CN102917609B - 可分解的栓塞包装及其应用 - Google Patents

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Abstract

用于制造吸烟制品的滤杆，包括：(a)过滤材料的杆，和(b)环绕着所述过滤材料的杆的栓塞包装。栓塞包装的重叠边缘被栓塞包装粘结剂固定在一起，且所述栓塞包装粘合剂包括分解加速剂。或者，或，此外，栓塞包装可含有穿孔。

Description

可分解的栓塞包装及其应用
技术领域
本发明涉及用于吸烟制品的滤杆和一种吸烟制品。
背景技术
吸烟制品、比如香烟，通常具有一大体上圆柱形的杆结构，该杆形结构通常包括可燃抽吸材料的卷形物或柱状物，比如烟丝，并由纸质包装包裹。很多类型的香烟可具有与烟草条以端对端关系排列的圆柱形过滤段(“过滤吸烟制品”)。过滤段可包括由过滤材料比如醋酸纤维素的丝束所组成的一个或多个栓塞，，其由叫做“栓塞包装”的纸料围绕从而形成一“过滤栓塞”。栓塞包装的相对端可通过栓塞包装粘合剂固定在一起。通常，过滤段可用称作“接装纸”的围绕的包装材料固定在烟草条的一端。该接装纸和栓塞包装通过“锚固粘合剂”彼此粘接。
在过滤吸烟制品被消耗掉之后，它被丢弃。吸烟制品中过滤栓塞包装物与滤杆的粘结，特别是，当使用非水溶性粘合剂时，会延误过滤材料暴露到环境中并且减慢该过滤分解，从而捐献垃圾到环境中。为了减少废弃的过滤吸烟制品的该环境负担，对于开发具有提高的分解率的香烟过滤栓塞感兴趣。
发明内容
第一方面，本发明涉及一种用于吸烟制品的滤杆，包括：(a)过滤材料的杆，和(b)环绕着过滤材料的杆的栓塞包装，其中栓塞包装的重叠的边缘被栓塞包装粘结剂固定在一起，其中栓塞包装粘合剂包括分解加速剂。
第二方面，本发明涉及一种用于吸烟制品的滤杆，包括：(a)过滤材料的杆，和(b)环绕着过滤材料的杆的栓塞包装，其中栓塞包装的重叠的边缘被栓塞包装粘结剂固定在一起，其中栓塞包装具有穿孔。
本发明也提供一种用于吸烟制品的滤杆，包括：(a)过滤材料的杆，和(b)环绕着所述过滤材料的杆的栓塞包装，其中栓塞包装的重叠的边缘被栓塞包装粘结剂固定在一起，并且具有穿孔，其中栓塞包装粘合剂包括分解加速剂。
本发明也提供一种吸烟制品比如香烟，包括：(a)烟草条，和(b)连接到烟草条的一端的过滤段，其中该过滤段包括根据本发明的第一或第二方面或两个方面的滤杆段。
附图说明
附图1为带有穿孔的示范性栓塞包装的示意图。
附图2为由蔡司光学立体显微镜拍摄的具有60孔/英寸(约25个孔/CM)的一排穿孔的栓塞包装的局部的照片。
附图3为由蔡司光学立体显微镜拍摄的具有90孔/英寸(约35个孔/CM)的一排穿孔的栓塞包装的局部的照片。
具体实施方式
如本文所使用的，术语“分解加速剂”表示在预定的条件下能改善材料(比如纸)的分解率(或加速分解)的试剂。举个例子，分解加速剂可并入栓塞包装粘合剂，该栓塞包装粘合剂作为分解加速剂的载体，并且经活化后，分解加速剂可加速栓塞包装的分解，从而协助过滤材料暴露于环境以进一步分解。
如本文所使用的，术语“吸烟制品”表示包含形成杆或柱的吸烟组合物的装料的制品，并且其任选地由包装物包围，该包装物协助保持该杆的形状并且包含该吸烟制品内的吸烟组合物。吸烟材料的杆，或用于其的包装物，或二者，在吸烟条件下使用该吸烟制品过程中能被燃烧或被加热。吸烟制品也可包含一个或多个滤杆，该滤杆能从香烟中移除目标成分，并且为香烟提供美学地另人愉悦的品质。术语“吸烟制品”意图包括香烟，雪茄等。香烟既包括传统香烟又包括非传统香烟。
如本文所使用的，术语“传统香烟”表示一种香烟，其可通过点燃包装过的烟草组合物的杆或柱的一端且通过在香烟的入口端抽吸将空气吸入而穿过被点燃的一端来被抽吸。
另外，非传统香烟包括，但不限于，已在下列文件中描述过的电子吸烟系统：US6026820,US5988176,US5915387,US5692526,US5692525,US5666976和US5499636。其它非传统香烟包括具有如US4966171描述过的烟草条形式的燃料元件的那些。其它非传统香烟包括具有如US4966171描述过的烟草条形式的燃料元件的那些。
如本文所使用的，术语“多孔的”表示容许液体、蒸气或气体通过它的条件。相反，术语“无孔的”表示不容许液体，蒸气或气体通过它的条件。
根据一个实施方案，用于吸烟制品的过滤栓塞，包括滤杆和环绕该滤杆的栓塞包装，该栓塞包装的重叠的边缘通过包含分解加速剂的栓塞包装粘合剂固定到一起。
对于这里描述的该栓塞包装的粘合剂没有特别限制并且可包括热熔粘合剂或其它栓塞包装粘合剂。举个例子，该栓塞粘合剂可包括非水溶性热熔粘合剂。合适的非水溶性热熔粘合剂的例子可包括，但不限于，聚乙酸乙烯酯等。水溶性粘合剂也可用于这里描述的该栓塞粘合剂。合适的水溶性粘合剂的例子可包括，但不限于，聚乙烯醇等。当水溶性粘合剂作为栓塞包装粘合剂使用时，水溶性粘合剂在该环境中可被湿气稀释或溶解，并由此减弱它的粘合能力。因此，栓塞包装的开孔过程可被加速。然而，当使用水溶性粘合剂时，可能需要减低生产过程中的水汽含量以达到有效的粘合，这将使得生产过程增长和复杂。在优选的实施方案中，栓塞包装粘合剂是非水溶性热熔粘合剂。
如这里描述的，栓塞包装粘结剂可作为分解加速剂的载体并且当其接触到足够的湿气时释放活化形式的分解加速剂解。举个例子，水分子可再水合并活化分解加速剂，比如酶，允许酶消解栓塞包装。已弱化的栓塞包装纸比未消解的纸断裂得更容易。此外，湿气的存在促进分解加速剂从粘合剂运动到与栓塞包装接触。
这里描述的分解加速剂优选含有酶，比如纤维素酶等。纤维素酶来自于各种有机组织。合适的酶的例子包括，但不限于，来自绿色木酶(Trichodermaviride)、黑曲霉(Aspergillusniger)，嗜热侧孢霉(Sporotrichumthermophile)，螺卷毛壳菌(Chaetomiumcochliodes)等的纤维素酶。
已并入的分解加速剂的数量取决于各种因素，比如分解加速剂的性质(比如活性)和在特定的时期内已期望的分解度。在一个实施方案中，酶的用量高达大约100毫克(mg)每克栓塞包装纸，其间的范围包括从大约1mg到大约10mg，大约10mg到大约20mg，大约20mg到大约30mg，大约30mg到大约40mg，大约40mg到大约50mg，大约50mg到大约60mg，大约60mg到大约70mg，大约70mg到大约80mg，和大约80mg到大约90mg。这里已使用术语“大约”指的是已描述的数值的±10％。
可选地，这里描述的栓塞包装粘合剂可含有不干扰分解加速剂的稳定剂和/或抗氧化剂。适合的稳定剂和/或抗氧化剂的例子包括，但不限于，高分子重量受阻酚和多官能酚。适合的受阻酚的例子可包括，但不限于，1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)苯、季戊四醇四－3(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯、正十八烷基－3,5-二叔丁基－4-羟基苯基)丙酸酯、4,4'-亚甲基双(2,6-叔丁基苯酚)、4,4'-硫代二(6-叔丁基邻甲酚)、2,6-二叔丁基苯酚、6-(4-羟基苯氧基)-2,4-二(正辛基－硫代)-1,3,5-三嗪、二－正十八烷基－3,5-二叔丁基-4-羟基苄基膦酸酯、2-(正辛基硫代)乙基－3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸酯和山梨醇六[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)丙酸酯]。合适的多官能酚的例子可包括，但不限于，含有硫和/或磷原子的酚。
此外，其它添加剂也可并入到这里描述的热熔粘合剂中用以改变其某种特性。举个例子，着色剂，比如二氧化钛，和填料，比如滑石和粘土等，可少量并入，比如少于约20％重量百分比。也可加入其它热塑性的和/或亲水的聚合物以赋予弹性、韧性、强度和/或水敏感性。适合的热塑性聚合物的例子包括，但不限于，乙烯-醋酸乙烯酯，乙烯丙烯酸共聚物，乙烯甲基丙烯酸共聚物，和乙烯丙烯酸正丁酯共聚物，等。适合的亲水聚合物的例子包括，但不限于，聚乙烯醇，羟乙基纤维素，羟丙基纤维素，聚乙烯基甲基醚，聚(环氧乙烷)，聚乙烯基吡咯烷酮等。
这里描述的栓塞包装粘合剂可用现有技术已知的工艺来配制。在示例性的程序中，分解加速剂在混合容器内与粘结剂和任何其它添加剂混合，混合容器优选装配了转子的重载混合器，从而得到光滑和均匀的物质。混合过程中，如果需要或期望，可进行加热。
滤杆可由能作为添加剂载体的材料制造。过滤材料可多孔的或无孔的。合适的多孔材料的例子包括，但不限于，非纺织的材料，多孔泡沫，聚(β-羟基丁酸酯－共－β’-羟基戊酸酯)(PHBV)，醋酸纤维素(CA)纤维和它们的混合物。合适的无孔材料的例子包括，但不限于，水溶胀性聚合物，亲水聚合物和它们的混合物。合适的水溶胀性聚合物的例子包括，但不限于，羟丙基甲基纤维素，低取代的羟丙基纤维素，羟丙基纤维素和它们的混合物。此外，适合的亲水聚合物的例子包括，但不限于，聚乙烯醇的酯，多糖，海藻酸盐，果胶，明胶，改性纤维素，淀粉，超吸附剂聚合物和它们的混合物。优选地，滤杆包括多孔材料。更优选地，滤杆包括醋酸纤维素纤维。
对这里描述的可应用在滤芯中的栓塞包装没有特定限制，只要它提供期望的过滤栓赛整体性即可。优选地，栓塞包装用湿气分解性的片材制造，比如不带有湿强度化学品的纸。在一个实施方案中，过滤栓塞含有纤维素基纸。
这里描述的滤杆可由任意适合的方法制造。在一个实施方案中，栓塞包装粘合剂可应用于栓塞包装纸条的一个边缘并且粘合剂处理过的栓塞包装纸沿圆周环绕包装压缩的过滤材料的杆用以包装，并且从而粘着，栓塞包装纸的另一边缘。当需要加热的时候，可应用任何方便的方法进行加热，举例来说，使用已加热的喷嘴，或经过窄轮或滚筒直接进行加热。可施加的温度会至少部分地取决于所使用的粘合材料。
根据另一个实施方案，用于吸烟制品的过滤栓塞，包括滤杆和环绕该滤杆的栓塞包装，栓塞包装的重叠边缘由栓塞包装粘合剂固定在一起，其中该栓塞包装包含穿孔。另外，该栓塞包装粘合剂可包含分解加速剂。
该栓塞包装上的穿孔进一步能促进在抛弃于该环境中后该栓塞包装的分解。这些穿孔可为任何图案，比如环形，三角形，直线等。在一个实施方案中，穿孔包含连续的切口或线，其可典型地是垂直的或纵向的。
图1示出了具有穿孔的示范性栓塞包装。在这个实施方案中，该栓塞包装包含一条垂直于栓塞包装长度方向的横向打点的线，和三条沿着栓塞包装长度方向的轴向打点的线。
栓塞包装中的穿孔的密度和尺寸可被调控以保持过滤栓塞的完整性所需的足够的机械强度并且作为栓塞的弱线可用于迅速打开，从而引起内部过滤材料暴露到环境中。在一实施方案中，栓塞包装包含一个或更多的穿孔，每直线英寸具有大约30到大约120个孔(大约10到50个孔/直线cm)。当在栓塞包装内有一个或多个每直线英寸少于大约30个孔(大约10个孔/直线cm)的穿孔时，加速分解的效果是最小的。另一方面，当栓塞包装包含一个或多个每直线英寸多于大约120个孔(大约50个孔/直线cm)的穿孔时，栓塞包装可能不具有充分的长度并容易破损，这会使得生产过程复杂。优选地，栓塞包装包括一个或多个大约60到大约90孔每线性英寸(约25到约35孔每线性厘米)的穿孔。每个孔可具有相同或不同的形状和/或尺寸。
优选地，为了简化生产过程，所有的孔具有基本上相同的形状和尺寸。在一个实施方案中，该穿孔包含基本上等距的椭圆。该椭圆优选地具有平均的长轴，沿穿孔的方向，从大约0.13mm到大约0.23mm，且优选地，从大约0.16mm到大约0.20mm，和平均的短轴，垂直于穿孔方向，大约0.10mm到大约0.20mm，且优选地，从大约0.13mm到大约0.17mm。
图2示意了带有60个孔/英寸(大约25个孔/cm)的一行穿孔的栓塞包装的局部照片，其中基本上等距的椭圆具有0.19mm±0.02mm平均的长轴和0.16mm±0.02mm平均的短轴。图3示意了带有90个孔/英寸(大约35个孔/cm)的一行穿孔的栓塞包装的局部照片，其中基本上等距的椭圆具有0.18mm±0.02mm平均的长轴和0.14mm±0.02mm平均的短轴。
栓塞包装中的穿孔可在形成栓塞之前、形成栓塞过程中或形成栓塞之后，以机械地或被热能传递(举个例子聚焦的激光束)、印刷、浮雕、切开或其它类似方式来生成。参见，例如，US4404454，US5341824和US5944278和US7393313。
本文公开的栓塞包装可被并入吸烟制品，该吸烟制品包括烟草条和附着于烟草条一端的过滤段，其中过滤段包括这里描述的滤杆段。在一个实施方案中，吸烟制品是香烟。
对用于传统或非传统的香烟的烟草没有特别限制。适合的烟草材料的类型的例子包括，但不限于，烤制烟或非烤制烟例如烤烟，白肋烟，马里兰烟，东方烟草，罕见烟，特种烟草，再造烟草，团聚烟草细粉，它们的混合物，等等。这些材料可单独使用或组合使用。可选地或附加地，可使用非烟草吸烟材料。
进一步地，该烟草材料可以以任何适合的形式提供。适合的形式的例子包括烟草叶片的碎片和/或颗粒，处理过的烟草材料，例如体积膨胀或膨化的烟草，或磨碎的烟草，处理过的烟草茎，例如已切卷或切膨的茎，再造烟草材料，它们的混合物，等等。基因改性的烟草也可采用。
这里描述的吸烟制品可进一步包含围绕该过滤段和烟草条的接装纸。优选地，用这里描述的包含分解加速剂的锚固粘合剂将接装纸和栓塞包装粘接在一起，这可促进接装纸与废弃的吸烟制品中的栓塞包装的分离，从而进一步地加速分解。用于锚固粘合剂的分解加速剂可同于或不同于用于栓塞包装的分解加速剂。
这里描述的过滤栓塞可增强栓塞包装的分解且因此加速过滤栓塞的分解。因此，抛弃后，包含这样的过滤栓塞的吸烟制品的分解可被加速，从而减少环境垃圾。
尽管已经参照具体实施方案描述了本发明，但可进行各种变型和修改而不脱离本发明的精髓和范围。这些变型和修改被认为是定义在所附权利要求书的本发明范围之内。
所有上述涉及到的参考文献通过引用以其全文并入本文中，并入程度仿佛各个单独的参考文献被专门地且单独地以其完整形式并入本文。

Claims (19)

1.用于吸烟制品的滤杆，包括：
(a)过滤材料的杆，和
(b)环绕着所述过滤材料的杆的栓塞包装，栓塞包装的重叠边缘被栓塞包装粘结剂固定在一起，其中所述栓塞包装粘结剂包括分解加速剂，
其中所述分解加速剂包括酶。
2.权利要求1所述的滤杆，其中所述酶以从1mg到100mg每克所述栓塞包装的量存在。
3.权利要求1或2所述的滤杆，其中所述酶包括纤维素酶。
4.权利要求3所述的滤杆，其中所述纤维素酶包括来自绿色木酶、黑曲霉、嗜热侧孢霉或螺卷毛壳菌中的至少一种纤维素酶。
5.权利要求1或2所述的滤杆，其中所述栓塞包装粘结剂包括热熔粘合剂。
6.权利要求3所述的滤杆，其中所述栓塞包装粘结剂包括热熔粘合剂。
7.权利要求4所述的滤杆，其中所述栓塞包装粘结剂包括热熔粘合剂。
8.权利要求1或2所述的滤杆，其中所述栓塞包装粘结剂包括水溶性粘合剂。
9.权利要求3所述的滤杆，其中所述栓塞包装粘结剂包括水溶性粘合剂。
10.权利要求4所述的滤杆，其中所述栓塞包装粘结剂包括水溶性粘合剂。
11.权利要求1或2所述的滤杆，其中所述栓塞包装粘结剂包括非水溶性粘合剂。
12.权利要求3所述的滤杆，其中所述栓塞包装粘结剂包括非水溶性粘合剂。
13.权利要求4所述的滤杆，其中所述栓塞包装粘结剂包括非水溶性粘合剂。
14.权利要求1或2所述的滤杆，其中所述过滤材料包括非纺织材料。
15.权利要求14所述的滤杆，其中所述非纺织材料选自纤维素基纸、多孔泡沫、聚(β-羟基丁酸酯－共－β′-羟基戊酸酯)，醋酸纤维素纤维和它们的混合物。
16.权利要求14所述的滤杆，其中所述过滤材料包括醋酸纤维素纤维。
17.权利要求1或2所述的滤杆，其中所述栓塞包装具有一行或多行穿孔。
18.吸烟制品，包括：
(a)烟草条，和
(b)连接到烟草条的一端的过滤段，其中过滤段包括权利要求1到16中任一项的滤杆段。
19.权利要求18所述的吸烟制品，进一步包括：围绕所述过滤段和所述烟草条的接装纸,其中用包含分解加速剂的锚固粘接剂将所述接装纸和所述栓塞包装粘接在一起。
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