香烟过滤嘴及其制造方法 【技术领域】
本发明涉及用于烟草加工业制品特别是用于香烟的一种过滤嘴，包含至少两个过滤嘴组分，其中一个过滤嘴组分是一种多组分纤维。本发明还涉及用于烟草加工业制品特别是用于香烟的一种相关过滤嘴的制造方法。背景技术
DE30 28 328A1公开过一种制造方法，用于制造特别是香烟过滤嘴所用的一种过滤嘴物质。该方法在此是以一种包含多种纤维的过滤嘴物质为出发点的，该物质实际上是不同纤维的均匀混合物。为此，在该混合物中含有一种合成的、在比较低的温度条件下可熔化的并从而起到粘接作用的纤维，还含有一种较耐热的可从烟草烟气中吸收其有害物质的纤维，该混合物在用热之前业已形成为一个柱状体，它例如具有一香烟过滤嘴的尺寸。于是便可达到在提高过滤作用情况下改善透吸阻力的目的。这种方法在这里采用了至少两种不同的纤维，其中一种纤维对所用的热量是不敏感地，但是能吸收烟气中的有害物质。第二种纤维在所用的热量下完全熔化，这样由这种纤维原来所占有的空间便形成一个向各个方向延伸的彼此相连的微孔网，该微孔网为烟气的透过保持敞开。熔化了的物质在有吸收作用的纤维的交点上形成这些彼此相连的小滴。
如此制造出来的过滤嘴有这样一个缺点：在所制出的过滤嘴上会造成一种不均匀的抽吸阻力分布。此外，能吸收烟气或者说烟气成份的纤维被已熔化的组分部分地盖住了，从而使吸收性能变差。发明内容
因此，本发明的任务是提供一种过滤嘴，这种过滤嘴具有均匀的结构，制造简单，而且可根据过滤嘴性能加以种种调节。本发明的另一任务是提供一种相应的方法，利用此方法可简单、高效而且可适当变化和均匀地生产出一种相应的过滤嘴。
上述任务是通过一种用于烟草加工业制品特别是用于香烟的过滤嘴加以解决的，这种过滤嘴包含至少两个过滤嘴组分，而且有进一步改进，就是一个过滤嘴组分是一种多组分纤维，而多组分纤维的长度小于过滤嘴的长度。
通过本发明对已知过滤嘴的改进，这种过滤嘴的构成是很均匀的，可以实现相应的易变性，所以制造简单。多组分纤维的长度最好在0.5mm和30mm之间。此外，多组分纤维的长度最好在2mm和8mm、特别是3mm和6mm之间。
如果多组分纤维包含不同材质的一个芯和一个外层，而且外层材料的熔点低于芯材的熔点，那么就能在过滤嘴中产生一种很可靠的纤维联合，依此，过滤嘴，说得更确切一些就是制造过滤嘴所用的由纤维构成的混合物可以置于一个略高于外层材料熔点的温度，从而可实现过滤嘴组分的相应粘合。多组分纤维最好是一种双组分纤维。按一种相宜的双组分纤维，外层可用聚乙烯(PE)做成，芯材例如可用聚酯(PET)或者用聚乙烯对苯二(甲)酸酯做成。外层材料的熔点在127℃，芯材的熔点在256℃。从而获得一种很稳定形状的双组分纤维，其外层材料的熔点低于其芯材的熔点。一种合适的双组分纤维是Trevira公司(德国法兰克福65926)提供的。例如Trevira公司所销售的一种适用的双组分纤维，其型号为255，它的纤度为3.0dtex，切割长度在3～6mm，芯材用的是PES(聚酯化学纤维)，包层或者外层用的是共聚乙烯，于此，包层或者外层在提高附着力后而得到了改进，就是说配用了添加剂，这些添加剂导致获得一种较小的表面张力。
根据一个优选的实施形式，至少一部分过滤嘴组分附着在和/或粘接在同多组分纤维的接触点上。在本发明涉及的范围内，“接触点”这一概念也包含“交点”和“粘附点”的概念。在下述条件下即可达到附着和/或粘接的目的：过滤嘴组分和特别是多组分纤维被加热到一个高于外层熔化温度的温度。在此情况下，外层相应地软化，说得更确切一点，外层开始熔化，从而可在接触点上与过滤嘴的其它组分产生一种附着连接或者说粘接。在相应的过滤嘴组分冷却之后，便产生一个形状非常稳定的过滤嘴。
若最好以另一种纤维作为另一个过滤嘴组分，则可生产出一种很利于环保的过滤嘴，就是说另一种纤维例如是可生物学分解或者是可生物学生产的。依此，可以特别优先考虑纤维素纤维或碳纤维，其中碳纤维在此情况下可以被活化的。还可以使用其它纤维，例如大麻纤维或棉纤维等。这些纤维吸收和/或优选吸收烟草烟气中的各种成分很有效。另一种纤维的长度最好小于过滤嘴的长度，最好在0.1mm和30mm之间，特别在0.2mm和10mm之间。
如果按本发明的一个优选的实施形式，将一种粉末状或颗粒状物质用作为另一种过滤嘴组分的话，就可能非常有效地过滤气态烟雾。对于粉末状或颗粒状物质，主要指的是活性炭粉末，或者来自活性炭的颗粒。当然在这里也可以指的是相应的接触剂，这些接触剂可以提高对烟气成份的吸收，或者更确切地说可以使这些成份化学转化成对吸烟者无危害的成份。本发明的一个主要优点在于：作为另一种过滤嘴组分的粉末或颗粒的有效表面同相应的用乙酸纤维制成的、例如掺有粉末的过滤嘴相比，有明显提高，这是因为没有粘合剂如三醋酸脂覆盖该表面之故。例如在多组分纤维上仅有一种粘附，所以该表面的不粘接在纤维上的那一部分是保持自由的，从而可供吸收之用。作为粉末状或颗粒状物质，也可以选用合适的调味品，在本发明范围内只须使用较小的量，便可获得相同的味觉效果。对于粉末状或颗粒状物质，优先指的是一种有吸收能力的物质。
按本发明的一个优选的实施例，多组分纤维所占的份额在2％和100％之间，另一种纤维所占的份额在0％和98％之间。在本发明范围内，各种物质所占份额百分数均应理解是重量百分数。
如果粉末状或颗粒状物质所占份额在80重量％和100重量％之间，最好是90重量％的话，则可获得一种能特别有效地粘合的过滤嘴。
过滤嘴最好是一种多重过滤嘴的组件。在本发明范围内，多重过滤嘴概念也包含多段过滤嘴概念。依本发明的过滤嘴因此例如是一支香烟的整个过滤嘴或者是一个多段过滤嘴的一段。
此外，本发明还提出用于烟草加工业制品的过滤嘴的一种制造方法，本方法包括以下工艺步骤：
—生产一种条，包含至少一种多组分纤维，其长度小于被制造出来的过滤嘴的长度，作为条的组成部分，
—将纤维条加热到一个温度，该温度高于至少一种多组分纤维外皮的熔化温度，
—将纤维条冷却到一个温度，该温度低于至少一种多组分纤维外皮的熔化温度。
采用本发明提出的方法可生产出一种很均质的过滤嘴，其生产成本经济，而且在生产上有相当高的可变性。纤维条被加热到的温度最好高于多组分纤维的外皮或外层的熔化温度。这种例如具有聚乙烯外皮的多组分纤维的熔化温度超过127℃。如采用双组分纤维，其芯材最好用聚酯做成，其熔化温度为256℃，所以纤维条最好被加热到一个低于256℃的温度。纤维条最好在127℃和150℃之间的温度范围内加热。
若最好在生产纤维条之前，向至少一种多组分纤维掺入至少另一种组分的话，则可制造出一种生产成本更经济得多的而且对环保也有利的过滤嘴。例如一种纤维素纤维适合于作为另一种组分。适合的纤维素纤维例如可向瑞典Falun的Stora Enso Pulp公司购买。可优先选用的一种适合的纤维素纤维品牌叫Stora Fluff EF。可用作另一种组分的还有一种来自一种吸收剂、接触剂或调味品的粉末状或颗粒状组分。
如果为了生产纤维条至少将各组分中的一部分撒到一个输送装置上，则可实现一种特别有效和简单的工艺处理。按这种方法，便可特别均质地生产出一种适合的过滤嘴棒即过滤嘴。为此还应提及例如在DE36 24 098C2中所介绍的生产烟丝棒的方法。一种适合的方法最好也可以用于生产过滤嘴，依此，在生产过滤嘴之前将各原始组分合成一种松散的混合物，以便然后相应地如同在烟丝棒生产所做的那样将之特别撒到一个吸带上，并进行下一步处理。DE36 24 098C2的内容也可以用于过滤嘴或者说过滤嘴棒的生产方法。
最好至少将那些具有纤维形状的组分撒到一个吸带上。在此情况下，撒上去的纤维所具的长度最好小于待生产的过滤嘴的长度。在下述条件下可以生产出一种特别有效和成本经济的过滤嘴：在加热之前至少将另一种粉末状的组分或者作为颗粒物掺入到过滤嘴棒中，或者在撒放时掺入到多组分纤维中或混合物中。例如，若将一种活性炭粉末添加进去，便可以在炭粉粒上获得一个很大的表面，从而有效地只须添加较少炭粒。此外，不再需要为一种多重过滤嘴配一个活性炭颗粒过滤嘴，这种多重过滤嘴的生产成本是相当大的。此外，与活性炭颗粒过滤嘴相比，可以在多组分纤维中或在纤维混合物中实现活性炭粉末的更均质的混合。另外，抽吸阻力是可以更稳定和更好地影响的。
若过滤嘴纤维棒利用一种定型组合工具加以成形，尤其是使之产生一种圆柱形的话，就能以简单方式生产出待生产的过滤嘴的所希望的最终尺寸。为此，再次参照DE36 24 098C2，其中介绍了一种相应的定型组合工具，利用此工具当然可生产出一种香烟棒。一种相应的适配于过滤嘴组分物理性质的定型组合工具可以按本发明使用。依此，过滤嘴棒最好在成形时加以压实。此外，按本发明的一个实施例，可以用一种包封材料将过滤嘴纤维棒加以包封。一种纸带适于用作包封材料，这种纸带例如是从一个纸带卷筒上抽取下来的，并将之放在一个被传动的定型带上。这时，定型带将过滤嘴棒更确切地说是纤维棒和纸带输送通过一个相应的定型组合工具，在此组合工具中纸带被叠合在过滤嘴纤维棒周围，从而仍然留下一个棱边，该棱边可由一个上胶装置按已知方式加以涂胶。最后封闭粘合缝，并由一个有缝板实行干燥处理。
过滤嘴纤维棒的加热是在定型组合工具中成形时或成形后进行的。加热最好是在将过滤嘴棒切割成n-倍使用长度的过滤嘴即过滤嘴棒之后进行。随即将过滤嘴加以按尺寸切割或切断，为此生产出具有n-倍使用长度的过滤嘴，以之用于此后生产例如过滤嘴香烟。这里的n是一个自然数，而且最好是偶数。例如若把过滤嘴随后放在两个烟丝棒之间，并与之连接起来，则n等于2，所以具有两倍使用长度的过滤嘴在与两个烟丝棒连接起来之后，居中切断，便成为用于两支香烟的过滤嘴。
有利的是，一种过滤嘴按本发明提出的一种方法或者按本发明提出的方法的一种优选的实施形式加以生产。一支香烟配有一个烟丝棒和一个上述的符合本发明的过滤嘴或所优选的过滤嘴。附图说明
下面将不限制发明总构思参照几个实施例对本发明加以说明，其中，对所有在说明正文中未详细予以说明的本发明细节均将明确地参照附图加以阐述。附图表示：
图1a-
图1d过滤嘴香烟的示意横断面图，
图2相互粘接的纤维的光栅扫描电子显微镜照片，
图3由相应纤维组成的混合物的光栅扫描电子显微镜照片，
图4由不同纤维组成的一种混合物的光栅扫描电子显微镜照片，其中在混合物中添加了另一种粉末状组分，
图5一支过滤嘴香烟的另一个示意横断面图，
图6由一种双组分纤维及一种炭活性颗粒构成的一种混合物的光栅扫描电子显微镜照片。具体实施方式
图1a至1d以示意横断面图表示过滤嘴香烟。图1a至1d中的相关过滤嘴10在结构上是互不相同的。在每个过滤嘴上都接上一个烟丝棒11，如图所示，烟丝棒11和过滤嘴10都带有包封纸17。
在图1a中，过滤嘴10由双组分纤维12例如由型号255的双组分纤维(德国法兰克福65926，Trevira公司出口)构成，这种纤维下面将就其性质做说明。双组分纤维12包含一个芯材20例如由PES构成，即由一种聚酯或PET聚酯化学纤维构成。该双组分纤维的皮材21在本实施例中是由PE(聚乙烯)构成。皮材的熔点为127℃，芯材的熔化温度为256℃。为了生产出一种相应的过滤嘴，双组分纤维得相应地加以混合，其中可使用有限长的松散纤维，其长度小于待生产的过滤嘴的长度。在本实施例中，双组分纤维所具有的切裁长度为6mm。待生产的过滤嘴的长度为21mm。
用于生产过滤嘴的双组分纤维被撒在一个吸引输送带上，使之形成一个纤维流，也就是形成一个由双组分纤维构成的条。这个由双组分纤维构成的流或条然后利用一种定型组合工具成形为过滤嘴形状最好是一种圆柱形，并用包封纸17加以包封。为了获得过滤嘴的相应稳定性，将过滤嘴加热到一个温度，高于双组分纤维外皮21的熔化温度，从而使外皮熔化或熔接。在随即进行冷却之后，便在双组分纤维的交点18上形成了连接，导致纤维条中双组分纤维的联合。纤维条的相应加热可以在过滤嘴在定型组合工具中成形之前予以实现。当然，这种加热也可以在过滤嘴的成形过程中或成形之后予以实现。双组分纤维的一种相应的粘接可以从图2中所示的光栅扫描电子显微镜照片中清楚看出。图中以18清楚地表示出交点，在该交点上外皮材料已相应地熔化。图2的下部中的长度表示是10μm。通过上述连接便可生产出一种形状非常稳定的过滤嘴。
图1b中绘出一种过滤嘴，它是由一种纤维混合物构成的，其中之一用的是双组分纤维12，另一用的是纤维素纤维13。最好采用一种由20～30％双组分纤维和70～80％纤维素纤维的混合物。依此，纤维素纤维用作为吸收性或吸附性纤维，而双组分纤维则在交点18上以相应粘接点起着骨架作用。应予以注意的是，不仅是双组分纤维彼此相粘接，而且在交点18上的纤维素纤维也与双组分纤维相粘接。
按另一个未周图表示出的实施例，使用了20％双组分纤维、70％纤维素纤维及10％炭纤维，这里指的炭纤维最好是活化了的炭纤维，由三种纤维组分构成的这种过滤嘴的优点在于：即使气态的有害物质也能很好地从烟气中被吸收。一种相应的过滤嘴比起一种活性炭颗粒过滤嘴来，在生产上是更有利的。此外还可以实现一种非常均质的过滤嘴。最后还可获得较高的活性，这是因为活性的纤维是不用粘合剂例如三醋脂加以粘接的，从而能获得一个更大的活性表面。图3中示出另一个光栅扫描电子显微镜照片。这里涉及的是一种由20％双组分纤维和80％纤维素纤维构成的混合物。
图1c中示出另一种过滤嘴，它包含三种组分，其中作为添加的组分使用了一种活性炭颗粒14。这种活性炭颗粒微粒或者活性炭粉末微粒粘附在或粘接在双组分纤维上的一个相应的粘接点19上。由于活性炭微粒14在双组分纤维12上的粘附点或粘接点很小，从而在活性的炭微粒上得到一个大的自由表面。除了活性炭微粒或活性炭颗粒或活性炭粉末，还可以使用其它被吸附物、接触剂和/或调味品。活性炭粉末的粒度最好为最大10μm。例如可以将20mg活性炭粉末相应地添加到一个过滤嘴中。
图4中示出一个过滤嘴的一个相应部分的光栅扫描电子显微镜照片，该过滤嘴具有一种由双组分纤维12、纤维素纤维13和一种活性炭粉末的微粒14组成的混合物。从图上可以清楚地看出，活性炭微粒14粘附在双组分纤维上。但也有一些活性炭微粒14分布在纤维素纤维13上，并粘附在该处，当然不如粘附在双组分纤维12上那么牢固。
在图1d中图示出一种多重过滤嘴10’，该过滤嘴由一个例如可包含一种通用的乙酸纤维的过滤嘴元件16和一个过滤嘴元件16’构成，过滤嘴元件16’可以例如在成分上相当于图1c所示的过滤嘴元件。
通过本发明提出的过滤嘴和本发明提出的这种过滤嘴的制造方法，提供一种可能性，即可以选用和混合过滤嘴的各种组分，使得能够符合目的地将烟气内含物过滤出来。
依本发明生产的一种过滤嘴最好是其长度为21mm，直径为7.8mm，重量为100mg，抽吸阻力为55mm WS(水柱)。这种过滤嘴包含：75％的纤维素纤维，型号为Stora Fluff EF，纤维长度为0.4mm；和25％双组分纤维，型号为255(Trevira公司出品)，切割长度为6mm，直径为25μm。按本发明提出的过滤嘴，可达到的焦油值为12mg/支香烟，尼古丁值为0.87mg/支香烟，通气率为18％。
图5表示相当于图1a至1d的一种过滤嘴香烟的横断面示意图。与图1a至1d的例子相对比，本发明提出的过滤嘴包括两个过滤嘴元件16和16’，其中过滤嘴元件16’是一个由双组分纤维12和活性炭颗粒14或活性炭粉末14组合成的混合物。一种特别优选的混合物包含80～95％活性炭颗粒或粉末14和5～20％双组分纤维12。特别有利的一个混合比是大约90％活性炭颗粒或粉末14和大约10％双组分纤维12。在本发明范围内，百分数特别是指重量百分数。
活性炭颗粒或粉末例如是Norit GCN3060活性炭颗粒(荷兰B.V.Norit公司产品)。90％的颗粒的粒度0.25mm和0.59mm之间。
图6是本发明提出的一种过滤嘴的横断面的光栅扫描电子显微镜照片，该过滤嘴包含大约10％双组分纤维12和大约90％活性炭颗粒14。在这里放大了205倍。在图6的下部给出一个标尺，总共为1mm。此标尺内单位的大小均是100μm。
如图6中所示，活性炭颗粒14被保持在由双组分纤维12所形成的矩阵中，当双组分纤维12所形成的矩阵中，在双组分纤维按过滤嘴生产工艺被置于其外皮熔接之后，上述活性炭颗粒的保持可特别通过在双组分纤维上的粘附而实现。参考代号标记一览表10 过滤嘴10’ 多重过滤嘴11 烟丝棒12 双组分纤维13 纤维素纤维14 活性炭颗粒15 乙酸纤维素-过滤嘴元件16 过滤嘴元件16’ 过滤嘴元件17 包封纸18 交点19 粘附点20 芯21 外层