專利名稱：纏結(jié)溶紡纖維素長(zhǎng)絲香煙過(guò)濾嘴及此類纖維束的纏結(jié)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及吸附劑制品，具體地說(shuō)，涉及香煙過(guò)濾嘴的主體元件，以及它們的制造方法。
含纖維的香煙過(guò)濾嘴已是眾所周知的。在一種已知的結(jié)構(gòu)形式中，過(guò)濾嘴主體由一束連續(xù)的纖維絲構(gòu)成，一般為乙酸纖維素酯(乙酸酯)纖維絲，其排列平行于香煙的長(zhǎng)軸。在另一種已知結(jié)構(gòu)形式中，過(guò)濾嘴由壓成柱狀的折疊紙或槽紋紙構(gòu)成。這些結(jié)構(gòu)形式包含一個(gè)過(guò)濾元件，由此可稱為“單”過(guò)濾嘴。另一種已知結(jié)構(gòu)形式是所謂的“雙”過(guò)濾嘴，它具有兩個(gè)過(guò)濾元件，例如朝向香煙內(nèi)部的紙過(guò)濾嘴和朝向香煙外部的纖維束過(guò)濾嘴。還有一種已知的結(jié)構(gòu)形式，是所謂的“三”過(guò)濾嘴，類似于雙過(guò)濾嘴，只是在前述的兩個(gè)過(guò)濾元件之間插入一定量的活性炭。
人們已知，在從煙草煙霧中去除焦油方面，紙過(guò)濾嘴一般比纖維束過(guò)濾嘴有效?？紤]到低焦油香煙這一趨勢(shì)，尤其需要高的除焦油效率。在抽煙時(shí)，紙過(guò)濾嘴吸收煙草煙霧中的水份，由此變得潮濕而易于壓縮，因此增加了煙霧通過(guò)過(guò)濾嘴的阻力。抽煙時(shí)，香煙過(guò)濾嘴的外端通常被沾污。已知，乙酸酯過(guò)濾嘴通常顯現(xiàn)淺褐色的均勻污跡，而紙過(guò)濾嘴通常顯現(xiàn)顏色較深的斑點(diǎn)狀污跡，后一種很不雅觀。單過(guò)濾嘴中，紙過(guò)濾嘴的生產(chǎn)成本一般低于乙酸酯纖維束過(guò)濾嘴，盡管其制造方法較為復(fù)雜，這是因?yàn)榧埵潜纫宜狨ポ^為廉價(jià)的原料。雙過(guò)濾嘴的生產(chǎn)成本通常高于單紙過(guò)濾嘴或單纖維束過(guò)濾嘴，因?yàn)槠渲圃旆椒ㄝ^為復(fù)雜，而三過(guò)濾嘴的生產(chǎn)成本還要高。本發(fā)明的目的之一是提供一種具有高除焦油效率的香煙過(guò)濾嘴，它至少能夠克服與在過(guò)濾嘴主體中含紙的紙過(guò)濾嘴的某些缺點(diǎn)。
本發(fā)明提供了一種香煙過(guò)濾嘴，其特征在于，過(guò)濾嘴的主體由纏結(jié)的溶紡纖維素(lyocell)連續(xù)絲構(gòu)成。本發(fā)明還提供一種具有這種過(guò)濾嘴的香煙。
溶紡纖維素絲及溶紡纖維素纖維是已知的材料，在例如US-A-4,246,221中記述了其制造方法。它們易于被生物降解。它們可購(gòu)自Courtaulds plc。其制造方法是先將纖維素溶解在溶劑中，將形成的溶液通過(guò)一紡絲頭擠入凝固浴中，其作用為沉淀出纖維素纖維并從纖維上洗去溶劑。此方法可稱為溶液紡絲，因此生成的纖維可稱為溶紡纖維素纖維。其中的纖維素通常是木紙漿。溶劑可以是一種N-氧化叔胺，較好的是N-氧化N-甲基嗎啉，而且通常含有少量水。如果溶劑是N-氧化叔胺，凝固浴最好是水性浴。主要由溶紡纖維素絲和/或溶紡纖維素纖維構(gòu)成的織物可稱為溶紡纖維素織物。溶液紡絲法與其它已知的制造纖維素纖維的方法不可沸淆，后者靠形成和分解纖維素的某種化學(xué)衍生物，例如粘膠法即是如此。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明的過(guò)濾嘴主體由水力纏結(jié)織物構(gòu)成，該織物由一層或多層鋪展纖維束形式的溶紡纖維素絲構(gòu)成。如有必要，織物還可以含有一層或多層平行的人造短纖維，最好是溶紡纖維素人造短纖維。水力纏結(jié)即是利用高速水流或水簾使纖維相互機(jī)械纏結(jié)，來(lái)形成織物的方法。使用一層或多層纖維時(shí)，可將各層排列為纖維基本上相互平行，或者更好的是使各層中的纖維互成角度。這一種結(jié)構(gòu)形式在各種方向的織物平面上具有更為均勻的物理性能，例如撕裂強(qiáng)度?？椢镞€可以是一層或多層的紙(最好是一層紙)和一層或多層平行的溶紡纖維素連續(xù)絲。紙可含有溶紡纖維素纖維和/或其它纖維，例如木紙漿纖維和乙酸酯纖維。水力纏結(jié)織物又可稱為射流噴網(wǎng)法織物。水力纏結(jié)織物含有極少粘合劑或不含粘合劑。US-A-3,485,706中記述了水力纏結(jié)方法和水力纏結(jié)織物，其內(nèi)容參考結(jié)合于本發(fā)明中。
水力纏結(jié)織物可以完全或主要由溶紡纖維素絲構(gòu)成?；蛘?，織物可以由溶紡纖維素絲與一種或多種已知用于香煙過(guò)濾嘴的其它類型纖維(例如乙酸纖維素酯纖維絲或纖維，或木紙漿纖維)的混合物構(gòu)成。進(jìn)行水力纏結(jié)制造的織物可以是多層的，而且各層可以具有相同或不同的組成。例如，除單組分層(例如溶紡纖維素絲)外，還可以有一層或多層，它們是人造短纖維的混合物，或長(zhǎng)絲和人造短纖維的混合物，或溶紡纖維絲和乙酸纖維素酯絲的絲混合物。
水力纏結(jié)織物的基重一般與已知的紙過(guò)濾嘴中所用的紙相近，通常為15至150g/m2，20至80g/m2更好。進(jìn)行水力纏結(jié)制造的纖維織物中的層數(shù)可以是1至10層，以1至5層為宜。水力纏結(jié)織物中的絲和任何纖維最好是原纖化的。溶紡纖維素的絲和纖維可以通過(guò)在濕潤(rùn)狀態(tài)下，例如在水力纏結(jié)過(guò)程中，對(duì)其進(jìn)行機(jī)械摩擦而原纖化。原纖化使得很細(xì)的纖維(“原纖維”)從絲或纖維的主體上部分脫落，使得單根的絲或纖維由此獲得“表面毛狀的”外觀。與非原纖化的絲和纖維相比，原纖化的絲和纖維的表面積增大，而這被認(rèn)為可能對(duì)提高過(guò)濾效率有利。
水力纏結(jié)織物在過(guò)濾嘴主體內(nèi)的排列應(yīng)使織物的主平面與香煙長(zhǎng)軸平行。織物最好褶裥織物或槽紋織物。可在制造紙過(guò)濾嘴用的常規(guī)設(shè)備上將織物制成過(guò)濾嘴。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在這些設(shè)備上，水力纏結(jié)織物的加工制造成過(guò)濾嘴比紙快，由此降低了生產(chǎn)成本。
水力纏結(jié)織物可以取代紙，用于制造已知結(jié)構(gòu)形式的過(guò)濾嘴， 例如雙過(guò)濾嘴、三過(guò)濾嘴，特別是單過(guò)濾嘴。
在本發(fā)明的另一實(shí)施方案中，可以通過(guò)將呈桿狀的一束連續(xù)長(zhǎng)絲進(jìn)行纏結(jié)來(lái)制備過(guò)濾嘴，最好是利用高壓水流沿纖維束的徑向或周邊方向?qū)ζ鋰娚?。這樣的桿具有與已知常規(guī)過(guò)濾嘴相近的直徑和單位重量。本發(fā)明因此提供了一種對(duì)溶紡纖維素絲束進(jìn)行纏結(jié)的方法，其特征在于，其步驟是用一股或多股液體側(cè)向地射向截面形狀緊密的溶紡纖維素絲束。要進(jìn)行纏結(jié)的絲束由基本上平行的連續(xù)長(zhǎng)絲構(gòu)成。絲束的橫截面在形狀上緊密，其意義是絲束的周長(zhǎng)與截面積之比值相對(duì)較小，以2∶1至4∶1為宜。纖維束的截面形狀最好是圓形，雖然它也可以是其它形狀，例如橢圓、正方形或矩形。例如通過(guò)具有合適截面形狀和面積的孔，可將溶紡纖維素絲束制成具有要求的形狀緊密的截面。
進(jìn)行纏結(jié)的溶紡纖維素絲最好是卷曲的，以便纏結(jié)產(chǎn)品內(nèi)部具有良好的內(nèi)聚力。由纏結(jié)加工產(chǎn)生的原纖維也起著在纏結(jié)產(chǎn)品中產(chǎn)生內(nèi)聚力的作用。應(yīng)當(dāng)知道，截面形狀緊密的纖維束不應(yīng)在纏結(jié)步驟中被過(guò)度壓縮。為纖維絲相互纏結(jié)必須讓絲有充分移動(dòng)的自由余地。如有必要，可將絲束再次進(jìn)行纏結(jié)。
進(jìn)行水力纏結(jié)的液體最好是水。單股或多股側(cè)向水流的分布通常要使得水流垂直射向絲束中的絲，但要理解，絕對(duì)垂直并非必需。還應(yīng)當(dāng)理解，有時(shí)水流與絲束以非垂直角度撞擊為宜。例如，可使用按不同角度分布的許多水流，以加強(qiáng)纏結(jié)程度。在一給定絲束中產(chǎn)生理想的纏結(jié)程度所需的水壓和流速，可通過(guò)試差法來(lái)確定。例如，水流可以從多個(gè)噴嘴徑向地噴向絲束，這些噴嘴一般對(duì)稱地分布于絲束的周圍，或者，射流從環(huán)狀槽形噴頭射出。如有必要，可以使用一系列沿纖維束長(zhǎng)度方向排列的噴嘴分階段進(jìn)行纏結(jié)，此時(shí)，每一階段中的纏結(jié)特性可能相同，也可能不相同。實(shí)施本發(fā)明，較方便的是令絲束通過(guò)一個(gè)或多個(gè)靜止不動(dòng)的噴嘴。
本發(fā)明方法制造的纏結(jié)溶紡纖維素絲束具有良好的側(cè)向內(nèi)聚力和抗形變穩(wěn)定性?？梢詫⑵淝懈畛蓷U狀或塞狀。它適于制造包括香煙過(guò)濾嘴在內(nèi)的各種過(guò)濾器，以及其它制品，例如止血塞、鋼筆(包括氈尖鋼筆)的吸墨水芯子及蒸發(fā)型空氣清新座的內(nèi)芯等。
使用的溶紡纖維素絲，各種溶紡纖維素人造短纖維和各種其它類型的絲或纖維，其纖度通常在0.05至20分特，一般為1至5分特。
比起常規(guī)的乙酸酯過(guò)濾嘴或紙過(guò)濾嘴，本發(fā)明的香煙過(guò)濾嘴具有較高的過(guò)濾效率(即保留焦油和顆粒物的程度較高)。本發(fā)明的過(guò)濾嘴用作單過(guò)濾嘴是很有利的。
權(quán)利要求
1.一種香煙過(guò)濾嘴，其特征在于，過(guò)濾嘴的主體由纏結(jié)的溶紡纖維素連續(xù)長(zhǎng)絲構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的香煙過(guò)濾嘴，其特征在于，過(guò)濾嘴的主體由水力纏結(jié)的織物構(gòu)成，此織物由一層或多層鋪展纖維束形式的溶紡纖維素絲構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的香煙過(guò)濾嘴，其特征在于，過(guò)濾嘴的主體是桿狀的溶紡纖維絲素連續(xù)長(zhǎng)絲束。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的香煙過(guò)濾嘴，其特征在于，以一股或多股高壓水流徑向地或周邊方向地射向溶紡纖維素絲束來(lái)制備纏結(jié)絲束。
5.一種香煙，其特征在于，具有根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的過(guò)濾嘴。
6.一種對(duì)溶紡纖維素絲束進(jìn)行纏結(jié)的方法，其特征在于，其步驟是用一股或多股液體流側(cè)向射向具有形狀緊密截面的溶紡纖維素絲束。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，接受纏結(jié)加工的溶紡纖維素絲束具有形狀緊密的截面。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的方法，其特征在于，一股或多股液流垂直射向絲束。
9.根據(jù)權(quán)利要求6至8中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所用的液體是水。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種香煙過(guò)濾嘴，它由纏結(jié)的溶紡纖維素連續(xù)長(zhǎng)絲構(gòu)成，這些絲可以是經(jīng)過(guò)了纏結(jié)的，例如對(duì)由一層或多層鋪展纖維束形式的溶紡纖維素絲構(gòu)成的織物進(jìn)行水力纏結(jié)，或利用一股或多股水流徑向地或周邊方向地噴射桿狀的由溶紡纖維素絲構(gòu)成的絲束。
文檔編號(hào)D04H1/74GK1150746SQ9519360
公開(kāi)日1997年5月28日 申請(qǐng)日期1995年6月19日 優(yōu)先權(quán)日1994年6月20日
發(fā)明者C·R·伍丁斯 申請(qǐng)人:考脫沃茲纖維(控股)有限公司