吸烟制品过滤器的制作方法

专利名称：吸烟制品过滤器的制作方法
吸烟制品过滤器
本发明涉及烟草烟雾过滤元件、包含其的过滤器和包含过滤器 和/或过滤元件的吸烟制 品。
炭或活性炭在烟草烟雾过滤元件中减少烟雾气相成分的用途已
为人所知一段时间。通常，将炭用于双重过滤器排列(arrangement)， 炭粒被撒到粘性醋酸纤维素丝束上，以常规方式将所述丝束聚集并 切割成两倍或三倍单位长度。接着使两倍单位长度的含碳醋酸酯与 两倍单位长度的普通醋酸纤维素过滤元件相互嵌合。将相互嵌合的 组合体包入滤棒成形纸里，然后在含碳过滤元件两倍长度和普通醋 酸纤维素两倍单位长度的中点切割，得到含碳段与不含碳段相邻的 已包装过滤元件。这种过滤器称为活性醋酸酯或AA过滤器。
或者，将炭用于三重过滤器排列，如上所述和如英国专利 1,087,909中所述，将炭结合到醋酸纤维素丝束中，或者如美国专利 4,185,645中.所述，炭自由保持在两块烟草烟雾过滤材料如醋酸纤维 素之间的空穴内。
另一供选且已经商业化生产的炭过滤器为产自英国菲尔创钠 (FiltronaUK)的ACT(Active Carbon Thread,活性炭线)过滤器，其中 中间段的炭附着到棉线上，然后被醋酸纤维素围绕。炭线段提供阻 碍最少的通道，大多数烟雾通过炭中心。
上述双重和/或三重过滤器的一个缺点是形成过滤棒(即当以连 续方式制备过滤器时)后，必须在棒中确定点将棒切断。因此在切割 过滤棒之前必须让切割设备和棒中确定点(即含炭过滤元件双倍/三倍 单位长度和普通醋酸纤维素双倍/三倍单位长度的中点)套准 (registration^高速生产中，这会使减慢过滤器生产和/或由于棒没有 与切割器对准得到不能通过质量测试的过滤器。
4将炭或其它添加剂包含于过滤器中的另一已知供选方案是将添
加剂颗粒附着到包围过滤元件的包装材料。GB 2，260，477和GB 2,261,152描述了各种添加剂附着结构。
本发明第一方面涉及具有纵向延伸的芯和包围所述芯的包装材 料的过滤元件，其中所述芯包含过滤材料，所述包装材料包含附着 到所述包装材料两个或多个部分的粒状材料，所述两个或多个部分 沿着圆周相互分开且所述两个或多个部分的至少一个部分在所述包 装材料的整个纵向长度上延伸。
所述两个或多个部分可围绕所述包装材料对称排列。 所述两个或多个部分可包括沿着所述芯径向相对排列的两个部分。
或者，所述两个或多个部分可包4舌三个、四个、五个、六个、 七个或/\个部分。
一些实施方案中，所述芯还可包含分布于过滤材料中的粒状材料。
所述芯的粒状材料可与附着到所述包装材料两个或多个部分的 粒状材料相同。或者，所述芯的粒状材料可与附着到所述包装材料 两个或多个部分的粒状材料不同。
附着到所述包装材料两个或多个部分的每个部分的粒状材料可 相同。或者，附着到所述包装材料两个或多个部分的一个部分的粒 状材料可与附着到所述包装材料两个或多个部分中其他部分的至少 一个部分的粒状材料不同。
一些实施方案中，所述包装材料还可包含通风设备。例如，所 述通风设备可包括在所述两个或多个部分之间间隙中的一个或多个 通风孑L
本发明第二方面提供包含一个或多个本发明第一方面过滤元件 的过滤器。本发明第三方面提供包含与可抽吸过滤材料棒相互附着的第一 方面过滤元件和/或第二方面过滤器的吸烟制品。所述吸烟制品可为
巻烟。所述巻烟的周长可为约10mm-约19mm。
优选粒状材料包括吸附剂(例如选自活性炭、木炭、硅胶、海泡 石、氧化铝、离子交换材料等)、pH调节剂(例如碱性材料，如 Na2C03、酸性材料)、食用香料、其它固体添加剂及其混合物。
有利的是，所述粒状材料选自可无高特异性地吸收烟雾成分的 高表面积材料。合适的通用吸附剂可选自炭、活性炭、活性木炭、 活性椰壳炭、活性煤基炭或木炭、沸石、硅胶、海泡石、氧化铝(活 化或非活化)、含碳树脂及其组合。
合适的煤基木炭的一个实例是由密度超过椰壳基木炭(产自匹兹 堡卡尔冈炭素公司(Calgon Carbon, Pittsburgh, PA， WA))约50%的半无 烟煤制备的那种煤基木炭。
合适的含碳树脂的 一个实例是衍生自磺化苯乙烯二乙烯基苯热 解的那种含碳树脂，如Ambersorb 572或Ambersorb 563(产自罗门哈 斯，Rohm and Haas)。为了提高通用吸附剂的效率，可任选将金属氧 化物或其它金属基络合物包含于或在通用吸附剂段上。
一个实施方案中，优选本文中所用的粒状材料为炭，例如活性 炭或木炭或其它吸附材料。 一个实施方案中，优选所述活性炭为活 性椰壳炭。
任何所用粒状材料可为单一物质或混合物，或/或可为和其它材 料的混合物。
合适地，所述粒状材料可覆盖所述包装材料的内或外表面的某 些部分。
优选所述粒状材料分布于圆周上相互分开的不同区域中。 一个实施方案中，优选所述粒状材料分布于圆周上相互分开的 两个不同区域中。或者，所述粒状材料可分布于圆周上相互分开的3、 4、 5、 6、 7或8个不同区域中。此外，需要的情况下，可使用更 大数目的区域。
各不同区域或部分粒状材料可由与其它不同区域相同或不同的 粒状材料组成。 一个实施方案中，优选不同区域中的粒状材料相 同。
一个实施方案中，可将粒状材料合适地施加到所述包装材料纵 向内和/或外表面的两个或多个部分。
一个实施方案中，优选将粒状材料施加到所述包装材料纵向内 表面的两个或多个部分。
一个实施方案中，粒状材料沿着包装材料内表面圆周分布，从 而所述包装材料具有重叠纵向边缘，所述边缘不含所述粒状材料并 提供使所述包装材料围绕所述芯的搭接粘缝。
粒状材料可在所述包装材料的整个纵向长度上连续地延伸。连 续地是指施加粒状材料，使得包装材料纵向长度任一点上的负载与 所述包装材料相同纵向长度任一其它点上的负载相同(或基本相同)。 连续地是指如果沿着所述包装材料某一长度上的一点处存在粒状 材料，.则所述包装材料相同纵向长度部分上不存在不含粒状材料的 点。值得注意的是，没有将本发明粒状材料沿着所述包装材料纵向 长度不完全地施加。优选以连续方式将粒状材料纵向施加到包装材 料(例如成形纸)。优选沿着包装材料的纵轴，粒状材料以连续流(即 没有裂缝或空白)存在。换句话说，粒状材料以连续方式沿着包装材 料的纵轴延伸。
过滤元件的包装材料优选为纸包装材料。
一个实施方案中，包装材料为常规成形纸。
一个实施方案中，包装材料可为常规成形纸，所述成形纸覆盖 芯360。，这种情况下所述成形纸具有使所述包装材料围绕所述芯的 ig^妄粘缝。
一个实施方案中，优选本发明过滤元件具有包含粒状材料的芯和覆盖所述芯360。的成形纸，所述粒状材料散布有过滤材料。
另一实施方案中，包装材料(特别是成形纸)优选围绕芯不扩展超 过360°。换句话说， 一个实施方案中，优选所述包装材料为分离包 装材料(splitwrapper)。分离包装材料围绕着所述芯圆周扩展，但沿着 所述芯的圆周扩展不到360°。这种实施方案中，没有使所述包装材 料围绕所述芯的塔接粘缝。相反，所述分离包装材料可通过其它已 知方式(如通过将所述包装材料直接粘接所述芯上)保持在适当位置。 一个实施方案中，优选本发明过滤元件具有包含过滤材料的芯 和分离包装材料，所述粒状材料过滤材料任选散布有粒状材料。
一个实施方案中，当芯仅包含过滤材料(即无粒状材料散布于其 中)时，优选包装材料为分离包装材料。
当将粒状材料施加到过滤元件的包装材料时，为了避免施加微 粒的段凸出，有利地是采用基重比常规成形纸材料大的包装材料(成 形纸)。常规成形纸(包装材料)的基重为约23-约27克/平方米(gsm)。 因此，在本申请中，优选采用基重如下的包装材料28gsm或更 大；29gsm或更大；30gsm或更大；35gsm或更大；38gsm或更 大；40gsm或更大；45gsm或更大；或50gsm或更大。 用于过滤元件的包装材料可为有孔的或无孔的。 用于过滤元件的包装材料可为通风的或不通风的。 有利地是，过滤元件的芯的过滤材料可包含(或由以下材料组成) 常^L纤维状醋酸纤维素、聚丙烯或聚乙烯材料或褶皱的纸材料。 优选所述过滤材料包含醋酸纤维素。
一些实施方案中，过滤元件的芯的过滤材料由纤维状醋酸纤维 素、聚丙烯材料、聚乙烯材料或褶皱的纸材料组成。任选可存在散 布于其中的粒状材料。
合适的是，过滤元件芯的粒状材料(存在的情况下)可为上述粒状 材料的一种或多种。
合适的是，过滤元件芯的粒状材料(存在的情况下)可与附着到包
8装材料的粒状材料相同或不同。
一个实施方案中，优选过滤元件芯的粒状材料(存在的情况下)与 附着到包装材料的粒状材料相同。
优选过滤元件芯的粒状材料(存在的情况下)为炭、活性炭和/或 散布于其中的木炭，优选炭或活性炭散布于纤维中的醋酸纤维素。
一个实施方案中，过滤元件芯为Dalmatian过滤器。
芯中的粒状材料可为均相的，即其由基本相同组分(就一些实施 方案而言，优选完全相同)构成。或者，芯中的粒状材料可为异相 的，即其由两种或不同组分组成。
粒状材料可散布于整个芯中。或者，粒状材料可散布于芯的一 些部分(而不是整个芯)。这些部分可均匀或不均匀分布。
粒状材料可在芯的整个纵向长度上延伸。或者，粒状材料可/人 芯的一端延伸到不到另一端的一段。或者，粒状材料可存在于不需 从芯的任一端延伸出来的分离区域或存在于芯的任一端。不同区域 可具有不同粒状材料负栽和/或不同类粒状材料。
如果存在于芯中，粒状材料，不必穿越整个芯均匀分布。同 样，粒状材料不必均匀分布于分离部分或区域。分离部分或区域之 间可存在间隔，不仅彼此之间而且粒状材料群之间可存在间隔。后 者的 一 个实例为其中在芯各端或附近存在第 一粒状材料各部分群， 但这两个群中(如在芯的纵向中心或附近)的每个群中间，存在无粒状 材料的区域。非均匀分布的另一实例可在过滤器各端或附近存在第 一粒状材料各部分群，但这种两个群中(如在芯的纵向中心或附近)的 每个群中间，存在粒状材料少于一个或两个末端群的区域。
一些实施方案中，芯中一些或全部粒状材料在芯的整个纵向长 度上延伸。
附着到包装材料的粒状材料可为均相的，即其由基本相同組分 (就一些实施方案而言，优选完全相同)。或者，附着到包装材料的粒 状材料可为异相的，即其由两种或多种不同组分组成。附着到包装材料的粒状材料可与芯接触。优选附着到包装材料的一部分或全部 粒状材料与芯接触。就一些实施方案，优选基本所有附着到包装材 料的粒状材料与芯接触。
接触。有利地是，所述接装包装材料为纸。
一个实施方案中，当制成吸烟制品棒时，所述过滤元件可为过 滤器中的唯一过滤元件。
另一实施方案中，所述过滤元件可为较大过滤器的一部分。换 句话说，所述过滤元件可为复合(或多组件)过滤器的一部分。合适 地，所述复合过滤器的过滤元件依次纵向排列，各过滤元件的末端
紧靠下一元件。合适地，所述复合过滤器可具有2、 3、 4或多个不 同或分离区。然而，本发明过滤器可为整体结构但具有复合过滤器 的通常外观。 一个实施方案中，所述过滤器为具有三段的三重过滤 器。另一实施方案中，所述过滤器为具有两段的双重过滤器。
复合过滤器中，合适地可存在一个或多个本发明过滤元件。当 复合过滤器中存在超过一个本发明过滤元件时，合适的是，所述过 滤元件可纵向彼此连接或通过常规过滤元件如醋酸纤维素过滤元件 隔开0
在一种复合过滤器中，过滤元件可位于过滤器内任意位置。然 而合适的是，过滤元件不位于过滤器的嘴端。例如三重过滤器中， 过滤元件可为中心段。或者，过滤元件可位于发烟材料(例如烟草)棒 端，即过滤器的上游端。
合适地，包装材料优选用粘结微粒发烟改性材料预涂布。
合适地，可在施加经涂布的包装材料之前将芯预成型。
合适地，芯的制备和经涂布的包装材料的施加可基本同时进行。
可通过热熔月交(例如各种聚酯粘合剂)、高熔点聚乙二醇、乳液型 粘合剂如PVA将粒状材料粘合到包装材料。可将粒状材料直接或间接粘合到包装材料。直接粘合的一个实 例是其中通过合适粘合剂将粒状材料粘到包装材料(如其内表面)上。 间接粘合的一个实例是通过合适粘合剂将粒状材料粘到中间层(其可 由纸或其它合适支撑基体如纺织材料或其组合物组成)上并通过合适 粘合剂将所述中间层粘到包装材料。
过滤元件用于复合过滤器的情况下，合适地是，所述复合过滤 器的一个或多个其它段可由常规纤维状醋酸纤维素、聚丙烯或聚乙 烯材料或褶皱的纸材料组成。所述一个或多个其它段可任选包含一 种或多种添加剂，例如分布于过滤元件材料内或过滤元件材料上可 为如上所述的其它增香材料，通过受热或燃烧产烟手段产生的烟雾 剂将其从过滤元件释放或洗提出来。
合适地，复合过滤器的一段或多段可为开口管和/或封闭管。另 一供选方案中，复合过滤器可包含形成含粒状材料空穴的段。
合适地，还可使用具有特定压力降特征的过滤元件，如售自菲
尔创钠(Filtrona),称为The Ratio Filter的过滤器。
一个实施方案中，复合过滤器(其可包含粒状材料)可为包含例如 醋酸纤维素嘴段和在过滤器烟草末端处的本发明过滤元件的双重过 滤器。纸，险还可形成多重过滤器的一部分。
复合过滤器可包含过滤元件，所述过滤元件由美国专利申请 US2003-0066539和US2003-0098030中所述的选择性还原过滤器组 成。
嘴端滤棒可由各种材料组成，例如醋酸纤维素丝束、纤维素、 纸、棉、聚丙烯纤维网、聚丙烯丝束、聚酯纤维网、聚酯丝束或其 组合。
此外，可选择滤棒段的压力降和/或机械过滤效率来达到具体产 品设计可能要求的所需发烟力学和过滤特征。
复合过滤器排列中，过滤材料棒/段的压力降可变化。
可用于本发明另 一过滤器结构为我们同时待审的国际专利申请PCT/GB02/005603中所述的那种。其中所述的过滤器槽形排列允许 通风空气进入朝着烟草末端延伸的槽，然后改道到嘴端。结果，CO/ 焦油比减少。结合选择性减少气相的粒状材料，可实现气相组分的 明显减少。
优选的是烟草烟雾过滤器的上游部分包含吸附剂材料。优选所 述吸附剂材料为通用吸附剂。所述通用吸附剂材料优选选自较高表 面积材料，如活性木炭，其能无高特异性地吸收大量化合物。
最优选所述通用吸附剂为含碳材料，例如活性木炭、活性椰壳 炭、活性煤基炭或合成炭。
合适的，粒状材料可为线、微粒/小颗粒、布料、纸或再生薄片 (例如再生含碳薄片)，或任何其它合适形式。
优选，所述粒状材料为微粒/小颗粒。
过滤元件和/或包含所述过滤元件的复合过滤器的一部分可包含 催化剂。有利地是所述催化剂促进烟雾气相中一氧化碳(CO)转变成 二氧化碳(C02)。优选所述催化剂对一氧化碳具有高选择性。优选所 述催化剂可为以下一种过渡金属氧化物、二氧化硅、氧化铝、沸 石、浸渍炭，例如金属浸渍的炭。
合适地，复合过滤器的烟草棒末端部分和烟草棒末端的第三部 分(存在的情况下)可为包含吸附剂和/或催化剂的空穴，或者可包含其 中*有吸附剂和/或催化剂的常规烟雾过滤材料。
有利地是，吸附剂能保留至少一部分气相烟雾。
合适地，本发明过滤器和/或吸烟制品可包含通风设备。例如， 所述通风设备可包括围绕所述芯的包装材料中的一个或多个孔。所 述孔可有利地位于粒状材料所附着的包装材料各部分之间的间隙 中。通常通过激光打孔在过滤器包装材料中形成通风孔。当形成孔 时，需要通风的区域中的炭粒可导致激光产生火花。将通风孔定位 于粒状材料各部分之间间隙中解决了这个问题。因此本发明各分离的分开部分中包装材料上粒状材料的排列方便了通风孔的形成而没 有产生火花的风险。
所述通风设备可包括接装包装材料中的穿透孔，用于使过滤器 或过滤元件与包装可抽吸填料(如烟草)材料棒相互附着接装包装材 料。
或者，可通过使用与穿孔成形纸一起使用的多孔接装包装材料 提供通风设备。所述多孔接装包装材料可在其整个范围内或仅在局 部范围内具有多孔，该范围对齐底层穿孔成形纸。
通风设备还可在包装可抽吸填料(如烟草)材料棒的末端或附近。 所述通风设备可在包围可抽吸填料(如烟草)材料的接装包装材料内或 巻烟纸包装材料内。
填料(如烟草)材料棒之间的位置。
优选所述通风设备位于过滤元件的上游端或朝着过滤元件上
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一个实施方案中，优选过滤元件和/或包含所述过滤元件的过滤 器为吸烟制品过滤元件，优选烟草烟雾过滤元件。
合适地，可通过常规顶端外包装材料将过滤元件和/或包含所述 过滤元件的过滤器附着到包装可抽吸填料材料棒(如包装烟草4奉)，以 形成吸烟制品。所述顶端外包装材料可为通风的或不通风的外包装 材料。
发烟材料棒的长度有利地为至少60mm，当在标准机器吸烟条 件下吸烟时，所述棒应优选产生不少于六口、更优选不少于七口的 抽吸。所述棒优选为整个棒长度上横截面形状和尺寸相同。
包裹吸烟制品的包装材料可包含燃烧添加剂，如柠檬酸钠和/或 钾。其它合适燃烧添加剂如乙酸和酒石酸的钠或钾盐；磷酸一铵和 磷酸氢二钠对技术人员而言是已知的。有利地，所述燃烧添加剂的 存在量为包装材料的0.5-2.5%重量。所述包装材料的基重可为SO-40g/m\
吸烟制品的包装材料可作为选择或者或同时为非纸质包装材 料，如国际专利申请WO 96/07336和WO 01/41590中描述的包装材 料。这种包装材料有助于减少侧流烟雾组分，但仍提供燃烧和灰化 特征类似于常^见产品的吸烟制品，即所述包装材料允许吸烟制品以 类似于常规产品的方式燃烧掉和灰化。
包装材料可合适地为纸包装材料或基本不燃的包装材料，如 WO 96/07336中描述的那种。该申请的主题涉及基本不燃包装材料， 通过引用结合于本文中。其包装材料有利地包含至少65%无机粒状 填料，如上述那些无机材料。
常规纤维素浆粕纸包装材料的渗透性可为2-300 CU,优选不到 100 CU。这种包装材料还可为低总填充纸，如欧洲专利申请0 404 580中7>开的，并包含不到例如14%氧化镁或氬氧化镁。
合适地，可抽吸填料可为烟草材料或烟草替代材料。
优选可抽吸材料为烟草材料。合适地，所述烟草材料包含以下 的一种或多种茎、叶片、烟草尘。优选所述烟草材料包含以下的 一种或多种烤烟、白肋烟、香.料烟、再造烟叶。优选所述可抽吸 材料包含烟草材料的混合物。有利地是，所述可抽吸材料包含IO-80%烤烟、10-600/。白肋烟、0-20%香料烟、0-120%再造烟叶和0-30% 膨胀烟丝。
包含本发明过滤元件和/或含本发明过滤元件的过滤器的吸烟制 品的发烟材料优选包含或由烟丝组成，所述烟丝的一部分可为膨胀 烟丝。所述发烟材料可包含再造烟叶或烟草替代材料。
可抽吸填料材料还可包含燃烧添加剂来提高填料的发烟性能。 根据填料的性能，所述燃烧添加剂为促燃剂或阻燃剂。合适的燃烧
添加剂可选自i或n族金属的一种或多种盐，如乙酸盐、柠檬酸盐 和本领域技术人员已知的其它促燃剂。合适的阻燃剂包括例如氢氧 化镁、磷酸一铵或氯化镁。
14可抽吸填料可包含烟灰改良剂，其存在量有利地为填料的0-5%。适当的烟灰改良剂包括以下的一种或多种云母、珍珠岩、粘 土，例如蛭石、高呤土、滑石、急石、斑脱土及烟灰改良剂例如正 磷酸氬二钠、碳酸钠或磷酸二铵。
可抽吸填料可包含无机填料。所述无机填料有利地为以下的一 种或多种珍珠岩、氧化铝、硅藻土、石灰酸钓(白垩)、蛭石、氧化 镁、硫酸镁、氧化锌、硫酸钙(石膏)、氧化铁、浮石、二氧化钛、铝 酸4丐或其它不可溶铝酸盐或其它无机填料。所述材料的密度范围合 适地为0.1-5.7 g/cm3。所述无机填料的密度有利地不到3g/cm3，优 选不到2.5g/cm3,更优选不到2.0 g/cm3 ,更优选不到1.5 g/cm3。理 想的是密度不到lg/cri^的无机填料。较低密度无机填料降低了产品 的密度，因此提高了烟灰特征。
可抽吸填料可还包含有机填料。有利地，所述有机填料单独使 用时为惰性的或较惰性的，即不容易保持燃烧，但在混合物中会变 得更可燃，即保持燃烧。合适的有机填料包括不可溶藻酸盐，如藻 酸钩或4美、果胶钩或褐藻酸钩及未改性纤维素，如处理的或未处理 的木浆粕或a-纤维素。还可使用惰性有机填料和无机填料的混合物。
可抽吸填料可包含产烟物质。优选所述产烟物质的存在量为5-20%，更优选不到15%,更优选超过7%,甚至优选超过10%。优选 所述产烟物质不到13%。最优选所述产烟物质为最终片状材^h的 11%-13%,可有利地为约11.25%-12.5%重量。合适地，结合包含吸 烟制品可抽吸填料的混合物中存在的烟草材料量来选定产烟物质的 量。例如，包含高比例片状材料和低比例烟草材料的混合物中，所 述片状材料可能其中需要较低负载水平的产烟物质。或者，在包含 低比例片状材料和高比例烟草材料的混合物中，所述片状材料可能 其中需要较高负载水平的产烟物质。
合适的产烟物质包含选自以下的产烟物质多元醇如甘油、丙 二醇和二缩三乙二醇；酯如柠檬酸三乙酯或三乙酸甘油酯，高沸点烃，或非多元醇如乙二醇、山梨醇或乳酸。可使用产烟物质组合。 产烟物质的另一作用是使所述片状材料的塑化。合适的其它塑化剂 包括水。
合适地，可抽吸填料可包含粘合剂。有利地，如果所述粘合剂 为藻酸盐和非藻酸盐粘合剂的混合物，那么优选所述粘合剂由至少
50%藻酸盐，优选至少60°/。藻酸盐和甚至更优选至少70%藻酸盐组 成。当使用非藻酸盐粘合剂时，所需组合粘合剂的量可合适地减 少。随着组合粘合剂量的减少，有利地粘合剂组合物中藻酸盐的量 提高。
粘合剂可为有机粘合剂，如藻酸盐、树胶、纤维素(改性的或天 然的)、果胶或含果胶的粘合剂或这些粘合剂的I或II族金属盐，如 羧曱基纤维素钠或藻酸钠。
更优选的粘合剂为褐藻酸粘合剂，包括可溶藻酸盐如藻酸铵、 藻酸钠、藻酸钠钙、藻酸铵钙、藻酸钾、藻酸三乙醇胺和藻酸丙二 醇酯。褐藻酸粘合剂提供本发明可抽吸填料优选的发烟过程和味道 和香味性能。
纤维素粘合剂包括，例如纤维素衍生物，如羧曱基纤维素钠、 曱基纤维素、羟丙基纤维素、羟乙基纤维素或纤维素醚。就挤出而 言，优选这些粘合剂。
其它有机粘合剂包括树胶如阿拉伯树胶、印度树胶、黄芪胶、 刺梧桐树胶、刺槐豆、阿拉伯树胶、瓜尔胶、榲梓种或黄原胶，或 凝胶如琼脂、琼脂糖、卡拉胶、褐藻糖胶和红藻胶。果胶或含果胶 材料可用作粘合剂。淀粉也可用作有机粘合剂。可参考手册如工业 胶，Whistler编辑(学术出版社)(Industrial Gums, Ed. Whistler (Academic Press))选择其它合适树胶。还可使用无机不可燃粘合剂， 如一些水泥，例如义圭酸盐水泥。还可^f吏用以上的组合物。
可抽吸填料可包含一种或多种增香和/或着色剂。发烟材料棒中 的增香剂设计来将气溶胶分布到气溶胶烟雾，所述气溶胶具有独特但非常可接受的味道和香味特征。味道和气味不必设计来模仿烟草 烟雾的味道和气味。增香剂可包括例如烟草提取物香料、薄荷醇、 香兰素、太妃糖、巧克力或香料。
着色手段如食品级染料，或着色剂如甘草、焦糖或麦芽或其提 取物，可用于使填料颜色变暗。蛭石或其它无机材料如氧化铁的存 在也可给予吸烟制品填料更暗颜色。
有利地，所述发烟材料包含使所述材料变暗的着色剂和/或赋予 特定香味的增香剂。合适增香或着色剂材料包括例如可可、甘草、 焦糖、巧克力或太妃糖。也可使用精细研磨的、颗粒状或均匀化烟
草。还可使用工业许可的食用色素，如E150a(焦糖)、E151(亮黑 BN)、 E153 (植物石友)或E155 (褐色HT)。 合适食用香料包括例如薄 荷醇和香兰素。其它肠衣材料也可能合适。供选方案中，蛭石或无 机填料的存在可给予所述发烟材料更深颜色。
优选着色剂的存在量为最终发烟材料的0-10% ,可为5-7%重 量。有利地，所述着色剂不到最终发烟材料的7% ，优选不到6%， 更优选不到5%。更优选的是使用不到4%，不到3%和不到2%的着 色剂。可可的存在量适合为最终发烟材料重量的0-5%，甘草的存在 量可为0-4%。例如当所述着色剂为可可或甘草时，获得所需薄片颜 色的可可最低量为最终发烟材料的约3%，而就甘草而言，约2%重 量。同样，焦糖的存在量适合为最终发烟材料重量的0-5%，优选不 到2%,更优选约1.5%。其它合适着色剂包括糖浆、麦芽提取物、咖 啡提取物、茶叶熟树脂、稻子豆(St. John's Bread)、梅子提取物或烟 草提取物。还可使用着色剂混合物。
还可加入食用香料来改变发烟材料的味道和香味特征。 有利地，如果供选方案中使用食物染料，其存在量为最终发烟 材料的0-5°/。重量或更低。所述着色剂可任选在薄片制备后撒入所述 薄片中。
可用于本发明的香料包括挥发性香料如薄荷醇、香兰素、薄荷、荷兰薄荷、异松蒎醇、异薄荷酮、薄荷清凉剂(产自香料屋
IFF)、新薄荷醇、蒔萝子油或其它类似香料及其混合物。本发明适合
于任何挥发性或半挥发性食用香料。
本文中所用的术语"炭"可覆盖基本上为仅炭的材料和任何炭前 体，如含-友材料。本文中所用的术语"含碳"包括已裂解的材料，所述 材料优选包含碳，尽管可能还存在一些不完全燃烧产物。例如，容 易裂解的可可纤维可为炭衍生自其的含碳材料。
本文中所用的术语"发烟材料"是指可用于吸烟制品中的任何材 料。并不一定表示所述材料本身会必须长期保持燃烧。通常将所述 发烟材料制备成片状，然后切断。接着可将所述发烟材料与其它材 料混合来制备可抽吸填料。
本发明的一个优点是由于粒状材料两个或多个部分的至少一个 部分在包装材料的整个纵向长度上延伸，在过滤器生产过程中不必 将粒状材料块与切割机对齐。在高速生产过程中这具有较大优势。
另一优点是如果各部分以对称间隔绕芯分布，减少或消除了包 装材料上粒状材料的存在可能导致的任何过滤器扭转或弯曲。对称 排列使得粒状材料的所有牵引被抵消，因此保持过滤元件笔直。
另一优点是，与粒状材料散布于芯(即没有超过过滤器长度)的常 规过滤器相比，本发明过滤元件允许所述过滤器中粒状材料(炭)量提
高。过滤器中存在炭具有两个主要优点第一是在吸烟制品熄灭后 将所述过滤器去臭(换句话说，减少了烟灰缸中的"烟灰缸气味，，)；第 二是在烟雾通过所述过滤器过程中吸收烟雾的更多成分。与将粒状 材料附着到包装材料整个宽度相比，通过各部分宽度和数量选择， 包装材料不同部分上具有粒状材料允许粒状材料量根据所需变化。
另一优点是，本发明允许过滤元件内存在两种或多种不同类型 粒状材料。不同之处可为来源和/或种类和/或尺寸等。
同样有利地，本发明解决了提高过滤器的粒状材料(炭)负载的问 题，同时使生产过程加热问题最少化，特别是细长巻烟的情况下。与标准巻烟(其周长为22mm或更大)相比，这些巻烟的周长为10-19
mm(直径为约3-7mm)。 GB 2,175,789公开了关于"超细"的一些信 白
在这方面，在例如Dalmatian过滤器中炭粒状材料的存在会导 致过滤器材料在加工过程中由于摩擦而变热。加热效应随着粒状材 料负载增加，还随着过滤器的直径减少而增加。因此加热问题在"超 细"巻烟的过滤器中特别严重。本发明解决了如何提高过滤器炭负栽 但不加重制备过程中的加热的问题，特别是细巻烟情况下。
为了使本发明容易被理解并容易实施，现在可例如参考附图， 其中


图1显示了本发明过滤元件位于中心段的三重过滤器排列的纵
剖面；
图2显示了本发明过滤元件位于上游段的双重过滤器排列的纵
剖面；
图3显示了由单个本发明过滤元件组成的过滤器的纵剖面； 图4显示了由本发明多重过滤元件组成的过滤器的纵剖面； 图5a显示了其上施加粒状材料的包装材料(成形纸)的表面； 图5b显示了具有图5a中所示包装材料的本发明过滤元件的轴 向4黄截面；
图6a和6b、 7a和7b显示了类似于图5a和5b那些但包装材
图8a和8b显示了另一实施方案中，类似于图5a和5b那些但 具有通风孔的包装材料的表面和过滤元件的轴向横截面。
图l显示了复合过滤器l，具体地为与包含可抽吸填料的发烟 材料棒2(仅显示了其一部分)相互附着的三重过滤器。合适地，可通 过接装包装材料IO将过滤器1附着到发烟材料棒2。所述三重过滤 器包含三段(3、 4和5)。段3和5可由任何常规过滤材料组成。优选
19段3和5由纤维状醋酸纤维素组成。中间段4为本发明过滤元件， 包含过滤材料6如醋酸纤维素，和分散于所述过滤材料的粒状材料7 如炭或活性炭。中间芯内的粒状材料7是任选的(尽管在某些实施方 案优选)，因此一些实施方案中，中间段4的芯可仅由过滤材料6组 成。中间段4还包含包装材料8(优选成形材料，但基重为至少30 gsm)，其上附着粒状材料9如炭或活性炭。
图2显示了复合过滤器1，具体地为与包含可抽吸填料的发烟 材料棒2(仅显示了其一部分)相互附着的双重过滤器。合适地，也可 通过接装包装材料10将过滤器l附着到发烟材料棒2。所述双重过 滤器包含两段(3和4)。嘴端段3可由任何常规过滤材料组成。优选 段3由纤维状醋酸纤维素组成。上游段4为本发明过滤元件，包含 过滤材料6如醋酸纤维素。任选过滤材料6可有粒状材料，如炭或 活性炭分散于其中。过滤元件4还包含包装材料8(优选成形材料， 但基重为至少30gsm)，有粒状材料9如炭或活性炭附着到其上。包 装材料可包封芯纵向轴的至少360。并具有搭接密封区。或者，包装 材料可为粘合到芯的分离包装材料。其中过滤材料6没有粒状材料 分散于其中，优选所述包装材料为裂开的包装材料。
图3显示了仅由与包含可抽吸填料的发烟材料棒2(仅显示了其 一部分)相互附着的本发明过滤元件4组成的过滤器1。合适地，也 可通过接装包装材料10将过滤器l附着到发烟材料棒2。过滤器段 4为本发明过滤元件，包含过滤材料6如醋酸纤维素，和分散于所 述过滤材料的粒状材料7如炭或活性炭。中间芯内的粒状材料7是 任选的(尽管在某些实施方案优选)，因此一些实施方案中，中间段4 的芯可仅由过滤材料6组成。中间段4还包含包装材料8(优选成形 材料，但基重为例如至少35gsm)，其上附着有粒状材料9如炭或活 性炭。
图4中描画了复合过滤器1，具体地为与包含可抽吸填料的发 烟材料棒2(仅显示了其一部分)相互附着具有多段的过滤器。合适地，可通过接装包装材料IO将过滤器1附着到发烟材料棒2。这里 复合过滤器包含五段(3、 4、 5、 11和12)。段3、 5和12可由任何 常规过滤材料组成。优选段3、 5和12由纤维状醋酸纤维素组成。 段4和11为本发明过滤元件，包含过滤材料6如醋酸纤维素，和分 散于所述过滤材料的粒状材料7如炭或活性炭。中间芯内的粒状材 料7是任选的(尽管在某些实施方案优选)，因此一些实施方案中，段 4和11的芯可仅由过滤材料6组成。中间段4和ll还包含包装材料 8(优选成形材料，但基重为至少30gsm),其上附着有粒状材料9如 炭或活性炭。
图5a显示了其上施加有粒状材料的包装材料(成形纸)的表面。
种情况下为两个分离的区域)。孩史粒材料2的各不同区域仅部分沿着 包装材料(3)的宽度延伸，纵向边缘4a和4b没有粒状材料，因此当 绕着芯成形时提供了无微粒搭接粘缝。
图5b显示了本发明过滤元件的轴向横截面，具有图5a中显 示的包装材料。具体地，过滤元件包含由过滤材料优选醋酸纤维素 组成的中间芯6，和分散于所述过滤材料的粒状材料7如炭或活性 炭。中间芯内的粒状材料7是任选的(尽管在某些实施方案优选)，因 此一些实施方案中，芯6可仅由过滤材料组成。绕着芯包裹的是图 5a的包装材料1。可见，粒状材料2分布于圆周上相互分开的两个 独立区域。此外，粒状材料仅部分绕着包装材料1内圓周延伸，从 而包装材料可在无粒状材料2施加到包装材料1的区域(即区域4a 和4b)内具有保持包装材料l围绕芯6的搭接(没有显示)粘缝(没有显 示)。换句话说，段4a、 4b形成无微粒的成形纸粘合区。或者，包 装材料l可为分离包装材料，因此存在包装材料可能没有覆盖的区 域(例如4a和4b)。分离包装材料排列中，通过例如将包装材料直接 粘合芯可将包装材料保持正确位置。
图6a和6b对应图5a和5b,但说明了其中粒状材料2施加到包装材料1的4个独立部分的实施方案。所述4个部分按照一定排 列从而当包装材料1围绕芯6时，所述4个部分绕着芯的圆周对称 排列，如图6b中所示。同样，包装材料的纵向边区4a、 4b无粒状 材料2 ，以形成粘合区。此实施例中，芯6没有分歉于过滤材料中 的粒状材料。
图7a和7b也对应图5a和5b，但说明了其中粒状材料2施加 到包装材料1的3个部分的实施方案，所述3个部分按照一定排 列，当包装材料1围绕芯6时，得到各部分的均匀间隔。包装材料 的纵向边区4a、 4b也形成无粒状材料2的粘合区。然而，此实施例 中，粒状材料7包含于芯6中，如图5b的实施方案。
还可使用其它数量的施加有粒状材料的包装材料部分，如五、 六、七或八个部分。这种排列类似于图5a、 5b、 6a、 6b、 7a和7b中 显示的那些，其中各部分绕着芯均匀、对称定位。然而，可能使用 其它间隔。同样，特定包装材料的各部分可为或可不为完全等宽 度，各部分之间间隙可为或可不为等宽度。此外，特定包装材料上 的间隙不必都等宽度。同样，并不是给定包装材料上所有部分需要 在包装材料的整个纵向长度上延伸。就任一数目部分而言，仅一部
分需要在整个长度上延伸；剩余部分可如此延伸或可不延伸。
优选分开的区域围绕包装材料l的圆周对称排列。换句话说， 施加粒状材料的包装材料各部分的分布佳_得当包装材料围绕芯时， 各部分绕着芯对称分开。这种对称排列避免了过滤元件的弯曲，这 是如果附着的粒状材料拖拉并扭曲包装材料和过滤器时非对称排列 中可能产生的。
如图6a和图6b中可看出，粒状材料2在所述包装材料1的 整个纵向长度上延伸。优选粒状材料2在所述包装材料1的整个纵 向长度上连续延伸。
图8a显示了包装材料l的平面图，粒状材料2施加到其上两 个部分，如前面针对图5a所述。此外，该包装材料包括通风设备。此实施例中，通风设备包括包装材料中的一排孔，该孔排垂直包装
材料的长度方向。当包装材料围绕芯6时，所述孔形成绕着过滤元 件圆周排列的通风洞部分环。这可从图8b中看出，其为图8a包装 材料包裹的过滤元件沿着图8a中线X-X的轴向横截面。应注意的 是，所述孔仅位于其中粒状材料2两部分之间存在间隙22的那部分 包装材料。这样控制所述孔远离粒状材料，消除或减少了当采用常 规激光技术打孔时形成火花的风险。然而，如果采用其它成孔技 术，孔20排可进一步延伸或完全跨越包装材料1宽度，可能包括 有粒状材料的部分，绕着过滤元件圓周得到孔的完全或几乎完全 环。
以上说明书中提到的所有公开物通过引用结合于本文中。本发 明所述方法和体系的各种改进和变化对本领域技术人员而言是明显 的，而不违背本发明范围。尽管已连同具体优选实施方案对本发明 进行描述，应理解的是要求保护的本发明不应过分地局限于这些特 殊实施方案。实际上，对本领域技术人员显然的、实施本发明的描 述方式的各种改进将属于以下权利要求书范围。
参考文献 GB 2,260,477 GB 2,261,152 GB 1,087,909 US 4,185,645 US 2003-0066539 US 2003-0098030 PCT/GB02/005603 WO 96/07336 WO 01/41590 WO 96/07336 EP 0,404,580
权利要求
1. 一种过滤元件，所述过滤元件具有纵向延伸的芯和围绕所述芯的包装材料，其中所述芯包含过滤材料，所述包装材料包含附着到所述包装材料的两个或多个部分的粒状材料，其中所述两个或多个部分沿着圆周相互分开，所述两个或多个部分的至少一个在所述包装材料的整个纵向长度上延伸。
2. 权利要求1的过滤元件，其中所述两个或多个部分围绕所述 包装材料对称排列。
3. 权利要求1的过滤元件，其中所述两个或多个部分包括沿着 所述芯径向相对排列的两个部分。
4. 权利要求1或权利要求2的过滤元件，其中所述两个或多个 部分包括三、四、五、六、七或八个部分。
5. 权利要求1-4中任一项的过滤元件，其中所述芯还包含分散 于所述过滤材料中的粒状材料。
6. 权利要求5的过滤元件，其中所述芯的粒状材料与附着到所 述包装材料两个或多个部分的粒状材料相同。
7. 权利要求5的过滤元件，其中所述芯的粒状材料与附着到所 述包装材料两个或多个部分的粒状材料不同。
8. 权利要求1-7中任一项的过滤元件，其中附着到所述包装材 料两个或多个部分的各部分的粒状材料相同。
9. 权利要求1-7中任一项的过滤元件，其中附着到所述包装材 料两个或多个部分的 一 个部分的粒状材料与附着到所述包装材料两 个或多个部分中其它部分的至少一个部分的粒状材料不同。
10. 权利要求1-9中任一项的过滤元件，其中所述包装材料还包 含一种或多种通风设备。
11. 权利要求10的过滤元件，其中所述通风设备包括在所述两个或多个部分之间间隙中的一个或多个通风孔。
12. —种过滤器，所述过滤器包含一个或多个权利要求1-11中 任一项的过滤元件。
13. —种吸烟制品，所述吸烟制品包含与可抽吸过滤材料棒相互 附着的、权利要求1-11中任一项的过滤元件和/或权利要求12的过 滤器。
14. 权利要求13的吸烟制品，其中所述制品为巻烟。
15. 权利要求14的吸烟制品，其中所述巻烟的周长为约10 mm-约19腿。
16. —种过滤元件，所述过滤元件基本如说明书并参考附图所述。
17. —种过滤器，所述过滤器基本如说明书并参考附图所述。
18. —种吸烟制品，所述吸烟制品基本如说明书并参考附图所述。
全文摘要
一种过滤元件，所述过滤元件具有纵向延伸的芯和围绕所述芯的包装材料(8)，其中所述芯包含过滤材料(6)和任选分散于所述过滤材料中的粒状材料(7)，所述包装材料(8)包含附着到所述包装材料(8)的两个或多个部分的粒状材料(9)，其中所述两个或多个部分的至少一个在所述包装材料的整个纵向长度上延伸。本文中还教导了一种吸烟制品，所述吸烟制品包含所述过滤元件和/或包含所述过滤元件的过滤器。
文档编号A24D3/04GK101437415SQ200780016321
公开日2009年5月20日 申请日期2007年1月23日 优先权日2006年3月10日
发明者M·G·杜克, P·R·怀特, W·D·路易斯 申请人:英美烟草(投资)有限公司