專利名稱：香煙煙霧中尼古丁副產(chǎn)物的選擇性排出和保留的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種改進(jìn)的香煙濾嘴以及選擇性地控制相對于通過的總微粒物質(zhì)而言從香煙煙霧中排出尼古丁的方法，該方法使用了一種香煙濾嘴構(gòu)件，該構(gòu)件含有至少一種活性水溶性改良劑成分。
雖然人們對以纖維為基料的香煙濾嘴構(gòu)件是熟知的，并且已經(jīng)使用了許多年。但是由于成本因素，以及在目前技術(shù)水平下使用濾嘴條制造設(shè)備時(shí)，許多天然纖維通常缺乏對高速濾嘴生產(chǎn)的適應(yīng)性，因此，許多年來能被選擇出來用作這類濾嘴的成分仍是十分有限的。此外，目前對市售的香煙濾嘴構(gòu)件的要求在爭論中，特別是對總過濾效率以及選擇性地過濾香煙煙霧成分的要求提高了。
雖然已經(jīng)對各種纖維和混合纖維進(jìn)行了試驗(yàn)和評價(jià)，但是大量的香煙濾嘴構(gòu)件仍在使用老的技術(shù)，其原因是老的技術(shù)在成本和處理方面有一定的優(yōu)點(diǎn)。例如，醋酸纖維濾絲可以容易地加工成可切割的濾嘴條，加工中使用的技術(shù)基本上是未改進(jìn)的現(xiàn)有的濾嘴條成形設(shè)備技術(shù)，而且不產(chǎn)生嚴(yán)重的干擾問題。雖然，對添加劑的用量愈來愈增加，包括如甘油三醋酸酯、甘油二醋酸酯、檸檬酸等有機(jī)增塑劑，以及潤滑劑、食用香料、藥物、選擇性過濾劑等，但上述優(yōu)點(diǎn)仍存在。通常，這些添加劑是以水溶液形式，通過已知的浸漬、噴霧或印涂技術(shù)應(yīng)用于敞開的纖維絲束上。
但是，以醋酸纖維作為濾嘴的一些優(yōu)點(diǎn)被某些缺點(diǎn)所抵銷了。例如同聚烯烴纖維或絲那樣的熱塑性合成材料相比較，這些纖維的強(qiáng)度較弱。這些特性嚴(yán)重地限制了每單絲旦尼爾纖度低的醋酸纖維濾絲的耐受張力和皺縮的程度，因而影響到在傳統(tǒng)的濾嘴條成形設(shè)備中的應(yīng)用。
但是，像聚烯烴纖維那類合成材料也有一些缺點(diǎn)。聚烯烴基質(zhì)通常是疏水的，因而是化學(xué)惰性的，而大多數(shù)已知的香煙濾嘴用添加劑都是親水的。因此，使用疏水合成纖維作為一種主要的基質(zhì)成分時(shí)，有時(shí)很難以合適的數(shù)量和功能性條件來應(yīng)用和保留這些添加劑于濾嘴構(gòu)件中。
對香煙濾嘴技術(shù)來說，另一個(gè)獨(dú)特的問題是很難使纖維的旦尼爾纖度同合成纖維濾嘴的過濾效率最佳化，同時(shí)又不影響其尺寸穩(wěn)定性、硬度和壓力下降或抽吸通過濾嘴構(gòu)件。
本發(fā)明的一個(gè)目的是得到具有優(yōu)越效率和抽吸性的香煙濾嘴，它可以應(yīng)用于各種煙草混合料，同時(shí)保留各種濾嘴基質(zhì)或復(fù)合基質(zhì)的已知優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明的另一目的是選擇性地控制對通過的總微粒物質(zhì)而言香煙煙霧中的尼古丁副產(chǎn)物通過濾嘴或保留在濾嘴中的量。
依照本方法可以達(dá)到上述這些目的，即通過香煙濾嘴構(gòu)件的特性來控制尼古丁在濾嘴中的保留或通過，該構(gòu)件含有一種醋酸纖維或熱塑性合成纖維基質(zhì)，或二者的一種結(jié)合。它們可以包括一種或幾種基質(zhì)，可以單獨(dú)使用或結(jié)合使用，使用的形式可以是(a)敞開的纖維絲束，(b)非織物帶，(c)粗紡條(sliver)，或(d)原纖化薄膜，并通過以下步驟活化(A)用含有有效量的一種弱酸的無毒水溶性鹽的水溶液或懸浮液作為活性改良劑來處理該濾嘴構(gòu)件或?yàn)V塞組件中的一種或幾種基質(zhì);或
(B)用含有有效量的一種強(qiáng)酸的無毒水溶性無機(jī)鹽的水溶液或懸浮液作為活性改良劑來處理該濾嘴構(gòu)件或?yàn)V塞組件的一種或幾種基質(zhì);和(C)完成所要求的香煙的制作過程，包括干燥濾嘴構(gòu)件;
依靠上述步驟(1)同全部微粒通過時(shí)的濃度相比，用一種弱酸的鹽來處理濾嘴構(gòu)件的基質(zhì)或?yàn)V塞組件，可以增加通過濾嘴的尼古丁煙霧成分，和(2)同全部微粒通過時(shí)的濃度相比，用一種強(qiáng)酸的鹽來處理濾嘴構(gòu)件或?yàn)V塞組件可以減少通過濾嘴的尼古丁煙霧成分。
總過濾效率，特別是固體微粒的排除，實(shí)質(zhì)上是取決于纖維的旦尼爾纖度、濾嘴的長度和密度，但是，特別是像尼古丁的保留和通過那樣的選擇性過濾特性是比較難于預(yù)定的，這是濾嘴生產(chǎn)技術(shù)中仍然存在的一個(gè)問題。
本發(fā)明涉及一種更易于制作供特定的煙草混合物用的香煙濾嘴的方法，它可以滿足市場上對味道和健康要求的快速變化。
更詳細(xì)地說，已經(jīng)知道應(yīng)用一種或幾種弱酸鹽可以增加尼古丁的傳送或通過。弱酸選自碳酸、磷酸、醋酸、檸檬酸和富馬酸，以1(a)族、2(a)族和過渡元素的無毒水溶性金屬鹽的形式應(yīng)用，最好是醋酸鹽、碳酸鹽或磷酸鹽，例如醋酸錳、醋酸鎂、碳酸氫鉀、碳酸鉀、碳酸鈉、碳酸氫鈉、磷酸鉀、磷酸氫二鉀和磷酸二氫鉀。為達(dá)到這些目的，已經(jīng)知道將上述這些鹽的溶液或懸浮液施加到一種或幾種濾嘴基質(zhì)上是特別有利的，施加的溶液懸浮液應(yīng)有足夠的濃度使PH能達(dá)到約8至12，最好是約8至10.5。
當(dāng)混合煙草要求增加濾嘴的保留性以獲得合適的風(fēng)味平衡時(shí)，只需在一種或幾種濾嘴基質(zhì)上施加有效量的一種強(qiáng)無機(jī)酸的無毒水溶性金屬鹽即可選擇性地增加這種保留性，同時(shí)不需要大大改變纖維的旦尼爾纖度和濾嘴的密度。為此目的，可使用鹽酸鹽或氫溴酸鹽。所述保留性的增加是相對總的微粒物質(zhì)的通過而言的。
后一類型的活性鹽包括，例如選自包括鈣、鉀、鋅、鋰和鎂在內(nèi)的1(a)族、2(a)族和過渡元素的金屬鹽。特別是，這些鹽包括例如氯化鋅、溴化鋰、溴化鉀、溴化鈣、氯化錳和氯化鎂。
上面規(guī)定的這些類型的鹽是按需要單獨(dú)施加到一種或幾種合適的纖維基質(zhì)或原纖化薄膜基質(zhì)上的，施加的方式及有效量如下文所述。
屬于本發(fā)明范圍內(nèi)的香煙濾嘴條或構(gòu)件包括以下條件的結(jié)合(a)一種由緊密的基質(zhì)形成的濾嘴塞，它包括一種或幾種醋酸纖維素或合成熱塑性纖維的連續(xù)基質(zhì)，例如能形成纖維或薄膜的聚烯烴、聚酯或聚酰胺;
(b)許多分布在緊密基質(zhì)中的有效過濾場所，這些場所主要是由一種強(qiáng)酸或一種弱酸同一種無毒的金屬形成的水溶性鹽的固相和/或固/液相組成。這些場所隨貯存而可能有一些變化，開始時(shí)的構(gòu)形最好是由結(jié)晶或固體，連同在其周圍呈飽和的或濃的鹽水溶液的少量液相所組成;和(c)一種如紙或薄膜那樣的濾塞包裝材料，它包住緊密的基質(zhì)以形成條，最后形成所要求的濾嘴構(gòu)件，該構(gòu)件具有如前面所述的尼古丁保留或通過特性。
需要時(shí)，可將一種或幾種活性改良劑鹽成分施加到分開的濾嘴基質(zhì)表面上(參閱圖2-3)，然后將這些基質(zhì)單個(gè)的或合在一起作為一個(gè)附件送入濾嘴條制作設(shè)備中。在此情況下，活性改良劑鹽成分可以方便有效地噴在送入的附件上，或?qū)⒒钚愿牧紕}的溶液真空抽送通過形成的濾嘴條。不論那一種情況，濾嘴條或構(gòu)件在貯存前或在同煙草濾塞直接結(jié)合完成濾器構(gòu)件的制作過程前，都先在爐中于受控的溫度和濕度下進(jìn)行干燥。
用于本發(fā)明中的“有效量的活性改良劑成分”是指按干燥的濾嘴塞基質(zhì)的總重量計(jì)算，鹽的重量約為2%或多于2%，最好是約3-10%。如前面提及的，鹽最好是以許多過濾場所的形式均勻地分布在濾嘴基質(zhì)上，干燥后在濾嘴構(gòu)件內(nèi)形成固相或固/液相。
本發(fā)明還包括另外含有表面活化劑的濾嘴構(gòu)件，按重量計(jì)，表面活化劑的濃度約為0.1%-10%，最好是0.5%-10%，表面活化劑可以是下面所述一類物質(zhì)中的一種或幾種，(1)山梨糖醇酐脂肪酸酯的聚亞氧烷基衍生物，(2)多羥基醇的脂肪酸單酯，或(3)多羥基醇的脂肪酸二酯。
適用的表面活化劑包括，例如，乙氧基化物，羧酸酯類，甘油酯類，聚氧化乙烯酯類，脫水山梨糖醇酯類，乙氧基脫水山梨糖醇酯類、乙氧基天然脂肪、油和蠟，脂肪酸的乙二醇酯類，聚氧化乙烯脂肪酸酰胺類，聚環(huán)氧烷嵌段共聚物，氧化乙烯和氧化丙烯共聚物等。
上面提及的“基質(zhì)”這一名詞是指可以在濾嘴條制作設(shè)備中用作附屬裝置進(jìn)料的一種纖維絲束，粗紡條或纖維織物或原纖化薄膜，它包括一種或幾種醋酸纖維素纖維的敞開的纖維絲束或單組分，雙組分或三組分纖維的熱塑性合成纖維，這些纖維可以是并排的和外套/內(nèi)層的，外套比內(nèi)層有較低的熔點(diǎn)。如前所述，纖維織物可以方便地單獨(dú)地全部或部分進(jìn)入到濾嘴條制作設(shè)備中(參閱圖2和3)。
這樣的附屬裝置進(jìn)料可以方便地包括多到四層或更多的基質(zhì)成分的織物，基質(zhì)成分可以是同質(zhì)的或是混合的，所要求的活性成分施加到所選基質(zhì)的一面或二面，被處理的表面的狀態(tài)和數(shù)目隨所要求的濾嘴選擇性和效率以及觸感，硬度和抽吸特性而定。
為了本發(fā)明的目的，附屬裝置進(jìn)料可以是就地制作的(即緊接在附屬裝置的上游)，或是在使用前較早地生產(chǎn)和貯存的。
還發(fā)現(xiàn)可以合適地使用一種或幾種非織物作為附屬裝置進(jìn)料，這種非織造織物可以是相同的或不同的纖維成分和旦尼爾纖度，特別是當(dāng)濾嘴構(gòu)件中的基質(zhì)并不是全部用作活性改良劑成分的載體表面時(shí)更是如此。
當(dāng)按照本發(fā)明使用一種非織物帶或纖維絲束作為附屬裝置進(jìn)料組分時(shí)，同樣可以由含高達(dá)約100%重量的醋酸纖維基質(zhì)或合成熱塑性基質(zhì)組成，最好是含10%-100%重量的聚烯烴(單-、雙-或三組分)纖維，這些纖維是并排型的和外套/內(nèi)層型的，并在這里被確定為人造短纖維，或者由織物或絲束組成，織物或絲束的單絲有同樣的旦尼爾纖度或混合纖度，或者由下列纖維結(jié)合組成，如(a)聚丙烯/聚乙烯，聚丙烯/聚偏二氯乙烯，聚丙烯/醋酸纖維素，聚丙烯/人造纖維，聚丙烯/尼龍，醋酸纖維素/聚乙烯，塑性化的醋酸纖維素，聚丙烯/紙;或(b)聚丙烯/聚苯乙烯/聚乙烯等，最佳的比例根據(jù)纖維的重量為(a)10%-90%/90%-10%或(b)10%-90%/45%-5%/45%-5%，如美國專利3，393，685中所述。
原纖化薄膜可以單獨(dú)地或同其他基質(zhì)成分一起用作基質(zhì)組分作為本發(fā)明中的附屬裝置進(jìn)料。例如，它們可以按照美國專利4，151，886和4，310，594(Yamazaki)和美國專利3，576，931(Chopra)中公開的成分得到。
使用一種傳統(tǒng)的濾嘴條制作設(shè)備來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，并作為完成所要求的濾嘴構(gòu)件制作的一個(gè)步驟。這種設(shè)備通常是按照美國專利3，144，023和美國專利2，794，480中所述的組分和方法由一個(gè)絲束管，進(jìn)料裝置，成形裝置，包裹裝置和切割裝置等組成。但是，需要時(shí)也可改進(jìn)，以便在形成濾嘴塞之前或之后可通過就地或預(yù)先地噴霧、浸漬、印涂、真空抽吸或其它傳統(tǒng)的施用方法來引入本發(fā)明的一種或幾種鹽成分。
作為進(jìn)一步的背景材料，需要時(shí)，可將成捆的粗紡條或其他進(jìn)料連續(xù)地浸漬涂層，或者用一個(gè)或幾個(gè)印染滾筒，由含有所要求的活性成分的貯槽供料和接觸，接著使用壓輥、加熱的干燥滾筒、爐子等通過傳統(tǒng)干燥方法來完成上述制作步驟。合適的干燥溫度范圍在約70℃至125℃之間。
需要時(shí)，可以用已知的工藝技術(shù)，從含有均一的旦尼爾纖度或混合纖度的纖維得到的非織造織物作為附屬裝置進(jìn)料。這些非織造織物的重量最好在每平方米10-50克范圍之間，帶的寬度約4英寸至12英寸，這樣，在按生產(chǎn)速度操作時(shí)，可以保證成功地通過傳統(tǒng)的濾嘴條制作設(shè)備的進(jìn)料口。
如上所述，合適的附屬裝置進(jìn)料可以包括約1-4層基質(zhì)織物，甚至更多層，這些織物的重量、大小、結(jié)合性、吸收性、纖維成分和旦尼爾纖度等可以是相同的或不同的。許多這樣的織物可以根據(jù)需要按交叉方向或?qū)蔷€方向，全部地或部分地整齊進(jìn)入機(jī)器。但是，為了獲得最佳效果，一種比較輕度熱粘合的織物、絲束、粗紡條，或含原纖化薄膜同一種非織造織物，或在二種非織造織物之間(參閱圖2)可以提供良好的鹽保留，濾嘴抽吸和硬度。
額外加入像聚乙烯那樣的低熔點(diǎn)纖維，再同其他的聚烯烴纖維結(jié)合作為附屬裝置進(jìn)料，對獲得不同粘合性和吸附性的絲束塞是有用的。
從成本方面來說，敞開的纖維絲束同非織造織物帶結(jié)合是一種特別有用的結(jié)合，因?yàn)檫@可以使用比較便宜的混合旦尼爾纖度的聚烯烴織物，并且可以簡化改良劑鹽成分的精確分布操作，而且還可以利用先有技術(shù)和設(shè)備如印染滾筒和噴頭來進(jìn)行基質(zhì)涂層。
除上述活性改良劑鹽成分外，也可以應(yīng)用其他補(bǔ)充成分，例如一種或幾種保溫劑的水溶液、乳濁液、懸浮液或分散體，例如甘油、乙二醇等那樣的多元醇類;如酮糖類和多糖類那樣的風(fēng)味劑和香料，包括冬青、留蘭香、薄荷、巧克力、甘草、肉桂、水果香料、柑桔等;如薄荷醇和減沖血劑那樣的藥物，以及其他在美國專利4，485，828和4，715，390中提及的技術(shù)上已知的添加劑。
為了保持精確控制添加劑的使用，如果小心控制接收的基質(zhì)，使它在轉(zhuǎn)變成濾嘴構(gòu)件前有一致的水分含量是有用的。此外，通過將活性成分施加到絲束、粗紡條或非織物上，再將它夾在二片或幾片穿透性較低的未處理過的非織物之間，可以使濾嘴構(gòu)件同它的添加劑成分進(jìn)一步分開和防止與嘴唇直接接觸(參閱圖3)。需要時(shí)，也可以在形成的濾嘴構(gòu)件外面涂以軟木或類似的惰性絕熱材料(圖中未顯示)。用上述方法施加到濾嘴構(gòu)件上的改良劑的數(shù)量和有效性實(shí)際上可以從同時(shí)進(jìn)入附屬裝置的基質(zhì)的寬度和基質(zhì)的數(shù)目，以及所處理的在濾嘴構(gòu)件中暴露于卷煙煙霧中表面大小來測定。
為了本發(fā)明的目的，需要時(shí)，處理過的以及處理過的和未處理的相結(jié)合的織物帶、絲束等都可以用傳統(tǒng)的濾塞包裹材料如紙包裹，紙的重量為每平方米約25-90克之間或更重。


圖1-4進(jìn)一步闡明本發(fā)明，其中圖1是按照本發(fā)明，能將處理過的基質(zhì)轉(zhuǎn)變成香煙濾嘴構(gòu)件的傳統(tǒng)的香煙濾嘴條制作設(shè)備的示意圖;圖2-4表示本發(fā)明范圍內(nèi)的進(jìn)一步修改和改進(jìn)，從而可用一種或幾種活性改良劑成分來處理一種或幾種絲束、粗紡條、非織物帶和原纖化薄膜，處理的方法有噴霧、浸漬、或真空抽吸包裹的濾嘴塞，按此方法使用多種基質(zhì)有利于增加濾嘴構(gòu)件的大小和改進(jìn)抗壓回復(fù)性或硬度。
更詳細(xì)地參閱圖1，將一種單一的連續(xù)基質(zhì)，例如敞開的纖維絲束、粗紡條、原纖化薄膜或非織物帶(10)，從進(jìn)料卷筒(11)或一個(gè)大捆物料(圖中未示出)供料并通過一個(gè)或幾個(gè)相對排列的噴頭(20)，噴頭由進(jìn)料管(21)同外部的料源連接(未示出)以供應(yīng)一種或幾種活性改良劑成分(22)。然后將處理過的基質(zhì)由空氣干燥裝置(未示出)進(jìn)行干燥，并通過干燥滾筒(12)以達(dá)到所要求的干燥程度，然后由導(dǎo)輥(17)引入卷煙濾嘴條制造設(shè)備(1)的附屬裝置喇叭形管口(15)和附屬裝置(14)中，卷煙濾嘴條制造設(shè)備包括一個(gè)附屬裝置段(2)，附屬裝置段內(nèi)有成形裝置和保持基質(zhì)進(jìn)料裝置，包裹裝置以及轉(zhuǎn)化包裹好的濾塞或?yàn)V條成濾嘴構(gòu)件(16)的切割裝置(均未示出);包裹裝置系從包裹物進(jìn)料輥(5)提供絲束包裹材料，包裹材料由支輥(19)支承，并在一個(gè)連續(xù)的附屬裝置帶(3)上移動送入濾條制造設(shè)備中。
如上所述，這套設(shè)備包含傳統(tǒng)的用來在濾嘴塞周圍封上絲束包裹材料的裝置(未示出)，然后由切割裝置將包裹好的濾塞按所需長度(通常為90毫米或更長一些)切割成通常的圓柱形濾嘴構(gòu)件(16)，切割好的濾嘴通過濾嘴斜槽(18)(部分示出)包裝在容器中(23)。
圖2表示將一種或幾種濾嘴改良劑鹽成分或其他添加劑分別施加到基質(zhì)(10A)和(10B)上的設(shè)備安排，依靠分別排列的、由進(jìn)料線(21A)供料的噴頭(20A)將活性改良劑成分(同樣的或不同的)(22A)分別施加到分開的基質(zhì)(10A，10B)上，再至少由空氣部分干燥和由加熱滾筒(12A)進(jìn)行干燥，然后像前面所述那樣通過濾條制造設(shè)備(1A)的附屬裝置(14A)形成濾嘴構(gòu)件(16A)。基質(zhì)(10A和10B)系從進(jìn)料滾筒(11A)和(11B)或大捆(未示出)供料，并方便地在加熱的軋輥(12A)處使之壓整齊，然后由導(dǎo)輥(17A)引入附屬裝置(14A)，圖1-3中的附屬裝置進(jìn)料或基質(zhì)成分都相似地用阿拉伯?dāng)?shù)字標(biāo)明。
圖3表示圖1和圖2中的設(shè)備和方法的進(jìn)一步改進(jìn)，如上所述，幾種相同的或不同的基質(zhì)(10C，10D和10E)由料卷或料箱供料(未示出)，并通過由加熱滾筒(12B)形成的夾縫，中間一層基質(zhì)(10D)最好和外面二層未處理的基質(zhì)(10C和10E)有不同的寬度并有較高的吸附或吸收性質(zhì)以保留活性成分(22B)。如圖上所表示的，基質(zhì)(10D)的兩面被噴涂以選擇性地將它暴露于從料管(21B)供料通過噴頭(20B)施用的一種或幾種活性改良劑成分(22B)，基質(zhì)(10E)最好安排成能接受多余的活性成分液滴或未能在(10D)基質(zhì)帶上留住的偏向的活性成分，然后，如前所述，將全部三層基質(zhì)通過加熱軋輥(12B)至少進(jìn)行部分空氣干燥，再像圖1和2中那樣由導(dǎo)輥(未示出)送入濾嘴條制造設(shè)備的附屬裝置中。
圖4是一種進(jìn)一步改進(jìn)的示意圖，如上面所闡明的，其中一種或幾種基質(zhì)(用10C示出)分別由料捆或料箱(24C)供料，經(jīng)過導(dǎo)輥(17C)，浸入含有一種或幾種活性改良劑成分(22C)的溶液、懸浮液或乳濁液的貯液槽(25C)中，然后經(jīng)過軋輥(26C)，加熱爐(27C)，牽引輥(28C)，三階段干燥爐(29C)，再像上面圖1-3中那樣進(jìn)入香煙濾條制造設(shè)備的附屬裝置(14C)，然后裝箱和貯存?zhèn)溆谩?br> 當(dāng)用連續(xù)的纖維絲束作為基質(zhì)成分時(shí)，可以方便地用通常的方法制備絲束，即從一個(gè)或幾個(gè)筒子架抽拉纖維通過一個(gè)流體槽或織物噴嘴(圖中未顯示)，然后按上面講過的步驟處理。
按上述方式應(yīng)用的基質(zhì)可以包括許多上述的合成纖絲。因此，可以使用聚酯類、聚酰胺類、丙烯酸類以及聚丙烯等。由于同其他合成纖維成形材料相比，丙烯同乙烯或其他低級烯烴單體形成纖絲的共聚物具有較低的密度和優(yōu)良的紡絲性能，因此特別適用于作為絲束、非織物帶和原纖化薄膜等材料。
應(yīng)用于本發(fā)明的絲束的主體旦尼爾纖度在約2000到10000之間，這種基質(zhì)可以從一個(gè)單一的筒子架或大捆上以皺縮纖維的形式提供，也可以由幾個(gè)筒子架或大捆組合提供和同時(shí)通過一個(gè)流體噴嘴。但是，為了以纖維絲束作為卷煙濾嘴時(shí)有最好的性能，至少有某些絲束在進(jìn)入流體噴嘴前是不扭曲的和非織造的。
以下實(shí)施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明。
實(shí)施例Ⅰ(A)將從熔體流速(MFR)為16的熔紡的全同立構(gòu)聚丙烯得到的成捆的4.5單絲旦尼爾纖度“Y”橫斷聚丙烯纖維截?cái)?、松開、梳理、皺縮和拉伸以形成寬度約12至14英寸的薄的絲束帶。此帶狀物不經(jīng)處理拉伸通過一個(gè)傳統(tǒng)的濾嘴條制作設(shè)備的附屬裝置(由英國Molins公司得到的PM-2型);將附屬裝置進(jìn)料壓縮以形成濾嘴塞，用BXT-100聚丙烯薄膜包裹濾嘴塞以得到108毫米長的濾嘴條。然后將此條切割成27毫米長一根，每根的重量和抽吸阻力＊1基本相同，裝在R.J.Reynolds公司的駱駝牌柔和型煙柱上，在相對溫度為55%-65%，溫度為22℃的室內(nèi)貯存48小時(shí)＊2，然后用作對照組，標(biāo)明為C-1和C-2，在一個(gè)BorgWaldt吸煙機(jī)＊3上與試樣一樣同樣地抽到35毫米長，速度為每分鐘抽兩秒煙。將產(chǎn)生的煙霧中的微粒物質(zhì)收集在一個(gè)預(yù)先稱重的Cambridge濾墊中，將濾墊再次稱重以測得通過香煙濾嘴的總的和平均微粒物質(zhì)(TPM)。然后將Cambridge濾墊放在無水異丙醇中浸泡過夜，所產(chǎn)生的萃取物用一個(gè)氣相色譜自動取樣器＊4按常規(guī)方法測定尼古丁和水分含量。
(B)按實(shí)施例1A中的方法，用同一捆中的纖維絲束相同地進(jìn)行加工來制備10個(gè)試驗(yàn)濾嘴構(gòu)件，但切割好的濾嘴構(gòu)件分別用碳酸氫鉀、碳酸鉀和碳酸氫鉀的混合鹽、醋酸鎂、醋酸錳以及氯化鎂的1%、2%和5%的溶液處理，用一個(gè)吸耳球吸出和浸漬每個(gè)濾嘴構(gòu)件，溶液的量應(yīng)足夠以同樣的方式用約20毫克的改良劑鹽來進(jìn)行處理。然后將試驗(yàn)的濾嘴構(gòu)件在空氣中和爐中進(jìn)行干燥，貯存在濕潤室中48小時(shí)，再像上面所述一樣安裝在R.J.Reynolds公司的駱駝牌柔和型煙柱上。同前面一樣，用常規(guī)方法測定尼古丁、總微粒物質(zhì)(TPM)和過濾效率，計(jì)算每支香煙的平均值，結(jié)果以S-1～S-19列于表Ⅰ中。
注＊1全部被測試的濾嘴構(gòu)件的抽吸阻力(RTD)在111-136mmWg(水表)之間＊2按照CORESTA標(biāo)準(zhǔn)方法＃10＊3RM 20/CS 20型和RM 1/G型＊4Hewlett Packard公司HP5890型
實(shí)施例Ⅱ象實(shí)施例Ⅰ那樣，從同一捆中取纖維絲束，同樣地加工成濾嘴構(gòu)件，但切割好的濾嘴構(gòu)件(標(biāo)明為S-20至S-24)用磷酸鉀溶液和磷酸氫二鉀溶液浸漬以使每個(gè)濾嘴構(gòu)件中含約20毫米活性鹽有效濃度。處理過的和干燥的濾嘴構(gòu)件裝在R.J.Reynolds公司的柔和型煙柱上，空氣中干燥，貯存在濕潤空中48小時(shí)，再用同樣的方式抽吸。試樣的收集和測定按前述方法進(jìn)行，平均結(jié)果報(bào)告在下面的表Ⅱ中。
權(quán)利要求
1.一種以香煙濾嘴構(gòu)件的特性來控制尼古丁在濾嘴中保留或通過的方法，該濾嘴構(gòu)件由一種醋酸纖維素基質(zhì)或熱塑性合成纖維基質(zhì)或二者結(jié)合的基質(zhì)所組成，所述方法包括A、用一種水溶液或懸浮液處理所述的濾嘴構(gòu)件或?yàn)V塞組件的一種或幾種基質(zhì)，該水溶液或懸浮液含有有效量的一種弱酸的無毒水溶性鹽作為活性改良劑；或B、處理一種或幾種纖維或薄膜基質(zhì)以形成所述的濾嘴；C、完成所要求的濾嘴構(gòu)件的制作過程；為此(1)同全部微粒通過時(shí)的濃度相比，用一種弱酸的鹽處理所述的濾嘴構(gòu)件的基質(zhì)或?yàn)V塞組件來增加尼古丁煙霧成分通過濾嘴，和(2)同全部微粒通過時(shí)的濃度相比，用一種強(qiáng)酸的鹽處理所述的濾嘴構(gòu)件的基質(zhì)或?yàn)V塞組件來減少尼古丁煙霧成分通過濾嘴。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中的酸的無毒水溶性金屬鹽作為一種緩沖溶液或懸浮液施用到所述濾嘴構(gòu)件或?yàn)V塞的一種或幾種基質(zhì)中，緩沖溶液或懸浮液的PH在約8～12范圍之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中所述的緩沖溶液或懸浮液的PH范圍從約8.0～10.5。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中所述的基質(zhì)包括熱塑性合成纖維，所述的水溶液或懸浮液包括至少一種酸的無毒金屬鹽，酸系選自碳酸、磷酸、醋酸、檸檬酸和富馬酸。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中的無毒金屬鹽是選自包括醋酸鎂、醋酸錳、碳酸氫鉀、碳酸鉀、碳酸鈉、碳酸氫鈉、磷酸鉀、磷酸氫二鉀和磷酸二氫鉀等一組鹽中的至少一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述的水溶液或懸浮液含有至少一種酸的無毒金屬鹽，酸系選自氫氯酸和氫溴酸。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中的無毒金屬鹽是選自包括氯化鋅、溴化鋰、溴化鉀、溴化鈣和氯化鎂等一組鹽中的至少一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中的香煙濾嘴是用一種或幾種基質(zhì)制成，基質(zhì)的形式至少是下列中的一種(a)敞開的纖維絲束，(b)非織物材料帶，(c)粗紡條，和(d)原纖化薄膜。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其中的香煙濾嘴構(gòu)件含有按重量計(jì)可高達(dá)100%的醋酸纖維素。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中的香煙濾嘴的基質(zhì)含有按重量計(jì)可高達(dá)100%的合成的熱塑性基質(zhì)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其中的香煙濾嘴含有按重量計(jì)可高達(dá)100%的聚烯烴。
12.一種由以下結(jié)合組成的香煙濾嘴條或構(gòu)件，(a)一種緊密基質(zhì)的濾嘴塞，它包含一種或幾種含有醋酸纖維素或合成的熱塑性纖維的基質(zhì)。(b)分布在所述緊密基質(zhì)中的許多有效過濾場所;所述的場所實(shí)質(zhì)上是由一種強(qiáng)酸或一種弱酸和一種無毒的金屬形成的水溶性鹽的固相和/或固/液相所構(gòu)成;和(c)一種包裹所述的緊密基質(zhì)的濾塞包裹材料;從而，同全部微粒通過時(shí)的濃度相比，含有一種弱酸的無毒水溶性鹽的濾嘴場所的存在有利于尼古丁通過濾嘴，以及同全部微粒通過時(shí)的濃度相比，含有一種強(qiáng)酸的無毒水溶性鹽的存在有利于尼古丁保留在濾嘴中。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的香煙濾嘴條或構(gòu)件，其中所述的活性濾嘴場所實(shí)質(zhì)上由一種弱酸的無毒水溶性鹽的固/液相組成，所述的液相的PH在約8～12范圍內(nèi)。
14.根據(jù)權(quán)利要求12的香煙濾嘴，其中的水溶性鹽是一種弱酸的無毒金屬鹽，該酸選自醋酸、碳酸、磷酸、檸檬酸和富馬酸。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的香煙濾嘴構(gòu)件，其中的水溶性鹽至少是醋酸鎂、醋酸錳、碳酸氫鉀、碳酸鉀、碳酸鈉和碳酸氫鈉中的一種。
16.根據(jù)權(quán)利要求12的香煙濾嘴構(gòu)件，其中的水溶性鹽至少是氯化鎂、溴化鋰、氯化鈣、和溴化鈣中的一種。
17.根據(jù)權(quán)利要求12的濾嘴構(gòu)件，其中的濾嘴塞是由基質(zhì)制成，基質(zhì)的形式至少是下列中的一種，(a)敞開的纖維絲束，(b)非織物材料帶，(c)粗紡條，和(d)原纖化薄膜。
18.用權(quán)利要求12中規(guī)定的構(gòu)件作為濾嘴構(gòu)件的香煙。
19.用權(quán)利要求13中規(guī)定的構(gòu)件作為濾嘴構(gòu)件的香煙。
20.用權(quán)利要求14中規(guī)定的構(gòu)件作為濾嘴構(gòu)件的香煙。
21.用權(quán)利要求15中規(guī)定的構(gòu)件作為濾嘴構(gòu)件的香煙。
22.用權(quán)利要求16中規(guī)定的構(gòu)件作為濾嘴構(gòu)件的香煙。
全文摘要
一種同全部微粒通過的濃度相比可用于控制尼古丁排出通過香煙濾嘴的方法和相應(yīng)的濾嘴，該濾嘴利用至少一種弱酸的水溶性金屬鹽作為濾嘴改良劑成分，濾嘴內(nèi)鹽的選擇和用量偏向于堿性，其pH值約在8以上，堿性的程度同所要求的尼古丁通過量有關(guān)，而相應(yīng)的尼古丁在濾嘴內(nèi)的保留性質(zhì)關(guān)鍵在濾嘴內(nèi)存在一種強(qiáng)酸的水溶性鹽及其濃度。
文檔編號D06M101/16GK1041871SQ8910794
公開日1990年5月9日 申請日期1989年10月17日 優(yōu)先權(quán)日1988年10月17日
發(fā)明者里士滿·R·科恩, 戴維·J·吉邦尼 申請人:赫爾克里斯有限公司