專利名稱：用于過濾嘴香煙的過濾單元和過濾嘴香煙的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于降低香煙煙氣的焦油和尼古丁含量的過濾單元，該香煙具有煙草主體和過濾嘴端。本發(fā)明還涉及具有過濾單元的香煙。
全世界的煙草工業(yè)都努力使出售的煙草制品具有盡可能低的焦油和尼古丁含量，同時使其保留興奮值。在美國和歐洲，從2004年起法律規(guī)定禁止焦油含量超過10mg的香煙制品。
煙草原材料在改良育種條件下培植，使獲得的植物在有害的氮化合物含量最低的條件下，具有增加的香味、樹脂和糖含量，同時，具有更好的葉子。葉子收獲后，煙草發(fā)酵，在這個過程中煙草溫度升高，煙草的重量下降，并出現(xiàn)由于酶和細菌的作用引起的變化。發(fā)酵后的煙草處理成煙草制品雪茄、紙煙和煙葉或煙斗煙絲。
煙草煙氣的兩個最有害的成分是尼古丁和焦油。吸煙時，它們進入人體器官而被沉積和吸收，對健康產生嚴重有害的影響。
煙草的主要生物堿是尼古丁，但是在其葉子里，還包括一系列其它化學相關化合物。吸煙時，依照吸煙的模式，不管快慢還是煙氣直接吸入肺部，大約30-60％的尼古丁成分進入煙氣，并且這些量的20-90％吸收入人體器官。雖然其既有害又有毒，但是尼古丁提供了吸煙的興奮。
然而，對于人體器官和人體健康，比尼古丁更嚴重的危險是煙氣中的焦油，其包含致癌物質(例如，苯并芘)。被動吸煙者不知不覺地忍受與煙草煙氣共存，從而吸煙者不僅危害自己，還危害了生活在他們周圍的人。因此需要探討明顯降低其危害的解決方法。
已經開發(fā)了幾種煙氣過濾嘴，以減少進入人體器官的香煙煙氣中存在的尼古丁，和尤其是焦油的含量。它們是含有添加劑(例如活性炭，木炭)的過濾嘴，促進通風或加熱，或適于驅散煙氣的過濾嘴。例如在US3,958,579；3,882,877；3762422；DE-OS2902120和DE-OS2356569等專利文獻中所描述的。它們共有的缺點是過濾嘴明顯提高空氣阻力，從而使吸起來相當困難。而且，其減弱了煙草的香味，改變了香煙的常規(guī)特性。這樣，從傳統(tǒng)香煙公知和為人喜愛的特性中所得到的是一種具有新的性質和減弱了興奮值的香煙。
最后但并不是最不重要的，由于需要對整套設備進行改變，在現(xiàn)存的生產工藝中采用所述的修正方案相當復雜和昂貴。因此，所提出的這些解決方法并不只是意味著對煙草工業(yè)有利。
本發(fā)明的目的是開發(fā)一種適用于裝備有過濾嘴端的香煙的過濾單元，其生產可以適合傳統(tǒng)生產工藝，在某種程度上，保持香煙的原始性質，其可燃性，香味和興奮值，同時，明顯降低煙氣中致癌的焦油和尼古丁含量。
根據本發(fā)明，過濾單元含有顆粒尺寸為0.2-1.2mm用氯化鈉，尤其是含有20-40％的氯化鈉和80-60％水的溶液浸漬過的木屑。木屑可以是松散的，或者是敷在醋酸纖維素制成的帶子上的。
需要注意的是，木屑應優(yōu)選為松散的形式，因為醋酸纖維素帶已經被證明致癌，象所有其它帶有額外過濾嘴的過濾嘴端一樣。每一次噴煙，一些醋酸纖維素與煙氣一起進入肺部，積聚在那里可能引起肺癌。
根據本發(fā)明的過濾單元，除了能顯著減少致癌的焦油和有毒并有害的尼古丁的數(shù)量之外，它包含替代了有害并致癌的醋酸纖維素的天然和無害的材料。
過濾單元可以放于煙草主體和過濾嘴端之間，或者過濾嘴端的兩個部分之間，并可以通過環(huán)狀封閉的網與過濾嘴隔開。
木屑可以單獨進行一些過濾。然而，通過氯化鈉浸漬它們可以變成優(yōu)良的吸附劑。干燥后，浸漬過的木屑大的表面面積由于氯化鈉晶體的存在變得疏松多孔，，進一步提高了原表面面積。
氯化鈉溶液浸漬過的木屑作為過濾嘴，由于其增加了晶狀和多孔的表面，而增強了香煙煙霧的物理過濾。當香煙煙氣通過時，煙氣的焦油和尼古丁成分可以沉積并附著在增加的表面區(qū)域。
另一方面，氯化鈉溶液提高過濾效果，不僅是由于提高了表面面積，還由于形成了能夠反復溶解和結晶的結晶膜。結晶的氯化鈉與熱而潮濕的香煙煙氣接觸時變成好的吸附劑，其表面通過一些分解和軟化而激活。焦油和尼古丁顆粒附著在表面上，然后滲透進過濾介質。當熱而潮濕的煙氣離開過濾嘴時，輕微升溫的氯化鈉冷卻并結晶，由此吸收進焦油和尼古丁。吸附在每一次噴煙時重復。
另外，根據本發(fā)明的過濾單元，引導通過的煙氣到過濾嘴的整個表面區(qū)域，并將其均勻地分布在表面上。這樣，利用了整個表面區(qū)域，并提高了效率。在傳統(tǒng)的過濾嘴中，由于空氣、煙氣混合物盤旋進入濾嘴的中心部分，而焦油和尼古丁的淀積吸附集中在這個部分，過濾只發(fā)生在部分表面上。
使用木屑的優(yōu)勢在于其是廢料，便宜并且是天然物質(由于環(huán)境保護這點很重要)。還有其重量小由其制成的過濾單元的重量輕于在過濾嘴香煙中全世界廣泛使用的在醋酸纖維素帶上敷木炭的過濾嘴的重量。木屑是一種柔軟的材料，從而其適于各種香煙和過濾嘴加工工藝，并且由于其多邊形形狀，它具有大的表面面積。而且，它的結構是纖維性的，并且由于所有這些，它具有非常高的吸附能力。
氯化鈉溶液可以被吸附而且可以浸到木屑中。干燥后，薄膜形成結晶和多孔表面，其不平坦性增加了整個表面面積，由此提高了過濾能力。在與熱而潮濕的空氣接觸時，表面輕微的溶解和軟化，結果焦油和尼古丁的微小微粒立刻附著在表面上。冷卻后，氯化鈉溶液結晶，再次變成固體和多孔的。
通過采用根據本發(fā)明的過濾嘴，香煙煙氣的焦油含量可以減少10-30％，而尼古丁含量減少12-32％，這取決于煙草的性質和質量，香煙主體的長度，而且不影響或改變香煙的香味，興奮值和特性。
本發(fā)明的進一步細節(jié)將參照附圖舉例解釋。


圖1是具有根據本發(fā)明過濾單元的香煙的縱向截面；
圖2是過濾單元的橫截面；圖3是過濾單元的另一個實施例的橫截面；圖4是具有根據本發(fā)明過濾單元的香煙的另一個實施例的縱向截面。
圖1顯示了過濾嘴香煙的縱向截面。香煙的主體1包括由香煙紙2覆蓋的煙草3，過濾嘴端4包含傳統(tǒng)的過濾要素螺旋形纏繞帶。根據本發(fā)明的過濾單元5安置在主體1和過濾嘴端4之間。它們通過網6分隔。
圖2和3顯示了過濾單元5的兩個實施例的橫截面。
在圖2中顯示的實施例中，過濾單元5的結構相似于過濾嘴端4的結構。根據本發(fā)明的木屑9散布在紙包裝物7內螺旋形纏繞的醋酸纖維素帶8的表面上。
在圖3顯示的實施例中，木屑9疏松地置于紙包裝物7中。在兩個例子中，圖1顯示的網6阻止木屑的散落。
根據本發(fā)明的過濾單元不僅可以安置在香煙主體1和過濾嘴端4之間，還可以在過濾嘴端4之中。圖4說明了一個實施例，其中過濾嘴端4分成兩個部分，根據本發(fā)明的過濾單元5插入在這兩個部分中間。在過濾單元5和過濾嘴端4的右側部分之間有網6。
下面將通過實施例更詳細地解釋本發(fā)明。
在表2-5中，比較了傳統(tǒng)過濾嘴端香煙的焦油和尼古丁的含量和具有根據本發(fā)明過濾單元的香煙的焦油和尼古丁的含量。根據表1進行了香煙的測試。根據本發(fā)明的不同實施例的過濾單元已經嵌在香煙中，原香煙用做對照。
原香煙的特征如下。
表1香煙的全長 98.6mm主體長度 72.6mm
過濾嘴長度26.0mm香煙直徑 7.9mm總重量1.1153g焦油含量 0.5mg尼古丁含量0.93mg根據以下標準通過常規(guī)分析香煙煙氣的機器完成測試-ISO3308(煙氣)-ISO4387(使用常規(guī)分析香煙煙氣的機器對全部和不含尼古丁的干燥材料的測定)-ISO10315(通過氣相色譜法對香煙的煙氣冷凝物中尼古丁含量的測定)-ISO10362-2(通過Karl Fischer方法對香煙的煙氣冷凝物中水的測定)在表2中，顯示其包含圖1中顯示的香煙的過濾單元的實施例的結果，，其中浸漬過的木屑如圖2所示置于醋酸纖維素帶上。該木屑用含20％的NaCl和80％的水的溶液浸漬。
表2對照 發(fā)明焦油 (mg/煙)11.5 9.22尼古丁(mg/煙)0.93 0.79焦油減少量(％)12.2尼古丁減少量 (％)15.12表3也是根據圖1制造的樣品的結果，但是過濾單元中的木屑是松散的。
表3對照 發(fā)明焦油 (mg/煙)10.5 9.0尼古丁 (mg/煙)0.93 0.77焦油減少量 (％)14.28尼古丁減少量 (％)17.20表4中的樣品是根據圖4顯示的實施例準備的，過濾單元包括根據圖2的醋酸纖維素帶。
表4對照 發(fā)明焦油 (mg/煙)10.5 9.34尼古丁 (mg/煙)0.93 0.80焦油減少量 (％)11.10尼古丁減少量 (％)14.02表5中的樣品是根據圖4準備的，其中的過濾單元包含松散的、浸漬過的木屑顆粒。
表5對照 發(fā)明焦油 (mg/煙)10.5 9.10尼古丁 (mg/煙)0.93 0.78焦油減少量 (％)13.40尼古丁減少量 (％)16.32從表中可以清楚地看出在每個例子中，根據本發(fā)明的過濾單元降低了香煙煙氣中的焦油和尼古丁含量。同時，煙氣分布變得更均勻，結果提高了過濾嘴的效率。
在香煙測試的例子中，過濾單元的密度(0.4g/cm3)和重量(0.25g)合乎在已知的過濾嘴加工工藝中實施的要求，并且大約是用于測試的工藝所允許的的密度和重量的最小值，相應的焦油和尼古丁含量的減少值在10-20％之間。同時，香煙的興奮值和過濾嘴的空氣阻力與對照樣品相比沒有升高。
根據目前在全世界采用的工藝，可以提高根據本發(fā)明的過濾單元的密度和重量，這樣也提高了過濾掉的焦油和尼古丁的量。通過提高過濾單元的緊密度(不能超過主體中煙草碎片的緊密度)，和通過提高過濾單元的尺寸，可以進一步降低焦油和尼古丁量，而不改變香煙的興奮值或者提高過濾嘴的空氣阻力，也就是不惡化香煙的可燃性。
實施例中顯示的例子僅僅展示了本發(fā)明，在權利要求的范圍之內可以制備出許多其他變型的香煙。
權利要求
1.用于包括煙草主體和過濾嘴端的過濾嘴香煙的過濾單元，其特征在于該單元包含木屑，木屑顆粒尺寸為0.2-1.2mm，并且用氯化鈉溶液浸漬過。
2.根據權利要求1的過濾單元，其特征在于木屑用20-40％氯化鈉和80-60％水的溶液浸漬。
3.根據權利要求1或2的過濾單元，其特征在于所述過濾單元以松散的形式包含木屑。
4.根據權利要求1或2的過濾單元，其特征在于所述過濾單元以置于醋酸纖維素制成的帶(8)上的形式包含木屑顆粒(9)。
5.一種過濾嘴香煙，包括煙草主體、過濾嘴端和根據權利要求1-4任一個的過濾單元，其特征在于該過濾單元(5)在過濾嘴端(4)和煙草主體(1)之間。
6.根據權利要求5的過濾嘴香煙，其特征在于過濾單元(5)在過濾嘴端(4)的兩個部分之間。
7.根據權利要求5或6的過濾嘴香煙，其特征在于過濾單元(5)通過網(6)與過濾嘴端(4)和/或煙草主體(1)分隔。
全文摘要
根據本發(fā)明的過濾單元包括用氯化鈉溶液浸漬過的，顆粒尺寸為0.2－1.2mm的木屑，浸漬溶液優(yōu)選為20－40％的氯化鈉和80－60％水的溶液。木屑可以為松散的形式或者木屑顆粒(9)置于醋酸纖維素制成的帶(8)上。包括根據本發(fā)明的過濾單元的過濾嘴香煙包含在過濾嘴端(4)和煙草主體(1)之間的，或者在過濾嘴端(4)的兩個部分之間的過濾單元(5)。優(yōu)選地，過濾單元(5)通過網(6)與過濾嘴端(4)和/或煙草主體(1)分隔。
文檔編號A24D3/08GK1625350SQ02828763
公開日2005年6月8日 申請日期2002年5月15日 優(yōu)先權日2002年4月17日
發(fā)明者彼得·羅奇姆 申請人:彼得·羅奇姆