涂布紙過濾嘴的制作方法
【專利摘要】生物可降解紙基質(zhì)和/或生物可降解纖維（包括纖維束）可以用醋酸纖維素和/或塑化的醋酸纖維素涂布，以在應(yīng)用于吸煙制品過濾嘴的過濾材料中使用。植絨和/或原纖化方法可被用于沉積和/或產(chǎn)生可突出到所述生物可降解基質(zhì)材料的表面之外的多個(gè)纖維。根據(jù)該設(shè)計(jì)制成的纖維還可以包括非生物可降解材料。
【專利說明】涂布紙過濾嘴【技術(shù)領(lǐng)域】[0001]本發(fā)明涉及由煙草制成或得到的產(chǎn)品、或者包含煙草并且用于個(gè)人消費(fèi)的產(chǎn)品。 更具體來說，本發(fā)明涉及如香煙的吸煙制品用的包括紙組合物的過濾組合物?！颈尘凹夹g(shù)】[0002]流行的吸煙制品，諸如香煙，具有大致圓柱棒形結(jié)構(gòu)，并且包括被紙包裝材料圍繞 的可抽吸材料如碎煙草(例如，以切割填充物形式)的包、卷或柱，從而形成所謂的“可抽吸 的棒”或“煙棒”。通常，香煙具有與煙棒成端對端關(guān)系對準(zhǔn)的圓柱形過濾元件。典型地，過 濾元件包括被稱為“成型紙(plug wrap)”的紙材料圍繞的塑化乙酸纖維素絲束。典型地， 過濾元件使用稱為“接裝紙(tipping paper)”的外圍包裝材料連接至煙棒的一端。為了用 環(huán)境空氣稀釋抽吸的主流煙氣，將接裝材料和成型紙打孔也已成為需要。在Davis等編輯 的 Tobacco Production, Chemistry and Technology (1999) 一書中描述了香煙及其各種 成分。[0003]吸煙者通過點(diǎn)燃香煙的一端并燃燒煙棒而使用香煙。然后，吸煙者通過在香煙的 相對端(例如，過濾嘴端)抽吸而接收主流煙氣進(jìn)入他/她的口腔，直到煙棒被部分或完全消 耗，之后剩余的香煙部分被丟棄。[0004]被丟棄的香煙棒部分盡管可能包括煙棒的大部分或全部，但是典型地主要由過濾 元件構(gòu)成。一般來說，香煙過濾嘴包括用兩層紙包裹的溶劑交聯(lián)的醋酸纖維素的纖維束。第 一層紙，通常稱為成型紙，將該纖維束以棒的形式保持在一起，并且可以包括膠層以將該纖 維束固定到成型紙；第二層紙，通常稱為接裝紙，完全粘附到成型紙，并且將過濾嘴管連接 到圍繞香煙煙棒的包裹材料。在一些環(huán)境中香煙過濾嘴可能降解或分散緩慢。這通常歸因 于過濾嘴塞設(shè)計(jì)的緊緊束縛的特性，該設(shè)計(jì)用于提供特定的過濾效果，但是可能在處理時(shí) 使大部分過濾嘴與某些環(huán)境影響隔離。[0005]香煙過濾嘴制造中最常用的聚合物是醋酸纖維素，其每個(gè)葡萄糖酐單元基團(tuán)具有 大約2.5個(gè)醋酸鹽基團(tuán)的醋酸鹽取代基。在制造過程中，醋酸鹽聚合物典型地被擠壓成為 纖維絲束，并且與一種或多種塑化劑混合(例如，甘油三乙酸酯、聚乙二醇、甘油)。例如在 Crawford等的美國專利2953838號和Crawford等的美國專利2794239號中給出了醋酸纖 維素絲束工藝，這些專利通過引用并入本申請中。在將絲束組裝成過濾嘴備用材料之后，塑 化劑使纖維軟化并且使纖維間能夠鍵合以形成過濾嘴并使其硬化到期望的硬度/密度。醋 酸纖維素和塑化劑的表面化學(xué)過程提供廣受吸煙者歡迎和接受的煙味。這可能部分由于它 們能夠從煙草的煙氣中減少自然出現(xiàn)的酚類化合物的公知能力。某些其他過濾嘴設(shè)計(jì)/配 方可以提供不同的煙味。迄今為止，非醋酸纖維素絲束過濾嘴還沒有被普遍接受，也沒有取 得商業(yè)成功。[0006]本領(lǐng)域中已經(jīng)使用眾多方法來促進(jìn)過濾元件在各種處理環(huán)境中降解率的提高。例 如，通過引用并入本申請中的2010年11月I日提交的美國專利申請12/917171號、2010年 12月8日提交的12/963275號以及2010年6月30日提交的12/827618號提出了包括生物可降解聚合物如聚乳酸的用于煙草產(chǎn)品的過濾嘴和其他結(jié)構(gòu)。[0007]希望提供還可以去除主流氣溶膠中的一種或多種組分的可降解的香煙過濾嘴材 料。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0008]生物可降解紙基質(zhì)材料可用醋酸纖維素和/或塑化的醋酸纖維素涂布，以在用于 吸煙制品的過濾嘴的過濾材料中使用。按照該設(shè)計(jì)制成的過濾嘴還可以包括非生物可降解 纖維，或者以不同的速率和/或在不同的條件下降解的纖維。本文給出的香煙過濾組合物 的實(shí)施方式可以提供在各種常見的處理環(huán)境中生物可降解的過濾材料，這些處理環(huán)境例如 包括填埋、私人和工業(yè)堆肥、露天表面、需氧和/或厭氧水生場所。另外，這些實(shí)施方式可以 提供被改性為包括醋酸鹽基團(tuán)和傳統(tǒng)塑化劑的過濾材料表面，以提供受到過濾的吸煙制品 如香煙的吸煙者普遍歡迎的煙味。優(yōu)選實(shí)施方式可以同時(shí)提供生物可降解性和受歡迎的味 道，這種組合一般已經(jīng)避開了 一些現(xiàn)有的過濾技術(shù)。[0009]本文公開的實(shí)施方式涉及吸煙制品及相關(guān)方法，并具體來說，涉及棒狀吸煙制品 (例如，香煙)。該吸煙制品包括點(diǎn)燃端(即，上游端)和口腔端(即，下游端)?？谇欢思挥谖?煙制品的口腔端末端，并且口腔端件允許使吸煙制品位于吸煙者的口腔中以依靠其抽吸。 口腔端件具有包括過濾材料的過濾元件形式。該過濾材料可以包含有效量的生物可降解材 料(或者其他可降解聚合物材料)，用于增加處理時(shí)該過濾材料的降解率。其可以包括生物 可降解材料中包含的非纖維的生物可降解材料。本文描述的可降解材料可以通過在可降解 材料分解時(shí)由過濾材料形成的過濾嘴內(nèi)形成的空隙,從而增加過濾材料內(nèi)用于與環(huán)境和/ 或其中的微生物接觸的可用表面面積，來進(jìn)一步加速和提高降解。[0010]一方面，在吸煙制品中使用的過濾材料和/或過濾嘴可以包括至少一段生物可降 解紙基質(zhì)材料以及布置在該生物可降解基質(zhì)材料上的醋酸纖維素涂層和/或塑化的醋酸 纖維素涂層。該醋酸纖維素和/或塑化的醋酸纖維素涂層可以布置在該生物可降解基質(zhì)材 料的表面上。【專利附圖】

【附圖說明】[0011]圖1是吸煙制品的實(shí)施方式。[0012]圖2示出示例性的天然纖維素纖維、熱塑性纖維以及它們的混合物的降解率。[0013]圖3是示例性的紙基過濾嘴部分的端視圖。[0014]圖4是圖3的過濾嘴部分的縱向截面圖?！揪唧w實(shí)施方式】[0015]參照附圖描述實(shí)施方式，其中一般用相同的附圖標(biāo)記表示相同的元件。通過參考 以下詳細(xì)描述可以更好地理解實(shí)施方式的各個(gè)元件的關(guān)系和功能。然而，實(shí)施方式不局限 于附圖中所示出的內(nèi)容。應(yīng)當(dāng)理解，附圖不一定按比例繪出，并且在某些實(shí)例中可能省略了 對理解本發(fā)明的實(shí)施方式不必要的細(xì)節(jié)，例如，傳統(tǒng)的制作和裝配。在本說明書和權(quán)利要求 書中使用的單數(shù)形式“一”和“該”，除非上下文中清楚指出，否則包括復(fù)數(shù)個(gè)指示物。在本 文中使用的“纖維”意圖包括連續(xù)的和不連續(xù)的或者短纖維(例如包括單絲纖維、纖維/纖維狀絲束、編織纖維、紡成纖維、纏繞的纖維、單組分纖維、雙組分纖維、多組分纖維等)，并 且除了本領(lǐng)域的技術(shù)人員認(rèn)識到上下文在技術(shù)上局限于單一纖維類型的情況，對任意類型 纖維的每個(gè)引用應(yīng)該被認(rèn)為是泛指的。[0016]如圖1中所示，吸煙制品100可以體現(xiàn)為香煙。香煙100可以包括在外圍包裹材 料106內(nèi)包含的可抽吸填充材料的包或卷的通常圓柱形棒102。棒102傳統(tǒng)上稱為“煙棒”。 煙棒102的兩端可以是開放的，露出該可抽吸填充材料。香煙100可以包括應(yīng)用到包裹材料 106的條帶122 (例如，包括成膜劑的印刷涂層，如淀粉、乙基纖維素或者藻酸鈉)，并且該條 帶在與香煙的縱向軸線垂直的方向上圍繞煙棒。也就是說，條帶122提供相對于香煙的縱 向軸線的橫向區(qū)域。條帶122可以打印在包裹材料的內(nèi)表面上(B卩，面對可抽吸填充材料)， 或者次優(yōu)選地，打印在包裹材料的外表面上。盡管香煙可以擁有具有一個(gè)可選條帶的包裹 材料，但是香煙還可以擁有進(jìn)一步具有兩個(gè)、三個(gè)或更多個(gè)間隔開的可選條帶的包裹材料， 這些條帶可用于抑制香煙的燃燒傾向和/或能力，以在不積極使用時(shí)保持點(diǎn)著。[0017]過濾元件126可以布置在煙棒102的口腔端120，并且點(diǎn)火端118位于相對端。過 濾元件126可以以端對端的關(guān)系與煙棒102軸向上對準(zhǔn)并且優(yōu)選地緊靠煙棒102。過濾元 件126可以具有通常圓柱形狀，并且其直徑可以與煙棒的直徑基本相同。過濾元件126的 近端和遠(yuǎn)端126a、126b (分別)可以允許空氣和煙從其通過。[0018]本公開中過濾嘴的實(shí)施方式包括生物可降解紙組合物的基質(zhì)或者適合于形成過 濾材料基質(zhì)的其他材料的基質(zhì)。其他合適材料可以包括，例如，生物可降解聚合物。在2010 年6月30日提交的美國專利申請12/827839號和2010年12月8日提交的美國專利申請 12/963275號中也公開了其他合適材料，這兩個(gè)專利申請的全部內(nèi)容通過引用并入本申請 中。該基質(zhì)材料可以涂布醋酸纖維素和/或塑化的醋酸纖維素。另外，該涂布的基質(zhì)材料 可以利用醋酸纖維素纖維、或者涂布醋酸纖維素和/或塑化的醋酸纖維素的其他生物可降 解纖維進(jìn)行原纖化或植絨?？梢岳靡阎姆椒▽⒃撏坎嫉牟⑶冶辉w化或植絨的紙材料 聚集以形成適于在吸煙制品中使用的過濾嘴。[0019]優(yōu)選的紙組合物包括高度的生物可降解性。該組合物可以是可原纖化的或者形成 纖維的、和/或可以是能夠被聚集以形成香煙過濾嘴(包括在利用本領(lǐng)域已知的標(biāo)準(zhǔn)或改 進(jìn)的過濾嘴生產(chǎn)設(shè)備制造期間)。優(yōu)選的結(jié)構(gòu)-不論是紙基的還是聚合物纖維-優(yōu)選包括 涂層的表面化學(xué)成分，該涂層包括基于醋酸纖維素的和/或塑化的醋酸纖維素化學(xué)成分， 它們可向吸煙者提供與傳統(tǒng)過濾嘴配置的基本類似或者甚至完全相同的風(fēng)味。[0020]如圖2中所示，與傳統(tǒng)的過濾材料相比,根據(jù)本公開的各實(shí)施方式的過濾材料可 以展現(xiàn)提高的降解率，包括生物降解率。特別地，與傳統(tǒng)的以醋酸纖維素絲束為基礎(chǔ)的過濾 材料相比，根據(jù)本公開的各實(shí)施方式的過濾材料可以展現(xiàn)提高的降解率。另外，與例如棉 花纖維等天然纖維素纖維相比，根據(jù)本公開的各實(shí)施方式的過濾材料可以展現(xiàn)提高的降解 率。通過引用并入本申請中的Ducket等的美國專利5783505號描述了包括天然纖維素纖維 和熱塑性生物可降解纖維的混合物的可腐解和生物可降解組合物。將天然纖維素纖維(例 如，棉花)與熱塑性纖維(例如，醋酸纖維素)組合可導(dǎo)致生物降解性和腐解性方面的協(xié)同效 應(yīng)。如圖2中所示，與單獨(dú)棉花相比，50/50棉花/CA混合物的增加的二氧化碳排放率可以 證明這種效應(yīng)。通過將醋酸纖維素和/或塑化的醋酸纖維素與在吸煙制品的過濾嘴中使用 的紙組合物或其他生物可降解基質(zhì)材料結(jié)合可以實(shí)現(xiàn)類似的協(xié)同效應(yīng)。[0021]該紙組合物基質(zhì)可以包括至少一種纖維素材料和至少一種無機(jī)填充物。另外，該 紙可以包括在造紙工業(yè)中使用的其他添加劑或原料。示例性的纖維素材料可以包括例如亞 麻纖維、硬木紙漿(優(yōu)選未漂白的)、軟木紙漿(優(yōu)選未漂白的)、棉花纖維、煙草各部(例如， 煙草葉片部和莖部)等。示例性的無機(jī)填充材料可以包括例如分子篩顆粒、團(tuán)聚的碳酸鈣顆 粒、碳酸鈣顆粒、硫酸鈣纖維、沉淀的氫氧化鎂凝膠、粘土顆粒等。通過引用并入本申請中的 Gentry等的美國專利5568819號中描述了合適的紙組合物的一個(gè)例子。[0022]構(gòu)成該紙的這些材料可以在使用造紙工藝的制造過程中結(jié)合到該紙中。諸如上漿 劑和水分等成分也可以結(jié)合到該紙中。典型地，結(jié)合到該紙中的上漿劑的量可以低于5%的 重量百分比，并且通常約為0.1%至大約3%的重量百分比。該紙的水分含量可以在大約5% 至大約15%重量百分比的范圍內(nèi)，并且通常為大約8%至大約12%重量百分比。增味劑和其 他煙改良劑(例如，煙草提取物、熱處理的煙草提取物、留蘭香、香草醛、茴香醚和薄荷醇)也 可以結(jié)合在該紙中。示例性的煙草提取物可以是噴霧干燥的提取物，如White等的美國專 利5060669號中所描述的。某些紙組合物可以沒有無機(jī)填充物(例如，碳酸鈣顆粒)，并且可 以沒有熱塑纖維(例如，聚乙烯、聚丙烯或聚酯纖維)。[0023]該紙基質(zhì)的物理性質(zhì)可能改變。該紙的厚度典型地可以在大約0.08mm至大約0.2mm的范圍內(nèi)，通常大約0.13mm至大約0.18mm。該紙的基重典型地可以在大約35g/m2至 大約60g/m2的范圍內(nèi)，通常大約45g/m2至大約55g/m2。該紙的拉伸強(qiáng)度優(yōu)選地可以至少為 大約800g/in，典型地從大約1100g/in至大約2300g/in，但是也可以采用具有更大拉伸強(qiáng) 度的紙。該紙的孔隙度(即，固有孔隙度)優(yōu)選地可以相當(dāng)高，但是典型地可以從大約50至 大約300C0RESTA單位，通常大約70至大約200C0RESTA單位。該紙可以被靜電穿孔以提供 相對高的凈滲透率。典型地，具有過低孔隙度的紙可能具有提供相對低的主流煙的氣相組 分去除效率的趨勢。[0024]基于水溶性醋酸纖維素聚合物或者非水溶性醋酸纖維素的分散劑(其可以包括塑 化的醋酸纖維素)可以用于本文描述的生物可降解的或者可降解的基質(zhì)。換言之，應(yīng)用于 生物可降解基質(zhì)材料的涂布組合物可以包括水溶性醋酸纖維素聚合物或者非水溶性醋酸 纖維素分散劑。無水醋酸纖維素溶液或分散劑，如包含乙醇的溶液或分散劑，也可以應(yīng)用于 本文公開的生物可降解基質(zhì)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的香煙過濾嘴中使用的用于涂布紙組 合物的優(yōu)選涂層可以在醋酸纖維素聚合物的每脫水葡萄糖基團(tuán)單元中具有大約0.5至大 約1.2個(gè)乙酰取代基。Domeshek等的美國專利4983730號描述了適合于紙涂布的優(yōu)選醋 酸纖維素聚合物，該專利通過引用并入本申請中，其中這種組合物包括溶液粘度為5-50cps 的重量百分比為85-98%的低分子量的水溶性醋酸纖維素聚合物和溶液粘度大于100的重 量百分比為2-15%的高分子量的水溶性醋酸纖維素聚合物。特別地，這些聚合物可以形成 室溫下可容易干燥的透明、結(jié)實(shí)、柔韌的膜。具有這些特征的醋酸纖維素聚合物在本領(lǐng)域 中已知是水溶性的并且很好地作為成膜劑。例如，參見Wheatley (2007) “Water Soluble Cellulose Acetate:A Versatile Polymer for Film Coating” ；Drug Development, and Industrial Pharmacy, 33:281-90。還可以采用包含醋酸鹽功能的其他水溶性聚合物,如鄰 苯二甲酸醋酸纖維素和苯六甲酸醋酸纖維素。這些聚合物的水溶解度可能依賴于鄰苯二甲 酸酯或苯六甲酸酯的取代程度、PH值以及分子量。[0025]非水溶性醋酸纖維素聚合物分散劑可以包括例如可制定為水性分散劑的鄰苯二甲酸醋酸纖維素、琥珀酸醋酸纖維素、醋酸丁酸纖維素以及/或者苯六甲酸醋酸纖維素聚 合物。一種這樣的分散劑可以作為Aquacoat? CPD (鄰苯二甲酸醋酸纖維素)從商業(yè)上獲 得(可從FMC Biopolymer獲得)。塑化的醋酸纖維素通?？梢跃哂袩崴苄再|(zhì)并且可以通過已 知的或者針對具有其物理性質(zhì)的組合物開發(fā)的任何涂布工藝最佳地應(yīng)用于底層紙、聚合的 或其他基質(zhì)。例如，塑化的醋酸纖維素可以被打印、涂布或者通過其他方式施加到紙基質(zhì)， 以形成本文描述的涂布紙材料。其可以與一種或多種生物可降解聚合物基質(zhì)一起擠出。[0026]在生產(chǎn)涂布紙的方法中，水溶性醋酸纖維素聚合物或者非水溶性醋酸纖維素分散 劑可被用作可應(yīng)用于生物可降解基質(zhì)的面漆/涂層。無水醋酸纖維素溶液或者分散劑也 可被用作生物可降解基質(zhì)的面漆/涂層。例如，可以使用包含乙醇的溶液或分散劑。術(shù)語 “溶液或分散劑”應(yīng)當(dāng)被清楚地理解為包括醋酸纖維素在其中可溶(溶液)、醋酸纖維素在其 中一般或基本不可溶(分散劑)的任何含水或無水混合物以及它們的任何組合(例如，用于 包含水溶性和非水溶性醋酸纖維素二者的含水混合物)。例如，可以從通過弓I用并入本申請 中的Domeshek等的美國專利4983730號中描述的組合物中選擇或采用醋酸纖維素組合物。 該含水溶液中聚合物濃度可以為大約0.5%至大約50%重量百分比。該溶液可以例如在紙 組合物基質(zhì)的表面上施加并形成醋酸纖維素膜。[0027]另外，醋酸纖維素纖維可以通過植絨沉積在涂布紙的至少一個(gè)表面上。如若不然， 涂布醋酸纖維素的其他生物可降解纖維可沉積在涂布紙的至少一個(gè)表面上。所得到的醋酸 纖維素涂布的紙和/或醋酸纖維素涂布并植絨的紙可以具有與當(dāng)前使用的醋酸纖維素纖 維束類似的表面化學(xué)性質(zhì)，但是更加生物可降解。該醋酸纖維素涂布還可以允許使用傳統(tǒng) 的絲束塑化劑以產(chǎn)生期望的過濾嘴硬度。由此形成的過濾嘴的表面可以具有與傳統(tǒng)的醋 酸纖維素纖維束過濾嘴類似的表面化學(xué)性質(zhì)，并且可以提供類似的與主流氣溶膠的相互作 用，這不會不利地影響吸煙者在抽吸包含本文描述的過濾嘴實(shí)施方式的香煙時(shí)吸煙者對氣 味的感受。[0028]在制造用于在過濾嘴中使用的涂布紙組合物的一個(gè)方法中，可以用醋酸纖維素溶 液(如上所述)涂布諸如本領(lǐng)域中已知的或者針對在吸煙制品的過濾嘴中使用開發(fā)出的紙 組合物或其他紙材料的至少一個(gè)表面。換句話說，涂布組合物可被施加到生物可降解基質(zhì) 材料以形成涂布的生物可降解基質(zhì)材料。應(yīng)當(dāng)指出的是，可以使用醋酸纖維素分散劑代替 醋酸纖維素溶液并且/或者加入醋酸纖維素溶液。優(yōu)選地，可以用醋酸纖維素溶液涂布紙 組合物片材的多個(gè)表面(例如，前后兩個(gè)表面)。可以通過本領(lǐng)域中已知的若干方法中的一 個(gè)將該溶液施加到紙基質(zhì)。例如，可以通過將浸潤、噴射和/或印刷(例如，凹版印刷)醋酸 纖維素和/或塑化的醋酸纖維素在該基質(zhì)上來完成該處理。[0029]特別地，當(dāng)該基質(zhì)是用在過濾嘴中的生物可降解紙材料時(shí)，可能希望通過凹版印 刷工藝和/或通過熱熔工藝(本領(lǐng)域中已知的通常用于將熱塑材料施加到紙或其他基質(zhì)的 工藝)施加塑化的醋酸纖維素。該溶液可以在施加到紙基質(zhì)之后被干燥。在干燥之后，可以 利用傳統(tǒng)的或其他塑化劑，如甘油三乙酸酯，將該涂布紙塑化。如若不然，可以將塑化劑與 醋酸纖維素一起添加，然后干燥。該方法可以與本文討論的生物可降解形成纖維聚合物一 起使用。所得到的過濾嘴將包括涂布醋酸纖維素的生物可降解材料。大部分表面區(qū)域可以 類似于傳統(tǒng)的醋酸纖維素過濾嘴。[0030]在生產(chǎn)涂布紙組合物的另一個(gè)方法中，可以通過標(biāo)準(zhǔn)涂布工藝，用醋酸纖維素溶液處理紙組合物基質(zhì)，然后對該紙組合物基質(zhì)進(jìn)行原纖化以形成從該紙的至少一個(gè)表面延 伸出的涂布醋酸纖維素纖維。換句話說，該涂布生物可降解基質(zhì)材料可被原纖化以產(chǎn)生突 出到其表面之外的多個(gè)纖維。可以通過任何已知的手段將該涂布紙?jiān)w化。例如，可以利 用與移動的紙接觸的具有切割元件如針或齒的轉(zhuǎn)動鼓或輥進(jìn)行傳統(tǒng)的機(jī)械原纖化。這些齒 可以全部或部分刺入紙的表面以使其產(chǎn)生原纖化的表面。其他類似機(jī)械處理是已知的，并 且可以包括例如捻絲、刷布(利用針輥)、摩擦(例如，利用皮墊)和彎曲?？梢酝ㄟ^這些傳統(tǒng) 原纖化工藝獲得的纖維典型地是肉眼可見的尺寸，一般橫截面為70微米至幾百微米。如若 不然，可以例如通過將該涂布紙的至少一個(gè)表面的一部分與高壓流體接觸對其施加足夠的 流體能量，使該紙被原纖化以產(chǎn)生原纖化表面。在Perez等的美國專利6646019號中描述 了示例性的原纖化方法。涂布紙可以比相應(yīng)的沒有涂布的紙基質(zhì)材料更有效地被原纖化。 醋酸纖維素膜在該紙表面上的存在可以提高原纖化效率。[0031]在這些和其他應(yīng)用或?qū)嵤┓绞降拿恳粋€(gè)中，醋酸纖維素可以體現(xiàn)為塑化的醋酸纖 維素。也就是說，可以在施加到配置為在本公開的原則內(nèi)使用的紙、纖維、聚合物纖維或者 其他生物可降解基質(zhì)之前，已經(jīng)利用甘油三乙酸酯或其他塑化劑將該醋酸纖維素塑化。對 于可原纖化基質(zhì)或形成纖維基質(zhì)，特別是基于聚合物的基質(zhì)，優(yōu)選地可以在施加塑化醋酸 纖維素之前形成該纖維。[0032]本發(fā)明的過濾材料可以包括至少一個(gè)包括醋酸纖維素涂層的生物可降解基質(zhì)材 料片材?？梢允褂靡阎に囆纬稍撋锟山到饣|(zhì)材料片材。例如，該片材可以通過造紙 或紡織工藝形成。在一個(gè)方面，生產(chǎn)涂布片材的方法可以包括以下步驟:用醋酸纖維素溶 液或分散劑涂布該片材的至少一個(gè)表面(和/或用塑化醋酸纖維素涂布該片材的至少一個(gè) 表面)；以及干燥該片材。在一些實(shí)施方式中，該涂布片材可以包括本文討論的一種或多種 生物可降解材料。在一些實(shí)施方式中，該涂布片材可以由或者基本上由本文討論的一種或 多種生物可降解材料構(gòu)成，或者包括本文討論的一種或多種生物可降解材料的多數(shù)組合物 (即，主要由其構(gòu)成)。[0033]醋酸纖維素溶液可以體現(xiàn)為醋酸纖維素的含水和/或無水溶液，其中該醋酸纖維 素具有大約0.5至大約1.2的乙?；〈?。該醋酸纖維素溶液可以體現(xiàn)為水溶性醋酸纖 維素的水溶液，其中該組合物包括重量百分比為85-98%的、具有溶液粘度為5-50cps的低 分子量水溶性醋酸纖維素聚合物，和重量百分比為2-15%的、具有溶液粘度大于lOOcps的 高分子量水溶性醋酸聚合物。如果成膜面漆是基于醋酸纖維素的含水分散劑，如鄰苯二甲 酸醋酸纖維素或者苯六甲酸醋酸纖維素，那么可以使用適當(dāng)量的分散劑在片材表面上形成 均勻膜。[0034]在另一實(shí)施方式中，通過上述方法產(chǎn)生的涂布紙可以用醋酸纖維素涂布、并且/ 或者用傳統(tǒng)的醋酸纖維素纖維和/或其他生物可降解纖維植絨。作為選擇或者附加地，該 生物可降解片材可以用醋酸纖維素涂布、并且/或者用傳統(tǒng)的塑化醋酸纖維素纖維和/或 其他生物可降解纖維植絨。所述其他生物可降解纖維可涂布醋酸纖維素和/或塑化醋酸纖 維素。在任一這些實(shí)施例中，塑化醋酸纖維素可以用醋酸纖維素代替，并且醋酸纖維素可以 用塑化醋酸纖維素代替。植絨可以是用于涂布醋酸纖維素和/或塑化醋酸纖維素的方法/ 結(jié)構(gòu)。這種代替在本公開的范圍內(nèi)。其他生物可降解纖維可以例如由以下材料形成:淀粉、 纖維素或其他來自植物的有機(jī)纖維材料(例如，棉花、羊毛、雪松、麻、竹、木棉或亞麻)、再生纖維素、聚乙烯醇、脂族聚酯、脂族聚氨酯、聚輕基鏈燒酸酯(polyhydroxy alkanoates)、聚 酐、聚琥珀酸丁二醇酯、聚琥珀酸己二酸丁二醇酯、聚酰胺酯以及它們的共聚物和混合物。 脂族聚酯的例子可以包括，例如，聚乙醇酸(PGA)、聚乳酸(PLA)(例如，聚(L-乳酸)或聚 (DL-乳酸))、聚羥基丁酸酯(PHB)、聚羥基戊酸酯(PHV)、聚己內(nèi)酯(PCL)以及它們的共聚 物。[0035]可以通過包括例如靜電植絨的任何已知方法完成植絨。在植絨之前或期間可以對 涂布生物可降解片材施加粘合劑以將纖維保持在該片材上。如若不然，該涂布生物可降解 片材的醋酸纖維素膜可以作為粘合劑以保持所述纖維。與涂布至少一種生物可降解纖維、 涂布多種生物可降解纖維或者基本上涂布所有生物可降解纖維或涂布其他基質(zhì)材料相比， 以這種方式形成的過濾嘴可以具有的過濾嘴不同的生物可降解能力，但是可以提供受歡迎 的風(fēng)味。這些實(shí)施方式可以提高醋酸纖維素纖維的分散性，這可以增強(qiáng)它們的降解能力，并 且可以減少或者甚至最小化與現(xiàn)有的醋酸纖維素過濾嘴相關(guān)的醋酸纖維素聚集和/或積 累。[0036]由這些或其他方法形成的過濾材料，包括可以利用一種或多種塑化劑處理的過濾 材料，可以組裝成在吸煙制品中使用的過濾嘴。用作吸煙制品的一部分的過濾材料可以包 括紙組合物和/或多個(gè)纖維，其中至少一個(gè)可以包括生物可降解材料，其中醋酸纖維素和/ 或塑化醋酸纖維素可被提供在紙組合物和/或纖維的至少一個(gè)上。所述過濾材料中的每一 種或者它們的組合可以組裝成在例如圖1中所示的香煙100的吸煙制品中已知并使用的類 型的過濾嘴126。例如Eclipse?牌香煙、小雪茄和/或其他吸煙制品中的其他吸煙制品結(jié) 構(gòu)可以包含本發(fā)明的過濾材料和過濾嘴。[0037]在使用期間，吸煙者通常使用火柴或者香煙打火機(jī)點(diǎn)燃香煙100的點(diǎn)燃端118，然 后可抽吸材料102開始燃燒。香煙100的口腔端120被置于吸煙者的唇間。通過燃燒可 抽吸材料102產(chǎn)生的熱分解產(chǎn)物(例如，煙草的煙氣成分)被抽吸穿過香煙100和過濾元件 126，并且進(jìn)入吸煙者的口腔中。在香煙100被使用之后，過濾元件126和煙棒102的任何 剩余部分可被丟棄。[0038]代表性的香煙100的尺寸可以改變。優(yōu)選的香煙是棒狀的，并且可以具有大約 7.5mm的直徑(例如,大約20mm至大約27mm的周長,通常大約22.5mm至大約25mm);并且可 以具有大約70mm至大約120mm的總長度,通常大約80mm至100mm。過濾元件30的長度可 以改變。典型的過濾元件可以具有大約15mm至大約40mm的總長度,通常大約20mm至大約 35mm。對于典型的兩段過濾元件，下游過濾段或者口腔端過濾段通?？梢跃哂写蠹sIOmm至 大約20mm的長度；并且上游過濾段或者煙棒端過濾段通?？梢跃哂写蠹sIOmm至大約20mm 的長度。[0039]可以采用各種類型的香煙組成，包括各類煙草、煙草混合物、頂部修整和套裝材 料、煙棒用的各種混合填裝密度和類型的紙包裹材料。例如，參見Johnson的Development of Cigarette Components to Meet Industry Needs, 52nd T.S.R.C.(Sept., 1998)>Jakob 等的美國專利5101839號、Arzonico等的美國專利5159944號、Gentry的美國專利5220930 號、Kraker的美國專利6779530號、Ashcraft等的美國專利7237559號、Fitzgerald等 的美國專利7234471號、Thomas等的美國專利7565818號、Nestor等的美國專利公開 2005/0066986號、Coleman, III等的美國專利公開2007/0056600號以及Oglesby的美國專利公開2007/0246055號中給出的各種代表性類型的香煙組成以及各種香煙設(shè)計(jì)、樣式、結(jié) 構(gòu)以及特征，這些文獻(xiàn)中的每一個(gè)通過引用并入本申請中。整個(gè)可抽吸的棒可以由可抽吸 材料(例如，煙草切割填充物)和周圍的外包裹材料層構(gòu)成。[0040]過濾材料可以不同，并且可以是可用來提供香煙用的煙草的煙氣過濾嘴的任何類 型材料。可以使用傳統(tǒng)的香煙過濾材料，如聚集的紙、炭紙、醋酸纖維素絲束、聚集的醋酸纖 維素幅、聚丙烯束、聚集的醋酸纖維素幅、重構(gòu)的煙草線等。可提供適當(dāng)?shù)倪^濾棒的一種過 濾材料是每根絲具有3旦尼爾并且總共具有40000旦尼爾的醋酸纖維素絲束。作為另一個(gè) 例子，每根絲具有3旦尼爾并且總共具有35000旦尼爾的醋酸纖維素絲束可以提供適當(dāng)?shù)?過濾棒。作為另一個(gè)例子，每根絲具有8旦尼爾并且總共具有40000旦尼爾的醋酸纖維素絲 束可以提供適當(dāng)?shù)倪^濾棒。對于其他例子，參見Neurath的美國專利3424172號、Cohen等 的美國專利4811745號、Hill等的美國專利4925602號、Takegawa等的美國專利5225277 號以及Arzonico等的美國專利5271419號中給出的類型的過濾材料,這些專利中的每一個(gè) 通過引用并入本申請中。[0041]通?？梢允褂靡阎夹g(shù)以傳統(tǒng)的量將諸如甘油三乙酸酯或聚乙二醇的塑化劑施 加于該絲束。在一個(gè)實(shí)施方式中，該過濾材料的塑化劑組分可以包括重量比為1:1的甘油 三乙酸酯和聚乙二醇。塑化劑的總量通?？梢源蠹s為4%至大約20%重量百分比，優(yōu)選為大 約6%至大約12%重量百分比。關(guān)于過濾元件的構(gòu)成使用的其他適當(dāng)材料或添加劑對于香 煙過濾嘴設(shè)計(jì)和制造領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是顯而易見的。例如，參見Rivers的美國專利 5387285號，該專利通過引用并入本申請中。[0042]可以使用傳統(tǒng)的過濾嘴絲束加工單元，如美國北卡羅來納州溫斯頓塞勒姆市的 Arjay Equipment公司提供的可商業(yè)獲得的E-60,處理如醋酸纖維素的絲束。本領(lǐng)域的技 術(shù)人員已知的其他類型的可商業(yè)獲得的絲束加工設(shè)備也可以類似地使用。[0043]本文公開的過濾元件可以包括多個(gè)縱向延伸的段。每段可以具有不同的屬性，并 且可以包括能夠過濾或吸附顆粒物和/或氣相化合物的各種材料。典型地，本發(fā)明的過濾 元件可以包括I至6段，并且經(jīng)?？梢园?至4段。其中的一個(gè)或多個(gè)段可以包括本文 討論的一種或多種生物可降解和/或以其他方式可降解組分，并且可以涂布醋酸纖維素。[0044]例如，可以通過將樣品置于預(yù)期導(dǎo)致分解的環(huán)境條件下，如將樣品置于水、含有細(xì) 菌的溶液、堆肥材料或土壤中，來測量生物可降解性。降解度可以用在該環(huán)境條件下暴露給 定的時(shí)間段后樣品的重量損失來表征。本發(fā)明的某些過濾元件實(shí)施方式的優(yōu)選降解率包括 埋入土壤中60天后至少大約20%的重量損失或者暴露于典型的城市垃圾堆15天后至少大 約30%的重量損失。然而，根據(jù)所使用的可降解顆粒的類型、過濾元件的剩余組合物以及與 降解測試相關(guān)的環(huán)境條件，生物降解率可能有很大不同。Buchanan等的美國專利5970988 號和Yamashita的美國專利6571802號提供了用于降解測試的測試條件的例子。[0045]用于制造根據(jù)本發(fā)明的過濾元件的方法可以不同，但是用于制造醋酸纖維素過濾 元件的工藝可以通常從形成纖維素纖維開始。傳統(tǒng)的醋酸纖維素纖維形成中的第一步是酯 化纖維素材料。纖維素是由脫水葡萄糖的重復(fù)單元形成的聚合物。每個(gè)單體單元具有可用 于酯取代(例如，醋酸取代)的三個(gè)羥基基團(tuán)。纖維素酯可以通過纖維素與酸酐反應(yīng)來形成。 為了制造醋酸纖維素，該酸酐是醋酸酐。典型地，可以在酸性催化劑如硫酸存在的情況下， 將從木材或棉花纖維中獲得的纖維素紙漿與醋酸酐和醋酸混合。纖維素的酯化工藝通常可以導(dǎo)致可利用的羥基基團(tuán)基本上全部轉(zhuǎn)換為酯基基團(tuán)(例如，每個(gè)脫水葡萄糖單元平均大 約2.9個(gè)酯基基團(tuán))。酯化之后，該聚合物典型地可以被水解，以將取代率(DS)降到每個(gè)脫 水葡萄糖單元大約2至大約2.5個(gè)酯基基團(tuán)。所得到的產(chǎn)物典型地可以產(chǎn)生為以可在后續(xù) 工藝中使用的薄片形式。[0046]為了形成纖維狀材料，該醋酸纖維素薄片典型地可以溶解在溶液中(例如，丙酮、 甲醇、二氯甲烷或者它們的混合物)以形成粘稠溶液。溶液中醋酸纖維素的濃度典型地可以 為大約15%至大約35%重量百分比。如果需要的話，可以將諸如增白劑(例如，二氧化鈦)的 添加劑加入到該溶液中。所得的液體有時(shí)稱為液體“紡液”?？梢允褂檬挂后w紡液從噴絲板 噴出的溶液紡絲技術(shù)將該醋酸纖維素紡液紡成絲。該絲可以穿過固化/干燥室以在收集之 前使絲固化。所收集到的纖維可以組合成束帶，卷曲并干燥。傳統(tǒng)的卷曲度可以在1.2至1.8范圍內(nèi)。該纖維典型地可以打包成適合于以后在過濾元件形成工藝中使用的捆。[0047]形成實(shí)際的過濾元件的工藝典型地可以包括從所述捆中機(jī)械地抽取醋酸纖維素 絲束并且將該纖維分離成帶狀物?？梢詫υ撌鴰нM(jìn)行“開花(blooming)”工藝，在該工藝中 該束帶被分成單根纖維。例如，可以通過對束帶的相鄰段施加不同的拉力或者施加氣動壓 力來完成開花。然后，開花后的束帶可以穿過松弛區(qū)以使纖維收縮，然后進(jìn)入膠合臺。膠合 臺典型地可以將諸如甘油三乙酸酯等塑化劑施加到開花后的纖維以軟化該纖維并且允許 相鄰的纖維融合在一起。該膠合工藝可以形成硬度提高的均勻質(zhì)量的纖維。然后可以將膠 合絲束包裹在成型紙中并且切割成過濾棒。例如在Crawford等的美國專利2953838號和 Crawford等的美國專利2794239號中給出了醋酸纖維素絲束工藝，這兩個(gè)專利通過引用并 入本申請中。[0048]基于紙的過濾元件在幾個(gè)方面可以不同于醋酸纖維素過濾元件。例如，相對于醋 酸纖維素過濾元件，基于紙的過濾元件可以展現(xiàn)更高的尼古丁過濾效率和/或水去除效 率。與醋酸纖維素過濾元件相比，基于紙的過濾元件還可以展現(xiàn)更高的顆粒過濾效率。研 究表明，與醋酸纖維素過濾元件相比，紙過濾元件可以從主流煙氣中去除明顯更多的顆粒， 特別是直徑大于約115nm的顆粒。各種紙過濾嘴參數(shù)，例如，纖維尺寸、纖維取向和總的過 濾嘴孔隙度，可能因?yàn)楦鞣N去除機(jī)理而影響紙過濾嘴的顆粒去除效率(例如，有效單纖維去 除效率)，所述去除機(jī)理例如包括擴(kuò)散、攔截和碰撞。相對于醋酸纖維素過濾元件，基于紙的 過濾元件還可以展現(xiàn)出降低的酚類半揮發(fā)性化合物去除效率。與具有醋酸纖維素過濾元件 的吸煙制品相比，具有基于紙的過濾元件的吸煙制品可以提供不同的煙氣風(fēng)味。這種不同 煙氣風(fēng)味可能與例如相對于醋酸纖維素過濾元件的基于紙的過濾元件的較大顆粒和/或 尼古丁過濾效率、較大水去除效率和/或較低半揮發(fā)化合物去除效率有關(guān)。這種不同煙氣 風(fēng)味可能還與例如，相比于醋酸纖維素過濾元件的基于紙的過濾元件中存在大空隙、不存 在甘油三乙酸酯或其他塑化劑以及/或者基于紙的過濾元件的表面化學(xué)性質(zhì)的差異有關(guān)。[0049]用于生產(chǎn)基于紙的過濾元件的工藝典型地可以從聚集紙組合物片材開始。該紙可 以被聚攏；隆起并聚攏；褶皺并聚攏；或者被隆起，褶皺并聚攏，以形成過濾嘴段。典型地， 對于周長大約22_至大約25_的過濾元件，可被聚攏以形成過濾嘴段的紙可以具有大約3.5英寸至大約11英寸的寬度，并且通常大約5英寸至大約8.5英寸?？梢杂酶鞣N方式提 供聚攏的紙過濾嘴段，包括(i)使用Pryor等的美國專利4807809號中描述的設(shè)備；(ii) 使用Keith等在美國專利4283186號的第4欄第50行至第5欄第6行中描述的設(shè)備；以及(iii)使用可從Decoufle s.a.r.b公司獲得的CU-10、CU_20或者CU-20S制棒單元以及來 自 Haun1-Werke Korber&C0.，K.G 的 KDF-2 制棒設(shè)備。[0050]可以通過同時(shí)聚集兩種紙幅來提供過濾嘴段，從而提供具有兩種聚集紙的段。 盡管不希望如此，但是可以通過同時(shí)聚集紙幅和熱塑材料幅來提供過濾嘴段(例如，如 Saintsing等的美國專利5076295號和Drewett等的5105835號中描述的)，從而提供具有 兩種聚集幅的段。過濾嘴段可以通過使用已知塞管(Plug tube)組合技術(shù)將塞管與一個(gè)或 多個(gè)其他過濾嘴段(例如，與聚集的聚丙烯幅、聚集的醋酸纖維素幅、聚集的聚酯幅或者醋 酸纖維素絲束的段)塞管組合。[0051]該紙可以被聚集以形成過濾嘴段326(例如，如圖3和圖4的端視圖和縱向截面圖 中分別示出的)，使得該段的橫截面空隙面積典型地可以為大約5%至大約30%，一般為大約 8%至大約25%，并且通常為大約10%至大約20%。典型地可以使用可從Carl Ziess公司獲 得的IBAS 2000圖像分析器使用圖像分析技術(shù)確定該橫截面空隙面積(即，從端面觀看該 過濾嘴段時(shí)由通道提供的面積)。[0052]在一個(gè)方面，該聚集的紙可以被褶皺化。該褶皺可以沿著可被聚集以提供過濾嘴 段的紙的長度延伸。褶皺模式可以不同，并且當(dāng)從端面觀看時(shí)可以具有波浪狀、方波狀或者 鋸齒狀褶皺。例如，該紙可以被褶皺成當(dāng)從端面觀看時(shí)具有波浪形狀，該褶皺模式的每個(gè)峰 之間的距離可以為大約0.5至大約2_。作為另一個(gè)實(shí)施例，該紙可以被褶皺成使得該褶皺 模式的每個(gè)峰之間的距離可以為大約0.3至大約1_，該褶皺模式的深度可以為大約0.2至 大約1mm，并且該褶皺模式可以為使得每個(gè)峰可以被略微扁平，并且每個(gè)谷可以略微扁平。[0053]可以用來將紙隆起或褶皺的方式可以不同。有些情況下，可能在將紙隆起或褶皺 之前希望使紙濕潤。例如，可以通過向具有大約10%重量百分比的水分含量的紙幅噴水或 者以其他方式與水接觸，以實(shí)現(xiàn)大約30%至大約50%重量百分比的水分含量。然后可以在 加熱的情況下(例如，在大約120°C)使?jié)駶櫟募埪∑鸹蝰薨?。然后通過對流或者使用微波 干燥技術(shù)將濕潤的紙干燥到大約10%重量百分比的水分含量。然后干燥的、隆起并且/或 者褶皺的紙幅可以聚集成連續(xù)的棒。該連續(xù)的棒可以被分割成期望長度的過濾棒。[0054]過濾嘴段，例如圖3和圖4中所示的過濾嘴段326，可以使用聚集的紙來提供，并 且可以包括多個(gè)縱向延伸的溝道或通道324。通常，溝道或通道324可以沿著過濾嘴段的 整個(gè)長度延伸。該涂布紙可以聚集成使得主流煙氣中的氣溶膠顆?？梢源┻^該縱向延伸的 通道，并且趨向于不與紙的各種組成成分(例如，紙組合物和/或涂布組合物)的物理相互作 用(例如，碰撞)達(dá)到顯著程度，同時(shí)主流煙氣的氣相成分可以展現(xiàn)出與紙的這些成分的物 理和化學(xué)相互作用趨向于到顯著程度。由于可以通過聚集紙幅來形成空氣通道或溝道，所 以所述多個(gè)溝道的各個(gè)溝道可以是不同形狀和尺寸?？梢源┻^過濾嘴段326縱向延伸的溝 道或通道324的數(shù)目可以不同。典型地，可以聚集的隆起或褶皺的紙比那些沒有首先隆起 或褶皺而只可以聚集的紙?zhí)峁└髷?shù)目的縱向延伸的溝道。[0055]例如，對于可以通過聚集褶皺的紙(例如，可以被褶皺的具有大約5.5英寸寬度的 紙)來提供的具有大約23mm至大約25mm周長的棒，縱向延伸的通道數(shù)目典型地可以從大約 100至大約200，一般大約120至大約180，并且通常大約130至160。典型地，當(dāng)從端面觀 看該過濾嘴段時(shí)，每個(gè)這種通道的面積可以從大約0.05至大約0.3mm2, 一般大約0.06至大 約0.2mm2,并且通常大約0.07至大約0.17mm2。對于可以通過使紙(例如，具有大約8.5英寸寬度的紙)聚集來提供的具有大約23mm至大約25mm周長的棒，縱向延伸通道的數(shù)目典型 地可以從大約45至大約100，一般大約50至大約95，并且通常大約60至大約80。典型地， 當(dāng)從端面觀看該過濾嘴段時(shí)，每個(gè)這種通道的面積可以從大約0.01至大約0.2mm2, 一般大 約0.02至大約0.1mm2,并且通常大約0.03至大約0.07mm2。[0056]在有些實(shí)施方式中，該紙可以聚集在過濾嘴段的整個(gè)橫截面區(qū)域內(nèi)。這樣，該紙和 通過聚集該紙?zhí)峁┑目諝馔ǖ揽梢蕴畛溥^濾嘴段的整個(gè)橫截面區(qū)域。另外，該過濾嘴段可 以沒有任何橫截面積很大的通道。優(yōu)選地，當(dāng)從端面觀看該過濾嘴段時(shí)，該過濾嘴段可以沒 有任何面積大于大約Imm2的空氣通道，并且最優(yōu)地，可以沒有面積大于大約2_2的通道。[0057]用于制造根據(jù)本發(fā)明的過濾嘴的工藝可以基本類似于上述與傳統(tǒng)的紙或醋酸纖 維素絲束過濾嘴有關(guān)的工藝。本文描述的每種生物可降解材料都可以用本領(lǐng)域中已知的方 式來處理，以形成過濾嘴(例如，作為聚集的紙、絲束纖維、通過使膜原纖化得到的纖維、通 過熔噴和濕法工藝形成的非機(jī)織物)。如上所述，該纖維(包括施加到紙組合物和/或其他 纖維基質(zhì)的纖維)可以在形成期間或之后用醋酸纖維素涂布。作為選擇或者附加地，可以在 組裝成過濾嘴結(jié)構(gòu)(以單個(gè)形式、多過濾嘴棒或者本領(lǐng)域中已知的其他結(jié)構(gòu))期間，處理該 纖維和/或紙組合物。[0058]在本公開的一個(gè)實(shí)施方式中，紙組合物基質(zhì)可以用醋酸纖維素涂布并且/或者用 醋酸纖維素纖維或本文描述的涂布醋酸纖維素的其他生物可降解纖維植絨，并且使用已知 的技術(shù)或者將來開發(fā)并使用的技術(shù)聚集以形成過濾嘴段。得到的過濾嘴可以具有與傳統(tǒng)的 醋酸纖維素絲束過濾嘴更類似的表面化學(xué)性質(zhì)、以及與傳統(tǒng)的紙過濾嘴更類似的生物可降 解能力特性。生物可降解能力特性可以被紙組合物和醋酸纖維素的組合的協(xié)同作用進(jìn)一步 增強(qiáng)。可以布置在該涂布紙表面上的纖維可以從紙表面軸向延伸到過濾嘴段的縱向延伸的 溝道或通道中。與傳統(tǒng)的紙過濾嘴相比，在包含該過濾嘴的吸煙制品的使用期間，該纖維延 伸可以提供增強(qiáng)的主流氣溶膠的各種組分和過濾嘴段的各種組分之間的機(jī)械和/或化學(xué) 相互作用。換句話說，植絨的纖維可以沉積在生物可降解基質(zhì)材料的表面上，并且配置為在 縱向溝道或通道內(nèi)軸向延伸，以與流過其中的主流氣溶膠接觸。植絨的纖維可以在與過濾 嘴段的縱軸垂直的方向上或者在相對于過濾嘴段的縱軸的任何其他方向上延伸。從而與傳 統(tǒng)的紙過濾嘴相比，可以實(shí)現(xiàn)與傳統(tǒng)的醋酸纖維素過濾嘴更類似的風(fēng)味。一些吸煙者可能 發(fā)現(xiàn)其是令人滿意。[0059]在本公開的另一實(shí)施方式中，可以如本文描述的那樣涂布和/或原纖化紙組合物 基質(zhì)，并且使用已知的或開發(fā)的技術(shù)聚集以形成過濾嘴段。得到的過濾嘴可以具有多個(gè)部 分的從紙表面軸向延伸到過濾嘴段的縱向延伸溝道或通道中的原纖化紙和/或醋酸纖維 素膜。換言之，可以通過將生物可降解基質(zhì)材料原纖化而產(chǎn)生的原纖化纖維(例如，紙材料 纖維和/或涂布紙材料纖維)可以在縱向溝道或通道內(nèi)軸向突出到生物可降解基質(zhì)材料的 表面之外，這可以提供如本文中描述的與主流氣溶膠增強(qiáng)的機(jī)械和/或化學(xué)相互作用。原 纖化的過濾嘴可以在與過濾嘴段的縱軸垂直的方向上或者在相對于過濾嘴段的縱軸的任 何其他方向上延伸。[0060]多段過濾的香煙用的過濾元件成分或者過濾元件的段典型地可以由使用傳統(tǒng)類 型的棒形成單元，如可從Haun1-Werke Korber&C0.KG公司獲得KDF-2和KDF-3E型棒形成 單元，產(chǎn)生的過濾棒來提供。典型地，可以使用絲束加工單元提供過濾嘴材料，如過濾嘴絲束。示例性的絲束加工單元已經(jīng)可以通過商業(yè)獲得，如美國北卡羅來納州溫斯頓塞勒姆市 的Ar jay Equipment公司提供的E_60。其他示例性的絲束加工單元也已經(jīng)通過商業(yè)獲得， 如可從 Haun1-Werke Korber&C0.KG 公司獲得的 AF-2、AF-3 和 AF-4。另外，在 Byrne 的美 國專利4281671號、Green, Jr.等的美國專利4862905號、Siems等的美國專利5060664 號、Rivers的美國專利5387285號以及Lanier, Jr等的美國專利7074170號中給出了用于 操作過濾材料供給單元和過濾嘴生產(chǎn)單元的代表性方式和方法。在Pryor等的美國專利 4807809號和Raker的美國專利5025814中給出了用于將過濾材料提供給過濾棒形成單元 的其他類型的技術(shù)，這些專利通過引用并入本申請中。[0061]香煙過濾棒，包括根據(jù)本公開的實(shí)施方式制成的香煙過濾棒，可被用于提供多段 過濾棒?？梢允褂脗鹘y(tǒng)上已經(jīng)被用于提供多段香煙過濾嘴成分的多種棒形成單元實(shí)施多 段過濾棒的生產(chǎn)。可以使用可從德國漢堡市的Haun1-Werke Korber&C0.KG公司獲得的 Mulfi品牌名稱下的香煙過濾棒生產(chǎn)裝置制造多段香煙過濾棒。在Lawrence等的美國專利 4920990號、Thesing等的美國專利5012829號、Raker的美國專利5025814號、Jones, Jr.等 的美國專利5074320號、White等的美國專利5105838號、Arzonico等的美國專利5271419 號、Blakley等的美國專利5360023號、Gentry等的美國專利5396909號、Banerjee等的美 國專利5718250號、Jupe等的美國專利6761174號、Dube等的美國專利7836895號、Crooks 等的美國專利7240678號、Zhang的美國專利7568485號、Woodson等的美國專利申請公報(bào) 2006/0090769號、Mishra等的美國專利申請公報(bào)2006/0144412號、Belcastro等的美國專 利申請公報(bào)2006/0157070號、Coleman, III等的美國專利申請公報(bào)2007/0056600號、Kim 的PCT公報(bào)W003/009711號以及Xue等的PCT公報(bào)WO 03/047836號中給出了代表性的過 濾嘴設(shè)計(jì)和成分類型，包括代表性的分段香煙過濾嘴類型，這些專利文獻(xiàn)通過引用并入本 申請中。[0062]多段過濾元件典型地可以由所謂的“六聯(lián)”過濾棒、“四聯(lián)”過濾棒和“兩聯(lián)”過 濾棒來提供，這些過濾棒是傳統(tǒng)上用于制造過濾香煙的一般樣式和配置，并且可以使用傳 統(tǒng)類型的或者適當(dāng)改進(jìn)的香煙棒處理裝置來處理，如可從Haun1-Werke Korber&C0.KG公 司獲得的Lab MAX、MAX、MAX S或者M(jìn)AX 80型接裝處理裝置。例如，參見Erdmann等的美 國專利3308600號、Heitmann等的美國專利4281670號、Reuland等的美國專利4280187 號、Greene, Jr.等的美國專利4850301號、Vos等的美國專利6229115號、Holmes的美國 專利7434585號、Read, Jr.的美國專利7296578號以及Draghetti的美國專利申請公報(bào) 2006/0169295號中給出的裝置類型，這些專利文獻(xiàn)通過引用并入本申請中。[0063]本發(fā)明的過濾元件可以包含在Clearman等的美國專利4756318號、Baner jee等的 美國專利4714082號、White等的美國專利4771795號、Sensabaugh等的美國專利4793365 號、Clearman等的美國專利4989619號、Clearman等的美國專利4917128號、Korte的美 國專利4961438號、Serrano等的美國專利4966171號、Bale等的美國專利4969476號、 Serrano等的美國專利4991606號、Farrier等的美國專利5020548號、Shannon等額美國 專利5027836號、Clearman等的美國專利5033483號、Schlatter等的美國專利5040551 號、Creighton等的美國專利5050621號、Baker等的美國專利5052413號、Lawson的美國 專利5065776號、Nystrom等的美國專利5076296號、Farrier等的美國專利5076297號、 Clearman等的美國專利5099861號、Drewett等的美國專利5105835號、Barnes等的美國專利5105837號、Hauser等的美國專利5115820號、Best等的美國專利5148821、Hayward等 的美國專利5159940號、Riggs等的美國專利5178167號、Clearman等的美國專利5183062 號、Shannon等的美國專利5211684號、Deevi等的美國專利5240014號、Nichols等的美 國專利5240016號、Clearman等的美國專利5345955號、Casey, III等的美國專利5396911 號、Riggs等的美國專利5551451號、Bensalem等的美國專利5595577號、Meiring等的 美國專利5727571號、Barnes等的美國專利5819751號、Matsuura等的美國專利6089857 號、Beven等的美國專利6095152號以及Beven等的美國專利6578584號中給出的香煙類 型內(nèi)，這些專利文獻(xiàn)通過引用并入本申請中。此外，本發(fā)明的過濾元件可以包含在已經(jīng)由 R.J.Reynolds煙草公司生產(chǎn)的“Premier”和“Eclipse”品牌名稱下的香煙類型內(nèi)。例如,參 見Chemical and Biological Studies on New Cigarette Prototypes that Heat Instead of Burn Tobacco, R.J.Reynolds Tobacco Company Monograph (1988)和 Inhalation Toxicology, 12:5，p.1-58 (2000)中描述的香煙類型,這兩份文獻(xiàn)通過引用并入本申請中。[0064]在典型的香煙過濾嘴制造期間，通?？梢允褂脙煞N添加劑以將成型紙和/或裝接 紙固定到過濾材料周圍并且/或者在過濾嘴本身內(nèi):(I)用于膠合成型紙的邊緣的熱熔性 粘合劑，以及(2)用于膠合裝接紙的基于含水分散劑的粘合劑。盡管這些粘合劑的物理形 式可能不同，但是這兩種粘合劑典型地可以包括乙烯醋酸乙烯酯作為主要聚合物成分。乙 烯醋酸乙烯酯通常不被認(rèn)為是容易生物可降解的聚合物。在配制能夠加速降解的香煙過濾 嘴時(shí)(例如，通過采用本文公開的結(jié)構(gòu)，或者用已經(jīng)證明能夠加速生物降解的紙和/或聚合 物形成過濾嘴)，會希望用來在兩層紙內(nèi)將過濾材料保持在一起的粘合劑也是生物可降解 的。在香煙過濾嘴中可以使用某些生物可降解的粘合劑作為熱熔膠和含水分散劑?？勺鳛?熱熔膠直接使用的或者在與常用的塑化劑和增粘劑混合后使用的生物可降解聚合物是可 商業(yè)上獲得的?？勺鳛楹稚?yīng)用的生物可降解聚合物可以在通過若干個(gè)方法中的一 個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)換成分散劑之后作為接裝膠來使用。在2010年12月8日提交的美國專利申請 12/963275號中描述了可商業(yè)獲得的生物可降解聚合物和將生物可降解聚合物轉(zhuǎn)換為分散 劑的方法。[0065]典型地，可以使用卷煙機(jī)，如傳統(tǒng)的自動卷煙機(jī)，制造香煙棒。在2010年12月8 日提交的美國專利申請12/963275號中描述了卷煙機(jī)、其部件和操作的例子。自動卷煙機(jī) 可以提供連續(xù)形成的香煙棒或可抽吸棒，該連續(xù)形成的可抽吸棒可以再分成的期望長度的 可抽吸棒。[0066]本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會理解，本文沒有專門描述的實(shí)施方式也可以在本發(fā)明的范 圍內(nèi)實(shí)施，包括本文針對不同實(shí)施方式描述的特征可以相互結(jié)合并且/或者與當(dāng)前已知的 或者將來開發(fā)的技術(shù)結(jié)合，同時(shí)保持在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)。因此，以上詳細(xì)描述目的在 于說明而不是限制。并且應(yīng)當(dāng)理解，所附權(quán)利要求，包括所有等同物，目的在于限定本發(fā)明 的精神和范圍。此外，上述優(yōu)點(diǎn)不一定是本發(fā)明僅有的優(yōu)點(diǎn)，并且本發(fā)明的每個(gè)實(shí)施方式不 一定都會實(shí)現(xiàn)所描述的所有優(yōu)點(diǎn)。
【權(quán)利要求】
1.一種用作吸煙制品的一部分的過濾材料，包括:生物可降解基質(zhì)材料；布置在所述生物可降解基質(zhì)材料的至少一個(gè)表面上的涂布組合物；以及突出到所述生物可降解基質(zhì)材料的所述至少一個(gè)表面之外的多個(gè)纖維。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過濾材料，其中所述生物可降解基質(zhì)材料包括紙組合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過濾材料，其中所述涂布組合物包括醋酸纖維素和塑化的醋酸纖維素中的至少之一。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過濾材料,其中所述多個(gè)纖維中的每一個(gè)包括從由以下材料構(gòu)成的組中選擇的至少一種材料:醋酸纖維素、塑化的醋酸纖維素、聚羥基脂肪酸酯、聚乳酸、聚己內(nèi)酯、聚琥珀酸己二酸丁二醇酯、聚乙烯醇、淀粉、再生纖維素、紙材料和聚酰胺酯。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的過濾材料，其中所述多個(gè)纖維包括布置在所述多個(gè)纖維中的至少之一上的涂布組合物,所述涂布組合物包括醋酸纖維素和塑化的醋酸纖維素中的至少之一 O
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過濾材料，其中所述多個(gè)纖維包括通過植絨沉積在所述生物可降解基質(zhì)材料的表面上的至少一個(gè)植絨纖維。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過濾材料，其中所述多個(gè)纖維包括通過原纖化在所述生物可降解基質(zhì)材料的表面上產(chǎn)生的至少一個(gè)原纖化的纖維。
8.一種包括根據(jù)權(quán)利要求1所述的過濾材料的吸煙制品。
9.一種生產(chǎn)根據(jù)權(quán)利要求1所述的過濾材料的方法，所述方法包括:用所述涂布組合物涂布所述生物可降解基質(zhì)材料的所述至少一個(gè)表面；以及通過植絨將所述多個(gè)纖維沉積在所述涂布的生物可降解基質(zhì)材料的所述至少一個(gè)表面上。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述生物可降解基質(zhì)材料包括紙組合物，并且所述涂布組合物包括醋酸纖維素和塑化的醋酸纖維素中的至少之一。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述多個(gè)纖維中的每一個(gè)包括從由以下材料構(gòu)成的組中選擇的至少一種材料:醋酸纖維素、塑化的醋酸纖維素、聚羥基脂肪酸酯、聚乳酸、 聚己內(nèi)酯、聚琥珀酸己二酸丁二醇酯、聚乙烯醇、淀粉、再生纖維素、紙材料和聚酰胺酯。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述多個(gè)纖維包括布置在所述多個(gè)纖維中的至少之一上的醋酸纖維素和塑化的醋酸纖維素中至少之一的涂層。
13.一種用于生產(chǎn)根據(jù)權(quán)利要求1所述的過濾材料的方法，所述方法包括:用所述涂布組合物涂布所述生`物可降解基質(zhì)材料的所述至少一個(gè)表面；以及原纖化所述涂布的生物可降解基質(zhì)材料以產(chǎn)生所述多個(gè)纖維。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述生物可降解基質(zhì)材料包括紙組合物。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述涂布組合物包括醋酸纖維素和塑化的醋酸纖維素中至少之一。
16.一種用作吸煙制品的一部分的過濾元件，包括:過濾材料，所述過濾材料包括生物可降解基質(zhì)材料、布置在所述生物可降解基質(zhì)材料的至少一個(gè)表面上的涂布組合物以及突出到所述生物可降解基質(zhì)材料的所述至少一個(gè)表面之外的多個(gè)纖維。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的過濾元件，其中所述過濾元件被配置為聚集的紙，所述聚集的紙具有在其中縱向延伸的至少一個(gè)縱向通道，并且所述多個(gè)纖維中的至少一個(gè)被配置為在所述至少一個(gè)縱向通道內(nèi)軸向延伸，以接觸處于其中的主流氣溶膠。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的過濾元件，其中所述多個(gè)纖維中的至少一個(gè)通過植絨沉積在所述生物可降解基質(zhì)材料的所述至少一個(gè)表面上。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的過濾元件，其中所述多個(gè)纖維中的每一個(gè)包括從由以下材料構(gòu)成的組中選擇的至少一種材料:醋酸纖維素、塑化的醋酸纖維素、聚羥基脂肪酸酯、聚乳酸、聚己內(nèi)酯、聚琥珀酸己二酸丁二醇酯、聚乙烯醇、淀粉、再生纖維素、紙材料和聚酰胺酯。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的過濾元件，其中所述多個(gè)纖維包括布置在所述多個(gè)纖維中的至少之一上的醋酸纖維素和塑化的醋酸纖維素中至少之一的涂層。
21.根據(jù)權(quán)利要求16所述的過濾元件，其中所述多個(gè)纖維中的至少一個(gè)是通過使所述過濾材料原纖化而產(chǎn)生的。
22.一種包括根據(jù)權(quán)利要求16所述的過濾元 件的吸煙制品。
【文檔編號】A24D3/10GK103561600SQ201280026528
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2012年5月8日 優(yōu)先權(quán)日:2011年5月31日
【發(fā)明者】安德里斯·D·塞巴斯蒂安, 斯蒂芬·本森·西爾斯, 史蒂文·L·奧爾德曼 申請人:R·J·雷諾茲煙草公司