TWI399181B - 吸菸物件及其過濾器 - Google Patents

Description

吸菸物件及其過濾器

本發明涉及一種用於吸菸物件之改良過濾器以及包含有此種過濾器之吸菸物件，特別是一種香菸之過濾器。

多年來，香菸製造商已嘗試利用過濾裝置來降低傳送至吸菸者的煙流成分(smoke constituent)含量。已存在有許多成果，係提供一吸菸物件，其在吸菸過程中具有一較低之帶寬(bandwidth)，且在單口吸菸(puff)之間具有較低變化之單口煙流成分分佈(puff profile)。吸菸物件的帶寬係為在國際標準組織(ISO)之測試條件下吸菸時的焦油傳送與在其他條件下(通常為更強烈之條件)吸菸時的焦油傳送，兩者之間的量測比例。

更特定的說，吸菸之ISO測試條件係單口吸菸體積為35 mL，單口吸菸持續時間為2秒，且單口吸菸之間的時間間隔為60秒。更強烈之吸菸條件係包括增加單口吸菸體積、增加單口吸菸持續時間、降低單口吸菸之間的時間間隔，或是上述改變之組合。較低之帶寬係相應於在ISO條件下吸菸時所傳送之香菸的煙流成分，以及相同之香菸在較強烈之吸菸條件下所傳送之香菸的煙流成分之間具有較少的變化。

香菸之單口煙流成分分佈係單口吸菸之煙流成分傳送相對於吸菸次數的記錄。單口煙流成分分佈在單口吸菸之間具有較少變化，也就是較平坦之單口煙流成分分佈，其係指在吸菸過程中，各次單口吸菸之煙流成分的傳送較為一致。

不幸的是，在抽吸傳統的香菸時，不常會得到平坦之單口煙流成分分佈。在香菸工廠中係已知此問題一段時間，也就是在吸菸的過程中，煙流的粒相物成分，或是總粒相物(TPM)，係為不一致的。在ISO機械吸菸條件下，藉由量測各次單口吸菸之煙流粒相成分的量所得之每次單口吸菸的濃度(strength)，其由第一次單口吸菸到最後一次單口吸菸為大幅增加。此在最後一次單口吸菸時粒相物質增加的現象係由多個因素造成，包括：捲菸部分(tobacco rod)之過濾效率降低、捲菸部分穿過香菸紙之流通降低(上述兩者皆因捲菸部分在吸菸過程中變短之故)、以及由於初期吸菸之煙流粒相成分沉積在捲菸部分之故所造成煙流粒相成分增加現象。

在第一次單口吸菸與最後一次單口吸菸之間，香菸的煙流成分比例係基於產品設計特性而變化，包括：產品之總煙流成分產量。一般來說，在ISO機械吸菸條件下，濃菸(full flavor)產品(具有高於10 mg之TPM)之比例係介於2~4之間，淡菸產品(5~10 mg TPM)係介於3~5之間，超淡菸產品(小於5 mg TPM)係介於4~6之間。淡菸及超淡菸所使用之高程度的流通造成比例升高(即使煙流成分產量降低)。香菸之第一次與最後一次單口吸菸之間煙流成分產量的不平衡會造成消費者對產品的排斥，因為消費者會察覺在前幾次吸菸時係太過淡，或是在最後幾次吸菸時太過濃。此問題會使得低煙流成分產量之產品惡化，因其在第一次及最後一次之吸菸的煙流成分含量具有大幅差異。因此，需要提供一種香菸，其具有平坦之單口煙流成分分佈，而能夠在第一次及最後一次單口吸煙都可以提供相似程度之煙流成分。

另外，已知在最後數次單口吸菸所傳送之較高濃度的煙流成分代表香菸產品所產生之煙流成分總量的大部分，因此，藉由減少在最後數次單口吸菸的煙流成分，則所傳送之煙流成分的總量亦可降低。

因此，本發明之目的在於提供一種吸煙物件之過濾器，其可有效地降低傳送至使用中之消費者的煙流成分。

本發明之另一目的在於提供一吸煙物件過濾器，其能夠降低吸煙物件的帶寬，及/或能夠降低在各次單口吸煙之間煙流成分的變化。

本發明包括一用於吸煙物件之過濾器，其係具有至少二不同部分。第一部分包括一內部區域及一周圍區域，而內部區域與周圍區域包括一煙流路徑以及一較不透煙流之材料的區域。較不透煙流之材料的煙流阻力係大於煙流路徑之煙流阻力。於一實施例中，煙流路徑與較不透煙流之材料係以核心及環形物型態配置，而煙流路徑係形成核心部分。於一選擇性實施例中，煙流路徑係形成環形物，而較不透煙流之材料則形成第一部分之核心。

第二部分包括一煙流嵌入區(impaction zone)，其係與第一部分之煙流路徑為軸向排列。過濾器之第二部分可包括含有高壓降過濾材料之核心，以及含有一較低壓降材料(較核心之壓降為低)之環形物，反之亦然。

於本發明之一過濾器的一實施例中，第一及第二部分係藉由介於其間之間隙而彼此分隔。

於本發明之一實施例中，過濾器係經設計而使得第一部分之煙流路徑與第二部分之核心為軸向排列。在此實施例中，與第二部分之環形物的過濾材料相比，第二部分之核心係由高壓降過濾材料製成。於使用時，煙流離開第一部分之煙流路徑，則使得大部分之煙流(特別是較重之煙流成分)嵌入第二部分之高壓降核心。可選擇地，在此實施例中，較不透煙流之材料的插塞係位於第二部分，並與第一部分之煙流路徑出口為軸向排列，藉此，大部分之煙流(特別是較重之煙流成分)則會嵌入第二部分之較不透煙流之材料的插塞。當煙流粒子撞擊材料並被該材料保留在內，則發生嵌入式過濾。因此在上述之實施例中，嵌入第二部分之煙流嵌入區的煙流成分會被保留在其中。

於另一實施例中，本發明更包括圍繞在第二部分或是圍繞在第一及第二部分之間的間隔或間隙之流通孔。當抽吸香菸時，第一部分之煙流路徑充滿煙流粒狀成分，而集中並沉積在煙流路徑，則流經該處之煙流係受到限制，而此限制導致第一部分之壓降的升高，當壓降升高時，更多的空氣透過流通孔而進入過濾器中，藉此，接續之單口吸煙會導致接續單口吸煙之煙流成分傳送的變化減少，而此變化係發生於已知在吸煙物件之後續單口吸煙的煙流成分傳送增加之故。

流通係可藉由該技術領域已知之裝置來提供，例如：雷射或機械穿孔。

過濾器可更包括額外部分，而額外之過濾器部分係包括傳統之過濾材料，例如：醋酸纖維素、聚丙烯或紙張。額外之過濾器部分亦可選擇性地或附加性地包括碳質物(carbonaceous material)，例如：活性炭、樹脂材料(例如：安柏萊特樹脂【amberlite】、杜萊特離子交換樹脂【duolite】或其類似物)及/或催化性材料。

本發明更提供一吸煙物件，其包括一可抽吸材料桿、一圍繞該可抽吸材料桿之包裝紙，以及一根據本發明而裝附在該可抽吸材料桿之過濾器。

根據本發明之過濾器的第一部分較佳係於第一端而與吸煙物件之可抽吸材料桿相鄰，並在相對端而與過濾器之第二部分相隔設置。

本發明之過濾器及可抽吸材料桿係以習知之裝置互相接合，例如：接裝紙。如一般所知，接裝紙係沿著其長度而圍繞該過濾器，並與可抽吸材料桿部分重疊。接裝紙可藉由習知之裝置(如：膠黏劑)而貼附至可抽吸材料桿的包裝紙上。

在本發明之吸煙物件中，過濾器與可抽吸材料桿較佳為彼此共軸排列。

根據本發明之吸煙物件的一實施例，過濾器可包括一或多個額外過濾器部分。額外之過濾器部分係位於可抽吸材料桿與第一過濾器部分之間，及/或位於第二過濾器部分之嘴端。

本發明之實施態樣及優點將結合較佳實施例之詳細說明及所附圖式而更佳了解。

本發明係具有多種不同形式之實施例，而多個實施例係示於圖中，並於此處詳細說明之。本發明所揭露者係為本發明之原理的範例，而不用以將本發明之廣泛態樣限制於所示之實施例中。

請參照「第1圖」，本發明包括設計以降低使用中香菸的傳送帶寬(delivery bandwidth)之一香菸過濾器1以及一香菸3。香菸3包括捲煙部分18以及一過濾器1。過濾器1包括一第一部分2，而第一部分2又包括一內部區域4及一第一周圍區域6。於一實施例中，第一部分2係位於香菸3最接近捲煙部分18之一端。內部區域4之直徑較佳係介於0.5~3.0 mm，且長度係介於5~10 mm。應了解煙流路徑之長度係取決於過濾器1之長度。然而，於第一部分2之煙流路徑長度將等於第一部分2之長度。

為了使過濾器1適當運作，內部區域4與周圍區域6應包括一煙流路徑以及一較不透煙流之區域。於較佳實施例中，內部區域4係為煙流路徑，而周圍區域6係為較不透煙流之區域。於此實施例中，煙流係以高速移動通過煙流路徑並離開香菸。然而，於另一實施例中，煙流路徑可由周圍區域6形成，而內部區域4則由不透煙流之材質形成。

煙流路徑可具有多種實施態樣，舉例來說，煙流路徑包括一管30(如「第2圖」所示)，或是一相對於周圍區域6具有較低壓降之壓降材料40(如「第3圖」所示)，例如為醋酸纖維素(cellulose acetate)。

再請參照「第1圖」，過濾器1更包括一軸向排列之第二部分8，其係包括一圍繞有一環形物12之核心10。第二部分8之內部核心10係與第一部分2之內部區域4為軸向排列。如「第2圖」所能詳見者，過濾器1更包括位於第一部分2和第二部分8之間的一間隔或間隙14。間隙14之長度為0.0001 mm~4 mm，但在本發明之各實施例中，其亦可介於0.5~3.5 mm或1~3 mm，或1.5~2.5 mm，且在一特定實施例中係為約2 mm。如果間隙14過寬，較重之煙流成分則在嵌入(impact)第二部分8之前，會擴散至第一及第二過濾器部分之間的間隙14，則會對過濾器1之效能造成負面影響。為了要與過濾器1接合，間隙14係以成型紙(plug wrap)包裹，並以傳統接裝紙(tipping paper)而附接至香菸之其他部分。

第二部分8之核心10或環形物12必須形成較不透煙流材料之嵌入區(impaction zone)。若第一部分2之煙流路徑為內部區域4，則第二部分8之嵌入區則為核心10區域。煙流嵌入部分可沿著第二部分8之整個長度延伸，如「第1~3圖」所示，或者也可如「第4圖」所示，其可為附著至一般過濾器部分34之一端的不透煙流材料之小圓盤32。於「第4圖」所示之實施例中，煙流會擴散至不透煙流材料之後方，但是較重之煙流成分則首先會因嵌入至小圓盤32而移除。

若第一部分2之煙流路徑是周圍區域6，則第二部分8之嵌入區為環形物12區域。如「第1~3圖」所示，嵌入區可為沿著第二部分8整個長度之較不透煙流材料的環形物12，或是如「第5圖」所示固定至一般過濾器部分34之一端的相同材料之環形圓盤36。

當核心10係作為嵌入區，則外部環形物12之直徑較佳為過濾器1之總直徑的40%，但過濾器仍可以正常運作，然而，只要核心10較第一部分2之煙流路徑的出口直徑寬即可。相同的，當環形物12作為嵌入區，則其寬度應大於由周圍區域6所形成之煙流路徑大。

第二部分8之長度可以為任何長度，以構成過濾器1的期望總長度，而其通常為約5~50 mm。第二部分8通常為香菸過濾器之菸嘴端。

於一實施例中，過濾器1更包括流通孔20，而其可位於第二部分8或間隙14處。

過濾器1以兩種方式來降低傳送帶寬。第一，當於抽吸香菸時，煙流係以高速通過第一部分2之煙流路徑，並進入間隙14。由於過濾器1之第一部分2與第二部分8之間的短距離，以及煙流移動之高速度，大部分之煙流粒子在嵌入及陷入第二部分8之高壓降材料(相對於第一部分2之煙流路徑)之前不會分散。較重之煙流粒子相較於較輕之粒子而較不分散，以造成離開香菸之總粒狀物較少。隨著香菸之抽吸較難，則煙流較不分散，可進行較多次的過濾。

第二個降低帶寬之方法係使用流通孔，當抽吸香菸時，第一部分2之管30係逐漸地充滿煙流粒狀成分，則會增加煙流流經管4之阻力。此會造成通過第一部分2之壓降增加，而使得當吸煙者抽吸時，更多之稀釋空氣被吸引通過流通孔20。稀釋空氣通過圍繞在間隙14或第二部分8周圍之流通孔20而進入間隙14或第二部分8。此會更加集中間隙14中間的煙流，因而造成大多數煙流嵌入核心10，而此核心10在較佳實施例中係包括第二部分8之嵌入區。

惟本發明雖以較佳實施例說明如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技術人員，在不脫離本發明的精神和範圍內所作的更動與潤飾，仍應屬本發明的技術範疇。

實施例

本發明之四個不同的實施例係經測試，以判定在單口吸煙內之不含尼古丁的總粒狀物量，並判定隨著單口吸煙次數增加，傳送是否有改變。於實施例A及B中，第一及第二部分之長度分別為11及14 mm，且在二部分之間有一2 mm的間隙。於實施例C及D中，第一部分長為11 mm，第二部分長為16 mm，而二部分之間的間隙為0.001 mm。所有的實施例在第一部分具有一內徑為2 mm的管。於實施例A及C中，第二部分之環形物係由高壓降材料製成，而實施例B及D中，第二部分之環形物係由較低壓降材料製成。

下方之「表1」及「第6圖」係顯示出本發明之優點係具有平緩之單口煙流成分分佈(相較於控制組的香菸)：

再者，「表2」及「第7圖」係顯示當本發明之實施例－實施例D－在各種條件下被抽吸時，帶寬降低之情形。條件愈嚴苛，實施例D相對於控制組香菸表現的更好。在ISO條件下(單口吸菸體積為35 mL，單口吸菸持續時間為2秒，且單口吸菸之間的時間間隔為60秒)，其粒狀物的量之差別係相當少。但隨著單口吸煙之總強度增加，則本發明之過濾器效率亦提升，而其可由控制組與實施例D之間TPM的極大差異看出。

本發明之各種實施例係具有可量測之有利效應，其係使寬帶降低、TPM降低，並使香菸抽吸時之單口煙流成分分佈平緩。明顯的是，高壓降材料的位置及間隙之寬度會改變本發明之效能，但其仍使用本發明之概念，而該些變化仍視為落入本發明之範圍內。

1．．．過濾器

2．．．第一部分

3．．．香菸

4．．．內部區域

6．．．周圍區域

8．．．第二部分

10．．．核心

12．．．環形物

14．．．間隙

18．．．捲煙部分

20．．．流通孔

30．．．管

32．．．圓盤

34．．．過濾器部分

36．．．環形圓盤

40．．．壓降材料

第1圖，繪示香菸之透視圖，其中所選部分係切除而示出其結構；第2圖，繪示第1圖所示香菸之實施例剖面圖；第3圖，繪示第1圖所示香菸之另一實施例剖面圖；第4圖，繪示第1圖所示香菸之另一實施例的透視圖；第5圖，繪示第1圖所示香菸之另一實施例的透視圖；第6圖，繪示本發明之數個實施例於降低總粒狀物的效果之圖解視圖；以及第7圖，繪示本發明之一實施例於降低帶寬的效果之圖解視圖。

1．．．過濾器

2．．．第一部分

3．．．香菸

4．．．內部區域

6．．．周圍區域

8．．．第二部分

10．．．核心

12．．．環形物

14．．．間隙

18．．．捲煙部分

20．．．流通孔

Claims (16)

1. 一種用於吸煙物件之過濾器，包括：一第一部分，該第一部分包括不透煙流(smoke impervious)材料，該材料具有穿過該第一部分之一縱向延伸煙流路徑；一第二部分，該第二部分與該第一部分以4 mm或更小的一空的間隙軸向隔開，且該第二部分與該第一部分軸向排列，該第二部分包括被一環形物部分圍繞之一核心部分，其中該第一部分的一近端面及該第二部分的一遠端面配合以界定一大致圓柱形的間隙，該間隙促進煙撞擊在該第二部分中的高壓降材料上；及流通孔，該等流通孔定位在該第二部分中或在該間隙中；其中該核心部分與該環形物部分其中之一者包含高壓降過濾材料，且另一者包含較低壓降材料；其中該煙流路徑係與包含該高壓降材料的該環形物部分或該核心部分縱向排列。
2. 一種用於吸煙物件之過濾器，包括：一第一部分，該第一部分包括不透煙流材料，該材料具有穿過該第一部分之一縱向延伸煙流路徑；一第二部分，該第二部分與該第一部分以4 mm或更小的一空的間隙隔開，且該第二部分與該第一部分軸向排 列，其中該第一部分的一近端面及該第二部分的一遠端面配合以界定一大致圓柱形的間隙，該間隙促進煙撞擊在該第二部分中的高壓降材料上，其中該第二部分包含一嘴端及一間隙端；流通孔，該等流通孔定位在該第二部分中或在該間隙中；及一不透煙流阻隔片，該不透煙流阻隔片係裝附至該第二部分之該間隙端；其中該煙流路徑係與該阻隔片縱向排列。
3. 如請求項第1項或第2項所述之過濾器，其中該煙流路徑係為設置於該第一部分之中心的一開孔。
4. 如請求項第3項所述之過濾器，其中該煙流路徑包括通過一管。
5. 如請求項第1項或第2項所述之過濾器，其中該煙流路徑包括壓降低於該不透煙流材料之較低壓降材料。
6. 如請求項第5項所述之過濾器，其中該較低壓降材料係設置於該第一部分之中心。
7. 如請求項第5項所述之過濾器，其中該較低壓降材料係 以一環形物/核心之關係而圍繞該不透煙流材料。
8. 如請求項第1項或第2項所述之過濾器，其中該些流通孔係圍繞該第二部分。
9. 如請求項第1項或第2項所述之過濾器，其中該些流通孔係位於該第一部分及該第二部分之間。
10. 如請求項第1項或第2項所述之過濾器，其中該些流通孔係允許外部之空氣進入該過濾器。
11. 如請求項第4項所述之過濾器，其中吸引通過該些流通孔之空氣量係隨著該管充滿焦油(tar)而增加。
12. 如請求項第1項或第2項所述之過濾器，其中該煙流路徑之長度係介於5~10 mm之間。
13. 如請求項第1項或第2項所述之過濾器，其中該煙流路徑之直徑係介於0.5~3 mm之間。
14. 如請求項第1項或第2項所述之過濾器，其中該第二部分之該核心的直徑係約為該過濾器直徑的60%。
15. 如請求項第1項或第2項所述之過濾器，其中該第一部分與該第二部分之間的間隙為2 mm。
16. 一種吸煙物件，包括：一可抽吸材料桿；一包裝紙，該包裝紙係圍繞該可抽吸材料桿；以及根據請求項第1項至第15項任一項所述之過濾器；該過濾器的該第一部分具有一第一端及一相對端，該第一端係裝附至該可抽吸材料桿，且該過濾器的該第二部分與該第一部分以該空的間隙隔開，且該第二部分與該第一部分之該相對端軸向排列。