TW201442649A

TW201442649A - 用於形成濾煙器用多孔物質之設備、系統及相關方法

Info

Publication number: TW201442649A
Application number: TW103109146A
Authority: TW
Inventors: Lawton E Kizer; Raymond M Robertson; William S Sanderson; David G Hunt; Zeming Gou; Christopher D Mcgrady; Sayanti Basu
Original assignee: Celanese Acetate Llc
Priority date: 2013-03-13
Filing date: 2014-03-13
Publication date: 2014-11-16

Abstract

高產量生產設備、系統及相關方法可包括氣動密相進料。例如，一種方法可涉及經由氣動密相進料將基質材料供給至模腔中以形成所需橫截面形狀，該基質材料包含黏合劑顆粒及活性顆粒；加熱(例如，經由微波輻照)該基質材料之至少一部分以便將該基質材料黏合在複數個接觸點處，由此形成多孔物質長條；冷卻該多孔物質長條；且徑向切割該多孔物質長條，由此產生多孔物質。在一些情況下，該基質材料可包括複數個活性顆粒、複數個黏合劑顆粒(視情況具有親水性表面改質)及視情況包括微波增強添加劑。

Description

用於形成濾煙器用多孔物質之設備、系統及相關方法

本文描述的示範性實施例係關於用於製造可用於濾煙器中的多孔物質之設備、系統及相關方法，包括其高產量生產實施例。

美國疾病控制與預防中心(Centers for Disease Control and Prevention)報導稱，2012年僅美國就售出超過3000億根香菸及超過130億根雪茄。因此世界範圍內一直存在對香菸及雪茄之需求。

越來越多地，政府管制潛在可能要求更高的過濾功效以去除菸草煙中之有害組分。在當前利用乙酸纖維素的情況下，更高的過濾功效可藉由在濾嘴中摻入濃度增加的顆粒如活性碳來達成。然而，增加的微粒濃度會改變吸菸者之抽吸特徵。

抽吸特徵之一個指標是封閉壓降。如本文所使用的術語「封閉壓降」或「EPD」係指以下情況下試樣兩端之間的靜壓差：在穩定條件下氣流橫穿該試樣時輸出端之體積流量為17.5ml/秒且該試樣完全封閉在量測裝置中以使得空氣不可穿過包裝材料。本文已在2007年6月公開的CORESTA(「菸草科學研究合作中心」)推薦方法第41號下量測EPD。更高的EPD值意指吸菸者必須用更大的力來抽吸吸菸裝置。

由於提高濾嘴功效會改變濾嘴的EPD，所以公眾且因此製造商遲遲不見採用顯著不同的技術。因此，雖然研究在繼續，但仍然存在興趣開發改良且更有效的組合物，該組合物能最低限度地影響抽吸特徵，同時去除主流菸草煙中較高含量的某些成分。另外，此類解決方案應具有滿足吸菸之商業需求所需的大批量生產方法。

100‧‧‧系統

110‧‧‧材料路徑

120‧‧‧模腔

122‧‧‧進料斗

124‧‧‧加熱元件

126‧‧‧切割器

130‧‧‧紙

132‧‧‧送紙裝置

200‧‧‧系統

210‧‧‧材料路徑

220‧‧‧模腔

222‧‧‧進料斗

224‧‧‧加熱元件

226‧‧‧切割器

230‧‧‧紙

232‧‧‧送紙裝置

234‧‧‧脫模包裝材料

236‧‧‧脫模進料器

238‧‧‧傳送帶

300‧‧‧系統

310‧‧‧材料路徑

320‧‧‧模腔

322‧‧‧進料斗

322a‧‧‧組分進料斗

322b‧‧‧組分進料斗

326‧‧‧切割器

328‧‧‧混合器

330‧‧‧紙

332‧‧‧送紙裝置

344‧‧‧預熱器

346‧‧‧流體連接件

400‧‧‧系統

410‧‧‧材料路徑

420‧‧‧模腔

422‧‧‧進料斗

426‧‧‧切割器

434‧‧‧脫模包裝材料

436‧‧‧脫模進料器

440‧‧‧滾筒

448‧‧‧電源接頭

462‧‧‧多孔物質傳送帶

500‧‧‧系統

510‧‧‧材料路徑

520‧‧‧模腔

522‧‧‧進料斗

524‧‧‧加熱元件

526‧‧‧切割器

542‧‧‧沖模

542'‧‧‧沖模

600‧‧‧系統

600'‧‧‧系統

610‧‧‧材料路徑

610'‧‧‧材料路徑

620‧‧‧模腔

620'‧‧‧模腔

622‧‧‧進料斗

622'‧‧‧進料斗

624‧‧‧加熱元件

624'‧‧‧加熱元件

624a'‧‧‧第一加熱元件

624b'‧‧‧二加熱元件

626‧‧‧切割器

630‧‧‧紙

630'‧‧‧紙

632‧‧‧送紙裝置

632'‧‧‧送紙裝置

656'‧‧‧壓塑模

658'‧‧‧傳送帶

700‧‧‧系統

700'‧‧‧系統

710‧‧‧材料路徑

710'‧‧‧材料路徑

720‧‧‧模腔

720'‧‧‧模腔

722‧‧‧進料斗

722'‧‧‧接頭

722a'‧‧‧管道

722b'‧‧‧接頭

724‧‧‧加熱元件

724'‧‧‧加熱元件

726‧‧‧切割器

726'‧‧‧切割器

730‧‧‧紙

730'‧‧‧紙

732‧‧‧送紙裝置

732'‧‧‧送紙裝置

752‧‧‧膠

754‧‧‧膠施加裝置

754'‧‧‧膠施加裝置

756a‧‧‧成形模

756a'‧‧‧成形模

756b‧‧‧壓塑模

756b'‧‧‧壓塑模

800‧‧‧系統

810‧‧‧材料路徑

820‧‧‧模腔

820a‧‧‧模腔零件

820b‧‧‧模腔零件

822‧‧‧進料斗

824‧‧‧加熱元件

860a‧‧‧模腔傳送帶

860b‧‧‧模腔傳送帶

862‧‧‧多孔物質傳送帶

870‧‧‧液體噴射器

872‧‧‧空氣或氣體噴射器

900‧‧‧系統

910‧‧‧材料路徑

920‧‧‧模腔

920a、920b、920c、920d‧‧‧模腔零件

922‧‧‧進料斗

924‧‧‧加熱元件

930‧‧‧紙

932‧‧‧送紙裝置

960a、960b、960c、960d‧‧‧模腔零件

962‧‧‧多孔物質傳送帶

964‧‧‧噴射器

966a‧‧‧噴射端口

966b‧‧‧噴射端口

972‧‧‧空氣或氣體噴射器

1000‧‧‧系統

1010‧‧‧材料路徑

1020‧‧‧模腔

1020a‧‧‧模腔零件

1020b‧‧‧模腔零件

1022‧‧‧進料斗

1024‧‧‧加熱元件

1060a‧‧‧模腔傳送帶

1060b‧‧‧模腔傳送帶

1062‧‧‧多孔物質傳送帶

1088‧‧‧噴射器

1090a‧‧‧定體積進料器

1090b‧‧‧定體積進料器

1092‧‧‧旋轉式研磨機

1100‧‧‧系統

1110‧‧‧材料路徑

1120‧‧‧模腔

1122‧‧‧進料斗

1124‧‧‧加熱元件

1180‧‧‧撞槌

1182‧‧‧斜槽

1194‧‧‧冷卻區

1200‧‧‧系統

1210‧‧‧材料路徑

1220‧‧‧模腔

1222‧‧‧進料斗

1224‧‧‧加熱元件

1240‧‧‧滾筒

1284‧‧‧擠出機

1286‧‧‧冷卻元件

1310‧‧‧乙酸纖維素濾桿

1312‧‧‧多孔物質濾桿

1314‧‧‧分段

1316‧‧‧分段

1318‧‧‧分段式濾嘴長條

1320‧‧‧分段式濾桿

1320'‧‧‧分段式濾桿

包括以下圖式以說明本發明之某些態樣，且不應視為是排他性實施例。所揭示的主題能夠接受形式及功能上的大量修改、替換及等效物，如將由熟習此項技術且得益於本揭示案的人員所想到。

圖1A至圖1B圖示根據本文描述的至少一個實施例用於形成多孔物質之系統之非限制性實例(不一定按比例繪製)。

圖2A至圖2B圖示根據本文描述的至少一個實施例用於形成多孔物質之系統之非限制性實例(不一定按比例繪製)。

圖3圖示根據本文描述的至少一個實施例用於形成多孔物質之系統之非限制性實例(不一定按比例繪製)。

圖4圖示根據本文描述的至少一個實施例用於形成多孔物質之系統之非限制性實例(不一定按比例繪製)。

圖5圖示根據本文描述的至少一個實施例用於形成多孔物質之系統之非限制性實例(不一定按比例繪製)。

圖6A圖示根據本文描述的至少一個實施例用於形成多孔物質之系統之非限制性實例(不一定按比例繪製)。

圖6B圖示根據本文描述的至少一個實施例用於形成多孔物質之系統之非限制性實例(不一定按比例繪製)。

圖7A圖示根據本文描述的至少一個實施例用於形成多孔物質之系統之非限制性實例(不一定按比例繪製)。

圖7B圖示根據本文描述的至少一個實施例用於形成多孔物質之系統之非限制性實例(不一定按比例繪製)。

圖8圖示根據本文描述的至少一個實施例用於形成多孔物質之系統之非限制性實例(不一定按比例繪製)。

圖9圖示根據本文描述的至少一個實施例用於形成多孔物質之系統之非限制性實例(不一定按比例繪製)。

圖10圖示根據本文描述的至少一個實施例用於形成多孔物質之系統之非限制性實例(不一定按比例繪製)。

圖11圖示根據本文描述的至少一個實施例用於形成多孔物質之系統之非限制性實例(不一定按比例繪製)。

圖12圖示根據本文描述的至少一個實施例用於形成多孔物質之系統之非限制性實例(不一定按比例繪製)。

圖13示出根據本文描述的至少一些實施例產生組合濾桿之過程之說明圖。

圖14示出與用於根據本文描述的至少一些實施例產生濾嘴之本文描述的至少一些方法相關之說明圖。

本文描述的示範性實施例提供用於高產量生產可用於吸菸裝置濾嘴中的多孔物質之方法及設備(及/或系統)，該等吸菸裝置濾嘴具有過濾功效提高的煙流組件且具有可接受的抽吸特徵。

多孔物質(描述於2011年10月14日申請的共同待決的PCT申請案第PCT/US11/56388號，該申請案之全部揭示內容以引用方式併入本文中)通常包含在複數個接觸點處機械黏合的複數個黏合劑顆粒(例如聚乙烯)及複數個活性顆粒(例如碳顆粒或沸石)。接觸點可為活性顆粒-黏合劑接觸點、黏合劑-黏合劑接觸點、活性顆粒-活性顆粒接觸點及其任何組合。如本文所使用的術語「機械黏合」、「機械黏合的」、「實體黏合」及其類似物係指將兩個顆粒至少部分地固定在一起之實體連接。機械黏合通常為燒結之結果。因此，在本文描述時，機械黏合涵蓋複數個黏合劑顆粒與複數個活性顆粒於複數個燒結接觸點處機械黏合的實施例。機械黏合可為剛性的或可撓性的，具體取決於黏合材料。機械黏合可能涉及或可能不涉及化學黏合。應瞭解，本文所使用的術語「顆粒」及「微粒」可互換使用，且包括所有已知材料形狀，包括球形及/或長圓形、大體呈球形及/或長圓形、圓盤形及/或小片狀、薄片狀、絲線狀、針狀、纖維狀、多邊形(諸如立方體)、不規則形狀(諸如碎石之形狀)、多面體(諸如晶體之形狀)、或其任何混合物。多孔物質之另外非限制性實例在均於2012年7月7日申請的共同待決之申請案PCT/US2011/043264、PCT/US2011/043268、PCT/US2011/043269及PCT/US2011/043271中詳述，該等申請案之全部揭示內容以引用方式併入本文中。

多孔物質可藉由多種方法來產生。例如，一些實施例可包括將基質材料(例如，活性顆粒及黏合劑顆粒)形成為所需形狀(例如，使用模具)，加熱基質材料以將基質材料機械黏合在一起，及精加工多孔物質(例如，將多孔物質切割成所需長度)。在多孔物質生產中所涉及的各種製程/步驟中，將基質材料形成為所需形狀同時維持均質分散體及加熱可能為限制高產量製造的步驟中的兩個。因此，為了高產量地製造本文描述的多孔物質，較佳的方法中可能涉及採用氣動密相進料的方法(例如，線性流速為約1m/min至約800m/min或約300m/min至約800m/min)。另外，為了高產量地製造本文描述的多孔物質，一些較佳的方法中可能涉及採用快速加熱(例如，微波且視情況在基質材料中包括微波增強添加劑)且視情況採用預熱步驟(例如，間接加熱或與受熱氣體直接接觸)的方法。另外，在另外較佳的高產量製造實施例中，二次燒結或加熱可在該方法的快速加熱部分被設計成燒結或機械黏合基質材料之一部分(例如，外部)時用於品質控制或完成燒結。

如本文所使用的術語「吸菸裝置」係指包括(但不限於)以下的製品或裝置：香菸、香菸菸嘴、雪茄、雪茄菸嘴、菸斗、水菸斗、水菸袋、電子菸裝置、手工捲製香菸及/或雪茄。

應注意，在本文中對數值清單中的數值使用「約」時，術語「約」修飾該數值清單中之每個數值。應注意，在一些數值範圍清單中，所列的一些下限可能大於所列的一些上限。熟習此項技術者將認識到，所選子集將要求選擇大於所選下限之上限。

I. 用於形成多孔物質之方法及設備

形成多孔物質之方法可包括連續加工方法、成批加工方法，或混合連續-成批加工方法。如本文所使用的「連續加工」係指不間斷地製造或生產材料。材料流可為連續的、轉位的(indexed)，或此兩者之組合。本文所使用的「成批加工」係指在個別站點處以單個部件或部件組之形式製造或生產材料，隨後將該單個部件或組轉至下一站點。如本文所使用的「連續-成批加工」係指兩者的組合，其中一些製程，或一系列製程連續進行，而另一些製程成批進行。

一般而言，多孔物質可由基質材料形成。如本文所使用的術語「基質材料」係指用於形成多孔物質之前驅體，例如黏合劑顆粒及活性顆粒。在一些實施例中，基質材料可包含黏合劑顆粒及活性顆粒，由該等顆粒組成，或基本上由該等顆粒組成。在一些實施例中，基質材料可包含黏合劑顆粒、活性顆粒及添加劑。本揭示案中提供合適的黏合劑顆粒、活性顆粒及添加劑之非限制性實例。

形成多孔物質通常可包括將基質材料形成為所需形狀(例如，適於併入作為吸菸裝置濾嘴、水濾器、氣濾器或其類似物)，且將基質材料之至少一部分機械地黏合在複數個接觸點處。

將基質材料形成為一定形狀可涉及模腔。在一些實施例中，模腔可為單件或一系列單件，具有或不具有端蓋、板或插塞。在一些實施例中，模腔可為組裝時形成模腔之多個模腔零件。在一些實施例中，模腔零件可藉助於傳送帶、傳動帶及其類似物而聚集在一起。在一些實施例中，模腔零件可沿材料路徑保持靜止且經構造以允許傳送帶、傳動帶及其類似物穿過，其中模腔可徑向地膨脹及收縮以將所需程度之壓縮提供給基質材料。

模腔可具有任何截面形狀，包括(但不限於)圓形、大體呈圓形、長圓形、大體呈長圓形、多邊形(例如三角形、正方形、矩形、五邊形等)、具有圓滑邊緣之多邊形、圓環形，及其類似形狀，或其任何混合。在一些實施例中，多孔物質可具有包含孔洞之截面形狀，此可藉由使用一或多個沖模，藉由機械加工，藉由適當成型的模腔或任何其他合適的方法(例如，可降解材料之降解)來達成。在一些實施例中，多孔物質可具有針對香菸菸嘴或菸斗之特定形狀，該特定形狀適於密接在香菸菸嘴或菸斗內，以允許煙穿過濾嘴到達消費者。在論述本文中的多孔物質之形狀時，就常規吸菸裝置濾嘴而言，該形狀可能針對圓柱橫截面之直徑或周長(其中周長為圓之周長)而言。但在本文描述的多孔物質之形狀並非為真正圓柱之實施例中，應瞭解，術語「周長」用於表示任何形狀橫截面，包括圓形橫截面之周長。

一般而言，模腔可具有縱向及垂直於縱向之徑向，例如，大體呈圓柱形。熟習此項技術者應瞭解如何在適當情況下將本文提出之實施例轉換成無確定縱向及徑向之模腔，例如，球體及立方體。在一些實施例中，模腔具有的橫截面形狀可沿縱向改變，例如圓錐形，自正方形向圓形過渡之形狀，或螺旋形。在具有薄片形狀模腔(例如，由兩個板材之間的開口形成)的一些實施例中，縱向可為機器方向或基質材料流動方向。在一些實施例中，模腔可為紙捲成或成型為所需的橫截面形狀，例如，圓柱形。在一些實施例中，模腔可為在縱縫處膠合之紙圓柱。

在一些實施例中，模腔可具有縱軸，沿該縱軸具有開口作為第一端及第二端。在一些實施例中，基質材料可在加工過程中沿著模腔之縱軸穿過。作為非限制性實例，圖1示出模腔120，該模腔具有沿著材料路徑110之縱軸。

在一些實施例中，模腔可具有縱軸，沿著該縱軸具有第一端及第二端，其中至少一端為封閉的。在一些實施例中，該封閉端可能能夠打開。

在一些實施例中，個別模腔可用基質材料填充，隨後進行機械黏合。在一些實施例中，可使用單個模腔以藉由在機械黏合之前及/或期間連續使基質材料穿過其中來連續生產多孔物質。在一些實施例中，可使用單個模腔來生產個別多孔物質。在一些實施例中，該單個模腔可再使用及/或連續再使用以生產複數個個別多孔物質。

在一些實施例中，模腔可至少部分地襯以包裝材料及/或塗有脫模劑。在一些實施例中，包裝材料可為個別包裝材料，例如，紙片。在一些實施例中，包裝材料可為長度可繞式包裝材料，例如，50呎紙捲。

在一些實施例中，模腔可襯以一種以上包裝材料。在一些實施例中，形成多孔物質可包括使模腔襯以包裝材料。在一些實施例中，形成多孔物質可包括用包裝材料包裹基質材料，以使得包裝材料有效形成模腔。在此類實施例中，包裝材料可用作模腔，在存在基質材料的情況下成形為模腔，或包裹具有預製形狀之基質材料(例如，藉助於增黏劑)。在一些實施例中，包裝材料可連續供料穿過模腔。包裝材料可能能夠將多孔物質固定成一定形狀，能夠使多孔物質自模腔中釋放，能夠幫助基質材料穿過模腔，能夠在處理或運輸期間保護多孔物質及其任何組合。

合適的包裝材料可包括(但不限於)紙(例如，基於木材的紙、含有亞麻的紙、亞麻紙、由其他天然或人造纖維產生的紙、官能化紙、特殊標記紙、彩色紙)、塑料(例如，氟化聚合物如聚四氟乙烯、聚矽氧)、薄膜、塗佈紙、塗佈塑料、塗佈薄膜、及其類似物，及其任何組合。在一些實施例中，包裝材料可為適用於吸菸裝置濾嘴中之紙。

在一些實施例中，包裝材料可黏附(例如，膠合)至其自身，以幫助維持所需形狀，例如大體呈圓柱形之組態。在一些實施例中，基質材料之機械黏合亦可將基質材料機械地黏合(或燒結)至包裝材料，由此可緩解將包裝材料黏附至其自身的需求。

合適的脫模劑可為化學脫模劑或物理脫模劑。化學脫模劑之非限制性實例可包括油類、油基溶液及/或混懸液、皂性溶液及/或混懸液、黏合至模型表面之塗層、及其類似物及其任何組合。物理脫模劑之非限制性實例可包括紙、塑料及其任何組合。物理脫模劑可稱作脫模包裝材料，能夠以類似於本文所述包裝材料之方式實施。

一旦藉由模腔形成為所需橫截面形狀，即可將基質材料機械地黏合在複數個接觸點處。機械黏合可在基質材料處於模腔中期間及/或之後進行。機械黏合可用熱及/或壓力而不用黏附劑(亦即，形成燒結接觸點)來達成。在一些情況下，可視情況納入黏附劑。

熱可為輻射熱、傳導熱、對流熱及其任何組合。加熱可涉及熱源，包括(但不限於)模腔內部之受熱流體、模腔外部之受熱流體、蒸汽、受熱惰性氣體、多孔物質之組分(例如，奈米顆粒、活性顆粒及其類似物)之次級輻射、烘箱、熔爐、火焰、傳導或熱電材料、超音、及其類似物及其任何組合。作為非限制性實例，加熱可涉及對流烘箱或加熱塊。另一非限制性實例可涉及用微波能量(單模式或多模式施用器)加熱。在另一非限制性實例中，加熱可涉及在基質材料處於模腔中時使受熱空氣、氮氣或其他氣體穿過其中。在一些實施例中，受熱惰性氣體可用於減輕活性顆粒及/或添加劑之任何不必要氧化。另一非限制性實例可涉及模腔由熱電材料製成，以使得模腔發熱。在一些實施例中，加熱可涉及前述內容之組合，例如，在使基質材料穿過微波烘箱的同時使受熱氣體穿過基質材料。

在一些實施例中，多孔物質之組分(例如，奈米顆粒、活性顆粒及其類似物)之次級輻射可藉由用電磁輻射輻照該組分來達成，例如，γ射線、x射線、紫外光、可見光、紅外光、微波、射頻波及/或長射頻波。作為非限制性實例，基質材料可包含在用射頻波輻照時放熱之碳奈米管。作為另一非限制性實例，基質材料可包含活性顆粒如碳顆粒，該等活性顆粒能夠將微波輻照轉換成將黏合劑顆粒機械地黏合(燒結)在一起或有助於將黏合劑顆粒機械地黏合(燒結)在一起的熱量。在一些實施例中，電磁輻射可藉由頻率及功率級進行調諧，以便與所選組分適當地相互作用。例如，活性碳可與頻率範圍為約900MHz至約2500MHz且具有經選擇以與目標加熱速率匹配之固定或可調整功率設定的微波結合使用。

受益於本揭示案之熟習此項技術者應瞭解，不同波長的電磁輻射穿透材料的深度不同。因此，在採用初級或次級輻射方法時，應考慮模腔材料、組態及組成；基質材料組成；將電磁輻射轉換成熱量之組分；電磁輻射之波長；電磁輻射之強度；輻照方法；及所需的次級輻射量，例如，熱量。

加熱(包括藉由本文描述的任何方法，例如，對流烘箱或暴露於電磁輻射中)及/或施加壓力以引起機械黏合(例如，燒結接觸點)發生之停留時間可為範圍自約百分之一秒、十分之一秒、1秒、5秒、30秒或1分鐘的下限至約30分鐘、15分鐘、5分鐘、1分鐘或1秒的上限之時間長度，且其中該停留時間可在任意下限至任意上限之範圍內，且涵蓋上下限之間的任何子集。應注意，對於利用較快加熱方法之連續製程，例如，暴露於如微波之電磁輻射中，較短的停留時間可能較佳，例如，約10秒或以下，或更佳為約1秒或以下。另外，利用如對流加熱的製程之加工方法可提供以分鐘為時間尺度的較長停留時間，該停留時間可包括30分鐘以上之停留時間。普通熟習此項技術者應瞭解，若為指定的基質材料選擇合適的溫度及加熱概況，則較長時間可能是適用的，例如，若干秒至若干分鐘至若干小時或更長。應注意，如本文所使用，未達到足以允許機械黏合之溫度及/或壓力的預熱或預熱方法及/或步驟不視為停留時間之一部分。

在一些實施例中，可加熱至基質材料之組分之軟化溫度以促進機械黏合。如本文所使用的術語「軟化溫度」係指材料變得柔軟以上的溫度，通常低於材料之熔點。

在一些實施例中，機械黏合可在自約90℃、100℃、110℃、120℃、130℃或140℃的下限或約300℃、275℃、250℃、225℃、200℃、175℃或150℃的上限之範圍內的溫度下達成，且其中該溫度可在自任意下限至任意上限之範圍內，且涵蓋上下限之間的任何子集。在一些實施例中，加熱可藉由使材料經受單一溫度來實現。在另一實施例中，溫度概況可隨時間而變。作為非限制性實例，可使用對流烘箱。在一些實施例中，加熱可局限於基質材料內。作為非限制性實例，來自奈米顆粒之次級輻射可僅加熱鄰近於奈米顆粒之基質材料。

在一些實施例中，基質材料在進入模腔之前可先進行預熱。在一些實施例中，基質材料可預熱至低於基質材料之組分之軟化溫度之溫度。在一些實施例中，基質材料可預熱至比基質材料之組分之軟化溫度低約10%、約5%或約1%之溫度。在一些實施例中，基質材料可預熱至比基質材料之組分之軟化溫度低約10℃、約5℃或約1℃之溫度。預熱可涉及熱源，包括(但不限於)上文作為用於達成機械黏合之熱源列出之熱源。

在一些實施例中，黏合基質材料可產生多孔物質或多孔物質長條。如本文所使用的術語「多孔物質長條」係指連續多孔物質(亦即，並非無限而是與多孔物質相比較較長的多孔物質，其可連續產生)。作為非限制性實例，多孔物質長條可藉由使基質材料連續穿過受熱模腔來產生。在一些實施例中，黏合劑顆粒可在機械黏合製程期間維持其初始實體形狀(或大體上維持其初始形狀，例如，與初始形狀的變化(例如，收縮)不超過10%)，亦即，黏合劑顆粒可在基質材料及多孔物質(或多孔物質長條)中的形狀大體相同。為簡單及易讀起見，除非另有指定，否則術語「多孔物質」涵蓋多孔物質切片、多孔物質及多孔物質長條(包裹或呈其他形式)。

在一些實施例中，可將多孔物質長條切割以產生多孔物質。切割可藉由切割器來達成。合適的切割器可包括(但不限於)刀片、熱刀片、硬質合金刀片、鎢鉻鈷合金刀片、陶瓷刀片、硬化鋼刀片、金剛石刀片、平滑刀片、鋸齒狀刀片、雷射、加壓流體、液體噴槍、氣體噴槍、切斷器、及其類似物及其任何組合。在高速加工的一些實施例中，切割刀片或類似裝置可以一定角度放置以匹配加工速度，由此得到末端與縱軸垂直之多孔物質。在一些實施例中，切割器可沿多孔物質長條之縱軸改變相對於多孔物質長條之位置。

在一些實施例中，多孔物質及/或多孔物質長條可被擠出。在一些實施例中，擠出可涉及沖模。在一些實施例中，沖模可具有能夠擠出多孔物質及/或多孔物質長條之多個孔洞。

一些實施例可涉及徑向切割多孔物質及/或多孔物質長條以得到多孔物質及/或多孔物質切片。熟習此項技術者可認識到如何將徑向切割轉換成且涵蓋切割如薄片之形狀。切割可用任何已知設備藉由任何已知方法來達成，包括(但不限於)上文針對將多孔物質長條切割成多孔物質之設備。

多孔物質或其切片之長度可在自約2mm、3mm、5mm、10mm、15mm、20mm、25mm或30mm之下限至約150mm、100mm、50mm、 25mm、15mm、或10mm之上限之範圍內，且其中該長度可在自任意下限至任意上限之範圍內，且涵蓋上下限之間的任何子集。

多孔物質長條、多孔物質或其切片(被包裹或呈其他形式)之周長可在自約5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm、11mm、12mm、13mm、14mm、15mm、16mm、17mm、18mm、19mm、20mm、21mm、22mm、23mm、24mm、25mm或26mm之下限至約60mm、50mm、40mm、30mm、20mm、29mm、28mm、27mm、26mm、25mm、24mm、23mm、22mm、21mm、20mm、19mm、18mm、17mm或16mm之上限之範圍內，其中該周長可在任意下限至任意上限之範圍內，且涵蓋上下限之間的任何子集。

熟習此項技術者可認識到組態用於過濾裝置而非吸菸製品之多孔物質之尺寸要求。作為非限制性實例，組態用於同心流體濾器中之多孔物質可為外徑為約250mm或更大之空心圓柱。作為另一非限制性實例，組態用作空氣濾器中薄片之多孔物質可具有相對較薄的厚度(例如約5mm至約50mm)及數十公分的長度及寬度。

一些實施例可涉及在基質材料已經過機械黏合，例如，在自模腔去除或離開擠出模之後，用包裝材料包裹多孔物質。合適的包裝材料包括上文揭示的包裝材料。

一些實施例可涉及冷卻多孔物質。冷卻可為主動或被動的，亦即，冷卻可得到促進或自然發生。主動冷卻可涉及使流體穿過模腔、多孔物質上方及/或流過該模腔、多孔物質；降低模腔、多孔物質周圍之局部環境之溫度，例如，穿過冷凍部件；及其任何組合。主動冷卻可涉及可包括(但不限於)以下的部件：冷卻盤管、流體噴射器、熱電材料及其任何組合。冷卻速率可為不規則的，或可為可控的。

一些實施例可涉及將多孔物質運送至另一地點。合適的運送形式可包括(但不限於)傳送、搬運、滾動、推動、裝運、機器人運送，及其類似方式及其任何組合。

受益於本揭示案之熟習此項技術者應瞭解能夠生產多孔物質之複數個設備及/或系統。作為非限制性實例，圖1至圖12圖示能夠生產多孔物質之複數個設備及/或系統。

應注意，若使用系統，則使用帶有系統部件之設備亦在本揭示案之範疇內，且反之亦然。

為便於瞭解，本文中術語「材料路徑」用於標識基質材料、多孔物質長條及/或多孔物質在系統及/或設備中將行進之路徑。在一些實施例中，材料路徑可為連續的。在一些實施例中，材料路徑可為不連續的。作為非限制性實例，用於藉由多個獨立模腔進行成批處理之系統可視為具有不連續的材料路徑。

現在參見圖1A至圖1B，系統100可包括進料斗122，該進料斗可操作地連接至材料路徑110，以將基質材料(未圖示)供給至材料路徑110。系統100亦可包括送紙裝置132，該送紙裝置可操作地連接至材料路徑110，以便將紙130供給至材料路徑110中，以在模腔120與基質材料之間形成大體上環繞基質材料之包裝材料。在處於模腔120中時，加熱元件124與基質材料熱連通。加熱元件124可使基質材料在複數個點處機械地黏合(例如，形成燒結接觸點)，由此得到包裹的多孔物質長條(未圖示)。在包裹的多孔物質長條離開模腔120且適當冷卻之後，切割器126徑向，亦即垂直於縱軸切割包裹的多孔物質長條，由此得到包裹的多孔物質及/或包裹的多孔物質切片。

圖1A至圖1B示出系統100可呈任意角度。受益於本揭示案之熟習此項技術者應瞭解在調整系統100或其任何部件所處的角度時的組態考慮。作為非限制性實例，圖1B示出進料斗122，該進料斗可經組態使得進料斗122(及任何對應的基質進料裝置)之出口位於模腔120內。在一些實施例中，模腔可處於垂直及水平或之間的一定角度。

在一些實施例中，將基質材料供給至材料路徑可涉及任何合適的進料系統，包括(但不限於)手工進料、定體積進料器、質量流量進料器、計重進料器、加壓容器(例如，加壓進料斗或加壓槽)、螺旋鑽或螺釘、斜槽、滑道、傳送帶、管道、導管、通道、及其類似物及其任何組合。在一些實施例中，材料路徑可包括在進料斗與模腔之間的機械部件，包括(但不限於)配件、壓塑模、流通型壓塑模、衝壓機、活塞、振動器、擠出機、雙螺桿擠出機、固態擠出機、及其類似物及其任何組合。在一些實施例中，進料可包括(但不限於)強制進料、控制速率進料、定體積進料、質量流量進料、計重進料、真空輔助進料、流化粉末進料、氣動密相進料(例如，經由遲滯流、沙丘或不規則沙丘流、剪切床或波紋流，及擠出流)、氣動稀相進料及其任何組合。

在一些實施例中，涉及氣動密相進料之基質材料至材料路徑之供給可有利地允許高產量加工。已在高流速及大直徑出口下進行氣動密相進料，但此處已出人意料地展示在高速下，在小直徑下有效。例如，意想不到，已證實在小直徑(例如，約5mm至約25mm及約5mm至約10mm)下使用氣動密相進料具有高產量(例如，針對約6.1mm的管道出口(本文進一步所描述)而言約575公斤/小時或約500m/min)。相比之下，重力進料在類似直徑下通常產生小於約10m/min的產量且氣動密相進料可在類似速度下，在出口大小為50mm或更大下進行。基質材料尤其是顆粒狀或微粒基質材料之小直徑及高產量之組合並未預料到。熟習此項技術者可認識到用於氣動密相進料設備之出口之適當的大小及形狀以適合模腔。作為非限制性實例，出口的形狀可類似於模腔但小於該模腔且延伸至該模腔中。在另一實例中，出口可成型成適合用於薄片狀多孔物質(例如，長矩形形狀的出口)或空心圓柱狀多孔物質(例如，環形形狀出口)之模腔。

另外，氣動密相進料之製程可有利地減輕顆粒遷移及偏析，顆粒遷移及偏析在黏合劑及活性顆粒之大小及/或形狀不同時可能尤其存在問題。無意受限於理論，咸信加壓進料斗中施加的氣壓會產生基質材料之遲滯流，由此使微粒偏析減至最少且因此於進料器之出口處提供更均質且一致的基質材料組合物。在一些實施例中，加壓進料斗可針對質量流量而設計。質量流量條件可(尤其)取決於加壓進料斗內壁之坡度、壁之材料及基質材料之組成。

在一些實施例中，基質材料至材料路徑之進料速率可在自約1m/min、10m/min、25m/min、100m/min或150m/min之下限至約800m/min、600m/min、500m/min、400m/min、300m/min、200m/min或150m/min之上限之範圍內，且其中該進料速率可在自任意下限至任意上限之範圍內，且涵蓋上下限之間的任何子集。在一些實施例中，基質材料至材料路徑之進料速率可在自約1m/min、10m/min、25m/min、100m/min或150m/min之下限至約800m/min、600m/min、500m/min、400m/min、300m/min、200m/min或150m/min之上限之範圍內，結合的模腔具有的直徑範圍為自約0.5mm、2mm、3mm、4mm、5mm或6mm之下限至約10mm、9mm、8mm、7mm或6mm之上限，且其中該進料速率及模腔直徑各自均可獨立地在自任意下限至任意上限之範圍內，且涵蓋上下限之間的任何子集。普通熟習此項技術者應瞭解可達成的直徑(或形狀)及進料速率組合可(尤其)取決於基質材料中顆粒之大小及形狀、基質材料之其他組分(例如，添加劑)、基質材料滲透性及脫氣常數、傳送距離(例如，管道之長度，本文進一步所描述)、傳送系統組態、及其類似物及其任何組合。

在一些實施例中，氣動流之特徵可在於固體與流體之比為約15或更大。在一些實施例中，氣動流之特徵可在於固體與流體之比在自約15、20、30、40或50之下限至約500、400、300、200、150、130、100或70之上限之範圍內，且其中該固體與流體之比可在自任意下限至任意上限之範圍內，且涵蓋上下限之間的任何子集。固體與流體之比可(尤其)取決於氣動密相進料之類型，其中擠出密相進料通常在較高值下發生。

在一些實施例中，氣動密相進料可涉及施加自約1psig、2psig、5psig、10psig或25psig之下限至約150psig、125psig、100psig、50psig或25psig之氣壓，且其中該氣壓可在自任意下限至任意上限之範圍內，且涵蓋上下限之間的任何子集。應注意，氣壓可用複數種氣體來施加，例如，惰性氣體(例如，氮氣、氬氣、氦氣及其類似物)、含氧氣體、受熱氣體、乾燥氣體(亦即，少於約6ppm的水)、及其類似物及其任何組合(例如，受熱氣體、乾燥氣體、惰性氣體如氮氣或氬氣)。包括氣動密相進料之實例被包括在本文中。

在一些實施例中，進料可被轉位，以使得能夠以預定時間間隔插入間隔材料。合適的間隔材料可包含添加劑、實心障壁(例如，模腔零件)、多孔障壁(例如，紙及脫模包裝材料)、濾嘴、空腔、及其類似物及其任何組合。在一些實施例中，進料可涉及搖動及/或振動。受益於本揭示案之熟習此項技術者應瞭解適當的搖動及/或振動程度，例如，包含大黏合劑顆粒及小活性顆粒之均勻分佈基質材料可能受振動的不良影響，亦即，均質性可能至少部分損失。另外，熟習此項技術者應瞭解進料參數及/或進料器對所生產多孔物質之最終性質之影響，例如，對至少空隙體積(下文進一步論述)、封裝壓降(下文進一步論述)及成分均質性之影響。

在一些實施例中，基質材料或其組分可在引入材料路徑之前及/或沿材料路徑行進期間進行乾燥。在一些實施例中，乾燥可藉由以下來達成：加熱基質材料或其組分，在基質材料或其組分之上吹拂乾燥氣體及其任何組合。在一些實施例中，基質材料可具有約10重量%或以下、約5重量%或以下，或更佳地約2重量%或以下，且在一些實施例中低至0.01重量%之水分含量。水分含量可藉由涉及冷凍乾燥或在乾燥後重量損失之已知方法進行分析。

現在參見圖2A至圖2B，系統200可包括進料斗222，該進料斗可操作地連接至材料路徑210，以將基質材料供給至材料路徑210。系統200亦可包括送紙裝置232，該送紙裝置可操作地連接至材料路徑210，以便將紙230供給至材料路徑210中，以在模腔220與基質材料之間形成大體上環繞基質材料之包裝材料。另外，系統200可包括脫模進料器236，該脫模進料器可操作地連接至材料路徑210，以便將脫模包裝材料234供給至材料路徑210中，以在紙230與模腔220之間形成包裝材料。在一些實施例中，脫模進料器236可組態為使脫模包裝材料234連續循環之傳送帶238。在處於模腔220中時，加熱元件224與基質材料熱連通。加熱元件224可使基質材料在複數個點處機械地黏合(例如，形成燒結接觸點)，由此得到包裹的多孔物質長條。在包裹的多孔物質長條離開模腔220且適當冷卻之後，切割器226徑向切割包裹的多孔物質長條，由此得到包裹的多孔物質及/或包裹的多孔物質切片。在脫模包裝材料234未組態為傳送帶238的實施例中，脫模包裝材料234可在切割之前自包裹的多孔物質長條去除，或在切割之後自包裹的多孔物質及/或包裹的多孔物質切片去除。

現在參見圖3，系統300可包括將基質材料之組分供給至進料斗322中之組分進料斗322a及322b。基質材料可在進料斗322中用混合器328及預熱器344進行混合及預熱。進料斗322可操作地連接至材料路徑310，以將基質材料供給至材料路徑310。系統300亦可包括送紙裝置332，該送紙裝置可操作地連接至材料路徑310，以便將紙330供給至材料路徑310中，以在模腔320與基質材料之間形成大體上環繞基質材料之包裝材料。模腔320可包括流體連接件346，受熱流體(液體或氣體)可經由該流體連接件而進入到材料路徑310中，並且將基質材料在複數個點處機械地黏合(例如，形成燒結接觸點)，由此得到包裹的多孔物質長條。應注意，流體連接件346可位於沿模腔320之任何位置處，且沿模腔320可設置一個以上流體連接件346。在包裹的多孔物質長條離開模腔320且適當冷卻後，切割器326徑向切割包裹的多孔物質長條，由此得到包裹的多孔物質及/或包裹的多孔物質切片。

受益於本揭示案之熟習此項技術者應瞭解，預熱亦可針對進料斗322之前的個別進料組分進行及/或針對在進料斗322之後的混合組分進行。

合適的混合器可包括(但不限於)帶式摻混器、漿式摻混器、犁式摻混器、雙錐摻混器、雙殼摻混器、行星式摻混器、流化摻混器、高強度摻混器、轉鼓、摻合螺桿、旋轉式混合器、及其類似物及其任何組合。

在一些實施例中，組分進料斗可容納基質材料之個別組分，例如，兩個組分進料器，其一容納黏合劑顆粒且另一容納活性顆粒。在一些實施例中，組分進料斗可容納基質材料之組分之混合物，例如，兩個組分進料器，其一容納黏合劑顆粒及活性顆粒之混合物且另一容納添加劑如調味劑。在一些實施例中，組分進料斗內之組分可為固體、液體、氣體或其組合。在一些實施例中，不同組分進料斗之組分可以不同速率添加至進料斗，以達成基質材料之所需摻合。作為非限制性實例，三個組分進料斗可分別容納活性顆粒、黏合劑顆粒及液體形式之活性化合物(下文進一步描述的添加劑)。黏合劑顆粒可以兩倍於活性顆粒之速率添加至進料斗，且活性化合物可噴灑到其中，由此在活性顆粒及黏合劑顆粒兩者上形成至少部分塗層。

在一些實施例中，至模腔之流體連接件可用於將流體輸送到模腔中，使流體流過模腔，及/或在模腔上抽吸。如本文所使用的術語「抽吸」係指產生跨過邊界及/或沿路徑之負壓降，例如，吸取。使受熱流體流入及/或流過模腔可有助於將基質材料機械地黏合在其中(例如，於複數個燒結接觸點處)。在其中設置有包裝材料之模腔上抽吸可有助於使模腔內形成均勻內襯，例如，具有較少皺褶。

現在參見圖4，系統400可包括進料斗422，該進料斗可操作地連接至材料路徑410，以將基質材料供給至材料路徑410。進料斗422可沿材料路徑410組態以使得進料斗422之出口，或其出口之延伸部分位於模腔420內。此可有利地允許基質材料以一定速率供給至模腔420中，以控制基質材料之填充，且因此控制所得多孔物質之空隙體積。在本非限制性實例中，模腔420包含熱電材料，且因此包括電源接頭448。系統400亦可包括脫模進料器436，該脫模進料器可操作地連接至材料路徑410，由此將脫模包裝材料434供給至材料路徑410中，以在模腔420與基質材料之間形成大體上環繞基質材料之包裝材料。模腔420可由熱電材料製成，以使得模腔420可提供熱量，以將基質材料機械地黏合在複數個點處(例如，形成燒結接觸點)，由此得到包裹的多孔物質長條。沿著模腔420之後的材料路徑410，滾筒440可操作以便能夠有助於包裹的多孔物質長條移動穿過模腔420。在包裹的多孔物質長條離開模腔420且適當冷卻後，切割器426徑向切割包裹的多孔物質長條，由此得到包裹的多孔物質及/或包裹的多孔物質切片。在切割之後，多孔物質在多孔物質傳送帶462上繼續沿材料路徑410移動，例如，以用於包裝或進一步加工。脫模包裝材料434可在切割之前自包裹的多孔物質長條去除，或在切割之後自包裹的多孔物質及/或包裹的多孔物質切片去除。

合適的滾筒及/或滾筒替代物可包括(但不限於)齒輪、嵌齒輪、輪、帶、齒輪組、及其類似物及其任何組合。其他滾筒及類似物可為平坦的、帶齒的、傾斜的及/或鋸齒狀的。

現在參見圖5，系統500可包括進料斗522，該進料斗可操作地連接至材料路徑510，以將基質材料供給至材料路徑510。在處於模腔520中時，加熱元件524與基質材料熱連通。加熱元件524可使基質材料在複數個點處機械地黏合(例如，形成燒結接觸點)，由此得到多孔物質長條。在多孔物質長條離開模腔520之後，可使用沖模542將多孔物質長條擠出成所需的橫截面形狀。沖模542可包括複數個沖模542’(例如，多個沖模或單個沖模內的多個孔洞)，多孔物質長條可經由該等沖模擠出。在多孔物質長條穿過沖模542擠出且適當冷卻之後，切割器526徑向切割多孔物質長條，由此得到多孔物質及/或多孔物質切片。

現在參見圖6A，系統600可包括送紙裝置632，該送紙裝置可操作地連接至材料路徑610，由此將紙630供給至材料路徑610中。進料斗622(或其他基質材料輸送設備，例如，螺旋鑽)可操作地連接至材料路徑610，由此將基質材料置於紙630之上。由於穿通型模腔620(或有時稱作與香菸濾嘴成形設備相關的配件裝置之壓塑模)，紙630可至少部分地包裹基質材料，該穿通型模腔提供所需的橫截面形狀(或在一些實施例中，視情況，基質材料可在所需橫截面之成形已開始或已結束後與紙630組合)。在一些實施例中，紙縫可進行膠合。在處於模腔620中期間及/或之後，加熱元件624(例如，微波源、對流烘箱、加熱塊、及其類似物或其組合)與基質材料熱連通。加熱元件624可使基質材料在複數個點處機械地黏合(例如，形成燒結接觸點)，由此得到包裹的多孔物質長條。在包裹的多孔物質長條離開模腔620且適當冷卻之後，切割器626徑向切割包裹的多孔物質長條，由此得到包裹的多孔物質及/或包裹的多孔物質切片。在模腔620靜止的情況下，可藉由傳送帶658來促進在系統600中的移動。應注意，儘管未圖示，但類似的實施例可包括作為環形傳送帶一部分之紙630，該紙自多孔物質長條展開，隨後切割，由此得到多孔物質及/或多孔物質切片。

現在參見圖6B，系統600’可包括送紙裝置632’，該送紙裝置可操作地連接至材料路徑610’，由此將紙630’供給至材料路徑610’中。進料斗622’(或其他基質材料輸送設備，例如，螺旋鑽)可操作地連接至材料路徑610’，由此將基質材料置於紙630’之上。由於穿通型模腔620’(例如有時稱作與香菸濾嘴成形設備相關的配件裝置之壓塑模)，紙630’可至少部分地包裹基質材料，該穿通型模腔提供所需的橫截面形狀(或在一些實施例中，視情況，基質材料可在所需橫截面之成形已開始或已結束後與紙630’組合)。在一些實施例中，紙縫可進行膠合。

系統600’可包括一個以上加熱元件624’。在處於模腔620’期間及/或之後，第一加熱元件624a’與基質材料熱連通，且可使基質材料之至少一部分在複數個點處機械地黏合(例如，形成燒結接觸點)。多孔物質長條隨後可用壓塑模656’(例如，用於重塑型橫截面形狀，包裹的多孔物質長條)將大小設定為所需橫截面形狀或大小，且隨後用第二加熱元件624b’(其可為與第一加熱元件624a’類似之加熱元件，例如，均為微波或兩者不同，例如第一為微波而第二為烘箱)再加熱以形成另外的機械黏合(例如，燒結接觸點)。視情況，未圖示，包裹的多孔物質長條在第二加熱元件624b’之後可再次將大小設定成所需的橫截面形狀或大小。隨後可適當冷卻所得包裹的多孔物質長條，用切割器626將該包裹的多孔物質長條徑向切割成包裹的多孔物質及/或包裹的多孔物質切片。在模腔620’靜止的情況下，可藉由傳送帶658’來促進在系統600’中的移動。

在一些情況下，視第一燒結或加熱步驟之程度而定，多孔物質長條可先冷卻且切割，隨後再加熱。熟習此項技術者可認識到如何修改本文描述之其他系統及方法以提供兩個或兩個以上燒結(或加熱)步驟。

在一些實施例中，在基質材料處於高溫下時，多孔物質或其類似物可藉由施加壓力來再設定大小及/或重塑型。壓縮成型可由以下組成：驅動或非驅動定徑或成形滾筒、一系列滾筒、或一沖模或一系列沖模及其適於使桿具有最終形狀或尺寸之任何組合。再設定大小及/或重塑型可在該方法之各加熱步驟之後進行。

現在參見圖7A，系統700可包括送紙裝置732，該送紙裝置可操作地連接至材料路徑710，由此將紙730供給至材料路徑710中。如圖所示，模腔720為在縱縫處膠合之圓柱捲製紙，其可藉由成形模756a(或有時稱作與香菸濾嘴成形設備相關，包括紙質管道折疊機之配件裝置之成形模)使紙730隨膠752捲動來即時成形，該膠藉由膠施加裝置754(例如，噴膠器)來施加，視情況之後為膠縫加熱器(未圖示)。在模腔720成形期間，可沿著材料路徑710自進料斗722引入基質材料。與模腔720熱連通之加熱元件724(例如，微波源、對流烘箱、加熱塊、及其類似物或其組合)可使基質材料在複數個點處機械地黏合(例如，形成燒結接觸點)，由此得到包裹的多孔物質長條。之後，可先使用壓塑模756b，隨後完全冷卻基質材料，以將包裹的多孔物質長條之尺寸設定成所需的橫截面大小，此舉可有利地用於包裹的多孔物質之周長及形狀(例如，橢圓形)之均勻性。在包裹的多孔物質長條適當冷卻之後，切割器726徑向切割包裹的多孔物質長條，由此得到包裹的多孔物質及/或包裹的多孔物質切片。在系統700中之移動可藉助於滾筒、傳送帶，或其類似物(未示出)。受益於本揭示案之熟習此項技術者應瞭解，所描述製程可在單個設備或多個設備中進行。例如，可在單個設備中捲製紙、引入基質材料、暴露於熱中(例如，藉由施加微波輻射或在對流烘箱中加熱)，及再設定尺寸，且所得多孔物質長條可傳送到第二設備以進行切割。系統700之取向可在任意方向，例如垂直或水平或兩者之間的任何位置。

在一些實施例中，用於密封紙質模腔之膠或其他黏附劑(或其他可撓性模腔材料如塑料)可為冷熔黏附劑、熱熔黏附劑、壓敏黏附劑、可固化黏附劑及其類似物。冷熔黏附劑可能為較佳的以便減少後續加熱製程期間(例如，燒結期間)膠之失效。

現在參見圖7B，系統700’可包括送紙裝置732’，該送紙裝置可操作地連接至材料路徑710’，由此將紙730’供給至材料路徑710’中。如圖所示，模腔720’為在縱縫處膠合之圓柱捲製紙，其可藉由成形模756a’(或有時稱作與香菸濾嘴成形設備相關，包括紙質管道折疊機之配件裝置之成形模)使紙730’隨膠752’捲動來即時成形，該膠藉由膠施加裝置754’(例如，噴膠器)來施加。在模腔720’成形期間，可沿著材料路徑710’自進料斗722’(例如，為氣動密相進料器之加壓進料斗)引入基質材料，該進料斗藉由接頭722b’可操作地連接至管道722a’，該接頭可為可撓性接頭。與模腔720’(如圖所示非常靠近管道722a’之末端)連通之加熱元件724’(例如，微波源、對流烘箱、加熱塊、及其類似物或其組合)可使基質材料在複數個點處機械地黏合(例如，形成燒結接觸點)，由此得到包裹的多孔物質長條。之後，可冷卻壓塑模756b’(示出為滾筒)以促進基質材料之冷卻，同時將包裹的多孔物質長條成型為所需的更均勻的周長及形狀(例如，橢圓形)。在包裹的多孔物質長條適當冷卻之後，切割器726’徑向切割包裹的多孔物質長條，由此得到包裹的多孔物質及/或包裹的多孔物質切片。

在一些實施例中，模腔可為非多孔的或具有不同程度之孔隙度以允許自基質材料去除流體。另外，成形模及/或材料路徑可操作地連接至通路以允許來自多孔紙之流體通道處於所需取向。在一些情況下，此等流體通道可連接至低於大氣壓之源。在一些實施例中，自混合物去除流體可改良系統運轉能力且使基質材料顆粒偏析減至最少。

在一些實施例中，進料器可包括設計成安裝到模腔中之細長部分。在一些實施例中，進料器之出口(例如，管道722a’之出口)之大小可設定成略小於(例如，小約5%)模腔之內徑。另外，進料器或其細長部分可包括允許出口移入到模腔中之可撓性部分。在氣動密相進料期間，此類移動因為允許出口移入到模腔中而可能有利。此類移動可能有利地允許出口自由地找到模腔中之中心，此舉可提供增強運轉能力且使基質混合物偏析減至最少之配合。在一些實施例中，進料器(例如，管道722a’之出口)可於成形模756a’之前、於成形模756a’之中或於成形模756a’之後且視情況於膠縫加熱器之後終止。

另外，在一些實施例中，該出口可設計成具有可變橫截面區域，該可變橫截面區域在氣動密相進料中可能有利以促進基質混合物填充密度，使顆粒偏析減至最少且於單個系統中允許變化的壓力及流速。

在一些實施例中，出口可經由篩網來排放，該篩網不允許基質材料流過但允許流體流過。此類排放可允許壓力於基質材料離開出口尤其在高流速及高壓下離開出口時以受控方式分散在較長的長度上且減少顯著顆粒遷移(其可能導致基質材料不均質性)。

現在參見圖8，系統800之模腔820可由模腔零件820a及820b形成，該等模腔零件分別可操作地連接至模腔傳送帶860a及860b。一旦形成模腔820，即可沿材料路徑810自進料斗822引入基質材料。在處於模腔820中時，加熱元件824與基質材料熱連通。加熱元件824可使基質材料在複數個點處機械地黏合(例如，形成燒結接觸點)，由此得到多孔物質。在模腔820適當地冷卻且分離為模腔零件820a及820b之後，多孔物質可自模腔零件820a及/或820b去除，且經由多孔物質傳送帶862沿材料路徑810繼續行進。應注意，圖8圖示不連續材料路徑之非限制性實例。

在一些實施例中，將多孔物質自模腔及/或模腔零件去除可涉及拔取機構、推擠機構、提升機構、重力、其任何混合，及其任何組合。去除機構可組態成與多孔物質於端部、沿一或多個側面及其任何組合嚙合。合適的拔取機構可包括(但不限於)吸盤、真空部件、鑷子、鉗子、鉗狀骨針、夾鉗、抓爪、爪形器具、夾具、及其類似物及其任何組合。合適的推擠機構可包括(但不限於)噴射器、衝壓機、桿、活塞、楔子、輻條、撞槌、加壓流體、及其類似物及其任何組合。適的提升機構可包括(但不限於)吸盤、真空部件、鑷子、鉗子、鉗狀骨針、夾鉗、抓爪、爪形器具、夾具及其類似物及其任何組合。在一些實施例中，模腔可組態成可操作地與各種去除機構協作。作為非限制性實例，混合拔取-推擠機構可包括用桿縱向推擠，由此將多孔物質部分地移出模腔之另一端，隨後可與鉗狀骨針嚙合以自模腔拔取出多孔物質。

現在參見圖9，系統900之模腔920由模腔零件920a及920b或920c及920d形成，該等模腔零件分別可操作地連接至模腔傳送帶960a、960b、960c及960d。模腔920成形後或在成形期間，經由送紙裝置932將紙片930引入到模腔920中。基質材料沿著材料路徑910襯裡的模腔920自進料斗922引入紙930中，且藉由加熱元件924之加熱(例如，加熱以形成複數個燒結接觸點)而機械地黏合到多孔物質中。在適當冷卻後，可藉由將噴射器964插入模腔零件920a、920b、920c及920d之噴射端口966a及966b中來達成多孔物質之去除。隨後多孔物質可經由多孔物質傳送帶962沿材料路徑910繼續行進。同樣地，圖9圖示不連續材料路徑之非限制性實例。

清潔模腔及/或模腔零件可有助於對多孔物質生產進行品質控制。再次參見圖8，清潔器具可併入系統800中。在模腔零件820a及820b自形成多孔物質中返回時，模腔零件820a及820b穿過一系列清潔器，包括液體噴射器870及空氣或氣體噴射器872。類似地在圖9中，在模腔零件960a、960b、960c及960d自形成多孔物質中返回時，模腔零件960a、960b、960c及960d穿過一系列清潔器，包括加熱元件924發出之熱量及空氣或氣體噴射器972。

其他合適的清潔器可包括(但不限於)擦洗器、刷子、浴槽、淋灑器、插入式流體噴射器(插入模腔中能夠徑向噴射流體之管道)、超音波設備及其任何組合。

在一些實施例中，多孔物質可包括空腔。作為非限制性實例，現在參見圖10，可操作地連接至模腔傳送帶1060a及1060b之模腔零件1020a及1020b可操作地連接以形成系統1000之模腔1020。進料斗1022可操作地附接至兩個定體積進料器1090a及1090b，以使得各定體積進料器1090a及1090b沿材料路徑1010向模腔1020中部分地填充基質材料。在自定體積進料器1090a及定體積進料器1090b添加基質材料之間，噴射器1088將膠囊(未圖示)置於模腔1020中，由此得到由基質材料環繞之膠囊。與模腔1020熱連通之加熱元件1024使基質材料在複數個點處機械地黏合(例如，形成燒結接觸點)，由此得到其中設置有膠囊之多孔物質。在多孔物質形成且適當冷卻後，沿模腔1020之縱向將旋轉式研磨機1092插入模腔1020中。旋轉式研磨機1092能夠可操作地在縱向上將多孔物質研磨成所需長度。在模腔1020分離成模腔零件1020a及1020b之後，將多孔物質自模腔零件1020a及/或1020b去除，且經由多孔物質傳送帶1062沿材料路徑1010繼續行進。

適用於多孔物質及類似物內之膠囊可包括(但不限於)聚合膠囊、多孔膠囊、陶瓷膠囊及其類似物。膠囊可填充有添加劑，例如，顆粒狀碳或調味劑(下文提供更多的實例)。在一些實施例中，膠囊亦可含有分子篩，該分子篩與菸中的所選組分反應，以去除或降低該等組分之濃度，而不對菸之所需風味成分造成不利影響。在一些實施例中，膠囊可包括菸草，作為另外的調味劑。應注意，在一些濾嘴實施例中，若膠囊未充分填充所選物質，則此可能導致主流菸之組分與膠囊中物質之間的相互作用不足。

受益於本揭示案之熟習此項技術者應瞭解，本文所述的其他方法可改變，以生產其中設置有膠囊之多孔物質。在一些實施例中，一個以上膠囊可位於多孔物質切片、多孔物質及/或多孔物質長條中。

在一些實施例中，多孔物質之形狀，例如，長度、寬度、直徑及/或高度可藉由除切割以外的操作來調整，包括(但不限於)砂磨、銑削、研磨、精磨、拋光、摩擦，及其類似操作及其任何組合。一般而言，此等操作在本文中將稱作研磨。一些實施例可涉及研磨多孔物質之側面及/或端部，以獲得平滑表面、粗糙表面、開槽表面、圖案化表面、平整表面及其任何組合。一些實施例可涉及研磨多孔物質之側面及/或端部，以獲得規格限制內之所需尺寸。一些實施例可涉及在處於或離開模腔中時、切割之後、進一步加工期間及其任何組合期間研磨多孔物質之側面及/或端部。熟習此項技術者應瞭解，研磨可能產生粉末、顆粒及/或碎片。因此，研磨可涉及藉由真空處理、吹入氣體、漂洗、搖動及類似方法及其任何組合等方法來去除粉末、顆粒及/或碎片。

能夠達成所需研磨程度之任何部件及/或器具均可與本文所揭示系統及方法結合使用。能夠達成所需研磨程度之合適部件及/或器具之實例可包括(但不限於)車床、砂輪機、刷子、拋光器、緩衝器、蝕刻器、劃線器、及其類似物及其任何組合。

在一些實施例中，若需要，則多孔物質可機械加工成較輕重量，例如，藉由鑽出多孔物質之一部分來實現。

受益於本揭示案之熟習此項技術者應瞭解使多孔物質在不同點處與本文所述系統嚙合所必需之部件及/或器具組態。作為非限制性實例，在多孔物質處於模腔中時(或多孔物質長條離開模腔時)使用的研磨器具及/或鑽孔器具應進行組態以至不會對模腔造成有害影響。

現在參見圖11，進料斗1122可操作地附接至斜槽1182，且將基質材料供給至材料路徑1110。沿著材料路徑1110，模腔1120經組態接納撞槌1180，該撞槌1180能夠將基質材料擠壓到模腔1120中。在處於模腔1120中時與基質材料熱連通之加熱元件1124使基質材料在複數個點處機械地黏合(例如，形成燒結接觸點)，由此得到多孔物質長條。系統1100中包括撞槌1180可有利地有助於確保適當地填充基質材料，由此形成具有所需空隙體積之多孔物質長條另外，系統1100包括冷卻區1194，同時多孔物質長條仍然包含在模腔1120內。在本非限制性實例中，冷卻以被動方式達成。

現在參見圖12，系統1200之進料斗1222可操作地沿材料路徑1210將基質材料供給至擠出機1284(例如，螺桿)。擠出機1284將基質材料移動至模腔1220。系統1200亦包括在處於模腔1220中時與基質材料熱連通之加熱元件1224，該加熱元件使基質材料在複數個點處機械地黏合(例如，形成燒結接觸點)，由此得到多孔物質長條。另外，系統1200包括在處於模腔1220中時與多孔物質長條熱連通之冷卻元件1286。多孔物質長條經滾筒1240之輔助及/或導向而移出模腔1220。

在一些實施例中，控制系統可與本文所揭示之系統及/或設備之部件相連接。如本文所使用的術語「控制系統」係指可操作來接收及發送電子訊號或氣動訊號，且可包括與使用者交互、提供資料讀數、收集資料、存儲資料、改變變數選點、保留選點、提供故障通知及其任何組合之功能之系統。合適的控制系統可包括(但不限於)可調變壓器、歐姆計、可規劃邏輯控制器、數位邏輯電路、繼電器、電腦、虛擬現實系統、分散控制系統及其任何組合。可操作地連接至控制系統之合適系統及/或設備部件可包括(但不限於)進料斗、加熱元件、冷卻元件、切割器、混合器、送紙裝置、脫模進料器、脫模傳送帶、清潔元件、滾筒、模腔傳送帶、傳送帶、噴射器、液體噴射器、空氣噴射器、撞槌、斜槽、擠出機、注射器、基質材料進料器、膠進料器、研磨器、及其類似物及其任何組合。應注意，本文所揭示之系統及/或設備可具有可與任意數目部件相連接之一個以上控制系統。

受益於本揭示案之熟習此項技術者應瞭解，本文所揭示之系統及/ 或設備之不同部件之可互換性。作為非限制性實例，在基質材料包含能夠將電磁輻射轉換成熱之組分(例如，奈米顆粒、碳顆粒及其類似物)時，加熱元件可與電磁輻射源(例如，微波源、對流烘箱、加熱塊、及其類似物或其混合)互換使用。另外，作為非限制性實例，包裝紙可與脫模包裝材料互換使用。

在一些實施例中，多孔物質可於約800m/min或以下之線性速度生產，包括藉由涉及約1m/min以下之極慢線性速度之方法進行生產。如本文所使用的術語「線性速度」係指沿單個生產線之速度，與可涵蓋若干平行生產線之生產速度相對，該速度可沿個別設備、在單個設備內，或其組合。在一些實施例中，多孔物質可藉由本文所述方法以自約1m/min、10m/min、50m/min或100m/min之下限至約800m/min、600m/min、500m/min、300m/min或100m/min之上限之範圍內之線性速度生產，且其中該線性速度可在自任意下限至任意上限之範圍內，且涵蓋上下限之間的任何子集。熟習此項技術者將認識到，機械方面之生產力進展可實現800m/min以上(例如，1000m/min或以上)之線性速度。普通熟悉此項技術者亦應瞭解，單個設備可包括多個平行生產線(例如，兩個或兩個以上圖7所示之生產線，或本文圖示的其他生產線)，由此將多孔物質及類似物之總體生產速率提高至例如幾千m/min或以上。

一些實施例可涉及進一步加工多孔物質。合適的進一步加工可包括(但不限於)摻入調味劑或其他添加劑、研磨、鑽出、進一步成型、形成多段式濾嘴、形成吸菸裝置、包裝、裝運及其任何組合。

一些實施例可涉及向基質材料、多孔物質中摻入添加劑。添加劑之非限制性實例提供如下。合適的摻入方法可包括(但不限於)在基質材料中加入添加劑；在機械黏合之前將添加劑施加至基質材料之至少一部分；在處於模腔中的情況下在機械黏合之後施加添加劑；在離開模腔之後施加添加劑；在切割之後施加添加劑及其任何組合。應注意，施加包括(但不限於)浸潰、浸入、浸沒、浸濕、漂洗、洗滌、塗漆、塗佈、淋浴、噴水、噴射、灌注、噴粉、噴灑、附加及其任何組合。另外，應注意，施加包括(但不限於)表面處理、添加劑至少部分地併入基質材料之組分中之注入處理及其任何組合。受益於本揭示案之熟習此項技術者應瞭解，添加劑之濃度將至少取決於添加劑之組成、添加劑之規模、添加劑之用途，及在過程中加入添加劑之時刻。

在一些實施例中，摻入添加劑可在機械地黏合基質材料之前、之間及/或之後進行。受益於本揭示案之熟習此項技術者應瞭解，因機械黏合製程及相關參數(例如，高溫及/或壓力)而降解、變化或受其他影響之添加劑應在機械黏合之後添加及/或參數應做出相應的調整(例如，使用惰性氣體或降低溫度)。作為非限制性實例，玻璃珠可為基質材料中之添加劑。隨後，在機械黏合之後，玻璃珠可用其他添加劑如調味劑及/或活性化合物進行官能化。

一些實施例可涉及在生產之後研磨多孔物質。研磨包括上文所描述的方法及設備/部件。

II. 形成包含多孔物質之濾嘴及吸菸裝置之方法

一些實施例可涉及將多孔物質可操作地連接至濾嘴及/或濾嘴段。合適的濾嘴及/或濾嘴段可包含以下中之至少一種：纖維素、纖維素衍生物、纖維素酯絲束、乙酸纖維素絲束、約10丹尼爾/單絲以下的乙酸纖維絲束、約10丹尼爾/單絲或以上的乙酸纖維絲束、無矽取向乙酸鹽、紙、瓦楞紙、聚丙烯、聚乙烯、聚烯烴絲束、聚丙烯絲束、聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯、粗粉、碳顆粒、碳纖維、纖維、玻璃珠、沸石、分子篩、第二多孔物質及其任何組合。

在一些實施例中，多孔物質及其他濾嘴段可獨立地具有以下特徵：如同心濾嘴設計、紙包裝材料、空腔、隙腔、帶擋板隙腔、膠囊、通道、及其類似物及其任何組合。

在一些實施例中，多孔物質及其他濾嘴段可具有大體上相同的橫截面形狀及/或周長。

在一些實施例中，濾嘴段可包括在兩個濾嘴段之間界定空腔之空間。在一些實施例中，空腔可填充有添加劑，例如，顆粒狀碳。在一些實施例中，空腔可包含膠囊，例如，聚合膠囊，該膠囊本身含有催化劑。在一些實施例中，空腔亦可含有分子篩，該分子篩與菸中的所選組分反應，以去除或降低該等組分之濃度，而不對菸之所要風味成分造成不利影響。在一實施例中，空腔可包括菸草，作為另外的調味劑。應注意，在一些實施例中，若空腔中未充分填充所選物質，則此舉可能導致主流菸之組分與空腔中及其他濾嘴段中之物質之間的相互作用不足。

在一些實施例中，濾嘴段可組合或接合以便形成濾嘴或濾桿。如本文所使用的術語「濾桿」係指適於切割成兩個或兩個以上濾嘴之濾嘴長條。作為非限制性實例，在一些實施例中，包含本文所述多孔物質之濾桿可具有自約80mm至約150mm之範圍之長度且可於吸菸裝置翻轉操作(將菸支(tobacco column)添加至濾嘴)期間切割成在長度上具有約5mm至約35mm之長度之濾嘴。

翻轉操作可涉及將本文所述濾嘴或濾桿與菸支結合或接合。在一些實施例中，在翻轉操作期間，包含本文所述多孔物質之濾桿可首先切割成濾嘴或在翻轉過程中切割成濾嘴。另外，在一些實施例中，翻轉方法可進一步涉及將包含紙及/或炭之另外的切片結合或接合至濾嘴、濾桿或菸支。

在濾嘴、濾桿及/或吸菸裝置之生產中，一些實施例可涉及將紙包裹在該濾嘴之各種部件周圍以便使該等部件處於所需的組態及/或接觸。例如，生產濾嘴及/或濾桿可涉及將紙包裹在一系列鄰接濾嘴切片周圍。在一些實施例中，包裹有紙質包裝材料之多孔物質可使另外的包裝材料設置在其周圍以維持多孔物質與另一濾嘴切片之間的接觸。用於生產濾嘴、濾桿及/或吸菸裝置之合適的紙可包括本文關於包裹多孔物質而描述的任何紙。在一些實施例中，該等紙可包含添加劑、施膠劑及/或印刷劑。

在濾嘴、濾桿及/或吸菸裝置之生產中，一些實施例可涉及附接該濾嘴之鄰近部件(例如，將多孔物質附接至鄰近濾嘴切片、菸支、及其類似物或其任何組合)。較佳的黏附劑可包括在環境條件下及/或在燃燒條件下不賦予風味或香味之該等黏附劑。在一些實施例中，包裹及附接可用於濾嘴、濾桿及/或吸菸裝置之生產中。

本文所述一些實施例可涉及提供多孔物質桿，該多孔物質桿包含於複數個接觸點處黏合在一起之複數個有機顆粒及黏合劑顆粒；提供具有的組成與多孔物質桿不同之濾桿；將多孔物質桿及濾桿分別切割成多孔物質切片及濾嘴切片；形成包含複數個切片之所需鄰接組態，該等複數個切片包含至少一些多孔物質切片及至少一些濾嘴切片；用紙質包裝材料及/或黏附劑固定所需鄰接組態以便得到分段式濾桿長條；將分段式濾桿長條切割成分段式濾桿；且其中進行該方法以便以約800m/min或以下之速率產生分段式濾桿。一些實施例可進一步涉及用該分段式濾桿之至少一部分形成吸菸裝置。

如本文所使用的術語「鄰接組態」係指其中兩個濾嘴切片(或其類似物)軸向對齊以便使第一切片之一端與第二切片之一端接觸之組態。熟習此項技術者可瞭解此種鄰接組態可為連續的(亦即，並非無限，而是非常長)，具有大量切片或長度較短具有至少兩個至多個切片。

應注意，在本文所述的一些方法實施例中，術語「分段」為清楚起見而用於修飾各種製品且應視為涵蓋於本文參考包含多孔物質之製品(例如，濾嘴及濾桿)而描述之各種實施例。

本文所述一些實施例可涉及提供複數個多孔物質切片，該複數個多孔物質切片包含於複數個接觸點處黏合在一起之複數個有機顆粒及黏合劑顆粒；提供具有的組成與多孔物質切片不同之複數個濾嘴切片；形成包含複數個切片之所需鄰接組態，該複數個切片包含至少一個多孔物質切片及至少一個濾嘴切片；用紙質包裝材料及/或黏附劑固定所需鄰接組態以便產生分段式濾嘴或分段式濾桿長條；且其中進行該方法以便以約800m/min或以下之速率產生分段式濾嘴或分段式濾桿。一些實施例可進一步涉及用分段式濾嘴或該分段式濾桿之至少一部分形成吸菸裝置。

現在參見圖13，該圖為此實例中產生分段式濾嘴之過程之圖，乙酸纖維素濾桿1310切割成8個切片(各約15mm)且多孔物質濾桿1312切割成10個切片(各約12mm)以分別得到分段1314及1316。分段1314、1316之後於替代組態中端對端對齊，推擠在一起，且用紙包裹且於縫線處膠合以得到分段式濾嘴長條1318。在一些情況下，分段式濾嘴長條1318隨後可於約每第四個之中間處切割乙酸纖維素分段1314以便得到每端上設置有乙酸纖維素分段1314之部分之分段式濾桿1320。受益於本揭示案之熟習此項技術者將瞭解，可使用乙酸纖維素分段及多孔物質分段之其他大小及組態來得到分段式濾嘴長條且之後可於任意點處進行切割以得到所需的分段式濾桿，例如，分段式濾桿1320’，該分段式濾桿包括其中多孔物質分段位於端部之五個分段。熟習此項技術者應認識到，該等實例為分段式濾桿之多種潛在組態中的兩個。

在一些實施例中，上述方法可調整以適合三個或三個以上濾嘴切片。例如，濾桿長條之所需組態可為第一多孔物質切片、第一濾嘴切片、及串聯的第二濾嘴切片、第一多孔物質切片、第一第二濾嘴切片、第一第一濾嘴切片、第二第二濾嘴切片、第二多孔物質切片、第三第二濾嘴切片、第二第一濾嘴切片及串聯的第四第二濾嘴切片。此種組態可為用於產生包含三個切片之濾嘴之至少一實施例，如圖14中所示，該圖圖示濾桿長條切割成濾桿，之後再切割兩次，以便得到包含三個切片之濾嘴切片。

在一些實施例中，可加入膠囊以便嵌套在兩個鄰接切片之間。如本文所使用的術語「嵌套的」或「嵌套」係指處於內部且不直接暴露於所生產製品之外部。因此，嵌套在兩個鄰接切片之間允許相鄰切片接觸，亦即，鄰接。在一些實施例中，膠囊可稱為一部分。

在一些實施例中，本文所述濾嘴可使用已知器具來生產，例如，在自動化器具中以約25m/min以上生產且針對手工生產器具而言更低。在一些實施例中，雖然生產速率可能僅受器具能力限制，但本文所述濾嘴切片可組合以約25m/min、50m/min或100m/min之下限至約800m/min、600m/min、400m/min、300m/min或250m/min之上限之範圍內之速率形成濾桿，且其中該組合速率可在任意下限至任意上限之範圍內，且涵蓋上下限之間的任何子集。

在一些實施例中，用於生產本文所述濾嘴及/或濾桿之多孔物質可用紙包裹。在一些實施例中，紙可減少因多孔物質之機械操縱所致之損傷及微粒產生。適於在操縱期間與保護多孔物質結合使用之紙可包括(但不限於)基於木材的紙、含有亞麻的紙、亞麻紙、棉紙、官能化紙(例如，該等紙經官能化來減少焦油及/或一氧化碳)、特殊標記紙、彩色紙及其任何組合。在一些實施例中，該等紙可具有高孔隙率、起皺及/或具有高表面強度。在一些實施例中，紙可具有大體上小於例如約10 CORESTA單位之非孔隙率。

在一些實施例中，包含本文所述多孔物質之濾嘴及/或濾桿可直接運送至製造生產線，藉此其將與菸支組合以形成吸菸裝置。此種方法之一實例包括用於生產吸菸裝置之方法，其包含：提供包含至少一個濾嘴切片之濾桿，該濾嘴切片包含本文所述包含有機顆粒及黏合劑顆粒之多孔物質；提供菸支；垂直於其縱軸穿過桿之中心切割濾桿以形成至少兩個具有至少一個濾嘴切片之濾嘴，各濾嘴切片均包含多孔物質，該多孔物質包含有機顆粒及黏合劑顆粒；且沿著濾嘴之縱軸及菸支之縱軸將至少一個濾嘴與菸支接合以形成至少一個吸菸裝置。

在其他實施例中，包含多孔物質之裝置濾嘴及/或濾桿可置於適合的容器中存儲以備進一步使用。適合的存儲容器包括常常用於吸菸裝置濾嘴技術中者，包括(但不限於)板條箱、盒子、圓桶、袋子、紙箱及其類似物。

一些實施例可涉及將可點燃抽吸物質可操作地連接至多孔物質(或包含至少一個上述部件之分段式濾嘴)。在一些實施例中，多孔物質(或包含至少一個上述部件之分段式濾嘴)可與可點燃抽吸物質流體連通。在一些實施例中，吸菸裝置可包含與可點燃抽吸物質流體連通之多孔物質(或包含至少一個上述部件之分段式濾嘴)。在一些實施例中，吸菸裝置可包括能夠可操作地維持與可點燃抽吸物質流體連通之多孔物質(或包含至少一個上述部件之分段式濾嘴)之外殼。在一些實施例中，濾桿、濾嘴、濾嘴切片、分段式濾嘴及/或分段式濾桿可自外殼中去除、更換及/或丟棄。

如本文所使用的術語「可點燃抽吸物質」係指能夠在燃燒或受熱時產生煙之材料。合適的可點燃抽吸物質可包括(但不限於)菸草，例如，亮葉菸草、東方菸草、土耳其菸草、板煙菸草、corojo菸草、criollo菸草、Perique菸草、遮陰種植菸草、白肋菸草、煙熏菸草、Burley菸草、馬里蘭菸草、弗吉尼亞菸草；茶葉；香草；碳化或熱解組分；無機填料組分；及其任何組合。菸草可具有以下形式：菸絲形式之菸葉、經加工的菸莖、再造菸草填料、體積擴大的菸草填料，或其類似物。菸草及其他種植的可點燃抽吸物質可產於美國，或可產於美國以外的其他管轄區。

在一些實施例中，可點燃抽吸物質可呈柱形，例如，菸支(tobacco column)。如本文所使用的術語「菸支」係指菸草與視情況其他成分及調味劑之摻合物，該等物質可組合以產生基於菸草之可點燃抽吸製品，例如香菸或雪茄。在一些實施例中，菸支可包含選自由以下組成的組之成分：菸草、糖(諸如蔗糖、紅糖、轉化糖或高果糖穀物糖漿)、丙二醇、甘油、可可粉、可可產品、角豆膠、角豆萃取物及其任何組合。在另一實施例中，菸支可進一步包含調味劑、香料、薄荷醇、甘草萃取物、磷酸氫二銨、氫氧化銨及其任何組合。在一些實施例中，菸支可包含添加劑。在一些實施例中，菸支可包含至少一個可彎曲元件。

合適的外殼可包括(但不限於)香菸、香菸菸嘴、雪茄、雪茄菸嘴、菸斗、水菸斗、水菸袋、電子菸裝置、手工捲製香菸、手工捲製雪茄、紙及其任何組合。

包裝多孔物質可包括(但不限於)置於托盤或盒子或防護容器中，例如，通常用於包裝且運送香菸濾桿之托盤。

在一些實施例中，一包濾嘴及/或具有濾嘴之吸菸裝置可包含多孔物質。包裝可為鉸鏈-蓋包裝、滑塊與外殼包裝、硬杯包裝、軟杯包裝、塑料袋，或任何其他合適的包裝容器。在一些實施例中，該包裝可具有外包裝材料，例如，聚丙烯包裝，及視情況為撕片。在一些實施例中，濾嘴及/或吸菸裝置可在包裝內成束密封。一束可含有若干濾嘴及/或吸菸裝置，例如，20根或以上。然而，在一些實施例中，一束可包括單個濾嘴及/或吸菸裝置，如用於個人銷售等的獨特濾嘴及/或吸菸裝置實施例，或包含特定香料如香草、丁香或肉桂之濾嘴及/或吸菸裝置。

在一些實施例中，一箱吸菸裝置包可包括至少一個吸菸裝置包，該吸菸裝置包包括至少一個吸菸裝置，該吸菸裝置具有包含多孔物質之濾嘴(多段式或呈其他形式)。在一些實施例中，該箱(例如，容器) 具有容納吸菸裝置包之重量之實體整體性。此可藉由用較厚卡片紙來形成紙箱或用較強黏附劑來黏合箱之元件來實現。

一些實施例可涉及運送多孔物質。該多孔物質可為個別產品、濾嘴之至少一部分、吸菸裝置之至少一部分，呈包、箱、托盤及其任何組合形式。可藉由列車、卡車、飛機、小船/船舶及其任何組合來進行運送。

III. 多孔物質

基質材料中活性顆粒與黏合劑顆粒之重量比可為任意值。在一些實施例中，基質材料可包含活性顆粒，該活性顆粒的量之範圍為自基質材料之約1wt%、5wt%、10wt%、25wt%、40wt%、50wt%、60wt%或75wt%之下限至基質材料之約99wt%、95wt%、90wt%或75wt%之上限，且其中活性顆粒之量可在自任意下限至任意上限之範圍內，且涵蓋上下限之間的任何子集。在一些實施例中，基質材料可包含黏合劑顆粒，該黏合劑顆粒的量之範圍為自基質材料之約1wt%、5wt%、10wt%或25wt%之下限至基質材料之約99wt%、95wt%、90wt%、75wt%、60wt%、50wt%、40wt%或25wt%之上限，且其中黏合劑顆粒之量可在自任意下限至任意上限之範圍內，且涵蓋上下限之間的任何子集。

活性顆粒可為適於增強在其上流動之煙氣之任何材料。適於增強在其上流動之煙氣係指可去除、減少煙流中之組分或向煙流中添加組分之任何材料。去除或減少(或添加)可為選擇性的。例如，在來自香菸之煙流中，如下文清單中所展示的彼等化合物可選擇性地去除或減少。本表可得自美國FDA，作為菸草製品有害/潛在有害成分的建議初步表擬稿(Draft Proposed Initial List of Harmful/Potentially Harmful Constituents in Tobacco Products)，包括菸草煙霧；以下清單中的任何縮寫為本領域中熟知的化學製品。在一些實施例中，活性顆粒可減少或去除選自以下煙霧組分清單之至少一組分，包括其任何組合。煙流組分可包括(但不限於)乙醛、乙醯胺、丙酮、丙烯醛、丙烯醯胺、丙烯腈、黃麴黴毒素B-1、4-胺基聯苯、1-胺基萘、2-胺基萘、氨水、銨鹽、新菸鹼、安那他品、0-茴香胺、砷、A-α-C、苯并[a]蒽、苯并[b]螢蒽、苯并[j]苊、苯并[k]螢蒽、苯、苯并(b)呋喃、苯并[a]芘、苯并[c]菲、鈹、1,3-丁二烯、丁醛、鎘、咖啡酸、一氧化碳、兒茶酚、氯代二噁英/呋喃、鉻、屈、鈷、香豆素、甲酚、巴豆醛、環戊二烯并[c,d]芘、二苯并(a,h)吖啶、二苯并(a,j)吖啶、二苯并[a,h]蒽、二苯并(c,g)咔唑、二苯并[a,e]芘、二苯并[a,h]芘、二苯并[a,i]芘、二苯并[a,1]芘、2,6-二甲苯胺、胺基甲酸乙酯(尿烷)、乙基苯、環氧乙烷、丁子香酚、甲醛、呋喃、glu-P-1、glu-P-2、聯胺、氰化氫、對苯二酚、茚并[1,2,3-cd]芘、IQ、異戊二烯、鉛、MeA-α-C、汞、甲基乙基酮、5-甲基屈、4-(甲基亞硝胺基)-1-(3-吡啶基)-1-丁酮(NNK)、4-(甲基亞硝胺基)-1-(3-吡啶基)-1-丁醇(NNAL)、萘、鎳、菸鹼、硝酸鹽、一氧化氮、氮氧化物、亞硝酸鹽、硝基苯、硝基甲烷、2-硝基丙烷、N-亞硝基假木賊鹼(NAB)、N-亞硝基二乙醇胺(NDELA)、N-亞硝基二乙胺、N-亞硝基二甲胺(NDMA)、N-亞硝基乙基甲基胺、N-亞硝基嗎啉(NMOR)、N-亞硝基去甲菸鹼(NNN)、N-亞硝基哌啶(NPIP)、N-亞硝基吡咯烷(NPYR)、N-亞硝基肌胺酸(NSAR)、苯酚、PhlP、釙-210(放射性同位素)、丙醛、環氧丙烷、吡啶、喹啉、間苯二酚、硒、苯乙烯、焦油、2-甲苯胺、甲苯、Trp-P-1、Trp-P-2、鈾-235(放射性同位素)、鈾-238(放射性同位素)、乙酸乙烯酯、氯乙烯及其任何組合。

活性顆粒之一實例為活性碳(或活性炭或活性煤)。活性碳可為低活性(約50%至約75% CCl₄吸附)或高活性(約75%至約95% CCl₄吸附)或兩者之組合。活性碳可包括源自(例如，熱分解於)椰子殼、煤、合成樹脂及其類似物者。可商購碳之實例可包括(但不限於)由Calgon、Jacobi、Norit及其他類似供應商提供之產品等級。作為非限制性實例， Norit的顆粒狀活性碳產品之一為NORIT® GCN 3070。在另一實例中，Jacobi提供不同等級的活性碳，該等活性碳包括具有各種粒徑大小的CZ、CS、CR、CT、CX及GA-Plus。

在一些實施例中，活性碳可為奈米級碳顆粒，諸如具有任意數目管壁之碳奈米管、碳奈米角、竹節狀碳奈米結構、富勒烯及富勒烯聚集體、及包括若干石墨烯及氧化石墨烯層之石墨烯。活性顆粒之其他實例可包括(但不限於)離子交換樹脂、乾燥劑、矽酸鹽、分子篩、矽膠、活性氧化鋁、沸石、珍珠岩、海泡石、漂白土、矽酸鎂、金屬氧化物(例如，氧化鐵及氧化鐵奈米顆粒如約12nm Fe₃O₄、氧化錳、氧化銅及氧化鋁)、金、鉑、五氧化二碘、五氧化磷、奈米顆粒(例如，金屬奈米顆粒如金及銀，金屬氧化物奈米顆粒如氧化鋁，磁性、順磁性及超順磁性奈米顆粒如氧化釓，各種氧化鐵結晶結構如赤鐵礦及磁鐵礦，釓奈米管及內嵌富勒稀如Gd@C₆₀，及核殼型及洋蔥狀奈米顆粒如金奈米殼層及銀奈米殼層，洋蔥狀氧化鐵，及具有任意該等材料之外殼之其他奈米顆粒或微粒)及上述之任何組合(包括活性碳)。離子交換樹脂包括，例如，具有骨架之聚合物，如苯乙烯-二乙烯基苯(DVB)共聚物、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、苯酚-甲醛縮合物，及表氯醇-胺縮合物；及附接至聚合物骨架之複數個帶電官能基。在一些實施例中，活性顆粒為各種活性顆粒之組合。在一些實施例中，多孔物質可包含多種活性顆粒。在一些實施例中，活性顆粒可包含選自本文所述活性顆粒組之至少一種要素。應注意，「要素」用作描述清單中的項目之通用術語。在一些實施例中，活性顆粒與至少一種調味劑組合。

合適的活性顆粒具有的至少一個尺寸可小於約一奈米(如石墨烯)，大至具有約5000微米直徑之顆粒。活性顆粒之至少一個尺寸之大小下限範圍可為約：0.1奈米、0.5奈米、1奈米、10奈米、100奈米、500奈米、1微米、5微米、10微米、50微米、100微米、150微米、200微米或250微米。活性顆粒之至少一個尺寸之大小上限範圍可為約：5000微米、2000微米、1000微米、900微米、700微米、500微米、400微米、300微米、250微米、200微米、150微米、100微米、50微米、10微米或500奈米。上述下限及上限之任何組合可適用於本文所述實施例中，其中所選大小上限大於所選大小下限。在一些實施例中，活性顆粒可為粒徑在自上述下限至上限之範圍內之混合物。在一些實施例中，活性顆粒之大小可為多態性的。

黏合劑顆粒可為任何合適的熱塑性黏合劑顆粒。在一實施例中，黏合劑顆粒在其熔融溫度下幾乎不呈現流動性。此意謂材料在受熱至其熔融溫度下時呈現出極小至零聚合物流動。滿足此類標準之材料包括(但不限於)超高分子量聚乙烯、極高分子量聚乙烯、高分子量聚乙烯及其組合。在一實施例中，黏合劑顆粒在190℃及15kg下的熔體流動指數(MFI,ASTM D1238)小於或等於約3.5g/10min(或在190℃及15kg下約0至3.5g/10min)。在另一實施例中，黏合劑顆粒在190℃及15kg下的熔體流動指數(MFI)小於或等於約2.0g/10min(或在190℃及15kg下約0至2.0g/10min)。此類材料之一實例為超高分子量聚乙烯，UHMWPE(其無聚合物流動，在190℃及15kg下的MFI為約0，或在190℃及15kg下的MFI為約0至1.0)；另一種材料可為極高分子量聚乙烯，VHMWPE(其可具有的MFI例如在190℃及15kg下在約1.0至2.0g/10min之範圍內)；或高分子量聚乙烯，HMWPE(其可具有的MFI例如在190℃及15kg下為約2.0至3.5g/10min)。在一些實施例中，較佳使用分子量不同及/或熔體流動指數不同的黏合劑顆粒之混合物。

就分子量而言，如本文所使用的「超高分子量聚乙烯」係指具有至少約3 x 10⁶g/mol的重均分子量之聚乙烯組合物。在一些實施例中，超高分子量聚乙烯組合物之分子量在約3 x 10⁶g/mol與約30 x 10⁶g/mol之間，或在約3 x 10⁶g/mol與約20 x 10⁶g/mol之間，或在約3 x 10⁶ g/mol與約10 x 10⁶g/mol之間，或在約3 x 10⁶g/mol與約6 x 10⁶g/mol之間。「極高分子量聚乙烯」係指具有小於約3 x 10⁶g/mol且大於約1 x 10⁶g/mol的重均分子量之聚乙烯組合物。在一些實施例中，極高分子量聚乙烯組合物之分子量在約2 x 10⁶g/mol與小於約3 x 10⁶g/mol之間。「高分子量聚乙烯」係指具有至少約3 x 10⁵g/mol至1 x 10⁶g/mol的重均分子量之聚乙烯組合物。出於本說明書目的而言，本文所參考之分子量依據Margolies方程確定(「Margolies分子量」)。

合適的聚乙烯材料可自若干來源商購，包括由位於美國德克薩斯州達拉斯的Celanese Corporation旗下之Ticona Polymers LLC，及DSM(荷蘭)、Braskem(巴西)、北京二廠(BAAF)、上海化工(Shanghai Chemical)及齊魯(中華人民共和國)、三井及旭化成(日本)提供的GUR^® UHMWPE。具體而言，GUR^®聚合物可包括：GUR^® 2000系列(2105、2122、2122-5、2126)，GUR^® 4000系列(4120、4130、4150、4170、4012、4122-5、4022-6、4050-3/4150-3),GUR^® 8000系列(8110、8020),GUR^® X系列(X143、X184、X168、X172、X192)。

合適的聚乙烯材料之一實例為如美國專利申請案公開案第2008/0090081號中所述具有在約5dl/g至約30dl/g範圍內之固有黏度及約80%或以上的結晶度之聚乙烯材料。合適的聚乙烯材料之另一實例為如2011年5月3日申請的國際申請案第PCT/US2011/034947號中所述具有由ASTM-D 4020確定的在約300,000g/mol至約2,000,000g/mol範圍內之分子量，在約300μm與約1500μm之間的平均粒徑D₅₀，及在約0.25g/ml與約0.5g/ml之間的體積密度之聚乙烯材料。

黏合劑顆粒可呈現任何形狀。此類形狀包括球形、土衛七狀、星狀、隕石球粒狀(chrondular)或星際塵埃狀、顆粒狀、土豆狀、不規則狀，或其任何組合。在較佳實施例中，本文所述合適的黏合劑顆粒為非纖維狀的。在一些實施例中，黏合劑顆粒採用粉末、小球或微粒之形式。在一些實施例中，黏合劑顆粒為多種黏合劑顆粒之組合。

在一些實施例中，黏合劑顆粒的至少一個尺寸之大小下限範圍可為約：0.1奈米、0.5奈米、1奈米、10奈米、100奈米、500奈米、1微米、5微米、10微米、50微米、100微米、150微米、200微米及250微米。黏合劑顆粒之至少一個尺寸之大小上限範圍可為約：5000微米、2000微米、1000微米、900微米、700微米、500微米、400微米、300微米、250微米、200微米、150微米、100微米、50微米、10微米及500奈米。上述下限及上限之任何組合可適用於本文所述實施例中，其中所選大小上限大於所選大小下限。在一些實施例中，黏合劑顆粒可為粒徑在自上述下限至上限之範圍內之混合物。在一些實施例中，較小直徑的顆粒可有利地較快加熱以將黏合劑顆粒黏合在一起，此舉在生產本文所述多孔物質之高產量製程中尤為有用。

儘管黏合劑顆粒大小與活性顆粒大小之比可包括本文所述各大小範圍所指示的任何迭代，但特定大小比可能對特定應用及/或產品有利。作為非限制性實例，在吸菸裝置濾嘴中，活性顆粒與黏合劑顆粒之大小應使得EPD能夠將流體吸取穿過多孔物質。在一些實施例中，黏合劑顆粒大小與活性顆粒大小之比可在自約10：1至約1：10之範圍內，或更佳地在自約1：1.5至約1：4之範圍內。

此外，黏合劑顆粒可具有在約0.10g/cm³至約0.55g/cm³之範圍內之體積密度。在另一實施例中，體積密度可在約0.17g/cm³至約0.50g/cm³之範圍內。在又另一實施例中，體積密度可在約0.20g/cm³至約0.47g/cm³之範圍內。

除前述黏合劑顆粒以外，其他常規熱塑性塑料可用作黏合劑顆粒。此類熱塑性塑料包括(但不限於)聚烯烴、聚酯、聚醯胺(或尼龍)、聚丙烯酸化物、聚苯乙烯、聚乙烯化合物、聚四氟乙烯(PTFE)、聚醚醚酮(PEEK)、其任何共聚物、其任何衍生物及其任何組合。非纖維狀增塑纖維素衍生物亦可適用作本文所述的黏合劑顆粒。合適的聚烯烴之實例包括(但不限於)聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚甲基戊烯、其任何共聚物、其任何衍生物、其任何組合，及其類似物。合適的聚乙烯之實例進一步包括低密度聚乙烯、線性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、其任何共聚物、其任何衍生物、其任何組合，及其類似物。合適的聚酯之實例包括聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯、聚環己烯二亞甲基對苯二甲酸酯、聚對苯二甲酸三亞甲基酯、其任何共聚物、其任何衍生物、其任何組合，及其類似物。合適的聚丙烯酸化物之實例包括(但不限於)聚甲基丙烯酸甲酯、其任何共聚物、其任何衍生物、其任何組合，及其類似物。合適的聚苯乙烯之實例包括(但不限於)聚苯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、苯乙烯-丙烯腈、苯乙烯-丁二烯、苯乙烯-馬來酸酐、其任何共聚物、其任何衍生物、其任何組合，及其類似物。合適的聚乙烯聚合物之實例包括(但不限於)乙烯-乙酸乙烯酯、乙烯-乙烯醇、聚氯乙烯、其任何共聚物、其任何衍生物、其任何組合，及其類似物。合適的纖維素製品之實例包括(但不限於)乙酸纖維素、乙酸丁酸纖維素、增塑纖維素、丙酸纖維素、乙基纖維素、其任何共聚物、其任何衍生物、其任何組合，及其類似物。在一些實施例中，黏合劑顆粒可為上述所列黏合劑之任何共聚物、任何衍生物及任何組合。

在一些實施例中，本文所述黏合劑顆粒可具有親水性表面處理。親水性表面處理(例如，含氧官能基如羧基、羥基及環氧基)可藉由暴露於化學氧化劑、火焰、離子、電漿、電暈放電、紫外輻射、臭氧及其組合(例如，臭氧及紫外線處理)中至少一種來達成。由於本文所述的許多活性顆粒親水，所以無論作為其組合物之功能亦或吸附水，對黏合劑顆粒之親水性表面處理都可增大黏合劑顆粒與活性顆粒之間的吸引(例如，范德華力、靜電、氫鍵合、及其類似作用)。此類增強的吸引可減輕活性顆粒與黏合劑顆粒在基質材料中的偏析，由此使所得多孔物質之EPD、整體性、周長、橫截面形狀及其他特性的變化最小。另外，已觀察到增強的吸引提供更均質的基質材料，此可提高濾嘴設計之靈活性(例如，降低總EPD、降低黏合劑顆粒之濃度或兩者)。

在一些實施例中，基質材料及/或多孔物質可包含活性顆粒、黏合劑顆粒及添加劑。在一些實施例中，基質材料或多孔物質可包含添加劑，該添加劑的量之範圍可自基質材料或多孔物質之約0.01wt%、0.05wt%、0.1wt%、1wt%、5wt%或10wt%之下限至基質材料或多孔物質之約25wt%、15wt%、10wt%、5wt%或1wt%之上限，且其中添加劑之量可在自任意下限至任意上限之範圍內，且涵蓋上下限之間的任何子集。

在一些實施例中，多孔物質可具有在約40%至約90%範圍之空隙體積。在一些實施例中，多孔物質可具有約60%至約90%之空隙體積。在一些實施例中，多孔物質可具有約60%至約85%之空隙體積。空隙體積為計算活性顆粒所佔空間之後所剩餘的自由空間。

為了確定空隙體積，儘管不希望受限於任何特定理論，但咸信，測試表明混合物之最終密度幾乎全部由活性顆粒決定；因此，此計算未將黏合劑顆粒所佔空間考慮在內。因此，在本上下文中，空隙體積以計算活性顆粒之後剩餘的空間為基礎進行計算。為了確定空隙體積，首先對活性顆粒求出基於粒度之上下直徑之平均值，隨後使用活性材料的密度計算體積(假定基於該平均直徑的球形)。隨後，按下式計算空隙體積百分數：

在一些實施例中，多孔物質可具有範圍為約0.10至約25mm水/mm 多孔物質長度之封閉壓降(EPD)。在一些實施例中，多孔物質可具有範圍為約0.10至約10mm水/mm多孔物質長度之EPD。在一些實施例中，多孔物質可具有約2至約7mm水/mm多孔物質長度(或不大於7mm水/mm多孔物質長度)之EPD。

在一些實施例中，多孔物質可具有至少約1mg/mm、2mg/mm、3mg/mm、4mg/mm、5mg/mm、6mg/mm、7mg/mm、8mg/mm、9mg/mm、10mg/mm、11mg/mm、12mg/mm、13mg/mm、14mg/mm、15mg/mm、16mg/mm、17mg/mm、18mg/mm、19mg/mm、20mg/mm、21mg/mm、22mg/mm、23mg/mm、24mg/mm或25mg/mm之活性顆粒負載，及小於約20mm或以下水/mm長度、19mm或以下水/mm長度、18mm或以下水/mm長度、17mm或以下水/mm長度、16mm或以下水/mm長度、15mm或以下水/mm長度、14mm或以下水/mm長度、13mm或以下水/mm長度、12mm或以下水/mm長度、11mm或以下水/mm長度、10mm或以下水/mm長度、9mm或以下水/mm長度、8mm或以下水/mm長度、7mm或以下水/mm長度、6mm或以下水/mm長度、5mm或以下水/mm長度、4mm或以下水/mm長度、3mm或以下水/mm長度、2mm或以下水/mm長度或1mm或以下水/mm長度之EPD。

例如，在一些實施例中，多孔物質可具有至少約1mg/mm之活性顆粒負載及約20mm或以下水/mm長度之EPD。在其他實施例中，多孔物質可具有至少約1mg/mm之活性顆粒負載及約20mm或以下水/mm長度之EPD，其中活性顆粒不為碳。在其他實施例中，多孔物質可具有至少6mg/mm之含碳活性顆粒負載，及10mm或以下水/mm長度之EPD。

在一些實施例中，多孔物質可有效地去除菸草煙霧中之組分，例如，本文所列出的組分。多孔物質可用於減少世界衛生組織菸草控制框架公約(「WHO FCTC」)指定的特定菸草煙霧組分之釋放量。作為非限制性實例，活性碳用作活性顆粒之多孔物質可用於將特定菸草煙霧組分之釋放量減少至WHO FCTC建議標準以下之含量。在一些實施例中，組分可包括(但不限於)乙醛、丙烯醛、苯、苯并[a]芘、1,3-丁二烯及甲醛。具有活性碳之多孔物質可將煙流中之乙醛減少約3.0%至約6.5%/mm多孔物質長度；將煙流中之丙烯醛減少約7.5%至約12%/mm多孔物質長度；將煙流中之苯減少約5.5%至約8.0%/mm多孔物質長度；將煙流中之苯并[a]芘減少約9.0%至約21.0%/mm多孔物質長度；將煙流中之1,3-丁二烯減少約1.5%至約3.5%/mm多孔物質長度；及將煙流中之甲醛減少約9.0%至約11.0%/mm多孔物質長度。在另一實例中，離子交換樹脂用作活性顆粒之多孔物質可用於將特定菸草煙霧組分之釋放量減少至WHO建議標準以下。在一些實施例中，具有離子交換樹脂之多孔物質可：將煙流中之乙醛減少約5.0%至約7.0%/mm多孔物質長度；將煙流中之丙烯醛減少約4.0%至約6.5%/mm多孔物質長度；及將煙流中之甲醛減少約9.0%至約11.0%/mm多孔物質長度。普通熟習此項技術者應瞭解，本文所報導的關於具體煙流組分濃度之值可能隨測試方案及煙草摻合物而所有不同。本文所引用的減少值係指使用「加拿大衛生部強烈吸菸規程(Health Canada Intense Smoking Protocol)」，藉由與「第74號CORESTA建議方法：使用高效液相色譜法確定主流香菸煙霧中之所選羰基(CORESTA Recommended Method No.74,Determination of Selected Carbonyls in Mainstream Cigarette Smoke by High Performance Liquid Chromatography)」類似之方法來實現的羰基測試。樣品香菸由美國商業品牌藉由將標準乙酸纖維素濾嘴手工替換成由多孔物質段及乙酸纖維素段組成之雙分段式濾嘴來製備。多孔物質段之長度在5mm與15mm之間變化。

IV. 添加劑

合適的添加劑可包括(但不限於)活性化合物、離子樹脂、沸石、奈米顆粒、微波增強添加劑、陶瓷顆粒、玻璃珠、軟化劑、增塑劑、色素、染料、調味劑、香料、可控釋放囊泡、黏附劑、增黏劑、表面改質劑、維生素、過氧化物、殺蟲劑、抗真菌劑、抗微生物劑、抗靜電劑、阻燃劑、降解劑及其任何組合。

合適的活性化合物可為適於去除煙流中之組分之化合物及/或分子，包括(但不限於)蘋果酸、碳酸鉀、檸檬酸、酒石酸、乳酸、抗壞血酸、聚乙烯亞胺、環糊精、氫氧化鈉、胺基磺酸、胺基磺酸鈉、聚乙酸乙烯酯、羧化丙烯酸酯及其任何組合。應注意，活性顆粒亦可視作活性化合物，反之亦然。作為非限制性實例，富勒烯及一些碳奈米管可視作微粒及分子。

合適的離子樹脂可包括(但不限於)具有骨架之聚合物，例如苯乙烯-二乙烯基苯(DVB)共聚物、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、苯酚甲醛縮合物及表氯醇胺縮合物；附接至聚合物骨架之複數個帶電官能基；及其任何組合。

沸石可包括結晶型鋁矽酸鹽，該結晶型鋁矽酸鹽具有孔洞(例如，流道)或具有均勻、分子大小的尺寸之空腔。沸石可包括天然及合成材料。合適的沸石可包括(但不限於)沸石BETA(Na₇(Al₇Si₅₇O₁₂₈)四角形)、沸石ZSM-5(Na_n(Al_nSi_96-nO₁₉₂)16H₂O，其中n<27)、沸石A、沸石X、沸石Y、沸石K-G、沸石ZK-5、沸石ZK-4、中孔性矽酸鹽、SBA-15、MCM-41、經3-氛丙基甲矽烷基改質之MCM48、鋁磷酸鹽、中孔性鋁矽酸鹽、其他相關的多孔物質(例如像混合氧化物凝膠)，及其任何組合。

合適的奈米顆粒可包括(但不限於)奈米級碳顆粒，例如具有任意數目管壁之碳奈米管、碳奈米角、竹節狀碳奈米結構、富勒烯及富勒烯聚集體，及包括若干層石墨烯及氧化石墨烯之石墨烯；金屬奈米顆粒如金及銀；金屬氧化物奈米顆粒如氧化鋁、矽石及二氧化鈦；磁性、順磁性及超順磁性奈米顆粒如氧化釓，如赤鐵礦及磁鐵礦之約12nm Fe₃O₄之各種氧化鐵結晶結構、釓奈米管及內嵌富勒烯如Gd@C₆₀；及核殼型及洋蔥狀奈米顆粒如金銀奈米殼層、洋蔥狀氧化鐵，及具有(任意所述材料)之外殼之其他奈米顆粒或微粒；及上述之任何組合(包括活性碳)。應注意，奈米顆粒可包括奈米桿、奈米球、奈米穀狀物、奈米線、奈米星(如奈米三腳架及奈米四角結構)、空心奈米結構、兩個或兩個以上奈米顆粒連接成一整體之混合奈米結構，及具有奈米塗層或奈米厚壁之非奈米顆粒。應進一步注意，奈米顆粒可包括奈米顆粒之官能化衍生物，包括(但不限於)已共價及/或非共價官能化，例如，pi-堆垛、物理吸附、離子締合、范德華力締合及其類似官能化方式之奈米顆粒。合適的官能基可包括(但不限於)包括胺類(1°、2°或3°)、醯胺類、羧酸類、醛類、酮類、醚類、酯類、過氧化物類、甲矽烷基類、有機矽烷類、烴類、芳族烴類及其任何組合之部分；聚合物；螯合劑如乙二胺四乙酸鹽、二伸乙三胺五乙酸、次氮基三乙酸及包括吡咯環之結構；及其任何組合。官能基可增強對煙組分之去除及/或增強將奈米顆粒併入多孔物質中。

合適的微波增強添加劑可包括(但不限於)微波反應性聚合物、碳顆粒、富勒烯、碳奈米管、金屬奈米顆粒、水及其類似物及其任何組合。

合適的陶瓷顆粒可包括(但不限於)氧化物(例如，矽石、二氧化鈦、氧化鋁、氧化鈹、二氧化鈰及氧化鋯)、非氧化物(例如，碳化物、硼化物、氮化物及矽化物)、其複合物及其任何組合。陶瓷顆粒可為結晶的、非結晶的或半結晶的。

如本文所使用的色素係指賦予顏色且併入整個基質材料及/或其組分中之化合物及/或顆粒。合適的色素可包括(但不限於)二氧化鈦、二氧化矽、酒石黃、E102、酞菁藍、酞菁綠、喹吖啶酮、二萘嵌苯四羧酸二醯亞胺、二噁嗪、紫環酮(perinone)、二重氮(disazo)色素、蒽醌色素、炭黑、二氧化鈦、金屬粉末、氧化鐵、群青及其任何組合。

如本文所使用的染料係指賦予顏色且為表面處理之化合物及/或顆粒。合適的染料可包括(但不限於)液體及/或顆粒狀形式的CARTASOL^®染料(陽離子染料，可得自Clariant Services)(例如，CARTASOL^®亮黃K-6G液體、CARTASOL^®黃K-4GL液體、CARTASOL^®黃K-GL液體、CARTASOL^®橙K-3GL液體、CARTASOL^®猩紅K-2GL液體、CARTASOL^®紅K-3BN液體、CARTASOL^®藍K-5R液體、CARTASOL^®藍K-RL液體、CARTASOL^®青綠K-RL液體/細粒、CARTASOL^®棕K-BL液體)，FASTUSOL^®染料(助色團，可得自BASF)(例如，黃3GL，Fastusol C藍74L)。

合適的調味劑可為適用於吸菸裝置濾嘴中之任何調味劑，包括賦予煙流以味道及/或香味之調味劑。合適的調味劑可包括(但不限於)有機材料(或天然香味顆粒)、天然香味載體、人造香味載體及其任何組合。有機材料(或天然香味顆粒)包括(但不限於)菸草、丁香(例如，丁香粉及丁香花)、可可粉、咖啡、茶葉及其類似物。天然及人造香料可包括(但不限於)薄荷醇、丁香、樓桃、巧克力、柑橘、薄荷、芒果、香草、肉桂、菸草，及其類似物。此類香味可由薄荷醇、茴香腦(甘草)、茴香醚、檸檬烯(柑橘類植物)、丁子香酚(丁香)及其類似物及其任何組合提供。在一些實施例中，可使用一種以上調味劑，包括本文所提供的調味劑之任何組合。此等調味劑可置於菸支中或濾嘴段中或本文所述的多孔物質中。調味劑之量將取決於煙流中之所需香味程度，同時考慮到所有濾嘴段、吸菸裝置之長度、吸菸裝置之類型、吸菸裝置之直徑，及熟習此項技術者已知的其他因素。

合適的香料可包括(但不限於)甲酸甲酯、乙酸甲酯、丁酸甲酯、乙酸乙酯、丁酸乙酯、乙酸異戊酯、丁酸戊酯、戊酸戊酯、乙酸辛酯、香葉烯、香葉醇、橙花醇、檸檬醛、香茅醛、香茅醇、芳樟醇、橙花第三醇、檸檬烯、樟腦、萜品醇、α-紫羅蘭酮、側柏酮、苯甲醛、丁子香酚、肉桂醛、乙基麥芽酚、香草、茴香醚、茴香腦、草蒿腦、百里酚、呋喃酮、甲醇、香料、香辛料萃取物、草本萃取物、精油、嗅鹽、揮發性有機化合物、揮發性小分子、甲酸甲酯、乙酸甲酯、丁酸甲酯、乙酸乙酯、丁酸乙酯、乙酸異戊酯、丁酸戊酯、戊酸戊酯、乙酸辛酯、香葉烯、香葉醇、橙花醇、檸檬醛、香茅醛、香茅醇、芳樟醇、橙花第三醇、檸檬烯、樟腦、萜品醇、α-紫羅蘭酮、側柏酮、苯甲醛、丁子香酚、肉桂醛、乙基麥芽酚、香草、茴香醚、茴香腦、草蒿腦、百里酚、呋喃酮、甲醇、迷迭香、薰衣草、柑橘類植物、小蒼蘭、杏花、綠樹、桃樹、茉莉、紫檀木、松樹、百里香、橡苔、麝香、香根草、沒藥、黑加侖、佛手柑、葡萄柚、刺槐、西番蓮、檀香、零陵香豆、柑橘樹、橙花油、紫堇葉、桅子、紅色水果、依蘭樹、金合歡、含羞草、零陵香豆、木材、龍涎香、水仙花、風信子、水仙、黑加侖子芽、鳶尾花、覆盆子、鈴蘭、檀香、香根草、杉木、橙花油、佛手柑、草莓、康乃馨、牛至、蜜、靈貓香、天芥菜屬植物、焦糖、香豆素、廣藿香、懸鉤子屬植物、helonial、佛手柑、風信子、芫荽、多香果漿果、岩薔薇、金合歡、佛手柑、乙醛、蘭花、琥珀、安息香、鳶尾草、晚香玉、玫瑰草、肉桂、肉豆蘧、苔蘚、蘇合香脂、鳳梨、佛手柑、洋地黃、鬱金香、紫藤、鐵線蓮、龍涎香、樹膠、樹脂、靈貓香、桃樹、李子、海狸香、沒藥、天竺葵、玫瑰紫、黃水仙、香料康乃馨、白松香、風信子、橙葉、鳶尾花、風信子、忍冬、胡椒、覆盆子、安息香、芒果、椰子、金蘋果、海狸香、桂花、橡苔淨油、油桃、薄荷、茴香、肉桂、鳶尾草、杏子、緬桅子屬植物、金盞花、玫瑰精油、水仙、吐魯香脂、乳香、琥珀、橙花、波旁香根草、金合歡、白麝香、番木瓜、冰糖、菠蘿蜜、蜜露、蓮花、鈴蘭、桑葚、苦艾、薑、刺柏果、釣樟屬植物、芍藥、紫堇、檸檬、酸橙、木槿、白甘蔗酒、羅勒、薰衣草、香脂、何首烏、桂花、卡羅花、白蘭花、馬蹄蓮、白玫瑰、粉百合、萬壽菊、龍涎香、常春藤、禾草、山梅花、荷蘭薄荷、鼠尾草、三角葉楊、葡萄、歐洲越橘、蓮花、仙客來、蘭花、甘胺酸、提亞蕾花、薑花、綠桂花、西番蓮、藍玫瑰、月桂油、金合歡、非洲萬壽菊、安納托利亞玫瑰、奧弗涅水仙、英國金雀花、英國金雀花巧克力、保加利亞玫瑰、中國廣藿香、中國桅子、卡拉布里亞柑橘樹、科摩羅島晚香玉、錫蘭豆蔻、加勒比西番蓮果、大馬士革玫瑰、喬治亞桃、白百合花、埃及茉莉、埃及金盞花、埃塞俄比亞靈貓香、法爾內西納金合歡、佛羅倫薩鳶尾花、法國茉莉、法國黃水仙、法國風信子、幾內亞橙、圭亞那wacapua、格拉斯橙葉、格拉斯玫瑰、格拉斯晚香玉、海底香根草、夏威夷菠蘿、以色列羅勒、印度檀香木、印度洋香草、意大利佛手柑、意大利鳶尾花、牙買加胡椒、五月玫瑰、馬達加斯加依蘭、馬達加斯加香草、摩洛哥茉莉、摩洛哥玫瑰、摩洛哥橡苔、摩洛哥橙花、邁索爾檀香木、東方玫瑰、俄國皮革、俄國芫荽、西西里柑橘樹、南非萬壽菊、南非零陵香豆、新加坡廣藿香、西班牙橙花、西西里酸橙、留尼旺島香根草、土耳其玫瑰、泰國安息香、突尼斯橙花、南斯拉夫橡苔、弗吉尼亞杉木、猶他蓍草、西印度群島紫檀及其類似物及其任何組合。

合適的增黏劑可包括(但不限於)甲基纖維素、乙基纖維素、羥乙基纖維素、羧甲基纖維素、羧乙基纖維素、水溶性乙酸纖維素、醯胺、二胺、聚酯、聚碳酸酯、甲矽烷基改質聚醯胺化合物、聚胺基甲酸酯、聚胺酯、天然樹脂、蟲漆、丙烯酸聚合物、2-乙基己基丙烯酸酯、丙烯酸酯聚合物、丙烯酸衍生物聚合物、丙烯酸均聚物、丙烯酸酯均聚物、聚(丙烯酸甲酯)、聚(丙烯酸丁酯)、聚(丙烯酸2-乙基己酯)、丙烯酸酯共聚物、甲基丙烯酸衍生物聚合物、甲基丙烯酸均聚物、甲基丙烯酸酯均聚物、聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚(甲基丙烯酸丁酯)、聚(甲基丙烯酸2-乙基己酯)、丙烯醯胺基-甲基-丙烷磺酸酯聚合物、丙烯醯胺基-甲基-丙烷磺酸酯衍生物聚合物、丙烯醯胺基-甲基-丙烷磺酸酯共聚物、丙烯酸/丙烯醯胺基-甲基-丙烷磺酸酯共聚物、苯甲基椰油基二(羥乙基)四級胺、與甲醛縮合的對-第三-戊基-苯酚、二烷基胺基烷基(甲基)丙烯酸酯、丙烯醯胺、N-(二烷基胺基烷基)丙烯醯胺、甲基丙烯醯胺、羥基烷基(甲基)丙烯酸酯、甲基丙烯酸、丙烯酸、丙烯酸羥乙酯及其類似物、其任何衍生物及其任何組合。

合適的維生素可包括(但不限於)維生素A、維生素B1、維生素B2、維生素C、維生素D、維生素E及其任何組合。

合適的抗微生物劑可包括(但不限於)抗微生物金屬離子、氯己定、氯己定鹽、三氯生、多黏菌素、四環素、胺基配糖物(例如，慶大黴素)、利福平、桿菌肽素、紅黴素、新黴素、氯黴素、黴康唑、喹諾酮、青黴素、壬苯聚醇9、鎖鏈孢酸、頭孢菌素、莫匹羅星、甲硝噠唑殺菌肽、內源性抗微生物多肽、細菌素、防衛素、呋喃西林、磺胺米隆、阿昔洛韋、萬古黴素、氯林肯黴素、林肯黴素、磺胺、諾氟沙星、培氟沙星、萘啶酮酸、草酸、依諾沙星酸、環丙沙星、聚六亞甲基雙胍(PHMB)、PHMB衍生物(例如，可生物降解的雙胍如聚乙烯六亞甲基雙胍(PEHMB))、葡萄糖酸氯己定、鹽酸氯己定、乙二胺四乙酸(EDTA)、EDTA衍生物(例如，EDTA二鈉或EDTA四鈉)及其類似物及其任何組合。

在一些實施例中，抗靜電劑可包括任何合適的陰離子、陽離子、兩性或非離子型抗靜電劑。陰離子型抗靜電劑通常可包括(但不限於)鹼硫酸鹽、鹼磷酸鹽、醇類之磷酸酯、乙氧基化醇之磷酸酯及其任何組合。實例可包括(但不限於)鹼中和的磷酸酯(例如，TRYFAC^® 5559或TRYFRAC^® 5576，可得自位於美國南卡羅來納州莫爾丁(Mauldin, SC)的Henkel Corporation)。陽離子型抗靜電劑通常可包括(但不限於)帶正電荷的四級銨鹽及咪唑啉。非離子型抗靜電劑之實例包括聚(氧化烯)衍生物，例如，乙氧基化脂肪酸如EMEREST^® 2650(可得自位於南卡羅來納州莫爾丁的Henkel Corporation的乙氧基化脂肪酸)、乙氧基化脂肪醇如TRYCOL^® 5964(可得自位於南卡羅來納州莫爾丁的Henkel Corporation的乙氧基化月桂醇)、乙氧基化脂肪胺如TRYMEEN^® 6606(可得自位於南卡羅來納州莫爾丁的Henkel Corporation的乙氧基化牛脂胺)、烷醇醯胺EMID^® 6545(可得自位於南卡羅來納州莫爾丁的Henkel Corporation的油酸二乙醇胺)，及其任何組合。陰離子型及陽離子型材料趨於作為更有效的抗靜電劑。

應注意，儘管本文所述的多孔物質及類似物主要用於吸菸裝置濾嘴，但多孔物質及類似物可用作其他應用中之流體濾器(或其部分)，該等應用包括(但不限於)液體過濾、水淨化、機動運載工具中之空氣過濾器、醫療裝置中之空氣過濾器、家庭用空氣過濾器，及類似應用。受益於本揭示案之熟習此項技術者應瞭解使本發明適於其他過濾應用之必要修改及/或限制，例如，基質材料組分及基質材料組分組合物之大小、形狀及大小比。作為非限制性實例，基質材料可模塑成其他形狀如，用於同心水濾嘴組態之空心圓柱或者用於氣濾嘴之折疊片。

在一些實施例中，系統可包括：材料路徑，沿材料路徑設置有模腔；在模腔之至少一部分之前的至少一個進料斗，用於將基質材料供給至材料路徑；與材料路徑之至少第一部分熱連通之熱源；及在材料路徑之第一部分之後沿材料路徑設置之切割器。

一些實施例可包括連續將基質材料引入模腔中，且設置脫模包裝材料作為模腔之襯裡。另外，該實施例可包括加熱基質材料之至少一部分，以將基質材料黏合在複數個接觸點處，由此形成多孔物質長條，及徑向切割多孔物質長條，由此得到多孔物質。

一些實施例可包括連續將基質材料引入模腔中，加熱基質材料之至少一部分，以將基質材料黏合在複數個接觸點處，由此形成多孔物質長條，且經由沖模擠出多孔物質長條。

在一些實施例中，系統可包括模腔，該模腔包括至少兩個模腔零件，其中第一傳送帶包括第一模腔零件，且第二傳送帶包括第二模腔零件。該第一傳送帶及第二傳送帶能夠將第一模腔零件及第二模腔零件接合在一起以形成模腔，且隨後以連續的方式將第一模腔零件與第二模腔零件分離。系統可進一步包括進料斗，該進料斗能夠向模腔填入基質材料；及與模腔之至少一部分熱連通之熱源，該熱源用於將基質材料轉換成多孔物質。

一些實施例可包括將基質材料引入複數個模腔中，且加熱模腔中之基質材料，以將基質材料黏合在複數個接觸點處，由此形成多孔物質。

本文所揭示的實施例包括：A. 一種方法，該方法包括經由氣動密相進料將基質材料供給至模腔中以形成所需橫截面形狀，該基質材料包含複數個黏合劑顆粒及複數個活性顆粒；加熱基質材料之至少一部分以便將基質材料之至少一部分黏合在複數個燒結接觸點處，由此形成多孔物質長條；冷卻多孔物質長條；且切割多孔物質長條，由此產生多孔物質；B. 一種方法，該方法包括經由氣動密相進料將基質材料供給至模腔中以形成所需橫截面形狀，該基質材料包含複數個活性顆粒及複數個具有親水性表面改質之黏合劑顆粒；加熱基質材料之至少一部分以便將基質材料之至少一部分黏合在複數個燒結接觸點處，由此形成多孔物質長條；在加熱之後使多孔物質之橫截面形狀重塑型；冷卻多孔物質長條；且切割多孔物質長條，由此產生多孔物質；及C. 一種方法，該方法包括經由氣動密相進料將基質材料供給至模腔中以形成所需橫截面形狀，該基質材料包含複數個活性顆粒、複數個具有親水性表面改質之黏合劑顆粒及微波增強添加劑；藉由用微波輻照來輻照基質材料來加熱基質材料之至少一部分以便將基質材料之至少一部分黏合在複數個燒結接觸點處，由此形成多孔物質長條；在加熱之後使多孔物質之橫截面形狀重塑型；冷卻多孔物質長條；且切割多孔物質長條，由此產生多孔物質。

實施例A、B及C各自均可具有一或多個以下任意組合形式之另外的要素：要素1：其中氣動密相進料以約1m/min至約800m/min之進料速率進行；要素2：其中氣動密相進料以約1m/min至約800m/min之進料速率進行且模腔具有的直徑為約3mm至約10mm；要素3：其中加熱涉及用微波輻射輻照基質材料之至少一部分；要素4：其中基質材料進一步包含微波增強添加劑；要素5：其中模腔至少部分地由紙包裝材料形成；要素6：其中黏合劑顆粒具有親水性表面處理；要素7：該方法進一步包括在加熱之後使多孔物質之橫截面形狀重塑型；要素8：該方法進一步包括在切割之前將多孔物質長條再加熱，由此形成第二複數個燒結接觸點；要素9：該方法進一步包括將多孔物質再加熱，由此形成第二複數個燒結接觸點；要素10：其中多孔物質為適於用於空氣過濾器中之薄片；要素11：其中多孔物質為厚度為約5mm至約50mm之薄片；要素12：其中多孔物質適於用於吸菸製品濾嘴中；要素13：其中多孔物質適於用於水濾器中；及要素14：其中多孔物質為空心圓柱體。

作為非限制性實例，適用於A、B、C之示範性組合包括：要素1結合要素3；要素2結合要素3；要素4結合上述中任一個；要素3結合要素4；要素7至9中至少一個結合上述中任一個；要素7結合要素8；要素7結合要素9；要素7結合要素3；要素5結合上述中任一個；要素10至14中一個結合上述中任一個；要素6結合上述中任一個；要素6結合要素1 至4中一個。

為了促進更好地理解本文所述的實施例，以下給出代表性實施例之實例。在任何情況下均不得將以下實例視作限制或限定本發明之範疇。

實例

實例1. 為了量測完整性，將樣品置於French方形玻璃瓶中，且使用手動攪拌器用力攪拌5分鐘。結束後，比較樣品在攪拌前後之重量。將差值轉換成百分數損失值。本測試模擬在極端條件下之劣化。假定小於2%的重量損失是可接受的量。

多孔物質樣品使用有及無包裝紙的含有碳添加劑之GUR 2105及含有碳添加劑之GUR X192來製造。該等樣品為尺寸為8mm x 20mm之圓柱。完整性測試之結果在下表1中給出。

本實例表明，提高多孔物質中黏合劑百分比(GUR)及包括包裝材料(紙)將提高多孔物質之完整性。另外，多孔物質可被設計為具有與達爾瑪西亞濾嘴(增塑披碳纖維束濾嘴)相當的完整性，用於增加對菸組分之去除。

實例2. 為了量測在流體流過濾嘴(或多孔物質)時顆粒之釋放量，將樣品乾噴，且在劍橋濾片上收集所釋放的顆粒。

將多孔物質之顆粒釋放特徵與達爾瑪西亞濾嘴(增塑披碳纖維束濾嘴)進行比較。樣品為具有以下之尺寸為8mm x 20mm之圓柱：(1)具有333mg碳之多孔物質，(2)具有338mg碳，已水洗之多孔物質，及(3)具有74mg碳之達爾瑪西亞濾嘴。下表2示出顆粒釋放測試之結果。

本實例表明，多孔物質在吸取時釋放的顆粒量與達爾瑪西亞濾嘴相當，即便碳負載多許多倍，在本實例中多4.5倍。另外，多孔物質之顆粒釋放可藉由清洗等處理來減輕。其他減輕步驟可為提高多孔物質中之黏合劑濃度，提高多孔物質中之機械黏合度(例如，藉由增加處於黏合溫度下之時間)，最佳化添加劑(例如，碳)之大小及形狀及其類似方式。

實例3. 混合具有80wt%碳(可得自Jacobi的PICATIF，60%活性碳)及20wt% GUR® 2105之基質材料，且倒入插在一端處的紙管中。將已填充的管道置於微波烘箱中且輻照75秒(約300W及約2.45GHz)。基質材料之主要部分已黏合在一起，且將其切割成17mm及21mm兩段。對多孔物質之各段進行分析，且得出EPD分別為8.4mm水/mm長度及2.7mm水/mm長度。

本實例表明微波輻照在多孔物質及類似物生產中之適用性。如上文所論述，在一些實施例中，除其他加熱技術之外，亦可使用微波輻照，以形成本文所述的多孔物質及類似物。

實例4. 針對具有80wt%碳(可得自Jacobi的PICATIF，60%活性碳)及20% GUR® 2105之第一基質材料及具有80wt%碳(可得自Jacobi的PICATIF，60%活性碳)及20wt%經過電漿處理的GUR® 2105(亦即，具有親水性表面處理之黏合劑之實例)之第二基質材料中之每一個製備五個多孔物質。已測出所得多孔物質之特性(表3)。藉由與用於量測常規香菸濾嘴之橢圓度之方法類似的方法來量測多孔物質之橢圓度，其中周長/橢圓度量測儀對樣品進行光學掃描以量測周長、最大直徑(a)及最小直徑(b)。橢圓度計算為a-b且指示橫截面形狀自圓形至橢圓形之變形程度。

對於此等量測中每一種尤其是EPD而言，包含經過電漿處理的GUR® 2105之多孔物質之標準偏差等於或小於未經處理的GUR® 2105。另外，在比較樣品之間的EPD值時，對於濃度相同的黏合劑顆粒而言，經過電漿處理的GUR® 2105產生比未經處理的GUR® 2105更低的EPD。本實例表明具有親水性表面之黏合劑顆粒將使多孔物質特性變化最小化(由所報導的變化係數所指示)且降低多孔物質之總EPD。

實例5. 兩種基質材料樣品用於製備多孔物質。(1)對照物-10 wt% GUR® 2105、10wt% GUR® 2122、80wt%活性碳及(2)石墨-10wt% GUR® 2105、10wt% GUR® 2122、79wt%活性碳、1wt%粉狀石墨(可得自McMaster-Carr)(亦即，微波增強添加劑之實例)。在60psi下，經由氣動密相進料將基質材料供給至紙捲成管道/圓柱形狀之模腔中。使其中具有基質材料之模腔以2m/min穿過單模2.45GHz微波腔室。微波輸入能量發生變化。分析所得多孔物質之EPD、周長及桿完整性(如上文所量測)(表4)。

本實例表明加入微波增強添加劑可改良微波燒結處理，如由下降的EPD及與類似微波功率下提高的桿完整性相當所示。

因此，本發明很好地適用於實現所提及的以及所固有的目標及優點。上文揭示之特定實施例僅用於說明，因為本發明可進行修改且以不同方式實踐，但等效方法對受益於本文教義之熟習此項技術者而言是顯而易見的。另外，除下文申請專利範圍中所述之外，本文示出之結構或設計之詳情均不欲具有任何限制。因此顯然地，可對上文揭示之特定說明性實施例進行更改、組合或修改，且所有此類變化均視作在本發明之範疇及精神內。本文適當說明性揭示之本發明可在缺少本文未特定揭示之任何元件及/或本文揭示之任何選擇性元件的情況下實踐。儘管組合物及方法被描述成「包含」、「含有」或「包括」各種組分或步驟，但組合物及方法亦可「基本上由」或「由」多種組分及步驟組成。上文揭示之所有數值及範圍之量可發生一些改變。無論何時揭示具有下限及上限之數值範圍，則亦特別揭示落在該範圍內之任何數值及任何所包括的範圍。具體而言，本文揭示之各值範圍(以「自約a至約b」，或等效地，「自約a至b」，或等效地，「自約a-b」之形式)應理解成揭示涵蓋於較大值範圍內之每一數值及範圍。此外，除非另外由專利權所有人明確清楚地定義，否則申請專利範圍書中之術語具有其常規及普通意義。此外，如申請專利範圍中所使用的不定冠詞「一個」或「一種」定義為意指一或一個以上所介紹之元件。若本說明書中與以引用方式併入本文中之一個或複數個專利或其他文獻之間對字詞或術語之使用存在任何衝突，則應採用與本說明書一致的定義。