CN1418991A - 纤维状纤维素酯纤维及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种纤维状的纤维素酯纤维及其制法。该纤维的平均直径为15～250μm，用布鲁厄－埃米特－特勒法测定的比表面积为0.5－4.5米2/克。其制法包括将纤维素酯溶液从喷嘴中挤出至所述纤维素酯的沉淀剂中，并对该挤出物施加剪切力。

Description

纤维状纤维素酯纤维及其制造方法
本分案申请的原案申请号为95120290.1，申请日为1995年10月21日。其发明名称为“烟气的过滤材料、纤维状纤维素酯及其生产方法”。
技术领域
本发明涉及湿分解性得以改善的一种烟气过滤材料，用于该材料的纤维素酯纤维，生产这种纤维的方法及用该种材料生产出的香烟过滤嘴。这种过滤嘴的特点是烟气的内在质量高并且其湿分解性得到了改善。
背景技术
因为，香烟过滤嘴是为了除去烟气的焦油成份而设计，并且它同时提供了令人满意的烟气内在质量，因此，过滤棒通常是用加有增塑剂(如甘油三乙酸酯)的乙酸纤维素的纤维束铸塑而成的。因为纤维束中的单丝是通过增塑剂部分地彼此熔合在一起，所以在过滤棒用过而扔掉后，这种过滤棒在外部环境中要花很长的时间，才能进行自身的分解，因此，这就增加了对环境的污染。
众所周知，香烟过滤嘴的包裹纸是由褶皱的木浆板制成，而香烟过滤嘴是由再生的纤维束组成。这种香烟过滤嘴与含有乙酸纤维素滤丝(纤维束)的过滤棒相比，它的温分解性有所增大，这就在某种程度上减缓了对环境的污染。然而，用这种过滤嘴过滤烟气的效果不仅很差，而且，与乙酸纤维过滤嘴相比，它选择性地去除苯酚类的性能大大地降低了，而这种性能对任何香烟过滤嘴来说，均是必需的。另外，在给定的压力损失下，上述过滤嘴的硬度要低一些。
日本专利申请公开号为第96208/1977(JP-A-52-96208)的专利公开了一种含有乙酸纤维浆的板材，这种板材是用特殊的技术来加工短纤维热塑性树脂而制成的。因为，这种板材是用木浆和短纤维混合而纺成的纸，并且它是在加热的情况下压制而成的，因此它的拉力强度及用水浸泡后延伸率增大了，防水性增强，但是它的分解性极差。
日本专利公告第38720/1975(JP-B-50-38720)号公开了一种含有人造纤维的过滤嘴，它的表面积不少于3m2/g，这种人造纤维是由直径为0.1至10μm的乙酸纤维素的微细纤维组成的。然而，由于这种人造纤维具有很致密的纤维组织，因此，纤维内部的粘着足以使过滤嘴具有很高的强度，但是它很难分解。再者，因为，过滤嘴的表面面积很大，因此，它能很好地从烟气中除掉其有害成份，但同时也除去芳香成份，这样，烟气的质量受到了严重损失。
日本专利公开第45468/1978(JP-A-53-45468)公开了一种由无纺纤维板材组成的过滤材料，纤维素酯纤维占该纤维板材重量的5％至35％，该纤维素的直径为0.5至50μm，其表面积不小于5m2/g。短纤维占该纤维素酯重量的65％至95％。然而，因为这种纤维素酯纤维具有着致密的纤维组织，因此，这种过滤材料的分解性仍不足以解决其污染环境的问题，另外，这种过滤嘴可能会降低香烟的烟气内在的质量(香味、吸味和可口性)。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种不影响烟叶的香味、吸味和可口性的烟气过滤材料，该材料具有极高的湿分解性，以减少其对环境所造成的危害。
本发明的另一个目的是提供一种烟气过滤材料，它的干强度很高；并且在湿润的状态下，它本身可迅速分解。
本发明的另一个目的是提供一种烟气过滤材料，它可很有效地去除烟气中的有害成份，而不影响烟气的内在质量。
本发明的再一个目的是提供一种用于过滤嘴材料的并具有以上优点的纤维素酯纤维及生产这种纤维的方法。
本发明的再一个目的是提供一种具有以上优点的烟气过滤嘴。
本发明的发明人在为完成上述目的所作的大量的研究工作中发现：与一般的致密的单纤维相比，含有大直径及小的比表面积的纤维素酯纤维的过滤嘴不仅烟气的内在质量很高，可有效地从烟气中去除其有害成份，而且经过环境中的雨水及其它水分的浸泡，它极易分解。本发明就是基于上述发现而发展起来的。
因此，本发明的纤维状的纤维素酯是一种有纤维组织的纤维素酯纤维，该纤维的平均直径为15至250μm，它的BET的比表面积为0.5至4.5m2/g。本发明的烟气过滤材料包括纤维状的纤维素酯。在材料中纤维状纤维素酯的比例可在很宽的范围内自由选择，例如，该比例不小于材料总重量的20％。上述提到的纤维素酯通常包括含有2至4个碳原子的有机酸的各种纤维素酯。而这种过滤材料可为具有纸网结构的板材及该板材可被压纹或压皱。本发明的香烟过滤嘴就包括这种烟气过滤材料。
上面所提到的纤维状纤维素酯是在纤维素酯的沉淀剂(非溶剂或不良溶剂)的作用下，从喷嘴中挤出纤维素酯溶液而得到的，同时压出物受到了剪切力作用。
在说明书中所用的词“板材”为二维象纸一样的人工制品，可将其卷成筒状。“平均直径”指在湿润的条件下测得的各个单丝直径的平均值。当单丝有许多分支时，它的最坚固部分的直径就是该单丝的直径。
附图说明
图1为用本发明的方法进行生产时所用的设备的剖面示意图。
图2为图1所示的设备中的喷嘴的透视图。
图3为用本发明的方法进行生产时所用的另一种设备的剖面示意图。
图4为图3所示的设备中的喷嘴的透视图。
具体实施方式
所述的纤维素酯包括纤维素的有机酸酯如乙酸纤维素、丁酸纤维素、丙酸纤维素等；纤维素的无机酸酯，如硝酸纤维素、硫酸纤维素、磷酸纤维素等；还包括纤维素的混酸酯，如乙酸丙酸纤维素、乙酸-丁酸纤维素、乙酸邻苯二甲酸纤维素，硝酸-乙酸纤维等；及纤维素酯的衍生物，如由聚己酸内酯接枝的乙酸纤维素等，但又不局限于所列举的材料。这些纤维素酯可单独使用，也可合在一起使用。本发明的纤维状纤维素酯可包括除了这纤维素酯或多种纤维素酯以外的其它物质。然而纤维中的纤维素酯的含量最好不得小于纤维状纤维素酯总重量的50％。
纤维素酯的平均聚合度可约为10至1000，最好约为50至900，当然在200至800之间更好。并且纤维素酯的平均取代度可约为1至3(如约为1至2.7)纤维素酯的平均取代度约在1至2.15的范围内，最好是在1.1至2.0的范围内，这样，有利于促进生物降解能力。
这些并不是对纤维素酯原料的具体限定。因此，天然纤维素及再生纤维素均可以使用。实际上，通常使用木浆。虽然，纤维素酯的原料最好为高纯度的纤维素，但是，本发明的特点是可有效地利用低等级的纤维素材料(如约占重量5-20％半纤维的木浆)。
在纤维素酯中，剩余的碱金属或碱土金属与剩余的硫酸的当量比约为0.1至1.5，最好约为0.3至1.3(如约为0.5至1.1)，这样不仅纤维素的抗热性很高，而且它的生物降解性也很高。上面所提到的残余硫酸是在纤维素酯的生产中用作催化剂的硫酸的残余物，它可以游离的硫酸、硫酸盐、硫酸乙酯或硫酸酯的形式存在于纤维素酯中。加入的碱金属(如，锂、钠或钾)或碱土金属(如镁、钙、锶、钡)不仅是作为硫酸催化剂的中和剂，而且，也用于改善纤维素酯的抗热性。
优选的纤维素酯包括有机酸酯(如具有2至4个碳原子的有机酸酯)，特别是乙酸纤维素。尽管通常乙酸占乙酸纤维素(乙酰化度)的约43％至62％，乙酸纤维素的乙酰化度在约29％至52％的范围内，最好是在约31％对49％的范围内，其生物降解性最好。由此可见，乙酸纤维素的乙酰化程度可在约29％至62％的范围内选择。
乙酸纤维素的形状是成纤维形的，另外，纤维可能更接近于没有确定的形状，如有很多分支。纤维素酯纤维的平均直径约为15至250μm(如约为20至200μm)，最好约为20至200μm，当然在30-150μm的范围内更好。如果纤维的平均直径小于15μm，材料的强度就会降低，另一方面，如果纤维的平均直径超过250μm，它的可塑性就会下降。纤维状纤维素酯纤维的长度可在不影响材料强度及可塑性的范围内自由地选择，其长度一般约为0.1至10mm，最好约为0.2至5mm。
在此，并不特别限定纤维状纤维素酯的截面形状。因此，它可以是圆形的、椭圆形的或不规则的形状(如Y形、R形、X形、I形)及环形(中空的)，如果必要的话，纤维素酯纤维也可是卷曲的。
纤维状纤维素酯是有纤维组织的纤维，由低温氮吸附法(BET法，即布鲁厄-埃米特-特勒法)所测得的纤维的比表面积(以下称为BET比表面积)约为0.5至4.5m2/g，最好约为0.5至4m2/g(如1至3m2g)。在很多例子中，它是在约0.7至3.8m2/g的范围内(如0.7至3.5m2g)。若BET比表面积小于0.5m2/g，那么，从烟气中除去有害成份的效率就会降低，相反，若该比表面积超过4.5m2/g，那么，香烟中的香味或香料成份也会被除去，与此同时，就会降低香烟的烟气的内在质量。
与非纤维组织的短纤维及具有致密纤维组织的微细纤维不一样，具有上面所提到的平均直径及BET比表面积的有纤维组织的纤维素酯纤维尽管强度很高，但同时它的湿分解性也很好。因此，可以满足强度及分解性两方面的要求。另外，该纤维具有足够的过滤效率，它在不破坏烟气的香味、吸味及可口性的情况下，可有效地去除烟气中的有害成份。
上面所提到的纤维状纤维素酯是用下面的方法生产出来的，例如，把纤维素酯溶液或纺丝原液从喷嘴中挤到纤维素酯的沉淀剂或介质(下面有时称其为凝固剂或不良溶剂)中，并且在压出物上作用着剪切力。从喷嘴中挤出的纤维素酯溶液与沉淀剂(凝固剂)接触，在纤维的圆周表面上开始凝固。在这一过程中，剪切力作用在纤维素酯的溶液(纺丝原液)上，以挤压出部分纤维组织，并切断未凝固的纤维束或纤维，得到具有上述平均直径和BET比表面积的纤维素酯纤维。在使用喷嘴，用以上的方法使纺丝原液形成纤维并凝固时，生产本发明的纤维状纤维素酯的效率很高。然而，生产纤维状纤维素酯的技术并不限于以上的方法。但是，在所有的方法中，在纤维素酯凝固的同时，必须在其上作用着剪切力。
现在，结合下面的附图来详细地描述本发明的生产工艺。
在本发明的实际操作中，可以使用各种设备，但是必须在挤压纺丝原液的同时，使其受到剪切力。在许多情况下，这种设备包括一个凝固液的通道，把纤维素酯溶液(下面有时称为纺丝原液)输送到通道中的喷嘴元件，和把从喷嘴元件中挤压出的纤维状纺丝原液切断的切割元件。
图1为用本发明的方法进行生产时所用设备的示意图。图2为图1所示的设备中喷嘴元件的透视图。
图1和图2所示的设备包括限定在圆柱形管壁1a内的通道1，它用于提供凝固液；装在通道1内的喷嘴元件2，它用于把纺丝原液输送到通道内；和把纺丝原液从喷嘴元件中挤出而形成的纤维在剪切力的作用下而切断的切割元件6。
喷嘴2包括装有用于提供纺丝原液的喂料口4的圆柱形壳体3，在壳体3的下游的端壁上的许多小孔5。切割元件6包括在壳体3内轴向延伸的轴7及安装在轴前端的切刀8，切刀8在旋转驱动装置如电机的带动下旋转。切割元件6的切刀8以滑动的方式进行旋转，即它以几何上更接近于挤出纺丝原液的圆柱形管壁1a的方式进行旋转。
在上述的设备中，纺丝原液在压力下从喂料口4送入圆柱形壳体3中，并从喷嘴元件2的小孔5中挤出。纺丝原液从小孔5中挤出成纤维状的纤维后，由切割元件的切刀8切断，与此同时，它与通道1所提供的凝固液接触。回转切刀8的旋转力和振动力切断了从小孔5中挤出的纤维状纺丝原液，这样，挤出来的纤维状纺丝原液被切成(凝固的)短纤维，同时，该纤维具有部分的纤维组织。
图3为用本发明的方法进行生产时所用的另一种设备的示意图，图4为图3所示的设备中喷嘴的透视图。
图3和图4所示的设备包括限定在圆柱形管壁11a内的通道11，它用于提供凝固液；装在通道11内的喷嘴元件12，它用于把纺丝原液输送到通道内；和把纹丝原液从喷嘴元件中挤出而形成的纤维在由切割元件所产生的涡螺流的剪切力的作用下而切断的切割元件17。
上面的喷嘴元件12也包括装有喂料口14的圆柱形壳体13，及在通道下游及壳体的卸料端壁上的许多小孔15组成。纺丝原液在压力下从喂料口4送入壳体13中，并从喷嘴元件12的小孔15中挤出，从纺丝原液中所得到的纤维16在通道11中与凝固剂接触。
为了在剪切力的作用下切断未凝固的纤维状的纺丝原液，该设备配有一个装有叶轮型的可旋转切刀，它与通道11下游的开有小孔15的卸料端有一段距离。在该设备中，从小孔15中挤出的纺丝原液16在凝固液的作用下开始凝固，同时，它在切割装置17的旋转切刀的回转力及振动力所产生的涡流的作用下被切断。因此，纤维状纺丝原液16被切成了短纤维，并且在该纤维凝固的同时，它就具有了部分的纤维组织。
切割装置的切刀可旋转地装在壳体卸料端的附近即它与卸料端有一个很小的距离。另外，纤维的纤维化程度及短纤维的长度可通过改变纺丝原液挤出速度，卸料端与切割元件之间的距离与由切割元件所产生(切刀的旋转速度)的剪切力的大小等因素来控制。只在纺丝原液完全凝固之前，作用着剪切力，当然在它部分凝固时也作用着剪切力。所作用的剪切力并不局限于切刀的旋转或螺线型的叶轮的剪切力，它可是喷射流的力或脉冲波的冲击力。
剪切力的大小可根据原料的种类及其它因素在适当的范围内进行选择。例如，该剪切力是由直径为8cm转速为1,000至10,000rpm，最好约为1,500至5,000rpm的旋转着的切刀产生的。
当使用圆孔喷嘴时，圆孔的直径可根据所需的单丝直径进行适当地选择，它通常约为10至1000μm。喷嘴也不必是如图所示的圆孔喷嘴，也可以是一种非圆孔形喷嘴，但是它的截面积通常与圆孔形喷嘴的截面积相等。
通过把纤维素酯溶解在良溶剂中的方法，来制备纤维素酯溶液或纺丝原液，良溶剂通常是根据纤维素酯的类型及平均取代度而进行适当地选择的。因此，所用的良溶剂包括各种有机溶剂如酮类象丙酮，甲乙酮等；醚类象二氧杂环己烷；羧酸类象乙酸；酯类象甲基乙酸酯、乙基乙酸酯、甲基溶纤乙酸酯和乙基溶纤乙酸酯；卤代烷烃类象二氯甲烷，这些有机溶剂的混合物，及由这些溶剂的任一种与醇象甲醇或水组成的混合溶剂。经常使用的良溶剂包括丙酮、甲乙酮、二氧杂环己烷、乙酸及混合溶剂如二氯甲烷-甲醇，丙酮-水和乙酸-水。纤维素酯是把溶剂中的原料纤维素酯化后制备成的纺丝原液，如果必须的话，可水解该酯。
在纤维素酯溶液或纺丝原液中的纤维素酯的浓度通常约占重量的2至50％，最好约为重量的5至40％，当然约占重量的10至25％更好。如果，该浓度小于重量的2％，就不能高效率地生产出纤维素酯纤维。相反，如果该浓度超过重量的50％，就会因溶液的粘度太高，而不能得到所需形状的纤维。
凝固液(凝固剂)可根据纤维素酯的类型及所用的良溶剂的类型，在纤维素酯的非溶剂或不良溶剂中进行选择，例如，所提到的水、醇如甲醇及水与良溶剂的混合物。凝固液通常包括水、甲醇、丙酮-水、二氧杂环己烷-水和乙酸-水等。用作凝固液的任一混合溶剂要比用作良溶剂的混合溶剂更利于溶于水。
实际上，良溶剂和凝固液的混合物并无一定的局限，以纤维素酯为例，下面推荐一些作为例子的混合物。
(i)平均取代度约为2.5的双乙酸纤维素，
(a)良溶剂：丙酮，重量大于或等于70％的丙酮-水
   凝固液：水，或重量小于或等于50％的丙酮-水
(b)良溶剂：二氧杂环己烷
   凝固液：水，或重量小于或等于30％的二氧杂环己烷-水
(c)良溶剂：乙酸，或重量大于或等于60％的乙酸-水
   凝固液：水，或重量小于或等于40％的乙酸-水。
(ii)平均取代度约为3的三乙酸纤维素
(d)良溶剂：亚甲基氯化甲醇＝9/1(占重量)
   凝固液：甲醇
凝固液与纤维素酯溶液的比例可在不影响产品纤维特性的情况下，进行适当地选择，但是前者与后者的比例通常约不低于10/1(重量)，例如约为30/1至200/1(重量)。
用上面的方法所得到的有纤维组织的纤维素酯的纤维产品并含有很多游离溶剂，因此，它具有很高的膨胀度，如果直接干燥，它就会变为一种很硬的树脂产品。因此，最好把这些纤维产品进行脱水、漂洗处理，并用沸水或蒸气进行处理。这些处理就降低了它的膨胀度，而后续的干燥处理使该纤维变成了柔软的绒毛状或絮状纤维。通常，沸水或蒸汽的处理时间不少于5分钟(如约10分钟至2个小时)，最好约为10至50分钟。
本发明的纤维材料包括纤维状纤维素酯。纤维材料的纤维素酯的比例可根据该材料所需的强度和分解性进行选择，例如该比例不得低于重量的20％(如约重量的30％至100％)，最好不低于材料总重量的40％(如约占重量的50％至100％)。在许多例子中，纤维材料至少由占重量60％的纤维素酯纤维组成。若纤维素酯纤维的比例少于重量的20％，就会破坏香烟烟气的内在质量。本发明的过滤材料的特点是，即使在缺少其它组份的情况下，也可达到适宜的烟气过滤效率，并且该过滤能得到具有令有满意的烟气的香味、吸味及可口性和高的湿分解性。
如果需要，本发明的过滤材料可能还包括其它一些物质(以下称之为第二组份)，例如人造聚合物象：聚烯烃(如：聚乙烯、聚丙烯等)，聚乙烯醇、聚酯(如聚对苯二甲酸乙二醇酯)和聚酰胺类；从木纤维中得到的天然纤维(如：软木浆、硬木浆等)，种子纤维(棉花如皮棉、bombax cotton、木棉等)，韧皮纤维(如麻、亚麻、黄麻、苎麻、构树纤维灌木纤维等)及叶纤维(如马尼拉麻、新西兰亚麻等)及再生纤维如粘胶纤维、铜氨丝、福蒂森、硝化尼龙等。  在这些第二组份的例子中，天然纤维(特别是木浆和棉绒浆)及再生纤维有利于促进材料的生物降解能力。
第二种组份的外形并没有严格的限定，但是实际上它是颗粒状的(特别是粉末)或纤维状的。若第二组份是纤维状的，那么材料的可塑性，特别是成纸板的能力均得到改善。
纤维素酯纤维与第二组份的比例可在不玻坏烟气的内在质量及过滤嘴的湿分解性的前提下，进行适当的选择。但是通常前者与后者的重量比为98/2至20/80，最好为95/5至30/70，当然90/10至50/50更好。
在不影响其特性的前提下，上述的纤维素酯和纤维材料可含有各种添加剂。这些添加剂有各种胶粘剂，包括微细的无机物如高岭土粉末、滑石粉、硅藻土粉，二氧化钛粉末、氧化铝粉末、石英粉末，碳酸钙粉末、硫酸钡粉末等；热稳定剂如上面所提到的碱金属盐及碱土金属盐；着色剂；产量改进剂等。另外，生物降解催化剂如柠檬酸、酒石酸、苹果酸、或类似物和/或光降解催化剂如锥型钛白粉的结合可促进生物降解并使材料具有较高的分解性。
在不破坏纤维材料的分解性的范围内，纤维材料可含有增塑剂如三醋酯或三甘醇二乙酸酯，但是，为了确保该材料具有较高的分解性，最好在该材料中不含有增塑剂，如果必需的话，纤维材料也可含有粘接剂。然而，为了得到具有较高湿分解性的纤维材料，若使用粘接剂的话，最好使用水溶性粘接剂。水溶性粘接剂包括天然粘接剂(如淀粉、改性淀粉、可溶性淀粉、葡萄糖、阿拉伯树胶、藻酸钠、酪蛋白，明胶等)、纤维素的衍生物(如羧甲基纤维素、羟基纤维素、甲基纤维素、乙基纤维素等)，和人造树脂的添加剂(如聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醚，水溶性丙烯酸树脂、聚乙酸乙烯酯、烷基醚-酒石酸共聚物，聚烷基环氧化物，水溶性聚酯，水溶性聚酰胺等)。但并不限于这些物质。这些水溶性粘接剂可单独使用或组合在一起使用。
材料的形状并没有严格的限定，但是它包括长丝、絮凝物、机织织物、无纺织物、纤维束、网或片。最好的材料是网或片，特别是具有纸网结构的无纺片。在此所用的词“纸网结构”指单个纤维编织或交织在一起。这种材料的特点是具有很高的纸强度，并且在雨水或类似的情况下，自身快速分解。
上面所提到的过滤材料可用下面的方法制造出来，如(1)用原料，或把含有酯的纤维状纤维素直接注成过滤材料或(2)把含有纤维状纤维素酯的组合物展开成片。在上面所提到的第一个方法中，如果需要粘接剂的话，最好使用上面所提到的水溶性粘接剂，这样，就不会影响材料的湿分解性。在第二种方法中所提到的片材是用以下方法得到的(a)在造纸机上湿布网着含纤维素酯的泥浆(b)干布网着含纤维素酯的组合物。
在湿布网方法(a)中，上述提到的泥浆的固体含量可在允许成网的范围内自由选择，例如，它约占重量的0.005％至0.5％。湿布网法可用常规的方法完成，例如，在装有多孔板(穿孔的板)的造纸机上进行湿法布网，然后使其脱水并进行干燥处理。
干法布网法(b)也可用常规方法完成，例如，用空气喷射法(气流)把上面所提到的组合物喷到一个网上去。在干法布网中所用的粘接剂为水溶性粘接剂，最好使用那些上面所提到的粘接剂。用水溶性粘合剂制得的材料具有较高的分解性，并在湿润的条件下，可分解成单一的纤维。
由此可见，用普通的热压成型法制成的片材是利用了纤维素酯的热塑性，这样使其湿分解性大大降低，而用本发明的上述技术生产出的过滤材料具有着较高的湿分解性。
本发明的烟气过滤材料是用于生产香烟过滤嘴的。制造香烟过滤嘴的方法可以是一种很普通的技术，如把纤维材料包裹起来，以得到过滤棒即把纸喂入滤棒包装机中。
为了确保烟气平滑且均匀地通过过滤嘴，在压制烟气通道的同时，最好预先把片材进行皱压成压纹。通过这种皱压或压纹，可得到具有足够透气性的过滤嘴。通过上面的说明可见，可以很容易地得到令人满意的烟气透气性的滤嘴，如在滤嘴长度为10cm，直径为7.8mm的情况滤嘴的压降(吸烟阻力)约为200至600mmWG(水压或H2O)，最好约为300至500mmWG。皱压是把片材引入在片材前进的方向上有着许多凹槽的一对皱压滚中，以形成皱痕或皱纹，同时沿着它运行的通道，极少出现裂缝。压纹是让板材通过一组类似于格子形成带有随机凹凸起伏模块的滚子，或者让片材受到这样一个带有随机凸起模块滚子的滚压。这种皱压或压纹可以调节过滤嘴的透气性。
在皱压中凹槽的间距及在压纹中凹槽的间距可在约0.3至5mm(如约0.5至5mm)的范围内进行选择，而皱压凹槽的深度及压纹凹槽的深度可在约0.1至2mm的范围(如约0.1至1mm)内进行选择。
在滤棒的包装机中，把皱压的或压纹的板材送入一个漏斗中，并用包装纸在材料的周围圆柱形地包裹起来，然后上胶，并把它切成过滤嘴的长度。在这种包装操作中，皱压的片材实际上是在横向上或大致垂直于皱痕延伸的方向上包裹着该材料。
在过滤嘴的生产过程中，可根据需要在圆柱形包裹纸的接缝上和/或圆柱形纤维材料和包裹纸上涂上胶水。在不影响过滤嘴分解性的前提下，可适当地选择上面提到的那些水溶性粘接剂。
这种香烟过滤嘴可以得到令人满意的香气、香味、吸味及可口性的这一事实是毫无疑问的。因为，这种过滤嘴是由具有特殊平均直径及比表面积的有部分纤维组织的纤维素酯纤维制成的，因此，它与由乙酸纤维素所制成的过滤嘴相比，就具有了足够的过滤效率及具有良好的烟气的内在质量。另外，尽管它的干强度很高，但是在潮湿的状态下，该过滤嘴很容易进行快速分解。
因为本发明的香烟过滤嘴材料和过滤嘴是由具有特殊平均直径及比表面积的有纤维组织的纤维素纤维组成的，因此它不会影响香烟的烟气内在质量，并且在湿的状况下，它具有着较高的分解性，这样，就减少了对周围环境的负担，另外，尽管，该过滤嘴具有着较高的纸强度，但是，在湿的状态下，它很容易进行快速分解。另外，它在不影响烟气的香味和吸味的前提下，可有效地除去香烟中的有害成份。
本发明的方法提供了一种具有以上所述的优点的香烟过滤材料，该材料是一种纤维状的纤维素酯。
下面的例子是为了更详细地说明本发明，而不是把本发明限定在一个范围内。
                      实例
在下面的例子和对照例中，样品的重量和分解性是这样测定的
水分解性(％)：精确地称重每一个样品0.2g，把它放在装有500ml水的1升的烧杯(直径为110mm)里，用磁性搅拌器进行搅拌，直到漩涡中心的高度为液面最高高度的一半为至。搅拌30分钟后，用5目的金属网筛对样品进行过滤，然后把存留在筛网上的物质在105℃的温度下干燥2个小时并称重。利用下面公式可得到分解性的百分比：
水分解度(％)＝100×[1-(B/A)]
在此A代表样品的初始重量(g)，B代表干的过滤剩余物的重量(g)。
重量(g/m2)：日本工业标准(JIS)P-8121
烟气内在质量评价用以下方式进行，把每一种样品均制成一种过滤棒并与香烟(一种商店里买的Hilite香烟，它由日本烟草株式会社生产，从该香烟中去掉过滤嘴)相连。指定5个有吸烟习惯的人为一组，根据下面的评分标准，对样品的烟气内在质量进行评定。
感观评分标准：
3：没有辛辣味(刺激性)，存留的烟气具有好吃味。
2：没有辛辣味(刺激性)，但在一定程度上损失了烟气的吃味。
1：辛辣或有刺激性的。
例1
把双乙酸纤维素(取代度：2.5)溶解在由95份重量的丙酮和5份重量的水组成的溶剂中，得到浓度为20％(重量)的溶液，另一方面，准备由丙酮和水组成的(10∶90重量)凝固剂溶液，并把它的温度调到20℃。
在滤嘴的生产中，使用图1和图2所示的带有切割元件的设备，把上面所准备的凝固液沿如图1的箭头所示方向通过通道1a，同时，把上面准备好的双乙酸纤维素溶液从喂料口4中喂入，并从直径为200μm的小孔5的喷嘴中挤出，进入凝固剂中，同时由切刀8切断(直径为8cm，转速为2000rpm)，因此，双乙酸纤维素挤出物在切刀剪切力的作用下成部分地纤维状，并且在它与凝固剂接触的同时进行凝固，以得到双乙酸纤维素的纤维。
由此得到的纤维在离心力的作用下进行脱水，并在50℃的温水中进行漂洗，以除去溶剂。在显微镜下，测得在湿状态下的纤维的表观直径在100至200μm的范围内。然后，把纤维浸泡在湿度为100℃的沸水中，30分钟后，使其脱水(纤维A)。
当这种纤维在90℃温度的热气流中干燥后，就得到了一种柔软的、绒毛状的纤维团。这种纤维的长度约在0.5至3mm的范围内，BET比表面积为3m2/g。把上面的纤维团压入一个滤棒模中，并用包装纸进行包裹，以得到过滤棒(长度为25mm，圆周长为24.5mm，单支重为0.23g)。烟气内在质量的试验及分解性的试验表明：这种过滤嘴的感观评分为2.4，水分解度为85％。
例2
把例1中所得到的湿状态下的纤维A(重量80份)，加入到重量为400,000份的水中，然后加入柔软的木质(针叶树)漂白牛皮纸浆B(重量20份)，以制成一种水的分散体(泥浆)，用造纸机将分解体进行湿法布网，并用普通的方法进行脱水并干燥，以得到30g/m2的片材，这种片材所用的配方与喂入法所用的配方相同。但该片材的水分解度为72％。
例3
由例2所得到的片材在不加增塑剂的情况下，进行皱压，并以100m/min的速度用机器卷成过滤棒。所得到的过滤棒的长度为25mm，圆周长为24.5m，每支的重量为0.23g。该过滤棒的分解度和感观评分分别为75％和2.8。
例4
把在预先干燥的例1的纤维A与柔软的木质漂白的牛皮纸浆B，以重量比为A/B＝80/20的比例混合在一起制成组合物，然后用气流喷射把该组合物喷到网上，同时，在网上喷入乙烯基乙酸酯的乳状剂。相对于该种组份来说，加入了5％重量的乙烯基乙酸酯，而得到了35g/m2的片材。该种片材的水分解度为69％。
例5
由例4所得到的片材在不加增塑剂的情况下，进行皱压，并以100m/min的速度卷成过滤嘴(长度为25mm，圆周长为24.5mm，每支重量为0.26g)该过滤嘴的水分解度和感观评分分别为65％和2.6。
例6
一种柔软的亚硫酸酯浆(α-纤维素含量为92％)作为基质纤维素，用普通的方法对其进行乙酰化处理，即用乙酸酐作为乙酰化试剂，用硫酸作为催化剂，并用乙酸作为反应溶剂，然后老化(水解)，以得到由双乙酸纤维素、乙酸和水组成的纺丝原液，其中双乙酸纤维素与乙酸与水之比为20∶60∶20(重量)。把该纺丝原液的温度调整到60℃。另一方面，制备占重量10％的乙酸水溶液，并把它的温度调整到20℃，来用作凝固剂。
在过滤嘴的生产中，使用图3和图4所示的带有切割元件17的设备。使凝固液沿箭头方向通过图3所示的管子11a，并且把上述的纺丝原液从喷嘴元件12的小孔15中挤出，进入凝固剂中。在这种结构中，在挤出物凝固之前，用叶轮型切割元件17所产生的螺旋液流切断挤出物，以得到具有部分纤维组织的乙酸纤维素纤维。同时，叶轮的直径为5cm，转速为3,000rpm。
该纤维在离心力的作用下进行脱水处理，并在50℃的温水中进行漂洗，以除去溶剂。在显微镜下，测得在湿状态下的纤维的表观直径在50至150μm的范围内。然后，把纤维浸泡在温度为100℃的沸水中，30分钟后，使其脱水(纤维C)。在该纤维在90℃温度的热气流中干燥后，就得到了一种柔软的，绒毛状的纤维团。
使干燥的纤维C(纤维长度为0.3至2mm，BET比表面积为3.8m2/g)与例2中所用的软柔木质漂白牛皮纸浆B以C/B＝60/40的比例混合，制备成组合物。这种组合物在不加增塑剂的情况下，压入到一个过滤棒的模中，并用包装纸进行包裹，以得到过滤棒。该过滤棒的水分解度和感观评分分别为73％和2.2。
例7
把例6中得到的湿纤维C(重量60份)和柔软的木质漂白牛皮纸浆B(重量40份)均匀地分散到重量为400,000份的水中，把这种水的分散体(泥浆)用造纸机对其进行湿法布网，并用普通的方法对其进行脱水并干燥，以得到30g/m2的片材。这种片材所用的组份与原料的组份相同，但是，该片材的水解度为70％。
例8
由例7所得到的片材在不加增塑剂的情况下，用滚子进行皱压，并将其卷成过滤棒(长度为25mm)，圆周长为24.5mm，单支重量为0.23g)。这种过滤棒的水分解度和感观评分分别为78％和2.4。
对照例1
过滤棒是在甘油三乙酸酯存在下，由双乙酸纤维束制成，测定该过滤棒的水分解度并对其感官效果进行评定。该过滤棒的水分解度和感观评分分别为2％和2.6。
对照例2
单独使用软柔的木质漂白牛皮纸浆B(100份重量)，重复例7的方法，以得到30g/m2的片材，该片材的水分解度为68％。然后，对其进行皱压并包裹成过滤棒(长度为25mm，圆周长为24.5mm，单支重量为0.23g)。该过滤棒的水分解度和感观评分分别为74％和1.4。

Claims (4)

1.一种纤维状的纤维素酯纤维，它的平均直径为15至250μm，用布鲁厄-埃米特-特勒法测定的比表面积为0.5至4.5m2/g。
2.一种纤维状的乙酸纤维素纤维，它的平均直径为20至200μm，用布鲁厄-埃米特-特勒法测定的比表面积为0.5至4.0m2/g，纤维的平均长度为0.2至5mm，该乙酸纤维素的平均取代度为1至2.7。
3.一种纤维状纤维素酯纤维的制造方法，所述纤维的平均直径为15至250μm、用布鲁厄-埃米特-特勒法测定的比表面积为0.5至4.5m2/g，该方法包括将纤维素酯溶液从喷嘴中挤出至所述纤维素酯的沉淀剂中，并对所述挤出物施加剪切力。
4.如权利要求3所述的纤维状纤维素酯纤维的制造方法，其特征在于：所述的纤维素酯溶液包括一种纤维素酯及至少一种纤维素酯的良溶剂，该良溶剂选自丙酮、醚、羧酸、酯、卤代烷烃，这些溶剂的混合物及上述任一种溶剂与醇或水的混合物，并且所述的沉淀剂是选自水、醇及所述的任一种良溶剂与水的混合物中的至少一种。
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