專利名稱：具有中空纖維的香煙的制作方法
具有中空纖維的香煙背景技術(shù)在本領(lǐng)域中，提出了多種材料用作用于煙草煙氣的過濾嘴。這些 過濾材料包括棉花、紙、纖維素以及某些合成纖維。已知這些過濾材 料是用于從煙草煙氣中去除顆粒和可凝成分。但它們對于從煙草煙氣 去除如醛等的某些氣態(tài)成分則幾乎沒有效果或毫無效果。例如，可參見共同受讓的美國專利U.S. Patent No. 6,209,547，其在此全部引入用 于各種目的。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供了發(fā)煙制品如香煙和香煙過濾嘴等，以及制造發(fā)煙制 品的方法。在一個示例性實施例中，發(fā)煙制品包括中空纖維，該中空 纖維對通過發(fā)煙制品而吸出的主流煙草煙氣起作用。在另一示例性實施例中，提供了一種香煙，包括煙絲條；連接 至煙絲條的過濾嘴，其中，過濾嘴包括一束中空纖維，其中，中空纖 維的內(nèi)腔彼此平行地沿軸向?qū)R；以及位于中空纖維的胞外空間中的 添加劑材料，其中，中空纖維中的至少一個的一端被阻塞。優(yōu)選地，中空纖維包括聚合材料。優(yōu)選地，香煙還包括吸附劑。優(yōu)選地，吸附劑位于過濾嘴中的中 空纖維的上游。優(yōu)選地，中空纖維的內(nèi)腔沿煙氣流過香煙的方向彼此對齊。 在另一示例性實施例中，提供了一種香煙過濾嘴，包括中空纖維；覆蓋中空纖維的外部區(qū)域的外層；以及醋酸纖維素，其中，中空纖維和外層嵌入醋酸纖維素內(nèi)。在另一示例性實施例中，提供了一種制造香煙過濾嘴的方法，包括制備中空纖維，其中不透煙氣的材料覆蓋所述中空纖維中的至少 一個的 一端；利用添加劑材料至少部分地填充中空纖維內(nèi)的胞外空間； 并將具有不透煙氣材料和添加劑材料的中空纖維放置在香煙過濾嘴中。優(yōu)選地，利用添加劑材料至少部分地填充中空纖維內(nèi)的胞外空間 包括將中空纖維浸入添加劑材料中持續(xù) 一段時間，以有效地利用添加 劑材料至少部分地填充胞外空間。此外，還提供了一種處理主流煙氣的方法，包括沿軸向通過中 空纖維抽吸煙草煙氣，其中，主流煙草煙氣被吸入進入中空纖維的內(nèi) 腔的開放上游端，并通過中空纖維的可透壁而被吸至發(fā)煙制品的下游。此外，還提供了一種香煙過濾嘴，包括中空纖維膜，其中，中 空纖維膜包括中空纖維；以及不透煙氣的材料，其中不透煙氣的材 料阻塞中空纖維的內(nèi)腔的下游端。優(yōu)選地，香煙過濾嘴還包括位于中空纖維的胞外空間中的添加劑 材料。添加劑材料可以包括食用香料、與煙氣流的氣態(tài)成分發(fā)生化學(xué) 反應(yīng)并選擇性地分離煙氣流的氣態(tài)成分的試劑、表面活性劑、溶劑， 或它們的混合物。


圖1示出了一種示例性實施例的香煙，其包括含有中空纖維膜的 過濾嘴，以及通過香煙的流體流動的路徑；圖2示出了一束對齊的中空纖維的剖視圖，該中空纖維具有開放 的上游端和填充中空纖維之間空隙的不透或半透材料。圖3示出了一束對齊的中空纖維的剖視圖，該中空纖維具有封閉 的下游端和填充中空纖維之間空隙的可透材料。圖4示出了另一示例性實施例的香煙，其包括含有中空纖維膜的 過濾嘴，以及通過香煙的流體流動的路徑；圖5是中空纖維的示例性剖視圖；圖6是示例性中空纖維的胞外空間的顯微照片；以及 圖7示出了一種示例性實施例的香煙，該香煙包括位于過濾嘴中 的中空纖維膜和吸附劑，以及通過香煙的流體流動的路徑。
具體實施方式
本發(fā)明提供的發(fā)煙制品在其中包括中空纖維，其中，中空纖維的 一端被阻塞，從而迫使流體通過中空纖維的壁流動。本文中所使用的術(shù)語"進料(feed)"用于表示進入中空纖維的材 料或流體。并且，本文中所使用的術(shù)語"保留物(retentate)"用于表 示進料中的沒有通過中空纖維的壁而被截留于中空纖維的內(nèi)腔中或內(nèi) 腔的外表面上的部分。此外，術(shù)語"濾出物(filtrate)"用于表示進料 中通過中空纖維的壁的部分。術(shù)語"阻塞"意思是包括堵塞、部分堵塞、過濾或任何其它減少 通過某區(qū)域的流量的方法。例如，可以使用不透或半透材料來通過堵 塞濾出物或進料經(jīng)過中空纖維的下游端，或者僅僅通過增加對濾出物 或進料經(jīng)過中空纖維的下游端的流動的阻力，從而阻塞中空纖維的下 游端。在圖1中示出了具有中空纖維的香煙100的一種示例性使用，其 中，中空纖維用作中空纖維膜。如圖l中所示，當在香煙100的上游 端110點燃香煙100并對下游端120施加抽吸作用時，煙氣進料140 (主流煙草煙氣的流)將沿朝下游方向行進。煙氣進料140將從上游 端110流動經(jīng)過煙絲條50，然后經(jīng)過過濾嘴部分130,然后經(jīng)過香煙 100的下游端120。煙氣進料140在進入過濾嘴部分130時，立即被迫使進入過濾嘴 部分130內(nèi)的中空纖維10的內(nèi)腔或內(nèi)徑15內(nèi)。在圖1中，內(nèi)腔15 在中空纖維10的上游端25不被阻塞，而在下游端35被阻塞。如圖1 所示，第一濾出物阻塞材料或不透煙氣的材料20(下文中一般稱為"不 透煙氣材料")將進入過濾嘴的煙氣進料140導(dǎo)入內(nèi)腔10的上游端25， 其中該不透煙氣材料阻塞煙氣進料140在纖維10的束的外周與香煙的內(nèi)徑之間流動。此外，如圖2中所示，第一不透煙氣的材料20還可以設(shè)置在纖維 束內(nèi)的各個纖維IO之間，以阻塞流體在纖維束內(nèi)的纖維IO之間流動。 圖2中示出了第一不透煙氣材料20的示例性剖視圖，其圍繞著纖維束 中的中空纖維10而沒有阻塞內(nèi)腔15的上游端25。接下來，還是如圖l中所示，第二不透煙氣的材料迫使煙氣進料 140從內(nèi)腔15通過中空纖維10的壁，該第二不透煙氣的材料阻塞中 空纖維10的內(nèi)腔15的下游端35。圖3是示出第二不透煙氣的材料阻 塞中空纖維10的內(nèi)腔15的下游端35的示例性剖視圖。應(yīng)當指出，如圖3中所示，如果需要，中空纖維10的下游端35 可以包括位于中空纖維IO之間以及位于纖維10的束的外周與香煙過 濾嘴130的內(nèi)徑之間的可透濾出物的材料30。本文中所提供的可透濾 出物的材料30可以是允許濾出物經(jīng)過可透濾出物的材料30從而從香 煙100的下游端120排出的任何材料?？梢栽O(shè)置可透濾出物的材料30以便使中空纖維10相對于彼此以 及相對于過濾嘴130保持就位。替代地，可以使用環(huán)、粘合劑、或其 它物理上包含性的材料，只要其不顯著地阻塞濾出物通過過濾嘴130 流動。可透濾出物的材料30的一個示例性實施例是如醋酸纖維素等的 多孔的可透濾出物的材料。通過阻塞中空纖維10的下游端35，由于吸煙者對下游端120施 加壓力，將迫使煙氣140經(jīng)過中空纖維10的壁。通過迫使煙氣140 經(jīng)過中空纖維10的壁，可以用中空纖維10的壁來過濾經(jīng)過它的煙氣 140。因此，由于中空纖維10的壁允許來自煙氣140的濾出物150經(jīng) 過，而保留物(未示出)則被截留在內(nèi)腔15內(nèi)，所以中空纖維10的 壁具有膜的作用。應(yīng)當指出，在另一示例性實施例中，如與圖1類似的圖4中所示， 過濾嘴130可以具有相反設(shè)置。換而言之，第一不透煙氣材料20可以 形成為阻塞內(nèi)腔15的上游端25，從而不允許煙氣在中空纖維10的上 游端25進入內(nèi)腔15。應(yīng)當指出，圖4中的第一不透煙氣材料20的形成方式與圖3中示出的第二不透煙氣材料35的形成方式相似，其中第 一不透材料形成在中空纖維的上游端25的內(nèi)腔15之內(nèi)。此外，與圖 3相似，由于與上述關(guān)于圖3所討論的相同的原因，還可以在中空纖 維IO之間設(shè)置可透濾出物材料30。此外，還是如圖4中所示，與圖1所示的實施例的第一不透煙氣 材料20相似，可以使用第二不透煙氣材料30來阻塞中空纖維10的束 的外周和香煙過濾嘴130的內(nèi)徑之間以及中空纖維IO之間的流體流。通過設(shè)置兩不透煙氣材料20、 30，煙氣進料140可以在上游端25 處在中空纖維10的束的外周和香煙過濾嘴130的內(nèi)徑之間傳送，通過 中空纖維10的壁并從下游端35出來。通過使煙氣濾出物150經(jīng)過中 空纖維10的壁，由于煙氣被分離為保留物和濾出物150，其中保留物 (未示出)可以被截留在中空纖維10的外表面上，所以中空纖維10 具有中空纖維膜的作用。然后，在經(jīng)過中空纖維10的壁之后，濾出物 150可以經(jīng)過中空纖維10的下游端35。如圖5中所示，本文中使用的中空纖維優(yōu)選地由一種具有內(nèi)腔15 (中空內(nèi)徑)的多孔或半多孔纖維10實現(xiàn)，其內(nèi)腔具有壁18厚度， 壁18的厚度上具有至少一些多孔結(jié)構(gòu)19。中空纖維可以由任何多孔 或半多孔材料制成，其中，可以定制孔隙率級別，以提供預(yù)定級別的 滲透性，并且還在其中包括胞外空間。例如，中空纖維可以由聚合物 制成。優(yōu)選地，中空纖維包括纖維素、改性纖維素、聚丙烯、聚砜、 丙烯酸化合物、硅膠或它們的混合物或組合物?？梢栽诿绹鴮＠鸘.S. Patent No. 3,708,071中找到關(guān)于中空纖維材料的更多討論，其在此全 部引入作為參考以用于各種目的。應(yīng)當指出，通過確定用于壁的材料，可以選擇具有預(yù)定的孔尺寸 的用于中空纖維10的材料。例如，如果中空纖維10由較大孔的材料 制成，則可以允許較大的組成濾出物通過。因此，如果需要，可以選 擇用于中空纖維10的材料以選擇性地限制只有特定范圍的濾出物通 過。在優(yōu)選的發(fā)煙制品中，將中空纖維IO定向為沿煙氣將通過發(fā)煙制品行進的方向。通過設(shè)置這樣的對齊方式，煙氣可沿著與施加在發(fā)煙 制品的下游端的、從上游端或點燃端抽吸煙氣的抽吸力或真空力近似 平行的方向通過中空纖維的內(nèi)腔行進。此外，中空纖維IO彼此近似平行以使得煙氣進料140可均勻地穿 透中空纖維IO，均勻地經(jīng)過中空纖維的壁，并用于使中空纖維的束與 香煙的軸線方向一致。例如，如圖1中所示，優(yōu)選地，內(nèi)腔15的軸彼 此平行(也與香煙的軸線平行)對齊，其中，在吸煙時，這樣的對齊 方式允許煙氣進料140直接流經(jīng)多個內(nèi)腔(即，沒有繞路或間接地流 過)。這些中空纖維10可以用在像常規(guī)香煙或非常規(guī)香煙的任何發(fā)煙 制品內(nèi)，例如用于香煙過濾嘴中。優(yōu)選實施例提供了用于比如常規(guī)香 煙或非常規(guī)香煙的發(fā)煙制品中的中空纖維。例如，非常規(guī)香煙包括如 共同受讓的美國專利U.S. Patent No. 6,026,820; 5,988,176; 5， 915,387; 5,692,526; 5,692,525; 5,666,976;以及5，499，636中所述的用于電吸煙 系統(tǒng)的香煙，它們的公開內(nèi)容在此全部引入作為參考。優(yōu)選地，由于中空纖維沿煙氣流動的方向?qū)R，所以中空纖維的 尺寸定為長度小于過濾嘴的長度，從而使得纖維的整個長度能夠適配 于過濾嘴的區(qū)域內(nèi)。另外，中空纖維的內(nèi)腔的直徑(與用于制造中空 纖維的材料以及任一束中空纖維的密度相結(jié)合)控制允許的流量以及 吸引煙草煙氣通過中空纖維所需的力(下文中，稱為抽吸阻力(RTD))。除了使用中空纖維作為中空纖維膜來過濾經(jīng)過它的如煙氣等的材 料，中空纖維還可以用于設(shè)置添加劑。例如，如圖6中所示，中空纖 維可以包括位于中空纖維的壁中的多孔結(jié)構(gòu)(例如，胞外空間)。在這 些胞外空間內(nèi)，可以存儲添加劑材料，其中，這些添加劑材料可與經(jīng) 過中空纖維的壁并因此經(jīng)過胞外空間的煙氣等流體接觸。優(yōu)選地，中空纖維的外徑和壁厚度的尺寸確定成使得中空纖維保 持添加劑材料和控制使濾出物流經(jīng)壁及將保留物截留于壁上的能力最 優(yōu)化。應(yīng)當指出，由于毛細管力，添加劑材料趨向于不吸附在中空纖 維的內(nèi)腔中，因此主要是由壁內(nèi)的胞外空間保持添加劑材料。隨著中空纖維的外徑增加，和/或設(shè)置的中空纖維的數(shù)量增加，中空纖維的壁 內(nèi)的多孔空間的量(即，胞外空間，如中空纖維的壁中的裂紋或裂縫 等)也將趨向于增加。通過增加胞外空間的量，可以吸附更多的添加 劑材料。另一方面，較狹窄的內(nèi)腔，和/或較少的中空纖維由于其較少 的總外表面壁面積，將使中空纖維保持較少的添加劑材料。優(yōu)選實施例的中空纖維10用于將添加劑材料可釋放地保持在中 空纖維10的胞外空間內(nèi)。因此，例如，在存儲其中帶有添加劑材料的 發(fā)煙制品期間，由于可釋放地保持，所以中空纖維10中的添加劑材料可以得到充分地限制以基本上防止或盡量減少添加劑材料發(fā)生不希望的移動。為了在中空纖維中設(shè)置添加劑材料，將添加劑材料設(shè)置為被吸附或被吸收在中空纖維10的胞外空間內(nèi)。例如，可以通過將中空纖維 IO浸入添加劑材料的溶液中來設(shè)置添加劑材料，其中，添加劑材料可被吸附至胞外空間內(nèi)。因此，在平均尺寸的香煙(比如，長度為65-100mm，直徑為6-9mm 而過濾嘴長度為15-30mm的香煙)中，中空纖維可以具有為約50微 米至約1500孩i米的內(nèi)腔直徑(即，內(nèi)徑)(例如，50-100、 100-150、 150-250、 350-500、 500-1000或1000-1500微米)，優(yōu)選地為約卯微米 至約450微米。此外，中空纖維可以具有厚度為約10微米至約100 微米(優(yōu)選厚度為約10微米至約50微米)且外徑為約100微米至約 2100微米(優(yōu)選直徑為IOO至500微米)的非常多孔的壁。例如， 一種示例性實施例的香煙可以設(shè)計成包括一束10至15根 中空纖維，其中，每個中空纖維具有約200微米的內(nèi)腔直徑、約為50 微米的壁厚度及約為350微米的外徑。中空纖維可以通過紡紗或其它的纖維制造技術(shù)制造。例如，已經(jīng) 在美國專利U.S. Patent No， 2,999,296以及4,234,431中說明的制造中 空纖維的方法，它們在此全部引入作為參考。為了在發(fā)煙制品中使用中空纖維10，中空纖維10被切斷或另外 地制造成特定的長度。優(yōu)選地，中空纖維IO可以按圓周間隔的關(guān)系用于發(fā)煙制品的過濾嘴部分中，或者可以在插入最終產(chǎn)品之前聚集成束。 如果中空纖維成束，則可以使用如上所提到的可透、半透或不透材料、 封殼例如環(huán)、或粘合劑如三醋精、環(huán)氧樹脂以及硅膠而保持在一起。此外，由于可釋放地保持，優(yōu)選地，添加劑材料可以在中空纖維 的胞外空間內(nèi)充分移動以根據(jù)需求從其釋放。例如，優(yōu)選地，當施加 了如上所述的真空力或抽吸作用時，添加劑材料可從中空纖維中釋放。中空纖維10還可以包括于香煙過濾嘴中以提供一種控制香煙中 抽吸阻力(RTD)的裝置。在一個優(yōu)選實施例中，香煙過濾嘴可以在 其中包括中空纖維IO。通過在香煙中設(shè)置中空纖維，可以按照需要為 香煙設(shè)置小的或大的抽吸阻力。此外，中空纖維IO可以用于補充或代替通常比中空纖維10更難 制造的多段式過濾嘴組件。因此，香煙過濾嘴中的中空纖維IO可以用 于筒化制造過程，而仍然能夠提供定制的RTD級別。2.灌封材料如上所述，如圖1和4中所示，第一和第二濾出物阻塞或不透煙 氣材料可以用于阻塞通過發(fā)煙制品的煙氣流。 一般地，這些濾出物阻"i封材料"。 ，，、"、-'。、''。'、本文中所使用的"灌封材料"意思是包括能夠用于將中空纖維保 持就位的材料，以及能夠引導(dǎo)進料、濾出物和保留物進入、環(huán)繞和經(jīng) 過中空纖維的內(nèi)腔流動的材料。這樣，灌封材料可以由任何無毒、可 透、半透或不透材料制成，這些材料可以使中空奸維相對于彼此保持 于固定的位置關(guān)系(即，彼此平行)?？梢栽诿绹鴮＠鸘.S. Patent No. 3,228,887、 3，528，553以及6,685,832中找到關(guān)于灌封材料中的中空纖 維膜的進一步討論，它們在此全部引入作為參考。優(yōu)選地，灌封材料是聚合物或合成物，其中，可以根據(jù)需要的可 透度選擇材料。用于阻塞空氣流經(jīng)過中空纖維的一端的灌封材料可能 需要的是不透或半透濾出物的灌封材料。例如，環(huán)氧樹脂是可透濾出 物的灌封材料。另一方面，用于將纖維保持就位而其中不需要阻塞濾出物的灌封材料則可能需要的是可透的灌封材料。例如，醋酸纖維素 是可透的灌封材料。灌封材料可以形成在中空纖維10的任何部分上。例如，灌封材料可以在纖維的長度方向、圓周方向、和/或中空纖維的端部的一部分或 全部之上形成。然而，如果灌封材料選擇用于阻塞空氣流，則灌封材 料優(yōu)選地在少于中空纖維的全部表面上形成，以允許至少部分濾出物經(jīng)過中空纖維10的壁18。此外，可能需要不完全覆蓋中空材料10的壁18,以不完全地封 裝及可能地使胞外空間與可能容放在其內(nèi)的添加劑材料隔離。因此， 優(yōu)選地，灌封材料對中空纖維10的覆蓋面積少于中空纖維10的壁表 面的90%，更優(yōu)選地，少于中空纖維10的壁表面的60% (比如， 100-90%、 90-80%、 80-70%、 70-60%、 60-50%、 50-40%、 40-30%、 30-20%、 20陽10%或10-0% )o灌封材料可以按照能提供實施例所需要的空氣流控制特性的任何 方式在中空纖維上形成。例如，在美國專利U.S. Patent No. 6,702,561、 6,663,745、 6,623,637以及5,480,553中已經(jīng)討論的在中空纖維上形成 灌封材料的方法，它們在此全部引入作為參考。如上所述，灌封材料可以由任何能夠阻塞煙氣通過的材料制成。 因此，灌封材料可以由不透、半透或可透材料制成。如果灌封材料是 半透或可透材料，那么灌封材料可以用作為可透屏障并且能夠增加對 經(jīng)過其中的空氣流的阻力。因此，可以為發(fā)煙制品設(shè)置呈以下構(gòu)造的中空纖維，這種構(gòu)造使 得中空纖維10的結(jié)構(gòu)和定向容許纖維10的至少一些胞外空間可以由 中空纖維進入。此外，如同此處所設(shè)置的，煙氣流仍然可以至少部分 地被引導(dǎo)經(jīng)過中空纖維10的內(nèi)腔15和壁18，其中在胞外空間中的添 加劑材料可以在空氣流經(jīng)過中空纖維10的壁18時與空氣流發(fā)生相互 作用。3.外層中空纖維10還可以包括覆蓋或封裝中空纖維10 (如果需要，其中具有添加劑材料)的外層。優(yōu)選地，外層是固體壁或膜，其中固體壁或膜可以用于臨時地密封或封裝中空纖維10 (以及任何封裝在中空 纖維10內(nèi)的物體)使其與周圍環(huán)境隔離。優(yōu)選地，外層應(yīng)用在中空纖維10的外表面周圍，使得加入中空纖 維10的添加劑材料可以被密封在中空纖維10內(nèi)和/或中空纖維的胞外空間中。此外，優(yōu)選地，外層是易碎的，并且可以破裂以使得添加劑材料從中空纖維IO釋放出來。外層可以是任何易碎材料，比如聚合物，其能夠根據(jù)需要而封裝 中空纖維，以及破壞、破裂或穿透。優(yōu)選地，外層由糖或膠質(zhì)等制成， 如果需要，這些材料還可以用于為與外層接觸的濾出物，如煙氣濾出物等加香味。優(yōu)選地，外層用于將添加劑材料固定在中空纖維10內(nèi)，并因此優(yōu)選地減少添加劑材料的揮發(fā)，直到外層被破壞、破裂或穿透。優(yōu)選地，外層是易碎的薄膜。通過設(shè)置易碎的薄膜，能夠使外層 的任意一側(cè)和中空纖維的壁的流體壓力之差(即，施加在其中具有中 空纖維和外層的香煙上的抽吸力)足夠大以引起外層的破壞從而從其 釋放添加劑材料。例如，在香煙中，外層被設(shè)計成在煙氣被抽吸經(jīng)過中空纖維的壁 時破壞，其中抽吸煙氣的真空壓力能夠引起外層破壞。換言之，當吸 煙者吸煙時，由被抽吸經(jīng)過中空纖維的壁的煙氣引起外層破壞，并且， 隨著煙氣經(jīng)過中空纖維的壁，添加劑材料可以被釋放進入煙氣中。外層可由任何能夠施加足夠薄的膜從而容許真空壓力使膜破裂的 方法形成。優(yōu)選地，外層的施加可以通過將膜形成材料施加在中空纖 維的外表面上并使膜形成材料固化成為膜從而設(shè)置外層來實現(xiàn)。例如，外層的形成可以包括將一層膠質(zhì)或糖施加在中空纖維的外 表面上。4.發(fā)煙制品在一個優(yōu)選實施例中，中空纖維IO與吸附劑比如多微孔材料一起 被用于發(fā)煙制品中，以從香煙煙氣中過濾或去除氣態(tài)成分?？梢允褂?比如活性炭吸附劑(即多微孔吸附劑)和/或沸石吸附劑等的吸附劑。盡管任何適當?shù)牟牧暇勺鳛槲絼?，?yōu)選實施例包括活性炭。 然而，因為在香煙制造后和其被吸之間的時間內(nèi)吸附劑可能會吸附和/ 或吸收移來的揮發(fā)性化合物，所以吸附劑可能會妨礙香煙設(shè)計者加入 如薄荷醇等揮發(fā)性香味成分材料的能力。當添加劑材料如揮發(fā)性香味成分被包括于具有吸附劑的發(fā)煙制品中時，發(fā)生兩個問題首先，添加劑材料可能會在發(fā)煙制品內(nèi)到處移 動；以及第二，添加劑材料可能會被吸附劑吸附或吸收。先前的一些 專利中已致力于解決這些問題，如通過在共同受讓的美國專利申請 U.S. Patent Application No. 2003/0224918中的使用沿中心放置的香料 元素，以及通過在美國專利U.S. Patent No. 4，971，078中的用于包括加 香味中空纖維的發(fā)煙制品的過濾嘴來解決，它們在此全部引入作為參 考。當添加劑材料被吸附劑吸附時，不僅僅是可能會失去添加劑材料， 而且添加劑材料還可能占據(jù)吸附劑的有效空間。如果添加劑材料占據(jù) 了吸附劑中的有效空間，則吸附劑從煙氣中去除目標氣體或成分的能 力將會受損。然而，通過在吸煙前容裝添加劑材料并將添加劑材料與 吸附劑隔離，并因此阻止添加劑材料和吸附劑在存儲期間發(fā)生相互作 用，可以使用中空纖維IO來克服這些問題。在香煙過濾嘴中，除了中空纖維IO和吸附劑，還可具有分子篩材 料。優(yōu)選地，分子篩材料可以呈單塊或微粒的形式，其尺寸在大約 0.1mm至lmm，更優(yōu)選地，在0.3mm至約0.9mm (比如，0.3mm至 0.4mm、 0.4mm至0.5mm、 0.5mm至0.6mm、 0.7mm至0.8mm或0.8mm 至0.9mm)以便于其被加工入香煙過濾嘴中，從而達到所需要的過濾 壓力降或RTD (抽吸阻力)?？梢允褂帽绢I(lǐng)域中已知的各種可以包括中空纖維10的過濾嘴構(gòu) 造?？梢允褂玫氖纠赃^濾嘴結(jié)構(gòu)包括但不僅限于單重過濾嘴、雙重 過濾嘴、三重過濾嘴、單腔或多腔過濾嘴、凹進式過濾嘴、自由流式 過濾嘴，以及它們的組合等。典型地，過濾嘴單元由醋酸纖維素絲束 或纖維素紙材料構(gòu)成。雙重過濾嘴中的各段的長度和壓力降是可以調(diào)節(jié)的，從而在保持 可接受的抽吸阻力的同時提供最優(yōu)的吸附作用。三重過濾嘴可以包括 濾嘴以及發(fā)煙材料或煙草側(cè)段，以及包括紙的中間段。腔式過濾嘴包 括兩個間隔的過濾栓塞。過濾嘴還可以是通風式的和/或包括附加的吸 附劑(比如活性炭)、催化劑或其它適合用在香煙過濾嘴中的添加劑。此外，在一個示例性實施例中，在過濾嘴130中具有一束中空纖 維10的香煙100還可以包括吸附劑60。例如，如圖7中所示，可以 為香煙100設(shè)置過濾嘴130,該過濾嘴130包括在其中具有如食用香 料等的添加劑材料的中空纖維10，過濾嘴還包括位于上游(遠離吸煙 者而朝向煙草部分50)的吸附劑60。通常，因為吸附劑有吸附或吸收 加入的如食用香料等的材料的作用，所以，將吸附劑60放置在中空纖 維10中的食用香料的上游可以降低食用香料被吸附劑60吸附或吸收 的程度。優(yōu)選地，如圖7中所示，中空纖維IO可以位于過濾嘴130中的吸 附劑60的下游，在中空纖維IO和吸附劑60之間具有一部分過濾材料 70例如醋酸纖維素。優(yōu)選地，如果設(shè)置了中空纖維IO和吸附劑60， 它們將位于過濾嘴組件40中的腔內(nèi)。然而，如果設(shè)置了中空纖維IO 和吸附劑60，它們兩者均可以放置在發(fā)煙制品的過濾嘴130內(nèi)的任何 一處。雖然優(yōu)選的過濾嘴包括吸附劑和中空纖維10，但如圖l和4中所 示，還可以在發(fā)煙制品中使用中空纖維10而在過濾嘴中不具有吸附 劑。不管包括中空纖維10的制品是什么類型，中空纖維10都還可以 用于有效地容放和輸送比如揮發(fā)性食用香料或其它與吸煙相關(guān)的化學(xué) 品等的材料。5.添加劑如上所述，中空纖維可以理想地被用于封裝發(fā)煙制品中的添加劑， 其中添加劑可以被封裝在中空纖維的胞外空間之內(nèi)。通過這樣的封裝， 可以保護添加劑使其不損失，還可以使添加劑隨著空氣經(jīng)過中空纖維 的壁時與夾帶空氣混合。為了將添加劑固定或封裝在中空纖維10內(nèi)，優(yōu)選地，將中空纖維 10浸入添加劑中。浸入使得添加劑被吸收進入中空纖維10的胞外空 間35中，由于毛細管力，所以添加劑可以保持在其中，從而防止添加 劑的散失。優(yōu)選地，中空纖維IO可被放置在發(fā)煙制品中，更優(yōu)選地，放置在 香煙過濾嘴中，其中，中空纖維IO在香煙中對齊以便于空氣流動。例 如，為了便于空氣流動，中空纖維10的長軸可與香煙的長軸對齊。另 外，可以使用在下游灌封材料30來阻塞流體經(jīng)過中空纖維10的下游。此外，如上所述，可以在中空纖維IO上形成外層以防止添加劑散失并將添加劑材料進一步封裝在中空纖維的胞外空間中。添加劑可以是香料，該食用香料可以從許多已知的人造和天然材料里面選擇，比如薄荷油(胡椒薄荷)、荷蘭薄荷、鹿蹄草、薄荷醇、 肉桂、巧克力、咖啡、煙草、香草醛、歐亞甘草(精)、丁香、茴芹、 檀香、天竺葵、玫瑰油、香草、檸檬油、桂皮、荷蘭薄荷、茴香、姜、 乙酸乙酯、乙酸異戊酯、異丁酸丙酯、丁酸異丁酯、丁酸乙酯、戊酸 乙酯、曱酸千酯、檸檬油精、曱基異丙基苯、松萜/蒎烯、芳樟醇、香 葉醇、香茅醇、檸檬醛、胡椒薄荷油、橙油、胡荽油、冰片、水果榨 取物等。這些煙草香料的示例說明在美國專利U.S. Patent No. 3,580,259; 3，625，224; 3,722,516; 3，750，674; 3，879，425; 3,881,025; 3,884,247; 3,890,981; 3，903，卯0; 3,914,451; 3,915,175; 3,920,027; 3，924，644; 3，966，989; 4,318,417等中進行了描迷，它們在此全部引 入作為參考。例如，根據(jù)本發(fā)明的香煙可以包括包含薄荷醇的添加劑材料。 添加劑還可以是化學(xué)品，其中，這些化學(xué)品可以用于吸引或排除 氣霧劑，或與煙草成分發(fā)生反應(yīng)以去除或化學(xué)地提取煙草成分。例如，可以用于吸引或排除氣霧劑的化學(xué)品包括具有顯著不同的 疏水(無極性)以及親水(有極性)區(qū)域的表面活性劑。例如，由于 其固有的極性吸引特性，有極性的表面活性劑可以用于吸引或排除選定的煙草煙氣成分如有極性煙草成分。例如，通過吸引煙草煙氣成分， 這些煙草煙氣成分可以被以化學(xué)方式截留并保持在中空纖維之內(nèi)(除 了如上所述的通過中空纖維的壁上的孔尺寸而以機械方式選擇性地分 離煙草煙氣成分之外)。如上所述，化學(xué)品或化學(xué)系統(tǒng)還可以用于與煙氣成分發(fā)生反應(yīng)從而去除煙氣成分。例如，可以使用如氨丙基(APS )、氨基氨丙基 (AEAPS)以及雙氨基氨丙基(AEAEAPS)等的化學(xué)品系統(tǒng)。參見 共同受讓的美國專利U.S. Patent No. 6，595，218以及6,209,547，它們 在此全部引入作為參考。 -如上所述，化學(xué)品也可以用于與煙氣組分反應(yīng)以提取煙氣組分。 術(shù)語"化學(xué)提取吸煙"意思是向吸煙者提供預(yù)定的煙草煙氣組分而沒 有任何煙草的燃燒(即，無煙式煙草)?；瘜W(xué)提取吸煙提供了化學(xué)品或試劑，比如水或乙醇，用于與煙草 產(chǎn)品中的煙草發(fā)生作用。通過使化學(xué)品或試劑與煙草發(fā)生反應(yīng)，可以 形成富含煙草的化學(xué)品或試劑，這些富含煙草的化學(xué)品或試劑又可以 以蒸汽或氣霧劑的形式被吸入。例如，化學(xué)品或試劑可以是水或酒精 等溶劑，如乙烷基酒精。優(yōu)選地，化學(xué)提取吸煙進行的溫度比燃燒溫 度更低；然而，可以使用熱來促進富含煙草的化學(xué)品或試劑的汽化(或 揮發(fā))。然而，應(yīng)當指出，熱可以用來增加蒸汽和用于"吸煙"的煙草組 分的溶解性。通過使用熱，富含煙草的化學(xué)品或試劑可以被加熱汽化 并且也可潛在地增加蒸汽內(nèi)的煙草特性的活化。作為化學(xué)提取發(fā)煙制品的 一 個示例性實施例，可制成具有中空纖 維的香煙，該中空纖維內(nèi)包括穩(wěn)定的化學(xué)品。當"吸煙"時，對中空 纖維10的一側(cè)上施加的抽吸作用將化學(xué)品釋放入煙草中，由此化學(xué)品 引起煙草氣霧劑的提取釋放。盡管已經(jīng)參考特定實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，但本領(lǐng)域的 普通技術(shù)人員應(yīng)當清楚，在不脫離后附權(quán)利要求的范圍內(nèi)，可以對本 發(fā)明進行各種改變和修改，并使用等同的結(jié)構(gòu)和方法。
權(quán)利要求
1.一種香煙，包括煙絲條；與煙絲條一起使用的過濾嘴，其中，所述過濾嘴包括一束中空纖維，其中，所述中空纖維的內(nèi)腔彼此平行地沿軸向?qū)R；以及添加劑材料，位于所述中空纖維的胞外空間中，其中，所述中空纖維中至少一個的一端被阻塞。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的香煙，其特征在于，所述過濾嘴還包括 纖維性過濾材料構(gòu)成的栓塞，其中，所述栓塞在所述過濾嘴中位于所 述中空纖維的上游和/或下游。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的香煙，其特征在于，所述中空纖維位于 過濾嘴的腔內(nèi)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的香煙，其特征在于，所述中空纖維中至 少 一個的所述被阻塞端包括位于所述中空纖維中至少一個的內(nèi)腔之內(nèi) 的第一不透煙氣材料，其中，所述不透材料阻塞空氣流經(jīng)過所述中空 纖維中至少一個的所述被阻塞端。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的香煙，還包括圍繞所述中空纖維的束的 上游或下游端的第二不透煙氣材料，其特征在于，所述第二不透煙氣 材料在所述中空纖維的束周圍阻塞空氣流，并將空氣流引導(dǎo)進入所述 中空纖維的束的內(nèi)腔。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的香煙，還包括在所述中空纖維上的外層， 其特征在于，所述外層和所述中空纖維包括不同的材料。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的香煙，其特征在于，所述添加劑材料包 括食用香料、與煙氣流的氣態(tài)成分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)并選擇性地分離煙氣 流的氣體成分的試劑、表面活性劑、溶劑或它們的混合物或組合物。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的香煙，其特征在于，所述中空纖維包括 一束纖維，并且其中，所述香煙還包括環(huán)，其中，所述環(huán)圍繞纖維束。
9. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的香煙，其特征在于，所述中空纖維包括一束纖維，并且其中，所述香煙還包括粘合劑，其中所述粘合劑將纖 維束的壁粘結(jié)至纖維束的其它壁。
10. —種香煙過濾嘴，包括 中空纖維；外層，覆蓋所述中空纖維的外部區(qū)域；以及醋酸纖維素，其中，所述中空纖維和所述外層嵌入醋酸纖維素內(nèi)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的香煙過濾嘴，還包括位于所述中空纖 維的胞外空間中的添加劑材料。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的香煙過濾嘴，其特征在于，所述添加 劑材料包括食用香料、與煙氣流的氣態(tài)成分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)并選擇性地 分離煙氣流的氣體成分的試劑、表面活性劑、溶劑或它們的混合物或 組合物。
13. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的香煙過濾嘴，還包括第一不透煙氣材 料，在中空纖維中的至少一個的一端上位于中空纖維的外表面和香煙 過濾嘴的內(nèi)徑之間；以及第二不透煙氣材料，在中空纖維的另一端位 于中空纖維的內(nèi)腔的端部。
14. 一種制造香煙過濾嘴的方法，包括制備中空纖維，其中不透煙氣的材料覆蓋所述中空纖維中的至少 一個的一端；利用添加劑材料至少部分地填充中空纖維內(nèi)的胞外空間；以及 將具有不透煙氣材料和添加劑材料的中空纖維放置在香煙過濾嘴中。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，還包括在將中空纖維放置在香 煙過濾嘴中之前，在所述中空纖維的外表面上形成外層。
16. —種香煙過濾嘴，包括中空纖維膜，其中，所述中空纖維膜 包括中空纖維；以及不透煙氣材料，其中，所述不透煙氣材料阻塞中空纖維的內(nèi)腔的 下游端。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的香煙過濾嘴，其特征在于，所述中 空纖維膜包括多于一個的中空纖維，所述多于一個的中空纖維成束并 沿彼此平行且平行于香煙過濾嘴的軸向的方向?qū)R，和/或其中，所述 中空纖維包括多孔的可透材料。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種如香煙和香煙過濾嘴等的發(fā)煙制品、制造包括中空纖維的發(fā)煙制品的方法以及吸煙的方法。在一個示例性實施例中，發(fā)煙制品(100)包括中空纖維(10)，其中，中空纖維(10)改變了被通過中空纖維(10)抽吸的主流煙草煙氣(140)的性質(zhì)。
文檔編號A24D3/04GK101277621SQ200680036646
公開日2008年10月1日 申請日期2006年10月4日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月4日
發(fā)明者F·拉蘇里, J·赫恩, 平 李 申請人:菲利普莫里斯生產(chǎn)公司