滤嘴以及用于制备卷烟滤嘴的方法

专利名称：滤嘴以及用于制备卷烟滤嘴的方法
技术领域：
本发明涉及用于巻烟和类似吸烟制品的滤嘴。
背景技术：
巻烟通常包括烟草杆和连接至烟草杆的滤嘴。吸烟者点燃烟草杆的一端并通过滤 嘴吸入烟雾。 在已知的设置中，例如在英国的专利申请GB-A-2133269中，滤嘴包括包装滤棒的 多孔内部材料层(有时被称为成形纸)。多孔内部材料层位于滤棒和外包装(有时被称为 水松纸)之间。内部材料层被成形为构成从滤嘴的嘴端沿滤嘴的轴线延伸并在滤嘴的烟草 杆端之前终止的多个沟槽。在吸烟时，烟雾被从滤棒的内侧通过内部材料层并沿沟槽吸入。 既由于材料层自身的阻力，同时也由于烟雾在进入沟槽时的突然加速，因此在烟雾经过内 部材料层的地方有逐渐增加的烟雾组份的沉积。 在很多巻烟中，外包装完全包绕巻烟并随后通过沿滤嘴的长度延伸的粘合线被粘 合至自身。粘合过程可以包括沿粘合线施加压力，这可能会导致粘合线下方的内部材料层 中的一些沟槽被破坏并由此被阻塞。这样可能会影响滤嘴的过滤性能以及滤嘴的视觉品 质。

发明内容
本发明的一个实施例提供了一种用于巻烟或其他吸烟制品的滤嘴，包括多孔滤棒 和包绕滤棒的内部多孔材料层。内部多孔材料层被成形为提供多个平行于滤棒轴线延伸的 沟槽。沟槽围绕滤棒的圆周(周向)分布使得至少有两个圆周区域无沟槽。巻烟还具有包 绕内部多孔材料层的外部材料层。 无沟槽区域在巻烟的加工中是很有用的。例如，外部材料层的粘合可以与无沟槽 区域对齐(外部材料层可以通过提供多于一个绕滤嘴的完整包装而被粘合至自身，或者它 也可以被粘合至内部多孔材料层)。这种对齐有助于避免沟槽在加工中被破坏或变形的危 险，因此使得巻烟的滤嘴性质更加可预测。无沟槽区域还可以被用于帮助控制巻烟的吸阻。
沟槽自身通常沿平行于滤棒轴线并沿从滤嘴的嘴端向内的方向部分地延伸。这就 允许沟槽如上所述提供来自烟雾的逐渐增加的沉积。 在一个实施例中，有两个无沟槽区域并且圆周分布具有2级的旋转对称性。这就 允许从巻烟的两侧施加平衡的压力例如用于外部材料层围绕巻烟的胶粘粘合。在另一个实 施例中，有三个无沟槽区域并且圆周分布具有3级的旋转对称性。其他的实施例可以具有 不同数量的无沟槽区域和这些区域的不同分布(并不必须是对称的)。 每个无沟槽区域都可以对着例如在20度到120度之间的圆周角。在一个实施例 中，每个无沟槽区域都对着35度到75度之间的圆周角。具有较大的无沟槽区域能够有助 于降低附近的沟槽在加工期间变形的危险(尽管它也降低了能够被容纳在滤嘴内的沟槽 的数量)。无沟槽区域通常对着的角度是与多个沟槽例如三个或更多个这样的沟槽的尺寸
4相匹配的。 在一个实施例中，滤棒包括醋酸纤维丝束而内部多孔材料层包括纸(不过本领域 普通技术人员可以想到其他合适的材料)。内部多孔材料层被压纹以提供沟槽。该压纹也 可以为内部多孔材料层赋予多孔性。可选地(或另外)，内部多孔材料层的多孔性也可能源 于层材料的固有性质。 在一个实施例中，外部材料层是多孔的以允许通风气流。通过外部材料层的通风 气流可以被设置用于控制滤嘴的吸阻。例如，一些通风气流可以设置成进入滤嘴的沟槽内， 而一些通风气流可以设置成在无沟槽区域进入滤棒内。 滤嘴可以沿滤棒轴线包括一个或多个分段。如果存在多个分段，那么它们可以提 供不同类型的过滤。沟槽(和无沟槽区域)可以被设置在多个分段中的一个或多个分段内。 在一个实施例中，每个沟槽都被包含在单个分段内(否则烟雾将沿沟槽完全从侧面流动通 过该分段)。沟槽可以在不同的分段内沿不同的方向延伸。 本发明的另一个实施例提供了一种用于制备巻烟滤嘴的方法。该方法包括成形内 部多孔材料层以提供多个沟槽并使内部多孔材料层包绕滤棒，使得沟槽平行于滤棒轴线延 伸。该方法进一步包括使外部材料层包绕内部多孔材料层。沟槽环绕滤棒的圆周分布使得 至少有两个圆周区域无沟槽。 在一个实施例中，外部材料层在与内部材料层的其中一个无沟槽区域重合的重叠 部分被粘合至自身。在另一个实施例中，无沟槽区域中的至少一个提供用于将外部多孔材 料层连接至内部多孔材料层的粘合表面。


现参照附图将本发明的实施例仅作为示例进行说明，在附图中类似的部分被标以 对应的附图标记，并且在附图中 图1根据本发明的一个实施例提供了穿过滤嘴的示意性横截面； 图2根据本发明的一个实施例示出了在将外部材料层加至内部材料层时穿过图1
中的滤嘴的示意性横截面； 图3a根据本发明的一个实施例示出了具有通风气流的巻烟的示意图； 图3b至3d根据本发明的一个实施例示出了以不同角度穿过图3a中的巻烟的三
个纵向截面； 图4根据本发明的一个实施例示出了多分段的滤嘴。
具体实施例方式
图1根据本发明的一个实施例示出了用于巻烟或装有类似滤嘴的其他吸烟制品 的滤嘴1的示意图。滤嘴包括过滤材料例如醋酸纤维素(或任意其他合适的材料)构成的 中心棒2。醋酸纤维素材料可以被浸渍处理或者以其它方式被提供其他的过滤材料例如碳。
同轴地设置在滤棒2外侧的是包装滤棒2的内部材料层3 (例如成形纸)和包装 内部材料层的外部材料层4(例如外部成形纸)。图l中示出的实施例还包括包装外部材料 层4的又一层5 (例如巻烟/水松纸)。 内部材料层3被压纹或以其他方式成形以限定平行于滤棒的主轴延伸的一组沟
5槽12A， 12B等。每个沟槽都在内部材料层3的外表面和外部材料层4的内侧之间限定一个
小的气隙。相比之下，由于过滤材料2变形以匹配沟槽的结构，因此在内部材料层的内表面
上并无气隙。(要注意的是为了清楚起见，沟槽的径向范围在图1中有所夸大。) 内部材料层3是多孔的以允许烟雾和空气从滤棒2向外流过内部材料层3并流入
沟槽内。如前所述，在烟雾经过内部材料层的地方有逐渐增加的烟雾组份的沉积。这一部分
是由于层材料自身相对较强的过滤效果，还有一部分是由于烟雾和空气在进入沟槽时的突
然加速。在一些实施例中，内部材料层3的多孔性可能是纸张制备过程中的固有结果。在
其他的情况下，多孔性可能是由内部层材料的压纹造成了非常微小的裂纹的结果。 沟槽12绕滤棒2具有特定的圆周分布。该圆周分布包括至少两个没有沟槽的区
域6，7。在这两个没有沟槽的区域6，7之间是两个对应的沟槽区域。在图1的实施例中，沟
槽区域密集地具有连续的、基本上等间距和等尺寸的沟槽。在其他的实施例中，可以有更多
的无沟槽区域_例如有三个或四个这样的区域。 图1中的无沟槽区域的尺寸用角度e表示，其代表无沟槽区域7对着滤棒中心轴 的角度(弧度)。无沟槽区域的由角度e表示的尺寸对应于多个沟槽，例如可能是三个或 更多个沟槽。类似地，沟槽区域的尺寸对应于绕圆周的多个(连续)沟槽。通常，沟槽区域 要大于无沟槽区域。 图2是根据本发明的实施例在加工图1的滤嘴1中的一个阶段的示意图。具体地， 图2示出了将外部材料层4固定至滤棒2的方式，滤棒2被假定已经包装有内部材料层3。 在该实施例中，粘合线在外部材料层的区域20处被加至外部材料层4的外表面。要注意的 是外部材料层的该区域20与内部材料层3的无沟槽区域6重合(位于其上方)。
外部材料层4被成形为使得在外部材料层绕滤棒的圆周延伸超过一周的地方有 一个重叠部分8。该重叠部分8被压向表面20以允许粘合剂将两个表面(8和20)粘合在 一起。在该粘合过程期间向外部材料层4的胶粘部分20的相对侧施加反向平衡的压力也 可能是适当的。外部材料层的该相对侧在图2中用区域22表示，并且也位于另一个无沟槽 区域7的上方。 一旦胶粘粘合已经完成，外部材料层4就将内部材料层3和过滤材料2固 定就位。应该理解可以用与外部材料层4相同的方式，包括如果需要的话在与无沟槽区域 6和/或7对齐的位置施加压力，来添加更多的层例如外部巻烟纸包装5。
如果内部材料层3不具有无沟槽区域6和7，那么外部材料层下的有沟槽的表面 20和/或表面22可能就会在胶粘和粘合过程期间被所施加的压力破坏或变形。作为对比， 通过提供分别与表面20和表面22对齐的无沟槽区域6和7，就避免了这种危险。由此无沟 槽区域6， 7就能够将外部材料层4加至内部材料层3同时避免(或者至少是减少)沟槽的 任何破坏或变形。这就导致滤嘴的整体性质更加稳定，并且也避免了内部材料层的不好看 的变形。 应该理解，可以有其他的方法来将外部材料层4和/或内部材料层3加至滤嘴。 例如，在外部材料层内可以没有重叠部分8，而是可以将外部材料层直接粘合至内部材料层 (而不是粘合至自身)。内部材料层和外部材料层之间的这种粘合(其中粘合剂被加至内 部材料层的外表面和/或外部材料层的内表面)同样能够与用于内部材料层的其中一个无 沟槽区域重合以降低或者避免对于沟槽的风险。还应该注意的是在此情况下，内部材料层 的平坦部分提供了比沟槽区域更好的用于粘合的表面。
在图l和2的实施例中，有两个径向彼此相对设置的无沟槽区域6和7(这对应于 2级的旋转对称性)。这允许将压力相等地施加至巻烟地两侧以如上所述地粘合外部材料 层。但是，也可以使用其他结构的无沟槽区域。例如，无沟槽区域可以被每隔120°地分布 (对应于3级的旋转对称性)。这就允许在围绕滤嘴圆周的三个位置施加压力，其同样能够 被用于粘合外部材料层而无需移动巻烟。 应该理解滤嘴的其他实施例可以具有不同数量的无沟槽区域和/或不同分布的 无沟槽区域。例如，围绕滤嘴的无沟槽区域可以具有彼此不同的尺寸，和/或无沟槽区域的 位置可以是不对称或不规则的。 如图1中所示，无沟槽区域7对着滤棒中心处的角度e 。在角度e的大小被增加 时，这就使得在如上所述的外包装的胶粘粘合期间更容易避免沟槽的破坏和变形。但是，增
加角度e的大小也限制了能够被提供用于过滤目的的沟槽的数量和尺寸。相反地，如果无 沟槽区域对着相对较小的角度e ，这可能就使得更加难于避免沟槽的破坏或变形(原因在 于施加的任何压力都将更加接近沟槽)，但是这确实允许滤嘴容纳更多的沟槽。角度e最
为通常地是处于20度到120度之间，而在一些实施例中是处于35度到75度之间-例如大 约为40度或50度。 图3A示出了由烟草杆32和滤嘴33构成的巻烟31。烟雾30从燃烧区域30被吸 取通过烟草杆并进入滤嘴33内。滤嘴33的外包装是多孔的以允许通风空气35从巻烟外侧 进入到巻烟滤嘴内。该多孔性可以由外包装内的一组或多组孔40提供(如图3A中所示) 和/或由外包装自身的固有性质提供。通过外包装进入的通风空气35将离开巻烟嘴端的 烟雾34冲淡。通风气流35的量也会影响巻烟的吸阻，也就是增大通风气流倾向于降低吸 阻。吸阻是巻烟的一种重要的消费属性。 如图3B中所示，滤嘴33包括过滤材料例如醋酸纤维丝束构成的中心棒2。滤嘴 33也如上所述设有沟槽12，位于内包装和外包装之间。来自烟草杆32的部分烟雾36在嘴 端处离开巻烟之前要通过中心过滤材料，如图34B所示，同时其余的烟雾通过内包装并进 入沟槽12内，如箭头36A和36B所示。这些烟雾随后在嘴端处离开巻烟之前沿沟槽行进， 如箭头34A所示。 图3B，3C和3D示出了用于通风孔40和沟槽12的相对定位的三种不同结构。在 图3B中，如上所述，通风孔40与沟槽12对齐。因此，通风气流35通过通风孔40进入到沟 槽12内并随后在巻烟的嘴端处离开之前直接沿沟槽12向下行进。图3C示出了通风孔40 转而与无沟槽区域对齐的情况。在此情况下，通风气流35通过通风孔40并通过内部材料 层进入到滤棒2的主体内。通过内部材料层的通道可以依赖于内部材料层固有的多孔性， 或者内部材料层可以设有与外部材料层中的孔40对齐的孔或洞。通风气流35随后与流过 中心滤棒的主烟雾混合。图3D示出了有沟槽12但是没有通风孔的情况。在此情况下，烟 雾从滤棒2行进到沟槽12内，如箭头36A和36B所示。但是，没有通风气流35进入到沟槽 12内。 如果通风孔40被设置成使其直接开向沟槽12内，如图3B中所示，那么吸阻就相 对较低。但是，如果通风孔被设置成避开沟槽部分(也就是与内部材料层的无沟槽区域重 合)，如图3C中所示，那么吸阻就相对较高。用于吸阻的中间值可以通过将部分通风孔与沟 槽对齐，并将部分通风孔与无沟槽区域对齐而获得。因此，通风孔相对于无沟槽区域的定位
7就提供了另一个参数，与通风孔的总数量和尺寸相结合，就能够用于帮助控制吸阻。应该理 解这种机动性和控制在没有无沟槽区域时并不存在(原因在于没有无沟槽区域的话，所有 的通风孔都是与沟槽对齐的)。而且，如果没有无沟槽区域，结果使得部分沟槽在加工期间 很容易被破坏或变形，那么沟槽自身就会使其难于实现对巻烟吸阻的良好控制(无论巻烟 是否被设计为具有任何的通风气流)。 图4示出了更为复杂的滤嘴33，其包括三个分段48， 50和49。第一滤嘴分段是有 沟槽的。第二分段50由不同的过滤材料例如活性碳或类似材料构成。第三分段49类似于 第一滤嘴分段48，但是具有的沟槽沿相反的方向延伸(从烟草端部分地朝向嘴端)。由此 来自烟草杆32的部分烟雾46通过滤嘴49的中心部分，如箭头46B所示，而其他的烟雾在 流入主过滤材料之前先通过滤嘴分段49的沟槽12，如箭头46A所示。烟雾随后通过中间分 段50，并随后通过最终分段48 (其运行如上参照图3所述)。 滤嘴分段48和/或滤嘴分段49设有包括至少两个无沟槽部分的沟槽圆周分布， 如上参照图1-3中示出的滤嘴所述。另外，如果需要，图4中的滤嘴33可以设有通风孔40。
要注意的是将滤嘴分段48作为分段49的镜像分段通常在加工过程中是有利的。 具体地，具有沿中心部分延伸的沟槽的滤棒可以被对切，其中左半部分最终作为用于一根 巻烟的分段49，而右半部分最终作为另一根巻烟中的分段48。 尽管目前介绍过的各种滤嘴是使用了用于内包装的压纹纸加工的以用于提供所 需的沟槽，但是本领域普通技术人员应该理解也可以使用其他的方法代替。例如，一种可能 的方法是围绕过滤材料包装平坦的内部成形纸。滤棒随后被输送通过被切割或模制为具有 所需沟槽形状(包含无沟槽区域)的成形机或模具。滤棒在经过成形机/模具时(例如通 过加热成形机/模具自身)被加热，由此导致滤嘴将成形机/模具的沟槽形状保留下来。
可以对上述的实施例进行各种其他的变形而并不背离本发明的保护范围。例如， 在本发明的一些实施例中，沟槽可以沿滤嘴的整个长度延伸，或者沿滤嘴的中间部分延伸， 或者具有任意合适的结构。本领域普通技术人员可以想到很多进一步的可行修改和变形。 因此，本发明的保护范围应由所附权利要求及其等价形式确定。
权利要求
一种用于卷烟或其他吸烟制品的滤嘴，包括多孔滤棒，和包绕滤棒的内部多孔材料层，内部多孔材料层被成形为提供多个平行于滤棒轴线延伸的沟槽，沟槽围绕滤棒的圆周分布使得至少有两个圆周区域无沟槽，以及包绕内部多孔材料层的外部材料层。
2. 如权利要求l所述的滤嘴，其中有两个无沟槽区域并且圆周分布其有2级的旋转对称性。
3. 如权利要求l所述的滤嘴，其中有三个无沟槽区域并且圆周分布具有3级的旋转对称性。
4. 如权利要求1或2所述的滤嘴，其中 每个无沟槽区域都对着20度到120度之间的圆周角。
5. 如权利要求l所述的滤嘴，其中 每个无沟槽区域都对着35度到75度之间的圆周角。
6. 如权利要求1至5中的任意一项所述的滤嘴，其中滤棒包括醋酸纤维丝束。
7. 如权利要求1至6中的任意一项所述的滤嘴，其中内部多孔材料层包括纸。
8. 如权利要求7所述的滤嘴，其中 内部多孔材料层被压纹以提供沟槽。
9. 如权利要求8所述的滤嘴，其中 内部多孔材料层的压纹为内部多孔材料层赋予多孔性。
10. 如以上权利要求中的任意一项所述的滤嘴，其中外部材料层是多孔的以允许通风 气流。
11. 如权利要求10所述的滤嘴，其中 通过外部材料层的通风气流用于控制滤嘴的吸阻。
12. 如权利要求ll所述的滤嘴，其中一些通风气流进入沟槽内，而一些通风气流进入无沟槽区域内。
13. 如以上权利要求中的任意一项所述的滤嘴，其中外部材料层到滤嘴的胶粘粘合是 与无沟槽区域中的至少一个对齐。
14. 如以上权利要求中的任意一项所述的滤嘴，其中 沟槽沿平行于滤棒轴线的方向部分地延伸。
15. 如以上权利要求中的任意一项所述的滤嘴，其中 滤嘴沿滤棒轴线包括多个分段并且每个沟槽都被包含在单个分段内。
16. 如以上权利要求中的任意一项所述的滤嘴，其中 至少一些沟槽从滤嘴的嘴端向滤嘴的烟草杆端延伸。
17. 如以上权利要求中的任意一项所述的滤嘴，其中至少一些沟槽从滤嘴的烟草杆端 向滤嘴的嘴端延伸。
18. —种巻烟，包括烟草杆以及如以上任意一项权利要求所限定的滤嘴。
19. 一种用于制备用于巻烟或其他吸烟制品的滤嘴的方法，包括成形内部多孔材料层以提供多个沟槽，使内部多孔材料层包绕滤棒，使得沟槽平行于滤棒的轴线延伸， 使外部材料层包绕内部多孔材料层，其中沟槽环绕滤棒的圆周分布使得至少有两个圆周区域无沟槽。
20. 如权利要求19所述的方法，其中外部材料层在其与内部材料层的无沟槽区域之一 重合的重叠部分被粘合至自身。
21. 如权利要求19所述的方法，其中无沟槽区域中的至少一个提供用于将外部多孔材料层连接至内部多孔材料层的粘合 表面。
全文摘要
一种用于卷烟的滤嘴(1)，包括多孔滤棒(2)和包绕滤棒的内部多孔材料层(3)。内部多孔材料层被成形为提供多个平行于滤棒轴线延伸的沟槽。沟槽围绕滤棒的圆周分布使得至少有两个圆周区域无沟槽。滤嘴还包括包绕内部多孔材料层的外部材料层(4)。
文档编号A24D3/04GK101772312SQ200880101770
公开日2010年7月7日 申请日期2008年7月25日 优先权日2007年8月3日
发明者P·R·怀特 申请人:英美烟草(投资)有限公司