过滤嘴式吸烟物品的制作方法

专利名称：过滤嘴式吸烟物品的制作方法
过滤嘴式吸烟制品 发明领域
本发明涉及烟草产品，如吸烟制品(如，香烟)，具体说，涉及过滤嘴式香烟。
背景技术：
常见的吸烟制品，如香烟，具有基本圆柱条形结构，包括包装纸包裹的一 团、 一巻或一条可抽吸材料，如碎烟草(如，切割填充物形式)，因此形成俗称
的"可抽吸条(smokable rod)"或"烟丝条(tobacco rod)"。正常情况下，香 烟具有与烟丝条呈端对端关系排列的圆柱形过滤元件。通常，过滤元件包括被 称为"成型纸(plug訂ap)"的纸材包围的塑化醋酸纤维素丝束(tow)。某些过 滤元件可以^^合有多元醇。参见例如，英国专利说明书755，475。通常，所述 过滤元件利用称为"水松纸(tipping paper)"的外围包装材料连接到烟丝条 一端。还需要对水松材料和成型纸打孔，用环境空气来稀释抽吸进的烟雾主体。 对香烟及其各元件的描述参见《烟草产品、化学和技术(Production,Chemistry and Technology)》，Davis等(编)(1999)。吸烟者通过点燃香烟一端，燃烧烟 丝条来使用香烟。然后通过抽吸香烟另一端(如，过滤嘴端)，吸烟者可以将烟 雾主体吸收到他/她的口腔内。
某些香烟结合有加入了活性炭或木炭材料的过滤元件。例如，示例性香烟 过滤嘴可以具有多个部分，那些部分中至少有一个可以含有高含碳量材料颗 粒。各种类型的加有木炭颗粒或活性炭类材料的过滤嘴参见Touey的美国专利 2， 881， 770; Seligman等的3,101,723; Irby等的3,236,244; Touey等的 3,311,519; Lloyd的3，347，247: Davis等的3， 370， 595和Tigglebeck等的 3,972,335;均以其全文纳入本文作参考。
非常希望能够提供一种具有结合了含碳材料(如活性炭颗粒)的过滤元件 的香烟；所述过滤元件(i)结合有过滤材料和其它过滤组分材料，和(ii)具有 有效除去有效量的通过过滤元件的烟雾主体中的各种气相组分的能力。发明概述本发明涉及吸烟制品，具体说，涉及条形吸烟制品(如，香烟)。所述吸烟 制品包括点火端(即，上游端)和嘴端(即，下游端)。嘴端物块位于所述吸烟制 品的嘴端末，通过所述嘴端物块，吸烟者可以将吸烟制品置于嘴中进行抽吸。所述嘴端物块具有过滤元件的形式。所述过滤元件结合了有效量的含碳材 料，如木炭或活性炭型材料。过滤元件中的含碳材料数量足以改变通过过滤元 件的烟雾主体中的气相组成(如，减少某些气相组分的水平)。过滤元件内至少 一部分含碳材料与有效量的多元醇酯和多元醇的混合物接触。例如，对过滤元 件内至少-'部分含碳材料使用了有效量的甘油酯(如，三醋精)和低分子量多元 醇(如，甘油或丙二醇)的液体混合物。与含碳材料密切接触的多元醇酯和多元 醇的量足以依据所述含碳材料除去通过过滤元件的烟雾主体中的某些气相组 分的能力而将过滤嘴添加剂如三醋精的有害作用降到最低。在一个实施方式中，本发明提供了含有过滤嘴的香烟，所述过滤嘴含有塑 化醋酸纤维素丝束和微粒形式的含碳材料，所述含碳材料与多元醇酯(如，tt 油酯如三醋精)和多元醇(如，低分子量多元醇，如甘油或冈二醇)的密切混合 物接触。所述塑化醋酸纤维素丝束的增塑剂通常含有三醋精。所述香烟通常包 括具有包含在外围包装材料内的可抽吸填充物材料的烟丝条，以及结合了过滤 材料并且具有烟丝条近端和烟丝条远端的过滤元件，所述过滤元件在烟丝条一 端与烟丝条相连。示例性含碳材料是粒度约为10-400目，含量约为20-500mg的微粒形式。 混合物中，多元醇与多元醇酯的重量比可以是，例如，约1:3-25:1，更优选为 约2:1-10:1。在一个实施方式中，以混合物中含碳材料和多元醇的组合重量为 基准计，所述多元醇的含量为约1-25%，更优选为约7-15%。在另一方面，本发明提供了一种改进吸烟制品中含碳材料的气相滤过性能 的方法，包括用多元醇和多元醇酯的密切混合物处理含碳材料。附图简要描述为了帮助理解本发明的实施方式，请参阅附图，所述附图并不是完全按比 例绘制。所述附图仅是示例性，不应该解释为限制本发明。

图1是香烟形式的吸烟制品的截面图，显示了香烟的可抽吸材料、包装材 料组分和过滤元件。发明详述现在，将在下文中参考附图更全面地描述本发明。本发明可以表现为许多 不同的形式，不应该解释成仅限于本文提出的实施方式相反，提供这些实施 方式只是为了使木发明满足适用法律的要求。全文中，同样的数字指同样的元 件。除非文中有其它清楚的说明，本说明书和权利要求书中釆用的单数形式的 "一个"、"一种"和"该"均包括其复数指示物。图1所示是香烟形式的吸烟制品io，具有本发明吸烟制品的某些代表性的组成。所述香烟10包括基本圆柱形条15，含在外围包装材料20中的一团或一 巻可抽吸填充物材料16。所述条15通常指"烟丝条"。烟丝条15的端部开放 使可抽吸填充物材料暴露。所示香烟10具有贴在所述包装材料20上的任选带 25(如，印制覆层，包括成膜剂，如淀粉、乙基纤维素或藻酸钠)，该带在与香 烟纵轴横切的方向上包围烟丝条。BP,带25提供了相对于香烟纵轴的横向区 域。带25可以印制在包装材料内表面(B卩，面对可抽吸填充物材料)，或者较 不优选地位丁-所述包装材料的外表面。尽管香烟可以包括具有任选带的包装材 料，但是所述香烟还可以包括进一步具有2个、3个或更多个任选间隔的带的 包装材料。烟丝条15的所述包装材料20的组成和特性多种多样。如何选择具体包装 材料对香烟设计和制造领域的那些技术人员是显而易见的。烟丝条可以有一层 包装材料；或者烟丝条可以有一层以上外围包装材料，例如称为"双层包装" 烟丝条的例f。示例性的各类包装材料、包装材料组成和经过处理的包装材料 如Gentry的美国专利5， 220， 930; Hancock等的美国专利申请2004/0129281; Barnes等的美国专利申请2005/0039764; Hancock等的PCT WO 2004/057986 和Ashcraft等的PCT WO 2004/047572所述；均以其全文纳入本文作参考。烟丝条15 —端是点火端28,另一端设置有过滤元件30。所述过滤元件 30位于烟丝条15 -'端附近，使得所述过滤元件和烟丝条以端对端关系呈轴向 排列，优选彼此相邻。过滤元件30可以基本呈圆4*形，其直径基本上等于烟 丝条的直径。过滤元件30的两端能让空气和烟雾通过。所述过滤元件30具有位于紧靠烟丝条15 —端的第一过滤部32。所述第 一过滤部32包括过滤材料40(如，浸润有增塑剂如三醋精的醋酸纤维素丝束)， 沿其纵轴方向延伸表面被外围成型纸材料45包裹。第一过滤部的过滤材料40 内分散有大量含碳材料50的颗粒。至少一部分含碳材料50 (通常实际上是所 有含碳材料)与有效量的多元醇酯(如三醋精)和多元醇(如，丙二醇)的混合物 密切接触。所述过滤元件30具有相对第一过滤部32呈纵轴方向排列的第二过滤部 55，其位于香烟10的嘴端末端。所述第二过滤部55包括过滤材料60(如，浸润有增塑剂如三醋精的醋酸纤维素丝束)，沿其纵轴方向延伸表面被外围成型 纸材料65包裹。所述过滤元件30沿其外周或纵轴方向的外围被一外层成型纸75包裹。所 述外层成型纸75覆于各第一过滤部32和第二过滤部55上，从而形成两部组 合的过滤元件。可以利用被用来制作香烟过滤嘴、多部香烟过滤嘴和过滤香烟 的各类条形牟.位来实现过滤条、过滤部和过滤元件的生产，并且由这些过滤条、 过滤部和过滤元件制造香烟。可以用获自德国汉堡HWK公司(Hauni-Werke Korber & Co. KG)的商品名为Mulfi的香烟过滤条制造设备制造多部香烟过滤 条。其它可以为了使用进行适应性改良的代表性的各类市售过滤条制造设备包 括获自HWK公司的KDF-2组合和获自法国徳克公司(Decoufle)的DecoufLe组 合。釆用包裹过滤元件30全长和烟丝条15毗连部分的水松材料88(如，基本 上不透气的7k私、纸)使所述过滤元件30与烟丝条15连接。使用合适的粘合剂， 将所述水松材料88的内表面安全地固定到成型纸75的外表面和烟丝条的包装 材料20的外表面；由此，过滤元件和烟丝条彼此相连。采用任选的空气稀释方法，如一系列洞孔92,各洞孔穿透所述水松材料 和成型纸，可以提供通气或空气稀释的吸烟制品。可以采用本领域普通技术人 员已知的各种技术，如激光打孔技术，制成所述任选洞孔92。或者，可以釆用 俗称的线下空气稀释技术(如，通过使用多孔成型纸和预打孔水松纸)。代表性的香烟10的尺寸可以变化。优选香烟是条形，5J以具有约为 7.5mm(如，周长约20-27 ,通常约22.5-25min)的直径；总长可以是约770-120mm,通常约80-100mm。过滤元件30的长度可以变化。 一般，过滤元件 的长度约为15-40mm,经常约为20-35咖。使用时，吸烟者用火柴或打火机点燃香烟10的点火端28。如此，所述可 抽吸材料16开始燃烧。将香烟10的嘴端置于吸烟者的嘴唇内。燃烧可抽吸材 料16产生的热分解产物(如，各烟雾组分)被抽吸经过香烟IO，经过过滤元件 30，进入吸烟者的口腔。抽吸时，过滤元件30内的含碳材料50的颗粒从烟雾 主体中除去其中一定量的某种气体组分。含碳过滤组分，如活性炭颗粒，能够 俘获烟雾主休气相组分中的多种组分。过滤元件中某些常常釆用的组分(如， 增塑剂如三醋精)可能会降低含碳材料除去气相烟雾组分的效力。然而，用多 元醇酯和多元醇的混合物预处理含碳材料能够减轻所述组分如三醋精带来的 不良作用。可用于实现本发明某些方面的可抽吸材料和其它相关材料可以变化。可扣l 吸材料是结合到可抽吸部或条中，为可抽吸部内的--些区域提供质量和体积的 材料。可抽吸材料在它们所结合的吸烟制品的正常使用条件下会遭到一些类型 的破坏作用。至少部分由于该可抽吸材料的至少某些组分的热分解而导致的可 抽吸材料的破坏，会形成具有普通"烟雾"特征的气溶胶。例如，结合入烟草 材料的可抽吸材料燃烧或以其它方式遭受热分解后，能产生烟雾。选择烟草种 类和混合烟草可以确定当烟草材料或混合烟草材料燃烧时产生的气溶胶的化 学组分、及其感官或器官感觉的特性。最高度优选的是在所述可抽吸部的可抽吸材料中结合入一些形式的烟草。 优选的可抽吸材料基于那些材料的干重主要由一些形式的烟草组成。即，那些 材料的大部分千重，和结合入那些材料(包括混合材料，或含有加入其中或者 结合到其中的添加剂的材料)的混合物的大部分重量由一些形式的烟草所提 供。例如，那些材料可以是结合了少量非烟草填充材料(如，碳酸钙颗粒、含 碳材料、谷物或木质纸浆)和/或粘合剂(如，瓜尔胶、藻酸钠或藻酸铵)的加工 烟草；和/或可以往那些材料的混合物中加入烟草代用品或增量剂。那些材料 和加入了那些材料的混合物，经常含有占烟草、非烟草填充材料和非烟草代用 品或增量剂的组合重量的干重约70%以上，常常约80%以上，通常约90%以上的 烟草。那些材料还可以基本上全部由烟草材料组成，未加入任何非烟草填充物、代用品或增量剂。可以用传统用来制造香烟的各类烟草添加剂，如外壳和/或表面包裹组分，处理所述可抽吸材料。参见例如，Wochnowski的美国专利3,419,015; Berndt 等的4, 054， 145; Burch咖，Jr.等的4，887，619; Watson的5， 022, 416; Strang 等的5， 103， 842和Martin的5,711，320。典型的外壳材料包括水、糖和糖桨(如， 蔗糖，葡萄糖和高果糖玉米糖浆)、湿润剂(如，甘油或丙二醇)和调味剂(如， 可可和甘草)。那些加入组分还包括表面包裹材料(如，调味材料，如薄荷醇)。 参见例如，Mays等的美国专利4,449,541。还可以采用Lettau的美国专利 4"， 995， 405中所述的各类仪器，或者获自KM公司(Kohl Maschinenbau GmbH) 的薄荷醇添加系统(Menthol Application System)MAS往可抽吸材料中加入添 加剂。根据所需的感官特性之类的因素来选择具体的外壳和表面包裹组分，如 何选择和利用那些组分对于香烟设计和制造领域的那些技术人员是显而易见 的。参见，Gutcho， 7b/ scco y^7srari/^5"wZ st朋ces朋^/ifetAofl(s, Noyes Data Corp . (1972)和 Leffmgwell 等， 7b6acco y^avwj'"g 尸or 5woA7'y7g 尸ro(/i/cfs(1972)。通常以制造吸烟制品(如香烟)的常规形式和方式使用可抽吸材料。那些 材料中可以加入烟草(如，如叶片和/或茎干)的碎块，和/或那些材料可以是加 工形式的烟草材料。例如，正常使用那些材料的切碎填充物形式(如，切割成 宽度约为1/10-1/60英寸，优选约1/20-1/35英寸，长度约为1/8-3英寸，通 常约为1/4-1英寸的烟草填充物碎片或烟草填充物丝)。或者，尽管较不优选， 可以采用形成所需构造的纵轴方向延伸的丝或片，或形成所需形状的压縮或挤 压碎片的那些材料，如加工烟草材料。烟草材料可以包括，或可以衍生自，各类烟草，如烟熏烟草、白肋烟草、 东方烟草或马里兰'姐草、深色烟、深色烤烟(dark-fired tobacco)和黄花烟 (RusUca tobaccos)，以及其它稀有或特种烟草或其混合物。各类烟草的描述、 生长习惯、采收经验和熏制经验参见(f淑享生/A、众学界^术Ob^cco 尸rofl^c"o", C力柳ist2y朋d 7ec/y70A g7J》，Davis等(编)(1999)。还请参见 Lawson等的美国专利申请2004/0084056。最优选的烟草材料是经恰当熏制的 陈年烟草。一般来讲，使用称为"混合"形式的烟草材料。例如，某些普通的混合烟 草，通常指"美国混合烟草"，含有烟薰烟草、白肋烟草和东方烟草的混合物。 在许多情况下，这类混合物含有加工形式的烟草材料，如加工的烟草茎干(如， 经切割-滚压的茎干、经切割-滚压-平展的茎干或经切割-膨化的茎干)、体积扩大的烟草(如，膨化烟草，如干冰膨化的烟草(DIET)，优选切碎填充物形式)。烟筝材料还可以具有复原烟草的形式(如，采用造纸类或流延片材类加工方法制造的复原烟草)。烟草复原方法通常是将在正常情况下可能会浪费的烟草部分转化成适合商用的形式。例如，可以使用烟草茎干、可再循环的烟草碎片和烟草粉末来制造比较均匀一致的加工复原烟草。用于制造具体香烟品牌的混合 烟草中各类烟草的精确量可以基于所需要的感官特性之类的因素，以设计选择的方式进行变化。参见例如，6^単^"辨全齐(To6acco ^7cyc7o/ e力'W》， Voges (编)第44-45页(1984) ， Browne , (f麥淑没f/' (T力e Ztew>/7 o/ r/garc'〃e^jl，第二版，第43页(1990)和《淑草f产、众伊^/孜;/e(Tobacco Production, Chemistry and Technology)》，Davis等(编)第346页(1999)。 各类代表性的烟草种类，烟草加工类型、混合烟草类型、香烟组分和成分，以 及烟丝条构造也可参见Lawson等的美国专利4,836,224; Perfetti等的 4,924,883; Perfetti等的4, 924， 888; Brown等的5， 056, 537: Brinkley等的 5,159,942; Gentry的5,220,930; Blakley等的5,360,023; Young等的 5， 714, 844和Dominguez等的6, 730， 832 ; Shaf er等的美国专利申请 2002/0000235; Li等的2003/0075193和Li等的2003/0131859; Bereman的 PCT W0 02/37990; Lawson等的美国专利申请2004/0084056; Perfetti等的美 国专利申请2004/0255965; Crooks等的美国专利申请2005/0066984; Nestor 等的美国专利申请2005/0066986;和Bombick等，尸朋A y4p/7丄7b;f/co厶39， 第l卜17页(1997);均以其全文纳入本文作参考。所述包装材料可以变化。烟丝条可以具有一层包装材料或一层以上外围包 装材料，例如称为"双层包装"烟丝条的例子。示例性的各类包装材料、包装 材料组分和经过处理的包装材料参见White等的美国专利5,105,838; Arzonico等的5， 271， 419; Gentry的5， 220， 930和Shafer等的6， 874， 508; Fournier等的PCT W0 01/08514; Hajaligol等的PCT W0 03/043450; Woodhead等的美国专利申请2003/0114298; Crooks等的2004/0134631; H柳pl， Jr.等的 2005/0005947; Harap，Jr.等的2005/0005947: Ashcraft等的2005/0016556 和Fi tzgerald等的2005/0076929和Rasouli等的PCT WO 2005/039326:均以 其全文纳入本文作参考。具有代表性的包装材料是来自SM国际公司 (Schweitzer-Maudit International)的市售R. J.雷诺烟草公司的级别119、 170、 419、 453、 454、 456、 465、 466、 490、 525、 535、 557、 652、 664、 672、 676和680。可以釆用着色包装材料(如，褐色纸)。还可以使用复原烟草材料, 尤其是用作内层包装材料(如，被至少一层另外的包装材料所包裹的区域)，有 代表性的可用作烟丝条包装材料的复原烟草材料参见Gentry等的美国专利 5， 074， 321;Arzonico等的5， 159, 944; Raker的5， 261, 425;Bowen的5， 462, 073 和Bowen的5， 699, 812;均以其全文纳入本文作参考。所述过滤元件结合有含碳材料。含碳材料是主要由碳组成的材料，优选的 含碳材料基本上全部由碳组成。通常含碳材料所含的碳量高于约85重量％, — 般高于约90重量％，常常高于约95重量%和经常高于约98重量％。所述含碳材 料可以为木炭形式，但最优选是活性炭材料。活性炭材料是高表面积材料。示 例性活性炭材料的表面积用/ ^er. 5bc' Ko丄60(2),第309-319页(1938)中所述的布-埃-特方法(Brunaver， E咖et and Teller(BET))确定为 大于约200m7g，常常大于约1000m7g，经常大于约1500m7g。所述含碳材料可以衍生自合成或天然来源。可以使人造丝或尼龙之类的材 料碳化，然后用氧气处理获得活性含碳材料。可以使木材和椰壳之类的材料碳 化，然后用氧气处理获得活性含碳材料。示例性含碳材料是获自如卡冈碳公司 (Caigon Carbon Corporation) 、 G化学公司(Gowrishankar Chemicals)、活性 炭公司(Carbon Activated Corp.)和总碳公司(General Carbon Corp)的椰壳 类活性炭。还参见例如，(f话性犮^T要" ted Car6o" Co/吸朋&'uW》， Marsh(编)(2001)，以其全文纳入本文作参考。适于结合进香烟过滤嘴、各类其它过滤元件组成材料、各类香烟过滤元件 构造和格式的各类木炭和活性炭材料，以及将含碳材料结合入香烟过滤元件的 各种方式和方法参见Berger等的美国专利3， 217， 715; Berger等的3， 648， 711: Sexstone的3， 957, 563; Hall的4，174， 720; Neukomra的4,201， 234; Lebert的4， 223， 597; Perfetti等的5,137, 034; Blakley等的5, 360, 023; Gentry 等的5， 568, 819: Arterbery等的5, 622,190; Veluz的6， 537, 186; Xue等的 6， 584, 979; J叩e等的6， 761， 174;和Paine III的6, 789， 547; Jupe等的美 国专利申请2002/0166563; Xue等的2002/0020420; Xue等的2003/0200973; Paine等的2003/0154993: Xue等的2003/0168070; Zhuang等的2004/0194792; Yang等的2004/0226569; Figlar等的2004/0237984; Luan等的2005/0133051: Buhl等的2005/0049128;和Crooks等的2005/0066984:和White的欧洲专利 申请579410;和Bereman的PCT WO 02/37990;均以其全文纳入本文作参考。 有代表性的具有结合了含碳材料的过滤元件的各类香烟可以获自飞利浦莫理 斯公司(Philip Morris Inc.)的"Benson & Hedges Multifilter"、 2005年6 利浦莫理斯公司在佛罗里达州检测市场品牌"Malboro Ultra Smooth"和日本 烟草公司(Japan Tobacco Inc)的"Mild Seven"。如此，可以通过将所述含碳 材料加到空腔过滤部件(如，3段式或3级式过滤元件的中心空腔区内的微粒或 颗粒)内的纸或其它片状材料(如，纵向排列的团聚、撕碎或其它方式配置的纸 类材料)内，或分散在作为纵向排列的多段式过滤元件的一个段的过滤材料 (如，分散于整个过滤丝束的微粒或颗粒，或聚拢的非织物类网状材料)内，从 而将所述含碳材料结合入过滤元件中。将所述含碳材料结合入和配置入过滤元件内。本发明典型的香烟过滤元件 至少在过滤元件的一个组成或部分内具有含碳材料，使得至少一部分过滤元件 的组分(如，过滤添加剂，如三醋精)能够与烟雾主体气相接触，反过来影响过 滤元件内的含碳材料的除去该烟雾主体气相的效力。过滤元件的其它组成部分可以变化。有代表性的过滤元件部分可以结合有 各类如下所述的过滤元件组分、设计和格式，如Browne, (f香腐皮^/Y77;e Ztew'卵 Cz>are"eW; ，第三版(1990) ; (T淑享产^ 、众学布^"术(7b6acco 尸厂。oto/o7j, 朋(/Tec/woMgjM Davis等(编)1999; Berger的美国专利4， 508, 525; Pryor等的4， 807, 809; Barnes等的4， 903， 714; Lawrence 等的4,920,990; Thesing等的5,012,829: Raker的5,025,814; Jones， Jr. 等的5， 074, 320; Saintsing等的5， 076, 295; Jakob等的5， 101， 839; Saintsing 等的5, 105, 834; WhJ te等的5, 105, 838: Arzonico等的5, 271， "9; Perfetti等的5,137,034; Gentry等的5， 396， 909; Koller等的5, 595， 218; Banerjee 等的5,718,250; Lesser等的6， 530， 377; Cer咖i等的6， 615， 842; MacAdam 等的6,631,722;和Lesser等的6,792,953; Lilly, Jr.等的美国专利申i青 2002/0014453; Dube等的2004/0261807;和Fournier等的2005/0133052: Gonterman等于2004年7月19日提交的美国专利申请序列第10/901, 662号 均以其全文纳入本文作参考。有代表性的过滤材料可以由丝束材料(如，醋酸 纤维素或聚丙烯)或聚集的网状材料(如，聚集的纸网、复原烟草、醋酸纤维素、 聚内烯或聚酯)制成。所述过滤元件结合了有效量的含碳材料，具体说是有效量的活性炭。所述 有效量是，当加入过滤元件后，能够提供所需程度的改变装有该过滤元件的香 烟的烟雾主体的量。例如，装有活性炭微粒或颗粒的香烟过滤元件可以作用来 降低流经过滤元件的烟雾主体中某些气相组分的产量。通常，过滤元件中的含 碳材料的干重量至少约20mg，常常至少约30mg和经常至少约40mg。通常，过 滤元件中的含碳材料的干重量不超过约500mg, —般不超过约400mg，常常不 超过约300mg和经常不超过约200mg。以合适的形式采用过滤元件的含碳材料。例如，所述含碳材料可以具有可 被定义为粉末、颗粒、微粒形式等的形式。通常其粒度大于约10目，常常大 于约20目和经常大于约30目。通常其粒度小于约400目，常常小于约300 R 和经常小于约200目。过滤元件中的至少一部分含碳材料与有效量的多元醇酯和多元醇的混合 物密切接触。即，将有效量的液体组分混合物应用于含碳材料，最优选能使含 碳材料的显著量表面区域与该混合物接触。优选，过滤元件中含碳材料的表面 区域基本-匕全都暴露于混合物从而能够与混合物密切接触；并且最优选，过滤 元件中的所有含碳材料都与混合物密切接触。例如，过滤元件中至少一部分含 碳材料与有效量的甘油酯混合物密切接触。有代表性的甘油酯是三醋精。优选 多元醉是低分子量多元醇(如，分子量小于约200Da，最优选小于约100Da的多 元醇)。示例性多元醇是甘油和丙二醇。使用香烟前，用液体组分的密切混合物处理香烟的过滤元件中的至少一部 分活性炭。即，可以在加入过滤元件之前，在活性炭上应用所述液体组分。最13优选，所述液体混合物是可溶混液体组分的充分混合溶液。最优选，将所述液 体组分混合物喷射到含碳材料上。例如，可以将液体混合物喷射到位于移动传 送带或旋转式药丸包覆滚筒上的含碳材料上。或者，可以在流化床或其它使微 粒或颗粒固体材料接触液体组分的合适设备内使所述含碳材料与液体混合物 接触。然后，可以将经如此处理的含碳材料加入过滤元件或过滤元件部件中。 如果需要，可以将所述液体组分应用于已经加入过滤元件或过滤元件部件内的 含碳材料上。例如，可以对装有含碳材料的过滤元件部件进行注射，或采用其 它合适方法应用液体混合物，使所需量的液体混合物应用于过滤元件部件内的 含碳材料上。结果，以此力-式接触含碳材料的液体组分混合物可以使某些过滤 元件部件对那些过滤元件中的那些含碳材料除去吸经那些过滤元件的香烟主 体烟雾中某些气相组分的能力的不良影响得到缓解、减少、限制或降到最低。 与含碳材料接触的多元醇的相对量和多元醇酯的相对量可以变化。多元醇 和多元醇酯的相对量足以使过滤元件添加剂如三醋精对那些过滤元件中的那 些含碳材料除去吸经那些过滤元件的香烟主体烟雾中某些气相组分的能力的 不良影响降低或降到最低。最优选，所釆用的多元醇的重量大于所釆用的多元醇酯的重量。多元醇与多元醇酯的示例性重量比低于约25:1，一般低于约20:1， 常常低丁-约15:1，经常低于约10:1。多元醇与多元醇酯的示例性重量比通常 低于约1:3， 一般低于约1:2，常常低于约l:l，经常低于约2:1。与含碳材料密切接触的多元醇和多元醇酯的混合物的量可以变化。多元醇 和多元醇酯添加剂相对于含碳材料的量足以使某些过滤元件添加剂如三醋精 对那些过滤元件中的那些含碳材料除去吸经那些过滤元件的香烟主体烟雾中 某些气相组分的能力的不良影响降低或降到最低。应用于所述含碳材料的混合 物的典型含量使得所述经处理后的含碳材料中的多元醇含量至少约占含碳材 料和多元醇组合干重的1%， 一般至少约3%,常常至少约5%和经常至少约7%。 应用于所述含碳材料的混合物的典型含量使得所述经处理后的含碳材料中的 多元醇含量低于含碳材料和多元醇组合干重的约25%， 一般低于约20%和常常 低于约15%含碳材料的含水量可以变化。通常，使用结合了过滤元件的香烟前，过滤 元件中的含碳材料的含水量低于含碳材料和水份组合重量的约30%，常常低于约25%和经常低于约20%。通常，使用结合了过滤元件的香烟前，过滤元件中 的含碳材料的含水量高于含碳材料和水份组合重量的约3%，常常高于约5%和 髙于约8%。所述成型纸可以变化。参见例如，Martin的美国专利4， 174， 719。通常， 所述成型纸是多孔或无孔纸材。成型纸材料可以从市场上购得。示例性的多孔 成型包装纸获自SM国际公司(Schweitzer-Maudit International)的Porowrap P]ugWrap 17-Ml、 33-Ml、 45-Ml、 65-M9、 95-M9、 150_M4、 260-M4和260-M4T。 无孔成型包装纸的孔隙率小于约10个C0RESTA单位，优选小于约5个C0RESTA 单位。示例性无孔成型包装纸获自捷克共和国(Trierenberg Holding)奥希 尼设备公司(0]sany Facility(OP Paprina))的参考号为646的级别。成型纸 可以经过涂覆处理，尤其是在面朝过滤材料的表面上可以用成膜材料进行涂 覆。可以釆用合适的聚合物成股剂(如，乙基纤维素、混有碳酸钙的乙基纤维 素，或香烟制造中常采用的称为唇释涂层组合物的那类物质)提供这类涂层。 或者，可以将塑料薄膜(如，聚丙烯薄膜)用作成型包装材料。例如，可以将获 自TG公司(Treofan Germany GmbH & Co. KG)的ZNA-20和ZNA-25无孔聚丙烯 材料用作成型包装材料。就本发明的空气稀释或通气的香烟而言，空气稀释或通气量或程度可以变 化。通常，用于空气稀释香烟的空气稀释量大于约10%， 一般大于约20%,常 常大于约30%和有时大于约40%。通常，用于空气稀释香烟的空气稀释上限水 平小于约80%，常常小于约70%。本文采用的术语"空气稀释"是通过空气稀 释方式流入的空气体积与流经香烟和排出香烟嘴末端的空气和气溶胶的总体 积的比率(以百分比表示)。较髙的空气稀释水平可以降低气溶胶形成材料转换 成气溶胶—主体的转换效率。本发明优选香烟W有所需的抗吸力。例如，在17.5cc/秒通气量时，示例 性香烟表现出约50-200mm水压差的压差。在17. 5cc/秒通气量时，优选的香烟 表现出的压差值为约60-180咖，更优选为约70-150mm水压差。通常，采用获 自菲尔特罗纳仪器和自动设备公司(Filtrona Instruments and Automation Ltd)的Filtrona Cigarette Test Station(CTS系列)来检测香烟的压差值。本发明的香烟在抽吸时，会产生可以接受数量的喷烟。当用机器在FTC抽烟条件下进行抽吸时，这类香烟正常每根能提供超过约6次喷烟， 一般超过 约8次喷烟。当在FTC抽烟条件下抽吸时，这类香烟正常每根能提供少于约15 次喷烟， 一般少于约12次喷烟。FTC抽烟条件包括间隔58秒闷烧的持续2秒 的35m〗喷烟。本发明的香烟在抽吸时，会产生气溶胶主体。每根香烟所产生的气溶胶主 体的量可以变化。当在FTC吸烟条件下抽烟时，示例性香烟产生的FTC"焦油" 量正常情况下至少约lmg，常常至少约3mg和经常至少约5mg。当在FTC吸烟 条件下抽烟时，示例性香烟产生的FTC "焦油"量正常情况下不超过约20mg， 常常不超过约15mg和经常不超过约12mg。本发明的过滤元件可以结合入各类香烟中，参见Clearman等的美国专利 4， 756， 318; Banerjee等的4,714,082; White等的4,771,795; Sensabaugh 等的4, 793， 365; Clearman等的4， 989， 619; Clearman等的4， 917， 128; Kortc 的4， 961， 438; Serrano等的4， 966, 171; Bale等的4， 969， 476; Serrano等的 4， 991， 606; Farrier等的5,020， 548; Shannon等的5， 027， 836; Clearman等 的5， 033， 483; Schlatter等的5,040,551; Creighton等的5， 050， 621; Baker 等的5， 052, 413; Lawson的5， 065， 776; Nystrom等的5, 076， 296; Farrier等 的5,076,297; Clearman等的5,099,861; Drewett等的5,105,835: Barnes 等的5， 105， 837; Hauser等的5， 115, 820; Best等的5， 148， 821; Hayward等 的5， 159， 940; Riggs等的5， 178， 167; Clearman等的5， 183， 062; Shannon等 的5， 211， 684; Deevi等的5， 240， 014; Nichols等的5， 240， 016; Clear,等 的5, 345， 955; Casey, III等的5， 396, 911; Riggs等的5， 551, 451; Bensa]em 等的5, 595， 577; Meiring等的5， 727， 571; Barnes等的5， 819， 751; Matsuura 等的6， 089， 857; Beven等的6， 095, 152和Beven的6, 578, 584;均以其全文纳 入木文作参考。例如，本发明的过滤元件可以结合入R.丄雷诺烟草公司的以品 牌名"Premier"和"Eclipse"出售的各类香烟中。参见例如，《对用加热代 替燃烧烟草的新型香烟原型的化学和生物学研究(C力e加'cW朋d Woh^'cW 5""c//es a/7 Afe, C"2.gare"e尸r。Zo^K/ es /feat /"stea^/ o_f ^/r" 7b6acco"， 雷诺烟草公司专著(R. J. Reynolds Tobacco Company Monograph) (1988)和 //7/ ahWo力7bA7'coJo57， 12:5，第1-58页(2000)所述的那些类型的香烟均以其全文纳入本文作参考。实施方式提供了以下实施例来说明本发明的实施方式而不应认为是对其范围进行 限制。除非有另外说明，所有分数和百分比均以重量计。提供了用于制造木炭过滤嘴香烟的常规"黛尔美(dalmation)"过滤部的 活性炭颗粒。所述活性炭颗粒的含水量约为15%。通过往旋转式微型药丸包覆 机中加入预定量的木炭来制备用丙二醇、三醋精或其混合物增强的活性炭样 品。药丸滚筒的开口用铝箔覆盖，在铝箔中心区域开一个小洞。使药丸滚筒作 中度旋转式运转。将抽吸器插入铝箔内的小洞，抽吸器的另一端插入含有选自 以下的液休的容器内(i)丙二醇和三醋精的混合物，(ii)丙二醇，或(iii)三 醋精。流体抽吸完成之后，使滚筒再旋转5分钟，促使制得的液体气溶胶凝聚 到木炭颗粒上。以此，可以使所述液体与木炭颗粒密切接触。长度各为约84mm的烟草燃烧型香烟(烟丝条长度约为57mm，三醋精-塑化 的醋酸纤维素过滤嘴的长度约为27mm)正好适合剑桥式过滤垫架(Cambridge filter pad holders)。所述过滤垫架上没有过滤垫。用Tygor^型管材存:所述 过滤垫架的另一端连接含有预定量分散覆盖已知床长度的木炭的玻璃圆筒。所 述玻璃圆筒由纵列的毛细管延长端构成，所述玻璃圆筒的长度约75ram，直径与 香烟近似相同。将木炭(长度为lOram的样品内装有125mg木炭)或者1份木炭 与10份粗面粉的混合物(长度为20咖的样品内装有25mg木炭)疏松地装入圆 筒内，用石英纤维装填圆筒内样品的各末端。所述玻璃圆筒的另一端连接安装 有剑桥式过滤垫的第二剑桥式过滤垫架(Cambridge filter pad holder)。用 Tygon⑧型管材将所述第二过滤垫架连接到常规吸烟机上。因此，当抽吸烟丝条 时，烟雾会通过第一过滤架，通过木炭床，通过第二过滤架，和通过吸烟机。用机器将各香烟抽吸至烟头长度35mm。抽烟条件包括45ml喷烟，各持续 2秒，每40秒进行一次。每支香烟平均能产生约8-10次喷烟。每支香烟均获 得一致的喷烟次数。用来确定在上述吸烟条件下收集的气相组分的仪器和技术基本上是如 Gordon等，《第57届烟草科学研究大会(Tobacco Science Research Conference"),第57巻，第63页(2003年9月21-24日)中所述的类型。本发明的香烟，抽吸经过用10%的约6份丙二醇和约1份三醋精的混合物 处理并且以25mg木炭/20鹏排列配置于玻璃圆筒内的木炭床后，产生约总计 1678次离子流面积计数，而类似的香烟抽吸经过经类似处理并且以125mg木炭 /10rara排列配置于玻璃圆筒内的木炭床后，产生约总计184次计数。就该香烟 而言，抽吸经过以25mg/20mm排列配置的经处理的木炭的样品产生共计约279 次乙醛离子流面积计数、共计约17次苯计数和共计约160次丙酮计数。就该 香烟而言，抽吸经过以125mg/10mm排列配置的经处理的木炭的样品产生共计 约24次乙醛离子流面积计数、共计约0. 1次苯计数和共计约1. 6次丙酮计数。对于比较例香烟，抽吸经过以25mg/20mm排列配置于玻璃圆筒内的未处理 木炭床后，产生共计约1924次离子流面积计数，而类似的香烟，抽吸经过以 125mg/10mra排列配置于玻璃圆筒内的未处理木炭床后，产生共计约128次计 数。就该比较例香烟而言，抽吸经过以25rag/20mm排列配置的未处理木炭的样 品产生共计约272次乙醛离子流面积计数、共计约27次苯计数和共计约153 次丙酮计数。就该香烟而言，抽吸经过以125mg/10mm排列配置的未处理木炭 的样品产生共计约2. 9次乙醛离子流面积计数、未检测到苯计数、并且未检测 到丙酮计数。对于比较例香烟，抽吸经过以10%丙二醇处理并5.以25mg木炭/20mm排列 配置于玻璃圆筒内的木炭床后，产生共计约2493次离于流面积计数，而类似 的香烟，抽吸经过以125mg木炭/10mm排列配置于玻璃圆筒内的经过类似处理 的木炭床后，产生共计约421次计数。就该香烟而言，抽吸经过以25mg/20mra 排列配置的经过处理的木炭的样品产生共计约360次乙醛离子流面积计数、共 计约30次苯计数和共计约220次丙酮计数。就该香烟而言，抽吸经过以 125mg/10mm排列配置的经过处理的木炭的样品产生共计约61次乙醛离子流面 积计数、未检测到苯计数、共计约1. 1次丙酮计数。对于比较例香烟，抽吸经过以5%三醋精处理并且以25mg木炭/20mm排列 配置于玻璃圆筒内的木炭床后，产生共计约2914次离子流面积计数，而类似 的香烟，抽吸经过以125mg木炭/10咖排列配置于玻璃圆筒内的经过类似处理 的木炭床后，产生共计约403次计数。就该香烟而言，抽吸经过以25mg/20mm 排列配置的经过处理的木炭的样品产生共计约330次乙醛离子流而积计数、共计约52次苯计数和共计约307次丙酮计数。就该香烟而言，抽吸经过以 125mg/10mra排列配置的经过处理的木炭的样品产生共计约73次乙醛离子流面 积计数、共计约1. 1次苯计数和共计约12次丙酮计数。数据显示，当丙二醇或者三醋精与活性炭接触时，能降低活性炭除去烟雾 主体中的气相组分的倾向或能力。然而，数据还显示当将丙二醇与三醋精的混 合物应用于活性炭时，没有以任何显著的程度逆向地影响活性炭除掉烟雾主体 中气相组分的能力。得益于上述描述和附图的本发明所述领域的技术人员将能想到本文中提 出的发明的许多变型和其它实施方式。因此，应该理解本发明不限于所公开的 具休实施方式，变型和其它实施方式也应该包括在附加的权利要求书的范围 内。尽管本文采用了专门术语，但是仅釆用它们的普遍和描述性的意思，其目 的不在于限制。
权利要求
1.一种香烟，包含(a)具有置于外围包装材料中的可抽吸填充材料的烟丝条；(b)在烟丝条一端与烟丝条相连的过滤元件，所述过滤元件结合有过滤材料，并且具有近烟丝条端和远烟丝条端；(c)结合进过滤元件内的含碳材料；和(d)与至少一部分所述含碳材料接触的多元醇酯和多元醇的密切混合物。
2. 如权利要求1所述的香烟，其特征在于，所述密切混合物包含三醋精和内'二醇。
3. 如权利要求1所述的香烟，其特征在于，所述含碳材料置于过滤元件中由用 三醋精塑化的醋酸纤维素丝束组成的区域内。
4. 如权利要求1所述的香烟，其特征在于，所述含碳材料含有结合在过滤元件 中由用三醋精塑化的醋酸纤维素丝束组成的区域内的活性炭颗粒，所述醋酸纤维素 丝束在其纵向外围上被水松纸所包裹。
5. 如权利要求1所述的香烟，其特征在于，所述含碳材料具有粒度约为10-400 目的微粒形式，所述含碳材料的含量约为20-500mg。
6. 如权利要求1所述的香烟，其特征在于，混合物中的多元醇与多元醇酯的重 量比约为1:3-25:1。
7. 如权利要求6所述的香烟，其特征在于，混合物中的多元醇与多元醇酯的重 量比约为2:1-10:1。
8. 如权利要求1所述的香烟，其特征在于，所述多元醇的含量约占混合物中所 述含碳材料和多元醇组合重量的1-25%。
9. 如权利要求8所述的香烟，其特征在于，所述多元醇的含量约占混合物中所 述含碳材料和多元醇组合重量的7-15%。
10. —种包含过滤嘴的香烟，所述过滤嘴包含塑化的醋酸纤维素丝束和微粒形式 的含碳材料，所述含碳材料与多元醇酯和多元醇的密切混合物接触。
11. 如权利要求IO所述的香烟，其特征在于，混合物中的多元醇与多元醇酯的 重量比约为2:1-10:1。
12. 如权利要求IO所述的香烟，其特征在于，所述多元醇的含量约占混合物中所述含碳材料和多元醇组合重量的7-15%。
13. 如权利要求IO所述的香烟，其特征在于，所述多元醇是甘油或丙二醇，所 述多元醇酯是三醋精。
14. 如权利要求IO所述的香烟，其特征在于，所述塑化的醋酸纤维素丝束的塑 化剂中含有三醋精。
15. —种改良吸烟制品中含碳材料的气相过滤性能的方法，包括用多元醇和多元 醇酯的密切混合物处理所述含碳材料。
16. 如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述多元醇包括甘油和丙二醇中 的至少一种，所述多元醇酯包括甘油酯。
17. 如权利要求15所述的方法，其特征在于，混合物中的多元醇与多元醇酯的 重量比约为1:3-25:1。
18. 如权利要求17所述的方法，其特征在于，混合物中的多元醇与多元醇酯的 重量比约为2:1-10:1。
19. 如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述多元醇的含量约占混合物中 所述含碳材料和多元醇组合重量的1_25%。
20. 如权利要求19所述的方法，其特征在于，所述多元醇的含量约占混合物中 所述含碳材料和多元醇组合重量的7-15%。
全文摘要
一种具有结合了活性炭颗粒的过滤元件的过滤香烟(50)。优选过滤元件结合有过滤材料(60)如醋酸纤维素丝束，该丝束用三醋精塑化。使丙二醇和三醋精的混合物接触活性炭颗粒，将经如此处理的那些颗粒结合进过滤元件中。任选地，将丙二醇和三醋精的混合物结合进过滤元件中，该混合物的一部分与至少一部分活性炭颗粒接触。
文档编号A24D3/14GK101262785SQ200680033210
公开日2008年9月10日 申请日期2006年9月13日 优先权日2005年9月14日
发明者B·M·高登, L·A·克鲁姆普勒, W·M·科尔曼三世 申请人:R.J.雷诺兹烟草公司