TWI639392B - 香煙濾嘴 - Google Patents

Abstract

一種香煙濾嘴或過濾元件，包括一連貫捲材，其包括第一和第二濾材，並且選擇地一或更多其他濾材；其中該第一濾材包括4.4萬以下之總纖維丹尼之醋酸纖維素絲束和2.1到8.3(例如2.1到6.3或6.5至8.3)之長絲纖維丹尼，第二濾材包括紙。

Description

香煙濾嘴

本發明係有關特別是用於香煙之香煙濾嘴。

香煙濾嘴可由多數不同材料製造。大多數商業香煙濾嘴由醋酸纖維素(cellulose acetate)製成。其它過濾介質，諸如由天然和/或合成纖維等纖維絲束(例如聚丙烯)製成之紙張，不織布網只用在有限範圍內。

紙濾嘴有許多勝於醋酸纖維素的優點，特別是降低成本、在相同壓降下提高微粒去除效率、較高的如薄荷腦之香料之吸附能力、更快速生物分降性及吸煙期間較少的崩潰傾向。然而，紙濾嘴相較於醋酸纖維素有許多缺點，例如較差的端部外觀和難以接受的味道。上面提到的缺點使紙濾嘴無法獲得廣泛的商業用途。

紙濾嘴的進一步限制係相較於醋酸纖維素，在香煙煙霧之揮發性和半揮發性階段所發現，例如苯酚，甲酚，鄰苯二酚和間苯二酚等有毒酚類化合物之保持減少，這會導致香煙紙濾嘴之酚類化合物之較高相對收益率。這由周知的醋酸纖維素濾嘴對酚類化合物的選擇性，而不是由紙濾嘴之任何先天不足造成。但是，當然，還應當加強紙濾嘴之酚保持，使吸煙者在抽吸紙濾嘴香煙時，不會暴露於較醋酸纖維素過濾香煙高程度的酚類化合物。

根據本發明的第一態樣，提供一種香煙濾嘴或濾嘴元件，其包括(如由...形成)一連貫捲材，該連貫捲材包括(如由包括以下的材料形成)第一和第二濾材，以及可選擇地一或更多其他濾材；其中第一濾材包括一個醋酸纖維素絲束，其有4.4萬或更少的總丹尼，和從2.1到8.3(例如2.1到6.3或6.5至8.3，例如2.1到6.3，例如，從3至6.2)的長絲纖維丹尼數；且第二濾材包括紙。該濾嘴或濾嘴元件可為(或包括)一桿，其包括(如由...形成)連貫捲材。

第一濾材包括醋酸纖維素絲束，且第二濾材包括紙。如從第3圖可知，由包括這些第一和第二濾材之連貫捲材形成之濾嘴的端部外觀相較於單一紙濾嘴，具有大為提高和較佳的端部外觀，此乃因為第一濾材(醋酸纖維素絲束)往往填補通常與單一紙濾嘴(參見第2圖中所示習知單一紙濾嘴)相關聯之折紙的小通道。本發明之該濾嘴或過濾元件可提供滿意的端部外觀、高效的生產和成本及有效過濾的組合。

本申請人驚人地發現，本發明之濾嘴或濾嘴元件也可從香煙煙霧提供顯著的選擇性過濾酚類化合物(如苯酚和/或甲酚)。眾所周知，包括醋酸纖維素和紙張之濾嘴和過濾元件的焦油保持和濾嘴中醋酸纖維素與紙張的比例成正比，且預期酚類化合物的保持會遵循類似的趨勢。申請人發現，使用紙在一連貫紙卷中的醋酸纖維素絲束，其中醋酸纖維素絲束有具體特點(和/或其中有具體數量的醋酸纖維素絲束和紙張)可提供酚類化合物之令人意外的高保持，從而導致對吸煙者輸送較低的有毒化合物。

第一濾材包括於本技藝中周知之可為連續長絲之醋酸纖維素絲束。較佳地，第一濾材包括有從11000到40000，較佳從15000到40000，較佳從16000到39000，較佳從17000到38000，較佳從21000到37500之總纖維丹尼數之醋酸纖維素絲束。第一濾材可包括從3.1到4.9，例如從3.5到4.8的長絲纖維丹尼數的醋酸纖維素絲束。第一濾材可包括3.6到4.0，4.5至4.9，5.7到6.3，或7.8至8.2之長絲纖維丹尼數之醋酸纖維素絲束。

在一個例子中，第一濾材包括在3.6和4.0之間的長絲纖維丹尼，且選擇地，在25,000至39000之間的總纖維丹尼之醋酸纖維素絲束，例如3.8的長絲纖維丹尼，並有選擇地，37000之總纖維丹尼之醋酸纖維素絲束。在另一個例子中，第一濾材包括從4.5至4.9之長絲纖維丹尼，並有選擇地，從19000到24000之總纖維丹尼，比如4.7的長絲纖維丹尼，並有選擇地，22000之總纖維丹尼之醋酸纖維素絲束。在又一例子中，第一濾材包括從5.8到6.2之長絲纖維丹尼，並有選擇地，從15000到19000之總纖維丹尼，例如6.0的長絲纖維丹尼，並有選擇地，17,000之總纖維丹尼之醋酸纖維素絲束。在又一例子中，第一濾材包括從7.8到8.2之長絲纖維丹尼，並有選擇地，從26000到30000之總纖維丹尼，例如8.0之長絲纖維丹尼，並有選擇地，28000之總纖維丹尼之醋酸纖維素絲束。

第二種材料包括紙。較佳地，第二濾材包括濾紙，例如已塗佈煙霧改性劑(如味道)(見下文)。第二濾材可包括紙(如濾紙)，其基礎重量從20到40 g/m²的，例如，從32到40 g/m²的，例如36 g/m²的。

連貫捲材中第一濾材的量可為連貫捲材之從20到80重量%，例如25、30、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、70、75重量%。連貫捲材中第二濾材的量可為連貫捲材之從20到80重量%，例如25、30、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、70、75重量%。

該濾嘴或濾嘴元件可包括其他濾材。如果有，其他濾材可包括，例如，醋酸纖維素絲束(相同或不同於第一濾材者)、紙張，由自然和/或合成纖維製成之不織捲材，和/或例如聚丙烯之其他纖維絲束。連貫捲材可包括一卷第一濾材、一卷第二濾材以及一卷其他濾材，其中第一和其他濾材是相同，第二濾材則不同(例如第一和其他濾材可為醋酸纖維素，第二材料可為紙張)。

第一、第二或其他濾材之一(或更多)可包括煙霧改性劑，在使用中其成為夾帶在穿過濾嘴或濾嘴元件之煙霧中。煙霧改性劑可為賦予穿過濾嘴之煙霧額外的味道或香氣的用劑，或具有另一個效果(如，抑制某些口味或香味)的用劑。香氣傳送劑的例子包括薄荷味劑，煙用香精、甘草等。眾所周知，例如風味之煙霧改性劑的應用例如藉由在濾嘴製造期間，進入濾嘴附屬品之前，直接注射風味於濾嘴絲束，或藉由施加風味溶劑於後來夾帶在濾嘴味道中的棉線來達成。然而，這些和其他方法也有缺點，只有少量的煙霧改性劑可應用，係因有限的(醋酸纖維素之)吸附能力或有限數量的施加該溶劑之材料(在棉線情況下)。較佳地，煙霧改性劑包含在第二濾材上或內，該第二濾材包括紙張，如濾紙，如捲材。例如濾紙之紙是一種天然吸附材料，其對施加煙霧改性劑係有效的(如風味)。

該濾嘴或濾嘴元件可包括粒狀添加劑，如活性炭，矽膠，沸石，離子交換樹脂或海泡石。這些顆粒可例如應用在連貫捲材生產後的又一步驟中；可以包含在一或更多濾材(例如浸碳紙(carbon-impregnated paper))中；或可在其面對準及形成為連貫捲材之前，施加於濾材之一(或更多)。

如果使用顆粒材料，即可如以下所述，較佳地使用組合材料作為雙或其他多成份濾嘴段。

該濾嘴或濾嘴元件(如連貫捲材)可藉包裝而整個包裹，例如透氣紙的包裝。

根據本發明之菸草香煙濾嘴或濾嘴元件可為14至28毫米，例如16至26毫米，例如16至17毫米或24至25毫米之周長。本發明之香煙濾嘴可為10至40毫米，例如：15至35毫米，例如20至30毫米之長度。本發明之煙草煙霧過濾元件可為5至30毫米，如：6至20毫米，例如：8至15毫米，例如10至12毫米之長度。

本申請人驚人地發現，本發明之濾嘴或濾嘴元件可具有有利的硬度特性。濾嘴桿之硬度定義在本技藝(CORESTA科技集團)中已周知，且被界定為壓縮直徑(DL)，其以濾嘴桿接受以下條件時，直徑接觸點(DP)之百分比來表示：(i)直徑接觸點(DP)測量前，濾嘴桿單獨測試，並初步負載通常10克重。濾嘴桿接著在300克之靜載荷下，以12毫米直徑之平圓盤形式壓縮，濾嘴桿以正對及平行該平圓盤之至少15毫米長之平坦表面支持；(ii)濾嘴桿必須正位於平圓盤的中線上，而未限制該桿於試驗區附近；(iii)施加負載15秒，然後取得壓縮直徑(DL)。該濾嘴桿應藉不直接與所施加負載一致，且較佳地成90。之搭接接頭(lap joint)(有的話，係濾紙的)測試。濾嘴桿理想地應在測試前，調節至少48小時，22±1℃和60±3% RH，且可能的話，測試應在控制於22±2℃和60±5% RH的環境中進行。

本發明的香煙濾嘴或濾嘴元件可具有如以上界定之測試所測出者的85%或以上，較佳是90%或以上的硬度。

根據本發明之濾嘴元件可用來作為雙、三或其它多組分(多段)濾嘴。雙段及其它多組分(多段)濾嘴在本技藝中已周知。在一個例子中，雙、三或其它多組分濾嘴包括顆粒添加劑，如活性炭，矽膠，沸石，離子交換樹脂或海泡石。較佳係顆粒添加劑不包括在本發明之濾嘴元件(即包含在多組分濾嘴的其他段之一中)。在一個例子，本發明之濾嘴元件形成雙段濾嘴之口端段，而雙段濾嘴之菸草末端段則包含顆粒添加劑。須知，包括顆粒添加劑(例如，其中一顆粒添加劑已應用)之根據本發明之濾嘴元件可用於雙或其他多重濾嘴等之菸草端。在這種情況下，口端濾嘴元件可為不包括顆粒添加劑的任何構成。

根據本發明的濾嘴可用於機器製香煙(如那些大量生產和包裝)。根據本發明的濾嘴也可以用來作為配合個別卷煙(如手捲香煙)或自捲煙或自助產品使用之濾嘴(filter tip)。

根據本發明之另一態樣，提供一種連貫捲材之使用，該連貫捲材包括第一和第二濾材，及可選擇地一或更多其他濾材，或在生產中，用來從如煙草煙霧之煙霧，選擇性過濾酚類化合物(如酚和/或甲酚)之濾嘴或濾嘴元件。第一濾材可包括醋酸纖維素絲束，其具有4.4萬或以下的總纖維丹尼，和從2.1到8.3(例如2.1到6.3或6.5至8.3，例如2.1到6.3，例如從3到6.2)的長絲纖維丹尼。第二濾材可包括紙，例如，濾紙。

本發明還提供一種菸草香煙濾嘴或濾嘴元件之製造方法，包括：面對準一卷第一濾材和一卷第二濾材(和可選地一或更多其他捲材，其各包括其他濾材)；並將面對準之捲材組合成連貫捲材；其中第一濾材包括一醋酸纖維素絲束，具有4.4萬或以下之總纖維丹尼，和從2.1到8.3長絲纖維丹尼(例如2.1到6.3或6.5到8.3，例如2.1到6.3，例如從3到6.2)；及第二濾材包括紙。濾材之捲材可例如使用雙滾筒(如軋輥)來組合，面對準捲材在充份的夾壓下通過(例如，以相同線速度)成對滾筒之間的夾箝以組成捲材。滾筒之一或兩者可於其上有特定圖案(例如浮雕)。對齊捲材通過成對滾筒的夾箝可附加(如浮雕)圖案表面於連貫捲材。接著，連貫捲材可被傳送到習知濾嘴製造機器之附屬品配置中，以轉換成香煙濾嘴桿。申請人發現，在濾材(如第一和第二濾材)進入附屬品配置之前形成一連貫捲材，提供複數個濾材(如第一和第二濾材)遍及濾嘴或濾嘴桿均勻的分佈。經察，如果第一和第二(其他)濾材只是進入附屬品配置而不形成連貫捲材，即往往會發生有害於桿產品之過濾功能的濾材不均勻分佈。該連貫捲材可藉由形成(如壓縮或夾)第二濾材(紙)於第一(醋酸纖維素)和其他濾材之間，或藉由形成(如壓縮或夾)第一濾材(醋酸纖維素)於第二(紙)和其他濾材之間而形成。

於根據本發明之濾嘴香煙中，本發明之濾嘴(或濾嘴包括本發明之濾嘴元件之濾嘴)一端向菸草，連結於纏捲煙草桿。該濾嘴可例如藉環梢(其繞(纏捲)之濾嘴和桿之鄰近端啣合，濾嘴包裝大部分露出)或藉全燙金包裝(其繞菸草桿之全濾嘴長及鄰近端啣合)連結於纏捲煙草桿。根據本發明之任何濾嘴或濾嘴香煙可不通風，或藉由本技藝中周知之方法通風，如藉由使用預滲透或透氣塞包裝，和/或塞包裝和燙金包裝之雷射穿孔通風。

根據本發明之另一態樣，提供了一種根據本發明，包含菸草香煙濾嘴或濾嘴元件之濾嘴香煙。

根據本發明之濾嘴或濾嘴元件可(如上所述)作成連續桿。連續桿在不斷從生產機器出口送出時被切成有限長度供後續使用。這種切割可如以上定義和描述，分為個別濾嘴或濾嘴元件，其每一者接著附著於個別包裝的菸草桿，形成濾嘴香煙。然而，更常見的是不斷送出的桿首先被切成雙倍或更高倍數(通常是四或六倍)長度供後續使用；當最初的切分為四或以上的長度時，後者隨後切成雙倍長度以用於濾嘴香煙組合-其中雙倍長度濾嘴桿藉在中央切斷成兩個獨立濾嘴香煙的組合組裝及連結於(藉環梢或全燙金包裝)一對包裝的菸草之間。本發明包括雙倍和更多倍長度的濾嘴桿(和/或濾嘴元件桿)。

纖維丹尼一詞於本技藝中周知，其表示一連續長絲或紗線之每單位長度的重量(線性密度)。纖維丹尼表示材料的9公里(9000米)長的重量克。因此，纖維丹尼數越低，材料越細；纖維丹尼數越高，材料越粗糙。

現在將參考附圖，說明本發明。

第1圖顯示根據本發明，用以形成濾嘴或濾嘴元件之設備之示意側視圖。第一濾材之帶(1)自一捆束(未圖示)繞一導件(2)進入兩套滾筒(3，3a，4，4a)。第一濾材包括形式為3.8Y37醋酸纖維素絲束之連續醋酸纖維素長絲[以在本技藝中周知，長絲纖維丹尼/長絲形狀/總纖維丹尼(X1000)表示，因此，3.8Y37具有3.8長絲纖維丹尼，Y形截面和37000之總纖維丹尼。這種絲束周知且容易購得。

滾筒(4，4a)比滾筒(3，3a)更快速旋轉，這造成絲束被拉長並打開，形成一捲寬度約為250毫米的第一濾材。該絲束捲材接著進入噴房(5)，在此，其於經由一組輸送滾筒(6，6a)退出噴房前，噴灑甘油三醋酸。這些操作在製造醋酸纖維素濾嘴之製造中眾所周知。一捲以具有適於製造香煙濾嘴(瑞士優質紙張(Swiss Quality Paper)所供應之90毫米寬的36 g/m²紙張)特點的紙(7)形式之第二濾材自捲筒(8)解捲，並同時沿同一直線方向，以相同的速度送入一對軋輥(9，9a)的夾壓部，成為經噴灑之第一濾材(絲束)捲。該捲纖維素醋酸絲束(第一濾材)和該捲濾紙(第二濾材)因而面對齊(該捲醋酸纖維素絲束之一面面對該捲濾紙之一面)，因為它們通過成對軋輥(9，9a)之間的夾壓部。該軋輥(9，9a)有具體的溝槽圖案且類似於那些通常用來浮雕濾紙，以便其可隨後形成一圓柱形桿(雖然使用軋輥(9，9a)在醋酸纖維素濾嘴的加工中是不正常的)，並橫向或大致橫切紙(7)捲及絲束捲的通道定位。在軋輥(9，9a)在充分的夾壓下組合和壓縮/浮雕濾紙捲和醋酸纖維素絲束捲成連貫捲材，然後通過進入供轉換為香煙濾嘴桿用的習知濾嘴製造機(未圖示)之附屬品配置。透氣紙的濾嘴包裝可藉習知手段繞濾嘴桿施加。

在本發明之一例子，(「樣本B」，參見以下例1和表1)第1圖的設備用於生產濾嘴桿(和濾嘴)，其採用瑞士優質紙張所供應之90毫米寬的36克紙和3.8Y37醋酸纖維素絲束。醋酸纖維素絲束(第一濾材)的量連貫捲材之57重量%，紙(第二濾材)的量為連貫捲材之43重量%。將由此產生的桿切成長度為11毫米(和周長大約25毫米)的濾嘴。藉由類似方法，使用表1所列第一(醋酸纖維素絲束)和第二(紙)濾材，製造樣本A，C，D和E(見表1)。

在本發明之另一個例子中，第1圖之設備包含(未顯示)用以將調味劑(如薄荷)加入紙(7)捲之手段。薄荷味的紙捲(即吸附薄荷腦之濾紙)包含於(與醋酸纖維素絲束捲)連貫捲材中，其然後形成濾嘴桿。由此產生的濾嘴結合令人滿意的端部外觀與薄荷快速且高效的吸附入濾嘴本體。

熟於技藝人士當知，如何藉由在其他捲材與另外捲材通過成對軋輥(9，9a)之夾壓部時，使其他捲材與另外捲材面對齊，將其他濾材捲或諸其他濾材捲(亦即薄荷吸附於其上之濾紙)包含於連貫捲材中。

第2圖顯示習知單紙濾嘴的端部外觀。可知，端部外觀不理想

第3圖顯示例如藉由參考第1圖所討論之方法製造根據本發明之濾嘴之端部外觀照片。須知，端部外觀大幅改善，此乃因為醋酸纖維素(第一濾材)往往填補紙(第二濾材)摺的小通道。須知，醋酸纖維素和紙張的數量變化會產生某些影響，雖然加入濾嘴之大於重量20%之醋酸纖維素應確保相較於只是紙濾嘴之改善端部外觀及有效過濾。例如藉由參考第1圖所討論之方法製造之根據本發明之濾嘴可有利地具有85%或更高，例如90%或更高，例如95%或更高的硬度。

例子1

由醋酸纖維素絲束和紙製成類似壓降之A系列的五個樣本濾嘴(樣本A，B，C，D和E)以提供具有醋酸纖維素：紙的比例範圍之濾嘴。這透過使用與不同寬度的36 g/m²紙張組合之不同總纖維丹尼之醋酸纖維素絲束來達成。亦製造包括100%的個別材料之可比較控制濾嘴。表1列出這些濾嘴的屬性。

1.以在本技藝中周知，長絲纖維丹尼/長絲形狀/總纖維丹尼(X1000)表示，因此，3.8Y37絲束具有3.8長絲纖維丹尼，Y形截面和37000之總纖維丹尼，4.7Y22絲束具有4.7長絲纖維丹尼，Y形截面和22000之總纖維丹尼，依此類推。

2.每66毫米濾嘴桿

3.以連貫捲材之總重量之重量%(按重量計算)，即相同濾嘴中醋酸和紙張之總重量之重量%表示。

香煙使用這些濾嘴構成，在ISO條件下抽吸，測得其焦油產量、苯酚和甲酚。正如所料，相較於醋酸纖維素，因紙張的較高過濾效率，以致於來自高紙含量之濾嘴香煙之焦油產量減少。表2列出了所獲得的結果，以及苯酚：焦油和甲酚：焦油之比之預期值及實測值。所引用的預期值是基於由醋酸和紙張控制所獲得之值間的預期線性關係。可知，所有五個樣本意外地提供低於預期的測量比率。濾嘴A，B和C特別是提供苯酚之選擇性過濾。

1．．．帶

2．．．導件

3，3a，4，4a．．．滾筒

5．．．噴房

6,6a．．．輸送滾筒

7．．．紙

8．．．捲筒

9，9a．．．軋輥

第1圖係根據本發明，濾嘴形成設備之示意側視圖；

第2圖係習知(即習知技術)之單紙濾嘴之端部的相片；以及

第3圖係根據本發明濾嘴或濾嘴元件之端部的相片。

Claims (18)

1. 一種香煙濾嘴或過濾元件，包括一連貫捲材，其包括第一和第二濾材，並且選擇地一或更多其他濾材；其中該第一濾材包括4.4萬以下之總纖維丹尼和從2.1到8.3之長絲纖維丹尼之醋酸纖維素絲束，且該第二濾材包括紙。
2. 如申請專利範圍第1項之香煙濾嘴或濾嘴元件，其中該第一濾材包括具有從11000到40000之總纖維丹尼之醋酸纖維素絲束。
3. 如申請專利範圍第1項之香煙濾嘴或濾嘴元件，其中該第一濾材包括具有從21000至37500之總纖維丹尼之醋酸纖維素絲束。
4. 如申請專利範圍第1項之香煙濾嘴或濾嘴元件，其中該第一濾材包括從2.1到6.3長絲纖維丹尼之醋酸纖維素絲束。
5. 如申請專利範圍第1項之香煙濾嘴或濾嘴元件，其中該第二濾材包括濾紙。
6. 如申請專利範圍第1項之香煙濾嘴或濾嘴元件，其中該第二濾材包括從20到40g/m²的基礎重量的紙。
7. 如申請專利範圍第1項之香煙濾嘴或濾嘴元件，其中在該連貫捲材中該第一濾材的連貫捲材的量係該連貫捲材之20至80重量%。
8. 如申請專利範圍第1項之香煙濾嘴或濾嘴元件，其中該連貫捲材中該第二濾材的連貫捲材的量係該連貫捲材之20至80重量%。
9. 如申請專利範圍第1項之香煙濾嘴或濾嘴元件，其中該第一、第二或其他濾材之一或更多濾材包括煙霧改性劑。
10. 如申請專利範圍第9項之香煙濾嘴或濾嘴元件，其中包括紙之該第二濾材包括該煙霧改性劑。
11. 如申請專利範圍第1項之香煙濾嘴或濾嘴元件，進一步包括一顆粒添加劑。
12. 如申請專利範圍第1項之香煙濾嘴或濾嘴元件，進一步包括一包裝。
13. 如申請專利範圍第1項之香煙濾嘴或濾嘴元件，其中該第一濾材包括該第一濾材包括4.4萬以下之總纖維丹尼和從2.1到6.3之長絲纖維丹尼之醋酸纖維素絲束。
14. 如申請專利範圍第1項之香煙濾嘴或濾嘴元件，其中該第一濾材包括該第一濾材包括4.4萬以下之總纖維丹尼和從6.5到8.3之長絲纖維丹尼之醋酸纖維素絲束。
15. 如申請專利範圍第1至14項中任一項之香煙濾嘴或濾嘴元件，具有85%或以上之硬度。
16. 一種香煙濾嘴或過濾元件之製造方法，包括面對齊第一濾材捲和第二濾材捲(和選擇地，一或更多其他捲材，各捲材包括其他濾材)；並將面對齊之捲材組合成連貫捲材；其中該第一濾材包括具有4.4萬以下之總纖維丹尼和從2.1到8.3之長絲纖維丹尼之醋酸纖維素絲束；且該第二濾材包括紙。
17. 一種濾嘴香煙，包括如申請專利範圍第1至15項中任一項之香煙濾嘴，或一種濾嘴，包括如申請專利範圍第1至15項中任一項之濾嘴元件，一端向菸草，連結於包裝之菸草桿。
18. 一種多段長度之桿，包括複數個如申請專利範圍第1至15項中任一項之濾嘴或濾嘴元件，端對端連結。