吸煙制品過濾嘴的改進(jìn)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于諸如香煙、雪茄和小雪茄的吸煙制品的過濾嘴的改進(jìn)。該改進(jìn)具體地但非排他地涉及過濾嘴能力和這種過濾嘴的制造。在一個(gè)示例中，用于吸煙制品的過濾嘴包括具有分散在其中的吸附劑顆粒的吸收劑的隨機(jī)取向離散短長(zhǎng)度纖維。本發(fā)明還提供一種用于吸煙制品的過濾嘴，其包括具有吸收和/或吸附材料的各種其他過濾嘴布置。
【專利說明】吸煙制品過濾嘴的改進(jìn)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于吸煙制品的過濾嘴的改進(jìn)。具體地但非排他地，所述改進(jìn)涉及過濾嘴能力和這種過濾嘴的制造。

【背景技術(shù)】
[0002]用于香煙過濾嘴的公知過濾材料是用醋精塑化的絲狀醋酸纖維素的連續(xù)絲束。醋酸纖維素被收集在一起以形成桿，該桿被切割以形成單個(gè)過濾嘴部段。用于吸煙制品的過濾嘴可由過濾嘴桿的一個(gè)部段制成、或可由多個(gè)部段制成，在其間具有或不具有腔或空間。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供一種用于吸煙制品的過濾嘴，所述過濾嘴包括分散在吸收材料內(nèi)的吸附材料，其中對(duì)于在約23至25mm的過濾嘴周長(zhǎng)來說每mm長(zhǎng)度的以mg為單位的吸附材料的量Cw和每_長(zhǎng)度的以mg為單位的吸收材料的量Tw根據(jù)如下范圍確定:
10( (Cw + Tw) ( 20。
[0004]對(duì)于在約23至25mm的過濾嘴周長(zhǎng)來說每mm長(zhǎng)度的吸附材料的量和吸收材料的量可根據(jù)如下范圍來選擇:
11( (Cw + Tw) ( 18。
[0005]對(duì)于在約23至25mm的過濾嘴周長(zhǎng)來說每mm長(zhǎng)度的吸附材料的量和吸收材料的量可根據(jù)如下范圍來選擇:
12( (Cw + Tw) ( 17。
[0006]對(duì)于在約23至25mm的過濾嘴周長(zhǎng)來說，所述過濾嘴可包括:
具有每毫米長(zhǎng)度的從6mg至16mg的吸附材料；和
具有每毫米長(zhǎng)度的從1.5mg至8mg的吸收材料。
[0007]對(duì)于在約23至25mm的過濾嘴周長(zhǎng)來說，所述過濾嘴可包括:
具有每毫米長(zhǎng)度的從8mg至16mg的吸附材料；和
具有每毫米長(zhǎng)度的從3.5mg至5mg的吸收材料。
[0008]所述吸收材料可包括隨機(jī)取向短長(zhǎng)度纖維，所述隨機(jī)取向短長(zhǎng)度纖維在不使用增塑劑的情況下在所述過濾嘴中被保持在一起。
[0009]所述隨機(jī)取向短長(zhǎng)度纖維可具有在延伸時(shí)在約5mm至20mm之間的平均長(zhǎng)度。
[0010]所述隨機(jī)取向短長(zhǎng)度纖維可包括在5至9范圍內(nèi)的平均纖維丹尼爾。
[0011]所述隨機(jī)取向短長(zhǎng)度纖維可包括由第一材料形成的隨機(jī)取向短長(zhǎng)度纖維以及由第二材料形成的隨機(jī)取向短長(zhǎng)度纖維。
[0012]所述第一材料可包括醋酸纖維素，所述第二材料可包括不可卷曲材料。
[0013]所述第二材料可包括選自如下中的至少一種材料:聚乙烯醇(PV0H)、聚乳酸(PLA)、聚(ε -己內(nèi)酯)(PCL)、聚(1-4 丁二醇琥珀酸酯)(PBS)、聚(己二酸丁二醇酯-共-對(duì)苯二甲酸酯)(PBAT)、淀粉基材料、紙、脂族聚酯材料和多糖聚合物。
[0014]所述吸附材料可包括平均直徑在約0.1至Imm范圍內(nèi)的顆粒。
[0015]所述吸附材料可包括活性炭。
[0016]所述吸附材料可包括選自如下的至少一者:離子交換樹脂、CR20、沸石、硅膠、海泡石、氧化鋁(具有或不具有活性)、碳質(zhì)樹脂、硅酸鎂，Sep1lite (Mg4Si6O15(OH)2.6H20))或其組合
所述過濾嘴具有在從3.47至4.86mmffg/mm范圍內(nèi)的壓降。
[0017]所述過濾嘴具有根據(jù)Filtrona過濾嘴硬度量度在85%和95%之間的硬度。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，還提供一種吸煙制品，所述吸煙制品包括如上所述的過濾嘴。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]現(xiàn)在將僅通過實(shí)例的方式參考附圖來描述本發(fā)明的實(shí)施例，在附圖中:
圖1是具有過濾嘴的吸煙制品的示意圖，對(duì)于常規(guī)樣式的過濾嘴來說，所述過濾嘴具有帶有每毫米長(zhǎng)度12mg的吸附材料和每毫米長(zhǎng)度4mg的吸收材料的至少一個(gè)部段；
圖2是用于制造本文所述的過濾嘴的過濾嘴制造設(shè)備的示意圖；
圖3是示出基于用于過濾嘴壓降和硬度的期望范圍的過濾嘴中的碳重量和絲束重量的圖形；
圖4提供三個(gè)圖形，它們分別示出了碳重量、絲束重量和機(jī)械操作速度對(duì)過濾嘴的壓降的影響；
圖5提供三個(gè)圖形，它們分別示出了碳重量、絲束重量和機(jī)械操作速度對(duì)過濾嘴的硬度的影響；
圖6是具有過濾嘴的吸煙制品的示意圖，所述過濾嘴具有帶有平均纖維丹尼爾在7至9的范圍內(nèi)的第一纖維過濾嘴材料以及分散在第一纖維過濾嘴材料內(nèi)并且?guī)в衅骄w維丹尼爾小于7的第二纖維過濾嘴材料；
圖7是具有過濾嘴的吸煙制品的示意圖，所述過濾嘴具有包括承載添加物的納米纖維的至少一個(gè)部段，所述添加物用于提高或增強(qiáng)主流煙氣的至少一種成分的減少；
圖8是具有過濾嘴的吸煙制品的示意圖，所述過濾嘴具有至少一個(gè)部段，所述部段包括具有從其穿過地延伸的細(xì)絲的隨機(jī)取向離散短長(zhǎng)度纖維；
圖9是具有過濾嘴的吸煙制品的示意圖，所述過濾嘴具有至少一個(gè)部段，所述部段包括具有設(shè)置在其中的膠囊的隨機(jī)取向離散短長(zhǎng)度纖維；
圖10是具有過濾嘴的吸煙制品的示意圖，所述過濾嘴具有至少一個(gè)部段，所述部段包括具有設(shè)置在其中的微膠囊的隨機(jī)取向離散短長(zhǎng)度纖維；
圖11是具有過濾嘴的吸煙制品的示意圖，所述過濾嘴具有至少一個(gè)部段，所述部段包括具有設(shè)置在其中的切碎片材的隨機(jī)取向離散短長(zhǎng)度纖維；
圖12是具有過濾嘴的吸煙制品的示意圖，所述過濾嘴具有至少一個(gè)部段，所述部段包括具有設(shè)置在其中的可降解纖維的隨機(jī)取向離散短長(zhǎng)度纖維；
圖13a是過濾嘴桿的示意圖，所述過濾嘴桿包括具有較高平均密度的區(qū)域和具有較低平均密度的區(qū)域；
圖13b是用于制造過濾嘴部段的過濾嘴形成帶的區(qū)段的示意圖，其包括具有較高平均密度的區(qū)域和具有較低平均密度的區(qū)域；
圖14是具有包括橢圓形截面的過濾嘴的吸煙制品的示意圖；以及圖15是具有包括正方形截面的過濾嘴的吸煙制品的示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0020]如本文所使用的，術(shù)語“吸煙制品”包括可吸煙產(chǎn)品，例如香煙、雪茄和小雪茄，而不管它們是基于煙絲、煙絲衍生物、膨脹煙絲、重構(gòu)煙絲或煙絲替代物，并且還可包括加熱非燃燒產(chǎn)品。這種吸煙制品可設(shè)置有用于由吸煙者抽吸的氣流的過濾嘴。
[0021]諸如香煙的吸煙制品及其樣式通常根據(jù)香煙長(zhǎng)度來命名:“常規(guī)”(通常在68-75_的范圍內(nèi)，例如從大約68_至大約72_)、“短”或“微型”(68_或更少)、“特長(zhǎng)”(通常在75-91mm的范圍內(nèi)，例如從大約79mm至大約88mm)、“長(zhǎng)”或“加長(zhǎng)”(通常在91_105mm的范圍內(nèi)，例如從大約94mm至大約1lmm)以及“超長(zhǎng)”(通常在從大約IlOmm至大約121mm的范圍內(nèi))。
[0022]所述吸煙制品還根據(jù)香煙周長(zhǎng)來命名:“常規(guī)”(大約23-25mm)、“寬”(大于25mm)、“細(xì)”(大約22-23mm)、“半細(xì)”(大約19_22mm)、“超細(xì)”(大約16_19mm)和“微細(xì)”(小于大約16mm)。因此,長(zhǎng)尺寸、超細(xì)樣式的香煙例如將具有約83mm的長(zhǎng)度和約17mm的周長(zhǎng)。常規(guī)、長(zhǎng)尺寸樣式的香煙是許多顧客偏好的，即其具有從23至25mm的周長(zhǎng)以及從75至91mm的總長(zhǎng)度。
[0023]每個(gè)樣式可制造有不同長(zhǎng)度的過濾嘴，小過濾嘴通常被用于較小長(zhǎng)度和周長(zhǎng)的樣式中。通常，過濾嘴長(zhǎng)度將在從與短的常規(guī)樣式相關(guān)的15mm至與超長(zhǎng)的超細(xì)樣式相關(guān)的30mm。水松紙將具有比過濾嘴更大的長(zhǎng)度，例如比過濾嘴要長(zhǎng)3至10mm。
[0024]圖1是具有過濾嘴的吸煙制品I的示意圖。吸煙制品I是常規(guī)的長(zhǎng)尺寸樣式的，即具有在75-91mm范圍內(nèi)的長(zhǎng)度以及在23至25mm范圍內(nèi)的周長(zhǎng)。吸煙制品I包括被卷繞在卷繞材料3 (在該情況下，香煙紙)中的煙絲桿2，其由覆蓋所述過濾嘴4并且部分地覆蓋卷繞材料3的水松材料5縱向連接到過濾嘴4。過濾嘴4包括在過濾嘴4的嘴端處的第一部段6以及在過濾嘴4的煙絲桿端處的第二部段9，所述第一部段包括卷繞在第一成型紙8中的卷曲醋酸纖維素絲束7，所述第二部段包括吸收材料10，該吸收材料具有分散在其中并且卷繞在第二成型紙12中的吸附材料11。
[0025]第一部段6是利用連續(xù)醋酸纖維素纖維和增塑劑形成的醋酸纖維素部段。
[0026]第二部段9的吸收材料10包括隨機(jī)取向的離散短長(zhǎng)度的醋酸纖維素纖維，吸附材料11包活性炭顆粒。第二部段9的隨機(jī)取向的離散短長(zhǎng)度的醋酸纖維素纖維是非增塑纖維。第二部段9的隨機(jī)取向的離散短長(zhǎng)度的醋酸纖維素纖維包括8丹尼爾、1mm的纖維長(zhǎng)度。但是，可使用其他丹尼爾纖維或纖維長(zhǎng)度。例如，可使用范圍在5至9或者7至9的纖維丹尼爾。關(guān)于纖維長(zhǎng)度，當(dāng)在本文被使用時(shí)，術(shù)語“短長(zhǎng)度”是指用于過濾嘴部段中的形式(即，根據(jù)需要卷曲或非卷曲)的纖維的纖維長(zhǎng)度，其要短于過濾嘴部段的長(zhǎng)度。可使用范圍在從5mm至25mm、或從6mm至20mm、或從7mm至20mm、或從7mm至15mm的平均纖維長(zhǎng)度(當(dāng)纖維被延伸時(shí))。在本示例中，活性炭顆粒是設(shè)置成30/70網(wǎng)目尺寸的椰殼炭，但是可使用其他炭和/或尺寸。例如，可使用直徑在如下范圍內(nèi)的顆粒:在大約0.1至1.0mm、或在大約 0.2 至 0.9_、在 0.2 至 0.8_、在 0.2 至 0.7_、在 0.2 至 0.6_、在 0.3 至 0.9_、在 0.3至 0.8mm、在 0.3 至 0.7mm、或者在 0.3 至 0.6mm。
[0027]第二部段9具有每毫米長(zhǎng)度12mg的吸附材料以及每毫米長(zhǎng)度4mg的吸收材料。但是在替代性示例中，吸附劑的量可以平均來說每mm長(zhǎng)度在從6mg至16mg范圍內(nèi)的任何量，或者每_長(zhǎng)度在從7mg至16mg、從8mg至16mg、從9mg至16mg、從1mg至16mg、從I Img至16mg、從12mg至16mg、或從13mg至16mg,吸收劑的量可以平均來說每mm長(zhǎng)度在從1.5mg至8mg,或者在從1.5mg至7mg、從1.5mg至6mg、從1.5mg至5mg、或從1.5mg至4mg,所有這些范圍都用于常規(guī)樣式過濾嘴，即具有在約23至25mm的周長(zhǎng)。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，這些參數(shù)使得過濾嘴展現(xiàn)用于消費(fèi)者可接受的吸煙制品的期望壓降和硬度水平，并且同時(shí)與已知的過濾嘴相比增加過濾嘴中的吸附劑或其他顆粒狀添加物的水平。
[0028]第二部段9的過濾嘴材料例如針對(duì)具有144mm的過濾嘴長(zhǎng)度的實(shí)驗(yàn)樣品展現(xiàn)范圍在500至700 mmffg的期望壓降(3.47至4.86 mmffg/mm)以及根據(jù)Filtrona過濾嘴硬度量度(被限定為過濾嘴桿的作為最初桿直徑的百分比的壓縮直徑，所述桿的壓縮由通過圓腳(circular foot)施加的已知重量達(dá)特定時(shí)間量導(dǎo)致)具有在85%至95%之間的期望硬度。如本領(lǐng)域技術(shù)人員會(huì)理解的，每mm過濾嘴長(zhǎng)度的吸附材料和吸收材料的替代性重量會(huì)用于除了常規(guī)樣式之外的樣式的過濾嘴，例如具有更細(xì)或更寬的平均直徑的過濾嘴。
[0029]由過濾嘴中每mm吸附劑量的增加引起的壓降和/或硬度百分比的增加可由每mm吸收劑的量的減少抵消。此外，由過濾嘴中每mm吸收劑量的增加引起的壓降和/或硬度百分比的增加可由每_吸附劑的量的減少抵消。本發(fā)明人具體地發(fā)現(xiàn)了，可以根據(jù)如下范圍來確定對(duì)于常規(guī)樣式吸煙制品來說每mm長(zhǎng)度的以mg為單位的吸附材料的量Cw和對(duì)于常規(guī)樣式吸煙制品來說每mm長(zhǎng)度的以mg為單位的吸收材料的量Tw:
10 ( (Cw + Tw) ( 20，
這些值使得過濾嘴展現(xiàn)合適水平的過濾嘴壓降和硬度，如在上文所討論的。
[0030]如果對(duì)于常規(guī)周長(zhǎng)的吸煙制品的每_長(zhǎng)度的以mg為單位的吸附材料的量以及吸收材料的量落入如下范圍11 ( (cw + Tw) ( 18或更具體地落入如下范圍12 ( (Cw +Tw) ( 17內(nèi)，則可獲得具體益處。
[0031 ] 使用在對(duì)于常規(guī)周長(zhǎng)吸煙制品的包括如下范圍的其他范圍的每_長(zhǎng)度的mg為單位的吸附劑和吸收劑重量也可獲得優(yōu)勢(shì):10 ( (Cw + Tw) ( 19,10 ( (Cw + Tw) ( 18、10 ( (Cw + Tw) ( 17、11 ( (Cw + Tw) ( 20、12 ( (Cw + Tw) ( 20、13 ( (Cw + Tw)(20 和 14 ( (Cw + Tw) ( 20。
[0032]除了落入上述范圍內(nèi)的每mm的選定吸附劑和吸收劑重量外，吸附劑和吸收劑重量CW、TW中的至少一者可大于最小水平。例如，吸收劑水平在本發(fā)明的一些實(shí)施例中可等于或大于約1.5mg/mm,和/或吸附劑可等于或大于6 mg/mm,這兩個(gè)最小水平都是用于具有大約23mm至25mm的常規(guī)周長(zhǎng)過濾嘴。
[0033]上述范圍還可適用于除了吸附劑之外的顆粒狀添加物，例如某些香味物(當(dāng)?shù)胤ㄒ?guī)允許)。
[0034]第二過濾嘴部段9可利用諸如可從德國(guó)的Hauni Maschinenbau AG售出的Turmalin設(shè)備的過濾嘴制造設(shè)備來制造。
[0035]在每mm吸收劑重量小于3.5mg/mm和/或每mm吸附劑重量小于9mg/mm (兩者都針對(duì)常規(guī)周長(zhǎng)吸煙制品)、和/或每mm組合的吸附劑和吸收劑重量在上述范圍的下端(例如，12 mg/mm或更低)的情況下，發(fā)明人確定了:由這些低重量引起的硬度的減少可通過使用例如圍繞過濾嘴的更硬成型紙和/或更硬水松材料抵消。例如，成型紙和/或水松紙可具有大于30g/m2、大于40g/m2、大于50g/m2、大于60g/m2、大于70g/m2或大于80g/m2的基礎(chǔ)重量。替代性地，可使用成型紙和/或水松材料的多層。
[0036]公知的Dalmatian過濾嘴(即，其包括分散在常規(guī)樣式中的根據(jù)所需部段長(zhǎng)度被切割的連續(xù)醋酸纖維素絲束中的碳顆粒)通常具有5mg/mm的碳裝載上限，以便將壓降保持在對(duì)于消費(fèi)者來說需要的水平。較高的裝載會(huì)導(dǎo)致壓降太高。如果期望具有較高的裝載，那么以往通常有必要使用腔三重過濾嘴，所述腔三重過濾嘴具有嘴端和煙絲端醋酸纖維素絲束區(qū)段，其中填充碳的腔位于這兩者之間。這樣的腔過濾嘴導(dǎo)致移除給定過濾嘴長(zhǎng)度的一定量的醋酸纖維素并且因此這具有負(fù)面影響(例如，在焦油過濾和苯酚選擇性的具體方面)。由此，存在能夠增加添加物的裝載而不導(dǎo)致過大的壓降并且不會(huì)移除過濾材料的明確優(yōu)勢(shì)。
[0037]因此，本發(fā)明人意識(shí)到，通過使用用于形成過濾嘴的隨機(jī)取向離散短長(zhǎng)度醋酸纖維素纖維，利用諸如可從德國(guó)的Hauni Maschinenbau AG售出的Turmalin設(shè)備的過濾嘴制造設(shè)備來制造，以及通過針對(duì)常規(guī)周長(zhǎng)的香煙將吸附劑的量選擇成平均在6mg/mm至16mg/mm的范圍內(nèi)以及將吸收劑的量選擇成平均在1.5mg/mm至8mg/mm的范圍(或在上文闡述的其他范圍和極限值)內(nèi)，可提供改進(jìn)的過濾嘴并且同時(shí)保持可接受的壓降和過濾嘴硬度參數(shù)。
[0038]圖2是用于制造過濾嘴的過濾嘴制造設(shè)備的示意圖，所述過濾嘴制造設(shè)備例如是可從德國(guó)的Hauni Maschinenbau AG可購(gòu)買的Turmalin設(shè)備。
[0039]參考圖2，醋酸纖維素或其他過濾嘴材料的源21被供應(yīng)到過濾嘴制造設(shè)備20，該過濾嘴制造設(shè)備包括多個(gè)模塊22-26。給料器模塊22接收過濾嘴材料的供應(yīng)，例如諸如卷曲醋酸纖維素絲束的卷曲連續(xù)纖維，該過濾嘴材料從該給料器模塊被輸送到切割器和隨機(jī)傳送器23。切割器和隨機(jī)傳送器23將過濾嘴材料切割成短纖維長(zhǎng)度，例如1mm長(zhǎng)度?？墒褂闷渌w維長(zhǎng)度，例如針對(duì)結(jié)合圖1描述的吸煙制品I在上文描述的。過濾嘴捆扎機(jī)24包括真空帶(band)，切割的過濾嘴材料被設(shè)置在該真空帶上。其被輸送至桿形成器25，以用于將切割的過濾嘴材料的帶形成為桿，該桿卷繞有成型紙。最后，部段切割器26被用于將桿切割成期望長(zhǎng)度的過濾嘴部段。
[0040]過濾嘴捆扎機(jī)24包括:梳理單元，其將切割纖維均勻地分布到真空帶上；多個(gè)料斗(在本示例中，兩個(gè))，其用于施加添加物，例如呈顆?；蚋郊永w維形式的添加物。還存在反加系統(tǒng)，如果需要將第三添加物輸送到切割過濾嘴材料的帶中，則可使用所述反加系統(tǒng)。該反加系統(tǒng)可替代性地用于將任何松散的切割過濾嘴材料輸送回到切割器和隨機(jī)傳送器23中，以減少?gòu)U料。過濾嘴捆扎機(jī)24包括計(jì)量輥，其能夠被調(diào)節(jié)以允許控制添加物裝載以及確保切割過濾嘴材料的帶在其形成時(shí)的均勻性。過濾嘴捆扎機(jī)24還包括射流引入器，以用于使得諸如香料的液體(當(dāng)?shù)胤ㄒ?guī)允許使用香料)能夠被直接注入到過濾嘴桿中。
[0041]在使用中，Turmalin設(shè)備如下進(jìn)行操作:給料器模塊22將諸如卷曲醋酸纖維素絲束的過濾嘴材料輸送到切割器和隨機(jī)傳送器23中。該切割器和隨機(jī)傳送器23將絲束纖維切割成在本示例中的10 mm的短纖維長(zhǎng)度。切割過濾嘴材料被吹送到過濾嘴捆扎機(jī)24的梳理單元，該過濾嘴材料從此處被抽吸到真空帶上，其中該過濾嘴材料被形成為隨機(jī)取向過濾嘴材料的帶。捆扎機(jī)24操作成使得過濾嘴材料的得到的帶被機(jī)械地結(jié)合。添加物被輸送到承載過濾嘴纖維的空氣流中，并且桿形成器25將該帶形成為連續(xù)過濾嘴桿，該過濾嘴桿由過濾嘴成型紙捆住。部段切割器26將包括隨機(jī)取向纖維的連續(xù)過濾嘴桿切割成期望長(zhǎng)度的部段。
[0042]Turmalin設(shè)備的顯著優(yōu)勢(shì)包括:在較大裝載下包括諸如碳的添加物；保持碳添加物的活性，這是因?yàn)樵跊]有諸如醋精的增塑劑的情況下，不存在木炭中毒；以及更長(zhǎng)的產(chǎn)品壽命。在下文描述的由本發(fā)明人形成的過濾嘴設(shè)計(jì)和制造進(jìn)步導(dǎo)致進(jìn)一步的優(yōu)勢(shì)和改進(jìn)。
[0043]有可能形成用于不同絲束重量、添加物裝載和機(jī)械操作速度的一系列過濾嘴能力曲線，使得過濾嘴設(shè)計(jì)可針對(duì)期望過濾嘴特征(例如，壓降和硬度水平)被優(yōu)化。這由此增加了可被制造的不同過濾嘴的范圍，這可取決于具體產(chǎn)品的需求而具有特意不同的能力。
[0044]圖3是示出過濾嘴中的添加物重量(在本情況下，碳重量)和絲束重量的圖形，其基于它們的壓降和硬度的優(yōu)選范圍。具體地，用于針對(duì)144_過濾嘴長(zhǎng)度的從500至700mmffg的過濾嘴壓降(3.47至4.86 mmffg/mm)以及對(duì)于從根據(jù)Filtrona過濾嘴硬度量度的85%至95%的過濾嘴硬度水平所需的絲束重量和碳重量在該圖中被示出，其代表從利用Hauni Turmalin設(shè)備制造的過濾嘴的數(shù)據(jù)。該裝置能夠以從低于50m/min直至超過200m/min的速度設(shè)定下操作。所使用的碳是30/70網(wǎng)目椰殼炭,其分散在切割成1mm長(zhǎng)度的8丹尼爾的非增塑卷曲的隨機(jī)取向的醋酸纖維素絲束纖維中。對(duì)于這些具體過濾嘴參數(shù)，圖3的得到輪廓曲線圖描述了對(duì)于常規(guī)周長(zhǎng)吸煙制品的每_的絲束和碳重量范圍，當(dāng)實(shí)現(xiàn)在預(yù)定范圍內(nèi)的諸如壓降和硬度的期望特征時(shí)可獲得這些范圍。
[0045]關(guān)于過濾嘴的壓降，圖4是示出碳重量、絲束重量和機(jī)械操作速度對(duì)過濾嘴的壓降的影響的圖形。同樣，所使用的碳是30/70網(wǎng)目椰殼炭，其分散在切割成1mm長(zhǎng)度的8丹尼爾的非增塑卷曲的隨機(jī)取向的醋酸纖維素絲束纖維中。當(dāng)機(jī)械的操作速度對(duì)壓降具有相對(duì)較少影響并且絲束重量具有大致線性關(guān)系時(shí)，本發(fā)明人令人驚奇地意識(shí)到，基于使用Turmalin設(shè)備制造的過濾嘴,超過10mg/mm的增加碳重量在一些情況下展現(xiàn)為減少給定絲束密度的過濾嘴壓降。這是重要結(jié)果，表明了碳的水平可增加成超過10mg/mm而不會(huì)對(duì)過濾嘴壓降具有不利影響。
[0046]關(guān)于過濾嘴的硬度，圖5提供了描述碳重量、絲束重量和機(jī)械操作速度對(duì)過濾嘴的硬度的影響的三個(gè)圖形。同樣，所使用的碳是30/70網(wǎng)目椰殼炭，其分散在切割成1mm長(zhǎng)度的8丹尼爾的非增塑卷曲的隨機(jī)取向的醋酸纖維素絲束纖維中。以類似于壓降的方式，當(dāng)機(jī)械的操作速度對(duì)壓降具有相對(duì)較少影響并且絲束重量具有大致線性關(guān)系時(shí)，本發(fā)明人令人驚奇地意識(shí)到，超過10mg/mm的增加碳重量實(shí)際上減少利用Turmalin設(shè)備制造的過濾嘴的給定絲束密度的過濾嘴硬度。這是重要結(jié)果，表明了碳的水平可增加成超過10mg/mm而不會(huì)對(duì)過濾嘴硬度具有不利影響。
[0047]雖然上述實(shí)施例中的添加物被描述為吸附劑(尤其是活性炭)的顆粒，但是還可使用其他吸附劑或其他添加物。例如，吸附劑可以是離子交換樹脂(例如，CR20)或其他材料，例如沸石、硅膠、海泡石、氧化鋁(具有或不具有活性)、碳質(zhì)樹脂、硅酸鎂，包括Sep1lite (Mg4Si6O15 (OH) 2.6Η20)或其組合，具有或不具有活性炭。此外，可使用改性被抽吸通過過濾嘴的煙霧的其他添加物，例如香味物(當(dāng)?shù)胤ㄒ?guī)允許使用香味物)，例如薄荷腦或保濕顆粒。
[0048]先前已知制造包括隨機(jī)取向離散絲束纖維的過濾嘴，例如如在WO 2009/093051中描述的。但是類似于常規(guī)醋酸纖維素絲束纖維，在WO 2009/093051中描述的制造技術(shù)還可能需要使用諸如醋精的增塑劑來實(shí)現(xiàn)隨機(jī)取向纖維內(nèi)的結(jié)合，以得到牢固結(jié)構(gòu)。Turmalin設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)在于,其不需要使用增塑劑。Turmalin設(shè)備使得纖維內(nèi)的機(jī)械結(jié)合免除了對(duì)增塑劑的過時(shí)的需要。因此消除了由使用諸如醋精的產(chǎn)品導(dǎo)致的任何不期望影響。
[0049]除了上述優(yōu)勢(shì)之外，本發(fā)明人理解到，Turmalin設(shè)備或類似物使得能夠作出各種過濾嘴設(shè)計(jì)，其提供附加的改進(jìn)和優(yōu)勢(shì)。這種改進(jìn)和優(yōu)勢(shì)在下文被詳細(xì)描述。
[0050]本發(fā)明人認(rèn)識(shí)到，利用諸如Turmalin設(shè)備的工藝的工藝來制造過濾嘴的能力可通過利用具有比傳統(tǒng)所使用的更小顆粒尺寸的材料來得以改進(jìn)。更小的顆?？稍鰪?qiáng)過濾性能，這是因?yàn)樗鲱w粒具有更大的表面積。
[0051]圖6是吸煙制品31的示意圖。吸煙制品31包括被卷繞在卷繞材料33 (在本情況下，是香煙紙)中的煙絲桿32，其通過覆蓋過濾嘴34以及部分地覆蓋卷繞材料33的水松材料35被縱向連接到過濾嘴34。過濾嘴34包括在過濾嘴34的嘴端處的第一部段36以及在過濾嘴34的煙絲桿端處的第二部段39，所述第一部段包括卷繞在第一成型紙38中的卷曲醋酸纖維素絲束37，所述第二部段包括卷繞在第二成型紙42中的第一吸收材料40和第二吸收材料41。
[0052]第一部段36是利用醋酸纖維素纖維和增塑劑形成的醋酸纖維素部段。
[0053]第一吸收材料40包括平均纖維丹尼爾在7至9范圍內(nèi)的纖維過濾嘴材料，分散在第一吸收材料40內(nèi)的第二吸收材料41包括平均纖維丹尼爾低于7 (例如，丹尼爾大約從I至6、從2至6、從3至6、或大約為6、5、4、3、2或I)的纖維過濾嘴材料。第一和第二纖維過濾嘴材料40、41包括在過濾嘴中隨機(jī)取向的短長(zhǎng)度纖維。
[0054]第二過濾嘴部段39可利用Turmalin設(shè)備例如通過如下過程來制造:將第一吸收材料40的連續(xù)絲束供應(yīng)到給料器22，以及經(jīng)由過濾嘴捆扎機(jī)24中的一個(gè)添加物料斗來添加第二吸收材料的纖維。替代性地，第一和第二過濾嘴材料40、41的供應(yīng)源均可被提供至Turmalin設(shè)備的給料器21，使得它們一起被切割并隨機(jī)化并且以類似于單種過濾嘴材料的方式被處理。
[0055]第一和第二材料40、41的纖維在本示例中包括離散短長(zhǎng)度醋酸纖維素纖維(如本文描述的)，但是還可使用替代性纖維。例如，第一和/或第二材料的纖維可包括醋酸纖維素、聚乙烯醇(PVOH)、聚乳酸(PLA)、聚(ε-己內(nèi)酯)(PCL)、聚(1-4 丁二醇琥珀酸酯)(PBS)、聚(己二酸丁二醇酯-共-對(duì)苯二甲酸酯)(PBAT)、淀粉基材料、紙、脂族聚酯材料和多糖聚合物或其組合。
[0056]能夠通過將納米纖維材料用作催化物質(zhì)的基礎(chǔ)來實(shí)現(xiàn)另一優(yōu)勢(shì)，以增強(qiáng)過濾嘴性能。納米纖維具有足夠高的表面積-體積比，以具有用于催化活性的可能性。這種納米材料可例如在通過過濾嘴捆扎機(jī)24中的一個(gè)或多個(gè)料斗裝載添加物時(shí)利用圖2的設(shè)備被添加到過濾嘴,使得納米材料被計(jì)量到過濾嘴捆扎機(jī)24內(nèi)的空氣流內(nèi)。
[0057]圖7具有過濾嘴的吸煙制品51的示意圖，該過濾嘴具有承載添加物的納米纖維，以在使用時(shí)用于有助于或促進(jìn)減少被抽吸通過吸煙制品51的主流煙霧的至少一種成分。
[0058]參考圖7，吸煙制品51包括被卷繞在卷繞材料53 (在本情況下，香煙紙)中的煙絲桿52，其通過覆蓋過濾嘴54以及部分地覆蓋卷繞材料53的水松材料55被縱向連接到過濾嘴54。過濾嘴54包括在過濾嘴54的嘴端處的第一部段56以及在過濾嘴54的煙絲桿端處的第二部段59，所述第一部段包括卷繞在第一成型紙58中的卷曲醋酸纖維素絲束57，所述第二部段包括卷繞在第二成型紙61中的納米纖維60。第一部段56是利用連續(xù)醋酸纖維素纖維和增塑劑形成的醋酸纖維素部段。在本示例中，納米纖維60是混合有醋酸纖維素短長(zhǎng)度隨機(jī)取向纖維的短長(zhǎng)度隨機(jī)取向纖維。納米纖維包括支撐用作催化劑60b的氧化鋅(ZnO)顆粒的碳納米纖維60a，例如用于有助于減少香煙煙霧中的HCN。在替代性實(shí)施例中，可單獨(dú)地或結(jié)合地(包括結(jié)合碳和/或ZnO)使用其他納米纖維材料和/或其他催化劑，例如金(Au)，例如用于香煙煙霧的一氧化碳(CO)減少?？衫脠D2的過濾嘴制造設(shè)備20將納米纖維60作為添加物添加至隨機(jī)取向的纖維長(zhǎng)度醋酸纖維素纖維。
[0059]納米纖維可具有任何合適長(zhǎng)度以包括過濾嘴部段，例如在Imm至15mm之間或在5mm至12mm之間。所使用的納米纖維的直徑可以在從25nm至900nm之間、或從50nm至500nm之間、或從10nm至300nm之間。
[0060]在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，只要當(dāng)?shù)胤ㄒ?guī)允許,就可將香料添加至利用TurmaIin設(shè)備制造的過濾嘴。
[0061]可利用細(xì)絲作為載體來實(shí)現(xiàn)香料到過濾嘴的添加。用于將細(xì)絲插入過濾嘴材料中的合適設(shè)備的示例在專利公布W02010/108739和美國(guó)申請(qǐng)序列號(hào)13/259，634的對(duì)應(yīng)美國(guó)專利申請(qǐng)公布中被提供，所述文獻(xiàn)以引用的方式并入到本文。諸如在W02010/108739描述的細(xì)絲插入裝置能夠被安裝在過濾嘴真空帶的中間部分中，其中細(xì)絲插入針在形成過濾嘴桿時(shí)將細(xì)絲運(yùn)送到所述過濾嘴桿的軸向區(qū)域中。本文描述的包括將細(xì)絲插入過濾嘴中的實(shí)施例在細(xì)和超細(xì)樣式(即，小于22 mm直徑,尤其小于21mm、20mm、18mm、16mm、15mm和14mm)時(shí)是尤其有利的。
[0062]圖8是具有過濾嘴的吸煙制品的示意圖，該過濾嘴包括具有從其穿過地延伸的細(xì)絲的隨機(jī)取向離散短長(zhǎng)度纖維。
[0063]參考圖8，吸煙制品151包括被卷繞在卷繞材料153 (在本情況下，香煙紙)中的煙絲桿152，其通過覆蓋過濾嘴154以及部分地覆蓋卷繞材料153的水松材料155被縱向連接到過濾嘴154。過濾嘴154包括在過濾嘴154的嘴端處的第一部段156以及在過濾嘴154的煙絲桿端處的第二部段159，所述第一部段包括卷繞在第一成型紙158中的卷曲醋酸纖維素絲束157，所述第二部段包括吸收材料160。細(xì)絲161軸向地延伸通過第二部段159。第二部段159被卷繞在第二成型紙162中。在本示例中，吸收材料160包括隨機(jī)取向離散短長(zhǎng)度醋酸纖維素纖維。
[0064]本發(fā)明人還認(rèn)識(shí)到，Turmalin設(shè)備或類似物可被設(shè)置成允許在隨機(jī)取向離散短長(zhǎng)度醋酸纖維素纖維中包括有膠囊、微膠囊或其他包封材料，并且同時(shí)確保諸如香料(當(dāng)?shù)胤ㄒ?guī)允許)或稀釋液的膠囊內(nèi)容物的均勻分布。
[0065]以與針對(duì)碳裝載在上文描述相似的方式，可能在較高水平下添加這種材料以便遞送更多香料。膠囊(不管是否是諸如直徑在3mm和8mm之間的較大膠囊)、微膠囊或其他包封材料可被推入到諸如Turmalin設(shè)備的設(shè)備中的過濾嘴絲束中，這通過將膠囊引導(dǎo)通過管而進(jìn)入到在過濾嘴捆扎機(jī)的下游端處的過濾嘴絲束中來實(shí)現(xiàn)。膠囊例如可利用高壓氣體以對(duì)應(yīng)于過濾嘴捆扎機(jī)的速度的頻率吹送到過濾嘴材料中，使得膠囊以合適的間隔定位在所形成的過濾嘴桿中，并且從過濾嘴桿切出的過濾嘴部段容納期望數(shù)量的膠囊。替代性地,微膠囊可利用如上所述的一個(gè)添加物料斗以與添加物相似的方式被計(jì)量到過濾嘴帶上。本文所述的包括將包封香味物插入到過濾嘴中的實(shí)施例在細(xì)和超細(xì)樣式(即，小于22 _直徑，尤其小于21mm、20mm、18mm、16mm、15_和14mm)時(shí)是尤其有利的。
[0066]圖9是具有過濾嘴的吸煙制品171的示意圖，該過濾嘴包括具有設(shè)置在其中的膠囊的隨機(jī)取向離散短長(zhǎng)度纖維。參考圖9，吸煙制品171包括被卷繞在卷繞材料173 (在本情況下，香煙紙)中的煙絲桿172，其通過覆蓋過濾嘴174以及部分地覆蓋卷繞材料173的水松材料175被縱向連接到過濾嘴174。過濾嘴174包括在過濾嘴174的嘴端處的第一部段176以及在過濾嘴174的煙絲桿端處的第二部段179，所述第一部段包括卷繞在第一成型紙178中的卷曲醋酸纖維素絲束177，所述第二部段包括吸收材料180。包封香味物181(在本情況下，呈膠囊的形式)被設(shè)置在第二部段179內(nèi)。第二部段179被卷繞在第二成型紙182中。在本示例中，吸收材料180包括隨機(jī)取向離散短長(zhǎng)度醋酸纖維素纖維。
[0067]圖10是具有過濾嘴的吸煙制品的示意圖，該過濾嘴包括具有設(shè)置在其中的微膠囊的隨機(jī)取向離散短長(zhǎng)度纖維。
[0068]參考圖10，吸煙制品191包括被卷繞在卷繞材料193 (在本情況下，香煙紙)中的煙絲桿192，其通過覆蓋過濾嘴194以及部分地覆蓋卷繞材料193的水松材料195被縱向連接到過濾嘴194。過濾嘴194包括在過濾嘴194的嘴端處的第一部段196以及在過濾嘴194的煙絲桿端處的第二部段199，所述第一部段包括卷繞在第一成型紙198中的卷曲醋酸纖維素絲束197，所述第二部段包括吸收材料200。包封香味物201 (在本情況下，呈多個(gè)微膠囊的形式)被設(shè)置在第二部段199內(nèi)。第二部段199被卷繞在第二成型紙202中。在本示例中，吸收材料200包括隨機(jī)取向離散短長(zhǎng)度醋酸纖維素纖維。
[0069]除了包封香味物，其他形式的香味添加物(當(dāng)?shù)胤ㄒ?guī)允許使用這種添加物)可被添加到包括隨機(jī)取向離散短長(zhǎng)度纖維的過濾嘴。例如，香味添加物可以植物學(xué)形式被添加，例如薄荷或煙絲葉或其他植物葉、植物種子和植物皮等。這種添加物可被添加到Turmalin設(shè)備的帶形成器中的添加物料斗中，且因此當(dāng)例如利用本文所述的離散短長(zhǎng)度醋酸纖維素纖維來形成過濾嘴帶時(shí)被計(jì)量到過濾嘴材料空氣流中。由于在隨機(jī)取向離散短長(zhǎng)度纖維過濾嘴中不使用增塑劑，因此可提高植物學(xué)添加物的香味釋放。
[0070]本發(fā)明人構(gòu)想到，先前未用于過濾嘴制造的附加材料可用于利用Turmalin設(shè)備或類似物進(jìn)行的制造中。
[0071]在一個(gè)實(shí)施例中，包括新片材的切碎片材被包括在過濾嘴材料內(nèi)。這種片材包括由植物(例如，薄荷和或薄荷醇、煙絲或重構(gòu)煙絲)形成的片材。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，所提供的列表不是限制性的并且可使用任何合適片材。使用呈切碎形式的這種片材的益處在于，這種片材可提高所述材料在過濾嘴內(nèi)的分散性能并且還提高過濾嘴材料的可降解性能。此外，新材料的使用可被用于提高過濾嘴的性能和/或改性被抽吸通過過濾嘴的煙霧的特性。
[0072]圖11是具有過濾嘴的吸煙制品的示意圖，該過濾嘴包括具有帶有設(shè)置在其中的切碎片材的隨機(jī)取向離散短長(zhǎng)度纖維。
[0073]參考圖11，吸煙制品211包括被卷繞在卷繞材料213 (在本情況下，香煙紙)中的煙絲桿212，其通過覆蓋過濾嘴214以及部分地覆蓋卷繞材料213的水松材料215被縱向連接到過濾嘴214。過濾嘴214包括在過濾嘴214的嘴端處的第一部段216以及在過濾嘴214的煙絲桿端處的第二部段219，所述第一部段包括卷繞在第一成型紙218中的卷曲醋酸纖維素絲束217，所述第二部段包括在其中分散有切碎片材221的吸收材料220。第二部段219被卷繞在第二成型紙222中。在本示例中，吸收材料220包括隨機(jī)取向離散短長(zhǎng)度醋酸纖維素纖維，切碎片材221包括切碎的重構(gòu)的煙絲片材。
[0074]切碎片材221可包括由醋酸纖維素、聚乙烯醇(PVOH)、聚乳酸(PLA)、聚(ε-己內(nèi)酯)(PCL)、聚(1-4 丁二醇琥珀酸酯)(PBS)、聚(己二酸丁二醇酯-共-對(duì)苯二甲酸酯)(ΡΒΑΤ)、淀粉基材料、紙、脂族聚酯材料或多糖聚合物和/或其組合的纖維形成的材料。
[0075]本發(fā)明人還理解到將可降解或以其他方式替代的纖維(例如，PVOH纖維)與常規(guī)醋酸纖維素纖維相結(jié)合的可能性。PVOH通常不用于常規(guī)過濾嘴制造，因?yàn)镻VOH通常不能卷曲。包括有PVOH或其他不可卷曲纖維與其他材料(B卩，醋酸纖維素)意味著，可克服該問題。利用這種材料可導(dǎo)致過濾嘴具有改進(jìn)的可降解性和水溶性。其他材料包括聚(ε-己內(nèi)酯)(PCL)、聚(1-4 丁二醇琥珀酸酯)(PBS)、聚(己二酸丁二醇酯-共-對(duì)苯二甲酸酯)(ΡΒΑΤ)、淀粉基材料、紙、脂族聚酯材料和多糖聚合物。
[0076]另外，諸如PLA的其他卷曲材料可結(jié)合常規(guī)醋酸纖維素纖維。
[0077]在一個(gè)實(shí)施例中，為了將PVOH或其他不可卷曲纖維添加至過濾嘴或者將PLA或其他卷曲纖維添加至過濾嘴，Turmalin給料器22被設(shè)置成將兩股原始過濾嘴材料輸送到切割器和隨機(jī)傳送器23中。由此，通過不是首先將該材料轉(zhuǎn)化為片材而是將所述材料拉直為絲束，減少了處理步驟的數(shù)量。
[0078]此外，如果省除將材料轉(zhuǎn)化為絲束材料的步驟，則可進(jìn)一步減少處理步驟的數(shù)量。在這種實(shí)施例中，而且不需要輸送、切割和隨機(jī)化所述纖維。而是，原始纖維形式的PV0H、PLA或其他材料可與短纖維醋酸纖維素纖維的袋直接混合，其被切直到Turmalin設(shè)備中。
[0079]在另一實(shí)施例中，利用如上所述的一個(gè)添加物料斗，PVOH纖維(或其他不可卷曲纖維)或PLA纖維(或其他卷曲纖維)可被計(jì)量到過濾嘴捆扎機(jī)24的過濾嘴絲束中。
[0080]圖12是具有過濾嘴的吸煙制品的示意圖，該過濾嘴包括包括具有設(shè)置在其中的可降解纖維的隨機(jī)取向離散短長(zhǎng)度纖維。參考圖12，吸煙制品231包括被卷繞在卷繞材料233 (在本情況下，香煙紙)中的煙絲桿232，其通過覆蓋過濾嘴234以及部分地覆蓋卷繞材料233的水松材料235被縱向連接到過濾嘴234。過濾嘴234包括在過濾嘴234的嘴端處的第一部段236以及在過濾嘴234的煙絲桿端處的第二部段239，所述第一部段包括卷繞在第一成型紙238中的卷曲醋酸纖維素絲束237，所述第二部段包括在其中分散有PVOH纖維241的吸收材料240。第二部段239被卷繞在第二成型紙242中。在本示例中，吸收材料240包括隨機(jī)取向離散短長(zhǎng)度醋酸纖維素纖維。
[0081 ] 常規(guī)過濾嘴制造技術(shù)制造過濾嘴桿以使其具有沿縱向方向的均勻密度。本發(fā)明人意識(shí)到，可能有意地提供沿過濾嘴桿的長(zhǎng)度的可變密度。在一個(gè)實(shí)施例中，密度可被使得變化，以使得當(dāng)過濾嘴桿被切割成單個(gè)部段時(shí)，過濾嘴部段包括致密端部以及具有較低密度的中間部分。這是有利的，因?yàn)檫@不依賴于絲束卷曲以將纖維保持在過濾嘴中。
[0082]圖13a是過濾嘴桿245的示意圖，其包括交替布置的具有較高平均密度的縱向區(qū)域246和具有較低平均密度的區(qū)域247。過濾嘴桿245可被用于制造多個(gè)過濾嘴部段，每個(gè)過濾嘴部段包括用于吸煙制品過濾嘴的過濾嘴材料的均質(zhì)單元，其例如僅在沿其長(zhǎng)度的密度上有變化。例如，過濾嘴桿245可在具有較高平均密度的每個(gè)區(qū)域246的中心248處被切割，使得所形成的過濾嘴部段具有“致密端部”。線圖249描述了沿過濾嘴桿245的長(zhǎng)度的過濾嘴材料的密度，在本示例中其以波動(dòng)或正弦方式變化。在替代性示例中，沿過濾嘴桿245的長(zhǎng)度的過濾嘴材料的密度可以其他方式變化，例如在沿過濾嘴桿245的長(zhǎng)度的每個(gè)密度循環(huán)的密度方面存在1、2、3、4或更多級(jí)的變化。如圖13a所示的過濾嘴材料包括離散短長(zhǎng)度醋酸纖維素纖維，但是其可以替代性地是本文描述的其他纖維過濾嘴材料，例如聚乙烯醇(PVOH)、聚乳酸(PLA)、聚(ε-己內(nèi)酯)(PCL)、聚(1_4 丁二醇琥珀酸酯)(PBS)、聚(己二酸丁二醇酯-共-對(duì)苯二甲酸酯)(ΡΒΑΤ)、淀粉基材料、紙、脂族聚酯材料和多糖聚合物或其組合。該材料還可包含添加物，例如如本文所述的吸附劑。
[0083]如圖13a所示的更大密度部分使得一旦被切出，所述纖維(即便所述纖維的一些或全部不卷曲)也被防止從過濾嘴部段散出。因此，圖13a的實(shí)施例可以使得能夠使用不適合于卷曲的材料，例如PVOH和無紡材料。這繼而可導(dǎo)致如上所述的增加的可降解性和水溶性。因此，過濾嘴材料可由單種纖維材料或多種組合材料(例如，醋酸纖維素纖維結(jié)合其他材料)形成。
[0084]本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到可使得過濾嘴桿245的密度沿其長(zhǎng)度改變的不同方法。例如，這可通過在將過濾嘴材料形成到抽吸帶上時(shí)使用具有可變速度附件(garniture)的機(jī)械或者使得過濾嘴材料或添加物較大體積地脈動(dòng)來實(shí)現(xiàn)。替代性地或此外，過濾嘴抽吸帶可適于使得具有較高平均密度的區(qū)域和具有較低平均密度的區(qū)域都在所述帶上形成，這例如通過改變不同區(qū)域中的帶的氣阻(例如，通過根據(jù)期望密度圖案改變帶上的孔的尺寸和/或頻率)來實(shí)現(xiàn)。生產(chǎn)線的正時(shí)可被控制，使得部段長(zhǎng)度因此被受控并切割。
[0085]圖13b是用于制造具有帶有較高平均密度的區(qū)域和具有較低平均密度的區(qū)域的過濾嘴部段的諸如在Turmalin設(shè)備的過濾嘴捆扎機(jī)24中使用的過濾嘴形成抽吸帶的區(qū)段的示意圖。參考圖13b，過濾嘴形成抽吸帶250包括尼龍網(wǎng)251，其形成為以便具有帶有較大網(wǎng)孔和較低密度的網(wǎng)材料的第一區(qū)域252以及具有較小網(wǎng)孔和較高密度的網(wǎng)材料的第二區(qū)域253。因此，第一區(qū)域252比第二區(qū)域253具有更低的氣阻。在使用中，與朝向具有較小網(wǎng)孔的第二區(qū)域253相比，過濾嘴捆扎機(jī)空氣流中的纖維借助更大的力將朝向具有較大網(wǎng)孔的第一區(qū)域252被抽吸。因此，與在第二區(qū)域253中相比，過濾嘴纖維的較大平均密度將設(shè)置在第一區(qū)域252中。所形成的過濾嘴因此將具有與抽吸帶250的第一區(qū)域252對(duì)應(yīng)的較大平均密度的區(qū)域以及與抽吸帶250的第二區(qū)域253對(duì)應(yīng)的較小平均密度的區(qū)域。
[0086]在圖13b的示例中，孔的尺寸和數(shù)量沿抽吸帶250的長(zhǎng)度以波動(dòng)的方式變化。但是在其他實(shí)施例中，僅孔的尺寸可沿抽吸帶的長(zhǎng)度變化，例如這通過使用實(shí)心帶來實(shí)現(xiàn)，其中變化的孔尺寸在不同地縱向隔開的重復(fù)間隔處在所述帶中被切出。替代性地在其他實(shí)施例中，僅孔的數(shù)量可沿抽吸帶的長(zhǎng)度變化，例如這通過使用實(shí)心帶來實(shí)現(xiàn)，其中對(duì)于帶的給定區(qū)域來說變化的孔數(shù)量在沿所述帶的不同地縱向隔開的重復(fù)間隔處在所述帶中被切出。另外，不是遵循沿抽吸帶的長(zhǎng)度的氣阻的波動(dòng)變化，孔可被設(shè)置成使得在沿所述帶的長(zhǎng)度的重復(fù)間隔中出現(xiàn)過濾嘴材料的密度的1、2、3、4或更多級(jí)的變化。
[0087]本發(fā)明人還認(rèn)識(shí)到，可能形成具有非常規(guī)截面的過濾嘴。在常規(guī)過濾嘴桿中，如果需要非圓形形狀，那么可能需要相當(dāng)數(shù)量的增塑劑和蒸汽以形成所需形狀。在實(shí)踐中這不是那么容易實(shí)現(xiàn)的。但是本發(fā)明人認(rèn)識(shí)到Turmalin設(shè)備形成細(xì)長(zhǎng)帶的方法，所述細(xì)長(zhǎng)帶具有可適于過濾嘴材料的其他截面形狀的機(jī)械強(qiáng)度。例如，Turmalin設(shè)備可適于形成除了細(xì)長(zhǎng)之外的帶，或者過濾嘴材料例如經(jīng)由成形孔或利用合適形狀的附件帶可被迫使形成為期望形狀。例如，過濾嘴材料的帶可被形成在過濾嘴捆扎機(jī)24的帶上或穿過合適地成形的孔或附件帶，使得過濾嘴具有多邊形(例如，三角形、正方形、矩形、五邊形或六邊形)截面，或者諸如卵形或橢圓形截面的其他非圓形截面，并且材料的帶的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性可使得所述帶保持所需形狀。另一實(shí)施例可利用合適設(shè)計(jì)的卷繞和蒸發(fā)過程。所形成的過濾嘴可具有這樣的截面，其周長(zhǎng)小于16mm或者其周長(zhǎng)大于25mm。
[0088]圖14是具有包括捕圓形截面的過濾嘴的吸煙制品291的不意圖。
[0089]參考圖14，吸煙制品291被卷繞在卷繞材料293 (在本情況下，香煙紙)中的橢圓形截面煙絲桿292，其通過覆蓋過濾嘴294以及部分地覆蓋卷繞材料293的水松材料295被縱向連接到過濾嘴294。過濾嘴294包括在吸煙制品291的嘴端處的單個(gè)過濾嘴部段296，其包括卷繞在第一成型紙298中的吸收材料297。部段296具有橢圓形截面。在本示例中，吸收材料297包括隨機(jī)取向離散短長(zhǎng)度醋酸纖維素纖維。附加塑料網(wǎng)、織物或其他可滲透屏障物(未示出)可被施加到過濾嘴294的嘴端上，以防止單個(gè)過濾嘴纖維離開過濾嘴294。
[0090]圖15是具有包括正方形截面的過濾嘴的吸煙制品311的示意圖。
[0091]參考圖15，吸煙制品311被卷繞在卷繞材料313 (在本情況下，香煙紙)中的正方形截面煙絲桿312，其通過覆蓋過濾嘴314以及部分地覆蓋卷繞材料313的水松材料315被縱向連接到過濾嘴314。過濾嘴314包括在吸煙制品311的嘴端處的單個(gè)過濾嘴部段316，其包括卷繞在第一成型紙318中的吸收材料317。部段316具有正方形截面。在本示例中，吸收材料317、320包括隨機(jī)取向離散短長(zhǎng)度醋酸纖維素纖維。附加塑料網(wǎng)、織物或其他可滲透屏障物(未示出)可被施加到過濾嘴314的嘴端上，以防止單個(gè)過濾嘴纖維離開過濾嘴314。
[0092]如圖14和15中所示的實(shí)施例的過濾嘴294、314還可包括其他特征，例如分散在過濾嘴纖維中的添加物和/或施加到過濾嘴的通氣口，例如激光形成的孔。
[0093]本發(fā)明人還認(rèn)識(shí)到，可能將包括隨機(jī)取向短長(zhǎng)度纖維的過濾嘴形成為周長(zhǎng)小于16mm、15mm、14mm或13_或周長(zhǎng)大于25mm、26mm、27_或28mm的圓筒。可利用單個(gè)丹尼爾纖維，例如具有從約7至約9的丹尼爾并且在每mm過濾嘴中使用的量根據(jù)所需過濾嘴周長(zhǎng)而變化。例如，每_的隨機(jī)取向短長(zhǎng)度纖維的量對(duì)于超細(xì)樣式過濾嘴來說可以減少并且對(duì)于常規(guī)樣式過濾嘴來說可以增加。這不同于已知的連續(xù)絲束過濾嘴制造，其中不同纖維丹尼爾通常被需要用于不同周長(zhǎng)的過濾嘴。
[0094]在前述示例中，包含隨機(jī)取向離散長(zhǎng)度纖維的第二過濾嘴部段9、39、59、159、179、199,219和239 (如圖1以及圖6至12所示)被描述為雙過濾嘴的煙絲端部件，公知醋酸纖維素第一過濾嘴部段位于嘴端。但是其他布置也是可能的。例如，第二部段可適于用在香煙過濾嘴的嘴端。這可通過在使用期間防止單個(gè)纖維離開過濾嘴部段來實(shí)現(xiàn)，例如通過包括增塑劑(例如，在嘴端部段的嘴端處的部分中的局部化增塑劑)以將隨機(jī)取向離散長(zhǎng)度纖維和/或分散在其中的任何添加物保持在原位、或者通過使用塑料網(wǎng)、織物或其他可滲透屏障物從而防止單獨(dú)纖維到達(dá)消費(fèi)者的口部來實(shí)現(xiàn)。根據(jù)需要，第二過濾嘴部段還可被用作三部分式過濾嘴的中間或煙絲端過濾嘴部段、或者四、五或六部分式過濾嘴的任何部段。第一過濾嘴部段還可以是除了卷繞在成型紙中的常規(guī)醋酸纖維素部段之外的部段。例如，不可卷繞的醋酸纖維素(NWA)區(qū)段可被用作本文描述的第一過濾嘴部段。
[0095]此外，在圖1以及圖6至12中描述的實(shí)施例的第一和第二過濾嘴部段被示出為具有單獨(dú)成型紙并且利用水松材料被保持在一起并連接到煙絲桿。但是替代性地，另一外部成型紙(未示出)可圍繞第一和第二過濾嘴部段被卷繞并且被用于將第一和第二過濾嘴部段連接到一起，并且組合的過濾嘴單元于是可利用水松材料連接到煙絲桿。
[0096]雖然本文描述的隨機(jī)取向纖維被描述為卷曲，但是還可單獨(dú)地或與卷曲纖維混合地使用不可卷曲纖維。此外，隨機(jī)取向纖維被描述為具有1mm的纖維長(zhǎng)度(當(dāng)延伸時(shí))，或者在從5mm至25mm、或從6mm至20mm、或從7mm至20mm、或從7mm至15mm的纖維長(zhǎng)度。第二部段還可包括在該范圍之外的平均纖維長(zhǎng)度和/或不同平均長(zhǎng)度的成組纖維的混合物，這取決于所涉及的過濾嘴的需求和可用的纖維材料。
[0097]本文描述的過濾嘴布置可被修改成包括在成型紙和/或水松紙中的一個(gè)或多個(gè)透明區(qū)段，以便允許內(nèi)部過濾嘴部分由吸煙制品消費(fèi)者看到。例如，用于卷繞第二過濾嘴部段的第二成型紙可包括諸如可在英國(guó)的Innovia Films買到的Natureflex ?膜的透明材料。水松紙可包括一個(gè)或多個(gè)窗口切除部、或諸如Natureflex ?膜的透明材料的區(qū)段，以使得能夠通過水松紙和成型紙看到內(nèi)部過濾嘴部分。替代性地，水松紙可被施加到兩個(gè)帶中，其中這兩個(gè)帶之間具有間隙從而揭示下面的透明成型紙，或者水松紙可完全由諸如Natureflex ?膜的透明材料制成。一些實(shí)施例可包括透明“窗口”區(qū)段過濾嘴，例如如在專利公布W02009/106374中描述的，該文獻(xiàn)的內(nèi)容(包括任何相應(yīng)美國(guó)公布)以引用的方式全文并入到本文。
[0098]為了解決各種問題以及推進(jìn)本領(lǐng)域發(fā)展，本公開的全部?jī)?nèi)容以示例的方式示出了各個(gè)實(shí)施例，在所述實(shí)施例中要求保護(hù)的本發(fā)明可被實(shí)施，并且所述實(shí)施例提供優(yōu)良的吸煙制品過濾嘴。本公開的優(yōu)勢(shì)和特征僅是實(shí)施例的代表性樣本，并且不是詳盡的和/或排他的。所述實(shí)施例被示出以僅僅為了有助于理解并教導(dǎo)要求保護(hù)的特征。要理解的是，本公開的優(yōu)勢(shì)、實(shí)施例、示例、功能、特征、結(jié)構(gòu)和/或其他方面被認(rèn)為不局限于由權(quán)利要求書限定的公開內(nèi)容或者權(quán)利要求書的等同物，并且可使用其他實(shí)施例并且可作出修改而不脫離本公開的范圍和/或精神。各種實(shí)施例可以合適地包括、由以下構(gòu)成或主要由以下構(gòu)成:所公開元件、部件、特征、部分、步驟、機(jī)構(gòu)等的各種組合。此外，本公開包括當(dāng)前未要求保護(hù)但是將來可要求保護(hù)的其他發(fā)明。
【權(quán)利要求】
1.一種用于吸煙制品的過濾嘴，所述過濾嘴包括分散在吸收材料內(nèi)的吸附材料，其中對(duì)于在約23至25mm的過濾嘴周長(zhǎng)來說每mm長(zhǎng)度的以mg為單位的吸附材料的量Cw和每mm長(zhǎng)度的以mg為單位的吸收材料的量Tw根據(jù)如下范圍確定:
10( (Cw + Tw) ( 20。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過濾嘴，其中，對(duì)于在約23至25mm的過濾嘴周長(zhǎng)來說每mm長(zhǎng)度的吸附材料的量和吸收材料的量根據(jù)如下范圍確定:
11( (Cw + Tw) ( 18。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的過濾嘴，其中，對(duì)于在約23至25mm的過濾嘴周長(zhǎng)來說每mm長(zhǎng)度的吸附材料的量和吸收材料的量根據(jù)如下范圍確定:
12( (Cw + Tw) ( 17。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的過濾嘴，對(duì)于在約23至25mm的過濾嘴周長(zhǎng)來說，所述過濾嘴包括: 具有每毫米長(zhǎng)度的從6mg至16mg的吸附材料；和 具有每毫米長(zhǎng)度的從1.5mg至8mg的吸收材料。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的過濾嘴，對(duì)于在約23至25mm的過濾嘴周長(zhǎng)來說，所述過濾嘴包括: 具有每毫米長(zhǎng)度的從8mg至16mg的吸附材料；和 具有每毫米長(zhǎng)度的從3.5mg至5mg的吸收材料。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的過濾嘴，其中，所述吸收材料包括隨機(jī)取向短長(zhǎng)度纖維，所述隨機(jī)取向短長(zhǎng)度纖維在不使用增塑劑的情況下在所述過濾嘴中被保持在一起。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的過濾嘴，其中，所述隨機(jī)取向短長(zhǎng)度纖維具有在延伸時(shí)在約5mm至20mm之間的平均長(zhǎng)度。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的過濾嘴，其中，所述隨機(jī)取向短長(zhǎng)度纖維包括在5至9范圍內(nèi)的平均纖維丹尼爾。
9.根據(jù)權(quán)利要求6至8中任一項(xiàng)所述的過濾嘴，其中，所述隨機(jī)取向短長(zhǎng)度纖維包括由第一材料形成的隨機(jī)取向短長(zhǎng)度纖維以及由第二材料形成的隨機(jī)取向短長(zhǎng)度纖維。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的過濾嘴，其中，所述第一材料包括醋酸纖維素，所述第二材料包括不可卷曲材料。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的過濾嘴，其中，所述第二材料包括選自如下中的至少一種材料:聚乙烯醇(PVOH)、聚乳酸(PLA)、聚(ε-己內(nèi)酯)(PCL)、聚(1_4 丁二醇琥珀酸酯)(PBS)、聚(己二酸丁二醇酯-共-對(duì)苯二甲酸酯)(ΡΒΑΤ)、淀粉基材料、紙、脂族聚酯材料和多糖聚合物。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的過濾嘴，其中，所述吸附材料包括平均直徑在約0.1至1mm范圍內(nèi)的顆粒。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的過濾嘴，其中，所述吸附材料包括活性炭。
14.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的過濾嘴，其中，所述吸附材料包括選自如下的至少一者:離子交換樹脂、CR20、沸石、硅膠、海泡石、氧化鋁(具有或不具有活性)、碳質(zhì)樹月旨、硅酸鎂，Sep1lite (Mg4Si6015(OH)2.6H20))或其組合。
15.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的過濾嘴，所述過濾嘴具有在從3.47至4.86mmffg/mm范圍內(nèi)的壓降。
16.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的過濾嘴，所述過濾嘴具有根據(jù)Filtixma過濾嘴硬度量度在85%和95%之間的硬度。
17.一種吸煙制品，所述吸煙制品包括根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的過濾嘴。
【文檔編號(hào)】A24D3/10GK104270972SQ201380023233
【公開日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2013年5月2日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月3日
【發(fā)明者】D.劉易斯, A.戴維斯, J.理查德森, J.梅杰, J.桑普森 申請(qǐng)人:英美煙草(投資)有限公司