CN101252850A - 制造过滤嘴丝束的方法 - Google Patents

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Abstract

一种制备纤维素醋酸酯纤丝蜷曲丝束的方法，包括步骤：a)提供纤维素醋酸酯粘稠物、b)由该粘稠物形成纤丝(23)、c)向该纤丝施加至少一种添加剂、d)卷曲该纤丝，以形成蜷曲丝束，其中该至少一种添加剂能从香烟烟雾中除去一种组分。优选地，该组分是Hoffmann分析物。添加剂可包括溶液、液体、乳液或颗粒材料或其组合。优选地，添加剂包括一种酸性化合物或一种碱性化合物。添加剂可以包括苹果酸、碳酸钾、柠檬酸、酒石酸、乳酸、抗坏血酸、聚乙烯亚胺、环糊精、氢氧化钠、氨基磺酸、氨基磺酸钠、聚乙酸乙烯酯和羧化丙烯酸酯或盐、碳、二氧化硅、沸石、粘土、矾土、金属、分子筛或离子交换树脂。产品丝束可在标准设备上加工以制造可由其制得香烟过滤嘴小段的高效滤嘴条，该过滤嘴小段给出主要烟气组分的显著提高且选择性的保留值。

Description

制造过滤嘴丝束的方法
发明领域
本发明涉及制造纤丝蜷曲丝束的方法，该蜷曲丝束被称为过滤嘴丝束，其适合转化成用作烟草烟雾过滤嘴的滤嘴条。最常使用的过滤嘴丝束包括因其能制造高品质过滤嘴而受到重视的纤维素醋酸酯纤丝。
发明背景
为减少香烟烟雾主气流中特定成分的含量，烟草业的制造商正设法开发选择性过滤法。为了这一目的，已经设计出在很多情况下涉及使用具有吸收剂表面的多孔颗粒特别是活性炭颗粒的不同滤嘴条结构。在滤嘴条中包含这样的颗粒可以对过滤嘴的效率产生重要影响，但却可能涉及更复杂和昂贵的滤嘴条制造工艺。
已有的一种方法是具有多段过滤嘴，其中碳颗粒被封闭在过滤嘴的内段，进入口腔的过滤嘴部分则是标准的纤维素醋酸酯纤丝过滤嘴。在一种三段滤嘴中，例如，中间段可以包含松散的碳颗粒层。但是，香烟过滤嘴中松散的颗粒层有时可能通过引导穿过它的烟流而越过作为过滤介质的作用。
另一种方法是在滤嘴条制造阶段通过使用喷到蜷曲丝束上的增塑剂或粘合剂将碳颗粒粘附在纤丝上而向滤嘴条中掺入碳。但这种方法会在颗粒的施加中产生差异。
惯常地，掺入香烟过滤嘴的附加组分是在由蜷曲丝束形成滤嘴条的阶段中或之后加入的。例如，US 6,145,511公开在常规的滤嘴条的制造过程中向过滤嘴中加入各种化合物。据说，附加组分是在制条过程中与常规增塑剂三醋精混合在一起的。
上述涉及在制条阶段掺入附加组分的工艺增加了制条工艺的复杂性。此外，一些工艺不灵活，表现在为完成所述添加特定物质的步骤，制条机往往需要按用户要求设计或需要大规模改造。
WO 91/12737中公开了掺入附加组分的另一种方法。该文件公开了在纺丝以用在过滤嘴制造之前将酸性化合物溶进纤维素醋酸酯纺丝溶液中的步骤。将酸性物质掺进纺丝溶液意在改变过滤过的香烟烟雾中的尼古丁与焦油的比例。
本发明设法提供一种制造过滤嘴丝束的改进方法，该方法可用于滤嘴条和香烟制造。本发明还设法提供改进的过滤嘴丝束。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供了一种制备纤维素醋酸酯纤丝蜷曲丝束的方法，该方法包括下列步骤：
提供纤维素醋酸酯粘稠物
由该粘稠物形成纤丝
向该纤丝施加至少一种添加剂
卷曲纤丝，以形式蜷曲丝束
其中，该至少一种添加剂能从香烟烟雾中除去一种组分。
优选地，该至少一种添加剂包括溶液、乳液、流体、或颗粒材料或其组合。
便利地，该至少一种添加剂包括一种酸性化合物或一种碱性化合物。
有利地，该至少一种添加剂包括苹果酸、碳酸钾、柠檬酸、酒石酸、乳酸、抗坏血酸、聚乙烯亚胺、环糊精、氢氧化钠、氨基磺酸、氨基磺酸钠、聚乙酸乙烯酯和羧化丙烯酸酯(盐)(Carboxylatedacrylate)。
优选地，该至少一种添加剂包括碳、二氧化硅、沸石、粘土、矾土、金属、分子筛、或离子交换树脂的颗粒。
便利地，碳包括活性炭。
有利地，该颗粒包括能产生气体排放的材料。
优选地，该材料为能在加热和/或减压作用下挥发产生气体或蒸气的液体。
便利地，该材料是水。
有利地，该方法进一步包括将颗粒在施加于纤丝之前浸渍在水中的步骤。
优选地，用粘合剂将该至少一种添加剂施加于纤丝。
便利地，该粘合剂包括纤维素醚。
有利地，该粘合剂包括甲基纤维素。
优选地，该方法进一步包括将发散抑制剂施加于纤丝的步骤。
便利地，该发散抑制剂为甘油。
有利地，纤丝具有非圆形横截面。
优选地，纤丝具有多叶片横截面。
便利地，该组分是Hoffmann分析物。
有利地，该组分包括氰化氢、甲醛、吡啶、喹啉或苯酚。
优选地，由粘稠物形成纤丝的步骤包括将粘稠物挤出纺丝头形成一组纤丝，并干燥纤丝以除去粘稠物溶剂。
便利地，在干燥步骤中将该至少一种添加剂施加于纤丝。
有利地，在干燥步骤之后将该至少一种添加剂施加于纤丝。
优选地，该方法包括将由多个纺丝头产生的纤丝合并以制备纤丝带状丝束的步骤。
便利地，在形成带状丝束之前将该至少一种添加剂施加于纤丝。
有利地，在形成带状丝束之后将该至少一种添加剂施加于纤丝。
优选地，刚好在形成蜷曲丝束的卷曲步骤之前将该至少一种添加剂施加于纤丝。
便利地，该至少一种添加剂包括多种添加剂。
有利地，该多种添加剂包括两种添加剂。
优选地，该多种添加剂包括三种添加剂。
便利地，该多种添加剂被独立地施加于纤丝。
有利地，该多种添加剂被同时施加于纤丝。
优选地，该多种添加剂被先后施加于纤丝。
便利地，该多种添加剂中的每一种被掺进纤丝基本上分开的部分。
有利地，该方法包括将多种添加剂以条带状施加于带状丝束的步骤。
优选地，将多种添加剂以条带状施加于带状丝束的步骤进一步包括在相邻条带之间施加阻隔材料。
便利地，该阻隔材料包括白油。
有利地，由粘稠物形成纤丝的步骤包括将粘稠物挤出纺丝头形成一组纤丝，并干燥纤丝以除去粘稠物溶剂。
优选地，在干燥步骤中将多种添加剂中的一种施加于纤丝并在干燥步骤之后将多种添加剂中的另一种施加于纤丝。
便利地，将多种添加剂中的一种施加于由第一纺丝头形成的纤丝，并将多种添加剂中的另一种施加于由第二纺丝头形成的纤丝。
有利地，提供纤维素醋酸酯粘稠物的步骤包括向该粘稠物中掺入至少一种添加剂。
优选地，该方法进一步包括将纤丝蜷曲丝束卷成捆包的步骤。
有利地，该方法进一步包括由纤丝蜷曲丝束形成滤嘴条的步骤。
优选地，形成滤嘴条的步骤进一步包括将至少一种添加剂掺入滤嘴条。
有利地，将颗粒添加剂掺入纤丝丝束。
优选地，将颗粒添加剂掺进滤嘴条的空腔中。
便利地，形成滤嘴条的步骤包括将多个滤嘴条段合并在一起以形成滤嘴条。
优选地，该多个滤嘴条段中的各段包括掺有不同添加剂的纤丝。
便利地，该滤嘴条包括三个滤嘴条段。
有利地，该方法进一步包括由滤嘴条形成香烟的步骤。
根据本发明的另一方面，提供了一种能由如上所述的一种方法获得的纤维素醋酸酯纤丝蜷曲丝束。
根据本发明的再一方面，提供了一种能由如上所述的一种方法获得的丝束捆包。
优选地，该丝束捆包适合于用在需很少或不需改造的常规制卷机上。
根据本发明的又一方面，提供了一种能由如上所述的一种方法获得的滤嘴条。
根据本发明的又一另外方面，提供了一种能由如上所述的一种方法获得的香烟。
本发明可包括一个或多个下列优选特征。
优选地，如果该至少一种添加剂包括颗粒，则在带状丝束形成之前将该颗粒施加于纤丝。
便利地，如果该至少一种添加剂包括颗粒，则不对该颗粒进行预处理，该预处理使颗粒负载能从颗粒产生气体排放的物质。
有利地，如果该至少一种添加剂包括颗粒，则不用粘合剂将颗粒粘合至纤丝。
下面将参照附图举例说明本发明。其中：
图1为显示纤维素醋酸酯丝束常规制备的示意图；
图2为向纺丝仓中引入添加剂溶液的示意图；
图3为向纺丝仓中引入颗粒添加剂的示意图；
图4为向刚离开纺丝仓之后的纤丝施加添加剂的示意图；
图5为用于向纤丝丝束施加添加剂的施加器的平面图；
图6为通过如图5所示的一对施加器的纤丝带状丝束的剖面图；
图7为用于向纤丝丝束施加两种添加剂的施加器的平面图；
图8为通过如图7所示的一对施加器的纤丝带状丝束的剖面图；
图9为用两种添加剂处理的带状丝束的平面图；
图10为用三种添加剂处理的带状丝束的平面图；
图11为四组已处理过的纤丝结合成带状丝束的平面图；
图12为没有添加剂的对照纤丝在1000倍放大倍率下的扫描电子显微照片；
图13为用苹果酸处理的纤丝在1000倍放大倍率下的扫描电子显微照片；和
图14为如图13所示的已处理过的纤丝在10000倍放大倍率下的扫描电子显微照片。
下面将参照图1说明制造纤维素醋酸酯过滤嘴丝束的常规方法。原料通常为由木浆制得的纤维素醋酸酯散片。纤维素醋酸酯散片在混合器1中溶于含约97％的丙酮和约3％的水的溶剂中，形成被称为纺丝粘稠物的较粘稠的溶液。溶解后，粘稠物一般通过抽吸过过滤系统2而经历两级过滤工艺，以除去纤维状或颗粒状物质，否则这些物质会在后续的纺丝步骤中引起麻烦。过滤后，滤过的粘稠物在预热和泵入一系列纺丝仓4之前进入储料罐3。
每个纺丝仓4包括一位于较长干燥室6之上的纺丝头5。纺丝头5具有一通常包括数百个小孔的头，通过这些小孔粘稠物在加压下被挤压出来。这些孔可以是例如圆形、三角形、正方形或矩形的，这些形状使纤丝分别具有雉堞状、“Y”形、“X”形和狗骨形的横截面。在挤压通过纺丝头5后，粘稠物形成一组纤丝7，该纤丝向下通过起除去大部分粘稠物溶剂作用的干燥室6。这通常包括使热空气逆流通过，该热空气用来从挤压出的纤丝组中蒸发掉大部分丙酮。在干燥步骤中，纤丝列7被集聚在一起，以形成离开干燥室6的集聚纤丝组8。
在离开干式纺丝仓4后，为提供有益特性，通常对集聚纤丝组8施加“经纹擦光整理”(spin finish)。经纹擦光整理通常包括一种含白油和表面活性剂的水包油乳剂。这用来保护纤丝免遭磨损、赋予减小的摩擦并避免静电问题。经纹擦光整理是通过使集聚纤丝组8通过浸入经纹擦光整理储罐中的轧辊9来施加的。
由于每个纺丝仓产生较少量的纤丝，将例如为25至100但一般为50左右的若干纺丝仓的输出物合并成被称作带状丝束的纤丝条或带。为清楚起见，图1中仅示出四个纺丝仓。如图所示，各纺丝仓4的输出物通过一系列导杆10合并成带状丝束11。
带状丝束11包含大量单丝，一般为2,000至40,000左右。为了形成在滤嘴条制造阶段打开成一致的网的一致的带状丝束并给丝束赋予能够制造稳定滤嘴条的特性，使带状丝束经过卷曲步骤，该步骤包括使带状丝束通过卷曲机12，这通常沿丝束长度方向赋予正弦曲线形的卷曲。这一般使带状丝束11通过一对轧辊和被称为“填料箱(stuffer-box)”的箱的卷曲来实现。
随后使卷曲带状丝束13通过包括若干不同温度和湿度区的调整器14，以保证蜷曲丝束13中的大部分剩余溶剂被除去并被恢复到丝束的自然吸湿率。
尽管不是常规丝束制造中的常规步骤，但可使已调整过的蜷曲丝束15通过以略微不同速度运行的一对轧辊16来进行拉伸步骤。如下文更详细地论述的，此拉伸步骤在本发明的方法中可能有用。
然后将蜷曲丝束15小心地卷进容器17中，并随后通过水压机18压缩以产生蜷曲丝束捆包19。之后可将捆包19出售给滤嘴条或香烟制造商，用于加工成香烟过滤嘴条并随后并入香烟中。
压缩丝束19提供了一种被称作捆包的便利的压实体，其含有用于制备香烟滤嘴条的相对较长的卷曲丝束15。制备香烟滤嘴条的过程包括从捆包19中拉出蜷曲丝束15的一端，并使其通过生产香烟滤嘴条的制条机。在这一过程中，蜷曲丝束15通过若干个机械和/或空气扩张装置以打开丝束网。在最后的扩展步骤中，在通过使拉伸丝束网聚集成圆形的配件和用纸质外壳包装圆形过滤嘴芯杆前，用增塑剂(一般为三醋精)喷淋拉伸丝束网。随后将包有纸的过滤嘴芯杆切成单个滤嘴条，用在制备香烟的后续步骤中。这些后续步骤一般包括将滤嘴条切成单个香烟过滤嘴，然后将其与烟草条组合成完整的过滤嘴香烟。
正如前面所提到的，在现有技术中存在很多在制条阶段向蜷曲丝束中掺入附加组分的实例。这可包括用碳颗粒喷淋拉伸且已增塑处理的丝束网。由此，一些碳颗粒在形成过滤嘴之前被捕集在过滤嘴丝束网的纤丝内部。
此工艺导致一部分碳颗粒或是穿过网或是被网弹回。这些多余的颗粒需要被安全地在制造环境内收集，以供重复利用或被废弃。
提供一种已经掺有一种或多种附加组分、并且其随后可用在没有或仅有最小改造的常规制卷机上以生产能够或可能除去或减少烟雾主气流中的特定成分含量的蜷曲丝束捆包可能是非常有益的。
此外，这种方法也允许使用可能不适合在制卷阶段加入的分散体、溶液、液体或乳液。过滤嘴丝束通过制卷机的速度意味着在向拉伸丝束网中加入组分和由该丝束形成滤嘴条之间仅有零点几秒。因此，在制卷阶段引入的添加剂溶液、液体、乳液或分散体在形成最终滤嘴条之前可能几乎没有时间干燥。这会导致很多问题，如包装纸破损，配件、带、切割机和条输送机构阻塞和/或滤嘴条中的纤维收缩。但是，如果在制卷之前的制造阶段中向过滤嘴丝束施加溶液，则可以容许足够的时间用于各种添加剂所需的干燥。
对选择性降低香烟烟雾中特定组分含量的兴趣一直在持续增长。特别地，被称为Hoffmann分析物的一组化合物已被确定为选择性降低的目标。Hoffmann分析物名单中包括许多以各种含量存在于香烟烟雾中的不同化学品和组分。目前所列出的引起特别注意的化合物包括氰化氢、吡啶、喹啉、苯酚、乙醛、甲醇、异戊二烯、丙酮、丙烯醛和各种醛(如丙醛、巴豆醛、丁醛)、甲基乙基酮、1，3-丁二烯、丙烯腈、苯、甲苯和苯乙烯。减少和/或有区别地改变烟雾中焦油和尼古丁的含量也是令人感兴趣的。
下面列出Hoffmann分析物名单的一种限定：
无机气体
一氧化碳(CO)
氰化氢(HCN)
氰(CN)2
二硫化碳(CS)2
氨(NH)3
氮氧化物(NOx)
硫化氢(H2S)
联氨(N2H4)
金属
汞
镍
铅
镉
铬
砷
硒
醛
甲醛(H2CO)
乙醛(CH3CHO)
丙烯醛(CH2＝CHCHO)
巴豆醛(CH3CH＝CHCHO)
丙醛(CH3CH2CHO)
多芳烃
苯并(a)蒽(C18H12)
Benzo(b)flouroanthene(C20H12)
Benzo(1)fluoroanthene(C20H12)
Benzo(k)fluoroanthene(C20H12)
苯并(a)芘(C20H12)
二苯并(a，h)蒽
二苯并(a，l)芘
二苯并(a，e)芘
茚并(1，2，3-cd)芘
5-甲基
Figure S2006800313601D00121
(C19H14)
挥发性烃
1，3-丁二烯
异戊二烯
苯
苯乙烯
杂环化合物
吡啶(C5H5N)
尼古丁(C6H4NC4H7NCH2)
喹啉(C9H7N)
二苯(a，h)吖啶(C13H9N)
二苯(a，j)吖啶(C13H9N)
7H-二苯并(c，g)咔唑(C12H9N)
呋喃(C4H4O)
苯并(b)呋喃(C8H6O)
芳香胺
苯胺(C6H5NH2)
2-甲苯胺(CH3C6H4NH2)
2-萘胺(C10H7NH2)
4-氨基联苯(C6H5C6H4NH2)
N-杂环胺
2-氨基-9H-吡啶并(2，3-b)吲哚
2-氨基-3-甲基-9H-吡啶并(2，3-b)吲哚
2-氨基-3-甲基咪唑并(4，5-b)喹啉
3-氨基-1，4-二甲基-5H-吡啶并(4，3-b)吲哚
3-氨基-1-甲基-5H-吡啶并(4，3-b)吲哚
2-氨基-6-甲基(1，2-a：3，2-d)咪唑
2-氨基二吡啶并(1，2-a：3，2-d)咪唑
2-氨基-1-甲基-6-苯并咪唑并(4，5-1)吡啶
N-亚硝胺
N-亚硝基二甲胺((CH3)2NNO)
N-亚硝基乙基甲基胺((CH3CH2)(CH3)NNO)
N-亚硝基二乙胺((CH3CH2)2NNO)
N-亚硝基-二-n-丙胺((CH3(CH2)2)2NNO)
N-亚硝基-二-n-丁胺((CH3(CH2)3)2NNO)
N-Nitrosopyrrolidine((C4H8NNO))
N-亚硝基哌啶((C5H10NNO))
N-亚硝基-二乙醇胺
N-亚硝基降烟碱
N-亚硝基假木贼碱
4-(甲基亚硝胺)-1-(3-吡啶基)-1-丁酮
其它有机物
甲醇(CH3OH)
乙酰胺(CH3CONH2)
丙烯酰胺(CH2＝CHC(CH3)＝CH2)
丙烯腈(CH2＝CHCN)
乙腈(CH3CN)
氯乙烯(CH2＝CHCl)
环氧乙烷(CH2CH2O)
氨基甲酸乙酯(C2H5CO2NH2)
1，1-二甲基肼((CH3)2NNH2)
顺丁烯二酰肼(C4H4O2N2)
甲基异氰酸酯(C2H3NO)
2-硝基丙烷((CH)3CHNO2)
硝基苯(C6H5NO2)
苯酚(C6H5OH)
邻苯二酚(C6H4-1，2-(OH)2)
二辛基邻苯二甲酸酯
DDT((ClC6H4)2CHCCl3)
DDE((ClC6H4)2C＝CCl2)
本发明涉及在制造阶段向过滤嘴丝束中掺入一种或多种添加剂，这些添加剂可除去香烟烟雾主气流中的组分，特别是从香烟烟雾中除去Hoffmann分析物。“除去”意味着与不包含任何这样的添加剂的同等过滤嘴相比，本发明的过滤嘴可将香烟烟雾中组分的含量减少或完全除去。
下面列出可用于本发明的优选添加剂：
苹果酸
碳酸钾
柠檬酸
酒石酸
乳酸
抗坏血酸
聚乙烯亚胺
环糊精
氢氧化钠
氨基磺酸
氨基磺酸钠
聚乙酸乙烯酯
羧化丙烯酸酯
碳
二氧化硅
沸石
粘土
矾土
金属
分子筛
离子交换树脂
活性炭
醋酸纤维素纤丝
抗氧化剂
原花青素(proanthocyanidin)
浸渍碳
浸渍沸石
碳酸钠
碳酸氢钠
碳酸铵
甘油
硅酸钠
氨基酸
含氮杂环
聚酰胺
氨基丙基甲硅烷基衍生硅胶
磷酸三丁酯
柠檬酸三乙酯
封装液体
氯化钠+碱
增塑剂
可熔蜡
三甲基十八烷基硬脂酸铵
四元化合物
矿脂
糖酯
植物油
低沸点烃基或羟基烷基胺或具有铁族无机盐的双胺盐和胶态金属氢氧化物
含卤化合物
蛭石
亚铁的铁酸盐
含锆固体
聚合酰肼
氧化卟啉
略微聚合的糠醛
脱氧胆酸
聚合胺盐
胶原
硅酸钙
海藻酸钙
谷胱甘肽
氯化亚铁正铁复盐的水合物
维生素E
羟基肉桂酸
过碳酸钠
硅酸镁
乙酸季铵
蛋白质(酪蛋白、明胶、玉米蛋白、黄豆、面筋)
活性硅胶
氨基酸衍生物
聚胺
糖
水溶性树脂(PEO等)
膨胀珍珠岩
聚氨酯
芳香树脂
葡聚糖
聚烯烃
电气石
焦谷氨酸钠
酸的多价金属盐
铂
富勒烯衍生物
聚(亚芳基硫醚)
饱和环仲胺
氧化锰/二氢氧化锰
金
银
金属配位络合物
金属酞菁
硫酸亚铁
水滑石
脂肪酸
脂肪酸酯
铁铝化物
碳化铁铝
钛铝化物
碳酸氢铵
铜二氧化铈纳米颗粒
依地酸四钠
钯
多酚
烯二醇
H-S-X-SO3H
腐殖酸
鞣花酸
p-氨基苯甲酸
山梨酸
十一碳烯酸
硅酸
茴香油、八角茴香油、小茴香油、茴香脑、甲基胡椒酚、茴香酸及混合物
铜锌合金
金属氧化物氧化催化剂
尖晶石铁酸盐催化剂
氮化过渡金属氧化物纳米颗粒
过渡金属乙二胺复合物
氯化镁
氧化锌+碳酸盐
硫醇功能化吸附剂
脱乙酰壳多糖
纳米颗粒粘土或有机修饰的粘土
火山灰
多元羧酸
具有较高熔点蜡的OUTLAST胶囊
白云母
碳酸氢钠
包合物
淀粉
聚羟基烷羧酸盐
纳米二氧化钛
涂敷纳米二氧化钛
聚乙烯醇
聚丙烯酰胺
四铵盐
血红蛋白
卟啉环化合物
铝锌化合物
云母
DNA
吸水性聚合物
硅胶
海泡石
氧化铝
三醋精
碳酸钙
低熔点聚乙烯
聚乙烯乙基丙烯酸
纳米海绵
铜基笼形结构
棓酸丙酯
含铜沸石
单克隆抗体
硅藻壳
α-维生素E
Dendrimer催化剂
蛋白质纳米管
层状双氢氧化物
分子印记聚合物
氟化中孔二氧化硅
硅藻土
非石墨纳米管
普鲁士蓝类似物
选择性纳米胶囊
纳米金属、氧化物、碳化物和氮化物
矾土
TAHT-无色染料化学
二乙酸纤维素的低聚糖
钌+二氧化铈(CeO2)
聚(乙二醇)PEG
胺盐
小球藻属藻类
亚磷酸钠或亚磷酸钾
硫酸铵
高锰酸银
三硅酸镁
海泡石
分子筛
参照图2，根据纺丝仓20说明本发明的一个优选方面。纺丝仓20包括一位于干燥室22之上的纺丝头21。如图所示，粘稠物被挤出纺丝头21，产生一组纤丝23。纤丝23相对于热空气逆流通过长条形的干燥室22。热空气用来从挤出的纤丝组23中除去大部分丙酮。纤丝组在室22底部被集聚在一起，生成集聚纤丝组24，其通过施加经纹擦光整理的轧辊25并随后通过另外的制造过程。
如图所示，可在此阶段向纤丝组23中掺入一种添加剂。通过在纤丝组上喷淋气溶胶可在此阶段向纤丝中掺入颗粒状材料的分散体。图2显示向纤丝23中加入颗粒状碳酸钙。喷嘴26配有压缩空气用入口27和颗粒状碳酸钙用入口28。将颗粒状碳酸钙吹入干燥室22中，使其落在纤丝23上。这将颗粒材料有效地掺进纤丝中。此技术适用于添加剂的其它形式，包括溶液、液体和乳液。
图3显示本发明此方面的一个变体。纺丝仓30显示具有位于干燥室32之上的纺丝头31。粘稠物被泵出纺丝头31，从而形成纤丝组33。在穿过干燥室之后，集聚纤丝34通过施加经纹擦光整理的轧辊35。计量气流施加系统(MSA)36位于干燥室32中。当纤丝33穿过干燥室32时，MSA 36向纤丝33中有效地掺入一种添加剂。MSA包括一将液体泵至导杆的计量泵，导杆具有能将流体直接施加到纤维表面上的孔。流体可以是分散体、液体、乳液或溶液。
向过滤嘴丝束引入附加组分的一种替代方法示于图4。纺丝仓40显示产生集聚纤丝41。纤丝41通过向纤丝施加添加剂的施加器系统42。处理过的纤丝43随后在继续制造工艺之前经过经纹擦光整理轧辊44。施加器系统42可包括轧辊、喷雾器、MSA系统或现有技术已知的其它合适的系统。优选的施加器系统为诸如图3所示的MSA。
图5显示一种用于本发明的施加器50。施加器50具有通常为管状的形状，包括环绕内部充气室52的圆柱形侧壁51。在侧壁51上沿施加器50的长度方向装备有一系列孔53。该一系列孔53的长度基本等于纤丝带状丝束的宽度。施加器50的一端装备有添加剂入口54，而另一个被端壁55封闭。这样，添加剂可通过入口54以溶液、液体、乳液或分散体的形式被引入施加器50的内部52。随后添加剂可穿过孔53并被施加于带状丝束。
图6显示在实践中施加器50可以如何用于向醋酸纤维素带状丝束的两面施加添加剂。如上所述，来自多个纺丝头的输出物一般被集聚在一起并被整理成含数千根单丝的宽平长条。尽管可以将来自宽范围数目(例如25至100)个纺丝头的输出物集聚在一起，但一般用50到70左右个纺丝头的输出物来生产带状丝束57。带状丝束57穿过一对施加器，使第一施加器50与带状丝束57的上表面接触，并使第二施加器60与带状丝束57的下表面接触。第二施加器60的结构与第一施加器50类似。第一和第二施加器50和60布置成具有错位孔以确保在遍及带状丝束57的整个宽度上均匀施加添加剂。
当带状丝束57紧贴着经过第一施加器50时，添加剂被施于其整个上表面上，产生被部分处理过的丝束58。随后被部分处理过的丝束58紧贴着经过向其整个下表面施加添加剂的第二施加器60，产生最终的被处理过的丝束59。这样，可在带状丝束的两个面上都施加一种或多种添加剂的溶液、乳液、液体或分散体。在施加添加剂期间可使用溶剂、液剂、分散剂、粘合剂和或发散抑制剂。“粘合剂”通常为固体，而“发散抑制剂”通常为液体。
下面列出可用于本发明的优选粘合剂：
PVP
甲基纤维素
丙基纤维素
聚(乙烯醇)
聚(醋酸乙烯酯)
聚(乙亚胺)
聚(环氧乙烷)
糊精
聚乙二醇(PEGs)
羧甲基纤维素
聚丙烯酸(PAA)
丙烯酸树脂
三醋精
二丙烯酸三甘醇酯(TEGDA)
二丙烯酸二甘醇酯(DEGDA)
树脂
酚类
环氧化合物
硅树脂
氰基丙烯酸酯
聚氨酯
多硫化物
淀粉
下面列出可用于本发明的优选发散抑制剂：
甘油
硅酸钠
低分子量聚乙二醇(PEGs)
低熔点蜡
乙二醇
山梨糖醇
丙二醇
乳酸钠
氯化钙
磷酸钾
焦磷酸钠
聚磷酸钠
柠檬酸钙
葡萄糖酸钙
柠檬酸钾
葡糖酸钾
酒石酸钠
酒石酸钠钾
谷氨酸钠
植物油
矿物油
为生产蜷曲丝束，可随后使经处理的丝束59通过一卷曲机。涂敷的丝束59可通过现有技术中熟知的干燥器。如上所述，可对丝束进行拉伸步骤。特别地，如果纤维已变得彼此部分粘合，为恢复经处理的带状丝束的部分打开能力，拉伸步骤可能是必需的。然后可将蜷曲丝束卷成捆包以备后用。这样做的好处在于，可对已经添加剂预先处理的根据本发明的丝束捆包使用常规滤嘴条制卷工艺和机械。经处理的丝束可用在只需很少或不需改造的常规过滤嘴制条机中。然后所得的香烟可以具有选择性减少香烟烟雾中特定组分含量的能力。
本发明的一个优点在于添加剂可被一致地施加于纤丝。特别是，可施加颗粒状添加剂(如活性炭粉末)的分散体，以产生具有每单位长度一致添加剂量的纤丝丝束。这不同于现有技术在制条阶段掺入颗粒材料的方法，该方法可能导致得到的滤嘴条的负载易变，并且不一致。
本发明另一特别有利的特点在于，可在制造期间向丝束掺入多种不同组分或添加剂。例如，Hoffmann分析物名单中包括酸性化合物和碱性化合物。这些化合物可能需要不同的添加剂以减少它们在主气流烟雾中的浓度。例如，酸性丝束添加剂可除去碱性分析物，同时碱性丝束添加剂可减少酸性分析物。但是，酸性添加剂与碱性添加剂的混合可能只是导致中和并因此丧失活性和/或反应性。因此，向丝束中掺入酸性和碱性两类添加剂并同时保持它们各自的活性和反应性将是有益的。本发明为这一特别问题提供了解决办法，该办法也适用于彼此不相容的其它添加剂。
图7示出另一种施加器70，其具有两个独立的施加器区，这两个区允许独立且同时向丝束施加两种不同添加剂。除具有约位于沿施加器70长度中间位置的内部充气室内的隔板71外，施加器70与图5所示的施加器50相对应，隔板71形成两个独立的施加器区72和73。施加器的一端具有通向形成第一施加器区72的一系列孔76的第一添加剂入口74。施加器的另一个端具有通向形成第二施加器区73的一系列孔77的第二添加剂入口75。
图8显示在实践中可以如何使用施加器70。纤丝的带状丝束81紧贴着经过包括第一施加器70和第二施加器80的一对施加器。带状丝束81通过一对施加器，使第一施加器70与带状丝束81的上表面接触，并使第二施加器80与带状丝束81的下表面接触。第二施加器80具有与第一施加器70近似的结构。第一和第二施加器70和80布置成具有错位孔，以确保在遍布带状丝束81的整个宽度上均匀施加添加剂。
当带状丝束81紧贴着经过第一施加器80时，两种添加剂通过两个施加器区被施加到整个上表面上，产生被部分处理的丝束82。被部分处理的丝束82随后紧贴着经过向其整个下表面施加两种添加剂的第二施加器80，产生最终的经处理的丝束83。经处理的丝束具有沿其长度的两条添加剂带。这种方式允许将一种酸性添加剂施加于带状丝束的一半，而将一种碱性添加剂加在带状丝束的另一半。
图9示出对应于图8的平面图。紧贴着穿过施加器70和80的未处理带状丝束81变成经处理的丝束83。施加器70和80的第一施加器区用一种酸性添加剂涂敷丝束宽度的一半，产生经处理的条带84。施加器70和80的第二施加器区用一种碱性添加剂涂敷丝束宽度的另一半，产生经处理的条带85。
本发明也设计用类似施加器向带状丝束施加两种以上的添加剂。这能够产生在横跨丝束宽度上具有例如3、4或5种不同类型添加剂的带状丝束。图10示出本发明此方面的一个实例。带状丝束90通过各具有三个施加器区的一对施加器91和92。当丝束90紧贴着经过施加器91和92时，三种不同类型的添加剂被施加于丝束的每个表面上，产生经处理的丝束93。经处理的丝束93具有酸性物质的第一外条带94、颗粒物质的中间条带95、和碱性物质的第二外条带96。
由此，可向带状丝束施加互不相容的添加剂而同时保持与其它组分相对隔离。经处理的带状丝束随后可用在常规制条机中，生产具有不同纤丝混合物的滤嘴条，这些纤丝上具有不同的添加剂。经处理的滤嘴条随后可选择性地减少香烟烟雾主气流中不同类型组分的存在。
通过在不同添加剂之间施加阻隔材料，还能将施加于同一纤丝丝束上的不同添加剂之间的任何不需要的相互作用减至最小。例如，可用改进施加器在诸如一种酸性化合物和一种碱性化合物的不相容添加剂的条带之间施加一薄(例如1至2mm)的白油条带来防止添加剂混合在一起。
施加一种以上添加剂的方案也适用于丝束制造过程的其它阶段。例如，可在纺丝步骤期间或之后但在使其聚集成带之前向纤丝引入不同添加剂。这样，一组纺丝仓可生产在其上喷淋而掺入酸性添加剂的纤丝。第二组纺丝仓可生产掺有碱性添加剂的纤丝。接着可将经处理的集聚纤丝组结合在一起形成带状丝束。这样具有的优势在于，在横跨带状丝束以及所得到的滤嘴条中，不同处理的纤丝可更均匀地分布。
图11示出来自四个不同纺丝仓的输出物被结合在一起形成带状丝束。如上所述，尽管在实践中能将来自许多纺丝仓的输出物结合在一起，但为清楚起见，仅示出了四组纤丝。掺有一酸性添加剂的第一组纤丝100沿导杆101通过，开始形成带状丝束。掺有一吸收剂颗粒添加剂的第二组纤丝102沿导杆103通过，并入变大的带状丝束中。掺有一碱性添加剂的第三组纤丝104沿导杆105通过，并入带状丝束中。最后，未掺附加添加剂的第四组纤丝106沿导杆107通过，完成带状丝束108。完整的带状丝束108因此包括109、110、111和112四条各掺有不同或未掺添加剂的纤丝条带。
在实践中，多组纤丝是以交错排列的方式排列以形成带状丝束的，这使得在经完全处理的带状丝束和所得到的滤嘴条中经处理的纤丝分布得更均匀。
本发明的另一方面涉及在制造过程的不同阶段的添加剂组合。特别是，其可以在纤维素醋酸酯粘稠物本身中包括一种或多种添加剂。含添加剂的粘稠物随后可用来形成纤丝，该纤丝被根据本发明用一种或多种另外的添加剂处理。例如，可将一种化合物如氨基磺酸钠溶于粘稠物中并用来形成纤丝。随后可在卷曲并形成捆包之前用碳粉的分散体处理含氨基磺酸钠的纤丝。处理的多种其它组合是可能的。因此，本文所用的术语“纤维素醋酸酯粘稠物”或“粘稠物”包括含一种或多种添加剂的纤维素醋酸酯溶液。
还应当理解的是，本发明的不同方面可以与它们自身或与现有技术的已知方法组合使用。例如，本发明可生产经处理的蜷曲丝束，该蜷曲丝束可随后用于掺入颗粒材料的制条机中。用这种方法可以生产选择性减少香烟烟雾中不同组分的功能和能力增强的香烟滤嘴条。
此外，本发明的不同方面可以彼此组合使用。例如，可在纺成一组纤丝后将颗粒的气溶胶吹入干燥室中而掺入第一添加剂。随后可在一下游步骤中通过施加不同添加剂的乳液处理所得到的纤丝丝束。
本发明的另一方面涉及形成含多种不同添加剂的滤嘴条。特别是，滤嘴条可通过将多个滤嘴条段合并在一起以形成最终滤嘴条而形成。例如，可将各自具有10mm长度的三个滤嘴条段连在一起形成具有30mm长度的完整滤嘴条。每一滤嘴条段可根据本发明来制造并因此含有不同添加剂。第一段可包含用酸性化合物处理的纤丝，第二段可包含用碱性化合物处理的纤丝，而第三段可包含用氨基磺酸钠处理的纤丝。用这种方法，完整的滤嘴条可除去碱性化合物(第一段)、酸性化合物(第二段)、和甲醛(第三段)，同时使不相容的添加剂保持分离。这样所具有的优点在于，可容易地由独立制备的各自用不同添加剂处理的丝束捆包制备具有增强功能的滤嘴条。本发明的这方面包括添加剂的大量可能变化和组合。
对本领域的技术人员而言，特征的其它可能组合本该是显而易见的。下面将参照下列实验数据来举例说明本发明。除非另有说明，所有试剂和添加剂均由市场购得并且未经额外提纯而使用。
实施例
以下实施例说明在丝束制造工艺的不同点施加液体、溶液、乳液和分散体(优选包括具有＜100m2/g表面积的颗粒生产含添加剂的蜷曲丝束制品。用标准Hauni KDF3/AF3制条机将含添加剂的丝束捆包转变成滤嘴条。所得到的含经处理的丝束的滤嘴条具有减少香烟烟雾主气流中选择组分如Hoffmann分析物含量的作用。
实施例1-在卷曲之前向丝束带施加DL-苹果酸溶液
施加系统由耐压罐组成(10psi)，罐中装有供给齿轮计量泵入口的50％的苹果酸水溶液。来自此泵的输出被向施加器加料的各出口管分成两股独立液流，含油量约0.3％的包括具有“Y形”横截面的3旦尼尔纤丝且合计有11,677根纤丝的丝束(称为3Y/35,000)在卷曲之前运行在施加器上。至各施加器的导管具有相等的长度和内径，以确保至各施加器的流量相等。施加器由充气室和11或12个1mm直径的一系列孔组成，通过这些孔，泵出的50％的苹果酸溶液在卷曲机前约1m被均匀地施加于未卷曲的丝束带上。将施加器放置成使孔的位置相对于丝束带有所偏移，以确保在丝束的一面用11个孔而在丝束的另一面用12个孔向丝束带均匀施加。施加苹果酸溶液的过程在已由单个纺丝端集合成丝束带之后但在卷曲工艺之前进行。
卷曲工艺包括将丝束送进箱体的一对驱动轧辊。熟知为填充器箱体的箱体具有铰链上刀片。轧辊被液压顶用力合一起。液压顶上的压力(轧辊压力)约为7psi。将泵速调整至观察到有略微过量的溶液从卷曲机上滴下。单丝变弯并形成稳定的卷曲丝束带。干燥所得到的卷曲丝束带，根据需要拉伸以便部分放松丝束带并卷进盒中以形成捆包。
通过测量丝束的线密度(总旦尼尔)并与未施加酸的对照物比较而确定捆包中丝束上的苹果酸载荷。发现以重量计，丝束上苹果酸的含量为16％。
用扫描电子显微镜研究苹果酸在经处理的纤丝上的分布。为比较，也研究了未经处理的对照物纤丝，所得到的电子显微照片示于图12(1000倍放大倍率，3kV，10mm)。除未向纤丝施加苹果酸溶液外，根据实施例1的方法制备对照纤丝。
图13示出由实施例1的方法制备的纤丝的电子显微照片(1000倍放大倍率，3kV，10mm)。可以看出，苹果酸已在纤丝表面形成一较光滑的薄涂层。
图14更详细地示出经处理的纤丝(10000倍放大倍率，3kV，10mm)。在这一较大的放大倍率下可再次看出，苹果酸已在纤丝表面形成一较光滑的层。
用标准Hauni KDF3/AF3制条机将经苹果酸处理的丝束捆包加工成滤嘴条。比较丝束和滤嘴条的重量分析表明，出人意料地，苹果酸在制条过程中无显著损失。将条分割成约20mm的小段并与烟草柱相连生产香烟。对这些香烟进行烟雾分析，具体地说，测定主流烟雾中化合物吡啶和喹啉的含量。喹啉和吡啶构成Hoffmann分析物名单的一部分。
下表1中的结果对苹果酸丝束/过滤嘴和未施加添加剂的标准3Y/35,000醋酸纤维素丝束/过滤嘴进行比较。
表1
参数 样品 对照物
添加剂 DL-苹果酸(以重量计16％) 无
条直径 7.73 7.72
20mm小段PD mm 88 88
保留值％TR  53.5  49.9
保留值％NR  49.1  47.2
焦油mg/香烟  8.4  8.4
尼古丁mg/香烟  0.66  0.66
CO mg/香烟  12.4  11.3
吡啶μg/香烟  ＜0.2  10.2
喹啉μg/香烟  0.07  0.26
缩写PD代表压降并表示气流通过过滤嘴时受到的阻力。在本技术领域中，其惯常以毫米水柱计量。用本领域熟知的QTM法和Filtrona条测试器测量PD。TR和NR代表通过过滤嘴的焦油保留值和尼古丁保留值并按本领域熟知的标准方法测量。
结果表明，在烟雾的主气流中挥发性碱性物质吡啶和喹啉显著减少，分别为93％和73％。
实施例2-用甘油作为发散抑制剂在卷曲之前向丝束带施加碳酸钾溶液
为减少在生产滤嘴条时碳酸钾的损失，用甘油作为液体发散抑制剂是有益的。
施加系统由耐压罐(10psi)组成，罐中装有供给齿轮计量泵入口的50％的碳酸钾水溶液和10％的甘油。来自此泵的输出被向施加器加料的每个出口管分成两股独立液流，3Y/35,000低油(含油约0.3％)丝束在卷曲之前运行在施加器之上。发现为使添加剂能更好地粘附，将丝束的含油量从通常为0.8至1.4％的值降低是有利的。至各施加器的导管具有相等的长度和内径，以确保至各施加器的流量相等。施加器由充气室和11或12个1毫米直径的一系列孔组成，通过这些孔，泵出的50％的碳酸钾溶液在卷曲机之前约1m被均匀地施加于未卷曲的丝束带上。将施加器放置成使孔的位置相对于丝束带有所偏移，以确保向丝束带均匀施加。碳酸钾溶液的施加过程在丝束带已由单独的纺丝端集合而成之后但在卷曲工艺之前进行。
卷曲工艺包括将丝束送进箱体的一对驱动轧辊。箱体(也称作填充器箱体)具有铰链上刀片。轧辊被液压顶用力合一起。此液压顶上的压力(轧辊压力)为7psi。将泵速调整至观察到有略微过量的溶液从卷曲机上滴下。单丝变弯并形成稳定的卷曲丝束带。干燥得到的卷曲丝束带，根据需要拉伸以便部分放松丝束带并卷进盒中以形成捆包。
通过测量丝束的线密度(总旦尼尔)并与没有任何施加的对照丝束比较来确定捆包中丝束的碳酸钾载荷。发现以重量计，丝束上碳酸钾的含量为8％。
用标准Hauni KDF3/AF3制条机将经碳酸钾处理的丝束捆包加工成滤嘴条。对丝束和滤嘴条进行比较的重量分析表明，碳酸钾出人意料地在制卷过程中没有显著损失。将条分割成20mm的小段并与烟草柱相连以生产香烟。对这些香烟进行烟雾分析，具体地说，测定主流烟雾中化合物氰化氢和苯酚的含量。氰化氢和苯酚构成Hoffmann分析物名单的一部分。
下表2中的结果对碳酸钾丝束/过滤嘴和未施加添加剂的标准3Y/35,000醋酸纤维素丝束/过滤嘴进行比较。
表2
参数 样品 对照物
添加剂 碳酸钾/甘油(8％碳酸钾) 无
条直径 7.72 7.72
条PD mm 514 516
20mm小段PD mm 91 88
保留值％TR 51.9 49.9
保留值％NR 38.4 47.2
焦油mg/香烟 8.4 8.4
尼古丁mg/香烟 0.80 0.66
CO mg/香烟 11.9 11.3
苯酚μg/香烟 12.6 14.6
氰化氢μg/香烟 63 124
结果表明，挥发性酸性物质氰化氢和苯酚从香烟烟雾的主气流中分别显著减少了49％和14％。
实施例3-用聚丙烯酸作为粘合剂在卷曲之前向丝束带施加碳酸钾溶液
为减少在生产滤嘴条时碳酸钾的损失，在本实施例中用聚丙烯酸作为一种粘合发散抑制剂是有益的。
施加系统由耐压罐(10psi)组成，罐中装有供给齿轮计量泵入口的50％的碳酸钾水溶液和1％的聚丙烯酸。来自此泵的输出被向施加器加料的各出口管分成两股独立液流，3Y/35,000的低油丝束(约0.3％油)在卷曲之前运行在施加器上。至各施加器的导管具有相等的长度和内径，以确保至各施加器的流量相等。施加器由充气室和11或12个1mm直径的一系列孔组成，通过这些孔，泵出的溶液在卷曲机之前约1m被均匀地施加于未卷曲的丝束带上。将施加器放置成使孔的位置相对于丝束带有所偏移，以确保向丝束带均匀施加。溶液的施加过程在丝束带已由单独的纺丝端集合而成之后但在卷曲工艺之前进行。
卷曲工艺包括将丝束送进箱体的一对驱动轧辊。箱体(也称作填充器箱体)具有铰链上刀片。轧辊被液压顶用力合一起。此液压顶上的压力(轧辊压力)为7psi。将泵速调整至观察到有略微过量的溶液从卷曲机上滴下。单丝变弯并形成稳定的卷曲丝束带。干燥得到的卷曲丝束带，根据需要拉伸以便部分放松丝束带并卷进盒中以形成捆包。
通过测量丝束的线密度(总旦尼尔)并与无任何施加的对照丝束比较来确定捆包中丝束的碳酸钾载荷。发现以重量计，丝束上碳酸钾的含量为8％。
用标准Hauni KDF3/AF3制条机将经碳酸钾处理的丝束捆包加工成滤嘴条。对丝束和滤嘴条进行比较的重量分析表明，碳酸钾出人意料地在制卷过程中没有显著损失。将条分割成20mm的小段并与烟草柱相连以生产香烟。对这些香烟进行烟雾分析，具体地说，测定主流烟雾中酸性化合物氰化氢和苯酚的含量。氰化氢和苯酚构成Hoffmann分析物名单的一部分。
下表3中的结果对碳酸钾丝束/过滤嘴和未施加添加剂的标准3Y/35,000醋酸纤维素丝束/过滤嘴进行比较。
表3
参数 样品 对照物
添加剂 碳酸钾/聚丙烯酸(以重量计8％) 无
条直径 7.73 7.72
条PD mm 498 516
20mm小段PD mm 91 88
保留值％TR 47.5 49.9
保留值％NR 39.2 47.2
焦油mg/香烟 8.3 8.4
尼古丁mg/香烟 0.80 0.66
CO mg/香烟 11.7 11.3
苯酚μg/香烟 11.4 14.6
氰化氢μg/香烟 58 124
结果表明，挥发性酸性物质氰化氢和苯酚从香烟烟雾的主气流中分别显著减少53％和11％。
实施例4-在卷曲之前向丝束带施加不同的酸溶液
按照实施例1的操作，研究一系列其它酸。这些酸包括柠檬酸、L-酒石酸、乳酸(室温下为液体)和抗坏血酸。在每种情况下，配制水溶液并将其放入以前说明的压力罐中。将轧辊的挤压压力设置为6psi并用重量分析法测定丝束的载荷。结果示于下表4中。
表4
柠檬酸 L-酒石酸 乳酸 抗坏血酸
溶液浓度(％) 50 50 50 17
丝束上的酸含量(％以重量计) 9.2 11.8 5.7 3.8
这一工作证明了本发明向未卷曲的丝束带施加一系列溶液(在此实施例中为酸溶液)的灵活性并出人意料地生产出具有符合要求的丝束打开和丝束强度特性的令人满意的卷曲丝束带。
实施例5-在卷曲前向丝束带施加聚(乙亚胺)(PEI)溶液
从Sigma Aldrich获得为50％水溶液的接枝聚(乙亚胺)(Mn60,000，Mw750,000)样品。配制25和35％的PEI溶液并用实施例1的方法施加于丝束。出人意料地制备了令人满意的丝束。下表5示出了采用6psi的卷曲机轧辊压力的丝束的PEI载荷。
表5
溶液浓度(％) 25％溶液 35％溶液
载荷(％以重量计) 6.5  8.4
用标准Hauni KDF3/AF3打开机和制条机将丝束捆包加工成滤嘴条。在加工中存在最小的添加剂损失。
预期此丝束降低烟雾主流中甲醛的含量。甲醛在Hoffmann分析物名单中。
实施例6-在卷曲前向丝束带施加环糊精溶液
将Cavasol W7 M样品(购自Wacker Chemie的甲基环糊精)制成25％的水溶液并用实施例1的方法施加于未卷曲的丝束上。由于这产生在丝束上较高能力的载荷，为利用增加的溶解度而使用衍生环糊精是所希望的。出人意料地生产出令人满意的丝束。下面给出丝束上所得到的载荷。下表6示出了采用6psi的卷曲机轧辊压力的丝束上的甲基环糊精的载荷。
表6
轧辊压力(psi) 丝束上的载荷(％以重量计)
6 6.5
用标准Hauni KDF3/AF3打开机和制条机将材料捆包加工成滤嘴条。加工中添加剂存在最小损失。
确信此丝束具有减少烟雾主气流中小有机芳香分子含量的能力。
实施例7-在卷曲前向丝束带施加氨基磺酸钠溶液
通过小心地向氨基磺酸溶液中加入等摩尔量的氢氧化钠制得40％的氨基磺酸钠水溶液。用实施例1的方法将该溶液施加于未卷曲的丝束。出人意料地制备出令人满意的丝束。下表7示出了采用6psi的卷曲机轧辊压力的丝束上的氨基磺酸钠的载荷。
表7
轧辊压力(psi) 丝束上的载荷(％以重量计)
6 5.9
预期氨基磺酸钠的加入能除去或降低烟雾主气流中的甲醛。
实施例8-在纺丝仓中向纤丝上喷淋碳酸钙分散体
所用纺丝仓由30cm方、5m长的矩形室构成，100℃左右的空气沿与纤丝挤出相反的方向压过纺丝仓。在纺丝仓的顶部将粘稠物送至纺丝头。此喷嘴具有200个三角形孔。各三角形的边长度为56μm。将纺丝粘稠物挤过纺丝头的孔。粘稠物浓度为含97％的丙酮3％的水的溶剂中26％的纤维素醋酸酯。将粘稠物的挤出量调整为产生3单丝旦数每纤丝(dpf)。
将30％的具有＜5m2/g表面积的细分碳酸钙粉末(70％＜1-2μm，97％＜5μm，由Longcliffe供应)的水分散体置于装备有气溶胶接头的瓶子中。将容器连于压缩空气源上，并在挤出区的第一部分将分散体喷淋到纤维素二醋酸酯上。一般地，这在距离纺丝头表面15cm的区域之内。出人意料地，纺丝稳定性未受影响并且颗粒附着于初生纤丝上。以重量计，1.5％的碳酸钙载荷被施加于纤丝。
这项工作证明，施加优选具有小于100m2/g表面积的颗粒的潜在应用可能能减少烟雾主流中在Hoffmann分析物名单中的物质。
实施例9-向离开纺丝仓的纤维加入羧化丙烯酸乳液
通过MSA系统在纺丝仓以下但在施加经纹擦光整理之前以20％的固体乳液加入羧化丙烯酸酯乳液(由Ciba Specialities供应的GlascolC20，为水中46％的聚合物乳液)。
制备出令人满意的纤维。这项工作证明，向纤维施加乳液的潜在应用可能能减少烟雾主流中在Hoffmann分析物名单中的物质。
实施例10-在卷曲前丝束带向施加两种不同的添加剂-柠檬酸和碳酸钾
按实施例1的操作原则，向丝束带施加两种不同的水溶液，即柠檬酸和碳酸钾/甘油。在每种情况下，配制水溶液并将其放入两个独立的之前说明过的压力罐中。各罐与将溶液泵至一施加器的独立的泵相连。在此实施例中，施加器具有将充气室隔成两部分的板。将一种溶液送至施加器的一边而将另一种溶液送至另一边。这使得丝束带的一半被拧檬酸溶液处理而丝束带的另一半被碳酸钾溶液处理。为降低溶液混合在一起的任何可能，仔细调整溶液的进料量以确保不施加过量的溶液。出人意料地，生产出具有良好打开和强度特性的令人满意的丝束带。在丝束带的中间两种溶液仅有少量混合。轧辊的挤压压力为6psi且通过重量分析法测定以重量计丝束的总载荷为15％。
这项工作证明，在卷曲前向丝束带施加两种不同添加剂的方法，可同时减少碱性和酸性化合物，每种添加剂能减少烟雾主流中的如本实施例所述的在Hoffmann分析物名单中的不同种类的化合物。
实施例11-为施加多种添加剂施加方法的组合
这个实施例说明为取得综合效应将上述加入法组合的可能。
用实施例8的方法向仓中的纤丝施加碳酸钙负载。另外，用实施例6的方法向已经处理的纤丝施加环糊精溶液。这产生的丝束同时具有两种功能。

Claims (54)

1、一种制备纤维素醋酸酯纤丝蜷曲丝束的方法，该方法包括下列步骤：
a)提供纤维素醋酸酯粘稠物
b)由该粘稠物形成纤丝
c)向该纤丝施加至少一种添加剂
d)卷曲该纤丝，以形成蜷曲丝束
其中，该至少一种添加剂能从香烟烟雾中除去一种组分。
2、根据权利要求1所述的方法，其中，该至少一种添加剂包括溶液、乳液、液体、或颗粒材料或其组合。
3、根据权利要求1或2所述的方法，其中，该至少一种添加剂包括一种酸性化合物或一种碱性化合物。
4、根据前述任一权利要求所述的方法，其中，该至少一种添加剂包括苹果酸、碳酸钾、柠檬酸、酒石酸、乳酸、抗坏血酸、聚乙烯亚胺、环糊精、氢氧化钠、氨基磺酸、氨基磺酸钠、聚乙酸乙烯酯和羧化丙烯酸酯或盐。
5、根据前述任一权利要求所述的方法，其中，该至少一种添加剂包括碳、二氧化硅、沸石、粘土、矾土、金属、分子筛或离子交换树脂的颗粒。
6、根据权利要求5所述的方法，其中，碳包括活性炭。
7、根据权利要求6所述的方法，其中，该颗粒包括能产生气体排放的材料。
8、根据权利要求7所述的方法，其中，该材料为能在加热和/或减压作用下挥发以产生气体或蒸气的液体。
9、根据权利要求7或8所述的方法，其中，该材料是水。
10、根据权利要求5至9中任一项所述的方法，进一步包括将颗粒在施加于纤丝之前浸渍在水中的步骤。
11、根据前述任一权利要求所述的方法，其中，用粘合剂将该至少一种添加剂施加于纤丝。
12、根据权利要求11所述的方法，其中，该粘合剂包括纤维素醚。
13、根据权利要求11或12所述的方法，其中，该粘合剂包括甲基纤维素。
14、根据前述任一权利要求所述的方法，进一步包括将发散抑制剂施加于纤丝的步骤。
15、根据权利要求14所述的方法，其中，该发散抑制剂为甘油。
16、根据前述任一权利要求所述的方法，其中，纤丝具有非圆形横截面。
17、根据前述任一权利要求所述的方法，其中，纤丝具有多叶片横截面。
18、根据前述任一权利要求所述的方法，其中，该组分是Hoffmann分析物。
19、根据前述任一权利要求所述的方法，其中，该组分包括氰化氢、甲醛、吡啶、喹啉或苯酚。
20、根据前述任一权利要求所述的方法，其中，由粘稠物形成纤丝的步骤包括将粘稠物挤出纺丝头以形成一组纤丝，并干燥纤丝以除去粘稠物溶剂。
21、根据权利要求20所述的方法，其中，在干燥步骤中将该至少一种添加剂施加于纤丝。
22、根据权利要求20所述的方法，其中，在干燥步骤之后将该至少一种添加剂施加于纤丝。
23、根据权利要求20所述的方法，包括将由多个纺丝头产生的纤丝合并以制备纤丝带状丝束的步骤。
24、根据权利要求23所述的方法，其中，在形成带状丝束之前将该至少一种添加剂施加于纤丝。
25、根据权利要求23所述的方法，其中，在形成带状丝束之后将该至少一种添加剂施加于纤丝。
26、根据权利要求23所述的方法，其中，刚好在形成蜷曲丝束的卷曲步骤之前将该至少一种添加剂施加于纤丝。
27、根据前述任一权利要求所述的方法，其中，该至少一种添加剂包括多种添加剂。
28、根据权利要求27所述的方法，其中，该多种添加剂包括两种添加剂。
29、根据权利要求27所述的方法，其中，该多种添加剂包括三种添加剂。
30、根据权利要求27至29任一项所述的方法，其中，该多种添加剂被独立地施加于纤丝。
31、根据权利要求27至30任一项所述的方法，其中，该多种添加剂被同时施加于纤丝。
32、根据权利要求27至30任一项所述的方法，其中，该多种添加剂被先后施加于纤丝。
33、根据权利要求27至32任一项所述的方法，其中，该多种添加剂中的每一种被掺进纤丝基本上分开的部分。
34、根据权利要求27至33任一项所述的方法，包括将多种添加剂以条带状施加于带状丝束的步骤。
35、根据权利要求34所述的方法，其中，将多种添加剂以条带状施加于带状丝束的步骤进一步包括在相邻条带之间施加阻隔材料。
36、根据权利要求35所述的方法，其中，该阻隔材料包括白油。
37、根据权利要求27至36任一项所述的方法，其中，由粘稠物形成纤丝的步骤包括将粘稠物挤出纺丝头以形成一组纤丝，并干燥纤丝以除去粘稠物溶剂。
38、根据权利要求37所述的方法，其中，在干燥步骤中将多种添加剂中的一种施加于纤丝，并在干燥步骤之后将多种添加剂中的另一种施加于纤丝。
39、根据权利要求37所述的方法，其中，将多种添加剂中的一种施加于由第一纺丝头形成的纤丝，并将多种添加剂中的另一种施加于由第二纺丝头形成的纤丝。
40、根据前述任一权利要求所述的方法，其中，提供纤维素醋酸酯粘稠物的步骤包括向该粘稠物中掺入至少一种添加剂。
41、根据前述任一权利要求所述的方法，进一步包括将纤丝蜷曲丝束卷成捆包的步骤。
42、根据前述任一权利要求所述的方法，进一步包括由纤丝蜷曲丝束形成滤嘴条的步骤。
43、根据权利要求42所述的方法，其中，形成滤嘴条的步骤进一步包括将至少一种添加剂掺入滤嘴条。
44、根据权利要求43所述的方法，其中，将颗粒添加剂掺入纤丝丝束。
45、根据权利要求43所述的方法，其中，将颗粒添加剂掺进滤嘴条的空腔中。
46、根据权利要求42所述的方法，其中，形成滤嘴条的步骤包括将多个滤嘴条段合并在一起以形成滤嘴条。
47、根据权利要求46所述的方法，其中，该多个滤嘴条段中的各段包括掺有不同添加剂的纤丝。
48、根据权利要求46或47所述的方法，其中，该滤嘴条包括三个滤嘴条段。
49、根据权利要求42至48任一项所述的方法，进一步包括由滤嘴条形成香烟的步骤。
50、一种由根据权利要求1至40中的任一权利要求的方法获得的纤维素醋酸酯纤丝蜷曲丝束。
51、一种根据权利要求41的方法获得的丝束捆包。
52、根据权利要求51所述的捆包，其适合于用在需很少或不需改造的常规制卷机上。
53、一种根据权利要求42至48中的任一权利要求的方法获得的滤嘴条。
54、一种根据权利要求49的方法获得的香烟。
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