香烟过滤嘴和顶端带 过滤嘴的香烟 本发明涉及一种香烟过滤嘴和一种使用此过滤嘴的顶端带过滤嘴的香烟。
所知的香烟过滤嘴具有一轴向延伸的中央通路，或在其外周部分具有多条轴向延伸的通路。
在使用中，这样一个过滤嘴通过一(多)条通路把香烟的部分烟气直接送向吸烟者。这种未经过滤的烟气局部地散布在吸烟者的口腔之内，而吸烟者因此不仅可以享受一种柔和的吸烟感受，而且还可以享受香烟的原来香气和滋味，假如通过一(多)条通路直接送向吸烟者的未经过滤的烟气数量对于通过一种过滤物质送向吸烟者的经过过滤的烟气数量存在一个适当的比值。
两项烟气数量的这一比值受到中心通路的尺寸(或各周边通路的数目和布置)和过滤物质轴向气流阻力的很大影响。因此希望能够易于控制这一比值。尤其是，直接送向吸烟者的未经过滤的烟气数量，对于为吸烟者提供香烟的原本味道和香气来说，是很重要的。
一(多)条通路中的未经过滤的烟气可以由从外部引入的流通空气予以稀释以给出一种柔和地烟气。不过，难以把这种流通空气引入一中心通路，在一种具有位于或近于过滤嘴外部周边表面处的一些通路的过滤嘴中，流通空气可以从外部直接引入各通路。不过，在这种过滤嘴中，直接引入流通空气往往极为改变过滤嘴的轴向气流阻力并给出不良的吸用效果；在把过滤嘴的轴向气流阻力保持在一所需范围之内的同时，难以精确地控制流通空气的数量(以因而未经过滤的烟气的稀释比例)。
本发明的第一目的是，提供一种香烟过滤嘴和一种顶端带过滤嘴的香烟，适于控制未经过滤的烟气数量对于经过过滤的烟气数量的比值并适当地发出香烟的味道和香气。本发明的第二目的是，提供一种香烟过滤嘴和一种顶端带过滤嘴的香烟，可以保持香烟的原本味道和香气并提供一种较为柔和的烟气。
第一目的是通过一种香烟过滤嘴达到的，它包括由以下各部分组成的总体：一圆柱形过滤内芯；一管状过滤外鞘，围绕所述内芯；以及，在所述内芯与所述外鞘之间的，各通路，围绕所述内芯沿周向间隔开来并连续延伸在此总体两端处的畅开端部之间。
当吸用一采用此过滤嘴的顶端带过滤嘴的香烟时，香烟的部分烟气经过内芯和外鞘，而随后被送向吸烟者。其余部分的烟气通过各轴向通路直接送向吸烟者。由各通路设置在内芯与外鞘之间，未经过滤的烟气可以容易地达到吸烟者的软颚。结果，即使少量的未经过滤的烟气也使得吸烟者能够享受香烟原本的味道和香气。换句话说，香烟的味道和香气既不过分强烈也不过分柔弱，而吸烟者可以满意地享受香烟的香气和滋味。
最好是，外鞘具有一1至3mm的厚度，内芯直径对外鞘厚度的比值是从0．7至6，并有3至25条通路。
外鞘的轴向气流阻力可以不同于内芯的，而前者最好是大于后者。在此情况下，流动在内芯之中的烟气数量大于流动在外鞘之中的烟气数量。
本发明的第二目的是通过为上面提及的过滤嘴增添空气引入装置而实现的。流通空气通过外鞘被引入各通路并稀释流动在各通路之中的烟气，以致过滤嘴将提供给吸烟者一种较为柔和的烟气。
各通路可以由内芯外部周边表面处和／或外鞘内部周边表面处的各纵向沟槽形成。
当内芯具有各纵向沟槽时，它们可以以如下方式形成，即热成形处理内芯的外部周边表面或在内芯的外部周边表面处采用一种波纹状皮纸或一管件；外鞘的内部周向表面可以以如下方式制成，即热成形处理外鞘的内部周边表面或采用一围绕内芯的外部皮纸。在此情况下，各通路形成在内芯的各纵向沟槽与外鞘的内部周边表面之间。可以赋予外鞘内部和外部周边表面二者以透气性，以致流通空气可沿径向流入外鞘，而后流入各通路。
当外鞘具有各纵向沟槽时，它们可以以如下方式形成，即热成形处理外鞘的内部周边表面或在外鞘的内部周边表面处采用一种波纹状皮纸或一管件；内芯的外部周边表面可以以如下方式制成，即热成形处理内芯的外部周边表面或采用一围绕内芯的皮纸。在此情况下，各通路形成在内芯的外部周边表面与外鞘的各纵向沟槽之间。可以赋予外鞘内部和外部周边表面二者以透气性，以或者可以赋予外鞘外部周边表面以透气性和可以在外鞘上制成各孔口以连通于各纵向沟槽；在这两种情况下，流通空气沿径向从外部流入外鞘，而后流入各通路。
在外鞘与内芯之间采用一圆筒形波纹状皮纸，可以构成波纹状皮纸与外鞘之间和波纹状皮纸与内芯之间的各通路。在此情况下，波纹状皮纸可以或可以不具有透气性。
各通路可以制成在一配置在内芯与外鞘之间的管件之中。可以赋予外鞘内部和外部周边表面以透气性，而管件上的各孔口把外鞘连接于各通路。
各通路可以具有一1至3mm2的总横向截面面积。在此情况下，一所需数量的未经过滤的烟气流动在各通路之中。
过滤嘴可以包括一圆柱形顶端件，是一种过滤物质。顶端件可以具有一从2至20mm的长度，对应于过滤嘴总长度的8至60％；以及一80mm H2O／25mm或较小的轴向气流阻力。顶端件使得比较容易调节整个过滤嘴的轴向气流阻力。
内芯和外鞘可以由不同的材料或相同的材料制成。过滤材料最好是醋酸纤维束。
图1是一顶端带过滤嘴的香烟的透视图；
图2是一过滤嘴的端视图；
图3是图2过滤嘴的纵向剖面视图；
图4是符合实施例1的一种过滤嘴的端视图；
图5是图4波纹式皮纸的横向剖面视图；
图6是符合实施例2的一种过滤嘴的端视图；
图7是符合实施例3的一种过滤嘴的端视图；
图8是符合实施例4的一种过滤嘴的端视图；
图9是符合实施例5的一种过滤嘴的端视图；
图10是符合实施例6的一种过滤嘴的端视图；
图11是符合实施例7的一种过滤嘴的端视图；
图12是符合实施例8的一种过滤嘴的端视图；
图13是一图线，表明一顶端带过滤嘴的香烟的吸烟测试结果；
图14是一图线，表明一顶端带过滤嘴的香烟的吸烟测试结果；
图15是表明波纹式皮纸一项改进实例的横向剖面视图；
图16是表明一种内芯和一种外鞘的改进实例的视图；
图17是作为一项改进实例示出的一种过滤嘴的端视图；以及
图18是表明顶端带过滤嘴的香烟的一项改进实例的视图。
参照图1，一顶端带过滤嘴的香烟在其一端处具有一圆柱形过滤嘴4。过滤嘴4通过把一顶端纸6卷在过滤嘴4和香烟2一端上而连接于香烟2。在顶端包纸6上制成孔眼8。孔眼8分布在过滤嘴4的圆周方向上以便为顶端纸6提供透气性。代替孔眼8，顶端包纸6本身可以具有透气性。
从图2可以看出，过滤嘴4具有一双重结构并包括一圆柱形内芯10和一围绕内芯10的圆筒形外鞘12。内芯10和外鞘12是过滤物质。多种物质，诸如醋酸纤维束或板片，或一种纸板等，可以用作过滤物质。优选地，内芯10和外鞘12都由醋酸纤维束制成。内芯10和外鞘12的轴向气流阻力，亦即对于通过内芯10和外鞘12的抽吸阻力(RTD)，可以彼此不同。外鞘12的RTD优选地大于内芯10的。
过滤嘴4具有一在内芯10与外鞘12之间的边界区域14。许多轴向通路16制成在边界区域14之内。这些通路16分布在过滤嘴4的圆周方向上并伸过过滤嘴4的整个长度，一如图3之中所示。
优选地，外鞘12的外部周边表面和边界区域14都具有透气性。
当直径为D的内芯10和外鞘12由醋酸纤维集束制成时，各通路16的数量N和整个横向截面面积分别优选地是3至25和1至3mm2。外鞘12的厚度T最好是从1至3mm。D／T最好是从0．7至6。过滤嘴4的总RTD最好是从80至160mm H2O，更为可取的是105至135mm H2O。
当吸用使用过滤嘴4的顶端带过滤嘴的香烟时，香烟2的部分烟气通过各轴向通路16直接送向吸烟者。其余部分的烟气经过内芯10和外鞘12而随后送向吸烟者。未经过滤的烟气局部地散布在吸烟者的口腔之内。结果，香烟2烟气的适当感受可以提供给吸烟者，即使未经过滤的烟气数量是很少的。吸烟者因此可以享受香烟2本身的滋味和香气。
经过内芯10和外鞘12的烟气之中所包含的部分焦油和尼古丁由内芯10和外鞘12的过滤物质予以捕集，以致柔和的烟气可以提供给吸烟者。
当外鞘12的外部周边表面和边界区域14具有透气性时，流通空气在吸用顶端带过滤嘴的香烟期间通过顶端包纸6的孔眼8被引入外鞘12。一部分流通空气进一步通过边界区域14被引入各轴向通路16。经过各轴向通路16的烟气因此用流通空气予以稀释，而吸烟感受更加柔和。结果，可以减少直接送给吸烟者的未经过滤的烟气数量，也减少了送给吸烟者的焦油和尼古丁。
通过多排孔眼8引入过滤嘴4的流通空气的数量，亦即过滤嘴通气的程度VF，理想的是由吸烟者通过顶端带过滤嘴的香烟抽吸的总流量(包括香烟2的烟气)的从30至80％。
由于过滤嘴4具有内芯10和外鞘12的双重结构，所以有可能独立地确定内芯10和外鞘12的RTD和烟气过滤效率。结果，加大了由顶端带过滤嘴的香烟所发出的焦油和尼古丁各自数量方面的自由度。
经过各轴向通路16的烟气的稀释比率也可以通过调节外鞘12的RTD和边界区域14的通气性而予以控制。另外，调节多排孔眼8的总开度面积和外鞘12外部周边表面的透气性也可以控制稀释比率。因而，也可以大大地加大在未经过滤烟气的稀释比率控制方面的自由度。
边界区域14的各轴向通路16可以由形成在内芯10外部周边表面处或外鞘12内部周边表面处的一些纵向沟槽制成。另外，各轴向通路16可以制成在配置于内芯10与外鞘12之间的一个管件上。
虽然各轴向通路16之中的未经过滤的烟气可以用流通空气予以稀释，但这并非是必不可少的，以致外鞘12的外部周边表面和边界区域14因此都不必是透气的，在此情况下，多排孔眼8也可以省去。
下面将说明过滤嘴的一些实施例，其中醋酸纤维集束一般用作内芯10和外鞘12的过滤物质。
带沟槽的内芯类型
实施例1
在图4的过滤嘴4中，内芯10的纤维束包裹在一波纹状皮纸18之内。波纹状皮纸18为内芯10提供了波纹状的外部周边表面。内芯10的此外部周边表面因此具有许多延伸在过滤嘴4轴向方向的纵向沟槽20。纵向沟槽20的适当数量是4至17。各纵向沟槽20的适当深度是0．15mm至0．45mm。一如图5之中所示，波纹状皮纸18优选地是由可以具有一三层结构的叠置纸张制成。比如，叠置纸张具有一聚乙烯层18c和夹在此层18c两侧上的两纸浆层18s。叠置纸张可以容易地采用热模制而加工成形为波纹状皮纸18。波纹状皮纸18不限于成层叠置纸张。各种纸张和其他一些材料可以用于波纹状皮纸。
一围绕波纹状皮纸的外部皮纸22构成外鞘12的内部周边表面。外部皮纸22和各纵向沟槽20形成各轴向通路16。外部皮纸22优选地是具有透气性。比如，外部皮纸22可以属于高度多孔的纸张(2000CU，亦即2000考列斯塔单位(Coresta units))。
外鞘12的纤维束包裹在一具有透气性的衬套皮纸24之内。衬套皮纸24构成外鞘12的外部周边表面。一通常过滤棒的衬套皮纸用作衬套皮纸24。
内芯10(包括各轴向通路16)和外鞘12在过滤嘴4轴向方向上的RTD分别由参照符号PCA和PS表示。在此情况下，比值Rl(=PS／PCA)是从0．3至4．0，而最好是大约2．0。比如，当比值R1是大约2时，内芯10和外鞘12的纤维束技术规格是大约1．7／38000(亦即1．7单纤维数／38000总数；除非另作规定，这适用于此后出现的类似表达)和大约5／55000。内芯10和外鞘12的纤维技术规格(tow specification)可以分别选自一1．5／38000至5／17000的范围和一2．5／45000至5／55000的范围。
在制作图4的过滤嘴4时，内芯10的纤维束首先包裹在波纹状皮纸之内，以致制成一内芯棒。此后，内芯棒再包裹在外部皮纸之内。外鞘12的纤维束包住外部皮纸的外侧。外鞘12的纤维束包裹在衬套皮纸之内，以致制成一过滤棒，过滤嘴4可以通过把此过滤棒切成一预定的长度而获得。
实施例2
在图6过滤嘴4的情况下，内芯10的外部周边表面是通过热成形制成的。热成形工艺在内芯10的外部周边表面上制成许多纵向沟槽26。这些纵向沟槽26延伸在内芯10的轴线方向上。
外鞘12具有一通过热成形制成的内部周边表面或者一内芯外部皮纸。此外鞘12的内部周边表面具有透气性。外鞘12的内部周边表面和各纵向沟槽26形成了各轴向通路16。外鞘12的外部周边表面通过把外鞘12的纤维束包裹在一具有透气性的衬套皮纸24之内而制成，或者通过热成形工艺而制成。图6的过滤嘴4还具有以上提及的比值R1(=PS／PCA)。
当内芯10的外部周边表面或外鞘12的内部或外部周边表面是热成形的时候，它具有透气性。比如，图6的过滤嘴4可以通过利用披露在USP40222221之中的制作技术而获得，以致过滤嘴4具有带有各纵向沟槽26的内芯10和外鞘12。
实施例3
图7过滤嘴4的情况下，一管件28是内芯10与外鞘12之间的边界区域。许多纵向沟槽30制成在管件28的外部周边表面上。管件28是由诸如聚丙烯、聚乙烯等的合成树脂或诸如醋酸盐(acetate)等的可予以生物降解的聚合物制成的。
外鞘12具有一通过热成形或由围绕管件28的一外部皮纸制成的透气的内部周边表面。外鞘12的内部周边表面和各纵向沟槽30形成了各轴向通路16。一衬套皮纸或热成形工艺可以制成外鞘12的外部周边表面24。图7的过滤嘴4还具有以上提及的比值R1(=PS／PCA。)
图7的过滤嘴4可以以如下方式制作出来，即与挤压模制管件28一起地把内芯10纤维束引入管件28，而后在管件28外面制成外鞘12。
带沟槽的外鞘类型
实施例4
在图8过滤嘴4的情况下，一具有透气性的波纹状皮纸32构成外鞘12的内部周边表面。在此情况下，热成形或一具有透气性的皮纸构成内芯10的外部周边表面。波纹状包纸32缠绕内芯10的外部周边表面。各轴向通路16因此形成在波纹状皮纸32与内芯10的外部周边表面之间。外鞘12的纤维束围绕波纹状皮纸的外侧，而热成形工艺或衬套皮纸形成外鞘12的外部周边表面。
实施例5
在图9过滤嘴4的情况下，热成形工艺形成带有各纵向沟槽的外鞘12内部周边表面。在此情况下，热成形工艺或一具有透气性的皮纸构成内芯10的外部周边表面。图9过滤嘴4的其他结构特点类似于图6过滤嘴的。
在图9过滤嘴4的情况下，内芯10和外鞘12(包括各通路16)的RTD分别表示为参照符号PC和PSA。在此情况下，比值R2(=PSA／PC)最好是从0．2至0．4。比如，当比值R2是大约0．3时，内芯10和外鞘12的纤维束技术规格分别是大约5／35000和大约7／68000。内芯10和外鞘12的纤维束技术规格可以选自各自的范围2．8／31000至7／34000和2．0／36000至7／68000。
实施例6
在图10过滤嘴4的情况下，各纵向沟槽30制成在管件28的内部周边表面上，且各自具有连通孔眼34与外鞘12连通。各连通孔眼34因此可以把引入外鞘12的流通空气引进各纵向沟槽30。图10过滤嘴4的其他结构特点类似于图7过滤嘴的。
复合类型
实施例7
在图11过滤嘴4的情况下，热成形工艺或一种具有透气性的皮纸构成内芯10的外部周边表面和外鞘12的内部周边表面。一波纹状皮纸36配置在内芯10与外鞘12之间。波纹状皮纸36与内芯10的外部周边表面和外鞘12的内部周边表面一起构成各轴向通路16。在此情况下，波纹状皮纸36可以是透气的或不透气的。当波纹状皮纸36不是透气的时，在外鞘12内部周边表面处经过各轴向通路16的未经过滤的烟气由流通空气予以稀释，而经过其他通路的则否。热成形工艺或一衬套皮纸构成外鞘12的外部周边表面24。
管筒类型
实施例8
在图12过滤嘴4的情况下，一管筒38配置在内芯10与外鞘12之间并在其中具有各轴向通路16。类似于以上提及的管件28的情况，管筒38是由诸聚丙烯、聚乙烯等合成树脂或诸如醋酸盐等的可生物降解的聚合物制成的。管筒38中的各孔眼40在各轴向通路16与外鞘12之间形成连通。热成形工艺或一衬套皮纸构成外鞘12的外部周边表面24。
在此情况下，外鞘12对内芯10的RTD比值R1最好是大约2．0。内芯10和外鞘12的纤维束技术规格分别是从1．5／3800至5／17000和从2．5／45000至5／50000。
图12的过滤嘴4是以如下方式制作的，即与挤压模制管筒38一起把内芯10纤维束引入管筒，并在管筒38外部制成外鞘12。
图13和14表明关于具有上述过滤嘴4的一种顶端带过滤嘴香烟的一项吸烟测试结果。
当外鞘12与各轴向通路16之间无透气性时，过滤嘴通气(filterventilation)程度VF(O)几乎不随过滤嘴4的总RTD的变化而变化，一如从图13中清楚可见，而出自过滤嘴4的焦油(●)排量也变化不大。不过，当外鞘12与各轴向通路16之间有透气性时，过滤嘴通气程度VF(□)随着过滤嘴4RTD的增大而增大，而焦油排量(◆)大为减小。
过滤嘴通气程度VF的增大意味着较多的流通空气通过外鞘12被引入各轴向通路16。经过各轴向通路16的未经过滤的烟气因而用流通空气作了更多的稀释。结果，送向吸烟者的未经过滤的烟气数量减少了，而从顶端带过滤嘴的香烟排出的焦油数量也减少了。
于是，希望确保外鞘12与各轴向通路16之间的通气性并增大过滤嘴4的RTD，以便减少排出的焦油数量。不过，当过滤嘴4的RTD过分增大时，吸烟者就太难以抽吸了。
排出的焦油数量也按照以上提及的阻力比值R而显著变化。作为吸用测试的结果，得到确认的是，排出的焦油数量随着阻力比值R的增大而增大。这是由于，内芯10的RTD减少了，而经过各轴向通路16的未经过滤的烟气数量增大了，以致内芯10的焦油过滤效应降低了。
图14同样表明排出的焦油数量、过滤嘴通气程度VF和各轴向通路16总的横向截面面积之间的关系。从图14可以清楚地看出，当外鞘12与各轴向通路16之间无透气性和各轴向通路16总的横向截面面积增大时，过滤嘴通气程度VF(O)减小而焦油排量(●)增大。与此相反，当外鞘12与各轴向通路16之间有透气性时，过滤嘴通气程度VF(□)变化不大而焦油排量(■)逐渐增大，即使各轴向通路16总的横向截面面积增大。排出的焦油数量因此可以通过调节各轴向通路16总的横向截面面积而以高精确度予以控制。
于是，按照本发明的过滤嘴4，改变过滤嘴4的RTD和阻力比值R以及各轴向通路16总的横向截面面积可以控制排出的焦油数量。另外，这种控制的自由度是很高的。结果，有可能容易地获得一种顶端带过滤嘴的香烟，排出的焦油数量等于或小于比如3mg。
按照吸用测试的结果，在具有过滤嘴4的顶端带过滤嘴的香烟之中，CO对焦油(C／T)比值，对比于通常的顶端带过滤嘴的香烟，减小了。
一如图15之中所示，每一上述的波纹状皮纸18、32和36可以由木炭纸制成，后者之中的许多活性炭颗粒42均匀地分布在具有透气性的纸料之中。许多活性炭颗粒42可以均匀地分布在内芯10或外鞘12的纤维束之内，一如图16之中所示。波纹状皮纸、外鞘或内芯之内的许多活性炭颗粒可吸收出自香烟2的烟气之中的各气相成分。
图12管筒38的各连通孔眼40可以一如图17所示而予以免除。在此情况下，不可能把流通空气引入管筒38之中的各轴向通路16以稀释经过各轴向通路的未经过滤的烟气。不过，图17的过滤嘴具有的优点是，过滤嘴的内部具有内芯10和外鞘12双重结构。
图17只是表明一项实例，其中各通路16是不通气的。在每一图4、6至8、10和11的实施例中，波纹状皮纸18和外鞘12的内部周边表面可以是不透气的，而管件28的各连通孔眼34可以免除。另外，当各通路16不予通气时，外鞘12的外部周边表面在每一图4和6至11的实施例中可以是透气的，并且也不需要顶端包纸6具有透气性。
一如图18之中所示，过滤嘴4可以对接一顶端件44。比如，顶端件44是一所谓普通过滤件，通过把醋酸纤维束包裹在一衬套皮纸46之内而制成。顶端件44紧密接触于过滤嘴4远离香烟2的端面并具有一从2至20mm的长度，是过滤嘴4和顶端件44总长度的8至60％。顶端件44具有80mmH2O／25mm作为其最大RTD。希望的是，顶端件44的长度尽可能地小以保持过滤嘴4的原本功能。不过，如果顶端件44的RTD减小了，顶端件44的长度可予以调节，以便易于制作和装配顶端件44。
过滤嘴4和顶端件44由连接纸张连接起来以构成一双重过滤嘴。此双重过滤嘴通过顶端包纸6连接于香烟2。当过滤嘴必须通气时，连接纸张具有透气性。
按照图18的顶端带过滤嘴的香烟，顶端件44附加于过滤嘴，以致过滤嘴(包括顶端件44)的总RTD可以由顶端件44予以控制。当许多活性炭颗粒42包含在过滤嘴4的内芯10和外鞘12之内时，顶端件44可防止活性炭颗粒42的坠落。
另外，一普遍过滤件或一包含许多活性炭颗粒的木炭过滤件可以代替顶端件44而配置在过滤嘴4与香烟2之间。另外，顶端件44或过滤件可以分别配置在过滤嘴的两端处。