專利名稱：含有粒狀煙霧改性添加劑的煙霧過濾器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明有關含有粒狀煙霧改性劑的過濾器和過濾元件(它適用于作煙草煙霧的過濾嘴，但不一定限于這種用途)。
合適的粒狀添加劑包括吸附劑(可選自活性炭，硅膠，海泡石，氧化鋁，離子交換材料等)，pH調節(jié)劑(可用堿性材料如Na2CO3或酸性材料)，香料，別的固體添加劑以及它們的混合物。
為制造這類過濾器，以往的方法存在一種或多種生產上的問題，產品質量和均一性的控制問題，以及機器損耗問題。
本發(fā)明提供一種過濾器或過濾元件，它具有一縱軸，包括至少由一種條帶所做成的管狀體，條帶上事先涂布有粒狀的添加劑，并沿上述縱軸彎曲至少360°。
許多重迭的這種經事先涂布的條帶可以各自彎曲360°或更多，以形成管狀體。在一具體實施例的類型中，把事先涂布并經彎曲的條帶(或許多條帶)包裹在一個芯子的周圍成為管狀。
在每一具體實施方案的類型中，所說的條帶可以在兩面都事先涂布上粒狀煙霧改性添加劑，也可以只在任何一面涂布。
作為基底的條帶可以將添加劑的顆粒直接粘附其上，也可以把添加劑顆粒先粘附在線上，再把涂布好的線粘附在條帶上，即把一條條涂布好的線平行地緊挨著粘在條帶上。
當使用兩條或多條事先涂布好的條帶時，任何兩條條帶可以面和面相接觸(條帶對條帶，條帶對涂層，或涂層對涂層)，也可以插入其它材料進分隔。
粒狀添加劑可通過熱熔性粘合劑如高熔點的聚乙二醇或乳液型粘合劑如聚乙烯醇粘附在所說的條帶上。用于本發(fā)明的合適的熱熔性粘合劑有各種聚酯粘合劑。所用的任何粒狀添加劑可以是單一的物質或者混合物，還可以混合有其它材料。當使用兩條或更多的條帶時，不同的條帶上可以粘有不同的添加劑。當同一條帶上的兩面都粘有粒狀的添加劑時，可以在兩面使用各不相同的添加劑。
粘附在所說條帶表面的粒狀添加劑可不必覆蓋整個表面。
過濾器或過濾元件是具有所說的芯子周圍事先涂布好的條帶的管狀體，芯子可以是通常的煙霧過濾材料(如細纖維束，人造纖維或縐紙);開口的管狀體，或有一不透氣或低透氣性的部份使復合過濾器產生壓力降，而只有很小的過濾效果或不具有過濾效果;芯子可以是單一的物體，也可以是復合的，即將它自己的包紙和/或縱向(和/或徑向)的相鄰部份合并在一起。在一種帶有所說的圍繞芯子的管狀體的具體實施方案中，粒狀煙霧改性添加劑被粘附在圍繞芯子的管狀體的內表面;管狀體本身又被外邊的環(huán)形物體圍繞，后者像芯子一樣，可以是例如通常的煙霧過濾材料，或者是只具有很小過濾效果或沒有過濾效果的不透氣或低透氣性部份。
本發(fā)明的過濾器和過濾元件可有一個包裝套筒，即一個伸長的套筒或是一個有重迭粘合縫的濾芯包裝紙，這樣的濾芯包裝紙可以是能滲透空氣或不能滲透空氣的材料，但不管哪種情況都是可以穿孔的。如果涂布在條帶上的粒狀涂布物本身涂布著粘合劑(如熱活活化的粘合劑)，則當做成管狀物時即可導致或引發(fā)粘結而得到粘結的管狀物，它有穩(wěn)定的大小而不帶包裝套筒;粘合劑的涂布可能需要是不連續(xù)的(例如粉末涂布)，以使它不會不適當地妨礙粒狀添加劑的煙霧改性性質。另一種方法是，沒有粒狀涂布的條帶邊上可帶有粘合劑，并被用作粘合交迭以使彎曲的條帶成管狀。但是，即使用預涂布條帶的粘結，可能最好還是為管狀物提供包裝套筒。
預制的涂布好粒狀添加劑的條帶可用用通常的包裝設備方便地轉變?yōu)楣軤?。按照本發(fā)明的一種方法，提供帶有粒狀添加劑的條帶、將它彎曲成管狀(通常應用一個圍繞著它的套筒)并把得到的長形產品切割成一定的長度。這些工序，可以用通常制造過濾器的機器連續(xù)地按順序進行。為形成管狀物，可將條帶圍繞著心軸聚集，當管狀物需有芯子時，當帶有粒狀添加劑的條帶圍繞著它包裹時，芯子可連續(xù)向前推進(或一邊形成，一邊推進);如管狀物本身還要被外邊的環(huán)形物體圍繞，環(huán)形物可類似地連續(xù)進料，圍繞著前進的包裹芯子而成形;連續(xù)順序過程和這些工序所用的設備是香煙過嘴工藝中所熟知的。
條帶可用粘合劑涂布(例如從裝有活性粘合劑的槽或其它供應源中汲取)，再用粒狀添加劑涂布(例如，當粘合劑處于活性時，從添加劑儲槽、流化床、循環(huán)液流或其它供應源中汲取)，作為上述連續(xù)操作過程的一部份;也可以將涂布有粘合劑的條帶分開生產或從外部來源獲得，而把粘合劑的活化(例如加熱軟化)和涂布粒狀添加劑的操作和過濾器的生產一起連續(xù)順序進行操作。為保證粘合劑(例如由聚乙烯醇液槽)涂布得均勻，可用刮刀刮漿液、例如使之通過一個狹槽或在一個或多個刮刀片間通過。粒狀添加劑載在涂布有粘合劑的條帶上具有最大的可能，這依賴于一些因素諸如顆粒大小，條帶的寬度等等。按照生產需要，每條條帶上添加劑的涂布量可以在很寬的范圍內變化，就像在使用兩條或多條基底條帶時，總的涂布量可在很寬的范圍內變化一樣。涂布量很大的條帶可能有基本上完全是粒狀添加劑的元件，沒有以前的粒狀過濾元件的類型、及它們的生產方法中的那些缺點。本發(fā)明的過濾器還可與別的材料相結合。
按照產品需要，其它參量也可在很寬的范圍內變化，這些參量包括單位長度條帶上載有的粒狀添加劑的重量，添加劑的顆粒大小等。對于活性炭，合適的顆粒大小為12/30英國標準篩孔，另一種為30/70英國標準篩孔。
本發(fā)明所用的條帶可以由任何一種無害的材料所制成。條帶可以是一種紡織品，例如織造或非織造帶，或卷煙過濾器的濾芯包裝;它按照最終產物的氣流流通需要，可以對煙霧或空氣是可透的或不可透的。
至少有一些所用的粒狀添加劑帶有(或含有)香料-或者可將其它帶有香料的物質摻入其中。
本發(fā)明可以用通常的設備把活性炭或別的粒狀添加劑加入煙草煙霧過濾器中，而不會引入生產或設備方面的問題，而且特別容易達到均勻的添加劑涂布負荷-并且在需要時可以簡單而精確地改變涂布量。本發(fā)明的過濾器允許粒狀添加劑粘結在條帶上，在不受妨礙或基本不受妨礙的情況下，發(fā)揮它對煙草煙氣流的過濾效果或其它效果;因此，本發(fā)明的含有粒狀吸附劑的過濾器能很好地滯留氣相的煙霧成份。
本發(fā)明的過濾器和過濾元件可以連續(xù)地進行生產并切割成一定的長度。每個這樣具有一定長度的個體本身可用作一支卷煙的過濾嘴，但最好是把它作為復合的(例如雙重或三重的)卷煙過濾嘴的一部分，和至少一種別的過濾元件按縱向排列成直線一起使用，這種復合的過濾嘴具有共同的連接外層包裝，它完全包裹或部分包裹著復合的過濾嘴并且對煙氣或空氣可以是可滲透的或不可滲透的。最好是把本發(fā)明的過濾元件的個體和縱向排布的具有普通式樣的銜在口中的元件-例如一個均勻的醋酸纖維素的絲束狀濾芯聯(lián)合使用。這兩個單元可以緊相毗連，也可以留出一點空間用于流通空氣和/或裝入添加劑顆粒。
本發(fā)明的產品一般適于用作煙草煙霧的過濾裝置或用于煙草煙霧的過濾裝置。但在本發(fā)明主要敘述這類過濾裝置的同時，并不限制它只用于這一用途，它提供上述產品本身，而沒有限制它的用途或打算作什么用途。本發(fā)明的卷煙過濾嘴通常可通過常規(guī)過濾嘴包紙連接到包裝好的卷煙桿部的，過濾嘴包紙可以是通氣的，也可以是不通氣的。
現(xiàn)通過實例和附圖對本發(fā)明的具體實施方案進行說明。

圖1-10是本發(fā)明各種不同的具體實施方案的剖視圖，圖中參考數字指示相應的部分。
圖1顯示一種管狀過濾器或過濾元件，它包括一面粘有活性炭顆粒4的濾芯包裝紙條帶2，彎曲成管狀并使顆粒4處于管狀體的外表面。在6處是沒有涂布粒狀物而涂布著粘合劑的條帶邊，它和條帶的另一邊形成粘合的重迭粘縫，從而使過濾器被固定成管狀。在另一變形中，顆粒4可涂布在條帶2的另一面而形成管狀體的內表面，或者顆粒4被粘附在條帶2的兩面;其它可能的變通方法是把條帶2沿芯子環(huán)繞，和/或為管狀結構提供一種包裝物。
圖2顯示一種相似的具體實施方案，其中圖1中所示的管狀物有一個外層，是由另外一條粘附有顆粒4的濾芯包裹條帶做成，沿著在它里面的管狀物纏繞，使兩條條帶上的粒狀涂布物相互接觸，外層條帶也同樣通過沒有涂布粒狀物的重迭粘合縫6固定成管狀。在圖1中敘述過的其它變通方法也可應用于圖2所示的方案中。
圖3顯示一種管狀的過濾器或過濾元件，它是由一條兩面都涂布著吸附劑顆粒4的濾芯包裹條帶2粘合而成，條帶2一邊的一面和另一邊的對面上沒有涂布粒狀物，而是涂布了粘合劑，因此能通過重迭粘合縫6把產品固定成管狀。圍繞圖中說明的結構，可另加一層或多層一面或兩面涂布了顆粒4的條帶，并且其它前面敘述過的變通方法(提供芯子和/或外面的包裝層)也是可能的。
圖4顯示的一種過濾器，是由涂布著吸附劑顆粒4的濾芯包裝條帶2包圍管狀芯子8，并使條帶上涂布的顆粒4對著芯子8。已經涂布有粒狀吸附劑的條帶6，可按前面所說的方法，通過未涂布粒狀物的重迭粘縫粘牢，另外也可在條帶2的另一面涂布顆粒4，并可提供粘有顆粒4的額外的一層或多層條帶2的環(huán)繞層。
圖5顯示一條在它的一面涂布著吸附劑4的濾芯包裝條帶2，沿著通常的過濾芯子9纏繞，并使顆粒4處于最外層。在這種情況下，條帶2的邊可緊接在一起，它們可粘在濾芯9上。另外或此外，還可為這種過濾器提供濾芯包裝物。像前面的具體實施方案中所敘述的，顆粒4可被粘附在條帶2的兩面，也可提供另外一層或多層一面或兩面涂布有顆粒4的條帶2。
圖6顯示的具體實施方案和圖4相似，只是它的芯子是濾芯10。此外，涂布的條帶可以例如通過粘附于芯子或由外層纏繞層而被固定成管狀，在這種情況下，事先涂布好的條帶2的縱向的邊緣就可以緊靠在一起;粘附的顆粒4可以覆蓋小于條帶2的面積，例如空出條帶的兩條縱向的邊不涂布添加劑顆粒，以便形成重迭粘合縫6。濾芯10可以是通常的濾芯(像圖5所示)，也可以是一種不可透氣或只有低透氣性的濾芯，它只產生壓力降，而沒有或只有少許過濾的效果。所示的具體實施方案還可以有外包裝20，它可以是一個伸出的套筒，或者是帶有重迭粘縫的普通濾芯包裝物。
圖7所示的是圖6類型的結構，其中復合芯子10和圍繞它的已經涂布的條帶2本身又進一步被環(huán)狀體12所圍繞。在這種情況下，濾芯10可以是例如醋酸纖維素絲束組成的過濾芯，條帶2可以是一種不透氣的濾芯包裝物，粘附在條帶內表面的粒狀添加劑可以是活性炭，而外面的環(huán)狀體12可以是帶有高度孔率的外部包裝的另外一層醋酸纖維素絲束，它是高度通氣的。
圖8(以縱剖面，而不是所有前面用的橫截面)解釋一種由圖7所示的復合元件和一個未經包裝的醋酸纖維素絲束濾芯16，包裝在普通的連接多孔濾芯包裝18中而成的雙重過濾嘴。按照本發(fā)明，這樣的一個雙重過濾嘴應用于卷煙中時，使含有添加劑的元件朝向卷煙桿，而未包裝的醋酸纖維素絲束則在銜口的一端。
圖9用橫截面圖解釋一種圖6類型的過濾器或過濾元件，但其中涂布了添加劑的條帶2的外面又卷了另一條類似地涂布著粒狀添加劑24的濾芯包裝物條帶，并且圍繞著條帶2而使自身的添加劑24處于徑向的最里層固定成管狀(例如通過重迭粘縫6)。如圖6所示，可任意提供一種外層包裝20作為這種復合產品的一部分。粒狀添加劑4和24可以是相同或不同的。
沿著芯子10，用一條圖3所示類型的條帶2(兩面都涂布著粘上的粒狀添加劑)圍繞上一條平紋的(不含粒狀添加劑)濾芯包裝物22以及上述任意的外層包裝20，就可提供一類似的具體實施方案。
圖10用縱剖面圖解釋一種由圖6或圖9所示類型的復合元件26，與未包裝的醋酸纖維素絲束(NWA)制的濾芯16，通過普通的連接濾芯包裝物18組合而成的三重過濾裝置。如圖所示，元件26個具有只被管狀條帶2(粘附著粒狀添加劑)以及如圖6所示的包裝物20所示環(huán)繞的濾芯10，但它也可以具有圖9所示的那種結構，即另外還有管狀的條帶22和添加劑顆粒24。圖10所示的過濾器可由連續(xù)生產的棒狀產品獲得，即形成末端與末端相毗鄰，交替地含有元件26和兩倍長度NWA單元的長棒，將這長棒連續(xù)推進，同時用普通包裝物18進行包裝，并將這連續(xù)生產的長棒在NWA所處部分切斷;通常是把長棒先切割成圖10所示的單個過濾器長度的倍數(例如兩倍長，四倍長或六倍長)，最后才切割成單支長度，以適應作為帶過濾嘴的卷煙生產的一部份的下一步處理。相似的程序也可用于圖8所示的具體實例-例如先在復合元件處切割成單個過濾嘴長度的倍數的長棒，然后通過內縱元件切割成適用于帶過濾嘴卷煙裝配的單個過濾裝置的長度。多倍長度的棒長是按照本發(fā)明而定的。
在下面的實例中，所有壓力降都是在“全封閉”的條件下測定的一即把試驗樣品的圓柱體表面用不滲透的外套圍住，使得沒有氣流通過它。這里所用的篩孔大小均指英國標準。
實例1過濾器被制成圖10所示的式樣NWA元件為1.5/38但尼爾的絲束，每個單元長5毫米，周長22.75毫米，匯合的降力降(PD)為83毫米水柱(Wg)。
復合元件26長10毫米，周長22.1毫米，具有由2.1/30但尼爾醋酸纖維素絲束組成的芯子10。條帶2為不帶孔的濾芯包裝，寬23毫米，涂布著用PVA粘合劑粘附的活性炭(18/40英國標準篩孔)顆粒4，涂布量為5.4毫克/毫米長(如圖6所示)，外層包裝20為寬25毫米，具有5000Coresta單位孔積率的濾芯包裝物。單元26的壓力降為23毫米水柱。
在三重過濾器中，如圖10中所示，元件16和18被濾芯包裝18(孔積率也是5000 Coresta單位)結合在一起，其中元件16被輕輕地壓縮。三重過濾器長20毫米，周長22.46毫米，壓力降為106毫米水柱，碳含量為54毫克。
這些三重過濾器通過可透氣的過濾器外包裝紙連接在商品卷煙的煙桿上，這樣做成的香煙按標準的ISO/Coresta方法試驗煙霧過濾的效果時，顯示能夠滯留55.2%的焦油，44.8%的尼古丁，并有如下的氣相滯留能力%甲 17.5乙醛 4.8乙腈 21.8丙烯腈 15.0丙酮 16.9異丙烯 18.3丁二酮 38.0丁酮 29.9苯 28.2甲苯 42.2實例A至L在實例A至J和L中，用下表所示的各種粒狀添加劑和別的修改方法來重覆實例1。在實例K中采取了進一步的修改，即采用了圖9所示類型的元件26。
三重過濾器用6毫米長的NWA元件和12毫米長的元件26(以下稱它為“ACS”)，裝在普通的濾芯包裝18中，后者每平方米重27克。NWA單元為1.6/48但尼爾的絲束，正常的周長為24.8毫米。
在ACS單元26中，實例A至L用8/39但尼爾的醋酸纖維素絲束作為芯子19，27毫米寬的濾芯包裝(孔積率約為7，500Coresta單位)作為帶有不同粒狀添加劑4的條帶2。像實例1中所說的那樣。外包裝20用標準的27克/米2的濾芯包裝。
ACS單元26和三重過濾器的其它詳情列于下面的表中。在“添加劑”一欄中，“C”代表活性炭，數字代表篩孔大小-例如“C12/22”表示顆粒大小為英國標準篩孔12/22的活性炭。實例F和G中的混合的粒狀添加劑含有2∶1重量比例的12/22篩孔的活性炭和15/30篩孔的海泡石。在實例K中，內表面帶有30/70篩孔活性炭的條帶2，被另一條內表面類似地粘附著海泡石24的條帶22緊密地纏繞，如圖9中解釋的那樣，后者然后再用外包裝20圍繞。
在圖10所示的具體實例，實例1和實例A至L的修改式樣中，外包裝20可省略，同時把單元26的大小仍做成能夠把連接包裝18也卷在其中。
權利要求
1.一種過濾器或過濾元件，綜具有縱軸，包括至少一種條帶，其上事先涂布著粒狀的煙霧改性劑，并且沿上述縱軸至少彎曲360°以形成管狀。
2.權利要求1中所說的過濾器或過濾元件，其中事先涂布并經彎曲的條帶圍繞中心的芯子被固定成管狀。
3.按照上述任何一項權利要求所說的過濾器或過濾無件，其中包括許多迭加在一起的，經事先涂布的條帶，并圍繞上述縱軸彎曲至少360°以形成管狀。
4.按照上述任何一項權利要求所說的過濾器或過濾元件，其中所說的條帶兩面都用粒狀的煙霧改性劑事先涂布。
5.按照上述任何一項權利要求所說的過濾器或過濾元件，在它的徑向內面也粘有至少一種涂布有粒狀煙霧改性劑的條帶。
6.一種雙重或三重卷煙過濾器，它具有上述任何一項權利要求中所說的過濾元件，固定在縱軸方向并和其它過濾元件排成一條直線。
7.一種多倍長度的長棒，它可切割成許多權利要求6中所說的卷煙過濾器。
8.一種裝有上述任何一項權利要求所說的過濾器或過濾元件的帶過濾嘴的卷煙。
全文摘要
一種過濾器，它具有縱軸，包括一個至少由一種條帶做成的管狀體，條帶上事先涂布有粒狀的煙霧改性劑，并沿上述縱軸彎曲至少360°。
文檔編號A24D3/16GK1061540SQ9111078
公開日1992年6月3日 申請日期1991年11月19日 優(yōu)先權日1990年11月19日
發(fā)明者J·卡林頓, P·F·克萊克 申請人:卷煙合成有限公司