CN1054271C

CN1054271C - 带有过滤元件的香烟制品

Info

Publication number: CN1054271C
Application number: CN93109534A
Authority: CN
Inventors: P·R·怀特
Original assignee: British American Tobacco Co Ltd
Current assignee: British American Tobacco Investments Ltd
Priority date: 1992-07-04
Filing date: 1993-07-03
Publication date: 2000-07-12
Anticipated expiration: 2013-07-03
Also published as: DK0579410T3; HU216810B; DE69306323T2; JP2004000148A; JPH0698747A; KR940005240A; GR3021910T3; EP0579410A1; US5549125A; JP3730226B2; EP0579410B1; KR100262359B1; ATE145795T1; HUT65088A; DE69306323D1; HU9301944D0; GB9214267D0; CN1086108A; ES2095577T3

Abstract

一种香烟，具有一个带有减少烟雾气态成分装置的区域，环绕着烟雾流动通道；具有通风装置，它引导烟雾离开减少气态成分的区域，其气态成分减少效果优于在这种香烟通风条件下人们所期望的减少效果。

Description

带有过滤元件的香烟制品

本发明涉及一种烟制品，特别是带有过滤元件的烟制品。该过滤元件包括可以减少吸烟时烟气中的气相成份的装置。

在吸烟过滤元件中使用碳或活性碳来减少烟气中的气相成分是众所周知的，通常碳被用于双重过滤布置，碳颗粒被撒于弹性的醋酸纤维杆上，该杆是以传统方法聚集起来的且切成双倍单位长度。带有碳的双倍单位长度纤维素然后与双倍单位长度的平的醋酸纤维素过滤元件相叉接。这种叉接结合物被卷成一塞卷状，然后，在含碳过滤元件二倍单位长度和平的醋酸纤维素二倍单位长度的中点处将其切断，以提供卷起的过滤元件，其具有一个与不合碳部分相邻的含碳的部分。这种类型的过滤咀被称为活性纤维素或AA过滤咀。

另外，碳也被用于三重过滤咀结构，其中每个的醋酸纤维素杆内都含有碳，如上所述及英国专利NO.1,087,909所述；或者其中每个滤咀在其两个烟卷过滤材料如醋酸纤维素的柱塞的之间凹槽处放有碳，公开于美国专利NO.4,185,645。另一种商业性生产的碳过滤咀是ACT(活性碳纱线)，该滤咀由英国Filtrona制造，其中碳在中心部位粘附于一个棉纱线上，且由醋酸纤维素包绕。碳纱线部分提供了一种低阻力通路，则大部分的烟将通过碳的中心部分。

这些布置的缺点是，烟雾如果不是全部也是大部分通过包括碳部分的过滤元件。

英国专利NO.141,0048号说明书提供了克服这种碳“脱味”缺陷的方法，该含碳过滤咀香烟的特征是所有的烟气均通过碳部分。所讨论的和制造的过滤咀，它包括由多气孔材料薄膜隔开的纵向延展区域，共中一个区域包括有一个烟气流动通道，一个含碳区域，它将烟气包围住，如图1所示(先有技术)。该实施例显示带有过滤部分1的三重过滤元件，其包括二个同轴线管5，6，内管6为高气孔度的纸(＞1,000 Coresta单位)，且外管5为一种不透烟气的包纸。环形空间7’内填有碳颗粒，且内管6的内部是空的，从而形成一个中央烟气通道7。环形空间7’在两端由不透气的环形封头8封住。在过滤部分1的二端是醋酸纤维素的过滤塞2、3。应用时，烟气是从烟道7中抽出而没有流经碳材料，由于烟气中的挥发成分通过内管6进入碳的环形空间7’，在那里它们被吸收，所以挥发成分被减少了。烟气颗粒物质与碳材料没有接触，则不存在碳脱味问题。

英国1410048号专利说明书所公开的过滤部分1是将碳微粒撒于塞卷的整个内表，且利用碳纱线塞卷包绕内管6的芯元件而制成的。这些切断的过滤部分然后与环形盘状封头8及过滤塞2和3以常规的三重过滤咀方法相接。

这种布置的缺点是生产这种过滤咀时要想获得满意的两端的环形空间的填塞方法，及高速生产下的多部件装配是困难的。

进一步来说，传统的含碳的三重过滤咀的气态成份的过滤效率仅约为如乙醛或丙烯醛的20％。

本发明的目的是提供一种带有过滤元件的香烟制品，该过滤元件含有减少烟雾气态成分的装置。

本发明提供了一种具有碳部分的香烟烟雾过滤元件，其中碳部分不与烟气的颗粒相接触，且该过滤元件具有比普通的滤咀更高的去除气态成分的过滤效率。

本发明提供了一种烟制品，它具有一个由被包缠的烟草填充材料和烟气过滤元件组成的杆。过滤元件包括一个带有减少烟雾中烟雾气态成分的装置的区域，和一个沿过滤元件纵向延展区，这是烟气流过通道。烟制品具有通风装置，所说的通风装置的布置是这样的，使烟气被引导离开带有该烟雾气气态成分减少装置的区域，而烟雾中气态成分却能够扩散到包括上述烟油气态成分减少装置的区域中。

最好是烟气流动通道区域与上述包括减少烟雾中气态成分的装置的区域彼此分开。

更有利的，减少烟雾中气态成分的装置是一种吸收材料，最为适合的吸收材料是碳，碳可以是颗粒的也可以是活性碳，其它的已知材料也可以使用。

更有利的是，带有减少烟雾中气态成分的装置的区域环形地包围着上述作为烟雾流动通道的、沿过滤元件纵向延伸的区域。该带有减少烟雾中气态成分的装置的区域在长度方向最好是连续的，尽管该区域可以包括有气态物质减少装置的定位槽，它们是彼此相近排布的。该带有减少烟雾中气态成分的装置的区域可以基本上在过滤元件的全长上延伸，且可以与烟流动通道区共同延展。

烟雾过滤元件可以是分段而彼此由一个塞卷连接的，或者也可以是一个整体的。无论过滤元件怎样布置，带有烟雾中气态成分减少装置的区域最好定位在或朝向过滤元件的一端，该端邻近或最靠近烟草填充材料。这种布置可以是双重过滤排布，或是一个整个的过滤元件。

另外，带有气态成分减少装置的区域还可以朝向过滤元件的中心定位，这种布置可以是三重过滤布置或是一个整体过滤元件。

本发明的过滤元件呈分段式且布置成双过滤形式，其中，过滤元件部分带有一个具有气态物质减少装置的区域，并且该部分最好环形包绕于烟雾过滤材料，该材料可以被或不被多孔薄膜包缠；或者该过滤元件是包绕于一个由多孔薄膜形成的空的或基本上空的管状空腔。多孔薄膜应仅对烟雾中的气态成分而言是多孔的。

在双重或三重过滤布置中，过滤材料塞的压力降是可以变化的。

这里使用的双重或三重过滤的术语是指过滤元件包括二个或三个不同的或分隔的过滤元件。然而根据本发明的过滤元件可以具有整体结构，但通常为双重或三重过滤元件。

通风装置可以是在过滤咀纸上打的孔，该纸用于内接过滤元件和包裹烟草填充材料的杆。

另外，通风装置还可以是与打孔的塞卷相连接的多孔的过滤咀纸。该过滤咀纸上的孔可以是遍布其上，或仅一部分，该部分下面是打孔的塞卷。

另外，通风装置可以提供在或靠近烟草填充材料杆的一端。通风装置电可以提供过滤咀封纸上或包裹烟草填充材料的卷烟纸上。

另外，通风装置还可以位于过滤元件和包卷的烟草填充材料之间的位置。

通气装置最好是位于过滤元件一端的上游或通向过滤元件上游之处，通风装置可以是这样，它使空气通过并引导其离开这样一个的区域，该区域将减少烟雾中的气态成分，同时仍然允许气态成分扩散到所说的区域中。

为了使本发明便于理解和易于实现，现将参照以下附图，其中：

图1(已有技术)显示了一个如英国专利1410408说明书的图1所示的过滤元件。

图2显示了根据本发明的三重过滤香烟的部分纵向剖面图。

图3显示了根据本发明的包括整体过滤元件的香烟的部分纵向剖面图。

图4显示了根据本发明包括双重过滤元件的香烟的部分的纵剖面图。

图5显示了根据本发明包括整体过滤元件的香烟的部分纵向剖面图。

图6显示了根据本发明香烟的部分纵向剖面图。

图7显示了根据本发明包括整体过滤元件的香烟的部分纵向剖面图。

图8显示了根据本发明香烟的部分纵向剖面图，它包括一个双重过滤及进一步的一个在三过滤布置中的管状元件。

图9显示了根据本发明选择的香烟的表面区域/顶部和顶压力降的条状曲线。

图10显示了如图9所示未通风香烟的烟碱和焦油的主要排出量。

图11，显示了如图10所示香烟具有30％的通风时烟碱和焦油的排出量。

图12描述了图9所示香烟的乙醛和丙烯醛的效率的平均值。

图13描述了图9所示香烟的油水分布率。

图14描述了图9所示未通风的四个香烟包柱的气色层谱的气相扫描。

图15描述了图14扫描最高值的下降百分率的曲线图。

图1描述了上述已有技术的细节。

图2显示了一个香烟10，它包括一个包卷的烟草过滤材料杆40和两端的醋酸纤维素的过滤材料的塞子20和30，和一个中心部分90，其总成构成一个三重过滤咀100，三重过滤咀100由多孔的塞卷110包裹，中心部分90是一个带有减少烟雾气态成分装置的区域，该中心部分包括一个碳材料的环70，它与塞卷110和多孔薄膜60缠成的中心65相粘接。多孔薄膜60是可用、可不用的。中心65包括有醋酸纤维素填充材料，多孔薄膜60对于烟雾的气态成分为多孔的。三重过滤件100是利用过滤咀纸50与包缠的烟草过滤材料的杆40内接的。过滤咀纸50具有通气孔55作为通风装置，一个烟雾通道区穿过塞30，中心65和端塞20。

三重过滤香烟10通常是利用英国专利1410048说明书公开的方法生产的。

在使用中，吸烟时空气通过端塞30上的孔55吸入过滤元件。这种空气的引入作用是在从包卷的烟草填充杆40吸入的烟周围形成一个空气层。该烟被引导穿过醋酸纤维素的中心65。很少或几乎没有烟雾的颗粒与环70内的碳相接触。气态成分可以扩散到含碳的环70上，在此它们被碳吸收。烟是被引导离开含碳的环70的，其中，碳没有被整个的烟雾所污染。并且伴随着烟的通过这种接触不会使烟有碳的气味。与本发明香烟一样所获得的气态减少程度已经发现要比希望看到的在香烟通风程序下减少的程度要大。

一个香烟实施例未图示，但与图2所述的结构和操作非常是类似，它带有一个中心部分，在其核芯部分是空的，且包括一个气态多孔薄膜的管。该区域是烟流动通道，它穿过端塞30的过滤材料和核芯65的空槽及端塞20的另一过滤材料。

图3所示的香烟11，包括一个整体过滤元件200，该过滤元件200包括一个在中心部分上的烟雾过滤材料220，该中心部分具有一个含碳材料的环270，该碳材料是粘附在沿塞卷210长度横向布置的条子上。过滤咀纸250是有通风孔255。

香烟11的使用方法如图1所示香烟的方法，烟被强制沿过滤元件的中心通过。

图4显示了另一实施例，其中香烟13包括一个双重过滤元件300，一个醋酸纤维素过滤材料的端塞320位于香烟12的吸入端或下游端，靠近包裹的烟草填充材料杆340是一个端部，它包括一个与塞卷310粘接的碳材料的环370，核心365是由对气态的多孔薄膜管360形成的空腔。与卷裹的烟草填充材料杆40内接的过滤咀纸350带有孔355。当吸烟时，它允许通风空气穿过环370内的碳并使烟沿烟的流动通道流动，该通道不与环370内的碳相接触。但此时仍然会有气态成分向外，扩散到含碳的环370中，在此，气态成分被碳吸收。相反，核芯部分365中可以由过滤材料填充。

图5描述了一个与图4十分类似的实施例，一个与卷塞410粘接的碳环470包绕过滤元件400的过滤材料420(如醋酸纤维素)，过滤元件400是一个整体元件。过滤元件400利用过滤咀纸450与包裹烟草过滤材料的杆440内接，且位于或靠近杆440和过滤元件400处具有通风孔455。

在使用中，烟利用进入过滤元件400的空气，通过碳环470被引入过滤元件400的中心，尽管气态成分通过通风空气，但是它还是会向外扩散进入碳环。

图6显示了一个香烟14，它具有一个整体的过滤元件500，该元件包括一个过滤材料520的核芯，它被包裹在塞卷510内并与之粘接，在塞卷的表面内充填有碳材料。含碳的环570是在过滤材料520的核芯565周围的，含碳的环570是沿过滤元件纵向延展的。通风空气通过位于过滤咀纸550上的通风孔555进入过滤元件500，这样，来自杆540的烟由空气包裹，并且避免了烟与碳接触，但气态成分可以向外扩散进入环570。

图7所示实施例与图5所示相同，但下点除外，即，过滤咀纸650上的通风孔655位于香烟丝的杆640和过滤元件600的连接处或对接处的上游。空气的包层将烟气压缩致过滤元件600的中心处。

最后，图8显示了一种香烟16，它包括香烟的烟丝的杆740，和一个三重过滤的过滤元件700，该元件包括有一个醋酸纤维素过滤材料的端塞720，一个带有碳环770的中心部分790和一个被包裹在气态多孔薄膜760内的醋酸纤维素过滤材料的核芯765，及一个可透气材料800的管状端部730，过滤咀纸750上的通风孔755位于端部730上。

为了获得本发明香烟操作的定量数据，制造了以下的香烟。

生产了四种类型传统直径的香烟，即大约24.5mm。这四种类型是：具有传统的醋酸纤维素过滤元件的香烟，具有传统的含碳三重过滤元件的香烟，具有另一种含碳过滤元件的香烟，和本发明的香烟。表1略述了过滤咀的生产技术条件，(图1括号内给出了实际测量的压力降的数据值)

表1

过滤嘴加工工艺条件编号 ACT-高 ACT-低 ACS-高 ACS-低 ACS-管形三重 CA三级过滤排列(mm) 6+12+6 6+12+6 6+12+6 6+12+6 6+12+6 9+6+9 24材料 NWA+ACT+NWA NWA+ACT+NWA NWA+ACS+NWA NWA+ACS+NWA NWA+ACS+NWA NWA+CAV+NWA CA圆周 24.49 24.51 24.55 24.47 24.44 24.51 24.55烟杆长度(mm) 76 76 76 76 76 76 120烟杆压力降(mm Wg) 336 338 372 324 336 389 420过滤咀压力降(mm Wg) 84(81) 84(84) 91(89) 86(80) 84(80) 97(95) 84(81)段节压降(mm Wg) 33+20+33 35+14+35 31+21+31 33+14+33 37+0+34 43+0+52 84

(31+20+30) (32+20+30) (35+19+35) (33+11+36) (41+0+39) (43+0+52) (81)碳/过滤咀重量(mg) 64 73 61 66 62 55 0表面区域/顶端(m²) 56 68 52 50 48 56 0

NWA-未包缠的醋酸纤维素

ACS-吸收性包层

ACT-吸收性包线

CA-醋酸纤维素

CAV-空腔

为了对比，四种香烟包括二组带有如上所述的ACT过滤元件的香烟，其中碳被粘附于纱线上，该纱线贯穿中心过滤元件的中心部分，其中一组香烟具有比另一组香烟更高的压力降部分，在此称它们一组为“ACT-高”，另一组为“ACT-低”。

根据本发明的类型生产三种香烟，这些香烟带有ACS过滤元件，其中碳被置于包绕核心部分的条带上。生产的具有较高中心部分压力降的香烟称为“ACS-高”，生产的具有较低中心部分压力降的香烟称为“ACS-低”，也生产了一种带有与中心部分同轴延展的内径为2.5mm管的香烟，这些香烟称为“ACS-管形”，ACS型香烟具有与图2所示实施例相似的结构排布。

图9显示了香烟表面区域/顶部和顶部压力降的条块图。可以看到香烟的这些参数基本上是近似的，这样就保证了焦油的传送是近似的。如同通过过滤元件之含碳部分的烟和其中的焦油是近似的一样，每种类型的香烟的碳的活性也是相近似的。

这七种香烟在抽吸机上以标准的条件进行抽吸，即二秒钟喷烟一次，且每分种35cm³体积，下面表2中显示了未通风香烟烟雾的主流的导出。

表2

不通风香烟的烟排出

焦油(mmg) 烟碱(mmg) 水(mmg) 喷烟数ACT-高 14.6 1.24 3.2 8.7ACT-低 13.3 1.21 3.0 8.7ACS-高 12.1 1.06 2.5 8.9ACS-低 13.3 1.23 2.8 8.9ACS-管形 16.8 1.33 4.0 8.8三重 14.4 1.22 3.9 8.9CA 13.2 1.13 1.9 8.5

图10显示了不通风香烟的烟碱和焦油主要导出的条块图，从图上可以看到ACT型和ACS型香烟的焦油和烟碱的排出是不同的，甚至当每种香烟在过滤元件上保持十分相似的总的压力降时也如此。据信这种焦油和烟碱排出的差别是由不同的结构所影响的。

另外一组的七个香烟的过滤咀纸上有激光打的孔，它们距可过滤元件的咀端20mm，产生了30％的通风程度。这些打孔的香烟在标准的抽吸条件下抽吸，其主要烟的排出显示于下表3中。

表3

通风香烟的烟排出

焦油(mg) 烟碱(mmg) 水(mmg) 喷烟数ACT-高 10.9 1.04 0.8 9.4ACT-低 11.7 1.18 0.9 9.4ACS-高 10.2 0.96 0.6 9.3ACS-低 10.9 1.07 0.7 9.3ACS-管形 12.2 1.11 0.9 9.1三重 11.6 1.09 1.0 9.2CA 10.7 1.0 0.5 9.4

图11以条那个形式显示了具有30％通风的香烟的烟碱和焦油的排出情况，通风引导烟雾穿过每个过滤元件的中心部分，可以看到所有香烟焦油和烟碱的排出是相对较低的。

表2和表3显示了根据本发明的香烟所获得的排出和传统醋酸纤维素和三重过滤在通风和不通风条件下排出是相似的。

对不通风和通风二种香烟测量来自主烟雾的乙醛和丙烯醛，这些测量值显示在下面的表4中，从而获得对乙醛和丙烯醛的过滤效率。

表4

乙醛和丙烯醛过滤效率平均值过滤过滤效率由于通风

总的减少量

的减少量ACT-高 20.2 35.1 47.9ACT-低 27.1 30.7 49.4ACS-高 17.2 38.5 48.9ACS-低 16.2 34.6 44.9ACS-管形 14.8 21.5 33.1三重 15.8 22.3 34.6CA 1.0 28.5 29.2

可以看到ACT和ACS过滤咀的过滤效率通常高于传统的三重过滤和醋酸纤维素过滤元件的过滤效率。对于ACT过滤元件，具有较高过滤性是由于绝大部分烟气通过含碳的部分。然而也可以看到，通风减少量对于ACS-高和ACS-低过滤元件要比ACT-高和ACT-低过滤元件高。可以认为ACT的通风减少量仅是由于稀释作用造成的。然而也可以认为，对于ACS-高和ACS-低过滤元件的通风减少量的变化，实际上是由于附加了烟气主流的扩散，这种扩散是由中心部分向外扩散到外周的碳区域，在此气态物质进一步减少。

上述所有的减少量都是基于过滤咀的测量，即，普通的雪茄烟。所述减少量都是由于过滤和通风而得到的。

不通风过滤元件(过滤咀)的乙醛和丙烯醛的过滤效率由条块图来显示，由于通风(30％)的减少量和总的减少量示于图12中。

就象从七种不同香烟中获得烟雾的颗粒和气态成分一样，可以认为测量烟的半挥发成分也是有用的。通常这可以测量油水百分比(OWP比率)。图13显示了通风或不通风香烟的油水百分率。

利用油水百分比的扫描进一步的研究被检测的成分，将具有传统的三重过滤元件的香烟和具有传统的醋酸纤维素过滤元件的香烟的油水百分率扫描与ACT-高香烟和ACS-高香烟的油水百分率扫描进行比较。图14是对应4个香烟的每一个的高峰值减少的百分率，包柱的气色层谱的气相扫描的峰值曲线(与普通雪茄的扫描高峰值相比较)。从图14中可以看出对于不通风香烟，所有这四个香烟的高峰值的减少图形是十分类似的。

图15描绘了对应于关于图14所示不通风香烟的颗粒高峰值的油水百分率进一步减少的气色层谱扫描的高峰值。

然而图15显示了当香烟是通风的时候(30％通风)，相应于ACT-高，三重和GA过滤元件的低峰值图形是十分接近的，扫描的ACS过滤元件也呈现这种低峰值的图形，但具有一个高的油水百分率减少的峰值。

在峰值约70处，即，酚的成分处，ACT-高和三重过滤咀的行为与传统AC过滤咀相比，呈现十分相似的流动性和更大的挥发性。

相对照，ACS-高过滤咀香烟的油水百分率峰值，当不完全遵照CA趋向时，通风对它的影响要小于ACT-高和三重过滤香烟，并且它比ACT-高和三重过滤香烟更接近CA过滤的油水百分率。

这样根据本发明的香烟，对于乙醛、丙烯醛的平均值呈现全面的减少，该减少量与使用ACT过滤香烟获得的减少量相似，且比传统的三重过滤的减少量要大的多。然而，根据本发明油水百分率的峰值标示平衡成分是这样的，设计者要考虑到对有经验的吸烟者来说，烟味和香味增强的特性要与CA过滤元件在高峰值时非常的相似。

Claims

1.一种香烟制品，它具有一个包卷的烟划填充材料的杆和一个烟雾过滤元件，该过滤元件包括一个带有减少烟雾气态成分装置的区域和一个分离的纵向延展且作为烟雾流动通道的区域，其特征在于：该香烟制品具有通风装置，所述通风装置位于或朝向所述过滤元件的上游端，以致于在使用时引导烟雾离开上述带有减少烟雾气态成分装置的区域，并且同时使烟雾的气态成分能够扩散到该区域。

2.根据权利要求1的香烟制品，其特征在于所说的带有减少烟雾气态成分装置的区域环绕着一个沿所说过滤元件纵向延伸且作为烟雾流动通道的区域延伸。

3.根据权利要求1的香烟制品，其特征在于带有减少烟雾气态成分装置的区域基本上与所述过滤元件一样长。

4.根据权利要求2的香烟制品，其特征在于所述带有减少烟雾中气态成分装置的区域位于或朝向所说的过滤元件的端部，所说的过滤元件与所述的烟草填充材料杆相连接或紧靠。

5.根据权利要求1的香烟制品，其特征在于所述带有减少烟雾气态成分装置的区域朝向所说的过滤元件的中心。

6.根据权利要求1的香烟制品，其特征在于所述的烟雾过滤元件包括若干分离的段，它们利用塞卷彼此内接。

7.根据权利要求1的香烟制品，其特征在于所说的烟雾过滤元件是一个整体结构。

8.根据权利要求1的香烟制品，其特征在于所说的通风装置引导烟雾离开上述带有减少烟雾气态成分装置的区域。

9.根据权利要求1的香烟制品，其特征在于所述的通风装置如此设置以致使空气通过带有减少烟雾气态成分装置的区域，以引导雾离开该区域，同时允许所述的气态成分扩散到该区域。

10.根据权利要求1的香烟制品，其特征在于所述的减少烟雾气态成分的装置粘附于所述过滤元件的内包装物上。

11.根据权利要求1-10的香烟制品，其特征在于所述减少烟雾气态成分的装置是一种吸收材料。

12.根据权利要求11的香烟制品，其特征在于所说的吸收材料是碳。

13.根据权利要求12的香烟制品，其特征在于所述碳是活性碳。