CN107568788A - 一种含气流隧道的三段式卷烟滤嘴 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种含气流隧道的三段式卷烟滤嘴，从近嘴端向远嘴端依次包括醋酸纤维丝束段、空腔段和含气流隧道段，其中所述空腔段由成型纸直接围成，所述气流隧道与所述空腔段的横截面积之比不大于1/5。该含气流隧道的三段式卷烟滤嘴能够使烟气经历高速流动，低压紊流和平流三个阶段，既可以降低烟气粒子的粒径，提升烟气的柔顺感和飘逸感，也能降低烟气温度。
Description
技术领域
本发明涉及卷烟技术领域，具体地说是一种含气流隧道的三段式卷烟滤嘴。
背景技术
自1930年用棉花作过滤材料的第一个卷烟滤嘴问世以来，过滤嘴便成为卷烟设计中的一个重要部分。但是，直到20世纪50年代，随着醋酸纤维的开发，过滤嘴卷烟才开始得到消费者的认可。随着烟草科技的进步和消费者需求的不断变化，卷烟滤嘴在烟支中扮演着越来越重要角色。
当前醋酸纤维丝束过滤嘴存在以下问题：第一、对卷烟烟气降温效率不够高，为使入口烟气温度降低到舒适程度，必须确保过滤嘴长度足够长，这不仅增加成本，而且增加吸阻，导致抽吸感受下降。第二、对焦油等有害物质的截留效率仍有待提高，减焦效果仍需增强，以满足各国政府对卷烟的越来越严格的限制以及满足消费者对吸烟健康要求。因此，急需对上述缺点进行改进。
发明内容
本发明通过独特设计解决了上述问题。
本发明第一方面涉及一种含气流隧道的三段式卷烟滤嘴，其从近嘴端向远嘴端依次包括醋酸纤维丝束段、空腔段和含气流隧道段，其中所述空腔段由成型纸直接围成，所述气流隧道与所述空腔段的横截面积之比不大于1/5。
优选地，所述气流隧道为高分子材料隧道管或由硬质醋酸纤维丝束围成的通道。当所述气流隧道为高分子材料隧道管时，其内径为0.6-1.2mm。当所述气流隧道为由硬质醋酸纤维丝束围成的通道时，其可以是在实心的硬质醋酸纤维丝束滤嘴棒中用三甘酯溶出的一条硬质通道，该硬质通道的内径可以为0.8-1.2mm。该气流隧道的横截面积远远小于空腔段，例如不大于后者的1/5,这大大能提高气流隧道内的气流流速，该高速气流在冲出隧道出口时会形成负压区域，并自身产生紊流。气流隧道的参数设计既能够使烟气流主要从隧道中通过，又能够使烟气在隧道中的流速足够快，从而造成足够的负压。
优选地，所述成型纸为透气度高于10000CU的高透气度成型纸、比表面积大于5m2/g的高比表面积成型纸或负载了多孔材料颗粒的成型纸。这种设计能够使得外部空气便于透过成型纸而进入空腔段内部，并提高了成型纸对卷烟烟气中有害物质的截留效率。
所述空腔段由成型纸直接围成是指该段中没有其它填充材料，仅仅是由成型纸围绕空气所形成。
优选地，所述气流隧道具有喉部，所述喉部处的横截面积小于气流隧道其余处的横截面积。
更优选地，所述气流隧道整体形状为两个尖端对置的圆台或棱台，尖端对置处为所述喉部。当然，所述气流隧道也可以是横截面积不变的圆管或多边形管。
三段的长度比例可以根据实际卷烟设计需要调整。
本发明的第二方面涉及本发明第一方面所述的含气流隧道的三段式卷烟滤嘴用于改善卷烟抽吸品质的用途，改善之处在于：降低卷烟烟气出口温度、减少焦油入口量、使卷烟烟气气溶胶粒径分布向小颗粒方向移动或使烟气的柔顺感和飘逸感增强。
本发明的有益技术效果如下：
1、降温效果明显：卷烟烟气在气流隧道出口周围的区域形成负压，该负压促使空腔段外部的空气透过成型纸而进入空腔段内部，起到冷却烟气的作用。且空腔段没有其它填充物质，导致卷烟烟气在空腔段产生足够的紊流，大大增加卷烟烟气的流程长度，也有利于其降温。
2、卷烟烟气的上述紊流，还阻止了气溶胶粒子的凝并，这可以使入口处烟气的气溶胶粒子的粒径分布向低粒径方向移动，使烟气的柔顺感和飘逸感增强，改善抽吸品质。
3、上述紊流和流程长度延长，还能够促进烟气沉降，并增大烟气与成型纸直接接触的几率，提高滤嘴和成型纸对烟气中的焦油类物质的截留效率。
4、气流隧道和空腔段的存在，可进一步降低吸阻。
附图说明
图1是本发明所涉及的含气流隧道的三段式卷烟滤嘴结构示意图。
图2是卷烟烟气流经含气流隧道的卷烟滤嘴时的气流路线图。
图3是几种高速气流隧道的结构示意图。
图4是分布采用普通滤嘴和本发明滤嘴后烟气的气溶胶粒子分布曲线。
其中，1-含气流隧道段，2-空腔段，3-醋酸纤维丝束段，4-气流隧道，5-气流隧道中的烟气流，6-空腔段中受负压区域影响偏离轴向的烟气流，7-空腔段中仍然沿轴向流动的烟气流，8-空腔段中偏离轴向后再次汇入轴向的烟气流，9-醋酸纤维丝束段中的烟气流，10-成型纸。
具体实施方式
实施例1
含气流隧道的三段式卷烟滤嘴结构如下：含气流隧道段中设置一条圆柱形气流隧道，其内径为0.6mm，外径为2mm；空腔段采用成型纸围成，成型纸采用高透气度成型纸(10000CU)，以增强其降温效果；醋酸纤维丝束段为普通醋酸纤维滤嘴段，其吸阻为750Pa。三段滤嘴的长度比例为1:1:1。采用该含气流隧道的三段式卷烟滤嘴按正常卷烟工艺流程制成卷烟后，对比采用普通滤嘴的卷烟：其整支卷烟的吸阻能够降低500Pa左右，其烟气出口温度普遍降低了5-7℃，焦油入口量能够降低10％，其烟气气溶胶粒径分布显著向小颗粒方向移动，使烟气的柔顺感和飘逸感增强，经专业感官评吸，烟气感官得分提升1分。
实施例2
气流隧道的整体形状为两个尖端对置的方形漏斗结构(如图3中间的结构)，其最细处的内径为1.2mm，外径为4mm；空腔段由成型纸直接围成，其成型纸采用负载了活性炭的成型纸(860m2/g)，以增加滤嘴的截留效果；醋酸纤维丝束段采用吸阻为950Pa的常规醋酸纤维过滤嘴。三段滤嘴的长度比例为1:1:2。采用该含气流隧道的三段式卷烟滤嘴按正常卷烟工艺流程制成卷烟后，对比采用普通滤嘴的卷烟：其整支卷烟的吸阻能够降低200Pa左右，其烟气出口温度普遍降低了3-5℃，焦油入口量能够降低12％，其烟气气溶胶粒径分布显著向小颗粒方向移动，使烟气的柔顺感和飘逸感增强，经专业感官评吸，烟气感官得分提升0.5分。
实施例3
气流隧道的整体形状为喇叭形的圆柱形气流隧道(如图3第三个结构)，其内径为0.6mm，外径为4mm；空腔段由成型纸直接围成，其成型纸采用高比表面积的糙面成型纸(7m2/g)，以增加滤嘴的截留效果；醋酸纤维丝束段为普通醋酸纤维滤嘴，其吸阻为850Pa。三段滤嘴的长度比例为1:1:2。采用该含气流隧道的三段式滤嘴按正常卷烟工艺流程制成卷烟后，对比采用普通滤嘴的卷烟：其整支卷烟的吸阻能够降低200Pa左右，其烟气出口温度普遍降低了3-5℃，焦油入口量能够降低6％，其烟气气溶胶粒径分布显著向小颗粒方向移动，使烟气的柔顺感和飘逸感增强，经专业感官评吸，烟气感官得分提升1分。
实施例4
气流隧道为一条方柱形气流隧道，其内边长为0.8mm；空腔段由成型纸直接围成，其成型纸采用负载了磷铝分子筛的成型纸(240m2/g)，以增加滤嘴的截留效果；醋酸纤维丝束段为普通醋酸纤维滤嘴，其吸阻为650Pa。三段滤嘴的长度比例为1:2:1。采用该含气流隧道的三段式卷烟滤嘴按正常卷烟工艺流程制成卷烟后，对比采用普通滤嘴的卷烟：其整支卷烟的吸阻能够降低600Pa左右，其烟气在后端的出口温度普遍降低了6-8℃，焦油入口量能够降低9％，其烟气气溶胶粒径分布显著向小颗粒方向移动，使烟气的柔顺感和飘逸感增强，经专业感官评吸，烟气感官得分提升1.5分。
实施例5
气流隧道为在实心醋酸纤维丝束段中用三甘酯溶出的圆形硬质气流隧道，内直径为0.8mm；空腔段由成型纸直接围成，其成型纸为高透气度成型纸(透气度大于10000CU)，以增强其降温效果；醋酸纤维丝束段为普通醋酸纤维滤嘴，其吸阻为750Pa。三段滤嘴的长度比例为1:1:1。采用该含气流隧道的三段式卷烟滤嘴按正常卷烟工艺流程制成卷烟后，对比采用普通滤嘴的卷烟：其整支卷烟的吸阻能够降低400Pa左右，其烟气在后端的出口温度普遍降低了5-7℃，焦油入口量能够降低12％，其烟气气溶胶粒径分布显著向小颗粒方向移动，使烟气的柔顺感和飘逸感增强，经专业感官评吸，烟气感官得分提升1分。
实施例6
气流隧道为在实心醋酸纤维丝束段中用三甘酯溶出的圆形硬质气流隧道，内直径为1.2mm；空腔段由成型纸直接围成，其成型纸采用负载了活性炭的成型纸(860m2/g)，以增加滤嘴的截留效果；醋酸纤维丝束段为普通醋酸纤维滤嘴，其吸阻为950Pa。三段滤嘴的长度比例为1:1:2。采用该含气流隧道的三段式卷烟滤嘴按正常卷烟工艺流程制成卷烟后，对比采用普通滤嘴的卷烟：其整支卷烟的吸阻能够降低200Pa左右，其烟气在后端的出口温度普遍降低了3-5℃，焦油入口量能够降低10％，其烟气气溶胶粒径分布显著向小颗粒方向移动，使烟气的柔顺感和飘逸感增强，经专业感官评吸，烟气感官得分提升0.5分。
Claims (6)
1.一种含气流隧道的三段式卷烟滤嘴，其特征在于，从近嘴端向远嘴端依次包括醋酸纤维丝束段、空腔段和含气流隧道段，其中所述空腔段由成型纸直接围成，所述气流隧道与所述空腔段的横截面积之比不大于1/5。
2.根据权利要求1所述的含气流隧道的三段式卷烟滤嘴，其特征在于，所述气流隧道为高分子材料隧道管或由硬质醋酸纤维丝束围成的通道。
3.根据权利要求1所述的含气流隧道的三段式卷烟滤嘴，其特征在于，所述成型纸为透气度高于10000CU的高透气度成型纸、比表面积大于5m2/g的高比表面积成型纸或负载了多孔材料颗粒的成型纸。
4.根据权利要求1所述的含气流隧道的三段式卷烟滤嘴，其特征在于，所述气流隧道具有喉部，所述喉部处的横截面积小于气流隧道其余处的横截面积。
5.根据权利要求4所述的含气流隧道的三段式卷烟滤嘴，其特征在于，所述气流隧道整体形状为两个尖端对置的圆台或棱台，尖端对置处为所述喉部。
6.根据权利要求1所述的含气流隧道的三段式卷烟滤嘴用于改善卷烟抽吸品质的用途，改善之处在于：降低卷烟烟气出口温度、减少焦油入口量、使卷烟烟气气溶胶粒径分布向小颗粒方向移动或使烟气的柔顺感和飘逸感增强。
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