CN100566609C - 烟雾过滤咀 - Google Patents

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Abstract

一种烟草烟雾过滤咀，其具有最高50%焦油截留量，包括具有较高吸阻且最高50%焦油截留量的下游滤嘴(2)、从上游与该下游滤嘴纵向间隔开的具有较低吸阻且最高22%焦油截留量的上游滤嘴(3)，以及设于这两个分开的滤嘴周围并将它们相连以在二者之间形成空腔(6)的过滤咀包装物(4)。

Description

烟雾过滤咀
本发明涉及尤其是用于香烟的烟草烟雾过滤咀。
一些传统的过滤咀香烟具有稍小于1的一氧化碳/焦油输送比(均以毫克/支来测量)，然而这一比例更通常为1或大于1。在这里，焦油定义为不含水和尼古丁的微粒物质(PMWNF)。非常需要减少一氧化碳的输送，但是之前针对实现此点的措施导致了令人不满意的味道输送和/或令人不满意的抽吸性能，和/或涉及到成本昂贵的过滤咀结构。
申请人现在惊奇地发现，通过使用简单和低成本结构的低焦油截留量的过滤咀，就能够在令吸烟者满意的情况下减少一氧化碳的输送量，并且减少一氧化碳/焦油输送比，该过滤咀包括具有较高吸阻及低焦油截留量的下游滤嘴(filtering plug)、从上游与下游滤嘴纵向间隔开的具有较低吸阻及低焦油截留量的上游滤嘴，以及设于所述分开的滤嘴周围并将它们相连且在它们之间形成通风空腔的过滤咀包装物。
本发明提供了一种具有最高50％焦油截留量的烟草烟雾过滤咀，其包括具有较高吸阻且最高50％焦油截留量的下游滤嘴、从上游与该下游滤嘴纵向间隔开的具有较低吸阻且最高20％焦油截留量的上游滤嘴，以及设于这两个分开的滤嘴周围并将它们相连以在二者之间形成空腔的过滤咀包装物。采用用语“较高”和“较低”来表示下游滤嘴的吸阻大于上游滤嘴的吸阻。上游滤嘴的焦油截留量优选低于下游滤嘴的焦油截留量。下游滤嘴优选延伸至过滤咀的口腔端面。上游滤嘴优选延伸到过滤咀的上游端面。所述空腔可以容纳有微粒添加剂如微粒吸附剂，优选是活性碳。
在根据本发明的过滤咀香烟中，这种过滤咀通过朝向烟草的上游过滤端而连接在卷好的烟条上，并且所述空腔是通风的，即提供有通道以供外部通风空气从侧面进入空腔。例如，所述过滤咀可通过环形接装物(其只是接合在过滤咀和烟条的相邻末端的周围，而使过滤咀包装物的大部分暴露出来)或金封式接装用外包装(接合在过滤咀的全部长度与烟条的相邻末端的周围)连接到卷好的烟条上。
在结合到过滤咀香烟中之前，过滤咀本身的过滤咀包装物可能是通风的包装物(其提供了通道以供外部通风空气从侧面进入空腔)，或者是不通风的。过滤咀包装物具有一个或多个与空腔对齐的透气区域，或者它是完全不透气的或固有透气的材料；在所述的每一种情形中，过滤咀包装物可以设有一个或多个位于空腔周围的通风孔或者开口(例如穿孔)，但是这是选择性的，并且在很多情况下带开口的过滤咀包装物对于独立的过滤咀本身来说是不必要的。当独立的过滤咀具有透气材料的过滤咀包装物并被用于连接固有透气材料的全封式接装用外包装时，那么可能最方便的是在独立过滤咀的过滤咀包装物中设置一个或多个与空腔对齐的开口；然而这并非最佳设置，更常用的是该独立过滤咀的过滤咀包装物没有通风开口。因此，当过滤咀包装物由固有透气的材料制成时，通风开口通常是不必要的(虽然并不排除)；当需要带开口的过滤咀包装物时，常常优选在根据本发明的过滤咀香烟的生产中，仅在将预成形过滤咀安装到卷好烟条的期间或之后，在过滤咀包装物中形成该通风孔或各通风孔。
在根据本发明的过滤咀香烟中，围绕空腔的壁(例如在使用环形附加物时的过滤咀包装物，或者过滤咀包装物与接装用外包装的组合)必须是通风的，即提供了通道以供外部通风气体从侧面进入空腔。因此，根据本发明的过滤咀香烟的接装用外包装必须是围绕着通风过滤咀包装物的通风外包装；该接装用外包装例如具有一个或多个透气区域，或者完全由固有透气的材料制成，和/或其具有一个或多个通风孔或开口(例如穿孔)；这样提供的通过接装用外包装的通风通道当然应与穿过过滤咀包装物的通风通道和空腔对齐。
在根据本发明的过滤咀香烟的一个优选实施例中，过滤咀包装物由固有透气材料的制成，并且采用带开口(例如穿孔)的接装用外包装来与过滤咀香烟中的过滤咀相结合，其中该接装用外包装具有一个或多个围绕着空腔的孔。另一优选实施例采用了无通风孔的接装用外包装来将卷好的烟条连接到本发明的过滤咀上，所述过滤咀具有无通风孔的过滤咀包装物，围绕空腔的重叠孔或开口(例如穿孔)形成为同时穿过外包装和下方的过滤咀包装物，以便为空腔提供通风。
存在于过滤咀包装物和/或接装用外包装中的通风穿孔通常分布在沿着或围绕空腔纵向延伸的一排或多排之中，但是也可采用其它的设置，并且可通过任意设置或分布中的较大孔或开口来增强(或提供)通风。
过滤咀可以是传统的长度，例如25-30毫米。空腔例如可以为5-10毫米长。下游滤嘴可具有与上游滤嘴大致相同的长度(例如约10毫米)，但是上游滤嘴可以是两者中较短的那个。
下游滤嘴的压降(PD)、也称为吸阻(DR)例如可以为40-130毫米水柱，最好为60-110毫米水柱，例如约90毫米水柱。下游滤嘴的焦油截留量优选为约30-50％，最好为35-45％，例如约40％。上游滤嘴的压降可以高达20毫米水柱，最好是8-16毫米水柱，例如约12毫米水柱。上游滤嘴的焦油截留量可以高达22％，最好为14-20％，例如约18％。
下游滤嘴优选为粘合长丝束，其所需的性能可通过使用高旦数的长丝(为了实现低截留量)和高总旦数的丝束(为了实现较高的每单位长度压降)来得到。优选使用长丝醋酸纤维素丝束，合适的长丝旦数至少为5(例如7或8或9)，并且总丝束旦数为70-80×103(例如约75×103)。优选使用如英国专利GB-A-1169932所述地制出的NWA(无包缠醋酸纤维)的滤嘴。然而，可以使用其它的纤维和非纤维的下游滤嘴材料和结构(例如短纤维或泡沫塑料的滤嘴，或者塑料如HDPE纤维或长丝的滤嘴)，假如它们具有适当的低截留量和高吸阻的话。
上游滤嘴也可由长丝束制成，该丝束为高旦数的长丝。优选使用长丝醋酸纤维素丝束，合适的长丝旦数至少为5(例如约9)，但其总丝束旦数比下游滤嘴少很多(例如约为其一半)，从而确保所要求的低压降；例如，上游滤嘴丝束的总旦数可以为35-40×103。优选使用预成形的WA(包缠醋酸纤维)上游滤嘴。然而，可以使用其它的纤维和非纤维的上游滤嘴材料和结构(例如短纤维或泡沫塑料的滤嘴，或者塑料如HDPE纤维或长丝的滤嘴)，假如它们具有适当的低截留量和低吸阻的话。
通风的程度可根据最终产品构造的其它细节和所需性能来选择，但是其通常较高，比如50-75％或更高。
根据本发明的可以在过滤咀香烟中提供令人满意的味道和抽吸性能且在商业上可行的过滤咀能够提供较低的一氧化碳输送量(每支香烟中通常少于5毫克，而与之相比，传统的通风过滤咀香烟通常每支输送约6毫克的值)和较低的一氧化碳/焦油输送比(通常少于0.7，优选低至0.6或更少，而与之相比，传统的通风过滤咀香烟的典型值约为1)。
根据本发明的过滤咀可以通过连续在线式一次通过流程来制造。在此过程中，上游和下游滤嘴以恒定的间距轮流输送到连续供给并沿纵向前进的过滤咀包装材料带上，所述带和其上的滤嘴连续地进入并通过附属装置，其将该组件成形为圆柱形包装物内的分开滤嘴的连续条，所述圆柱形包装物通过搭接和粘合接缝而固定住。连续从机器出口中输出的初始连续条被切成若干有限的长度以供随后使用。这种切割可以是切成如上定义和描述的单个过滤咀，然后将每个过滤咀安装到单个的卷好烟条上以形成过滤咀香烟。然而更普遍的是，将连续输出的烟条首先切割成双倍或更高倍数(通常为四倍或六倍)的长度以供随后使用；当最初被切成四倍或更高倍数的长度时，将后者随后切成双倍长度以便进行过滤咀香烟的组装，其中将双倍长度的滤嘴条组装和连接(通过环形接装物或全封式接装用外包装)在一对卷好的烟条之间，然后将该组合从中间切断，得到两个独立的过滤咀香烟。为此，在本发明中，初始连续生产出来的烟条内的滤嘴的长度是最终单个过滤咀的滤嘴长度的两倍。连续条以及从连续条中切出的多倍长度的部分具有根据本发明的单个过滤咀，它们以镜像关系端对端地连接成一体，上述过滤咀香烟组件的双倍长度条具有位于相对的单倍长度空腔之间的双倍长度的下游滤嘴，该空腔的两个末端被相应的单倍长度的上游滤嘴所封闭，从中央的双倍长度滤嘴的中间进行侧向切割，形成单独的过滤咀香烟。本发明包括所述生产程序，以及通过其而制出的双倍或更高倍数的滤嘴条。
在附图中，图1和图2分别为根据本发明的单个过滤咀和过滤咀香烟的侧剖示意图，但未按比例绘制；图3为根据本发明的多倍长度的滤嘴条的类似视图，显示了其怎样被切割以最终形成多个本发明的单个过滤咀长度。
图1所示的过滤咀具有：圆柱形的口腔端滤嘴2，其具有较高的吸阻(压降)和较低的焦油截留量；圆柱形的上游滤嘴3，其具有较低的吸阻(压降)和较低的焦油截留量；以及过滤咀包装物4，其设于滤嘴的周围并在它们之间形成了空腔6。
纯粹出于说明可选用特征(使用带开口的过滤咀包装物的独立过滤咀本身)的目的，图1所示的过滤咀包装物4显示为在空腔6的周围具有一圈从包装物中穿过的通风穿孔8。然而在大多数情况下，独立过滤咀的过滤咀包装物4没有任何通风开口；因此，当过滤咀包装物4由固有透气的材料制成时，通常不需要有开口，而当过滤咀香烟需要或必须有带开口的过滤咀包装物时，穿孔或其它形式的孔最好仅在将预成形过滤咀安装到卷好烟条上之后再形成。
图2显示了图1所示类型的过滤咀通过全封式接装用外包装12在其上端7处连接到处于其包装11内的烟条10上，该外包装12环绕着过滤咀的全部长度和卷好烟条10，11的相邻末端，并且与它们接合。接装用外包装12显示为具有一圈环绕着空腔6并与穿过过滤咀包装物4的通风穿孔8对齐的通风穿孔14。当过滤咀包装物4由固有透气的材料制成时，穿孔8是不必要的且可以不设置，穿孔14在组装过滤咀香烟之前形成于外包装12中。当穿孔8和14均存在时，最方便的是仅在组装好过滤咀香烟之后同时穿过过滤咀包装物4和接装用外包装12来形成这些穿孔，使得穿孔8和14是重合的。
或者，图1所示的过滤咀可以通过仅在过滤咀和烟条的相邻末端周围延伸的环形接装物来连接到卷好的烟条10，11上，使得大部分过滤咀包装物4直接暴露在空气中。过滤咀包装物4通常由透气材料制成，和/或围绕着空腔6设有一个或多个开口(在过滤咀香烟的组装之前或之后)，以便在空腔6中提供通风。
图3显示了根据本发明的多倍长度的滤嘴条。在图3中，多倍长度的过滤条如上所述地连续制成；从生产机器的出口(未示出)向图3的右侧连续地纵向延伸的该滤嘴条具有长度为上述最终的单个滤嘴2和3的长度的两倍的滤嘴2’和3’，它们在过滤咀包装物4内被与最终单个过滤咀6中的空腔相同长度的空腔6间隔开。线B标示了所示六倍长度滤嘴条的前缘，线B’标示了其后缘的位置和处于所述机器出口下游的切割装置(未示出)的部位。向前移动的滤嘴条将在所述部位处穿过双倍长度的滤嘴3’而被切开，以形成所述后缘7并将该六倍长度的条分开，它的前缘7在该条的位置之前通过所述部位时便已形成于线B处。图3中线B的左边部分示意性地表示了先分开的六倍长度滤嘴条的后端，而线B’的右边部分示意性地表示了下一个即将形成的滤嘴条的前端。当所示的六倍长度的滤嘴条用在过滤咀香烟的制造中时，其首先在线A和A’处同时穿过双倍长度的滤嘴3’而切成三个相同的双倍长度的滤嘴条，它们都具有中央的双倍长度的滤嘴2’，以及在各端均被单倍长度的滤嘴3封住的空腔6。如上所述，然后将每个双倍长度的滤嘴条设于两个卷好的烟条之间并与其连接，并且穿过该双倍长度滤嘴2’从中切开，得到两个本发明的过滤咀香烟。显然，连续形成的滤嘴条可在最初被切成其它倍数(例如双倍或四倍或八倍)的长度；和/或如图1所示的单倍长度的过滤咀，其可从多倍长度的过滤咀中切出，或直接从连续形成的滤嘴条中切出，然后将它们各自连接到单个卷好的烟条上。
图3显示了图1所示的穿孔8，但是如同结合图1和图2中所说明的那样，这些穿孔是可选用的，因而可以不设置。
示例1
在参照图1和图2所述的根据本发明的过滤咀和过滤咀香烟的特定例子中，过滤咀为27毫米长，其周长约为25毫米。口腔端的滤嘴2为10毫米长的无包缠醋酸纤维(NWA)滤嘴，即聚集且粘合在一起的塑化醋酸纤维素长丝的预成形的无包缠滤嘴，其由来自单独两捆中的两股丝束的混合物制成，其中一捆为8/39旦，即8dpf(单丝旦数)和39×103的总旦数，另一捆为7/34旦，从而形成了7-8/73旦的产品。可对给定的丝束规格进行不同的加工，以生产出不同性能的滤嘴；在该示例中，加工的结果为该10毫米的滤嘴2具有45毫米水柱的压降以及低于35％的焦油截留量。上游滤嘴3为从9/37旦的丝束中制成的10毫米长的包缠醋酸纤维(WA)滤嘴，即塑化醋酸纤维素长丝的预成形的已包装滤嘴；其具有10.5毫米水柱的压降以及约16％的焦油截留量。过滤咀包装物为27毫米长，并在两个滤嘴2和滤嘴3之间形成了延伸7毫米长的空腔；其不具有如图1和图2所示的穿孔8，并且该包装物由透气纸制成，以提供到空腔6中的通风。滤嘴条通过通风的接装用外包装12连接到商用的卷好烟条10、11上。接装用外包装纸具有位于空腔6的周围的一圈通风穿孔14，使得在吸烟时，外部空气可从侧面通过外包装穿孔和下方的透气过滤包装纸进入到空腔中。
示例2和示例3
这两个示例中的过滤咀和过滤咀香烟如上述示例1所述，不同之处在于，每个过滤咀的长度为25毫米，并具有8毫米长的NWA滤嘴和WA滤嘴以及9毫米长的空腔，口腔端的NWA滤嘴由两个8/39旦的丝束组合而成，并具有78毫米水柱的压降和37％的焦油截留量，而上游的WA滤嘴为8/28旦的丝束，并具有12毫米水柱的压降和16％的焦油截留量。
下表将根据本发明示例1到3中的成品过滤咀香烟与采用具有通风WA过滤咀的相同烟条的商用“淡味”型通风过滤咀香烟进行了比较。示例1到3中的过滤咀均具有45％的总焦油截留量，而对比的商用香烟具有57％的焦油截留量。
这里所示的产品和部件的参数(包括压降、焦油截留量、通风百分比、渗透率)的数值全部采用工业标准(CORESTA)设备和条件来测量。因此，压降(吸阻)是在17.5毫升/秒的稳定体积流量下的过滤咀或相关部件两端之间的压力差，除非指明了是“开放的”(允许通风的测量)，否则它们均在“封闭”下(被封装在测量装置内，无通风)测量。通过在标准的ISO环境(每隔一分钟喷烟一次，每次喷出35毫升的体积并持续2秒)下在标准(Filtrona)吸烟机上点燃香烟，并且收集和分析所输送的烟雾，从而测量烟雾成分(焦油、一氧化碳、尼古丁等)的输送量。通过抽吸具有封闭(无通风)过滤咀的香烟并测量相关滤嘴的焦油截留重量来计算过滤咀和过滤咀之滤嘴的保持效率；焦油截留量为保留在所用滤嘴中的焦油重量与所述保留焦油与所输送焦油量的总重量之比，并用百分比来表示。通风百分比(或空气稀释度)是来自香烟口腔端中的总体积流量中所存在的通风空气的比例；它是在所述总流量设定为17.5毫升/秒时在未燃香烟上测得的；在实际中，50％的通风或空气稀释度表示在吸烟中，每次喷烟将含有所加通风空气与原始烟雾的约50/50体积比，40％的通风表示约40/60体积比，等等。透气性的CORESTA(Centre decooperation pour les Recherches Scientifique Relatives au Tabac)单位是毫升/分钟·平方厘米，并在1千帕压力下。
在这里，用于参数测量的ISO测试包括：
焦油量-ISO 4387(香烟-采用常规的烟雾分析机来确定所有的和无尼古丁的干燥微粒材料)
一氧化碳量-ISO 8454(香烟-在香烟烟雾的蒸汽状态中确定一氧化碳-NDIR方法)。
纸张透气性-ISO 2965(用于香烟纸、滤嘴包装物和过滤咀连接纸的材料，包括具有取向透气区域的材料-确定透气性)。

Claims (16)

1.一种烟草烟雾过滤咀，其具有最高50％焦油截留量，包括具有第一吸阻且最高50％焦油截留量的口腔端滤嘴、从上游与所述口腔端滤嘴纵向间隔开的具有第二吸阻且最高22％焦油截留量的烟条端滤嘴，以及设于所述两个分开的滤嘴周围并将它们相连以在二者之间形成空腔的过滤咀包装物，其中，所述第一吸阻高于所述第二吸阻。
2.根据权利要求1所述的过滤咀，其特征在于，所述口腔端滤嘴具有40-130毫米水柱的吸阻。
3.根据权利要求2所述的过滤咀，其特征在于，所述口腔端滤嘴具有60-110毫米水柱的吸阻。
4.根据上述权利要求中任一项所述的过滤咀，其特征在于，所述口腔端滤嘴具有35-45％的焦油截留量。
5.根据上述权利要求中任一项所述的过滤咀，其特征在于，所述烟条端滤嘴具有高达20毫米水柱的吸阻。
6.根据上述权利要求中任一项所述的过滤咀，其特征在于，所述烟条端滤嘴具有8-16毫米水柱的吸阻。
7.根据上述权利要求中任一项所述的过滤咀，其特征在于，所述烟条端滤嘴具有14-20％的焦油截留量。
8.根据上述权利要求中任一项所述的过滤咀，其特征在于，所述过滤咀包装物为通风的包装物。
9.根据权利要求8所述的过滤咀，其特征在于，所述过滤咀包装物由透气材料制成，和/或具有一个或多个与所述空腔对齐的通风开口。
10.一种过滤咀香烟，包括在其上端处与卷好的烟条相连的根据上述权利要求中任一项所述的过滤咀，以及供外部通风空气从侧面进入到所述空腔中的通道。
11.根据权利要求10所述的过滤咀香烟，其特征在于，所述过滤咀和卷好的烟条通过环形接装物来连接。
12.根据权利要求10所述的过滤咀香烟，其特征在于，所述过滤咀和卷好的烟条通过全封式接装用外包装来连接，所述过滤咀包装物和外包装共同提供了供外部通风空气从侧面从中穿过以进入到所述空腔中的通道。
13.根据权利要求12所述的过滤咀香烟，其特征在于，所述过滤咀包装物由透气材料制成，所述接装用外包装具有一个或多个与所述空腔对齐的通风开口。
14.根据权利要求12所述的过滤咀香烟，其特征在于，所述接装用外包装具有一个或多个与所述过滤咀包装物中的一个或多个通风开口以及与所述空腔对齐的通风开口。
15.根据权利要求10到14中任一项所述的过滤咀香烟，其特征在于，所述过滤咀香烟的一氧化碳输送量少于5毫克，并且一氧化碳/焦油输送比小于0.7。
16.一种多倍长度的滤嘴条，包括多个以镜像关系端对端地连接成一体的根据权利要求1到9中任一项所述的过滤咀。
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