JP7109888B2 - Method for producing cellulose acetate tow using spinneret - Google Patents

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優先権の主張
[0001]本出願は、その全体が参照により本明細書に組み込まれている、2016年6月2日に出願した米国仮特許出願第62/344,479号の優先権を主張するものである。
priority claim
[0001] This application claims priority to U.S. Provisional Patent Application No. 62/344,479, filed Jun. 2, 2016, which is hereby incorporated by reference in its entirety. .

[0002]本発明は、スピナレットを使用したセルロースアセテートトウを製造する方法に一般的に関する。特に、本発明は、セルロースアセテートドープを少なくとも1つのスピナレットを通過させて紡糸することにより、デニール、1フィラメント当たりのデニール、ロッド間の変動係数、及び/又はイールドが制御されたセルロースアセテートトウを製造する方法に関する。 [0002] The present invention relates generally to a method of making cellulose acetate tow using a spinneret. In particular, the present invention produces cellulose acetate tow with controlled denier, denier per filament, rod-to-rod coefficient of variation, and/or yield by spinning a cellulose acetate dope through at least one spinneret. on how to.

[0003]セルロースアセテートファイバーは、タバコフィルターの製造で一般的に使用される。ファイバーを形成するためには、セルロースアセテートを溶媒に溶解してセルロースアセテートドープを形成する。ドープは、次にフィラメントを形成するためにスピナレットを通じて紡糸され得るが、該フィラメントは、次に束ねられてトウを形成する。トウは、フィルターロッド及び最終的にタバコフィルターを形成するために、典型的には、ベールにされ、解ベールされ、次にいくつかの下流処理ステップに供される。タバコフィルターの製造全体を通じて、フィルターにおけるトウファイバー重量に対するフィルターロッド圧力降下について、定義されたイールドを維持する要件が存在する。1フィラメント当たりのデニール(9000メートル当たりのグラム表示での質量として定義されるファイバーの線質量密度の測定単位)、及び総デニール(糸のデニール)を含む、非常に多くのパラメーターがこの定義されたイールドに影響を及ぼす。また、フィラメントの断面も、ロッドの圧力降下に影響を及ぼす可能性がある。したがって、1フィラメント当たりのデニール、総デニール、及びフィラメントの断面が均一であることが望ましい。 [0003] Cellulose acetate fibers are commonly used in the manufacture of cigarette filters. To form fibers, cellulose acetate is dissolved in a solvent to form a cellulose acetate dope. The dope can then be spun through a spinneret to form filaments, which are then bundled to form a tow. The tow is typically baled, unbaled, and then subjected to several downstream processing steps to form filter rods and ultimately cigarette filters. Throughout the manufacture of cigarette filters, there is a requirement to maintain a defined yield in terms of filter rod pressure drop versus tow fiber weight in the filter. Numerous parameters are defined here, including denier per filament (a unit of measurement for the linear mass density of a fiber defined as its mass in grams per 9000 meters), and total denier (yarn denier). Affects yields. The cross-section of the filament can also affect the pressure drop across the rod. Therefore, it is desirable to have uniform denier per filament, total denier, and filament cross-section.

[0004]米国特許公開第2005/0126582号は、クリンプされたエンドレスセルロースアセテートフィラメントから製造されるフィルタートウについて開示し、それにより、フィラメントは、少なくとも600本のフィラメントからなる同一のフィラメントタイターを有する少なくとも2つの連結したファイバーの束を形成する。フィラメントタイターは、束毎に少なくとも1dtex異なる。更に、米国特許公開第2005/0126582号は、クリンプ比が40%を超えるフィルタートウについて開示するが、前記フィラメントは、単位フィラメント長さ当たり少なくとも22個のクリンプターンを含む。 [0004] U.S. Patent Publication No. 2005/0126582 discloses a filter tow made from crimped endless cellulose acetate filaments whereby the filaments have at least the same filament titer of at least 600 filaments. Form a bundle of two connected fibers. Filament titers vary by at least 1 dtex per bundle. Additionally, US Patent Publication No. 2005/0126582 discloses a filter tow having a crimp ratio greater than 40%, said filaments comprising at least 22 crimp turns per unit filament length.

[0005]中国特許出願第104651959号は、ジアセテートファイバートウを生成するためのスピナレットプレートについて開示する。スピナレットプレートは、スピナレットプレート本体を含む。サイズが同一の複数の正三角形スピナレット孔が、スピナレットプレート本体内に形成される。すべてのスピナレット孔の重心は、同一平面内の複数の同心円の円周上に配置される。各円周上の2つの隣接したスピナレット孔それぞれについて、その重心間の距離は、スピナレット孔の円周距離として識別され、同一円周上にあるスピナレット孔の円周距離は等しく、また2つの隣接した円周の間の距離は、内側から外側に向かって漸増する。スピナレット孔のサイズ及び分布距離は、製造を必要とするジアセテートファイバートウのサイズに基づき決定される。スピナレットプレートは、構造が単純であり、またレイアウト上合理的であり、押し出されるジアセテートファイバートウは、「Y字」状に近く、また排煙のフィルター処理性能が向上する。 [0005] Chinese Patent Application No. 104651959 discloses a spinneret plate for producing diacetate fiber tow. The spinneret plate includes a spinneret plate body. A plurality of equally sized equilateral triangular spinneret holes are formed in the spinneret plate body. The centroids of all spinneret holes are arranged on the circumference of a plurality of concentric circles in the same plane. For each two adjacent spinneret holes on each circumference, the distance between their centers of gravity is identified as the circumferential distance of the spinneret holes, and the circumferential distances of spinneret holes on the same circumference are equal, and the two adjacent spinneret holes have the same circumferential distance. The distance between the circles thus formed increases gradually from the inside to the outside. The spinneret hole size and distribution distance are determined based on the size of the diacetate fiber tow that needs to be produced. The spinneret plate is simple in structure and reasonable in layout, and the extruded diacetate fiber tows are close to a "Y" shape and improve flue gas filtering performance.

[0006]その全体が参照により本明細書に組み込まれている、米国特許公開第2014/0026911号は、トリアークフィラメントを製造するのに利用可能であるトリアーク孔を有するスピナレットについて開示する。いくつかの事例では、トリアーク孔は、3つの突起を備えたY字形を有し、各突起は、アークの末端から隣接するアークの連結ポイントに向かって漸減するアークを、突起の端部に有するが、トリアークフィラメントは、中央部分が膨らんだ又は湾曲した先端を備えた、一般的にY字形の断面を有する。更に、トリアークフィラメントは、フィルター、粒子状添加剤を含むフィルター、及び喫煙具フィルターを含む、但しこれらに限定されない複数の用途で有用であり得る。 [0006] US Patent Publication No. 2014/0026911, which is incorporated herein by reference in its entirety, discloses spinnerets with triarc holes that can be used to manufacture triarc filaments. In some cases, the triarc hole has a Y shape with three protrusions, each protrusion having an arc at the end of the protrusion that tapers from the end of the arc to the connection point of the adjacent arc. Triarc filaments, however, have a generally Y-shaped cross-section with a bulging or curved tip in the central portion. Additionally, triarc filaments may be useful in multiple applications including, but not limited to, filters, filters containing particulate additives, and smoking article filters.

[0007]米国特許第5,415,697号は、溶媒紡糸セルロースファイバーの製造において、ドープをクリーニングし、使用されるスピナレットプレートのジェット孔からドープを閉塞解除する方法及び装置について開示する。該方法は、スピナレットプレートをドープ用の溶媒中にソーキングするステップ、ジェット孔を通じて溶媒を第1の方向でフラッシュするステップ、ジェット孔を通じて溶媒を逆方向にフラッシュするステップを含む。溶媒は、超音波ウォーターバス中で洗い落とされる。スピナレットプレートは、次に水蒸気クリーニングされ、そして次にセルロースの残滓をスピナレットプレートから除去するクリーニング剤中で超音波クリーニングされる。 [0007] US Patent No. 5,415,697 discloses a method and apparatus for cleaning the dope and unplugging the dope from the jet holes of spinneret plates used in the production of solvent-spun cellulose fibers. The method includes soaking the spinneret plate in a doping solvent, flushing the solvent through the jet holes in a first direction, and flushing the solvent through the jet holes in a reverse direction. The solvent is washed off in an ultrasonic water bath. The spinneret plate is then steam cleaned and then ultrasonically cleaned in a cleaning agent that removes cellulosic debris from the spinneret plate.

[0008]米国特許第5,011,541号は、汚染されたスピナレット部品のクリーニングについて開示する。汚染されたスピナレット組み立て部品は、汚染部分に高圧ジェット水流を叩きつけることによりクリーニングされる。ウォータージェットクリーニング処理は、スパンデックスフィラメントの乾式紡糸で使用したときに汚染したスピナレットをクリーニングするのに特に有効である。 [0008] US Patent No. 5,011,541 discloses cleaning of contaminated spinneret components. A contaminated spinneret assembly is cleaned by striking the contaminated area with a high pressure jet of water. The water jet cleaning process is particularly effective for cleaning contaminated spinnerets when used in dry spinning spandex filaments.

米国特許公開第2005/0126582号U.S. Patent Publication No. 2005/0126582 中国特許出願第104651959号Chinese Patent Application No. 104651959 米国特許公開第2014/0026911号U.S. Patent Publication No. 2014/0026911 米国特許第5,415,697号U.S. Pat. No. 5,415,697 米国特許第5,011,541号U.S. Pat. No. 5,011,541 米国特許第2,740,775号U.S. Pat. No. 2,740,775 米国特許公開第2013/0096297号U.S. Patent Publication No. 2013/0096297 米国特許公開第2013/0192613号U.S. Patent Publication No. 2013/0192613 米国特許第7,585,442号U.S. Patent No. 7,585,442 米国特許第7,610,852号U.S. Patent No. 7,610,852 米国特許公開第2012/0302416号U.S. Patent Publication No. 2012/0302416

[0009]スピナレットのクリーニングに対する別の必要性が認識されているのと同様に、フィラメント及びトウの均一性が望まれることはすでに認識されているが、スピナレットの沈着及び閉塞により影響を受けるフィラメントの均一性に対処する方法の必要性が存在する。特に、方法は、スピナレット(複数可)を通過させてフィラメントを形成する中に、フィラメントの均一性を向上させるステップを含むのが望ましい。 [0009] It has already been recognized that filament and tow uniformity is desired, as has another recognized need for spinneret cleaning, but it has A need exists for a method that addresses uniformity. In particular, the method desirably includes the step of improving filament uniformity during passage through the spinneret(s) to form filaments.

[0010]1つの実施形態では、本発明は、複数のセルロースアセテートフィルターロッドにおけるロッド間の変動係数を低減する方法であって、セルロースアセテートドープを少なくとも2つのスピナレットを通過させて紡糸し、フィラメントを形成し、該フィラメントを束ねてトウを形成し、該トウをクリンプし、該トウを乾燥させ、該トウから複数のフィルターロッドを形成し、該ロッド間の変動係数を測定し、該少なくとも2つのスピナレット、該フィラメントの総デニール、又は1フィラメント当たりのデニール、のうちの少なくとも1つを調整して、該ロッド間の変動係数を5未満に低減させることを含む方法に向けられている。いくつかの態様では、スピナレットの数が減少させる一方、その他の態様では、スピナレットの数を増加させる。いくつかの態様では、フィラメントの総デニールを減少させ、及び1フィラメント当たりのデニールを増加させる一方、その他の態様では、フィラメントの総デニールを増加させ、及び1フィラメント当たりのデニールを減少させる。該方法は、ロッド間の変動係数が5以上のとき、少なくとも2つのスピナレットのうちの少なくとも1つを方法から除去するステップと、少なくとも1つのスピナレットをクリーニングするステップとを更に含み得る。 [0010] In one embodiment, the present invention is a method for reducing the rod-to-rod coefficient of variation in a plurality of cellulose acetate filter rods, wherein a cellulose acetate dope is passed through at least two spinnerets and spun to form filaments. forming, bundling the filaments to form a tow, crimping the tow, drying the tow, forming a plurality of filter rods from the tow, measuring the coefficient of variation between the rods, and Adjusting at least one of a spinneret, the total denier of the filaments, or the denier per filament to reduce the coefficient of variation between the rods to less than 5. In some embodiments, the number of spinnerets is decreased, while in other embodiments, the number of spinnerets is increased. In some embodiments, the total filament denier is decreased and the denier per filament is increased, while in other embodiments the total filament denier is increased and the denier per filament is decreased. The method may further comprise removing at least one of the at least two spinnerets from the method when the rod-to-rod coefficient of variation is 5 or greater, and cleaning the at least one spinneret.

[0011]別の態様では、本発明は、セルロースアセテートトウ・フィラメントの断面の均一性を改善する方法であって、セルロースアセテートドープを複数のスピナレットを通過させて紡糸し、フィラメントを形成し、該フィラメントを束ねてトウを形成し、該トウをクリンプし、該トウを乾燥させ、該トウから複数のフィルターロッドを形成し、トウの重量(g数/100ロッド)によりロッドのイールドを測定し、そして、該複数のスピナレットのうちの少なくとも1つから沈着及び閉塞を除去して、ロッドのイールドを目標とするロッドのイールドから±20mmHO以内に維持することを含む方法に向けられている。断面は、Y字状、R字状、X字状、K字状、C字状、O字状、I字状、円形、鋸歯状、楕円、多角形、及びドッグボーン形状からなる群から選択され得る。 [0011] In another aspect, the present invention provides a method for improving cross-sectional uniformity of cellulose acetate tow filaments, comprising spinning a cellulose acetate dope through a plurality of spinnerets to form filaments; bundling the filaments to form a tow, crimping the tow, drying the tow, forming a plurality of filter rods from the tow, measuring the yield of the rods by the weight of the tow (g/100 rod); and removing deposits and blockages from at least one of the plurality of spinnerets to maintain a rod yield within ±20 mm H 2 O of a target rod yield. The cross section is selected from the group consisting of Y-shaped, R-shaped, X-shaped, K-shaped, C-shaped, O-shaped, I-shaped, circular, serrated, elliptical, polygonal, and dogbone-shaped. can be

[0012]なおも別の実施形態では、本発明は、セルロースアセテートトウ・スピナレットから沈着及び/又は閉塞を除去する方法であって、a)該スピナレットをアセトン中に浸漬してアセテートを取り除き、b)該スピナレットを苛性洗浄液及び酸洗浄液中で洗浄して有機及び無機の沈着物を取り除き、c)該スピナレットを水又はアセトンで洗浄して残渣を取り除くことを含む方法に向けられている。浸漬ステップにおけるアセトンの温度は、20~55℃の範囲であり得るが、またスピナレットは、5~60分間浸漬され得る。酸洗浄液における酸の温度は、20~60℃の範囲であり得るが、またスピナレットは、酸洗浄液中で5~90分間洗浄され得る。苛性溶液の温度は、20~70℃の範囲であり得るが、またスピナレットは、苛性溶液内で5~180分間洗浄され得る。いくつかの態様では、90%を上回る沈着及び/又は閉塞が、スピナレットから除去される。該方法は、クリーニング後に、スピナレットを沈着及び/又は閉塞について目視検査するステップを更に含み得る。目視検査は、顕微鏡下及び/又はライトプロジェクターにより実施され得る。該方法は、溶媒に基づくジェットクリーニングステップを更に含み得る。ジェットクリーニングステップは、ステップa)、b)、及び/又はc)の後に実施され得る。 [0012] In yet another embodiment, the present invention is a method of removing deposits and/or blockages from a cellulose acetate tow spinneret comprising: a) immersing the spinneret in acetone to remove the acetate; a) washing said spinneret in caustic and acid washes to remove organic and inorganic deposits; c) washing said spinneret with water or acetone to remove residues. The temperature of the acetone in the soaking step can range from 20-55° C. and the spinneret can be soaked for 5-60 minutes. The temperature of the acid in the acid wash can range from 20-60° C., and the spinneret can be washed in the acid wash for 5-90 minutes. The temperature of the caustic solution can range from 20-70° C., and the spinneret can be washed in the caustic solution for 5-180 minutes. In some aspects, greater than 90% of deposits and/or blockages are removed from the spinneret. The method may further comprise visually inspecting the spinneret for deposits and/or blockages after cleaning. Visual inspection may be performed under a microscope and/or with a light projector. The method may further include a solvent-based jet cleaning step. A jet cleaning step may be performed after steps a), b) and/or c).

[0013]なおも別の実施形態では、本発明は、セルロースアセテートトウ・ベールを製造する方法であって、セルロースアセテートを溶媒に溶解して、セルロースアセテートドープを形成し、該セルロースアセテートドープを少なくとも1つのスピナレットを通過させて紡糸し、10,000~100,000の総デニール、及び1~15の1フィラメント当たりのデニールを有するフィラメントを形成し、該フィラメントを束ねてトウを形成し、該トウをクリンプし、該トウを乾燥させ、そして、該トウをベールにパッケージングすることを含む方法であり、総デニールが3%未満だけ変動し、1フィラメント当たりのデニールが10%未満だけ変動し、そして、デニールインデックスが2.5:1未満である方法に向けられている。 [0013] In yet another embodiment, the present invention is a method of making a cellulose acetate tow bale, comprising dissolving cellulose acetate in a solvent to form a cellulose acetate dope; spinning through one spinneret to form filaments having a total denier of 10,000 to 100,000 and a denier per filament of 1 to 15; bundling the filaments to form a tow; , drying the tows, and packaging the tows into bales, wherein the total denier varies by less than 3% and the denier per filament varies by less than 10%; and directed to a method in which the denier index is less than 2.5:1.

[0014]本発明は、添付の非限定的な図を参照すればよりよい理解が得られる。 [0014] The present invention can be better understood with reference to the accompanying non-limiting figures.

[0015]図1Aは、本発明の実施形態に基づく代表的なスピナレットを示す図である。[0015] Figure IA illustrates a representative spinneret according to an embodiment of the present invention. [0016]図1Bは、部分的に閉塞及び/又は沈着した、本発明の実施形態に基づくスピナレットを示すグラフである。[0016] Figure IB is a graph showing a partially occluded and/or deposited spinneret according to an embodiment of the invention; [0017]本発明の実施形態に基づき、目標イールドラインと比較したときのロッドのイールドを示すグラフである。[0017] Fig. 5 is a graph showing rod yield as compared to a target yield line, in accordance with an embodiment of the present invention; [0018]本発明の実施形態に基づき、時間が経過したときの総デニール及び1フィラメント当たりのデニールの比較を示す図である。[0018] Figure 4 shows a comparison of total denier and denier per filament over time according to an embodiment of the present invention;

I.緒言
[0019]本発明は、セルロースアセテートドープから形成されたフィラメントの均一性を改善することに関する。この均一性は、フィラメントの断面を均一にすること、及び/又は1フィラメント当たりのデニールに対する総デニールの所定の比を有することにより定量化され得る。本明細書で説明したように、フィラメントが均一であれば、その結果、最終製品、例えばタバコフィルター等が改善する。例えば、フィラメントが均一であれば、その結果、タバコフィルターにおけるロッド間の変動係数は低減する。フィラメントの形成に用いられる1つ又は複数のスピナレットをモニタリング及び維持すれば、フィラメントの形成中に、この均一性を実現することが可能となる。
I. Introduction
[0019] The present invention relates to improving the uniformity of filaments formed from cellulose acetate dopes. This uniformity can be quantified by making the filaments uniform in cross-section and/or having a predetermined ratio of total denier to denier per filament. Uniform filaments, as described herein, result in improved end products, such as cigarette filters. For example, uniform filaments result in a reduced coefficient of variation between rods in cigarette filters. Monitoring and maintaining the spinneret or spinnerets used to form the filaments allows this uniformity to be achieved during filament formation.

[0020]したがって、いくつかの態様では、本発明は、複数のセルロースアセテートフィルターロッドにおけるロッド間の変動係数を低減することに関する。その方法は、セルロースアセテートドープを少なくとも1つのスピナレットを通過させて紡糸し、フィラメントを形成し、該フィラメントを束ねてトウを形成し、該トウをクリンプし、該トウを乾燥させ、該トウから複数のフィルターロッドを形成し、該フィルターロッドのロッド間の変動係数を測定し、そして、スピナレットの数、該フィラメントの総デニール、及び/又は1フィラメント当たりのデニール、のうちの少なくとも1つを調整して、該ロッド間の変動を5未満に低減することを含み得る。 [0020] Accordingly, in some aspects, the present invention relates to reducing the rod-to-rod coefficient of variation in a plurality of cellulose acetate filter rods. The method includes passing a cellulose acetate dope through at least one spinneret and spinning to form filaments, bundling the filaments to form a tow, crimping the tow, drying the tow, and spinning a plurality of fibers from the tow. of filter rods, measuring the rod-to-rod coefficient of variation of the filter rods, and adjusting at least one of the number of spinnerets, the total denier of the filaments, and/or the denier per filament. to reduce the rod-to-rod variation to less than 5.

[0021]更なる態様では、本発明は、セルロースアセテートトウ・フィラメントの断面の均一性を改善する方法に向けられている。該方法は、セルロースアセテートドープを少なくとも1つのスピナレットを通過させて紡糸し、フィラメントを形成し、該フィラメントを束ねてトウを形成し、該トウをクリンプし、該トウを乾燥させ、該トウからフィルターロッドを形成し、トウの重量(g数/100ロッド)によりロッドのイールドを測定し、そして、該複数のスピナレットのうちの少なくとも1つから沈着及び/又は閉塞を除去して、ロッドのイールドを目標ロッドイールドから±20mmHO以内に維持することを含む。 [0021] In a further aspect, the present invention is directed to a method of improving cross-sectional uniformity of cellulose acetate tow filaments. The method includes spinning a cellulose acetate dope through at least one spinneret to form filaments, bundling the filaments to form a tow, crimping the tow, drying the tow, filtering the tow, and filtering the tow. forming a rod, measuring the yield of the rod by the weight of the tow (g/100 rod), and removing deposits and/or blockages from at least one of the plurality of spinnerets to determine the yield of the rod; Including maintaining within ±20 mm H 2 O of the target rod yield.

[0022]また、本発明は、セルロースアセテートトウ・スピナレットから沈着及び/又は閉塞を除去する方法に向けられている。該方法は、スピナレットを、アセトンに浸漬してアセテートを取り除き、該スピナレットを、酸洗浄液中で洗浄して無機の沈着物を取り除き、該スピナレットを苛性溶液内で洗浄して有機物質を取り除き、そして、該スピナレットを水又はアセトンで洗浄して残渣を取り除くことを含む。 [0022] The present invention is also directed to a method of removing deposits and/or blockages from cellulose acetate tow spinnerets. The method includes soaking the spinneret in acetone to remove acetate, washing the spinneret in an acid wash to remove inorganic deposits, washing the spinneret in a caustic solution to remove organic material, and , including washing the spinneret with water or acetone to remove residue.

[0023]本発明は、セルロースアセテートトウ・ベールを製造する方法を更に含む。該方法は、セルロースアセテートを溶媒に溶解して、セルロースアセテートドープを形成し、該セルロースアセテートドープを少なくとも1つのスピナレットを通過させて紡糸し、10,000~100,000の総デニール、及び1~10の1フィラメント当たりのデニールを有するフィラメントを形成し、該フィラメントを束ねてトウを形成し、該トウをクリンプし、該トウを乾燥させ、そして、該トウをベールにパッケージングすることを含み、その場合、総デニールがベール全体で3%未満だけ変動し、1フィラメント当たりのデニールがベール全体で10%未満だけ変動し、そして、総デニールの変動の、1フィラメント当たりのデニールの変動に対する比として定義されるデニールインデックスが2.5:1未満である。
II.セルロースアセテートフレークの調製
[0024]セルロースアセテートフレークは、本明細書に記載するように、ドープを形成するために溶媒に溶解されるが、その全体が参照により本明細書に組み込まれている米国特許第2,740,775号、及び米国特許公開第2013/0096297号で開示される方法を含む、公知の方法により調製され得る。一般的に、アセチル化セルロースは、好適な酸性触媒の存在下でセルロースをアセチル化剤と共に反応させることにより調製される。アシル化剤には、カルボン酸無水物(又は単に無水物)とカルボン酸ハロゲン化合物、特にカルボン酸塩化物(又は単に酸塩化物)の両方が含まれ得る。好適な酸塩化物として、例えば塩化アセチル、塩化プロピオニル、塩化ブチリル、塩化ベンゾイル等の酸塩化物を挙げることができる。好適な無水物として、例えば無水酢酸、無水プロピオン、無水酪酸、無水安息香酸等の無水物を挙げることができる。これらの無水物又はその他のアシル化剤の混合物も、異なるアシル基をセルロースに導入するために利用可能である。混合された無水物、例えば酢酸プロピオン酸無水物、酢酸酪酸無水物等も、いくつかの実施形態において、この目的で利用可能である。
[0023] The present invention further includes a method of making a cellulose acetate tow bale. The method comprises dissolving cellulose acetate in a solvent to form a cellulose acetate dope, spinning the cellulose acetate dope through at least one spinneret to a total denier of 10,000 to 100,000, and forming filaments having a denier per filament of 10, bundling the filaments to form a tow, crimping the tow, drying the tow, and packaging the tow in a bale; In that case, the total denier varies by less than 3% across the bale, the denier per filament varies by less than 10% across the bale, and the ratio of the variation in total denier to the variation in denier per filament is The defined denier index is less than 2.5:1.
II. Preparation of cellulose acetate flakes
[0024] Cellulose acetate flakes are dissolved in a solvent to form a dope as described herein, US Pat. 775, and US Patent Publication No. 2013/0096297. Generally, acetylated cellulose is prepared by reacting cellulose with an acetylating agent in the presence of a suitable acidic catalyst. Acylating agents can include both carboxylic anhydrides (or simply anhydrides) and carboxylic acid halides, particularly carboxylic acid chlorides (or simply acid chlorides). Suitable acid chlorides include, for example, acetyl chloride, propionyl chloride, butyryl chloride, benzoyl chloride, and the like. Suitable anhydrides include, for example, anhydrides such as acetic anhydride, propionic anhydride, butyric anhydride, and benzoic anhydride. Mixtures of these anhydrides or other acylating agents are also available for introducing different acyl groups into the cellulose. Mixed anhydrides such as acetic acid propionic anhydride, acetic acid butyric anhydride, etc. can also be utilized for this purpose in some embodiments.

[0025]ほとんどの場合、いくつかの更なるヒドロキシル基置換(例えば、硫酸エステル)を伴う高DS値を有する誘導体化セルロースを生成するために、場合によっては、セルロースはアセチル化剤を用いて徹底的にアセチル化される。セルロースの徹底的アセチル化とは、セルロース内のできる限り多くのヒドロキシル基がアセチル化反応を受けるように、徹底的に実施されるアセチル化反応を意味する。セルロースアセテートがタバコフィルターで用いられるように意図されるとき、置換度は、3.0未満、好ましくは2.2~2.8又は2.4~2.6である。 [0025] Optionally, cellulose is thoroughly treated with an acetylating agent to produce derivatized cellulose with high DS values, most often with some additional hydroxyl group substitution (e.g., sulfate ester). acetylated. Extensive acetylation of cellulose means an acetylation reaction that is exhaustively carried out such that as many hydroxyl groups within the cellulose as possible undergo the acetylation reaction. When the cellulose acetate is intended for use in cigarette filters, the degree of substitution is less than 3.0, preferably 2.2-2.8 or 2.4-2.6.

[0026]セルロースのアセチル化を促進する好適な酸性触媒は、硫酸又は硫酸と少なくとも1種のその他の酸との混合物を多くの場合含む。硫酸を含有しないその他の酸性触媒も、アセチル化反応を促進するのに同様に利用可能である。硫酸の場合、セルロース内の少なくとも一部のヒドロキシル基が、アセチル化反応中に硫酸エステルとして最初に機能化され得る。一般的に、このような硫酸エステルのほとんどは、アセチル置換の量を低減するのに用いられる制御された部分的加水分解中に開裂する。その他の酸性触媒の場合、それ自身がセルロースのヒドロキシル基と反応する可能性は一般的にかなり低い。 [0026] Suitable acidic catalysts that promote acetylation of cellulose often comprise sulfuric acid or a mixture of sulfuric acid and at least one other acid. Other acidic catalysts that do not contain sulfuric acid are similarly available to facilitate the acetylation reaction. In the case of sulfuric acid, at least some hydroxyl groups within the cellulose may first be functionalized as sulfate esters during the acetylation reaction. Generally, most of such sulfate esters are cleaved during controlled partial hydrolysis used to reduce the amount of acetyl substitution. Other acidic catalysts are generally much less likely to react themselves with the hydroxyl groups of cellulose.

[0027]アセチル化セルロースの極めて望ましい特性の1つとして、その意図された最終用途に応じて、例えばフィルム、フレーク、ファイバー(例えば、ファイバートウ)、変形不能な固体等を含む、いくつかの異なる形態に容易に処理可能であることが挙げられる。ほとんどの場合、制御された部分的加水分解から得られるアセチル化セルロースは、フレーク状の材料として析出する。
III.セルロースアセテートドープの形成
[0028]セルロースアセテートドープは、本明細書に記載する、一般的にフレーク状のセルロースアセテートを溶媒に溶解してドープ溶液を形成することにより形成される。溶媒は、水、アセトン、メチルエチルケトン、塩化メチレン、ジオキサン、ジメチルホルムアミド、メタノール、エタノール、氷酢酸、超臨界二酸化炭素、上記のポリマーを溶解する能力を有する任意の好適な溶媒、及びその組み合わせからなる群から選択され得る。いくつかの態様では、溶媒は、アセトンと最大5重量%の水との組み合わせである。顔料、例えば二酸化チタン等も、ドープに添加され得る。ドープは、20~30重量%のセルロースアセテート、及び70~80重量%の溶媒を含み得る。顔料は、添加される場合、0.1~5重量%存在し得る。
[0027] One of the highly desirable properties of acetylated cellulose is that it has several different properties depending on its intended end use, including, for example, films, flakes, fibers (e.g., fiber tows), non-deformable solids, and the like. The form is easily processable. In most cases, acetylated cellulose resulting from controlled partial hydrolysis precipitates as flake material.
III. Formation of cellulose acetate dope
[0028] The cellulose acetate dope is formed by dissolving the generally flaky cellulose acetate described herein in a solvent to form a dope solution. The solvent is the group consisting of water, acetone, methyl ethyl ketone, methylene chloride, dioxane, dimethylformamide, methanol, ethanol, glacial acetic acid, supercritical carbon dioxide, any suitable solvent capable of dissolving the above polymers, and combinations thereof. can be selected from In some aspects, the solvent is a combination of acetone and up to 5% by weight water. Pigments such as titanium dioxide may also be added to the dope. The dope may contain 20-30% by weight cellulose acetate and 70-80% by weight solvent. Pigments, if added, may be present from 0.1 to 5% by weight.

[0029]ドープは、混合を強化するために、例えば45~70℃の温度に加熱され得る。混合は、周囲圧力又は高圧力の下で実施され得る。高圧力は、混合が窒素ブランケットの下で生ずる際に利用可能である。混合時間は、3~10時間の範囲であり得る。セルロースアセテートが溶媒に溶解したら、ドープは次にフィラメントを形成するために紡糸される前にフィルター処理及び脱気される。脱気プロセスは、周囲圧力又は高圧力の下で実施され得る。高圧力は、窒素ブランケットに起因して利用可能である。フィルターのサイズは変化し得るが、下流の装置及び製品仕様書に応じて選択される。
IV.セルロースアセテートフィラメント及びトウの形成
[0030]セルロースアセテートからフィラメントを形成するために、上記のようにドープが形成される。ドープは、1つ又は複数のキャビネットを備え、各キャビネットはスピナレットを備えるスピナー内で紡糸され得る。スピナレットは、溶媒がフィラメントから蒸発する速度に影響を及ぼす孔を備える。孔の形状及び紡糸パラメーターは、選択されたサイズ、断面形状、強度、及び加工適性を有するフィラメントが形成されるように選択され得る。一般的に、孔は、直径25~75マイクロメートルのフィラメントの形成を可能にする。孔に関する様々なデザインが、その全体が参照により本明細書に組み込まれている、米国特許公開第2013/0192613号に開示されている。
[0029] The dope may be heated to a temperature of, for example, 45-70°C to enhance mixing. Mixing can be carried out under ambient pressure or elevated pressure. High pressure is available when mixing occurs under a nitrogen blanket. Mixing time can range from 3 to 10 hours. Once the cellulose acetate is dissolved in the solvent, the dope is then filtered and degassed before being spun to form filaments. The degassing process can be performed under ambient pressure or elevated pressure. High pressure is available due to the nitrogen blanket. Filter sizes can vary and are selected according to downstream equipment and product specifications.
IV. Formation of cellulose acetate filaments and tows
[0030] To form filaments from cellulose acetate, a dope is formed as described above. The dope may comprise one or more cabinets and each cabinet may be spun in a spinner comprising a spinneret. The spinneret has holes that affect the rate at which the solvent evaporates from the filaments. Hole geometry and spinning parameters can be selected to form filaments of selected size, cross-sectional geometry, strength, and processability. Generally, the pores allow the formation of filaments of 25-75 micrometers in diameter. Various designs for holes are disclosed in US Patent Publication No. 2013/0192613, which is incorporated herein by reference in its entirety.

[0031]スピナレットは、最高100℃の温度で作動するキャビネット内にあり得るが、溶媒を蒸発させるために、高温の蒸気により熱が供給され得る。90%を超える溶媒が紡糸工程中に蒸発し、セルロースアセテートの固体フィラメントが残る。フィラメントは、一般的に、1フィラメント当たり1~15デニールの範囲、例えば1フィラメント当たり1~12デニールであり、並びにY字状、R字状、X字状、K字状、C字状、O字状、I字状、円形、鋸歯状、楕円、多角形、及びドッグボーン形状を含む、但しこれらに限定されない断面形状を有し得る。紡糸工程中に温度を修正すること、並びにスピナー内のキャビネットの数を修正することにより、フィラメントの強度は調整可能である。例えば、フィラメントがスピナレットを最初に通過する際に、フィラメントは、容易に損傷を受ける又は破壊される可能性がある。但し、フィラメントがスピナレットから更に移動すると、フィラメントは硬化し、フィラメント強度が増し、より強くより多量の気流を継続させて、溶媒を蒸発させることが可能となる。スピナーを通過する空気の流れは、並流であっても、向流であってもよい。 [0031] The spinneret may be in a cabinet operating at temperatures up to 100°C, but heat may be supplied by hot steam to evaporate the solvent. Over 90% of the solvent evaporates during the spinning process, leaving behind solid filaments of cellulose acetate. Filaments generally range from 1 to 15 denier per filament, such as 1 to 12 denier per filament, and are Y-shaped, R-shaped, X-shaped, K-shaped, C-shaped, O-shaped. It can have cross-sectional shapes including, but not limited to, letter-shaped, I-shaped, circular, serrated, elliptical, polygonal, and dogbone shapes. By modifying the temperature during the spinning process, as well as modifying the number of cabinets in the spinner, the strength of the filaments can be adjusted. For example, the filament can be easily damaged or broken as it first passes through the spinneret. However, as the filament moves further from the spinneret, the filament stiffens and the filament strength increases, allowing a stronger and larger airflow to continue to evaporate the solvent. Air flow through the spinner may be co-current or counter-current.

[0032]フィラメントがスピナレットを通過すると、定速ロール上に供給され、そこで更に引き伸ばされ得る。更なる紡糸技法も、湿式紡糸及び溶融紡糸を含め、本明細書に記載する乾式紡糸代わりに利用可能である。任意選択的に、潤滑剤又は仕上げ剤が、フィラメントに添加され得る。代表的な潤滑剤又は仕上げ剤として、その全体が参照により本明細書に組み込まれている、米国特許第7,585,442号で開示されているような鉱物油、乳化剤、及び水が挙げられ、但し潤滑剤又は仕上げ剤は、これらの成分に限定されない。潤滑剤又は仕上げ剤は、スプレーイング又はワイピングにより適用され得る。一般的に、潤滑剤又は仕上げ剤は、フィラメントをトウに形成する前に、フィラメントに添加される。 [0032] Once the filament passes through the spinneret, it is fed onto constant speed rolls where it may be further drawn. Additional spinning techniques are also available in lieu of dry spinning as described herein, including wet spinning and melt spinning. Optionally, a lubricant or finish can be added to the filaments. Representative lubricants or finishes include mineral oil, emulsifiers, and water, as disclosed in U.S. Pat. No. 7,585,442, which is incorporated herein by reference in its entirety. , but the lubricant or finish is not limited to these ingredients. Lubricants or finishes may be applied by spraying or wiping. Generally, a lubricant or finish is added to the filaments prior to forming the filaments into a tow.

[0033]フィラメントは、次にローラー上で束ねられ、トウを形成する。一般的に、トウは、10,000~100,000の範囲の総デニールであり得、8cm未満の幅を有し得る(水平方向端部から水平方向端部までを測定した場合)。いくつかの態様で、トウが束ねられると、クリンピング前又はその際中に、トウは可塑化され得る。可塑剤は、一般的に液状でトウに噴霧されるが、その他の可塑剤適用方法も利用可能である。セルロースアセテートのバインダー又は硬化剤として作用する可塑剤が選択される。非常に多くの種類の可塑剤が、2~40重量%の量で利用可能である。用いられる可塑剤の量は、可塑剤そのもの、並びに可塑化されるトウの所望の硬度に依存する。 [0033] The filaments are then bundled on rollers to form a tow. Generally, the tow can range in total denier from 10,000 to 100,000 and have a width of less than 8 cm (measured from horizontal edge to horizontal edge). In some aspects, once the tow is bundled, the tow may be plasticized before or during crimping. The plasticizer is typically sprayed onto the tow in liquid form, although other methods of plasticizer application are available. A plasticizer is selected that acts as a binder or hardener for the cellulose acetate. A large variety of plasticizers are available in amounts from 2 to 40% by weight. The amount of plasticizer used depends on the plasticizer itself, as well as the desired hardness of the plasticized tow.

[0034]いくつかの好ましい実施形態では、可塑剤は水であるが、非常に多くのその他の可塑剤も利用され得る。本明細書に記載する可塑化されたセルロースアセテートと共に利用するのに好適な可塑剤として、いくつかの実施形態では、以下が挙げられるが、これらに限定するものではない。 [0034] In some preferred embodiments, the plasticizer is water, but numerous other plasticizers may also be utilized. Suitable plasticizers for use with the plasticized cellulose acetate described herein, in some embodiments, include, but are not limited to:

Figure 0007109888000001
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Figure 0007109888000002
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式1(式中、R1は、H、C~Cのアルキル、アリール、又はC~Cのアルキルアリールである);式2(式中、R2は、H、C~Cのアルキル、アリール、又はC~Cのアルキルアリールであり、R3は、H、C~C4のアルキル、アリール、C~Cのアルキルアリール、アシル、又はC~Cのアルキルアシルである);式3(式中、R4とR6は、独立にH、C~Cのアルキル、アリール、C~Cのアルキルアリール、COOH、C~Cのアルキルカルボキシレート、アシル、C~Cのアルキルアシル、アミン、C~Cのアルキルアミン、アミド、又はC~Cのアルキルアミドであり、R5は、H、C~Cのアルキル、アリール、C~Cのアルキルアリール、アシル、又はC~Cのアルキルアシルである);式4(式中、R7は、H、C~Cのアルキル、アリール、C~Cのアルキルアリール、OH、C~Cのアルコキシ、アミン、又はC~Cのアルキルアミンであり、R8とR9は、独立にH、C~Cのアルキル、アリール、C~Cのアルキルアリール、COOH、C~Cのアルキルカルボキシレート、アシル、C~Cのアルキルアシル、アミン、C~Cのアルキルアミン、アミド、又はC~Cのアルキルアミドである);式5(式中、R10、R11、及びR12は、独立にH、C~Cのアルキル、アリール、C~Cのアルキルアリール、COOH、C~Cのアルキルカルボキシレート、アシル、C~Cのアルキルアシル、アミン、C~Cのアルキルアミン、アミド、又はC~Cのアルキルアミドである);式6(式中、R13は、H、C~Cのアルキル、アリール、又はC~Cのアルキルアリールであり、R14とR16は、独立にH、C~Cのアルキル、アリール、C~Cのアルキルアリール、COOH、C~Cのアルキルカルボキシレート、アシル、C~Cのアルキルアシル、アミン、C~Cのアルキルアミン、アミド、又はC~Cのアルキルアミドであり、R15は、H、C~Cのアルキル、アリール、C~Cのアルキルアリール、アシル、又はC~Cのアルキルアシルである);式7(式中、R17は、H又はC~Cのアルキルであり、R18、R19、R20は、独立にH、C~Cのアルキル、アリール、C~Cのアルキルアリール、COOH、C~Cのアルキルカルボキシレート、アシル、C~Cのアルキルアシル、アミン、C~Cのアルキルアミン、アミド、又はC~Cのアルキルアミドである);式8(式中、R21は、H、C~Cのアルキル、アリール、C~Cのアルキルアリール、COOH、C~Cのアルキルカルボキシレート、アシル、C~Cのアルキルアシル、アミン、C~Cのアルキルアミン、アミド、又はC~Cのアルキルアミドであり、R22は、H、C~Cのアルキル、アリール、C~Cのアルキルアリール、アシル、C~Cのアルキルアシル、アミン、又はC~Cのアルキルアミンである);式9(式中、R23とR24は、独立にH、C~Cのアルキル、アリール、C~Cのアルキルアリール、COOH、C~Cのアルキルカルボキシレート、アシル、C~Cのアルキルアシル、アミン、C~Cのアルキルアミン、アミド、又はC~Cのアルキルアミドである);式10(式中、R25、R26、R27、及びR28は、独立にH、C~Cのアルキル、アリール、C~Cのアルキルアリール、COOH、C~Cのアルキルカルボキシレート、アシル、C~Cのアルキルアシル、アミン、C~Cのアルキルアミン、アミド、又はC~Cのアルキルアミドである);式11(式中、R29、R30、及びR31は、独立にH、C~Cのアルキル、アリール、C~Cのアルキルアリール、COOH、C~Cのアルキルカルボキシレート、アシル、C~Cのアルキルアシル、アミン、C~Cのアルキルアミン、アミド、又はC~Cのアルキルアミドである);式12(式中、R32は、H、C~Cのアルキル、アリール、C~Cのアルキルアリールであり、R33は、H、C~Cのアルキル、アリール、C~Cのアルキルアリール、OH、C~Cのアルコキシ、アシル、C~Cのアルキルアシル、アミン、又はC~Cのアルキルアミンであり、R34、R35、及びR36は、独立にH、C~Cのアルキル、アリール、C~Cのアルキルアリール、COOH、C~Cのアルキルカルボキシレート、アシル、C~Cのアルキルアシル、アミン、C~Cのアルキルアミン、アミド、又はC~Cのアルキルアミドである);式12(式中、R37、R38、R39、及びR40は、独立にH、C~Cのアルキル、アリール、C~Cのアルキルアリール、COOH、C~Cのアルキルカルボキシレート、アシル、C~Cのアルキルアシル、アミン、C~Cのアルキルアミン、アミド、又はC~Cのアルキルアミドである);式14(式中、R41は、H、C~Cのアルキル、アリール、C~Cのアルキルアリール、OH、又はC~Cのアルコキシであり、R42とR43は、独立にH、C~Cのアルキル、アリール、C~Cのアルキルアリール、COOH、C~Cのアルキルカルボキシレート、アシル、C~Cのアルキルアシル、アミン、C~Cのアルキルアミン、アミド、又はC~Cのアルキルアミドである);独立にH、C~Cのアルキル、アリール、C~Cのアルキルアリール、COOH、C~Cのアルキルカルボキシレート、アシル、C~Cのアルキルアシル、アミン、C~Cのアルキルアミン、アミド、又はC~Cのアルキルアミドである環式炭素又は環式窒素のそれぞれに由来するR置換基を有するトリアジン(1,2,3、1,2,4、又は1,3,5);独立にH、C~Cのアルキル、アリール、C~Cのアルキルアリール、COOH、C~Cのアルキルカルボキシレート、アシル、C~Cのアルキルアシル、アミン、C~Cのアルキルアミン、アミド、又はC~Cのアルキルアミドである環式炭素又は環式窒素のそれぞれに由来するR置換基を有するトリアゾール(1,2,3又は1,2,4);独立にH、C~Cのアルキル、アリール、C~Cのアルキルアリール、OH、C~Cのアルコキシ、COOH、C~Cのアルキルカルボキシレート、アシル、C~Cのアルキルアシル、アミン、C~Cのアルキルアミン、アミド、又はC~Cのアルキルアミドである環式炭素又は環状式窒素のそれぞれに由来するR置換基を有するピロール;独立にH、C~Cのアルキル、アリール、C~Cのアルキルアリール、OH、C~Cのアルコキシ、COOH、C~Cのアルキルカルボキシレート、アシル、C~Cのアルキルアシル、アミン、C~Cのアルキルアミン、アミド、又はC~Cのアルキルアミドである環式炭素又は環式窒素のそれぞれに由来するR置換基を有するピペリジン;独立にH、C~Cのアルキル、アリール、C~Cのアルキルアリール、OH、C~Cのアルコキシ、COOH、C~Cのアルキルカルボキシレート、アシル、C~Cのアルキルアシル、アミン、C~Cのアルキルアミン、アミド、又はC~Cのアルキルアミドである環式炭素又は環式窒素のそれぞれに由来するR置換基を有するピペラジン;R44とR46が、独立にH、C~Cのアルキル、アリール、C~Cのアルキルアリール、COOH、C~Cのアルキルカルボキシレート、アシル、C~Cのアルキルアシル、アミン、C~Cのアルキルアミン、アミド、又はC~Cのアルキルアミドであり、及びR45が、C~C10のアルキルであるR44HN-R45-NHR46;並びにその組み合わせ。本明細書で用いる場合、「アルキル」とは、直鎖状又は分岐状(例えば、t-ブチル)及び飽和又は不飽和であり得るCとHを有する置換基を意味する。本明細書で用いる場合、「アリール」とは、フェニル、ナフチル、及びヘテロ原子を含む芳香環を含み得る芳香環を意味する。 Formula 1 (wherein R1 is H, C 1 -C 4 alkyl, aryl, or C 1 -C 4 alkylaryl); Formula 2 (wherein R2 is H, C 1 -C 4 alkyl, aryl, or C 1 -C 4 alkylaryl, and R3 is H, C 1 -C 4 alkyl, aryl, C 1 -C 4 alkylaryl, acyl, or C 1 -C 4 alkyl Formula 3 (wherein R4 and R6 are independently H, C 1 -C 4 alkyl, aryl, C 1 -C 4 alkylaryl, COOH, C 1 -C 4 alkyl carboxylate) , acyl, C 1 -C 4 alkyl acyl, amine, C 1 -C 4 alkylamine, amide, or C 1 -C 4 alkylamide, and R5 is H, C 1 -C 4 alkyl, aryl, C 1 -C 4 alkylaryl, acyl, or C 1 -C 4 alkylacyl); Formula 4, wherein R7 is H, C 1 -C 4 alkyl, aryl, C 1 -C 4 C 4 alkylaryl, OH, C 1 -C 4 alkoxy, amine, or C 1 -C 4 alkylamine, wherein R8 and R9 are independently H, C 1 -C 4 alkyl, aryl, C 1 to C 4 alkylaryl, COOH, C 1 to C 4 alkyl carboxylate, acyl, C 1 to C 4 alkyl acyl, amine, C 1 to C 4 alkylamine, amide, or C 1 to C 4 Formula 5, wherein R10, R11, and R12 are independently H, C 1 -C 4 alkyl, aryl, C 1 -C 4 alkylaryl, COOH, C 1 -C 4 alkyl carboxylate, acyl, C 1 -C 4 alkyl acyl, amine, C 1 -C 4 alkyl amine, amide, or C 1 -C 4 alkyl amide); Formula 6 (wherein R13 is H, C 1 -C 4 alkyl, aryl, or C 1 -C 4 alkylaryl, and R14 and R16 are independently H, C 1 -C 4 alkyl, aryl, C 1 -C 4 alkylaryl, COOH, C 1 -C 4 alkyl carboxylate, acyl, C 1 -C 4 alkyl acyl, amine, C 1 -C 4 alkylamine, amide, or C 1 -C 4 alkylamide Yes, R15 is , H, C 1 -C 4 alkyl, aryl, C 1 -C 4 alkylaryl, acyl, or C 1 -C 4 alkyl acyl); Formula 7 (wherein R17 is H or C 1 C 4 alkyl, R18, R19, R20 are independently H, C 1 -C 4 alkyl, aryl, C 1 -C 4 alkylaryl, COOH, C 1 -C 4 alkyl carboxylate, acyl, C 1 -C 4 alkyl acyl, amine, C 1 -C 4 alkylamine, amide, or C 1 -C 4 alkylamide); Formula 8 (wherein R21 is H, C 1 -C 4 alkyl, aryl, C 1 -C 4 alkylaryl, COOH, C 1 -C 4 alkyl carboxylate, acyl, C 1 -C 4 alkyl acyl, amine, C 1 -C 4 alkyl amine , amide, or C 1 -C 4 alkylamide, wherein R22 is H, C 1 -C 4 alkyl, aryl, C 1 -C 4 alkylaryl, acyl, C 1 -C 4 alkylacyl, amine, or C 1 -C 4 alkylamine); Formula 9 (wherein R23 and R24 are independently H, C 1 -C 4 alkyl, aryl, C 1 -C 4 alkylaryl, COOH , C 1 -C 4 alkyl carboxylate, acyl, C 1 -C 4 alkyl acyl, amine, C 1 -C 4 alkyl amine, amide, or C 1 -C 4 alkyl amide); (wherein R25, R26, R27 and R28 are independently H, C 1 -C 4 alkyl, aryl, C 1 -C 4 alkylaryl, COOH, C 1 -C 4 alkyl carboxylate, acyl , C 1 -C 4 alkyl acyl, amine, C 1 -C 4 alkyl amine, amide, or C 1 -C 4 alkyl amide); Formula 11 (wherein R29, R30, and R31 are independently H, C 1 -C 4 alkyl, aryl, C 1 -C 4 alkylaryl, COOH, C 1 -C 4 alkyl carboxylate, acyl, C 1 -C 4 alkyl acyl, amine, C 1 -C 4 alkylamine, amide, or C 1 -C 4 alkylamide); Formula 12 (wherein R32 is H, C 1 -C 4 alkyl, aryl, C 1 -C 4 alkylaryl and R33 is H, C 1 -C 4 alkyl, aryl, C 1 -C 4 alkylaryl, OH, C 1 -C 4 alkoxy, acyl, C 1 -C 4 alkylacyl, amine, or C 1 -C 4 alkylamine, and R34, R35, and R36 are independently H, C 1 -C 4 alkyl, aryl, C 1 -C 4 alkylaryl, COOH , C 1 -C 4 alkyl carboxylate, acyl, C 1 -C 4 alkyl acyl, amine, C 1 -C 4 alkyl amine, amide, or C 1 -C 4 alkyl amide); Formula 12 (wherein R37, R38, R39, and R40 are independently H, C 1 -C 4 alkyl, aryl, C 1 -C 4 alkylaryl, COOH, C 1 -C 4 alkyl carboxylate, acyl , C 1 -C 4 alkyl acyl, amine, C 1 -C 4 alkylamine, amide, or C 1 -C 4 alkylamide); Formula 14 (wherein R41 is H, C 1 - C 4 alkyl, aryl, C 1 -C 4 alkylaryl, OH, or C 1 -C 4 alkoxy, and R42 and R43 are independently H, C 1 -C 4 alkyl, aryl, C 1 -C 4 alkylaryl, COOH, C 1 -C 4 alkyl carboxylate, acyl, C 1 -C 4 alkyl acyl, amine, C 1 -C 4 alkylamine, amide, or C 1 -C 4 independently H, C 1 -C 4 alkyl, aryl, C 1 -C 4 alkylaryl, COOH, C 1 -C 4 alkyl carboxylate, acyl, C 1 -C 4 alkyl A triazine ( 1,2,3 , 1,2,4, or 1,3,5); independently H, C 1 -C 4 alkyl, aryl, C 1 -C 4 alkylaryl, COOH, C 1 -C 4 alkyl carboxylate, a cyclic carbon or cyclic nitrogen that is an acyl, a C 1 -C 4 alkyl acyl, an amine, a C 1 -C 4 alkylamine, an amide, or a C 1 -C 4 alkylamide; independently H, C 1 -C 4 alkyl, aryl, C 1 -C 4 alkylaryl, OH , C 1 -C 4 alkoxy, COOH, C 1 -C 4 alkyl carboxylate, acyl, C 1 -C 4 alkyl acyl, amine, C 1 -C 4 alkylamine, amide, or C 1 -C independently H, C 1 -C 4 alkyl, aryl, C 1 -C 4 alkylaryl , OH, C 1 -C 4 alkoxy, COOH, C 1 -C 4 alkyl carboxylate, acyl, C 1 -C 4 alkyl acyl, amine, C 1 -C 4 alkylamine, amide, or C 1 -C 4 independently H, C 1 -C 4 alkyl, aryl, C 1 -C 4 alkylaryl, OH, C 1 to C 4 alkoxy, COOH, C 1 to C 4 alkyl carboxylate, acyl, C 1 to C 4 alkyl acyl, amine, C 1 to C 4 alkylamine, amide, or C 1 to C 4 Piperazines with R substituents derived from each of the cyclic carbons or nitrogens that are alkylamido; R44 and R46 are independently H, C 1 -C 4 alkyl, aryl, C 1 -C 4 alkylaryl , COOH, C 1 -C 4 alkyl carboxylate, acyl, C 1 -C 4 alkyl acyl, amine, C 1 -C 4 alkylamine, amide, or C 1 -C 4 alkylamide, and R44HN--R45-NHR46 wherein R45 is C 1 -C 10 alkyl; and combinations thereof. As used herein, "alkyl" means a C and H substituent that can be linear or branched (eg, t-butyl) and saturated or unsaturated. As used herein, "aryl" means an aromatic ring that can include phenyl, naphthyl, and heteroatom-containing aromatic rings.

[0035]本明細書に記載する可塑化されたセルロースアセテートで利用するのに適する可塑剤の例として、いくつかの実施形態では、トリアセチン、トリメチルホスフェート、トリエチルホスフェート、トリブチルホスフェート、トリフェニルホスフェート、トリエチルシトレート、アセチルトリメチルシトレート、アセチルトリエチルシトレート、アセチルトリブチルシトレート、トリブチル-o-アセチルシトレート、ジブチルフタレート、ジアリールフタレート、ジエチルフタレート、ジメチルフタレート、ジ-2-メトキシエチルフタレート、ジオクチルフタレート(及び異性体)、ジブチルタルタレート、エチル-o-ベンゾイルベンゾエート、エチルフタリルエチルグリコレート、メチルフタリルエチルグリコレート、n-エチルトルエンスルホンアミド、o-クレシル-p-トルエンスルホネート、芳香族ジオール、置換された芳香族ジオール、芳香族エーテル、トリプロピオニン、トリベンゾイン、ポリカプロラクトン、グリセリン、グリセリンエステル、ジアセチン、グリセロールトリベンゾエート、グリセロールアセテートベンゾエート、ポリエチレングリコール、ポリエチレングリコールエステル、ポリエチレングリコールジエステル、ジ-2-エチルヘキシルポリエチレングリコールエステル、グリセロールエステル、ジエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリグリコルジグリシジルエーテル、ジメチルスルホキシド、N-メチルピロリジノン(pyrollidinone)、プロピレンカーボネート、C~C20のジカルボン酸エステル、ジメチルアジペート(及びその他のジアルキルエステル)、ジブチルマレート、ジオクチルマレート、レゾルシノールモノアセテート、カテコール、カテコールエステル、フェノール、エポキシ化大豆油、ひまし油、アマニ油、エポキシ化アマニ油、その他の植物油、その他の種子油、ポリエチレングリコールに基づく二官能性グリシジルエーテル、アルキルラクトン(例えば、γ-バレロラクトン)、アルキルホスフェートエステル、アリールホスフェートエステル、リン脂質、芳香物質(本明細書に記載するいくつか、例えばオイゲノール、シンナミルアルコール、樟脳、メトキシヒドロキシアセトフェノン(アセトバニロン)、バニリン、及びエチルバニリンを含む)、2-フェノキシエタノール、グリコールエーテル、グリコールエステル、グリコールエステルエーテル、ポリグリコールエーテル、ポリグリコールエステル、エチレングリコールエーテル、プロピレングリコールエーテル、エチレングリコールエステル(例えば、エチレングリコール二酢酸エステル)、プロピレングリコールエステル、ポリプロピレングリコールエステル、アセチルサリチル酸、アセトアミノフェン、ナプロキセン、イミダゾール、トリエタノールアミン、安息香酸、ベンジルベンゾエート、サリチル酸、4-ヒドロキシ安息香酸、プロピル-4-ヒドロキシベンゾエート、メチル-4-ヒドロキシベンゾエート、エチル-4-ヒドロキシベンゾエート、ベンジル-4-ヒドロキシベンゾエート、グリセリルトリベンゾエート、ネオペンチルジベンゾエート、トリエチレングリコールジベンゾエート、トリメチロールエタントリベンゾエート、ブチル化ヒドロキシトルエン、ブチル化ヒドロキシアニソール(hydroxyanisol)、ソルビトール、キシリトール、エチレンジアミン、ピペリジン、ピペラジン、ヘキサメチレンジアミン、トリアジン、トリアゾール、ピロール等、その任意の誘導体、及び任意のこれらの組み合わせが挙げられるが、但しこれらに限定されない。 [0035] Examples of suitable plasticizers for use in the plasticized cellulose acetates described herein include, in some embodiments, triacetin, trimethyl phosphate, triethyl phosphate, tributyl phosphate, triphenyl phosphate, triethyl Citrate, acetyl trimethyl citrate, acetyl triethyl citrate, acetyl tributyl citrate, tributyl-o-acetyl citrate, dibutyl phthalate, diaryl phthalate, diethyl phthalate, dimethyl phthalate, di-2-methoxyethyl phthalate, dioctyl phthalate (and isomers), dibutyl tartrate, ethyl-o-benzoylbenzoate, ethylphthalylethylglycolate, methylphthalylethylglycolate, n-ethyltoluenesulfonamide, o-cresyl-p-toluenesulfonate, aromatic diols, substituted aromatic diols, aromatic ethers, tripropionin, tribenzoin, polycaprolactone, glycerin, glycerol esters, diacetin, glycerol tribenzoate, glycerol acetate benzoate, polyethylene glycol, polyethylene glycol esters, polyethylene glycol diesters, di-2-ethylhexyl polyethylene Glycol esters, glycerol esters, diethylene glycol, polypropylene glycol, polyglycol diglycidyl ethers, dimethyl sulfoxide, N-methylpyrollidinone, propylene carbonate, C 1 -C 20 dicarboxylic acid esters, dimethyl adipate (and other dialkyl esters) , dibutyl malate, dioctyl malate, resorcinol monoacetate, catechol, catechol esters, phenol, epoxidized soybean oil, castor oil, linseed oil, epoxidized linseed oil, other vegetable oils, other seed oils, difunctionals based on polyethylene glycol glycidyl ethers, alkyl lactones (e.g. gamma-valerolactone), alkyl phosphate esters, aryl phosphate esters, phospholipids, aromatics (some of which are described herein, e.g. eugenol, cinnamyl alcohol, camphor, methoxyhydroxyacetophenone (including acetovanillone), vanillin, and ethyl vanillin), 2-phenoxyethanol, glycol ether , glycol esters, glycol ester ethers, polyglycol ethers, polyglycol esters, ethylene glycol ethers, propylene glycol ethers, ethylene glycol esters (e.g., ethylene glycol diacetate), propylene glycol esters, polypropylene glycol esters, acetylsalicylic acid, acetamino phen, naproxen, imidazole, triethanolamine, benzoic acid, benzyl benzoate, salicylic acid, 4-hydroxybenzoic acid, propyl-4-hydroxybenzoate, methyl-4-hydroxybenzoate, ethyl-4-hydroxybenzoate, benzyl-4-hydroxy benzoate, glyceryl tribenzoate, neopentyl dibenzoate, triethylene glycol dibenzoate, trimethylolethane tribenzoate, butylated hydroxytoluene, butylated hydroxyanisol, sorbitol, xylitol, ethylenediamine, piperidine, piperazine, hexamethylenediamine, Including, but not limited to, triazines, triazoles, pyrroles, etc., any derivatives thereof, and any combination thereof.

[0036]本明細書に記載する可塑化されたセルロースアセテートで利用するのに適する更なる可塑剤の例として、いくつかの実施形態では、非イオン性界面活性剤を挙げることができ、これにはポリソルベート(例えば、SigmaAldrich社から入手可能なTWEEN(登録商標)20又はTWEEN(登録商標)80)、ソルビタンエステル(例えば、SigmaAldrich社から入手可能なSPAN(登録商標)製品)、ポリエトキシル化芳香族炭化水素(例えば、SigmaAldrich社から入手可能なTORITON(登録商標)製品)、ポリエトキシル化脂肪酸、ポリエトキシル化脂肪族アルコール(例えば、SigmaAldrich社から入手可能なBRIJ(登録商標)製品)、フッ素系界面活性剤、グルコシド、及び炭化水素のテール(例えば、C~C22アルキル基)及びヒドロキシル基及びエステル基を含む親水性ヘッド基を有するその他の非イオン性界面活性剤、並びにその組み合わせが含まれるが、但しこれらに限定されない。いくつかの非イオン性界面活性剤は、単独で又は小分子可塑剤と組み合わせて、セルロースアセテートを可塑化することが発見された。従来型の可塑剤は小分子なので、これは意外である。対照的に、長い炭化水素テール基及びおそらくは大型のヘッド基を有する非イオン性界面活性剤は嵩高い。例えば、ポリオキシエチレン(20)ソルビタンモノラウレートは、トリアセチン等の従来型のセルロースアセテート可塑剤よりも有意に大型であるが、セルロースアセテートを可塑化することが認められた。 [0036] Examples of additional plasticizers suitable for utilization in the plasticized cellulose acetates described herein may include, in some embodiments, nonionic surfactants, which include are polysorbates (e.g. TWEEN® 20 or TWEEN® 80 available from SigmaAldrich), sorbitan esters (e.g. SPAN® products available from SigmaAldrich), polyethoxylated aromatics Hydrocarbons (e.g. TORITON® products available from SigmaAldrich), polyethoxylated fatty acids, polyethoxylated fatty alcohols (e.g. BRIJ® products available from SigmaAldrich), fluorinated interfaces Included are active agents, glucosides, and other nonionic surfactants with hydrocarbon tails ( e.g., C6 - C22 alkyl groups) and hydrophilic head groups including hydroxyl and ester groups, and combinations thereof. but not limited to these. Several nonionic surfactants, alone or in combination with small molecule plasticizers, have been found to plasticize cellulose acetate. This is surprising since conventional plasticizers are small molecules. In contrast, nonionic surfactants with long hydrocarbon tail groups and possibly large head groups are bulky. For example, polyoxyethylene (20) sorbitan monolaurate was found to plasticize cellulose acetate, albeit significantly larger than conventional cellulose acetate plasticizers such as triacetin.

[0037]いくつかの実施形態では、可塑剤は生物由来であり得る。例えば、生物由来のトリアセチン、ジアセチン、トリプロピオニン、グリセリルエステルは、バイオディーゼルの副生成物であるグリセロールから生成され得る。生物由来であり得る可塑剤のその他の例として、バニリン、アセトバニロン、γ-バレロラクトン、オイゲノール、エポキシ化ダイズ油、ひまし油、アマニ油、エポキシ化アマニ油、及びジカルボキシルエステル(例えば、ジメチルアジペート、ジブチルマレート)を挙げることができるが、但しこれらに限定されない。いくつかの事例では、芳香性の可塑剤が天然物から抽出可能であり、したがって、生物由来の可塑剤である。 [0037] In some embodiments, the plasticizer may be bio-derived. For example, bio-derived triacetin, diacetin, tripropionin, glyceryl esters can be produced from glycerol, a by-product of biodiesel. Other examples of plasticizers that may be bioderived include vanillin, acetovanilone, gamma-valerolactone, eugenol, epoxidized soybean oil, castor oil, linseed oil, epoxidized linseed oil, and dicarboxylic esters (e.g., dimethyladipate, dibutyl malate), but are not limited to these. In some cases, the fragrant plasticizer is extractable from natural products and is therefore a bio-derived plasticizer.

[0038]いくつかの実施形態では、可塑剤は、半揮発性~揮発性可塑剤であり得る。いくつかの好ましい半揮発性~揮発性可塑剤の例として、グリセロールエステル、(例えば、トリアセチン、ジアセチン、モノアセチン)、エチレングリコールジアセテート、アルキルラクトン(例えば、γ-バレロラクトン)、ジブチルマレート、ジオクチルマレート、ジブチルタルタレート、オイゲノール、トリブチルホスフェート、トリブチル-o-アセチルシトレート、及びレゾルシノールモノアセテートを挙げることができるが、但しこれらに限定されない。 [0038] In some embodiments, the plasticizer can be a semi-volatile to volatile plasticizer. Examples of some preferred semi-volatile to volatile plasticizers include glycerol esters (eg triacetin, diacetin, monoacetin), ethylene glycol diacetate, alkyllactones (eg γ-valerolactone), dibutylmalate, dioctyl Mention may be made, but is not limited to, malate, dibutyl tartrate, eugenol, tributyl phosphate, tributyl-o-acetyl citrate, and resorcinol monoacetate.

[0039]いくつかの態様では、2種以上の可塑剤が利用可能である。更に、熱可塑性のポリマーが、トウと共に含まれ得る。熱可塑性のポリマーとして、ポリオレフィン(例えば、ポリエチレン及びポリプロピレン)、ポリアルファオレフィン、ポリエステル、エチレンビニルアセテートコポリマー、ポリビニルアセテート、ポリビニルアルコール(「PVOH」)、ポリエチレンイミン、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリアクリルアミド、ポリアクリロニトリル、ポリイミド、ポリアミド、ポリ塩化ビニル、ポリシロキサン、ポリウレタン、ポリスチレン、ポリエーテルアミドコポリマー、スチレン-ブタジエンコポリマー、スチレン-ブタジエン-スチレンコポリマー、スチレン-イソプレン-スチレンコポリマー、スチレン-エチレン-ブチレン-スチレンコポリマー、スチレン-エチレン-プロピレン-スチレンコポリマー、ブチルゴム、ポリイソブチレン、イソブチレン-イソプレンコポリマー、アクリル類、ニトリル、及びその組み合わせが挙げられる。 [0039] In some embodiments, more than one plasticizer is available. Additionally, a thermoplastic polymer may be included with the tow. Thermoplastic polymers include polyolefins (e.g., polyethylene and polypropylene), polyalphaolefins, polyesters, ethylene vinyl acetate copolymers, polyvinyl acetate, polyvinyl alcohol ("PVOH"), polyethyleneimine, polyacrylates, polymethacrylates, polyacrylamides, poly acrylonitrile, polyimide, polyamide, polyvinyl chloride, polysiloxane, polyurethane, polystyrene, polyetheramide copolymer, styrene-butadiene copolymer, styrene-butadiene-styrene copolymer, styrene-isoprene-styrene copolymer, styrene-ethylene-butylene-styrene copolymer, Styrene-ethylene-propylene-styrene copolymers, butyl rubber, polyisobutylene, isobutylene-isoprene copolymers, acrylics, nitriles, and combinations thereof.

[0040]いくつかの態様では、可塑剤が、クリンパーの前、例えばクリンパーに進入する前少なくとも0.5メートル、例えば少なくとも1メートル前においてトウに添加される。非常に多くのクリンパーが当技術分野において公知であるが、それらは一般的にトウをクリンパー内に引き込んで作動し、その場合、ある種の溝又は表面テクスチャーを有するローラーがクリンプをトウに誘導する。その全体が参照により本明細書に組み込まれている、米国特許第7,585,442号に記載されるように、クリンパーは、ベースフレーム及びベースフレームに関連して移動するトップフレームを有するスタッファーボックスクリンパーであり得る。クリンパーは、ニップローラー、ニップローラーの側辺上のチークプレート、ドクターブレード、フラッパー、及び蒸気インジェクターを備える。 [0040] In some embodiments, the plasticizer is added to the tow before the crimper, such as at least 0.5 meters, such as at least 1 meter before entering the crimper. Numerous crimpers are known in the art, but they generally work by drawing the tow into the crimper, where rollers with some sort of groove or surface texture guide the crimp into the tow. . As described in U.S. Pat. No. 7,585,442, which is incorporated herein by reference in its entirety, the crimper comprises a stuffer box having a base frame and a top frame that moves relative to the base frame. It can be a crimper. The crimper includes a nip roller, cheek plates on the sides of the nip roller, doctor blades, flappers, and steam injectors.

[0041]トウは、一対のニップローラーによりクリンパーを介して引っ張られるが、ニップローラーは、トウがニップを通過する際に、それにしわを付ける又はそれを曲げるので、「クリンプ誘導」ローラーと呼ばれる場合もあり、したがってトウにおけるクリンプの場所に影響を及ぼす。一対のニップローラーのうち、一方のニップローラーは平滑であり得るが、他方のニップローラーには、溝が設けられる場合がある。溝は、表面性状、例えば溝、凹部、又はその他の種類のテクスチャー等を含む任意の種類であり得る。溝は、好ましくは正弦曲線の形態であるが、長方形、三角形、又は半円の切欠き、溝、又は畝であってもよく、それらの溝の間には、ローラーの表面を横断して軸の方向(すなわち、水平から水平の方向)に延在する平らな面がある場合と無い場合がある。これらの溝は、2.5cm(1インチ)当たり10~100本の範囲の溝、好ましくは2.5cm(1インチ)当たり25~75本の溝、最も好ましくは2.5cm(1インチ)当たり50本の溝であり得る。溝の深度(ピークからトラフ)は、12.5ミクロン~150ミクロン(0.5ミル~5.0ミル)、好ましくは25~50ミクロン(1~2ミル)の範囲であり得る。 [0041] The tow is pulled through the crimper by a pair of nip rollers, sometimes referred to as "crimp-guided" rollers, because the nip rollers crinkle or bend the tow as it passes through the nip. also, thus affecting the location of the crimp in the tow. One of the pair of nip rollers may be smooth, while the other nip roller may be grooved. The grooves can be of any type, including surface textures such as grooves, recesses, or other types of textures. The grooves are preferably of sinusoidal form, but may also be rectangular, triangular or semi-circular notches, grooves or ridges between which there is an axial line across the surface of the roller. There may or may not be a flat surface extending in the direction of (ie, horizontal to horizontal). These grooves range from 10 to 100 grooves per inch, preferably from 25 to 75 grooves per inch, most preferably from 25 to 75 grooves per inch. It can be 50 grooves. The groove depth (peak to trough) can range from 12.5 microns to 150 microns (0.5 mils to 5.0 mils), preferably from 25 to 50 microns (1 to 2 mils).

[0042]各ニップローラーは、スチール/合金結合型チタンカーバイド、タングステンカーバイド、HIP処理された若しくはHIP処理されないMgO安定化ジルコニア、又はHIP処理された若しくはHIP処理されないイットリア安定化ジルコニアを含む、但しこれらに限定されない金属材料又はセラミック材料からなり得る。いくつかの実施形態では、上側ニップローラーは平滑である一方、下側ニップローラーには溝が設けられている。トウはニップローラーを離脱し、スタッファーボックスに進入する。いくつかの態様では、トウの端部は、ニップローラーとニップローラーの側部上に位置するチークプレートとの間で生じるフィラメントの損傷を最低限に抑えるために、スタッファーボックスに進入する前に潤滑化され得る。このチークプレートは、ニップローラーの間にトウを維持するガイドとして機能し得る。ドクターブレードは、ニップローラーに隣接して位置し、トウをスタッファーボックスに誘導し且つトウがローラーに張り付くのを防ぐ働きをする。 [0042] Each nip roller comprises steel/alloy bonded titanium carbide, tungsten carbide, HIPed or unHIPed MgO stabilized zirconia, or HIPed or unHIPed yttria stabilized zirconia, provided that can be made of metal or ceramic material, including but not limited to In some embodiments, the upper nip roller is smooth while the lower nip roller is grooved. The toe leaves the nip roller and enters the stuffer box. In some embodiments, the tow ends are lubricated prior to entering the stuffer box to minimize filament damage occurring between the nip rollers and cheek plates located on the sides of the nip rollers. can be This cheek plate can act as a guide to keep the tow between the nip rollers. A doctor blade is positioned adjacent the nip rollers and serves to guide the tow into the stuffer box and prevent the tow from sticking to the rollers.

[0043]スタッファーボックスは、スタッファーボックスの各片側内に、ニップローラーに隣接して配置する蒸気インジェクターを備え得る。スタッファーボックスのチャンネル内でトウのクリンプを固定し、軽く結合させるために、蒸気インジェクターが、蒸気、一般的に温度が約100℃の低圧乾燥蒸気をスタッファーボックスに注入する。 [0043] The stuffer box may include steam injectors positioned adjacent the nip rollers in each side of the stuffer box. A steam injector injects steam, typically low pressure dry steam at a temperature of about 100° C., into the stuffer box to secure and lightly bond the tow crimp within the stuffer box channel.

[0044]クリンプの形状は、最終ベールの加工適性において役割を演ずる可能性がある。クリンプ形状の例として水平方向、実質的に水平方向、垂直方向、実質的に垂直方向、水平方向と垂直方向の間のある角度、ランダム、又は任意のこれらの組み合わせを挙げることができるが、但しこれらに限定されない。留意すべき点として、用語「水平方向」及び「垂直方向」とは、一般的全体的なクリンプの向きを意味し、前記形状から+/-約30度ずれる場合もあることが挙げられる。 [0044] The shape of the crimp may play a role in the processability of the final bale. Examples of crimp shapes can include horizontal, substantially horizontal, vertical, substantially vertical, an angle between horizontal and vertical, random, or any combination thereof, provided that: It is not limited to these. It should be noted that the terms "horizontal" and "vertical" refer to the general general crimp orientation, which may deviate +/- about 30 degrees from the shape.

[0045]クリンプの形状は、後続する処理ステップにおける最終ベールの加工適性にとっても重要となり得、例えば、凝集力を増強する更なるステップが講じられないとすれば、水平方向及び/又は実質的に水平方向のクリンプの形状の方が、垂直方向及び/又は実質的に垂直方向のクリンプ形状よりも良好なフィラメント凝集力を実現し得る。水平方向のクリンプを達成するために、3つの処理パラメーター、例えばクリンピング前のトウの水分含有量、クリンピング中のトウの厚さ、及びクリンピング中のフラップ力に対するニップ力の比のうちの少なくとも1つが操作され得る。 [0045] The shape of the crimp can also be important to the processability of the final bale in subsequent processing steps, e.g. Horizontal crimp geometries may provide better filament cohesion than vertical and/or substantially vertical crimp geometries. To achieve horizontal crimping, at least one of three processing parameters, such as tow moisture content before crimping, tow thickness during crimping, and ratio of nip force to flap force during crimping, is adjusted. can be manipulated.

[0046]水平方向及び/又は実質的に水平方向のクリンプ形状を達成するために、総水分の重量パーセントが低めである、例えば5~25%等のフィラメントを含むトウについてクリンピングを実施するのが望ましいと考えられる。いくつかの実施形態では、低めの水分重量パーセントは、クリンピング前にトウを乾燥させること、高めの固体濃度若しくは水分含有量が低めの仕上げエマルジョンを適用すること、上質仕上げ剤を適用した後に分離制御用の水を添加すること、あらゆる他の水分寄与性トウ添加を低減又は除去すること、スピニングセルを離脱するファイバーの水分含有量が低下するように、スピニング条件を変更すること(温度を上げる、スピードを落とす、加熱キャビネット内の気流を高める、ドープ濃度を変更する)、又はこれらを任意に組み合わせることにより達成され得る。 [0046] To achieve a horizontal and/or substantially horizontal crimp shape, crimping is performed on tows containing filaments with a lower weight percentage of total moisture, such as 5-25%. considered desirable. In some embodiments, a lower moisture weight percent is achieved by drying the tow prior to crimping, applying a finish emulsion with a higher solids concentration or lower moisture content, and separating control after applying a fine finish. reducing or eliminating any other moisture-contributing tow additions; altering the spinning conditions (increase temperature, speed, increase the airflow in the heating cabinet, change the dope concentration), or any combination thereof.

[0047]更に、水平方向及び/又は実質的に水平方向のクリンプ形状は、細めのトウをクリンピングすること、すなわちクリンパーニップローラー幅2.5cm(1インチ)当たり総デニールを低減することにより達成され得る。いくつかの実施形態では、クリンパーニップローラー幅2.5cm(1インチ)当たりの総デニールは、約60,000以下、約50,000以下、又は約40,000以下であり得る。適するクリンパーニップローラー幅2.5cm(1インチ)当たりのデニールは、下限の約5,000、10,000、15,000、又は20,000から上限の60,000、50,000、40,000、35,000、又は30,000の範囲であり得るが、クリンパーニップローラー幅2.5cm(1インチ)当たりの総デニールは、下限値のいずれかから上限値のいずれかまでの範囲であり得、その間のあらゆるサブセットを含み得る。 [0047] Additionally, a horizontal and/or substantially horizontal crimp shape is achieved by crimping narrower tows, i.e., reducing the total denier per inch of crimper nip roller width. obtain. In some embodiments, the total denier per inch of crimper nip roller width can be about 60,000 or less, about 50,000 or less, or about 40,000 or less. Suitable denier per inch of crimper nip roller width ranges from about 5,000, 10,000, 15,000, or 20,000 on the lower end to 60,000, 50,000, 40,000 on the upper end. , 35,000, or 30,000, but the total denier per inch of crimper nip roller width can range from any of the lower values to any of the upper values. , may include any subset therebetween.

[0048]更に、水平方向及び/又は実質的に水平方向のクリンプ形状は、フラップ力に対するニップ力の比、すなわち負荷するフラップ力に対する負荷するニップ力の比を低下させてクリンピングすることにより達成され得る。いくつかの実施形態では、フラップ力に対するニップ力の比は、約100:1以下、約50:1以下、又は約25:1以下であり得る。適するフラップ力に対するニップ力の比は、下限の約3:1、5:1、又は10:1から上限の約100:1、50:1、又は25:1の範囲であり得、その場合、ニップ対フラップ比は、下限のいずれかから上限のいずれかまでの範囲であり得、その間のあらゆるサブセットを含み得る。 [0048] Further, a horizontal and/or substantially horizontal crimp profile is achieved by crimping with a reduced nip force to flap force ratio, i.e., the ratio of applied nip force to applied flap force. obtain. In some embodiments, the ratio of nip force to flap force can be about 100:1 or less, about 50:1 or less, or about 25:1 or less. Suitable nip force to flap force ratios may range from a lower limit of about 3:1, 5:1, or 10:1 to an upper limit of about 100:1, 50:1, or 25:1, where: The nip-to-flap ratio can range from any of the lower limits to any of the upper limits, including any subset therebetween.

[0049]留意すべき点として、水平方向及び/又は実質的に水平方向のクリンプ形状を達成する上記方法のうちの少なくとも2つが、任意の組み合わせで利用可能であることが挙げられる。併用して用いる場合、併用すると相乗的効果が生じ得るので、上記パラメーターの限界値は拡張され得ることにも留意すべきである。非限定的な実施例として、水分約27%w/wのトウは、フラップ力に対するニップ力の比約15:1でクリンパーニップロール幅2.5cm(1インチ)当たりの総デニール約25,000でクリンピングされると、水平方向及び/又は実質的に水平方向のクリンプ形状が生ずる可能性がある。 [0049] It should be noted that at least two of the above methods of achieving a horizontal and/or substantially horizontal crimp shape can be utilized in any combination. It should also be noted that when used in combination, the limits of the above parameters may be extended as synergistic effects may occur when used together. As a non-limiting example, a tow with a moisture content of about 27% w/w was processed at a total denier of about 25,000 per inch of crimper nip roll width with a nip force to flap force ratio of about 15:1. When crimped, a horizontal and/or substantially horizontal crimp shape can result.

[0050]クリンプが形成されたら、トウは、残留する水及び/又はアセトンを乾燥及び除去する乾燥機に誘導される。乾燥したトウは、次にトウの層を形成するためにカンに供給される。乾燥したトウは、一連のローラーにより、例えばあるパターンでカン内にトウを横置きにし、層にし、又は整列させてカン内に配置され得る。留意すべき点として、カンは、任意の形状、好ましくは四角形又は長方形、及び任意の材料であり得る容器を一般的に指すのに使用され得ることが挙げられる。用語「パターン」とは、任意のデザインを意味し、配置している間に変化する場合もあれば、しない場合もある。いくつかの実施形態では、パターンは、約1.6サイクル/m~約19.7サイクル/m(約0.5サイクル/ft~約6サイクル/ft)の周期性を有する実質的にジグザグ形であり得る。いくつかの実施形態では、配置ステップは、約10m/m~約40m/mのパドリングインデックスを用いて、トウをパドリングするステップを含み得る。用語「パドリング」とは、トウを配置したときに、その直線距離よりもトウの実際の長さが長くなるように、トウをその上に少なくとも部分的に横置きに配置することを意味する。用語「パドリングインデックス」とは、トウを配置したときに、トウの長さがその直線距離の何倍に相当するかを意味する。 [0050] Once the crimp is formed, the tow is directed to a dryer that dries and removes residual water and/or acetone. The dried tow is then fed into cans to form layers of tow. The dried tow may be placed in the can by a series of rollers, such as laying, layering, or aligning the tow within the can in a pattern. It should be noted that can can be used generally to refer to a container that can be of any shape, preferably square or rectangular, and of any material. The term "pattern" means any design that may or may not change during placement. In some embodiments, the pattern is substantially zigzag with a periodicity of about 1.6 cycles/m to about 19.7 cycles/m (about 0.5 cycles/ft to about 6 cycles/ft). can be In some embodiments, placing may include paddling the tow with a puddling index of about 10 m/m to about 40 m/m. The term "puddling" means placing a tow at least partially transversely thereon such that when placed, the tow's actual length is greater than its linear distance. The term "puddling index" means how many times the length of the tow corresponds to its linear distance when the tow is placed.

[0051]トウの層は、次にベールプレスに移動し、そこでベールは圧縮され、出荷用に包装される。カンはプレスウォール内にセットされ、次にプラテンにより圧縮される。代表的なトウベールの圧縮及びベールプレス設計は、その全体が参照により本明細書に組み込まれている、米国特許第7,610,852号に開示されている。一般的に、ベールプレスは、包装ステップまで維持される実質的に平らな面を有するトウに形成が可能となるように選択された2つの形状化されたプラテンを備える。そのような実質的に平らな面は、保存及び出荷中にベールを積み重ねることができるので有利である。更に、トウが絡まった状態となる可能性がより低く、解ベールがより効率的に実現可能であるので、ベール上の平らな面は、本明細書に記載する解ベールプロセスにおいて有利である。 [0051] The layers of tow then move to a bale press where the bales are compacted and packaged for shipment. The cans are set in the press walls and then compressed by the platens. A typical tow bale compression and bale press design is disclosed in US Pat. No. 7,610,852, which is incorporated herein by reference in its entirety. Generally, the bale press includes two shaped platens selected to enable formation into a tow having a substantially flat surface that is maintained up to the packaging step. Such a substantially flat surface is advantageous as it allows the bales to be stacked during storage and shipping. In addition, a flat surface on the bale is advantageous in the debaling process described herein because the tows are less likely to become entangled and debaling can be achieved more efficiently.

[0052]いくつかの実施形態では、包装ステップは、ラッピング材料、真空ポート(真空解除及び/又は真空吸引用)、緊締要素、又は任意のそれらの組み合わせ等の少なくとも1つの構成要素を含み得る。適するラッピング材料として、空気透過性材料、空気不透過性材料、フィルム(例えば、ポリマー性フィルム、ポリエチレンフィルム、プラスチックラップ)、熱収縮性フィルム、ダンボール、木材、織物材料(すなわち、ファブリックを形成するように相互に織り交ざった2セットの糸から構成されるファブリック)、非織物材料(すなわち、機械的手段又は化学的手段により共に保持される、ランダムなウェブ又はマット状のテキスタイルファイバーのアセンブリ、例えば融合した熱可塑性のファイバー)、フォイル材料(例えば、金属材料)等、又は任意のこれらの組み合わせが挙げられるが、但しこれらに限定されない。適する緊締要素として、VELCRO(登録商標)、ピン、フック、ストラップ(例えば織物、非織物、ファブリック、及び/又は金属)、接着剤、テープ、溶融結合剤等、又は任意のこれらの組み合わせを挙げることができるが、但しこれらに限定されない。いくつかの実施形態では、包装(そのあらゆる構成要素を含む)の少なくとも一部分は、再利用可能であり得る。 [0052] In some embodiments, the packaging step may include at least one component such as wrapping material, vacuum ports (for vacuum release and/or vacuum suction), clamping elements, or any combination thereof. Suitable wrapping materials include air permeable materials, air impermeable materials, films (e.g. polymeric films, polyethylene films, plastic wrap), heat shrinkable films, cardboard, wood, textile materials (i.e., to form fabrics). non-woven materials (i.e., assemblies of random webs or mats of textile fibers held together by mechanical or chemical means, e.g. fusing thermoplastic fibers), foil materials (eg, metallic materials), etc., or any combination thereof. Suitable fastening elements include VELCRO®, pins, hooks, straps (eg, woven, non-woven, fabric, and/or metal), adhesives, tapes, hot-melt bonds, etc., or any combination thereof. can be, but are not limited to, In some embodiments, at least a portion of the packaging (including any components thereof) may be reusable.

[0053]いくつかの実施形態では、ベールは、高さが約76cm(30インチ)~約152cm(60インチ)、長さが約117cm(46インチ)~約142cm(56インチ)、及び幅が約89cm(35インチ)~約114cm(45インチ)の範囲の寸法を有し得る。いくつかの実施形態では、ベールは、重さ408kg(900ポンド)~953kg(2100ポンド)の範囲である。いくつかの実施形態では、ベールは、約300kg/m(18.8lb/ft)よりも大きい密度を有し得る。
V.最終製品に対するトウの製造
[0054]トウベールは、最終製品、例えばタバコフィルター等を形成するために更なる処理にかけられてもよい。ベールされたら、トウは、一般的に、解ベールされてブルームされ、そしてタバコフィルターに形成される。解ベールとは、トウがパッケージングされていたベールからトウを取り出すことを意味する。トウベールがどのようにクリンプ、圧縮、及びパッケージングされるかその様式、並びに下流の製造ニーズに応じて、トウの解ベールは、異なるスピードで実施され得る。トウは、トウベールから取り戻し、そしてローラーによってガイド上に引き出すことにより解ベールされ得る。トウは、次に解放又は「ブルーム」され、ロッドに形成され、その次にプラグラップと呼ばれるペーパーでラップされる。フィルターロッドは、次に所定の長さに切断され、そしてタバコと連結する。
[0053] In some embodiments, the bale has a height of about 76 cm (30 inches) to about 152 cm (60 inches), a length of about 117 cm (46 inches) to about 142 cm (56 inches), and a width of It can have dimensions ranging from about 89 cm (35 inches) to about 114 cm (45 inches). In some embodiments, the bale ranges in weight from 408 kg (900 lbs) to 953 kg (2100 lbs). In some embodiments, the bale can have a density greater than about 300 kg/m 3 (18.8 lb/ft 3 ).
V. Manufacture of tow for final product
[0054] The tow bales may be subjected to further processing to form final products, such as cigarette filters. Once baled, the tow is generally unveiled, bloomed, and formed into cigarette filters. Unbaling means removing the tow from the bale in which it was packaged. Depending on how the tow bales are crimped, compressed, and packaged, and on downstream manufacturing needs, tow unbaling can be performed at different speeds. The tow can be unbaled by picking it up from the tow bale and pulling it over the guides by rollers. The tow is then released or "bloomed" and formed into a rod, which is then wrapped with a paper called plugwrap. The filter rod is then cut to length and connected to tobacco.

[0055]ブルーミングプロセス中に、トウは、ニューマチックバンディングジェットを含む機械的手段を使用することにより解放され、またローラーを使用したテンション又はセミテンション技法の下で伸ばされ得る。いくつかの態様では、機械的手段の代わりに、空気がフィラメントを分離するのに利用可能である。機械的手段が使用される場合、ブルーミングプロセスは、クリンプの一部分を除去する可能性がある。したがって、クリンピングが、トウ上に識別マーキングを付与するのに用いられる場合には、マーキングは、たとえクリンプの一部が除去されたとしても、なおも読み取り可能であるように適用されなければならない。 [0055] During the blooming process, the tow can be released by using mechanical means, including pneumatic banding jets, and stretched under tension or semi-tension techniques using rollers. In some embodiments, air can be used to separate the filaments instead of mechanical means. If mechanical means are used, the blooming process can remove portions of the crimp. Therefore, if crimping is used to provide identification markings on the tow, the markings must be applied such that even if part of the crimp is removed, they are still readable.

[0056]ブルーミングプロセスは、可塑剤をトウに添加すること、及び可塑化されたトウを硬化させることを含み得る。可塑剤の添加は、ファイバー間結合が形成可能となるようにファイバーの柔軟化を可能にするが、それは次に所望の硬度及び一貫性が得られるようにフィルターを硬化させる。いくつかの態様では、可塑剤は、ブルームされたトウの1つの側面にのみ適用されるが、但しトウを貫通すべきである。その他の態様では、可塑剤は、トウの各側面に適用され得る。可塑剤は、セクションIVに開示する可塑剤を含む、当技術分野で使用される任意の可塑剤であり得る。 [0056] The blooming process may include adding a plasticizer to the tow and curing the plasticized tow. Addition of a plasticizer allows softening of the fibers so that fiber-to-fiber bonds can form, which in turn hardens the filter to the desired hardness and consistency. In some embodiments, the plasticizer is applied to only one side of the bloomed tow, but should penetrate the tow. In other aspects, the plasticizer may be applied to each side of the tow. The plasticizer can be any plasticizer used in the art, including those disclosed in Section IV.

[0057]トウが開放されると、トウは、ロッドを形成する装置に連続的に供給される。1つのそのような装置は、その全体が参照により本明細書に組み込まれている米国特許公開第2012/0302416号に開示されているが、非常に多くのタバコロッド製造用の装置が、当技術分野において公知である。ロッド製造装置の製造業者として、Molins PLC社、並びにHauni-Werke Korber & Co.KG社が挙げられる。トウは、円筒形のロッドに形成され、プラグラップでラップされる。プラグラップは、接着剤によりロッドと接着し得るが、またロッドは、次にタバコの喫煙可能なロッドに連結する。
VI.スピナレットの観察とクリーニング
[0058]本明細書に記載するように、スピナレット孔は、沈着及び/又は閉塞により、部分的又は完全に閉塞状態になり得る。一般的に、プロセスの稼働長さが長いほど、より多くの沈着及び/又は閉塞が生ずる。セルロースアセテートドープにおける様々な構成要素が、スピナレットに沈着する可能性があり、時間の経過と共に、スピナレット孔を部分的又は完全に閉塞させる。この沈着及び/又は閉塞は、いくつかの理由によって引き起こされ得る。例えば、大型の粒子がフィルター処理後に残る場合には、そのような粒子は、スピナレット孔の閉塞を開始し得る。セルロースアセテートが完全に溶解してドープにならない場合には、セルロースアセテートは、スピナレット上に沈着物を形成するおそれがあり、孔を少なくとも部分的に閉塞させる。沈着及び/又は閉塞の理由を問わず、かつて均一であったスピナレット孔のサイズに差異が生ずるようになる。図1Aに示す通り、清浄な(及び任意に新品、未使用の)スピナレットは、均一なサイズの孔を有する。図1Bに示す通り、時間経過及び使用により、いくつかの孔は部分的に閉塞する。セルロースアセテートドープが、部分的に閉塞した孔を通過してフィラメントに紡糸されると、フィラメントの断面及び1フィラメント当たりのデニールは孔間で異なる。
[0057] Once the tow is released, the tow is continuously fed to a device that forms a rod. Although one such apparatus is disclosed in U.S. Patent Publication No. 2012/0302416, which is incorporated herein by reference in its entirety, numerous apparatus for making tobacco rods are available in the art. known in the art. Molins PLC as well as Hauni-Werke Korber & Co. as manufacturers of rod making equipment. KG company is mentioned. The tow is formed into a cylindrical rod and wrapped with plug wrap. The plug wrap may be adhered with an adhesive to the rod, which is then connected to a smokable rod of tobacco.
VI. Observing and cleaning the spinneret
[0058] As described herein, the spinneret holes can become partially or completely occluded due to deposition and/or occlusion. Generally, the longer the run length of the process, the more deposits and/or blockages occur. Various constituents in the cellulose acetate dope can deposit on the spinneret, partially or completely blocking the spinneret pores over time. This deposition and/or blockage can be caused by several reasons. For example, if large particles remain after filtering, such particles can initiate blockage of the spinneret pores. If the cellulose acetate does not completely dissolve into the dope, the cellulose acetate can form deposits on the spinneret, at least partially plugging the pores. Regardless of the reason for the deposition and/or blockage, the once uniform spinneret pore sizes become different. As shown in FIG. 1A, a clean (and optionally new, unused) spinneret has uniformly sized pores. As shown in FIG. 1B, over time and use some of the pores become partially occluded. When the cellulose acetate dope is spun into filaments through partially closed holes, the filament cross-section and denier per filament differ from hole to hole.

[0059]スピナレットは、すべてを一度に又は部分的にクリーニングされ得る。例えば、20個のスピナレットがドープを紡糸するのに使用される場合には、沈着及び/又は閉塞の兆候が認められたら、5個のスピナレットが、除去及びクリーニングされ得る。これらのスピナレットは、次に新しいスピナレットに置き換え可能である、又はその他のプロセスパラメーターが、スピナレットの減少を埋め合わせるために調整可能である。理想的とは言えないが、イールドが、本明細書に記載する目標からはるかに大きく変化する場合には、すべてのスピナレットをクリーニングするために、全プロセスがシャットダウンされ得る。 [0059] The spinneret may be cleaned all at once or partially. For example, if 20 spinnerets are used to spin the dope, 5 spinnerets may be removed and cleaned if signs of deposition and/or blockage are observed. These spinnerets can then be replaced with new spinnerets or other process parameters can be adjusted to compensate for the spinneret reduction. Although less than ideal, if the yield varies significantly from the targets described herein, the entire process can be shut down to clean all spinnerets.

[0060]プロセスの連続稼働中に蓄積する沈着及び/又は閉塞の1つの兆候は、クリーニング後のスピナレットの観察により判明し得る。観察は、例えば肉眼、顕微鏡下、又はライトプロジェクター等による目視検査であり得る。ライトプロジェクターが使用される場合、パターンの均一性が検分され得る。付加的又は代替的に、スピナレットが沈着及び/又は閉塞を有すると疑われる場合、トウ及び/又はトウから作製されたロッドの下流測定及び試験が、それを示すのに利用可能である。 [0060] One indication of deposits and/or blockages accumulating during continuous operation of the process may be revealed by observation of the spinneret after cleaning. Observation can be, for example, visual inspection with the naked eye, under a microscope, or with a light projector or the like. If a light projector is used, pattern uniformity can be viewed. Additionally or alternatively, if a spinneret is suspected of having deposits and/or blockages, downstream measurements and testing of the tow and/or rods made from the tow are available to indicate so.

[0061]スピナレットが、介入レベルにまで高まった(例えば、下流製品に対して影響を及ぼすことから)沈着及び/又は閉塞を有する場合、特別なクリーニングプロセスが利用可能である。最初に、スピナレットは、スピナレットからアセテートを取り除くためにアセトンバス中に浸漬され得る。アセトンは、20~55℃、例えば25~55℃の温度であり得るが、また5~60分間浸漬され得る。 [0061] If the spinneret has deposits and/or blockages that have increased to interventional levels (eg, from impacting downstream products), special cleaning processes are available. First, the spinneret may be immersed in an acetone bath to remove the acetate from the spinneret. The acetone may be at a temperature of 20-55°C, such as 25-55°C, but may also be soaked for 5-60 minutes.

[0062]アセトンバスで処理した後、アセトンの蒸発が可能となるようにスピナレットは空気乾燥され得る。
[0063]次に、スピナレットは、有機の沈着物を取り除くために、苛性溶液中で洗浄され得る。苛性溶液は、OAKITE(登録商標)等の市販の苛性クリーナー、アルカリ性の塩、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、又はその他の公知の苛性クリーニング剤であり得る。有機の沈着物は、有機の塩及び脂肪酸であり得る。苛性溶液洗浄は、20~70℃、例えば60~70℃の温度で一般的に実施される。スピナレットは、苛性溶液内で5~180分間洗浄され得る。
[0062] After treatment with the acetone bath, the spinneret may be air dried to allow the acetone to evaporate.
[0063] The spinneret may then be washed in a caustic solution to remove organic deposits. The caustic solution can be a commercial caustic cleaner such as OAKITE®, alkaline salts, diethylene glycol monobutyl ether, or other known caustic cleaning agents. Organic deposits can be organic salts and fatty acids. A caustic solution wash is generally carried out at a temperature of 20-70°C, eg 60-70°C. The spinneret can be washed in caustic solution for 5-180 minutes.

[0064]次に、スピナレットは、無機の沈着物を取り除くために、酸洗浄液中で洗浄され得る。酸洗浄液は、硫酸及び/又は硝酸を含み得る。硝酸の濃度は、5~20%、例えば10~20%の範囲であり得、また硫酸の濃度は、40~90%、例えば55~80%であり得、残りは水である。無機の沈着物は、セルロースアセテートドープに添加される顔料を含み得る。更に、無機の沈着物は、ドープを形成するのに用いられる原材料、又はプロセス機器(例えば、配管、容器、ポンプ)に由来し得るが、また金属、シリカ等を含み得る。酸洗浄は、20~60℃、例えば40~60℃の温度で一般的に実施される。スピナレットは、酸内で5~90分間洗浄され得る。スピナレットは、次に熱水及び/又は熱アセトンによりリンスされ、次に空気乾燥され得る。いくつかの態様では、苛性バスは、酸洗浄の後であり得る。 [0064] The spinneret may then be washed in an acid wash to remove inorganic deposits. The acid wash may contain sulfuric acid and/or nitric acid. The concentration of nitric acid may range from 5-20%, such as 10-20%, and the concentration of sulfuric acid may range from 40-90%, such as 55-80%, with the balance being water. Inorganic deposits may include pigments added to the cellulose acetate dope. Additionally, inorganic deposits may originate from the raw materials used to form the dope, or process equipment (eg, piping, vessels, pumps), but may also include metals, silica, and the like. Acid washing is generally carried out at a temperature of 20-60°C, eg 40-60°C. The spinneret can be washed in acid for 5-90 minutes. The spinneret may then be rinsed with hot water and/or hot acetone and then air dried. In some aspects, the caustic bath may be after the acid wash.

[0065]いくつかの態様では、スピナレットは、苛性洗浄液中での洗浄の前に、酸洗浄液中で洗浄され得る、すなわち酸洗浄と苛性洗浄の順序は変化し得る。
[0066]最終的に、スピナレットは、あらゆる残渣を取り除くために、水又はアセトンでリンスされ得る。リンスは、あらゆる目視可能な残渣が除去されるまで反復され得る。アセトンが使用される場合、リンスは、20~50℃、例えば25~50℃の温度で実施され得る。水によるリンスが使用される場合、リンスは室温、例えば20~30℃で実施され得る。スピナレットは、次に空気乾燥され得る。
[0065] In some embodiments, the spinneret may be washed in an acid wash prior to washing in a caustic wash, ie the order of acid wash and caustic wash may vary.
[0066] Finally, the spinneret may be rinsed with water or acetone to remove any residue. Rinsing can be repeated until any visible residue is removed. If acetone is used, rinsing may be performed at a temperature of 20-50°C, such as 25-50°C. If a water rinse is used, the rinse may be performed at room temperature, eg 20-30°C. The spinneret can then be air dried.

[0067]上記洗浄ステップのいずれも、沈着及び/又は閉塞が最初のクリーニング後に除去されない場合には反復され得る。更に、ソーキング時間及びリンス時間が延長される場合(例えば、室温でのオーバーナイトソーキングを可能にする)、低い温度も利用可能である。 [0067] Any of the above washing steps may be repeated if deposits and/or blockages are not removed after the initial cleaning. Additionally, lower temperatures can be used if the soak and rinse times are extended (eg, allowing overnight soaking at room temperature).

[0068]いくつかの態様では、有機及び無機の沈着物の除去の補助として、更なるジェットクリーニングステップが含まれ得る。ジェットクリーニングステップは、スピナレットをアセトン中に浸漬するステップの後、苛性洗浄の後、酸洗浄の後、及び/又は残渣を取り除くために水若しくはアセトンによりスピナレットを洗浄した後に含まれ得る。ジェットクリーニングステップが、水又はアセテート洗浄(リンスとも呼ばれる)の後になる場合には、スピナーは、水又はアセトンによる最終リンスにかけられてもよい。ジェットクリーニングステップは、溶媒に基づくジェット洗浄であり得る。いくつかの態様では、溶媒は、トルエン、シクロヘキサン、ジクロロベンゼン、又はその他の公知の溶媒であり得る。 [0068] In some embodiments, an additional jet cleaning step may be included to aid in the removal of organic and inorganic deposits. A jet cleaning step may be included after soaking the spinneret in acetone, after caustic cleaning, after acid cleaning, and/or after washing the spinneret with water or acetone to remove residue. If the jet cleaning step follows a water or acetate wash (also called rinse), the spinner may be subjected to a final rinse with water or acetone. The jet cleaning step can be solvent-based jet cleaning. In some aspects, the solvent can be toluene, cyclohexane, dichlorobenzene, or other known solvents.

[0069]スピナレットにおいて上記クリーニングプロセスが実施された後、90%を上回る、例えば95%を上回る、97%を上回る、又は99%を上回る沈着及び/又は閉塞がスピナレット(スピナレット孔を含む)から除去される。除去される沈着及び/又は閉塞の割合(%)は、何らかの閉塞を有するスピナレット孔の割合(%)に基づく(そして、個々の孔内の閉塞の割合(%)ではない)。沈着及び/又は閉塞の除去は、例えば肉眼、顕微鏡下、及び/又はライトプロジェクターによる目視検査により定量化され得る。いくつかの態様では、目視検査を写真撮影するために、カメラも利用可能である。好ましくは、検査は、カメラとライトプロジェクターを併用して行われる。 [0069] Greater than 90%, such as greater than 95%, greater than 97%, or greater than 99% of deposits and/or blockages are removed from the spinneret (including spinneret holes) after the above cleaning process has been performed on the spinneret. be done. The percentage of deposits and/or blockages removed is based on the percentage of spinneret holes that have some blockage (and not the percentage of blockage within individual holes). Removal of deposits and/or blockages can be quantified by visual inspection, for example, with the naked eye, under a microscope, and/or with a light projector. In some embodiments, a camera is also available to photograph the visual inspection. Preferably, the inspection is performed using a combination of cameras and light projectors.

[0070]上記ステップのそれぞれにおいて、バスとして、静的ソークバス、不活性気体による気泡生成タンク(例えば、窒素で気泡生成した)、超音波バス、及び/又はその他の撹拌法が該当し得る。
VII.均一性の改善
[0071]本明細書に記載するように、本発明は、トウ製品の均一性を改善することに関する。そのような改善として、ロッド間の変動係数を低減すること、トウに形成されるフィラメントの断面の均一性を改善すること、及び、総デニールの変動の、1フィラメント当たりのデニールの変動に対する比を低減することが挙げられる。これらの改善それぞれは、最終的なトウ製品、例えばタバコフィルターの性能を強化する。
a.ロッド間の変動係数
[0072]特にタバコフィルターの場合、特定の種類のタバコからの喫煙経験は、均一であるべきである。この均一性の1つの指標として圧力降下が挙げられる。圧力降下は、吸引抵抗とも呼ばれ、喫煙者がフィルターを通じて煙を吸引するためにタバコに適用する必要がある吸引量を決定する。フィルターの圧力降下に加えてタバコ円筒の圧力降下が、消費者にとって許容される範囲内でなければならない。一般的に、圧力降下(タバコ全体の合計)は、水位計で約100mmである。フィルターロッド全体の圧力降下は、定義された体積気流量におけるフィルターロッド全体の静圧差の指標である。測定は、温度及び相対湿度が制御された(測定に対する温度及び相対湿度の影響を最低限に抑えるために制御された)ラボ内で実施され得る。測定は、ロッド重量、円周、及び定義された体積流量における圧力降下を測定する市販のフィルターロッド試験機器を使用して実施され得る。圧力降下は、目標とする円周に調整され、そして「変動係数」が計算される。目標により近づくように圧力降下を調整するために、又は変動係数を低減するために、プロセス調整が必要であるかどうかその要否を判断するために、統計的法則が使用される。
[0070] In each of the above steps, the bath may be a static soak bath, an inert gas bubbling tank (eg, bubbled with nitrogen), an ultrasonic bath, and/or other agitation methods.
VII. Improved uniformity
[0071] As described herein, the present invention relates to improving the uniformity of tow products. Such improvements include reducing the coefficient of variation between rods, improving the cross-sectional uniformity of the filaments formed in the tow, and reducing the ratio of total denier variation to denier per filament variation. reduction. Each of these improvements enhances the performance of the final tow product, such as cigarette filters.
a. Coefficient of variation between rods
[0072] Especially for cigarette filters, the smoking experience from a particular type of cigarette should be uniform. One measure of this uniformity is pressure drop. Pressure drop, also called draw resistance, determines the amount of draw a smoker must apply to the cigarette in order to draw the smoke through the filter. The tobacco cylinder pressure drop in addition to the filter pressure drop must be within a range acceptable to consumers. Typically, the pressure drop (total across tobacco) is about 100 mm at the water gauge. The pressure drop across the filter rod is a measure of the static pressure difference across the filter rod at a defined volumetric airflow. Measurements may be performed in a temperature and relative humidity controlled laboratory (controlled to minimize the effects of temperature and relative humidity on the measurements). Measurements can be performed using commercially available filter rod test equipment that measures rod weight, circumference, and pressure drop at defined volumetric flow rates. The pressure drop is adjusted to the target circumference and the "coefficient of variation" is calculated. Statistical rules are used to determine if process adjustments are needed to adjust the pressure drop closer to the target or to reduce the coefficient of variation.

[0073]本明細書に記載するように、ロッドに形成される均一なフィラメントは、非常に類似した圧力降下を有するはずであり、すなわちロッド間の変動は小さいはずであるので、トウのソース、例えば単一のベールからなるフィルターロッドのロッド間の変動係数は、1つ又は複数のスピナレットを通過させて紡糸したフィラメントの均一性を決定する手段として測定され得る。用語「変動係数」は、標準偏差をシリーズの平均値に対する割合(%)として表現することにより、2シリーズの分散を比較する手段である。変動係数は、以下のように定義され得る: [0073] As described herein, uniform filaments formed into rods should have very similar pressure drops, i.e., rod-to-rod variation should be small, so the source of the tow, For example, the rod-to-rod coefficient of variation of filter rods consisting of a single bale can be measured as a means of determining the homogeneity of filaments spun through one or more spinnerets. The term "coefficient of variation" is a means of comparing the variance of two series by expressing the standard deviation as a percentage of the mean of the series. The coefficient of variation can be defined as:

Figure 0007109888000003
Figure 0007109888000003

[0074]本発明に従ってトウがフィルターロッドに形成されると、フィルターロッドをサンプリングしてその圧力降下が測定され得る。変動係数が低いのが望ましいので、変動係数を調整できればそのような能力もやはり望ましい。本発明者らは、a)スピナレットの数、b)フィラメントの総デニール、又はc)1フィラメント当たりのデニールのうちの少なくとも1つを調整することにより、ロッド間の変動係数は、5未満、例えば4未満、3未満、又は2未満に低減し得ることを発見した。ロッド間の変動係数は望ましくは0であるが、実際的には、許容されるロッド間の変動係数は、最終製品に依存し得る。例えば、いわゆる「super slim」タバコについて許容されるロッド間の変動係数は、通常のタバコについて許容されるロッド間の変動係数を上回る可能性がある。したがって、いくつかの態様では、変動係数が5以上、例えば4以上、又は3以上のときに、a)スピナレットの数、b)フィラメントの総デニール、又はc)1フィラメント当たりのデニールのうちの少なくとも1つを調整することの契機となり得る。 [0074] Once the tow is formed into a filter rod in accordance with the present invention, the filter rod can be sampled to measure its pressure drop. Since a low coefficient of variation is desirable, the ability to adjust the coefficient of variation is also desirable. We have found that by adjusting at least one of a) the number of spinnerets, b) the total filament denier, or c) the denier per filament, the coefficient of variation between rods is less than 5, e.g. We have found that it can be reduced to less than 4, less than 3, or less than 2. The rod-to-rod coefficient of variation is preferably zero, but as a practical matter, the allowable rod-to-rod coefficient of variation may depend on the final product. For example, the rod-to-rod coefficient of variation allowed for so-called "super slim" cigarettes may exceed the rod-to-rod coefficient of variation allowed for regular cigarettes. Thus, in some embodiments, at least one of a) the number of spinnerets, b) the total filament denier, or c) the denier per filament when the coefficient of variation is 5 or more, such as 4 or more, or 3 or more It can be an opportunity to adjust one.

[0075]トウの製造業者は、タバコフィルター製造業者や最終的なタバコ製造業者とは異なる当事者であり得るが、これらのいずれの当事者によっても、トウは試験用としてロッドに形成可能である。例えば、トウの製造業者は、1つの又はいくつかのベール内のトウをサンプリングしてそれからロッドに形成して、ロッド間の変動係数を決定することができる。 [0075] The tow manufacturer can be a different party than the cigarette filter manufacturer or the ultimate cigarette manufacturer, but the tow can be formed into rods for testing by any of these parties. For example, a tow manufacturer can sample tow in one or several bales and then form into rods to determine the coefficient of variation between rods.

[0076]本明細書に記載するように、セルロースアセテートドープは、スピナレットを通じて紡糸され、フィラメントを形成するが、フィラメントは次に束ねられ、そしてトウに形成される。1フィラメント当たりのデニールは、質量流量及びドローダウンにより決定される。フィラメント断面は、スピナレット孔の形状により決定されるので、またやはり、総デニールは、フィラメントにより決定されるので、スピナレット孔の形状は、最終的なロッド均一性の初期の、但し重要な部分である。スピナレットの数を調整する場合、いくつかの態様では、スピナレットの数を増加させる。このスピナレットの増加は、製造を増やし、変動係数を平均化し、総デニールを増加させるために実施され得る。その他の態様では、スピナレットの数を減少させ得る。このスピナレットの減少は、本明細書に記載するように、クリーニング及び/又は検査を目的として1つ又は複数のキャビネットがラインから取り外されたときに実施され得る。更なる態様では、フィラメントの総デニールを増加させる。例えば、最低圧力降下を高めるために、フィラメントの総デニールを増加させ得る。なおも更なる態様では、フィラメントの総デニールを増加させ、及び1フィラメントを減少させ、及び1フィラメント当たりのデニールを増加させる。例えば、最低圧力降下を低下させるために、1フィラメント当たりのデニールを増加させる一方、フィラメントの総デニールを減少させ得る。 [0076] As described herein, the cellulose acetate dope is spun through a spinneret to form filaments, which are then bundled and formed into tows. Denier per filament is determined by mass flow rate and drawdown. Since the filament cross-section is determined by the shape of the spinneret hole, and again the total denier is determined by the filament, the shape of the spinneret hole is an initial but important part of the final rod uniformity. . When adjusting the number of spinnerets, in some embodiments the number of spinnerets is increased. This spinneret increase can be implemented to increase manufacturing, average coefficient of variation, and increase total denier. In other aspects, the number of spinnerets may be reduced. This spinneret reduction may be performed when one or more cabinets are removed from the line for cleaning and/or inspection purposes, as described herein. In a further aspect, the total filament denier is increased. For example, the total filament denier can be increased to increase the minimum pressure drop. In a still further aspect, the total denier of the filaments is increased and the denier per filament is decreased and the denier per filament is increased. For example, the total denier of the filaments can be decreased while increasing the denier per filament to lower the minimum pressure drop.

[0077]ロッド間の変動係数を低減させる上記調整に付加して、本発明の方法は、沈着及び/又は閉塞を取り除くために、スピナレットの少なくとも1つをクリーニングすることを含む。このクリーニングでは、望ましい、例えば2を上回る、3を上回る、4を上回る、又は5を上回るロッド間の変動係数よりも大きいロッド間の変動係数が契機となり得る。スピナレットは、本明細書に記載する方法に基づきクリーニングされ得るが、次に残留する目視可能な沈着及び/又は閉塞について漏れなくチェックされる。
b.フィラメント断面
[0078]フィラメントの断面及びその均一性も、最終的なトウ製品、例えばタバコフィルターに影響を及ぼす。本明細書で説明したように、トウのソースからなるロッド全体の圧力降下が均一であることは、トウベールの望ましい品質であり、またロッド間の変動係数が低いことは、圧力降下の均一性を反映する。但し、ほとんどのトウベールは重量に基づき販売されており、圧力降下の均一性は関係ない。ベールからなるロッドの均一性を評価するために、イールドが計算される。イールドは、圧力降下と重量との間の関連性を表す(重量で割った圧力降下)。イールドは、多くの場合グラフ上のラインにより表され、その場合、x軸は重量であり、またy軸は圧力降下である。イールドラインの最下端は、ロッドが凹みを形成するポイントとして定義され、またイールドラインの最上端は、過剰に多いトウのためにロッドが裂けるか機械ロールラップが生ずるポイントとして定義される。図2に示す通り、目標イールドラインが存在する。次に、目標イールドの上限及び下限が目標から約20mmHO以内に一般的に設定される。重量は、グラム数/100ロッドとして記録される。上限及び下限にあるロッドを試験用に製造して、トウが目標イールドラインに適合することを確認するために、トウの重量はロッドメーカー上で調整され得る。図2のサンプルは、目標イールドラインにほぼ沿っており、上限及び下限以内である。圧力降下の変動係数についてロッドを試験するのに使用される上限及び下限において、同一の手順及び機器がロッドを試験するのに使用される。
[0077] In addition to the above adjustments to reduce the rod-to-rod coefficient of variation, the method of the present invention includes cleaning at least one of the spinnerets to remove deposits and/or blockages. The cleaning may be triggered by a rod-to-rod coefficient of variation greater than desirable, eg, greater than 2, greater than 3, greater than 4, or greater than 5. The spinneret may be cleaned according to the methods described herein, but is then thoroughly checked for remaining visible deposits and/or blockages.
b. filament cross section
[0078] The cross-section of the filaments and their uniformity also affect the final tow product, such as cigarette filters. As discussed herein, uniform pressure drop across the rods of tow source is a desirable quality for tow bales, and a low rod-to-rod coefficient of variation promotes pressure drop uniformity. reflect. However, most tow bales are sold by weight and pressure drop uniformity is irrelevant. Yield is calculated to assess the uniformity of the bale rod. Yield represents the relationship between pressure drop and weight (pressure drop divided by weight). Yield is often represented by a line on a graph, where the x-axis is weight and the y-axis is pressure drop. The bottom of the yield line is defined as the point where the rod forms a dent and the top of the yield line is defined as the point where the rod splits or mechanical roll wraps occur due to excessive tow. As shown in Figure 2, there is a target yield line. Upper and lower target yield limits are then typically set to within about 20 mmH2O of the target. Weight is recorded as grams/100 rods. The weight of the tow can be adjusted on the rod maker to produce rods at the upper and lower limits for testing to ensure that the tow meets the target yield line. The samples in Figure 2 are roughly in line with the target yield line and within the upper and lower bounds. The same procedures and equipment are used to test the rods at the upper and lower limits used to test the rods for the coefficient of variation of pressure drop.

[0079]本明細書で説明したように、セルロースアセテートドープは、スピナレット孔を通じてフィラメントに紡糸されるので、フィラメントの断面は、スピナレット孔の形状により決定される。時間の経過と共に、スピナレットは沈着及び/又は閉塞に晒される。測定されたイールドが目標イールドラインの上限又は下限から外れたとき、次に沈着及び/又は閉塞を取り除くために1つ又は複数のスピナレットがクリーニングされる。スピナレット(複数可)をクリーニングした後、次に、イールドが目標イールドラインから設定された限界内に収まることを確認するために、イールドの再測定が実施され得る。 [0079] As described herein, the cellulose acetate dope is spun into filaments through the spinneret holes, so the cross-section of the filaments is determined by the shape of the spinneret holes. Over time, spinnerets are subject to deposition and/or blockage. When the measured yield deviates from the upper or lower target yield line, then one or more spinnerets are cleaned to remove deposits and/or blockages. After cleaning the spinneret(s), a yield remeasurement may then be performed to confirm that the yields are within set limits from the target yield line.

[0080]本明細書に記載するように、スピナレットを追加する、スピナレットを除去する、1フィラメント当たりのデニールを調整する、及び総デニールを調整することにより、イールドも改善し得る、例えば改善の結果として、ロッドは目標イールドラインにより接近したイールドを有する。
c.デニールインデックス:総デニールの変動の、1フィラメント当たりのデニールの変動に対する比
[0081]サンプル、例えばベール中のトウの均一性を調べる別の方法は、デニールインデックスを計算することである。デニールインデックスは、総デニールの変動及び1フィラメント当たりのデニールの変動の比較である。本明細書に記載するように、ロッドの均一性は、1フィラメント当たりのデニール、総デニール、又は両方を調整することにより達成され得る。一方又は両方のパラメーターが調整される場合、パラメーター間の変動について、所定の比を維持して、均一な製品を生み出すのが望ましい。1フィラメント当たりのデニール及び総デニールは、最終的なトウ製品に応じて変化し得るものの、総デニールの変動は、3%未満、例えば2.5%未満、2%未満、又は1%未満であり得る。1フィラメント当たりのデニールの変動は、10%未満、例えば8%未満、5%未満、又は3%未満であり得る。総デニールの変動の、1フィラメント当たりのデニールの変動に対する比、即ち、デニールインデックスは、2.5:1未満、例えば2:1未満、1.5:1未満、1:1未満、又は0.6:1未満である。
[0080] As described herein, adding spinnerets, removing spinnerets, adjusting the denier per filament, and adjusting the total denier may also improve yield, e.g. As the rod has a yield closer to the target yield line.
c. Denier Index: Ratio of variation in total denier to variation in denier per filament
[0081] Another way to check the uniformity of tow in a sample, eg, a bale, is to calculate the denier index. The Denier Index is a comparison of the variation in total denier and the variation in denier per filament. As described herein, rod uniformity can be achieved by adjusting the denier per filament, the total denier, or both. When one or both parameters are adjusted, it is desirable to maintain a predetermined ratio for variation between parameters to produce a uniform product. Denier per filament and total denier may vary depending on the final tow product, but the variation in total denier is less than 3%, such as less than 2.5%, less than 2%, or less than 1%. obtain. The variation in denier per filament may be less than 10%, such as less than 8%, less than 5%, or less than 3%. The ratio of the variation in total denier to the variation in denier per filament, ie, the Denier Index, is less than 2.5:1, such as less than 2:1, less than 1.5:1, less than 1:1, or less than 0.5:1. less than 6:1.

[0082]本発明は、下記の非限定的な実施例を参照すればよりよく理解される。
VIII.実施例
[0082] The invention will be better understood with reference to the following non-limiting examples.
VIII. Example

[0083]本明細書の記載に従い、セルロースアセテートドープを調製し、そしてスピナレットを通過させて紡糸した。時間の経過と共に、イールドは目標イールドから変動し、1フィラメント当たりのデニールが低減したので、より多くのスピナレットを追加して総デニールを維持した。図3に示す通り、第1日目では、1フィラメント当たりのデニールは約2.85であったが、また総デニールは、32,600g/9000メートルであった。第14日目では、1フィラメント当たりのデニールは2.825まで低減し、そして総デニールは約33、300まで増加した。図3の全体的な傾向から、1フィラメント当たりのデニールが低減したが(イールドが目標イールドから変動したことを示す)、スピナレットを追加すると、イールドが目標イールド値内に収まりつつ、総デニールは維持されることが明らかである。 [0083] A cellulose acetate dope was prepared and spun through a spinneret as described herein. Over time, the yield fluctuated from the target yield and the denier per filament decreased, so more spinnerets were added to maintain the total denier. As shown in Figure 3, on the first day the denier per filament was about 2.85 and the total denier was 32,600 g/9000 meters. On day 14, the denier per filament decreased to 2.825 and the total denier increased to about 33,300. From the overall trend in Figure 3, the denier per filament decreased (indicating that the yield fluctuated from the target yield), but the addition of the spinneret kept the total denier while yielding within the target yield value. It is clear that

[0084]本明細書の記載に従い、セルロースアセテートドープを調製し、そしてスピナレットを通過させて紡糸した。図3を表形式で示す下記の表に示す通り、総デニール及び1フィラメント当たりのデニールはばらついた。イールドが目標イールドから外れて変動したら、1フィラメント当たりのデニールを低減させ、またスピナレットの数を増やして総デニールを維持し、そしてイールドを目標イールド値内に収めた。 [0084] A cellulose acetate dope was prepared and spun through a spinneret as described herein. The total denier and denier per filament varied as shown in the table below, which shows FIG. 3 in tabular form. If the yield fluctuated outside the target yield, the denier per filament was reduced and the number of spinnerets was increased to maintain the total denier and bring the yield within the target yield value.

[0085]総デニールの変動、1フィラメント当たりのデニールの変動、及び、総デニールの変動の、1フィラメント当たりのデニールの変動に対する比を、初期の総デニール及び1フィラメント当たりのデニールの数値から得た変動に基づき計算した。測定を約6カ月間実施した。 [0085] Total denier variation, denier per filament variation, and the ratio of total denier variation to denier per filament variation were obtained from the initial total denier and denier per filament numbers. Calculated based on variation. Measurements were carried out for about 6 months.

Figure 0007109888000004
Figure 0007109888000004

[0086]本発明について詳細に記載してきたが、本発明の精神及び範囲内の修正は、当業者にとって自明である。本発明の態様、及び様々な実施形態の一部分、並びにこれまでに列挙した、及び/又は添付の特許請求の範囲内の様々な特性は、その全体又は部分を問わず、組み合わせ可能又は交換可能であると理解すべきである。様々な実施形態に関するこれまでの説明において、当業者が認識するように、別の実施形態を参照する実施形態は、その他の実施形態と適切に組み合わせ可能である。更に、当業者は、上記説明は例示目的に限定され、本発明に制限を設けるように意図するものではないと認識する。
本発明の具体的態様は以下のとおりである。
[態様1]
複数のセルロースアセテートフィルターロッドにおけるロッド間の変動係数を低減する方法であって、
セルロースアセテートドープを少なくとも2つのスピナレットを通過させて紡糸し、フィラメントを形成し、
該フィラメントを束ねてトウを形成し、
該トウをクリンプし、
該トウを乾燥させ、
該トウから複数のフィルターロッドを形成し、
該複数のロッド間の変動係数を測定し、
該少なくとも2つのスピナレット、該フィラメントの総デニール、又は1フィラメント当たりのデニールのうちの少なくとも1つを調整して、該ロッド間の変動係数を5未満に低減させること、
を含む方法。
[態様2]
態様1に記載の方法であって、スピナレットの数が減少される方法。
[態様3]
態様1に記載の方法であって、スピナレットの数が増加される方法。
[態様4]
態様1に記載の方法であって、該フィラメントの総デニールが減少され、及び1フィラメント当たりのデニールが増加される方法。
[態様5]
態様1に記載の方法であって、該フィラメントの総デニールが増加され、及び1フィラメント当たりのデニールが減少される方法。
[態様6]
態様1に記載の方法であって、
該ロッド間の変動係数が5以上のとき、該少なくとも2つのスピナレットのうちの少なくとも1つを該方法から外すこと、及び
該少なくとも1つのスピナレットをクリーニングして、目視可能な沈着及び/又は閉塞を取り除くこと、
を更に含む方法。
[態様7]
セルロースアセテートトウ・フィラメントの断面の均一性を改善する方法であって、
セルロースアセテートドープを複数のスピナレットを通過させて紡糸し、フィラメントを形成し、
該フィラメントを束ねてトウを形成し、
該トウをクリンプし、
該トウを乾燥させ、
該トウから複数のフィルターロッドを形成し、
トウの重量(g数/100ロッド)により該ロッドのイールドを測定し、そして
該複数のスピナレットのうちの少なくとも1つから沈着及び/又は閉塞を除去して、イールドを目標イールドから±20mmH O以内に維持すること、
を含む方法。
[態様8]
態様7に記載の方法であって、該断面が、Y字状、R字状、X字状、K字状、C字状、O字状、I字状、円形、鋸歯状、楕円、多角形、及びドッグボーン形状からなる群から選択される方法。
[態様9]
セルロースアセテートトウ・スピナレットから沈着及び/又は閉塞を除去する方法であって、
a)該スピナレットをアセトン中に浸漬してアセテートを取り除き、
b)該スピナレットを苛性洗浄液及び酸洗浄液で洗浄して有機及び無機の沈着物を取り除き、そして
c)該スピナレットを水又はアセトンで洗浄して残渣を取り除くこと、
を含む方法。
[態様10]
態様9に記載の方法であって、浸漬ステップにおけるアセトンの温度が、20~55℃である方法。
[態様11]
態様9に記載の方法であって、該スピナレットが、5~60分間浸漬される方法。
[態様12]
態様9に記載の方法であって、該酸洗浄液における酸の温度が、20~60℃である方法。
[態様13]
態様9に記載の方法であって、該スピナレットが、酸洗浄液中で5~90分間洗浄される方法。
[態様14]
態様9に記載の方法であって、該苛性溶液の温度が、20~70℃である方法。
[態様15]
態様9に記載の方法であって、該スピナレットが、該苛性溶液中で5~180分間洗浄される方法。
[態様16]
態様9に記載の方法であって、90%を上回る沈着及び/又は閉塞が、該スピナレットから除去される方法。
[態様17]
態様9に記載の方法であって、該スピナレットを、沈着及び/又は閉塞の除去について目視検査することを更に含む方法。
[態様18]
態様17に記載の方法であって、該目視検査が顕微鏡による方法。
[態様19]
態様17に記載の方法であって、該目視検査でライトプロジェクターを用いる方法。
[態様20]
態様9に記載の方法であって、ステップa)、b)、及び/又はc)の後に、溶媒に基づくジェットクリーニングステップを更に含む方法。
[態様21]
セルロースアセテートトウ・ベールを製造する方法であって、
セルロースアセテートを溶媒に溶解して、セルロースアセテートドープを形成し、
該セルロースアセテートドープを少なくとも1つのスピナレットを通過させて紡糸し、10,000~100,000の総デニール、及び1~15の1フィラメント当たりのデニールを有するフィラメントを形成し、
該フィラメントを束ねて、トウを形成し、
該トウをクリンプし、
該トウを乾燥させ、そして
該トウをベールにパッケージングすること、
を含み、
該ベールからのトウの総デニールが3%未満だけ変動し、該ベールからのトウの1フィラメント当たりのデニールが10%未満だけ変動し、そして、デニールインデックスが2.5:1未満である方法。
[0086] Although the invention has been described in detail, modifications within the spirit and scope of the invention will be apparent to those skilled in the art. Aspects of the present invention, and portions of various embodiments, and various features recited above and/or within the scope of the appended claims, in whole or in part, may be combined or interchanged. It should be understood that there is In the foregoing descriptions of various embodiments, those skilled in the art will recognize that embodiments referencing other embodiments can be appropriately combined with other embodiments. Furthermore, those skilled in the art will appreciate that the above description is for illustrative purposes only and is not intended to be a limitation on the present invention.
Specific aspects of the present invention are as follows.
[Aspect 1]
A method for reducing a rod-to-rod coefficient of variation in a plurality of cellulose acetate filter rods, comprising:
spinning the cellulose acetate dope through at least two spinnerets to form filaments;
bundling the filaments to form a tow;
crimping the tow;
drying the tow;
forming a plurality of filter rods from the tow;
measuring the coefficient of variation between the plurality of rods;
adjusting at least one of the at least two spinnerets, the total denier of the filaments, or the denier per filament to reduce the rod-to-rod coefficient of variation to less than 5;
method including.
[Aspect 2]
The method of aspect 1, wherein the number of spinnerets is reduced.
[Aspect 3]
The method of aspect 1, wherein the number of spinnerets is increased.
[Aspect 4]
The method of claim 1, wherein the total filament denier is decreased and the denier per filament is increased.
[Aspect 5]
The method of claim 1, wherein the total filament denier is increased and the denier per filament is decreased.
[Aspect 6]
A method according to aspect 1, wherein
removing at least one of the at least two spinnerets from the method when the coefficient of variation between the rods is 5 or more; and
cleaning the at least one spinneret to remove visible deposits and/or blockages;
The method further comprising
[Aspect 7]
A method for improving cross-sectional uniformity of cellulose acetate tow filaments comprising:
Spinning the cellulose acetate dope through multiple spinnerets to form filaments,
bundling the filaments to form a tow;
crimping the tow;
drying the tow;
forming a plurality of filter rods from the tow;
Measure the yield of the rod by the weight of the tow (g/100 rod), and
removing deposits and/or blockages from at least one of the plurality of spinnerets to maintain the yield within ±20 mmH 2 O of the target yield;
method including.
[Aspect 8]
8. The method of aspect 7, wherein the cross section is Y-shaped, R-shaped, X-shaped, K-shaped, C-shaped, O-shaped, I-shaped, circular, serrated, elliptical, multi-shaped. A method selected from the group consisting of rectangular and dogbone shapes.
[Aspect 9]
A method of removing deposits and/or blockages from a cellulose acetate tow spinneret comprising:
a) removing the acetate by soaking the spinneret in acetone;
b) washing the spinneret with caustic and acid washes to remove organic and inorganic deposits, and
c) washing the spinneret with water or acetone to remove residue;
method including.
[Aspect 10]
A method according to aspect 9, wherein the temperature of the acetone in the soaking step is 20-55°C.
[Aspect 11]
A method according to aspect 9, wherein the spinneret is soaked for 5-60 minutes.
[Aspect 12]
A method according to aspect 9, wherein the temperature of the acid in the acid wash is 20-60°C.
[Aspect 13]
A method according to aspect 9, wherein the spinneret is washed in an acid wash for 5-90 minutes.
[Aspect 14]
The method of embodiment 9, wherein the temperature of said caustic solution is 20-70°C.
[Aspect 15]
The method of embodiment 9, wherein said spinneret is washed in said caustic solution for 5-180 minutes.
[Aspect 16]
10. The method of aspect 9, wherein greater than 90% of deposits and/or blockages are removed from the spinneret.
[Aspect 17]
10. The method of aspect 9, further comprising visually inspecting the spinneret for removal of deposits and/or blockages.
[Aspect 18]
18. The method of aspect 17, wherein said visual inspection is microscopic.
[Aspect 19]
18. The method of aspect 17, wherein the visual inspection uses a light projector.
[Aspect 20]
10. The method of aspect 9, further comprising a solvent-based jet cleaning step after steps a), b) and/or c).
[Aspect 21]
A method for producing a cellulose acetate tow bale comprising:
dissolving cellulose acetate in a solvent to form a cellulose acetate dope;
spinning the cellulose acetate dope through at least one spinneret to form filaments having a total denier of 10,000 to 100,000 and a denier per filament of 1 to 15;
bundling the filaments to form a tow;
crimping the tow;
drying the tow, and
packaging the tow into bales;
including
A method wherein the total denier of tows from said bale varies by less than 3%, the denier per filament of tows from said bale varies by less than 10%, and the denier index is less than 2.5:1.

Claims (6)

複数のセルロースアセテートフィルターロッドにおけるロッド間の圧力降下の変動係数を低減する方法であって、
セルロースアセテートドープを少なくとも2つのスピナレットを通過させて紡糸し、フィラメントを形成し、
該フィラメントを束ねてトウを形成し、
該トウをクリンプし、
該トウを乾燥させ、
該トウから複数のフィルターロッドを形成し、
該複数のロッド間の圧力降下の変動係数を測定し、
該少なくとも2つのスピナレット、該フィラメントの総デニール、又は1フィラメント当たりのデニールのうちの少なくとも1つを調整して、該ロッド間の圧力降下の変動係数を5未満に低減させること、
を含む方法。
A method for reducing the coefficient of variation of rod-to-rod pressure drop in a plurality of cellulose acetate filter rods, comprising:
spinning the cellulose acetate dope through at least two spinnerets to form filaments;
bundling the filaments to form a tow;
crimping the tow;
drying the tow;
forming a plurality of filter rods from the tow;
measuring the coefficient of variation of the pressure drop across the plurality of rods;
adjusting at least one of the at least two spinnerets, the total denier of the filaments, or the denier per filament to reduce the coefficient of variation of the pressure drop between the rods to less than 5;
method including.
請求項1に記載の方法であって、スピナレットの数が減少される方法。 2. The method of claim 1, wherein the number of spinnerets is reduced. 請求項1に記載の方法であって、スピナレットの数が増加される方法。 2. The method of claim 1, wherein the number of spinnerets is increased. 請求項1に記載の方法であって、該フィラメントの総デニールが減少され、及び1フィラメント当たりのデニールが増加される方法。 2. The method of claim 1, wherein the total filament denier is decreased and the denier per filament is increased. 請求項1に記載の方法であって、該フィラメントの総デニールが増加され、及び1フィラメント当たりのデニールが減少される方法。 2. The method of claim 1, wherein the total filament denier is increased and the denier per filament is decreased. 請求項1に記載の方法であって、
該ロッド間の圧力降下の変動係数が5以上のとき、該少なくとも2つのスピナレットのうちの少なくとも1つを該方法から外すこと、及び
該少なくとも1つのスピナレットをクリーニングして、目視可能な沈着及び/又は閉塞を取り除くこと、
を更に含む方法。
2. The method of claim 1, wherein
removing at least one of the at least two spinnerets from the method when the coefficient of variation of the pressure drop across the rods is 5 or greater; and cleaning the at least one spinneret to remove visible deposits and/or or removing the blockage,
The method further comprising
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