TW200300333A - Continuous process for impregnating solid adsorbent particles into shaped micro-cavity fibers and fiber filters - Google Patents
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Description
200300333 玖、發明說明 (發明說明應敘明:發明所屬之技術領域、先前技術、內容、實施方式及圖式簡單說明) (一) 發明所屬之技術領域 本發明是關於一種將微吸附劑粒子植入成形纖維的微穴 內之方法,以在隨後於如香煙濾嘴應用等之過濾器應用中 使用,其可選擇地從主要香煙煙霧流中除去或減少某種成 分。 (二) 先前技術 過去幾年來,多種纖維材料已被使用做爲香煙濾嘴元件 。醋酸纖維素(’醋酸’)已長久被公認爲在此方面應用之較佳 材料選擇。但是,由於爲了必須平衡許多商業需求,而使 材料選擇長期受到限制。一個很重要之性質爲濾過效率, 即可選擇地從主要香煙煙霧流中除去或減少某種成分之能 力。 爲了達成適當的濾過效率,如碳之材料已被含入香煙濾 嘴中。目前將吸附材料加入香煙濾嘴之方法爲在醋酸纖維 之間使吸附微粒以物理方式包入。所使用之材料粒子尺寸 一般被限制在直徑爲約5 0 0到1 5 0 0微米之範圍。爲了達到 合理的產品剛性及壓力降低,較小的微粒不可使用在此設 計中。除此之外,吸附劑被發現當暴露在做爲醋酸纖維之 結合劑的三醋精(Uiacetin)可塑劑之時會失去活性。 一種改進且更貴之設計爲,將某種如碳之材料置入一種 塞頭/空間/塞頭(P 1 a y / S p a c e / P 1 a y,P / S / P )結構之醋酸纖維素 塞頭之間的空室中,其可被用來做爲限制吸附劑被暴露到 200300333 結合劑之用。爲了保持通過濾嘴時之壓力降在可接受之限_ 度,一般使用尺寸約爲1 〇到6 0篩目之粗糙粒子材料。雖 然可以達成較長的吸附劑上架壽命,但是濾嘴效率被所使 用之相當大之粒子所限制。由於過度之壓力降,具有較短 內擴散路徑及較高有效表面積之較細的吸附劑粒子無法直 接使用在此結構中。 由於較小粒子尺寸之吸附劑材料到此多孔材料之內表面 積以及此吸附劑材料之內體之較短擴散路徑之故,一般具 有與氣態成分較強的反應運動。習知上,使用具較短擴散 路徑之較小吸附劑粒子,可形成具有氣態過濾應用之改進 運動及特性。 如2 0 0 1年4月2 0日所提出且整體所有用途在此加入做 爲參考之申請案N 〇 . 0 9 / 8 3 9,6 6 9中所解釋者,具有開放或 半開放微穴之纖維可被期待用來將吸附劑材料,例如碳保 持在其適當位置中。在此所用之名詞「半開放微穴」意即 具有尺寸上比形成微穴之纖維的內體積小之開口的微穴, 並且其具有將固體微粒包入於其內體積中之能力。名詞 「開放微穴」意即具有尺寸上比形成微穴之纖維的內體積 大或相同之開口的微穴。 (三)發明內容 本發明主要目的在提供一種將如碳之微細固體吸附劑粒 子植入大量之成形纖維中的微穴內之連續方法,以便在隨 後過濾應用中使用。 本發明之另一目的在提供一種將如碳之微細固體吸附劑 200300333 粒子植入成形纖維中的微穴內之連續方法,其不僅簡單而 、 且效率很高。 依照本發明,一種連續方法可用來生產植入有如碳之吸 附劑微粒之具大量微穴之成形纖維。此方法一般之槪念爲 將連續之成形纖維暴露到儲存槽,其中含有適合植入纖維 上之微穴內之微粒。纖維與微粒之間具有適當之相對運動 及衝擊力之時,微粒會載入纖維上之微穴內。纖維表面上 之過度的微粒,可由在自由拉動距離上之纖維振動,或者 _ 暴露此纖維到衝擊氣流中而移除之。在此方法中,纖維與 儲存槽微粒之間的適當之相對運動可由單一或結合之方法 達成,包括但未限制,攪拌,振動,晃動,或吹動在儲存 槽內側之微粒,或旋轉儲存槽。用來促進微粒植入空穴所 需之力量可從相對運動及/或從纖維與滾輪導件之表面或 張力下之紗輥接觸而獲得。移除過度之微粒用之氣流可爲 從加壓或真空源之空氣流。 依照本發明,一種將微吸附劑粒子植入成形纖維的微穴 鲁 內之方法,其特徵爲包括下列的步驟:連續地輸送具有微 穴之成形纖維到如碳粉之微吸附劑粒子的儲存槽中。使成 形纖維通過儲存槽,因而在纖維與微粒之間產生相對的運 動,並且此相對運動造成粒子被植入到纖維之微穴中。另 外地,在成形纖維與微吸附劑粒子之間產生衝擊力,以進 一步協助將微粒植入成形纖維的微穴。過量的微粒會從儲 存槽外側的纖維中移除,並且隨後充滿微吸附劑粒子之成 形纖維被收集,以在隨後於香煙濾嘴之應用中使用。 -9- 200300333 最好另外地在成形纖維與微吸附劑粒子之間產生衝擊力 之步驟可包括使儲存槽振動或轉動,當纖維通過儲存槽時 以機械方式迫使微粒進入微穴中,或者當纖維通過儲存槽 時將微粒吹入成形纖維中。 最好將過量的微粒從儲存槽外側的纖維中移除之步驟包 括施加從加壓或真空源產生之空氣流到纖維上。如此從纖 維移除之過量的微粒最好回收到儲存槽中。再者,收集充 滿微吸附劑粒子之成形纖維的步驟可包括有將纖維纏繞在 纏繞輪上以形成一束圓形纖維線。此圓形束之纖維可被壓 平,並且壓平之纖維束之端部被切除,使剩下之纖維彼此 整齊而形成對香煙濾嘴應用上特別有用的形式。 成形纖維可重覆地通過儲存槽,以增加微穴中之微粒植 入。而且,最好成形纖維視儲存槽尺寸而定,而以在儲存 槽中之可停留預定時間之速度而被拉動通過微吸附劑粒子 之儲存槽。 再者,以本發明之方法及裝置所產製之纖維可被使用在 許多過濾器應用中,如香煙濾嘴及空氣過濾器,以連續地 除去異味及濕度。這些過濾器應用避免了在長期使用時流 量降低及除去效率減少之問題。 除了包括有含微吸附劑粒子之微穴之外,成形纖維最好 亦最好包括有粒子,更佳爲2 0到6 0篩目之碳粒。這些成 形纖維可被加入到香煙濾嘴中。最好,這些粒子被擴散在 植入有微吸附劑粒子之成形纖維的表面上。或者,粒子可 靠近成形纖維之一或二端。最好粒子爲碳粉,其中大部份 -10- 200300333
粒子之每一個之直徑爲從1 5到3 5微米。或者粒子可爲3 -. 胺基丙基矽烷醇處理之矽膠,其中大部份粒子之每一個之 直徑爲從2到1 0微米。在較佳實施例中,香煙濾嘴包含有 5到2 0 0毫克之粒子,5 0到1 5 0毫克之粒子,9 0到1 1 0毫 克之粒子,並且亦包括有5 0到2 0 0毫克之成形纖維,5 0 到1 0 0毫克之成形纖維,或者1 0 0到1 5 0毫克之成形纖維 。最好,香煙包含有5到2 0 0毫克之粒子,從5 0到1 5 0 毫克之粒子,或從9 0到1 1 0毫克之粒子。 I (四)實施方式 參照附圖,第1圖爲顯示本發明之方法一般觀念的流程 圖。成形纖維1 2從第1圖之左方移到右方,而被輸送到如 碳粉或A P S矽膠粉之微粒1 4的儲存槽1 8中,並且成形纖 維通過儲存槽,在此微粒被植入纖維的微穴中。一些植入 是由纖維與儲存槽中之微粒之間的相對運動所產生。另外 ,一個機械強化粒子篩選器2 6,3 6,4 2,5 2,6 0與儲存槽 相連,以強化成形纖維之植入。如下列更詳細解釋者,此 · 強化粒子篩選器可由振動或轉動儲存槽,或由機械地迫使 微粒進入微穴,或者將微粒吹入微穴中而產生。 纖維從儲存槽出來之時,任何過量之微粒可由加壓或真 空源3 0,3 2引導空氣流2 8到纖維上而在站2 9被除去。機 械振動亦可被使用於此用途中。最後,纖維1 2,1 4被收集 並且隨後被加工而使用在包括但非限制在香煙及空氣過濾 器之過濾器應用中。 具有微穴之成形纖維被揭示於U S - A - 5 0 5 7 3 6 8中,其所 -11- 200300333 有用途之整體被加入做爲參考。此專利敘述具有微穴之成 , 形纖維,其爲多葉形,例如三葉形(trilobal)或四葉形 (quadrilobal)。其他敘述具有微穴之成形纖維的美國專利 包括,US-A-5 902 384; US-A-5 744 236; US-A-5 704 966 及US-A-5 713 971,每一件之整體包含圖面均加入做爲參 考。除此之外,US-A-5 244 614及US-A-4 858 629具體地 揭示多葉形纖維,並且這些專利之所有用途整體均加入做 爲參考。 適當的微粒1 4之直徑大小在約1到5 0微米之範圍,包 括,但是並非限制,碳,鋁礬土,矽土,分子篩,銷土, 以及金屬微粒。使用的碳粉可爲,但是並非限制,從任何 其他含碳材料爲基礎或衍生出之木基,煤基或椰基外殼。 選擇上,固體粉末可以所要之化學試劑進行處理,以修正 粒子表面,而包含特別之功能群組或功能構造。比卡(P i c a) 公司取得之椰子殼碳粉,及一種粉末化[胺丙基矽烷基 amino propyl silyl(APS)] 5夕膠粉末爲特定之例子。 | 第2圖顯示一個系統1 0用來植入如直徑爲1到5 0微米 之範圍內之碳粉1 4之微粒到成形纖維1 2。成形纖維1 2在 導件1 6上方被輸送到以容器2 0之形式的儲存槽1 8。容器 容納如圖所示之碳粉1 4。成形纖維1 2通過碳粉之儲存槽 ,由於纖維與碳粉之間的相對運動,使碳粉在此處被植入 成形纖維1 2之微穴中。儲存槽中之滾輪2 2以及一個出口 滾輪2 4被用來引導成形纖維〗2通過儲存槽。 一個壓平器滾輪2 6亦被裝設在靠近引導滾輪2 2之儲存 -12- 200300333 槽中。此壓平器滾輪之功能爲以機械方式迫使碳粉1 4進入, 成形纖維1 2之微穴中。壓平器滾輪2 6基本上之功能在強 化於微穴中之碳粉植入。 在從儲存槽出來之後,植入碳之成形纖維1 2受到從加壓 源3 0之空氣流所作用,以從纖維中移除任何過量的碳。或 者與加壓源3 0結合,空氣流亦可由真空源3 2而建立。最 後,植入有碳之成形纖維1 2被輸送到引導滾輪3 4之上方
而被收集並進入下一步驟。 I 儲存槽1 8之容器2 0可受到由振動基部軸架3 6產生之振 動,以維持碳粉在流體化狀態。此振動可加強碳粉植入成 形纖維1 2之微穴中。最好,成形纖維以每分鐘5到1 5米 ,最好爲1 〇米之速度被拉動通過儲存槽。但是,主要因素 爲在儲存槽中可使植入增大之停留時間。一旦停留時間對 特定儲存槽被建立之後,速度視儲存槽之尺寸而被調整, 以達到目標値之停留時間。 第3圖顯示另一個用來植入碳粉1 4之系統4 0。系統4 0 φ 類似於第2圖之系統,並且相同之符號係指相同的元件。 系統4 0之儲存槽1 8的容器2 0包括靠近引導滾輪2 2之第 2壓平器滾輪4 2,並且此第2壓平器滾輪被用來以物理方 法迫使碳進入成形纖維1 2之微穴中,當成形纖維通過儲存 槽之時。系統4 0之另一特徵爲可回收從儲存槽之外側之成 形纖維中移除之任何過量碳粉。在系統4 0中,真空源3 2 可產生所要的空氣流,並且被移除的碳粉經由管線4 4而被 回收到儲存槽1 8。 -13- 200300333 第4圖是在具有微穴的成形纖維12中植入有1-10微米 · 碳粉之實際顯微照相圖。 第5 A圖係顯示用來植入如碳粉或A P S矽膠粉末之微粒 到成形纖維1 2中之另一系統5 0。同樣地,相同之符號係 指與第2及3圖中顯示之系統的相同元件。系統5 0之一個 主要差異在碳粉1 4之儲存槽1 8,其爲旋轉鼓或罐5 2之類 型。當纖維通過碳粉之旋轉鼓時,成形纖維與鼓之間的相 對運動會造成碳進入成形纖維1 2之微穴中。另外地,鼓之 旋轉維持碳粉在流體化狀態,因而強化了植入程序。在跑 ® 出旋轉鼓5 2之時,任何過量的碳可使用與上述相同的結構 元件而從纖維被移除。一個圓盤5 1可被直接裝設在從旋轉 鼓5 2跑出之纖維,其可將任何從纖維上離開之過量纖維收 集並回收。 植入碳之成形纖維可被直接輸送到塞製造器(未顯示), 以生產香煙濾嘴。或者,如第5 A圖所示,植入碳之成形 纖維可被收集在以適當馬達(未顯示)所驅動之大纏繞輪5 4 φ 上。此被驅動之纏繞輪亦可拉動成形纖維1 2通過儲存槽 1 8。在收集多圈之已植入碳粉的纖維在纏繞輪5 4之後,已 植入碳粉之纖維從纏繞輪上以如第5 B圖所示之圓形束纖 維5 6的形式被移除。控制纏繞輪之圈數及/或輪之直徑可 精確地控制束之尺寸及束中之纖維股數。圓形束隨後被壓 平以形成如第5 C圖所示者,並且壓平纖維束之末端5 8被 切斷,因而剩下一束整齊之已植入碳粉的纖維。這些整齊 的纖維然後被使用在如香煙及空氣過濾器之過濾器應用中。 200300333 相對於第5 A圖所顯示之本發明實施例,纏繞輪5 4可包. 括有一個水平指向且由不銹鋼或其他適合耐久材料製成之 罐。此罐之每一端具有開口 ,並且內側具有穿線導件,以 使成形纖維通過罐時可協助穿線。再者,罐之周圍亦可具 有一個開口用來載入微粒。一個攪拌器棒可被裝設在罐之 內側。 這些特徵被顯示在第6圖中,其顯示有含碳罐5 2之端視 圖,另一個罐端具有相同的外觀。纖維經由中心開口 6 0 ^ 而進出於罐中,以及一個載入艙口 6 2在罐之外側,其被用 來載入微粒。罐之每一端包含有可移除之蓋板64,以及穿 線導件位於板之後方。穿線導件包含有一個大開口 6 6,其 由一個薄的長孔68而與入口 /出口相通。當通過罐之纖維 進行穿線時,蓋板繞樞軸7 0轉動到打開位置,並且纖維通 過相當大的開口 6 6而進行穿線。然後纖維滑動通過長孔 6 8而進入入口 /出口相通6 0。最後,蓋子被轉動到關閉位 置,並且由鎖緊手動螺栓7 2而被鎖在適當位置。一個攪拌 · 棒7 4被置入罐之內側。 一個變速之罐硏磨機可被用來轉動罐。再者,纏繞輪5 4 之直徑約爲1 〇英吋,並且由變速齒輪馬達所轉動到約每分 鐘〇到60轉。 第7圖顯示修改後之罐8 0,其包含有主要容室8 2,其含 有微粒被置於移動纖維上,以及次要下游容室8 4。在操作 時,纖維在移動通過轉動的主要容室時會被注入微粒。任 何在纖維上之過量微粒被收集到次要容室中。另外,罐8 0 -15- 200300333 包括包含有與旋轉鼓或罐5 2相關之上述相同特徵。 第8圖顯示本發明另一實施例,其中從加壓源9 2之空氣 流9 0被用來將碳粉1 4吹到成形纖維1 2之微穴中。在此特 別之應用中,由於成形纖維1 2與儲存槽1 8中之碳粉之間 的相對運動而使碳粉被植入成形纖維1 2之微穴中。另外, 此植入可被空氣流9 0所強化,其可將碳粉吹到成形纖維上 且進入微穴中。 第9圖顯示被拘留在成形纖維上之碳的百分比,對通過 儲存槽之纖維之數目的關係圖形。顯示有三中不同碳微粒 大小之三個曲線7 0,7 2,7 4。曲線7 0中微粒大小爲1 - 1 0 微米,而曲線7 2中之微粒大小爲8 - 1 5微米,並且曲線7 4 中之微粒大小爲1 5 - 3 5微米。兩中纖維通過儲存槽造成有 利的碳拘留重量百分比,在隨後纖維通過之碳拘留重量百 分比保持不變。 下列表中之資料爲顯示包含有6dpf(每條絲之丹尼爾數) 之Triad®牌之聚丙烯的成形纖維在不同的鼓轉動速度下的 碳拘留重量百分比。 -16- 200300333
碳拘留重量百分比% (碳在纖維中之載入重量百分比%) 轉速 混合碳% +或-% 碳 1 5-35 μ m % +或-% 19 0 4 0 2 16 2 1 76 40 4 22 4 15 4 46 6 19 2 13 7 5 8 5 26 6 12 7 5 6 5 3 1 2 12 1 5 5 3 2 7 2
碳包括有微碳粒子,如具有1 5到3 5微米之微粒尺寸的 粉狀粒,而混合碳包括尺寸爲2 5 0微米及以下之碳。
第1 〇圖顯示顯示一次通過鼓之中被拘留在成形纖維上 之碳的百分比,對旋轉鼓5 2之轉速之關係圖形。曲線1 0 0 爲對混合碳粒,而曲線1 〇 2爲具有1 5到3 5微米之碳微粒 。混合碳粒包括PICAUSA公司之具有250微米及以下之 碳的# 1 7 0 5。 最好旋轉鼓或罐5 2包含有4 0到6 0 %滿之微粒,大部份 爲5 0 %。而且,若需要的話,轉動軸可稍微傾斜。再者, 如上所述,纖維在微粒儲存槽中之停留時間,爲纖維通過 儲存槽之移動速度及長度的變數。一旦知道移動長度,速 度可被調整,以達到目標値停留時間而獲得最大植入。通 過儲存槽之移動長度爲2 0公分之時,至少爲0 . 6秒之停留 200300333 時間下可爲最有效,並且額外之停留時間不無法增加微粒 。 在纖維上之拘留百分比。 下列之例子顯示使用本發明成形纖維的香煙濾嘴之許多 設計。此例子僅提供顯示用途,並非對本發明所有範圍施 加限制之用。 第1 1圖顯示一束成形纖維1 1 〇被拉入香煙濾嘴裝入管 1 1 2中,而形成香煙濾嘴之圖。纖維包含有微粒1 1 4在開 放或半開會微穴中。 _ 例子 第1 2 A,B,C及D圖顯示四種使用本發明成形纖維的香 煙濾嘴之許多設計。 在第12A,B,C及D圖中,每個濾嘴型式各被定爲A, B,C及D。這些濾嘴包含平行配置之成形纖維股,其具有 開放或半開放微穴,而吸附既微粒在微穴中。這些成形纖 維股可拘束高表面積粉末狀之吸附劑材料,例如具有直徑 爲在1 5 0微米範圍內之碳粉。這些微粒被拘留在絲的內 φ 孔體積中,其構形不阻礙氣體流動。氣流中之輕氣態成分 擴散到微穴中,並且與微粒相互作用。 B,C及D型與它者之不同爲,B,C及D另外包括有大 顆粒的吸附劑。如第1 2 B圖所示,在B過濾器中,大顆粒 被加入上游的空間中,而在C過濾器中,大顆粒被加入下 游的空間中。在第1 2 D圖之D過濾器中,大顆粒在塞製造 過程時被設置在成形纖維絲之間。因此,這些大顆粒沿著 過濾器整個長度擴散。由這些過濾器製成之過濾器塞被用 -18- 200300333 來形成具有高氣體吸附動能,高容量,以及從氣流移除某 種氣態成分之平衡選擇性。 過濾器之製造 準備 Al,A2,A3,A4,A5,A6,B3,B4,B5,B6, C 3及D 3類型之過濾器。A 1過濾器製造如下。纖維創新公 司製成的 835.6 毫克之 DPL-690(44 絲束,15.9dpfPP-4DG® 型)被捲繞到固定成2 5公分之距離的平行桿之間而被拉伸 。在形成纖維束之末端以繩線綁緊所固定之時,纖維束被 置於塑膠袋中並且以過量的碳粉(Pica公司製造之PUI N 〇 . 1 5 5 3,具有粒徑爲1 5到3 5微米者)完全地抖動。植入 碳粉之纖維束然後從混合物中分離,並且被拉入一個預先 成形之香煙裝頭管,如第11圖之管112,其具有直徑爲7.5 公厘,且使用綁緊繩線在末端做爲導件。如第1 1圖所示, 此方法使纖維絲之大部份可朝向平行於氣流方向。植入有 碳粉之纖維重量爲1 1 6 2 . 8毫克(在除去綁緊繩線之後,並 且排除接管之重量)。.每條纖維重量之載入因素爲3 9 . 1 %。 形成之濾桿以切刀切成2 0 . 5公厘長之塞。成形纖維重量及 每個濾嘴塞之粉末載重可使用濾嘴塞之總重量,接頭紙重 ,及纖維載入因素而計算。如第1 3圖所示,每條成形纖維 濾嘴塞1 2 0在除去醋酸濾嘴塞之後,被插入中空濾嘴重捲 在1R4F參考香煙122。然後一個長度約爲6.5公厘之醋酸 濾嘴塞1 2 4被插入香煙之下游端。參考香煙1 2 2如眾所周 知也包含有香煙桿部1 2 6。 使用在A型濾嘴之成形纖維濾嘴塞亦被使用在B,C及 -19- 200300333 D型濾嘴中。另外,在B及C型濾嘴中,碳顆粒於成形纖· 維濾嘴塞插入之前或之後被引入中空1 R 4 F濾嘴重捲中。 額外的醋酸濾嘴塞被使用來完成B及C型濾嘴。在D型濾 嘴中,碳顆粒被在成形纖維絲被拉入濾嘴接管之時被置入 成形纖維絲之上。在切斷之後,成形纖維濾嘴塞含有大顆 粒陷入於絲之間。 含有A 1,A 2,A 3,B 3,C 3及D 3型濾嘴之物理參數被 顯示在第2表中。而含有A4,A5,A6,B4,B5及B6類 型之過濾器則顯示於第3表中。
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91 LnI πτ ετ CSIT IIοτ 6 00 L 9 Ln 0Ί csl I -23- 200300333 測試是使用第3表中所述的香煙而進行;在第4表中所 列之每個測試號碼代表使用與第2表所列相同號碼的香煙 而進行。減少資料顯示有乙醛(A A ),氫氰酸(H C N ),甲醇 (M e Ο Η ),及異戊-間-二烯(I S Ο Ρ )。
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6 8 L 9 Lo po <N I 职藜亵 n,SE-ii€*hilii^^fl-a«^^ffi^¥ig^fl-pol-<N^ ‘28· 200300333 具有A 4,A 5,A 6,B 4,B 5及B 6類型之濾嘴的香煙樣 品在PMAMA方法M-3-A之下被抽吸’在FTC條件下被抽 吸之整個香煙煙霧通過液體槽而冒泡,在此煙霧成分含有 可與液槽中之試劑產生反應的碳醯基群。液槽溶液隨後以 液體層析法進行分析,而檢測碳醯基群之存在,因而可決 定碳醯基群之含量(結果見第9表)。這些樣品亦在PMAMA 方法Μ - 7 - A之下被抽吸,使在F T C條件下被抽吸之整個香 煙煙霧通過含有可使揮發性有機化合物溶解在煙霧中的甲 醇之冷卻液體槽而冒泡。此液槽溶液之整個被注入氣相層 析/質譜儀分析系統中,使個別化合物被辨識並且被定量, 以求出揮發性有機化合物之含量(結果見第1 0表)。第4表 到第1 〇表之値被計算如下。用來求出所記載煙霧組成之含 量的每個分析方法,視對具體化學物之對應而選擇,例如 特定頻率之紅外線吸收,衍生試劑之化學特性,或者氣體 或液體混合物之層析分離。分析方法是使用涵蓋適於測試 樣品之濃度範圍之已知標準而定刻度。其値被記載爲每次 噴出或每支香煙之化合物重量。由分析之前對煙霧之選擇 性過濾所造成之實際濃度或百分比之減少的記載做一個比 較。每個用來產生在此顯示之資料的方法爲標準分析程序。 -29- 200300333 ,f/蘧_如安«_磨 撇6城
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7 2 鎖緊手動螺栓 200300333 8 0 8 2 84 90 92 112 114 12 0 12 2 1 24 12 6 修改後之罐 主要容室 次要下游容室 空氣流 加壓源 香煙濾嘴裝入管 微粒 成形纖維濾嘴塞 參考香煙 醋酸濾嘴塞 香煙桿部
-36-
Claims (1)
- 200300333 拾、申請專利範圍 1 . 一種將微吸附劑粒子植入成形纖維的微穴內之方法,其 包括下列的步驟: 連續地輸送具有微穴之成形纖維到微吸附劑粒子之儲 存槽中; 使成形纖維通過儲存槽,因而在纖維與微粒之間產生 相對的運動; 另外地在成形纖維與微吸附劑粒子之間產生衝擊力, 以協助將微粒植入成形纖維的微穴。 2 .如申請專利範圍第1項之將微吸附劑粒子植入成形纖維 的微穴內之方法,其中微吸附劑粒子之儲存槽包括有一 個微碳儲存槽,微碳粒之微粒尺寸爲約在1到5 0微米的 範圍之間。 3 .如申請專利範圍第1項之將微吸附劑粒子植入成形纖維 的微穴內之方法,其中另外地在成形纖維與微粒之間產 生衝擊力的步驟包含將儲存槽振動。 4 .如申請專利範圍第1項之將微吸附劑粒子植入成形纖維 的微穴內之方法,其中另外地在成形纖維與微粒之間產 生衝擊力的步驟包含將儲存槽轉動。 5 .如申請專利範圍第1項之將微吸附劑粒子植入成形纖維 的微穴內之方法,其中另外地在成形纖維與微粒之間產 生衝擊力的步驟包含當纖維通過儲存槽時,以物理方法 將微粒壓迫進入微穴中。 6 .如申請專利範圍第1項之將微吸附劑粒子植入成形纖維 -37- 200300333 的微穴內之方法,其中另外地在成形纖維與微粒之間產 、 生衝擊力的步驟包含當纖維通過儲存槽時,將微粒吹到 成形纖維上。 7 .如申請專利範圍第1項之將微吸附劑粒子植入成形纖維 的微穴內之方法,其另外包括有將過量的微粒會從儲存 槽外側的纖維中移除之步驟。 8 .如申請專利範圍第7項之將微吸附劑粒子植入成形纖維 的微穴內之方法,其中將過量的微粒會從儲存槽外側的 | 纖維中移除之步驟包括有,將一個空氣流從一個加壓或 真空源引導到纖維上。 9 .如申請專利範圍第7項之將微吸附劑粒子植入成形纖維 的微穴內之方法,其中將過量的微粒會從儲存槽外側的 纖維中移除之步驟包括有,將纖維振動。 1 0 .如申請專利範圍第7項之將微吸附劑粒子植入成形纖 維的微穴內之方法,其另外包括有將任何從纖維中移除 的過量微粒回收到儲存槽之步驟。 鲁 1 1 .如申請專利範圍第1項之將微吸附劑粒子植入成形纖 維的微穴內之方法,其包括有,將纖維纏繞以形成一束 纖維而收集植入有微吸附劑粒子之成形纖維的步驟。 1 2 .如申請專利範圍第1 1項之將微吸附劑粒子植入成形纖 維的微穴內之方法,其另外包括有: 將纖維束壓平,以產生一個具有對向端部之平坦化纖 維束;以及 將平坦化纖維束之端部切斷,以使剩餘之纖維彼此可 -3 8- 200300333 互相整齊的步驟。 1 3 .如申請專利範圍第11項之將微吸附劑粒子植入成形纖 維的微穴內之方法,其另外包括有: 以控制纏繞輪之圈數而改變纖維束之尺寸的步驟。 1 4 .如申請專利範圍第1項之將微吸附劑粒子植入成形纖 維的微穴內之方法,其另外包括有: 重覆地使成形纖維通過微吸附劑粒子之儲存槽之步驟。 1 5 .如申請專利範圍第1項之將微吸附劑粒子植入成形纖 維的微穴內之方法,其中成形纖維以在儲存槽中之停留 時間至少爲〇 . 6秒之速度而被拉動通過微吸附劑粒子之 儲存槽。 1 6 . —種將微吸附劑粒子植入成形纖維的微穴內之裝置,其 包括有: 微吸附劑粒子之儲存槽; 輸送成形纖維之裝置,其可使成形纖維通過儲存槽, 因而在纖維與微粒之間產生相對的運動; 一個用來在成形纖維與微粒之間產生衝擊力之裝置 ,以協助將微粒植入成形纖維的微穴;以及 用來收集已被注滿微粒之成形纖維的裝置。 1 7 .如申請專利範圍第1 6項之將微吸附劑粒子植入成形纖 維的微穴內之裝置,其中微吸附劑粒子之儲存槽爲轉動 之鼓。 1 8 .如申請專利範圍第1 6項之將微吸附劑粒子植入成形纖 維的微穴內之裝置,其中用來產生衝擊力之裝置包括一 -39- 200300333 個振動器,其被連接以使儲存槽振動。 1 9 .如申請專利範圍第1 6項之將微吸附劑粒子植入成形纖 維的微穴內之裝置,其中用來產生衝擊力之裝置包括一 個使儲存槽轉動之裝置。 2 0 .如申請專利範圍第1 6項之將微吸附劑粒子植入成形纖 維的微穴內之裝置,其中用來產生衝擊力之裝置包括一 個在儲存槽內之壓入機,其可壓迫微粒進入成形纖維的 微穴內。 2 1 .如申請專利範圍第1 6項之將微吸附劑粒子植入成形纖 維的微穴內之裝置,其中用來產生衝擊力之裝置包括一 個在儲存槽內之鼓風機,其被用來將微粒吹入成形纖維 的微穴內。 2 2 .如申請專利範圍第1 6項之將微吸附劑粒子植入成形纖 維的微穴內之裝置,其另外包括有將過量的微粒會從儲 存槽外側的纖維中移除之裝置。 2 3 .如申請專利範圍第2 2項之將微吸附劑粒子植入成形纖 維的微穴內之裝置,其中用來將過量的微粒會從儲存槽 外側的纖維中移除之裝置包括加壓或真空源,其被用來 將一個空氣流從引導到纖維上。 2 4 .如申請專利範圍第2 2項之將微吸附劑粒子植入成形纖 維的微穴內之裝置,其另外包括有將任何從纖維中移除 的過量微粒回收到儲存槽之裝置。 2 5 .如申請專利範圍第2 2項之將微吸附劑粒子植入成形纖 維的微穴內之裝置,其中收集植入有微吸附劑粒子之成 -40- 200300333 形纖維的裝置包括有一個纏繞輪,植入有微吸附劑粒子 ” 之成形纖維被纏繞在其上。 2 6 . —種將微吸附劑粒子植入成形纖維的微穴內之裝置,其 包括有 : 微吸附劑粒子之儲存槽; 一個輸送器,其可使成形纖維通過儲存槽,因而在纖 維與微粒之間產生相對的運動; 一個用來在成形纖維與微粒之間產生衝擊力之構造, 以協助將微粒植入成形纖維的微穴;以及 一個收集器,用來容納已被注滿微粒之成形纖維。 2 7 . —種微吸附劑粒子之儲存槽,其包括有: 圓筒形罐,其具有縱軸心及成對向之封閉端; 一端上有中心入口,其與縱軸心整齊; 一個在罐中之載入艙口,其被用來將微吸附劑粒子注 滿罐中;以及 在罐之每一端上之穿線構造,其被用來使通過之連續 纖維進行穿線。 2 8 .如申請專利範圍第2 7項之微吸附劑粒子之儲存槽,其 中在罐之每一端上之穿線構造包括有: 相當大的開口;以及 一個長孔,用來將相當大的開口互相聯接到入口 /出口 ,因而連續之纖維可起初通過相當大的開口且沿著到入 口及出口之互聯長孔而進行穿線。 2 9 .如申請專利範圍第2 8項之微吸附劑粒子之儲存槽,其 -4 1- 200300333 中罐之每一端包含有一個可移除之蓋板在穿線構造之上 _ 方。 3 0 .如申請專利範圍第2 7項之微吸附劑粒子之儲存槽,其 包括有罐中微吸附劑粒子之進給可充滿罐爲4 0到6 0 %。 3 1 . —種香煙濾嘴,其包括有吸附劑小粒及微穴中具有微吸 附劑粒子之成形纖維。 3 2 .如申請專利範圍第3 1項之香煙濾嘴,其中粒子爲碳粉。 3 3 .如申請專利範圍第3 2項之香煙濾嘴,其中大部份粒子 | 之每一個之直徑爲從1 5到3 5微米。 3 4 .如申請專利範圍第3 1項之香煙濾嘴,其中粒子爲經過 3 -胺基丙基矽烷醇處理之矽膠。 3 5 .如申請專利範圍第3 1項之香煙濾嘴,其中大部份粒子 之每一個之直徑爲從2到10微米。 3 6 .如申請專利範圍第3 1項之香煙濾嘴,其中粒子爲碳。 3 7 .如申請專利範圍第3 1項之香煙濾嘴,其中粒子爲2 0到 6 0之篩目。 41 3 8 .如申請專利範圍第3 1項之香煙濾嘴,其中粒子被擴散 在成形纖維之表面上。 3 9 .如申請專利範圍第3 1項之香煙濾嘴,其中包含有5到 2 0 0毫克之粒子。 4 0 .如申請專利範圍第3 1項之香煙濾嘴,其中包含有5 0到 1 5 0毫克之粒子。 4 1 .如申請專利範圍第3 1項之香煙濾嘴,其中包含有9 0到 1 1 0毫克之粒子。 -42- 200300333 4 2 .如申請專利範圍第3 1項之香煙濾嘴,其中包含有5 0到 _ 2 0 0毫克之成形纖維。 4 3 .如申請專利範圍第3 1項之香煙濾嘴,其中包含有5 0到 1 〇 〇毫克之成形纖維。 4 4 .如申請專利範圍第3 1項之香煙濾嘴,其中包含有1 0 0 到1 5 0毫克之成形纖維。 4 5 . —種香煙,其包含有如申請專利範圍第3 1項之香煙濾 嘴。 · 4 6 .如申請專利範圍第4 5項之香煙,其中粒子被擴散在成 形纖維之表面上。 4 7 .如申請專利範圍第4 5項之香煙,其中粒子鄰近成形纖 維之上游端。 4 8 .如申請專利範圍第4 5項之香煙,其中粒子鄰近成形纖 維之下游端。 4 9 .如申請專利範圍第4 5項之香煙,其中包含有5到2 0 0 毫克之粒子。 · 5 0 .如申請專利範圍第4 5項之香煙,其中包含有5 0到1 5 0 毫克之粒子。 5 1 .如申請專利範圍第4 5項之香煙,其中包含有9 0到1 1 0 毫克之粒子。 -43-
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