CN101384185B - 吸烟制品及其过滤器的相关改进 - Google Patents

Abstract

一种用于吸烟制品的过滤器，包括两部分，第一部分(2)，包括由烟气密封材料(6)环绕的纵向延伸的开口(4)，第二部分(8)，包括具有高压降材料的芯(10)，具有与芯相比较低压力降材料的外接环(12)。第一部分(2)通常在第一末端连接至香烟(3)的烟草部分(18)并与第二部分(8)间隔开。此外，本发明还包括环绕在第一和第二部分之间的间隔或间隙(14)或者环绕在第二部分(8)的通风孔(20)。

Description

吸烟制品及其过滤器的相关改进

本发明涉及一种改进的用于吸烟制品的过滤器和结合有这种过滤器的吸烟制品。更具体地说，它涉及用于香烟的过滤器。

多年来，香烟制造商试图通过过滤的方式减少传送到烟民的烟气成分。已作出许多努力以提供一吸烟制品，当吸烟时，其具有已减少的带宽(bandwidth)和抽吸之间减少了差异的抽吸分布。吸烟制品的带宽是香烟在国际标准化组织(ISO)测试条件下抽吸的焦油传送与相同的香烟在其它条件，通常是更强烈的条件下抽吸的焦油传送之间的测量比值。

具体来说，ISO的测试条件包括其中抽烟的抽吸量是35毫升，抽吸持续时间是2秒，以及抽吸之间的间隔是60秒。更强烈的吸烟条件可能包括增加抽吸量，增加抽吸的持续时间，减少抽吸之间的时间，或这些变化的一些组合。较低的带宽对应于香烟在ISO的条件下和同一香烟在更强烈的条件下抽吸时所传送的烟气成分的量的差异减小。

香烟的抽吸分布是所记录的每口抽吸的烟气成分的传送对抽吸数的分布。抽吸之间具有减少了差异的抽吸分布，即相对平坦的抽吸分布，是其中在吸烟过程中每口抽吸中烟气成分的传送更一致的抽吸分布。

不幸的是，当传统的香烟被抽吸时，通常得不到平坦的抽吸分布。一段时间以来已知在烟草工业中，在抽烟的过程中，烟气微粒相成分，或“总颗粒物”(TPM)的传送并非一致。在ISO机器抽吸的条件下，每口抽吸的“强度”-由每口抽吸中烟气微粒相成分的量来测定—从第一口抽吸到最后一口抽吸显著提高。这种在后来的抽吸中微粒物的增加是由多种因素造成的，包括烟丝条的过滤效率降低，烟丝条透过香烟纸的通气水平降低-这两者皆由在抽吸过程中烟丝条的长度减小所致-以及由于前面的抽吸的烟气微粒相成分沉积到烟丝条上所导致的烟丝条的烟气微粒相成分增加的可能性。

香烟中在第一次到最后的抽吸之间的烟气成分的比例基于许多产品设计特性而不同，包括对于那种产品烟气成分的总产生量。通常，在ISO机器抽吸的条件下，对于“浓香型”产品(具有大于10mg的TMP)该比例达到2和4之间，对于“清香型”(5-10mg TPM)达到3和5之间，且对于“超清香型”(小于5mgTPM)达到4和6之间。在“清香型”和“超清香型”产品中使用的高水平通风引起该比例的增大正如产品的烟气成分产生量降低。由于觉察到该香烟在最初几口抽吸中太“弱”或在最后几口抽吸中太“强”，这种在香烟中最初与最后的抽吸之间的烟气成分产生量的不平衡可能导致消费者对该产品的拒绝。由于在开始和最后抽吸中烟气成分的量之间的非常大的差异，该问题对于产生较低烟气成分水平的产品而言更为严重。因此，需要提供具有更平坦的抽吸分布的香烟，其能够在最初和最后抽吸中都传送类似水平的烟气成分。

此外，已知在最后几口抽吸中所传送的烟气成分所增加的含量占在所有香烟产品中所产生的烟气成分总量的重要比例。因此，通过减小在最后几口抽吸中烟气成分的传送，所传送的烟气成分的总量之和将同样被减少。

因此，本发明的目的是提供一种吸烟制品过滤器，其有效地并有力地降低了使用中所传送到消费者的烟气成分的传送。

本发明更进一步的目的是提供一种吸烟制品过滤器，其能够降低吸烟制品的带宽和/或其能够减少抽吸之间传送的烟气成分的差异。

本发明包括用于至少具有两个不同部分的吸烟制品的过滤器。第一部分包括内部区域和周边区域，内部区域和周边区域包括烟气流动通道和相对地烟气密封材料区域。当与烟气流动通道的烟气流动阻力相比较时，相对地烟气密封材料具有增加的流动阻力。在一种实施方式中，烟气流动通道和相对地烟气密封材料被布置在环形结构的芯，芯由烟气流动通道形成。在另一实施方式中，烟气流动通道形成环形而相对地烟气密封材料形成第一部分的芯。

第二部分包括在轴向上与第一部分的烟气流动通道对准的烟气碰撞区。过滤器的第二部分可包括由高压降的过滤材料组成的芯以及由与芯相比较低压力降材料组成的环或反之亦然。

在本发明过滤器的一种实施方式中，第一和第二部分被通过介入间隙的方式而彼此间隔开。

在本发明的一种实施方式中，过滤器被设计为使得第一部分的烟气流动通道与第二部分的芯轴向对准。在该实施方式中，当与第二部分的环的过滤材料相比较时，第二部分的芯由高压降的过滤材料制成。在使用中，烟气离开第一部分的烟气流动通道使得大部分的烟气-特别是较重的烟气成分-冲击第二部分的高压降芯。作为选择，在该实施方式中，相对地烟气密封材料的塞子可被置于第二部分并与第一部分的烟气流动通道的出口轴向对准，使得大部分的烟气-特别是较重的烟气成分-冲击第二部分上的相对地烟气密封材料的塞子。当烟气微粒碰撞材料并被其保留时发生嵌塞过滤，从而在上面所述的实施方式中，烟气成分碰撞到第二部分的烟气嵌塞区上从而被保留。

在另一实施方式中，本发明更进一步地包括环绕第二部分或环绕第一和第二部分之间的间隔或间隙的通风孔。当香烟被抽吸时，第一部分的烟气流动通道开始被微粒烟气成分充满，微粒烟气成分被浓缩并沉积在烟气流动通道中，流过通道的烟气开始受到限制。该限制导致在第一部分中的压力降增大。随着压力降的增大，更多的空气被通过通风孔带入过滤器，因此，随着吸烟的进行在后来的抽吸中，导致在后来抽吸中的烟气成分的传送差异的减少，否则这种差异随着吸烟的进行由于在吸烟制品的随后的抽吸中烟气成分传送的增加这一已知现象而出现。

通风可以通过本领域技术人员已知的方法来提供，如激光或机械穿孔。

过滤器可以进一步包括另外的部分。另外的过滤器部分可包括常规过滤材料如，例如醋酸纤维素，聚丙烯或纸。另外的过滤器部分可作为选择地或另外包括炭素材料例如，活性炭，树脂材料例如，安伯来特(amberlite)、duolite离子交换树脂等，和/或催化材料。

本发明进一步提供了含有吸烟材料的杆的吸烟制品，包覆物环绕在吸烟材料的杆的周围，以及依照本发明连接到吸烟材料的杆的过滤器。

依照本发明的过滤器的第一部分优选与该吸烟制品的吸烟材料的杆在第一末端相邻接并与在相对的一端的过滤器的第二部分间隔开。

本发明的过滤器和吸烟材料的杆可通过本领域已知的任何方法，例如接装纸连接在一起。常见的是，接装纸可沿其长度环绕过滤器并与吸烟材料的杆相交迭。接装纸可通过常规手段连接到吸烟材料的杆的包覆物，例如通过胶粘剂。

在本发明的吸烟制品中，过滤器与吸烟材料的杆优选彼此处于共轴排列。

在依照本发明的吸烟制品的一种实施方式中，过滤器可包括一个或多个附加的过滤段。附加的过滤段可被置于可点燃抽吸材料的杆和第一过滤器部分之间，和/或可位于第二过滤器部分的开口端。

当优选实施方式的详细描述结合附图时，本发明的各个方面和优点将被更好地理解，其中：

图1是选定部分以剖视显示的香烟的透视图；

图2是图1所示实施方式的香烟的横截面图；

图3是图1所示另一实施方式的香烟的横截面图；

图4是图1所示另一实施方式的香烟的透视图；

图5也是图1所示另一实施方式的香烟的透视图；

图6是本发明的几种实施方式降低总的颗粒物的效果图示，和

图7是本发明的一种实施方式降低带宽的效果图示。

尽管本发明能够以许多不同的形式来具体实施，多种实施方式如图中所示并将在这里作详细的描述。目前所披露的应该被认为是本发明原理的范例而并非意欲将本发明的广泛的方面限制到所述的实施方式。

现在参照图1，本发明包括香烟过滤器1和香烟3，旨在减少香烟在使用时的传送带宽。香烟3包括烟草部分18和过滤器1。过滤器1包括包含内部区域4和第一环绕区域6的第一部分2。在一实施方式中，第一部分2在香烟3最接近烟草部分18的末端。内部区域4的直径优选在0.5和3.0mm之间且长度在5和10mm之间。可以理解的是烟气流动通道的长度由过滤器的长度决定；然而，第一部分的烟气流动通道的长度与第一部分的长度相等。

为了使过滤器合理地发挥作用，内部区域4和环绕区域6应包括烟气流动通道以及对烟气相对密封的区域。在优选的实施方式中，内部区域4为烟气流动通道且环绕区域6对烟气是密封的。在该实施方式中，烟气高速穿过烟气流动通道4并离开香烟。在另一实施方式中，然而，烟气流动通道可以由环绕区域6与由烟气密封材料形成的内部区域4组成。

烟气流动通道4可以具有多种不同的实施方式。例如，烟气流动通道4可以包括管30，如图2所示，或与环绕区域6相比较低压降材料40，如醋酸纤维素，如图3所示。

再次参照图1，过滤器1更进一步包括轴向对准的第二部分8，所述第二部分8包括由环12环绕的芯10。第二部分8的内部芯10与第一部分2的内部区域4轴向对准。这可以在图2中更清楚地看到，过滤器1更进一步包括位于第一部分2和第二部分8之间的间隔或间隙14。间隙14的长度可以在0.0001mm至4mm的范围内，但在本发明的不同实施方式中可以在0.1-3.8mm范围内，或在0.5-3.5mm范围内，或在1-3mm范围内，或在1.5-2.5mm范围内，且在本发明的一特别的实施方式中约为2mm。如果间隙过宽，较重的烟气成分在冲击第二部分8之前将在第一和第二过滤器部分之间的间隙14内弥漫，这将对过滤器1的性能产生负面影响。连同过滤器1的其它部分一起，间隙14被以滤嘴成型纸包装起来并用常规的水松纸与香烟的其它部分相连接。

第二部分8的芯10或者环12必须形成相对地烟气密封材料的压紧区。如果第一部分中的烟气流动通道为内部区域4，那么第二部分8的压紧区将在芯10的附近。烟气压紧区可以沿第二部分8的总长延伸，如图1-3所示，或如图4所示，其可以是连接到常规的过滤器部分34的末端的烟气密封材料的小圆盘32。在图4所示的实施方式中，烟气将在烟气密封材料后面弥漫，但较重的烟气成分将首先通过它们在小盘32上碰撞而被去除。

如果第一部分2中的烟气流动通道为环绕区6，那么第二部分8的压紧区将在环12的附近。如图1-3所示，这可以是沿第二部分8的总长的相对密封材料的环12，或其可以是贴到常规的过滤器部分34的末端的相同材料的环形盘36，如图5所示。

当芯10作为压紧区时，外环12的直径优选为过滤器1的总直径的40％，然而，只要芯10宽于第一部分2的烟气流动通道的出口直径，过滤器将适当地发挥其功能。同样地，当环12作为压紧区时，其宽度应大于由环绕区6形成的烟气流动通道的直径。

第二部分8的长度可以是补足过滤器1所需总长的任何长度，且其通常约5-50mm。第二部分8通常为香烟过滤器的开口端。

在一种实施方式中，过滤器1更进一步包括通风孔20，其可位于或者第二部分8或者间隙14。

过滤器1以两种不同的方式减小传送带宽。首先，当香烟被抽吸时，烟气通过第一部分2的烟气流动通道并以高速进入间隙14。由于过滤器部分2，8之间的短的间隔及烟气传送的高速度，在冲击并保留在与第一部分2的烟气流动通道相对的第二部分8的高压降材料上之前，大部分的烟气微粒并没有分散开。较重的烟气微粒的分散小于较轻的微粒，这导致离开香烟的总的颗粒物质减少。对香烟的抽吸越强烈，所发生的烟气分散减少，发生的滤除越多。

减小带宽的第二种方法包括使用通风孔。当香烟被抽吸时，第一部分2中的管4逐渐被微粒的烟气成分填满，这增加了烟气流过管4的阻力。这增加了通过第一部分2的压力降，这导致当吸烟者吸气时，更淡的空气被推过通风孔20。淡的空气通过环绕第二部分8或间隙14的通风孔20进入间隙14或第二部分8。这进一步浓缩了在间隙14中间的烟气，从而引起大部分的烟气冲击芯10，其在优选的实施方式中包括第二部分8的压紧区。

尽管已经描述了那些被认为是本发明的优选的实施方式，本领域技术人员将公认可以对其进行其它的和更进一步的变化和修正而不偏离本发明的精神，且其意欲要求所有这种变化和修正被看作落入本发明真正的范围之内。

实施例

对本发明四种不同的实施方式进行了测试以确定在每次抽吸中无尼古丁的微粒物质的总量并确定随着抽吸数的增加传送是否改变。在实施例A和B中，第一和第二部分的长度分别为11和14mm，且在部分之间有2mm的间隙。在实施例C和D中，第一部分为11mm长而第二部分为16mm长，且两部分之间的间隙为0.001mm。实施例A，B，C和D在第一部分中均具有内直径为2mm的管。在实施例A和C中，第二部分的环由高压降材料制成，然而在实施例B和D中，第二部分的环由较低压降材料制成。

下面的表1和图6证明了当与“对照”香烟相比较时本发明具有消除抽吸分布的有益效果。

表1-无尼古丁的湿微粒物质的逐口抽吸的传送(以mg计)

 

抽吸No.	对照	A	B	C	D
						1	1.068mg	0.463067mg	0.443533mg	0.481333mg	0.129867mg
2	1.29256mg	0.652667mg	0.454827mg	0.519467mg	0.200733mg
						3	1.530667mg	0.726933mg	0.625867mg	0.6452mg	0.250267mg
4	1.742667mg	0.86mg	0.7856mg	0.6844mg	0.216267mg
						5	2.012133mg	0.904933mg	0.922667mg	0.737867mg	0.4012mg
6	2.320267mg	1.098267mg	1.076907mg	0.767333mg	0.340933mg
						7	4.366667mg	1.272mg	1.1432mg	0.9592mg	0.543333mg
8		1.402667mg	1.462667mg	1.117333mg	0.737467mg

此外，表2和图7显示当本发明的一种实施方式-实施例D-在不同条件下被抽吸时，所发生的带宽减小。与对照的香烟相比，条件越是极端，实施例D完成的越好。在ISO条件下(每口抽吸的体积为35mL，抽吸持续2秒钟，抽吸间隔为60秒)，微粒物质的量之间的差别相对较小。但随着抽吸的强度的全面提高，本发明的过滤器的效力提高，正如由对照和实施例D之间在TMP的大的差别所证明的。

表2-在ISO和其它条件下TMP的传送

 

吸烟条件	对照	D
			ISO	4.95mg	4.43mg
60/2/60	9.16mg	7.57mg
			45/2/30	11.5mg	9.93mg
60/2/30	15.54mg	11.11mg

本发明的各种实施方式当其被抽吸时对减小带宽、减小TMP以及消除香烟的抽吸分布具有相当大的有利作用。虽然仍使用本发明的概念，显然高压降材料的位置和间隙的宽度将改变本发明的性能。这种变化被认为落入本申请的范围之内。

Claims (26)

1.一种用于吸烟制品的过滤器，包括：

第一部分，包含具有纵向延伸的烟气流动通道通过的烟气密封材料；

第二部分，与所述第一部分通过空的间隙隔开并与所述第一部分轴向对准，所述第二部分包括由环部分环绕的芯部分；和

位于第二部分或间隙中的通风孔；

其中所述的芯部分和环部分中的一个包含高压降过滤材料且其它部分包含较低压降材料；

其中所述烟气流动通道与所述的包含高压降过滤材料的环或芯部分纵向对准，从而使从所述烟气流动通道排出的烟气微粒冲击并保留到所述高压降过滤材料上以减少传送给吸烟者的烟气成分。

2.如权利要求1所述的用于吸烟制品的过滤器，其中所述烟气流动通道为对中地配置在所述第一部分内的开口。

3.如权利要求2所述的用于吸烟制品的过滤器，其中在所述烟气流动通道中包括管。

4.如权利要求1所述的用于吸烟制品的过滤器，其中所述烟气流动通道包括与所述烟气密封材料相比较低压力降材料。

5.如权利要求4所述的用于吸烟制品的过滤器，其中所述较低压力降材料对中地布置在所述第一部分内。

6.如权利要求4所述的用于吸烟制品的过滤器，其中所述较低压力降材料以环/芯关系环绕所述的烟气密封材料。

7.如权利要求1所述的用于吸烟制品的过滤器，其中所述通风孔环绕所述第二部分。

8.如权利要求1所述的用于吸烟制品的过滤器，其中所述通风孔使外面的空气能够进入所述过滤器。

9.如权利要求3所述的用于吸烟制品的过滤器，其中所述通风孔使外面的空气能够进入所述过滤器，并且当焦油充满所述管时，通过所述通风孔的空气的量增加。

10.如权利要求1所述的用于吸烟制品的过滤器，其中所述烟气流动通道的长度在5和10mm之间。

11.如权利要求1所述的用于吸烟制品的过滤器，其中所述烟气流动通道的直径在0.5和3mm之间。

12.如权利要求1所述的用于吸烟制品的过滤器，其中所述第二部分的所述芯的直径为所述过滤器直径的约60％。

13.如权利要求1所述的用于吸烟制品的过滤器，其中在所述第一部分和所述第二部分之间小于4mm。

14.一种吸烟制品，包括：

吸烟材料的杆；

环绕所述吸烟材料的杆的包覆物；和

如权利要求1所述的过滤器；

过滤器的第一部分具有第一末端和相对端，所述第一末端被连接到所述吸烟材料的杆。

15.一种用于吸烟制品的过滤器，包括：

第一部分，包含具有纵向延伸的烟气流动通道通过的烟气密封材料；

第二部分，与所述第一部分通过空的间隙隔开并轴向对准，其中所述第二部分包括开口端和间隙端；

位于第二部分或间隙中的通风孔；和

烟气密封的阻挡片连接到所述第二部分的间隙端；

其中所述烟气流动通道与所述阻挡片纵向对准以阻挡来自所述烟气流动通道的烟气微粒并减少传送给吸烟者的烟气成分。

16.如权利要求15所述的用于吸烟制品的过滤器，其中所述烟气流动通道为对中地配置在所述第一部分内的开口。

17.权利要求16所述的用于吸烟制品的过滤器，其中在所述烟气流动通道中包括管。

18.权利要求17所述的用于吸烟制品的过滤器，其中所述烟气流动通道包括与所述烟气密封材料相比较低压力降材料。

19.如权利要求18所述的用于吸烟制品的过滤器，其中所述较低压力降材料对中地布置在所述第一部分内。

20.如权利要求18所述的用于吸烟制品的过滤器，其中所述较低压力降材料以环/芯关系环绕所述的烟气密封材料。

21.如权利要求15所述的用于吸烟制品的过滤器，其中所述通风孔环绕所述第二部分。

22.如权利要求15所述的用于吸烟制品的过滤器，其中所述通风孔使外面的空气能够进入所述过滤器。

23.如权利要求17所述的用于吸烟制品的过滤器，其中所述通风孔使外面的空气能够进入所述过滤器，并且当焦油充满所述管时，通过所述通风孔的空气的量增加。

24.如权利要求15所述的用于吸烟制品的过滤器，其中所述烟气流动通道的长度在5和10mm之间。

25.如权利要求15所述的用于吸烟制品的过滤器，其中所述烟气流动通道的直径在0.5和3mm之间。

26.如权利要求15所述的用于吸烟制品的过滤器，其中在所述第一部分和所述第二部分之间小于4mm。

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