專利名稱：煙卷煙霧過(guò)濾系統(tǒng)的制作方法
發(fā)明的領(lǐng)域本發(fā)明涉及供吸煙煙具用的用于過(guò)濾煙卷煙霧的煙卷煙霧過(guò)濾器，具體涉及用在吸煙煙具中的過(guò)濾器，該過(guò)濾器基本上可以完全除去煙卷煙霧中的微粒和氣體組分，以便排入到周圍環(huán)境中。
發(fā)明的背景吸煙時(shí)產(chǎn)生可見(jiàn)的煙霧，有主流溢出煙霧、吐出煙霧以及在兩次吸煙之間由燃燒的煙卷產(chǎn)生的次流煙霧。煙卷煙霧受到一些人的反對(duì)，因而在某些受管轄的地方和環(huán)境中有不同嚴(yán)格程度的禁煙法律。
關(guān)于設(shè)計(jì)用來(lái)減少或消除吸煙時(shí)產(chǎn)生的可見(jiàn)煙霧的裝置已經(jīng)有許多先有技術(shù)方案。但是在本申請(qǐng)人已知的先有技術(shù)中公開(kāi)的裝置中，還沒(méi)有一種裝置可以作到既能基本上除去所有可見(jiàn)煙霧，又能使吸煙人感受到如同以正常方式吸煙一樣的煙味和品味。
各種復(fù)雜程度的若干種裝置已被開(kāi)發(fā)出來(lái)，用于過(guò)濾次流煙霧和/或吐出煙霧。美國(guó)專利NO.4052179公開(kāi)了一種標(biāo)準(zhǔn)型煙灰缸系統(tǒng)的例子，該系統(tǒng)使次煙霧通過(guò)一個(gè)裝在細(xì)絲或玻璃纖維網(wǎng)中的活性炭過(guò)濾器。在系統(tǒng)的排放側(cè)包含一個(gè)除味墊，以掩蔽沒(méi)有由活性炭過(guò)濾器除去的剩下的煙卷煙霧味。
在美國(guó)專利NO.4685477中公開(kāi)了另一種形式的次流煙霧過(guò)濾器。煙卷插入到裝置中，該裝置的形狀為管形，每一端都是敞開(kāi)的。當(dāng)抽吸煙卷時(shí)新鮮空氣通過(guò)空氣入口吸入。點(diǎn)著的煙卷置于管形過(guò)濾器中。當(dāng)煙卷不斷燃燒時(shí)，次流煙霧便穿過(guò)四周的管形過(guò)濾器。因?yàn)闊熅硎欠旁谶^(guò)濾器里面的，所以過(guò)濾材料不會(huì)受到熱量的影響，也不容易被煙卷的余火點(diǎn)燃。在抽煙期間，密封的煙霧污染了煙卷紙，因而使煙卷的煙草味不能令人滿意。
美國(guó)專利NO.4200114公開(kāi)了一種可以放在吸煙人面部上的吸煙面具。該系統(tǒng)可供吸入和吐出煙卷煙霧用，其中次流煙霧和吐出煙霧都通過(guò)一個(gè)單一的過(guò)濾器過(guò)濾。配置了復(fù)雜的止回閥裝置以保證所有煙霧都穿過(guò)過(guò)濾器或被包在一個(gè)加大的吸煙室中。
美國(guó)專利NO.4790332公開(kāi)了一種煙卷完全被蓋住的煙具。次流煙霧和吐出煙霧用同一個(gè)過(guò)濾器過(guò)濾。過(guò)濾器通常是兩層。由hepa等材料構(gòu)成的內(nèi)層過(guò)濾器除去煙卷煙霧中的微粒。過(guò)濾器的外層是灌注了活性炭的聚氨脂泡沫塑料等材料，用于在空氣從裝置的里面通過(guò)過(guò)濾器進(jìn)入外界時(shí)除去其中的味。
美國(guó)專利NO.4899766說(shuō)明了一種煙霧捕集器，該捕集器用于捕集次流煙霧和吐出煙霧。風(fēng)扇與過(guò)濾器連用可以將次流煙霧和吐出煙霧吹過(guò)過(guò)濾器，然后再排到外部環(huán)境中。過(guò)濾器包括串聯(lián)的兩個(gè)或多個(gè)過(guò)濾元件。排風(fēng)扇位于過(guò)濾元件的下游。另外，可以配置排風(fēng)扇將煙霧排到外面而不進(jìn)行過(guò)濾。
美國(guó)專利NO.4993435說(shuō)明了一種煙具，這種煙具捕集供吸煙人吸入的次流煙霧并具有吐出煙霧過(guò)濾器裝置。裝有若干串聯(lián)配置的過(guò)濾圓盤(pán)。過(guò)濾圓盤(pán)可以包括活性炭等材料或壓緊的紙材料，這些材料具有合適的孔隙率，以便過(guò)濾吐出的煙霧。
過(guò)濾圓盤(pán)還用在其手持單元內(nèi)具有電風(fēng)扇的煙具中。次流煙霧以美國(guó)專利NO.4637407所示的方式從點(diǎn)著的煙霧卷出發(fā)經(jīng)過(guò)過(guò)濾圓盤(pán)然后排入到周圍環(huán)境。
在煙卷上安裝的過(guò)濾器這一領(lǐng)域已經(jīng)進(jìn)行了相當(dāng)大的努力，這種過(guò)濾器實(shí)現(xiàn)了部分過(guò)濾，減少了吸煙人吸入的焦油和尼古丁量。但是應(yīng)當(dāng)看到，還沒(méi)有設(shè)計(jì)出這種煙卷過(guò)濾器，它可以基本上完全除去煙卷煙霧而又使吸煙人不斷地感受到通常的煙味和香味。煙卷過(guò)濾器例如通為管形的過(guò)濾器被設(shè)計(jì)來(lái)過(guò)濾煙流中一些煙霧微粒。美國(guó)專利No.3 685 523公開(kāi)了一種煙卷過(guò)濾嘴，在煙卷煙霧從管形過(guò)濾器內(nèi)部通到其外部時(shí)并在吸煙人吸入之前，該過(guò)濾嘴可以部分過(guò)濾該煙卷煙霧。在美國(guó)專利NO.3854384中說(shuō)明了同樣類型的過(guò)濾器，該過(guò)濾器包括只相對(duì)于煙卷中心軸偏置的管形過(guò)濾器。兩種過(guò)濾器的設(shè)計(jì)都不能使煙卷煙霧的各種成分穿過(guò)過(guò)濾器以便使吸煙人感受到要求的煙味和香味。
由本申請(qǐng)人提出的加拿大專利NO.1057924說(shuō)明了一種可以用在煙卷過(guò)濾器上的微米尺寸的聚合纖維的生產(chǎn)方法。這種微纖維已經(jīng)用在本申請(qǐng)人的美國(guó)專利NO.3882877和國(guó)際申請(qǐng)NO.WO90/09741中所說(shuō)明的那種煙卷過(guò)濾器上。用加拿大專利NO.1057924的方法生產(chǎn)的微纖維與標(biāo)準(zhǔn)的乙酸纖維、活性炭等相比提高了過(guò)濾效率。為了利用那些過(guò)濾器的效能，在WO90/09741中所述的煙卷過(guò)濾嘴上形成薄的圓柱式過(guò)濾器，這種過(guò)濾器在吸煙時(shí)能均勻輸送焦油。
但是在這些先有技術(shù)中所述的具有輕便和緊湊結(jié)構(gòu)的裝置沒(méi)有一種具有以下顯著的特點(diǎn)，即基本上消除次流煙霧和吐出煙霧這二種煙霧，而使吸煙人又同時(shí)感受到如同通常吸煙時(shí)一樣程度的煙味和品味。
按照本發(fā)明，提供了一種適合過(guò)濾煙卷煙霧的過(guò)濾器。該過(guò)濾器用來(lái)與例如手持的緊湊型煙具等裝置一起使用，這些裝置允許吸煙人吸煙而同時(shí)又基本上至少消除次流煙霧和吐出煙霧。這種裝置包括一個(gè)在其中放置供抽吸煙卷的外殼。吸煙人可以抽吸配置在外殼內(nèi)的煙卷，并且還可以將煙霧吐回到該設(shè)備中，在該設(shè)備中用適當(dāng)?shù)倪^(guò)濾器處理次流煙霧或吐出的煙霧。
在外殼中可以裝一個(gè)風(fēng)扇，以便使被驅(qū)動(dòng)空氣流通過(guò)外殼，為煙卷適當(dāng)?shù)厝紵峁┬迈r的空氣，同時(shí)也降低圍繞煙卷的空氣溫度，因而可防止點(diǎn)燃卷煙紙和吸煙人吸入外殼中的熱空氣，否則吸煙人將會(huì)感受到令人不舒服的煙味和氣味。這樣，如像正常抽煙同樣程度的煙味和品味可以保持不變。
對(duì)于過(guò)濾次流煙霧和吐出煙霧一般采用低壓降高效過(guò)濾材料。這種高效過(guò)濾材料一般包括一塊微纖維。這種過(guò)濾可以用不同的過(guò)濾元件方便地在外殼中的一個(gè)單獨(dú)的室或相同的室中完成。
過(guò)濾元件或多個(gè)過(guò)濾元件可以這樣構(gòu)造，使得在煙卷煙霧同煙具的永久性結(jié)構(gòu)部件接觸之前便完成這種煙霧的過(guò)濾，從而減少煙草煙霧中的成分對(duì)裝置的非一次性使用部件的沾污。
吸煙裝置如此構(gòu)造，使得至少煙卷的煙草部分在吸煙期間被封閉在裝置中，以保證所有的次流煙霧都由該裝置過(guò)濾，并且也提供了吐出煙霧的過(guò)濾，使得偶然的旁觀者不容易看到吸煙動(dòng)作。煙具也可以制作成不帶吐出煙霧的過(guò)濾裝置或使用時(shí)不過(guò)濾吐出的煙霧。
發(fā)明概要按照本發(fā)明的一個(gè)方面，供煙具用的煙卷煙霧過(guò)濾器用于過(guò)濾源于次流煙霧和吐出煙霧的煙卷煙霧，該過(guò)濾器包括管形過(guò)濾器，該管形過(guò)濾器由用于除去煙卷煙霧中微粒物質(zhì)的微纖維構(gòu)成，該管形過(guò)濾器具有入口端部，該入口端部用于使煙卷煙霧進(jìn)入管形過(guò)濾器內(nèi)的細(xì)長(zhǎng)內(nèi)空腔，該管形過(guò)濾器具有與入口端部相對(duì)的封閉端部，該微纖維的平均直徑在約0.5至約10μm的范圍內(nèi)，該微纖維由適當(dāng)?shù)男纬衫w維的合成物制作。
管形過(guò)濾器具有足夠的徑向厚度，基本上可以完全除去從細(xì)長(zhǎng)的內(nèi)腔沿徑向穿過(guò)上述管形過(guò)濾器的煙卷煙霧中的微粒成分，該微纖維過(guò)濾材料具有低的壓力降，可以使空氣流以最小的氣流阻力流過(guò)過(guò)濾器。
按照本發(fā)明的另一個(gè)方面，供煙具用的用于過(guò)濾由燃著的煙卷產(chǎn)生的次流煙霧的煙卷煙霧過(guò)濾器筒包括其中放置點(diǎn)著的煙卷的煙卷管，該煙卷管至少達(dá)到待抽的煙卷的長(zhǎng)度，其直徑至少是煙卷直徑的1.5倍，該煙卷對(duì)于次流煙卷煙霧來(lái)說(shuō)是非多孔性的；多孔的低壓力差的管形過(guò)濾元件，該過(guò)濾元件位于煙卷管的一個(gè)端部，用于除去次流煙霧，該過(guò)濾元件具有一個(gè)入口端，以使次流煙卷煙霧進(jìn)入管形過(guò)濾器內(nèi)的細(xì)長(zhǎng)內(nèi)腔，該管形過(guò)濾器具有一個(gè)與入口端相對(duì)的封閉端部；
將煙卷管的第一端部連接到過(guò)濾元件入口端部的裝置，由此待過(guò)濾的次流煙霧沿?zé)熅砉芰鲃?dòng)進(jìn)入內(nèi)腔，并徑向向外穿過(guò)管形過(guò)濾元件；煙卷管的第二端部，該第二端部是敞開(kāi)的，可使煙卷插入到煙卷管中，煙卷管的用于燃著煙卷的第二端部適合于裝在一個(gè)座子中。
按照本發(fā)明的再一個(gè)方面，供過(guò)濾吸煙人吐出的煙卷煙霧用的煙卷煙霧過(guò)濾器筒包括內(nèi)管形過(guò)濾器，該過(guò)濾器由微纖維構(gòu)成，用于除去煙卷煙霧中的微粒物質(zhì)，所述管形過(guò)濾器具有用于使煙卷煙霧進(jìn)入管形過(guò)濾器內(nèi)的細(xì)長(zhǎng)內(nèi)空腔的入口端部和與此入口端部相對(duì)的封閉端部，微纖維的平均直徑在約0.5至約10μm的范圍內(nèi)，由適當(dāng)?shù)男纬衫w維的合成物制作；包圍內(nèi)過(guò)濾器的外過(guò)濾器殼，該外過(guò)濾器殼包括由支承基體固定的活性炭材料，該支承基體對(duì)空氣流來(lái)說(shuō)是多孔的；內(nèi)管形過(guò)濾器，該過(guò)濾器具有充分的徑向厚度，可以基本上完全除去從細(xì)長(zhǎng)內(nèi)腔徑向穿過(guò)管形過(guò)濾器的煙卷煙霧中的微粒物質(zhì)，微纖維過(guò)濾材料具有低的壓力差，可使空氣流以最小的氣流阻力流過(guò)過(guò)濾器；活性炭外部過(guò)濾器殼，該殼具有足夠的徑向厚度，可以基本上完全吸附這種已過(guò)濾的吐出的煙卷煙霧中的煙卷煙霧氣體組分。
過(guò)濾器筒，它具有一個(gè)鄰接入口端部的端部分，該端部分裝在吐煙口承上，以便于吸煙人向過(guò)濾器筒吐煙；
內(nèi)管形過(guò)濾器，該過(guò)濾器與活性炭外部過(guò)濾器結(jié)合可以提供排到外界環(huán)境中的基本上無(wú)煙卷煙霧的已過(guò)濾空氣流。
附圖的簡(jiǎn)要說(shuō)明下面根據(jù)


本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，這些附圖中圖1是省去某些部分的煙具的透視圖，示出過(guò)濾次流煙霧和吐出煙霧的過(guò)濾器筒；圖2是次流煙霧過(guò)濾器的截面圖；圖2A是用在圖2過(guò)濾器筒上的多孔網(wǎng)的放大截面圖；圖3是穿過(guò)圖2過(guò)濾器筒的另一個(gè)截面圖，示出其裝配；圖4是圖2過(guò)濾器筒的端視圖；圖5是通過(guò)吐出煙卷煙霧過(guò)濾器筒的截面圖；圖6是圖5過(guò)濾器筒的端視圖；圖7是通過(guò)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的次流煙卷煙卷過(guò)濾器的截面圖；圖8是圖7的次流煙卷煙霧過(guò)濾器的一部分的放大視圖；圖9是通過(guò)另一個(gè)實(shí)施例的吐出煙卷煙霧過(guò)濾器筒的截面圖；圖10是圖9的吐出煙霧過(guò)濾器筒的一個(gè)端部的放大視圖。定義為了方便地說(shuō)明本發(fā)明的各種實(shí)施例，下面說(shuō)明涉及本發(fā)明的各種部件和其它方面的定義。
“吐出煙霧”是指由吸煙人在吸煙時(shí)吐出的煙卷煙霧。
“氣體成分”是指煙卷煙霧中除微粒成分以外的成分，這些成分如果存在于空氣流中便形成可察覺(jué)的煙卷煙霧氣味。
“低壓力差”是指材料對(duì)空氣流的孔隙率足夠大，使得穿過(guò)材料的壓力降低相當(dāng)?shù)?，因而風(fēng)扇的尺寸、所用電源和吐煙壓力都具有使煙具可以拿在手中的特性。為了優(yōu)化煙具的設(shè)計(jì)，低壓力差最好小于約10mm水柱。
“微纖維”是指纖維的平均直徑小于約10μm或更小。
“對(duì)空氣流的最小阻力”是指過(guò)濾材料等對(duì)穿過(guò)它的空氣流形成很低的壓力差。
“非多孔性”是指材料不允許特指的成分流過(guò)該材料。例如，如果材料對(duì)煙霧微粒是非多孔性的，則可以制止煙霧微粒通過(guò)該材料，但是例如空氣則可以連續(xù)地通過(guò)該材料。
“微粒成分”是指煙卷煙霧中以粒子形式存在的成分，微粒的尺寸通常小于約1μm，尺寸范圍通常在約0.1至約0.6μm之間。
“多孔性”是指材料具有孔隙、溝道等而充分開(kāi)放，使得氣流可以流過(guò)該材料。
“次流煙霧”是指從點(diǎn)著的煙卷上升起的煙卷煙霧。
“基本上完全”是指從煙卷煙霧中除去煙霧微粒成分或氣體成分時(shí)基本上沒(méi)有看得見(jiàn)的煙霧或基本上沒(méi)有留下至少可以聞出氣味的氣體成分。
“適當(dāng)?shù)男纬晌⒗w維的合成物”包括可以形成微纖維的任何材料，當(dāng)同煙卷煙霧接觸時(shí)，這種材料仍保持其結(jié)構(gòu)和功能特性。
“管子或管形體”是指細(xì)長(zhǎng)的空心物品，該物品具有任何要求的橫截面形狀的側(cè)壁，例如圓形的、矩形的、方形的、三角形的、橢圓形的、多邊形的(5邊或更多)等。
優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明按照本發(fā)明的若干優(yōu)選實(shí)施例的各種過(guò)濾器部件的共同之處是使用實(shí)質(zhì)上為管形的過(guò)濾元件。管形過(guò)濾器最好由適當(dāng)?shù)男纬晌⒗w維的合成物做成的微纖維制成。該合成物包括礦物、金屬、聚合物或任何其它的能夠形成微纖維的基本材料。
按照本發(fā)明的一個(gè)方面，過(guò)濾元件可以用于作為次流煙霧過(guò)濾器筒的一種結(jié)構(gòu)中，或作為吐出煙霧過(guò)濾器筒的另一種結(jié)構(gòu)中。次流煙霧過(guò)濾筒和吐出煙霧過(guò)濾筒可以特別用于這種類型的煙具中，即這種煙具應(yīng)用風(fēng)扇使煙卷煙霧穿過(guò)過(guò)濾筒，并用吐出煙霧過(guò)濾筒獨(dú)立地處理吐出煙霧，該吐出煙霧過(guò)濾筒或者是煙具的一部分，或者與用于過(guò)濾次流煙卷煙霧的煙具分開(kāi)。
具有代表性的煙具示于圖1，它已在本申請(qǐng)人于提出的共同待審理的美國(guó)申請(qǐng)系列NO.中進(jìn)行了說(shuō)明，該申請(qǐng)專利的內(nèi)容已作為參考包括在本文中。參考該申請(qǐng)專利可以清楚該煙具的操作，但是為了說(shuō)明本發(fā)明的過(guò)濾器的作用，下面對(duì)圖1所示的煙具進(jìn)行簡(jiǎn)要的說(shuō)明。
煙具10具有支承和放置風(fēng)扇14的中間體12。連接在中間外殼12側(cè)面的是次流煙霧過(guò)濾裝置14，該裝置14具有裝入次流煙霧過(guò)濾器筒18的外殼16。在中間體部分12的另一側(cè)面上是吐出煙霧過(guò)濾裝置20，該裝置20具有裝入吐出煙霧過(guò)濾器筒24的外殼22。裝置20可以根據(jù)選擇裝在中間體部分12的側(cè)面上。應(yīng)當(dāng)明白，過(guò)濾次流煙霧的裝置可以拿在一只手中，而吐出煙霧過(guò)濾裝置20則可裝在與次流煙霧過(guò)濾裝置分開(kāi)的完整的外殼中，拿在另一只手中。
次流煙霧過(guò)濾器筒18包括煙卷管26，在該管中放置點(diǎn)著的煙卷28。點(diǎn)著的煙卷可以插入到煙卷管26中，方法是將點(diǎn)著的煙卷穿入煙卷座32，該座上有一個(gè)帶有孔36的插入環(huán)34。煙卷28的點(diǎn)燃的端部通過(guò)孔36插入。煙卷28最好具有從煙卷座32向外凸出的過(guò)濾嘴部分38，以使得吸煙人可以沿箭頭40的方向抽吸煙卷煙霧。這樣，在使用這種煙具10時(shí)，當(dāng)吸煙人的口部放在煙卷過(guò)濾嘴38上進(jìn)行吸煙時(shí)，吸煙人便會(huì)有如同在正常吸煙環(huán)境中一樣的感覺(jué)。煙卷座32具有許多開(kāi)孔42，新鮮空氣通過(guò)這些開(kāi)口吸入。新鮮空氣在箭頭44的方向上沿?zé)熅砹鲃?dòng)并在燃著的余燼46上流動(dòng)。新鮮空氣由運(yùn)轉(zhuǎn)的風(fēng)扇14通過(guò)開(kāi)孔42抽入。由新鮮空氣44載帶的次流煙霧象空氣一樣沿箭頭50的方向流過(guò)過(guò)濾元件48，再沿箭頭52的方向通過(guò)外殼16的內(nèi)部，并沿箭頭54的方向進(jìn)入風(fēng)扇14的入口。因?yàn)闊熿F已被過(guò)濾掉了微粒成分和按選擇地過(guò)濾了氣體成分，所以風(fēng)扇可以通過(guò)其出口56和外殼20上的網(wǎng)格部分58將已過(guò)濾的空氣排出。應(yīng)當(dāng)明白，如果吐出煙霧過(guò)濾裝置20沒(méi)有連接在次流煙霧過(guò)濾裝置上則風(fēng)扇14可以直接通過(guò)其出口將煙霧排到外部。如果過(guò)濾元件48僅過(guò)濾掉微粒物質(zhì)，則可配置第二過(guò)濾部件來(lái)除去氣體成分。第二過(guò)濾元件最好用活性炭構(gòu)成，它可以裝在過(guò)濾器筒48上、裝在吐出煙霧過(guò)濾裝置20的網(wǎng)格58上或裝在風(fēng)扇14的出口56上。
吐出煙霧過(guò)濾器筒24具有連接在口承62上的過(guò)濾元件60。；吸煙人沿箭頭64的方向?qū)熿F吐入口承，吐出的空氣沿箭頭64的方向流過(guò)過(guò)濾器，然后穿過(guò)網(wǎng)格58進(jìn)入外部66。風(fēng)扇14具有電動(dòng)機(jī)68。為了裝置的輕便性，電動(dòng)機(jī)68由可再充電的電池組70供電。在中間部分12上裝有適當(dāng)?shù)拈_(kāi)、關(guān)電風(fēng)扇的開(kāi)關(guān)。煙具在構(gòu)件上、功能上和操作上的作業(yè)細(xì)節(jié)在本申請(qǐng)人的上述美國(guó)專利中已經(jīng)詳細(xì)說(shuō)明。
用于次流煙霧過(guò)濾器和吐出煙霧過(guò)濾器的過(guò)濾部件是管形的，最好是圓形的。過(guò)濾材料的橫截面是環(huán)形的，過(guò)濾材料沿管形元件的長(zhǎng)度延伸。管形過(guò)濾元件具有一個(gè)引入煙霧的細(xì)長(zhǎng)空腔。過(guò)濾元件的用途是基本上完全除去煙卷煙霧中的微粒物質(zhì)。由于過(guò)濾元件的袖珍特性，所以過(guò)濾材料要具有高效低壓力差的結(jié)構(gòu)。管形過(guò)濾元件具有足夠的橫截厚度，即從管形元件的中心開(kāi)始的徑向厚度，以便在煙霧從細(xì)長(zhǎng)的內(nèi)腔徑向穿過(guò)管形過(guò)濾器時(shí)從煙卷煙霧中除去這種微粒成分。材料在低壓力差可以用各種眾所周知的技術(shù)例如在壓力傳感裝置中根據(jù)被測(cè)水柱的毫米位移量來(lái)進(jìn)行測(cè)定和測(cè)量。過(guò)濾材料的低壓力差最好在約5至約10mm水柱的范圍內(nèi)。壓力差的另一種計(jì)量是考塞塔(Corseta)單位。本發(fā)明的過(guò)濾器的考塞塔(Corseta)值在約10000考塞塔(Corseta)單位范圍內(nèi)。
管形過(guò)濾部件可以只包括一種僅除去微粒的過(guò)濾材料。煙卷煙霧中的氣體成分然后用單獨(dú)的吸附型過(guò)濾裝置除去，這種吸附型過(guò)濾裝置配置在吐出煙霧過(guò)濾器筒外殼的整個(gè)網(wǎng)格部分58上或配置在風(fēng)扇出處。或者，用于從煙卷煙霧中除去氣體成分的吸附材料可以圍繞在微粒過(guò)濾材料的外邊。吸附材料是管形的，可以接觸內(nèi)面的粒子成分過(guò)濾器，也可以具有較大的內(nèi)徑，與上述內(nèi)過(guò)濾器隔開(kāi)一定距離。因此在煙卷煙霧穿過(guò)兩個(gè)過(guò)濾元件時(shí)，微粒和氣體成分都基本上可以完全除去。另外，還可以在初級(jí)微粒過(guò)濾材料的內(nèi)部放置另一種微粒過(guò)濾材料。最靠?jī)?nèi)的材料在特性上是粗的，用于除去較大的微粒，剩下的較細(xì)的微粒由鄰接的環(huán)形微粒過(guò)濾器除去。
按照本發(fā)明的實(shí)施例，適合供次流煙霧過(guò)濾器和吐出煙霧過(guò)濾器用的過(guò)濾器部件示于圖2至6。參照?qǐng)D2和3，次流煙霧過(guò)濾器筒1 8包括用紙板和類似廉價(jià)材料作的管子70，在該管子內(nèi)放置正抽的煙卷，過(guò)濾器筒還包括用煙卷煙霧過(guò)濾材料作的端部密封的管形組件72，該組件72可以以任何方便的方法例如用煙卷的煙嘴紙74連接在紙板管70上。
用于過(guò)濾元件72的過(guò)濾材料最好包括高效低壓力差的煙霧過(guò)濾材料76，這種材料76可以基本上完全除去由放在過(guò)濾器筒18中的燃著的煙卷產(chǎn)生的次流煙霧中的微粒物質(zhì)，因而只有基本上看不見(jiàn)的氣體穿過(guò)它。如前所述，這種看不見(jiàn)的氣體即氣體成分可以由配置在煙具中另外的地方的活性炭過(guò)濾器除去。
高效低壓力差的煙卷煙霧過(guò)濾器材料76最好包括微細(xì)材料。這種纖維材料一般沿其長(zhǎng)度具有均勻直徑，其直徑在約0.5至10μm的范圍內(nèi)。在捕集直徑約0.2μm或更大的煙霧微粒時(shí)這種微纖維材料是特別有用的。但是應(yīng)當(dāng)明白，次流煙霧過(guò)濾器可以用粗纖維過(guò)濾器例如乙酸纖維過(guò)濾器提供適當(dāng)?shù)倪^(guò)濾功能。粗過(guò)濾材料的額外厚度是要求基本上達(dá)到完全除去微粒成分。次流煙霧過(guò)濾器的重要方面是在煙卷管的端部提供管形的過(guò)濾器，在該端部處該管子具有就圖2實(shí)施例說(shuō)明的特定尺寸。
用于過(guò)濾元件76的優(yōu)選微細(xì)纖維材料的厚度約0.3至約6mm，對(duì)于片厚度約1至約3mm來(lái)說(shuō)材料成片重量為約5至500g/m2。成片重量在約10至約200g/m2之間是比較好的，但是在最好的應(yīng)用中，范圍僅在約10至約50g/m2之間。在過(guò)濾器元件72中的過(guò)濾材料76可以沒(méi)有任何支承，也可以用任何方便的方式進(jìn)行支承，例如用內(nèi)層粗過(guò)濾材料78進(jìn)行支承，該內(nèi)層過(guò)濾材料78在微細(xì)纖維碰到次流煙霧之前便對(duì)該煙霧進(jìn)行初步過(guò)濾。微細(xì)纖維過(guò)濾元件76的外表面可由適當(dāng)?shù)亩嗫拙W(wǎng)材料79支承，該多孔網(wǎng)材料79被卷縮或捆束形成密封部80，如圖4詳細(xì)示出的那樣。該密封部封閉管形過(guò)濾元件76的遠(yuǎn)端部81。
多孔網(wǎng)79是用具有相當(dāng)多細(xì)孔的塑料制作的，用于固定微纖維。這種網(wǎng)可以是圖2A示出的那種型式。細(xì)孔81由交叉的塑料纖維83構(gòu)成。纖維83相當(dāng)軟，可以使過(guò)濾器的微纖維保持需要的圓筒形狀。
紙板70最好具有活性炭等襯層82，以吸附煙卷煙霧中的凝固物，從而有助于消除氣味。
一次性使用的次流煙霧過(guò)濾器筒18可以用來(lái)抽一支或多支煙卷，然后拋棄。組件的管狀特性保證了次流煙霧首先被過(guò)濾，然后再與裝置的其它部分相遇，所以裝置的結(jié)構(gòu)部件可以基本上不粘附煙卷煙霧中的凝聚物，裝置只需稍加清洗就可重新使用。參照?qǐng)D7至10的本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，在該實(shí)施例中，為除去穿過(guò)內(nèi)微粒過(guò)濾器的氣體成分，在管形微粒過(guò)濾器的周圍配置了活性炭過(guò)濾器。采用這種配置時(shí)，基本上不用清洗裝置，因?yàn)樗械臒熿F成分都由過(guò)濾元件捕集了。
圖5和6所示的吐出煙霧過(guò)濾器筒24包括由煙卷煙霧過(guò)濾材料構(gòu)成的細(xì)長(zhǎng)組件84，該過(guò)濾材料類似于上述的過(guò)濾元件72的材料，該過(guò)濾材料最好包括高效的低壓力差的煙霧過(guò)濾材料86，它基本上可以完全除去吐出煙霧中的微粒物質(zhì)，因?yàn)橹挥谢旧峡床灰?jiàn)的氣體煙卷煙霧成分穿過(guò)該材料?？梢允褂美缟鲜龅倪^(guò)濾元件76所用的低壓力差煙霧過(guò)濾材料。為了支承過(guò)濾元件86，如圖2A實(shí)施例一樣，設(shè)置了內(nèi)層粗過(guò)濾材料88和外面的多孔網(wǎng)材料87，并形成吐出煙霧過(guò)濾元件24的卷縮的封閉端部90。該封閉端部90封閉過(guò)濾器的端部，從而保證吐入吐出煙霧過(guò)濾器的煙霧可以徑向流過(guò)過(guò)濾器。煙草煙霧過(guò)濾材料88也可以不用任何支承。
配置可以更換的口承62有助于將煙霧吐入過(guò)濾器筒24的內(nèi)部?？诔凶?4可以以任何方便的形式例如用煙卷的煙嘴紙96連接在過(guò)濾器構(gòu)件84上。由于利用這種低壓力差的過(guò)濾材料，所以對(duì)吐出煙霧沒(méi)有什么阻力，因而由吸煙人吐出煙霧使其穿過(guò)過(guò)濾器的情況很接近于正常的吐煙過(guò)程。已過(guò)濾的吐出煙霧經(jīng)外殼20側(cè)壁上的槽5 8排出。吐出煙霧過(guò)濾器筒24的結(jié)構(gòu)尺寸類似于次流煙霧過(guò)濾器筒18的尺寸。安裝元件的結(jié)構(gòu)類似于次流煙霧過(guò)濾器的安裝元件的結(jié)構(gòu)。吐出煙霧過(guò)濾器筒24的尺寸被選定為可以嵌入到次流煙霧過(guò)濾元件的管子70內(nèi)，以便于有效地包裝該元件。
次流煙霧和吐出煙霧過(guò)濾器的第二可選用的實(shí)施例示于圖7和10。如圖7所示，次流煙霧過(guò)濾器筒18具有帶端蓋100的管形過(guò)濾元件98，該端蓋封閉過(guò)濾元件的遠(yuǎn)端。在具有入口104的過(guò)濾元件內(nèi)部形成細(xì)長(zhǎng)內(nèi)腔102。如對(duì)圖1進(jìn)行的討論，點(diǎn)著的煙卷放在煙卷管106內(nèi)。煙卷管106于108處連接到管形過(guò)濾器的入口區(qū)域。煙卷管106具有敞開(kāi)端部110，可允許燃著的煙卷插入其中。如圖7所示，煙卷管最好由許多層112構(gòu)成。這些層可以在端部110處被粘結(jié)在一起，形成剛性結(jié)構(gòu)，從而可使端部110適合于插入到一個(gè)適當(dāng)?shù)淖由?，例如圖1的煙卷座32上。應(yīng)當(dāng)理解，煙卷管可以用一層板材制作，或用一層玻璃、高溫塑料或金屬制作。
如圖8所示，管形過(guò)濾元件98包括內(nèi)過(guò)濾元件114和外過(guò)濾元件116。內(nèi)過(guò)濾元件114由多層片材118構(gòu)成。片材118被分層，在箭頭120所指的徑向方向形成許多過(guò)濾材料層。片材可以用上述圖2中高效低壓力差過(guò)濾器76所用的微纖維材料構(gòu)成。微纖維材料可以用適合的形成纖維的礦物、金屬和聚合物制作，或用任何其它的可以形成微纖維的物質(zhì)制作。適合的聚合物最好是聚丙烯，雖然我們知道還有若干其它類型的聚合材料紡成微纖維的多層產(chǎn)品。這種其它的聚合材料的例子包括聚丙烯酸酯、聚酰胺、聚酯和聚苯乙烯。形成這種微纖維的方法已在上述本申請(qǐng)人提出的加拿大專利NO.1057924中說(shuō)明。將這些纖維形成適當(dāng)?shù)膶拥姆椒ㄒ言诩幽么髮＠鸑O.1278659和1311889中說(shuō)明。
如對(duì)圖2和圖8所述，過(guò)濾元件的可選用的實(shí)施例具有稍為不同的效率。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，圖2的單層微纖維材料76不如圖8的多層微纖維材料118有效。由于使微纖維片料分層，對(duì)于一定的徑向厚度其過(guò)濾作用顯著增強(qiáng)，因而對(duì)于特定的徑向厚度便可以基本上完全除去微粒物質(zhì)，僅留下要由外過(guò)濾器116除去的氣體成分。
圍繞第一過(guò)濾器部件的第二過(guò)濾器部件最好由活性炭構(gòu)成，以便吸附內(nèi)過(guò)濾元件114沒(méi)捕集到的氣體成分。應(yīng)當(dāng)理解，外過(guò)濾元件116還可以由吸附氣體成分的其它類型材料構(gòu)成，例如由聯(lián)合碳化物公司出售的商標(biāo)名為“Silicalite”的沸石材料和以前用在例如美國(guó)專利NO.3327718中的煙卷過(guò)濾器上的材料。當(dāng)采用粉末“Silicalites”、活性炭等材料時(shí)，可以采用圖2A的多孔網(wǎng)或類似的結(jié)構(gòu)來(lái)固定圍繞內(nèi)過(guò)濾層116的粉末材料，用此方法形成外過(guò)濾器116。雖然多孔網(wǎng)對(duì)空氣是多孔的，但粉末材料是不能透過(guò)它的，因此可以使粉末材料保持要求的形狀。
優(yōu)選的外過(guò)濾器材料由形成片狀的活性炭纖維構(gòu)成。外過(guò)濾元件116可以由一個(gè)所要厚度的片材組成，或者如圖8所示，片材122本身是分層的，以形成外過(guò)濾元件116需要的厚度。片材122用的活性炭纖維可以從各種供應(yīng)渠道購(gòu)買(mǎi)，例如從日體名古屋的福他姆拉(Futamura)化學(xué)工業(yè)公司購(gòu)買(mǎi)。
煙卷管106的最內(nèi)端108固定在外過(guò)濾元件116和內(nèi)過(guò)濾元件114之間。在區(qū)域124中，各個(gè)層118受到一定程度的壓縮，使得這些層可以配置在管子106內(nèi)端108的內(nèi)側(cè)。外過(guò)濾元件116則被配置在煙卷管106的外側(cè)126上。最好用粘合劑將端部108粘在區(qū)域124的內(nèi)過(guò)濾元件上和在區(qū)域128的外過(guò)濾元件上。
煙卷管106最好由若干層片材112構(gòu)成。分層的管子106具有相當(dāng)大的結(jié)構(gòu)剛性，因而當(dāng)開(kāi)放端部110固定在圖1的煙卷座36上時(shí)，管子可以懸在煙具的外殼內(nèi)。
應(yīng)當(dāng)理解，煙卷管106的層材可以用各種材料形成。還應(yīng)當(dāng)理解，煙卷管可以用一單層材料構(gòu)成，該單層材料的厚度等于煙卷管多層材料112的厚度。煙卷管106的優(yōu)選材料是許多片重疊的充碳紙。充碳紙可以包括或不包括防止碳紙被燃著的煙卷點(diǎn)燃的阻燃劑。有若干碳紙供應(yīng)廠商，供應(yīng)的碳紙可以包含或不包含阻燃劑。碳紙的典型厚度在0.1至2mm的范圍內(nèi)，對(duì)于煙卷的次流煙霧是非多孔性的。即當(dāng)煙卷在煙卷管內(nèi)燃燒時(shí)，煙霧不能穿過(guò)煙卷管，因而燃燒的煙卷產(chǎn)生的所有次流煙霧必須通過(guò)過(guò)濾元件98。應(yīng)當(dāng)理解，這種碳紙不同于例如玻璃管等其它的結(jié)構(gòu)，對(duì)空氣來(lái)說(shuō)是多孔性的。按照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，煙卷管對(duì)空氣具有小的孔隙率是有利的，即管材料對(duì)于等于穿過(guò)材料的高壓差的高壓下的空氣是多孔的，但是對(duì)于煙卷煙霧的微粒成分和氣體成分仍是非多孔性的。雖然采用具有稍許多孔性的煙卷管獲得成功的原因尚不完全清楚，但是可以認(rèn)為，在管內(nèi)產(chǎn)生的熱氣體可以溢出到一定程度，而同時(shí)在管內(nèi)留下了待用風(fēng)扇抽走的煙卷煙霧成分。管子相對(duì)于過(guò)濾元件的多孔度是極小的，例如用考塞塔(Corseta)單位計(jì)量，碳紙煙卷管的孔隙率在約20至約50考塞塔(Corseta)單位之間，而過(guò)濾元件的孔隙率在約10000考塞塔(Corseta)單位的范圍內(nèi)。我們還確定，煙卷管的直徑比煙卷的直徑大1.5倍以上。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，對(duì)于直徑小于煙卷直徑1.5倍的煙卷管，由于管子材料靠近點(diǎn)著的煙卷，因而容易發(fā)生煙卷的炭化和過(guò)熱，這導(dǎo)致不令人滿意的煙味。由于管子的橫截面具有不同形狀，所以應(yīng)該明白，管子的直徑意指管子內(nèi)部的平均寬度尺寸。
帽蓋100靠近過(guò)濾元件98的端部99配置。帽蓋100具有環(huán)形凸緣130，該凸緣130位于內(nèi)過(guò)濾元件114和外過(guò)濾元件116之間。環(huán)形部130可以用適當(dāng)?shù)恼澈蟿┕潭ㄔ趦?nèi)、外過(guò)濾元件之間。外過(guò)濾元件116最好延伸超過(guò)內(nèi)過(guò)濾元件114、帽蓋100的厚度以使得可以形成次流煙霧過(guò)濾器筒的齊平端部。
圖9示出另一個(gè)實(shí)施例的吐出煙霧過(guò)濾器24。吐出煙霧過(guò)濾器具有內(nèi)過(guò)濾器元件132和外過(guò)濾器元件134。吐出煙霧過(guò)濾器24的遠(yuǎn)端由帽蓋136封閉。該帽蓋136裝在內(nèi)、外過(guò)濾元件之間并按照?qǐng)D8的帽蓋100形成。帽蓋136粘合就位，在粘合處過(guò)濾元件134超過(guò)內(nèi)過(guò)濾元件132、該帽蓋的厚度以便形成過(guò)濾元件24的齊平端部。內(nèi)過(guò)濾元件132可以由用在圖8中內(nèi)過(guò)濾元件上的同樣微纖維材料構(gòu)成。同樣，外過(guò)濾元件134可以由用在圖8中外過(guò)濾元件116上的活性炭纖維片構(gòu)成。另外，對(duì)于圖8所述的內(nèi)、外過(guò)濾材料的若干可選用的材料也可以用在圖9的吐出煙霧過(guò)濾器上。
內(nèi)管形過(guò)濾器132的入口端138超過(guò)外過(guò)濾器的端部分140。該內(nèi)端部分138更詳細(xì)地示于圖10中。內(nèi)過(guò)濾器132的各層142被粘結(jié)在一起或在外環(huán)144處被包起來(lái)，使得突出部分138具有足夠的結(jié)構(gòu)整體性，可以插入適當(dāng)?shù)目诔欣鐖D1的口承62中。如圖10所示，微纖維材料的內(nèi)層142比活性炭纖維材料的外層薄得多。
圖7和9所示實(shí)施例的內(nèi)過(guò)濾器材料的尺寸和成片重量具有與圖2所示內(nèi)過(guò)濾材料相同的范圍，即，總厚度在約0.3至約6mm的范圍，基于該總厚度，成片重量在約5至500g/m2的范圍。材料的單片的厚度在約0.1到約3mm的范圍。成片重量的范圍對(duì)于片厚度約0.15至約3mm來(lái)說(shuō)是在約10至約200g/m2的范圍比較好，而對(duì)片厚度約0.15至約0.3mm來(lái)說(shuō)成片密度的特別好的范圍是在約10至約50g/m2的范圍。在清除小到0.2μm粒度的煙卷煙霧微粒時(shí)，在內(nèi)過(guò)濾器上使用微纖維材料是特別有效的。內(nèi)過(guò)濾器中的微纖維的優(yōu)選尺寸范圍是在約0.5至約2.5μm。碳纖維過(guò)濾器的足夠的徑向厚度通常在約1至約7mm的范圍內(nèi)。
本發(fā)明各種實(shí)施例的過(guò)濾元件的微纖維材料對(duì)清除粒度在0.2μm以上的微粒是特別有效的?？梢岳斫?，通過(guò)改變纖維的粗細(xì)可以完全除去整個(gè)范圍的煙霧微粒，甚至包括粒度小于約0.3μm的微粒。雖然用微纖維進(jìn)行過(guò)濾的原理還不很清楚，但是據(jù)認(rèn)為，煙卷煙霧微粒的直徑是在約0.1至約0.6μm的范圍。用在過(guò)濾器中的小直徑微纖維阻止粒子在行進(jìn)方向的移動(dòng)，使得微粒直接與微纖維碰撞，而后由微纖維捕獲。這與通常用在常規(guī)乙酸纖維過(guò)濾器中的正常粗纖維的情況不同。這種粗纖維的尺寸通常在約10至約25μm的范圍，這造成空氣流繞纖維流動(dòng)，使微粒轉(zhuǎn)向而不直接與纖維相碰。這已經(jīng)在若干場(chǎng)合用實(shí)驗(yàn)證實(shí)，在這些場(chǎng)合中，纖維直徑顯著粗的過(guò)濾材料在除去較小的微粒時(shí)其效果比直徑尺寸在約0.1至約10μm而最好小于5μm的微纖維材料低得多。在一些應(yīng)用中，最好的纖維尺寸在約0.5至約2.5μm的范圍。
圖7和9所示過(guò)濾器實(shí)施例的另一可選方案是使例如活性炭外管形過(guò)濾元件116與內(nèi)過(guò)濾元件114隔開(kāi)一定距離。過(guò)濾元件98的端部被適當(dāng)?shù)孛芊庖允顾袣怏w組分穿過(guò)該環(huán)形空間，然后再進(jìn)入外過(guò)濾器。這種環(huán)形空間可以充填適當(dāng)?shù)难趸呋瘎?，使煙霧的氣體組分分解，在分解后再穿過(guò)外部碳過(guò)濾器。
在按圖2所說(shuō)明的微過(guò)濾元件的里面，可與分層微纖維114一起選用粗過(guò)濾元件。這種粗過(guò)濾元件可以是標(biāo)準(zhǔn)的直徑約20μm的乙酸纖維。粗過(guò)濾元件在微纖維過(guò)濾器過(guò)濾之前除去煙卷灰中的粗煙霧粒子。當(dāng)然還應(yīng)當(dāng)知道，留在過(guò)濾元件中的煙灰可從次流煙霧過(guò)濾器件中倒出來(lái)或者保存在次流煙霧過(guò)濾元件中一直到更換的時(shí)候。我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，留在過(guò)濾元件中的煙灰在粗纖維過(guò)濾元件是細(xì)長(zhǎng)內(nèi)腔的最內(nèi)層或微纖維過(guò)濾元件是細(xì)長(zhǎng)內(nèi)腔的最內(nèi)層時(shí)都不會(huì)損害過(guò)濾效率。
按照本發(fā)明的次流煙霧或吐出煙霧過(guò)濾器筒可以應(yīng)用在各種類型的煙具中，這種類型的煙具具有使新鮮空氣進(jìn)入煙卷管入口端部而使次流煙霧通過(guò)過(guò)濾元件的裝置。同樣，吐出煙霧過(guò)濾器筒可以與過(guò)濾次流煙霧的煙具聯(lián)合使用，或獨(dú)立于其它煙具單獨(dú)使用。吐出煙霧過(guò)濾器可以單獨(dú)地拿在手中，在需要噴出煙卷煙霧時(shí)便可以送到嘴中吐出。圖9所示的吐出煙霧過(guò)濾器筒與圖7所示相比相當(dāng)大，從而形成最小的壓力差，所以吸煙人可以將煙霧的幾乎按正常的方式吐入過(guò)濾器中，好象直接吐到周圍環(huán)境中一樣。吐出煙霧過(guò)濾器的低壓力差最好在約0.5至約10mm水柱范圍內(nèi)。由于在煙具等中的過(guò)濾器筒是可以更換的，所以過(guò)濾器筒與煙具可以分開(kāi)出售。過(guò)濾器筒可以以5個(gè)或10個(gè)包裝出售，也可以和煙具合起來(lái)賣。過(guò)濾器筒最好能夠過(guò)濾多達(dá)約20至約25支煙卷的煙霧，因此抽完每一盒煙后才需要更換過(guò)濾器筒。
雖然本文詳細(xì)說(shuō)明了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但是本專業(yè)技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)知道，可以進(jìn)行各種變化而不違背本發(fā)明的精神或超出所附權(quán)利要求書(shū)的范圍。
權(quán)利要求
1.一種供煙具用的煙卷煙霧過(guò)濾器，用于過(guò)濾煙卷煙霧，上述過(guò)濾器包括由微纖維構(gòu)成的用于除去煙卷煙霧中微粒物質(zhì)的管形過(guò)濾器，上述管形過(guò)濾器具有使煙卷煙霧進(jìn)入上述管形過(guò)濾器中細(xì)長(zhǎng)內(nèi)腔的入口端部，上述管形過(guò)濾器具有與上述入口端部相對(duì)的封閉的非多孔性端部，上述端部對(duì)煙卷煙霧是非多孔性的，上述微纖維的平均直徑在約0.5至約10μm的范圍，微纖維由適當(dāng)?shù)男纬衫w維的合成物制作，上述管形過(guò)濾器具有充分的厚度，可以基本上完全除去從上述細(xì)長(zhǎng)內(nèi)腔流過(guò)上述過(guò)濾器的煙卷煙霧中的微粒成分，上述微纖維過(guò)濾材料具有低的壓力差，可以允許空氣流以最小的氣流阻力流過(guò)上述過(guò)濾器。
2.如權(quán)利要求1所述的煙卷煙霧過(guò)濾器，其特征在于，上述過(guò)濾器具有多層的不同過(guò)濾材料，最內(nèi)的管形過(guò)濾器裝在上述微纖維管形過(guò)濾器內(nèi)，上述最內(nèi)的過(guò)濾器包括用于除去較大煙霧微粒成分的粗過(guò)濾材料。
3.如權(quán)利要求1所述的煙卷煙霧過(guò)濾器，其特征在于，上述過(guò)濾器具有多層的不同過(guò)濾材料。外過(guò)濾器殼包圍上述管形過(guò)濾器，上述外過(guò)濾器殼由支承基體約束的活性炭構(gòu)成，該支承基體對(duì)空氣流是多孔的，上述微纖維管形過(guò)濾器相對(duì)于上述外過(guò)濾器是內(nèi)過(guò)濾器；上述活性炭外過(guò)濾器殼具有充分的徑向厚度，以便基本上完全吸附上述已過(guò)濾的煙霧流中的氣體成分；上述內(nèi)管形過(guò)濾器與活性炭外過(guò)濾器結(jié)合可以提供已過(guò)濾的基本上無(wú)煙霧的排入大氣的空氣流。
4.如權(quán)利要求3所述的煙卷煙霧過(guò)濾器，其特征在于，最內(nèi)的管形過(guò)濾器配置在上述內(nèi)管形過(guò)濾器內(nèi)，上述最內(nèi)的過(guò)濾器包括用于除去較大煙霧微粒成分的粗過(guò)濾材料。
5.如權(quán)利要求4所述的煙卷煙霧過(guò)濾器，其特征在于，上述內(nèi)管形過(guò)濾器包括若干單獨(dú)的微纖維材料層。
6.如權(quán)利要求5所述的煙卷煙霧過(guò)濾器，其特征在于，上述若干層是由聚合材料微纖維構(gòu)成的薄片，上述薄片的寬度形成上述管形過(guò)濾器的長(zhǎng)度，由聚合物片材構(gòu)成的上述層以分步的方式除去煙卷煙霧中微粒，由此增強(qiáng)了過(guò)濾器效能。
7.如權(quán)利要求3所述的煙卷煙霧過(guò)濾器，其特征在于，上述活性炭材料呈由網(wǎng)格支承件所固定的活性炭粒子的形式，上述活性炭粒子由上述網(wǎng)格支承件圍繞上述內(nèi)管形過(guò)濾器固定就位。
8.如權(quán)利要求3所述的煙卷煙霧過(guò)濾器，其特征在于，上述活性炭的形式是由活性炭纖維形成的整體式織物。
9.如權(quán)利要求8所述的煙卷煙霧過(guò)濾器，其特征在于，上述碳纖維織物比上述活性炭過(guò)濾器的上述足夠的厚度薄，上述織物使自身卷起來(lái)，形成上述的具有足夠徑向厚度的若干層。
10.如權(quán)利要求1所述的煙卷煙霧過(guò)濾器，其特征在于，上述微纖維為聚丙烯，上述內(nèi)過(guò)濾器的上述足夠徑向厚度在約0.3至約6mm的范圍內(nèi)，對(duì)于片厚度在約0.1至約3mm的范圍內(nèi)時(shí)成片重量在約5至約500g/m2的范圍內(nèi)。
11.如權(quán)利要求10所述的煙卷煙霧過(guò)濾器，其特征在于，上述成片重量在約10至約200g/m2的范圍內(nèi)。
12.如權(quán)利要求11所述的煙卷煙霧過(guò)濾器，其特征在于，上述成片重量在約10至約50g/m2的范圍內(nèi)。
13.如權(quán)利要求1所述的煙卷煙霧過(guò)濾器，其特征在于，上述內(nèi)管形過(guò)濾器具有小于約5μm的直徑的微纖維，該過(guò)濾器除去煙卷煙霧中直徑約0.2μm和大于約0.2μm的粒子。
14.如權(quán)利要求13所述的煙卷煙霧過(guò)濾器，其特征在于，上述微纖維的直徑在約0.5至約2.5μm的范圍內(nèi)。
15.如權(quán)利要求9所述的煙卷煙霧過(guò)濾器，其特征在于，上述的足夠徑向厚度在約1mm至約7mm的范圍內(nèi)。
16.供煙具使用的煙卷煙霧過(guò)濾器筒，用于過(guò)濾由燃著的煙卷產(chǎn)生的次流煙霧，上述過(guò)濾器筒包括放置點(diǎn)燃的煙卷的煙卷管，上述煙卷管至少與待抽的煙卷一樣長(zhǎng)，其直徑至少為煙卷直徑的1.5倍，上述煙卷管對(duì)次流煙卷煙霧是非多孔性的；多孔低壓力差管形過(guò)濾元件，位于上述煙卷管的一端，用于除去次流煙霧，上述過(guò)濾元件具有使次流煙卷煙霧進(jìn)入上述管形過(guò)濾器內(nèi)的細(xì)長(zhǎng)內(nèi)腔的入口端部，上述管形過(guò)濾器具有與上述入口端部相對(duì)的封閉端部；連接裝置，用于將上述煙卷管的第一端部連接到上述過(guò)濾元件的上述入口端部上，使待過(guò)濾的次流煙霧沿上述煙卷管流入上述內(nèi)腔，并徑向向外流動(dòng)，穿過(guò)上述管形過(guò)濾元件；上述煙卷管的第二端部是敞開(kāi)的，從而可以將點(diǎn)著的煙卷插入到上述煙卷管中，上述煙卷管的第二端部適合裝在一個(gè)固定點(diǎn)燃煙卷的座子上。
17.如權(quán)利要求16所述的煙卷煙霧過(guò)濾器，其特征在于，上述煙卷管是用活性炭材料滲透的非可燃紙。
18.如權(quán)利要求17所述的煙卷煙霧過(guò)濾器筒，其特征在于，上述紙比管壁要求的厚度薄，使若干層上述紙形成層狀結(jié)構(gòu)而構(gòu)成上述要求的管壁厚度。
19.如權(quán)利要求16所述的煙卷煙霧過(guò)濾器筒，其特征在于，上述管形過(guò)濾元件包括由微纖維組成的內(nèi)管形過(guò)濾器，用于除去次流煙卷煙霧中微粒物質(zhì)，上述內(nèi)管形過(guò)濾器具有上述入口端部、上述封閉端部和上述細(xì)長(zhǎng)的內(nèi)腔，上述微纖維的平均直徑在約0.5至約10μm的范圍內(nèi)，由適當(dāng)?shù)男纬晌⒗w維的合成物制作；包圍上述內(nèi)管形過(guò)濾器的外過(guò)濾器殼，上述外過(guò)濾器殼由支承基體固定的活性炭材料構(gòu)成，該支承基體對(duì)空氣流是多孔的，上述內(nèi)管形過(guò)濾器具有充分的厚度，可以基本上完全除去從上述細(xì)長(zhǎng)內(nèi)腔徑向穿過(guò)上述管形過(guò)濾器的煙卷煙霧中的微粒物質(zhì)，上述微纖維過(guò)濾材料具有低的壓力差，從而可使空氣流以最小的氣流阻力流過(guò)上述過(guò)濾器，上述活性炭外過(guò)濾器殼具有充分的厚度，可以基本上完全吸附這種已過(guò)濾的次流煙卷煙霧中留下的痕量煙卷煙霧，上述內(nèi)管形過(guò)濾器與活性炭外過(guò)濾器結(jié)合形成了排入大氣的基本上清除了煙卷煙霧的空氣流。
20.如權(quán)利要求19所述的煙卷煙霧過(guò)濾器筒，其特征在于，上述內(nèi)管形過(guò)濾器包括若干重疊的由形成微纖維的聚合材料作的薄片層，上述薄片的寬度構(gòu)成上述管形過(guò)濾器的長(zhǎng)度。
21.如權(quán)利要求19所述的煙卷煙霧過(guò)濾器筒，其特征在于，上述活性炭材料呈由網(wǎng)格支承件所固定的活性炭粒子的形式，上述活性炭粒子由上述網(wǎng)格支承件圍繞上述內(nèi)管形過(guò)濾器固定就位。
22.如權(quán)利要求19所述的煙卷煙霧過(guò)濾器筒，其特征在于，上述活性炭呈活性炭纖維片的形式。
23.如權(quán)利要求17所述的煙卷煙霧過(guò)濾器筒，其特征在于，上述碳纖維的片比上述活性炭過(guò)濾器的上述充足徑向厚度薄，上述片繞自身卷起來(lái)形成上述充足徑向厚度的若干層。
24.如權(quán)利要求19所述的煙卷煙霧過(guò)濾器筒，其特征在于，上述微纖維是聚丙烯，上述內(nèi)過(guò)濾器的充足徑向厚度在約0.03至約6mm的范圍內(nèi)，對(duì)于片厚在約0.1至約3mm范圍內(nèi)，其成片重量在約5至500g/m2的范圍內(nèi)。
25.如權(quán)利要求24所述的煙卷煙霧過(guò)濾器筒，其特征在于，上述成片重量在約10至約200g/m2的范圍內(nèi)。
26.如權(quán)利要求25所述的煙卷煙霧過(guò)濾器筒，其特征在于，上述成片重量在約10至約50g/m2的范圍內(nèi)。
27.如權(quán)利要求19所述的煙卷煙霧過(guò)濾器筒，其特征在于，上述內(nèi)管形過(guò)濾器具有直徑小于約5μm的微纖維，它除去煙卷煙霧中直徑約0.2μm和大于0.2μm的煙霧粒子。
28.如權(quán)利要求27所述的煙卷煙霧過(guò)濾器筒，其特征在于，上述微纖維的直徑在約0.5至約2.5μm的范圍內(nèi)。
29.如權(quán)利要求23所述的煙卷煙霧過(guò)濾器筒，其特征在于，上述充足的徑向厚度在約1至約7mm的范圍內(nèi)。
30.一種用于過(guò)濾吸煙人吐出的煙卷煙霧的煙卷煙霧過(guò)濾器筒，上述過(guò)濾器筒包括由微纖維構(gòu)成的內(nèi)管形過(guò)濾器，用于除去煙卷煙霧中的微粒物質(zhì)，上述管形過(guò)濾器具有使煙卷煙霧進(jìn)入上述管形過(guò)濾器中細(xì)長(zhǎng)內(nèi)腔的入口端部，上述管形過(guò)濾器具有與上述入口端部相對(duì)的封閉端部，上述微纖維的平均直徑在約0.5至約10μm的范圍內(nèi)，它由適合形成微纖維的合成物制作；圍繞上述內(nèi)過(guò)濾器的外過(guò)濾器殼，上述外過(guò)濾器殼由活性炭材料組成，該材料由對(duì)空氣流為多孔的支承基體固定，上述內(nèi)管形過(guò)濾器具有充足的厚度，可以基本上完全除去從上述細(xì)長(zhǎng)內(nèi)腔徑向；穿過(guò)上述管形過(guò)濾器的煙卷煙霧中的微粒物質(zhì)，上述微纖維過(guò)濾材料具有低的壓力差，因而可允許空氣流以最小的氣流阻力流過(guò)上述過(guò)濾器，上述活性炭外過(guò)濾器殼具有充足的厚度，可以基本上完全吸附這種已過(guò)濾的吐出煙卷煙霧流中煙卷煙霧的氣體成分，上述過(guò)濾器筒在靠近上述入口端部處具有一端部分，上述端部分裝在吐出煙霧的口承上，以便以吸煙人將煙霧吐入上述過(guò)濾器筒中，上述內(nèi)管形過(guò)濾器與活性炭外過(guò)濾器結(jié)合可以提供排入外界的基本上去掉煙卷煙霧的空氣流。
31.如權(quán)利要求30所述的煙卷煙霧過(guò)濾器筒，其特征在于，上述端部分是上述內(nèi)管形過(guò)濾器超過(guò)上述外過(guò)濾器殼的延伸部分，從而提供管形的端部分和用于增強(qiáng)上述端部分的裝置，以利于裝在吐出煙霧口承上。
32.如權(quán)利要求30所述的煙卷煙霧過(guò)濾器筒，其特征在于，上述內(nèi)管形過(guò)濾器包括若干重疊的由形成微纖維的聚合材料作的薄片層，上述薄片的寬度構(gòu)成上述管形過(guò)濾器的長(zhǎng)度。
33.如權(quán)利要求30所述的煙卷煙霧過(guò)濾器筒，其特征在于，上述活性炭材料呈由網(wǎng)格所固定的活性炭粒子的形式，上述活性炭粒子圍繞上述內(nèi)管形過(guò)濾器被固定就位。
34.如權(quán)利要求30所述的煙卷煙霧過(guò)濾器筒，其特征在于，上述活性炭呈活性炭纖維片的形式。
35.如權(quán)利要求34所述的煙卷煙霧過(guò)濾器筒，其特征在于，上述碳纖維片比上述活性炭過(guò)濾器的上述充足的徑向厚度薄，上述片繞自身卷起來(lái)形成上述充分徑向厚度的若干層。
36.如權(quán)利要求30所述的煙卷煙霧過(guò)濾器筒，其特征在于，上述微纖維是形成纖維的聚丙烯作的，上述內(nèi)過(guò)濾器的上述充足的徑向厚度在約0.03至約6mm的范圍，對(duì)于片厚度在約0.1至約3mm范圍的成片重量是在約5至約500g/m2的范圍內(nèi)。
37.如權(quán)利要求36所述的煙卷煙霧過(guò)濾器筒，其特征在于，上述成片重量在約10至約200g/m2的范圍。
38.如權(quán)利要求37所述的煙卷煙霧過(guò)濾器筒，其特征在于，上述成片重量在約10至約50g/m2的范圍內(nèi)。
39.如權(quán)利要求38所述的煙卷煙霧過(guò)濾器筒，其特征在于，上述內(nèi)管形過(guò)濾器的微纖維的直徑小于約5μm，它除去煙卷煙霧中直徑約0.2μm和大于0.2μm的煙霧微粒。
40.如權(quán)利要求39所述的煙卷煙霧過(guò)濾器筒，其特征在于，上述微纖維的直徑在約0.5至約2.5μm的范圍內(nèi)。
41.如權(quán)利要求30所述的煙卷煙霧過(guò)濾器筒，其特征在于，上述充足的徑向厚度在約1至約7mm的范圍內(nèi)。
42.如權(quán)利要求30所述的煙卷煙霧過(guò)濾器筒，該過(guò)濾器筒放在一個(gè)外殼中，上述外殼具有一個(gè)嵌入上述過(guò)濾器筒端部分的口承，上述外殼具有出口，當(dāng)吸煙人通過(guò)上述口承向上述過(guò)濾器筒噴出煙霧時(shí)，已過(guò)濾的基本上去掉煙卷煙霧的空氣流通過(guò)上述外殼上的出口流出。
全文摘要
一種供煙具用的煙卷煙霧過(guò)濾器，用于過(guò)濾煙卷煙霧，該過(guò)濾器包括管形過(guò)濾器和可選用的外過(guò)濾層，管形過(guò)濾器通常由微纖維構(gòu)成，用于除去煙卷煙霧中的微粒物質(zhì)，外過(guò)濾層由活性炭等材料構(gòu)成，用于吸附煙卷煙霧中的氣體成分。管形過(guò)濾器的效率達(dá)到基本上完全除去煙卷煙霧中的微粒成分和氣體成分，因而可以向外界環(huán)境排出基本上無(wú)任何煙味的已過(guò)濾的煙霧流。
文檔編號(hào)A24F13/00GK1124445SQ94192263
公開(kāi)日1996年6月12日 申請(qǐng)日期1994年4月14日 優(yōu)先權(quán)日1993年4月14日
發(fā)明者L·寶文, S·M·施奈迪爾 申請(qǐng)人:1149235安大略公司