具有减少的侧流烟气的吸烟制品的制作方法

本发明涉及一种吸烟制品，其包含烟丝条和过滤器元件。

背景技术：

例如香烟的可燃吸烟制品大体上包括由包装纸围绕的切碎烟草(通常以切丝填料的形式)，以形成圆柱形烟丝条和圆柱形过滤器，所述圆柱形过滤器以端对端对接关系与经包装烟丝条轴向对准。圆柱形过滤器通常包括由成型纸包围的过滤材料。常规地，经包装烟丝条和过滤器由一束接装纸接合。香烟通过在其一个端部点燃且燃烧切碎烟丝条而由消费者采用。消费者接着通过在香烟的相对端(口端或过滤器端)抽吸而接纳主流烟气。

本发明还提出了一种在其过滤器区段的口端处具有空腔的吸烟制品。另外，还已知将适于限制主流烟气流动的元件并入到过滤器区段中。

在吸烟制品中，随着可燃基质在吸抽之间持续燃烧(或，在加热烟草，在吸抽之间加热气溶胶形成基质的那些吸烟制品中)，可形成烟气，从而当用户不在吸烟制品上吸抽时产生可见侧流烟气。这在社交时令人反感，因为持续燃烧的吸烟制品在消费者周围散发不希望的烟气。

期望的是提供具有减少的侧流烟气的吸烟制品。另外，期望的是提供此吸烟制品的同时确保令消费者满意的rtd值、空气流和co水平。另外，期望的是提供能够减少用于制造吸烟制品的烟草切丝填料的使用的吸烟制品。

技术实现要素：

因此，本发明提供包括烟丝条和连接到烟丝条的过滤器的吸烟制品。过滤器包括限流器。吸烟制品进一步包括在沿着所限流器下游的过滤器的部位处的通气区。烟丝条的直径为从约5mm到约8.5mm，烟丝条内烟草充填密度为从约180毫克/立方厘米到约280毫克/立方厘米，且烟丝条的长度为从约15mm到约45mm。另外，烟丝条由具有小于约20考斯特(coresta)单位透气性的包装纸包围。

术语“上游”和“下游”在本文中用以描述吸烟制品的元件或元件的部分关于消费者在使用吸烟制品期间抽吸吸烟制品的方向的相对位置。如本文中所描述吸烟制品包括下游端和相对的上游端。在使用时，消费者在吸烟制品的下游端抽吸。另外被描述为口端的下游端是另外可被描述为远端的上游端的下游。

表述“吸烟制品的总长度”贯穿本说明书用以指形成吸烟制品的各种组件的长度的总和。因此，表述“吸烟制品的总长度”应被理解为基本上是指纵向测得的烟丝条的长度和过滤器的长度的总和。实际上，还可在吸烟制品的上游端与吸烟制品的口端之间测得“吸烟制品的总长度”。

“考斯特单位”为片材的透气性的单位，其对应于在1.00kpa的测量压力下穿过测试材料的1平方厘米表面积的空气流(立方厘米/分钟)。测量压力为测试材料的两个面之间在测量期间的压力差。因而，对应于考斯特单位的单位为1.00kpa下的立方厘米/分钟/平方厘米(cm³min^-1cm^-2)。用于确定供用于本发明中的片材透气性的合适方法描述于iso标准2965:2009中。

使用下式计算测试件的透气性，以考斯特单位(cu)为单位：

cu＝[q/a]x[1/d]

其中q为穿过测试件的所测量空气流，单位为立方厘米/分钟，a为测试件的表面积，单位为平方厘米，且d为跨越测试件的两个表面的压力差的实际测量，单位为千帕。

另外，术语“基本不透气”贯穿本说明书用以描述香烟包装纸，其允许通过使环境空气进入到烟丝条和过滤器中而使主流烟气稀释度小于5％。。基本上不透气的片材可以是无孔的。基本上不透气的片材可视情况包含穿孔。实际上“基本上不透气的包装纸”具有小于20考斯特单位的透气性，优选地小于10考斯特单位，且更优选地小于5考斯特单位。在一些优选的实施例中，基本不透气的包装纸的透气性可能具有1考斯特单位的下限值。

根据本发明，缩短的烟丝条由具有极低透气性的包装纸形成和包围。这与已知的吸烟制品和标准香烟，例如参考香烟3r4f(美国肯塔基大学)形成对比。另外，包含限流器元件的过滤器附接到缩短的烟丝条。通气区设置于在限流器下游的部位处的过滤器中，使得当消费者在吸烟制品上吸抽时环境空气可被抽吸到过滤器中。相比之下，在上游端处，尤其当消费者不在吸烟制品上吸抽时基本上防止环境空气进入非通气的烟丝条。

由于使用低透气性香烟包装纸，减少或基本上抑制了吸抽之间烟丝条的持续无焰燃烧。继而，相比于当前市场上的吸烟制品，侧流烟气的形成显著减少。这种配置的有利之处还在于，由于在消费者进行吸抽的时间段中较少量的烟草经燃烧以形成侧流烟气，因此预期提供与当前市场上的标准吸烟制品相同的吸抽次数的吸烟制品可以用比标准吸烟制品更少量的烟草制造。

由于较少量的环境空气在烟丝条燃烧期间进入烟丝条，因此所产生的一氧化碳(co)的量可能相对于标准吸烟制品增加。为了抵消这种效应，本发明的吸烟制品在过滤器中提供限流器，其在过滤器的管段中且与下游通气区组合。已经发现通过相对于吸烟制品的总长度调整烟丝条的长度，吸烟制品的抽吸阻力(rtd)、co和焦油水平可经调适以满足消费者且满足规定标准。

在实验期间中，已发现如果连续吸抽之间的时间过长，那么根据本发明的吸烟制品以与自熄式吸烟制品相当的方式表现。与市场上的继续阴燃且产生侧流烟气的标准吸烟制品相比，本发明的吸烟制品倾向于停止燃烧。为保持常规吸烟制品燃烧，吸抽之间的平均时间为约20到60秒。因此，相比于比在常规吸烟制品上，消费者可选择在根据本发明的吸烟制品上更频繁地吸抽。在此状况下，相比于常规吸烟制品，消费者将在更短的时间段内进行相同次数的吸抽，约8到9次吸抽，从而产生快速吸烟体验，估计总共约4到5分钟。如果消费者不进行频繁吸抽，那么本发明的吸烟制品开始缺少氧气来支持燃烧且开始自熄。因此，可能需要再次点燃本发明的吸烟制品，结果，消费者将进行与标准吸烟制品基本相同的吸抽次数，但是在每次吸抽之间停顿时间更长。在任一情况下，由于在吸抽之间的燃烧基本上被抑制，很少或者根本没有浪费烟草来形成侧流烟气。因此，与标准香烟中燃烧的约60mg的烟草相比，本发明的吸烟制品中的吸抽之间燃烧的烟草的量在约6到约15mg之间。本发明的吸烟制品中的吸抽之间燃烧的烟草的量为标准香烟的约10％到25％。

为了模拟吸烟制品的消费者吸烟，在iso条件下(例如，每60秒一次，每次吸抽35ml持续2秒)对吸烟制品进行标准吸烟测试。在iso测试方法中，在通气区充分打开的情况下吸抽吸烟制品。

在根据本发明的吸烟制品中，装入本发明的每个吸烟制品中的烟草的量类似于标准香烟的量，其范围从约180毫克/立方厘米到约280毫克/立方厘米，优选地从约220毫克/立方厘米到约265毫克/立方厘米。

在一些实施例中，烟丝条的直径为从约5mm到约7mm且烟丝条的长度为从约35到约45mm。在特别优选的实施例中，烟丝条的直径为约5.4mm且烟丝条的长度为约42mm。尤其希望向消费者提供一种吸烟制品，其具有缩短的‘超细’香烟的视觉效果，同时呈现上文所描述的创新燃烧特性。

在替代实施例中，烟丝条的直径为从约7mm到约8mm且烟丝条的长度为从约15mm到约25mm。在特别优选的实施例中，烟丝条的直径为约7.8mm且烟丝条的长度为约20mm。尤其希望向消费者提供一种吸烟制品，其具有缩短的‘标准’香烟的视觉效果，同时呈现上文所描述的创新燃烧特性。

在其它替代实施例中，烟丝条的直径为从约7.5mm到约8.5mm且烟丝条的长度为从约12mm到约22mm。在特别优选的实施例中，烟丝条的直径为约8.4mm且烟丝条的长度为约17mm。尤其希望向消费者提供一种吸烟制品，其具有缩短的“大容量”香烟的视觉效果，同时呈现上文所描述的创新燃烧特性。

在根据本发明的吸烟制品中，烟丝条由具有极低透气性，即小于约20考斯特单位的渗透性的包装纸包围。优选地，包装纸具有小于约10考斯特单位的透气性。优选地，包装纸具有小于约5考斯特单位的透气性。换句话说，优选地，包装纸是基本上不透气的。

在优选的实施例中，包装纸由例如赛璐玢(英国威格顿的英诺薄膜(innoviafilms)公司)等对空气和水呈现低渗透性的较薄、透明再生纤维素膜制成。使用赛璐玢的有利之处不仅在于其提供了理想的低透气性水平，而且由于其在存在热的情况下，例如在使用燃烧的煤的情况下收缩。因此，当时点燃吸烟制品且吸烟时，赛璐玢包装纸围绕烟丝条的上游端略微收缩，以呈现子弹形状。不希望受理论束缚，将其理解为进一步减少可供环境空气进入吸烟制品的可渗透表面积，且因此进一步阻碍阴燃和侧流烟气的形成。另外，由于赛璐玢是透明的，因此可提供允许消费者看到烟丝条内的烟草材料的吸烟制品。

作为替代方案，包装纸可由适于基本上防止环境空气进入包围的烟丝条中的任何其它材料制成。实际上，包装纸可由透气性与赛璐玢基本上相当的其它专用纸制成。

借助于实例，包装纸可由基本上无孔的纸或已使用盐处理适于降低其燃烧速率的纸或装填有阻燃剂的纸制成。实际上，包装纸可包括基部幅材和例如通过印刷施加到基部幅材的适于降低其静态燃烧速率的一层或多层附加材料。可使用适合于降低包装纸的静态燃烧速率的各种盐，例如碱金属盐。

另外或作为替代方案，可使用适于降低基部幅材的孔隙度和透气性的附加材料来处理(例如，印刷)基部幅材。在一些实施例中，可使用包含防皱剂的含水或不含水淀粉溶液来处理(例如，印刷)基部幅材。在其它实施例中，可使用包括碳酸钙(或白垩)颗粒、淀粉和防皱剂的混合物的含水或不含水溶液来处理(例如，印刷)基部幅材。可以使用许多类型的淀粉，木薯淀粉是优选的淀粉组分。类似地，可使用许多类型的碳酸钙颗粒。各种防皱剂适合于达到本文中所描述的所要特性。具体地说，防皱剂可选自由丙三醇、丙二醇和1,2丙二醇组成的群。因此，包装纸的透气性可有利地调适成小于约20考斯特单位。因此，为了本发明的目的，这些包装纸有利地基本上表现为赛璐玢。

烟丝条通常包括由包装纸包围的烟草装料。烟丝条可包括任何合适形式的任何合适类型的烟草材料或烟草替代品。优选地，烟丝条包含烤烟、白肋烟、马里兰烟、东方烟草、珍贵烟草、特殊烟草或其任何组合。优选地，烟草以如下形式提供：烟草叶片、例如体积膨胀或膨化烟草等处理过的烟草材料、例如经切割滚压或经切割膨化的梗等处理过的烟草梗、再造烟草材料、其混合物等等。在优选的实施例中，烟草呈切丝填料的形式，也就是说，呈切割成从约2.5mm到约1.2mm的范围内或甚至约0.6mm的宽度的碎片或细条的形式。优选地，细条的长度在从约6mm到约75mm的范围内。

优选地，烟丝条的长度小于吸烟制品的总长度的约50％。更优选地，烟丝条的长度小于吸烟制品的总长度的约40％。

由于存在限流器元件，在根据本发明的吸烟制品中，使主流烟气转向以流动通过具有减少的横截面积的通路。因此，限流器有利地将rtd增加到消费者可接受的水平。

在根据本发明的吸烟制品的一些实施例中，过滤器包括段，所述段包括界定在过滤器的口端处的空腔的中空管，和安置于空腔中的限流器。在另一实施例中，除中空管段之外，过滤器还可包括一个或多个额外段。因此限流器元件可布置于由中空管段界定的空腔中。在这些实施例中，限流器使空气流和烟气转向朝向中空管的周界且导引空气流和烟气以围绕限流器流动。

作为替代方案，限流器元件可布置在过滤器的一段过滤材料内。借助于实例，过滤材料可围绕在限流器元件的所有侧上。

限流器可以是实心的或可包括壳体和芯材。芯材可以是空的。限流器可具有任何合适的形状。举例来说，限流器可以是基本上卵形、椭圆形、球形、圆柱形、棱柱形或泪滴形。然而，在优选的实施例中，限流器为基本上球形。球形限流器易于制造且由于其是径向对称的，因此其在中空管内的定向不重要。

限流器优选地包括不透气材料。表述“不透气材料”贯穿本说明书用于意指不允许流体，尤其是空气和烟气穿过材料中的空隙或孔隙的材料。如果限流器包括不可渗透空气和烟气的材料，那么通过过滤器抽吸的空气和烟气被迫围绕限流器流动且穿过减小的横截面的通路。

中空管段具有外径和内径。在一些实施例中，限流器的至少一个横截面尺寸优选地大于中空管的内径，使得限流器与中空管接合，以固持于中空管中。在限流器是基本上球形的情况下，限流器的至少一个横截面尺寸是球形限流器的直径。

可选择中空管中限流器的中心的纵向位置，以调整rtd的水平。举例来说，限流器的中心的纵向位置可距过滤器的口端至少约6mm。在此上下文中，限流器的“中心”是指安置成最接近于过滤器的下游端的限流器的部分与安置成最接近于过滤器的上游端的限流器的部分之间的中点。

在其它实施例中，限流器可包括跨中空管段延伸的横向屏障，至少一个孔设置于横向屏障中，以供主流烟气流动通过。因此，使主流烟气转向以流动通过具有减少的横截面积的通路，rtd因此增加到消费者可接受的水平。

优选地，限流器包括：第一上游整体管状部分；第二下游整体管状部分，其具有与第一管状部分基本上相同的外径；以及第三中心整体管状部分，其位于第一管状部分与第二管状部分之间，相比于第一管状部分和第二管状部分，第三管状部分具有减小的外径。具有至少一个孔的横向屏障安置于至少部分地由第一管状部分的内周界所界定的第一上游空腔与至少部分地由第二管状部分的内周界所界定的第二下游空腔之间。更优选地，横向屏障跨第三中心整体管状部分延伸。

限流器可能能够产生至少约150mmh2o(约1470帕)，优选地至少约200mmh2o(约1960帕)，甚至更优选地至少约250mmh2o(约2450帕)的rtd。替代地或另外，限流器可能能够产生小于约500mmh2o(约4900帕)，优选地低于至少约400mmh2o(约3920帕)，甚至更优选地小于约350mmh2o(约3430帕)的rtd。在一些优选的实施例中，限流器产生在近似150mmh2o(约1470帕)与400mmh2o(约3920帕)之间的rtd。在一些特别优选的实施例中，限流器产生近似325mmh2o(约3185帕)的rtd。

由限流器产生的rtd可评定为在如iso3402中所定义的测试条件下必须施加到含有具有限制器的中空管的过滤器区段的输出端的负压，以便维持17.5ml/s的恒定体积的空气流通过过滤器区段，从而阻挡任何通气。在本申请的上下文中，如果过滤器包括除含有具有限制器的中空管的一个过滤器段外的任何过滤器段，那么在实行测量之前移除那些过滤器段。

优选地，中空管段的壁厚为至少约90微米。更优选地，中空管段的壁厚为至少约100微米。或者或另外，中空管段的壁厚为小于约140微米。优选地，中空管段的壁厚为小于约130微米。在一些优选的实施例中，中空管段的壁厚为从约90微米到约140微米，优选地从100微米到130微米。

中空管可包括任何合适的材料或多种材料。在一些优选的实施例中，中空管可包括选定以提供所要rtd水平的过滤器材料。适合材料的实例包含但不限于醋酸纤维素、纤维素、重组纤维素、聚乳酸、聚乙烯醇、尼龙、聚羟基丁酸酯、例如淀粉等形成为开放单元泡沫的热塑性材料，及其组合。过滤器中的全部或部分可包含活性碳。过滤器可包含胶粘剂或塑化剂或其组合，以帮助将限流器保持于中空管中。这还有助于在制造期间将限流器插入到中空管中。过滤器材料可以是可压缩的，以允许限流器插入到中空管中。

优选地，中空管的过滤器材料具有低颗粒效率。优选地，中空管包括在近似1.5单丝纤度(dpf)和近似12.0dpf之间的纤维。在优选的实施例中，中空管包括近似3.3dpf的中等直径纤维。优选地，中空管包括在近似15000总旦尼(td)与近似50000td之间的纤维。在优选的实施例中，中空管包括近似44000td的中等直径纤维。

作为替代方案，中空管可优选地由纸材料形成。更优选的是，中空管段由多层重叠的纸层形成，例如多层平行卷绕的纸层或多层螺旋卷绕的纸层。由多层重叠的纸层形成的中空管段可有助于改进对塌陷或变形的抗性。

优选地，中空管段包括至少两层纸层。替代地或另外，中空管段优选地包括少于十一层纸层。

用于由多层卷绕纸层形成管段的示例性方法包括围绕圆柱形心轴以重叠方式包装多个基本上连续的纸条。以平行方式或螺旋方式包装所述条，以便在心轴上形成基本上连续的管。所形成的管可例如使用橡胶带围绕心轴转动，使得纸层连续抽出且围绕心轴包装。随后可将所形成的管切成心轴下游所需的长度。

过滤器可进一步包含包围包括中空管的段的过滤器包装纸。过滤器包装纸为中空管提供强度和结构刚度。这降低了中空管将在将限流器插入到中空管中时变形或受损的可能性。这同样降低了中空管围绕限流器放置在中空管内部的区域在其外表面上变形的可能性。优选地，如果过滤器包含一个或多个额外过滤器元件，那么中空管和一个或多个额外过滤器元件以过滤器包装纸外包。

过滤器包装纸可包括任何合适的材料。优选地，过滤器包装纸是硬度增大的成型纸，例如包括硬质纸或卡纸板。硬质纸或卡纸板优选地具有大于约60克/平方米的基本重量。硬质过滤器包装纸提供高结构刚度。过滤器包装纸可包含接缝，所述接缝包含一条或多条胶粘剂线。优选地，接缝包含两条胶粘剂线。这降低了过滤器包装纸将在将限流器插入到中空管中时裂开的可能性。一条胶粘剂线可包括热熔的胶粘剂。一条胶粘剂线可包括聚乙烯醇。

优选地，过滤器具有至少约15mm的长度。甚至更优选地，过滤器具有至少约18mm的长度。或者或另外，过滤器具有优选地小于约40mm，甚至更优选地小于约35mm的长度。在一个实施例中，过滤器具有约27mm的长度。在过滤器不包括除中空管段外的额外组件的情况下，过滤器的长度与中空管段的长度一致。

在根据本发明的吸烟制品中，通气区设置在沿着限流器下游的过滤器的部位处。在包括界定空腔的中空管段的实施例中，通气区与空腔连通。结合限流器，通气产生所要的rtd水平。优选地，通气区包括被设置为穿过中空管段的至少一行周向穿孔。在一些优选的实施例中，通气区包括被设置为穿过中空管段的两行周向穿孔。举例来说，穿孔可在制造吸烟制品期间在生产线上形成。优选地，每行周向穿孔包括8到30个穿孔。

优选地，尤其在限流器安置于中空管中以便使空气流和烟气转向朝向中空管的周界且经导引以围绕限流器流动的实施例中，至少一行周向穿孔在限流器的中心下游至少约1mm处。更优选地，至少一行周向穿孔在限流器的中心的下游至少约3mm处。最优选地，通气区放置在限流器的下游，使得通气空气引入到限流器的下游的中空管内所界定的空腔中。这实现了通过穿孔抽吸的环境空气与流动通过过滤器的空气和烟气混合物的最佳混合。

以对应的方式，在限流器包括跨中空管延伸的横向屏障的实施例中，至少一行周向穿孔在横向屏障的下游至少约1mm处。更优选地，至少一行周向穿孔在横向屏障的下游至少约3mm处。最优选地，通气区放置在横向屏障的下游，使得通气空气引入到横向屏障的下游的中空管内所界定的空腔中。

优选地，通气区位于过滤器的口端的上游至少约2mm处。更优选地，通气区位于过滤器的口端的上游至少约5mm处。这有利地使得消费者在用他或她的嘴唇叼住吸烟制品时阻塞通气区的可能性较小。优选地，通气区位于过滤器的口端的上游至少约10mm处。

此外，或作为替代方案，通气区优选地位于过滤器的口端的上游小于约20mm处。更优选地，通气区优选地位于过滤器的口端的上游小于约15mm处。在一些优选的实施例中，通气区优选地位于过滤器的口端的上游约2到20mm处。在一些更优选的实施例中，通气区优选地位于过滤器的口端的上游约10到约15mm处。这提供适当的中空管长度以供通气空气和主流烟气在其到达吸烟制品的口端之前混合。

为了将过滤器连接到烟丝条，吸烟制品可包含包围过滤器和烟丝条的至少一部分的一撮接装包装纸。接装包装纸可包括具有小于约70gsm，优选地小于约50gsm基本重量的纸。接装包装纸优选地具有超过约20gsm的基本重量。因此，接装包装纸可为过滤器提供额外强度和结构刚度且降低过滤器的外表面在将限流器放置在过滤器材料的中空管中的部位处发生变形的可能性。

接装包装纸可包含通气区，所述通气区包括通过接装包装纸的穿孔，所述穿孔定位成与中空管段中的穿孔基本上对准。接装包装纸可以是标准的预穿孔接装包装纸。替代地，可在制造过程期间根据所要的穿孔的数目、大小和位置对接装包装纸进行穿孔(例如，使用激光)。

可使用标准制造设备组装上文所描述的吸烟制品。限流器可例如使用例如转模工艺等快速连续工艺来离线制造。物体插入机器可用于将限流器插入中空管内部。可使用标准制造设备根据标准工艺来制造吸烟制品的其它部分，例如烟丝条。

附图说明

将参考附图仅借助于实例进一步描述本发明，在附图中：

图1示出根据本发明的吸烟制品；且

图2示出具有过滤器和未包装烟丝条的图1的吸烟制品的侧截面图。

具体实施方式

图1和2说明根据本发明的吸烟制品10。吸烟制品10包括在轴向对准的过滤器14的一个端部处附接的烟草切丝填料条12。烟丝条12被由赛璐玢制成的包装纸13(参见图2)包围且具有约20mm的长度。烟丝条12的直径为约7.8mm。烟丝条12内烟草的充填密度为约265毫克/立方厘米。一撮接装纸16包围过滤器14和包装好的烟丝条12的一部分，以将过滤器14与烟丝条12接合在一起。

吸烟制品10进一步包括在沿着过滤器14的部位处的通气区18。尽管在图1中不可见，但限流器安置于过滤器14中。过滤器14具有约27mm的长度。

更详细地说，如图2中所说明，过滤器14包括界定在过滤器14的口端处的空腔22的中空管段20。限流器24安置于空腔22内。通气区18位于限流器24的下游。

在图2的实施例中，中空管段20由过滤器材料制成。限流器24设置成基本上球形珠。珠24的直径略微大于中空管段20的内径，由此珠24使邻近珠24的过滤器材料略微变形，且珠24通过摩擦保留在中空管段20中。