專(zhuān)利名稱(chēng)：香煙過(guò)濾嘴及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及包含微纖維的香煙過(guò)濾嘴及其制造方法。
背景技術(shù)：
香煙過(guò)濾嘴的功能是捕獲香煙煙霧中對(duì)健康有害的成分，特別是在 煙草和煙紙的不完全燃燒中產(chǎn)生的有機(jī)物質(zhì)。過(guò)濾嘴主要由過(guò)濾物或更
所有的實(shí)施以對(duì)于i煙的"味道，，具^(guò)i小影響的厶;+6々微纖維制i,' 該材料例如是醋酸纖維素。同時(shí)，必需的是索以及過(guò)濾嘴的其他剩余部
者的角度，該:力梯度增:2有決定二的和負(fù)面的影響r '、 一般的趨向是增加對(duì)香煙煙霧的對(duì)健康有害的成分的分離效率，因 此降低特別地與主動(dòng)吸煙相關(guān)的健康風(fēng)險(xiǎn)。如何增加分離效率的一個(gè)可 能性是改變香煙過(guò)濾嘴的吸著特性，這導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)的明顯改變且導(dǎo)致了 分開(kāi)的香煙過(guò)濾嘴的生產(chǎn)。這些是由數(shù)個(gè)醋酸纖維素索或?yàn)V紙的部分制 造的過(guò)濾嘴，在這些部分之間定位了吸著元件，吸著元件包括具有有利 的吸著特性的物質(zhì)，例如顆粒狀活性炭。然而，由于香煙過(guò)濾嘴的結(jié)構(gòu) 改變，這些過(guò)濾嘴具有相對(duì)地高的壓力損失，且此外對(duì)于制造這樣的香 煙過(guò)濾嘴的要求和成本增加。
分別從WO2005/009150和類(lèi)似的US 2005/139223中已知了僅由納 米纖維形成的香煙過(guò)濾嘴。這樣的過(guò)濾嘴具有非常高的比表面且由此產(chǎn) 生了;[艮好的吸著和過(guò)濾特性。然而，缺點(diǎn)是其高價(jià)格，這妨礙了它在實(shí) 踐中的使用。雖然本專(zhuān)利申請(qǐng)描述了香煙過(guò)濾嘴的低的壓力損失，但基 于對(duì)納米纖維織物的特性的已知，它與此論點(diǎn)不能一致，相反可以假定 由納米纖維形成的香煙過(guò)濾嘴的壓力損失將4艮高。WO 2005/009150進(jìn) 一步描述了其部分由納米纖維形成的香煙過(guò)濾嘴，即過(guò)濾嘴長(zhǎng)度的部分 或過(guò)濾嘴直徑的部分由納米纖維形成。然而，這些措施僅部分地降低了 以上所提及的缺點(diǎn)。
本發(fā)明的目的是消除現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)且形成帶有高吸著和過(guò)濾特性的香煙過(guò)濾嘴，同時(shí)盡可能低地增加費(fèi)用。

發(fā)明內(nèi)容
其原理在于^包含從重量百分比0.5 %至10%的布置在微纖纟;之:司的聚 合物納米纖維，同時(shí)根據(jù)權(quán)利要求2，如果納米纖維在香煙過(guò)濾嘴的整 個(gè)體積內(nèi)均勻地布置在微纖維中則是有利的。布置在微纖維中的納米纖 維明顯地增加了過(guò)濾嘴的比表面，同時(shí)由于其在過(guò)濾嘴的總重量上的低 的比例和納米纖維在微纖維中的布置，它們最小地增加了過(guò)濾嘴壓力損 失。
在香煙過(guò)濾嘴內(nèi)納米纖維的最有利的含量在0.5%至3%的重量百 分比的范圍內(nèi)。
微纖維布置為線性或表面構(gòu)造，而在這些構(gòu)造中造成的空間或更精 確地在包含至少90%的量的微纖維作為主要成分的這些構(gòu)造中造成的 空間，或更精確地在微纖維中的空間根據(jù)權(quán)利要求4以由納米纖維形成 的線性或表面織物構(gòu)造填充。在其他的有利情況中，由納米纖維形成的 織物構(gòu)造直接布置在由微纖維造成的織物構(gòu)造的表面上，同時(shí)由納米纖 維形成的織物構(gòu)造的特征尺寸不超過(guò)5 mm。
已經(jīng)具有:常在重量百^分比單位內(nèi)變化;相對(duì)地;的納米纖維含量的 過(guò)濾材料具有相對(duì)地高的比表面，且同時(shí)由于高的微纖維含量，它維持 了與僅由微纖維制成的香煙過(guò)濾嘴幾乎相同的壓力梯度。
根據(jù)權(quán)利要求7，特別地由于制造原因，即納米纖維織物和過(guò)濾嘴 自身的生產(chǎn)的分離，有利的是由納米纖維造成的織物構(gòu)造是具有直至5 x 5 mm的尺寸的表面納米纖維織物的碎片。
在根據(jù)本發(fā)明的香煙過(guò)濾嘴的有利的實(shí)施的一個(gè)中，納米纖維，最 終地表面納米纖維織物的碎片施加在缺紋紙的表面上，鈹紋紙包含重量 百分比至少90%的微纖維的量，其然后巻成圓柱形形狀，從而制成了香 煙過(guò)濾嘴。
在根據(jù)權(quán)利要求9和權(quán)利要求10的香煙過(guò)濾嘴的有利實(shí)施中，納 米纖維或由納米纖維形成的表面織物構(gòu)造的碎片施加在由微纖維形成 的表面或線性織物構(gòu)造的表面和/或內(nèi)側(cè)上，由其進(jìn)一步生產(chǎn)了香煙過(guò)濾嘴的主體，而由納米纖維形成的線性織物構(gòu)造具有的優(yōu)點(diǎn)由微纖維索、 微纖維絲或微纖維線代表。
根據(jù)本發(fā)明的香煙過(guò)濾嘴的有利的制造方法是這樣的方法納米纖 維或由納米纖維形成的表面織物構(gòu)造的碎片放到用于生產(chǎn)至少由90% 的微纖維制成的香煙過(guò)濾嘴的構(gòu)造表面，納米纖維以從重量百分比0.5 °/0至10%的量沉積在其表面上或在其結(jié)構(gòu)內(nèi)，然后帶有納米纖維的構(gòu)造 將巻起或另外地形成為圓柱形形狀，從而制造了香煙過(guò)濾嘴。
在此方法中，有利的是納米纖維的量在從重量百分比0.5 %至3.0% 的范圍內(nèi)。
另一個(gè)有利的方法是將納米纖維或表面納米纖維織物的碎片沉積 在皺紋紙的表面上，然后將其巻起，由此制成香煙過(guò)濾嘴。
根據(jù)本發(fā)明的香煙過(guò)濾嘴的另 一個(gè)有利的制造方法是將納米纖維 或表面納米纖維織物的碎片沉積在表面織物構(gòu)造的表面上和/或體積內(nèi)， 因此將表面織物構(gòu)造成形為圓柱體，從而制造了香煙過(guò)濾嘴。
根據(jù)本發(fā)明的香煙過(guò)濾嘴的另 一個(gè)有利的制造方法是將納米纖維 或表面納米纖維織物的碎片沉積在線性織物構(gòu)造的表面上和/或體積內(nèi)。


根據(jù)本發(fā)明的香煙過(guò)濾嘴的實(shí)施例的例子在附圖中示意性地示出， 其中
圖1示出了帶有過(guò)濾嘴的香煙；
圖2是通過(guò)微纖維索的香煙過(guò)濾嘴的縱向截面，其中在微纖維中帶 有納米纖維；
圖3是通過(guò)由微纖維中帶有納米纖維織物的碎片的微纖維索制成的
其中存在納米纖維；
圖5是通過(guò)由微纖維絲或微纖維線制成的香煙過(guò)濾嘴的縱向截面， 其中存在納米纖維織物的碎片，
圖6示出了皺紋紙制成的香煙過(guò)濾嘴，
圖7是通過(guò)由皺紋紙制成的香煙過(guò)濾嘴的縱向截面，皺紋紙包含微
纖維，在其表面上有納米纖維，和圖8是通過(guò)由皺紋紙制成的香煙過(guò)濾嘴的縱向截面，在其層中存在 納米纖維織物的碎片。
具體實(shí)施例方式
在圖1中示出的香煙l處，通過(guò)管狀主體制造了香煙過(guò)濾嘴2，管 狀主體的一個(gè)面接附到香煙的煙草管狀部分3且第二個(gè)面是自由面。從 背景技術(shù)已知，香煙過(guò)濾嘴的管狀主體由纖維索或其本質(zhì)是平行纖維的 纖維索系統(tǒng)形成，最終由其本質(zhì)是平行的絲或線的系統(tǒng)形成，而纖維、 線或絲與流過(guò)過(guò)濾嘴的煙的方向平行地定位，且它們由纖維制成，纖維 的直徑從1微米到40微米變化，且因此隨后它們將被稱(chēng)為微纖維21。 根據(jù)本發(fā)明，在這些微纖維21中布置了重量百分比直至10%的量的納 米纖維22。同時(shí)，有利的是使微纖維21中的納米纖維22均勻地布置在 香煙過(guò)濾嘴2的整個(gè)體積內(nèi)。
傳統(tǒng)的香煙過(guò)濾嘴大得多的比表面，因此也具有大得多的過(guò)濾和吸著特 性，因?yàn)槔绨酥亓堪俜直?9%的直徑為20微米的微纖維21和重 量百分比1%的直徑為0.2微米(200nm)的納米纖維22的混合物的比 表面是僅使用微纖維21時(shí)的兩倍，同時(shí)由于在生產(chǎn)過(guò)濾嘴2時(shí)調(diào)節(jié)孔 尺寸的可能性，可實(shí)現(xiàn)達(dá)到相對(duì)小的壓力損失，在使用此材料時(shí)該壓力 損失達(dá)到小于總壓力梯度的5%的值。
由微纖維和納米纖維的混合物(其單獨(dú)成分的比例不同)形成的香 煙過(guò)濾嘴、其相互布置和其生產(chǎn)將在下文中描述。
根據(jù)圖2的香煙過(guò)濾嘴2由微纖維索形成，其中在微纖維21中布 置了納米纖維22。在實(shí)施例的未圖示的例子中，微纖維索可以由微纖維 細(xì)索的系統(tǒng)形成，且納米纖維22布置在單獨(dú)的細(xì)索的微纖維21中且布 置在細(xì)索中。
在根據(jù)以上所提及的實(shí)施例的例子的香煙過(guò)濾嘴的生產(chǎn)中，微纖維 索通常用于以輔開(kāi)狀態(tài)生產(chǎn)香煙過(guò)濾嘴，這意味著具有由用于生產(chǎn)納米 纖維的連續(xù)運(yùn)行的設(shè)備引導(dǎo)的帶的形狀，例如通過(guò)靜電旋轉(zhuǎn)設(shè)備，其中 其用作基礎(chǔ)材料，在其上沉積生產(chǎn)的納米纖維，同時(shí)在這樣地造成的過(guò) 濾材料(該過(guò)濾材料然后以已知的方式進(jìn)一步處理為香煙過(guò)濾嘴)中的 納米纖維的含量有利地在從0.5%至3.0%的重量百分比范圍內(nèi)變化。根據(jù)圖3的香煙過(guò)濾嘴2又由微纖維索形成，其中在微纖維21中 布置了具有直至5x5 mm的尺寸的表面納米纖維織物的碎片23。在實(shí) 施例的未圖示的例子中，它們?cè)谄渥畲蟪叽缱兓敝? mm時(shí)甚至可以 由線性的納米纖維織物材料形成。
當(dāng)根據(jù)實(shí)施例的此例子的香煙過(guò)濾嘴生產(chǎn)時(shí)，通過(guò)空氣流將表面納 米纖維織物的碎片23處于輔開(kāi)狀態(tài)的微纖維索，表面納米纖維織物的 碎片23捕獲在索的微纖維21之間且例如由于在輔開(kāi)微纖維索后方的空 間內(nèi)的低壓，碎片23將處于輔開(kāi)索內(nèi)側(cè)的微纖維21中，其然后以通常 方式形成為管狀形狀且因此造成了根據(jù)圖3的香煙過(guò)濾嘴。納米纖維22 在作為結(jié)果的香煙過(guò)濾嘴內(nèi)的含量在0.2 %至2.5 %重量百分比的范圍內(nèi) 變化。
在根據(jù)圖4和圖5的實(shí)施例的例子中，香煙過(guò)濾嘴由納米纖維絲24 或微纖維線形成，在根據(jù)圖4的實(shí)施例中，在它們中間布置了納米纖維 22,且在根據(jù)圖5的實(shí)施例中，在微纖維絲24或線中布置了表面納米 織物的碎片23。
在生產(chǎn)根據(jù)圖4的香煙過(guò)濾嘴中，微纖維絲24或線的系統(tǒng)被拉直 為平面構(gòu)造，其中微纖維絲24或線并排放置，使得具有優(yōu)點(diǎn)地在一個(gè) 或多個(gè)層內(nèi)緊密地并排。此平面構(gòu)造通過(guò)靜電旋轉(zhuǎn)設(shè)備，同時(shí)以已知方 式造成了其上沉積納米纖維22的基礎(chǔ)材料。因此，應(yīng)用了納米纖維22 的微纖維絲24或線的系統(tǒng)以已知方式處理為管狀形狀且因此造成了香 煙過(guò)濾嘴。
當(dāng)生產(chǎn)根據(jù)圖5的香煙過(guò)濾嘴中，微纖維絲24或線的系統(tǒng)被拉直 為平面構(gòu)造，其中微纖維絲24或線并排放置，使得具有優(yōu)點(diǎn)地在一個(gè) 或多個(gè)層內(nèi)緊密地并排，然后具有直至5 x 5 mm的尺寸的表面納米纖維 織物的碎片23通過(guò)空氣流處于此平面構(gòu)造中。因此，帶有布置在微纖 維絲24或線中的納米纖維碎片23的微纖維絲24或線的系統(tǒng)將以已知 的方式處理為管狀形狀且因此造成了香煙過(guò)濾嘴2。
在根據(jù)圖6、圖7和圖8的實(shí)施例的例子中，香煙過(guò)濾嘴由皺紋紙 25形成，皺紋紙25至少包括90%重量百分比的微纖維。在根據(jù)圖7的 實(shí)施例中，在缺紋紙25的表面上施加了納米纖維22，同時(shí)它們?cè)斐闪?其厚度可以是可變的或不規(guī)則的層。在根據(jù)圖8的實(shí)施例中，表面納米 纖維織物的碎片23施加在皺紋紙的表面上。在兩個(gè)情況中納米纖維的含量在0.8 %至3.5 %的重量百分比的范圍內(nèi)變化。
當(dāng)生產(chǎn)根據(jù)圖7的香煙過(guò)濾嘴時(shí)，皺紋紙25在巻成為圓柱形形狀 之前導(dǎo)致基礎(chǔ)材料到靜電旋轉(zhuǎn)設(shè)備內(nèi)，在該設(shè)備中納米纖維22以已知 方式沉積在基礎(chǔ)材料上，因此造成了層。因此，帶有施加的納米纖維22 層的皺紋紙25將巻成為圓柱形形狀，從而造成了香煙過(guò)濾嘴2。
當(dāng)生產(chǎn)根椐圖8的香煙過(guò)濾嘴時(shí)，通過(guò)空氣流將尺寸為5x5mm的 表面納米纖維織物的碎片23放在處于輔開(kāi)狀態(tài)的皺紋紙25上。因此， 帶有碎片23的皺紋紙25將以已知方式巻成為圓柱形形狀，從而造成了 香煙過(guò)濾嘴2。
根據(jù)本發(fā)明的香煙過(guò)濾嘴2所包含的納米纖維22的量可以甚至高 于在給出的實(shí)施例的例子中描述的量，然而， 一般地關(guān)于生產(chǎn)香煙過(guò)濾 嘴和香煙的經(jīng)濟(jì)性，聚合物納米纖維22在香煙過(guò)濾嘴2內(nèi)的最大量為 從重量百分比0.5 %至10%。低于0.5%重量百分比的納米纖維22的量 僅導(dǎo)致對(duì)香煙過(guò)濾嘴的過(guò)濾和吸著特性的小的改進(jìn)，且高于10%重量百 分比的納米纖維22的量明顯地增加了過(guò)濾嘴的價(jià)格。在考慮到香煙過(guò) 濾嘴2的過(guò)濾和吸著特性和可獲得的價(jià)格時(shí)，納米纖維22在過(guò)濾嘴2 內(nèi)的最有利的含量在從重量百分比0.5 %至3.0%之間的范圍內(nèi)。
本發(fā)明不只限于所描述的香煙過(guò)濾嘴的實(shí)施例及其制造方法，而是 也包括它們的組合和包含了微纖維和納米纖維的混合物的香煙過(guò)濾嘴 的進(jìn)一步的實(shí)施例，其中納米纖維在混合物中的量從0.5%至10%重量 百分比變化。
附圖標(biāo)記列表 香煙1 過(guò)濾嘴2 微纖維21 納米纖維22
表面納米纖維織物的碎片23 -徵纖維絲24 鈹紋紙25 香煙的煙草部分權(quán)利要求
1.包含微纖維的香煙過(guò)濾嘴，其特征在于，香煙過(guò)濾嘴包含布置在微纖維(21)中的重量百分比從0.5％至10％的聚合物納米纖維(22)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的香煙過(guò)濾嘴，其特征在于，在微纖維(21 ) 中的納米纖維(22)在香煙過(guò)濾嘴的整個(gè)體積內(nèi)均勻地布置。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的香煙過(guò)濾嘴，其特征在于，香煙過(guò)濾 嘴(2)內(nèi)的納米纖維(22)的含量在重量百分比0.5 %至3.0%的范圍 內(nèi)。
4. 根據(jù)前述權(quán)利要求的任何項(xiàng)所述的香煙過(guò)濾嘴，其特征在于，納 米纖維(22)以表面和/或線性織物構(gòu)造的形式布置，納米纖維(22)定 位在微纖維(21)中，或在由微纖維制成的構(gòu)造中或包含至少重量百分 比為90%的量的微纖維(21)作為主要成分的構(gòu)造中。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的香煙過(guò)濾嘴，其特征在于，納米纖維(22) 和/或由納米纖維形成的織物構(gòu)造定位在由微纖維(21 )制成的構(gòu)造或包 含微纖維(21)的構(gòu)造的表面上。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的香煙過(guò)濾嘴，其特征在于，由納米纖 維(22)制成的織物構(gòu)造是具有典型地直至5mm的尺寸的表面和/或線 性織物構(gòu)造。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的香煙過(guò)濾嘴，其特征在于，由納米纖維(22) 形成的織物構(gòu)造是具有直至5x5 mm的尺寸的表面納米纖維織物的碎 片(23)。
8. 根據(jù)前述權(quán)利要求的任何項(xiàng)所述的香煙過(guò)濾嘴，其特征在于，納 米纖維(22)或表面納米纖維織物的碎片施加到皺紋紙(25)的表面上， 皺紋紙(25)包含重量百分比至少為卯％的量的微纖維。
9. 根據(jù)前述權(quán)利要求1至7的任何項(xiàng)所述的香煙過(guò)濾嘴，其特征在 于，納米纖維(22)或表面納米纖維織物的碎片(24)施加到由微纖維(21 )形成的表面織物構(gòu)造的表面上和/或內(nèi)側(cè)，由該表面織物構(gòu)造制成 了香煙過(guò)濾嘴(2)。
10. 根據(jù)前述權(quán)利要求的任何項(xiàng)所述的香煙過(guò)濾嘴，其特征在于， 納米纖維(22)或碎片(24)施加到由微纖維(21)形成的線性織物構(gòu) 造的表面上和/或內(nèi)側(cè)，由該線性織物構(gòu)造制成了香煙過(guò)濾嘴(2)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的香煙過(guò)濾嘴，其特征在于，線性織物構(gòu)造是微纖維索。
12. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的香煙過(guò)濾嘴，其特征在于，線性織物構(gòu) 造是微纖維絲(24)或微纖維線。
13. 用于生產(chǎn)包含^:纖維的香煙過(guò)濾嘴的方法，其特征在于，納米 纖維(22)或表面納米纖維織物的碎片(23)放到用于生產(chǎn)至少由重量 百分比卯％的微纖維(21)制成的香煙過(guò)濾嘴(2)的構(gòu)造的表面，且 它們以從重量百分比0.5 %至10 %的量沉積在構(gòu)造的表面上和/或在體積 內(nèi)。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，納米纖維的量在從 0.5 %至3 %的重量百分比的范圍內(nèi)變化。
15. 根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的方法，其特征在于，用于生產(chǎn)香 煙過(guò)濾嘴(2)的構(gòu)造是皺紋紙(25)，將納米纖維(22)或表面納米 纖維織物的碎片(23)施加到皺紋紙(25)的表面，且皺紋紙(25)然 后巻成為圓柱形形狀，從而制成了香煙過(guò)濾嘴(2)。
16. 根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的方法，其特征在于，用于生產(chǎn)香 煙過(guò)濾嘴的構(gòu)造是由微纖維(21 )形成的表面織物構(gòu)造，而納米纖維(22 ) 或表面納米纖維織物的碎片(23)沉積在表面織物構(gòu)造的表面上和/或體 積內(nèi)，該表面織物構(gòu)造然后形成為圓柱形形狀，從而制成了香煙過(guò)濾嘴(2)。
17. 根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的方法，其特征在于，用于生產(chǎn)香 煙過(guò)濾嘴的構(gòu)造是由微纖維(21 )形成的線性織物構(gòu)造，而納米纖維(22) 或表面納米纖維織物的碎片(23)沉積在線性織物構(gòu)造的表面上和/或體 積內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明涉及包含微纖維(21)的香煙過(guò)濾嘴，微纖維(21)包含布置在微纖維(21)中的0.5％至10％重量百分比的聚合物納米纖維(22)。在制造包含微纖維(21)的香煙過(guò)濾嘴中，納米纖維(22)或表面納米纖維織物的碎片(23)放入用于產(chǎn)生香煙過(guò)濾嘴(2)的構(gòu)造的表面，該香煙過(guò)濾嘴(2)由重量百分比至少為90％的微纖維(21)形成，且納米纖維(22)以從0.5％至10％的重量百分比的量沉積在構(gòu)造的表面上和/或體積內(nèi)。
文檔編號(hào)A24D3/00GK101296628SQ200680039625
公開(kāi)日2008年10月29日 申請(qǐng)日期2006年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月24日
發(fā)明者F·薩尼特爾尼克, L·馬雷斯, O·吉薩克, O·諾瓦克, P·波科尼 申請(qǐng)人:埃爾馬科有限公司