CN109152414A - 用以增强过滤器硬度的经涂布滤嘴段包装 - Google Patents

Abstract

一种用于增强吸烟制品(10)的过滤器(30)的方法包括围绕过滤器材料安置滤嘴段包装(60)；并且在围绕所述过滤器材料安置所述滤嘴段包装之后将硬度增强涂层组合物涂覆于所述滤嘴段包装上，以增强所述过滤器的硬度。

Description

用以增强过滤器硬度的经涂布滤嘴段包装

技术领域

本发明涉及吸烟制品和具有增强硬度的吸烟制品的过滤器。更具体地说，本发明涉及在滤嘴段包装包裹过滤器材料之后通过硬度增强涂层涂布滤嘴段包装。

背景技术

例如香烟等可燃吸烟制品通常具有由纸质包装纸包围的通常呈切割填料形式的烟丝，从而形成烟丝条。吸烟者通过点燃香烟的一端并且使烟丝条燃烧来使用香烟。吸烟者接着通过抽吸通常含有过滤器的香烟相对端或口端来接收主流烟气。过滤器放置成在主流烟气被递送给吸烟者之前截留主流烟气的一些成分。

吸烟制品中的过滤器通常包括由滤嘴段包装包围的过滤器材料。滤嘴段包装有助于过滤器的刚性。具有增强刚度的滤嘴段包装.例如由较高重量基位纸形成的滤嘴段包装使得产生更稳固、更具刚性的过滤器。具有增强刚度的滤嘴段包装可因增强的纵向刚性而有助于掐灭吸烟制品，并且可因径向硬度增强而在消费者拾取时产生更高质量产品的感觉。

然而，由于所述滤嘴段包装的刚度增加，因此过滤器材料周围的经涂布滤嘴段包装可能带来问题。例如.可能需要改变过滤器制造线上的设备，使得更硬滤嘴段包装可包裹过滤器材料。

期望提供具有提高的过滤器硬度的吸烟制品。还希望使用标准过滤器制造设备制造具有提高的硬度的过滤器。

发明内容

在本发明的各种方面，提供一种吸烟制品，其包括可抽吸材料和在可抽吸材料下游的过滤器。所述过滤器包括过滤器材料和围绕所述过滤器材料安置的滤嘴段包装。所述滤嘴段包装包括面向所述过滤器的纵向轴线的内表面以及背离所述过滤器的纵向轴线的外表面。滤嘴段包装的外表面包括硬度增强涂层。涂层可增强过滤器的硬度。优选的是，所述涂层增加所述过滤器的纵向硬度和所述过滤器的径向硬度。涂层优选地包括聚乙烯醇。

在本发明的各个方面中，提供一种用于增强吸烟制品的过滤器的硬度的方法。所述方法包括围绕过滤器材料安置滤嘴段包装；并且在围绕过滤器材料安置滤嘴段包装之后将硬度增强涂层组合物涂覆于所述滤嘴段包装上以增强过滤器的硬度。

相对于现有过滤器、吸烟制品和方法，本发明的过滤器、吸烟制品和方法的各个方面可具有一个或多个优点。例如，具有增强的纵向硬度的过滤器可实现因刚性增加，吸烟制品更容易被掐灭。作为另一个实例，具有增加的径向硬度的过滤器在被消费者抓着时可提供一种质量更佳的感觉。具有增加的径向硬度的吸烟制品的过滤器部分可具有比传统的滤嘴段包装更硬挺的触摸感。相比于与弹性触摸感或感觉相关联的传统滤嘴段包装，具有更硬挺触摸感的过滤器摸起来可能会感觉更硬、更具刚性、缺乏弹性或更坚固。优选的是，本发明的过滤器使用标准过滤器制造机器和工艺制作，然后在通过此类机器和工艺制作后进行涂布。本发明的过滤器和方法可提供增加的过滤器硬度，而不用在主流烟气通过的区域中添加部件或过滤器材料。所属领域的技术人员在阅读并理解本文的公开内容后将容易理解这些和其它优点。

可根据本发明使用任何合适的过滤器。过滤器包括过滤器材料和安置在过滤器材料周围的滤嘴段包装。在滤嘴段包装包裹过滤器材料之后，可用任何合适的硬度增强涂层涂布滤嘴段包装。优选的是，所述滤嘴段包装使用标准过滤器制造设备包裹所述过滤器材料。因为滤嘴段包装可在包裹过滤器材料后进行涂布，所以在初始过滤器制造阶段，所述滤嘴段包装没有增强后的硬度。因此，无修改的标准过滤器制造设备线可用于在涂布前形成过滤器。

所述滤嘴段包装可涂布有任何合适的硬度增强涂层组合物。优选的是，所述涂层增强了包括经涂布滤嘴段包装的过滤器的径向硬度和纵向硬度。如本文所用，术语“径向硬度”是指在横向于纵向轴线的方向上的压缩阻力。过滤器的径向硬度可通过在过滤器上施加横向于过滤器的纵向轴线的负载并测量过滤器的平均(均值)凹陷直径来确定，所述过滤器可以与吸烟制品隔离或并入于吸烟制品中。硬度＝(凹陷直径/标称未凹陷直径)x100％。优选的是，此测试在硬度增强涂层两周后根据ISO 187在22±2摄氏度的环境温度和50％的相对湿度下进行。可使用可商购获得的商品名为Hardness Tester H10(德国汉堡Borgwaldt KC Gmbh)的装置完成测试。优选的是，所施加的负载为250克。优选的是，平均硬度根据20个被测试过滤器确定。优选的是，在滤嘴段包装上包括硬度增强涂层的本发明的过滤器的平均径向硬度比基本上相同但具有未涂覆涂层的滤嘴段包装的过滤器至少大2％。例如，平均硬度可以比没有涂层的过滤器硬度大约2％至约5％。

如本文所用，“直径”用于描述过滤器或包括过滤器的吸烟制品的横向方向(横向于纵向轴线)的最大尺寸。过滤器或吸烟制品的纵向轴线在过滤器或吸烟制品的长度的方向上。出于本公开目的，术语“半径”是指从纵向轴线到过滤器或吸烟制品的边缘的横向距离。通常，所述过滤器和吸烟制品将为圆柱形。然而，过滤器、吸烟制品或过滤器和吸烟制品不需要是圆柱形的。

如本文所用，“纵向硬度”是指在纵向方向上的压缩阻力。过滤器的纵向硬度可以通过沿过滤器的纵轴将负载施加到过滤器并测量使过滤器严重损坏的负载来确定。当压缩过滤器所需的负载减少50％，则认为发生严重损坏。还可通过施加16N的负载来进行测试，所述负载代表消费者在熄灭吸烟制品时施加的力。可以测量变形，变形优选的是以毫米计。优选的是，在22±2摄氏度的环境温度下进行测试。可以使用可商购获得的商品名为Instron 5944的使用500N测压元件的测力计(美国伊利诺伊州格伦维尤Illinois ToolWorks)的装置完成测试。优选的是，平均硬度根据20个被测试过滤器确定。优选的是，在滤嘴段包装上包括硬度增强涂层的本发明的过滤器的平均纵向硬度比基本上相同但具有未涂覆涂层的滤嘴段包装的过滤器至少大2N。例如，平均硬度可以比不具有涂层的过滤器硬约2N至约5N。

可以将任何合适的硬度增强涂层组合物涂覆于根据本发明的过滤器的滤嘴段包装上。优选的是，所述硬度增强涂层组合物不会产生在抽吸包括经涂布过滤器的吸烟制品的期间对味道感知产生不利影响的涂层。在一些优选实施例中，硬度增强涂层组合物包括用在香烟制造中的一种或多种组分，例如粘合剂或其它添加剂。例如，涂层组合物可包括用于香烟纸、接装纸或滤嘴段包装的合适粘合剂。

可包括在硬度增强涂层组合物中的合适材料的实例为淀粉、聚丙烯酰胺衍生物、苯乙烯丁二烯、苯乙烯丙烯酸、糊精、氧化淀粉、乙基纤维素、乙酰纤维素、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素或其它合适的纤维素衍生物；果胶；瓜尔胶；角豆核粉；琼脂；藻酸钠或其它合适的藻酸盐等。

涂层组合物可包括一种或多种合适的硬度增强材料以及适当的溶剂或液体载体。合适的溶剂和液体载体可基于所使用的一种或多种硬度增强剂而变化。常见的极性液体，例如水、乙醇或水和乙醇的组合，是合适的溶剂或载体。在某些情况下，非极性溶剂可以是合适的。

涂层组合物可包括任何适量的硬度增强材料。例如，涂层组合物可包括约5重量％至约50重量％的增强材料。在一些优选实施例中，涂层组合物包括约10重量％至约40重量％的硬度增强材料。例如，涂层组合物包括约15重量％至约25重量％的硬度增强材料。

硬度增强涂层组合物可以按任何合适的厚度涂覆。例如，湿态涂层的厚度可为约10微米至约200微米。例如，湿涂层的厚度可为约20微米至约100微米。在一些优选实施例中，涂覆的湿涂层的厚度为约40微米至约60微米。

涂层组合物可涂覆到滤嘴段包装的整个外表面或滤嘴段包装的外表面的一个或多个部分。例如，涂层组合物可涂覆为一个或多个条带。优选的是，所述一个或多个条带具有约5毫米或更大的宽度。条带可围绕滤嘴段包装的周界安置，可沿着滤嘴段包装的长度进行安置，或可以在滤嘴段包装上以任何其它合适的方式安置。

涂层组合物可以任何合适的方式涂覆。例如，涂层组合物可喷涂在滤嘴段包装上、印制在滤嘴段包装上、刷在或滚轧在滤嘴段包装上。

优选的是，涂层通过喷涂或打印进行涂覆。优选的是，涂层组合物在过滤器制造线上进行涂覆。涂层组合物可以按任何合适的速率涂覆，并且可取决于过滤器制造机器速度的速度。例如，涂层组合物可以按约20米/分钟至约500米/分钟的机器速度涂覆。组合物可以按约5克/分钟至约250克/分钟的速率涂覆。

在一些优选实施例中，涂层组合物包括聚乙烯醇的溶液或分散体、基本上由聚乙烯醇的溶液或分散体或由聚乙烯醇的溶液或分散体构成。优选的是，涂层组合物包括约5重量％至约50重量％的聚乙烯醇，更优选为10重量％至40重量％的聚乙烯醇，甚至更优选为15重量％至25重量％，这取决于聚乙烯醇溶液的粘度和温度。可以采用任何合适的溶剂或液体载体。合适的溶剂和液体载体的实例包括任何极性溶剂，例如水、乙醇或水和乙醇的组合。

聚乙烯醇可具有任何合适的分子量。例如，聚乙烯醇的分子量可以为约40克/摩尔至约150000克/摩尔；优选约100000克/摩尔至约125000克/摩尔。

聚乙烯醇可被水解或未水解。优选的是，聚乙烯醇未被水解。涂层组合物可包括聚乙烯醇均聚物溶液或分散体、基本上由聚乙烯醇均聚物溶液或分散体或由聚乙烯醇均聚物溶液或分散体构成。

涂层组合物可含有具有任何合适的固体含量的聚乙烯醇。例如，聚乙烯醇固体含量可为约10重量％至约70重量％；优选地为约5至约50重量％的聚乙烯醇固体含量。在一些优选实施例中，涂层组合物包括10重量％至40重量％的聚乙烯醇固体含量；优选为约15重量％至约25重量％，这取决于聚乙烯醇组合物的粘度和温度。固体含量可通过测量烤箱挥发物来确定。

涂层组合物可按任何合适的方式干燥，例如，去除溶剂，从而在所述滤嘴段包装上产生硬化涂层。优选的是，在不使用额外加热的情况下，在环境条件下干燥或固化涂层组合物。或者，可使用额外的加热来干燥涂层。可任选使用气流或真空条件。

干燥涂层可具有任何合适的厚度。例如，干燥涂层的厚度可为约1微米至约100微米。例如，涂层的厚度可为约10微米至约50微米。在一些优选实施例中，干燥涂层的厚度为约20微米至约40微米。

在一些优选实施例中，涂层包括聚乙烯醇、基本上由聚乙烯醇或由聚乙烯醇构成。聚乙烯醇可具有任何合适的分子量。例如，聚乙烯醇的分子量可以为约40克/摩尔至约150000克/摩尔；优选约100000克/摩尔至约125000克/摩尔。

任何合适的滤嘴段包装都可以涂布有硬度增强涂层。优选的是，滤嘴段包装包括纸滤嘴段包装、基本上由纸滤嘴段包装或由纸滤嘴段包装构成。

滤嘴段包装可具有任何合适的基重。优选的是，滤嘴段包装具有约20克/平方米到约120克/平方米的基重。更优选的是，滤嘴段包装的基重从约25克/平方米到约100克/平方米；甚至更优选地从约40克/平方米到约80克/平方米。在一些优选实施例中，滤嘴段包装的基重为约80克/平方米。

滤嘴段包装可具有任何合适的厚度。合适的滤嘴段包装纸的厚度可为约25微米至约200微米；优选地从约50微米到约150微米。在一些优选实施例中，滤嘴段包装具有从约75微米到约125微米的厚度。

滤嘴段包装在涂覆涂层组合物之前可具有任何合适的孔隙度，或甚至是无孔的。例如，滤嘴段包装可具有相对高的孔隙度，例如大于约1000个Coresta单位.或大于约5000个Coresta单位。另外，或在替代方案中，滤嘴段包装的孔隙度可以小于约10000个Coresta单位。

滤嘴段包装可包裹任何合适的过滤器材料。合适过滤器材料的实例包括纤维素酯，例如乙酸纤维素、聚乳酸(PLA)、纤维素材料、聚丙烯、棉、亚麻、大麻，或任何可分解过滤介质，或任何两种或多于两种过滤器材料的组合或共混物。在优选实施例中，过滤器材料包括聚合过滤器材料，例如聚乳酸、纤维素酯和其共混物。优选的是，过滤器材料包括纤维素酯。可用以形成过滤器材料的纤维素酯的实例包括具有不同取代度的乙酸纤维素、丙酸纤维素和丁酸纤维素，以及其混合酯。此类混合酯的实例包括乙酸丙酸纤维素、乙酸丁酸纤维素和乙酸丙酸丁酸纤维素。优选的是，过滤器材料包括乙酸纤维素。

过滤器材料优选地包括纤维。优选的是，过滤器材料包括纤维聚合过滤器材料。在优选实施例中，过滤器材料包括乙酸纤维素纤维或聚乳酸纤维。在优选实施例中，过滤器材料包括呈丝束带形式的纤维或纤维束。

过滤器可包括一种或多种任选的粘合剂。优选的是，包括粘合剂的过滤器包括聚合纤维。粘合剂可将聚合纤维粘合在一起。优选的是，如果包括粘合剂，那么粘合剂是塑化剂。如本文中所使用，“塑化剂”是在应用于聚合纤维时将纤维溶剂粘合在一起的溶剂。塑化剂的实例包括三醋精(也被称作三乙酸甘油酯)、二乙二醇二乙酸酯、三乙二醇二乙酸酯、三丙酸甘油酯、乙酰柠檬酸三乙酯、柠檬酸三乙酯和其中一种或多种的混合物。一种或多种塑化剂可与例如聚乙二醇混合，并与聚合纤维接触以将纤维溶剂粘合在一起。纤维可以任何合适方式与粘合剂接触。优选的是，将包括粘合剂的组合物喷涂在聚合纤维上。

出于本公开目的，过滤器包括过滤器材料和包围所述过滤器材料的滤嘴段包装。过滤器可包括额外材料，例如活性炭；调味剂，可呈化合物、口味线、珠粒、胶囊等形式；或任何其它合适的材料。额外材料可以并入到过滤器材料中，或者可安置在例如呈滤嘴段-空间-滤嘴段配置的过滤器材料的滤嘴段之间的空腔中。在此配置中，如本文所述的滤嘴段包装可通过在空腔上增加增强的结构硬度而特别有利。

本发明的过滤器可具有任何合适的尺寸。通常，过滤器呈圆柱形。优选的是，过滤器的直径范围为约5mm至约10mm。优选的是，过滤器的长度范围在约50mm到约150mm。优选的是，过滤器的直径与其并入于的吸烟制品的直径相同或基本上相同。

本发明的过滤器可以任何合适的方式并入于任何合适的吸烟制品中。优选的是，过滤器并入于吸烟制品中的可点燃抽吸材料下游。术语“下游”是指当主流烟气从可点燃抽吸材料中被抽吸并且进入用户口中时，关于主流烟气的方向所描述的吸烟制品的元件的相对位置。

术语“吸烟制品”包括香烟、雪茄、小雪茄和其中将烟草等可点燃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”还包括其中可点燃抽吸材料不燃烧的制品，例如但不限于直接或间接加热吸烟组合物的吸烟制品，或在具有或不具有热源的情况下使用气流或化学反应递送来自可点燃抽吸材料的尼古丁或其它材料的吸烟制品。

如本文中所使用，术语“烟气”用来描述由吸烟制品产生的气溶胶。由吸烟制品产生的气溶胶可以是例如由例如香烟等可燃吸烟制品产生的烟气，或由加热式吸烟制品或非加热式吸烟制品等不可燃吸烟制品产生的气溶胶。

附图说明

现在参看图式，在图式中示出本发明的一些方面。然而，应理解，图中未描绘的其它方面属于本发明的范围和精神内。示意性图未必是按比例的。图中所用的相似编号是指相似部件、步骤等等。然而，应理解，数字在给定图中用于指代一个部件并非意在对另一图中标注有相同数字的部件进行限制。此外，不同编号在不同图中用于指代部件并非意在指示不同编号的部件不能与其它编号的部件相同或类似。

图1是用于制造具有硬度增强的过滤器的吸烟制品的方法的实施例的流程图。

图2是具有经涂布滤嘴段包装的过滤器的实施例的示意性截面图。

图3是具有带有经涂布滤嘴段包装的过滤器的部分展开香烟的实施例的示意性透视图。

具体实施方式

现在参考图1，描绘一种用于制造具有硬度增强的过滤器的吸烟制品的方法的实施例。所述方法包括将滤嘴段包装包裹在过滤器材料周围以形成过滤器(100)。过滤器材料可以在常规的过滤器形成设备和制造线上形成。例如，过滤器材料可使用标准设备由乙酸纤维素丝束形成。一旦形成，滤嘴段包装可包裹过滤器材料以形成过滤器。可形成由多个过滤器装置构成的过滤器前身，然后将其切割到适当长度以形成过滤器。一旦形成过滤器，滤嘴段包装就用硬度增强组合物涂布(110)，并且干燥以形成增强硬度——优选过滤器的径向硬度和纵向硬度——的涂层。优选的是，在制造线上高速涂布滤嘴段包装。带有经涂布滤嘴段包装的过滤器随后可以所属领域中一般知晓的方式并入于吸烟制品中(120)。

现在参考图2，示出过滤器30的实施例的示意性截面图。过滤器30包括形成芯的过滤器材料32和包围过滤器材料32的滤嘴段包装62。滤嘴段包装62的外表面(背离过滤器材料的表面)涂布有硬度增强涂层65。

现在参看图3，描绘了部分展开的吸烟制品10的实施例的示意性透视图，所述吸烟制品在这种情况下是香烟。吸烟制品10被描绘为部分展开，仅用于示出制品的代表性部件。吸烟制品10包括例如烟丝条的一条可点燃抽吸材料20和在可点燃抽吸材料20下游的过滤器30。过滤器30和条20与吸烟制品10的纵向轴线同轴对齐，以线A-A描绘此轴线。所描绘的吸烟制品10包括经涂布滤嘴段包装60、香烟纸40和接装纸50。香烟纸40包围条20的至少一部分。如所属领域中一般已知，接装纸50或其它合适的包装纸包围经涂布滤嘴段包装60和香烟纸40的一部分。过滤器30包括经涂布滤嘴段包装60和过滤器材料32。滤嘴段包装包括面向吸烟制品10的纵向轴线A-A并且可接触过滤器材料32的内表面62。经涂布滤嘴段包装包括背离吸烟制品10的纵向轴线A-A的相对外表面(图3中未示)。硬度增强涂层(图3中未示)位于滤嘴段包装60的外表面上(参看例如图2)。

如上所述的示例性实施例并非限制性的。与上述示例性实施例一致的其它实施例对于所属领域的技术人员来说是显而易见的。

除非另外说明，否则本文中用到的所有科学和技术术语均具有所属领域中常用的含义。本文中所提供的定义是为了便于理解本文中频繁使用的某些术语。

如本文中所使用，除非内容另外明确指示，否则单数形式“一”和“所述”涵盖具有复数指代物的实施例。

如本文中所使用，除非内容另外明确指示，否则“或”一般以其包括“和/或”的意义使用。术语“和/或”意味着所列要素中的一个或全部或者所列要素中的任何两个或更多个的组合。

如本文中所使用，“具有”、“包含”、“包括”等等以其开放的意义使用，且一般意指“包括但不限于”。应理解，“主要由……构成”、“由……构成”等等归入“包括”等等中。

词语“优选的”和“优选的是”是指在某些情形下，本发明中可提供某些益处的实施例。然而，其它实施例在相同或其它情况下也可以是优选的。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，并且不希望从包括权利要求的本公开的范围内排除其它实施例。

因此，描述了用于经涂布滤嘴段包装以增强过滤器硬度的方法、系统、设备、组合件和制品。在不脱离本发明的范围和精神的情况下，本发明的各种修改和变化对于所属领域的技术人员将是显而易见的。尽管已经结合特定优选实施例来描述本发明，但应理解，如所要求保护的本发明不应不恰当地限于此类特定实施例。实际上，机械技术、电气技术以及气溶胶生成制品制造或有关领域的技术人员显而易见的用于实施本发明的所描述模式的各种修改旨在属于所附权利要求书的范围内。

Claims (15)

1.一种吸烟制品，包括：

可点燃抽吸材料；以及

所述可点燃抽吸材料下游的过滤器，所述过滤器包括过滤器材料和围绕所述过滤器材料安置的滤嘴段包装，

其中所述滤嘴段包装包括面向所述过滤器的纵向轴线的内表面以及背向所述过滤器的所述纵向轴线的外表面，其中所述滤嘴段包装的所述外表面包括硬度增强涂层，其中所述过滤器的平均径向硬度比基本上相同但具有未涂覆所述涂层的滤嘴段包装的过滤器至少大2％。

2.根据权利要求1所述的吸烟制品，其中所述过滤器的纵向硬度比具有未涂覆所述涂层的滤嘴段包装的过滤器至少大2N。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的吸烟制品，其中所述过滤器的径向硬度比具有未涂覆所述涂层的滤嘴段包装的过滤器至少大2％。

4.根据权利要求1到3中任一项所述的吸烟制品，其中所述涂层具有在2微米与200微米之间的厚度。

5.根据权利要求1到4中任一项所述的吸烟制品，其中所述涂层包括聚乙烯醇。

6.根据权利要求5所述的吸烟制品，其中所述聚乙烯醇的分子量在40到125000克/摩尔的范围内。

7.根据权利要求1到6中任一项所述的吸烟制品，其中所述涂层涂覆为宽度为5毫米或更大的条带。

8.根据权利要求1到6中任一项所述的吸烟制品，其中所述涂层涂覆到所述滤嘴段包装的整个外表面。

9.一种用于增强吸烟制品的过滤器的硬度的方法，所述方法包括：

围绕过滤器材料安置滤嘴段包装；以及

在围绕所述过滤器材料安置所述滤嘴段包装之后，将硬度增强涂层组合物涂覆于所述滤嘴段包装上以增强所述过滤器的硬度。

10.根据权利要求9所述的方法，其中所述涂层组合物包括具有从10％到70％的固体含量的聚乙烯醇。

11.根据权利要求9或权利要求10所述的方法，其中所述涂层组合物基本上由聚乙烯醇构成。

12.根据权利要求9到11中任一项所述的方法，其中所述涂层组合物以20米/分钟到50米/分钟的速率涂覆于所述滤嘴段包装上。

13.根据权利要求9到12中任一项所述的方法，还包括固化经涂布的所述过滤器以从涂覆的所述涂层组合物中去除溶剂。

14.根据权利要求13所述的方法，其中干燥在环境温度下进行。

15.根据权利要求13或权利要求14所述的方法，其中所述涂层组合物以足以产生在所述过滤器干燥后厚度范围从2微米到200微米的涂布层的量涂覆于所述滤嘴段包装上。