过滤器元件、多部段过滤器及吸烟制品的制作方法

本技术提供了用于与吸烟制品比如香烟、烟草加热产品或加热不燃烧产品一起使用的烟嘴、过滤器或过滤器元件。

背景技术：

1、用于吸烟制品比如香烟、烟草加热产品或加热不燃烧(heat-not-burn，hnb)产品的烟嘴、过滤器或过滤器元件可以由许多不同的材料制造。目前，98％的商用香烟过滤器包括一定量的醋酸纤维素(来源：欧睿国际(euromonitor international))。然而，醋酸纤维素是不可生物降解的，并且因此，包含醋酸纤维素的香烟过滤器(和烟蒂)可以在环境中持续存在很多年。由于这点并且考虑到于2021年生效的新的欧盟法规(旨在减少一次性塑料比如醋酸纤维素过滤器的使用)，对不包含一次性塑料并且可生物降解的过滤器元件(比如烟嘴)的兴趣日益增加。

2、醋酸纤维素的替代性过滤材料是纸。包含纸作为过滤材料的过滤器在本领域中是众所周知的。与醋酸纤维素过滤器相比，纸过滤器在增强生物降解性和在给定压降下更高的过滤效率方面具有许多优点。然而，它们也具有许多缺点，例如，它们可能对香烟的味道产生有害影响，而且对有毒酚类化合物的截留率低。因此，使用常规纸(即单纸)过滤器吸烟的体验无法与来自常规醋酸纤维素过滤器的香烟的体验相比。

3、因此，期望提供一种用于吸烟制品(例如，香烟、烟草加热产品、加热不燃烧(hnb)产品)的烟嘴、过滤器或过滤器元件，其提供可接受的过滤和感官性能且同时与常规材料比如醋酸纤维素相比具有改善的生物降解性。

技术实现思路

1、根据本实用新型的第一方面，提供了一种过滤器元件，其特征在于，该过滤器元件包括由可生物降解的过滤材料制成的纵向延伸的芯部、围绕芯部的外周表面接合的第一包裹件、以及围绕第一包裹件接合的第二包裹件，第一包裹件至少与第二包裹件限定了从过滤器元件的上游端部纵向延伸的多个第一通道和/或从过滤器元件的下游端部纵向延伸的多个第一通道。

2、根据本实用新型的一方面，提供了一种过滤器元件，该过滤器元件包括由可生物降解的过滤材料制成的纵向延伸的芯部、围绕芯部的外周表面接合的第一包裹件、以及围绕第一包裹件接合的第二包裹件，第一包裹件至少与第二包裹件限定了在过滤器元件的纵向上延伸并且不从过滤器元件的上游端部或下游端部延伸的多个第二通道。

3、本实用新型的纵向延伸的芯部的纸过滤材料或其他可生物降解(例如，非醋酸纤维素)的过滤材料是可生物降解的，并且与醋酸纤维素相比具有增强的生物降解性。因此，本实用新型提供了一种生物降解性增强的烟嘴、过滤器或过滤器元件，并且因此更环保且更符合欧盟法规。

4、术语“可生物降解”是指纸或其他可生物降解的过滤材料、烟嘴、过滤器或过滤器元件在受控堆肥条件下6个月后能够表现出至少90％的生物降解性(参见iso14855-1塑料材料在受控堆肥条件下的最终有氧生物降解性的确定——通过分析释放的二氧化碳的方法(determination of the ultimate aerobic biodegradability of plasticmaterials under controlled composting conditions–method by analysis ofevolved carbon dioxide))。

5、优选地，纸或其他可生物降解的过滤材料、烟嘴、过滤器或过滤器元件是“易于生物降解的”。短语“易于生物降解的”是指纸或其他可生物降解的过滤材料、烟嘴、过滤器或过滤器元件在浸入水中时能够迅速分解并完全生物降解。优选地，纸或其他可生物降解的过滤材料、烟嘴、过滤器或过滤器元件具有根据oecd 301b“易于生物降解性”(“readybiodegradability”)方法(改进的sturm测试)测量的“易于生物降解性”水平的生物降解性，这在本领域中是众所周知的。这里，短语“易于生物降解的”将被理解成意指“易于生物降解性”水平的生物降解性。

6、在一些示例中，通道可以仅延伸芯部的部分长度。在其他示例中，通道可以延伸芯部的整个长度。

7、将理解的是，在通道可以仅延伸芯部的部分长度的情况下，通道将在远离烟嘴、过滤器或过滤器元件的端部——通道从该端部延伸——的端部处被封闭或阻塞。还将理解的是，在通道延伸芯部的整个长度的情况下，通道将在烟嘴、过滤器或过滤器元件的上游端部和下游端部两者处是敞开的。

8、烟嘴、过滤器或过滤器元件的至少一个纵向延伸部分可以在其横截面内不包括通道。将理解的是，所述部分可以位于烟嘴、过滤器或过滤器元件的一个端部或两个端部(即，下游端部和/或上游端部)处，或者所述部分可以位于烟嘴、过滤器或过滤器元件的中间。

9、烟嘴、过滤器或过滤器元件的在其横截面内不包括通道的部分(或每个部分)在本文中被称为棒状部分或棒式部分。烟嘴、过滤器或过滤器元件的包括纵向延伸的通道(所述通道延伸芯部的整个长度或仅延伸芯部的部分长度)的部分(或每个部分)在本文中被称为槽部分或带槽部分。

10、在示例中，根据本实用新型的烟嘴、过滤器或过滤器元件包括位于烟嘴、过滤器或过滤器元件的一个端部处的9mm的槽部段、以及针对烟嘴、过滤器或过滤器元件的剩余长度(即，烟嘴、过滤器或过滤器元件的另一端部)的18mm的棒状部段。在另一示例中，根据本实用新型的烟嘴、过滤器或过滤器元件包括位于烟嘴、过滤器或过滤器元件的下游端部处的7mm的槽部段、位于烟嘴、过滤器或过滤器元件的上游端部处的7mm的槽部段、以及位于带槽部段之间的7mm的棒状部分。在另一个示例中，根据本实用新型的烟嘴、过滤器或过滤器元件是完全带槽的，并且包括针对烟嘴、过滤器或过滤器元件的整个长度的27mm的槽部段。在另一示例中，根据本实用新型的烟嘴、过滤器或过滤器元件包括位于烟嘴、过滤器或过滤器元件的下游端部处的7mm的棒状部段、位于烟嘴、过滤器或过滤器元件的上游端部处的7mm的棒状部分、以及位于棒状部分之间的7mm的槽部段。因此，本实用新型的烟嘴、过滤器或过滤器元件可以具有带槽部分和/或棒状部分。

11、带槽部分的长度可以是5mm至30mm，例如8mm至25mm，例如10mm至20mm，例如12mm至15mm。棒状部分的长度可以是5mm至30mm，例如8mm至25mm，例如10mm至20mm，例如12mm至15mm。

12、申请人发现，与常规纸(如单纸)过滤器相比，包括槽或多个槽和棒状部的烟嘴、过滤器或过滤器元件可以提供改善的过滤性能，特别是在苯酚方面。在不受理论约束的情况下，认为带槽部分的通道与单纸过滤器相比增加了可用于烟雾过滤的表面积，因此减少了苯酚产量。在示例中，根据本实用新型的烟嘴、过滤器或过滤器元件与单纸过滤器相比，可以将苯酚产量减少达12％。

13、此外，申请人发现，与包括槽或槽和棒状部的其他烟嘴、过滤器或过滤器元件、例如corinthiantm过滤器，例如cpstm过滤器——其由醋酸纤维素与增塑剂结合以形成槽而制成——相比，本实用新型的烟嘴、过滤器或过滤器元件不含塑料并且因此是可生物降解的，同时仍然提供可接受的过滤和感官性能。

14、优选地，通道的长度为5mm至30mm，例如9mm至25mm。从一个端部(上游或下游)纵向延伸的通道可以具有与从另一端部延伸的通道不同的长度，或者它们也可以具有相同的长度。

15、优选地，通道将优选地在其纵向范围内具有基本一致的深度，但是也可以存在变化，例如，如果通道仅延伸芯部的部分长度，并且因此具有封闭的端部。每个通道的深度(例如，最大深度)为0.5mm至2.6mm，例如0.8mm至2.2mm，例如1.3mm至2.1mm，优选地1.35mm至2mm，例如1.4mm至1.9mm。

16、每个通道的宽度(例如，最大宽度)为1.0mm至3.0mm，例如1.3mm至2.1mm，优选地1.35mm至2mm，例如1.4mm至1.9mm。

17、烟嘴、过滤器或过滤器元件可以包括从烟嘴、过滤器或过滤器元件的上游端部纵向延伸的5个至25个通道、优选地10个至16个通道和/或从烟嘴、过滤器或过滤器元件的下游端部纵向延伸的5个至25个通道、优选地10个至16个通道。

18、这些通道的总横截面面积可以达到烟嘴、过滤器或过滤器元件的总横截面面积的2％至12％、优选地4％至8％。

19、申请人发现，与标准纸(例如，单纸)和标准醋酸纤维素(例如，单醋酸纤维素)过滤器相比，包括这些尺寸的通道的烟嘴、过滤器或过滤器元件可以提供改善的光滑度。在不受理论约束的情况下，认为由这些尺寸的通道所提供的额外通风有助于克服通常与纸过滤器有关的“纸味”，并减少烟雾或蒸汽的刺激，因此改善平滑度。

20、第一包裹件可以是基重为60gsm至100gsm的纸，例如基重为70gsm至90gsm的纸(例如，滤棒成型纸)，例如基重为80gsm的纸(例如，滤棒成型纸)。优选地，第一包裹件是可透气的。

21、第一包裹件可以是着色的。第一包裹件可以是着色的纸(例如，滤棒成型纸)。颜色可以是黑色、红色、黄色、橙色、绿色、蓝色、粉色、紫色等或其各种色调。本文中“着色的”是指与白色或灰白色(即纸的颜色)不同的颜色(即，色相)。

22、申请人发现，使用着色的纸(例如，滤棒成型纸)来保持第一包裹件可以提供在视觉上具有吸引力且可以有助于打击伪造品的独特的端部外观。

23、第一包裹件可以具有纵向延伸的波纹部(例如，凹槽和脊部)，这些波纹部与第二包裹件一起限定了在烟嘴、过滤器或过滤器元件的纵向上延伸的通道。第一包裹件可以是具有异型表面的片材，使得第一包裹件具有沿着其长度的规则部分的纵向延伸的波纹部(例如，凹槽和脊部)。第一包裹件可以围绕芯部的外周表面接合，其中，异型(例如，波纹状)表面面向第二包裹件。每个通道可以在第一包裹件的波纹部与第二包裹件的内表面之间提供。纸或其他可生物降解(例如，包含非醋酸纤维素)的过滤材料的芯部可以与第一包裹件的异型(例如，波纹状)表面相一致。

24、第一包裹件可以具有波纹状部分(即，如上所述的纵向延伸的波纹部)和非异型(即，平坦)部分。第一包裹件可以是具有交替的异型表面和平坦表面的片材，使得第一包裹件具有沿着其长度的规则部分纵向延伸的波纹部(例如，凹槽和脊部)、以及沿着其长度的规则部分的平坦部分。如上所述，第一包裹件的波纹状部分可以至少与第二包裹件限定了在烟嘴、过滤器或过滤器元件的纵向上延伸的通道(即为带槽部分)，而第一包裹件的平坦部分可以不在芯部的长度——第一包裹件的平坦部分围绕该长度接合——中[至少与第二包裹件]限定通道(即为棒状部分)。因此，第一包裹件的波纹状部分和平坦部分可以分别至少与第二包裹件限定了烟嘴、过滤器或过滤器元件的带槽区域和棒状区域。将理解的是，由纸或其他可生物降解(例如，包含非醋酸纤维素)的过滤材料制成的芯部可以与第一包裹件的异型(例如，波纹状)和/或非异型(即，平坦)表面相一致。

25、申请人发现，针对第一包裹件使用具有异型(例如，波纹状)表面的基重为80gsm的纸包裹件保持了结构完整性和通道的深度。

26、第二包裹件可以是基重为25gsm至140gsm的纸，例如基重为60gsm至100gsm的纸(例如，滤棒成型纸)，例如基重为80gsm的纸(例如，滤棒成型纸)。

27、第二包裹件可以是可透气的(例如，达32000 coresta单位)。替代性地，第二包裹件可以是不可透气的。

28、烟嘴或过滤器或过滤器元件可以包括由第一包裹件和至少第二包裹件限定的多个其他通道，这些通道在芯部的纵向上延伸并且仅延伸芯部的部分长度，但不从芯部的上游端部或下游端部延伸。烟嘴或过滤器或过滤器元件可以包括5个至25个其他通道、优选地10个至16个其他通道，这些通道在芯部的纵向上延伸并且仅延伸芯部的部分长度，但不从芯部的上游端部或下游端部延伸。在这样的示例中，过滤器有多于一个的部分没有通道(即，多于一个的棒状部分)。

29、在示例中，根据本实用新型的烟嘴、过滤器或过滤器元件包括位于烟嘴、过滤器或过滤器元件的一个端部处的5mm的槽部段、与该槽部段相邻的5mm的棒状部分、位于烟嘴的另一端部处的5mm的槽部段、与该槽部段相邻的5mm的棒状部分、以及位于棒状部分之间的另一5mm的槽部段，使得该部段的通道不从芯部的上游端部或下游端部延伸。

30、纸过滤材料和/或其他可生物降解(例如，包含非醋酸纤维素)的过滤材料可以是纸(以任何形式)，该纸通常在用于吸烟制品的过滤器中使用。纸过滤材料和/或其他可生物降解(例如，包含非醋酸纤维素)的过滤材料可以是标准纸、无纺纸、气流成网纸、碳浸渍纸或基于纤维素/莱赛尔纤维/粘胶纤维的纸。

31、纸过滤材料和/或其他可生物降解(例如，包含非醋酸纤维素)的过滤材料可以是非塑性的基于植物的纤维(例如，亚麻、黄麻、剑麻、麻蕉、椰子、竹、淀粉或木浆或这些材料的混合物)。

32、申请人已经发现，使用标准纸过滤材料可以特别适合本实用新型的芯部，因为标准纸过滤材料具有良好的过滤性能并且是柔性的，使得其可以很容易地与第一包裹件的异型(例如，波纹状)和/或非异型(即，平坦)表面相一致，这意味着通道仅存在于第一包裹件与第二包裹件之间。

33、优选地，烟嘴、过滤器或过滤器元件的长度为12mm至30mm，例如15mm至28mm，例如18mm至26mm，例如20mm至24mm。

34、优选地，烟嘴、过滤器或过滤器元件的圆周为14mm至30mm，例如16mm至25mm，例如24mm至25mm。

35、烟嘴或过滤器元件可以是可生物降解的，具有大于90％的生物降解性，所述生物降解性是根据iso14855-1塑性材料在受控堆肥条件下的最终需氧生物降解性的确定——通过分析释放的二氧化碳的方法而测量的。

36、优选地，烟嘴、过滤器或过滤器元件具有如根据oecd 301b“易于生物降解性”方法(改进的sturm测试)测量的“易于生物降解性”水平的生物降解性。

37、烟嘴、过滤器或过滤器元件可以包括可以改变或增强消费者体验的烟雾或蒸汽改变剂。烟雾或蒸汽改变剂可以向通过烟嘴或过滤器的蒸汽赋予额外的味道或气味，或者可以抑制某些风味或气味。烟雾或蒸汽改变剂可以位于由纸或其他可生物降解(例如，包含非醋酸纤维素)的过滤材料制成的纵向延伸的芯部中或该芯部上或者位于第一包裹件和/或第二包裹件上。烟雾或蒸汽改变剂可以是颗粒添加剂。颗粒添加剂可以是活性炭(例如，活性炭颗粒)、沸石、离子交换树脂(例如，弱碱性阴离子交换树脂)、海泡石(例如，海泡石颗粒)、硅胶、氧化铝、分子筛、碳质聚合物树脂和硅藻土。颗粒添加剂可以是这些添加剂中的两种或更多种添加剂的混合物。烟雾或蒸汽改变剂可以是液体添加剂(例如，增味添加剂，如对烟雾化学有益的添加剂)。增味添加剂可以是本领域中任何已知的添加剂，例如具有诸如丙二醇、植物甘油、中链甘油三酯(mct)油、其他油等的合适载体的薄荷、胡椒薄荷、水果、浆果、香草精、巧克力、咖啡等。对烟雾化学有益的添加剂可以是没食子酸丙酯(pg)、聚乙二醇(peg)、甘油醋酸酯(triacetin)或柠檬酸三乙酯(tec)。

38、本实用新型的过滤器元件可以作为单个部段与一个或更多个分立的其他部段用在多部段过滤器。过滤器结构可以是两个、三个、四个或更多个分立的部段。分立的部段可以例如是由过滤材料(例如，纸过滤材料和/或其他可生物降解(例如，包含非醋酸纤维素)的过滤材料)制成的(例如，柱形)塞，其可以包括胶囊、碳、cps、管、醋酸纤维、纸、薄荷等。多部段过滤器可以附接至烟草棒(烟草棒可以由任何形式的烟草(包括再造烟草)制成)。

39、根据本实用新型，提供了一种吸烟制品，该吸烟制品包括如本文中所描述和所要求保护的过滤器元件或多部段式过滤器，所述过滤器元件或多部段式过滤器在一个端部处连结至包裹的烟草棒(例如，通过常规方法，即通过接装纸)。

40、在示例中，根据本实用新型的吸烟制品包括根据本实用新型的过滤器，该过滤器包括位于该过滤器的一个端部处的9mm的槽部分和作为过滤器的剩余长度的18mm的棒状部分，其在带槽端部处连结至包裹的烟草棒(即，通过接装纸)。在另一示例中，根据本实用新型的吸烟制品包括根据本实用新型的过滤器，该过滤器包括位于过滤器的一个端部处的9mm的槽部段和作为过滤器的剩余长度的18mm的棒状部分，其在棒状端部处连结至包裹的烟草棒(即，通过接装纸)。

41、将理解的是，在上述示例中，吸烟制品的端部外观对消费者来说是不同的，这取决于是带槽端部还是棒状端部连结至包裹的烟草棒，并且因此取决于是带槽端部还是棒状端部位于吸烟制品的吸嘴端部处并且因此是可见的。申请人已经发现，通过将带槽部段(与棒状部段相反)布置在吸烟制品的吸嘴端部处可以为消费者提供在视觉上具有吸引力且可以有助于打击伪造品的独特的端部外观。替代性地，将棒状端部布置在吸烟制品的吸嘴端部处可以给人以标准单个部段(即单纸)过滤器的印象。

42、根据本实用新型，在另一方面还提供了用于制造烟嘴、过滤器或过滤器元件的方法，该方法包括以下步骤：

43、提供由纸过滤材料或其他可生物降解(例如、包含非醋酸纤维素)的过滤材料制成的纵向延伸的连续的芯部；

44、将第一包裹件(例如滤棒成型纸)围绕芯部的外周表面接合并固定；

45、将第二包裹件围绕经包裹的芯部接合并固定，第一包裹件至少与第二包裹件限定了在芯部的纵向上延伸的多个通道；

46、对连续的芯部进行切割以形成单独的烟嘴或过滤器元件，其布置成使得切开端部形成烟嘴、过滤器或过滤器元件的上游端部和烟嘴、过滤器或过滤器元件的下游端部。

47、第一包裹件可以是带凸起的片材，以提供异型表面，使得第一包裹件沿着其长度的规则部段具有纵向延伸的波纹部(例如凹槽和脊部)。

48、优选地，第一包裹件是一致地带凸起的，以便在它们的纵向范围内提供深度和宽度一致的凹槽。凹槽的深度可以为0.5mm至2.6mm、例如0.8mm至2.2mm、例如1.3mm至2.1mm、优选地1.35mm至2mm、例如1.4mm至1.9mm。每个凹槽的宽度(例如，最大宽度)可以为1mm至3.0mm、例如1.3mm至2.1mm、优选地1.35mm至2.1mm、例如1.4mm至1.9mm。

49、第一包裹件可以具有带凸起(例如，波纹状)部分和非异型(即，平坦)部分。带凸起部分和平坦部分可以是交替的并且可以具有相同或不同的长度。

50、将理解的是，第一包裹件的波纹状部分可以至少与第二包裹件限定了在芯部的纵向上延伸的通道(即为带槽部分)，而第一包裹件的平坦部分可以不在芯部的长度——包裹件的平坦部分围绕该长度接合——中[至少与第二包裹件]限定通道(即为棒状部分)。因此，第一包裹件的波纹状部分和平坦部分可以分别至少与第二包裹件限定单独的烟嘴、过滤器或过滤器元件的带槽区域和棒状区域(即在切割之后)。

51、由纸过滤材料或其他可生物降解(例如，包含非醋酸纤维素)的过滤材料制成的连续芯部可以在沿着连续芯部的任意位置处被轴向地切割，以形成单独的烟嘴或过滤器元件。将理解的是，切开端部形成烟嘴、过滤器或过滤器元件的上游端部和烟嘴、过滤器或过滤器元件的下游端部。因此，根据连续芯部是穿过带槽部分或棒状部分被切割、还是在带槽部分或棒状部分之间被切割，将决定烟嘴、过滤器或过滤器元件的长度和布置(即槽-棒、即槽-棒-槽、即槽、即棒-槽-棒)。

52、将理解的是，上述的纸过滤材料或其他可生物降解(例如，包含非醋酸纤维素)的过滤材料、第一包裹件、第二包裹件和通道尺寸等可以在制造烟嘴、过滤器或过滤器元件的方法中使用。

53、根据本实用新型，下面提供了通过如本文描述和所要求保护的方法获得的烟嘴、过滤器或过滤器元件。