CN110312442A - 过滤器组件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种过滤器组件，其包括过滤器材料塞，所述过滤器材料塞包括第一过滤材料的主体和第二过滤材料的至少一个元件，其中所述第二过滤材料的所述至少一个元件插入第一过滤材料的所述主体，并且其中第二过滤材料的所述至少一个元件的体积与所述塞的体积之间的体积比介于约0.3与约0.8之间。

Description

过滤器组件
技术领域
本发明涉及一种过滤器组件。所述过滤器组件优选地用于气溶胶形成制品。
背景技术
过滤器组件可以具有不同的类型和目的。它们通常用于通过粒子保持作用改变颗粒相，通过吸附改变气态相，或这两种机制的组合。
在例如香烟之类的气溶胶形成制品中，过滤器组件通常位于过滤器中烟草条的一端处。
过滤器组件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，使其成为称作醋酸纤维素或简短地称作“醋酸纤维”的材料，将其溶解并纺丝为连续的合成纤维，所述连续的合成纤维布置成称作丝束的束。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组件。塑化剂溶解醋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组件。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，已知未包装的过滤器的产生。在产生未包装的过滤器时，在形成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组件即使在离开形成单元至足够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材料。在未包装的过滤器的产生期间，形成单元中的过滤器材料流经受压力和热。可以不同方式，例如通过蒸汽等热空气或微波能量，将必要热能引入过滤器材料中。
在产生由醋酸纤维素制成的过滤器组件的情况下，可以通过过滤器生物降解的速率表示问题。
根据进行处置的环境条件，醋酸纤维素过滤器可能实际需要一个月至三年的时间进行生物降解，这可能不够快速以避免垃圾的问题。
对醋酸纤维丝束的替代材料进行测试，以便例如用卷曲纸代替醋酸纤维素。然而，包括卷曲纸而不是醋酸纤维素的过滤器组件在过滤性能方面不及醋酸纤维丝束制成的过滤器组件。
在任何情况下，使用替代材料代替醋酸纤维素来产生过滤器组件可能需要对制造设备和工艺进行大量修改，因此生产成本持续增加。
因此，需要生物降解速率加快的过滤器组件。还需要能够表示由醋酸纤维素制成的传统过滤器组件的替代方案的过滤器组件。
本发明可以满足上述需要中的至少一个。
发明内容
本发明涉及一种过滤器组件，其包括过滤器材料塞，所述过滤器材料塞包括第一过滤材料的主体和包含棉纤维的第二过滤材料的至少一个元件，其中所述第二过滤材料的所述至少一个元件插入第一过滤材料的所述主体，并且其中第二过滤材料的所述至少一个元件的体积与所述塞的体积之间的体积比介于约0.3与约0.8之间。
在本发明的过滤器组件中，所述第二过滤材料的至少一个元件被用至过滤器材料塞中，使得其部分地代替第一过滤材料。第一过滤材料可以是例如合成过滤材料，更有利地包括醋酸纤维素。以此方式，相对于插入的塞的体积以30％至80％的相对大量在本发明的过滤器组件中插入所述元件会增加每过滤器元件体积的第一过滤材料的表面积，并因此可以加速过滤器元件的生物降解速率。同时，第二过滤材料部分代替第一过滤材料可能不需要实施制造设备和工艺的大量修改，从而避免了生产成本的增加。
优选地，本发明的过滤器组件用于气溶胶形成制品。
在下文中，术语“条”指示基本上具有圆形、卵形或椭圆形横截面的大体上为圆柱形的元件，其包括气溶胶形成制品的两个或更多个组件。
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”。根据本发明的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。
如本文所使用，气溶胶形成制品是在气溶胶形成基质受热时生成可吸入气溶胶的任何制品。所述术语包含包括由电热元件等和外部热源加热的气溶胶形成基质。气溶胶形成制品可以是不可燃气溶胶形成制品，这是一种在不燃烧气溶胶形成基质的情况下释放挥发性化合物的制品。气溶胶形成制品可以是受热气溶胶形成制品，这是一种包括预期被加热而非燃烧以便释放可形成气溶胶的挥发性化合物的气溶胶形成基质的气溶胶形成制品。所述术语包含包括气溶胶形成基质和一体式热源的制品，所述一体式热源例如可燃热源。
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。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。
气溶胶形成制品还可以包含可燃香烟。在优选实施例中，气溶胶形成制品的形状可以基本上是圆柱形。气溶胶形成制品可基本上是细长的。气溶胶形成制品可具有某一长度和基本垂直于所述长度的外周。气溶胶形成制品可具有介于大约30毫米与大约100毫米之间的总长度。气溶胶形成制品可具有介于大约5毫米与大约12毫米之间的外径。
因此，本发明的过滤器组件包含具有第一过滤材料的主体的塞。这种第一过滤材料优选地是过滤器塞中使用的“标准”材料。在此第一过滤材料内部，插入以不同第二过滤材料制成的另一元件。
优选地，第一过滤材料的主体具有条形。
所述主体可以是过滤器丝束的连续条，因此是连续过滤器条，或各个过滤器条段，例如一个附接到另一个的多个过滤器条，元件插入其中。优选地，连续过滤器条由条形成装置提供。
插入条中的元件可以是一个连续元件，也可以是一个紧接另一个的多个元件。
元件和塞的体积之间的比优选地介于约0.3与约0.8之间，优选介于约0.35与约0.7之间，更优选地介于约0.4与约0.65之间，甚至更优选地介于约0.45与约0.65之间，并且优选地为约0.6或约0.5。由于在第二过滤材料中实现了塞总体积的大部分，因此第一过滤材料的使用是有限的，而且每过滤器元件体积的第一过滤材料表面积因插入第二过滤材料的元件而增加。
通过塞的体积，使第一过滤材料的主体和第二过滤材料的元件的组合体积得以平均。
另外，在第二过滤材料中实现的元件可以是彩色的以便在气溶胶形成制品上提供不同的视觉外观，或者根据所使用的香味调味以改变吸烟体验。为此，第二过滤材料可以具有吸附性质。
在所述第一过滤材料的主体内，所述至少一个元件可以具有任何形状，并且可以在任何方向上延伸。优选地，所述至少一个元件可有利地在第一过滤材料的所述主体的第一轴向相对面与第二轴向相对面之间在纵向方向上延伸。因此，优选地，主体和插入其中的元件的长度可以相同，但也可以设想相对于主体更短或更长的元件。
主体可以是如本领域中已知的过滤器条。主体可以是中空过滤器条，例如呈中空管的形式。第二过滤材料中的元件因此插入由中空管限定的孔中。
优选地，由所述至少一个元件限定的横向尺寸与所述塞的对应横向尺寸之间的比率介于约0.55与约0.89之间，所述横向尺寸在相对于基本上垂直于所述主体的所述第一轴向相对面和第二轴向相对面中的至少一个的所述主体的侧面横向的方向上。更优选地，由所述至少一个元件限定的横向尺寸与所述塞的对应横向尺寸之间的比率介于约0.59至约0.83之间，甚至更优选地介于约0.63与约0.8之间，甚至更优选地介于约0.67至约0.77之间。换句话说，插入主体内的元件相对“较粗”。在“圆柱形”塞的情况下，横向尺寸可以被视为圆柱体的直径。因此，考虑的比是元件直径与塞直径之间的比。塞的直径是元件和主体一起的直径。
优选地，所述至少一个元件在基本上平行于第一过滤材料的主体的侧面的方向上延伸。在本发明的过滤器组件中，当所述至少一个元件在第一过滤材料的所述主体的所述第一轴向相对面与第二轴向相对面之间在纵向方向上延伸时，所述元件在可平行于或不平行于所述主体的所述侧面的方向上延伸。优选地，所述至少一个元件在基本上平行于第一过滤材料的所述主体的所述侧面的方向上延伸，使得在吸烟期间空气行进通过过滤器组件的方向上，阻力可以是基本上均匀的。如果主体具有条形，则侧表面是圆柱形套筒，并且元件可沿着由主体限定的圆柱体的轴线延伸。
优选地，所述至少一个元件基本上延伸穿过第一过滤材料的所述主体的中心。这可以引起对空气的均匀阻力。
优选地，所述至少一个元件的至少一个端部与第一过滤材料的所述主体的对应面齐平而延伸。因此，主体和元件的几何形状为在两端形成单个表面。因此，元件和主体的长度优选地相同。或者，所述主体为中空主体，并且所述至少一个元件从第一过滤材料的所述主体的所述第一轴向相对面和第二轴向相对面中的至少一个突出。可以插入一个元件，以使得其从主体的两个相对轴向侧可见。在第一过滤材料的所述主体中，可插入第二过滤材料的多个元件；其中的每一个元件可以具有任何形状并且可以在任何方向上延伸，如上文所公开。优选地，插入第一过滤材料的所述主体中的第二过滤材料的所述至少一个元件是一个连续元件。
用于实现所述至少一个元件的第二过滤材料除棉纤维之外还可以包含任何其它合适的一种或多种材料。优选地，第二过滤材料包含不同于棉纤维的植物纤维。更优选地，不同于棉纤维的所述植物纤维包括纸纤维、聚乳酸纤维及其任何组合。
优选地，相对于第二过滤材料的总重量，第二过滤材料包含大于约20％、更优选地约25重量％至约95重量％的棉纤维。
优选地，所述至少一个元件呈纱线形式。如本文中所使用，术语“纱线”或“丝线”表示纤维或多种纤维卷捻在一起或平行铺设以形成纺织的、编织的、胶合的、卷捻的、褶叠的或其它相关的连续元件。在本文中可以使用纱线来形成股线、线材、细线、绳索、缠绕线、长丝、编织线或绳。
优选地，所述至少一个元件包括棉纱线。
用于实现所述至少一个元件的所述一种或多种材料可以经过纺织、编织、胶合、卷捻、褶叠或以其它相关方式形成。
优选地，第二过滤材料的所述元件具有介于约40％与约60％之间的硬度。更优选地，所述元件的硬度介于约45％与约55％之间。
在整个说明书中使用的术语“硬度”表示对于变形的抵抗力。硬度一般表示为百分比。在以下描述中，说明如何计算根据本发明的硬度。WO2015/124242和WO 2015/007400描述了测量根据本发明的硬度的可能方法。图1示出在施加负载F之前的香烟101以及在施加负载F的同时的同一香烟103。在已施加负载F之前香烟101具有直径Ds。在施加设定的负载持续设定的时间段之后的香烟103(但仍然施加负载)具有(减小的)直径Dd。凹陷是d＝Ds-Dd。参考图1，硬度由下式给出：
其中Ds是原始(未凹陷)香烟直径，Dd是在施加设定的负载持续设定的时间段之后的凹陷直径。材料越硬，则硬度越接近100％。
如以下更详细地说明以及通常本领域已知的，为了确定吸烟制品的部分(比如过滤器)的硬度，吸烟制品应当在平面中平行地对齐，待测试的每个吸烟制品的相同部分应当承受设定的负载持续设定的时间段。此测试使用已知的DD60A密度计装置(由德国Heinr.Borgwaldt GmbH制造和市售)进行测试，其装配有用于香烟的测量头并装配有香烟容器。
利用两个负载施加圆柱形条施加负载，负载施加圆柱形条同时延伸跨过全部吸烟制品的直径。根据该仪器的标准测试方法，该测试应被执行为使得在吸烟制品与负载施加圆柱形条之间出现二十个接触点。在一些例子中，待测试的过滤器可以足够长以使得需要仅十个吸烟制品来形成二十个接触点，每个吸烟制品接触两个负载施加条(因为吸烟制品足够长以在条之间延伸)。在其它例子中，如果过滤器太短而不能实现上述目的则应使用二十个吸烟制品来形成二十个接触点，每个吸烟制品接触负载施加条中的仅一个，如以下进一步说明的。
两个另外的固定圆柱形条定位在吸烟制品的下面，以支持吸烟制品以及反作用于由负载施加圆柱形条中的每一个施加的负载。下文更详细地描述这种布置，如图2至图4所示。
对于用于这种设备的标准操作程序，施加2千克的总负载持续20秒时间。在已经过20秒之后(负载仍然施加于吸烟制品上)，确定负载施加圆柱形条中的凹陷，然后根据上述等式计算硬度。该区域中的温度保持在22摄氏度±2度。如上所述的测试称为DD60A测试。以下关于图2至图4更详细地说明DD60A测试以及相应的设备。如以下更详细地描述的，吸烟制品的过滤器部分的硬度在吸烟制品被抽吸而非未抽吸时没有太大的不同。然而，测量过滤器硬度的标准方法是当吸烟制品未被抽吸时。上文所公开的相同测量原则可以应用于确定第二过滤材料的元件的硬度、第一过滤材料的主体的硬度和本发明的过滤器组件的硬度。
用于实现本发明的过滤器组件的所述主体的第一过滤材料可以包括任何合适的一种或多种材料。优选地，所述第一过滤材料包含合成过滤材料。更优选地，合成过滤材料选自由以下组成的群组：醋酸纤维素、纤维素、再生纤维素、聚乳酸、聚乙烯醇、尼龙、聚羟丁酸酯、聚丙烯、纸、例如淀粉的热塑性材料、非织造材料以及其组合。所述材料中的一种或多种可以形成为开孔结构。优选地，所述第一过滤材料包括合成过滤材料，所述合成过滤材料包括醋酸纤维素。
第一过滤材料可以具有任何适当的结构。例如，第一过滤材料可以包括含聚乳酸的聚集片材。然而，优选地，第一过滤材料包括至少部分由聚乳酸形成的多个纤维。由于纤维可提供气溶胶可穿过的通路，因此其为一种特别有效形式的过滤材料。此外，当在使用后丢弃气溶胶形成制品时，纤维可比其它结构更容易地降解及分散，因此有助于改进烟嘴或气溶胶生成制品的降解性质。
优选地，纤维基本未彼此连接。即，优选地，主体中位包含添加剂将纤维结合在一起。当在使用后丢弃气溶胶形成制品时，这可有助于改进纤维可降解及分散的速率。
优选地，第一过滤材料是包括聚乳酸和至少一种其它聚合物的混合物。额外一种或多种聚合物可以为第一过滤材料提供额外性质。例如，额外聚合物可以为第一过滤材料提供额外抗张强度和弹性性质。其中第一过滤材料包括由不同聚合物的混合物制成的多种纤维，这可有助于使得纤维能够在同一机器上处理，所述机器通常用于醋酸纤维素纤维的制造，速度通常与醋酸纤维素纤维的制造相关，且具有相当的浪费率和运行效率。
优选地，第一过滤材料包括至少约70重量％的聚乳酸，更优选地至少约80重量％的聚乳酸，且甚至更优选地约85重量％的聚乳酸。
优选地，第一过滤材料的所述主体具有介于约40％与约60％之间、更优选地介于约45％与约55％之间的硬度。
过滤器组件可以包含额外的材料。例如，额外材料可以掺入到第一过滤材料中或过滤器材料塞的额外组件中。例如，过滤器组件可以包含吸附剂材料。术语“吸附剂”是指吸附剂、吸收剂或可执行这两种功能的物质。吸附剂材料可以包括活性炭。吸附剂可以掺入到第一过滤材料中或第二过滤材料的至少一个元件中。然而，更优选地，吸附剂掺入到本发明的过滤器组件上游或下游的额外过滤器组件中。
优选地，所述过滤器组件包含包装材料，并且其中所述过滤器材料塞被所述包装材料外包裹。更优选地，所述包装材料包括至少一片纸。外包裹过滤器材料塞的包装材料具有在过滤器组件产生之后使其形状稳定的功能。
优选地，所述第一过滤材料包括至少一种增塑剂。优选地，增塑剂具有粘结组分的功能。在未包装的过滤器元件中，过滤器材料的密度或刚度需要比标准的包装过滤器单元高，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，过滤器材料塞需要在无任何附加的外部材料辅助的情况下保持明确限定的形状以及基本上固定的直径。
替代地或另外，过滤器组件可以包含至少一种胶粘剂、至少一种香味释放剂、至少一种染料或其组合。除过滤之外，还可以使用本发明的过滤器组件获得不同的功能。
优选地，所述过滤器组件具有介于约75％与约92％之间、更优选地约80％的硬度。
本发明的过滤器组件可以单独地或与其它过滤器组件相关联地用在气溶胶形成制品(例如香烟)的过滤器中，所述其它过滤器组件可以是相同或不同的。
在一个实施例中，本发明的过滤器组件的长度可大约为7毫米，但可具有大约5毫米与大约20毫米之间的长度。
本发明的过滤器元件可以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”。根据本发明的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的组件，例如受热吸烟装置的可消耗部分。
本文还公开了一种用于产生过滤器组件的设备，所述设备包括：
-第一馈送路径，其适于沿着第一纵向输送方向连续地馈送第一过滤材料的至少一层；
-第二馈送路径，其适于沿着第二纵向输送方向连续地馈送包括第二过滤材料的至少一根丝线的至少一个芯线，所述第二纵向输送方向优选地与所述第一纵向方向相交；
-对齐元件，其连接到所述第一馈送路径的终止端部和所述第二馈送路径的对应终止端部，其中所述对齐元件适于收集所述至少一层和所述至少一个芯线并且允许所述至少一层与所述至少一个芯线结合，以此方式形成包含第一过滤材料的护套结合至少第二过滤材料的至少一个元件的过滤器材料的条；
-形成装置，位于所述对齐装置的下游的点处，其中所述形成装置适于将过滤器材料的条形成为包括第一过滤材料的主体和第二过滤材料的至少一个元件的过滤器材料塞，其方式为使得所述至少一个元件插入第一过滤材料的主体中，并且第二过滤材料的至少一个元件的体积与塞的体积之间的体积比介于约0.3与约0.8之间。
参考上述过滤器组件已经概述了此设备的优点，因此不再重复。
在所述第一和/或第二馈送路径上游，所述设备优选地包含至少一个供应装置，所述供应装置适于抽取第一过滤材料的所述至少一层和/或包括第二过滤材料的至少一根丝线的所述至少一个芯线。
优选地，第一馈送路径和/或第二馈送路径包括一对或多对辊，所述辊适于允许所述至少一层和/或所述至少一根丝线穿过其中。
优选地，第一馈送路径和第二馈送路径在对齐元件的入口处相交。优选地，所述设备包含适于将所述至少一层和/或所述至少一根丝线传送到所述对齐装置的一个或多个辊。
对齐装置优选地包括收集元件，所述收集元件优选地为基本上环形的或椭圆形横截面，适于使所述至少一层和所述至少一个芯线穿过其中，以使得所述至少一个芯线被所述至少一层包覆以便结合形成剂。
在优选实施例中，所述收集元件适于与所述第一馈送路径和所述第二馈送路径配合，其方式为使得所述至少一个芯线被所述至少一层同轴地包覆。以此方式，在所得过滤器组件中，第二过滤材料的至少一个元件掺入第一过滤材料的主体中，其方式为使得所述至少一个元件在所述主体的第一轴向相对面与第二轴向相对面之间在纵向方向上延伸。
优选地，所述收集元件适于与所述第一馈送路径和所述第二馈送路径配合，其方式为使得所述至少一个芯线被所述层均匀地包覆。以此方式，在所得第一过滤材料的主体中，所述至少一个元件基本上延伸穿过所述主体的中心。
优选地，形成装置适于将过滤器材料条形成为包括第一过滤材料的主体和第二过滤材料的至少一个元件的过滤器材料塞，其方式为使得所述至少一个元件插入第一过滤材料的主体中，并且第二过滤材料的至少一个元件的体积与塞的体积之间的体积比介于约0.35与约0.7之间，更优选地介于约0.4与约0.65之间，甚至更优选地介于约0.45与约0.65之间，并且优选地为约0.6或约0.5。
优选地，沿着将形成元件的入口连接到形成元件的出口的纵向轴线，形成装置包括限定优选地为基本上圆形横截面的内部通道的内壁，所述内部通道适于允许所述过滤器材料条穿过其中，通过这种方式来限定第一过滤材料的所述主体的侧面。
由形成装置的内壁限定的内部通道限定过滤器材料塞的侧面优选地确定由第二过滤材料的至少一个元件限定的横向尺寸与第一过滤材料的主体的对应横向尺寸之间的比，所述横向尺寸在相对于所述侧面横向的方向上。在优选实施例中，所述内部通道适于确定由所述至少一个元件限定的横向尺寸与所述塞的对应横向尺寸之间的比率介于约0.55与约0.89之间，更优选地介于约0.59与约0.83之间，甚至更优选地介于约0.63与约0.8之间，又甚至更优选地介于约0.67与约0.77之间。
形成装置优选地包含热处理区段，所述热处理区段有利地连接到内部通道，适于在过滤器材料条穿过所述内部通道时加热所述过滤器材料条并将其形成为所述过滤器材料塞。
所述热处理区段可以包括任何发热元件，例如，其可有利地包括流体连接到所述内部通道的蒸汽发生器，以在过滤器材料条穿过所述内部通道时向所述过滤器材料条供应蒸汽。借助于例如通过所述蒸汽发生器释放到所述过滤器材料条的热量，所述条被加热并形成为过滤器材料塞。
在所述热处理区段下游，形成部装置优选地包括冷却区段，所述冷却区段适于冷却过滤器材料塞。
优选地，在所述热处理区段下游，所述形成装置包含切割站，适于切割所述过滤器材料塞，其方式为使得所述塞具有第一和第二轴向相对面，其中至少一个面基本上垂直于合成过滤材料的主体的侧面，因为其由沿着将形成元件的入口连接到形成元件的出口的纵向轴线的内部通道限定。
优选地，所述切割站适于切割过滤器材料塞，其方式为使得所述至少一个元件与第一过滤材料的所述主体的对应面齐平而延伸。优选地，所述切割站适于切割所述过滤器材料塞，其方式为使得所述至少一个元件从第一过滤材料的所述主体的第一轴向相对面和第二轴向相对面中的至少一个突出。
所述设备可以包含额外元件。例如，所述设备可以包含用于生成负压的一个或多个抽吸开口，所述负压使所述层和芯线朝向对齐装置和过滤器材料条移动到形成装置。以这种方式，可以将速度或加速度施加到所述层、芯线和条持续至少给定时间。
优选地，所述设备包含至少一个速度调节装置，所述速度调节装置优选地连接到适于测量移动到所述设备中的物体的速度的传感器系统。优选地，这种速度调节装置适于以往复方式针对对齐装置调节第一过滤材料的芯线和层的馈送速率。以这种方式，适于沿着第一纵向输送方向连续地馈送第一过滤材料的至少一层的第一馈送路径，以及适于沿着第二纵向输送方向连续地馈送第二过滤材料的至少一个芯线的第二馈送路径适于与对齐装置配合，其方式为使得所述层掺入所述芯线。
优选地，所述设备包含适于投配一种或多种添加剂的投配站，所述一种或多种添加剂可添加到所述过滤器组件或其组分中。例如，本发明的设备可以包含增塑剂投配站，其在所述形成装置上游，并且适于投配至少一种增塑剂以将所述增塑剂添加到第一过滤材料。例如，所述增塑剂可溶解用作第一过滤材料的醋酸纤维素纤维，使得它们在单个单元中粘合在一起。
优选地，所述设备包含香味释放剂投配站，优选地在形成装置上游或与形成装置一起，其适于投配至少一种香味释放剂以将所述香味释放剂添加到过滤器材料。
优选地，所述设备包含染料投配站，优选地在形成装置上游或与形成装置一起，其适于投配至少一种染料以将所述染料添加到过滤器材料。
优选地，所述设备包含包装站，优选地在包含于对齐装置中或在对齐装置下游，其适于将包装材料包装在过滤器材料条上。
所述设备优选地包含第三馈送路径，所述第三馈送路径适于沿第三纵向输送方向将包装材料馈送到包装站。第三馈送路径优选地包括一个或多个辊，所述辊适于将包装材料传送到包装站。
在所述第三馈送路径上游，所述设备优选地包含线轴，以在包装材料呈片材形式时抽取包装材料。
本文还公开了一种用于产生过滤器组件的方法，所述方法包括：
i.提供第一过滤材料的至少一层；
ii.提供第二过滤材料的至少一个芯线；
iii.收集所述至少一层和所述至少一个芯线；
iv.将所述至少一个芯线掺入所述至少一层中，其方式为使得形成包括掺入第二过滤材料的至少一个元件的第一过滤材料的护套的过滤器材料条；
v.将所述过滤器材料条形成为过滤器材料塞，所述过滤器材料塞包括第一过滤材料的主体和第二过滤材料的至少一个元件，其方式为使得所述至少一个元件插入第一过滤材料的主体，并且第二过滤材料的至少一个元件的体积与塞的体积之间的体积比介于约0.3与约0.8之间。
参考上述过滤器组件已经概述了此方法的优点，因此不再重复。
优选地，为了掺入所述至少一个芯线，在本发明方法的步骤iv中，通过所述至少一层包覆所述至少一个芯线。所述折叠优选地以所述至少一个芯线被所述至少一层同轴地包覆的方式执行。以此方式，在所得过滤器组件中，第二过滤材料的至少一个元件掺入第一过滤材料的主体中，其方式为使得所述至少一个元件在所述主体的第一轴向相对面与第二轴向相对面之间在纵向方向上延伸。
优选地，在本发明方法的步骤iv中，通过所述至少一层均匀地包覆所述至少一个芯线。以此方式，在所得第一过滤材料的主体中，所述至少一个元件基本上延伸穿过第一过滤材料的所述主体的中心。
优选地，本发明方法包括投配可以添加至过滤器组件的一种或多种添加剂。例如，形成步骤包括向第一过滤材料添加至少一种增塑剂。如上文所公开，增塑剂具有粘结组分的功能，其在非包装过滤器元件中特别适合，其中如所提及，过滤器材料的密度或刚度需要比标准的包装过滤器单元高，因为不存在通过包装纸施于过滤器材料的约束动作。
本发明方法可以优选地包括添加至少一种吸附剂材料，优选地活性炭。可以例如向第一过滤材料或第二过滤材料添加吸附剂。
根据过滤器组件的所需性质和特性，本发明方法可以优选地包括向第一过滤材料添加至少一种香味释放剂，和/或向第一过滤材料添加至少一种染料。
优选地，本发明方法的所述步骤v包括将所述过滤器材料条形成为包括第一过滤材料的主体的第二过滤材料的至少一个元件的过滤器材料塞，其方式为使得将所述至少一个元件插入第一过滤材料的主体中，并且第二过滤材料的至少一个元件的体积与塞的体积之间的体积比介于约0.35与约0.7之间，更优选地介于约0.4与约0.65之间，甚至更优选地介于约0.45与约0.65之间，并优选地为约0.6或约0.5。
在本发明方法的所述步骤v期间，优选地，例如通过使在步骤iv获得的条穿过由沿着借助于形成元件内壁将形成元件的入口连接到形成元件的出口的纵向轴线限定的优选地具有基本上圆形横截面的内部通道，限定第一过滤材料的主体的侧面。
在限定所述侧面时，可以使用本发明方法来确定由所述至少一个元件限定的横向尺寸与第一过滤材料的所述主体的对应横向尺寸之间的比，所述横向尺寸在相对于所述主体的侧面横向的方向上。优选地，在本发明方法中，所述步骤v包括确定由所述至少一个元件限定的横向尺寸与所述塞的对应横向尺寸之间的比率介于约0.55与约0.89之间，更优选地介于约0.59与约0.83之间，甚至更优选地介于约0.63与约0.8之间，又甚至更优选地介于约0.67与约0.77之间。
本发明方法的步骤v优选地包括加热在步骤iv形成的条以形成所述过滤器材料塞。
所述热处理可以通过任何已知的发热元件来执行，例如，其可有利地通过向过滤器材料条供应蒸汽的蒸汽发生器来执行。借助于例如蒸汽释放到过滤器材料条的热量，所述条被加热并形成为过滤器材料塞。
在所述热处理之后，根据本发明的方法优选地包括一个或多个进一步处理，以便将过滤器组件带入所需的最终形式。例如，根据本发明的方法优选地包括冷却过滤器材料塞。
优选地，在所述热处理步骤v下游，包括切割所述过滤器材料塞，其方式为使得所述塞具有第一轴向相对面和第二轴向相对面，其中所述第一轴向相对面和第二轴向相对面中的至少一个基本上垂直于所述主体的侧面。
优选地，所述切割进行所述过滤器材料塞的切割方式为使得所述至少一个元件与第一过滤材料的所述主体的对应面齐平而延伸。
优选地，所述切割进行所述过滤器材料塞的切割方式为使得所述至少一个元件从第一过滤材料的所述主体的第一轴向相对面和第二轴向相对面中的至少一个突出。
如上文所公开的，过滤器组件可以包括包装材料，优选地包括外包裹过滤器材料塞的至少一片纸，其具有在过滤器组件离开形成单元之后仍使其形状稳定的功能。
优选地，本发明的方法包括将包装材料包装在过滤器材料条上的步骤，所述包装材料优选地包括至少一片纸。
附图说明
将参考附图仅借助于实例进一步描述本发明的特定实施例，附图中：
-图1示出了用于测量本发明所用硬度的方法；
-图2是用于确定过滤器或吸烟制品的硬度的设备呈第一配置的透视图；
-图3是图2的设备呈第一配置的侧视图；
-图4是图2和3的设备呈第二配置的侧视图；
-图5是根据本发明的过滤器组件的透视图；
-图6是根据本发明的过滤器组件的纵向部分；
-图7是根据本发明的设备的示意性横向横截面；
具体实施方式
图2、3和4示出了根据图1中描绘的原则操作的用于测试本发明吸烟制品过滤器元件的硬度的设备。
图2是用于确定吸烟制品的过滤器的硬度的设备4(例如，DD60A密度计装置)的透视图。所述设备包含定位在支承板30上的两个平行的负载施加条24。支承板30包含两个平行的间隔壁12，每个壁12具有十个等间隔的凹部。凹部布置成在测试期间防止吸烟制品10相互接触。
如图2中可看到，十个相同设计的吸烟制品10在平面中平行对齐，并且放置在下层的圆柱形条14上。吸烟制品10在壁12中的相应的凹部之间延伸以将吸烟制品保持就位。下层圆柱形条14平行于壁12延伸。每个吸烟制品10在两个点处接触下层条14，在待测试的吸烟制品与下层条14之间获得总共二十个接触点。
为了测试吸烟制品的过滤器的硬度，吸烟制品应被定位成使得过滤器的待测试的部分与下层条14接触。如果过滤器太短并且过滤器的待测试的部分不接触两个条或者在非常靠近过滤器的待测试的部分的端部接触这些条，则可以理解的是，这可以通过利用如图3中示出的背对背配置的二十根香烟获得。
如图所示，DD60A测试的原理是，下层圆柱形条在二十个接触点处接触待测试的样本材料。如果过滤器足够长以延伸跨过下层条，则可以用十个样本提供二十个接触点(如图2中所示)。如果过滤器不够长，则可以用二十个样本提供二十个接触点，如图3所示。
如在图3中可看到，已经从每个吸烟制品10去除烟草条的部分，每个吸烟制品10的过滤器部分放置在相应的圆柱形条14上。在当前的例子中，测试嘴端部节段的硬度，因此放置在条14上的是过滤器的这一部分，嘴端部节段在条14上基本居中。如果必要，吸烟制品的远离圆柱形条14延伸的尖端可以由下层支承装置支承以防止吸烟制品的旋转。
设备在图3中以第一配置示出，其中，两个负载施加圆柱形条24在吸烟制品10上方升起并且不与吸烟制品10接触。为了测试吸烟制品的硬度，将负载施加圆柱形条24下降至第二配置，以与吸烟制品10接触，如图4所示。当与吸烟制品10接触时，负载施加条24在吸烟制品10的二十个接触点上施加总共2kg的负载，持续20秒时间段。在已过去20秒之后(负载仍然施加于吸烟制品上)，确定跨过吸烟制品的负载施加圆柱形条24中的凹陷，并然后使用所述凹陷来计算硬度。
以上测量应用于本发明的过滤器组件、塞、主体和元件，如下所述。
在图5和图6中，示出根据本发明实现的过滤器部件100。
过滤器组件100包括过滤器材料110的塞，所述过滤器材料110的塞包括第一过滤材料的主体120和第二过滤材料的至少一个元件130。
主体120包括第一轴向相对第一面140和第二轴向相对第二面150并且其为中空的，也就是说，通孔161限定在第一面140和第二面150中形成的第一开孔141和第二开孔151。主体120优选地是圆柱形的，并且其形成于诸如醋酸纤维丝束的合成材料中。此外，主体120限定圆柱形外表面或套筒160，所述圆柱形外表面或套筒160垂直于所述主体120的所述第一轴向相对面140和第二轴向相对面150中的至少一个。
塞110限定纵向轴线170，所述纵向轴线170优选地也是由主体120限定的圆柱体的轴线。
至少一个元件130插入主体120的通孔161中。
如图6中所描绘，所述至少一个元件130优选地在第一轴向相对面140与第二轴向相对面150之间延伸。此外，优选地，元件130限定与轴线170重合的纵向轴线。在图中，元件130完全填充通孔161，也就是说，在元件130插入之后，孔161中基本上没有空隙空间。优选地，所述至少一个元件130在基本上平行于套筒160的方向上延伸。如图5和图6中所描绘，组件130包含与所述主体120的对应的第一面140和第二面150齐平的第一端部180和第二端部190。
元件130是棉纱线。
在本发明的优选实施例中，在过滤器组件100中，由所述至少一个元件130限定的在垂直于轴线170的平面中的横向尺寸与所述塞的所述对应横向尺寸之间的比率介于约0.67与约0.77之间。采集横向尺寸的平面与主体120的面140、150中的一个平行，并且在图6中描绘为点划线171。
至少一个元件130的体积与塞110的体积之间的体积比为约0.6或0.5。
图7描绘适用于产生本发明的过滤器组件100的设备200。
设备200包括：第一馈送路径201，其适于沿着第一纵向输送方向203连续地馈送第一过滤材料的至少一层202；以及第二馈送路径204，其适于沿着第二纵向输送方向206连续地馈送包括第二过滤材料的至少一根丝线的至少一个芯线205并与所述第一馈送路径201相交。
在所述第二馈送路径205上游，设备200优选地包含供应装置205'，所述供应装置205'适于抽取包括第二过滤材料的至少一根丝线的所述至少一个芯线205。
设备200包含对齐元件209，其连接到所述第一馈送路径201的终止端部207和所述第二馈送路径204的对应终止端部208。
如图7中所描绘，第一馈送路径201优选地包括三对辊218、219和220，其适于允许所述至少一层202穿过其中，并且一个或多个辊221适于将所述至少一层202传送到对齐装置209。
所述对齐元件209适于收集所述至少一层202和所述至少一个芯线205并且允许所述至少一层202与所述至少一个芯线205结合，以此方式形成包含第一过滤材料的护套结合至少第二过滤材料的至少一个元件的过滤器材料的条210。
图7中描绘的设备200还包含包装站211，所述包装站211包含于所述对齐装置209中，适于将包装材料包装在过滤器材料的条210上。在图7中，呈片材212形式的包装材料由线轴213抽出，并且沿着第三纵向输送方向215通过第三馈送路径214馈送到包装站211。图7中描绘的第三馈送路径214包括适于将所述片材212传送到包装站211的一对辊222。
在位于所述对齐装置209的下游的点处，设备200包含形成装置216，其中所述形成装置216适于将过滤器材料的条210形成为包括第一过滤材料的主体120和第二过滤材料的至少一个元件130的过滤器材料塞110，其方式为使得所述至少一个元件130插入第一过滤材料的主体120中，并且第二过滤材料的至少一个元件130的体积与塞110的体积之间的体积比为约0.6或0.5。
图7中描绘的形成装置216还包含切割站217(图7中未详细呈现)，其适于切割过滤器材料的所述塞110。

Claims (22)

1.一种过滤器组件，其包括过滤器材料塞，所述过滤器材料塞包括第一过滤材料的主体和包含棉纤维的第二过滤材料的至少一个元件，其中所述第二过滤材料的所述至少一个元件插入第一过滤材料的所述主体，并且其中第二过滤材料的所述至少一个元件的体积与所述塞的体积之间的体积比介于约0.3与约0.8之间。
2.根据权利要求1所述的过滤器组件，其中所述第一过滤材料包括合成过滤材料。
3.根据前述权利要求中任一项所述的过滤器组件，其中所述至少一个元件在第一过滤材料的所述主体的第一轴向相对面与第二轴向相对面之间在纵向方向上延伸。
4.根据前述权利要求中任一项所述的过滤器组件，其中由所述至少一个元件限定的横向尺寸与所述塞的对应横向尺寸之间的比率介于约0.55与约0.89之间，所述横向尺寸在相对于基本上垂直于所述主体的所述第一轴向相对面和所述第二轴向相对面中的至少一个的所述主体的侧面横向的方向上。
5.根据前述权利要求中任一项所述的过滤器组件，其中所述至少一个元件在基本上平行于第一过滤材料的主体的侧面的方向上延伸。
6.根据前述权利要求中任一项所述的过滤器组件，其中所述至少一个元件基本上延伸穿过第一过滤材料的所述主体的中心。
7.根据前述权利要求中任一项所述的过滤器组件，其中所述至少一个元件的至少一个端部与第一过滤材料的所述主体的对应面齐平而延伸。
8.根据前述权利要求中任一项所述的过滤器组件，其中第一过滤材料的所述主体为中空主体，并且所述至少一个元件从第一过滤材料的所述主体的第一轴向相对面和第二轴向相对面中的至少一个突出。
9.根据前述权利要求中任一项所述的过滤器组件，其中所述至少一个元件是一个连续元件。
10.根据前述权利要求中任一项所述的过滤器组件，其中所述第二过滤材料包括不同于棉纤维的植物纤维。
11.根据权利要求10所述的过滤器组件，其中不同于棉纤维的所述植物纤维包括纸纤维、聚乳酸纤维及其任何组合。
12.根据前述权利要求中任一项所述的过滤器组件，当根据权利要求2时，其中所述合成过滤材料包括醋酸纤维素。
13.根据前述权利要求中任一项所述的过滤器组件，其中所述第一过滤材料包括至少一种增塑剂。
14.根据前述权利要求中任一项所述的过滤器组件，其中所述过滤器组件包含包装材料，并且其中所述过滤器材料塞被所述包装材料外包裹。
15.根据权利要求14所述的过滤器组件，其中所述包装材料包括至少一片纸。
16.根据前述权利要求中任一项所述的过滤器组件，其中所述过滤器组件包括至少一种香味释放剂。
17.根据前述权利要求中任一项所述的过滤器组件，其中第一过滤材料的所述主体具有介于约40％与约60％之间的硬度。
18.根据前述权利要求中任一项所述的过滤器组件，其中第二过滤材料的所述元件具有介于约40％与约60％之间的硬度。
19.根据前述权利要求中任一项所述的过滤器组件，其中所述过滤器组件包括至少一种染料。
20.根据前述权利要求中任一项所述的过滤器组件，其中所述过滤器组件具有约75％与约82％之间的硬度。
21.一种用于气溶胶生成制品的过滤器，其中所述过滤器包括根据权利要求1至20中任一项所述的过滤器组件。
22.一种气溶胶生成制品，其中所述气溶胶生成制品包括根据权利要求1至20中任一项所述的过滤器组件。
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