專利名稱：含有顆粒添加劑的香煙過濾嘴的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及含有顆粒添加劑的香煙過濾嘴，顆粒添加劑如吸附劑，即如活性碳、硅膠、海泡石、鋁土和離子交換物質(zhì)等。
制造這種濾嘴的現(xiàn)有各種生產(chǎn)過程存在著一種或多種生產(chǎn)缺陷，如產(chǎn)品質(zhì)量和均勻度的控制，機(jī)械磨損。
根據(jù)本發(fā)明，至少部分顆粒添加劑集中在與其他過濾材料組合在一起的一根或有限根的紗線和/或條帶上，該添加劑粘附在所說紗線和/或條帶上。最好至少濾嘴中的大部分該顆粒添加劑粘附在所說紗線和/或條帶上，而更好的方案是，所有的該顆粒添加劑都粘附在所說紗線和/或條帶上，盡管濾嘴可以攜帶部分未被紗線和/或條帶攜帶的顆粒添加劑。
該顆粒添加劑適合于利用熱熔性粘合劑、高熔點(diǎn)聚乙烯甘油、乳液狀粘合劑如聚乙烯醇，使其粘附在所說紗線和/或條帶上。
所用的任何顆粒添加劑可以是單一的一種物質(zhì)或混合物。
加有添加劑的紗線和/或條帶通常具有與濾桿全長相等的長度。
最好使某一根或每根攜帶添加劑的紗線和/或條帶的全長都均勻地粘附上顆粒添加劑，但有時(shí)也會(huì)有不均勻粘附的情況出現(xiàn)，即有可能使紗線和/或條帶的任一段長或幾段度上帶有粘附的顆粒添加劑，而另一段或幾段長度上則不帶或裝有不同的一種或幾種添加劑，上述這兩種類型(即全長涂覆和部分長度段涂覆)都可以采用。雖然一根紗線或條帶可以在其不同長度段上涂覆不同的顆粒涂層，(如由涂量、混合物的均勻度、顆粒大小或其它特性之一或幾個(gè)特性所引起的不同)，但最好還是使給定的一根紗線或條帶有一個(gè)均勻的顆粒涂層(不論是全長還是部分長度段)。在一根紗線或條帶上的顆粒涂層可不同于其他紗線或條帶上的涂層。
可以使兩根或多根帶有顆粒添加劑的紗線和/或條帶貫穿排列在濾嘴部分，或者使其在過濾介質(zhì)的其他部分中間組合在一起以構(gòu)成一個(gè)或多個(gè)含有添加劑的濾芯，這樣的濾芯可提供一條通過濾嘴的通路，該通路的壓力降要低于濾嘴其他部分的壓力降，因此，便可增加與添加劑接觸的煙氣流量。這種芯子可由一種套筒封裝，如用塑料膜或一般塞套制成的套筒;這種套筒可由透氣或不透氣材料制成，帶有套筒的芯子通常是預(yù)先加工好的。
與加有顆粒添加劑的紗線和/或條帶組合在一起的過濾體可以采用普通煙(如香煙)濾嘴的材料，因此，它可以是人造短纖維或長絲束(醋酸纖維素可適用于任一種情況)，或者也可以是皺紋紙。
由于紗線或紗線束上粘附有添加劑，故它通常要比構(gòu)成過濾體的其他纖維(如人造短纖維或長絲束)粗糙些，過濾體可被另一些普通材料如皺紋紙所代替。
本發(fā)明的一種制造方法是，過濾材料(最好是長絲束)被聚集在一起而形成筒形(如利用有中心芯棒的構(gòu)件)，在制成筒的同時(shí)或在其后將粘有顆粒添加劑的一根或多根紗線和/或條帶送入中心部分中(如通過芯棒的中心孔)來形成一個(gè)芯子，然后將該制得的連續(xù)濾條切成一定長度。該含有添加劑的濾芯將提供一個(gè)具有較低壓力降的濾嘴通路，該壓力降低于周圍環(huán)繞部分的壓力降。為此，人們應(yīng)該采用比制成環(huán)繞筒形部分的長絲粗和/或包裝密度小的紗線作芯。預(yù)加工的包有套筒的加有添加劑的紗線或條帶將穿入所說芯棒。
本發(fā)明的另一制造方法是濾嘴材料(如人造短纖維、長絲束、皺紋紙或其他普通濾嘴材料)被聚集在一起而成條桿狀，在該濾條形成的同時(shí)或之前，一根或多根粘附有顆粒添加劑的紗線和/或條帶與該濾嘴材料組合在一起。
在本發(fā)明的這些方法中，濾嘴材料和加有添加劑的紗線和/或條帶的供給過程、將它們聚集起來及使其形成條桿狀或有芯的筒狀的過程、以及將得到的長的產(chǎn)品切成一定長度的過程，均可用普通濾嘴制造機(jī)械連續(xù)地，以直線作業(yè)的方式進(jìn)行加工。濾嘴材料可在聚集和成型時(shí)被粘著在一起，制成一種尺寸恒定的，無套筒的產(chǎn)品，在需要的時(shí)候，可在其成形時(shí)將套筒連續(xù)地供給并包封上述濾嘴。
可以不把在紗線和/或條帶上涂覆粘合劑(如利用牽引它們通過一個(gè)活性粘合劑的貯槽或其他供給容器)和然后再涂覆添加劑(如利用在粘合劑及具有活性時(shí)牽引它們通過一個(gè)顆料添加劑的貯槽、流化床、循環(huán)液流或其他供給容器)的步驟作為上述直線連續(xù)作業(yè)流程中的部分，而是使涂有粘合劑的紗線和/或條帶從另外的供給裝置中獨(dú)立地制得，然后，使粘合劑活化(如熱軟化)和涂覆添加劑的工序則加入該直線并與濾嘴生產(chǎn)一起連續(xù)進(jìn)行加工。粘合劑的均勻涂覆(如通過聚乙烯醇的液槽)可通過調(diào)節(jié)操作，如通過調(diào)節(jié)一個(gè)小孔或通路，或通過調(diào)節(jié)刮刀或兩個(gè)刮刀的間隙來保證。向涂有粘合劑的紗線和/或條帶上涂覆顆粒添加劑的量通常為盡可能的最大量，這取決于添加劑的粒度、紗線和/或條帶的圓周長等因素。當(dāng)用加有顆粒添加劑的紗線作帶封套的芯子時(shí)，涂好的紗線可如上述被普通直線操作連續(xù)成型、連續(xù)地聚集和包封，所得的包有套筒的芯子以直線作業(yè)方式被直接喂入所述濾嘴生產(chǎn)過程。其次，涂有添加劑的紗線或條帶可被獨(dú)立地預(yù)先制成，然后再喂入濾嘴成形過程(或通過封套濾芯的成形過程再進(jìn)入濾嘴成形過程)。
適于本發(fā)明的熱熔粘性合劑為各種聚酯粘合劑。
采用加有添加劑的紗線將比條帶更有利于達(dá)到本發(fā)明的目的，可采用一到十根，如一至四根紗線組合入過濾體。每根紗線上添加劑的涂量變化范圍可以很寬(如可從0.25毫克/毫米到2、0毫克/毫米)，整個(gè)整個(gè)濾嘴上添加劑的總含量可根據(jù)生產(chǎn)需要而定(如20毫米長度的濾嘴上的添加劑含量可為25～100毫克)。當(dāng)然，通過選擇紗線數(shù)量和/或其上添加劑的含量，可以控制濾嘴上添加劑的總含量。
按生產(chǎn)要求，其他參數(shù)的變化范圍也可以很寬，例如，它們包括單絲與絲束的但數(shù)比(當(dāng)過濾體由長絲束制成時(shí))、紗線的但數(shù)(當(dāng)采用紗線來攜帶顆粒添加劑時(shí))、添加劑的粒度等等。適宜的單絲與絲束的但數(shù)比如5/32000、5/90000、和2.5/45000;合適的加添加劑的紗線但數(shù)比如可為1000但左右，活性碳添加劑的一種合適的粒度為12/30英國標(biāo)準(zhǔn)粒度，而另一種為30/70英國標(biāo)準(zhǔn)粒度。
本發(fā)明所使用的紗線或條帶為任一種無毒材料，該紗線或條帶可為一種紡織材料，如一根或多根單長絲、單紗、或紗條、股線、紡織帶、或無紡帶。合適的紗線為縫紉線，它有著很好的勻度。對(duì)紗線并不要求完全相同，它可以是天然纖維制成的紗線和/或合成纖維制成的紗線。人造絲、尼龍、和聚酯都是可用來制成滿意的上述紗線的材料，而另一種材料，即棉纖維，特別是絲光棉紗則可用來制成高質(zhì)量的縫紉線。
顆粒添加劑通常是或者包含一種吸附劑或多種吸附劑的混合物，至少部分顆粒添加劑中含有一種香料。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)為使用普通設(shè)備就可進(jìn)行將活性碳或其他顆粒添加劑加入香煙濾嘴的操作，而不會(huì)帶來生產(chǎn)或設(shè)備上的問題，特別是可采用現(xiàn)有均勻涂覆添加劑的技術(shù)，根據(jù)需要簡單而準(zhǔn)確地改變涂量。本發(fā)明的濾嘴使顆粒添加劑粘附在紗線和/或條帶上，以完全發(fā)揮，或者說充分發(fā)揮其對(duì)香煙煙氣的過濾作用，因此，本發(fā)明的過濾嘴可獲得較好的焦油含量、尼古丁含量、蒸汽截留量、和焦油與尼古丁的截留值之比。
本發(fā)明的濾桿可連續(xù)生產(chǎn)然后被切成一定長度，每個(gè)獨(dú)立的所述長度段可用來制成一支香煙的濾嘴，但最好還是用來在其長度方向上與至少一個(gè)作為復(fù)合香煙濾嘴一部分的另一種過濾部分相連接，本發(fā)明的一個(gè)獨(dú)立的過濾部分最好與兩個(gè)普通外形的端部部分沿長度方向連接起來，如與由醋酸纖維素的長絲束制成的均勻芯棒連接在一起。
下面參照?qǐng)D表，通過以下實(shí)施例來進(jìn)一步說明本發(fā)明。
例1至例6采用英國標(biāo)準(zhǔn)粒度為12/30的SC2碳(選自chemviron)，利用熱熔聚酯粘合劑將其涂覆在三根紡織紗線上，每根紗線但數(shù)為1000但左右。各例中的濾桿長度均為20毫米，圓周長為25毫米左右。
例1和例2用2.5/45000但數(shù)的醋酸纖維束圍繞一個(gè)芯棒聚集成筒形，三根加有活性碳的紗線穿過該筒形成一芯子。
在例3中，與例1和例2一樣的醋酸纖維束在不使用中心芯棒，但同時(shí)喂入三根加有活性碳的紗線的情況下，被聚集成條桿形狀。
在例4至例6的方法與例3相同，但它以皺紋紙制制的代用品來代替醋酸纖維束，各例中紙的裹法不同，給各例的濾桿帶來不同的壓力降。
下面的圖表給出了各個(gè)濾嘴的壓力降、總的含碳量、以及各煙氣組分截留量的百分比。試驗(yàn)是在標(biāo)準(zhǔn)吸煙機(jī)上，與標(biāo)準(zhǔn)香煙相連，在標(biāo)準(zhǔn)條件下進(jìn)行的。
表中的壓力降是在“全密封”的條件下測定的。即在只是尾部暴露在標(biāo)準(zhǔn)空氣流的條件下測定，壓力降以毫米水柱表示。
例7本例采用英國標(biāo)準(zhǔn)粒度為12/30的薩特來夫斯比克曼(sutcliffespeakman)208C活性碳，每根纖度為1000但的五根紡織紗線，利用粘合劑在其上涂覆上述活性碳，每根紗線上的涂量為1.5毫克/毫米左右。該五根紗線先通過裝有聚乙烯醇型粘合劑的液體粘合劑貯槽，以涂上粘合劑，同時(shí)可通過調(diào)節(jié)來進(jìn)行粘合劑涂量的控制;然后，在該粘粘合劑仍具有活性時(shí)，沿長度方向牽拉該紗線通過活性碳的貯槽，覆蓋上一層活性碳。在同一連續(xù)直線作業(yè)過程中，利用普通物件，將得到的五根涂覆有碳的紗線聚集和用厄卡斯塔(Ecusta)熱封空心套筒包封起來，然后將所得封裝好的芯子穿過構(gòu)件的中心孔，使聚集成筒形的但數(shù)比為3.3/32000的醋酸纖維長絲束環(huán)繞在來自中心孔的該封裝好的芯子周圍，連續(xù)地制成組合濾桿;成型后，濾桿被切成一定的長度。這種組合濾桿的“全密封”壓力降為每毫米長度2毫米水柱。這種組合濾嘴段(12毫米長、密封壓力降為23毫米長水栓左右)可制成復(fù)合濾嘴，該12毫米長的濾嘴段兩端與兩個(gè)6毫米的NWA濾嘴(未裹，由醋酸纖維素長絲束粘結(jié)而成)裝配在一起，然后包上普通的封套。
復(fù)合濾嘴的長度為24毫米，圓周長為24.4毫米，密封壓力降為85毫米水柱，下面給出了各煙氣組分截留量的百分比乙醛27.6%丙烯醛49.4%丙酮49.3%異戊二烯31.7%甲苯51.4%
權(quán)利要求
1.香煙過濾嘴包括由加有顆粒添加劑的香煙過濾材料構(gòu)成的濾桿，其特征為至少部分顆粒添加劑集中在與其他過濾材料組合在一起的一根或有限根的紗線和/或條帶上，該添加劑粘附在所說紗線和/或條帶上。
2.如權(quán)利要求1所述的濾嘴，其特征在于所有顆粒添加劑均在所說紗線和/或條帶上。
3.如權(quán)利要求1所述的濾嘴，其特征在于顆粒添加劑被非常均勻地涂在某根或每根紗線和/或帶上。
4.如權(quán)利要求1所述的濾嘴，其特征在于包括由許多所說涂有添加劑的紗線和/或條子聚集在一起所組成的芯子。
5.如權(quán)利要求4所述的濾嘴，其特征在于所說芯子用一個(gè)套筒封裝。
6.如權(quán)利要求1所述的濾嘴，其特征在于至少有一根所說紗線和/或條帶涂有不同于其他所說紗線和/或條帶的顆粒涂層。
7.香煙過濾嘴的成型方法，其特征在于將組合有一根或有限根粘附有顆粒添加劑的紗線和/或條帶的香煙過濾材料聚集在一起，制成桿狀或筒狀。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于多根所說涂有添加劑的紗線和/或條帶先被聚集在一起制成芯子，然后被傳送并與其他濾嘴材料組合在一起，在與其他濾嘴材料組合之前，所說芯子可被包上封套。
9.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于至少用顆粒添加劑涂覆所說紗線和/或條帶的步驟、和使所說涂有顆粒添加劑的紗線和/或條帶與其他香煙過濾材料聚集在一起而制成桿狀或筒狀的步驟，是以連續(xù)的、直線操作方式進(jìn)行的。
10.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于包括牽拉所說紗線和/或條帶通過液體粘合劑(如聚乙烯醇)的供給容器，然后，在所說粘合劑仍具有活性時(shí)，再通過顆粒添加劑的供給容器的步驟。
全文摘要
香煙過濾嘴包括由加有顆粒添加劑的香煙過濾 材料構(gòu)成的濾桿，其中至少部分顆粒添加劑集中在與 其他過濾材料組合在一起的一根或有限根的紗線和 /或條帶上，所說添加劑粘附在所說紗線和/或條帶 上。
文檔編號(hào)A24D3/16GK1042054SQ8910837
公開日1990年5月16日 申請(qǐng)日期1989年10月1日 優(yōu)先權(quán)日1988年10月5日
發(fā)明者倫斯特·拜倫·黑爾斯, 保爾·福蘭克斯·察萊克 申請(qǐng)人:煙草合成有限公司