CN103501644B - 吸烟物品 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种吸烟物品，该吸烟物品包括过滤器部分，该过滤器部分包括用于从烟雾气流中移除颗粒状物质的过滤材料的第一区域，其中吸烟物品的杆布置成增强热量向过滤材料的第一区域的传输。

Description

吸烟物品

技术领域

本发明涉及吸烟物品，并且特别地涉及在其内部对烟雾进行改性的吸烟物品。

背景技术

在本领域包括烟雾改性剂的吸烟物品是公知的。示例包括放置于吸烟物品的过滤器部分或烟草杆中的吸收剂或吸附剂。微粒过滤器吸收烟雾气流的颗粒相中的烟雾成分。过滤器经常包含吸收剂并且已知其能吸收烟雾气流的蒸汽相中传送的烟雾成分。

当烟雾气流通过吸烟物品时这些吸收剂和吸附剂将烟雾成分从烟雾气流中移除，但吸烟物品的设置不能使烟雾的温度曲线被控制。因此，当希望烟雾成分被移除时它们并没有被移除。

发明内容

本发明的一个实施例提供了一种吸烟物品，该吸烟物品包括过滤器部分，而该过滤器部分包括用于从烟雾气流中移除颗粒物质的过滤材料区域，其中吸烟物品设置成增强向过滤材料的第一区域的热传输。

在一个实施例中可抽吸材料的杆被设置为由包装纸包裹并且设计为当点燃时在其一端形成炭，其中包装纸具有附在其上的导热条以增强从炭向过滤材料的第一区域热传输。

可抽吸材料的杆可具有至少一条延伸穿过的槽，借此增强从炭到过滤材料的第一区域的热传输。

至少一条槽可包括多条布置为放射状地围绕可抽吸材料的杆的圆周的槽。

在一个实施例中烟雾气流在过滤材料的第一区域的下游被冷却，例如通过冷却腔。吸收剂材料的区域可设置在冷却腔内或下游。

冷却烟雾的小孔可包含在环绕过滤器部分的包装纸中。

可以提供稀释剂，例如在过滤材料的第一区域的下游。

可抽吸材料的杆可包括烟草的球状组合物并且可进一步包括碳。

过滤材料的第二区域可设置在过滤材料的第一区域的下游，其中过滤材料的第二区域的过滤效率低于过滤材料的第一区域的过滤效率。

过滤材料的第一区域可具有大于30％甚至大于70％的截留值。

吸烟物品可配置成使得过滤材料的第一区域仅移除具有预设值沸点的物质或沸点高于预设值的物质，例如大约250℃、300℃、350℃、400℃、450℃或500℃。

附图说明

为了更充分地理解本发明，现将参照附图仅通过示例方式来描述本发明的实施例，附图中：

附图1示出了根据本发明的一个实施例的吸烟物品的侧视截面图；

附图2示出了根据本发明的一个可替换实施例的吸烟物品的侧视截面图；

附图3示出了根据本发明的一个可替换实施例的吸烟物品的侧视截面图；

附图4示出了根据本发明的一个可替换实施例的吸烟物品的侧视截面图；

附图5示出了根据本发明的另一个实施例的吸烟物品的侧视截面图；

附图6示出了根据本发明的另一个实施例的吸烟物品的侧视截面图；

附图7示出了根据本发明的一个实施例的吸烟物品的端视图；

附图8示出了根据本发明的一个实施例的烟草杆包装纸的俯视图；并且

附图9示出了根据发明的另一个实施例的吸烟物品的端视图。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的一个实施例的圆柱形香烟10。香烟10包括烟草杆15和过滤器部分20。附图1中显示的烟草杆15和过滤器部分20通过接装纸25彼此连接，尽管在本领域公知的连接烟草杆和过滤器部分的其他手段能够可替换地使用。过滤器部分20被长度大于过滤器部分20的接装纸25包裹，并且该接装纸以本领域公知的手段连接烟草杆15和过滤器部分20。

附图1中显示的烟草杆15可以比本领域公知的传统烟草杆短。烟草杆15可以由包装纸26环绕的再生或球状烟草构成。包装纸26可由本领域中已知的任何适合的包裹烟草杆的纸形成。包装纸26可具有介于0至25Coresta单位(下文中称为CU)的自然透气度，优选为介于2至10CU。更高的透气度可以通过静电穿孔获得。

烟草杆的长度可以为10到50毫米(下文称为mm)，30到40mm为优选长度。烟草杆15的周长可以为介于14到28mm，17到25mm为优选周长。

在烟草杆15的制作中可以将粘合剂加入烟草中，使得烟草更容易制作和形成杆。碳，以颗粒形式一例如活性炭或其他本领域公知的碳添加剂，也可以加入烟草中，这也使得烟草杆15的制作更容易，促进燃烧和增加燃烧热，还已知可以作为某些烟雾成分的吸收剂。

环绕烟草杆15的包装纸26由低透气度纸制成，本领域已知的纸以外的包装材料可以被使用。已知物质的透气度或多孔性影响它的燃烧速度。如此，包装纸26的低透气度确保了烟草杆15燃烧得比高透气度包装纸包裹的烟草杆更慢。烟草杆15比本领域已知的传统烟草杆更短，降低的燃烧速度增加了使用者使用香烟10时的抽吸或喷吐次数。

香烟10的过滤器部分20可以被包裹在除接装纸25之外的滤棒成型纸27中。滤棒成型纸27可具有介于0到2000Coresta单位之间的透气度。

过滤器部分20包括高过滤率(下文为FE)材料30的区域。高FE材料30区域位于过滤器部分20的上游端并且与烟草杆15毗邻。高FE材料30可以是耐热的，因为其暴露在高温下并且可以是由玻璃纤维制成的剑桥(Cambridge)过滤垫。高FE材料30还可以包含材料，例如沸石，其可以选择性的吸走单个的烟雾成分。高FE材料区域的长度可以是介于1到15mm。应该选择高FE材料的过滤效率和/或截留值以获得高级别的颗粒过滤。根据本发明的实施例的截留值是大于30％的颗粒物质、优选大于70％的颗粒物质被截留，尽管本发明的截留值在高于40％、50％、60％、80％和/或90％也都是有效的。

因为高FE材料30的区域在使用中可能变热，可以提供位于高FE材料30和接装纸25之间的绝缘层31以降低使用者接触过滤器部分20时烧到自己的风险。

稀释剂容纳材料35或气溶胶形成剂可以放置在高FE材料30区域内。稀释剂容纳材料35可包括甘油，尽管本领域其他已知稀释剂可以等效使用。稀释剂容纳材料35提供了通过引入其他成分对烟雾内容物改性并由此稀释烟雾气溶胶的另一种手段。

稀释剂容纳材料35能够可替换地放置在高FE材料30的区域下游的冷却腔40内。稀释剂的附加区域可以位于过滤器部分20的进一步的下游。附图1中显示的冷却腔40提供了烟雾向下游传输时流通和冷却的空间。冷却腔40的长度可以介于10到30mm之间。

冷却腔40的进一步下游是低FE材料45的区域。低FE材料45可以用醋酸纤维素线制成，尽管本领域已知的其他低FE过滤材料可以被使用。低FE材料45可以形成为塞子，当烟雾通过的时候，其吸收烟雾成分。低FE材料45的区域的长度可以是介于10到30mm之间。

吸附剂材料50可以位于低FE材料45的区域内，其吸收烟雾成分。适合的吸附剂材料的例子包括活性炭颗粒、碳壳或本领域已知的吸收烟雾成分的任何其它材料。

嘴端过滤器部分55放置在吸烟物品10的嘴端60处。嘴端过滤器部分的长度可以介于5到15mm。嘴端过滤器部分55可以由低FE过滤材料塞子制成，其中没有吸附剂材料。嘴端过滤器部分55阻挡了吸附剂材料50进入并接触使用者的嘴。虽然在附图1中没有示出，香料可以包含在嘴端过滤器部分55。这使得其能够具有抵消可能由吸附剂材料50引起的任何味道改变的效果。

接装纸25沿其长边设置了空隙65，其允许空气渗入过滤器部分20并且一些烟雾成分渗透出过滤器部分20。

香烟10的一个可替换实施例如附图2所示。过滤器部分20基本与附图1所示的过滤器部分20相同。孔70沿烟草杆15的纵轴延伸。孔70提供了烟雾从燃烧炭75向下游的高FE过滤性材料30传输的途径。孔70可具有介于1到3mm的直径。也可以使用基本上彼此平行的多个孔。孔70帮助热量向过滤器部分20传输。

参考附图1描述，由于混合材料会帮助保持孔的形状，通过挤压或压缩的烟草和碳混合物形成烟草杆15还可以使孔70的形成更容易。加入粘合剂例如古尔胶或黏性材料来切割烟草也能够使得帮助保持孔的形状。

类似于附图2所示的但是具有改性过滤器部分20的香烟10如附图3所示。接装纸25没有设置空隙，例如附图2中所示的空隙65。空气穿过天然多孔的接装纸25和滤棒成型纸27渗透。类似地，烟雾的一些成分能够渗透出过滤器部分20。

类似于附图1所示的但包括可替换设置的过滤器部分20的香烟10如附图4所示。在该实施例中，吸附剂材料50已经被包含在冷却腔40内，例如以填充满或基本充满冷却腔腔室的小颗粒形式。

当附图1所示的香烟10被使用者点燃时，烟草杆15和环绕烟草杆15的包装纸26被点燃的位置形成了炭75。当使用者通过嘴端过滤器部分55抽吸时形成了压力差，因此形成了烟雾气流，其向过滤器部分20移动。

烟雾气流由多种成分组成，它们中的每一种以蒸汽相和/或颗粒相存在。以每一种相存在的各烟雾成分的量依赖于烟雾的温度。存在于蒸汽相中的颗粒烟雾成分的比例随温度升高而增加。

当烟雾通过烟草杆15朝过滤器部分20向下游移动时，随着它从炭75远移烟雾的温度降低。烟雾温度的降低由于一些因素而减少，例如下游的烟雾流动的变化。使用短而细的烟草杆或通过烟草中的低流动阻力的槽或孔和包裹烟草杆的低透气度的包装纸对流动有影响。另外的因素例如采用热传导材料和减少烟草杆的热质量也是重要的因素。

当烟雾到达高FE材料30的区域时，大比例的以颗粒相传输的成分将从烟雾气流中被移除。颗粒相的成分与蒸汽相传输的成分相比具有更高的沸点。相当小量的蒸汽相成分将不可避免地从烟雾气流中被高FE材料30移除。然而，当更多的烟雾随后通过过滤器部分20被抽吸时，这些成分的一部分可以从高FE过滤性材料30中被洗提。

烟雾气流通过稀释剂容纳材料35，其通过添加更多成分到烟雾气溶胶中来稀释烟雾。如上所述，稀释剂容纳材料35可以放置在高FE材料30的区域内或冷却腔40内。

在冷却腔40内烟雾冷却到较低温度。当烟雾冷却时多种之前蒸汽相的成分凝结成颗粒相。

烟雾冷却的速度会受一些因素的影响，例如任何穿孔的布置，如接装纸26中的间隙65，和当烟雾与周围空气通风换气时接装纸25和滤棒成型纸27的天然透气度。空隙65的长度可以介于1到30mm。

接装纸25和滤棒成型纸27的选择是很重要的，这对于本领域技术人员来说是很明显的，因为其使得烟雾冷却和残留在蒸汽相和颗粒相中成分的比例被更好地控制。

当烟雾进入低FE材料45的区域时，颗粒相成分被移除。在低FE材料45的区域中从烟雾气流中移除的颗粒材料的量低于在高FE材料30的区域中移除的量，因为区域45相对于区域30具有较低的过滤效率。

吸附剂材料50，例如活性炭或其它本领域已知的任何烟雾成分吸附剂，可以被放置在低FE材料45的区域。吸附剂材料50主要吸收蒸汽相的烟雾成分。

最后，烟雾气流从嘴端过滤器部分55被抽吸。嘴端过滤器部分55包括低FE材料的塞子。嘴端过滤器部分55可以注入一种本领域已知的香精，特别是在上游使用了碳或其它这样的吸附剂时。

附图5示出了可替换的过滤器布置。过滤器部分20包括高FE材料80的环形区域，其放置在烟草杆15与过滤器部分20邻接的位置。环形过滤器部分80的下游设置了中等FE材料85的区域。高FE材料80的区域和中等FE材料85的区域可以用热传导材料90包裹，其依次可以包裹在绝热材料95内。

该中等FE材料85的下游设置了基本与上面参考附图1描述的结构相似的过滤器结构。区域85的FE比区域45的FE高，但比区域80的FE低。

在使用前，环形区域80的中心形成纵向孔86，其沿环形区域80的长度延伸，其宽度可以为大约0.1到2mm。在使用中，相当量的烟雾成分在中心孔86中聚集，最后在孔86内至少部分阻塞烟雾成分。

因此，例如当过滤器区域80还没变热且烟草杆15处于最长状态时，在最初几次抽吸中通过过滤器区域80的压降会与后来抽吸的压降不同，后来过滤器区域80已经变热且烟草杆15已经至少部分燃烧掉并因此变短。最初几次抽吸时通过过滤器区域80的烟雾会因此包含与由于后来的抽吸而通过的烟雾不同比例的特定烟雾成分。这是因为最初的抽吸造成的一些烟雾通过区域80时会经过中心孔86并且基本不会被区域80过滤。而后来的抽吸造成的烟雾会被迫经过环形区域80的外环中的过滤性材料。对于本领域技术人员来说是显而易见的是，过滤器区域80可替换的在形状或结构上不同的设计可以被使用。

在附图5中显示的香烟10中，低FE过滤材料45的区域可以被具有高孔隙率的滤棒成型纸96包裹，其介于区域45和滤棒成型纸27之间，滤棒成型纸27也可以具有相似的孔隙率。嘴端过滤器部分55可以被滤棒成型纸97包裹，其孔隙率低于包裹低FE过滤材料45的区域的滤棒成型纸96的孔隙率。

在过滤器部分20内可以结合地或单独地使用用于多种成分的其它改性剂。例如，环绕冷却腔40的滤棒成型纸27可以注入例如甘油的气溶胶形成材料，或加入可以保持气溶胶形成材料的另外的内衬层。

附图6示出了根据另一实施例的香烟10。香烟10与附图1中所示的相似，然而环形垫圈100放置在高FE材料30的区域的上游。垫圈100对烟雾气流进行集中或引流使得其冲击高FE材料30的区域，并且保持了烟雾气流的速度从而帮助减少其热量损失至最小程度。高FE材料30的区域和垫圈100可以用热传导材料90包裹，其又可以用绝热材料95包裹。

垫圈100可以由传导性材料制成，因此进一步增加了向过滤器部分20的热传输。冷却腔40可以构形为提供压力梯度的形状，以帮助气溶胶的形成。可替换地，冷却腔40可以至少部分地用吸附性材料如碳来填充。

在附图1-6中示出的包装纸26可具有沿其长度延伸的额外的热传导手段。附图7和8示出了热传导条110，热传导条可以从炭75向高FE材料30，80的区域传导热，如附图1-6所示，因而提高了烟雾离开烟草杆15和进入过滤器部分20处的烟雾温度。热传导条110可以是金属的或含有任何其它适合的传导性材料。

作为附图7和8中示出的条110的替换方案或附加方案，可以包括包装纸26内的衬垫或包装纸26的层，这两者均可以使用铝箔纸形成。

附图7和8示出的热传导条110可以可替换地允许沿着烟草杆15的长度形成热传导槽115。烟雾可以从沿着这些槽115从炭75移入过滤器部分20以减少热损失。所述条可以由纸、再生烟草薄片或任何其它适合的材料制成，这对于本领域技术人员来说是显而易见的。所述条可以在包装纸26包裹烟草杆15之前或之后施加在包装纸26上。附图8示出了具有条110的包装纸26，所述条在包裹烟草杆15之前设置。这些条110可沿烟草杆15的部分长度延伸或烟草杆15的整个长度延伸。槽115可以可替换地通过在包装纸26和烟草杆15之间设置波纹状内包装材料120来形成，如附图9所示。

虽然附图7和9示出了香烟10的端视图，但其没有设置孔70，但是这样的孔70可以根据本发明的各个实施例设置。

对通过香烟10的长度的烟雾的温度曲线和香烟10内的成分的顺序的改型可以在不脱离由所附权利要求限定的本发明的范围的前提下作出。

还应当指出的是，尽管上面结合香烟对本发明进行了描述，但本发明并不限于香烟，而是可适用于本领域已知的其它吸烟物品。

实验数据

分析了与附图1所示的香烟10相似的香烟的烟雾曲线。所述香烟与附图1所示的香烟10的不同在于过滤器部分不包含稀释剂、吸附剂或通风空隙。检测到的烟雾成分包括颗粒状尼古丁、颗粒状水、焦油(NFDPM)、苯并芘(B(a)P)和邻苯二酚。在表格中还示出了各香烟的(B(a)P)与NFDPM的比例和邻苯二酚与NFDPM的比例以及抽吸或喷吐次数。根据本发明的香烟与两个对照香烟进行比较，结果记载于下面的表格中。通过分析持续2秒的55立方厘米(cc)的抽吸和30秒的抽吸间隔对香烟进行分析。

表1

根据本发明的示例香烟，以及对照1和对照2包含同样的混合烟草、烟草杆和过滤器长度。标记为对照1的香烟具有传统的醋酸纤维过滤器，该过滤器具有通风空隙，所以总颗粒状物质(TPM)与本发明的香烟匹配。标记为对照2的香烟与本发明的香烟类似，但是高FE过滤性材料30的区域被低效率醋酸纤维素过滤器取代。本发明中的香烟的高FE材料使用玻璃纤维制成。

如上表中显示的，结果显示根据本发明的示例香烟的B(a)P和邻苯二酚与NFDPM的比值低于两个对照香烟。B(a)P和邻苯二酚具有相对高的沸点并因此通过高FE过滤部分在它们的颗粒相时被移除。

本发明的实施例可以因此设置为基于烟雾成分的相对沸点来控制烟雾成分的水平。例如，本发明的实施例的高FE过滤材料区域能够用于选择性地仅移除沸点相对高的烟雾成分，例如沸点高于特定温度，例如高于区间250℃、300℃、350℃、400℃、450℃或500℃的温度。这些成分在通过高FE过滤区域30，80，85时处于颗粒相。

通过在冷却腔40中冷却烟雾，低FE过滤材料45具有吸附性材料50，根据本发明的特定实施例，其可以选择性地移除具有相对低的沸点的烟雾成分，例如沸点低于大约300℃、250℃、200℃、150℃或100℃的成分。

为了解决各种问题和改进现有技术，本申请的整个申请文件通过解释多个实施例进行说明，这些实施例中主张的发明可以在高质量的吸烟物品中实践和实施。本发明的优点和特征仅仅是实施例的代表样本并且不是穷举和/或排它性的。它们仅用于帮助理解和教导要求保护的特征。应当理解，本发明的优点、实施例、示例、功能、特征、结构和/或其它方面不应被认为是对权利要求书限定的本发明的限制或对权利要求书的等价物的限制，并且在不脱离本发明的范围和/或精神的情况下可以采用其它实施例并且可以作出各种改型。各种不同实施例可以适当地包含、包括、或实质上包括公开的多种元件、部件、特征、部分、步骤、手段等的各种组合。另外，本发明包括其它现在没有主张但是未来可能会主张的发明内容。

Claims (18)

1.一种具有过滤器的吸烟物品包括：

用于从烟雾气流中移除颗粒状物质的过滤材料的第一区域（30、80、85），

在过滤材料的第一区域的下游的过滤材料的第二区域（45），所述过滤材料的第二区域的过滤效率低于过滤材料的第一区域的过滤效率，

在进入到所述第二区域之前在过滤材料的第一区域的下游冷却烟雾气流的装置（40），以及

由包装纸（26）包装的可抽吸材料的杆（15），并且所述杆布置成在点燃时在其一端形成炭，其中包装纸具有附在其上的热传导条（110）以增强热量从炭到过滤材料的第一区域的传导，其中可抽吸材料的杆包括至少一个延伸穿过的槽（70、115），以增强热量从炭到过滤材料的第一区域的传导；

其中，所述第一区域、所述第二区域和所述吸烟物品的装置设置为基于烟雾成分的相对沸点来控制烟雾成分的水平。

2.根据权利要求1的吸烟物品，其中所述至少一个槽包括多个槽（115），所述多个槽布置为放射状地围绕可抽吸材料的杆的圆周。

3.根据权利要求1的吸烟物品，其中冷却烟雾的装置包括冷却腔。

4.根据权利要求3的吸烟物品，进一步包括位于冷却腔中或冷却腔下游的吸附性材料的区域（50）。

5.根据权利要求1的吸烟物品，其中冷却烟雾的装置包括环绕过滤器部分的包装纸上的穿孔。

6.根据权利要求1的吸烟物品，其中冷却烟雾的装置包括环绕过滤器部分的包装纸上的至少一条空隙（65）。

7.根据以上任一权利要求的吸烟物品，进一步包括稀释剂（35）。

8.根据权利要求7的吸烟物品，其中稀释剂（35）邻近过滤材料的第一区域（30）的下游。

9.根据权利要求1至2中的任一项的吸烟物品，其中可抽吸材料的杆包括烟草的颗粒状复合物。

10.根据权利要求1至2中的任一项的吸烟物品，其中可抽吸材料的杆进一步包括碳。

11.根据权利要求1至6中的任一项的吸烟物品，其中过滤器部分配置为当使用吸烟物品吸烟时改变烟雾气流的成分。

12.根据权利要求11的吸烟物品，其中过滤器的第一区域形成环绕一孔的环形，当使用吸烟物品抽烟时该孔会变得阻塞。

13.根据权利要求1至6中的任一项的吸烟物品，其中过滤器部分配置成通过槽将烟雾气流引流到过滤材料的第一区域。

14.根据权利要求1至6中的任一项的吸烟物品，其中过滤材料的第一区域被绝热材料包裹。

15.根据权利要求1至6中的任一项的吸烟物品，其中过滤材料的第一区域具有大于30％的截留值。

16.根据权利要求1至6中的任一项的吸烟物品，其中过滤材料的第一区域具有大于70％的截留值。

17.根据权利要求1至6中的任一项的吸烟物品，其中该吸烟物品布置成使得，过滤材料的第一区域仅移除具有等于或高于预定水平的沸点的物质。

18.根据权利要求17的吸烟物品，其中该预定水平是250℃、300℃、350℃、400℃、450℃或500℃中的一个。