的納米絲表面 上，和因此在到達(dá)吸煙者之前從煙氣中除去或者作為二手煙排出。
"選擇除去"是指從主流煙氣中顯著地除去一些成分，而其他成 分沒有顯著地除去。術(shù)語"選擇"還包括從主流煙氣中"優(yōu)先"除去 一些成分，即其中可除去大于一種成分，但其中一種成分的除去程度 大于另一種組分。
可通過任何合適的技術(shù)生產(chǎn)所使用的納米絲。例如，可通過將各 種含金屬的溶液負(fù)載到進(jìn)行過一步或更多步早期潤濕浸漬步驟，接著 逐步煅燒的中孔分子篩基底內(nèi)，從而形成納米絲。
早期潤濕浸漬所使用的含金屬的溶液可包括任何合適的前體和/ 或至少一種金屬離子。應(yīng)當(dāng)選擇含金屬的溶液用的溶劑，以便它有助 于在中孔分子篩的孔隙內(nèi)浸漬。合適的溶劑的實(shí)例包括例如乙醇和/ 或水。
可使用任何合適的中孔分子篩，導(dǎo)引合成含金屬的納米絲。在例
如涉及MCM-41、 MCM-48和SBA-15的專利中，例如在美國專利 Nos. 5108725、 5098684和5102643中公開了例舉的材料，所有這些在 此通過參考全文引入。可通過選擇具有合適平均孔度和孔隙分布的中 孔分子篩基底，來控制納米絲的直徑。通過選擇和使用具有均勻尺寸 的中孔分子篩基底，可形成給出均勻尺寸的納米絲。此外，可通過選 擇一維的材料，形成平行的一系列的納米絲，或者選擇具有互連孔隙 的三維材料，形成納米絲的互連網(wǎng)絡(luò)，從而控制納米絲的最終結(jié)構(gòu)。
中孔二氧化硅可以商業(yè)獲得，或者可使用任何合適的已知或改性 工序合成。參見，例如D.Zhao等人的Science, 279: 465 (1998)和 Huang，M. H.等人的Chem. Commun. ， pp. 1063 - 1064 (2000)。例如，可在 酸性條件下，使用三嵌段共聚物聚(環(huán)氧乙烷)聚(環(huán)氧丙烷)-聚(環(huán)氧 乙烷)E02。P07。E02。作為模板，合成中孔二氧化硅SBA-15?？芍苽浜|(zhì)量 比為約2: 60: 4. 25: 15的E02。P07。E02。 2M HC1: TE0S:H20的溶液，并在 約40。C下攪拌數(shù)小時(shí)，然后在IOO'C下加熱過夜?？蛇^濾掉固體產(chǎn)品， 并在50(TC下煅燒5小時(shí)。可使用諸如小角X-射線衍射和/或透射電 子顯微術(shù)之類的技術(shù)分析樣品，檢驗(yàn)它們具有所需的中孔結(jié)構(gòu)，以及 涉及直徑的任何所需的技術(shù)規(guī)格等。
為了制備納米絲，可使用一步或更多步早期潤濕浸漬步驟緊跟著 逐步煅燒。將中孔的分子篩材料浸泡在含金屬的溶液內(nèi)，形成懸浮液， 在環(huán)境溫度下攪拌所述懸浮液充足的時(shí)間，以允許該溶液滲透中孔分 子篩材料的孔隙。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，可攪拌該懸浮液數(shù)小時(shí)一直 到過夜。然后過濾該懸浮液，用去離子水漂洗，并在合適的條件下進(jìn) 行煅燒，使浸漬的含金屬的溶液形成金屬絲。例如，可在約250。C-約40(TC的溫度下，在或者惰性或者環(huán)境氛圍內(nèi)進(jìn)行煅燒步驟。
最后，可通過使用合適的蝕刻溶液，提取周圍的分子篩基底，分 離納米絲。
可使用任何合適的方法，通過在煙草上分配含金屬的納米絲，或 者將該混合物摻入到煙絲煙草內(nèi)，沿著煙條的長度方向提供如上所述 的含金屬的納米絲。可提供粉末形式或者在溶液內(nèi)以分散體形式提供
含金屬的納米絲。在優(yōu)選的方法中，在煙絲煙草上噴粉干燥粉末形式 的含金屬的納米絲。含金屬的納米絲也可以溶液形式存在并噴灑在煙 絲煙草上?；蛘?，可用含金屬的納米絲的溶液涂布煙草。也可將含金 屬的納米絲加入到向巻煙機(jī)供應(yīng)的煙絲煙草原料中，或者加入到煙草 柱中，之后在煙條周圍外包巻煙紙。
含金屬的納米絲優(yōu)選分配在香煙的煙條部分、巻煙紙和/或巻煙濾 棒當(dāng)中。通過在全部煙條當(dāng)中提供含金屬的納米絲，可降低香煙當(dāng)中， 和尤其在燃燒區(qū)域處以及在熱解區(qū)內(nèi)的一氧化碳和/或氮氧化物的含
可使用任何常規(guī)或改性的巻煙機(jī)，摻入含金屬的納米絲。可使用 標(biāo)準(zhǔn)或改性的巻煙技術(shù)和設(shè)備，使所得香煙適合于任何已知的技術(shù)規(guī) 格。典型地，煙絲組合物任選地與其他香煙添加劑結(jié)合，并提供給巻 煙機(jī)，生產(chǎn)煙草柱，然后在巻煙紙內(nèi)外包，并任選地接裝濾嘴。
任何合適的煙草混合物可用于煙絲中。合適類型的煙草材料的實(shí) 例包括烤煙、白肋煙、馬里蘭煙或東方型煙、稀有或特種煙，及其共
混物?？梢砸詿熑~；加工煙草材料，例如體積膨脹或膨脹煙絲；加工 煙梗，例如梗絲或膨脹梗絲、再造煙草；或其共混物形式提供煙草材 料。煙絲也可包括煙草替代物。
在香煙的制造中，通常使用煙絲形式的煙草，即切割成寬度范圍 為約1/4cm-約1/8cm(約1/10英寸-約1/20英寸)或甚至 1/16cm(1/40英寸)的煙絲或煙絲束形式。煙絲束的長度范圍為約 0.65cm-約7. 6cm(約0. 25英寸-約3. 0英寸)。香煙可進(jìn)一步包括一 種或更多種增香劑或其他添加劑，例如燃燒添加劑、燃燒改性劑、著 色劑、粘合劑等。
可使用標(biāo)準(zhǔn)或改性的香煙制造技術(shù)和設(shè)備，使所得香煙適合于任 何所需的技術(shù)規(guī)格。香煙的長度范圍可以是約50mm-約120mm。
香煙的"抽吸"包括加熱或燃燒香煙，形成煙氣，并通過吸煙制 品引出煙氣。 一般地，香煙的抽吸牽涉點(diǎn)火香煙的一端，并通過香煙 的嘴端引出煙氣，同時(shí)在其內(nèi)包含的煙草經(jīng)歷燃燒反應(yīng)。然而，也可
通過其他方法抽吸香煙。例如，可通過加熱香煙和/或使用電加熱器加
熱，抽吸香煙，正如在共同轉(zhuǎn)讓的美國專利Nos. 6053176、 5934289、 5591368或5322075中所述。
可使用巻煙濾棒的任何常規(guī)或改性的方法摻入含金屬的納米絲。 例如，在共同轉(zhuǎn)讓的美國專利No. 6209547中公開了制造濾嘴的各種巻 煙濾棒的結(jié)構(gòu)和方法，在此通過參考全文引入，
圖l示出了具有煙條4、過濾部分6和帶嘴濾棒8的香煙2。正如 所示的，含金屬的納米絲可負(fù)載在插入到形成一部分過濾部分6的中 空空腔，例如自由流動(dòng)的套管12內(nèi)部內(nèi)的折疊紙10上。
圖2示出了具有煙條4和過濾部分6的香煙2，其中折疊紙10位 于第一自由流動(dòng)的套管13的中空空腔內(nèi)，而所述套管13位于煙嘴濾 嘴8和第二自由流動(dòng)的套管15之間。可使用折疊片材以外形式的紙張 10。例如，紙張IO可以以一條或更多條單獨(dú)的長條、纏繞巻等形式使 用。在任何一種形式中，通過結(jié)合試劑的涂布量/紙張面積和/或在濾 嘴內(nèi)使用的涂布紙的總面積，可在香煙的過濾部分內(nèi)提供所需量的含 金屬的納米絲(例如可通過簡單地使用較大片的涂布紙，提供較高含量 的含金屬的納米絲)。在圖l和2所示的香煙中，煙條4和過濾部分6 用接裝紙14一起連接。在這兩種香煙中，過濾部分6可通過過濾透明 外包裝紙ll保持在一起。
含金屬的納米絲可按照許多方式摻入到濾紙內(nèi)。例如，含金屬的 納米絲可與水混合，形成淤漿。然后可在預(yù)成形的濾紙上涂布淤漿， 并允許干燥。然后可將濾紙以圖1和2所示的方式摻入到香煙的過濾 部分內(nèi)。或者，可將干燥的紙張巻成濾棒形狀，并插入到香煙的過濾 部分內(nèi)。例如，可將紙張巻成濾棒形狀并以濾棒形式摻入到自由流動(dòng) 的過濾元件，例如聚丙烯或乙酸纖維素套管內(nèi)部。在另一布局中，紙 張可包括這種自由流動(dòng)的過濾元件的內(nèi)部襯里。
或者，含金屬的納米絲可在造紙工藝過程中加入到濾嘴或者巻煙 紙內(nèi)。例如，可混合含金屬的納米絲與本體纖維素，形成纖維素紙漿 混合物。然后，可根據(jù)任何常規(guī)或改性的方法，將該混合物形成為濾
嘴或巻煙紙。
在另一優(yōu)選的實(shí)施方案中，將含金屬的納米絲摻入到香煙過濾部 分本身的纖維材料內(nèi)。這種過濾材料包括，但不限于，纖維過濾材料， 其中包括紙張，例如接裝紙或纖維的濾棒，例如乙酸纖維素纖維和聚
丙烯纖維。在圖3中示出了這一實(shí)施方案，該圖示出了由煙條4和濾 棒-空間-濾棒過濾材料形式的過濾部分6組成的香煙2，所述過濾部 分6具有帶嘴過濾材料8、濾棒16和空間18。濾棒16可包括諸如聚 丙烯或乙酸纖維素纖維之類材料的管狀或?qū)嵭钠?。煙條4和過濾部分 6用接裝紙14一起連接。過濾部分6可包括過濾透明外包裝紙11。含 常規(guī)的纖維過濾材料和含金屬的納米絲的過濾透明外包裝紙11可摻 入到過濾透明外包裝紙11內(nèi)，或者通過在其上涂布，摻入到過濾透明 外包裝紙11上?；蛘?，含金屬的納米絲可摻入到帶嘴的過濾材料8 內(nèi)，濾棒16內(nèi)，和/或空間18內(nèi)。而且，含金屬的納米絲可摻入到香 煙的過濾部分中的任何元件內(nèi)。例如，過濾部分可僅僅由帶嘴的過濾 材料8組成，和含金屬的納米絲可摻入到帶嘴的過濾材料8和/或接裝 紙14內(nèi)。
圖4示出了由煙條4和過濾部分6組成的香煙2。這一布局類似 于圖3，所不同的是空間18用含金屬的納米絲的顆粒，或者由含有金 屬的納米絲的諸如纖維狀聚丙烯或乙酸纖維素之類的材料的濾棒15 填充。與前一實(shí)施方案一樣，濾棒16可以是中空或?qū)嵭模覠煑l4 和過濾部分6用接裝紙14 一起連接。還存在過濾透明外包裝紙11。
圖5示出了由煙條4和過濾部分6組成的香煙2,其中過濾部分6 包括帶嘴的過濾材料8、過濾透明外包裝紙ll、連接煙條4和過濾部 分6的接裝紙14,空間18、濾棒16和中空的套管20。含金屬的納米 絲可摻入到過濾部分6的一個(gè)或更多個(gè)元件內(nèi)。例如，含金屬的納米 絲可摻入到套管20內(nèi)，或含金屬的納米絲的顆?？商畛涞教坠?0內(nèi) 的空間中。視需要，濾棒16和套管20可由含金屬的納米絲的諸如纖 維狀聚丙烯或乙酸纖維素之類的材料制造。與前一實(shí)施方案一樣，濾 棒16可以是中空或?qū)嵭牡摹?br> 圖6和7示出了過濾部分6的進(jìn)一步改性。在圖6中，香煙2由 煙條4和過濾部分6組成。過濾部分6包括帶嘴過濾材料8、過濾透 明外包裝紙ll、濾棒22和套管20，且含金屬的納米絲可摻入到這些 過濾元件中的一個(gè)或更多個(gè)內(nèi)。在圖7中，過濾部分6包括帶嘴過濾 材料8和濾棒24,且含金屬的納米絲可摻入到這些過濾元件中的一個(gè) 或更多個(gè)內(nèi)。與濾棒16—樣，濾棒22和24可以是中空或?qū)嵭牡?。?圖6和7所示的香煙中，煙條4和過濾部分6通過接裝紙14 一起連接。
可使用各種技術(shù)，施加含金屬的納米絲到過濾纖維或其他基底載 體上。例如，可將含金屬的納米絲加入到過濾纖維內(nèi)，之后它們形成 為煙嘴，例如香煙用接裝材料。含金屬的納米絲可例如以干燥粉末或 淤漿形式加入到過濾纖維內(nèi)。若含金屬的納米絲以淤漿形式施加，則 允許纖維干燥，之后將它們形成為煙嘴。
在另一優(yōu)選的實(shí)施方案中，在巻煙濾棒的中空部分內(nèi)使用含金屬 的納米絲。例如， 一些巻煙濾棒具有濾棒/空間/濾棒結(jié)構(gòu)，其中濾棒 包括纖維過濾材料，和空間簡單地為在兩個(gè)濾棒之間的孔隙。該孔隙 可用含金屬的納米絲填充。圖3中示出了這一實(shí)施方案的實(shí)例。含金 屬的納米絲可以是顆粒形式或者可負(fù)載在合適的載體，例如纖維或煙 絲束上。
在另一實(shí)施方案中，在香煙的過濾部分內(nèi)使用含金屬的納米絲以 供與吸煙裝置一起使用，正如在共同轉(zhuǎn)讓的美國專利No. 5692525中所 述，其全部內(nèi)容在此通過參考引入。圖8示出了可與電氣吸煙裝置一 起使用的香煙100的一類結(jié)構(gòu)。正如所示的，香煙100包括通過接裝 紙64連接的煙條60和過濾部分62。過濾部分62優(yōu)選含有管狀自由 流動(dòng)的過濾元件102和帶嘴的濾棒104?？勺鳛榫哂袨V棒成形紙112 的結(jié)合濾棒110形式， 一起連接自由流動(dòng)的過濾元件102和帶嘴的濾 棒104。煙條60可具有摻入一種或更多種下述物品的各種形式透明 外包裝紙71、另一管狀自由流動(dòng)的過濾元件74、優(yōu)選在濾棒成形紙 84內(nèi)巻繞的圓柱形煙草濾棒80、含基礎(chǔ)纖維網(wǎng)68和煙草香味材料70 的煙草纖維網(wǎng)66，和孔隙空間91。自由流動(dòng)的過濾元件74提供在煙
條60的接裝端72處結(jié)構(gòu)精確度(definition)和支持。在煙條60的自 由端78處，煙草纖維網(wǎng)66與透明外包裝紙71 —起繞圓柱形煙草濾棒 80巻繞。對(duì)于摻入含金屬的納米絲的這種香煙來說，可對(duì)過濾裝置進(jìn) 行各種改性。
在這種香煙中，可通過各種方式，例如通過負(fù)載在適配到在其內(nèi) 的管狀自由流動(dòng)的過濾元件102的通路內(nèi)的紙張或其他基底材料上， 從而摻入含金屬的納米絲。在管狀自由流動(dòng)的過濾元件102的內(nèi)部， 含金屬的納米絲也可用作襯里或者濾棒?；蛘撸蓪⒑饘俚募{米絲 摻入到管狀自由流動(dòng)的過濾元件102本身的纖維壁部分內(nèi)。例如，管 狀自由流動(dòng)的過濾元件或套管102可由合適的材料，例如聚丙烯或乙 酸纖維素纖維制成，且可在套管成形工藝之前或者作為該工藝的一部 分，混合含金屬的納米絲與這種纖維。
在另一實(shí)施方案中，可將含金屬的納米絲摻入到帶嘴的濾棒104 內(nèi)而不是元件102內(nèi)。然而，與前面所述的實(shí)施方案一樣，含金屬的 納米絲可摻入到濾嘴的大于一個(gè)部分內(nèi)，例如摻入到帶嘴的濾棒104 內(nèi)和管狀自由流動(dòng)的過濾元件102內(nèi)。也可改性圖8中的過濾部分62， 產(chǎn)生含金屬的納米絲可摻入其內(nèi)的孔隙空間。
如上所述，含金屬的納米絲可摻入到各種支持材料內(nèi)。當(dāng)在濾紙 內(nèi)使用含金屬的納米絲時(shí)，可將含金屬的納米絲摻入到平均粒度為最 多100微米，優(yōu)選小于30微米的載體顆粒內(nèi)。當(dāng)以顆粒形式使用含金 屬的納米材料時(shí)，可使用較大的載體顆粒。這種載體顆粒優(yōu)選目數(shù)為 18-60目(1000 - 250微米，美國標(biāo)準(zhǔn)，ASTMEll)。為了形成這種顆 粒，聚集材料的較大顆?？赏ㄟ^任何合適的技術(shù)，例如研磨，粉碎成 具有所需尺寸的較小顆粒?？赏ㄟ^任何合適的技術(shù)，例如篩分，來分 離較小的顆粒，產(chǎn)生所需的粒度范圍。
盡管參考優(yōu)選的實(shí)施方案描述了本發(fā)明，但要理解，可求助于各 種變化和改性，這對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是顯而易見的。這種變化 和改性被視為在所附的權(quán)利要求定義的本發(fā)明的權(quán)限和范圍內(nèi)。
所有以上提及的參考文獻(xiàn)在此通過參考全文引入，其程度如同所指的每一單獨(dú)的參考文獻(xiàn)具體地且單獨(dú)地通過參考全文引入一樣。
權(quán)利要求
1.一種煙絲組合物，它包括煙草和含金屬的納米絲，其中含金屬的納米絲能從煙氣中除去至少一種成分，和該納米絲包括金屬、金屬氧化物或其混合物。
2. 權(quán)利要求1的煙絲組合物，其中至少一種成分選自醛、 一氧化 碳、1，3-丁二烯、異戊二烯、丙烯醛、丙烯腈、氰化氫、鄰甲苯胺、2-萘胺、氮氧化物、苯、N-亞硝基去曱基煙堿、苯酚、兒茶酚、苯并蒽、 苯并芘及其混合物，和含金屬的納米絲以有效地從主流煙氣中除去至少 約30%的至少一種成分的用量存在。
3. 權(quán)利要求1的煙絲組合物，其中納米絲的直徑小于100納米， 或納米絲的直徑小于5納米。
4. 權(quán)利要求1的煙絲組合物，其中含金屬的納米絲包括至少一種 過渡金屬或鑭系金屬或其金屬氧化物。
5. 權(quán)利要求1的煙絲組合物，其中含金屬的納米絲包括選自鐵、 銅、鋅、鈦、釩、4巴、鈷、鉬和錳中的至少一種金屬或金屬氧化物。
6. 權(quán)利要求l的煙絲組合物，其中通過下述步驟生產(chǎn)納米絲(i) 借助反復(fù)的早期潤濕浸漬步驟，接著逐步煅燒，在中孔分子篩 基底內(nèi)負(fù)載至少一種含金屬的組合物，形成所述納米絲；和(ii) 通過提取中孔分子篩基底，分離納米絲。
7. —種吸煙制品，它包括含金屬的納米絲，其中含金屬的納米絲 能從煙氣中除去至少一種成分，和該納米絲包括金屬、金屬氧化物或其 混合物。
8. 權(quán)利要求7的吸煙制品，其中含金屬的納米絲位于煙絲、巻煙 紙和/或過濾部分內(nèi)。
9. 權(quán)利要求7的吸煙制品，其中含金屬的納米絲摻入到選自下述 的一種或更多種過濾部分內(nèi)成形紙張插入件、濾;棒.、空間、巻煙紙、 乙酸纖維素套管、聚丙烯套管和自由流動(dòng)的套管。
10. 制造權(quán)利要求7的吸煙制品的方法，該方法包括(i)提供巻煙機(jī)煙絲，形成煙草柱； (U)在煙草柱周圍放置巻煙紙；和(Hi)使用接裝紙，將濾嘴固定到煙條上，形成香煙，其中至少香 煙的濾嘴或煙絲或巻煙紙包括有效量的能從主流煙氣中除去至少 一種 成分的含金屬的納米絲。
全文摘要
提供煙絲組合物、吸煙制品，例如香煙2，制造香煙的方法和處理煙氣的方法，它們牽涉使用含金屬的納米絲。含金屬的納米絲能優(yōu)選以選擇的方式從煙氣中除去至少一種成分。含金屬的納米絲可包括任何合適的金屬、金屬氧化物或其混合物。例如，含金屬的納米絲包括至少一種過渡金屬或鑭系金屬或其金屬氧化物。例舉的金屬或金屬氧化物包括，但不限于，鐵、銅、鋅、鈦、釩、鈀、鈷、鉬和錳?？赏ㄟ^(i)借助反復(fù)的早期潤濕浸漬，借助逐步煅燒，在中孔的分子篩基底內(nèi)負(fù)載至少一種含金屬的組合物，形成所述納米絲；和(ii)通過用例如含水NaOH提取中孔的分子篩基底，分離納米絲，從而生產(chǎn)含金屬的納米絲。
文檔編號(hào)A24B15/28GK101340828SQ200680048447
公開日2009年1月7日 申請(qǐng)日期2006年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月20日
發(fā)明者J·A·弗尼爾, 欒兆華 申請(qǐng)人:菲利普莫里斯生產(chǎn)公司