CN107105764A - 疏水性过滤器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种吸烟制品，其包括可抽吸材料和处于所述可抽吸材料下游的包括过滤材料的过滤器。过滤材料包括疏水性纤维素材料薄片，其中疏水性基团共价键结到所述纤维素材料。

Description

疏水性过滤器

技术领域

本发明涉及在吸烟制品中所用的过滤器，其中所述过滤器包含疏水性的过滤材料。

背景技术

可燃吸烟制品(例如香烟)通常包括由包装材料围绕的烟草切丝填料的圆柱形条，以及与包裹的烟丝条以邻接的端部对端部方式轴向对准的圆柱形过滤器。圆柱形过滤器通常包括由塞包装包围的过滤材料。包裹的烟丝条和过滤器通过通常由纸材料形成的接装包装材料带连接，所述接装包装材料带包围过滤器的整个长度和包裹的烟丝条的邻近部分。香烟通过在其一个端部点燃并燃烧烟丝条而由消费者采用。吸烟者随后通过在香烟的口端或过滤器端部抽吸而将主流烟气接纳到其口内。

一些吸烟制品包括含有烟草的气溶胶生成基质，所述烟草在消耗时被加热而不是燃烧。已知的加热式吸烟制品包含(例如)其中气溶胶是通过电加热或通过从可燃的燃料元件或热源到气溶胶生成基质进行的热传递来生成的吸烟制品。在吸烟期间，挥发性化合物通过来自热源的热传递而从气溶胶生成基质中释放出来并且夹带在抽吸通过所述吸烟制品的空气中。随着所释放的化合物冷却，化合物凝结以形成由消费者吸入的气溶胶。还已知的是无需燃烧或加热，(例如)通过化学反应从含烟草材料或其它尼古丁源生成含尼古丁气溶胶的吸烟制品。

许多吸烟制品包括与烟丝条以端部对端部方式对准的过滤器。一些吸烟制品包含具有功能材料的过滤器元件，当主流烟气或气溶胶被抽吸通过过滤器时，所述功能材料捕获或转换主流烟气或气溶胶的组分。此类功能材料是已知的，并且包含例如吸收剂、催化剂和香料。

纸已经用于形成过滤器元件。有利地，纸过滤器元件可以比传统上用于常规香烟过滤器中的乙酸纤维素丝束更快速降解。然而，纸过滤器元件不能由消费者良好接纳。纸过滤器一般具有高吸水率和滞留特性，其可能在主流烟气中产生干涩味道。

将期望提供包含由纸薄片形成的过滤器元件的吸烟制品，所述纸薄片可以维持常规乙酸纤维素丝束过滤器元件的感官知觉。将期望提供包含由纸薄片形成的过滤器元件的吸烟制品，所述纸薄片不容易吸收在穿过吸烟制品的主流烟气或气溶胶中所发现的水或水分。还将期望纸过滤器元件不影响由吸烟制品生成的烟气或气溶胶的味道。

发明内容

根据第一方面，吸烟制品包含可抽吸材料和处于可抽吸材料下游的包含过滤材料的过滤器。过滤材料包括疏水性纤维素材料，其中疏水性基团共价键结到所述纤维素材料。疏水性纤维素材料的水接触角为至少约90度或至少约100度，并且Cobb测量值(在60秒时)为约40g/m2或更小，或约35g/m2或更小。

在另一方面，用于吸烟制品的过滤器包括卷曲的疏水性纤维素材料层，其经过组装以形成圆柱形过滤器元件。

在另一方面中，用于吸烟制品的过滤器通过包括以下步骤的方法形成：将包括脂肪酰卤的液体组合物涂覆于纤维素材料薄片的表面上；和将所述表面维持在约120℃到约180℃的温度下。脂肪酰卤与纤维素材料薄片上的供质子基团原位反应，从而形成脂肪酸酯和疏水性纤维素材料薄片。随后，将疏水性纤维素材料薄片卷曲并形成为过滤器元件，并且并入到吸烟制品中。

包含疏水性纤维素材料薄片的吸烟制品可以减少来自穿过过滤器的主流烟气或气溶胶的水或水分的润湿或吸收。因此，过滤材料不会不利地影响由消费吸烟制品的消费者所感知的主流烟气或气溶胶的味道。由这些疏水性纤维素材料薄片形成的吸烟制品过滤器可以比目前用于香烟过滤器中的乙酸纤维素丝束更快速降解。

根据本发明的吸烟制品可以是过滤器香烟或其中使形成烟草基质或烟丝条的烟草材料燃烧以形成主流烟气的其它吸烟制品。接装包装材料将过滤器连接到烟草基质或条。术语“吸烟制品”在此处用于指示卷烟、雪茄、小雪茄和使例如烟草的可抽吸材料点燃并使其燃烧以产生烟气的其它制品。

术语“吸烟制品”还包含气溶胶生成制品，其中包括尼古丁的气溶胶在不使气溶胶形成基质(可抽吸材料，例如烟草基质)燃烧的情况下通过加热生成。在一类加热式吸烟制品中，通过一个或多个电加热元件对气溶胶生成基质进行加热以产生气溶胶。在另一类加热式吸烟制品中，通过从可燃的或化学热源向物理上分离的气溶胶生成基质进行热传递来产生气溶胶，所述气溶胶生成基质可被定位在所述热源内、周围或下游。本发明进一步涵盖下列吸烟制品，在所述吸烟制品中，无需燃烧并且在一些情况下无需加热，例如通过化学反应从烟草材料、烟草提取物或其它尼古丁来源生成含有尼古丁的气溶胶。

术语“烟草基质”或“气溶胶生成基质”包含由烟丝或烟草切丝填料形成的烟草条，或其可以包含再造烟草或铸叶烟叶或两者的混合物。烟草基质可以端部对端部方式连接到烟嘴或过滤器，如下文进一步讨论。

术语“烟嘴”在本文中用于指示吸烟制品中被设计为与消费者的口接触的部分。烟嘴可以是吸烟制品中可以包含过滤器的部分，或在一些情况下，烟嘴可以通过接装包装材料的范围界定。在其它情况下，烟嘴可以定义为吸烟制品中从吸烟制品的口端延伸约40mm、或从吸烟制品的口端延伸约30mm的部分。

术语“气溶胶生成制品”在本文中用于指加热式吸烟制品或并非香烟、雪茄、小雪茄或使烟草基质燃烧以产生烟气的吸烟制品。根据本发明的吸烟制品可以是完整的、装配吸烟装置或吸烟装置的组件，所述吸烟装置的组件与一个或多个其它组件组合，以便提供用于产生气溶胶的装配装置，例如加热式吸烟装置或气溶胶生成制品的可消耗部分。

术语“上游”和“下游”是指所描述的吸烟制品的元件关于主流烟气或气溶胶从烟草基质或气溶胶生成基质被抽吸并穿过过滤器或烟嘴的方向的相对位置。

术语“主流烟气”在本文中用于指示通过可燃吸烟制品(例如香烟)产生的烟气，以及通过如上文所描述的不可燃吸烟制品产生的气溶胶。主流烟气流动穿过吸烟制品并由使用者消耗。

术语“塞包装”在本文中用于界定仅包围烟嘴或烟嘴的一部分的包装材料。在烟嘴由单个节段(例如过滤材料的单个节段)形成的情况下，塞包装将包围单个节段并且一般将是下层节段或过滤材料与接装包装材料之间的唯一材料。在烟嘴由一组多个节段形成的情况下，术语“塞包装”可指各自仅包围单个节段或节段子集的节段塞包装，或者该术语可指包围全部节段和任何节段塞包装的组合塞包装。

术语“疏水性的”是指表面展现出防水特性。测定这点的一种有用的方法是测量水接触角。“水接触角”是在液体/蒸汽界面遇到固体表面的情况下，经由液体照常规测量的角度。它经由杨氏方程定量固体表面被液体的可湿性。

本发明提供一种过滤器元件，其包括有包括纤维素的过滤材料，例如纸、木头、织物、天然以及人造纤维，其中此纤维素材料展现疏水特性。疏水性过滤材料形成用于吸烟制品的过滤器的至少一部分。疏水性过滤器材料可以由疏水性纤维素材料薄片形成，其填充过滤器元件内部的至少一部分。优选地，疏水性过滤器材料可以由连续的疏水性纤维素材料薄片形成，其填充过滤器元件内部的至少一部分。优选地，过滤器元件具有圆柱形形状和环形横截面。根据本发明，疏水性基团共价键结到形成纤维素材料薄片的纤维素材料上的供质子基团(例如羟基)以提供疏水特性。

预期疏水性过滤材料可以减少和防止来自吸烟制品主流烟气的水和水分滞留或吸附。因此，疏水性过滤材料不会不利地影响主流烟气或气溶胶的味道。

疏水性过滤器材料还可以抑制在吸烟制品在潮湿环境中贮存或利用时，特别是在湿度极高(例如相对湿度大于70％、80％、90％、95％、99％)的情况下或在吸烟制品贮存较长时期(例如，大于三周、两个月、三个月或六个月)时，或此类条件的组合下发生的保湿剂、水的转移、吸收和积聚以及过滤器元件的染色。

在各种实施例中，提供形成过滤器元件的疏水性纤维素材料作为具有至少一个疏水性表面的平坦或平面连续薄片。疏水性纤维素材料薄片具有小于约40g/m²、小于约35g/m²、小于约30g/m²或小于约25g/m²的Cobb吸水率(ISO535:1991)值(在60秒时)。

在各种实施例中，纤维素材料薄片具有至少约90度、至少约95度、至少约100度、至少约110度、至少约120度、至少约130度、至少约140度、至少约150度、至少约160度或至少约170度的水接触角。疏水性通过利用TAPPI T558 om-97测试进行测定，并且结果呈现为界面接触角并以“度”报道，并且范围可为接近零度到接近180度。当接触角未连同术语疏水性的一起指定时，水接触角为至少90度。

疏水性表面可以沿纤维素材料薄片或过滤器元件的长度均匀地存在。在一些配置中，疏水性表面不沿纤维素材料薄片或过滤器元件的长度均匀地存在。举例来说，疏水性表面可以优先地存在于纤维素材料薄片或过滤器元件的部分上而不存在于纤维素材料薄片或过滤器元件的其它部分上。

疏水性过滤器元件由至少一个卷曲的疏水性纤维素材料薄片形成，例如纸。用于供应纤维素材料薄片的设备是已知，并且可以被布置成使得薄片材料直接进料到用于制造过滤器条形成装置中并且也是本领域中已知的。设备通常包括用于将薄片材料从供应薄片材料的支撑物上解开的卷绕单元(例如线圈骨架)和用于卷曲所述薄片材料的卷曲用单元。优选地沿纵向方向或机器方向，即，沿与薄片材料运送方向基本上相同的方向卷曲薄片材料。随后使卷曲的薄片材料皱起，优选地沿横向方向皱起以形成过滤器杆。可以经由具有渐缩壁的漏斗形部件抽取卷曲的薄片材料，所述漏斗形部件沿横向方向压缩所述卷曲的薄片材料，将所述薄片材料折叠到其自身上以无规地形成层，并且将卷曲连续薄片材料的层组装到圆柱形空间中以形成可再细分的过滤器杆。随后，薄片材料的压缩后接过滤器杆的切割以形成个别过滤器塞。薄片材料的宽度(沿横向方向的尺寸)与每单位长度过滤器杆中薄片材料的组装密度直接相关，并且影响过滤器杆的抽吸阻力。术语“横向”理解为除薄片材料运送方向以外的方向，但包括与其基本上垂直的方向。在卷曲之前，疏水性纤维素材料薄片沿基本上垂直于薄片材料运送的横向方向的宽度是约50mm到约300mm、约100mm到约250mm、约170mm到约230mm或约180mm、约190mm、约200mm、约210mm或约220mm。预期卷曲的疏水性纤维素材料薄片可以经过组装以形成用于制造横截面外周为约15mm到约30mm或直径为约4.5mm到约9.5mm的过滤器的过滤器元件，包含外周为约16.24到16.36mm(对应于直径为约5.17mm到5.20mm)或约23.24mm到23.53mm(对应于直径为约7.40mm到7.49mm)。

通常，疏水性过滤器元件具有细长条形和基本上环形横截面。卷曲的疏水性纤维素材料薄片通过包括第一对卷曲用辊的卷曲用单元来制造，所述卷曲用单元用于接合和卷曲在其之间运送的薄片。卷曲用辊具有被布置并且配置成沿薄片材料运送方向卷曲所述薄片材料的表面。优选的是，卷曲用辊具有拥有被适配成用于沿薄片材料纵向方向卷曲所述薄片材料的构件的表面。借助于实例，被适配成用于沿薄片材料运送方向卷曲所述薄片材料的构件可以包括辊表面上的结构。具体地说，此类结构可以包括例如绕辊旋转轴周围运作的脊线和谷线，并且可以与纵向方向平行。通过在薄片材料穿过辊之间时将结构转移到所述薄片材料上来卷曲所述薄片材料。将开槽结构沿纵向方向转移到现在卷曲的薄片材料上，其沿横向方向拉伸所述薄片材料并降低其稳定性。疏水性纤维素材料薄片因此包括一系列沿所述薄片的纵向长度平行并共同延伸的脊线和谷线。

根据一些实施例，薄片材料上卷曲的结构(沿横向方向无任何压缩)或辊表面上沿横向方向的卷曲用结构的谷线到谷线或脊线到脊线的距离(也被称作“节距”)可以在约0.5mm到约2mm范围内。优选的是，卷曲用结构的节距在约0.6mm到约1.5mm范围内，更优选地在约0.8mm与约1.2mm范围内，例如约1.0mm。卷曲的程度或量级由卷曲薄片材料结构上谷线的深度(或脊线的高度)反映，其是指当使薄片材料穿过辊之间时在一个辊的脊线与相对辊的相对应谷线之间的距离。示例性距离包含约0.25mm、约0.5mm、约0.75mm、约1.0mm、约1.25mm或约1.5mm。深度与薄片材料沿横向方向的拉伸有关，并且影响沿薄片材料横向方向的尺寸变化。过滤器元件的抽吸阻力(RTD)与卷曲薄片材料的拉伸程度有关。介于上文所给出范围内的深度和节距的任何组合可以根据待制造的最终条形制品的尺寸和规格来选择。优选的是，从谷线的中心到中心或从谷线的最低点到最低点测量谷线到谷线的距离。

纤维素材料薄片可以由任何合适的纤维素材料形成，优选地来源于植物的纤维素材料，例如纸，并且优选地绉纸。克重或基重为约35g/m²的绉纸是优选的。10％-30％的绉比率是优选的，其反映纸在起绉期间缩短的程度。在许多实施例中，纤维素材料薄片由具有侧接供质子基团的材料形成。术语“供质子”是指能够在化学反应中提供氢或质子的基团。优选的是，供质子基团为反应性亲水性基团，例如但不限于羟基(-OH)、氨基(-NH₂)或硫氢基(-SH₂)。现在将借助于实例参考包括羟基的纤维素材料来描述本发明。具有侧接羟基的材料包含纤维素材料，例如纸、木头、织物、天然以及人造纤维。纤维素材料薄片还可以包含一种或多种填充剂材料，例如碳酸钙或活性碳。

纤维素材料薄片可以具有任何合适的基重。疏水性纤维素材料薄片的基重可以在约20到约60克/平方米或约30到约45克/平方米的范围内，或约35克/平方米。纤维素材料薄片可以具有任何合适的厚度。纤维素材料薄片的厚度可以在约20到约100微米或约20到约60微米或约30到50微米的范围内。

纤维素材料的疏水性表面可以用任何合适的疏水性试剂或疏水性基团形成。疏水性试剂优选地化学键结到纤维素材料或纤维素材料的侧接供质子基团。在许多实施例中，疏水性试剂共价键结到纤维素材料或纤维素材料的侧接供质子基团。举例来说，疏水性基团共价键结到形成薄片的纤维素材料的侧接羟基。纤维素材料的结构组件与疏水性试剂之间的共价键可以形成疏水性基团，其牢固地附着至纸材料而不是简单地将疏水性材料的涂层安置在形成薄片的纤维素材料上。通过使疏水性试剂以分子水平原位化学键结而非整体涂覆一层疏水性材料以覆盖表面，允许纸的渗透率得到更好的维持，因为涂层趋向覆盖或阻挡形成连续薄片的纤维素材料中的孔隙并降低渗透率。使疏水性基团原位化学键结到形成薄片的纤维素材料还可以减少致使形成薄片的纤维素材料的表面疏水所需的材料量。如本文所用，术语“原位”是指化学反应的位置，所述化学反应发生在形成薄片的固体材料的表面上或附近，所述化学反应可与溶解于溶液中的纤维素的反应区分开。举例来说，所述反应发生在形成薄片的纤维素材料的表面上或附近，所述薄片包括呈异构结构的纤维素材料。然而，术语“原位”并不需要化学反应在形成薄片的纤维素材料上直接发生。

在本发明的一个实施例中，疏水性试剂包括酰基或脂肪酸基。酰基或脂肪酸基或其混合物可以是饱和的或不饱和的。试剂中的脂肪酸基(例如脂肪酰卤)可以与纤维素材料的侧接供质子基团(例如羟基)反应，以形成使脂肪酸共价键结到纤维素材料的酯键。大体上，与侧接羟基的这些反应可以使纤维素材料酯化。

酰基或脂肪酸基团包含C₁₂-C₃₀烷基(具有12到30个碳原子的烷基)、C₁₄-C₂₄烷基(具有14到24个碳原子的烷基)或优选地C₁₆-C₂₀烷基(具有16到20个碳原子的烷基)。本领域的技术人员应理解，如本文所用的术语“脂肪酸”是指包括12到30个碳原子、14到24个碳原子、16到20个碳原子或具有大于15、16、17、18、19或20个碳原子的长链脂肪族、饱和或不饱和脂肪酸。在各种实施例中，疏水性试剂包含酰卤、脂肪酰卤，例如包含(例如)棕榈酰氯、硬脂酰氯或山嵛酰氯、其混合物的脂肪酰氯。脂肪酰氯与形成薄片的纤维素材料之间的原位反应产生纤维素的脂肪酸酯和盐酸。

任何合适的方法均可以用于使疏水性试剂或基团化学键结到形成连续薄片的纤维素材料。优选地，此方法是不含溶剂的方法。

作为一个实例，在无溶剂的情况下在薄片表面处在受控温度下安放一定量的疏水性试剂，例如酰基卤、脂肪酰卤、脂肪酰氯、棕榈酰氯、硬脂酰氯或山嵛酰氯、其混合物，举例来说，试剂液滴在表面上形成20微米规则间隔开的圆形。在连续移除未反应的酰氯的同时，随着脂肪酸与纤维素之间形成酯键，试剂的蒸汽张力的控制可以通过扩散来促进反应蔓延。在一些情况下，纤维素的酯化反应是基于纤维素的醇基或侧接羟基与酰卤(例如包含脂肪酰氯的酰氯)的反应。可用于加热疏水性试剂的温度取决于试剂的化学性质，并且对于脂肪酰卤，所述温度的范围为约120℃到约180℃。

疏水性试剂可以任何有用的量或基重涂覆于薄片的纤维素材料上。在许多实施例中，疏水性试剂的基重小于约3克/平方米、小于约2克/平方米或小于约1克/平方米，或在约0.1到约3克/平方米、约0.1到约2克/平方米或约0.1到约1克/平方米范围内。疏水性试剂可以涂覆或印刷到薄片表面的纤维素材料上并且界定均匀或不均匀图案。

优选地，通过使脂肪酸酯基或脂肪酸基与连续薄片的纤维素材料上的侧接羟基反应以形成疏水性表面，来形成疏水性纤维素材料薄片。反应步骤可通过涂覆脂肪酰卤(例如脂肪酰氯)来完成，所述脂肪酰卤提供脂肪酸酯基或脂肪酸基，以化学键结到薄片的纤维素材料上的侧接羟基，以形成疏水性表面。涂覆步骤可以通过在不使用溶剂的情况下将呈液体形式的脂肪酰卤装载到固体支撑物(例如刷子、辊或吸收性或非吸收性垫)上，并随后使固体支撑物与薄片的表面接触来执行。脂肪酰卤还可以通过印刷技术(例如凹版印刷、弹性印刷、喷墨、日光胶版术)、通过喷涂、通过润湿或通过浸渍于包括脂肪酰卤的液体中来涂覆。涂覆步骤可以安放试剂的不连续岛，从而在薄片的表面上形成疏水性区域的均匀或不均匀图案。薄片上的疏水性区域的均匀或不均匀图案可以由至少约100个不连续的疏水岛、至少约500个不连续的疏水岛、至少约1000个不连续的疏水岛或至少约5000个不连续的疏水岛形成。不连续的疏水岛可以具有任何有用的形状，例如圆形、矩形或多边形。不连续的疏水岛可以具有任何有用的平均侧向尺寸。在许多实施例中，不连续的疏水岛的平均侧向尺寸在5到100微米范围内或在5到50微米范围内。为了帮助表面上所涂覆的试剂的扩散，还可以应用气流。例如以全文引用的方式并入本文中的美国专利公开20130236647中所描述的设备和方法可以用于产生疏水性薄片。

根据本发明，可以用于疏水性过滤器元件的疏水性纤维素材料薄片可以通过包括以下的方法来产生：将包括脂肪族酸卤化物(优选地脂肪酰卤)的液体组合物涂覆于薄片的至少一个表面上；将气流应用于所述表面以帮助所涂覆的脂肪酰卤的扩散；以及将所述表面维持在约120℃到约180℃的温度下，其中脂肪酰卤与薄片中纤维素材料的羟基原位反应，从而形成脂肪酸脂。优选的是，薄片由纸制成，并且脂肪酰卤是硬脂酰氯、棕榈酰氯或酰基中具有16至20个碳原子的脂肪酰氯的混合物。优选的是，脂肪酰卤不溶解于涂覆于表面上的液体组合物中的溶剂中。通过上文所描述的方法产生的疏水性薄片因此可与通过将一层预制纤维素的脂肪酸酯涂布在所述表面而制成的材料区分开。

疏水性薄片和所得疏水性过滤器元件通过以下方法产生，将液体试剂组合物以介于约0.1到约3克/平方米或约0.1到约2克/平方米或约0.1到约1克/平方米范围内的速率涂覆于薄片的至少一个表面上。以这些速率涂覆的液体试剂致使薄片和所得过滤器元件的表面疏水。

在许多实施例中，薄片的厚度允许涂覆于一个表面上的疏水性基团或试剂分散到相对表面上，从而对两个相对表面有效提供相似的疏水特性。在一个实例中，薄片的厚度为约43微米，并且两个表面均通过使用硬脂酰氯作为疏水试剂对一个表面的凹版印刷(印刷)工艺而被赋予疏水性。

在一些实施例中，产生疏水性过滤器元件的疏水性的材料或方法基本上不影响过滤器元件的渗透率。优选的是，产生疏水性过滤器元件的试剂或方法使过滤器元件的渗透率(与未经处理的过滤器元件相比较)变化小于约10％或小于约5％或小于1％。

在许多实施例中，疏水性表面可以通过沿疏水性过滤器元件或纤维素材料薄片的长度印刷试剂而形成。可利用任何有用的印刷方法。试剂可以包含任何有用的疏水性基团，所述基团可以反应以化学键结到纤维素材料的侧接基团。

在许多实施例中，疏水性表面可以通过沿纤维素材料的长度印刷试剂而形成。可利用任何有用的印刷方法，例如凹版印刷、喷墨等。试剂可以包含任何有用的疏水性基团，其可以共价键结到纤维素材料或纤维素材料的侧接基团。

吸烟制品(例如香烟和气溶胶生成制品)包含烟草基质或气溶胶生成基质，所述烟草基质或气溶胶生成基质包括由包装材料环绕的一定量的烟草。烟草基质可以包括呈任何合适形式的一种或多种任何合适类型的烟草材料或烟草代用品。优选的是，烟丝条包括烤烟、白肋烟草、马里兰烟草、东方烟草、特殊烟草、均质或再造烟草或其任何组合。优选的是，烟草以如下形式提供：烟草切丝填料；烟草叶片；经过加工的烟草材料，例如体积扩张或蓬松的烟草；经过加工的烟草梗，例如切割卷梗或切割断梗；均质烟草；再造烟草；铸叶烟草或其混合物等。术语“烟草切丝填料”在本文中用于指示主要由烟叶的叶片部分形成的烟草材料。术语“烟草切丝填料”在本文中用于指示形成烟草切丝填料混合物的烟草属(Nicotiana)的单一物种以及烟草属的两个或更多个物种两者。

如本文所用，术语“均质烟草”指通过团聚颗粒烟草形成的材料。均质烟草可以包含再造烟草或铸叶烟草，或两者的混合物。术语“再造烟草”是指可以由烟草副产品，例如烟草屑、烟草粉尘、烟梗、或前述的混合物制成的纸样材料。再造烟草可以通过以下来制造：提取烟草副产品中的可溶性化学品，将剩余烟草纤维加工成薄片，并且随后将所提取的材料以浓缩形式再涂覆到薄片上。术语“铸叶烟草”在本文中用于指由本领域众所周知的方法得到的产物，其是基于将包括磨碎烟草颗粒和粘合剂(例如瓜尔胶)的浆料浇铸到支持表面(例如带式输送机)上，使浆料干燥并且从支持表面取下干燥薄片。用于产生这些类型的烟草基质或气溶胶生成基质的示例性方法描述于US 5,724,998；US 5,584,306；US 4,341,228；US 5,584,306和US 6,216,706中。在各种实施例中，使均质烟草形成为薄片，所述薄片经过卷曲、旋绕、折叠或以其它方式压缩，随后经过包裹以形成烟丝条。举例来说，可使用CH-A-691156中所描述类型的卷曲用单元使用于本发明中的均质烟草材料薄片卷曲，所述卷曲用单元包括一对可旋转的卷曲用辊。然而，应了解，用于本发明中的均质烟草材料的薄片可以使用其它合适的机器和工艺产生纹理，所述其它合适的机器和工艺使均质烟草材料的薄片变形或穿孔。

用于加热式吸烟制品或气溶胶生成制品的烟草基质或气溶胶生成基质通常相比于燃烧式吸烟制品(例如香烟)包含更高水平的保湿剂。保湿剂也可以被称为“气溶胶形成剂”。术语“气溶胶形成剂”用于描述任何合适的已知化合物或化合物的混合物，在使用中，所述化合物有利于气溶胶形成，并且对在气溶胶生成基质的操作温度下的热降解基本上具有抗性。合适的保湿剂或气溶胶形成剂是本领域中已知的，并且包含但不限于：多元醇，例如丙二醇、三甘醇、1,3-丁二醇和甘油；多元醇的酯，例如丙三醇单、二或三乙酸酯；以及一元、二元或多元羧酸的脂肪族酯，例如十二烷二酸二甲酯和十四烷二酸二甲酯。优选的保湿剂或气溶胶形成剂是多元醇或其混合物，例如丙二醇、三甘醇、1,3-丁二醇和最优选的甘油。烟草基质或气溶胶形成基质可以包括单一保湿剂或气溶胶形成剂。可替代地，烟草基质或气溶胶形成基质可以包括两种或更多种保湿剂或气溶胶形成剂的组合。

在各种实施例中，烟草基质或气溶胶形成基质具有高水平的保湿剂或气溶胶形成剂。如本文所用，高水平的保湿剂意味着以干重计大于约10重量％，或优选地大于约15重量％，或更优选地大于约20重量％的保湿剂含量。烟草基质或气溶胶形成基质也可以具有以干重计介于约10重量％与约30重量％之间，介于约15重量％与约30重量％之间，或介于约20重量％与约30重量％之间的保湿剂或气溶胶形成剂含量。

在许多实施例中，吸烟制品的总体长度在约30mm与约130mm之间。在一些实施例中，吸烟制品的总体长度是约85mm或约45mm。吸烟制品的外径可以在约5.0mm与约12mm之间，或在约5.0mm与约8mm之间，或可以是7.2mm±10％。吸烟制品的过滤器的总体长度可以在约18mm与约36mm之间。在一些实施例中，过滤器的总体长度是约27mm。加热式吸烟制品中的气溶胶生成基质通常在长度上显著短于常规点燃端部式吸烟制品中的可燃的可抽吸材料条。包裹在加热式吸烟制品中的气溶胶生成基质的柱形物的长度可以在约5mm与约20mm之间。

先前实验已经展现，脂肪酸基与根据本发明的纸的共价键结不显著地改变纤维素材料(例如纸)的克重或渗透率。因此，预期用疏水性薄片材料制造的过滤器的RTD将不显著偏离未经处理的材料。

先前实验已经使用克重为36g/m²(34.7到37.3g/m²)并且宽度为100mm的绉纸(经过卷曲以得到具有1mm节距的结构)来产生外周为16.3mm(16.24到16.36mm)的过滤器。由此类过滤器元件制成的过滤器展现每毫米过滤器元件6.6mmWG的RTD。在另一个实验中，产生直径为7.4-7.49mm(外周为23.24-23.53mm)的过滤器，并且其用克重为36g/m²(34.7到37.3g/m²)并且宽度为220mm的绉纸(Semi-White L126，2646/312，Swiss Quality Paper)来制造。图4展示卷曲之前的纸宽度(180mm到220mm)、两种卷曲水平与RTD之间的关系。展示RTD可以根据卷曲程度而在较低卷曲程度下每毫米过滤器0.9mmWG与较高卷曲程度下3.63mmWG之间改变。

因此，本发明的吸烟制品和过滤器的抽吸阻力(RTD)可改变。在许多实施例中，吸烟制品的RTD在约50到150mm H₂O之间。吸烟制品的RTD是指当在稳态条件下被空气流穿过时，样品两端之间的静压差，其中在输出端的体积流量是17.5毫升/秒。样品的RTD可在任何通风孔(如果存在)堵塞的情况下使用ISO标准6565:2002中所述的方法进行测量。

在一个或多个实施例中，根据本发明的吸烟制品可包装在容器，例如软包装或铰接盖式包装内，其中内衬涂布有一种或多种香料。

除非另外说明，否则本文所用的所有科学和技术术语均具有本领域中常用的含义。本文提供的定义是为了便于了解本文中频繁使用的某些术语。

如本说明书和附随的权利要求书中所用，除非内容另外明确指示，否则单数形式“一个/一种(a/an)”和“所述”涵盖具有复数指示物的实施例。

如本说明书和附随的权利要求书中所用，除非内容另外明确指示，否则术语“或”通常以其包含“和/或”的意义采用。

如本文所用，“具有(have/having)”、“包含(include/including)”、“包括(comprise/comprising)”等以其开放的意义使用，并通常指“包含但不限于”。应理解，“基本由……组成”、“由……组成”等归入“包括”等中。

单词“优选的”和“优选地”是指在某些环境下可提供某些益处的本发明的实施例。然而，其它实施例在相同或其它环境下也可以是优选的。此外，一个或多个优选实施例的叙述并不暗示其它实施例不适用，并且不预期从本发明，包含权利要求的范围内排除其它实施例。

附图说明

图1是部分展开的吸烟制品的一个实施例的示意性透视图。

图2是说明性连续疏水性材料薄片的示意性透视图；

图3是说明性过滤器元件的示意性横截面图；并且

图4是卷曲之前的纸宽度(180mm到220mm)、两种卷曲水平与RTD之间的关系图。

具体实施方式

图1-3中所描绘的吸烟制品示出了上文所描述的吸烟制品或吸烟制品的组件的一个或多个实施例。示意图不一定按比例描绘并出于说明性而非限制性的目的而呈现。附图描绘了本发明中所描述的一个或多个方面。然而，应理解，附图中未描绘的其它方面属于本发明的范围和精神内。

现在参照图1，描绘了一种吸烟制品10。吸烟制品10包含烟草基质20(例如烟丝条)，和口端段30以及点着的端部尖头70。烟嘴包含过滤器元件30并且可抵靠完成的吸烟制品10中的烟草基质20。所描绘的吸烟制品10包含包围过滤器或烟嘴节段30的至少一部分的塞包装60，以及包围烟草基质20的至少一部分的包装材料40。接装纸50包围塞包装60和包装材料40的一部分。

图2示出了连续疏水性纤维素材料薄片101，其在卷曲用单元中用平行于材料运送方向(参见箭头方向)的脊线和谷线界定卷曲结构部分120。还展示说明性平面部分110。

图3示出了疏水性过滤器元件130的一个实施例的横截面图。卷曲的疏水性纤维素材料薄片101示出为折叠到其自身上并且组装到具有基本上环形横截面的圆柱形空间中。塞包装160围绕并保护呈圆柱形式的疏水性纤维素材料薄片101。

上文所描述的示例性实施例并非为限制性的。与上文所描述的示例性实施例一致的其它实施例对于本领域的技术人员来说是显而易见的。

Claims (16)

1.一种吸烟制品，其包括：

可抽吸材料；和

处于所述可抽吸材料的下游并且包括过滤材料的过滤器，所述过滤材料包括疏水性纤维素材料薄片，所述疏水性纤维素材料包括共价键结到所述纤维素材料的疏水性基团。

2.根据权利要求1所述的吸烟制品，其中所述疏水性纤维素材料薄片沿所述薄片的纵向方向卷曲并且横向皱起以形成圆柱形过滤器元件。

3.根据权利要求1或2所述的吸烟制品，其中所述卷曲的疏水性纤维素材料薄片包括沿所述卷曲薄片的纵向长度平行并共同延伸的脊线和谷线，其中沿垂直于行进方向的横向方向测量的节距是约1mm。

4.根据前述权利要求中任一权利要求所述的吸烟制品，其中所述疏水性纤维素材料薄片的宽度是约150mm到约250mm。

5.根据前述权利要求中任一权利要求所述的吸烟制品，其中所述过滤器的直径是约4.5mm到约9.5mm。

6.根据前述权利要求中任一权利要求所述的吸烟制品，其中所述疏水性纤维素材料薄片的水接触角为至少约90度或至少约100度。

7.根据前述权利要求中任一权利要求所述的吸烟制品，其中所述疏水性纤维素材料薄片展现约40g/m²或更小或约35g/m²或更小的Cobb吸水率测量值(在60秒时)。

8.根据前述权利要求中任一权利要求所述的吸烟制品，其中所述疏水性纤维素材料薄片的基重在约20到约60g/m²或约30到约45g/m²的范围内，并且所述疏水性基团的基重在约0.1到约5g/m²或约0.1到约3g/m²范围内。

9.根据前述权利要求中任一权利要求所述的吸烟制品，其中所述疏水性基团包含脂肪酸或脂肪酸酯。

10.根据前述权利要求中任一权利要求所述的吸烟制品，其中所述疏水性纤维素材料薄片包括纤维素的脂肪酸酯。

11.根据前述权利要求中任一权利要求所述的吸烟制品，其中所述疏水性基团共价键结到所述疏水性纤维素材料上的所述纤维素材料。

12.根据权利要求11所述的吸烟制品，其中所述疏水性基团通过在不使用溶剂的情况下使脂肪酰卤在所述纤维素材料的表面上扩散来共价键结到所述纤维素材料。

13.根据权利要求12所述的吸烟制品，其中所述脂肪酰卤包括棕榈酰氯、硬脂酰氯、山嵛酰氯或棕榈酰氯与硬脂酰氯的混合物。

14.一种用于吸烟制品的过滤器，其包括：

穿过圆柱形过滤器元件横截面分布的连续疏水性纤维素材料薄片，所述连续疏水性纤维素材料薄片的水接触角为至少约90度或至少约100度并且Cobb测量值(在60秒时)为约40g/m²或更小或约35g/m²或更小。

15.根据权利要求14所述的过滤器，其中所述连续疏水性纤维素薄片的疏水性基团共价键结到所述纤维素材料上的供质子基团。

16.根据权利要求14或15所述的过滤器，其中所述连续疏水性纤维素材料薄片经过卷曲，被布置成经过组装以形成圆柱形过滤器元件的层。