专利名称：香烟过滤嘴的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于香烟的纸过滤嘴。
含纤维的香烟过滤嘴是众所周知的。在一种已知的结构中过滤嘴的嘴身由连续的单纤维的纤维束构成，这些单纤维一般是乙酸纤维素单纤维，且沿着香烟的长轴方向平行排列。在另一种已知的结构中过滤嘴的嘴身是由压缩成柱状的打褶或沟纹形的纸构成。对纸进行沟纹化加工，以使它有沟纹即打褶。这些结构中只有一个滤芯(fil-ter element)，且称为“单芯”过滤嘴。另一种已知的结构是所谓的“双芯”过滤嘴，这种过滤嘴包括二个滤芯，如靠近香烟内部的纸滤芯和靠近香烟外部的纤维束滤芯。还有一种已知的结构是所谓的“三芯”过滤嘴，这种过滤嘴包括三个滤芯，如在“双芯”结构的纸滤芯和纤维束滤芯之间隔有一段空隙或活性炭滤芯。
纸过滤嘴一般比纤维束过滤嘴能更有效地从香烟烟气中清除焦油是众所周知的。考虑到要发展焦油供给量低的香烟的趋势，香烟嘴具有高的除焦油效率是特别需要的。本发明的一个目的是提供一种除焦油效率高的香烟过滤嘴。本发明的另一个目的是提供各种焦油供给量低的香烟结构。
本发明提供了一种香烟过滤嘴，其特征是过滤嘴的嘴身包括含或主要由lyocell纤维构成的纸。本发明还提供了使用这种过滤嘴的香烟。
Lyocell纤维是一种已知的材料，例如在US-A-4,246,221中描述了它的制备方法。它们可从Courtaulds plc买到，商标为“Tencel”。它们的制备方法如下将纤维素溶解于溶剂中，然后将这样形成的溶液通过喷丝头挤压到凝固浴中，这种凝固浴用于使纤维素沉淀，并从纤维中洗去溶剂。这种方法可称为溶液纺丝，lyocell纤维也可称为溶纺纤维素纤维。所用的纤维素通常是木浆。溶剂可以是N-氧化叔胺，较好是含水的N-氧化叔胺，特别好是N-氧化-N-甲基吗啉。如果溶剂是N-氧化叔胺，凝固浴最好是含水浴。须知溶液纺丝方法不同于依赖于纤维素化学衍生物的形成和分解的其它纤维素纤维的制备方法，如粘胶法。lyocell纤维易于生物降解。Lyocell纤维可含有无光泽颜料如二氧化钛，且可被漂白。
与已知的纸过滤嘴相比，本发明的香烟过滤嘴有高的过滤效率。
用于本发明香烟过滤嘴中的纸可用常规造纸技术和设备进行生产。用于本发明香烟过滤嘴中的纸的基重一般与用于已知纸过滤嘴中的常规纸的基重相似，且一般为15-150克/平方厘米，最好为20-80克/平方厘米。这种纸主要由lyocell纤维构成，除lyocell纤维以外还可含其它类型的纤维如木浆之类的植物纤维和/或乙酸纤维。令人惊奇地发现虽然在木浆含量超过50％(重量)的条件下这种纸的除焦油效率会逐渐趋向于常规木浆的效率，但这种纸可含高达50％(重量)木浆，而没有明显降低除焦油效率。含至少25％(重量)lyocell纤维的，尤其与木浆纤维混合的纸可以适用的。含约50％(重量)lyocell纤维和约50％(重量)木浆纤维的纸可更为选用的。也已发现在混合物中加入一部分木浆有助于纸的形成过程，提高纸的质量。用于本发明过滤嘴中纸的横向(CD)拉伸强度应加以选择，以便得到合适的沟纹化程度，使这种纸沟纹化即打褶。横向拉伸强度太低意味着产生的沟纹化程度太大，结果是通过过滤嘴的压降太高，而横向拉伸强度太高意味着产生的沟纹化程度太小，结果是过滤嘴的末端看起来不能令人满意。
使用于本发明过滤嘴的lyocell纤维是原纤化的。通过在湿的状态下如在造纸过程中对lyocell纤维进行机械研磨，可使它原纤化。原纤化的结果是从纤维本体中部分地分离细的原纤维，结果各个纤维获得“发状”的外观。原纤化的lyocell纤维比非原纤化的lyocell纤维具有更高的表面积。可以认为这样会有利于产生高效的过滤作用。
本发明的纸可由高原纤维化的lyocell纤维与其它类型的纤维如木浆之类的植物纤维和/或乙酸纤维构成。原纤化程度高的lyocell纤维可在剧烈的磨浆条件下产生。含这种纤维的造纸原料的滤水速度很慢，因此对于香烟过滤嘴用纸的工业制造用途来说一般不是令人满意的。这种原料可与含其它类型纤维的原料，包括含原纤化程度低的lyocell纤维的造纸原料进行混合，用于造纸。可以对高原纤化lyocell纤维原料和含其它类型纤维的原料的混合物适当选择，以便在造纸性能、纸的性能、过滤嘴性能和成本诸方面进行平衡。现已发现高原纤化的lyocell纤维和乙酸纤维的混合物可以提供在造纸上良好的滤水能力、好的纸张强度、比乙酸纤维本身更好的过滤效率、可冲洗(即可水分散)的香烟过滤嘴以及比仅由乙酸纤维制成的过滤嘴更好的生物降解能力。
本发明的过滤嘴可以是单芯、双芯或三芯的过滤嘴。优选的是有靠近香烟外部的乙酸纤维束滤芯和靠近香烟内部的lyocell纸滤芯的双芯和三芯过滤嘴。这些过滤嘴有好的耐外部沾污能力。
本发明的滤芯和过滤嘴可与各种不同的烟丝条制成漏气(ven-tilated)和不漏气的过滤嘴香烟。举例来说，这种烟丝条可有一种或多种或所有下列性质尼古丁产生量/焦油×10＝0.05-1.0烟丝条密度＝100-260kg/cm3抽吸阻力(draw resistance)(按标准)＝35-70mm.WG.
香烟纸的漏气度＝10-150 Coresta单位同样举例来说，采用上述烟丝条或另一种性质不同的烟丝条的本发明过滤嘴香烟可以有如下一种或多种或所有性质
尼古丁产生量/焦油×10＝0.05-1.5焦油产生量＝＜1-10mg.
抽吸阻力(draw resistance)(按标准)＝35-150mm.WG.
过滤嘴漏气率＝0-80％抽吸数(Puff Count)≥5上述参数在标准装置中用标准方法进行测量。WG表示水柱高。
另外，烟丝混合物可含有显著量的膨化烟草梗。
与现有的乙酸纤维素和纸(100％木浆)过滤嘴相比，本发明的过滤嘴如仅含有lyocell纤维或含有与木浆混合的lyocell纤维的过滤嘴在很宽的压降范围内，其焦油保留性能高得多。本发明的过滤嘴可用于制造焦油供给量为6毫克或更低，可能为1毫克或更低的香烟。这种低的焦油供给量可在明显比现有过滤嘴更低漏气率的情况下获得。对于消费者的接受性而言，高的漏气率一般是不适宜的。另外，这样低的焦油供给量可以在可接受的抽吸阻力下获得，因此比现有过滤嘴香烟进一步提高了消费者的接受性。按照本发明现已制成漏气率相同，在低的压降下比现有过滤嘴过滤效率更好的过滤嘴。
根据本发明制备的香烟的例子包括有如下结构的香烟烟丝条焦油供给量(产生量)25毫克，压降50mm，香烟纸漏气度60 Cores-ta，所需的焦油供给量(产生量)4毫克。产生这种焦油提供量的过滤嘴焦油保留率和漏气率可由如下公式计算最后的焦油提供量＝烟丝条焦油提供量×(100-R)×(100-V)/100式中R＝过滤嘴焦油保留率％，V＝漏气率％。如果漏气率为0％，计算所得的过滤嘴焦油保留率为84％。可以认为，这样高的保留率在可接受的常规过滤嘴香烟中是不能达到的。现已制成具有20毫米长本发明过滤嘴的香烟，这种香烟在可接受的香烟压降下(约144mmWG)具有这样大的焦油保留率值。
一种现有的香烟可使用焦油保留率为66％及压降为88mm，WG的单芯纸过滤嘴。为了获得所要求的4毫克焦油供给量，漏气率为53％，此时产生的香烟压降约为95毫米。
另一种现有的香烟可使用焦油保留率为55％及压降为89mm，WG的单芯乙酸纤维(1.5旦尼尔纤维束)过滤嘴。为了获得所要求的4毫克焦油供给量，漏气率为64％，此时产生的香烟压降约为87毫米，太低，不适宜。
本发明的香烟可以使用焦油保留率为77％及压降为84mm，WG的lyocell纸过滤嘴。为获得所要求的4毫克焦油供给量，漏气率可低至30％，合乎需要，产生的香烟压降约为110毫米。具有焦油供给量更低的香烟也是不难制造的。香烟设计者可以采用不同于本发明中列举的其它香烟结构。本发明的优点是可以制备焦油供给量低和漏气率低的香烟。这样可以减少侧向(sidestream)烟气流。
根据本发明还可以制造过滤效率相同，但比已知类型香烟重量更轻的香烟。这样就可以制造更轻的香烟。另外，本发明的这些过滤嘴的，抽吸阻力可以低于现有的过滤嘴。现已发现当抽烟时，本发明的过滤嘴会从烟气中吸收湿气。结果过滤嘴有所膨胀，过滤嘴的压降也随之升高。可以认为，这样可以在抽烟时对其过滤性能有某些提高。另外，可以认为，这种溶胀产生了一个特别的优点，即可以制造抽烟时压降较为稳定的香烟。
本发明用如下的实施例作进一步的解释。
实施例用购自Courtauld plc，商标为“Tencel”的1.7分特(decitex)6mm无光泽lyocell纤维制备纸样。
在碎浆机中在纸浆稠度约为1.5％的条件下分散纤维。然后将浆料排入一个槽子，在该槽子中用一叶桨将浆料轻轻搅拌，然后稀释到所需的稠度。将浆料在室温下以350-400升/分的流量从所述的槽子循环通过锥形磨浆机。该磨浆机的刀子间隔为15毫米，其作用是使纤维原纤化，而不是将其切割。定时测量浆料的S.R.游离度(Schopper-Riegler)，以核查磨浆的进度。磨浆后，加入体积约为浆料体积一半的水，进行进一步的稀释，然后泵送入贮浆池。然后将纤维浆料从贮浆池泵送到稀释槽，其后再通过流动分散器，所述的流动分散器能确保纤维均匀分散在网前箱中(纤维在金属丝网上形成纸)。用二组吸水槽除去水，然后让纸通过二个压榨机(每侧一个)、一个转鼓式干燥机和一个砑光机，最后收集在一个滚筒上。表1列举了造纸条件的数据表1
制纸试样的性质列于表2
表2
MD表示加工方向。爬高是水在纸试样的毛细管中上升的量度。
用切成300mm宽的纸试样A制成过滤嘴的芯子，并用27g/m2的纸(由木浆制成)包起来。棒的标称尺寸长为108mm，圆周长24.6mm。将棒切成20mm长的过滤嘴，用于测试。得到表3所列的结果
表3
硬度是在侧向力的作用下外形保持程度的量度，它的数值越高，表明抗压缩性越大。
预计有这种尺寸和压降的常规纸过滤嘴的焦油保留率约为74％。
将纸的试样切成250mm的宽度，进行最大的沟纹化加工，制成过滤嘴棒芯子，并用27g/m2的纸(由木浆制成)包起来。棒的标称尺寸长为108，圆周长为24.6mm。将棒切成20mm长的过滤嘴，用于测试。得到表4所列的结果
表4
这种过滤嘴比乙酸纤维素纤维束过滤嘴或常规半皱薄纸过滤嘴具有高得多的焦油保留率值。
权利要求
1.一种香烟过滤嘴，其特征在于过滤嘴的嘴身包括含或主要由lyocell纤维构成的纸。
2.如权利要求1所述的香烟过滤嘴，其特征在于lyocell纤维由包括如下步骤的方法制成将纤维素在N-氧化叔胺中的溶液挤压入含水的凝固浴中。
3.如上述任一项权利要求所述的香烟过滤嘴，其特征在于纸的基重为15-150g/cm2。
4.如权利要求3所述的香烟过滤嘴，其特征在于纸的基重为20-80g/cm2。
5.如上述任一项权利要求所述的香烟过滤嘴，其特征在于纸主要由lyocell纤维构成。
6.如权利要求1-4中任一项所述的香烟过滤嘴，其特征在于纸由lyocell纤维与植物纤维和/或乙酸纤维素纤维的混合物组成。
7.如权利要求6所述的香烟过滤嘴，其特征在于所述的纸由lyocell纤维和木浆的混合物构成，且含高达50％(重量)的木浆。
8.如上述任一项权利要求所述的香烟过滤嘴，其特征在于ly-ocell纤维是经原纤化处理的。
9.一种香烟，其特征在于它使用了上述任一项权利要求所述的过滤嘴。
全文摘要
本发明公开了一种香烟过滤嘴，所述的过滤嘴的嘴身包括含或主要由lyocell纤维构成的纸。本发明也涉及使用这种过滤嘴的香烟。
文档编号D21H13/08GK1136267SQ9419429
公开日1996年11月20日 申请日期1994年11月24日 优先权日1993年11月29日
发明者C·R·伍丁斯 申请人:考脱沃兹纤维控股有限公司