吸煙制品過(guò)濾嘴的改進(jìn)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于諸如香煙、雪茄和小雪茄的吸煙制品的過(guò)濾嘴的改進(jìn)。該改進(jìn)具體地但非排他地涉及過(guò)濾嘴能力和這種過(guò)濾嘴的制造。在一個(gè)示例中，用于吸煙制品的過(guò)濾嘴包括具有平均纖維丹尼爾在7至9范圍內(nèi)的第一纖維過(guò)濾嘴材料和具有平均纖維丹尼爾小于7的第二纖維過(guò)濾嘴材料。本發(fā)明還描述了一種用于吸煙制品的過(guò)濾嘴，其包括具有吸收和/或吸附材料的各種其他過(guò)濾嘴布置。
【專利說(shuō)明】吸煙制品過(guò)濾嘴的改進(jìn)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于吸煙制品的過(guò)濾嘴的改進(jìn)。具體地但非排他地，所述改進(jìn)涉及過(guò)濾嘴能力和這種過(guò)濾嘴的制造。

【背景技術(shù)】
[0002]用于香煙過(guò)濾嘴的公知過(guò)濾材料是用醋精塑化的絲狀醋酸纖維素的連續(xù)絲束。醋酸纖維素被收集在一起以形成桿，該桿被切割以形成單個(gè)過(guò)濾嘴部段。用于吸煙制品的過(guò)濾嘴可由過(guò)濾嘴桿的一個(gè)部段制成、或可由多個(gè)部段制成，在其間具有或不具有腔或空間。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供一種用于吸煙制品的過(guò)濾嘴，該過(guò)濾嘴包括具有平均纖維丹尼爾在7至9范圍內(nèi)的第一纖維過(guò)濾嘴材料和具有平均纖維丹尼爾小于7的第二纖維過(guò)濾嘴材料，其中，所述第二纖維過(guò)濾嘴材料分散在所述第一纖維過(guò)濾嘴材料內(nèi)，且其中，所述第一纖維過(guò)濾嘴材料和第二纖維過(guò)濾嘴材料包括在所述過(guò)濾嘴中隨機(jī)取向的離散短長(zhǎng)度纖維。
[0004]所述隨機(jī)取向短長(zhǎng)度纖維可在不使用增塑劑的情況下在所述過(guò)濾嘴中被保持在一起。
[0005]所述第一纖維過(guò)濾嘴材料和/或第二纖維過(guò)濾嘴材料可包括在延伸時(shí)平均長(zhǎng)度在約5mm至20mm之間的纖維。
[0006]所述第二纖維過(guò)濾嘴材料可具有在從I至6的范圍內(nèi)的平均纖維丹尼爾。
[0007]所述第二纖維過(guò)濾嘴材料可包括多個(gè)納米纖維。
[0008]所述納米纖維可承載用于在使用時(shí)選擇性地減少被抽吸通過(guò)所述過(guò)濾嘴的煙霧的至少一種成分的添加物。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，還提供一種用于吸煙制品的過(guò)濾嘴，所述過(guò)濾嘴包括分散在隨機(jī)取向短長(zhǎng)度纖維內(nèi)的片材。
[0010]所述片材可包括選自如下中的至少一者的切碎片材:聚乙烯醇(PV0H)、聚乳酸(PLA)、聚(ε -己內(nèi)酯)(PCL)、聚(1-4 丁二醇琥珀酸酯)(PBS)、聚(己二酸丁二醇酯-共-對(duì)苯二甲酸酯)(PBAT)、淀粉基材料、紙、脂族聚酯材料和多糖聚合物。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，還提供一種用于吸煙制品的過(guò)濾嘴，所述過(guò)濾嘴包括由第一材料形成的隨機(jī)取向短長(zhǎng)度纖維以及由第二材料形成的隨機(jī)取向短長(zhǎng)度纖維。
[0012]所述第一材料可包括醋酸纖維素。
[0013]所述第二材料可包括不可卷曲材料。
[0014]所述第二材料可包括選自如下中的至少一種材料:聚乙烯醇(PVOH)、聚乳酸(PLA)、聚(ε -己內(nèi)酯)(PCL)、聚(1-4 丁二醇琥珀酸酯)(PBS)、聚(己二酸丁二醇酯-共-對(duì)苯二甲酸酯)(PBAT)、淀粉基材料、紙、脂族聚酯材料和多糖聚合物。
[0015]所述過(guò)濾嘴可被形成為除了圓筒之外的形狀，或形成為具有小于16mm的周長(zhǎng)或大于25mm的周長(zhǎng)的圓筒。
[0016]所述過(guò)濾嘴還可包括香味釋放部件。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，還提供一種吸煙制品，所述吸煙制品包括如上所述的過(guò)濾嘴。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]現(xiàn)在將僅通過(guò)實(shí)例的方式參考附圖來(lái)描述本發(fā)明的實(shí)施例，在附圖中:
圖1是具有過(guò)濾嘴的吸煙制品的示意圖，對(duì)于常規(guī)樣式的過(guò)濾嘴來(lái)說(shuō)，所述過(guò)濾嘴具有帶有每毫米長(zhǎng)度12mg的吸附材料和每毫米長(zhǎng)度4mg的吸收材料的至少一個(gè)部段；
圖2是用于制造過(guò)濾嘴的過(guò)濾嘴制造設(shè)備的示意圖；
圖3是示出基于用于過(guò)濾嘴壓降和硬度的期望范圍的過(guò)濾嘴中的碳重量和絲束重量的圖形；
圖4提供三個(gè)圖形，它們分別示出了碳重量、絲束重量和機(jī)械操作速度對(duì)過(guò)濾嘴的壓降的影響；
圖5提供三個(gè)圖形，它們分別示出了碳重量、絲束重量和機(jī)械操作速度對(duì)過(guò)濾嘴的硬度的影響；
圖6是具有過(guò)濾嘴的吸煙制品的示意圖，所述過(guò)濾嘴具有帶有平均纖維丹尼爾在7至9的范圍內(nèi)的第一纖維過(guò)濾嘴材料以及分散在第一纖維過(guò)濾嘴材料內(nèi)并且?guī)в衅骄w維丹尼爾小于7的第二纖維過(guò)濾嘴材料；
圖7是具有過(guò)濾嘴的吸煙制品的示意圖，所述過(guò)濾嘴具有包括承載添加物的納米纖維的至少一個(gè)部段，所述添加物用于提高或增強(qiáng)主流煙氣的至少一種成分的減少；
圖8是具有過(guò)濾嘴的吸煙制品的示意圖，所述過(guò)濾嘴具有至少一個(gè)部段，所述部段包括具有從其穿過(guò)地延伸的細(xì)絲的隨機(jī)取向離散短長(zhǎng)度纖維；
圖9是具有過(guò)濾嘴的吸煙制品的示意圖，所述過(guò)濾嘴具有至少一個(gè)部段，所述部段包括具有設(shè)置在其中的膠囊的隨機(jī)取向離散短長(zhǎng)度纖維；
圖10是具有過(guò)濾嘴的吸煙制品的示意圖，所述過(guò)濾嘴具有至少一個(gè)部段，所述部段包括具有設(shè)置在其中的微膠囊的隨機(jī)取向離散短長(zhǎng)度纖維；
圖11是具有過(guò)濾嘴的吸煙制品的示意圖，所述過(guò)濾嘴具有至少一個(gè)部段，所述部段包括具有設(shè)置在其中的切碎片材的隨機(jī)取向離散短長(zhǎng)度纖維；
圖12是具有過(guò)濾嘴的吸煙制品的示意圖，所述過(guò)濾嘴具有至少一個(gè)部段，所述部段包括具有設(shè)置在其中的可降解纖維的隨機(jī)取向離散短長(zhǎng)度纖維；
圖13a是過(guò)濾嘴桿的示意圖，所述過(guò)濾嘴桿包括具有較高平均密度的區(qū)域和具有較低平均密度的區(qū)域；
圖13b是用于制造過(guò)濾嘴部段的過(guò)濾嘴形成帶的區(qū)段的示意圖，其包括具有較高平均密度的區(qū)域和具有較低平均密度的區(qū)域；
圖14是具有包括橢圓形截面的過(guò)濾嘴的吸煙制品的示意圖；以及圖15是具有包括正方形截面的過(guò)濾嘴的吸煙制品的示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0019]如本文所使用的，術(shù)語(yǔ)“吸煙制品”包括可吸煙產(chǎn)品，例如香煙、雪茄和小雪茄，而不管它們是基于煙絲、煙絲衍生物、膨脹煙絲、重構(gòu)煙絲或煙絲替代物，并且還可包括加熱非燃燒產(chǎn)品。這種吸煙制品可設(shè)置有用于由吸煙者抽吸的氣流的過(guò)濾嘴。
[0020]諸如香煙的吸煙制品及其樣式通常根據(jù)香煙長(zhǎng)度來(lái)命名:“常規(guī)”(通常在68_75mm的范圍內(nèi)，例如從大約68_至大約72_)、“短”或“微型”(68_或更少)、“特長(zhǎng)”(通常在75-91mm的范圍內(nèi)，例如從大約79mm至大約88mm)、“長(zhǎng)”或“加長(zhǎng)”(通常在91_105mm的范圍內(nèi)，例如從大約94mm至大約1lmm)以及“超長(zhǎng)”(通常在從大約IlOmm至大約121mm的范圍內(nèi))。
[0021]所述吸煙制品還根據(jù)香煙周長(zhǎng)來(lái)命名:“常規(guī)”(大約23-25mm)、“寬”(大于25mm)、“細(xì)”(大約22-23mm)、“半細(xì)”(大約19_22mm)、“超細(xì)”(大約16_19mm)和“微細(xì)”(小于大約16mm)。因此,長(zhǎng)尺寸、超細(xì)樣式的香煙例如將具有約83mm的長(zhǎng)度和約17mm的周長(zhǎng)。常規(guī)、長(zhǎng)尺寸樣式的香煙是許多顧客偏好的，即其具有從23至25mm的周長(zhǎng)以及從75至91mm的總長(zhǎng)度。
[0022]每個(gè)樣式可制造有不同長(zhǎng)度的過(guò)濾嘴，小過(guò)濾嘴通常被用于較小長(zhǎng)度和周長(zhǎng)的樣式中。通常，過(guò)濾嘴長(zhǎng)度將在從與短的常規(guī)樣式相關(guān)的15mm至與超長(zhǎng)的超細(xì)樣式相關(guān)的30mm。水松紙將具有比過(guò)濾嘴更大的長(zhǎng)度，例如比過(guò)濾嘴要長(zhǎng)3至10mm。
[0023]圖1是具有過(guò)濾嘴的吸煙制品I的示意圖。吸煙制品I是常規(guī)的長(zhǎng)尺寸樣式的，即具有在75-91mm范圍內(nèi)的長(zhǎng)度以及在23至25mm范圍內(nèi)的周長(zhǎng)。吸煙制品I包括被卷繞在卷繞材料3 (在該情況下，香煙紙)中的煙絲桿2，其由覆蓋所述過(guò)濾嘴4并且部分地覆蓋卷繞材料3的水松材料5縱向連接到過(guò)濾嘴4。過(guò)濾嘴4包括在過(guò)濾嘴4的嘴端處的第一部段6以及在過(guò)濾嘴4的煙絲桿端處的第二部段9，所述第一部段包括卷繞在第一成型紙8中的卷曲醋酸纖維素絲束7，所述第二部段包括吸收材料10，該吸收材料具有分散在其中并且卷繞在第二成型紙12中的吸附材料11。
[0024]第一部段6是利用連續(xù)醋酸纖維素纖維和增塑劑形成的醋酸纖維素部段。
[0025]第二部段9的吸收材料10包括隨機(jī)取向的離散短長(zhǎng)度的醋酸纖維素纖維，吸附材料11包活性炭顆粒。第二部段9的隨機(jī)取向的離散短長(zhǎng)度的醋酸纖維素纖維是非增塑纖維。第二部段9的隨機(jī)取向的離散短長(zhǎng)度的醋酸纖維素纖維包括8丹尼爾、1mm的纖維長(zhǎng)度。但是，可使用其他丹尼爾纖維或纖維長(zhǎng)度。例如，可使用范圍在5至9或者7至9的纖維丹尼爾。關(guān)于纖維長(zhǎng)度，當(dāng)在本文被使用時(shí)，術(shù)語(yǔ)“短長(zhǎng)度”是指用于過(guò)濾嘴部段中的形式(即，根據(jù)需要卷曲或非卷曲)的纖維的纖維長(zhǎng)度，其要短于過(guò)濾嘴部段的長(zhǎng)度?？墒褂梅秶趶?mm至25mm、或從6mm至20mm、或從7mm至20mm、或從7mm至15mm的平均纖維長(zhǎng)度(當(dāng)纖維被延伸時(shí))。在本示例中，活性炭顆粒是設(shè)置成30/70網(wǎng)目尺寸的椰殼炭，但是可使用其他炭和/或尺寸。例如，可使用直徑在如下范圍內(nèi)的顆粒:在大約0.1至1.0mm、或在大約 0.2 至 0.9_、在 0.2 至 0.8_、在 0.2 至 0.7_、在 0.2 至 0.6_、在 0.3 至 0.9_、在 0.3至0.8mm、在0.3至0.7謹(jǐn)、或者在0.3至0.6mm。
[0026]第二部段9具有每毫米長(zhǎng)度12mg的吸附材料以及每毫米長(zhǎng)度4mg的吸收材料。但是在替代性示例中，吸附劑的量可以平均來(lái)說(shuō)每mm長(zhǎng)度在從6mg至16mg范圍內(nèi)的任何量，或者每_長(zhǎng)度在從7mg至16mg、從8mg至16mg、從9mg至16mg、從1mg至16mg、從I Img至16mg、從12mg至16mg、或從13mg至16mg,吸收劑的量可以平均來(lái)說(shuō)每mm長(zhǎng)度在從1.5mg至8mg,或者在從1.5mg至7mg、從1.5mg至6mg、從1.5mg至5mg、或從1.5mg至4mg,所有這些范圍都用于常規(guī)樣式過(guò)濾嘴，即具有在約23至25mm的周長(zhǎng)。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，這些參數(shù)使得過(guò)濾嘴展現(xiàn)用于消費(fèi)者可接受的吸煙制品的期望壓降和硬度水平，并且同時(shí)與已知的過(guò)濾嘴相比增加過(guò)濾嘴中的吸附劑或其他顆粒狀添加物的水平。
[0027]第二部段9的過(guò)濾嘴材料例如針對(duì)具有144mm的過(guò)濾嘴長(zhǎng)度的實(shí)驗(yàn)樣品展現(xiàn)范圍在500至700 mmffg的期望壓降(3.47至4.86 mmffg/mm)以及根據(jù)Filtrona過(guò)濾嘴硬度量度(被限定為過(guò)濾嘴桿的作為最初桿直徑的百分比的壓縮直徑，所述桿的壓縮由通過(guò)圓腳(circular foot)施加的已知重量達(dá)特定時(shí)間量導(dǎo)致)具有在85%至95%之間的期望硬度。如本領(lǐng)域技術(shù)人員會(huì)理解的，每mm過(guò)濾嘴長(zhǎng)度的吸附材料和吸收材料的替代性重量會(huì)用于除了常規(guī)樣式之外的樣式的過(guò)濾嘴，例如具有更細(xì)或更寬的平均直徑的過(guò)濾嘴。
[0028]由過(guò)濾嘴中每mm吸附劑量的增加引起的壓降和/或硬度百分比的增加可由每mm吸收劑的量的減少抵消。此外，由過(guò)濾嘴中每mm吸收劑量的增加引起的壓降和/或硬度百分比的增加可由每_吸附劑的量的減少抵消。本發(fā)明人具體地發(fā)現(xiàn)了，可以根據(jù)如下范圍來(lái)確定對(duì)于常規(guī)樣式吸煙制品來(lái)說(shuō)每mm長(zhǎng)度的以mg為單位的吸附材料的量Cw和對(duì)于常規(guī)樣式吸煙制品來(lái)說(shuō)每mm長(zhǎng)度的以mg為單位的吸收材料的量Tw:
10 ( (Cw + Tw) ( 20，
這些值使得過(guò)濾嘴展現(xiàn)合適水平的過(guò)濾嘴壓降和硬度，如在上文所討論的。
[0029]如果對(duì)于常規(guī)周長(zhǎng)的吸煙制品的每_長(zhǎng)度的以mg為單位的吸附材料的量以及吸收材料的量落入如下范圍11 ( (cw + Tw) ( 18或更具體地落入如下范圍12 ( (Cw +Tw) ( 17內(nèi)，則可獲得具體益處。
[0030]使用在對(duì)于常規(guī)周長(zhǎng)吸煙制品的包括如下范圍的其他范圍的每_長(zhǎng)度的mg為單位的吸附劑和吸收劑重量也可獲得優(yōu)勢(shì):10 ( (Cw + Tw) ( 19,10 ( (Cw + Tw) ( 18、10 ( (Cw + Tw) ( 17、11 ( (Cw + Tw) ( 20、12 ( (Cw + Tw) ( 20、13 ( (Cw + Tw)(20 和 14 ( (Cw + Tw) ( 20。
[0031]除了落入上述范圍內(nèi)的每mm的選定吸附劑和吸收劑重量外，吸附劑和吸收劑重量CW、TW中的至少一者可大于最小水平。例如，吸收劑水平在本發(fā)明的一些實(shí)施例中可等于或大于約1.5mg/mm,和/或吸附劑可等于或大于6 mg/mm,這兩個(gè)最小水平都是用于具有大約23mm至25mm的常規(guī)周長(zhǎng)過(guò)濾嘴。
[0032]上述范圍還可適用于除了吸附劑之外的顆粒狀添加物，例如某些香味物(當(dāng)?shù)胤ㄒ?guī)允許)。
[0033]第二過(guò)濾嘴部段9可利用諸如可從德國(guó)的Hauni Maschinenbau AG售出的Turmalin設(shè)備的過(guò)濾嘴制造設(shè)備來(lái)制造。
[0034]在每mm吸收劑重量小于3.5mg/mm和/或每mm吸附劑重量小于9mg/mm (兩者都針對(duì)常規(guī)周長(zhǎng)吸煙制品)、和/或每mm組合的吸附劑和吸收劑重量在上述范圍的下端(例如，12 mg/mm或更低)的情況下，發(fā)明人確定了:由這些低重量引起的硬度的減少可通過(guò)使用例如圍繞過(guò)濾嘴的更硬成型紙和/或更硬水松材料抵消。例如，成型紙和/或水松紙可具有大于30g/m2、大于40g/m2、大于50g/m2、大于60g/m2、大于70g/m2或大于80g/m2的基礎(chǔ)重量。替代性地，可使用成型紙和/或水松材料的多層。
[0035]公知的Dalmatian過(guò)濾嘴(即，其包括分散在常規(guī)樣式中的根據(jù)所需部段長(zhǎng)度被切割的連續(xù)醋酸纖維素絲束中的碳顆粒)通常具有5mg/mm的碳裝載上限，以便將壓降保持在對(duì)于消費(fèi)者來(lái)說(shuō)需要的水平。較高的裝載會(huì)導(dǎo)致壓降太高。如果期望具有較高的裝載，那么以往通常有必要使用腔三重過(guò)濾嘴，所述腔三重過(guò)濾嘴具有嘴端和煙絲端醋酸纖維素絲束區(qū)段，其中填充碳的腔位于這兩者之間。這樣的腔過(guò)濾嘴導(dǎo)致移除給定過(guò)濾嘴長(zhǎng)度的一定量的醋酸纖維素并且因此這具有負(fù)面影響(例如，在焦油過(guò)濾和苯酚選擇性的具體方面)。由此，存在能夠增加添加物的裝載而不導(dǎo)致過(guò)大的壓降并且不會(huì)移除過(guò)濾材料的明確優(yōu)勢(shì)。
[0036]因此，本發(fā)明人意識(shí)到，通過(guò)使用用于形成過(guò)濾嘴的隨機(jī)取向離散短長(zhǎng)度醋酸纖維素纖維，利用諸如可從德國(guó)的Hauni Maschinenbau AG售出的Turmalin設(shè)備的過(guò)濾嘴制造設(shè)備來(lái)制造，以及通過(guò)針對(duì)常規(guī)周長(zhǎng)的香煙將吸附劑的量選擇成平均在6mg/mm至16mg/mm的范圍內(nèi)以及將吸收劑的量選擇成平均在1.5mg/mm至8mg/mm的范圍(或在上文闡述的其他范圍和極限值)內(nèi)，可提供改進(jìn)的過(guò)濾嘴并且同時(shí)保持可接受的壓降和過(guò)濾嘴硬度參數(shù)。
[0037]圖2是用于制造過(guò)濾嘴的過(guò)濾嘴制造設(shè)備的示意圖，所述過(guò)濾嘴制造設(shè)備例如是可從德國(guó)的Hauni Maschinenbau AG可購(gòu)買的Turmalin設(shè)備。
[0038]參考圖2，醋酸纖維素或其他過(guò)濾嘴材料的源21被供應(yīng)到過(guò)濾嘴制造設(shè)備20，該過(guò)濾嘴制造設(shè)備包括多個(gè)模塊22-26。給料器模塊22接收過(guò)濾嘴材料的供應(yīng)，例如諸如卷曲醋酸纖維素絲束的卷曲連續(xù)纖維，該過(guò)濾嘴材料從該給料器模塊被輸送到切割器和隨機(jī)傳送器23。切割器和隨機(jī)傳送器23將過(guò)濾嘴材料切割成短纖維長(zhǎng)度，例如1mm長(zhǎng)度。可使用其他纖維長(zhǎng)度，例如針對(duì)結(jié)合圖1描述的吸煙制品I在上文描述的。過(guò)濾嘴捆扎機(jī)24包括真空帶(band)，切割的過(guò)濾嘴材料被設(shè)置在該真空帶上。其被輸送至桿形成器25，以用于將切割的過(guò)濾嘴材料的帶形成為桿，該桿卷繞有成型紙。最后，部段切割器26被用于將桿切割成期望長(zhǎng)度的過(guò)濾嘴部段。
[0039]過(guò)濾嘴捆扎機(jī)24包括:梳理單元，其將切割纖維均勻地分布到真空帶上；多個(gè)料斗(在本示例中，兩個(gè))，其用于施加添加物，例如呈顆?；蚋郊永w維形式的添加物。還存在反加系統(tǒng)，如果需要將第三添加物輸送到切割過(guò)濾嘴材料的帶中，則可使用所述反加系統(tǒng)。該反加系統(tǒng)可替代性地用于將任何松散的切割過(guò)濾嘴材料輸送回到切割器和隨機(jī)傳送器23中，以減少?gòu)U料。過(guò)濾嘴捆扎機(jī)24包括計(jì)量輥，其能夠被調(diào)節(jié)以允許控制添加物裝載以及確保切割過(guò)濾嘴材料的帶在其形成時(shí)的均勻性。過(guò)濾嘴捆扎機(jī)24還包括射流引入器，以用于使得諸如香料的液體(當(dāng)?shù)胤ㄒ?guī)允許使用香料)能夠被直接注入到過(guò)濾嘴桿中。
[0040]在使用中，Turmalin設(shè)備如下進(jìn)行操作:給料器模塊22將諸如卷曲醋酸纖維素絲束的過(guò)濾嘴材料輸送到切割器和隨機(jī)傳送器23中。該切割器和隨機(jī)傳送器23將絲束纖維切割成在本示例中的10 mm的短纖維長(zhǎng)度。切割過(guò)濾嘴材料被吹送到過(guò)濾嘴捆扎機(jī)24的梳理單元，該過(guò)濾嘴材料從此處被抽吸到真空帶上，其中該過(guò)濾嘴材料被形成為隨機(jī)取向過(guò)濾嘴材料的帶。捆扎機(jī)24操作成使得過(guò)濾嘴材料的得到的帶被機(jī)械地結(jié)合。添加物被輸送到承載過(guò)濾嘴纖維的空氣流中，并且桿形成器25將該帶形成為連續(xù)過(guò)濾嘴桿，該過(guò)濾嘴桿由過(guò)濾嘴成型紙捆住。部段切割器26將包括隨機(jī)取向纖維的連續(xù)過(guò)濾嘴桿切割成期望長(zhǎng)度的部段。
[0041]Turmalin設(shè)備的顯著優(yōu)勢(shì)包括:在較大裝載下包括諸如碳的添加物；保持碳添加物的活性，這是因?yàn)樵跊](méi)有諸如醋精的增塑劑的情況下，不存在木炭中毒；以及更長(zhǎng)的產(chǎn)品壽命。在下文描述的由本發(fā)明人形成的過(guò)濾嘴設(shè)計(jì)和制造進(jìn)步導(dǎo)致進(jìn)一步的優(yōu)勢(shì)和改進(jìn)。
[0042]有可能形成用于不同絲束重量、添加物裝載和機(jī)械操作速度的一系列過(guò)濾嘴能力曲線，使得過(guò)濾嘴設(shè)計(jì)可針對(duì)期望過(guò)濾嘴特征(例如，壓降和硬度水平)被優(yōu)化。這由此增加了可被制造的不同過(guò)濾嘴的范圍，這可取決于具體產(chǎn)品的需求而具有特意不同的能力。
[0043]圖3是示出過(guò)濾嘴中的添加物重量(在本情況下，碳重量)和絲束重量的圖形，其基于它們的壓降和硬度的優(yōu)選范圍。具體地，用于針對(duì)144_過(guò)濾嘴長(zhǎng)度的從500至700mmffg的過(guò)濾嘴壓降(3.47至4.86 mmffg/mm)以及對(duì)于從根據(jù)Filtrona過(guò)濾嘴硬度量度的85%至95%的過(guò)濾嘴硬度水平所需的絲束重量和碳重量在該圖中被示出，其代表從利用Hauni Turmalin設(shè)備制造的過(guò)濾嘴的數(shù)據(jù)。該裝置能夠以從低于50m/min直至超過(guò)200m/min的速度設(shè)定下操作。所使用的碳是30/70網(wǎng)目椰殼炭,其分散在切割成1mm長(zhǎng)度的8丹尼爾的非增塑卷曲的隨機(jī)取向的醋酸纖維素絲束纖維中。對(duì)于這些具體過(guò)濾嘴參數(shù)，圖3的得到輪廓曲線圖描述了對(duì)于常規(guī)周長(zhǎng)吸煙制品的每_的絲束和碳重量范圍，當(dāng)實(shí)現(xiàn)在預(yù)定范圍內(nèi)的諸如壓降和硬度的期望特征時(shí)可獲得這些范圍。
[0044]關(guān)于過(guò)濾嘴的壓降，圖4是示出碳重量、絲束重量和機(jī)械操作速度對(duì)過(guò)濾嘴的壓降的影響的圖形。同樣，所使用的碳是30/70網(wǎng)目椰殼炭，其分散在切割成1mm長(zhǎng)度的8丹尼爾的非增塑卷曲的隨機(jī)取向的醋酸纖維素絲束纖維中。當(dāng)機(jī)械的操作速度對(duì)壓降具有相對(duì)較少影響并且絲束重量具有大致線性關(guān)系時(shí)，本發(fā)明人令人驚奇地意識(shí)到，基于使用Turmalin設(shè)備制造的過(guò)濾嘴,超過(guò)10mg/mm的增加碳重量在一些情況下展現(xiàn)為減少給定絲束密度的過(guò)濾嘴壓降。這是重要結(jié)果，表明了碳的水平可增加成超過(guò)10mg/mm而不會(huì)對(duì)過(guò)濾嘴壓降具有不利影響。
[0045]關(guān)于過(guò)濾嘴的硬度，圖5提供了描述碳重量、絲束重量和機(jī)械操作速度對(duì)過(guò)濾嘴的硬度的影響的三個(gè)圖形。同樣，所使用的碳是30/70網(wǎng)目椰殼炭，其分散在切割成1mm長(zhǎng)度的8丹尼爾的非增塑卷曲的隨機(jī)取向的醋酸纖維素絲束纖維中。以類似于壓降的方式，當(dāng)機(jī)械的操作速度對(duì)壓降具有相對(duì)較少影響并且絲束重量具有大致線性關(guān)系時(shí)，本發(fā)明人令人驚奇地意識(shí)到，超過(guò)10mg/mm的增加碳重量實(shí)際上減少利用Turmalin設(shè)備制造的過(guò)濾嘴的給定絲束密度的過(guò)濾嘴硬度。這是重要結(jié)果，表明了碳的水平可增加成超過(guò)10mg/mm而不會(huì)對(duì)過(guò)濾嘴硬度具有不利影響。
[0046]雖然上述實(shí)施例中的添加物被描述為吸附劑(尤其是活性炭)的顆粒，但是還可使用其他吸附劑或其他添加物。例如，吸附劑可以是離子交換樹(shù)脂(例如，CR20)或其他材料，例如沸石、硅膠、海泡石、氧化鋁(具有或不具有活性)、碳質(zhì)樹(shù)脂、硅酸鎂，包括Sep1lite (Mg4Si6O15 (OH) 2.6Η20)或其組合，具有或不具有活性炭。此外，可使用改性被抽吸通過(guò)過(guò)濾嘴的煙霧的其他添加物，例如香味物(當(dāng)?shù)胤ㄒ?guī)允許使用香味物)，例如薄荷腦或保濕顆粒。
[0047]先前已知制造包括隨機(jī)取向離散絲束纖維的過(guò)濾嘴，例如如在WO 2009/093051中描述的。但是類似于常規(guī)醋酸纖維素絲束纖維，在WO 2009/093051中描述的制造技術(shù)還可能需要使用諸如醋精的增塑劑來(lái)實(shí)現(xiàn)隨機(jī)取向纖維內(nèi)的結(jié)合，以得到牢固結(jié)構(gòu)。Turmalin設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)在于,其不需要使用增塑劑。Turmalin設(shè)備使得纖維內(nèi)的機(jī)械結(jié)合免除了對(duì)增塑劑的過(guò)時(shí)的需要。因此消除了由使用諸如醋精的產(chǎn)品導(dǎo)致的任何不期望影響。
[0048]除了上述優(yōu)勢(shì)之外，本發(fā)明人理解到，Turmalin設(shè)備或類似物使得能夠作出各種過(guò)濾嘴設(shè)計(jì)，其提供附加的改進(jìn)和優(yōu)勢(shì)。這種改進(jìn)和優(yōu)勢(shì)在下文被詳細(xì)描述。
[0049]本發(fā)明人認(rèn)識(shí)到,利用諸如Turmalin設(shè)備的工藝的工藝來(lái)制造過(guò)濾嘴的能力可通過(guò)利用具有比傳統(tǒng)所使用的更小顆粒尺寸的材料來(lái)得以改進(jìn)。更小的顆?？稍鰪?qiáng)過(guò)濾性能，這是因?yàn)樗鲱w粒具有更大的表面積。
[0050]圖6是吸煙制品31的示意圖。吸煙制品31包括被卷繞在卷繞材料33(在本情況下，是香煙紙)中的煙絲桿32，其通過(guò)覆蓋過(guò)濾嘴34以及部分地覆蓋卷繞材料33的水松材料35被縱向連接到過(guò)濾嘴34。過(guò)濾嘴34包括在過(guò)濾嘴34的嘴端處的第一部段36以及在過(guò)濾嘴34的煙絲桿端處的第二部段39，所述第一部段包括卷繞在第一成型紙38中的卷曲醋酸纖維素絲束37，所述第二部段包括卷繞在第二成型紙42中的第一吸收材料40和第二吸收材料41。
[0051]第一部段36是利用醋酸纖維素纖維和增塑劑形成的醋酸纖維素部段。
[0052]第一吸收材料40包括平均纖維丹尼爾在7至9范圍內(nèi)的纖維過(guò)濾嘴材料，分散在第一吸收材料40內(nèi)的第二吸收材料41包括平均纖維丹尼爾低于7 (例如，丹尼爾大約從I至6、從2至6、從3至6、或大約為6、5、4、3、2或I)的纖維過(guò)濾嘴材料。第一和第二纖維過(guò)濾嘴材料40、41包括在過(guò)濾嘴中隨機(jī)取向的短長(zhǎng)度纖維。
[0053]第二過(guò)濾嘴部段39可利用Turmalin設(shè)備例如通過(guò)如下過(guò)程來(lái)制造:將第一吸收材料40的連續(xù)絲束供應(yīng)到給料器22，以及經(jīng)由過(guò)濾嘴捆扎機(jī)24中的一個(gè)添加物料斗來(lái)添加第二吸收材料的纖維。替代性地，第一和第二過(guò)濾嘴材料40、41的供應(yīng)源均可被提供至Turmalin設(shè)備的給料器21，使得它們一起被切割并隨機(jī)化并且以類似于單種過(guò)濾嘴材料的方式被處理。
[0054]第一和第二材料40、41的纖維在本示例中包括離散短長(zhǎng)度醋酸纖維素纖維(如本文描述的)，但是還可使用替代性纖維。例如，第一和/或第二材料的纖維可包括醋酸纖維素、聚乙烯醇(PVOH)、聚乳酸(PLA)、聚(ε-己內(nèi)酯)(PCL)、聚(1-4 丁二醇琥珀酸酯)(PBS)、聚(己二酸丁二醇酯-共-對(duì)苯二甲酸酯)(PBAT)、淀粉基材料、紙、脂族聚酯材料和多糖聚合物或其組合。
[0055]能夠通過(guò)將納米纖維材料用作催化物質(zhì)的基礎(chǔ)來(lái)實(shí)現(xiàn)另一優(yōu)勢(shì)，以增強(qiáng)過(guò)濾嘴性能。納米纖維具有足夠高的表面積-體積比，以具有用于催化活性的可能性。這種納米材料可例如在通過(guò)過(guò)濾嘴捆扎機(jī)24中的一個(gè)或多個(gè)料斗裝載添加物時(shí)利用圖2的設(shè)備被添加到過(guò)濾嘴,使得納米材料被計(jì)量到過(guò)濾嘴捆扎機(jī)24內(nèi)的空氣流內(nèi)。
[0056]圖7具有過(guò)濾嘴的吸煙制品51的示意圖，該過(guò)濾嘴具有承載添加物的納米纖維，以在使用時(shí)用于有助于或促進(jìn)減少被抽吸通過(guò)吸煙制品51的主流煙霧的至少一種成分。
[0057]參考圖7，吸煙制品51包括被卷繞在卷繞材料53 (在本情況下，香煙紙)中的煙絲桿52，其通過(guò)覆蓋過(guò)濾嘴54以及部分地覆蓋卷繞材料53的水松材料55被縱向連接到過(guò)濾嘴54。過(guò)濾嘴54包括在過(guò)濾嘴54的嘴端處的第一部段56以及在過(guò)濾嘴54的煙絲桿端處的第二部段59，所述第一部段包括卷繞在第一成型紙58中的卷曲醋酸纖維素絲束57，所述第二部段包括卷繞在第二成型紙61中的納米纖維60。第一部段56是利用連續(xù)醋酸纖維素纖維和增塑劑形成的醋酸纖維素部段。在本示例中，納米纖維60是混合有醋酸纖維素短長(zhǎng)度隨機(jī)取向纖維的短長(zhǎng)度隨機(jī)取向纖維。納米纖維包括支撐用作催化劑60b的氧化鋅(ZnO)顆粒的碳納米纖維60a，例如用于有助于減少香煙煙霧中的HCN。在替代性實(shí)施例中，可單獨(dú)地或結(jié)合地(包括結(jié)合碳和/或ZnO)使用其他納米纖維材料和/或其他催化劑，例如金(Au)，例如用于香煙煙霧的一氧化碳(CO)減少?？衫脠D2的過(guò)濾嘴制造設(shè)備20將納米纖維60作為添加物添加至隨機(jī)取向的纖維長(zhǎng)度醋酸纖維素纖維。
[0058]納米纖維可具有任何合適長(zhǎng)度以包括過(guò)濾嘴部段，例如在Imm至15mm之間或在5mm至12mm之間。所使用的納米纖維的直徑可以在從25nm至900nm之間、或從50nm至500nm之間、或從10nm至300nm之間。
[0059]在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，只要當(dāng)?shù)胤ㄒ?guī)允許,就可將香料添加至利用Turmalin設(shè)備制造的過(guò)濾嘴。
[0060]可利用細(xì)絲作為載體來(lái)實(shí)現(xiàn)香料到過(guò)濾嘴的添加。用于將細(xì)絲插入過(guò)濾嘴材料中的合適設(shè)備的示例在專利公布W02010/108739和美國(guó)申請(qǐng)序列號(hào)13/259，634的對(duì)應(yīng)美國(guó)專利申請(qǐng)公布中被提供，所述文獻(xiàn)以引用的方式并入到本文。諸如在W02010/108739描述的細(xì)絲插入裝置能夠被安裝在過(guò)濾嘴真空帶的中間部分中，其中細(xì)絲插入針在形成過(guò)濾嘴桿時(shí)將細(xì)絲運(yùn)送到所述過(guò)濾嘴桿的軸向區(qū)域中。本文描述的包括將細(xì)絲插入過(guò)濾嘴中的實(shí)施例在細(xì)和超細(xì)樣式(即，小于22 mm直徑,尤其小于21mm、20mm、18mm、16mm、15mm和14mm)時(shí)是尤其有利的。
[0061]圖8是具有過(guò)濾嘴的吸煙制品的示意圖，該過(guò)濾嘴包括具有從其穿過(guò)地延伸的細(xì)絲的隨機(jī)取向離散短長(zhǎng)度纖維。
[0062]參考圖8，吸煙制品151包括被卷繞在卷繞材料153 (在本情況下，香煙紙)中的煙絲桿152，其通過(guò)覆蓋過(guò)濾嘴154以及部分地覆蓋卷繞材料153的水松材料155被縱向連接到過(guò)濾嘴154。過(guò)濾嘴154包括在過(guò)濾嘴154的嘴端處的第一部段156以及在過(guò)濾嘴154的煙絲桿端處的第二部段159，所述第一部段包括卷繞在第一成型紙158中的卷曲醋酸纖維素絲束157，所述第二部段包括吸收材料160。細(xì)絲161軸向地延伸通過(guò)第二部段159。第二部段159被卷繞在第二成型紙162中。在本示例中，吸收材料160包括隨機(jī)取向離散短長(zhǎng)度醋酸纖維素纖維。
[0063]本發(fā)明人還認(rèn)識(shí)到，Turmalin設(shè)備或類似物可被設(shè)置成允許在隨機(jī)取向離散短長(zhǎng)度醋酸纖維素纖維中包括有膠囊、微膠囊或其他包封材料，并且同時(shí)確保諸如香料(當(dāng)?shù)胤ㄒ?guī)允許)或稀釋液的膠囊內(nèi)容物的均勻分布。
[0064]以與針對(duì)碳裝載在上文描述相似的方式，可能在較高水平下添加這種材料以便遞送更多香料。膠囊(不管是否是諸如直徑在3mm和8mm之間的較大膠囊)、微膠囊或其他包封材料可被推入到諸如Turmalin設(shè)備的設(shè)備中的過(guò)濾嘴絲束中，這通過(guò)將膠囊引導(dǎo)通過(guò)管而進(jìn)入到在過(guò)濾嘴捆扎機(jī)的下游端處的過(guò)濾嘴絲束中來(lái)實(shí)現(xiàn)。膠囊例如可利用高壓氣體以對(duì)應(yīng)于過(guò)濾嘴捆扎機(jī)的速度的頻率吹送到過(guò)濾嘴材料中，使得膠囊以合適的間隔定位在所形成的過(guò)濾嘴桿中，并且從過(guò)濾嘴桿切出的過(guò)濾嘴部段容納期望數(shù)量的膠囊。替代性地,微膠囊可利用如上所述的一個(gè)添加物料斗以與添加物相似的方式被計(jì)量到過(guò)濾嘴帶上。本文所述的包括將包封香味物插入到過(guò)濾嘴中的實(shí)施例在細(xì)和超細(xì)樣式(即，小于22 _直徑，尤其小于21mm、20mm、18mm、16mm、15_和14mm)時(shí)是尤其有利的。
[0065]圖9是具有過(guò)濾嘴的吸煙制品171的示意圖，該過(guò)濾嘴包括具有設(shè)置在其中的膠囊的隨機(jī)取向離散短長(zhǎng)度纖維。參考圖9，吸煙制品171包括被卷繞在卷繞材料173 (在本情況下，香煙紙)中的煙絲桿172，其通過(guò)覆蓋過(guò)濾嘴174以及部分地覆蓋卷繞材料173的水松材料175被縱向連接到過(guò)濾嘴174。過(guò)濾嘴174包括在過(guò)濾嘴174的嘴端處的第一部段176以及在過(guò)濾嘴174的煙絲桿端處的第二部段179，所述第一部段包括卷繞在第一成型紙178中的卷曲醋酸纖維素絲束177，所述第二部段包括吸收材料180。包封香味物181(在本情況下，呈膠囊的形式)被設(shè)置在第二部段179內(nèi)。第二部段179被卷繞在第二成型紙182中。在本示例中，吸收材料180包括隨機(jī)取向離散短長(zhǎng)度醋酸纖維素纖維。
[0066]圖10是具有過(guò)濾嘴的吸煙制品的示意圖，該過(guò)濾嘴包括具有設(shè)置在其中的微膠囊的隨機(jī)取向離散短長(zhǎng)度纖維。
[0067]參考圖10，吸煙制品191包括被卷繞在卷繞材料193 (在本情況下，香煙紙)中的煙絲桿192，其通過(guò)覆蓋過(guò)濾嘴194以及部分地覆蓋卷繞材料193的水松材料195被縱向連接到過(guò)濾嘴194。過(guò)濾嘴194包括在過(guò)濾嘴194的嘴端處的第一部段196以及在過(guò)濾嘴194的煙絲桿端處的第二部段199，所述第一部段包括卷繞在第一成型紙198中的卷曲醋酸纖維素絲束197，所述第二部段包括吸收材料200。包封香味物201 (在本情況下，呈多個(gè)微膠囊的形式)被設(shè)置在第二部段199內(nèi)。第二部段199被卷繞在第二成型紙202中。在本示例中，吸收材料200包括隨機(jī)取向離散短長(zhǎng)度醋酸纖維素纖維。
[0068]除了包封香味物，其他形式的香味添加物(當(dāng)?shù)胤ㄒ?guī)允許使用這種添加物)可被添加到包括隨機(jī)取向離散短長(zhǎng)度纖維的過(guò)濾嘴。例如，香味添加物可以植物學(xué)形式被添加，例如薄荷或煙絲葉或其他植物葉、植物種子和植物皮等。這種添加物可被添加到Turmalin設(shè)備的帶形成器中的添加物料斗中，且因此當(dāng)例如利用本文所述的離散短長(zhǎng)度醋酸纖維素纖維來(lái)形成過(guò)濾嘴帶時(shí)被計(jì)量到過(guò)濾嘴材料空氣流中。由于在隨機(jī)取向離散短長(zhǎng)度纖維過(guò)濾嘴中不使用增塑劑，因此可提高植物學(xué)添加物的香味釋放。
[0069]本發(fā)明人構(gòu)想到，先前未用于過(guò)濾嘴制造的附加材料可用于利用Turmalin設(shè)備或類似物進(jìn)行的制造中。
[0070]在一個(gè)實(shí)施例中，包括新片材的切碎片材被包括在過(guò)濾嘴材料內(nèi)。這種片材包括由植物(例如，薄荷和或薄荷醇、煙絲或重構(gòu)煙絲)形成的片材。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，所提供的列表不是限制性的并且可使用任何合適片材。使用呈切碎形式的這種片材的益處在于，這種片材可提高所述材料在過(guò)濾嘴內(nèi)的分散性能并且還提高過(guò)濾嘴材料的可降解性能。此外，新材料的使用可被用于提高過(guò)濾嘴的性能和/或改性被抽吸通過(guò)過(guò)濾嘴的煙霧的特性。
[0071]圖11是具有過(guò)濾嘴的吸煙制品的示意圖，該過(guò)濾嘴包括具有帶有設(shè)置在其中的切碎片材的隨機(jī)取向離散短長(zhǎng)度纖維。
[0072]參考圖11，吸煙制品211包括被卷繞在卷繞材料213 (在本情況下，香煙紙)中的煙絲桿212，其通過(guò)覆蓋過(guò)濾嘴214以及部分地覆蓋卷繞材料213的水松材料215被縱向連接到過(guò)濾嘴214。過(guò)濾嘴214包括在過(guò)濾嘴214的嘴端處的第一部段216以及在過(guò)濾嘴214的煙絲桿端處的第二部段219，所述第一部段包括卷繞在第一成型紙218中的卷曲醋酸纖維素絲束217，所述第二部段包括在其中分散有切碎片材221的吸收材料220。第二部段219被卷繞在第二成型紙222中。在本示例中，吸收材料220包括隨機(jī)取向離散短長(zhǎng)度醋酸纖維素纖維，切碎片材221包括切碎的重構(gòu)的煙絲片材。
[0073]切碎片材221可包括由醋酸纖維素、聚乙烯醇(PVOH)、聚乳酸(PLA)、聚(ε-己內(nèi)酯)(PCL)、聚(1-4 丁二醇琥珀酸酯)(PBS)、聚(己二酸丁二醇酯-共-對(duì)苯二甲酸酯)(PBAT)、淀粉基材料、紙、脂族聚酯材料或多糖聚合物和/或其組合的纖維形成的材料。
[0074]本發(fā)明人還理解到將可降解或以其他方式替代的纖維(例如，PVOH纖維)與常規(guī)醋酸纖維素纖維相結(jié)合的可能性。PVOH通常不用于常規(guī)過(guò)濾嘴制造，因?yàn)镻VOH通常不能卷曲。包括有PVOH或其他不可卷曲纖維與其他材料(B卩，醋酸纖維素)意味著，可克服該問(wèn)題。利用這種材料可導(dǎo)致過(guò)濾嘴具有改進(jìn)的可降解性和水溶性。其他材料包括聚(ε-己內(nèi)酯)(PCL)、聚(1-4 丁二醇琥珀酸酯)(PBS)、聚(己二酸丁二醇酯-共-對(duì)苯二甲酸酯)(ΡΒΑΤ)、淀粉基材料、紙、脂族聚酯材料和多糖聚合物。
[0075]另外，諸如PLA的其他卷曲材料可結(jié)合常規(guī)醋酸纖維素纖維。
[0076]在一個(gè)實(shí)施例中，為了將PVOH或其他不可卷曲纖維添加至過(guò)濾嘴或者將PLA或其他卷曲纖維添加至過(guò)濾嘴，Turmalin給料器22被設(shè)置成將兩股原始過(guò)濾嘴材料輸送到切割器和隨機(jī)傳送器23中。由此，通過(guò)不是首先將該材料轉(zhuǎn)化為片材而是將所述材料拉直為絲束，減少了處理步驟的數(shù)量。
[0077]此外，如果省除將材料轉(zhuǎn)化為絲束材料的步驟，則可進(jìn)一步減少處理步驟的數(shù)量。在這種實(shí)施例中，而且不需要輸送、切割和隨機(jī)化所述纖維。而是，原始纖維形式的PV0H、PLA或其他材料可與短纖維醋酸纖維素纖維的袋直接混合，其被切直到Turmalin設(shè)備中。
[0078]在另一實(shí)施例中，利用如上所述的一個(gè)添加物料斗，PVOH纖維(或其他不可卷曲纖維)或PLA纖維(或其他卷曲纖維)可被計(jì)量到過(guò)濾嘴捆扎機(jī)24的過(guò)濾嘴絲束中。
[0079]圖12是具有過(guò)濾嘴的吸煙制品的示意圖，該過(guò)濾嘴包括包括具有設(shè)置在其中的可降解纖維的隨機(jī)取向離散短長(zhǎng)度纖維。參考圖12，吸煙制品231包括被卷繞在卷繞材料233 (在本情況下，香煙紙)中的煙絲桿232，其通過(guò)覆蓋過(guò)濾嘴234以及部分地覆蓋卷繞材料233的水松材料235被縱向連接到過(guò)濾嘴234。過(guò)濾嘴234包括在過(guò)濾嘴234的嘴端處的第一部段236以及在過(guò)濾嘴234的煙絲桿端處的第二部段239，所述第一部段包括卷繞在第一成型紙238中的卷曲醋酸纖維素絲束237，所述第二部段包括在其中分散有PVOH纖維241的吸收材料240。第二部段239被卷繞在第二成型紙242中。在本示例中，吸收材料240包括隨機(jī)取向離散短長(zhǎng)度醋酸纖維素纖維。
[0080]常規(guī)過(guò)濾嘴制造技術(shù)制造過(guò)濾嘴桿以使其具有沿縱向方向的均勻密度。本發(fā)明人意識(shí)到，可能有意地提供沿過(guò)濾嘴桿的長(zhǎng)度的可變密度。在一個(gè)實(shí)施例中，密度可被使得變化，以使得當(dāng)過(guò)濾嘴桿被切割成單個(gè)部段時(shí)，過(guò)濾嘴部段包括致密端部以及具有較低密度的中間部分。這是有利的，因?yàn)檫@不依賴于絲束卷曲以將纖維保持在過(guò)濾嘴中。
[0081]圖13a是過(guò)濾嘴桿245的示意圖，其包括交替布置的具有較高平均密度的縱向區(qū)域246和具有較低平均密度的區(qū)域247。過(guò)濾嘴桿245可被用于制造多個(gè)過(guò)濾嘴部段，每個(gè)過(guò)濾嘴部段包括用于吸煙制品過(guò)濾嘴的過(guò)濾嘴材料的均質(zhì)單元，其例如僅在沿其長(zhǎng)度的密度上有變化。例如，過(guò)濾嘴桿245可在具有較高平均密度的每個(gè)區(qū)域246的中心248處被切割，使得所形成的過(guò)濾嘴部段具有“致密端部”。線圖249描述了沿過(guò)濾嘴桿245的長(zhǎng)度的過(guò)濾嘴材料的密度，在本示例中其以波動(dòng)或正弦方式變化。在替代性示例中，沿過(guò)濾嘴桿245的長(zhǎng)度的過(guò)濾嘴材料的密度可以其他方式變化，例如在沿過(guò)濾嘴桿245的長(zhǎng)度的每個(gè)密度循環(huán)的密度方面存在1、2、3、4或更多級(jí)的變化。如圖13a所示的過(guò)濾嘴材料包括離散短長(zhǎng)度醋酸纖維素纖維，但是其可以替代性地是本文描述的其他纖維過(guò)濾嘴材料，例如聚乙烯醇(PVOH)、聚乳酸(PLA)、聚(ε-己內(nèi)酯)(PCL)、聚(1_4 丁二醇琥珀酸酯)(PBS)、聚(己二酸丁二醇酯-共-對(duì)苯二甲酸酯)(ΡΒΑΤ)、淀粉基材料、紙、脂族聚酯材料和多糖聚合物或其組合。該材料還可包含添加物，例如如本文所述的吸附劑。
[0082]如圖13a所示的更大密度部分使得一旦被切出，所述纖維(即便所述纖維的一些或全部不卷曲)也被防止從過(guò)濾嘴部段散出。因此，圖13a的實(shí)施例可以使得能夠使用不適合于卷曲的材料，例如PVOH和無(wú)紡材料。這繼而可導(dǎo)致如上所述的增加的可降解性和水溶性。因此，過(guò)濾嘴材料可由單種纖維材料或多種組合材料(例如，醋酸纖維素纖維結(jié)合其他材料)形成。
[0083]本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到可使得過(guò)濾嘴桿245的密度沿其長(zhǎng)度改變的不同方法。例如，這可通過(guò)在將過(guò)濾嘴材料形成到抽吸帶上時(shí)使用具有可變速度附件(garniture)的機(jī)械或者使得過(guò)濾嘴材料或添加物較大體積地脈動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。替代性地或此外，過(guò)濾嘴抽吸帶可適于使得具有較高平均密度的區(qū)域和具有較低平均密度的區(qū)域都在所述帶上形成，這例如通過(guò)改變不同區(qū)域中的帶的氣阻(例如，通過(guò)根據(jù)期望密度圖案改變帶上的孔的尺寸和/或頻率)來(lái)實(shí)現(xiàn)。生產(chǎn)線的正時(shí)可被控制，使得部段長(zhǎng)度因此被受控并切割。
[0084]圖13b是用于制造具有帶有較高平均密度的區(qū)域和具有較低平均密度的區(qū)域的過(guò)濾嘴部段的諸如在Turmalin設(shè)備的過(guò)濾嘴捆扎機(jī)24中使用的過(guò)濾嘴形成抽吸帶的區(qū)段的示意圖。參考圖13b，過(guò)濾嘴形成抽吸帶250包括尼龍網(wǎng)251，其形成為以便具有帶有較大網(wǎng)孔和較低密度的網(wǎng)材料的第一區(qū)域252以及具有較小網(wǎng)孔和較高密度的網(wǎng)材料的第二區(qū)域253。因此，第一區(qū)域252比第二區(qū)域253具有更低的氣阻。在使用中，與朝向具有較小網(wǎng)孔的第二區(qū)域253相比，過(guò)濾嘴捆扎機(jī)空氣流中的纖維借助更大的力將朝向具有較大網(wǎng)孔的第一區(qū)域252被抽吸。因此，與在第二區(qū)域253中相比，過(guò)濾嘴纖維的較大平均密度將設(shè)置在第一區(qū)域252中。所形成的過(guò)濾嘴因此將具有與抽吸帶250的第一區(qū)域252對(duì)應(yīng)的較大平均密度的區(qū)域以及與抽吸帶250的第二區(qū)域253對(duì)應(yīng)的較小平均密度的區(qū)域。
[0085]在圖13b的示例中，孔的尺寸和數(shù)量沿抽吸帶250的長(zhǎng)度以波動(dòng)的方式變化。但是在其他實(shí)施例中，僅孔的尺寸可沿抽吸帶的長(zhǎng)度變化，例如這通過(guò)使用實(shí)心帶來(lái)實(shí)現(xiàn)，其中變化的孔尺寸在不同地縱向隔開(kāi)的重復(fù)間隔處在所述帶中被切出。替代性地在其他實(shí)施例中，僅孔的數(shù)量可沿抽吸帶的長(zhǎng)度變化，例如這通過(guò)使用實(shí)心帶來(lái)實(shí)現(xiàn)，其中對(duì)于帶的給定區(qū)域來(lái)說(shuō)變化的孔數(shù)量在沿所述帶的不同地縱向隔開(kāi)的重復(fù)間隔處在所述帶中被切出。另外，不是遵循沿抽吸帶的長(zhǎng)度的氣阻的波動(dòng)變化，孔可被設(shè)置成使得在沿所述帶的長(zhǎng)度的重復(fù)間隔中出現(xiàn)過(guò)濾嘴材料的密度的1、2、3、4或更多級(jí)的變化。
[0086]本發(fā)明人還認(rèn)識(shí)到，可能形成具有非常規(guī)截面的過(guò)濾嘴。在常規(guī)過(guò)濾嘴桿中，如果需要非圓形形狀，那么可能需要相當(dāng)數(shù)量的增塑劑和蒸汽以形成所需形狀。在實(shí)踐中這不是那么容易實(shí)現(xiàn)的。但是本發(fā)明人認(rèn)識(shí)到Turmalin設(shè)備形成細(xì)長(zhǎng)帶的方法，所述細(xì)長(zhǎng)帶具有可適于過(guò)濾嘴材料的其他截面形狀的機(jī)械強(qiáng)度。例如，Turmalin設(shè)備可適于形成除了細(xì)長(zhǎng)之外的帶，或者過(guò)濾嘴材料例如經(jīng)由成形孔或利用合適形狀的附件帶可被迫使形成為期望形狀。例如，過(guò)濾嘴材料的帶可被形成在過(guò)濾嘴捆扎機(jī)24的帶上或穿過(guò)合適地成形的孔或附件帶，使得過(guò)濾嘴具有多邊形(例如，三角形、正方形、矩形、五邊形或六邊形)截面，或者諸如卵形或橢圓形截面的其他非圓形截面，并且材料的帶的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性可使得所述帶保持所需形狀。另一實(shí)施例可利用合適設(shè)計(jì)的卷繞和蒸發(fā)過(guò)程。所形成的過(guò)濾嘴可具有這樣的截面，其周長(zhǎng)小于16mm或者其周長(zhǎng)大于25mm。
[0087]圖14是具有包括橢圓形截面的過(guò)濾嘴的吸煙制品291的示意圖。
[0088]參考圖14，吸煙制品291被卷繞在卷繞材料293 (在本情況下，香煙紙)中的橢圓形截面煙絲桿292，其通過(guò)覆蓋過(guò)濾嘴294以及部分地覆蓋卷繞材料293的水松材料295被縱向連接到過(guò)濾嘴294。過(guò)濾嘴294包括在吸煙制品291的嘴端處的單個(gè)過(guò)濾嘴部段296，其包括卷繞在第一成型紙298中的吸收材料297。部段296具有橢圓形截面。在本示例中，吸收材料297包括隨機(jī)取向離散短長(zhǎng)度醋酸纖維素纖維。附加塑料網(wǎng)、織物或其他可滲透屏障物(未示出)可被施加到過(guò)濾嘴294的嘴端上，以防止單個(gè)過(guò)濾嘴纖維離開(kāi)過(guò)濾嘴294。
[0089]圖15是具有包括正方形截面的過(guò)濾嘴的吸煙制品311的示意圖。
[0090]參考圖15，吸煙制品311被卷繞在卷繞材料313 (在本情況下，香煙紙)中的正方形截面煙絲桿312，其通過(guò)覆蓋過(guò)濾嘴314以及部分地覆蓋卷繞材料313的水松材料315被縱向連接到過(guò)濾嘴314。過(guò)濾嘴314包括在吸煙制品311的嘴端處的單個(gè)過(guò)濾嘴部段316，其包括卷繞在第一成型紙318中的吸收材料317。部段316具有正方形截面。在本示例中，吸收材料317、320包括隨機(jī)取向離散短長(zhǎng)度醋酸纖維素纖維。附加塑料網(wǎng)、織物或其他可滲透屏障物(未示出)可被施加到過(guò)濾嘴314的嘴端上，以防止單個(gè)過(guò)濾嘴纖維離開(kāi)過(guò)濾嘴314。
[0091]如圖14和15中所示的實(shí)施例的過(guò)濾嘴294、314還可包括其他特征，例如分散在過(guò)濾嘴纖維中的添加物和/或施加到過(guò)濾嘴的通氣口，例如激光形成的孔。
[0092]本發(fā)明人還認(rèn)識(shí)到，可能將包括隨機(jī)取向短長(zhǎng)度纖維的過(guò)濾嘴形成為周長(zhǎng)小于16mm、15mm、14mm或13_或周長(zhǎng)大于25mm、26mm、27_或28mm的圓筒?？衫脝蝹€(gè)丹尼爾纖維，例如具有從約7至約9的丹尼爾并且在每mm過(guò)濾嘴中使用的量根據(jù)所需過(guò)濾嘴周長(zhǎng)而變化。例如，每_的隨機(jī)取向短長(zhǎng)度纖維的量對(duì)于超細(xì)樣式過(guò)濾嘴來(lái)說(shuō)可以減少并且對(duì)于常規(guī)樣式過(guò)濾嘴來(lái)說(shuō)可以增加。這不同于已知的連續(xù)絲束過(guò)濾嘴制造，其中不同纖維丹尼爾通常被需要用于不同周長(zhǎng)的過(guò)濾嘴。
[0093]在前述示例中，包含隨機(jī)取向離散長(zhǎng)度纖維的第二過(guò)濾嘴部段9、39、59、159、179、199,219和239 (如圖1以及圖6至12所示)被描述為雙過(guò)濾嘴的煙絲端部件，公知醋酸纖維素第一過(guò)濾嘴部段位于嘴端。但是其他布置也是可能的。例如，第二部段可適于用在香煙過(guò)濾嘴的嘴端。這可通過(guò)在使用期間防止單個(gè)纖維離開(kāi)過(guò)濾嘴部段來(lái)實(shí)現(xiàn)，例如通過(guò)包括增塑劑(例如，在嘴端部段的嘴端處的部分中的局部化增塑劑)以將隨機(jī)取向離散長(zhǎng)度纖維和/或分散在其中的任何添加物保持在原位、或者通過(guò)使用塑料網(wǎng)、織物或其他可滲透屏障物從而防止單獨(dú)纖維到達(dá)消費(fèi)者的口部來(lái)實(shí)現(xiàn)。根據(jù)需要，第二過(guò)濾嘴部段還可被用作三部分式過(guò)濾嘴的中間或煙絲端過(guò)濾嘴部段、或者四、五或六部分式過(guò)濾嘴的任何部段。第一過(guò)濾嘴部段還可以是除了卷繞在成型紙中的常規(guī)醋酸纖維素部段之外的部段。例如，不可卷繞的醋酸纖維素(NWA)區(qū)段可被用作本文描述的第一過(guò)濾嘴部段。
[0094]此外，在圖1以及圖6至12中描述的實(shí)施例的第一和第二過(guò)濾嘴部段被示出為具有單獨(dú)成型紙并且利用水松材料被保持在一起并連接到煙絲桿。但是替代性地，另一外部成型紙(未示出)可圍繞第一和第二過(guò)濾嘴部段被卷繞并且被用于將第一和第二過(guò)濾嘴部段連接到一起，并且組合的過(guò)濾嘴單元于是可利用水松材料連接到煙絲桿。
[0095]雖然本文描述的隨機(jī)取向纖維被描述為卷曲，但是還可單獨(dú)地或與卷曲纖維混合地使用不可卷曲纖維。此外，隨機(jī)取向纖維被描述為具有1mm的纖維長(zhǎng)度(當(dāng)延伸時(shí))，或者在從5mm至25mm、或從6mm至20mm、或從7mm至20mm、或從7mm至15mm的纖維長(zhǎng)度。第二部段還可包括在該范圍之外的平均纖維長(zhǎng)度和/或不同平均長(zhǎng)度的成組纖維的混合物，這取決于所涉及的過(guò)濾嘴的需求和可用的纖維材料。
[0096]本文描述的過(guò)濾嘴布置可被修改成包括在成型紙和/或水松紙中的一個(gè)或多個(gè)透明區(qū)段，以便允許內(nèi)部過(guò)濾嘴部分由吸煙制品消費(fèi)者看到。例如，用于卷繞第二過(guò)濾嘴部段的第二成型紙可包括諸如可在英國(guó)的Innovia Films買到的Natureflex ?膜的透明材料。水松紙可包括一個(gè)或多個(gè)窗口切除部、或諸如Natureflex ?膜的透明材料的區(qū)段，以使得能夠通過(guò)水松紙和成型紙看到內(nèi)部過(guò)濾嘴部分。替代性地，水松紙可被施加到兩個(gè)帶中，其中這兩個(gè)帶之間具有間隙從而揭示下面的透明成型紙，或者水松紙可完全由諸如Natureflex ?膜的透明材料制成。一些實(shí)施例可包括透明“窗口”區(qū)段過(guò)濾嘴，例如如在專利公布W02009/106374中描述的，該文獻(xiàn)的內(nèi)容(包括任何相應(yīng)美國(guó)公布)以引用的方式全文并入到本文。
[0097]為了解決各種問(wèn)題以及推進(jìn)本領(lǐng)域發(fā)展，本公開(kāi)的全部?jī)?nèi)容以示例的方式示出了各個(gè)實(shí)施例，在所述實(shí)施例中要求保護(hù)的本發(fā)明可被實(shí)施，并且所述實(shí)施例提供優(yōu)良的吸煙制品過(guò)濾嘴。本公開(kāi)的優(yōu)勢(shì)和特征僅是實(shí)施例的代表性樣本，并且不是詳盡的和/或排他的。所述實(shí)施例被示出以僅僅為了有助于理解并教導(dǎo)要求保護(hù)的特征。要理解的是，本公開(kāi)的優(yōu)勢(shì)、實(shí)施例、示例、功能、特征、結(jié)構(gòu)和/或其他方面被認(rèn)為不局限于由權(quán)利要求書(shū)限定的公開(kāi)內(nèi)容或者權(quán)利要求書(shū)的等同物，并且可使用其他實(shí)施例并且可作出修改而不脫離本公開(kāi)的范圍和/或精神。各種實(shí)施例可以合適地包括、由以下構(gòu)成或主要由以下構(gòu)成:所公開(kāi)元件、部件、特征、部分、步驟、機(jī)構(gòu)等的各種組合。此外，本公開(kāi)包括當(dāng)前未要求保護(hù)但是將來(lái)可要求保護(hù)的其他發(fā)明。
【權(quán)利要求】
1.一種用于吸煙制品的過(guò)濾嘴，所述過(guò)濾嘴包括具有平均纖維丹尼爾在7至9范圍內(nèi)的第一纖維過(guò)濾嘴材料和具有平均纖維丹尼爾小于7的第二纖維過(guò)濾嘴材料，其中，所述第二纖維過(guò)濾嘴材料分散在所述第一纖維過(guò)濾嘴材料內(nèi)，且其中，所述第一纖維過(guò)濾嘴材料和第二纖維過(guò)濾嘴材料包括在所述過(guò)濾嘴中隨機(jī)取向的離散短長(zhǎng)度纖維。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過(guò)濾嘴，其中，所述隨機(jī)取向短長(zhǎng)度纖維在不使用增塑劑的情況下在所述過(guò)濾嘴中被保持在一起。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的過(guò)濾嘴，其中，所述第一纖維過(guò)濾嘴材料和/或第二纖維過(guò)濾嘴材料包括在延伸時(shí)平均長(zhǎng)度在約5mm至20mm之間的纖維。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3中任一項(xiàng)所述的過(guò)濾嘴，其中，所述第二纖維過(guò)濾嘴材料具有在從1至6的范圍內(nèi)的平均纖維丹尼爾。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的過(guò)濾嘴，其中，所述第二纖維過(guò)濾嘴材料包括多個(gè)納米纖維。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的過(guò)濾嘴，其中，所述納米纖維承載用于在使用時(shí)選擇性地減少被抽吸通過(guò)所述過(guò)濾嘴的煙霧的至少一種成分的添加物。
7.一種用于吸煙制品的過(guò)濾嘴，所述過(guò)濾嘴包括分散在隨機(jī)取向短長(zhǎng)度纖維內(nèi)的片材。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的過(guò)濾嘴，其中，所述片材包括選自如下中的至少一者的切碎片材:聚乙烯醇(PVOH)、聚乳酸(PLA)、聚(ε-己內(nèi)酯)(PCL)、聚(1_4 丁二醇琥珀酸酯)(PBS)、聚(己二酸丁二醇酯-共-對(duì)苯二甲酸酯)(ΡΒΑΤ)、淀粉基材料、紙、脂族聚酯材料和多糖聚合物。
9.一種用于吸煙制品的過(guò)濾嘴，所述過(guò)濾嘴包括由第一材料形成的隨機(jī)取向短長(zhǎng)度纖維以及由第二材料形成的隨機(jī)取向短長(zhǎng)度纖維。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的過(guò)濾嘴，其中，所述第一材料包括醋酸纖維素。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的過(guò)濾嘴，其中，所述第二材料包括不可卷曲材料。
12.根據(jù)權(quán)利要求9、10或11所述的過(guò)濾嘴，其中，所述第二材料包括選自如下中的至少一種材料:聚乙烯醇(PVOH)、聚乳酸(PLA)、聚(ε-己內(nèi)酯)(PCL)、聚(1-4 丁二醇琥珀酸酯)(PBS)、聚(己二酸丁二醇酯-共-對(duì)苯二甲酸酯)(PBAT)、淀粉基材料、紙、脂族聚酯材料和多糖聚合物。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的過(guò)濾嘴，所述過(guò)濾嘴被形成為除了圓筒之外的形狀，或形成為具有小于16mm的周長(zhǎng)或大于25mm的周長(zhǎng)的圓筒。
14.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的過(guò)濾嘴，還包括香味釋放部件。
15.一種吸煙制品，所述吸煙制品包括根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的過(guò)濾嘴。
【文檔編號(hào)】A24D3/04GK104270971SQ201380023220
【公開(kāi)日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2013年5月2日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月3日
【發(fā)明者】D.劉易斯, A.戴維斯, J.理查德森, J.梅杰, J.桑普森 申請(qǐng)人:英美煙草(投資)有限公司