CN102811632A - 含添加剂的片材滤料 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及在包含非织造片材或纸为滤料的滤芯中包括添加剂来提高选择性地清除半挥发性化合物的能力和改善被吸过所述滤芯的烟的味感特性。对被吸过所述滤芯的烟中半挥发性化合物的选择性清除能力的提高由聚乙二醇提供。TEC和/或三醋精是已被发现它们会提高被吸过所述滤芯的烟的味感特性的添加剂。

Description

含添加剂的片材滤料
说明
本发明涉及烟草烟雾滤芯（tobacco smoke filter element）、包含所述烟草烟雾滤芯的过滤嘴和包含过滤嘴和/或滤芯的吸烟制品。更具体地，本发明涉及如下的滤芯和/或过滤嘴：包含非织造片材或纸为滤料并包括为提高过滤嘴的过滤特性和烟雾的味觉特性的添加剂。用于本发明的适用滤料包括，例如，纸、聚乙烯醇(PVOH)或聚乳酸(PLA)。
如本文所用，术语“吸烟制品”包括香烟、雪茄和小雪茄之类不论基于烟草、烟草衍生物、膨胀烟草、均质烟叶还是烟草代用品的可点燃抽吸产品和热不燃（heat-not-burn）的产品。
人们已建议过很多作为香烟烟雾过滤嘴的纤维材料。乙酸纤维素丝束是最常用的滤料。但是，与该滤料相关的一个缺点是它降解慢。虽然被吸完的吸烟制品的大多数部件在潮湿和机械摩耗中暴露较短时间内都会瓦解成它们各自的构分并降解，但乙酸纤维素滤料降解得慢，因为乙酸纤维本身水溶性差，因此生物降解性不良。
非织造片材和纸也可用作吸烟制品中的滤料。例如，已用绉纸（crepe paper）(也叫做卷曲纸（crimped paper）或聚集纸（gathered paper）)作为滤料。
非织造片材和纸比乙酸纤维素更易生物降解。但是，当用作滤料时，它们目前也有缺点。为了在从非织造片材和纸构造滤芯时获得理想的结构刚度，滤料必须被密实地填装，这就意味着这类滤芯具有与由乙酸纤维素制成的滤芯很不同的性能。它们对烟的流动具有较大的阻力，导致压降比传统的乙酸纤维素过滤嘴的高，从而要求用户在抽烟时更费劲。也许更重要的是，已经发现，被抽吸过这类滤料的烟具有不同于被抽吸过传统乙酸纤维素滤料的味觉特性。更严重的是，包含非织造片材或纸为滤料的滤芯对半挥发性化合物的选择性除去能力不如传统乙酸纤维素丝束滤料的。
鉴于以上所述，本发明的至少一个实施方案提供比包含传统乙酸纤维素滤料的滤芯更易降解的滤芯，它对半挥发性化合物具有良好的选择性除去能力并使烟具有类似于传统乙酸纤维素过滤嘴所提供的烟的味觉特性。
在传统的乙酸纤维素(CA)过滤嘴中用三醋精(三乙酸甘油酯)、TEC(柠檬酸三乙酯)和PEG 400(低分子量聚乙二醇)之类的添加剂是已知的。这些添加剂是增塑剂，把它们用在CA过滤嘴中是为了粘结相邻纤维，使过滤嘴棒具有香烟制造和使用所需的足够硬度。还已知增塑乙酸纤维素丝束能提高对烟中发现的半挥发性化合物(例如，邻-甲酚、对-甲酚和间-甲酚)的选择性除去能力。为得到这种效果，显然有必要在CA纤维表面上存在增塑剂。
由于增塑剂的纤维粘结作用，一般都公开CA过滤嘴包括10%以下的增塑剂。已经发现，包括更多的增塑剂对乙酸纤维素丝束具有负面影响，导致形成空洞。
虽然在CA过滤嘴中包括三醋精、TEC或PEG 400之类的增塑剂是较普遍的，但把它们包括在非织造片材和纸滤料中对人们的吸引力较小。首先，在CA过滤嘴中用增塑剂是为了粘结纤维，而当把增塑剂加进非织造片材或纸(在片材结构中纤维已被粘结在一起了)中时，它们显然不具有这一优点。第二，人们已提出，当在纸滤料中用三醋精和TEC时，它们并未特别提高对半挥发性化合物的选择性除去能力。第三，这类常用增塑剂是液体，它们在非织造片材或纸滤料中的应用将受到限制，因为它们将会使这些材料变得湿而软并失去它们的结构整体性。
发明概述
按照本发明的第一方面，提供包含为非织造片材或纸材料的滤料和下列物质的滤芯：
(ⅰ)聚乙二醇，其量足以提高从正在被吸过所述滤芯的烟中选择性地除去半挥发性化合物的能力；
(ⅱ)TEC，其量足以改善被吸过所述滤芯的烟的味觉特性；和/或
(ⅲ)三醋精，其量足以改善被吸过所述滤芯的烟的味觉特性。
在本发明的第二方面，提供包含一个或多个按照第一方面的滤芯的过滤嘴。
在本发明的第三方面，提供被连接到一根可点燃抽吸材料棒上的、包含按照第一方面的滤芯和/或按照本发明第二方面的过滤嘴的吸烟制品。该吸烟制品可以是香烟。
在本发明的第四方面，提供用聚乙二醇、TEC和/或三醋精，通过包含非织造片材或纸滤料的滤芯，来提高对半挥发性化合物的选择性除去能力并改善被吸过所述滤芯的烟的味觉特性。
发明详述
本发明涉及在包含非织造片材或纸滤料中包括添加剂来提高从被抽吸过滤芯的烟中选择性地除去半挥发性化合物的能力并改善被抽吸过该滤芯的烟的味觉特性。
对半挥发性化合物的选择性除去能力由添加剂聚乙二醇提供。TEC和/或三醋精是已发现它们能改善被抽吸过滤芯的烟的味觉特性的添加剂。
这些添加剂允许非织造片材或纸滤料被微调到使滤芯的性能更接近于乙酸纤维素滤芯的性能。添加剂也使这些备选滤料的应用具有更大的灵活性，从而扩展了它们的可应用范围，却仍保持有益的可生物降解性。
还意外地发现，在纸或非织造片材中包括添加剂具有提高滤芯可生物降解性的附加优点。按照本发明的包括PEG、TEC或三醋精这3种添加剂之一的滤芯，在暴露于环境条件下时，其生物降解性比不含添加剂的同类滤芯快得多。
纸滤料（paper filter material）通常包含聚集纸、褶纸（pleated paper）、卷曲纸、绉纸（crepe paper）或甚至碎纸（shredded paper）。纸滤料倾向于具有低的空气渗透率，具有碱性pH值，而且很容易被聚集或成形成滤芯。
对于本发明的滤芯，优选的滤料是聚集纸或褶纸。适用纸的实例是PuracelTM和MyriaTM纸(Filtrona plc,英国)。
其它非织造片材也可用作滤料。非织造材料被广义地定义为：用机械、热或化学法或其中的2种或多种方法的组合，通过缠结纤维或单丝使它们粘结在一起的片状或网状结构。它们倾向于是直接从单独纤维制成的多孔平片材。它们不是通过织造或编结制成的，也无需将纤维转化为纱线。本发明中所用的非织造片材优选是容易生物降解的。材料的实例包括聚乙烯醇(PVOH)、聚乳酸或聚丙交酯(PLA)、聚（ε-己内酯）(PCL)、聚丁二酸1,4-丁二醇酯(PBS)和(己二酸-对苯二甲酸)丁二酯共聚物(PBAT)。其它适用的滤料包括淀粉纤维和藻酸钙。
在优选的实施方案中，本发明的滤料包括PEG和三醋精或包括PEG和TEC。更优选滤料包括PEG、三醋精和TEC。
在本发明的优选实施方案中，聚乙二醇是高分子量聚乙二醇，优选在室温下是固体的聚乙二醇。这种聚乙二醇包括PEG 600和更高，优选PEG 1000和更高。之所以优选这些特定的聚乙二醇是因为它们在室温下是固体(或半固体)，因此它们的加入不会降低非织造片材或纸滤料的结构整体性。当滤料是纸或非织造片材时，室温下是液体的添加剂对滤芯的结构整体性和强度有削弱作用，为此这类添加剂的用量被限制为：能加进但仍保持滤芯的刚度和强度。
事实上，用高分子量聚乙二醇非但不会削弱非织造片材或纸滤料，而且还有另一个优点：它实际上能提高滤料的结构整体性和刚度，所以就有可能在滤芯中用较少量的滤料。在形成滤芯时，这就为达到期望硬度和刚度所需的滤料量提供了进一步的灵活性。这转而又允许制造者调节滤芯的压降。这就允许按照本发明的滤芯被设计成具有与传统CA滤芯十分类似的性能。
此外，通过在滤芯中加入PEG所提供的对半挥发性化合物的选择性除去能力正比于PEG的加入量。加进较大量的PEG，尤其高分子量PEG，的灵活性，意味着可以很容易把滤芯对半挥发性化合物的选择性除去能力调节到所期望的水平。
由于PEG是水溶性的，所以把它包括在滤芯中对产品的生物降解性不应产生负面影响。事实上，已意外地发现，在包含非织造片材或纸为滤料的滤芯中加入PEG，实际上提高了生物降解性。该现象要在下面作更详细的讨论。
在本发明的一个实施方案中，PEG在滤芯的滤料内或滤料上的含量至多是滤芯的30 wt%，优选至多20 wt%，更优选至多5～10 wt%，这些数据是通过比较不含PEG的滤芯的干重(包含滤料和包装纸（paper wrapper）)与包括PEG添加剂的滤芯的重量而确定的。
TEC和/或三醋精的加入对本发明滤芯中的滤料具有不同的影响。已意外地发现，这些添加剂对被抽吸过滤芯的烟的味道和气味具有有益的影响。对纸滤芯的普遍批评是它们倾向于产生口味不良的烟。三醋精和TEC对烟的味觉特性具有不同影响，而且这两种添加剂可以不同量加入，以产生理想的烟味分布曲线。
在传统的乙酸纤维素滤料中，可包括的三醋精或TEC的量受限于这些添加剂对粘结纤维材料中纤维的影响，三醋精的用量超过约7%就会在乙酸纤维素材料内形成空洞。相反，可包括在本发明的滤料内或滤料上的TEC和三醋精的量不受限制。事实上，在还包括室温下是固体的PEG时，这些液态添加剂使滤料湿乎乎的作用被减小到最低，而且可包括最多30 wt%的TEC和/或三醋精，虽然优选至多是滤芯的20 wt%或至多约12 wt%。这些数据是通过比较不含添加剂的滤芯的干重(包含滤料和包装纸)与包括添加剂的滤芯的重量而确定的。
按照本发明的一个优选实施方案，滤芯包含TEC和三醋精的组合。
在优选实施方案中，片材滤料未涂布乙酸纤维素纤维。优选滤料和/或滤芯不包括任何乙酸纤维素。
如果希望，可以在滤料内或滤料上加进其它添加剂，包括烟草提取物、甘油、薄荷醇、碳纤维、炭颗粒等。这类添加剂可以在片材制造期间加入其中或在制造完成后加进滤料。
优选的滤料包含厚度大于约0.05mm，优选约0.06 mm～约0.08 mm的纸或非织造片材。纸滤料可包含基础重量约15 g/m2～约40 g/m2，优选约20 g/m2～约35 g/m2的纸。
在本发明的一个实施方案中，滤芯含一个包含滤料的纵向伸展芯和环绕该芯的包装物（wrapper）。滤芯的包装物优选是纸包装物。在一个实施方案中，包装物是传统的滤棒盘纸（plugwrap）。
适用于本发明滤芯的包装物可以是多孔或非多孔的。适用于滤芯的包装物可以是透气或不透气的。
在一个实施方案中，包装物可以是360°包覆滤芯的传统滤棒盘纸，在这种情况下，滤棒盘纸有一条支持该绕芯包装物的搭接和粘接缝。在用胶粘剂定位包装物时，优选胶粘剂是水分散性的。
在另一个实施方案中，包装物(尤其是滤棒盘纸)优选绕芯延伸不到360°。换句话说，在一个实施方案中，优选包装物是裂口包装物（split wrapper）。裂口包装物绕芯的外周延伸但在芯周围的延伸小于360°。在这样的实施方案中，没有固定绕芯包装物的搭接或粘接缝。取而代之的是，裂口包装物可以用其它已知方法被定位，如直接把包装物粘结在芯上。
在一个实施方案中，按照本发明的滤芯还包含颗粒料。优选颗粒料包括吸收剂(例如，选自活性炭、木炭、硅胶、海泡石、氧化铝、离子交换材料等)、pH改性剂(例如，碱性材料，如Na2CO3；酸性材料)、香料、其它固体添加剂和它们的混合物。
颗粒料优选选自能吸附烟组分但非高度专一性的、具有较高比表面积的一类材料。适用的一般吸附剂可选自下列一组：炭、活性炭、活性木炭、活性椰壳炭、活性煤基炭或木炭、沸石、硅胶、海泡石、氧化铝(活性或非活性)、碳质树脂或它们的组合。
在一个实施方案中，此处所用的颗粒料是炭，例如，活性炭或木炭或其它吸收剂材料。在一个实施方案中，优选活性炭是活性椰壳炭。
所用的任何颗粒料可以是单质或混合物，和/或可以是与其它材料的混合物。
颗粒料可以被分散在滤料的整个滤芯内。或者，颗粒料可以分散在芯的某些部分(而非全体)。这些部分可以是均匀或非均匀分布的。
颗粒料可以遍布在芯的整个纵向长度上。或者，颗粒料可以从芯的一端延伸至离另一端不远的部分。或者，颗粒料可以分离区域存在，即无需延伸自——或存在于——芯的任何一端。不同区域可具有不同含量的颗粒料和/或不同类型的颗粒料。
在滤芯内包括颗粒料的另一种选择是把颗粒粘结到环绕滤芯的包装物上。GB 2260447和GB 2261152描述了多种构型的添加剂粘结。在本发明的一个实施方案中，滤芯的包装物包含粘结到所述包装物的一部分或几部分的颗粒料。优选颗粒料被粘结到包装物的两部分或更多部分，所述部分在环向上彼此隔开，而且所述两部分或更多部分中至少一部分延伸在所述包装物的整个纵向长度上。
在有些实施方案中，除含有被粘结到包装物上的吸附剂颗粒料之外，芯还可包含分散在纸滤料内的颗粒料。芯的颗粒料可以与粘结到包装物上的颗粒料相同。或者，芯的颗粒料可以不同于粘结到包装物上的颗粒料。
芯内的颗粒料可以是均质的——在由基本相同(对于有些实施方案，优选全都相同)的组分制成的意义上。或者，芯内的颗粒料可以是不均质的——在由2种或更多种不同组分制成的意义上。
颗粒料可以用热熔胶粘剂(如各种聚酯胶粘剂)、高熔点聚乙二醇或乳液型胶粘剂，如PVA，粘结到包装物上和/或纸滤料上。
颗粒料可以被直接或间接地粘结到包装物上和/或片材滤料上。直接粘结的实例是在其中用适当的胶粘剂把颗粒料固定到片材滤料上和/或包装物上(例如，在其内表面上)。间接粘结的实例是在其中用适当的胶粘剂把颗粒料固定到中间层上(可以由纸或其它适用支持基体——如纺织材料——或它们的组合所制成)，然后在其中用适当的胶粘剂把中间层固定到滤料和/或包装物上(例如，在它们的内表面上)。
按照本发明的一些滤芯，在17.5 cm3/s每0.1 g滤料的空气流率下，可具有大于约40 mm水的压降。还优选它们对主流烟草烟的颗粒物质具有小于约15%每0.1 g 滤料的过滤效率。
按照本发明的过滤嘴包含一个或多个按照本发明第一方面的滤芯。
在一个实施方案中，滤芯可以是在成形进吸烟制品杆时过滤嘴中唯一的滤芯。
在另一个实施方案中，滤芯可以是较大过滤嘴的一部分。换言之，滤芯可以是复合或多部件过滤嘴的一部分。复合过滤嘴的多个滤芯宜以每个滤芯端与下一个对接的方式彼此纵向排列。合适地，复合过滤嘴可具有2,3,4或更多个分开或分离部分。但是，按照本发明的过滤嘴可具有整体结构但仍具有复合过滤嘴的一般外观。在一个实施方案中，过滤嘴是具有三部分的三过滤嘴。在另一个实施方案中，过滤嘴是具有两部分的双过滤嘴。
在复合过滤嘴中，宜有一个或更多个按照本发明的滤芯。在复合过滤嘴中有一个以上按照本发明的滤芯时，合适地，滤芯可以彼此一个挨一个的形式纵向定位或被另一个滤芯隔开。
在把滤芯用于复合过滤嘴中时，合适地，复合过滤嘴的一个或多个其它部分可包含可生物降解的滤料，如绉纸、卷曲纸或聚集纸料。所述一个或多个其它部分可任选地包含一种或多种添加剂，如吸附剂或香料。
在又一个实施方案中，复合过滤嘴可包含形成含粒料的腔的部分。
恰当地，也可以用具有特定压降特性的滤芯，如Filtrona销售并称作比例过滤嘴（The Ratio Filter）的过滤嘴。
此外，可选择过滤嘴栓状部分的压降和/或机械过滤效率，以实现可以被期望的具体产品设计所要求的理想吸烟机理和过滤特性。
在复合过滤嘴布置中，可以改变滤料栓/部分的压降。
一部分滤芯和/或包含所述滤芯的复合过滤嘴可包含催化剂。有利的，催化剂有利于将烟的蒸汽相中的一氧化碳(CO)转化为二氧化碳(CO2)。非常优选催化剂对一氧化碳具有高选择性。优选催化剂可以是下列一组物质之一：过渡金属氧化物、二氧化硅、氧化铝、沸石、浸渍碳，例如，浸渍金属的碳。
在本发明的一些实施方案中，复合过滤嘴的烟杆端部可以是含吸附剂和/或催化剂的腔，或者也可以包含具有吸附剂和/或分散在其中的催化剂的烟滤料。有利的，吸附剂能留住烟的蒸汽相的至少一部分。
本发明的吸烟制品包含连接到包含可点燃抽吸填料(如烟草)杆上的、按照第一方面的滤芯和/或按照第二方面的过滤嘴。吸烟制品可以是香烟。
滤芯和/或包含所述滤芯的过滤嘴可以用传统的接装外包装纸(tipping overwrap)黏接到被包覆的可点燃抽吸填料杆上(即如，被包覆的烟杆)，形成吸烟制品。接装外包装纸可以是透气或不透气的外包装纸。
合适地，可点燃抽吸填料可以是烟草材料或烟草代用材料。优选可点燃抽吸料是烟草材料。合适地，烟草材料包含茎、薄层和烟草末中的一项或多项。优选烟草材料包含一种或多种下述类型：弗吉尼亚烟草或烤烟草、白肋烟草、香料烟草、均质烟叶。非常优选可点燃抽吸材料包含烟草材料的共混物。可点燃抽吸材料优选包含10～80%弗吉尼亚烟草、10～60%白肋烟草、0～20%香料烟草、0～120%均质烟叶和0～30%膨胀烟草。
包含按照本发明的滤芯和/或包含按照本发明的滤芯的过滤嘴的吸烟制品的可点燃抽吸材料优选包含烟丝或由烟丝组成，其一部分烟草可以是膨胀烟丝。可点燃抽吸材料可包含均质烟叶或烟草代用材料。
可点燃抽吸填料还可包含一种或多种下列物质：助燃添加剂、烟灰改良剂、无机填料、有机填料、气溶胶发生剂、粘合剂、香料和/或着色剂。
实施例
实施例1
本实验的目的是确定对比乙酸纤维素过滤嘴与四类试验样品之间是否有任何感觉差别。
对比：乙酸纤维素过滤嘴
试验1：不含添加剂的PuracelTM
试验2：含5%PEG400的PuracelTM
试验3：含6%三醋精的PuracelTM
试验4：含6%TEC的PuracelTM。
方法
本试验中所用的产品在2009年9月28～29日之间被吸烟。每类样品由15～16名参与者作描述性成对比较试验。用编码香烟并用二项式测试评估任何差别的意义。
本试验期间所考虑的性能是：1)抽吸用劲，2)满口烟，3)剌激性，4)冲击强度,5)口干和6)味觉强度。
结果
CA(对比)-不含添加剂的PuracelTM(试验1)的比较—见图1A
已经发现，在冲击强度和味觉强度方面，对比样品与试验样品之间存在统计上的显著差别(在5%意义水平上)。在该两项性能上，认为试验1的样品不如对比样品。
CA(对比)- 含5%PEG 400的PuracelTM(试验2)的比较—见图1Ｂ
已经发现，就冲击强度、口干和味觉强度而论，在5%意义水平上，对比样品与试验2样品之间存在统计上的显著差别。根据这三项性能，认为试验２的样品不如对比样品。
CA(对比)- 含6%三醋精的PuracelTM(试验3)的比较—见图1C
已经发现，在冲击强度和味觉强度方面，对比样品与试验样品之间存在统计上的显著差别(在5%意义水平上)。根据这两项性能，认为试验２的样品不如对比样品。
CA(对比)- 含6%TEC的PuracelTM(试验4)的比较—见图1D
结果表明，在5%意义水平上，所有被试性能都无统计上的显著差别。
结论
结果表明，在CA对比过滤嘴与四类PuracelTM中的3类被试纸基过滤嘴之间存在统计上的显著差别。
包括不含添加剂的PuracelTM和含6%三醋精的PuracelTM的试验样品与CA对比样品的差别很类似。这两类试验样品的冲击强度和味觉强度都明显较低。包括含5%PEG 400的PuracelTM的试验样品也具有类似的差别， 即冲击强度和味觉强度都明显低于对比样品的，而且比对比样品有严重得多的口干问题。
含6%TEC的PuracelTM显然是具有与CA对比过滤嘴最类似感觉特性的样品。
实施例2
本系列试验的目的是确定在所谓的“Parisienne”乙酸纤维素对比过滤嘴与七类其它试验样品之间是否存在任何感觉差别。
对比：CA对比
试验1：含0%增塑剂的PuracelTM
试验2：含9%TEC的PuracelTM
试验3：含9%TA的PuracelTM
试验4：含4.5%TEC、4.5%PEG的PuracelTM
试验5：含4.5%TEC、4.5%TA的PuracelTM
试验6：含4.5%TA、4.5%PEG 400的PuracelTM
试验7：含3%TEC、3%PEG 400、3%TA的PuracelTM。
方法
本试验中所用的产品在2010年6月29日～7月1日之间和2010年7月6日被吸烟。每类样品由20名参与者作描述性成对比较试验。用编码香烟并用二项式测试评估任何差别的意义。
本试验期间所用的性能是：1)抽吸用劲，2)满口烟，3)冲击强度, 4)剌激性，5)口干和6)味觉强度。
结果
CA对比(对比1)-含0%增塑剂的PuracelTM(试验1)的比较—见图2A
已经发现，就6项性能中的任何一项而论，无足够迹象显示对比样品与试验样品之间统计上的显著差别(在5%意义水平上)。
CA对比(对比1)- 含9%TEC的PuracelTM(试验2)的比较—见图2Ｂ
就抽吸用劲而论，无足够迹象显示对比样品与试验样品之间统计上的显著差别(在5%意义水平上),但在10%意义水平上，有一些迹象。
CA对比(对比1)- 含9%TA的PuracelTM(试验3)的比较—见图2C
在满口烟、冲击强度和味觉强度方面，对比与试验样品之间存在统计上的显著差别(在5%意义水平上)。
CA对比(对比1)- 含4.5%TEC、4.5%PEG的PuracelTM(试验4)的比较—见图2D
在抽吸用劲、满口烟、冲击强度、剌激性和味觉强度方面，对比样品和试验样品之间存在统计上的显著差别(在5%意义水平上)。
CA对比(对比1)- 含4.5%TEC、4.5%TA的PuracelTM(试验5)的比较—见图2E
在抽吸用劲方面，无足够迹象显示对比样品与试验样品之间统计上的显著差别(在5%意义水平上)，但在10%意义水平上，有一些迹象。
CA对比(对比1)- 含4.5%TA、4.5%PEG400的PuracelTM(试验6)的比较—见图2F
在5%意义水平上，无足够迹象显示对比样品与试验样品之间统计上的显著差别。
CA对比(对比1)- 含3%TEC、3%PEG 400、3%TA的PuracelTM(试验7)的比较—见图2G
在5%意义水平上，无足够迹象显示对比样品与试验样品之间统计上的显著差别。
结论
基于客观结果，在CA对比样品与七类试验样品中的三类，即试验1、试验6和试验7，之间，不存在明显差别。
2类试样，即试验2和试验5，显示同向趋势，与CA对比样品无明显差别，两者都显示抽吸用劲略高于对比样品。
试验3，以满口烟低于对比样品，从而导致较高的抽吸用劲，以及强度性能即冲击强度和味性能即味觉强度也低于对比样品，表明机理上明显不同于CA对比样品。
最后，试验4显示了统计上最大的感觉差别；在机理上，抽吸用劲高于对比样品，因而导致满口烟明显低于对比样品。试验4还显示强度性能即冲击强度、剌激性和味觉性能即味觉强度都低于对比样品。
实施例3
本试验的目的是确定用纸滤料代替传统的乙酸纤维素对生物可降解性的影响。为此对对比乙酸纤维素过滤嘴和3类试验样品评估了环境条件下的降解。
对比：乙酸纤维素过滤嘴
试验1：不含添加剂的PuracelTM(7 mg)
试验2：含7%三醋精的PuracelTM
试验3：含7%PEG400的PuracelTM。
方法
用下述试验方案来测定被吸过的烟蒂变成易分散的不可辩认组分部分的分解情况。
试验在草上进行并把烟蒂放在不锈钢笼子(45 cm×30 cm)内，每个笼子有6个亚室。在周期性地割草时，仔细不要干扰样品。
试验场所位于远离高楼大厦和树木的排水良好的开阔场地。用围绕这些区域的环形篱笆把人类和动物的干扰保持到最低。
对于每类样品，把总共100枝烟蒂吸到ISO标准(35 ml抽吸容量/2 s/每60 s)。吸过后，从机器上卸下每个烟蒂并用刀片切回到过滤嘴，除去留下的烟丝和纸部分。以此使滤棒（plug）、滤棒盘纸和顶端接头（tipping）未受损伤。然后在22℃±1℃和60%±2%RH下调节处理烟蒂48 h。从每种样品称取20个烟蒂并计算平均重量。
3个月后，从每个笼子的各亚室中取出样品烟蒂。在烘箱内烘干，再调节，称重并照相这些烟蒂。在105℃的烘箱内干燥这些烟蒂3 h。用软纸巾轻轻清洁烘干后的烟蒂，以除去脏物和植物质。然后在22℃±1℃和60%±2%RH下调节处理已清洁过的烟蒂48 h。从每类相同样品中称取5个烟蒂。比较这些重量与试验开始时计算的5个未降解烟蒂的平均重量。
Figure 550839DEST_PATH_IMAGE001
结果
结果示于下表1并图示在图3中。
表1
样品 在草表面3个月后的剩余重量(%平均起始重量)
对比样品 70.15
试验1 35.42
试验2 0
试验3 0
意外地，在3个月后来评估样品烟蒂时，试验2和试验3的烟蒂全都分解了。因此它们的重量是未降解烟蒂平均重量的0%。相反，试验1的烟蒂的剩余重量仅略大于35%，而对比乙酸纤维素烟蒂的剩余重量则略大于平均起始重量的70%。
结论
结果表明，用纸滤料(PuracelTM)代替传统的乙酸纤维素对试验条件下的降解有明显影响，根据纸滤料比增塑乙酸纤维素丝束更易生物降解的事实，这一点是预料之中的。
更意外的是，结果还表明，在纸滤料中加入添加剂三醋精和PEG大大提高了烟蒂在草表面上的生物降解速率。推测这可能是由于存在被喂至烟蒂的有机微生物、昆虫等的缘故，以及添加剂的存在使试验2和试验3的烟蒂更具吸引力。例如，PEG是可能已被认为对烟蒂提供更好营养价值的脂肪物质。
实施例4
在泥土、混凝土和草三种基底上，对四类被抽吸过的样品作户外表面试验。样品类型如下：
PuracelTM 7 mg
PuracelTM + 7%三醋精 7 mg
PuracelTM + 7%PEG 400 7 mg
CA对比
本方法是为了测量已吸过香烟的过滤嘴在“真实”户外试验条件下的分解。对于每种试验表面，每类样品需要至少100根被机器抽吸过的过滤嘴。每个过滤嘴已被除去烟丝并把接装纸（tipping paper）整理回过滤嘴棒。过滤嘴被调节到ISO标准3402并称重和计算5个过滤嘴的平均重量。在笼子的每个亚室内放至少20个过滤嘴(对每类样品，5个同类样品×20个过滤嘴)。每种同类样品的5个过滤嘴在所要求的具体时间节点取出。在每个时帧，将过滤嘴烘干、调节处理、清洁、称重和照相。然后比较样品的重量与原先未老化样品的重量。
结果
表2
Figure 530296DEST_PATH_IMAGE002
表3
Figure 310033DEST_PATH_IMAGE003
表4
Figure 767559DEST_PATH_IMAGE004
列出0%的地方，是指在基底上没有可辩认的滤料。任何表观重量的增加都归结为被捕获在滤罐内的无法除去的脏颗粒。
实施例5
评估按照本发明的样品过滤嘴的各项特性，数据列在下表5～18中。过滤嘴样品与实施例2中所用的相同，对比样品是传统的“Parisienne”CA过滤嘴，试验1是是包含不含增塑剂的PuracelTM的滤料，试验2是含9%TEC的PuracelTM，试验3是含9%TA的PuracelTM，试验4是含4.5%TEC、4.5%PEG的PuracelTM，试验5是含4.5%TEC、4.5%TA的PuracelTM，试验6是含4.5%TA、4.5%PEG400的PuracelTM和试验7是含3%TEC，3%PEG400和3%TA的PuracelTM。
常规吸烟和物理数据列在表5～8中。对试验滤料和对比滤料的烟分析物数据列在表9～13中。这些被测分析物的标准偏差列在表14～18中。
香烟按标准ISO吸烟规范抽吸(35 mL抽吸容量/2 s/每60 s)。
表5
  固定 平均 平均 平均 平均 平均 平均 平均
过滤嘴 烟蒂长度 (mm) TPM (mg/支香烟) 水(mg/支香烟) 尼古丁 (mg/支香烟) NFDPM (mg/支香烟) 喷烟次数 CO (mg/支香烟) % 末端透气
试验 7 30 7.3 0.5 0.50 6.4 8.8 6.0 45.21
试验5 30 7.7 0.5 0.53 6.7 8.8 6.2 46.52
试验4 30 7.0 0.6 0.47 6.0 8.6 6.3 46.45
试验3 30 7.3 0.5 0.54 6.2 8.3 6.3 45.03
试验2 30 6.6 0.5 0.49 5.7 8.6 6.3 45.63
试验6 30 7.8 0.7 0.56 6.6 8.9 6.3 46.23
试验1 29 7.8 0.6 0.55 6.6 8.8 6.3 44.78
                 
对比 30 8.1 0.4 0.60 7.1 8.4 6.1 45.2
表6
  平均 平均 平均 平均 平均 计算 平均 平均 计算
过滤嘴 纸渗透率(Coresta单位) 过滤嘴长度(mm) 打开的总PD孔(mm WG) 闭合的总PD孔(mm WG) 闭合的过滤嘴PD孔(mm WG) 烟棒长度 (mm) 香烟总重量 (mg) 周长 (mm) 烟丝重量 (mg) (含湿量已校正)
试验7 51.7 22 69.1 108.1 58.4 61 920 24.62 680.6
试验5 57 22 67.6 107.9 55.2 61.4 931.4 24.59 668.49
试验4 55.6 22 72.1 113.8 61.1 61 928.6 24.57 686.57
试验3 55.2 22 68.2 107.7 55.2 61 921.1 24.58 685.74
试验2 51.9 22 68.8 109.7 55.2 61 933.6 24.5 691.89
试验6 53.4 22 68.1 109.4 52.7 61 942.2 24.64 700.29
试验1 53.7 21 69.7 109.7 55.4 62 917.7 24.56 690.8
                   
对比 57.4 22 81.1 122.4 67.4 61 882.3 24.63 682.5
表7
  标准偏差 标准偏差 标准偏差 标准偏差 标准偏差 标准偏差
过滤嘴 TPM (mg/支香烟) 水 (mg/支香烟) 尼古丁(mg/支香烟) NFDPM (mg/支香烟) 喷烟次数 CO (mg/支香烟)
试验7 0.30 0.11 0.02 0.21 0.2 0.37
试验5 0.45 0.13 0.03 0.31 0.3 0.35
试验4 0.40 0.11 0.02 0.27 0.2 0.24
试验3 0.45 0.05 0.02 0.43 0.1 0.28
试验2 0.44 0.09 0.03 0.38 0.3 0.45
试验6 0.11 0.35 0.02 0.42 0.1 0.37
试验1 0.70 0.16 0.04 0.52 0.3 0.35
             
对比 0.34 0.24 0.02 0.42 0.1 0.20
表8
  标准偏差 标准偏差 标准偏差 标准偏差 标准偏差 标准偏差 标准偏差 标准偏差
过滤嘴 %末端透气 纸渗透率(Coresta 单位) 过滤嘴长度(mm) 打开的总PD孔(mm WG) 闭合的总PD孔(mm WG) 闭合的过滤嘴PD孔(mm WG) 总重量 (mg) 周长 (mm)
试验 7 1.65 3.60 NR 2.4 6.3 3.2 26.5 0.08
试验 5 1.33 6.05 NR 3.0 5.5 3.2 26.6 0.06
试验 4 2.84 4.03 NR 2.9 6.0 2.8 26.8 0.05
试验 3 2.67 4.91 NR 2.8 6.9 1.9 27.4 0.06
试验 2 1.86 5.63 NR 2.3 5.9 2.9 23.0 0.06
试验 6 1.52 1.84 NR 2.8 6.2 3.1 27.3 0.08
试验 1 1.61 5.74 NR 2.5 6.3 1.6 29.5 0.06
                 
对比 1.49 5.72 NR 2.7 4.9 3.0 31.3 0.06
表9
  平均 平均 平均 平均 平均 平均 平均
过滤嘴 氨(μg/支香烟) 1-氨基萘(ng/支香烟) 2-氨基萘(ng/支香烟) 3-氨基联苯(ng/支香烟) 4-氨基联苯(ng/支香烟) 苯并(a)芘(ng/支香烟) 乙醛(μg/支香烟)
试验7 4.66 8.08 7.30 1.55 1.2 7.11 355
试验5 4.75 8.04 7.35 1.54 1.23 7.21 336
试验4 4.92 7.99 7.10 1.48 1.2 7.49 330
试验3 5.41 7.06 5.82 1.37 1.17 8.70 352
试验2 5.17 7.09 5.77 1.34 1.13 8.25 337
试验6 5.76 7.72 6.72 1.45 1.23 8.48 350
试验1 4.44 8.11 6.98 1.45 1.16 7.08 350
               
对比 6.56 10.5 8.48 1.91 1.47 8.78 331
表 10
  平均 平均 平均 平均 平均 平均 平均 平均 平均
过滤嘴 丙酮 (μg/支香烟) 丙烯醛(μg/支香烟) 丁醛(μg/支香烟) 巴豆醛(μg/支香烟) 甲醛(μg/支香烟) 甲乙酮(μg/支香烟) 丙醛(μg/支香烟) 氰化氢(μg/支香烟) 砷(ng/支香烟)
试验 7 193 38.7 24.3 9.73 13.2 45.8 32.3 59.7 1.71
试验5 181 34.7 22.8 9.50 11.2 43.1 30.6 59.0 2.68
试验4 181 35.2 24.1 8.72 11.0 45.4 30.3 56.4 1.14
试验3 197 38.7 26.1 9.58 12.6 49.8 32.7 61.8 1.14
试验2 184 34.9 24.0 8.65 11.3 45.1 30.8 62.9 1.14
试验6 192 37.5 25.5 9.83 11.8 48.6 32.4 58.0 1.04
试验1 198 38.0 24.8 10.6 10.9 48.7 32.6 58.0 1.44
                   
对比 178 34.6 22.6 7.42 13.1 42.7 31.0 51.4 2.49
表11
  平均 平均 平均 平均 平均 平均 平均 平均 平均
过滤嘴 镉(ng/支香烟) 铬(ng/支香烟) 铅(ng/支香烟) 汞(ng/支香烟) 镍(ng/支香烟) 硒(ng/支香烟) 氮氧化物 (μg/支香烟) 儿茶酚(μg/支香烟) 氢醌(μg/支香烟)
试验7 13.3 ≤ 1.17 ≤ 12.03 ≤ 0.13 ≤ 1.99 ≤ 4.1 98.4 39.5 40.3
试验5 13.4 ≤ 1.17 ≤ 12.03 ≤ 0.13 ≤ 1.99 ≤ 4.1 103 38.7 38.5
试验4 11.7 ≤ 1.17 ≤ 12.03 ≤ 0.13 ≤ 1.99 ≤ 4.1 99.6 37.9 38.5
试验3 14.7 ≤ 1.17 ≤ 12.03 ≤ 0.13 ≤ 1.99 ≤ 4.1 102 42.3 41.8
试验2 13.5 ≤ 1.17 ≤ 12.03 ≤ 0.13 ≤ 1.99 ≤ 4.1 102 37.7 37.6
试验6 13.5 ≤ 1.17 ≤ 12.03 ≤ 0.13 ≤ 1.99 ≤ 4.1 96.1 41.8 42.5
试验1 12.5 ≤ 1.17 ≤ 12.03 ≤ 0.13 ≤ 1.99 ≤ 4.1 107 37.0 37.0
                   
对比 13.3 ≤ 1.17 ≤ 12.03 ≤ 0.13 ≤ 1.99 ≤ 4.1 112 42.3 43.4
表12
  平均 平均 平均 平均 平均 平均 平均 平均 平均
过滤嘴 苯酚(μg/支香烟) 间苯二酚(μg/支香烟) 间-甲酚 (μg/支香烟) 邻-甲酚(μg/支香烟) 对-甲酚(μg/支香烟) 吡啶(μg/支香烟) 喹啉(μg/支香烟) 苯乙烯 (μg/支香烟) NAB (ng/支香烟)
试验 7 11.3 0.92 2.48 3.04 5.98 5.26 0.214 5.51 5.84
试验5 9.85 0.91 2.13 2.46 5.15 5.46 0.178 4.76 6.02
试验4 9.14 0.90 2.12 2.53 5.17 4.40 0.180 5.05 6.14
试验3 16.3 0.96 3.22 4.18 7.85 7.11 0.270 5.98 6.59
试验2 10.4 0.88 2.18 2.57 5.28 6.18 0.180 5.54 5.99
试验6 12.9 0.98 2.84 3.64 6.89 6.93 0.277 6.2 7.32
试验1 17.4 0.86 3.36 4.59 8.08 7.93 0.330 6.29 5.74
                   
对比 7.89 1.02 2.02 2.32 4.82 4.30 0.170 4.64 7.10
表13
  平均 平均 平均 平均 平均 平均 平均 平均
过滤嘴 NAT (ng/支香烟) NNK (ng/支香烟) NNN (ng/支香烟) 1,3-丁二烯(μg/支香烟) 丙烯腈(μg/支香烟) 苯(μg/支香烟) 异戊二烯(μg/支香烟) 甲苯(μg/支香烟)
试验 7 42.4 24.7 51.5 39.4 10.3 39.3 353 56.5
试验5 42.3 24.9 50.8 38.8 9.78 38.5 351 57.8
试验4 47.7 24.8 54.6 34.7 9.20 36.4 316 57.5
试验3 48.0 26.0 56.6 38.1 10.6 40.8 347 64.4
试验2 43.1 26.8 53.6 38.7 10.4 40.4 352 63.9
试验6 50.7 29.7 61.4 45.6 11.3 46.4 418 64.8
试验1 41.1 24.9 49.7 36.4 9.99 39.3 328 59.2
                 
对比 51.4 30.1 60.24 39.3 9.90 42.6 356 67.1
表14
  标准偏差 标准偏差 标准偏差 标准偏差 标准偏差 标准偏差 标准偏差 标准偏差
过滤嘴 氨 丙酮 1-氨基萘 2-氨基萘 3-氨基联苯 4-氨基联苯 苯并(a)芘 乙醛
试验 7 0.48 15.8 0.25 0.48 0.06 0.04 0.07 30.9
试验5 0.49 8.1 0.60 0.72 0.13 0.04 0.26 20.9
试验4 0.46 26.0 0.62 1.07 0.09 0.07 0.77 41.1
试验3 0.56 29.0 0.38 0.53 0.10 0.08 0.35 51.2
试验2 0.83 14.1 0.41 0.33 0.07 0.04 0.81 21.7
试验6 0.47 20.7 0.28 0.39 0.04 0.04 0.66 45.0
试验1 0.51 9.3 0.33 0.28 0.13 0.03 0.23 12.0
                 
对比 0.77 12.3 0.46 0.61 0.11 0.09 0.46 19.6
表15
  标准偏差 标准偏差 标准偏差 标准偏差 标准偏差 标准偏差 标准偏差 标准偏差 标准偏差 标准偏差
过滤嘴 丙烯醛 丁醛 巴豆醛 甲醛 甲乙酮 丙醛 氰化氢 砷 镉 铬
试验 7 5.5 2.0 1.5 2.4 4.6 3.4 4.0 0.58 1.8 NA
试验5 3.4 1.6 1.1 1.5 2.0 1.8 3.2 2.01 2.8 NA
试验4 5.0 3.4 2.3 1.8 6.5 3.8 3.1 0.14 1.2 NA
试验3 6.2 4.3 2.4 3.2 7.9 5.1 8.0 0.14 2.2 NA
试验2 2.8 2.1 1.1 1.7 3.9 2.1 2.4 0.01 3.1 NA
试验6 6.7 2.6 1.2 2.5 4.6 3.8 2.7 0.05 0.4 NA
试验1 2.6 1.0 0.6 0.5 3.1 1.4 7.5 0.19 1.9 NA
                     
对比 1.8 1.4 0.6 0.7 3.0 1.8 2.9 0.58 0.8 NA
表16
  标准偏差 标准偏差 标准偏差 标准偏差 标准偏差 标准偏差 标准偏差 标准偏差 标准偏差 标准偏差
过滤嘴 铅 汞 镍 硒 氮氧化物 儿茶酚 氢醌 苯酚 间苯二酚 间-甲酚
试验 7 NA NA NA NA 8.4 2.0 1.9 0.90 0.02 0.19
试验5 NA NA NA NA 3.63 1.5 1.1 0.84 0.04 0.15
试验4 NA NA NA NA 3.75 4.8 5.2 1.34 0.10 0.29
试验3 NA NA NA NA 3.97 5.3 4.6 2.01 0.10 0.38
试验2 NA NA NA NA 7.77 2.0 1.8 0.89 0.03 0.19
试验6 NA NA NA NA 3.9 5.1 5.1 1.87 0.11 0.38
试验1 NA NA NA NA 1.83 2.3 2.4 1.21 0.04 0.27
                     
对比 NA NA NA NA 1.38 1.3 1.7 0.47 0.03 0.13
表17
  标准偏差 标准偏差 标准偏差 标准偏差 标准偏差 标准偏差 标准偏差 标准偏差 标准偏差 标准偏差
滤嘴 邻-甲酚 对-甲酚 吡啶 喹啉 苯乙烯 NAB NAT NNK NNN 1,3 -丁二烯
试验 7 0.26 0.45 0.59 0.02 0.4 0.69 4.7 4.1 5.3 3.0
试验5 0.21 0.41 0.74 0.01 0.39 0.33 1.8 2.1 1.9 6.7
试验4 0.35 0.64 0.53 0.01 0.49 0.28 6.1 1.9 3.1 2.6
试验3 0.51 1.00 0.51 0.03 0.34 0.67 5.0 3.3 7.3 5.7
试验2 0.21 0.36 1.30 0.03 0.54 0.64 5.3 2.1 8.0 2.7
试验6 0.52 0.98 0.64 0.02 0.55 0.7 4.9 9.3 3.3 5.4
试验1 0.38 0.53 0.63 0.01 0.36 0.49 2.6 2.9 6.2 1.7
                     
对比 0.14 0.26 0.30 0.01 0.23 0.30 2.3 3.7 2.8 2.5
表18
  标准偏差 标准偏差 标准偏差 标准偏差
滤嘴 丙烯腈 苯 异戊二烯 甲苯
试验 7 0.5 1.6 27 2.2
试验5 1.5 5.5 60 7.8
试验4 0.8 2.5 22 4.2
试验3 1.4 5.9 48 8.5
试验2 0.8 2.6 23 4.6
试验6 2.3 6.3 52 12.0
试验1 0.5 1.4 12 1.5
         
对比 0.5 2.4 25 4.3
这些实施例表明，至少一些按照本发明的过滤嘴比包含传统乙酸纤维素滤料的滤芯更易降解，它们对半挥发性化合物具有良好的选择性除去能力并使烟具有类似于传统乙酸纤维素滤嘴所提供的味觉特性。
以上说明书中提到的所有出版物都包括在本文中供参考。对于本领域的技术人员来说，在不偏离本发明范围的前提下，对本发明的所述方法和体系的各种修改和变化是显而易见的。虽然本发明已结合具体的优选实施方案作了描述，但应理解，如权利要求所述的本发明不应被过分地限制于这类具体实施方案。事实上，本申请意在将对本领域技术人员来说是显而易见的、对实施本发明的所述模式的各种修改和变更，都包括在下述权利要求的范围以内。

Claims (15)

1.用于吸烟制品的滤芯，包含为非织造片材或纸材的滤料，和：
(ⅰ)聚乙二醇，其量足以提高从正在被吸过所述滤芯的烟中选择性地除去半挥发性化合物的能力；
(ⅱ)TEC，其量足以改善被吸过所述滤芯的烟的味觉特性；和/或
(ⅲ)三醋精，其量足以改善被吸过所述滤芯的烟的味觉特性。
2.如权利要求1所述的滤芯，其中滤料是包含PVOH、PLA、PCL、PBS、PBAT、淀粉纤维和藻酸钙的聚集纸或褶纸或非织造片材。
3.如任一前述权利要求中所述的滤芯，包含：
(ⅰ)PEG和三醋精；
(ⅱ)PEG和TEC；或
(ⅲ)PEG、三醋精和TEC。
4.如前述权利要求中任何一项所述的滤芯，其中聚乙二醇是室温下为固体的高分子量聚乙二醇。
5.如前述权利要求中任何一项所述的滤芯，其中聚乙二醇是PEG 1000。
6.如前述权利要求中任何一项所述的滤芯，其中聚乙二醇在滤芯中的含量至多是滤芯重量的30 wt%。
7.如前述权利要求中任何一项所述的滤芯，其中三醋精和/或TEC在滤芯中的含量至多是滤芯的30 wt%。
8.如前述权利要求7中所述的滤芯，其中三醋精和/或TEC在滤芯中的含量至多是滤芯的20 wt%。
9.如前述权利要求中任何一项所述的滤芯，还包含至少一种吸附材料。
10.如前述权利要求中任何一项所述的滤芯，还包含一种或多种下述添加剂：烟草提取物、甘油、香料、炭颗粒和碳纤维。
11.包含如前述权利要求中任何一项所述的滤芯的过滤嘴。
12.包含如权利要求1～10中任何一项所述的滤芯和/或如权利要求11中所述的过滤嘴及一根可点燃抽吸填料棒的吸烟制品。
13.如权利要求12中所述的吸烟制品，其中可点燃抽吸填料包含烟草。
14.通过包含非织造片材或纸滤料的滤芯，用聚乙二醇、TEC和/或三醋精来提高对半挥发性化合物的选择性除去能力并改善被吸过所述滤芯的烟的味觉特性的用途。
15.如权利要求14所述的用途，其中滤芯的可生物降解性也因PEG、TEC和/或三醋精的存在而得以提高。
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