专利名称：带有板式冲击装置的发烟制品的制作方法
带有板式冲击装置的发烟制品 相关申请的交叉引用本申请要求2006年7月12日提交的、申请号为60/830,104的美国临时申请的优先权，在此将其整个内容引入以作参考。
背景技术：
依据标准测试程序(例如美国联邦贸易委员会(FTC)于1967年创 建的标准测试程序)，通常根据焦油(无尼古丁的干燥粒相物质)的 释放量对香烟进行分类。FTC方法包括以60秒钟的间隔、每次以35cm3 的量持续2秒钟进行机器抽吸的喷烟。国际标准化组织(ISO)有着 类似的吸烟规章。在二十世纪九十年代，提出了其他吸烟规章，包括属于所谓严格 吸烟条例之一的美国马萨诸塞州公共卫生部(MDPH)的吸烟规章。 该MDPH方法包括机器以30秒种的间隔、每次以45cm3量持续2秒 钟进行机器抽吸的喷烟，其中50%的香烟过滤通气孔洞被堵塞。已经发现，当喷烟抽吸量、抽吸频率和/或喷烟持续时间增加和/ 或通气孔洞被全部或部分闭塞时，市场上的端部点燃香烟趋于产生比 FTC更高的焦油释放量。例如，该趋势反映在FTC的焦油测量和 MDPH的焦油测量的差异方面，其中MDPH的焦油测量代表了相对 于前者更严格的抽吸规定。
图l是香烟形式的发烟制品的透视图。图2是具有至少一块沖击板(impaction plate)的图1的发烟制 品的剖面图。图3是图1的发烟制品的另一个实施例的剖面图，所述发烟制品具有至少一块冲击板和由具有活性碳材料的过滤材料构成的芯棒(plug)。图4是沿图2和图3的4-4线的视图。图5是图2和图3的发烟制品的至少一块沖击板的侧视图。 图6是根据具有至少一块沖击板的发烟制品的再一个实施例的剖 面图。图7是沿图6的7-7线的视图。 图8是沿图6的8-8线的视图。图9是具有至少一块沖击板的发烟制品的另一个实施例的剖面图。图10是具有至少一块沖击板的发烟制品的再一个实施例的剖面图。图11是具有至少一块沖击板的发烟制品的另一个实施例的剖面图。图12是具有至少一块冲击板的发烟制品的再一个实施例的剖面图。图13是沿图12的13-13线的视图。 图14是沿图12的14-14线的视图。图15是具有至少一块沖击板的发烟制品的另一个实施例的剖面图。图16是具有至少一块沖击板的发烟制品的再一个实施例的剖面图。图17是沿图16的17-17线的视图。 图18是沿图16的18-18线的视图。
具体实施方式
图1示出了根据一个实施例的香烟形式的发烟制品10，其中通过 将过滤系统40结合到香烟或发烟制品10中使其更加有效地在较大喷 烟量去除焦油，从而使发烟制品10降低了总粒相物质(TPM)和焦油量之间的比率。对于给定的测试香烟，MDPH与FTC/ISO方法之 间的总粒相物质(TPM)和焦油量的比率在此称为"释放量弹性 (delivery elasticity )，，。参照图1和图2，香烟形式的发烟制品10通常包括发烟材料21 的烟丝条(tobacco rod) 20，其包含在围绕的外包装物30内。外包装 物30通常是多孔包装材料或纸质包装物。优选地，发烟材料21为烟 丝(shredded tobacco )或烟草去筋烟叶(tobacco cut filler)。然而， 可使用任何合适的发烟材料21。发烟制品10还包括过滤系统40，所述过滤系统40邻近烟丝条20 的接装端部14以4吏过滤系统40和烟丝条20以端对端的关系轴向对 准，优选地彼此抵接。过滤系统40具有大致柱体形状，且过滤系统 40的直径基本等于烟丝条20的直径。过滤系统40的端部(即上游端 部16 (图2)和下游端部18)为开放式的(open)，以允许空气和烟 贯穿通过。过滤系统40包括被芯棒包装物(plug wrap) 48围绕的多 个由过滤材料构成的芯棒42、46(图2)和沖击过滤器(impaction filter ) 44(图2)。芯棒包装物48通常为纸，其可选地含有碳质材料。芯棒 包装物48围绕过滤系统40的整个长度。过滤系统40通过接装材料(tipping material) 50连接至烟丝条 20，所述接装材料59围绕过滤系统40的整个长度和烟丝条20的相邻 区域。接装材料50通常为纸类产品；然而，可使用任何适合的材料。 使用合适的粘合剂将接装材料50的内表面牢固地固定至芯棒包装物 48的外表面和烟丝条20的外包装材料30的外表面上。通气的或空气 稀释的发烟制品10可设有空气稀释装置，例如一 系列通气孔洞或穿孔 60，每一个所述孔洞或穿孔延伸穿过接装材料50且可选地穿过芯棒包 装物48。如图1所示，通过在沿过滤系统40位置的周围沿周向的一 排(图1)或多排通气孔洞或穿孔60可实现主流烟气的通气。当点燃发烟制品10时，主流烟气由烟丝条20产生，且主流烟气 自烟丝条20经由过滤系统40被抽吸。在此，以主流烟气自烟丝条20 经由过滤系统40净皮抽吸时相对于主流烟气的方向来说明过滤系统40和其他特征之间的"上游"和"下游"相对位置。图2示出了图l香烟的剖面图，其是根据带有具有至少一块冲击 板70的冲击过滤器44的发烟制品10的一个实施例。如图2所示，过 滤系统40包括由过滤材料构成的第一或上游芯棒42、沖击过滤器44 以及由过滤材料构成的第二或下游芯棒46。冲击过滤器44包括第一 或上游冲击板70，所述第一或上游冲击板70具有至少一个孔口 72(图 4)，更优选地具有至少两个孔口 72。如图2所示，由过滤材料构成的上游芯棒42和由过滤材料构成的 下游芯棒46具有大致柱体形状，且它们的外径52基本上等于烟丝条 20的直径。优选地，过滤材料是醋酸纤维素。然而，应该意识到的是， 过滤材料可包括与活性碳(常称为碳纤维束(carbon-on-tow ))完全 混合的醋酸纤维素或任何其他适合的过滤材料和/或例如香料之类的 添加剂。对于总长度58为大约80mm到160mm的发烟制品10而言， 过滤系统40的总长度56通常为大约15mm到40mm。过滤系统40 还可包括位于沖击过滤器44的下游侧和/或上游侧的多个通气孔洞或 穿孔60。在使用时，将至少一块冲击板70结合到香烟或发烟制品10 中的过滤系统40,通过使流速或喷烟量增加来提高对粒相(焦油)的 过滤效率而使总粒相物(TPM )和焦油量之间的比率最小化。特别是， 通过增加喷烟量，由于吸烟弹性的降低，减小了使吸烟者所暴露于的 TPM或焦油的范围。图3示出了发烟制品10的另一个实施例的剖面图，该发烟制品 10具有至少一块沖击板70和由碳纤维束45构成的上游芯棒42。如图 3所示，过滤系统40包括由过滤材料构成的上游芯棒42，其具有以纤 维材料的碳纤维束45的芯棒形式与活性碳材料全部混合的醋酸纤维 素元素。还应该意识到的是，过滤材料的芯棒42和46在腔体内可含 有活性碳，所述腔体设在醋酸纤维素材料的上游芯棒42和下游芯棒 46内或邻近醋酸纤维素材料的上游芯棒42和下游芯棒46设置。替代 地，由过滤材料构成的上游芯棒42和下游芯棒46可含有活性碳或其 他气-汽相吸附剂。图4示出了沿图2和图3的4-4线的发烟制品10的至少一块沖击 板70的剖面图。如图4所示，沖击过滤器44包括具有多个孔口 72 的沖击板70。沖击板70的直径IIO优选为大约7.0mm到8.0mm，更 优选为大约7.4mm到7.8mm。沖击板元件70优选具有至少两个孔口 72，每一个所述孔口 72的直径112为大约0.2mm到0.8mm，更优选 为大约0.3mm到0.6mm，最优选为大约0.4mm。冲击板70可由纸、 塑料或金属制成，更优选地由纸质品或其他具有降解性能的合适材料 制成。优选地，沖击板70由泡沫纤维素(foamed ceHulosic)或泡沫 醋酸纤维素或可形成沖击板70的所需形状的或者任何其他类型的纤 维素材料或醋酸纤维素制成。纤维素材料可以从烟草获得，例如从烟 草梗(tobacco stem )获得的纤维素材料。图5示出了图2和图3中发烟制品10的至少一块沖击板70的侧 视图。如图5所示，沖击板70的长度114优选为大约2.0mm到6.0mm， 更优选为大约3.0mm到5.0mm;沖击板70的内部长度115优选为大 约1.0mm到3.0mm,更优选为大约1.5mm到2.25mm。优选地，空 隙116(即外部长度114和内部长度115之间的差除以2)优选地为大 约1.5mm到大约2.25mm。由外部长度114和内部长度115之差所形 成的空隙116形成了上游腔118和下游腔119。上游腔118设置在由 过滤材料构成的上游芯棒42和沖击过滤器44之间，而下游腔119设 置在冲击过滤器44和由过滤材料构成的下游芯棒46之间。图6示出了根据具有带冲击过滤器44的过滤系统40的发烟制品 10的再一个实施例的剖面图，其包括第一或上游沖击板80和第二或 下游冲击板90。如图6所示，过滤系统40包括由过滤材料构成的第 一或上游芯棒42、冲击过滤器44、以及由过滤材料构成的第二或下游 芯棒46。冲击过滤器44包括具有多个孔口 72的第一或上游沖击板80。 如图7所示，多个孔口 72围绕着第一板80的外周边等距离间隔开。 然而，应该意识到的是，多个孔口 72可以以任何合适的布局间隔开。 如图8所示，在第一或上游板80的下游设置具有中心孔口 92的第二 或下游沖击板90。由过滤材料构成的上游芯棒42和由过滤材料构成的下游芯棒46 每一个具有大致柱体形状，且它们的外径52基本上等于烟丝条20的 外径。优选地，过滤材料是醋酸纤维素材料。然而，过滤材料可以是 碳纤维束或者任何其他合适的过滤材料。对于总长度为大约80mm到 160mm的发烟制品10而言，过滤系统40的总长度通常为大约15mm 到40mm。每一个过滤材料的芯棒42、 46可具有相同长度54，或者 上游芯棒42和下游芯棒46可具有不同长度54。还应该意识到的是， 由过滤材料构成的上游芯棒42和下游芯棒46的长度54可根据过滤材 料中的附加材料(包括活性碳或其他气-汽相吸附剂或添加材料)而变 化。如图6所示，沖击过滤器44包括具有多个孔口 72的上游板80(图 7)和具有中心孔口 92的下游板90 (图8),所述中心孔口 92与下游 板90的外周边等距离。在一个实施例中，上游板80和下游板90的厚 度96 (图9)优选为大约0.5mm到1.5mm，更优选为大约l.Omm。 上游板80和下游板90的外径110优选与由过滤材料构成的上游芯棒 42和下游芯棒46的外径相同。冲击过滤器44的长度47优选为大约 3.0mm到10.0mm,更优选为大约4.0mm到7.0mm。上游板80和下 游板90所分隔开的距离49优选为大约0.5mm到2.5mm,更优选为大 约0.75mm到1.5mm，最优选为大约l.Omm。在一个实施例中，如图6所示，对于外径为大约7.4mm到大约 7.8mm的沖击过滤器44而言，由过滤材料构成的上游芯棒42和由过 滤材料构成的下游芯棒46的外径52为大约6.5mm到8.5mm。另夕卜， 对于总长度为大约80mm到160mm的发烟制品而言，由过滤材料构 成的上游芯棒42和由过滤材料构成的下游芯棒46的长度优选为大约 2.5mm到大约20mm,更优选为大约5mm到10mm，最优选为大约 7mm。此外，对于外径为大约7.5mm的冲击过滤器而言，上游板80 和下游板90的外径110可为大约6.5到大约8.5mm。在使用时，冲击 过滤器44优选地具有低于60mm水柱的吸阻(RTD )。上游板80和下游板90可由具有任何所需厚度的纸、塑料或金属制成。然而，出于降解目的，上游板80和下游板90优选地由纸质品 制成。上游板80和下游板90设置在由优选为醋酸纤维素的过滤材料 构成的上游芯棒42和下游芯棒46之间。另外，上游板80和下游板 90优选是不为吸烟者所看得见的。图7示出了沿图6的线7-7的冲击过滤器44的视图。如图7所示， 上游板80具有多个孔口 72，所述多个孔口 72优选沿着所述板的周边 等距离间隔开。优选地，上游板80包括4到12个孔口 72,更优选地 包括大约8个孔口72。然而，应该意识到的是，可使用任意数量的孔 口 72。上游板80中的孔口 72的数量、以及它们的尺寸和位置取决于 所需的吸阻(RTD)或压降以及沖击过滤器44的效率。应该意识到的是， 也可使用具有多个孔口 72的一块或多块冲击板70。另外，所述一块 或多块冲击板70之间的间隔可由所需的效率来确定。孔口 72的直径 112优选为大约0.2mm到大约0.8mm,更优选为大约0.4mm。图8示出了沿图6中的8-8线的沖击过滤器44的剖面图。如图8 所示，下游板90具有中心定位的孔口 92。该孔口92的直径94为大 约1.0 mm到3.0mm，更优选为大约2.0mm。图9示出了具有过滤系统40的发烟制品10的另 一个实施例的剖 面图，其中发烟制品10通过将至少一块沖击板70结合到过滤系统40 中来使总粒相物(TPM)和焦油量之间的比率最小化。如图9所示，发 烟制品IO包括由发烟材料21构成的烟丝条20和具有一系列通气孔洞 60的过滤系统40。通气孔洞60将穿过发烟制品IO抽吸的烟气稀释。 替代地，如果发烟制品不具有通气孔洞60或者孔洞60被覆盖，则穿 过过滤系统40抽吸的烟气成分(smoke constituents)的浓度较高。 如图9所示的通气孔洞60设置在沖击过滤器44的上游。然而，应该 意识到的是，通气孔洞60在一个替代实施例中可设置在沖击过滤器 44的下游。图9所示的沖击过滤器44包括具有多个孔口 72的上游板80和具 有中心定位的单个孔口 92的下游板90。通过使穿过烟丝条20的炭 (coal)的流量变化最小并且通过使烟丝条20流量和作为过滤系统40的下游端18的出口流量的函数的过滤系统40通气流量平衡 (balancing)，冲击过滤器44的上游侧的通气孔洞或穿孔60使得总 粒相物(TPM)和焦油量之间的比率最小化。当由于过滤系统40中的通 气孔洞或穿孔60而使通气水平增加时，也可减少主流烟气中的例如一 氧化碳(CO)和氧化氮(NO)的气态烟气成分。
图IO示出了与图3类似的包括过滤系统40的发烟制品10的另一 个实施例，所述过滤系统40具有由呈碳纤维束材料形式的过滤材料构 成的上游芯棒42;如图9所示的冲击过滤器44;以及醋酸纤维素的下 游芯棒48。如图10所示， 一系列通气孔洞或穿孔60设在沖击过滤器 44的上游，所述沖击过滤器44包括上游板80和下游板90。如该实施 例所示的碳纤维束上游芯才奉42的长度优选为大约15.0mm到30.0mm， 更优选为大约20mm到25mm。
图11示出了具有过滤系统4 0的发烟制品10的另 一 个实施例的剖 面图，该过滤系统40带有具有上游板80和下游板90的沖击过滤器 44。如图11所示，冲击过滤器44设在通气孔洞或穿孔60的上游(即， 在烟丝条20和通气孔洞60之间)。使用该沖击过滤器44，发烟制品 10内的通气水平随着喷烟量的增加而增加，而且因此使穿过燃烧着的 烟丝条20的炭的气流最小化。随着喷烟量的增加，上游板80使总粒 相物减少，而下游板9(H吏通气增加。
图12示出了图11所示的发烟制品10的再一个实施例，其中通气 孔洞60设置在上游板80和下游板卯的下游。如图12所示，过滤系 统40包括由碳纤维束45构成的上游芯棒42、冲击过滤器44、以及由 醋酸纤维素构成的下游芯棒46。冲击过滤器44包括具有多个孔口 72 的上游板80和具有单个孔口 92的下游板90。上游板80的多个孔口 72的数量优选为2到12个，更优选为4到8个，最优选为4个。多 个孔口 72的直径112优选为大约0.2mm到0.6mm，更优选为大约 0.4mm。单个孔口 92优选同心地或中心地设置在上游板90内，且其 直径94为大约0.5mm到4mm，更优选为大约l.Omm到2.0mm。碳 纤维束的上游芯棒42的长度为大约10mm到20mm，更优选为大约14mm到16mm;冲击过滤器44的总长度为大约0.5mm,上游板80 和下游板90之间的间隔为l.Omm。由醋酸纤维素形式的过滤材料构 成的下游芯棒46的长度为大约10mm到20mm，更优选为大约15mm。 图13示出了图12所示的发烟制品10的上游板80。如图13所示， 上游板80具有多个孔口 72，所述多个孔口 72优选地在上游板80的 周边内等距离间隔开。优选地，上游板80包括2到12个孔口 72，更 优选地为4个孔口72。然而，应该意识到的是，可使用任意数量的孔 口 72。在上游板80中的孔口 72的数量、以及它们的尺寸和位置取决 于所需的吸阻(RTD)或压降以及沖击过滤器44的效率。应该意识到的 是，可使用具有多个孔口 72的一块或多块上游板80。另外， 一块或 多块的上游板80和下游板90之间的间隔可由所需的效率来确定。优 选地，孔口 72的直径74为大约0.2mm到0.8mm,更优选为大约 0.4mm。
图14示出了图12所示的发烟制品10的下游板90。如图14所示， 下游板卯具有中心定位的孔口 92。孑L口 92的直径94为大约l.Omm 到大约3.0mm，更优选为大约2.0mm。
如图13和图14所示，上游板80和下游板90的外径优选与香烟 过滤系统40的外径相同，并由具有所需厚度的塑料、金属、泡沫纤维 素或纸的材料制成。上游板80的孔口 72和下游板90的孔口 92的数 量可以为任意合适的数量，所述孔口的数量以及它们的尺寸和位置适 于为沖击过滤器44提供所需的吸阻(RTD)、压降、通气水平以及 粒相效率。如果使用的上游板80和下游板90多于一块，则上游板80 和下游板卯之间的间隔可根据所需的效率而改变。
图15示出了具有沖击过滤器44的发烟制品10的另一个实施例， 所述过滤系统40包括由过滤材料构成的上游芯棒42、冲击过滤器44、 中空纤维素管式过滤器100、以及由过滤材料构成的下游芯棒46。如 图15所示，沖击过滤器44包括具有多个孔口的上游板80和具有单个 孔口 92的下游板90。中空纤维素管式过滤器100位于沖击过滤器44 和由过滤材料构成的下游芯棒46之间(即，在冲击过滤器44的下游侧)。中空纤维素管式过滤器IOO优选包括带有中心开口或同心开口 102的醋酸纤维素过滤器104。过滤材料104可选地被多孔包装物 (porous wrap) 106包围。过滤材料104还可包括碳或其他合适的材料。
如图15所示，优选地，过滤系统40包括醋酸纤维素束上游芯 棒40,其长度为大约7.0mm;沖击过滤器，其长度为大约5.0mm;具 有与碳混合的醋酸纤维素的过滤材料104的中空纤维素管式过滤器 100，其长度为大约15mm;以及醋酸纤维素束下游芯棒46，其长度 为大约6.0mm到8.0mm，更优选长度为大约7.0mm。
图16示出了具有沖击过滤器44的发烟制品10的另 一个实施例， 所述冲击过滤器44具有上游板80和下游板90。如图17所示，下游 板90涂覆有微密封的香料130。在使用时，在高速烟气沖击下游板90 时，微密封的香料130被释放到烟气流中。由于来自沖击下游板90 的高速烟气的动力和其他相关力，使微密封的香料130释放。
如图16所示，过滤系统40包括碳纤维束上游芯棒42、沖击过滤 器44、以及醋酸纤维素下游芯棒46。沖击过滤器44包括具有多个孔 口 72的上游板80(图18)以及具有单个孔口 92并带有微密封的香料 130的下游板90 (图17)。上游板80的多个孔口 72的数量优选为大 约2到12个，更优选为4到8个，最优选为4个，上游板80的所述 多个孔口 72的直径为大约0.2mm到0.6mm，更优选为大约0.4mm。 单个孔口 92优选同心地或中心地设置在下游板90内，且所述单个孔 口 92的直径为大约0.5mm到4mm，更优选为大约l.Omm到2.0mm。 碳纤维束的上游芯棒42的长度为大约10mm到20mm，更优选为大约 14mm到16mm。沖击过滤器44的总长度优选为大约5.0mm，上游 板80和下游板90之间的间隔优选为大约0.5mm到2.0mm,更优选为 大约l.Omm。由醋酸纤维素形式的过滤材料构成的下游芯棒46的长 度为大约10mm到20mm，更优选为大约15mm。
微密封的香料130可包括任何在受到主流烟气沖击时产生香味的 适合材料。替代地，由于膨胀、蒸发、蒸馏、分解或其他对主流烟气的合适反应，来自主流烟气的热也可使香料130释放出来。香料130 可以是适于在香烟制造中使用的单一成分或多种香料成分，例如薄荷 醇(menthol)和香兰素(vanillin)。替代地，香料130可以是选择 的香气(aroma)，例如薄荷香气、椰子香气、焙烧香气和/或烘焙香 气。然而，可使用几乎任何香味的油或成分。另外，可调节或修改下 游板90上的香料130的浓度以提供所需量的香料。由此，下游板90 上的香料130的浓度可依据吸烟者所需的香气和/或器官感觉的 (organolepic)品质而改变。替代地，香料130可以封装成涂层或薄膜 形式，或者以胶嚢形式封装在外壳壁内，所述胶嚢具有例如环状糊精 (cyclo-dextrine)的合适壳体材料或者其他合适的壳体材料，其中所 述胶嚢位于上游芯棒42或下游芯棒46中。
应该理解的是，前述说明的是优选实施例，因此仅是本制品和制 造该制品的方法的典型代表。应该意识到的是，对于本领域的技术人 员而言，根据上述教导对不同实施方式进行改变和修改是非常显而易 见的。因此，在不脱离所附权利要求所述的制品和方法的精神和范围 的情况下，可以获得示例性实施例以及替代实施例。
权利要求
1. 一种用于发烟制品的过滤系统，包括由过滤材料构成的上游芯棒；冲击过滤器，所述冲击过滤器包括具有至少一个孔口的至少一块板；以及由过滤材料构成的下游芯棒。
2. 如权利要求1所述的过滤系统，还包括上游腔和下游腔，所述 上游腔设在所述由过滤材料构成的上游芯棒和所述沖击过滤器之间， 而且其中所述下游腔设在所述冲击过滤器和所述由过滤材料构成的下 游芯棒之间。
3. 如权利要求l所述的过滤系统，其中，所述沖击过滤器包括具 有多个孔口的上游板和具有中心孔口的下游板，所述多个孔口围绕着 第一板的外周边等距离间隔开。
4. 如权利要求1所述的过滤系统，还包括芯棒包装物，其中所述 芯棒包装物围绕所述由过滤材料构成的上游芯棒和下游芯棒以及所述 沖击过滤器。
5. 如权利要求3所述的过滤系统，其中所述下游板涂覆有微密封 的香料。
6. —种发烟制品，包括 烟丝条；以及根据权利要求1所述的过滤系统。
7. 如权利要求6所述的发烟制品，其中，所述沖击过滤器包括具 有多个孔口的上游板和具有中心孔口的下游板。
全文摘要
一种发烟制品(10)包括过滤器系统，所述过滤器系统包括由过滤材料构成的上游芯棒(42)、冲击过滤器(44)以及由由过滤材料构成的下游芯棒(46)。所述冲击过滤器包括具有至少一个孔口的至少一个板(70)。
文档编号A24D3/04GK101534664SQ200780026424
公开日2009年9月16日 申请日期2007年7月12日 优先权日2006年7月12日
发明者G·约斯, M·布劳恩施泰因, R·W·德怀尔, R·奥莱加里奥, 三 李 申请人:菲利普莫里斯生产公司