TW562657B - Filter for a cigarette and filter cigarette - Google Patents

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562657 A7 B7 五、發明說明（1 ) [技術領域] 本發明係關於一種香菸過濾體及使用該過濾體之香 於 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 [先前技術背景] 習知過?慮體係具有複數個由過濾、體之一端延伸至另一 端之軸向孔。該軸向孔係由埋在該過濾體中之管體所構成 (參閱美國專利第3546325號），或者係藉由熱成型 (therm0f0rming)方式所構成。該熱成型方式係藉由採用雷 射光束（參閱美國專利第4291712號）或者採用針狀加熱工 具來將該過渡體之一部分加以溶化。 此類過濾體可將主要煙流的一部分直接且未經過濾處 理地送入抽煙者的口中。 近年來’許多抽菸者有較喜歡輕淡的抽菸感覺但又不 願失去原始香於的香味或口味之趨勢。因此，其必須最佳 化地控制該煙流經由該過濾體之軸向孔而送入抽菸者口中 的流量；然而，習知技術之過濾體的轴向孔係將煙流直接 從香菸送入抽菸者口中，且因此對於將抽菸之感覺加以淡 化便會有一定程度的限制。 [發明之揭示] 依…、本發明之香私過濾體係包含過滤桿（mter r〇d)， 該過濾桿係具有可透氣之外周面，且其中三至十二個連績 通道係延伸在該桿之兩端部的開口端之間，該通道係分佈 在一 ％上’其中該環之直徑係在該桿之直徑的5〇%至7〇% 之間，且每一通道係具有0.1至0.7毫来之直徑，且每一 [本紙張尺度適用中國國家標準（CWS)A4規格⑽χ挪公爱)---j- 請 先 閱 讀 背 面 •之 注 意 事 項 再 填 寫 本 頁 裝 I I I I I 訂 # 311625 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 562657 A7 B7 五、發明說明（2 ) 通道之内壁係具有可透氣性。 舉例來說，具有可透氣的外周面之過濾桿可為一種藉 由可透氣的外周圍的包捲紙將過濾材料包捲成桿狀之桿 體；亦可為一種不需要外周圍的包捲紙，本身即相黏結且 可自行支撐且尺寸穩定的過濾桿-它的一個實例有黏結纖 維或單絲（filament)的接觸點，使纖維或單絲成為可透氣的 桿狀而製成者，諸如在市面上可以看到之黏結醋酸纖維素 單絲（cellulose acetate filament)而成的NWA過渡桿。在該 過濾桿本身不需要包捲紙來維持其桿體形狀的例子中，仍 然可以使用可透氣的包捲紙-例如，使用可將過渡桿與在縱 向上與過濾桿相鄰之桿體連接成複合過濾體之包捲紙，及/ 或使用可將過濾桿與菸草桿連接成具有過濾體之香菸之可 透氣的吸 口護套（tipping overwrap)。 該過渡體通常係經由具有透氣性之吸口紙（tipping paper)而連接至一香於。當抽吸該具有過渡體之香於時， 通風空氣便會經由該吸口紙而被導入至桿體中，然後再經 由通道之内壁而進入通道。通過通道之煙流便會因此由通 風空氣所稀釋，而進入抽菸者口中。由於該通道之直徑及 數量係具有如上述之限制，因此由該通風空氣所稀釋之主 要煙流的量便可以最佳化地控制，以使抽终者可以享受到 香於之原始口味及香味。 該通道係可以藉由蒸氣加熱該過渡材料來製成，以使 該過濾材料可以熱成型而不會熔化。 最好，每一通道係具有〇·2至0.5毫米之直徑。該過 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 311625 ：----l· I------裴-----I--訂 ------ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 562657 A7 B7___ 五、發明說明（3 ) 濾體之軸向氣流阻力，亦即通過該過濾體之抽吸阻力，最 好係為80至160mmH2O。 (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) 該過濾體在其一端部上係可以含有濾嘴（tip)，該濾嘴 具有相當於該過濾體總長度的8%至60%之2至20毫米之 長度，且具有80 mmH20/25mm或以下之RTD值；例如平 過濾體（plain filter)之濾嘴係可使其易於調整整個過濾體 之RTD值。 徑向導入該過濾體之通風空氣量最好係佔流入過濾體 中之總空氣量的20%以上，且最好係佔70%至80%。藉由 調整該通風空氣量，便可決定該經由過濾體而送入至抽菸 者口中之焦油量。 [圖式之簡單說明] 第1圖係顯示一具有過濾體之香菸的立體視圖； 第2圖係顯示第1圖所示之具有過濾體之香菸的吸口 端（mouthpiece end) ί 第3圖係顯示在第1圖中所示之具有過濾體之香菸之 截面積的一部分； 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第4圖係一圖表，其中顯示被導入至過濾體中之通氣 量的百分比， 第5圖係一圖表，其中顯示在具有過濾體之香菸之吸 口端的流動速度分佈； 第6圖係顯示用於香菸之另一種過濾體；以及 第7圖係顯示用於香菸之又另一種過濾體。 [元件符號說明] 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 3 311625 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 562657 五、發明說明（4 ) A7 B7 2 香於 4 吸口紙 5 孔洞 6 過濾體 8 過滤材料 10 包捲紙 12 通道 14 過濾體 16 過濾部 18 濾嘴（平過濾體） 20 外部包捲紙 22 活性碳過濾體 現請參照第1圖，具有過濾體之香菸係具有香菸2以 及經由吸口紙（tipping paper) 4而連接至香於2之一端部的 過濾體6。該過濾體6係藉由以包捲紙（wrapper)lO來將過 濾材料8包捲成圓柱狀而形成。該過濾材料8係一種通常 使用在此一類型過濾體之材料，例如醋酸纖維素之纖維束 (tow of acetate)。在圓柱狀過濾材料8中之纖維密度最好 在其截面積上有均勻之分佈。 包捲紙10及吸口紙4係具有可透氣性，使得通風用之 空氣可以通過該包捲紙10及吸口紙4而從外部導入。通 常，該包捲紙10係由可透氣性的紙材所製成，而吸口紙4 則係具有孔洞（perforations)〗，其係以一列或數列之方式分 佈在該過濾體6的周圍。 該過遽材料8於其中亦具有轴向通道12，其係由過请、 體6之吸口端延伸至香菸2。每一轴向通道12係藉由將該 過濾材料8熱成型而形成。該熱成型步驟係可利用蒸氣的 熱度’舉例來說，美國專利第4022221號揭露一種藉由此 類熱成型方法所形成之通道。藉由此一方法，該轴向通道 12便可以形成，而不需要熔化該過濾材料8，而使得該轴 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 311625 -11----------裝 ---------訂_^-------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 562657 A7 B7

五、發明說明（5 )’ 向通道12具有可透氣之内壁。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 當抽吸該具有過瀘、體之香㈣，纟自香終2之煙流的 大部分係由該過滤材料8加以過濾，然後成為經過遽的煙 流進入抽於者的口中；而煙流之其他部分則係經由轴向通 道12而被傳送至抽於者的口中’而此一部分係未加以過濾 的。 通風空氣係經由孔洞5及包捲紙1〇而被導入過濾材料 8,然後再經由轴向通道12的内壁而進入至軸向通道12。 通過轴向通道12之煙流係由該通風空氣加以稀釋，且該經 過稀釋之煙流係被送入抽菸者的口中。該香於之主要煙流 並非直接地被傳送至抽於者的口中，該抽菸者係接收到經 過渡之煙流以及稀釋過之煙流而得到一種較為輕淡的抽於 感覺。 該經稀釋過之煙流係保持原有的香菸口味及香味。因 此，即使抽菸的感覺較為輕淡抽菸者仍可以享受到該香菸 的香味及口味。 該軸向通道12係分佈在直徑為該圓筒狀過濾材料8 之直徑D的50%至70%之環上。傳送至抽菸者口中之經豨 釋過的煙流係一個重要的因素，其係大大地影響到原始香 菸的香味及口味以及煙量的感覺，且其最好係由該過濾體 6之吸口端均勻地被吸出。因此，如圖所示，該軸向通道 12最好係等間距地分佈在該環上，其中該環係與圓筒狀過 濾材料8同心。 軸向通道12之數量可以為3至12個，但為了使該通 -1------------裝 - ------訂-----I--— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 5 311625 562657 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 五、發明說明（6 ) 道容易形成，最好係具有3個通道。 、μ刀佈有軸向通道12之分佈環的直徑係超過過濾材 料8之直徑D的7〇%，則在過滤材料8之外周面與轴向通 道12之間的間隙係薄到使其難以形成該軸向通道η;若 該直徑D係小於50%，則該間隙則會厚到使其幾乎難以將 通風空氣導引至轴向通道12中以將軸向通道卩中的煙流 加以稀釋。 广如第4圖所示，經由過濾體6之外周面所導入之通風 空氣的流入量係朝向過濾材料8之中央部位而遞減且沒 有任何通風空氣係會到達該中央部位。為此，為了將通風 空氣導入軸向通道12,其必須將通道定位在一環上，其中 該環之直徑係介於直徑D之50%至70%之間。 第4圖之圖表係顯示利用一裝置所獲得之測量結果， 其中該裝置係藉由修改普通之自動抽菸裝置來獲得，該自 動抽菸裝置係用以測量一具有過濾體之香菸之尼古丁及焦 油的含量。該經過修改的裝置係可在標準抽菸狀態下自動 地抽吸具有過濾體之香菸，而不需要點燃該具有過濾體之 香於。該自動抽菸係以僅通過該孔洞5而導入至過渡體6 之一根香菸或多根香菸的煙來加以測量。在自動抽於期 間’煙係流入過濾材料8，而該過渡材料$係會將煙中之 焦油加以捕捉。觀察焦油在過濾材料8之截面積上的分 佈’即可估算出流入過滤材料8之通風空氣的流入量。 軸向通道12之直徑可以為0.1至07毫米。若小於〇ι 毫米’則由轴向通道12流出之經稀釋的煙流的流出量會小 I紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ' " ------- 6 311625 ----------I--^-------I I------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 一 562657 A7 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 _______ B7___五、發明說明（7 ) 到使抽於者無法享受到香菸的原始口味及香味，並且還會 使轴向通道12難以熱成型；若其大於〇 7毫米，則稀釋過 之煙流的流出量係會大到無法達到淡化抽菸的感覺，且該 軸向氣流之阻力’亦即，過濾體6對於抽吸之阻力（rtd) 會降低到使得抽菸者感到生理上的不適。過濾體6之rtd 最好係介於80至l60mmH2O之間，而介於1〇〇至 13 5mmH2〇之間則更好。然而，當具有三個軸向通道12且 當轴向通道12之直徑係超過0.7毫米時，過濾體6之RTD 係會下降到遠小於80mmH2〇。軸向通道12之直徑最好係 在〇·2至0.5毫米之間。 第5圖係顯示當具有過濾體6之濾嘴香菸在標準抽菸 狀態下被吸抽時，在過濾體6之吸口端處的流速分佈。在 此一圖式令，記號〇及◊係分別表示其過濾體之轴向通道 12之直徑為〇·28毫米及〇·43毫米之具有過濾體之香菸。 &己號△則係表示其過濾體未具有轴向通道之具有過濾體之 香菸。過濾體之直徑D為8亳米，且過濾體6係具有三個 軸向通道12，其係在4 · 6毫米直徑的圓上等間距地隔開。 由第5圖可知，具有軸向通道12之具有過濾體之香菸 顯示出較未具有轴向通道之具有過濾體之香菸還高的流 速。隨著軸向通道12之直徑的增加，其中之流速亦隨之增 加。最好，軸向通道丨2之直徑係介於記號〇及◊所表示者 之間，例如大約為〇 35毫米。 軸向通道12之整體截面積最好在〇 〇236至〇 472平 方毫米之間。當具有三個直徑為〇 35毫米之轴向通道12 本紙張尺度適用Τ國國家標準（CNS)A4規格⑵G χ 297公髮)- ---------1 7 311625 先 閱 讀 背 Φ 之 注 意

▲ 562657 A7 五、發明說明（8 ) 時’其整體截面積係〇·288平方毫米。 以下表1係顯示不同的過濾體6之規格及RTD。 表1 種類 軸向通道之 直徑(mm) 轴向通道 之數量 軸向通道之 分佈環(mm) RTD (mmH20) A 0.40 3 4.4 108 B 0.28 3 4.6 105 C 0.33 4 4.1 105 D 0.26 4 4.3 106 E 0.43 3 4.6 103 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 過濾體6之長度係25毫米，過濾材料8之纖維束規格 係5Y/80000(亦即，5單絲丹尼爾（denier)，Y形/80000總 丹尼爾；此適用於在下文中相同之表示單位），且該包捲紙 10係24000CU(亦即24000Coresta單位；此適用於在下文 中相同之表示單位）之多孔紙。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第6圖係顯示本發明之另一實施例。第6圖中之過濾 體14係具有：過渡部16，其係類似於上述之過濾體6 ;以 及平過濾體（plain filter)18，其係連接至過濾部16之一 端，以做為過濾體14之吸口端。過濾部16以及濾嘴（tip) 1 8 係藉由外部包捲紙20而彼此連接在一起。該外部包捲紙 20係由與用於過濾部1 6之包捲紙1 0相同的多孔性紙材所 製成。該濾嘴1 8係由醋酸纖維素之纖維束所製成，並且以 柱狀包捲紙包捲成圓柱狀。 濾嘴18之長度係過濾體14之總長度之8%至60%， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 χ 297公釐） 311625 562657 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 五、發明說明（9 ) 亦即，2至2 0毫米。續飱洛 β 〜嘴 18 之 RTD 係 80mmH2〇/25mm 或以下。舉例來說，當禍碴胁t 4 田過濾體14之總長度係25毫米時， 濾嘴18之長度即介於主， '厂於2至15毫米之間，且最好係為5毫 米。 雖然過渡體U在其吸口端係具有渡嘴18，然而當遽 嘴18之RTD係非常低時，經過過滤冑16巾之通道之經稀 釋的煙流未經實質過遽即傳送至抽於者口中。當吸抽該具 有過攄體之香於時，抽終者便可以吸到經過渡之煙流以及 經稀釋但實質上未經過遽之煙流。這使得抽於者可以具有 相當良好的抽於感覺。濾嘴18亦具有將留在過遽部Μ之 軸向通道12内壁上的焦油加以隱匿之優點。 最好，該濾嘴1 8係儘可能愈短愈好，以防止由過濾部 16所傳送之煙的流速分佈受損。為了降低濾嘴18的rtd 值，最好濾嘴18係採用較厚纖維之過濾材料來製成。舉例 來說，用以製成濾嘴18之過濾材料係具有8Y/39000之纖 維束規格。 平過濾體1 8亦可配置在過濾部1 6與香菸2之間。在 此例中’活性碳過遽體（charcoal filter)22係可用以取代該 平過濾體18，如第7圖所示。該活性碳過濾體22係藉由 將活性碳粒子混入平過濾體1 8中而形成。 以下之表2係顯示如第6圖中所示之各種不同過濾體 14之規袼及RTD值。 ^ --------^--- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） 9 311625 562657 A7 B7__ 五、發明說明（10 ) 表2 種類 過濾部 濾嘴 總 RID(mmH20/ 25mm) 軸向通道 之直徑(nm) 軸向 量 轴向 之餅環 (mm) RID (rmnH20/ 20mm) RED (rmnH20/ 5mm) F 0.43 3 4.3 88 7 93 G 0.27 3 4.3 92 7 98 Η 0.33 4 4.3 89 7 100 I 0.27 4 4.0 94 7 103 J 0.26 3 5.0 100 7 110 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 以下之表3係顯示分別具有過濾體A-J之香菸的特 性，且其目標焦油量係由1毫克至3毫克。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 10 311625 562657 A7 B7 五、發明說明（Π ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 表3 種類 香於 焦油（T)、尼古丁（N) Vf(%) RTD (mmH20) T(mg/cig) N(mg/cig) CO (mg/cig) CO/T 抽吸 次數 80 74 1.4 0.16 0.8 0.57 7.6 A 76 79 2.0 0.22 1.1 0.55 7.1 76 79 2.2 0.24 1.2 0.55 7.2 78 77 1.6 0.18 L0 0.63 7·2 B 78 78 1.5 0.16 0.8 0.53 7.1 78 78 1.5 0.16 0.9 0.60 7.1 74 79 2.3 0.23 1.1 0.48 7.1 C 76 78 2.5 0.26 1.3 0.52 7.0 79 74 1.7 0.19 0.7 0.41 7.0 82 73 1.0 0.12 0.6 0.60 7.5 D 81 73 1.2 0.15 0.6 0.50 7.2 80 74 1.3 0.16 0.6 0.46 7.2 78 76 1.8 0.22 0.9 0.50 7.3 E 76 78 2.0 0.22 0.9 0.45 7.1 75 78 2.2 0.26 1.1 0.50 7.1 77 68 2.0 0.24 1.1 0.55 7.1 F 74 70 2.4 0.28 1.2 0.50 7.0 74 71 2.4 0.28 1.2 0.50 7.0 79 68 1.4 0.18 0.8 0.57 7.2 G 78 69 1.6 0.18 0.9 0.56 7.0 77 70 2.0 0.20 1.4 0.70 7.2 76 71 2.4 0.25 1.6 0.67 7.1 Η 75 71 2.2 0.26 1.6 0.73 7.2 73 73 2.7 0.27 1.4 0.52 7.0 80 68 1.3 0.16 1.0 0.77 7.3 I 79 66 1.3 0.16 1.0 0.77 7.1 79 67 1.5 0.18 1.1 0.73 7.0 80 69 1.3 0.14 1.0 0.77 7.1 J 80 70 1.3 0.14 1.0 0.77 7.3 80 69 1.6 0.17 1.2 0.75 7.0 62 86 1.6 0.19 1·8 1.13 7.0 一般 68 90 1.9 0.22 2.3 1.21 7.0 64 94 2.6 0.26 2.6 1.00 6.8 所使用的香菸2皆具有58mm之長度，且焦油值係20 毫克。在表3中，吸口紙（tipping paper)之空氣穿透性針對 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 11 311625 ·>---^----丨丨！裝----I---訂 -------. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

Claims (1)

1. 562657 H3 弟89113869號專利申請案 申請專利範圍修正本 (92年10月7曰） 1 · 一種香菸過濾體，包含過濾桿，該過濾桿具有可透氣之 外周面，且其中三至十二個連續通道係延伸在該桿之兩 端部的開口端之間，該通道係分佈在一環上，其中該環 的直徑係在該桿的直徑之5〇%至7〇%之間，且每一通道 係具有0 · 1至0 · 7毫米之直徑，且每一通道之内壁係具 有可透氣性。 2 ·如申請專利範圍第丨項之過濾體，其中每一通道係具有 0.2至0.5毫米之直徑。 3·如申請專利範圍第1項之過濾體，其中該過濾體係具有 80至1 60mmH2O之氣流阻力。 4·如申請專利範圍第2項之過濾體，其中該過濾體係具有 8 0至1 6 0 m m Η 2〇之氣流阻力。 經濟部中央標準局員工福利委員會印製 5 ·如申請專利範圍第1項至第4項中任何一項之過濾體， 其中含有濾嘴，該濾嘴具有相當於該過濾體總長度的 8%至60%之2至20毫米之長度，且該濾嘴其具有0至 8 0 mmH2〇/2 5mm之氣流阻力。 6. 如申請專利範圍第1項至第4項中任何一項之過濾體， 其中該過濾桿包括具有透氣性之包捲紙。 7. 如申請專利範圍第5項之過濾體，其中該過濾桿包括具 有透氣性之包捲紙° 8 · —種具有過濾體之香菸，其中如申請專利範圍第6項之 本紙張尺度適用中闕家標準（CNS) A4規格（2Κ) X 297公幻 * ΐ~ 562657 經濟部中央標準局員工福利委員會印1 H3 % 、〜-- 過濾體係藉由該包捲紙而連接至該香菸上，其中該包捲 紙係構成可透氣的吸口痩套（tipping overwrap)。 9 · 一種具有過濾體之香菸，其係包含如申請專利範圍第7 項之過濾體，其中該過濾體係藉由可透氣的吸口護套而 連接至該香於。 I 〇.如申請專利範圍第8項之具有過濾體之香於，其中，在 使用上，該經由吸口護套而進入過濾體之通風空氣量係 佔進入該過濾體之總空氣量的2 0至8 0 %。 II ·如申請專利範圍第9項之具有過濾體之香於，其中，在 使用上，該經由吸Θ護套而進入過濾體之通風空氣量係 佔進入該過濾體之總空氣量的20至80%。 1 2 ·如申請專利範圍第1 0項之具有過濾體之香於，其中該 通風空氣量係佔該總空氣量的70%至80%。 1 3 .如申請專利範圍第11項之具有過濾體之香於，其中該 通風空氣量係佔該總空氣量的70%至80%。 本紙張尺度適用中國國家標準（QS1S) ΑΛ规格公釐） (修正本 562657 修王 1 本岸Λ a v___________—

   第2圖