CN103796537B - 包括聚合物插入件的发烟制品过滤嘴 - Google Patents

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Abstract

一种发烟制品(10)包括聚合物插入件(24)，其压缩系数小于大致100N每1.5mm，并且由包括一种或多种水溶性聚合物的可溶性聚合物材料形成。优选地，发烟制品(10)内的聚合物插入件是限流元件形式，其包括具有至少一个孔口(38)的横向障碍物(28)。

Description

包括聚合物插入件的发烟制品过滤嘴
技术领域
本发明涉及一种由可溶性聚合物材料形成的聚合物插入件，并且涉及包括这种聚合物插入件的过滤嘴及发烟制品。
背景技术
过滤嘴香烟通常包括包裹的烟草去筋烟叶的杆和与包裹的烟草杆以端对端关系对准的圆柱形过滤嘴，其中过滤嘴通过接装纸与烟草杆连接。在传统的过滤嘴香烟中，过滤嘴可以由包裹在多孔栓棒包装件内的醋酸纤维素丝束的栓棒制成。包括有一个或多个结构插入件的过滤嘴也是已知的。例如，已知提供包括一个或多个限流元件的过滤嘴以增加发烟制品的吸阻(RTD)。
此前已经提出使用生物可降解材料制造香烟的过滤嘴，这样吸烟后留下的烟蒂在其被丢掉后可更容易地降解。例如，已经提出使用生物可降解的热塑性材料的纤维来制造纤维过滤嘴段，其可单独地或与传统的醋酸纤维素纤维组合使用。
希望提供一种发烟制品的过滤嘴的插入件，其可以容易地被分解或降解，以使得在过滤嘴被丢掉后促进过滤嘴整体的分解和降解。特别地，希望提供一种插入件，使得其在液态水存在的情况下可以在宽的温度范围内容易和快速地分解。如果这样的插入件可以采用已有的设备和方法容易地制造并且包括到发烟制品过滤嘴中，这是人们所希望的。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供了一种包括聚合物插入件的发烟制品，该聚合物插入件具有小于大致100N每1.5mm的压缩系数并由包括一种或多种水溶性聚合物的可溶性聚合物材料形成。优选地，压缩系数小于大致70牛顿每1.5mm，并且更优选地小于大致40牛顿每1.5mm。优选地，压缩系数不小于大致5N每1.5mm。在本发明的优选实施例中，聚合物插入件是发烟制品的结构元件，例如在一端具有过滤嘴的发烟制品的过滤嘴部分的结构元件。
聚合物插入件的压缩系数可以在压缩试验中测定，其中聚合物插入件放在基本平坦的支撑表面上，并使用压头在插入件的一侧上施加沿向下方向的力，该压头具有平的12mm圆形表面，以100mm每分钟的速度移动。适合实施这样的试验的设备有Alluris GmbH的FMT-310Force Tester压力试验仪。在实施压缩试验之前，聚合物插入件在22℃温度和55％相对湿度条件下处理24小时。试验持续进行，一直到插入件被压缩了1.5mm。此时的力(牛顿)为压缩系数。如果试验不能持续进行到1.5mm的压缩量，则可将力标准化到1.5mm。换句话说，如果最大压缩力为28牛顿并且在该最大压缩处的压缩量是1.4mm，则所报的压缩系数的值将为30牛顿每1.5mm(28牛顿除以1.4再乘以1.5)。
根据本发明的第二方面，提供了一种发烟制品的过滤嘴，过滤嘴包括聚合物插入件，其具有小于大致100N每1.5mm的压缩系数并由包括一种或多种水溶性聚合物的可溶性聚合物材料形成。优选地，压缩系数为不小于大致5N每1.5mm。聚合物插入件的形状和构造使得当插入件放置在盛有22℃水的密闭容器中持续24小时而不搅动时，插入件的结构不再可见，其中容器中存在的水的量为聚合物插入件的重量的大致8倍。在本发明的优选实施例中，聚合物插入件是过滤嘴的结构元件。
根据本发明的第三方面，提供了一种发烟制品的过滤嘴，过滤嘴包括聚合物插入件和过滤嘴包装件，其具有小于100N每大致1.5mm的压缩系数并由包括一种或多种水溶性聚合物的可溶性聚合物材料形成，并且过滤嘴包装件环绕过滤嘴。优选地，压缩系数为不小于大致5N每1.5mm。借助于形成聚合物插入件的聚合物材料，过滤嘴包装件焊接至聚合物插入件的外表面。过滤嘴包装件可以是栓棒包装件。在本发明的优选实施例中，聚合物插入件是过滤嘴的结构元件。
根据本发明的第四方面，提供了一种发烟制品的聚合物插入件，聚合物插入件具有小于大致100N每1.5mm的压缩系数并由包括一种或多种水溶性聚合物的可溶性聚合物材料形成。优选地，压缩系数为不小于大致5N每1.5mm。聚合物插入件的形状和构造使得当插入件放置在盛有22℃水的密闭容器中持续24小时而不搅动时，插入件的结构不再可见，其中容器中存在的水的量为聚合物插入件的重量的大致8倍。聚合物插入件可用于作为发烟制品的结构元件，例如在一端具有过滤嘴的发烟制品的过滤嘴部分的结构元件。
根据本发明，还提供了一种形成发烟制品的过滤嘴的方法，该方法包括如下步骤：提供聚合物插入件，其中所述聚合物插入件由可溶性聚合物材料形成，其压缩系数小于大致100N每1.5mm且包括一种或多种水溶性聚合物；提供过滤嘴包装件；通过施加水润湿过滤嘴包装件和聚合物插入件中的至少一个；并且将过滤嘴包装件包裹在过滤嘴周围并使其与聚合物插入件接触，其中施加的水至少部分地溶解在聚合物插入件的外表面的聚合物材料，并且其中溶解的聚合物材料将过滤嘴包装件粘接到聚合物插入件的外表面。优选地，压缩系数不小于大致5N每1.5mm。
除非另有说明，以下关于聚合物插入件的描述适用于本发明的所有方面。
根据本发明的聚合物插入件可以有利地用于过滤嘴香烟和其它发烟制品，其中的烟草材料燃烧以产生烟气。特别有利地，根据本发明的插入件提供了一种发烟制品的结构元件。根据本发明的过滤嘴还可以用于如下的发烟制品，其中的烟草材料被加热以产生烟气，而不是通过燃烧。根据本发明的过滤嘴还可以用于以下的发烟制品，其中的包含尼古丁的气雾从烟草材料、烟草提取物或其它尼古丁源中产生，而不燃烧或加热。
在这里使用时，术语“烟气”用于描述由可燃性发烟制品例如过滤嘴香烟产生的烟气，和由非燃烧性发烟制品产生的气雾，例如如上所述的类型的加热或非加热的发烟制品。
术语“插入件”指的是固体的结构过滤嘴元件，其具有取决于插入件的预期功能而限定的形状和结构。如以下更详细描述的，根据本发明的插入件的类型的示例包括中空的管状插入件和限流插入件。
根据本发明的插入件由“可溶性”聚合物材料形成，所述聚合物材料由一种水溶性聚合物或多种水溶性聚合物的组合形成。术语“可溶性”表示聚合物材料能够溶解于以水作为溶剂的溶液中。这是通过使用一种或多种水溶性聚合物来形成聚合物材料而实现的。溶解速度也通常依赖于聚合物插入件的特征，其包括但不限于水溶性聚合物的种类、聚合物材料的密度、及聚合物插入件的形状和尺寸，特别是表面积和厚度。
在聚合物材料在水中溶解的第一阶段，聚合物插入件的结构分解，以使得插入件的形状或结构消失。这产生形成聚合物插入件的材料的无定形块，肉眼看时其没有可见的结构或轮廓。优选地，聚合物插入件包括可溶性聚合物并且其形状和构造使得当插入件放置在盛有22℃水的密闭容器中持续24小时而不搅动时，插入件至少到达这个溶解的第一阶段，其中容器中存在的水的量为聚合物插入件的重量的大致8倍。更优选地，聚合物插入件包括可溶性聚合物并且其形状和构造使得当插入件放置在盛有22℃水的密闭容器中持续24小时而不搅动时，插入件至少到达这个溶解的第一阶段，其中容器中存在的水的量为聚合物插入件的重量的大致6倍，最优选地为聚合物插入件的重量的4倍。
在聚合物材料在水中溶解的第二阶段，在聚合物插入件的结构已经完全分解后，形成聚合物插入件的聚合物材料完全溶解在水中，以使得所有的聚合物材料都溶解。当使用肉眼观看样品时，没有剩余可见的聚合物材料，然而如以下讨论的，聚合物插入件的任何不溶成分的残留物可能会保留。
优选地，聚合物插入件包括可溶性聚合物并且形状和构造使得当插入件放置在盛有22℃水的密闭容器中持续24小时而不搅动时，插入件到达这个溶解的第二阶段，其中容器中存在的水的量是聚合物插入件重量的大致400倍，更优选地为聚合物插入件重量的大致200倍，并且更进一步优选地为聚合物插入件重量的大致100倍。
聚合物插入件可以全部由可溶性聚合物材料形成，或可溶性聚合物材料可与其它成分组合来形成聚合物插入件。例如，插入件可以包括惰性成分，例如惰性填充材料。其它构成聚合物插入件的成分可以为水溶性的或非水溶性的。当插入件包括一种或多种不溶于水的成分时，这些成分在聚合物材料在如上所述的试验条件下溶解后将会作为残余物保留。
本发明的聚合物插入件由水溶性聚合物形成，当插入件与液态水，特别是接近室温(22℃左右)的水，接触时，这些水溶性聚合物迅速溶解。当接触环境中存在的水，例如雨水、排水或污水或自然水源例如江河或溪流时，如上所述的，形成聚合物插入件的可溶性聚合物材料因此将容易地溶解。
在聚合物插入件被包括于发烟制品的过滤嘴中的情况下，当吸烟后过滤嘴被抛弃时，在这样的自然发生的条件下聚合物插入件的结构上分解的能力有利地提高了过滤嘴整体分解或降解的速度。由于聚合物材料溶解造成的聚合物插入件失去结构将会通常引起过滤嘴至少部分地崩塌或分裂，以使得水或气体能够更容易地透过过滤嘴的剩余成分。这有利于过滤嘴整体上的降解，这可能会由于接触水、氧气、阳光、细菌或以上的组合而发生。特别地，包括聚合物插入件的被抛弃的过滤嘴的分解速度的增加会有利地增加过滤嘴的生物降解速度。
在根据本发明的过滤嘴被抛弃后，形成聚合物插入件的聚合物材料的溶解速度将通常依赖于许多条件，包括但不限于与插入件接触的水的体积、水的温度和插入件的任何运动或搅动。通常地，在高于22℃的温度下聚合物插入件可能会以比在22℃的试验条件下更短的时间内溶解，如以上说明的。
有利地，包含水溶性聚合物的聚合物材料能够容易地被形成多种限定的形状，可以形成用于发烟制品的多种不同类型的插入件。聚合物材料还可以有利地被处理以便为结构插入件的构造提供足够的硬度和刚度。优选地，选择的聚合物材料能够在通过冷却、干燥或硫化以被硬化之前容易地模制、挤压或铸造以形成插入件。这提供了生产插入件的灵活性，并使得能够按照期望形成具有相对复杂的形状和结构的插入件。优选地，本发明的聚合物插入件通过对与任何附加成分组合的聚合物材料进行挤压或注射模制来形成。
优选地，本发明的聚合物插入件被形成为单个一件式插入件，以便使得制造插入件和将插入件放入发烟制品过滤嘴的过程能够尽可能的高效。替代地，聚合物插入件可以被形成两个或更多个相连的插入件部分。
优选地，一个或多个插入件的外表面提供了包括有聚合物插入件的过滤嘴的外部形状。
聚合物插入件可以采用多种不同形式，其依赖于发烟制品过滤嘴内的插入件的预期功能。优选地，聚合物插入件包括一个或多个管状部分，其限定了一个或多个内部腔室。例如，在特定优选实施例中，聚合物插入件是管的形式。管的内部空间提供了过滤嘴内的腔室，其可以被排空或可以至少部分地被材料填充，例如过滤材料、香味剂材料或吸附剂材料。
在替代的优选实施例中，聚合物插入件是限流元件，用于限制主流烟气通过过滤嘴的流动，从而增加过滤嘴的吸阻(RTD)。优选地，限流元件包括至少一个横向障碍物，其包括一个或多个孔口以为烟气提供通过横向障碍物的受限制的通道。术语“横向”指的是部件放置成基本垂直于包括有聚合物插入件的过滤嘴的纵向方向。
优选地，限流元件另外包括在横向障碍物一侧上的一个或多个管状部分，其中管状部分提供了邻近横向障碍物的上游或下游的腔室。
特别优选地，限流元件包括在横向障碍物两侧的管状部分，提供了邻近横向障碍物的上游和下游的腔室。在横向障碍物每侧的管状部分可以具有基本相同的尺寸和形状以提供关于横向障碍物具有对称性的限流元件。替代地，在横向障碍物每侧的管状部分可以具有彼此不同的尺寸或形状以提供关于横向障碍物不对称的限流元件。例如，管状部分可以具有不同长度、不同外径、不同内径、不同壁厚或这些的任意组合。
在特定优选实施例中，两个一体式管状部分设置在横向障碍物的一侧。优选地，第一一体式管状部分邻近横向障碍物，其具有比第二一体式管状部分小的外径。这种布置提供了一围绕插入件外表面的环状通道，其优选地用于提供通向插入件的通气。两个一体式管状部分可以设置在横向障碍物的上游或下游。单个的管状部分优选地设置在横向障碍物的与两个一体式管状部分相反的另一侧。在一特别优选的实施例中，两个一体式管状部分设置在横向障碍物的下游，单个的管状部分设置在横向障碍物的上游。
在其他替代实施例中，聚合物插入件是适于容纳要包括在过滤嘴内的材料的容器或筒。优选地，容器或筒容纳要在吸烟过程中释放到主流烟气中的香味剂材料。容器或筒可以在一端或两端具有孔以便让通过插入件的烟气获得香味剂。
作为盛放在聚合物插入件内的任何香味剂的替代，或者除了盛放在聚合物插入件内的任何香味剂之外，聚合物插入件可以包括有要在吸烟过程中从插入件释放的一种或多种香味剂。例如，插入件可以包括有在暴露于热、水汽或两者时被释放的香味剂。一种或多种香味剂可以包括在形成聚合物插入件的聚合物材料内，或一种或多种香味剂可以被施加到插入件的表面。
优选地，聚合物插入件的壁具有小于大致2.0mm的厚度，更优选地小于大致1.0mm，并且最优选地小于大致0.7mm。优选地，聚合物插入件的壁具有多达大致2.0mm的厚度，更优选地多达大致0.7mm。在一些实施例中，壁厚度优选地介于大致0.2mm和大致2.0mm之间，更优选地介于大致0.5mm和大致0.7mm之间。形成包括任何横向障碍物或插入件的其他结构的插入件的壁的厚度可以在插入件的纵向截面上测量。
有利地发现，形成聚合物插入件的聚合物材料的溶解速度和聚合物插入件的结构的分解速度可以通过减少聚合物插入件的壁厚度来减小。
优选地，聚合物插入件的长度介于大致10mm和20mm之间，更优选地长度介于大致12mm和14mm之间。在聚合物插入件包括一个或多个管状部分的情况下，每个部分的长度优选为至少3mm，更优选地为至少4mm。优选地，对于标准尺寸香烟来说，聚合物插入件的外径介于大致6mm和9mm之间，更优选地介于大致7mm和8.5mm之间，最优选地介于大致7.2mm和7.9mm之间，或对于减小直径的香烟来说介于大致6.6mm和大致7.6mm之间。
形成本发明的聚合物插入件的可溶性聚合物材料包括一种或多种水溶性聚合物。优选地，水溶性聚合物是水溶性热塑性塑料，其可以容易地被处理以形成聚合物插入件并且还能在硬化方面提供足够的刚度。优选的水溶性热塑性聚合物包括淀粉和聚乙烯醇(PVA)，其可以被单独用于形成聚合物插入件，或在包含两种聚合物或一种或多种其他本领域已知的可溶性聚合物的混合物中使用。
优选地，可溶性聚合物材料包括一种或多种生物可降解聚合物。优选的聚合物是完全生物可降解的，如在欧洲标准EN13432中所述的水氧生物降解试验(Sturm试验)中规定的。在聚合物插入件内的聚合物材料溶解后，生物可降解聚合物可以接着有利地通过自然、生物过程被分解。聚合物材料的溶解有利地分散了生物可降解聚合物，这样聚合物可以更容易地在更短时间内被生物降解。优选的水溶性聚合物，淀粉或聚乙烯醇(PVA)，都可以被完全生物降解。
可溶性聚合物材料可以与一种或多种附加的、惰性成分结合以形成聚合物插入件。优选地，聚合物材料与有机的或无机的填充材料结合。适合的无机填充材料包括碳酸钙或二氧化钛。替代地或另外地，聚合物材料可以与烟草材料结合。其他附加成分可以包括，例如，颜料、漂白剂、着色剂或香味剂。如以上讨论的，附加成分可以是水溶性的或非水溶性的。当附加成分是非水溶性时，在聚合物材料溶解之后这些成分会作为残余物保留。因此，优选地，附加成分是惰性的、自然的或生物可降解的产品。
优选的可溶性聚合物材料具有小于大致310MPa(兆帕)的挠曲模量。优选地，挠曲模量不小于20MPa。更优选地，可溶性聚合物材料具有小于大致50MPa的挠曲应变。优选地，挠曲应变不小于大致10MPa。为了确定特定聚合物材料的挠曲模量和挠曲应变，形成具有80mm长、10mm宽和5mm厚的聚合物材料片。随后根据ISO178：2003说明的试验步骤对材料片进行测试。
优选地，可溶性聚合物材料具有小于大致80的肖氏D硬度。优选地，肖氏D硬度不小于大致10。为了确定肖氏D硬度，形成80mm长、10mm宽和5mm厚的聚合物材料片。随后按照ASTM D-2240说明的试验步骤对片进行测试。
聚合物插入件具有一定程度的压缩系数，使得聚合物插入件将会在施加的较低的力下压缩。这可能取决于插入件的结构的压缩系数、聚合物材料的压缩系数、或上述两者。优选地，在施加的压缩力移走后，聚合物插入件将向其原始尺寸和形状恢复。
本发明的聚合物插入件需要小于大致100牛顿的最大压缩力，更优选地是每1.5mm压缩量小于大致70牛顿的力，并且更优选地是每1.5mm压缩量小于大致40牛顿的力。优选地，压缩系数不小于大致5N每1.5mm。
聚合物插入件的这种程度的压缩系数是有利的，因为它有利于采用传统的过滤嘴组合和香烟制造设备来制造包括有聚合物插入件的过滤嘴。特别地，在包裹过滤嘴的工序步骤中对聚合物插入件的压缩有利地提高了香烟机在包裹过程中处理过滤嘴的能力。
包括如上所述的聚合物插入件的根据本发明的过滤嘴优选地进一步包括一个或多个过滤嘴部分。在本发明的优选实施例中，过滤嘴在聚合物插入件的至少一侧包括纤维过滤嘴部分。例如，一个或多个纤维过滤嘴部分可以沿主流烟气通过过滤嘴流动的方向设置在聚合物插入件的上游。替代地或另外地，一个或多个纤维过滤嘴部分可以设置在聚合物插入件的下游。优选地，一个或多个纤维过滤嘴部分被设置在聚合物插入件的两侧，这样过滤嘴包括一个或多个上游的纤维过滤嘴部分和一个或多个下游的纤维过滤嘴部分。优选地，每个纤维过滤嘴部分都是醋酸纤维素丝束或其它适合的纤维过滤材料的栓棒。
优选地，每个纤维过滤嘴部分的长度介于大致5mm和大致12mm之间，更优选地介于大致6mm和大致8mm之间。形成纤维过滤嘴部分的纤维可以基本上沿着纤维过滤嘴部分沿纵向方向对准，或者纤维可以随机定向。
附加的过滤嘴部分中的至少一个可以包括至少一种能够从通过过滤嘴抽吸的主流烟气中移走至少一种气相成分的吸附剂。优选地，至少一种吸附剂选自活性碳、活性铝、沸石、海泡石、分子筛和硅胶组成的组。替代地或另外地，附加的过滤嘴部分中的至少一个可以包括一种或多种香味剂，优选地为一种或多种液体香味剂，以在抽烟过程中增强向吸烟者的香味输送。
优选地，聚合物插入件和如果存在的一个或多个附加的过滤嘴部分被栓棒包装件的带环绕。栓棒包装件可以是基本透气的或基本不透气的。
优选地，栓棒包装件的带粘接在聚合物插入件的至少一部分的圆周外表面上。优选地，栓棒包装件粘接在聚合物插入件的圆周外表面上以便在聚合物插入件的外表面形成基本气密性的密封。这有利地防止了主流烟气泄漏于聚合物插入件外侧周围，以便使得主流烟气相反被迫通过插入件。在聚合物插入件为用于增加过滤嘴的RTD的限流元件的情况下，这样的布置可能特别有效。
栓棒包装件的带可以采用合适的粘接剂粘接在聚合物插入件上。替代地，在本发明的优选实施例中，借助于形成聚合物插入件的聚合物材料将栓棒包装件焊接至聚合物插入件的外表面。
本发明意义上的术语“焊接”用于表示在聚合物插入件和围绕的包装件之间的密封，其是由在没有施加粘合剂的情况下在材料之间的界面处的材料的粘合实现的。栓棒包装件焊接到聚合物插入件的表面是通过润湿栓棒包装件或润湿聚合物插入件的表面或两者均润湿而实现的。当水接触聚合物插入件时，聚合物插入件表面处的聚合物材料至少部分溶解。在栓棒包装件围绕聚合物插入件包裹之后，溶解的聚合物材料粘接到栓棒包装件的内表面。在一些实施例中，包裹的插入件接着进行干燥处理。
在栓棒包装件由纸材料或其它相对多孔的材料形成的情况下，溶解的聚合物材料流入栓棒包装件表面处的多孔结构内。这使得在聚合物插入件表面处的聚合物材料与栓棒包装件的材料发生了融合或粘合或混合。当溶解的聚合物材料变干时，聚合物插入件的表面层固化，而且在聚合物插入件的表面和栓棒包装件之间形成了粘合。
在一些实施例中，栓棒包装件焊接到聚合物插入件的表面提供了一种栓棒包装件和聚合物插入件之间的特别有效、气密性的密封，其基本上防止了在聚合物插入件和栓棒包装件之间发生空气或烟气的泄漏。在某些情况下，将栓棒包装件焊接到聚合物插入件的外表面可以有利地比使用被施加到聚合物插入件或栓棒包装件的单独的粘合剂提供更完整一体的密封。
聚合物插入件的聚合物材料作为聚合物插入件和栓棒包装件之间粘合剂的能力还潜在地消除了对在生产根据本发明的过滤嘴的过程中向栓棒包装件施加额外的粘合剂的需要。溶解的聚合物材料还可以任选地作为粘合剂来在沿着栓棒包装件的形成搭接接头的接缝处的重叠区域使得栓棒包装件相对于其自身密封。然而，在某些情况下，纵向的粘合剂条可以施加到栓棒包装件的边缘以便将栓棒包装件相对于其自身密封，以形成搭接接头。
在过滤嘴包括在聚合物插入件的任一侧的一个或多个过滤嘴部分的情况下，栓棒包装件优选地粘接在过滤嘴部分的外圆周表面的至少一部分上。优选地，合适的粘合剂施加到栓棒包装件的内表面，以便将栓棒包装件粘接到过滤嘴部分的外圆周表面上。粘合剂可以连续或断续地施加到栓棒包装件的内表面上。粘合剂可以以多个间隔开的条的形式施加到栓棒包装件上，这些间隔开的条至少部分地围绕过滤嘴延伸并将过滤嘴部分固定在栓棒包装件上。粘合剂的条可以沿栓棒包装件片材的长度均匀地间隔开。粘合剂的条的位置可以对齐以便相应于过滤嘴内过滤嘴部分的位置。粘合剂还可以以纵向条的形式布置，这些纵向条沿着栓棒包装件连续分布或断续分布。无论如何，粘合剂可以布置在栓棒包装件上以使得在与插入件相对应的栓棒包装件部分上没有或基本没有粘合剂。
根据本发明的过滤嘴的栓棒包装件优选地由纸材料形成。栓棒包装件可以具有介于大致40克每平方米和大致130克每平方米之间的基重。更特别地，栓棒包装件可以具有介于大致40克每平方米和大致60克每平方米之间的相对低的基重，或者介于大致60克每平方米和大致130克每平方米之间的相对高的基重。
然而，栓棒包装件可以替代地由塑料制料形成，例如透明塑料材料。塑料材料的基重可以为介于大致40克每平方米和大致70克每平方米之间，并且塑料材料可以具有介于大致25微米和大致50微米之间的厚度。在一些实施例中，栓棒包装件可以是基本无孔的，例如具有小于大致20Coresta单位的孔隙率，更优选地小于大致10Coresta单位。在其他的实施例中，栓棒包装件可以是多孔的，例如具有大于大致20Coresta单位的孔隙率，更优选地大于大致100Coresta单位，最优选地大于大致1000Coresta单位。
根据本发明的发烟制品优选地包括可发烟材料的杆和包括有如以上所述的聚合物插入件的过滤嘴。优选地，可发烟材料的杆包括由包装件围绕的烟草，更优选地，包括由包装件环绕的烟草去筋烟叶。
在根据本发明的发烟制品内，包括聚合物插入件的过滤嘴优选地通过基本不透气的接装纸的带附接至可发烟材料的杆。包括一个或多个沿圆周的行的穿孔的通气区域优选地设置在沿着过滤嘴的位置。当栓棒包装件是基本不透气时，除了在接装纸上设置穿孔，穿孔还优选地设置成穿过下方的栓棒包装件。当栓棒包装件是基本透气时，穿孔优选地设置在接装纸中，并可以可选地设置在下方的栓棒包装件中。根据本发明的发烟制品和过滤嘴的吸阻(RTD)可以通过改变在通气区域设置的穿孔的位置和水平以及栓棒包装件的孔隙率来调节。
通气区域可以设置在过滤嘴内聚合物插入件的全部或者部分的上游。替代地或另外地，通气区域可以设置在聚合物插入件的全部或者部分的下游。通气区域可以在横向障碍物的上游或下游，例如在横向障碍物的上游或下游沿着聚合物插入件。在聚合物插入件包括至少部分地限定腔室的一个或多个管状部分的情况下，通气区域可以叠放在管状部分之一上方并且，例如通过一个或多个穿过插入件的缝隙或孔来形成使空气从通气区域进入腔室的结构。这使得主流烟气能够与通过通气区域进入由管状部分形成的腔室内的空气混合。
在包括位于横向障碍物下游的两个一体式管状部分的特别优选的实施例中，通气区域优选地叠放在邻近横向障碍物的第一管状部分上方。第一管状部分优选地具有比过滤嘴的总体直径小的外径，以便提供围绕管状部分的环形腔，在抽烟时通过的空气被抽吸入该环形腔中。
优选地，根据本发明的过滤嘴具有介于大致250mm WG(水标)和大致500mm WG之间的总体RTD，更优选地为介于大致275mm WG和大致400mm WG之间，最优选地为介于大致300mm WG和大致400mm WG之间，其中RTD是在所有通气被阻挡的情况下测量的。优选地，根据本发明的发烟制品具有至少大致30mm WG的总体RTD，更优选地为至少大致40mmWG，其中RTD是在抽烟之前所有通气被阻挡的情况下测量的。
过滤嘴或发烟制品的RTD在这里用压力单位“mm WG”或“mm水标”表示，并且根据ISO6565：2002测量。
优选地，根据本发明的发烟制品的总体长度为介于大致70mm和大致128mm之间，更优选地为大致84mm。
优选地，根据本发明的发烟制品和过滤嘴的外径为介于大致5mm和大致8.5mm之间，更优选地为大致7.9mm。
优选地，根据本发明的过滤嘴的总体长度为介于大致18mm和大致36mm之间，更优选地为大致27mm。
如上所述的聚合物插入件可以有利地包括在多种不同类型的发烟制品中。例如，聚合物插入件可以包括在燃烧性发烟制品中，例如过滤嘴香烟，具有烟草去筋烟叶或其他可发烟材料的杆，其在抽吸过程中燃烧。
替代地，聚合物插入件可以包括在如以上描述的类型的加热型发烟制品中，其中材料通过加热而不是燃烧来形成烟气。例如，根据本发明的聚合物插入件可以包括在包括可燃性热源的加热型发烟制品中，例如在WO-A-2009/022232中公开的，其包括可燃性热源和位于可燃性热源下游的气雾产生基质。根据本发明的聚合物插入件还可以包括在包括不可燃性热源的加热型发烟制品中，例如包括化学热源或电热源例如电阻加热元件。
替代地，如上所述的聚合物插入件可以包括在不通过燃烧也不通过加热而从烟草材料或其他尼古丁源形成含尼古丁的气雾的发烟制品中，例如在WO-A-2008/121610和WO-A-2010/107613中描述的那些。
根据本发明的发烟制品可以包装在容器内，例如在软包装或铰接盖包装中，具有涂有一种或多种香味剂的内衬。
根据本发明，还提供了一种形成如以上所述的根据本发明的过滤嘴的方法。该方法包括如下步骤：提供由包括一种或多种水溶性聚合物的可溶性聚合物材料形成的聚合物插入件；提供过滤嘴包装件；通过施加水润湿聚合物插入件和过滤嘴包装件的内表面中的至少一个；以及将栓棒包装件环绕过滤嘴包裹并与聚合物插入件接触。水至少部分地溶解聚合物插入件的外表面处的聚合物材料并且溶解的聚合物材料将栓棒包装件粘附到聚合物插入件的外表面。
由根据本发明的方法制造的过滤嘴包括过滤嘴包装件，其通过形成插入件的聚合物材料融合至聚合物插入件的外表面，这在一些实施例中在栓棒包装件和聚合物插入件之间形成气密性密封，如以上所述的。优选地，施加到过滤嘴的过滤嘴包装件是栓棒包装件，如以上所述的。
在本发明的优选方法中，包括聚合物插入件的过滤嘴连续地形成。提供包括聚合物插入件和任意的附加过滤嘴部分的过滤嘴的连续阵列，并且连续阵列的过滤嘴被包裹于过滤嘴包装件的连续片材中。连续的包裹的过滤嘴杆接着优选地被切割以形成单个的过滤嘴，或具有用于两个(双)或四个(四)过滤嘴的全部成分的过滤嘴杆，其采用已知的工序依次与包裹好的烟草杆组合，以提供组装好的发烟制品。
在该方法用来形成包括与一个或多个附加的过滤嘴部分(例如纤维过滤嘴部分)结合的聚合物插入件的过滤嘴的情况下，聚合物插入件和过滤嘴部分优选地以合适的顺序对准和排列在过滤嘴的连续阵列中。该步骤能够有利地使用传统的过滤嘴制造设备和技术进行实施。
在聚合物插入件沿其长度为不对称的情况下，可能需要交替聚合物插入件的方向以使得在所有生产的过滤嘴中获得正确的方向。例如，在工艺形成双或四过滤嘴杆的情况下，可能需要连续的聚合物插入件的方向，在将其切割以形成两个发烟制品前，双或四过滤嘴杆在每一端与包裹的烟草杆组合。在替代的工艺中，可能排列连续的插入件以使得它们都面向相同的方向。
可以通过直接向聚合物插入件的外表面施加水来使得聚合物插入件的外表面被润湿，以便至少部分地溶解表面处的聚合物材料，例如，在过滤嘴包装件施加前，通过喷淋或浸渍聚合物插入件来进行。替代地或另外地，聚合物插入件的表面可以通过向过滤嘴包装件内表面施加水来间接润湿，该过滤嘴包装件将与聚合物插入件接触。过滤嘴包装件的润湿可以通过任何适合的技术实施，包括但不限于浸渍、喷淋、辊压或印刷，例如使用凹版印刷滚筒。过滤嘴包装件的表面可以在整个表面上连续润湿，或者水可以在特定位置施加以便与过滤嘴内的聚合物插入件的位置一致。
在水施加到聚合物插入件和栓棒包装件中的至少一个以便使得当栓棒包装件与聚合物插入件接触时水溶解在聚合物插入件表面的聚合物材料之后，过滤嘴包装件优选地围绕聚合物插入件包裹。溶解的聚合物材料起粘合剂的作用以将过滤嘴包装件粘接到聚合物插入件的外表面上。当过滤嘴包装件围绕聚合物插入件包裹时，溶解的聚合物材料跨过聚合物插入件的表面散布并渗透过滤嘴包装件的表面层。
替代地或另外地，水可以在过滤嘴包装件围绕聚合物插入件包裹之后施加到包装件和聚合物插入件的外表面上。
当水从聚合物插入件表面逸出后，溶解的聚合物材料干燥并再次凝固以在过滤嘴包装件和聚合物插入件之间形成结合。完成所需的将过滤嘴包装件焊接到聚合物插入件的表面的需要的水的量是相对较小的，并且干燥可以在接下来的对组装过滤嘴的处理过程中自发进行。替代地，如果需要，本发明的方法可以进一步包括干燥步骤，其中通过施加加热、空气或真空的一种或多种方法来加速聚合物材料的干燥。
优选地，在过滤嘴包装件围绕过滤嘴包裹之前，粘合剂的条沿着过滤嘴包装件的边缘施加到其内表面。粘合剂施加到沿着过滤嘴包装件接缝与栓棒包装件的相对边缘交叠的边缘。该附加的密封用以将过滤嘴包装件固定到其自身，以使得包装件的沿着接缝的自由边缘相对于过滤嘴保持平坦，并且不会从表面突出。
在过滤嘴包括一个或多个附加的过滤嘴部分的情况下，附加的粘合剂还可以以纵向条的方式施加到过滤嘴包装件或跨过过滤嘴的整个宽度施加到过滤嘴包装件，以便将过滤嘴包装件围绕过滤嘴部分固定就位，并且确保附加的过滤嘴部分不会在过滤嘴包装件内滑动，如以上描述的。粘合剂可以选择性地施加到过滤嘴包装件的与附加的过滤嘴部分相对应的区域，或者粘合剂可以沿着过滤嘴包装件连续地施加。替代地或另外地，粘合剂可以施加到过滤嘴部分的表面。
附图说明
本发明将参考附图通过仅仅示例的方式进一步描述，其中：
图1显示了根据本发明的发烟制品的透视图，其部分地未被接装纸和过滤嘴栓棒包装件包裹，以显示过滤嘴的内部构件；
图2显示了图1的发烟制品的过滤嘴的纵向截面图；并且
图3显示了根据本发明的一个替代实施例的过滤嘴的纵向截面图。
具体实施方式
图1中所示的发烟制品10包括圆柱形烟草杆12和过滤嘴14。烟草杆12包括由包装件16围绕的烟草去筋烟叶的栓棒。过滤嘴14通过接装纸18的带与烟草杆12连接，所述接装纸的带围绕过滤嘴14和烟草杆12的邻近部分。
过滤嘴14包括邻近并且邻接烟草杆12的第一过滤嘴部分20、在发烟制品10的嘴端的第二过滤嘴部分22以及设置在第一过滤嘴部分20与第二过滤嘴部分22之间的单件式、注射模制的限流元件24。第一过滤嘴部分20和第二过滤嘴部分22均由醋酸纤维素丝束的栓棒形成。第一过滤嘴部分20和第二过滤嘴部分22从限流元件24的相对两端间隔开小的距离。第一过滤嘴部分20和第二过滤嘴部分22和限流元件24由栓棒包装件26的带围绕。
限流元件24由聚乙烯醇形成，所述聚乙烯醇已与无机填充材料混合，并注射模制以形成限流元件24。如图2所示，限流元件24包括中心的横向障碍物28、从障碍物28的下游侧延伸的一体式下游管状部分30、和从障碍物28的上游侧延伸的一体式上游管状部分32。
下游管状部分30的内圆周限定了邻近横向障碍物28的下游腔34，其中下游腔34与介于横向障碍物28和第二过滤嘴部分22之间的空间成一体。上游管状部分32的内圆周类似地在相反侧限定了邻近横向障碍物28的上游腔36，其中下游腔34与介于横向障碍物28和第一过滤嘴部分20之间的空间成一体。管状部分30、32具有彼此大致相同的长度并且都具有与过滤嘴14的外径基本一致的外径。限流元件24因此基本关于横向障碍物28对称。
横向障碍物28是圆盘的形式，其外径与过滤嘴14的外径基本一致。圆盘包括单个中心孔口38，其在下游腔34和上游腔36之间提供了通道。如图1所示，横向障碍物28的外圆周边缘、下游管状部分30和上游管状部分32是一体的，以便使得限流元件24的外表面整体上是基本上圆柱形的。横向障碍物28和管状部分30、21的壁的厚度介于0.5mm和0.7mm之间。
栓棒包装件26通过在限流元件24表面处的聚乙烯醇融合至限流元件24的外表面。如以上描述的，栓棒包装件26与限流元件24的外表面的融合是通过使限流元件24的表面变润湿以至少部分地溶解在表面处的聚乙烯醇来实现的。栓棒包装件16通过合适的粘合剂附着到第一过滤嘴部分20和第二过滤嘴部分22的外表面。粘合剂的条还可以在栓棒包装件16的边缘处沿着内表面设置，以便使得栓棒包装件16沿着接缝固定就位，形成搭接接头。
沿圆周的一排穿孔设置成穿过接装纸18的带和栓棒包装件26的带。穿孔40位于沿着在位于限流元件24和第二过滤嘴部分22之间的空间上面的过滤嘴的位置。在使用时，流通的空气穿过穿孔40抽吸进入过过滤嘴内的位于限流元件24和第二过滤嘴部分22之间的空间，在这里其与穿过横向障碍物28的中心孔口38抽吸的主流烟气混合。
图3中显示的过滤嘴114类似于上面描述的过滤嘴14的结构，但是其包括位于第一过呲滤嘴部分20和第二过滤嘴部分22之间的替代限流元件124。限流元件124包括如上所述的中心的横向障碍物128、第一一体式下游管状部分130、第二一体式下游管状部分131和上游一体式管状部分132。横向障碍物128沿向下游方向为凹形。
第一下游管状部分130从横向障碍物128的下游侧延伸并且具有与过滤嘴的总体直径相比减小的外径。第二下游管状部分131从第一下游管状部分130的下游端延伸并且毗邻第一过滤嘴部分20。上游管状部分132从横向障碍物128的上游侧延伸并且毗邻第二过滤嘴部分22。第二下游管状部分131和上游管状部分133均具有与过滤嘴114的直径基本相同的外径。
由于第一下游管状部分130具有与任一侧的管状部分相比减小的的外径，栓棒包装件126的内表面与第一下游管状部分130的圆周外表面是间隔开的，如图3所示。在第一下游管状部分130的外表面和栓棒包装件126之间的环状空间136形成了通气腔室。沿圆周的一行或多行穿孔140设置成穿过在通气腔室136上面的栓棒包装件126和接装纸18。穿过插入件的第一下游管状部分130的壁的孔138允许流通空气穿过穿孔140和通气腔室136抽吸进入由第一下游管状部分130和第二下游管状部分131限定的下游腔134，空气在此处可以与主流烟气混合。
过滤嘴14、114采用上述方法构造。首先提供在其间具有限流元件24、124的第一过滤嘴部分20和第二过滤嘴部分22的连续阵列。还提供栓棒包装件材料的连续片材并且采用凹版印刷滚筒以传统印刷方法用水涂覆栓棒包装件的内表面。已润湿的栓棒包装件的片材围绕过滤嘴部分的阵列包裹并且沿着纵向接缝粘接。连续的已包裹的过滤嘴杆接着被切割以提供单个的、双联的或四联的包裹好的过滤嘴，并且包裹好的过滤嘴与包裹好的烟草杆组合，并通过附接围绕过滤嘴的接装纸的带来与烟草杆连接。该步骤可以采用在已知的过滤嘴香烟的制造中将过滤嘴连接到烟草杆的已有机械来实施。
在抽烟后，过滤嘴14、114和烟草杆的任何残余部分将通常被丢弃。在过滤嘴14、114暴露于水时，水将引起形成限流元件24、124的聚乙烯醇开始溶解，以使得限流元件24、124的结构分解。最终，限流元件24、124内的聚乙烯醇将完全溶解并且溶解的聚乙烯醇将从过滤嘴14、114中移走和逐渐被生物降解。在限流元件24、124溶解后，栓棒包装件26、126和接装纸18将向内塌陷，并且过滤嘴14、114的残余物将从内侧和外侧逐渐降解。如以上所述的，限流元件24、124的溶解提高了过滤嘴整体上分解的速度。

Claims (13)

1.一种发烟制品，所述发烟制品包括被过滤嘴包装件围绕的过滤嘴，并包括聚合物插入件，所述聚合物插入件具有小于100N每1.5mm的压缩系数，并且由包括一种或多种水溶性聚合物的可溶性聚合物材料形成，其中聚合物插入件的壁的厚度介于0.2mm和2.0mm之间，并且其中聚合物插入件的形状和构造使得当所述插入件放置在盛有22℃水的密闭容器中持续24小时而不搅动时，插入件的结构不再可见，其中所述密闭容器中存在的水的量为聚合物插入件的重量的大致8倍，
其中过滤嘴包装件通过形成聚合物插入件的聚合物材料融合至聚合物插入件的外表面。
2.根据权利要求1的发烟制品，其中聚合物插入件包括限定了一个或多个腔室的一个或多个管状部分。
3.根据权利要求1或2的发烟制品，其中聚合物插入件是包括至少一个横向障碍物的限流元件，该横向障碍物中具有至少一个孔口。
4.根据权利要求1或2的发烟制品，其中聚合物插入件的可溶性聚合物材料包括一种或多种水溶性、生物可降解的聚合物。
5.根据权利要求1或2的发烟制品，其中聚合物插入件的可溶性聚合物材料包括淀粉和聚乙烯醇中的至少一种。
6.根据权利要求1或2的发烟制品，其中聚合物插入件包括香味剂材料。
7.根据权利要求1或2的发烟制品，其中聚合物插入件具有小于310MPa的挠曲模量。
8.根据权利要求1或2的发烟制品，其中聚合物插入件形成一容器的至少一部分，其中该容器容纳香味剂材料。
9.根据权利要求1或2的发烟制品，所述发烟制品包括具有所述聚合物插入件的过滤嘴，其中所述过滤嘴还包括在聚合物插入件上游的过滤材料的栓棒。
10.根据权利要求9的发烟制品，其中所述过滤嘴在聚合物插入件的上游和下游均包括过滤材料的栓棒。
11.一种用于发烟制品的被包裹的过滤嘴，所述过滤嘴包括：
由可溶性聚合物材料形成的聚合物插入件，所述可溶性聚合物材料的压缩系数小于100N每1.5mm，并包括一种或多种水溶性聚合物，其中聚合物插入件的壁的厚度介于0.2mm和2.0mm之间，其中聚合物插入件的形状和构造使得当所述插入件放置在盛有22℃水的密闭容器中持续24小时而不搅动时，插入件的结构不再可见，其中所述密闭容器中存在的水的量为聚合物插入件的重量的大致8倍；和
围绕过滤嘴的过滤嘴包装件，所述过滤嘴包装件通过形成聚合物插入件的聚合物材料融合至聚合物插入件的外表面。
12.一种用于发烟制品的被包裹的聚合物插入件，包括由可溶性聚合物材料形成的聚合物插入件，所述可溶性聚合物材料的压缩系数小于100N每1.5mm，并包括一种或多种水溶性聚合物，其中聚合物插入件的壁的厚度介于0.2mm和2.0mm之间，其中聚合物插入件的形状和构造使得当所述插入件放置在盛有22℃水的密闭容器中持续24小时而不搅动时，插入件的结构不再可见，其中所述密闭容器中存在的水的量为聚合物插入件的重量的大致8倍，
聚合物插入件具有围绕聚合物插入件的包装件，所述包装件通过形成聚合物插入件的聚合物材料融合至聚合物插入件的外表面。
13.一种形成发烟制品的过滤嘴的方法，该方法包括如下步骤：
提供聚合物插入件，其中所述聚合物插入件的压缩系数小于100N每1.5mm，由包括一种或多种水溶性聚合物的可溶性聚合物材料形成；其中聚合物插入件的壁的厚度介于0.2mm和2.0mm之间，
提供过滤嘴包装件；
通过施加水润湿过滤嘴包装件和聚合物插入件中的至少一个；以及
将过滤嘴包装件包裹在过滤嘴周围并使其与聚合物插入件接触，其中施加的水至少部分地溶解在聚合物插入件的外表面处的聚合物材料，并且其中溶解的聚合物材料将过滤嘴包装件粘接到聚合物插入件的外表面。
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