TWI426871B - 吸煙物品之濾嘴 - Google Patents

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TWI426871B TW097126863A TW97126863A TWI426871B TW I426871 B TWI426871 B TW I426871B TW 097126863 A TW097126863 A TW 097126863A TW 97126863 A TW97126863 A TW 97126863A TW I426871 B TWI426871 B TW I426871B
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John Roger Sampson
David Lewis
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Description

吸煙物品之濾嘴
本發明係關於一種用於香煙及其他吸煙物品之濾嘴。
香煙典型包括一煙草桿；及一濾嘴，其係連接至該煙草桿。該濾嘴係普遍由醋酸纖維素絲束(cellulose acetate tow)製成。一吸煙者點燃煙草桿的一端，並經過濾嘴吸煙。濾嘴濾陷住(trap)由燃燒煙草桿所產生的一些煙產物。在一些情況中，濾嘴可配置成將額外特徵添加至香煙，例如香料。
美國專利申請第US-A-2003/0224918號係描述用以在濾嘴製造期間，沿著香煙濾嘴之中心軸施加一含香料元件(flavourant bearing element)之裝置。較佳的香料元件係棉紗(cotton yarn)，但是作為香料元件的其他建議材料係能夠吸收液體香料之醋酸纖維素、人造絲或一些其他紡織品或非紡織品材料。英國專利申請第GB-B-2020158號係描述類似在US-A-2003/0224918中揭示之濾嘴。一線或線帶(tap)(例如全棉縫紉線(cotton sewing thread)或人造絲)係沿著一濾嘴桿延伸。一香料係混合在濾嘴桿。
雖然一棉線在製造期間係吸收香料，然後在吸煙期間添加香料，但是其確實具有如香料之某些缺點。例如，棉線可能因煙通過濾嘴緣故而變色。避免此變色之一選項係將一染料施加於棉線(其中染料顏色將掩飾任何變色)。然而，棉的標準還原染料主要係用於衣類，其通常沒有關於食品的規範認可(或對於香煙而言，其係插入嘴端)。此外，施加於棉材料之染料係不整個退色，且因此溶解(leach)至周圍的濾嘴材料。這特別會是問題當棉線暴露於可作為溶劑之物質時。
本發明之一具體實施例係提供用於香煙或其他吸煙物品之濾嘴。該濾嘴包含一多孔濾嘴桿，其具有一實質圓柱形；及一醋酸纖維素線，其係從實質非捲曲醋酸纖維素絲形成。該醋酸纖維素線係實質沿著與該濾嘴桿的中央圓柱軸實質上平行之濾嘴延伸。
中央線的醋酸纖維素絲之使用已發現意外地減少或除去濾嘴受到煙霧的污染(相較於使用例如用棉製成的中央線)。具有由非捲曲絲所製成之濾嘴相信對此有幫助，由於其允許產生更緊密且更細的線。結果，更不易使煙霧穿透及污染線。
大體上，該醋酸纖維素線係實質沿著濾嘴桿的整個長度延伸。然而，在其他具體實施例中，該醋酸纖維素線可只沿著濾嘴桿的長度延伸(特別地係，例如若正使用一多段濾嘴)。
在一具體實施例中，該多孔濾嘴桿包含醋酸纖維素絲束(雖然任何其他適當濾嘴材料(例如紙)可取代使用)。該醋酸纖維素絲束包含醋酸纖維素絲之失序重疊配置。對照下，該醋酸纖維素線包含醋酸纖維素絲之一有序配置，其實質係與該濾嘴桿的中央圓柱軸平行配置。該醋酸纖維素線因此結構上係與醋酸纖維素絲束不同，且該醋酸纖維素線之絲通常係不與該醋酸纖維素絲束的那些相混合。
該多孔濾嘴桿通常具有範圍50至150kg/m3之總體密度，而該醋酸纖維素線具有範圍400-800kg/m3之總體密度。該醋酸纖維素線的較高總體密度有助於避免污染與變色。在一特定具體實施例中，該在線中的醋酸纖維素絲係在該濾嘴桿的中央圓柱軸排列之一軸上扭曲。該線具有範圍每公尺100-200轉之扭曲率。
該醋酸纖維素線通常係混合一香料(例如薄荷醇)、或任何其他期望的添加物。在一特定具體實施例中，該濾嘴包含多個醋酸纖維素線，其實質係與濾嘴桿的中央圓柱軸平行延伸。這些不同線可彼此分開或扭曲成單一纖維。不同線可用來混合不同香料。
在一具體實施例中，該醋酸纖維素線包括一顏料，以將顏色添加至該線。該顏料係在製造之時直接混合在線絲的材料。此可避免色彩溶解的危險(對照於一棉線的情況，其中一染料只可施加於棉之表面，因此易於溶解)
在一些具體實施例中，該醋酸纖維素線具有與多孔濾嘴桿的不同顏色。此顏色對比使其易於使一機器控制系統確保該線係正確配置在濾嘴桿中，並亦可用於美觀及/或商標目的。一可能性在於用於一給定線的特定顏料或顏色可用來表示混合在線的香料。例如，一綠色線可用來表示薄荷腦香料。
在一具體實施例中，該醋酸纖維素線係混合一塑化劑，例如三醋酯(triacetin)。該塑化劑有助於主濾嘴桿之醋酸纖維素絲與該醋酸纖維素線之醋酸纖維素絲結合(利用主濾嘴桿與醋酸纖維素線係從一合成材料形成的事實)。此有助於保持醋酸纖維素線與該濾嘴桿的正確位置。
在一具體實施例中，該醋酸纖維素線係沿著該濾嘴桿的中央圓柱軸延伸。此配置有助於提供混合在該濾嘴內的任何香料之均勻分佈/分散。在另一具體實施例中，多種醋酸纖維素線係存在，其係實質沿著與該濾嘴桿的中央圓柱軸平行之濾嘴延伸。該等多個醋酸纖維素線能以對於該濾嘴桿的中央圓柱軸之一對稱圖案加以配置，再者，透過該濾嘴以提供香料的實質均勻分散。注意，在濾嘴中提供多個線可用來增加在濾嘴中的香料之總載入，或減少每個濾嘴之香料之載入(其有助於製造、產品儲存等)。
本發明之另一具體實施例係提供一種用於香煙或其他吸煙物品之濾嘴。該濾嘴包含一多孔濾嘴桿，其具有一真實圓柱形；及一醋酸纖維素線，其係從包括一顏料的醋酸纖維素絲形成。該醋酸纖維素線係實質沿著與該濾嘴桿的圓柱軸是平行之濾嘴延伸。顏料可用來將顏色添加至該醋酸纖維素線，例如有助於在製造期間的線定位之檢查。
此方法具體實施例可從如前述關於其他具體實施例說明的相同特徵而受益。
本發明的另一具體實施例係提供用於香煙或其他吸煙物品之濾嘴。該濾嘴包含一多孔濾嘴桿，其具有一實質圓柱形；及一醋酸纖維素線，其係從該等醋酸纖維素絲形成。該醋酸纖維素線係混合一塑化劑，並實質沿著與該濾嘴桿的中央圓柱軸平行之濾嘴延伸。
此方法具體實施例可從如前述關於其他具體實施例說明的相同特徵而受益。
本發明之另一具體實施例係提供用於香煙或其他吸煙物品之濾嘴。該濾嘴包含一多孔濾嘴桿，其係從該醋酸纖維素絲形成，且具有一實質圓柱形。該濾嘴進一步包含從醋酸纖維素絲形成之一醋酸纖維素線，其係實質沿著與濾嘴桿的中央圓柱軸平行之濾嘴延伸。多孔濾嘴桿具有範圍50-150kg/m3之總體密度，而該醋酸纖維素線具有範圍400-800kg/m3之總體密度。醋酸纖維素線的較高總體密度有助於避免污染與變色。
此方法具體實施例可從如前述關於其他具體實施例說明的相同特徵而受益。
本發明之另一具體實施例係提供製造用於香煙或其他吸煙物品之濾嘴之方法。該方法包含從實質非捲曲醋酸纖維素絲形成一醋酸纖維素線。該方法進一步包含將該醋酸纖維素線插入一多孔濾嘴桿，其具有一實質圓柱形，以致於該醋酸纖維素線係實質沿著與濾嘴桿的中央圓柱軸平行之濾嘴延伸。
本發明之另一具體實施例係提供製造用於香煙或其他吸煙物品之濾嘴之方法。該方法包含從具有一顏料的醋酸纖維素絲形成一醋酸纖維素線。該方法進一步包含將該醋酸纖維素線插入一多孔濾嘴桿，其實質具有一圓柱形，以致於該醋酸纖維素線係實質沿著與該濾嘴桿的中央圓柱軸平行之濾嘴延伸。
本發明之另一具體實施例係提供一種製造用於香煙或其他吸煙物品之濾嘴之方法。該方法包含將塑化劑施加於從該醋酸纖維素絲形成的一醋酸纖維素線。該方法進一步包含將醋酸纖維素線插入一多孔濾嘴桿，其具有一實質圓柱形狀，以致於該醋酸纖維素線係實質沿著與濾嘴桿的中央圓柱軸平行之濾嘴延伸。該塑化劑可從該線移至該多孔濾嘴桿，藉此幫助將兩者黏合。
這些方法具體實施例可從如前述關於其他具體實施例說明的相同特徵而受益。
第一圖係顯示根據本發明的一具體實施例之一香煙濾嘴1。香煙濾嘴1包含一包裝層2，其可包含一單層或複數個層；一主濾嘴桿3，其係由醋酸纖維素絲束形成；及一醋酸纖維素(Cellulose Acetate，CA)線4，其係沿著濾嘴桿的中心軸加以配置。注意，由於醋酸纖維素係廣泛使用在濾嘴(當作醋酸纖維素絲束)，所以線4的醋酸纖維素(而不是棉)之使用係有助於濾嘴1的規範認可，然而棉未普遍使用在這類濾嘴。
濾嘴桿3是從醋酸纖維素絲形成，其係被捲曲、延伸、且然後組裝形成一多孔矩陣，其具有一混亂、無定形結構(參見第二圖)。此失序的結係構提供一多孔材料，其中多個絲係提供一大(內部)表面區域，以當煙通過濾嘴之時，提高保持煙顆粒。
纖維的捲曲比(Crimp Ratio，CR)係一纖維捲曲量的測量，且定義為非捲曲纖維的長度(L1)與捲曲纖維的長度(L2)之比率(前者係在負荷下，藉由延伸纖維的測量)。捲曲比越高，捲曲量越大，且因此捲曲纖維的長度從其原始(非捲曲)長度上之縮減會越大。捲曲比亦能以百分比表示，已知捲曲索引(CI)，定義為100*((L1-L2)/L2)(所以CI=100*(CR-1))。
在濾嘴桿3使用的醋酸纖維素絲通常最初可能為3-4的高捲曲。這些絲然後在濾嘴製造期間會延伸，所以在濾嘴本身中的醋酸纖維素絲束之絲之捲曲比典型為1.25-1.4。捲曲有助於批量輸出絲束材料、以及提供如在第二圖所示之想要的失序結構。
在濾嘴桿3使用的醋酸纖維素絲通常具有約1-8的丹尼爾(denier)，最普通是2-3(1丹尼爾代表lg/9000m量)。濾嘴桿3的總丹尼爾係由個別的絲乘以在桿中包括的絲數量而獲得，且對於香煙濾嘴而言，通常是在範圍15,000-50,000；最普遍是約32,000。對於一香煙的標準尺寸濾嘴而言，此是相對於約50-150kg/m3的典型密度。
如第一圖所示，濾嘴桿3包括位在中心的CA線4，其可用來將例如風味(flavor)的額外特性添加至香煙。特別地係，CA線4可用來為濾嘴1(與香煙)混合一香料或其他添加。香料通常是在例如丙二醇或三醋酯的溶劑中。濾嘴桿3中的CA線4的中央位置有助於產生香料的均勻散佈。然而，在其他具體實施例中，CA線4可偏離濾嘴桿3的中心位置。
CA線4係從實質連續醋酸纖維素絲形成，就如同醋酸纖維素絲束，但是處理係不同。形成CA線的絲係不做捲曲處理。此外，CA線的絲係以有規律的圖案纏繞扭曲，以產生一有序結構(參見第三圖)。在一具體實施例中，在CA線中的絲之扭曲率係約每公尺100-200轉。(注意，雖然第三圖說明一特定扭曲圖案，但是其他類型的扭曲圖案亦可用於CA線4)。
第二圖的絲束材料與第三圖的CA線4之比較，顯示在主濾嘴本體中的醋酸纖維素絲之路徑係隨機且混亂(且非捲曲)，以致於沿著濾嘴的長度沒有實際的方向。換句話說，在小部分的絲束材料中，絲的方向對濾嘴的主軸係本質上為隨機的。對照下，在線中的醋酸纖維素絲的路徑係排列且有序，通常在一扭曲或螺旋形組態中，沿著濾嘴的長度的明確定向性(即是螺旋線的軸係與濾嘴的主軸一致)。
相較於主濾嘴桿的材料，CA線4的絲具有較高的丹尼爾值。例如，在一具體實施例中，CA線4的絲具約4的丹尼爾值，而在另一具體實施例中，CA線4的絲具有約7的丹尼爾值。一較高的丹尼爾會造成較厚絲。
線4的總丹尼爾通常是在範圍1000-5000，例如3000。記住，相較於濾嘴桿3，CA線4的相當小尺寸，此表示於約400-800kg/m3的CA線有較高的密度。此較高密度係部分由於每絲有較高的丹尼爾值，且亦由於在CA線4中的非捲曲有序絲之較緊密包裝(相較於在絲束中的捲曲絲之疏鬆與失序包裝)。相較於主濾嘴的絲束材料，CA線4的較高密度有助於CA線4防止受到煙霧的污染。
注意，在組裝濾嘴1之後，線4與主濾嘴本體3係結構上依然與濾嘴1彼此不同。如此，第四圖係描述透過濾嘴1的截面，其係顯示主濾嘴桿3的環帶所包圍的中央線4，其然後是由成型紙2所圍繞。在中央線4中的醋酸纖維素絲通常沿著濾嘴的長度保持在此中央線內；其並不會踰越至主濾嘴桿3。同樣地，在主濾嘴桿3中的醋酸纖維素絲通常係保持在此濾嘴桿，且不會踰越至中央CA線4。注意，此係不管在主濾嘴桿中的一給定醋酸纖維素絲之路徑是否可在主濾嘴桿的環帶之實際部分上游移。
如此，可想像地係，在中心線4與主濾嘴桿3之間存有一邊界。雖然可在邊界上彼此接觸，但是在中央線4與主濾嘴桿3中的醋酸纖維素絲通常不橫過此邊界。
在第一圖的具體實施例中，線4係延伸濾嘴1的整個長度，換句話說，從嘴端至菸草桿端。因此，線4在嘴端通常可被消費者看見。注意，讓CA線4延伸濾嘴的長度有助於製造，由於其允許濾嘴在連續處理中可輕易地如同一長桿產生。特別地係，醋酸纖維素絲束與CA線可不會中斷形成連續桿地供應，視需要其然後可分段成數個濾嘴供個別香煙使用。
已發現，當吸香煙時，濾嘴1的CA線4通常不會變色。不能預料的結果相信是由於CA線的的增加密度與有序結構，其可避免煙霧顆粒穿透(且因此污染)CA線4。應可瞭解，消費者可見到無(或程度上減少)變色，並可感覺到改善了品質的一記號(其中CA線4係延伸至濾嘴1的嘴端，如第一圖所示)。
在一具體實施例中，CA線4係有顏色。當醋酸纖維素使用合成處理(雖然從自然產品)形成時，一或多個顏料可混合在醋酸纖維素絲(當其產生時)。實際上，對照於染料，這類顏料會變成材料的基板之部分並可施加於材料的表面。結果，不像應用至棉紗的那些顏料，混合在CA線4的顏料不能夠溶解(他們不褪色)。
可用來將CA線上色的一些顏料已經核准使用在食品(例如酒石黃(tartrazine)或E102)。從管理觀點上，此使其在香煙濾嘴中更容易使用此顏料。此外，具有寬廣範圍之可用的顏料可提供施加於CA線4的較大顏色的選取(與控制)。
在多數濾嘴中，主濾嘴桿3的醋酸纖維素絲束係混合一白顏料(例如二氧化鈦)。CA線4亦可為白色，以符合濾嘴桿的其餘部分；或者，CA線4可具有與主濾嘴桿的不同顏色。CA線4不同於主濾嘴桿的顏色具有潛在效益。例如，CA線的不同顏色可用來指示香煙的不同香料，例如薄荷腦綠色等。
此外，CA線4之易於可見性係適於嚇阻潛在的仿冒品。如此，任何仿冒品香煙必須亦包括中央線(否則，其可輕易被消費者所發覺)。然而，相較於製造習知醋酸纖維素絲束之濾嘴，此提高潛在仿冒品的製造複雜度與成本。
此外，在一目前實施中，在濾嘴桿3與CA線4之間的不同顏色允許一機器視覺系統自動確認CA線4之存在，且正確沿著濾嘴1的中心軸放置。此是製程的一重要品質控制參數，若CA線係偏離濾嘴1的中心，此可能會影響香料散佈的特性。
使用醋酸纖維素(而不是使用作為中央線的棉)的進一步效益在於一CA線係比棉或許多其他材料不易受影響而改變長度。例如，棉係相對地有彈性。若棉紗在一濾嘴桿中當作一中央元件使用，在製程期間，棉可保持張力。當濾嘴桿清成數段且張力因此解除時，棉會回到其原來的長度，且如縮回至濾嘴桿之本體。在此情況中，棉在濾嘴端係不再為可見，且因此不能被一機器視覺系統用來確認中央元件的定位。藉由在製造期間減少中央線長度的任何改變，形成沒有醋酸纖維素(其比棉更低的彈性)的中央線有助於避免此問題。
在已知濾嘴(使用或沒有一中央線)中，在濾嘴材料中使用例如三醋酯(1,2,3-triacetoxypropane)的塑化劑，經由交互連結來黏合醋酸纖維素絲是普遍的。此造成可更乾淨的切割之更健全濾嘴。然而，此塑化劑對棉只有些微或沒有影響(其為一自然纖維)。結果，若在棉紗所製成之中央線與主濾嘴桿的周圍醋酸纖維素絲束之間有任何凝結或交互連結，有些微的影響。若中央線是用棉製成，此會導致危險，其可能從濾嘴移開或分開，例如在製程期間或結果由消費者所操作之結果。此通常相繼會降低香料的傳遞(以及消費者可感受的潛在品質缺點)。
對照下，施加於濾嘴的任何三醋酯或其他塑化劑，有助於將CA線4黏合至主濾嘴桿3的醋酸纖維素絲束。特別地係，與主濾嘴桿3的絲束材料中的醋酸纖維素之絲相互影響實質上相同的方式，三醋酯與CA線4的醋酸纖維素之絲會相互影響。此然後導致CA線4與主濾嘴桿3的醋酸纖維素絲束之間的改善黏合，藉此幫助在濾嘴1中，保持CA線4在其適當中心位置。
在一具體實施例中，三醋酯係只施加於主濾嘴桿3的醋酸纖維素絲束(就如同一習知的濾嘴)，且然後允許此三醋酯移至CA線4。然而，相信較強的黏合可藉由直接施加三醋酯至CA線4本身而獲得(使用或亦不施加三醋酯至絲束材料)。在一具體實施例中，三醋酯係當作施加於CA線4的香料之溶劑使用，其中三醋酯可從其移至絲束材料。
在一些具體實施例中，一個以上的線(例如2、3、4或5線)可用來提供中央香料元件。多個線可全部彼此相同(例如具有一共同厚度)或可彼此不同。該等線可一起纏繞，以建立較大的纖維或紗；或者，不同的線可保持分開(不管是彼此相鄰或從彼此分開)。在濾嘴中提供多個線可用來減少每線的香料之載入(其有助於製造、產品儲存等)。或者，在濾嘴中具有多個線可用來增加在濾嘴中的香料之總載入。一進一步可能性在於不同線可具有不同香料或其他添加劑(不同線可為不同顏色以指示此事實)。
在一些具體實施例中，不同線可位在適當位置，如此在濾嘴中提供對於濾嘴的中央縱軸為對稱之組態。此有助於在濾嘴中產生香料的均勻散佈或分佈。
在此先前描述的具體實施例可做不同修改，不致脫離本發明之範疇。例如，相同線之不同絲可具有不同顏色或厚度。因此，本發明之範疇係由文後的申請專利範圍加以定義。
1．．．香煙濾嘴
2．．．包裝層
3．．．主濾嘴桿
4．．．醋酸纖維素線
本發明之具體實施例現將經由參考附圖的範例加以描述，其中類似部件係使用相關的參考數字表示，其中：
第一圖係提供根據本發明之一具體實施例的吸煙物品之濾嘴之示意圖。
第二圖為根據本發明之一具體實施例，在第一圖的主濾嘴桿中的絲之配置之示意圖。
第三圖為根據本發明之一具體實施例，在第一圖的中央線中的絲之配置之示意圖。
第四圖為根據本發明之一具體實施例，透過第一圖的濾嘴之截面圖。
1．．．香煙濾嘴
2．．．包裝層
3．．．主濾嘴桿
4．．．醋酸纖維素線

Claims (17)

  1. 一種用於一香煙或其他吸煙物品之濾嘴，其包含：一多孔濾嘴桿，其具有一實質圓柱形；及一醋酸纖維素線，其係從醋酸纖維素絲形成，該醋酸纖維素線係沿著實質與該多孔濾嘴桿的中央圓柱軸平行的濾嘴延伸，其中該多孔濾嘴桿具有50-150kg/m3 範圍之一總體密度，且該醋酸纖維素線具有400-800kg/m3 範圍之一總體密度。
  2. 如申請專利範圍第1項之濾嘴，其中該醋酸纖維素線係實質沿著該多孔濾嘴桿之整個長度延伸。
  3. 如申請專利範圍第1項之濾嘴，其中該多孔濾嘴桿包含醋酸纖維素絲束。
  4. 如申請專利範圍第3項之濾嘴，其中該醋酸纖維素絲束包含醋酸纖維素絲之一無序重疊配置，且該醋酸纖維素線包含醋酸纖維素絲之一有序配置，其實質係與該多孔濾嘴桿的中央圓柱軸平行延伸，以致於該醋酸纖維素線在結構上係與該醋酸纖維素絲束不同。
  5. 如申請專利範圍第1項之濾嘴，其中該醋酸纖維素線係混合一香料。
  6. 如申請專利範圍第5項之濾嘴，其中該濾嘴包含多個醋酸纖維素線，其係實質與該多孔濾嘴桿的中央圓柱軸平行延伸，其中不同線係混合不同香料。
  7. 如申請專利範圍第6項之濾嘴，其中該醋酸纖維素線包括顏料以添加顏色給該等線，且該線之顏色係取決於混合在該線之香料。
  8. 如申請專利範圍第1至6項其中任一項之濾嘴，其中該醋酸纖維素線之醋酸纖維素絲包括一顏料。
  9. 如申請專利範圍第8項之濾嘴，其中該醋酸纖維素線具有與該多孔濾嘴桿的一不同顏色。
  10. 如申請專利範圍第1項之濾嘴，其中該醋酸纖維素線係混合一塑化劑。
  11. 如申請專利範圍第1項之濾嘴，其中該在線中的醋酸纖維素絲具有範圍每公尺100-200轉之一扭曲率(twist rate)。
  12. 如申請專利範圍第1項之濾嘴，其中該醋酸纖維素線係沿著該多孔濾嘴桿的中央圓柱軸延伸。
  13. 如申請專利範圍第1至11項其中任一項之濾嘴，其中該等多個醋酸纖維素線係存在，其係沿著與該多孔濾嘴桿的中央圓柱軸平行之濾嘴延伸，而且其中該等多個醋酸纖維素線係以對於該多孔濾嘴桿的中央圓柱軸為一對稱之圖案加以配置。
  14. 如申請專利範圍第1項之濾嘴，其中該醋酸纖維素線係實質從非捲曲醋酸纖維素絲形成。
  15. 一種吸煙物品，其包含如前述申請專利範圍第1項之煙草桿及濾嘴。
  16. 一種製造用於一香煙或其他吸煙物品之濾嘴之方法，其包含：從醋酸纖維素絲形成一醋酸纖維素線；及將該醋酸纖維素線插入一多孔濾嘴桿，其具有一實質圓柱形，以致於該醋酸纖維素線係實質沿著與該多孔濾嘴桿的中央圓柱軸平行之濾嘴延伸，其中該多孔濾嘴桿具有50-150kg/m3 範圍之一總體密度，且該醋酸纖維素線具有400-800kg/m3 範圍之一總體密度。
  17. 如申請專利範圍第16項之方法，其中該醋酸纖維素絲具有一顏料。
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