过滤器元件以及包括其的吸烟制品和多段过滤器的制作方法

本技术提供了用于与吸烟制品例如香烟、烟草加热产品或加热不燃烧产品一起使用的烟嘴或过滤器元件。

背景技术：

1、用于吸烟制品例如香烟、烟草加热产品或加热不燃烧(heat-not-burn，hnb)产品的烟嘴或过滤器元件可以由多种不同的材料制造。目前，98％的商用香烟过滤器包含一定量的醋酸纤维素(来源：欧睿国际(euromonitor international))。然而，醋酸纤维素不是可生物降解的，因此，包含醋酸纤维素的香烟过滤器(和烟蒂)可以在环境中存在许多年。由于这点并且考虑到于2021年生效的新的欧盟法规(旨在减少一次性塑料例如醋酸纤维素过滤器的使用)，对不包含一次性塑料并且可生物降解的过滤器元件(例如，烟嘴)的兴趣日益增加。

2、醋酸纤维素的替代过滤材料是纸。包含纸作为过滤材料的过滤器在本领域是公知的。纸过滤器在提高的生物降解性和在给定的压降下更高的过滤效率方面提供了许多优于醋酸纤维素过滤器的优势。然而，与醋酸纤维素过滤器相比，纸过滤器也具有许多缺点，例如，其可能具有对香烟味道的有害影响、降低的过滤器坚固性以及无吸引力的吸烟前和吸烟后外观(由于染色)。此外，与由醋酸纤维素制成的过滤器相比，纸过滤器通常具有减少的有毒酚类化合物的截留率以及高得多的焦油和尼古丁截留率。因此，使用常规纸过滤器吸食香烟的体验无法与来自常规醋酸纤维素过滤的香烟的体验相比。

3、因此，期望提供用于吸烟制品(例如香烟、烟草加热产品、加热不燃烧(hnb)产品)的烟嘴或过滤器元件，所述烟嘴或过滤器元件提供了可接受的过滤特性和坚固性(即硬度)，同时与常规材料例如醋酸纤维素相比具有改善的生物降解性。

技术实现思路

1、在第一方面中，根据本实用新型提供了烟嘴或过滤器元件(例如，用于吸烟制品，例如香烟、烟草加热产品、hnb产品)，所述烟嘴或过滤器元件包括：纸或其他可生物降解(例如，非醋酸纤维素)材料的纵向延伸(例如，基本上圆柱形)的中空管；围绕中空管接合的包含纸过滤材料和/或其他可生物降解(例如，包含非醋酸纤维素)的过滤材料的层；以及围绕包含纸过滤材料和/或其他可生物降解(例如，包含非醋酸纤维素)的过滤材料的层接合的包装物(例如，滤棒成型纸(plugwrap))。

2、本实用新型中使用的纸或其他可生物降解(例如，非醋酸纤维素)材料以及纸过滤材料和/或其他可生物降解(例如，包含非醋酸纤维素)的过滤材料是可生物降解的，并且与醋酸纤维素相比具有提高的生物降解性。因此，本实用新型提供了提高的生物降解性的烟嘴或过滤器元件，并因此更加环境友好并且更符合欧盟法规。

3、术语“可生物降解”是指材料、过滤材料、烟嘴或过滤器元件在受控堆肥条件下在6个月之后能够表现出至少90％的生物降解(参见iso14855-1塑料材料在受控堆肥条件下的最终需氧生物降解性的确定——通过分析释放的二氧化碳的方法(determination of theultimate aerobic biodegradability of plastic materials under controlledcomposting conditions-method by analysis of evolved carbon dioxide))。

4、优选地，可生物降解的材料、过滤材料、烟嘴或过滤器元件是“易于生物降解的”。短语“易于生物降解的”是指材料、过滤材料、烟嘴或过滤器元件在浸入水中时能够迅速分解并完全生物降解。优选地，材料、过滤材料、烟嘴或过滤器元件具有如根据本领域公知的oecd 301b“易于生物降解性”(“ready biodegradability”)方法(改进的sturm测试)测量的“易生物降解性”水平的生物降解性。短语“易于生物降解的”在此将被理解为意指“易于生物降解性”水平的生物降解性。

5、申请人已经发现，包括以下的烟嘴或过滤器元件(例如，用于吸烟制品，例如香烟、烟草加热产品、hnb产品)提供了优异的过滤特性和过滤性能，同时还是可生物降解的：纸或其他可生物降解(例如，非醋酸纤维素)材料的纵向延伸(例如，基本上圆柱形)的中空管；围绕中空管接合的包含纸过滤材料和/或其他可生物降解(例如，包含非醋酸纤维素)的过滤材料的层；以及围绕包含纸过滤材料和/或其他可生物降解(例如，包含非醋酸纤维素)的过滤材料的层接合的包装物(例如，滤棒成型纸)。

6、优选地，烟嘴或过滤器元件的截面是均匀的(例如，均匀的轴向截面)。

7、优选地，烟嘴或过滤器元件的截面是环形的，意味着烟嘴或过滤器元件的截面具有内周长或圆周和外周长或圆周。优选地，内周长或圆周是圆形的，意味着中空管的形状是基本上圆柱形。优选地，外周长或圆周是圆形的，意味着烟嘴或过滤器元件的形状是基本上圆柱形。这可以在例如图2中看出。然而，内周长或圆周和外周长或圆周可以为任何形状。例如，外周长或圆周的形状可以为圆形或椭圆形，以及内周长或圆周可以为圆形、半圆形(d形)、正方形、三角形、星形、三叶形、五角形或齿形截面，或者呈标志或其他图案的形状。

8、优选地，纸或其他可生物降解(例如，非醋酸纤维素)材料的中空管的圆周或周长为4mm至25mm，例如5mm至20mm，例如6mm至18mm，例如8mm至10mm。

9、优选地，中空管的纸或其他可生物降解(例如，非醋酸纤维素)材料是定重为80gsm至150gsm的纸(例如，滤棒成型纸)。例如，定重为90gsm至140gsm的纸(例如，滤棒成型纸)，例如定重为100gsm至120gsm的纸(例如，滤棒成型纸)，例如定重为100gsm的纸(例如，滤棒成型纸)。

10、申请人已经发现，使用定重为80gsm至150gsm的纸(例如，滤棒成型纸)包装物提供了合适的刚性中空管，所述中空管支撑包含纸过滤材料和/或其他可生物降解(例如，包含非醋酸纤维素)的过滤材料的层并且保持其管状形状。有利地，定重为80gsm至150gsm的纸(例如，滤棒成型纸)包装物也是可生物降解的。

11、优选地，包含纸过滤材料和/或其他可生物降解(例如，包含非醋酸纤维素)的过滤材料的层沿着中空管的全部(例如，纵向)长度围绕中空管接合。换言之，包含纸过滤材料和/或其他可生物降解(例如，包含非醋酸纤维素)的过滤材料的层沿着中空管的全部(例如，纵向)长度在中空管外接，因此基本上没有欠连接或延伸超出中空管的全部(例如，纵向)长度。

12、优选地，围绕中空管接合的包含纸过滤材料和/或其他可生物降解(例如，包含非醋酸纤维素)的过滤材料的层的宽度或厚度(t)为0.6mm至2.0mm，例如0.8mm至1.8mm，例如，1.0mm至1.6mm，例如1.3mm。这可以在例如图2中看出。

13、术语“宽度或厚度”在此将容易地理解为意指从中空管的圆周(例如，如果中空管是基本上圆柱形)上的任意位置到包含纸过滤材料和/或其他可生物降解(例如，包含非醋酸纤维素)的过滤材料的层的外圆周或周长的最短距离。然而，应理解，除非包含纸过滤材料和/或其他可生物降解(例如，包含非醋酸纤维素)的过滤材料的层围绕中空管均匀接合(例如，以圆形形状)，否则可能存在多于一个宽度或厚度值。此外，应理解，如果中空管的截面(即内周长或圆周)为半圆形(d形)、正方形、三角形、星形、三叶形、五角形或齿形截面，或者呈标志或其他图案的形状，则可能存在多于一个宽度或厚度值。术语“宽度或厚度”在此将容易理解为意指从中空管的周长上的任意位置到包含纸过滤材料和/或其他可生物降解(例如，包含非醋酸纤维素)的过滤材料的层的圆周或周长的最短距离。

14、纸过滤材料和/或其他可生物降解(例如，包含非醋酸纤维素)的过滤材料可以为常规用于烟嘴或过滤器元件的纸(呈任何形式)。纸可以为例如滤纸、无纺纸、气流成网纸或基于纤维素/莱赛尔(lyocell)/粘胶的纸。纸可以为由非塑料的基于植物的纤维(例如亚麻、大麻纤维、黄麻、剑麻、蕉麻、椰子、竹、淀粉或木浆)或这些材料的混合物制成的无纺纸。

15、纸过滤材料和/或其他可生物降解(例如，包含非醋酸纤维素)的过滤材料可以为不同的纸过滤材料和/或其他可生物降解(例如，包含非醋酸纤维素)的过滤材料的混合物的形式。纸可以涂覆有疏水涂层或疏水材料。

16、申请人已经发现，使用无纺纸(例如，由非塑料的基于植物的纤维(例如亚麻、大麻纤维、黄麻、剑麻、蕉麻、椰子、竹、淀粉或木浆)制成)和/或气流成网纸是特别合适的，因为它们是柔性的并且直接制造成围绕中空管接合的层，具有优异的过滤特性和过滤性能，同时也是可生物降解的。此外，申请人已经发现，使用无纺纸(例如，由非塑料的基于植物的纤维(例如亚麻、大麻纤维、黄麻、剑麻、蕉麻、椰子、竹、淀粉或木浆)制成)和/或气流成网纸提供了独特的视觉端部外观，其吸引消费者并且可以有助于反对伪造品。

17、包含纸过滤材料和/或其他可生物降解(例如，包含非醋酸纤维素)的过滤材料的层可以包括多个(即多于一个)纸过滤材料和/或其他可生物降解(例如，包含非醋酸纤维素)的过滤材料的片或层。

18、包含纸过滤材料和/或其他可生物降解(例如，包含非醋酸纤维素)的过滤材料的层可以包含碳(例如，活性炭颗粒)。纸过滤材料和/或其他可生物降解(例如，包含非醋酸纤维素)的过滤材料可以浸渍有或嵌入有碳。

19、优选地，围绕包含纸过滤材料和/或其他可生物降解(例如，包含非醋酸纤维素)的过滤材料的层接合的包装物是定重为50gsm至150gsm的纸(例如，滤棒成型纸)，例如定重为60gsm至140gsm的纸(例如，滤棒成型纸)，例如定重为70gsm至130gsm的纸(例如，滤棒成型纸)，例如定重为80gsm至120gsm的纸(例如，滤棒成型纸)，例如定重为100gsm的纸(例如，滤棒成型纸)。

20、申请人已经发现，使用围绕包含纸过滤材料和/或其他可生物降解(例如，包含非醋酸纤维素)的过滤材料的层接合的定重为50gsm至150gsm的纸(例如，滤棒成型纸)包装物是合适的外包裹物并且可以提供与基于醋酸纤维素的管(例如，中空乙酸酯管)类似的坚固性(即，硬度)，这进而可以为烟嘴或过滤器元件提供期望的坚固性(即，硬度)。有利地，定重为50gsm至150gsm的纸(例如，滤棒成型纸)包装物是可生物降解的。

21、围绕包含纸过滤材料和/或其他可生物降解(例如，包含非醋酸纤维素)的过滤材料的层接合的包装物(例如，滤棒成型纸)可以是无孔的。或者，围绕包含纸过滤材料和/或其他可生物降解(例如，包含非醋酸纤维素)的过滤材料的层接合的包装物(例如，滤棒成型纸)可以是通风的或透气的，其中透气度为0coresta单位至32,000coresta单位。

22、优选地，围绕包含纸过滤材料和/或其他可生物降解(例如，包含非醋酸纤维素)的过滤材料的层接合的包装物沿着包含纸过滤材料和/或其他可生物降解(例如，包含非醋酸纤维素)的过滤材料的层的全部(例如，纵向)长度围绕该层接合。换言之，围绕包含纸过滤材料和/或其他可生物降解(例如，包含非醋酸纤维素)的过滤材料的层接合的包装物沿着包含纸过滤材料和/或其他可生物降解(例如，包含非醋酸纤维素)的过滤材料的层的全部(例如纵向)长度在该层外接，因此基本上没有欠连接或延伸超出该层。

23、烟嘴或过滤器元件可以是可生物降解的，其中如根据iso14855-1塑料材料在受控堆肥条件下的最终需氧生物降解性的确定——通过分析释放的二氧化碳的方法测量的生物降解性大于90％。

24、优选地，烟嘴或过滤器元件具有如根据oecd 301b“易于生物降解性”方法(改进的sturm测试)测量的“易于生物降解性”水平的生物降解性。

25、优选地，烟嘴或过滤器元件的长度为5mm至50mm，例如10mm至30mm，例如8mm至24mm，例如15mm至20mm，例如18mm。

26、优选地，烟嘴或过滤器元件的圆周或周长为14mm至30mm，例如16mm至25mm，例如24mm至25mm。

27、烟嘴或过滤器元件可以包含可以改变或增强消费者体验的烟雾或蒸气改变剂。烟雾或蒸气改变剂可以赋予通过烟嘴或过滤器的蒸气额外的味道或香气，或者可以抑制某些风味或香气。烟雾或蒸气改变剂可以位于中空管、包含纸过滤材料和/或其他可生物降解(例如，包含非醋酸纤维素)的过滤材料的层或包装物上或者位于它们之中。烟雾或蒸气改变剂可以为液体添加剂(例如，风味增强添加剂)。风味增强添加剂可以为本领域已知的任一者，例如降低“纸味”的添加剂(例如，具有合适的载体例如丙二醇、植物甘油、中链甘油三酯(mct)油、其他油的薄荷醇、薄荷、水果、浆果、香草、巧克力、咖啡等)。

28、包含一种或多种风味增强添加剂可以克服“纸味”感觉并且可以提供具有与来自醋酸纤维素过滤的吸烟制品的感官特征相似的感官特征的吸烟制品(例如香烟，例如烟草加热产品，例如hnb产品)。

29、根据本实用新型，提供了吸烟制品(例如香烟，例如烟草加热产品，例如hnb产品)，所述吸烟制品包括如本文所述和所要求保护的烟嘴或过滤器元件或者包括含有如本文所述和所要求保护的烟嘴或过滤器元件的过滤器，所述烟嘴或过滤器元件或过滤器以烟嘴或过滤器元件的一端面向经包裹的烟草棒连接至该烟草棒。

30、应理解，吸烟制品(例如香烟，例如烟草加热产品，例如hnb产品)可以包括一个或更多个分立的另外的段(例如hnb烟嘴，例如过滤器元件)。分立的另外的段可以为过滤材料(例如，纸过滤材料和/或其他可生物降解(例如，包含非醋酸纤维素)的过滤材料)的(例如圆柱形)滤棒(plug)或烟草(例如，任何形式的烟草(包括再造烟草))的(例如圆柱形)棒。

31、申请人已经发现，与常规(例如，非环形的)烟嘴或过滤器元件相比，包括根据本实用新型的烟嘴或过滤器元件的吸烟制品(例如香烟，例如烟草加热产品，例如hnb产品)可以减少口端(即，吸烟者的口端)处的外观染色。此外，本实用新型的烟嘴或过滤器元件可以提供烟雾或蒸气的足够的冷却和气流，以及吸引消费者并且可以帮助反对伪造品的独特的端部外观。

32、应理解，烟嘴或过滤器元件可以用于任何多段过滤器或作为单段的消费商品。过滤器构造可以为两个、三个、四个或更多个分立段。过滤器可以附接至烟草棒(其可以由任何形式的烟草(包括再造的)制成)。过滤器可以包括其他段，所述其他段包括胶囊、碳、cps、管、乙酸酯、纸、薄荷醇等。

33、根据本实用新型，还提供了用于制造烟嘴或过滤器元件的方法，所述方法包括以下步骤：

34、将一片纸或其他可生物降解(例如，非醋酸纤维素)材料聚集并固定以形成纵向延伸的中空管；

35、使两片或更多片纸过滤材料和/或其他可生物降解(例如，包含非醋酸纤维素)的过滤材料沿纵向方向前进；

36、将两片或更多片纵向前进的纸过滤材料和/或其他易于生物降解(例如，包含非醋酸纤维素)的过滤材料分离；

37、将经分离的纵向前进的纸过滤材料和/或其他可生物降解(例如，包含非醋酸纤维素)的过滤材料的片围绕纵向延伸的中空管聚集或卷绕(例如，成螺旋形)以形成围绕中空管接合的包含纸过滤材料和/或其他可生物降解(例如，包含非醋酸纤维素)的过滤材料的层；

38、将包装物(例如，滤棒成型纸)围绕包含纸过滤材料和/或其他可生物降解(例如，包含非醋酸纤维素)的过滤材料的层聚集并固定；以及

39、切割连续的棒以形成单个烟嘴或过滤器元件。

40、优选地，通过分离器(例如，锥形分离器)将两片或更多片纸过滤材料和/或其他可生物降解(例如，包含非醋酸纤维素)的过滤材料分离。

41、申请人已经发现，使用分离器将两片或更多片纸过滤材料和/或其他可生物降解(例如，包含非醋酸纤维素)的过滤材料分离确保了片的均匀散布，从而形成了围绕中空管接合(例如，呈圆形形状)的包含纸过滤材料和/或其他可生物降解(例如，包含非醋酸纤维素)的过滤材料的均匀的层。有利地，分离器提供了均匀宽度或厚度的包含纸过滤材料和/或其他可生物降解(例如，包含非醋酸纤维素)的过滤材料的层。

42、可以通过纺丝喷嘴围绕纵向延伸的中空管卷绕(例如，呈螺旋形地)经分离的纸过滤材料和/或其他可生物降解(例如，包含非醋酸纤维素)的过滤材料的片。

43、申请人已经发现，使用纺丝喷嘴卷绕(例如，呈螺旋形地)经分离的纸过滤材料和/或其他可生物降解(例如，包含非醋酸纤维素)的过滤材料的片提供了均匀宽度或厚度的包含纸过滤材料和/或其他可生物降解(例如，包含非醋酸纤维素)的过滤材料的纵向螺旋层。

44、优选地，中空管的纸或其他可生物降解(例如，非醋酸纤维素)材料是定重为80gsm至150gsm的纸(例如，滤棒成型纸)，例如定重为90gsm至140gsm的纸(例如，滤棒成型纸)，例如定重为100gsm至120gsm的纸(例如，滤棒成型纸)，例如定重为100gsm的纸(例如，滤棒成型纸)。

45、申请人已经发现，使用定重为80gsm至150gsm的纸(例如，滤棒成型纸)包装物提供了合适的刚性中空管，所述刚性中空管在经分离的纵向前进的纸过滤材料和/或其他可生物降解(例如，包含非醋酸纤维素)的过滤材料的片围绕纵向延伸的中空管聚集或卷绕(例如，呈螺旋形地)时支撑它们以形成包含纸过滤材料和/或其他可生物降解(例如，包含非醋酸纤维素)的过滤材料的层。

46、两片或更多片纸过滤材料和/或其他可生物降解(例如，包含非醋酸纤维素)的过滤材料可以为常规用于烟嘴或过滤器元件的纸(呈任何形式)。纸可以为例如滤纸、无纺纸、气流成网纸或基于纤维素/莱赛尔/粘胶的纸。纸可以为由非塑料的基于植物的纤维(例如亚麻、大麻纤维、黄麻、剑麻、蕉麻、椰子、竹、淀粉或木浆)或这些材料的混合物制成的无纺纸。

47、两片或更多片纸过滤材料和/或其他可生物降解(例如，包含非醋酸纤维素)的过滤材料可以为不同的纸过滤材料和/或其他可生物降解(例如，包含非醋酸纤维素)的过滤材料的混合物的形式。两片或更多片纸过滤材料和/或其他可生物降解(例如，包含非醋酸纤维素)的过滤材料纸可以涂覆有疏水涂层或疏水材料。应理解，两片或更多片纸过滤材料和/或其他可生物降解(例如，包含非醋酸纤维素)的过滤材料可以包括相同的纸过滤材料和/或其他可生物降解(例如，包含非醋酸纤维素)的过滤材料的片，或者它们可以为不同的纸过滤材料和/或其他可生物降解(例如，包含非醋酸纤维素)的过滤材料的片(例如，以提供纸过滤材料和/或其他可生物降解(例如，包含非醋酸纤维素)的过滤材料的混合物)。

48、申请人已经发现，使用无纺纸(例如，由非塑料的基于植物的纤维(例如亚麻、大麻纤维、黄麻、剑麻、蕉麻、椰子、竹、淀粉或木浆)制成)和/或气流成网纸是特别合适的，因为它们是柔性的并且直接制造成围绕中空管接合的层。

49、两片或更多片纸过滤材料和/或其他可生物降解(例如，包含非醋酸纤维素)的过滤材料各自的宽度可以为15mm至100mm，例如30mm至80mm，例如40mm至70mm，例如50mm至60mm，例如70mm。

50、两片或更多片纵向前进的纸过滤材料和/或其他可生物降解(例如，包含非醋酸纤维素)的过滤材料可以包括2片、3片或4片纵向前进的纸过滤材料和/或其他可生物降解(例如，包含非醋酸纤维素)的过滤材料。

51、申请人已经发现，使用两片或更多片(例如，2片、3片或4片)纵向前进的纸过滤材料和/或其他可生物降解(例如，包含非醋酸纤维素)的过滤材料有助于使纸过滤材料和/或其他可生物降解(例如，包含非醋酸纤维素)的过滤材料以中空管为中心。因此，纸过滤材料和/或其他可生物降解(例如，包含非醋酸纤维素)的过滤材料围绕中空管形成均匀的层(即，均匀厚度或宽度的层)。

52、优选地，包装物是定重为50gsm至150gsm的纸(例如，滤棒成型纸)，例如定重为60gsm至140gsm的纸(例如，滤棒成型纸)，例如定重为70gsm至130gsm的纸(例如，滤棒成型纸)，例如定重为80gsm至120gsm的纸(例如，滤棒成型纸)，例如定重为100gsm的纸(例如，滤棒成型纸)。

53、优选地，使用粘合剂来将纸或其他可生物降解(例如，非醋酸纤维素)材料固定成纵向延伸的中空管(即，通过如本领域已知的搭接粘合缝固定)并将包装物围绕包含纸过滤材料和/或其他可生物降解(例如，包含非醋酸纤维素)的过滤材料的层固定(即，通过如本领域已知的搭接粘合缝固定)。

54、根据本实用新型，提供了通过如本文描述和所要求保护的方法获得的烟嘴或过滤器元件。