CN103945714A - 滤料及其用途 - Google Patents

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CN103945714A CN201280057726.8A CN201280057726A CN103945714A CN 103945714 A CN103945714 A CN 103945714A CN 201280057726 A CN201280057726 A CN 201280057726A CN 103945714 A CN103945714 A CN 103945714A
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Abstract

本发明涉及包含约95:5至约75:25的重量比的醋酸纤维素和聚交酯的滤料和包含此类滤料的过滤嘴(2)或滤芯。本发明还涉及包含所述滤料、过滤嘴(2)或滤芯的吸烟制品(1)。

Description

滤料及其用途
领域
本发明涉及滤料(filter materials)。更具体地，本发明涉及可用于过滤烟雾(诸如由吸烟制品生成的烟草烟雾)的滤料。本发明还涉及包含该滤料的过滤嘴或滤芯(filter elements)，以及包含该滤料、过滤嘴或滤芯的吸烟制品。
背景
各种材料已被建议作为香烟烟雾的滤料。醋酸纤维素丝束是吸烟制品的过滤嘴中通常使用的滤料，其中其促进颗粒相和选择的半挥发性化合物的选择性去除。然而，与可以使用的一些其它滤料相比，醋酸纤维素丝束可以说是昂贵的。还期望寻求在过滤嘴中使用来自可持续来源的材料。尽管如此，醋酸纤维素是香烟过滤嘴的确定的丝束材料，并且，对于消费者接受度和可能对于任何监管接受度而言，任何替代滤料必须具有相似的过滤特性且必须提供具有相似的味道和口感特征的滤烟。
概述
根据本发明的第一个方面，提供了包含约95:5至约75:25的重量比的醋酸纤维素和聚交酯的滤料。
在本发明的第二个方面，提供了包含根据第一个方面的滤料的吸烟制品的过滤嘴或滤芯。
在本发明的第三个方面，提供了包含根据第一个方面的滤料或包含根据第二个方面的过滤嘴或滤芯的吸烟制品。
附图简要说明
为了可以更全面地理解本发明的各方面，将参照附图通过说明性实施例的方式来描述其实施方案。
图1是包括根据本发明的实施方案的过滤嘴的吸烟制品的示意性侧视图。
图2是根据一个实施方案的过滤嘴或滤芯中的CA丝束和PLA纤维的排列的示意性横截面说明。
图3是根据另一个实施方案的过滤嘴或滤芯中的CA丝束和PLA纤维的排列的示意性横截面说明。
图4是根据一个进一步实施方案的过滤嘴或滤芯中的CA丝束和PLA纤维的排列的示意性横截面说明。
图5是根据一个又进一步实施方案的过滤嘴或滤芯中的CA丝束和PLA纤维的排列的示意性横截面说明。
图6是根据一个实施方案的过滤嘴或滤芯中的CA丝束和PLA的非织造片材的排列的示意性横截面说明。
图7是根据一个替代实施方案的过滤嘴或滤芯中的CA丝束和PLA的非织造片材的排列的示意性横截面说明。
图8是根据一个又进一步实施方案的过滤嘴或滤芯中的CA丝束和PLA的非织造片材的排列的示意性横截面说明。
图9是具有包含根据本发明的另一个实施方案的滤材的过滤嘴的吸烟制品的示意性轴向横截面说明。
图10-16提供了显示实施例中记载的研究的实验数据的图。
详述
在一些实施方案中，本发明涉及醋酸纤维素和聚交酯的组合以提供滤料。期望滤料适于在吸烟制品中使用，和/或适于在过滤嘴或滤芯中使用，诸如可以在吸烟制品中使用。
在一些实施方案中，滤料包含约75:25至约95:5的重量比、约75:25至约90:10的重量比、约75:25至约85:15的重量比、或约80:20的重量比的醋酸纤维素和PLA。
实施例中详细讨论的实验数据表明，本发明的滤料表现出良好的过滤特征。还显示，可以调节由该材料制成的过滤嘴的特性，以产生所需烟雾产量和过滤效率。
醋酸纤维素
醋酸纤维素(CA)是一种以薄膜和纤维形式用于许多工业应用中的有机酯。CA使用乙酰化过程衍生自纤维素，其主要特性是其硬度、良好的耐冲击性、高光泽、透明度、令人愉悦的纹理、缺乏静电和耐烃类性。已经报道CA可能生物降解。CA的生物降解率取决于其乙酰基取代的程度(DS)。随着CA的DS下降，生物降解率增加。DS小于2.1的CA被认为是可生物降解的，而DS高于2.1的CA仅可差或缓慢生物降解。
用于包括在吸烟制品中的滤料中使用的醋酸纤维素(CA)通常具有约2.5的取代度(DS)。尽管该相对高的DS意味着CA降解性差，但选择该DS，是因为其使得CA可溶于溶剂诸如丙酮中。CA的溶剂溶解度允许材料以有用的方式处理，诸如溶剂铸膜法和溶剂纺丝法，其是用于形成吸烟制品的过滤嘴中常规使用的醋酸纤维素的纤维的方法。
可以用增塑剂处理用于在吸烟制品过滤嘴中使用的CA。这涉及将增塑剂(通常为液体形式)施用至CA纤维的表面，例如，通过将液体增塑剂喷雾到CA丝束上。增塑剂通过将相邻纤维在其接触点彼此结合，从而提供硬度足够用于香烟制造和使用的滤棒。因此，尽管以这种方式添加至CA的材料通常被称为增塑剂，但它们实际上充当粘结剂或硬化剂而非充当增塑剂。用于该用途的合适的增塑剂包括三醋精(三乙酸甘油酯)、TEC(柠檬酸三乙酯)和PEG 400(低分子量聚乙二醇)。还已知增塑的醋酸纤维素丝束提高对烟中发现的一些半挥发性化合物(例如，苯酚、邻甲酚、对甲酚和间甲酚)的选择性除去能力。为了这种效果，认为有必要在CA纤维表面上存在增塑剂。
由于增塑剂的纤维粘结作用，CA过滤嘴一般包括10%以下的增塑剂，经常低于7重量%的增塑剂。已经发现，包括比这更大量的增塑剂对醋酸纤维素丝束具有负面影响，引起空洞形成。
本发明中可以使用上面讨论的CA类型。醋酸纤维素可以是纤维的形式，例如纤维丝束的形式。一些实施方案可以使用取代度为约2.1至约2.5或约2.5的醋酸纤维素。
在一些实施方案中，可以将滤料中包括的CA改性，以提供或增强有益特性，诸如可降解性、过滤和/或滤烟的味觉特征。
例如，醋酸纤维素丝束可以由包含CA和增塑剂的共混物的组合物制备，其中增塑剂被整合在CA的结构内并保留。该共混物可以通过溶剂共混来形成，其中所述CA和增塑剂可溶于丙酮或其它合适的溶剂中，并且该共混组合物从溶液中形成并包含CA和增塑剂的紧密共混物。或者，可以熔融共混CA和增塑剂。
在另一种情况下，醋酸纤维素丝束可以由包含醋酸纤维素(其可以是与增塑剂共混的CA)和水溶性聚合物的共混物的组合物制成，所述共混物任选进行增容。在一些实施方案中，此类组合物可以是水分散性和/或可生物降解的。合适的水溶性聚合物包括聚乙烯醇(PVOH)、羧甲基纤维素(CMC)、羟乙基纤维素(HEC)、羟丙基纤维素(HPC)、甲基纤维素(MC)和乙基纤维素(EC)、甲基丙烯酸羟乙基酯(HEMA)、黄原胶和普鲁兰多糖或其共混物。合适的增容剂包括接枝共聚物，诸如PLA接枝的水溶性聚合物，并且包括反应性增容剂，诸如马来酸酐接枝的聚交酯(MA-g-PLA)。
聚交酯（polylactide）
聚(乳酸)或聚交酯(PLA)是一种可生物降解和可生物相容的聚合物。其衍生自可再生资源(例如玉米、小麦或稻米)并且可生物降解、可再循环和可堆肥。此外，PLA表现出优异的可加工性。其可通过注塑、膜挤出、吹塑、热成型、纤维纺丝和成膜进行加工。
本发明中所用的聚交酯(PLA)可通过不同合成方法产生，诸如交酯(lactide)的开环聚合或由乳酸直接缩聚。可选择任何PLA等级在本发明中使用，PLA的分子量可根据所需特性和用途而变化。在一些实施方案中，聚(L-交酯)(PLLA)可以是优选的，因为其结晶性有利于纤维的产生。
本发明的滤料可以包含各种形式的PLA，包括，例如，纤维形式，纤维丝束形式和/或一种或多种非织造片材形式。PLA可以多于一种形式存在于滤料中。
PLA纤维
当PLA以纤维形式提供时，在一个实施方案中，聚交酯纤维可以基本上由聚交酯组成。
纤维可以以各种方式由PLA制造，包括，例如，溶剂纺丝法或熔融挤出法。
在一些实施方案中，滤料包含约75:25至约95:5的重量比、约75:25至约90:10的重量比、约75:25至约85:15的重量比、或约80:20的重量比的醋酸纤维素纤维和PLA纤维。
PLA片材
在本发明的一些实施方案中，PLA滤料可以是非织造片材的形式。非织造片材材料可以用作吸烟制品中的滤料，例如以皱褶或聚集片材的形式。
非织造材料被广义地定义为：用机械、热或化学法或通过这些中的两种或更多种方法的组合，通过缠结纤维或单丝而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。
因此，在一个实施方案中，根据本发明的滤料可以包含CA丝束和一种或多种PLA非织造片材。可以排列这两种材料，以确保所得滤料滤棒表现出足够的硬度和结构完整性，以使其能够用常规的高速制造机器并入吸烟制品中。
片材材料当用作滤料的唯一形式时可具有某些缺点。为了在从非织造片材构造滤芯时获得理想的结构刚度，滤料必须被非常密实地填装，这意味着这些滤芯具有与由纤维丝束制成的滤芯相当不同的特性。它们对烟的流动具有较大的阻力，导致压降比常规的醋酸纤维素丝束过滤嘴的压降要高，从而要求使用者在抽烟制品时更费劲。也许更重要的是，已经发现，被抽吸通过此类滤料的烟具有不同于被抽吸通过常规醋酸纤维素滤料的味觉特征。而且，已经显示包含作为滤料的非织造片材材料或纸的滤芯表现出比常规醋酸纤维素丝束滤料显著更少的颗粒相和选择的半挥发性化合物的选择性去除。
在一个其中非织造PLA片材材料包括在滤料中的实施方案中，片材材料包括一种或多种增塑剂，包括PEG和/或三醋精和/或TEC。例如，片材材料可以包括PEG和三醋精和TEC中的一种或两种。在一个实施方案中，聚乙二醇在室温下可以是液体，诸如PEG 400。 在另一个实施方案中，聚乙二醇可以是高分子量聚乙二醇，诸如在室温下是固体的聚乙二醇。此类聚乙二醇包括PEG 600和更高，优选PEG 1000和更高。这些特定的聚乙二醇是有吸引力的，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材料的结构整体性。当滤料是非织造片材时，在一些情况下，室温下是液体的添加剂对滤芯的结构整体性和强度有不利影响，例如它们可以软化非织造片材。出于该原因，此类添加剂的用量可以被限制为：可以包括但仍保留片材材料的所需刚度和强度。
事实上，使用高分子量聚乙二醇非但不会削弱非织造片材滤料，反而实际上可以提高滤料的结构整体性和刚度。在形成过滤嘴或滤芯时，就达到期望硬度和刚度所需的滤料量而言，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。这允许过滤嘴或滤芯被设计成具有与常规CA滤芯的特性十分类似的特性。
此外，通过在滤料中加入PEG所提供的半挥发性化合物的选择性除去能力与PEG的包括量成正比。加入较大量的PEG(包括高分子量PEG)的灵活性，意味着可以将滤料选择性除去半挥发性化合物的能力调节到所期望的水平。
在本发明的一个实施方案中，PEG在非织造片材内或非织造片材上的包括量至多是片材的30重量%，优选至多20重量%，更优选5-10重量%，这些数据是通过比较不含PEG的片材的干重与包括PEG添加剂的片材的重量而确定的。
TEC和/或三醋精的加入对非织造片材材料具有不同的影响。令人惊讶地发现，这些添加剂对被抽吸通过滤芯的烟的味道和气味具有有益的影响。对滤料而不是CA的普遍批评在于它们倾向于对烟味产生不利影响。三醋精和TEC对烟的味觉特征具有不同影响，而且这两种添加剂可以不同量加入，以产生理想的烟味概况。
在用于滤料的常规醋酸纤维素丝束中，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，三醋精的量超过约7%就会引起在醋酸纤维素材料内形成空洞。相反，可包括在非织造片材内或非织造片材上的TEC和三醋精的量不受如此限制。事实上，在还包括室温下是固体的PEG时，这些液态添加剂使片材浸水的作用被减小到最低，而且可包括至多30重量%的TEC和/或三醋精，尽管片材的至多20重量%或至多约12重量%的量可以是优选的。这些数据是通过比较不含添加剂的片材的干重与包括添加剂的片材的重量而确定的。
可以在非织造片材内或非织造片材上并入其它添加剂，包括烟草提取物、甘油、薄荷醇、碳纤维、炭颗粒等。此类添加剂可以在片材制造期间加入片材或在制造完成后加进材料。
在某些实施方案中，滤料可以包含厚度大于约0.05mm，优选约0.06 mm至约0.08 mm的非织造片材。非织造PLA滤料可具有约15 g/m2至约60 g/m2，优选约20 g/m2至约45 g/m2的基础重量。
非织造PLA片材可以通过任何已知方法来制造。例如，纺粘片材通过由挤出的纺丝形成网、然后粘结纤维而制成。在网铺覆过程中，纤维可以通过空气射流或静电电荷分离。粘合为网赋予强度和完整性，并且可以通过施加热辊或热针以部分熔化聚合物并将相邻纤维熔合在一起而实施。水刺法是另一种方法，其使用水的高速射流以冲击网，从而使得纤维变得彼此成结。
过滤嘴和滤芯
根据本发明的滤芯和过滤嘴包含根据本发明的第一方面的滤料。这些滤芯和过滤嘴可以并入吸烟制品中。
因此，根据本发明的滤芯和过滤嘴可以包含滤料，所述滤料包含约75:25至约95:5的重量比、约75:25至约90:10的重量比、约75:25至约85:15的重量比、或约80:20的重量比的醋酸纤维素和PLA。
醋酸纤维素可以是丝束的形式。PLA可以是纤维的形式，纤维丝束的形式和/或一种或多种非织造片材材料的形式。
参考图1，出于说明而非限制的目的，根据本发明的一个示例性实施方案的吸烟制品1包含过滤嘴2和与过滤嘴2对齐的可点燃抽吸材料3(诸如烟草)的圆柱形杆，从而使得可点燃抽吸材料杆3的一个末端紧靠过滤嘴2的末端。过滤嘴2被包裹在滤棒成型纸（plug wrap）(未显示)中，可点燃抽吸材料杆3以常规方式通过接装纸(未显示)连接至过滤嘴2。过滤嘴2基本上是圆柱形的，并且具有口末端4和可点燃抽吸材料末端5。过滤嘴2包含根据本发明的滤料的滤棒（plug），其包含醋酸纤维素纤维6和聚交酯。
滤料的滤棒优选具有的尺寸和形状适于匹配可点燃抽吸材料的杆的尺寸和形状，其在成品吸烟制品中连接至所述可点燃抽吸材料的杆。
尽管所示吸烟制品1包括具有包含如本文所述的醋酸纤维素和水溶性聚合物的共混物的单一滤芯或区段的过滤嘴2，但其它排列也是可能的。例如，过滤嘴2可以包含多个区段，诸如2、3或更多个区段，其中一些或所有区段包含根据本发明的滤料。
考虑许多不同的用于吸烟制品的过滤嘴排列，包括复合过滤嘴，其中所述过滤嘴包含具有不同过滤能力的多个分开的滤芯或节段，和/或包含不同材料，诸如不同滤料和添加剂，诸如吸附剂和香料。如本文中所使用，“香料”是指其中在当地法规允许时可用于在产品中生成所需味道或香气的材料。
当滤料包含纤维形式的PLA时，CA丝束和PLA纤维可以均匀混合物的形式提供，其中PLA纤维分散在整个CA丝束的纤维中。
在替代实施方案中，PLA纤维被排列在丝束中，且滤料包含一个或多个PLA丝束区和一个或多个CA丝束区。一些这些区的可能排列显示在图2-5中。
在一个实施方案中，如图2中所示，过滤嘴滤棒10由排列为中央芯的PLA丝束12制成，被CA丝束11的外层包围，滤料进而被滤棒成型纸14包围。在替代实施方案中(图中未显示)，中央芯由CA丝束制成，且包围材料是由PLA纤维制成的PLA丝束。
在其它实施方案中，如图3和4中所示，PLA丝束在多个区域中提供。在图3中，PLA丝束12作为被CA丝束包围的多个区提供。该区被显示为具有圆形横截面，但可以使用其它形状。所述区的数量、尺寸和形状可以变化。所述区域可以沿过滤嘴滤棒的整个长度或者只沿其部分纵向延伸。在图4中，PLA丝束12在径向延伸区域中提供，其中CA丝束11 位于所述区域之间。
在其它可能的构型中，如图5中所示，PLA丝束以丝束12的层(其被嵌入CA丝束11内)的形式提供，从而使得PLA丝束12的层以螺旋构型排列，沿过滤嘴的纵向轴线被包裹。PLA丝束的层可以其它方式并入过滤嘴滤棒中。
根据一些实施方案，滤料包含与CA丝束组合的以非织造片材材料的形式的PLA。PLA片材和CA丝束的这种组合的一些可能排列显示在图6-8中。
在一个实施方案中，如图6中所示，过滤嘴滤棒10由PLA丝束13制成，所述PLA丝束13被包装以形成中央芯，被CA丝束11的外层包围。该区被显示为具有圆形横截面，但可以使用其它形状。在替代实施方案中，如图7中显示，中央芯由CA丝束11制成，且包围材料是由一个或多个PLA片材13形成。
还考虑片材和丝束的各种替代排列。例如，如图8中显示，PLA片材13可以螺旋构型排列，沿过滤嘴的纵向轴线周围被包裹。可以由一个或多个片材制成的片材材料13的包裹物之间穿插的是CA丝束11。
通过进一步实例的方式，如图9显示，本发明的滤料中的PLA和CA在过滤嘴内“串联”排列。在该图中，过滤嘴2是由两个区段的节段制成，一个包含以丝束、非织造片材或其组合的形式的CA丝束21，另一个包含以丝束、非织造片材或其组合的形式的PLA 22。还显示了相邻的可点燃抽吸材料杆3的部分。CA丝束可以位于可点燃抽吸材料杆的相邻处，PLA位于过滤嘴的嘴末端，如图9中所示。在一个替代实施方案中，这些位置可以颠倒。区域的区段长度在图中是不同的，以反映CA与PLA比例为95:5至75:25。
然而，在一些实施方案中，根据本发明的滤料的PLA和CA均在过滤嘴或滤芯的相同区域或区段中提供。
可能使用常规方法、技术和装置由本文所述的滤料制备过滤嘴和滤芯。
一些滤芯，在17.5 cm3/s/每0.1 g滤料的空气流率下，可以表现出大于约40 mm水的压降。它们还可以对主流烟草烟的颗粒物质表现出小于约15%/每0.1 g 滤料的过滤效率。
在一个实施方案中，包含CA丝束和PLA的滤料可以是滤芯或过滤嘴中唯一的滤料。
在另一个实施方案中，包含CA丝束和PLA的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组分过滤嘴的一部分。复合过滤嘴的多个滤芯可以以每个滤芯端与下一个对接的方式彼此纵向排列。复合过滤嘴可具有2、3、4或更多个分开或分离部分。
复合或多组分过滤嘴可以包含一个或多个根据本发明的滤芯。在复合过滤嘴中存在多于一个根据本发明的滤芯时，合适地，滤芯可以彼此一个挨一个地纵向定位或被另一个滤芯隔开。
在滤芯用于复合过滤嘴中时，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，诸如绉纸、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，诸如吸附剂或香料。
在又一个替代实施方案中，复合过滤嘴可包含形成含粒料的腔的部分。
此外，可选择过滤嘴滤棒部分的压降和/或机械过滤效率，以实现可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。在复合过滤嘴排列中，可以改变滤料滤棒/节段的压降。
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。有利地，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。优选地，催化剂可以是下列物质之一：过渡金属氧化物、二氧化硅、氧化铝、沸石、浸渍碳，例如，被金属浸渍的碳。
在一些实施方案中，过滤嘴的烟杆端部分可以包括含吸附剂和/或催化剂的腔，或者，可替代地，可以包含具有分散在其中的吸附剂和/或催化剂的烟滤料。有利地，吸附剂能够保留至少一部分烟的蒸汽相。
吸烟制品
本发明的吸烟制品包含根据本发明的第一方面的滤料。所述滤料可以以本发明的滤芯或过滤嘴的形式存在于连接到包含可点燃抽吸滤料(例如烟草)的杆中。吸烟制品可以是香烟。
如本文所用，术语“吸烟制品”包括可点燃抽吸产品，诸如香烟、雪茄和小雪茄，不论基于烟草、烟草衍生物、膨胀烟草、重构烟叶或烟草代用品，和热不燃(heat-not-burn)的产品。
因此，吸烟制品可以包含滤料，所述滤料包含约75:25至约95:5的重量比、约75:25至约90:10的重量比、约75:25至约85:15的重量比、或约80:20的重量比的醋酸纤维素和PLA。
醋酸纤维素可以是丝束形式。PLA可以是纤维形式，纤维丝束形式和/或一种或多种非织造片材材料的形式。
滤芯和/或包含所述滤芯的过滤嘴可以用常规的接装外包装(tipping overwrap)连接到被包裹的可点燃抽吸填料杆（rod）上，形成吸烟制品。接装外包装可以是透气或不透气的外包装。
可点燃抽吸填料可以是烟草材料或烟草代用材料。优选地，可点燃抽吸材料是烟草材料。合适地，烟草材料包含茎、薄层和烟草末中的一种或多种。烟草材料可以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、重构烟叶。根据一些实施方案，可点燃抽吸材料包含烟草材料的共混物。例如，可点燃抽吸材料可以包含10-80%弗吉尼亚烟草、10-60%白肋烟草、0-20%香料烟草、0-20%重构烟叶和0-30%膨胀烟草。
在一些实施方案中，包含根据本发明的滤料和/或根据本发明的过滤嘴或滤芯的吸烟制品的可点燃抽吸材料可以包含烟丝或由烟丝组成，其一部分烟草可以是膨胀烟草。可点燃抽吸材料可包含重构烟叶或烟草代用材料。
实施例
已经进行实验来研究和说明非织造PLA、非织造PLA与醋酸纤维素(CA)丝束的组合的过滤嘴生产和不同过滤嘴变体的烟雾化学和三种过滤嘴增塑剂的用途。
使用纺粘法生产非织造PLA。片材的基础重量为30克，厚度为180 μm。
1. 过滤嘴制造
对于纯非织造PLA，使用纸过滤嘴方法，且在由非织造PLA和CA的共混物制成的过滤嘴的情况下，使用组合材料过滤嘴(CMF)过滤嘴方法将非织造PLA转化为过滤嘴杆。
表1显示了由非织造PLA制造的132mm过滤嘴杆(无增塑剂)的特征。
表 1
过滤嘴参考号 片材宽度(mm) 杆重量(g) 周长(mm) 硬度*(%) PD(mm WG)
D633/4382D 200 0.89 24.30 84.35 237
D633/4382C 240 1.06 24.30 88.43 384
D633/4382E 250 1.10 24.30 90.33 431
D633/4382B 260 1.14 24.30 90.08 495
D633/4382A 300 1.27 24.30 93.42 707
* Filtrona硬度测量法。
图10显示作为片材宽度的函数的压降(PD)的变化。过滤嘴杆长度为132 mm。图11显示压降和杆重量之间的关系。过滤嘴杆长度为132 mm。“校正的PD”是指在初始过滤嘴周长与24.30 mm稍微不同的情况下，针对24.30 mm的周长计算压降。
结果显示压降和过滤嘴杆的重量之间的线性关系。非织造PLA的容量曲线(图11)和CA丝束的容量曲线(此处未显示)之间的比较表明，对于相同的压降，过滤嘴杆的重量在非织造PLA的情况下高得多。由常规CA丝束制造的过滤嘴杆(132 mm)的重量为807 mg。
使用不同增塑剂制造的过滤嘴杆(132 mm长度)的特征总结在表2中(TA =三醋精，PEG = 聚(乙二醇)且TEC =柠檬酸三乙酯)。由宽度250 mm的非织造PLA网制造过滤嘴杆。硬度结果显示，使用的添加剂都没有充当粘结剂。随着使用的添加剂的量的增加，过滤嘴杆硬度降低(参见表2)。
表 2
过滤嘴参考号 添加剂 装填量(% wt) 周长(mm) 硬度*(%) PD(mm WG)
D633/4383A TA 4.0 24.30 89.98 447
D633/4383B TA 7.3 24.30 87.68 452
D633/4383C PEG400 4.6 24.30 90.22 442
D633/4383D PEG400 8.7 24.30 89.17 444
D633/4383E TEC 3.7 24.30 88.98 451
D633/4383F R TEC 8.5 24.30 87.53 452
* Filtrona硬度测量法。
通过组合非织造PLA和CA丝束制造的过滤嘴(132 mm长度)的特征总结在表3中。使用组合材料过滤嘴(CMF)工艺制备过滤嘴。使用的增塑剂为三醋精(TA)。
表 3
* Filtrona硬度测量法。
2. 香烟制造
在没有任何主要处理问题的情况下使用表1-3中提到的过滤嘴组装香烟。常规CA丝束被用作CA对照。
3. 烟雾化学物
3.1. 过滤效率
为了评价新过滤嘴和对照的过滤效率，在通风区域阻塞的情况下根据ISO制度点燃抽吸香烟。表4总结了压降对具有不同压降和CA对照的PLA过滤嘴(无添加剂)的香烟的烟雾产量的影响。
表 4
表5显示与常规CA对照相比具有含有不同添加剂的PLA过滤嘴的香烟的烟雾产量。添加剂为三醋精(TA)、聚(乙二醇)(PEG)和柠檬酸三乙酯(TEC)。
表 5
图12显示在不同压降时PLA过滤嘴(无增塑剂)的过滤效率结果。结果显示，对于NFDPM，PLA过滤嘴的效率变得与CA相似，在71 mm WG的PD左右。
图13显示使用常规CA作为对照的在不同添加剂存在的情况下的过滤效率。该结果表明，添加剂的性质对NFDPM过滤效率具有较小影响。与TA相比，在PEG和TEC的情况下，水过滤效率受到明显影响。一种可能的解释是，这些添加剂的存在会影响PLA的亲水性。所用添加剂没有显示对尼古丁过滤效率的任何显著影响。
在使用组合材料过滤嘴(CMF)工艺制造过滤嘴的情况下的烟雾产量和过滤效率分别显示在表6和图14中。过滤嘴组合物表示为CA/PLA (w/w)百分比。结果显示，NFDPM过滤效率在其中过滤嘴组成(CA/PLA)为47/53的情况下更高，在其中组成(CA/PLA)为75/25的情况下甚至更高。然而，应该指出的是，与CA对照(420 mm WG，对于132 mm的过滤嘴杆为810 mg)相比，CMF过滤嘴的压降和过滤嘴重量(表3)更高。(过滤嘴特征报道在表3中)。
表 6
3.2. 过滤选择性
为了评价不同过滤嘴的过滤选择性，在通风阻塞的情况下根据ISO制度点燃抽吸香烟，并且对于所有香烟在相同条件下测量Hoffmann分析物。在本研究中只考虑酚类化合物。
表7总结了PLA过滤嘴中的不同添加剂对酚类化合物产量的影响。(过滤嘴特征报道在表2中)。
表 7
图15显示添加剂对使用纯非织造PLA过滤嘴作为对照过滤所选择的酚类的影响。结果针对焦油进行均一化，并表示为与CA对照的百分比差异。结果清楚地显示与没有添加剂的PLA过滤嘴相比甲酚和苯酚的降低，尤其对于当使用TEC时的酚类。看起来，PLA过滤嘴对于对邻苯二酚、氢醌和间苯二酚具有一定选择性，并且与CA对照相比没有任何差异。由于在微粒相中发现这些化合物，所以该结果与微粒过滤理论是一致的。
在CMF的情况下，结果显示，将CA与PLA共混与100% PLA过滤嘴相比增强了过滤选择性，并且对于具有75/25的CA/PLA组成的过滤嘴获得了苯酚选择性的最好结果。 表8显示与100% PLA和常规CA对照相比使用组合材料过滤嘴(CMF)的酚类递送。过滤嘴组成表示为CA/PLA (w/w)百分比。(过滤嘴特征报道在表3中)。
表 8
图16显示过滤嘴组成对过滤选择性的影响。结果针对焦油进行均一化，并表示为与CA对照的百分比差异。CA对照被用作基线。
如上所述，可以使用纸过滤嘴工艺将非织造PLA加工为香烟过滤嘴，并且也可以将非织造PLA和CA丝束的组合结合以形成过滤嘴材料。
容量曲线显示，可以根据材料的宽度来使用不同的压降制造广泛范围的过滤嘴。由非织造PLA制成的过滤嘴的重量比用相同压降由CA丝束制成的过滤嘴的重量更高。添加剂TA、PEG和TEC不充当粘合剂来硬化过滤嘴中的非织造PLA。然而，TA、PEG、TEC可以被用作PLA过滤嘴中的添加剂，以增强针对酚类的过滤选择性。
与PLA 过滤嘴相比，CA丝束与非织造PLA 的组合给出了一些优势，诸如过滤嘴的硬度增加和酚类的选择性过滤提高。
为了避免疑问，确认本文讨论的发明的任何特征可以与任何其它特征组合使用。具体而言，权利要求中的任何特征可以与权利要求中的任何其它特征组合使用。
上述讨论的实施方案被配置为符合适用法律和/或法规，诸如，作为非限制性实例的方式，涉及调味料、添加剂、排放物、成分和/或类似物的法规。
许多其它修改和变化对于本领域技术人员将是显而易见的，其落在以下权利要求的范围之内。

Claims (11)

1.滤料，其包含约95:5至约75:25的重量比的醋酸纤维素和聚交酯。
2.权利要求1要求保护的滤料，其中醋酸纤维素丝束和聚交酯以约80:20的重量比存在。
3.权利要求1或权利要求2要求保护的滤料，其中所述醋酸纤维素包含醋酸纤维素丝束。
4.前述权利要求中任一项要求保护的滤料，其中所述聚交酯包含纤维聚交酯丝束。
5.前述权利要求中任一项要求保护的滤料，其中所述聚交酯包含一个或多个非织造聚交酯片材。
6.前述权利要求中任一项要求保护的滤料，其中所述醋酸纤维素丝束包含增塑剂。
7.前述权利要求中任一项要求保护的滤料，其中所述聚交酯包含增塑剂。
8.权利要求6或7中要求保护的滤料，其中所述增塑剂选自三醋精、柠檬酸三乙酯、聚乙二醇。
9.前述权利要求中任一项要求保护的滤料，其中所述滤料中包含的增塑剂的量是所述滤料的0-20重量%。
10.用于吸烟制品的过滤嘴或滤芯，包含如前述权利要求中任一项要求保护的滤料。
11.吸烟制品，包含如权利要求1-9中任一项要求保护的滤料，或权利要求10中要求保护的过滤嘴或滤芯。
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