用于过滤嘴香烟的过滤单元和过滤嘴香烟 本发明涉及用于降低香烟烟气的焦油和尼古丁含量的过滤单元，该香烟具有烟草主体和过滤嘴端。本发明还涉及具有过滤单元的香烟。
全世界的烟草工业都努力使出售的烟草制品具有尽可能低的焦油和尼古丁含量，同时使其保留兴奋值。在美国和欧洲，从2004年起法律规定禁止焦油含量超过10mg的香烟制品。
烟草原材料在改良育种条件下培植，使获得的植物在有害的氮化合物含量最低的条件下，具有增加的香味、树脂和糖含量，同时，具有更好的叶子。叶子收获后，烟草发酵，在这个过程中烟草温度升高，烟草的重量下降，并出现由于酶和细菌的作用引起的变化。发酵后的烟草处理成烟草制品：雪茄、纸烟和烟叶或烟斗烟丝。
烟草烟气的两个最有害的成分是尼古丁和焦油。吸烟时，它们进入人体器官而被沉积和吸收，对健康产生严重有害的影响。
烟草地主要生物碱是尼古丁，但是在其叶子里，还包括一系列其它化学相关化合物。吸烟时，依照吸烟的模式，不管快慢还是烟气直接吸入肺部，大约30-60％的尼古丁成分进入烟气，并且这些量的20-90％吸收入人体器官。虽然其既有害又有毒，但是尼古丁提供了吸烟的兴奋。
然而，对于人体器官和人体健康，比尼古丁更严重的危险是烟气中的焦油，其包含致癌物质(例如，苯并芘)。被动吸烟者不知不觉地忍受与烟草烟气共存，从而吸烟者不仅危害自己，还危害了生活在他们周围的人。因此需要探讨明显降低其危害的解决方法。
已经开发了几种烟气过滤嘴，以减少进入人体器官的香烟烟气中存在的尼古丁，和尤其是焦油的含量。它们是含有添加剂(例如活性炭，木炭)的过滤嘴，促进通风或加热，或适于驱散烟气的过滤嘴。例如在US3,958,579；3,882,877；3762422；DE-OS2902120和DE-OS2356569等专利文献中所描述的。它们共有的缺点是过滤嘴明显提高空气阻力，从而使吸起来相当困难。而且，其减弱了烟草的香味，改变了香烟的常规特性。这样，从传统香烟公知和为人喜爱的特性中所得到的是一种具有新的性质和减弱了兴奋值的香烟。
最后但并不是最不重要的，由于需要对整套设备进行改变，在现存的生产工艺中采用所述的修正方案相当复杂和昂贵。因此，所提出的这些解决方法并不只是意味着对烟草工业有利。
本发明的目的是开发一种适用于装备有过滤嘴端的香烟的过滤单元，其生产可以适合传统生产工艺，在某种程度上，保持香烟的原始性质，其可燃性，香味和兴奋值，同时，明显降低烟气中致癌的焦油和尼古丁含量。
根据本发明，过滤单元含有颗粒尺寸为0.2-1.2mm用氯化钠，尤其是含有20-40％的氯化钠和80-60％水的溶液浸渍过的木屑。木屑可以是松散的，或者是敷在醋酸纤维素制成的带子上的。
需要注意的是，木屑应优选为松散的形式，因为醋酸纤维素带已经被证明致癌，象所有其它带有额外过滤嘴的过滤嘴端一样。每一次喷烟，一些醋酸纤维素与烟气一起进入肺部，积聚在那里可能引起肺癌。
根据本发明的过滤单元，除了能显著减少致癌的焦油和有毒并有害的尼古丁的数量之外，它包含替代了有害并致癌的醋酸纤维素的天然和无害的材料。
过滤单元可以放于烟草主体和过滤嘴端之间，或者过滤嘴端的两个部分之间，并可以通过环状封闭的网与过滤嘴隔开。
木屑可以单独进行一些过滤。然而，通过氯化钠浸渍它们可以变成优良的吸附剂。干燥后，浸渍过的木屑大的表面面积由于氯化钠晶体的存在变得疏松多孔，，进一步提高了原表面面积。
氯化钠溶液浸渍过的木屑作为过滤嘴，由于其增加了晶状和多孔的表面，而增强了香烟烟雾的物理过滤。当香烟烟气通过时，烟气的焦油和尼古丁成分可以沉积并附着在增加的表面区域。
另一方面，氯化钠溶液提高过滤效果，不仅是由于提高了表面面积，还由于形成了能够反复溶解和结晶的结晶膜。结晶的氯化钠与热而潮湿的香烟烟气接触时变成好的吸附剂，其表面通过一些分解和软化而激活。焦油和尼古丁颗粒附着在表面上，然后渗透进过滤介质。当热而潮湿的烟气离开过滤嘴时，轻微升温的氯化钠冷却并结晶，由此吸收进焦油和尼古丁。吸附在每一次喷烟时重复。
另外，根据本发明的过滤单元，引导通过的烟气到过滤嘴的整个表面区域，并将其均匀地分布在表面上。这样，利用了整个表面区域，并提高了效率。在传统的过滤嘴中，由于空气、烟气混合物盘旋进入滤嘴的中心部分，而焦油和尼古丁的淀积吸附集中在这个部分，过滤只发生在部分表面上。
使用木屑的优势在于其是废料，便宜并且是天然物质(由于环境保护这点很重要)。还有其重量小：由其制成的过滤单元的重量轻于在过滤嘴香烟中全世界广泛使用的在醋酸纤维素带上敷木炭的过滤嘴的重量。木屑是一种柔软的材料，从而其适于各种香烟和过滤嘴加工工艺，并且由于其多边形形状，它具有大的表面面积。而且，它的结构是纤维性的，并且由于所有这些，它具有非常高的吸附能力。
氯化钠溶液可以被吸附而且可以浸到木屑中。干燥后，薄膜形成结晶和多孔表面，其不平坦性增加了整个表面面积，由此提高了过滤能力。在与热而潮湿的空气接触时，表面轻微的溶解和软化，结果焦油和尼古丁的微小微粒立刻附着在表面上。冷却后，氯化钠溶液结晶，再次变成固体和多孔的。
通过采用根据本发明的过滤嘴，香烟烟气的焦油含量可以减少10-30％，而尼古丁含量减少12-32％，这取决于烟草的性质和质量，香烟主体的长度，而且不影响或改变香烟的香味，兴奋值和特性。
本发明的进一步细节将参照附图举例解释。
图1是具有根据本发明过滤单元的香烟的纵向截面；
图2是过滤单元的横截面；
图3是过滤单元的另一个实施例的横截面；
图4是具有根据本发明过滤单元的香烟的另一个实施例的纵向截面。
图1显示了过滤嘴香烟的纵向截面。香烟的主体1包括由香烟纸2覆盖的烟草3，过滤嘴端4包含传统的过滤要素：螺旋形缠绕带。根据本发明的过滤单元5安置在主体1和过滤嘴端4之间。它们通过网6分隔。
图2和3显示了过滤单元5的两个实施例的横截面。
在图2中显示的实施例中，过滤单元5的结构相似于过滤嘴端4的结构。根据本发明的木屑9散布在纸包装物7内螺旋形缠绕的醋酸纤维素带8的表面上。
在图3显示的实施例中，木屑9疏松地置于纸包装物7中。在两个例子中，图1显示的网6阻止木屑的散落。
根据本发明的过滤单元不仅可以安置在香烟主体1和过滤嘴端4之间，还可以在过滤嘴端4之中。图4说明了一个实施例，其中过滤嘴端4分成两个部分，根据本发明的过滤单元5插入在这两个部分中间。在过滤单元5和过滤嘴端4的右侧部分之间有网6。
下面将通过实施例更详细地解释本发明。
在表2-5中，比较了传统过滤嘴端香烟的焦油和尼古丁的含量和具有根据本发明过滤单元的香烟的焦油和尼古丁的含量。根据表1进行了香烟的测试。根据本发明的不同实施例的过滤单元已经嵌在香烟中，原香烟用做对照。
原香烟的特征如下。
表1
香烟的全长 98.6mm
主体长度 72.6mm
过滤嘴长度 26.0mm
香烟直径 7.9mm
总重量 1.1153g
焦油含量 0.5mg
尼古丁含量 0.93mg
根据以下标准通过常规分析香烟烟气的机器完成测试：
-ISO3308(烟气)
-ISO4387(使用常规分析香烟烟气的机器对全部和不含尼古丁的干燥材料的测定)
-ISO10315(通过气相色谱法对香烟的烟气冷凝物中尼古丁含量的测定)
-ISO10362-2(通过Karl Fischer方法对香烟的烟气冷凝物中水的测定)
在表2中，显示其包含图1中显示的香烟的过滤单元的实施例的结果，，其中浸渍过的木屑如图2所示置于醋酸纤维素带上。该木屑用含20％的NaCl和80％的水的溶液浸渍。
表2
对照 发明
焦油 (mg/烟) 11.5 9.22
尼古丁 (mg/烟) 0.93 0.79
焦油减少量 (％) 12.2
尼古丁减少量 (％) 15.12
表3也是根据图1制造的样品的结果，但是过滤单元中的木屑是松散的。
表3
对照 发明
焦油 (mg/烟) 10.5 9.0
尼古丁 (mg/烟) 0.93 0.77
焦油减少量 (％) 14.28
尼古丁减少量 (％) 17.20
表4中的样品是根据图4显示的实施例准备的，过滤单元包括根据图2的醋酸纤维素带。
表4
对照 发明
焦油 (mg/烟) 10.5 9.34
尼古丁 (mg/烟) 0.93 0.80
焦油减少量 (％) 11.10
尼古丁减少量 (％) 14.02
表5中的样品是根据图4准备的，其中的过滤单元包含松散的、浸渍过的木屑颗粒。
表5
对照 发明
焦油 (mg/烟) 10.5 9.10
尼古丁 (mg/烟) 0.93 0.78
焦油减少量 (％) 13.40
尼古丁减少量 (％) 16.32
从表中可以清楚地看出在每个例子中，根据本发明的过滤单元降低了香烟烟气中的焦油和尼古丁含量。同时，烟气分布变得更均匀，结果提高了过滤嘴的效率。
在香烟测试的例子中，过滤单元的密度(0.4g/cm3)和重量(0.25g)合乎在已知的过滤嘴加工工艺中实施的要求，并且大约是用于测试的工艺所允许的的密度和重量的最小值，相应的焦油和尼古丁含量的减少值在10-20％之间。同时，香烟的兴奋值和过滤嘴的空气阻力与对照样品相比没有升高。
根据目前在全世界采用的工艺，可以提高根据本发明的过滤单元的密度和重量，这样也提高了过滤掉的焦油和尼古丁的量。通过提高过滤单元的紧密度(不能超过主体中烟草碎片的紧密度)，和通过提高过滤单元的尺寸，可以进一步降低焦油和尼古丁量，而不改变香烟的兴奋值或者提高过滤嘴的空气阻力，也就是不恶化香烟的可燃性。
实施例中显示的例子仅仅展示了本发明，在权利要求的范围之内可以制备出许多其他变型的香烟。