CN111757678A

CN111757678A - 用于中空滤嘴和非包裹滤嘴的高总旦尼尔乙酸纤维素丝束

Info

Publication number: CN111757678A
Application number: CN201980014604.2A
Authority: CN
Inventors: A·P·班克斯; C·本德伦; M·蔡
Original assignee: Celanese International Corp
Current assignee: Celanese International Corp
Priority date: 2018-02-23
Filing date: 2019-02-21
Publication date: 2020-10-09
Also published as: EA202092009A1; KR20200121826A; MX2020008709A; US11785983B2; WO2019165084A1; JP7333329B2; JP2021513864A; EP3755166A1; EA038543B1; US20200397039A1

Abstract

公开了具有每根长丝至少3旦尼尔和至少50,000总旦尼尔、或每根长丝至少6旦尼尔和至少40,000总旦尼尔的乙酸纤维素丝束、捆和滤棒，用作吸烟装置和气溶胶发生装置、诸如电加热香烟中的中空滤嘴、非包裹滤嘴或它们的组合。所述乙酸纤维素丝束可包含每根长丝至少3‑6旦尼尔并且可具有至少50,000至100,000的总旦尼尔。所述乙酸纤维素丝束包含每根长丝至少6‑12旦尼尔并且可具有至少40,000至90,000的总旦尼尔。所述中空滤嘴可包括非包裹乙酸纤维素中空滤嘴。

Description

用于中空滤嘴和非包裹滤嘴的高总旦尼尔乙酸纤维素丝束

优先权要求

本专利申请要求2018年2月23日提交的美国临时专利申请号62/634,483的优先权，该申请的公开内容以引用方式整体并入本文。

发明领域

本发明大体涉及高总旦尼尔乙酸纤维素丝束，以及由其产生的中空吸烟(smoking)装置滤嘴(filter)、非包裹滤嘴和它们的组合。具体而言，本发明涉及用于吸烟装置或气溶胶发生装置中，被包括在中空棒或中空滤嘴、非包裹滤嘴和它们的组合中，包含每根长丝至少3旦尼尔和至少50,000总旦尼尔或每根长丝至少6旦尼尔和至少40,000总旦尼尔的乙酸纤维素丝束。

发明背景

诸如乙酸纤维素的纤维素酯因其在传统香烟滤嘴和其他吸烟制品中的用途而闻名。多种因素影响香烟滤嘴生产和性能。作为纤维素酯丝束供应至滤嘴制造商的纤维素酯被制造以实现香烟滤嘴所需的某些性质，诸如坚固性、压降、压降可变性、飞灰(fly)和易开性，目标是香烟具有可接受的吸阻。制作纤维素酯丝束的方法被持续细化以改进香烟滤嘴中所用的丝束的性质。

吸烟制品如香烟或气溶胶发生装置的吸阻是吸烟者所体验的香烟的抽吸特性的主要决定因素。在乙酸纤维素滤嘴中，抽吸特性可取决于若干因素，包括乙酸纤维素长丝特性，乙酸纤维素长丝的量，和并入所述长丝的添加剂浓度。抽吸特性的一个量度是包封压降。本文中所使用的术语“包封压降”或“EPD”指的是，在试样被完全包封在测量装置中使得无空气可穿过包裹时，在稳定条件下试样被空气流(在输出端的体积流量为17.5ml/秒)横穿时，试样的两个端之间的静压差。本文中已根据2007年6月的CORESTA(烟草科学研究合作中心，Cooperation Centre for Scientific Research Relative to Tobacco)建议方法第41号测量了EPD。更高的EPD值解释为吸烟者必须以更大的力抽吸吸烟装置。

目前，乙酸纤维素滤嘴的所需吸阻通过由具有每根长丝低的旦尼尔(dpf)和中等总旦尼尔(低于40,000总旦尼尔)的丝束带、即每根长丝具有小横截面积的多根长丝形成滤嘴来实现。小横截面积被认为提供高表面积，这解释为更高的过滤效力。然而，当响应于趋于更小直径吸烟制品的市场和需要提高过滤效力的法规增加的管辖区域时，这些低dpf、中等总旦尼尔丝束带具有问题。首先，以这些已知丝束带生产更小直径的吸烟制品有效地将长丝凝聚入更小的空间，这由此提高了EPD并改变抽吸特性。其次，提高这些丝束带的中等总旦尼尔的过滤效力将需要更大的表面积、例如更多长丝，这将加重更高的EPD问题。另外，包括从烟幕中主动去除烟组分的颗粒(例如碳)填充了滤嘴的空隙，从而导致更高的EPD。这些滤嘴的纤维强度和硬度也受到损害。

在其他情况下，乙酸纤维素滤嘴的所需吸阻通过由具有高dpf和低总旦尼尔的丝束带形成滤嘴来实现。通过利用低总旦尼尔，可用于生产具有低EPD和周长组合的吸烟装置滤嘴。高dpf和低总旦尼尔提供了更小直径的吸烟制品和提高的过滤效力。但更低的总旦尼尔使这些滤嘴的强度和硬度受损。另外，上述滤嘴的每一者需要两捆(bale)以形成滤嘴，从而导致棒复杂性和可变性升高。

因此，在具有所需抽吸特性和强度/硬度的吸烟装置和/或气溶胶发生装置中，尤其需要具有更高总旦尼尔的乙酸纤维素丝束以用于由其形成非包裹滤棒、中空滤棒和滤嘴。

发明内容

在一些实施方案中，本发明涉及包含具有每根长丝至少3旦尼尔和至少50,000总旦尼尔或每根长丝至少6旦尼尔和至少40,000总旦尼尔的乙酸纤维素丝束的中空滤棒。中空滤棒可包括非包裹乙酸纤维素滤棒。在一些方面中，中空滤棒包括具有每根长丝3至6旦尼尔和50,000至100,000总旦尼尔的乙酸纤维素丝束。在一些方面中，中空滤棒包括具有每根长丝至少6旦尼尔和至少50,000总旦尼尔的乙酸纤维素丝束。在一些方面中，中空滤棒包括具有每根长丝6至12旦尼尔和40,000至90,000总旦尼尔的乙酸纤维素丝束。在一些方面中，中空滤棒包括具有每根长丝至少8旦尼尔和至少40,000总旦尼尔的乙酸纤维素丝束。乙酸纤维素丝束的长丝可具有选自包含以下的组的截面形状：圆形，大致圆形，细圆齿形，卵形，大致卵形，多边形，大致多边形，狗骨头形，“Y形”，“X形”，“K形”，“C形”，多叶形，和它们的任何组合。中空滤棒可具有低于4.5mm水/mm长度的包封压降。

在一些实施方案中，本发明涉及包括中空滤嘴的吸烟装置。中空滤嘴可包括包含每根长丝至少3旦尼尔和至少50,000总旦尼尔或每根长丝至少6旦尼尔和至少40,000总旦尼尔的乙酸纤维素丝束。在一些方面中，乙酸纤维素丝束具有每根长丝3至6旦尼尔和50,000至100,000总旦尼尔。在一些方面中，乙酸纤维素丝束具有每根长丝至少6旦尼尔和至少50,000总旦尼尔。在一些方面中，乙酸纤维素丝束具有每根长丝6至12旦尼尔和40,000至90,000总旦尼尔。在一些方面中，乙酸纤维素丝束具有每根长丝至少8旦尼尔和至少40,000总旦尼尔。中空滤嘴可包括非包裹乙酸纤维素滤嘴。中空滤棒可具有低于4.5mm水/mm长度的包封压降。

在一些实施方案中，本发明涉及包括中空滤嘴的气溶胶发生装置。中空滤嘴包括具有每根长丝至少3旦尼尔和至少50,000总旦尼尔或每根长丝至少6旦尼尔和至少40,000总旦尼尔的乙酸纤维素丝束。在一些方面中，乙酸纤维素丝束包含每根长丝3至6旦尼尔和50,000至100,000总旦尼尔。在一些方面中，乙酸纤维素丝束包含每根长丝至少6旦尼尔和至少50,000总旦尼尔。在一些方面中，乙酸纤维素丝束包含每根长丝6至12旦尼尔和40,000至90,000总旦尼尔。在一些方面中，乙酸纤维素丝束包含每根长丝至少8旦尼尔和至少40,000总旦尼尔。中空滤嘴可包括非包裹乙酸纤维素滤嘴。中空滤嘴可具有低于4.5mm水/mm长度的包封压降。

在一些实施方案中，本发明涉及形成中空滤棒的方法。该方法包括以下步骤：由具有每根长丝至少3旦尼尔和至少50,000总旦尼尔或每根长丝至少6旦尼尔和至少40,000总旦尼尔的丝束带形成捆，所述丝束带包括多根乙酸纤维素长丝；解捆并打开丝束带以形成滤嘴丝束；和由滤嘴丝束形成中空滤棒。中空滤棒由单捆丝束带形成。中空滤棒具有低于4.5mm水/mm长度的包封压降。中空滤嘴可包括非包裹乙酸纤维素滤嘴。

附图简述

将鉴于非限制性附图来更好地理解本发明，在附图中：

图1示出根据本发明的实施方案的气溶胶发生制品的截面图。

发明详述

引言

本发明涉及高总旦尼尔乙酸纤维素丝束带，由其生产的中空滤棒、非包裹乙酸纤维素滤棒和吸烟装置滤嘴。具体而言，本发明提供由单捆形成的具有高总旦尼尔的乙酸纤维素丝束带，其可用于生产具有先前未实现的包封压降(EPD)和强滤嘴完整性的中空吸烟装置滤嘴。高总旦尼尔丝束带产生具有足够强度和硬度的中空滤嘴。本发明还提供由单捆形成的具有高总旦尼尔的乙酸纤维素丝束带，用来形成非包裹乙酸纤维素滤嘴。丝束的高总旦尼尔也解释为更高的过滤效力，同时有利地维持低EPD。在一些实施方案中，由高总旦尼尔乙酸纤维素丝束带制成的中空滤嘴可为非包裹乙酸纤维素滤嘴。

此外，本发明提供可基本无缝整合入当前制造方法的产生高总旦尼尔乙酸纤维素丝束带的生产步骤和参数。高总旦尼尔丝束带可由单个丝束捆生产，以简化生产高总旦尼尔丝束带的方法并产生品质提高的滤棒。在常规方法中，组合两条带的两捆或更多捆以生产具有每根长丝标准旦尼尔(dpf)的丝束带和标准总旦尼尔丝束带，从而导致棒复杂性和可变性。通过使用包括具有高总旦尼尔的长丝的单捆，本方法可以改进的制造效率生产具有改进品质的高总旦尼尔丝束带。在一些方面中，单捆的高总旦尼尔丝束带产生高总旦尼尔中空滤棒，以形成吸烟装置、例如常规香烟或气溶胶发生装置中使用的中空滤嘴。在一些方面中，单捆的高总旦尼尔丝束带产生形成非包裹乙酸纤维素滤嘴的高总旦尼尔非包裹滤棒。

有益地，通过使用具有每根长丝至少3旦尼尔和至少50,000总旦尼尔的乙酸纤维素丝束、或具有每根长丝至少6旦尼尔和至少40,000总旦尼尔的乙酸纤维素丝束，在维持高过滤强度的同时滤嘴的压降值降低，从而导致抽吸的改进并同时维持所需的滤嘴硬度。尽管常规香烟滤嘴通常使用具有低dpf(例如至多3.5dpf)和中等总旦尼尔(例如至多40,000总旦尼尔)的乙酸纤维素丝束，但已惊人且意外地发现可在吸烟装置和/或气溶胶发生装置的中空滤嘴中使用具有高总旦尼尔的乙酸纤维素丝束。当在中空滤嘴或非包裹滤嘴中使用时，具有每根长丝至少3旦尼尔和至少50,000总旦尼尔的乙酸纤维素丝束、或具有每根长丝至少6旦尼尔和至少40,000总旦尼尔的乙酸纤维素丝束能够实现低包封压降，这改进了香烟的抽吸特性，并同时维持了滤嘴的强度和硬度。还发现使用非包裹乙酸纤维素滤嘴有益地提供了改进的抽吸特性。

另外，发现高总旦尼尔乙酸纤维素丝束物件有利地具有改进的表面积指数，例如截面表面积与等价圆圈面积之比。具体而言，与低或中等总旦尼尔乙酸纤维素物件相比，中空和/或非包裹高总旦尼尔乙酸纤维素物件具有更大的表面积指数。

乙酸纤维素

在一些实施方案中，本发明涉及被加工成滤棒以用作例如吸烟装置和气溶胶发生装置中的中空滤嘴或非包裹滤嘴、例如用作吸嘴(mouthpiece)或气溶胶发生装置中的滤嘴的乙酸纤维素丝束。在一些方面中，乙酸纤维素指的是二乙酸纤维素。在一些方面中，乙酸纤维素具有2至2.6的取代度。

乙酸纤维素可通过已知方法来制备，包括美国专利号2,740,775和美国公布号2013/0096297中所公开的那些，所述专利全文以引用的方式并入本文。通常，通过在合适的酸性催化剂的存在下使纤维素与乙酰化剂反应并随后去酯化来制备乙酰化纤维素。

捆和生产捆的方法

在本发明的一些实施方案中，可使用具有高总旦尼尔的卷曲丝束带的捆来形成适合用于吸烟装置、例如常规香烟或气溶胶发生装置的中空滤棒、非包裹滤棒、滤嘴段或它们的任何组合。高总旦尼尔丝束带的实例可为根据本文所公开的各种实施方案的那些。在一些实施方案中，在生产滤棒、滤嘴段或它们的任何组合中可使用具有约3dpf或更高和约50,000总旦尼尔或更高的卷曲丝束带的捆。在其他实施方案中，在生产滤棒、滤嘴段或它们的任何组合中可使用具有约6dpf或更高和约40,000总旦尼尔或更高的卷曲丝束带的捆。卷曲丝束带可包括多根乙酸纤维素长丝。在一些实施方案中，捆可包括多于一个丝束带。

在一些实施方案中，卷曲丝束带的捆包含至少3dpf或更高和至少50,000总旦尼尔或更高。在一些实施方案中，卷曲丝束带的捆包含3dpf至6dpf和50,000总旦尼尔至100,000总旦尼尔。在一些实施方案中，卷曲丝束带的捆包含6dpf至12dpf和40,000总旦尼尔至90,000总旦尼尔。可使用卷曲丝束带的捆来生产中空滤棒，中空滤嘴段，非包裹滤棒，非包裹滤嘴段或它们的任何组合。在一些实施方案中，卷曲丝束带包括多根乙酸纤维素长丝。

一般而言，丝束带的捆的生产可涉及由浆液纺制长丝，由长丝形成丝束带，使丝束带卷曲，并且将卷曲的丝束带打捆。在所述生产内任选的步骤可包括但不限于在纺制后对长丝加温，在卷曲前对长丝和/或丝束带施用整理剂或添加剂，以及调理卷曲的丝束带。对于生产能够产生本文所述的吸烟装置滤嘴的捆而言至少这些步骤的参数是重要的。应注意，捆可按需要在大小和形状上变化以用于进一步加工。

在一些实施方案中，本发明中使用的长丝可为每根长丝约3旦尼尔(dpf)或更高。在一些实施方案中，本发明中使用的长丝可为每根长丝约6旦尼尔或更高。在一些实施方案中，本发明中使用的长丝可为每根长丝约9旦尼尔或更高。在一些实施方案中，长丝可为2dpf至12dpf，例如3dpf至12dpf，3dpf至6dpf，4dpf至5dpf，6dpf至12dpf，7dpf至10dpf，6dpf至9dpf，或7dpf至8dpf。就下限而言，长丝可为高于3dpf，例如高于5dpf，高于7dpf，或高于9dpf。就上限而言，长丝可为低于12dpf，例如低于10dpf，低于8dpf，或低于6dpf。

本发明中使用的的长丝可具有任何合适的截面形状，包括但不限于：圆形，大致圆形，细圆齿形，卵形，大致卵形，多边形，大致多边形，狗骨头形，“Y形”，“X形”，“K形”，“C形”，多叶形，和它们的任何混合物。本文中所使用的术语“多叶形”指的是具有由一点(不一定在截面的中心)延伸至少两个叶(不一定是均匀间隔或大小均匀)的截面形状。

本发明中使用的长丝可通过本领域技术人员已知的任何方法来产生。在一些实施方案中，长丝可通过经喷丝头纺制浆液来产生。本文中所使用的术语“浆液”指的是乙酸纤维素溶液和/或悬浮液，由此产生长丝。在一些实施方案中，浆液可包含乙酸纤维素和溶剂。在一些实施方案中，与本发明结合使用的浆液可包含乙酸纤维素、溶剂和添加剂。应注意，添加剂在本文中进一步详述。

本发明的一些实施方案可涉及处理长丝以实现长丝上的表面功能性。在一些实施方案中，长丝可包括表面功能性，包括但不限于以下者：生物降解性位点(例如增大表面积以增强生物降解性的缺陷位点)，化学操作(例如用于后续官能化的羧酸基团)，活性颗粒结合位点(例如结合金颗粒的硫化位点或用于结合氧化铁颗粒的鳌合基团)，硫结构部分，或它们的任何组合。本领域技术人员应理解实现表面功能性的多种方法和机制。一些实施方案可涉及浸渍、喷雾、电离、官能化、酸化、水解、暴露于等离子体、暴露于电离气体或它们的任何组合以实现表面功能性。赋予表面功能性的合适的化学剂可为能够与乙酸纤维素反应的任何化学剂或化学剂的集合，包括但不限于：酸(例如硫酸、硝酸、乙酸、氢氟酸、盐酸和类似物)，还原剂(例如LiAlH₄、NaBH₄、H₂/Pt和类似物)，格里纳德(Grignard)试剂(例如CH₃MgBr和类似物)，酯交换试剂，胺(例如R-NH₃，如CH₃NH₃)，或它们的任何组合。暴露于等离子体和/或电离气体可与表面反应，在表面中产生缺陷，或它们的任何组合。所述缺陷可增大长丝的表面积，这可在最终滤嘴产品中产生更高的装载和/或更高的过滤效力。

在一些实施方案中，本发明可包括由多根长丝、例如乙酸纤维素长丝形成丝束带。在一些实施方案中，丝束带可包括约40,000总旦尼尔或更高。在一些实施方案中，丝束带可包括约50,000总旦尼尔或更高。在一些实施方案中，丝束带可包括约60,000总旦尼尔或更高。在一些实施方案中，丝束带可包括40,000总旦尼尔至100,000总旦尼尔、例如40,000总旦尼尔至90,000总旦尼尔、50,000总旦尼尔至80,000总旦尼尔、或60,000总旦尼尔至70,000总旦尼尔的长丝。就下限而言，丝束带可包括高于40,000总旦尼尔，例如高于50,000总旦尼尔，高于60,000总旦尼尔，或高于70,000总旦尼尔。就上限而言，丝束带可包括低于100,000总旦尼尔，例如低于90,000总旦尼尔，低于80,000总旦尼尔，或低于60,000总旦尼尔。

在本发明的一些实施方案中，丝束带、例如乙酸纤维素丝束带可包含约3dpf至12dpf和约40,000总旦尼尔至100,000总旦尼尔。在一个实施方案中，乙酸纤维素丝束带可包含约3dpf至6dpf和约50,000总旦尼尔至约100,000总旦尼尔。在另一个实施方案中，乙酸纤维素丝束带可包含约6dpf至12dpf和约40,000总旦尼尔至约90,000总旦尼尔。

在本发明的一些实施方案中，丝束带可包括多于一种类型的长丝。在一些实施方案中，可基于dpf、截面形状、组成、形成丝束带前的处理或它们的任何组合改变多于一种类型的长丝。合适的另外的长丝的实例可包括但不限于碳长丝，活性碳长丝，天然纤维，合成长丝，具有每根长丝低于约10旦尼尔的乙酸纤维素长丝，或它们的任何组合。

本发明的一些实施方案可包括使丝束带卷曲以形成卷曲的丝束带。使丝束带卷曲可涉及使用本领域技术人员已知的任何合适的卷曲技术。这些技术可包括各种设备，包括但不限于填塞箱或齿轮。卷曲设备和它们的工作机制的非限制性实例可见于美国专利号7,610,852和7,585,441中，所述专利的相关公开内容以引用的方式并入本文。合适的填塞箱卷曲机可具有平滑卷曲机压料辊，带螺纹或凹槽的卷曲机压料辊，带纹理的卷曲机压料辊，上折板(flap)，下折板，或它们的任何组合。

在一些实施方案中，卷曲还可由解卷曲能(UCE)和断裂强度(BS)来表征。本文中所使用的“UCE”是使丝束带解卷曲所需的功的量。UCE是每单位长度的延伸样品(上负荷限值处)限定负荷限值之间的负荷-伸长曲线下方的面积。BS在应力-应变曲线的最高负荷点处选取并计算，将丝束的双重厚度考虑在内。丝束必须达到最低强度要求以使得它可经过制棒机加工而不断裂。一般而言，UCE和BS可如下测量：

对丝束带样品预处理(22℃+/-2℃，相对湿度60％+/-2％，24小时)，

预切割丝束带样品，

对Instron拉力试验机(1130型，十字头齿轮，齿轮#R1940-1和R940-2，Instron系列IX-第6版数据采集和分析软件，Instron 50Kg最大容量负荷传感器，Instron顶辊组件，1″×4″×1/8″厚高级防滑夹具面)加温(在常规校准前约20分钟)，

装载预处理的丝束带样品(约76cm长度被环绕并均匀散布在顶辊的中心上)，

预拉紧丝束带(每次读出显示温和地牵拉至100g+/-2g)，

在防滑夹具的下部中夹紧样品的每个端以实现50cm计量长度(以最高可用压力夹紧，但不超过制造商的建议)(计量长度从防滑夹具的顶部测量)，并且

以30cm/分钟的十字头速度测试直至丝束带断裂(Instron，1130型)。

至少三个数据点的平均值提供如由式I计算的UCE：

式I：UCE(gcm/cm)＝(E*1000)/((D*2)+500)，

其中(E)为负荷限值0.220kg与10kg之间的能量(g-cm)，(D)为当前点(10.0kg)处的位移、单位为mm，(2)为针对双倍样品调整的乘数，并且(500)为原始计量长度(mm)。

断裂强度(BS)可根据式II计算：

式II：BS＝L，

其中(L)为最大负荷(kg)下所测的负荷。

当在打捆后测量时，UCE的范围可为约150gcm/cm、200gcm/cm、250gcm/cm或300gcm/cm的下限至约400gcm/cm、350gcm/cm、300gcm/cm或250gcm/cm的上限，并且其中UCE的范围可为任何下限至任何上限并涵盖其间的任何子集。

惊人地发现高总旦尼尔乙酸纤维素丝束展示升高的断裂强度并同时维持或提高了UCE。例如，利用每根长丝相同的旦尼尔，与低或中等(低于40,000总旦尼尔)总旦尼尔乙酸纤维素丝束相比，高总旦尼尔乙酸纤维素丝束展示升高的断裂强度。

卷曲构造可在最终捆的可加工性中起一定作用。卷曲构造的实例可包括但不限于横向、垂直、横向与垂直之间的一定程度、无规或它们的任何组合。本文中在描述卷曲定向时所使用的术语“横向”指的是在丝束带的平面中的卷曲或纤维弯曲。本文中在描述卷曲定向时所使用的术语“垂直”指的是在丝束带的平面外突出并且垂直于丝束带的平面的卷曲。应注意，术语横向和垂直指的是一般的整体卷曲定向并且可具有与所述构造±30度的偏离。

在本发明的一些实施方案中，卷曲的丝束带可包括具有第一卷曲构造的长丝和具有第二卷曲构造的长丝。

在本发明的一些实施方案中，卷曲的丝束带可包括在边缘附近具有至少垂直卷曲构造的长丝和在中心附近具有至少横向卷曲构造的长丝。在一些实施方案中，卷曲的丝束带可包括在边缘附近具有垂直卷曲构造的长丝和在中心附近具有横向卷曲构造的长丝。

卷曲的构造对于后续加工步骤中最终捆的可加工性而言可为重要的，例如除非采取其他步骤以增强内聚，否则与垂直卷曲构造相比，横向卷曲构造可提供长丝的更好内聚。为了实现横向卷曲，可操纵三种加工参数中的至少一者，例如卷曲前丝束带的含水量，卷曲期间丝束带的厚度，和卷曲期间压折(nip to flap)力比。

在本发明的一些实施方案中，长丝可相互粘附以提供最终捆的更好可加工性。尽管粘附添加剂可结合任何卷曲构造使用，但在垂直卷曲构造的情况下使用粘附添加剂可为有利的。在一些实施方案中，粘附可涉及长丝上和/或长丝中的粘附添加剂。这类粘附添加剂的实例可包括但不限于结合剂、粘合剂、树脂、增粘剂或它们的任何组合。应注意，可使用本文所述的任何添加剂或者以其他方式能够将两条长丝粘附到一起的添加剂，添加剂可包括但不限于：活性颗粒，活性化合物，离子型树脂，沸石，纳米颗粒，陶瓷颗粒，软化剂，塑化剂，颜料，染料，香料，芳香物质(aromas)，控释囊泡，表面改性剂，润滑剂，乳化剂，维生素，过氧化物，杀生物剂，抗真菌剂，抗微生物剂，抗静电剂，阻燃剂，防泡沫剂，降解剂，传导改性剂，稳定剂，或它们的任何组合。本发明的一些实施方案可涉及通过以下方式将粘合添加剂添加至长丝(中，上或两者)：将粘合粘合剂并入浆液，将粘合添加剂并入整理剂，(在形成丝束带之前、之后和/或期间)将粘合添加剂施用于长丝，(在卷曲之前、之后和/或期间)将粘合添加剂施用于丝束带，或它们的任何组合。

此外，本发明的一些实施方案可涉及在卷曲之前、之后和/或期间加热长丝。尽管所述加热可结合任何卷曲构造使用，但在垂直卷曲构造的情况下使用所述加热可为有利的。所述加热可涉及将丝束带的长丝暴露于使长丝中的添加剂(例如纳米颗粒)产生热量的蒸汽、雾化化合物(例如塑化剂)、液体、加热的流体、直接热源、间接热源、辐照源，或它们的任何组合。

本发明的一些实施方案可包括调理卷曲的丝束带。可使用调理来实现具有卷曲丝束带的0.5重量％或更少的残留丙酮含量的卷曲丝束带。可使用调理来实现具有卷曲丝束带的8重量％或更少的残留水含量的卷曲丝束带。调理可涉及将卷曲丝束带的长丝暴露于使长丝中的添加剂(例如纳米颗粒)产生热量的蒸汽、雾化化合物(例如塑化剂)、液体、加热的流体、直接热源、间接热源、辐照源，或它们的任何组合。

本发明的一些实施方案可包括将卷曲的丝束带打捆以产生捆。在一些实施方案中，打捆可涉及将卷曲丝束带以一定模式放置，例如铺设、沉积或排列在罐中。应注意，罐一般用来指代可呈任何形状、优选正方形或矩形且具有任何材料的的容器。本文中所使用的术语“模式”指的是放置期间可改变或可不改变的任何设计。在本发明的一些实施方案中，模式可为大致锯齿状的，具有约0.5循环/ft至约6循环/ft的周期性。在一些实施方案中，放置可涉及以约10m/m至约40m/m的搅炼(puddle)指数对卷曲的丝束带进行搅炼。本文中所使用的术语“搅炼”指的是使丝束带至少部分位于自身上，从而放置比其放置的线性距离更大实际长度的丝束带。本文中所使用的术语“搅炼指数”指的是丝束带放置的单位线性距离上丝束带的长度。

在本发明的一些实施方案中，打捆可涉及压缩已置于合适的容器中的卷曲丝束带。

在一些实施方案中，捆包括具有3dpf至6dpf和50,000总旦尼尔至100,000总旦尼尔的卷曲丝束带，卷曲丝束带包括多根乙酸纤维素长丝。在其他实施方案中，捆包括具有6dpf至12dpf(每根长丝旦尼尔)和40,000总旦尼尔至90,000总旦尼尔的卷曲丝束带，卷曲丝束带包括多根乙酸纤维素长丝。本发明的一些实施方案可涉及将来自捆的卷曲丝束带放入设备从而形成滤棒。

中空滤棒、中空滤嘴、非包裹滤棒和非包裹滤嘴

在本发明的一些实施方案中，可使用具有高总旦尼尔的卷曲丝束带的捆(如上文所述)来形成适合用于吸烟装置、例如常规香烟或气溶胶发生装置的中空滤棒、中空滤嘴段、非包裹滤棒和非包裹滤嘴或它们的任何组合。合适的高总旦尼尔丝束带的实例可为根据本文所公开的各种实施方案的那些。

在一些实施方案中，在生产中空滤棒、中空滤嘴段或它们的任何组合中可使用具有至少3dpf或更高和至少50,000总旦尼尔或更高的卷曲丝束带的捆。在一些实施方案中，在生产中空滤棒、中空滤嘴段或它们的任何组合中可使用具有至少6dpf或更高和至少40,000总旦尼尔或更高的卷曲丝束带的捆。在一些实施方案中，在生产中空滤棒、中空滤嘴段或它们的任何组合中可使用具有3dpf至6dpf和50,000总旦尼尔至100,000总旦尼尔的卷曲丝束带的捆。在一些实施方案中，在生产中空滤棒、中空滤嘴段或它们的任何组合中可使用具有6dpf至12dpf和40,000总旦尼尔至90,000总旦尼尔的卷曲丝束带的捆。在一些实施方案中，具有高总旦尼尔的卷曲丝束带的捆包括中空乙酸纤维素丝束以形成滤棒、滤嘴段或它们的组合。在一些方面中，乙酸纤维素丝束可为非包裹乙酸纤维素丝束。

在一个方面中，滤棒可包括包含每根长丝至少3旦尼尔和至少50,000总旦尼尔的中空乙酸纤维素管。例如，滤棒可包括包含每根长丝6旦尼尔和50,000总旦尼尔的中空乙酸纤维素管。在另一个方面中，滤棒可包括包含每根长丝至少6旦尼尔和至少40,000总旦尼尔的中空乙酸纤维素管。例如，滤棒可包括包含每根长丝至少8旦尼尔和至少40,000总旦尼尔的中空乙酸纤维素管。中空乙酸纤维素管可为非包裹乙酸纤维素。滤棒可具有选自包含以下的组的截面形状：圆形，大致圆形，细圆齿形，卵形，大致卵形，多边形，大致多边形，狗骨头形，“Y形”，“X形”，“K形”，“C形”，多叶形，和它们的任何组合。在一些方面中，滤棒截面为Y形。在另一个方面中，滤棒截面为大致圆形。

在一些实施方案中，在生产非包裹滤棒、非包裹滤嘴段或它们的任何组合中可使用具有至少3dpf或更高和至少50,000总旦尼尔或更高的卷曲丝束带的捆。在一些实施方案中，在生产非包裹滤棒、非包裹滤嘴段或它们的任何组合中可使用具有至少6dpf或更高和至少40,000总旦尼尔或更高的卷曲丝束带的捆。在一些实施方案中，在生产非包裹滤棒、非包裹滤嘴段或它们的任何组合中可使用具有3dpf至6dpf和50,000总旦尼尔至100,000总旦尼尔的卷曲丝束带的捆。在一些实施方案中，在生产非包裹滤棒、非包裹滤嘴段或它们的任何组合中可使用具有6dpf至12dpf和40,000总旦尼尔至90,000总旦尼尔的卷曲丝束带的捆。在一些实施方案中，具有高总旦尼尔的卷曲丝束带的捆包括中空乙酸纤维素丝束以形成非包裹滤棒、非包裹滤嘴段或它们的组合。在一些方面中，乙酸纤维素丝束可为非包裹的中空乙酸纤维素丝束。

本文所述的乙酸纤维素丝束可被制备为待用作吸烟装置中的乙酸纤维素丝束滤嘴的滤棒。形成滤嘴的方法可包括将来自捆的具有至少3dpf和至少50,000总旦尼尔的丝束带(卷曲或以其他方式)、或具有至少6dpf和至少40,000总旦尼尔的丝束带(卷曲或以其他方式)进料至能够生产滤棒的设备中。在一些实施方案中，生产滤棒可包括若干步骤，包括但不限于以下中的至少一者：使卷曲的丝束带膨松(bloom)成膨松的丝束带；任选地用添加剂处理膨松的丝束带；引导(channel)膨松的丝束带，从而产生连续的丝束缆绳；用纸包裹连续的丝束缆绳，从而产生包裹的丝束棒；或者替代地，省略包裹步骤以产生未包裹的丝束棒；粘附包裹丝束棒的纸，从而产生滤棒线材(length)；将滤棒线材切成滤棒、滤嘴和/或滤嘴段；或它们的任何组合。在一些实施方案中，生产滤嘴和/或滤嘴段可涉及切割滤棒线材或滤棒。在一些实施方案中，生产滤嘴段可涉及切割滤棒线材、滤棒或滤嘴。滤棒线材、滤棒和/或滤嘴段可具有任何截面形状，包括但不限于圆形、大致圆形、卵形、大致卵形、多边形(包括具有圆形边角的那些)或它们的任何混合物。

本发明的一些实施方案可涉及至少一次用添加剂处理膨松的丝束带。在一些实施方案中，处理可在膨松的丝束带具有大的边对边宽度时和/或在引导膨松的丝束带时发生。在添加剂呈粒状形式时，在引导期间发生所述处理可能有利，但不是必需的。应注意，处理可通过包括但不限于施用、浸渍、浸泡、浸没、浸湿、冲洗、洗涤、涂漆、涂布、淋浴、细洒、喷雾、放置、除尘、喷洒、固定或它们的任何组合的任何方法来进行。

合适的添加剂可为上文描写的那些，包括但不限于：活性颗粒，活性化合物，离子交换树脂，沸石，纳米颗粒，陶瓷颗粒，软化剂，塑化剂，颜料，染料，香料，芳香物质，控释囊泡，结合剂，粘合剂，增粘剂，表面改性剂，润滑剂，乳化剂，维生素，过氧化物，杀生物剂，抗真菌剂，抗微生物剂，抗静电剂，阻燃剂，防泡沫剂，降解剂，传导改性剂，稳定剂，和它们的任何组合。

在本发明的一些实施方案中，例如活性颗粒和/或活性化合物的添加剂可能够减少和/或去除来自烟流的烟流组分。本领域技术人员利用本发明的益处应理解，烟流可与用于其他过滤应用的流体流互换。烟流组分的实例可包括但不限于：乙醛，乙酰胺，丙酮，丙烯醛，丙烯酰胺，丙烯腈，黄曲毒素B-1,4-氨基联苯，1-氨基萘，2-氨基萘，氨，铵盐，毒藜碱，去氢毒藜碱，0-茴香胺，砷，A-α-C，苯并[a]蒽，苯并[b]荧蒽，苯并[j]醋蒽烯，苯并[k]荧蒽，苯，苯并[b]呋喃，苯并[a]芘，苯并[c]菲，铍，1,3-丁二烯，丁醛，镉，咖啡酸，一氧化碳，儿茶酚，氯化二噁英/呋喃，铬，

钴，香豆素，甲酚，巴豆醛，环五[c,d]芘，二苯并(a,h)吖啶，二苯并(a,j)吖啶，二苯并[a,h]蒽，二苯并(c,g)咔唑，二苯并[a,e]芘，二苯并[a,h]芘，二苯并[a,i]芘，二苯并[a,l]芘，2,6-二甲基苯胺，氨基甲酸乙酯(聚氨酯)，乙苯，环氧乙烷，丁子香酚，甲醛，呋喃，glu-P-1，glu-P-2，肼，氰化氢，氢醌，茚并[1,2,3-cd]芘，IQ，异戊二烯，铅，MeA-α-C，汞，甲基乙基酮，5-甲基

4-(甲基亚硝氨基)-1-(3-吡啶基)-1-丁酮(NNK)，4-(甲基亚硝氨基)-1-(3-吡啶基)-1-丁醇(NNAL)，萘，镍，烟碱，硝酸盐，一氧化氮，氮氧化物，亚硝酸盐，硝基苯，硝基甲烷，2-硝基丙烷，N-亚硝基毒藜碱(NAB)，N-亚硝基二乙醇胺(NDELA)，N-亚硝基二乙胺，N-亚硝基二甲胺(NDMA)，N-亚硝基乙基甲基胺，N-亚硝基吗啉(NMOR)，N-亚硝基降烟碱(NNN)，N-亚硝基哌啶(NPIP)，N-亚硝基吡咯烷(NPYR)，N-亚硝基肌氨酸(NSAR)，苯酚，PhIP，钋210(放射性同位素)，丙醛，环氧丙烷，吡啶，喹啉，间苯二酚，硒，苯乙烯，焦油，2-甲苯胺，甲苯，Trp-P-1，Trp-P-2，铀235(放射性同位素)，铀238(放射性同位素)，乙酸乙烯酯，氯乙烯，或它们的任何组合。在本发明的一些实施方案中，添加剂可能够减少和/或去除来自流体流的组分。合适的组分可包括但不限于粉尘颗粒物，花粉，霉菌，细菌，臭氧，和类似物，或它们的任何组合。

在一些实施方案中，当包裹时，合适的纸可包括但不限于接装纸(tippingpaper)，成形纸(plug wrap paper)，接装原纸，木质纸，含亚麻纸，亚麻纸，功能化纸，特殊标记纸，着色纸，高孔隙率纸，瓦楞纸，高表面强度纸，或它们的任何组合。本领域技术人员利用本发明的益处应认识到纸可被任何已知片材代替。在一些实施方案中，纸可包括添加剂、胶料、可印刷剂或它们的任何组合。在一些实施方案中，滤嘴为非包裹乙酸纤维素滤嘴。本发明的一些实施方案可涉及粘附包裹丝束棒的纸从而产生滤棒线材。粘附可利用能够胶粘地紧固围绕丝束棒包裹的纸的任何已知的粘合剂来实现。

本发明的一些实施方案可涉及将滤棒线材切割成滤棒和/或滤嘴段。切割可涉及任何已知方法和/或切割设备。滤棒的长度范围可为约50mm、75mm或100mm的下限至约150mm、140mm、130mm、120mm、110mm或100mm的上限，并且其中长度范围可为任何下限至任何上限并涵盖其间的任何子集。滤嘴的长度范围可为约20mm、25mm或30mm的下限至约50mm、45mm或40mm的上限，并且其中长度范围可为任何下限至任何上限并涵盖其间的任何子集。滤嘴段的长度范围可为约3mm、4mm或5mm的下限至约15mm、14mm、13mm、12mm、11mm或10mm的上限，并且其中长度范围可为任何下限至任何上限并涵盖其间的任何子集。

本发明的一些实施方案可涉及连接至少两个滤嘴段。一些实施方案可涉及彼此流体连通地连接至少两个滤嘴段。连接可包括但不限于接合、附接、结合、联结、耦合或类似物。在一些实施方案中，连接可沿滤嘴段的纵轴首尾相连。在一些实施方案中，连接至少两个滤嘴段可形成分段滤嘴和/或分段滤棒。一些实施方案可涉及在连接前将至少两个滤嘴段提供在各自容器中，例如料斗、板条箱、盒、鼓、袋或纸箱。一些实施方案可包括将至少两个滤嘴段进料至行中，在行中段是交替的。一些实施方案可涉及用纸包裹至少两个滤嘴段以形成分割滤嘴和/或分割滤棒。一些实施方案可涉及运输分割滤嘴和/或分割滤棒以存储或使用。

在一些实施方案中，滤嘴可为分段滤嘴。一些实施方案可涉及分段滤嘴，其中至少一个第一段为本文所述的滤嘴段，并且至少一个第二滤嘴段可包括但不限于：腔，多孔物质，聚丙烯，聚乙烯，聚烯烃丝束，聚丙烯丝束，聚对苯二甲酸乙二醇酯，聚对苯二甲酸丁二醇酯，无规定向醋酸酯，纸，瓦楞纸，同心滤嘴，碳丝束(carbon-on-tow)，二氧化硅，硅酸镁，沸石，分子筛，盐，催化剂，氯化钠，尼龙，香料，烟草，胶囊，纤维素，纤维素衍生物，乙酸纤维素，催化转换器，五氧化碘，粗粉，碳粒，碳纤维，纤维，玻璃珠，纳米颗粒，空室，带挡板的空室，或它们的任何组合。应注意，在本说明书中第一和第二为了表述清楚而使用，并且不表示任何次序或位置关系。在一些实施方案中，第二滤嘴段可为具有不同于第一滤嘴段的EPD的乙酸纤维素滤嘴段。在一些实施方案中，第一滤嘴段和第二滤嘴段可为本文所述的不同滤嘴段，例如不同的添加剂、不同的添加剂浓度、不同的EPD、不同的总旦尼尔、不同的dpf或它们的任何组合。

在本发明的一些实施方案中，滤棒、滤嘴、滤嘴段、分段滤嘴和/或分段滤棒可包括至少一个腔。在一些实施方案中，腔可介于两个滤嘴段之间。腔可用包括但不限于添加剂、粒状碳、香料、催化剂、分子筛、沸石或它们的任何组合的各种物质填充。腔可包含胶囊、例如聚合物胶囊，胶囊自身包含香料或催化剂。在一些实施方案中，腔还可包含与烟中的选定组分反应的分子筛，以去除组分或降低组分的浓度而不会不利影响烟的期望香味成分。在一些实施方案中，腔可包括烟草作为另外的香料。应注意，未用所选物质充分填充的腔可能缺乏主流烟的组分与腔中物质之间的充足相互作用。

本发明的一些实施方案可涉及将滤棒、滤嘴、滤嘴段、分段滤嘴和/或分段滤棒可操作地连接至吸烟式物质。一些实施方案可涉及将滤棒、滤嘴、滤嘴段、分段滤嘴和/或分段滤棒连接至吸烟式物质，以使得滤棒、滤嘴、滤嘴段、分段滤嘴和/或分段滤棒与吸烟式物质流体连通。

在本发明的一些实施方案中，滤棒、滤嘴、滤嘴段、分段滤嘴和/或分段滤棒可与吸烟式物质流体连通。在一些实施方案中，吸烟装置可包括与吸烟式物质流体连通的滤棒、滤嘴、滤嘴段、分段滤嘴和/或分段滤棒。在本发明的一些实施方案中，吸烟装置可包括能够可操作地维持与吸烟式物质流体连通的滤棒、滤嘴、滤嘴段、分段滤嘴和/或分段滤棒的外壳。在一些实施方案中，滤棒、滤嘴、滤嘴段、分段滤嘴和/或分段滤棒可为从外壳上可拆卸、替换和/或一次性的。

在一些实施方案中，滤嘴可包括具有3dpf至6dpf和50,000总旦尼尔至100,000总旦尼尔的丝束，丝束包括多根乙酸纤维素长丝。滤嘴可具有约4.5mm水/mm滤嘴长度或更低的包封压降，并且具有约26mm或更小、例如18mm至26mm的周长。在一些实施方案中，滤嘴可具有18mm至26mm、例如21mm至25mm或22mm至24mm的周长。在其他实施方案中，滤嘴还可包括添加剂。

在一些实施方案中，滤嘴可包括具有6dpf至12dpf和40,000总旦尼尔至90,000总旦尼尔的丝束，丝束包括多根乙酸纤维素长丝。滤嘴可具有约3.0mm水/mm滤嘴长度或更低的包封压降，并且滤嘴可具有约26mm或更小、例如18mm至26mm的周长。在一些实施方案中，滤嘴可具有18mm至26mm、例如21mm至25mm或22mm至24mm的周长。在其他实施方案中，滤嘴还可包括添加剂。

吸烟装置

在本发明的一些实施方案中，吸烟装置可包括上文提及的包括高总旦尼尔乙酸纤维素的滤棒、滤嘴、滤嘴段、分段滤嘴和/或分段滤棒(统称为“滤嘴组件”)中的任何者。高总旦尼尔滤嘴组件可与吸烟式物质流体连通。在一些实施方案中，吸烟装置可包括能够可操作地维持与吸烟式物质流体连通的滤棒、滤嘴、滤嘴段、分段滤嘴和/或分段滤棒的外壳。在一些实施方案中，滤棒、滤嘴、滤嘴段、分段滤嘴和/或分段滤棒可为从外壳上可拆卸、替换和/或一次性的。

在一些实施方案中，吸烟装置包括吸烟式物质和滤嘴。滤嘴可包括具有每根长丝至少3旦尼尔和至少50,000总旦尼尔的乙酸纤维素丝束。在其他实施方案中，滤嘴可包括具有至少6dpf和至少40,000总旦尼尔的乙酸纤维素丝束。在其他实施方案中，滤嘴可包括具有每根长丝3至6旦尼尔和50,000至100,000总旦尼尔的乙酸纤维素丝束。在其他实施方案中，滤嘴可包括具有6dpf至12dpf和40,000总旦尼尔至90,000总旦尼尔的乙酸纤维素丝束。在一些实施方案中，滤嘴包括中空乙酸纤维素管。在一些实施方案中，滤嘴包括具有大致圆形截面的非包裹乙酸纤维素。

本文中所使用的术语“吸烟式物质”指的是在燃烧或加热时能够产生烟的材料。合适的吸烟式物质可包括但不限于：烟草，例如亮叶烟、东方烟、土耳其烟、板烟、科罗乔烟、克里奥罗烟、珀里克烟、遮荫(shade)烟、白色白肋烟、烤烟、白肋烟、马里兰烟、弗吉尼亚烟；茶；草药；碳化或热解组分；无机填料组分；或它们的任何组合。烟草可具有烟草薄层的形式，呈切丝填料、加工烟梗、复原的烟草填料、体积膨胀的烟草填料或类似物形式。烟草和其他种植的吸烟式物质可在美国种植，或可在美国外的管辖区域种植。

在一些实施方案中，吸烟式物质可呈柱格式，例如烟草柱。本文中所使用的术语“烟草柱”指的是可组合以产生诸如香烟或雪茄的基于烟草的吸烟式制品的烟草以及任选其他成分和香料的共混物。在一些实施方案中，烟草柱可包含选自由以下组成的组的成分：烟草，糖(诸如蔗糖、红糖、转化糖或高果糖玉米糖浆)，丙二醇，甘油，可可粉，可可产品，角豆胶，角豆提取物，和它们的任何组合。在仍其他实施方案中，烟草柱还可包含香料、芳香物质、薄荷醇、甘草提取物、磷酸氢二铵、氢氧化铵和它们的任何组合。在一些实施方案中，烟草柱可包含添加剂。在一些实施方案中，烟草柱可包括至少一种可弯元件。

合适的外壳可包括但不限于香烟，香烟保持器，雪茄，雪茄保持器，烟斗，水烟管，水烟筒，电子烟装置，手卷(roll-your-own)香烟，手卷雪茄，纸，或它们的任何组合。

在本发明的一些实施方案中，滤棒、滤嘴、滤嘴段、分段滤嘴和/或分段滤棒可天然地或在催化剂的存在下随时间可降解。本文中所使用的术语“可降解”指的是在暴露于户外环境(即，暴露于雨水、露水或其他水源)时分解的能力。降解程度最小足以将乙酸纤维素转化成纤维素，并且最大足以将乙酸纤维素转化成葡萄糖。在一些实施方案中，降解可在至少1个月、约6个月或更短、约2年或更短、或约5年或更短时间内发生。本领域技术人员利用本发明的益处应理解，滤棒、滤嘴、滤嘴段、分段滤嘴和/或分段滤棒的环境条件，例如暴露于光和相对湿度，以及添加剂、例如催化剂将影响降解速率。在本发明的一些实施方案中，滤棒、滤嘴、滤嘴段、分段滤嘴和/或分段滤棒可为可回收的。

因为预期消费者将对包括根据本文所述的任何实施方案的滤棒、滤嘴、滤嘴段、分段滤嘴和/或分段滤棒的吸烟装置吸烟，本发明还提供对这种吸烟装置吸烟的方法。例如，在一个实施方案中，本发明提供对吸烟装置吸烟的方法，该方法包括：加热或点燃吸烟装置以形成烟，吸烟装置包括根据本文所述的任何实施方案的滤棒、滤嘴、滤嘴段、分段滤嘴和/或分段滤棒；和经过吸烟装置抽吸烟，其中滤棒、滤嘴、滤嘴段、分段滤嘴和/或分段滤棒减少烟流中至少一种组分的存在。在一些实施方案中，吸烟装置为香烟。在其他实施方案中，吸烟装置为雪茄、烟斗、水烟管、水烟筒、电子烟装置、无烟吸烟装置、手卷香烟、手卷雪茄或另一种吸烟装置。

本发明的一些实施方案可包括吸烟装置，其包括吸烟式物质和滤嘴，滤嘴包括具有3dpf至6dpf和50,000总旦尼尔至100,000总旦尼尔的丝束，丝束包括多根乙酸纤维素长丝。滤嘴一般可具有4.5mm水/mm滤嘴长度或更低的包封压降，并且具有约26mm或更小、例如18mm至26mm的周长。在一些方面中，周长可为18mm至26mm，例如21mm至25mm或22mm至24mm。在一些方面中，包封压降可为低于4.5mm水/mm滤嘴长度，低于4mm水/mm滤嘴长度，或低于3mm水/mm滤嘴长度。

本发明的一些实施方案可包括吸烟装置，其包括吸烟式物质和滤嘴，滤嘴包括具有6dpf至12dpf和40,000总旦尼尔至90,000总旦尼尔的丝束，丝束包括多根乙酸纤维素长丝。滤嘴一般可具有3mm水/mm滤嘴长度或更低的包封压降，并且具有约26mm或更小、例如18mm至26mm的周长。在一些方面中，周长可为18mm至26mm，例如21mm至25mm或22mm至24mm。在一些方面中，包封压降可为低于3mm水/mm滤嘴长度，或低于1.75mm水/mm滤嘴长度。在一些实施方案中，乙酸纤维素丝束成型为非包裹乙酸纤维素滤嘴。在一些实施方案中，乙酸纤维素丝束成型为中空乙酸纤维素滤嘴。

气溶胶发生装置

在一些实施方案中，本发明涉及包括中空滤嘴、非包裹滤嘴或它们的组合的气溶胶发生装置。气溶胶发生装置可包括外罩，具有气溶胶形成材料的贮器，与贮器流体连通的吸嘴，和围绕贮器的电源/加热构件。在一些实施方案中，吸嘴和/或贮器可包括乙酸纤维素滤嘴。在一些实施方案中，乙酸纤维素滤嘴可包括中空滤嘴、非包裹滤嘴或它们的组合。

在一个实施方案中，本发明涉及使用电能以形成可吸入物质的气溶胶发生制品。气溶胶发生制品可被布置以提供呈可吸入形式或状态的一种或多种物质(例如香料和/或烟草)。例如，可吸入物质可大致上呈蒸气的形式(即，在低于其临界点的温度下呈气相的物质)。或者，可吸入物质可呈气溶胶的形式(即，细固体颗粒或液滴在气体中的悬浮液)。出于本发明的目的，以下实施方案被论述作为掺入高总旦尼尔乙酸纤维素滤嘴的气溶胶发生装置的实例。高总旦尼尔乙酸纤维素滤嘴可包括中空滤嘴、非包裹滤嘴或它们的组合。高总旦尼尔乙酸纤维素滤嘴可在气溶胶发生装置中以任何构造来提供，并且不限于下文论述的实施方案。

气溶胶发生装置更详细地描述于美国专利号4,819,665、5,499,636、6,026,820、8,881,737、8,910,640和9,597,466，以及美国公开号2005/0172976、2015/0027474、2016/0309782和2017/0055580中；所有所述专利全文以引用的方式并入本文。

图1示出根据一个实施方案的常规气溶胶发生制品10。气溶胶发生制品10可包括外罩20、空气通路30、吸嘴40、电源/热源50和包括气溶胶形成材料80的贮器70。在使用期间，用户的嘴中插入吸嘴40，并且空气经由空气通路30流经气溶胶发生制品10的远端。气溶胶发生制品10可由可来源于烟草以及其他添加剂的气溶胶形成材料80产生气溶胶。

在一些实施方案中，吸嘴40和/或包括气溶胶形成材料80的贮器70包括乙酸纤维素滤嘴。在一些实施方案中，气溶胶发生装置的吸嘴40和/或贮器70包括乙酸纤维素滤嘴，该滤嘴包括高总旦尼尔乙酸纤维素。乙酸纤维素滤嘴可包括具有至少3dpf和至少50,000总旦尼尔的乙酸纤维素丝束。在一些实施方案中，乙酸纤维素滤嘴包括具有至少6dpf和至少40,000总旦尼尔的乙酸纤维素丝束。在一些实施方案中，乙酸纤维素滤嘴包括具有3dpf至每根长丝6旦尼尔和50,000至100,000总旦尼尔的乙酸纤维素丝束。在其他实施方案中，乙酸纤维素滤嘴包括具有6dpf至12dpf和40,000总旦尼尔至90,000总旦尼尔的乙酸纤维素丝束。在一些方面中，乙酸纤维素滤嘴包括中空乙酸纤维素管。在一些方面中，乙酸纤维素滤嘴包括非包裹乙酸纤维素。在一些方面中，乙酸纤维素滤嘴包括非包裹中空乙酸纤维素管。

在一些实施方案中，吸嘴40和/或贮器70包括乙酸纤维素滤嘴。在一些方面中，乙酸纤维素滤嘴包括具有至少3dpf和至少50,000总旦尼尔、或具有至少6dpf和至少40,000总旦尼尔的中空乙酸纤维素管。在一些实施方案中，乙酸纤维素滤嘴为非包裹乙酸纤维素。

在一些实施方案中，气溶胶形成材料80位于贮器70中。在图1中所示的实施方案中，气溶胶形成材料80包括卷曲的均化烟草材料的聚集片。均化烟草材料的卷曲片可包括气溶胶形成剂，诸如甘油。

图1中所示的气溶胶发生制品10被设计成接合电源/热源50以形成可吸入气溶胶。在使用中，气溶胶发生制品10的电源/热源50将气溶胶形成材料80加热至足够的温度以使能够形成气溶胶的化合物挥发，其经过空气通路30被抽吸并被用户吸入。在使用中，从气溶胶形成基材80释放的挥发性物质可任选地沿气溶胶冷却元件朝向气溶胶发生制品10的吸嘴传递。挥发性物质可在气溶胶冷却元件内冷却以形成被用户吸入的气溶胶。在一些方面中，气溶胶冷却元件可包括具有每根长丝至少3旦尼尔和至少50,000总旦尼尔、或具有每根长丝至少6旦尼尔和至少40,000总旦尼尔的乙酸纤维素丝束。在一些实施方案中，气溶胶冷却元件可包括中空乙酸纤维素滤嘴、非包裹乙酸纤维素滤嘴或它们的组合。

随着气溶胶向下游经过气溶胶冷却元件，气溶胶的温度可因热能从气溶胶传递至气溶胶冷却元件而降低。当气溶胶进入气溶胶冷却元件时，其温度为大约60℃。由于在气溶胶冷却元件内冷却，在气溶胶离开气溶胶冷却元件时气溶胶的温度为大约40℃。

本文所述的乙酸纤维素丝束可用作气溶胶冷却元件。气溶胶冷却元件指的是使由气溶胶形成基材所释放的挥发性化合物形成的气溶胶冷却的组件。气溶胶冷却元件是与包括乙酸纤维素滤嘴的吸嘴分开的元件，但在一些方面中，具有至少3dpf和至少50,000总旦尼尔的乙酸纤维素丝束可在滤嘴和气溶胶冷却元件两者中使用。气溶胶冷却元件可具有相对大的表面积，例如每mm长度300mm²至1000mm²，同时仍实现低压降。

气溶胶冷却元件可具有5至500微米、例如10至250微米的厚度。气溶胶冷却元件可包括容纳或安置纵向延伸的通道的外管或包装物。例如，打褶、聚集或折叠的片材可被包装在包装材料、例如衬套包装物(plug wrapper)中，以形成气溶胶冷却元件。在一些实施方案中，气溶胶冷却元件包括聚集成棒状并受包装物、例如滤纸包装物限制的卷曲材料片。可如上文所述制备滤嘴那样制备气溶胶冷却元件。

在一些实施方案中，气溶胶冷却元件被成型为具有7至28mm长度的棒的形状。例如，气溶胶冷却元件可具有18mm的长度。在一些实施方案中，气溶胶冷却元件可具有大致圆形的截面和5mm至10mm的直径。例如，气溶胶冷却元件可具有7mm的直径。

乙酸纤维素丝束可为气溶胶冷却元件的唯一要素，或者其可与聚乳酸层组合。在一些方面中，聚乳酸与乙酸纤维素丝束的重量比为10:1至1:10，例如5:1至1:5，3:1至1:3，1:2至2:1，或1:1。

在具有高总旦尼尔的乙酸纤维素丝束未被用于气溶胶冷却元件的方面中，气溶胶冷却元件可包括不同的聚合材料。例如，气溶胶冷却元件可包括选自由聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乳酸和乙酸纤维素膜或丝束组成的组的聚合物片材。

实施例

实施例1-5：用于中空滤嘴的丝束

进行试验以测定适合用于中空滤嘴中使用的中空滤棒的高总旦尼尔乙酸纤维素的UCE和断裂强度。以下文描述的截面、每根长丝旦尼尔和总旦尼尔制备样品。实施例1-5提供由单捆的乙酸纤维素制成的高总旦尼尔中空乙酸纤维素滤嘴。表1示出具有低总旦尼尔(比较例1-4)和高总旦尼尔(实施例1-4)的乙酸纤维素丝束的丝束卷曲水平、UCE和断裂强度。表1比较了不同截面形状(Y＝“Y”形；R＝圆形)的低和高总旦尼尔物件的UCE和断裂强度。根据上述式1测定UCE，并且通过上述式II测定断裂强度。

在这些实施例中，惊人且意外地观测到高总旦尼尔乙酸纤维素丝束在高卷曲能下展示升高的断裂强度。通常，因为高UCE损伤纤维，高卷曲能(例如对乙酸纤维素纤维增加更多卷曲)降低断裂强度。此处，实施例1-4惊人地展示了高UCE下改进的断裂强度。例如，在每根长丝相同的旦尼尔的情况下，与相应比较例1-4相比，实施例1-4展示出在提高的UCE下升高的断裂强度。

表2示出具有低总旦尼尔(比较例5)和高总旦尼尔(实施例5)的丝束的UCE和断裂强度。表2比较了相同截面形状(Y＝“Y”形)和相同dpf(8.0)的低和高总旦尼尔物件的断裂强度。

在与比较例5大致相同的UCE下，实施例5展示升高的断裂强度。即，实施例1-4说明高总旦尼尔乙酸纤维素丝束在高UCE下有益地维持或进一步改进了断裂强度。

实施例6-9：非包裹中空乙酸纤维素管

与比较例6-9的低/中等总旦尼尔非包裹中空纤维素丝束物件相比，实施例6-9示出高总旦尼尔非包裹中空纤维素丝束物件基于dpf和截面的性质。表3中的参数具有以下关系：

TD/SSA*SSAi，其中

TD＝总旦尼尔/1000

SSA＝截面周长

SSAI＝表面积指数＝(周长/面积)×0.5×平方根(面积/3.14156)。

SSA如下测定：[所测周长(微米)/所测面积(微米²)]×[1/密度]，其中乙酸纤维素的密度为1.3g/cm³。SSAi为所测样品周长(微米)/相等面积圆圈的周长。利用被设计成进行计算的软件，使用图像分析来产生截面分析的定量数据。

表3示出与低/中等旦尼尔丝束物件的200-350相比，高总旦尼尔丝束物件具有大于350-500的TD/SSA*SSAi值。这种增大的值指示生产中空且非包裹乙酸纤维素滤嘴的总旦尼尔(TD)与截面表面积的理想比率。该组合使两个参数的效果最大化以达到强度/硬度和压降要求。

在一些实施方案中，中空和/或非包裹乙酸纤维素物件可包括具有200:1至360:1、例如220:1至340:1、240:1至320:1、260:1至300:1或270:1至290:1的总旦尼尔与SSA之比(TD/SSA)的乙酸纤维素丝束。就上限而言，总旦尼尔与SSA之比低于360:1，例如低于340:1，低于320:1，或低于300:1。就下限而言，总旦尼尔与SSA之比高于200:1，例如高于220:1，高于240:1，或高于260:1。

在一些实施方案中，中空和/或非包裹乙酸纤维素物件可包括具有350:1至550:1、例如380:1至520:1、400:1至500:1、410:1至490:1或420:1至450:1的总旦尼尔与SSA*SSAi之比(TD/SSA*SSAi)的乙酸纤维素丝束。就上限而言，总旦尼尔与SSA*SSAi之比低于550:1，例如低于520:1，低于490:1，或低于450:1。就下限而言，总旦尼尔与SSA*SSAi之比高于350:1，例如高于380:1，高于410:1，或高于440:1。

在一些实施方案中，中空和/或非包裹乙酸纤维素物件可包括具有3dpf至6dpf、50,000至100,000总旦尼尔、和250:1至300:1的总旦尼尔与SSA之比的乙酸纤维素丝束。在一些实施方案中，中空和/或非包裹乙酸纤维素物件可包括具有6dpf至12dpf、40,000至90,000总旦尼尔、和200:1至300:1的总旦尼尔与SSA之比的乙酸纤维素丝束。在一个方面中，中空和/或非包裹乙酸纤维素物件可包括具有至少3.4dpf、至少68,000总旦尼尔、和至少279:1的总旦尼尔与SSA之比的乙酸纤维素丝束。在另一个方面中，中空和/或非包裹乙酸纤维素物件可包括具有至少12dpf、至少40,000总旦尼尔、和至少291:1的总旦尼尔与SSA之比的乙酸纤维素丝束。

在一些实施方案中，中空和/或非包裹乙酸纤维素物件可包括具有3dpf至6dpf、50,000至100,000总旦尼尔、和400:1至150:1的总旦尼尔与SSA*SSAi之比的乙酸纤维素丝束。在一些实施方案中，中空和/或非包裹乙酸纤维素物件可包括具有6dpf至12dpf、40,000至90,000总旦尼尔、和380:1至500:1的总旦尼尔与SSA*SSAi之比的乙酸纤维素丝束。在一个方面中，中空和/或非包裹乙酸纤维素物件可包括具有至少3.4dpf、至少68,000总旦尼尔、和至少425:1的总旦尼尔与SSA*SSAi之比的乙酸纤维素丝束。在另一个方面中，中空和/或非包裹乙酸纤维素物件可包括具有至少12dpf、至少40,000总旦尼尔、和至少493:1的总旦尼尔与SSA*SSAi之比的乙酸纤维素丝束。

尽管已详细描述了本发明，但本领域技术人员将显而易见地在本发明的精神和范围内进行修改。应理解发明的方面以及上文和/或随附权利要求书中详述的各种实施方案和各种特征的部分可整体或部分地组合或互换。在各种实施方案的前文描述中，如将由本领域普通技术人员理解的，涉及另一个实施方案的那些实施方案可适当地与其他实施方案组合。此外，本领域普通技术人员将理解前文描述仅以举例的方式，并且不意图限制本发明。本文中引用的所有美国专利和公布以全文引用的方式并入。

Claims

1.中空滤棒，其包括具有每根长丝至少3旦尼尔和至少50,000总旦尼尔或每根长丝至少6旦尼尔和至少40,000总旦尼尔的乙酸纤维素丝束。

2.根据权利要求1所述的中空滤棒，其中所述中空滤棒为非包裹乙酸纤维素滤棒，其中所述中空滤棒具有低于4.5mm水/mm长度的包封压降。

3.根据权利要求1或2中任一项所述的中空滤棒，其中所述乙酸纤维素丝束包含每根长丝3至6旦尼尔和50,000至100,000总旦尼尔。

4.根据权利要求1或2中任一项所述的中空滤棒，其中所述乙酸纤维素丝束包含每根长丝至少6旦尼尔和至少50,000总旦尼尔。

5.根据权利要求1或2中任一项所述的中空滤棒，其中所述乙酸纤维素丝束包含每根长丝6至12旦尼尔和40,000至90,000总旦尼尔。

6.根据权利要求1或2中任一项所述的中空滤棒，其中所述乙酸纤维素丝束包含每根长丝至少8旦尼尔和至少40,000总旦尼尔。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的中空滤棒，其中所述乙酸纤维素丝束的长丝具有选自包含以下的组的截面形状：圆形，大致圆形，细圆齿形，卵形，大致卵形，多边形，大致多边形，狗骨头形，“Y形”，“X形”，“K形”，“C形”，多叶形，和它们的任何组合。

8.包括中空滤嘴的装置，所述中空滤嘴包括：

包含每根长丝至少3旦尼尔和至少50,000总旦尼尔或每根长丝至少6旦尼尔和至少40,000总旦尼尔的乙酸纤维素丝束。

9.根据权利要求8所述的装置，其中所述乙酸纤维素丝束具有每根长丝3至6旦尼尔和50,000至100,000总旦尼尔。

10.根据权利要求8所述的装置，其中所述乙酸纤维素丝束具有每根长丝至少6旦尼尔和至少50,000总旦尼尔。

11.根据权利要求8所述的装置，其中所述乙酸纤维素丝束包含每根长丝6至12旦尼尔和40,000至90,000总旦尼尔。

12.根据权利要求8所述的装置，其中所述乙酸纤维素丝束包含每根长丝至少8旦尼尔和至少40,000总旦尼尔。

13.根据权利要求8-12中任一项所述的装置，其中所述中空滤嘴为非包裹乙酸纤维素滤嘴，其中所述中空滤棒具有低于4.5mm水/mm长度的包封压降。

14.根据权利要求8-13中任一项所述的装置，其进一步包括气溶胶发生制品，所述制品包括所述中空滤嘴。

15.形成中空滤棒的方法，所述方法包括：

由具有每根长丝至少3旦尼尔和至少50,000总旦尼尔或每根长丝至少6旦尼尔和至少40,000总旦尼尔的丝束带形成捆，所述丝束带包括多根乙酸纤维素长丝；

解捆并打开所述丝束带以形成滤嘴丝束；和

由所述滤嘴丝束形成中空滤棒，

其中所述中空滤棒由单捆的丝束带形成；和

其中所述中空滤棒具有低于4.5mm水/mm长度的包封压降。