CN110248560A - 过滤器元件和其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于气溶胶生成制品的过滤器元件，所述过滤器元件包括具有内表面的中空管状部分。香料(20)直接沉积到所述中空管状部分的所述内表面上。本发明进一步涉及一种成形装置以及一种用于制造用于气溶胶生成制品的过滤器元件的方法。

Description

过滤器元件和其制造方法

技术领域

本发明涉及一种用于气溶胶生成制品的过滤器元件，所述过滤器元件包括具有内表面的中空管状部分。本发明进一步涉及一种成形装置以及一种用于制造用于气溶胶生成制品的过滤器元件的方法。

背景技术

已知借助于香料来改变气溶胶生成制品的气溶胶的香味。根据常规的解决方案，香料可提供在吸烟制品的过滤器内的封壳中。然而，在此状况下，只有在用户破坏胶囊时才会释放香味。

或者，香料可提供在气溶胶生成制品的内衬上。

例如，US 3,062,218 A公开了一种常规香烟。在图2所示的此香烟中，提供有烟丝条和过滤器。过滤器提供在圆柱中，其中圆柱的内表面可以用薄荷醇涂布以改变香烟烟雾的香味。

类似地，US 9,220,298 B1公开了一种常规香烟，其具有包围烟草的包装纸和邻近于所述烟草的开放空间。包装纸的内表面可以用烟熏香味涂布。

然而，香料可能影响产品随时间的稳定性。例如，薄荷醇可以与用于将组分结合到吸烟制品的包装纸的常用胶粘剂反应。因此，在组分与吸烟制品的包装材料之间散布薄荷醇香味可能不是有利的解决方案，因为它可能会产生质量问题。

保持持续香味的另一个解决方案是在条部件中的一个内部提供香料，例如吸烟制品的过滤器。然而，因为过滤器是由随机包装的纤维制成，所以气流在过滤器中具有随机路径。为了产生吸烟制品间相同的体验，过滤器的所有纤维应均匀地提供香料。此外，在过滤器材料中提供香料可能改变吸烟制品的抽吸阻力(RTD)，所述抽吸阻力测量用户抽吸吸烟制品所需的强度，并且是应准确控制的体验的关键参数。

期望具有一种气溶胶生成制品，其中气溶胶的香料可以准确且容易地控制。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供一种用于气溶胶生成制品的过滤器元件，所述过滤器元件包括具有内表面的中空管状部分。香料直接沉积到中空管状部分的内表面上。中空管状部分的内表面可以用香料涂布。优选地，香料浸渍中空管状部分，使得中空管状部分浸渍有香料。香料因此可以被中空管状部分的内表面吸收。可以使用活性剂来代替香料。可以使用消耗剂来代替香料。

优选地，香料仅沉积到中空管状部分的内表面上。以此方式，空气可被抽吸通过的过滤器元件中的过滤器材料的体积不会改变。由于香料的应用，抽吸阻力因此保持不变。根据这一方面，中空管状部分的内表面可被配置成流体或液体不可渗透的，使得香料无法渗透到过滤器材料中。中空管状部分的内表面可具有额外的流体或液体不可渗透层。中空管状部分的内表面可被加热或挤压以变成流体或液体不可渗透的。香料还可浸渍到过滤器材料中。在此情况下，香料仍可以仅将过滤器材料浸渍成抽吸阻力不会或大体上不会改变的程度。香料可浸没到过滤器材料的纤维中，而不阻碍气流穿过过滤器材料的空隙。可以通过在过滤器元件的横向以及过滤器的长度上可见的过滤器元件的内表面来限定决定抽吸阻力的过滤器元件的体积。可用于限定抽吸阻力的过滤器元件的体积因此不受香料的负面影响。

在过滤器元件中提供中空管状部分具有以下优点：在此类中空管状部分内部的空气流动路径被准确称为主要在中空管状部分中行进的空气(和气溶胶)。因此，可通过在中空管状部分中提供适量的香料来调整释放到气溶胶中的香味的量。

中空管状部分可以在过滤器元件中中心对准，使得过滤器元件具有对称轮廓。因此，可以增强过滤器元件的尺寸稳定性。

优选地，香料被提供为流体。更优选地，液体是液体香料。香料的实例是醇基、二醇基或水基、精油、油树脂、净油、植物浓缩物、植物提取物、馏分和天然人工化学品上的香料。可使用的香料的实例为烟草、佛手柑、肉桂、绿薄荷、胡椒薄荷、香草、橙子、天竺葵提取物、芳樟醇、咖啡、薄荷醇、桉树、丁香、生姜和柑橘。一般来讲，香料可以作为气溶胶改性物质提供。香料在室温下可以是固体。香料可以是热熔胶。香料在室温下可以是液体。

通过将香料沉积到中空管状部分的内表面上，大部分香料可以提供在中空管状部分的内部分上。在这点上，中空管状部分包括朝向中空管状部分的内中空部分面向径向内部的内部分，以及面向径向外部的外部分。可选择中空管状部分的材料，使得沉积到中空管状部分的内表面上的香料基本上使内部分装载有香料。外部分可以保持基本上不含香料。

一般来说，过滤器条的产生始于由各种成份的混合物制成的过滤器材料。用于制造香烟过滤器的原材料通常是例如从木材获得的纤维素。接着将纤维素乙酰化，使其成为称作乙酸纤维素或简短地称作“乙酸”的材料，溶解并纺丝为连续的合成纤维，所述合成纤维被布置成称作过滤器丝束的束。一般将这种丝束打开、塑化、定形且按长度切割以充当过滤器。塑化剂溶解乙酸纤维素过滤器以使得其通过压力和热的动作粘在一起成为单个单元，使得过滤器材料固化且形成过滤器条。过滤器通常包装在包装材料中，所述包装材料在许多情况下包含纸条。

而且，有可能产生未包装在包装纸中的过滤器。在产生未包装的过滤器塞时，在成形单元中将过滤器材料定形为所要形式。所用的材料和定形的过程的实现使得过滤器条即使在离开成形单元达足够程度之后仍维持其形状，使得可省去原本用于稳定形状的包装纸。在未包装的过滤器塞的产生期间，成形装置中的过滤器材料流可经受压力和热。可以各种方式，例如通过蒸汽等热空气或微波能量或通过干预将必要热能引入过滤器材料中。

此外，有可能产生中空过滤器，即，包含沿着过滤器的纵向轴线线从中穿过的中空管状部分的过滤器。优选地，过滤器为中空过滤器。优选地，过滤器为中空乙酸管。

此外，无论内表面上是否涂布有香料，过滤器元件的中空管状部分的抽吸阻力都优选为零。过滤器元件的中空管状部分优选地不影响气溶胶生成制品的全局RTD。

如本文所用，术语“条”用于指示具有大体上圆形、卵形或椭圆形横截面的大致为圆柱形的元件。

过滤器材料可以包括任何一种或多种合适的材料。合适材料的实例包含但不限于乙酸纤维素、纤维素、重组纤维素、聚乳酸、聚乙烯醇、尼龙、聚羟基丁酸酯、聚丙烯、纸、例如淀粉等热塑性材料、无纺材料，以及其组合。所述材料中的一种或多种可以形成为开孔结构。优选的是，过滤器材料包括乙酸纤维素丝束。

过滤器材料可以包含额外的材料。例如，额外的材料可以併入到过滤器丝束中。例如，过滤器材料可以包含吸附材料。术语“吸附”是指吸附剂、吸收剂或可执行这两种功能的物质。过滤器材料可包含胶粘剂或塑化剂或其组合。

优选地，过滤器材料包含塑化剂。塑化剂优选地具有粘结组份的功能。确切地说，在未包装过滤器中，如所提及，过滤器材料的密度或刚度需要比标准的包装过滤器高，这是因为不存在通过包装纸施于过滤器材料的约束动作。因此，在形成为条状形状时，过滤器材料需要在无任何另外的外部材料辅助的情况下保持明确限定的形状以及大体上固定的直径。

由于过滤器是中空的，因此可能需要较硬的过滤器材料。在中空过滤器中，中空管状部分可削弱过滤器本身的整体结构。为了避免中空过滤器组件例如因过滤器的压缩而变形，优选的是，用以实现中空过滤器的材料比用以形成标准过滤器塞的材料硬。

利用本发明实现的过滤器可有利地用在气溶胶形成制品中。根据本发明的气溶胶形成制品可呈过滤器香烟或其它吸烟制品形式，其中烟草材料燃烧后形成烟雾。本发明另外涵盖其中将烟草材料加热以形成气溶胶而非进行燃烧的制品，以及其中在无燃烧或加热的情况下由烟草材料、烟草提取物或其它尼古丁源生成含尼古丁气溶胶的制品。其中在无燃烧的情况下形成气溶胶或其中通过燃烧产生烟雾的这些制品统称为“气溶胶形成制品”。气溶胶形成制品可以是整个已组装的气溶胶形成制品或与一个或多个其它组件组合以便提供用于产生气溶胶的组装制品的气溶胶形成制品组件，例如受热吸烟装置的可消耗部件。

气溶胶形成制品可以是生成可通过用户的嘴直接吸入用户肺中的气溶胶的制品。气溶胶形成制品可类似香烟等常规吸烟制品，且可包括烟草。气溶胶形成制品可以是一次性的。或者，气溶胶形成制品可以是部分可重复使用的，且包括可补充或可更换的气溶胶形成基质。

为了将优选地包含塑化剂的过滤器材料定形成进一步用于产生过滤器的一个连续条，提供成形装置。成形装置包括可装有过滤器材料的管状元件。成形装置进一步包括条状元件，其具有用于排出香料的喷嘴。条状元件至少部分地布置在管状元件内部。喷嘴布置在条状元件的外表面处以排出香料。

来自例如过滤器丝束等来源的过滤器材料朝向成形装置前进。因此，成形装置的入口连接到过滤器材料的进给路径的终止端。成形装置适于使过滤器材料形成为条状连续的过滤器主体，并且具有出口以递送所形成的连续过滤器主体以供进一步处理。成形装置包括管状元件，其适于允许过滤器材料自其穿过以使过滤器材料形成为连续的过滤器主体。管状元件在入口处可以是漏斗形的，以便于插入过滤器材料。优选的是，管状元件的内壁限定连续过滤器主体的外表面，且优选地确定其直径等等。管状元件的内壁将过滤器材料“压缩”成条。此外，为了使过滤器材料较硬且具有大体上恒定的形状，还可提供适于加热在管状元件中穿过的过滤器材料的热源，使得可能存在的粘结材料，例如可能存在于过滤器材料内的塑化剂，在过滤器材料的纤维当中提供粘结。塑化剂是增大材料的塑性或流动性的添加剂。

热源可以是例如微波源、红外源或例如水蒸汽等蒸汽源。蒸汽源可以具有超过约120℃，例如超过约200℃的温度。源的选择取决于塑化剂的类型和塑化剂可以被激活的方式。优选地，过滤器材料在至少约30℃，优选至少约35℃、优选至少约40℃的温度下加热。

为了在过滤器条中形成中空管状部分，成形装置包括条状元件。条状元件至少部分地布置在管状元件内部，使得条状元件的外壁优选地限定连续过滤器主体的内表面，即过滤器条的中空管状部分的内表面。因此，条状元件的外壁确定过滤器条中的中空管状部分的直径。条状元件的外壁将过滤器材料“压缩”成条。条状元件提供在管状元件内部，使得过滤器材料被压缩或夹在管状元件的内壁与条状元件的外壁之间。

条状元件可包括用于加热条状元件的加热元件。通过加热条状元件，过滤器材料可呈刚性且具有大体上恒定的形状，如参照管状元件的加热元件所描述。提供加热元件以使得可能存在的粘结材料，例如可能存在于过滤器材料内的塑化剂提供过滤器材料的纤维之间的粘结。可替代管状元件中的加热元件或除所述加热元件以外提供条状元件中的加热元件。条状元件中的加热元件可以从过滤器条的中空管状部分的内表面加热中空过滤器条。另一方面，管状元件中的加热元件可以从过滤器条外部加热中空过滤器条。有益的是，条状元件以及管状元件两者包括加热元件以均匀地加热中空过滤器条。

优选地，条状元件是中空的，使得可通过在条状元件内循环热蒸汽来加热条状元件。可以在条状元件中提供微波源、红外源或电阻元件。蒸汽可具有大于约120摄氏度，例如大于约200摄氏度的温度。源的选择取决于塑化剂的类型和塑化剂可以被激活的方式。优选地，过滤器材料在至少约30℃，优选至少约35℃、优选至少约40℃的温度下加热。

条状元件包括用于排出香料的喷嘴。香料优选为如上文详述的液体香料。喷嘴优选地提供于条状元件的外表面上，使得香料可从条状元件径向向外排出。通过从条状元件中排出香料，香料沉积在过滤器条的中空管状部分的内表面上。换句话说，中空过滤器条，优选地中空乙酸过滤器条在过滤器条的中空管状部分的表面处、在过滤器条内部具有香料涂层。以这种方式，由于气溶胶主要通过过滤器条的被涂布的中空管状部分抽吸通过过滤器，因此可以精确调整被抽吸通过过滤器的气溶胶的香味。

喷嘴可包括多个喷嘴，使得香料从条状元件均匀地排出。可存在一个喷嘴或两个喷嘴或多于两个喷嘴。喷嘴可被配置为纵向狭缝或具有基本上圆形形状的小孔。喷嘴或条状元件可旋转，使得便于均匀排放香料。多个喷嘴可围绕条状元件的外圆周均匀地分布。多个喷嘴可具有围绕条状元件的外圆周的环形配置。

喷嘴可包括在条状元件内用于将香料进给到喷嘴的进料管。以这种方式，可提供条状元件的光滑外表面，使得可产生过滤器条的中空管状部分的光滑内表面。进一步提供一种用于制造用于气溶胶生成制品的过滤器元件的方法。所述方法包括以下步骤：在过滤器元件中提供具有内表面的中空管状部分；以及将香料沉积到过滤器元件的中空管状部分的内表面上。

所述方法可进一步包括以下步骤：用过滤器材料装载成形装置以形成过滤器元件；在成形装置中提供条状元件，其中条状元件包括用于排出香料的喷嘴；将条状元件定位在成形装置中，使得中空管状部分形成于挤出的过滤器材料中；以及从条状元件的喷嘴排出香料，使得香料沉积到挤出的过滤器材料的中空管状部分的内表面上。

术语“挤出”包括利用推动材料穿过具有所要横截面的模具的过程而制成的产品。而且，这一术语还涵盖通过例如拉伸相应材料的不同过程而产生的产物。

此外，所述方法可包括条状元件包括用于加热条状元件的加热元件，并且其中，在另一步骤中，加热条状元件以粘结挤出的过滤器材料，从而在挤出的过滤器材料中形成中空管状部分。

附图说明

将参考附图仅通过举例方式进一步描述本发明，在附图中：

图1示出了用于制造用于气溶胶生成制品的过滤器元件的本发明成形装置的横截面图。

具体实施方式

图1所示的成形装置包括管状元件10。管状元件10被配置为入口侧处的漏斗形元件。管状元件10被定形，使得过滤器材料12可引入管状元件10中。

过滤器材料12通过常规方式沿箭头14的方向，例如朝向管状元件10的出口，前进穿过管状元件10。以这种方式，产生连续过滤器条。成形装置可包括加热元件以在过滤器材料12前进穿过管状元件10的同时加热过滤器材料12，使得过滤器材料12内的粘结剂反应并且过滤器材料12被粘结。通过粘结过滤器材料12，限定了成品过滤器条的形状。

利用本发明产生的过滤器条为中空乙酸管。因此，过滤器材料为乙酸纤维素。为了在过滤器条中产生中空管状部分，条状元件16布置在管状元件10内部。条状元件16具有圆柱形外部形状，使得条状元件16的外部形状限定过滤器条的中空管状部分的内径。换句话说，条状元件16的直径限定成品过滤器条的中空管状部分的直径。

条状元件16具有中空部分18，使得受热的蒸汽可在条状元件16内循环。与附图标记18所指示的热蒸汽的入口区域分开的条状元件16关闭，使得热蒸汽无法直接接触过滤器材料12。通过在条状元件16内循环热蒸汽，可以加热条状元件16以在过滤器材料12前进穿过管状元件10的同时促进周围过滤器材料12的粘结。

另外，香料20借助于进料管22朝向喷嘴24前进穿过条状元件16。香料20在过滤器材料12前进穿过管状元件10的同时排出或喷射到周围的过滤器材料12上。香料20被提供为液体香料。因此，香料20的涂层提供在过滤器材料12的中空管状部分的内表面上。最终，成品过滤器条被提供为中空乙酸管，其具有由香料构成的涂层。之后，可以例如通过将连续过滤器条切割成较小的过滤器段来进一步处理过滤器条。

Claims (14)

1.一种用于气溶胶生成制品的过滤器元件，所述过滤器元件包括具有内表面的中空管状部分，其中香料直接沉积到所述中空管状部分的所述内表面上。

2.根据前述权利要求中任一项所述的过滤器元件，其中所述香料为薄荷醇。

3.根据前述权利要求中任一项所述的过滤器元件，其中所述过滤器元件为中空乙酸管。

4.根据前述权利要求中任一项所述的过滤器元件，其中所述中空管状部分作为中心中空管状部分提供在所述过滤器元件中，和/或其中提供所述过滤器元件的所述中空管状部分以形成用于气溶胶的气流路径。

5.根据前述权利要求中任一项所述的过滤器元件，其中香料沉积到所述中空管状部分的所述内表面上，使得空气能被抽吸通过的过滤器元件材料的体积基本上保持不变。

6.根据前述权利要求中任一项所述的过滤器元件，其中所述过滤器材料包括乙酸纤维素纤维。

7.一种用于制造用于气溶胶生成制品的过滤器条的成形装置，包括：

管状元件，其限定纵向轴线并且具有用以引入过滤器材料的入口和用以输出过滤器条的出口，和

条状元件，其具有用于排出香料的喷嘴，

其中所述条状元件至少部分地布置在所述管状元件内部，并且其中所述喷嘴布置在所述条状元件的所述外表面处以将香料直接排出到所述过滤器条的内表面上。

8.根据权利要求7所述的成形装置，其中所述条状元件包括用于加热所述条状元件的加热元件。

9.根据权利要求8所述的成形装置，其中所述条状元件是中空的，使得所述条状元件能通过在所述条状元件内循环蒸汽来加热。

10.根据权利要求7至9中任一项所述的成形装置，其中所述条状元件包括在所述条状元件内用于将香料进给到所述喷嘴的进料管。

11.根据权利要求7至10中任一项所述的成形装置，其中所述管状元件限制所述成形装置的外部形状。

12.一种用于制造用于气溶胶生成制品的过滤器元件的方法，包括以下步骤：

在过滤器元件中提供具有内表面的中空管状部分，和

将香料直接沉积到所述过滤器元件的所述中空管状部分的所述内表面上。

13.根据权利要求12所述的用于制造过滤器元件的方法，进一步包括以下步骤：

用过滤器材料装载成形装置以形成所述过滤器元件，

在所述成形装置中提供条状元件，其中所述条状元件包括用于排出香料的喷嘴，

将所述条状元件定位在所述成形装置中，使得中空管状部分形成于挤出的过滤器材料中，和

从所述条状元件的所述喷嘴排出香料，使得香料沉积到所述挤出的过滤器材料的所述中空管状部分的所述内表面上。

14.根据权利要求13所述的用于制造过滤器元件的方法，其中所述条状元件包括用于加热所述条状元件的加热元件，并且其中，在另一步骤中，加热所述条状元件以粘结所述挤出的过滤器材料，从而在所述挤出的过滤器材料中形成所述中空管状部分。