CN101534664A - 带有板式冲击装置的发烟制品 - Google Patents

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CN101534664A CNA2007800264243A CN200780026424A CN101534664A CN 101534664 A CN101534664 A CN 101534664A CN A2007800264243 A CNA2007800264243 A CN A2007800264243A CN 200780026424 A CN200780026424 A CN 200780026424A CN 101534664 A CN101534664 A CN 101534664A
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R·W·德怀尔
李三
R·奥莱加里奥
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    • A24D3/0275—Manufacture of tobacco smoke filters for filters with special features

Abstract

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)。

Description

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。
附图说明
图1是香烟形式的发烟制品的透视图。
图2是具有至少一块冲击板(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冲击板的侧视图。
图6是根据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是具有至少一块冲击板的发烟制品的另一个实施例的剖面图。
图10是具有至少一块冲击板的发烟制品的再一个实施例的剖面图。
图11是具有至少一块冲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是具有至少一块冲击板的发烟制品的另一个实施例的剖面图。
图16是具有至少一块冲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以使过滤系统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)和冲击过滤器(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50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被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1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、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还可包括位于冲击过滤器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具有至少一块冲击板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的至少一块冲击板70的剖面图。如图4所示，冲击过滤器44包括具有多个孔口72的冲击板70。冲击板70的直径110优选为大约7.0mm到8.0mm，更优选为大约7.4mm到7.8mm。冲击板元件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，冲击板70由泡沫纤维素(foamed cellulosic)或泡沫醋酸纤维素或可形成冲击板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的至少一块冲击板70的侧视图。如图5所示，冲击板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；冲击板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和冲击过滤器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，其包括第一或上游冲击板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的第一或上游冲击板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的第二或下游冲击板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，冲击过滤器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1.0mm。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1.0mm。
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的冲击过滤器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。另外，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)或压降以及冲击过滤器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线的冲击过滤器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1.0mm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通过将至少一块冲击板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10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10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设置在冲击过滤器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冲击过滤器44的下游。
图9所示的冲击过滤器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10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设在冲击过滤器44的上游，所述冲击过滤器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棒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40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的冲击过滤器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)。使用该冲击过滤器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90使通气增加。
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90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1.0mm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1.0mm。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)或压降以及冲击过滤器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90具有中心定位的孔口92。孔口92的直径94为大约1.0mm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冲击过滤器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90之间的间隔可根据所需的效率而改变。
图15示出了具有冲击过滤器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，冲击过滤器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位于冲击过滤器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100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；冲击过滤器，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示出了具有冲击过滤器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，在高速烟气冲击下游板90时，微密封的香料130被释放到烟气流中。由于来自冲击下游板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、冲击过滤器44、以及醋酸纤维素下游芯棒46。冲击过滤器44包括具有多个孔口72的上游板80(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1.0mm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1.0mm。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冲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，或者以胶囊形式封装在外壳壁内，所述胶囊具有例如环状糊精(cyclo-dextrine)的合适壳体材料或者其他合适的壳体材料，其中所述胶囊位于上游芯棒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。

Claims (7)

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冲击过滤器之间，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1所述的过滤系统，其中，所述冲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冲击过滤器。
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。
6.一种发烟制品，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，所述冲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。
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