高效香烟过滤嘴制造技术

本发明专利技术涉及一种高效率的香烟过滤嘴，该香烟过滤嘴基于纤维素酯纤维或纤丝，并具有机械可分解性，其特征在于：ａ）与纤丝纤度有关的纤维重量（或纤丝重量）／过烟阻力的比例Ｓ大于约０．７，其中Ｓ值满足下列关系式：Ｓ＝（ｍ＜ｓｕｂ＞Ａ＜／ｓｕｂ＞／ΔＰ＜ｓｕｂ＞７．８＜／ｓｕｂ＞）／ｄｐｆ［１０ｍ／ｄａＰＡ］，式中，ｍ＜ｓｕｂ＞Ａ＜／ｓｕｂ＞表示纤维重量［ｇ］，ΔＰ表示过烟阻力［ｄａＰＡ］，ｄｐｆ表示纤丝纤度［ｄｔｅｘ］，而且过烟阻力采用换算为７．８ｍｍ直径时的值；ｂ）过滤材料的剩余卷曲不超过１．４５；ｃ）纤维重量最大为１０ｍｇ／ｍｍ过滤嘴长度；以及ｄ）所得香烟过滤嘴的硬度超过约９０％的Ｆｉｌｔｒｏｎａ硬度。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种基于纤维素酯纤维或纤丝(Filament)的、具有机械可分解性(Desintegriebarkeit)的高效香烟过滤嘴。目前所应用的绝大多数香烟过滤嘴都是由过滤嘴用亚麻短纤维(Filter Tow)制备的，该亚麻短纤维由无接头的、在压缩室卷曲了的2，5-乙酸纤维素酯(Cellulose-2，5-acetat)纤丝构成的。为了生产过滤嘴用亚麻短纤维，一种在丙酮中的大约30％的2，5-乙酸纤维素酯溶液被挤压通过喷丝嘴(Spinnduese)，所述丙酮在纺丝筒(Spinnschacht)中经吹入热空气而蒸发，许多根纤丝(3000至3500根)合并成一条丝带(Band)，接着该丝带在压缩室被压缩卷曲。随后，所得产物进行干燥，并装入仓储容器中，最后被压缩成300至600kg重的货包。目前，全世界用这种方法制备的过滤嘴用亚麻短纤维的总量达到每年500,000吨，这足以说明该过程重要的经济意义。在过滤嘴用亚麻短纤维货包运抵过滤嘴或香烟制造厂商后，将过滤嘴用亚麻短纤维从货包中取出，在过滤嘴棍(Filterstab)机器上加工成过滤嘴棍，如在US-A-5,460,590中所述将过滤嘴纤丝在一个伸展方向上伸展，加入用于粘合纤丝的添加剂，形成三维粗纺线(Lunte)，然后用入口漏斗(Einlauftrichter)输入到成形加工区域，在此进行横轴向压缩，并用纸包上，切成过滤嘴棍的最终长度。用来粘结纤丝的添加剂通常是乙酸纤维素酯的高沸点溶剂，如甘油三乙酸酯(三醋精)，应用这种添加剂后纤丝的表面在短时间内溶解。在二根纤丝随机碰到的所有地方，于碰到以后一定时间内，在所碰到的地方会形成牢固的粘结点，因为过剩的添加剂向纤维表面迁移，这样添加剂中的2，5-乙酸纤维素酯的液态溶液小滴就凝固了。在不到1个小时间的储存时间内，这取决于上述的硬化剂的迁移，可得到机械牢固的、三维网状的、具有较小充填密度(目前通常为80-120mg/cm3)的过滤嘴棍(以下称为“室过滤嘴(Raumfilter)”)；由于它的硬度，此室过滤嘴可毫无困难地在现代制烟机中被快速加工。这-总体方法的优点在于，过滤嘴用亚麻短纤维生产效率很高，从过滤嘴用亚麻短纤维制造商到最终客户的运输成本较低，以及尤其是过滤嘴制备生产效率很高，该生产效率不是由货包中的丝带的有效长度这一不重要因素决定。过滤嘴用亚麻短纤维的加工可在商购的过滤嘴棍机器上进行，例如汉堡的Fa.Koerber AG的KDF 3/AF过滤嘴棍机器。目前，现有技术的生产速度为600m/min。利用在DE-A-43 40 019中描述的双股技术(Doppelstrangtechnologie)和在DE-A-43 20 303中提出的双亚麻短纤维技术(Twin Tow-Technologie)，过滤嘴制备的生产速率还能显著提高。传统的过滤嘴制备方法的另一个优点是，通过改变加工和成型之间的速度比，可以改变与压力差有关的过滤嘴性能以及在较大的范围内保持过滤嘴用亚麻短纤维的过滤效率。此外，根据所描述的方法，通过改变纤丝纤度或总纤度(Gesamttiter)，而几乎能制备出任意过滤效率相差很大的过滤嘴。目前，仍采用2，5-乙酸纤维素酯用来制备室过滤嘴；关于吸烟和健康的讨论，已证明其对于特殊的滞留现象具有突出的性能。从健康上考虑，由乙酸纤维素酯制成的过滤嘴，其过滤掉亚硝胺和苯酚比过滤掉冷凝物和尼古丁更为有效。此外，目前通用的烟草混合物的烟味，例如“美国配料”、“德国配料”和“弗吉尼亚”，在与由乙酸纤维素酯制成的室过滤嘴联合使用时，被吸烟者评定为最为适意。由2，5-乙酸纤维素酯制成的室过滤嘴的另一个不可低估的优点在于，过滤嘴的切割平面的外观均匀性。所有其它可能的聚合物，在采用可比的方法来制备室过滤嘴时，由于其对烟味的不利影响、缺少特殊的滞留、硬化方面的问题以及在过滤嘴棍机器和制烟机中过滤嘴的切割问题，而不能被市场所接受。应用其它的聚合物制备的室过滤嘴，导致而对烟味的完全否定的评价和缺少特殊的滞留，说明现在的乙酸酯过滤嘴的优点不应归因于其物理结构，而应归因于2，5-乙酸纤维素酯聚合物的吸附性能，该吸附性能对于面过滤嘴(Flaechenfilter)也具有有益的影响。然而，尽管由2，5-乙酸纤维素酯制成的过滤嘴具有无可争辩的市场优势，其还是有一些重大的缺点由于物理结构的预先规定，室过滤嘴的过烟阻力(Zugwider-stand)和过滤效率被明确限定。通常，表示室过滤嘴的颗粒过滤或冷凝物滞留的“RK”是纤丝纤度(纤维精细度)、过滤嘴直径、过烟阻力和过滤嘴长度的函数。该函数为RK＝f(dpf，D，l，Δp)(1)在此，各符号的意义为dpf 纤丝纤度[dtex]D过滤嘴直径[mm]l过滤嘴长度[mm]Δp 过烟阻力[daPA]由这种经验方程式所得出的这些量值之间的关系，已经得到了试验的证实。这方面的例子可在下列出版物中找到“香烟的设计”，C.L.Brown，Hoechst-Celanse公司，第三版，1990和CableCapabilityLine Expert Copyright  1994 by Rhodia Acetow AG，D-79123弗赖堡。在当时的过滤嘴计算程序“Cable”中，应用下列的经验关系式RK＝100*(l-DK) (2)式中，DK＝冷凝物在过滤嘴中的渗透性在此DK＝exp(L*A+B) (3)A＝K1-K2*dpf (4)L＝21-1 (5) 和B＝-(K3×D4*ΔP+K4/dpf+K5) (6)在此，K1至K5是常数，可由对应于所用烟草混合物和各自滞留测定法由经验得到。换句话说，对于给定的过滤嘴长度和确定的直径，香烟过滤嘴的过滤效率可根据过滤嘴的过烟阻力和所用的亚麻短纤维特有的纤丝纤度而确切地予以确定。预先设定如长度、直径、过烟阻力和纤丝纤度等而提高室过滤嘴的过滤效率，已经得到了试验的证实。例如，在DE-A-26 58 479中描述了一种这样的高效过滤嘴，此处过滤效率的提高是通过添加提高滞留的、精细分散的金属氧化物而达到。室过滤嘴的过烟阻力也被明确定义；它跟过滤嘴的直径D、长度l、纤丝纤度dpf、总纤度G[g/10exp4*m]以及纤维重量mA[g]有关。ΔP＝f(D，l，dpf，G，mA)(7)对于特定的过滤嘴用亚麻短纤维，当过烟阻力ΔP、直径D和长度l一定时，过滤嘴棍的纤维重量也是一定的。由于可用的过滤嘴用亚麻短纤维性质多样、过滤嘴棍的尺寸不同以及不同的剩余卷曲(Restkraeuselungen)，因而纤维重量和过烟阻力之间的关系不能在一个数学方程式中全部给出。然而对于每种特定的过滤嘴用亚麻短纤维、剩余卷曲和过滤嘴棍尺寸，上述的“Cable”可以允许计算出给定的过烟阻力下的纤维重量。过滤嘴的纤维重量mA与剩余卷曲和总纤度的关系可通过下面的方程式予以定义IR＝10,000*mA/(G*l) (8)此处，所谓的剩余卷曲是指去卷曲的纤丝的长度与过滤嘴长度的比例。剩余卷曲对于给定的香烟过滤嘴是一个特定的特性。根据现有技术可能的剩余卷曲和现在通用的由纤维素酯制备的室过滤器的纤丝纤度，可通过与纤丝纤度相关的纤维重量与过烟阻力的比例，将室过滤嘴的总量进行特征化地本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高效率的香烟过滤嘴，所述香烟过滤嘴基于纤维素酯纤维或纤丝，并具有机械可分解性，其特征在于： ａ）与纤丝纤度有关的纤维重量（或纤丝重量）／过烟阻力的比例Ｓ大于约０．７，其中Ｓ值满足下列关系式： Ｓ＝（ｍ↓［Ａ］／ΔＰ↓［７．８］）／ｄｐｆ ［１０ｍ／ｄａＰＡ］ 式中，ｍ↓［Ａ］表示纤维重量［ｇ］，ΔＰ表示过烟阻力［ｄａＰＡ］，ｄｐｆ表示纤丝纤度［ｄｔｅｘ］，而且过烟阻力采用换算为７．８ｍｍ直径时的值； ｂ）过滤材料的剩余卷曲不超过１．４５； ｃ）纤维重量最大为１０ｍｇ／ｍｍ过滤嘴长度；以及 ｄ）所得香烟过滤嘴的硬度超过约９０％的Ｆｉｌｔｒｏｎａ硬度。

【技术特征摘要】
DE 1999-10-22 19951062.81.一种高效率的香烟过滤嘴，所述香烟过滤嘴基于纤维素酯纤维或纤丝，并具有机械可分解性，其特征在于a)与纤丝纤度有关的纤维重量(或纤丝重量)/过烟阻力的比例S大于约0.7，其中S值满足下列关系式S＝(mA/ΔP7.8)/dpf [10m/daPA]式中，mA表示纤维重量[g]，ΔP表示过烟阻力[daPA]，dpf表示纤丝纤度[dtex]，而且过烟阻力采用换算为7.8mm直径时的值；b)过滤材料的剩余卷曲不超过1.45；c)纤维重量最大为10mg/mm过滤嘴长度；以及d)所得香烟过滤嘴的硬度超过约90％的Filtrona硬度。2.如权利要求1所述的高效率香烟过滤嘴，其特征在于，所述的纤维素酯材料是乙酸纤维素。3.如权利要求1或2所述的高效率香烟过滤嘴，其特征在于，所述的香烟过滤嘴按CBDTF-试验经10周的试验时间后重量损失至少为约40％。4.如权利要求1-3之一所述的高效率香烟过滤嘴，其特征在于，所述的纤维素酯材料是热塑性的，而且只要纤维或纤丝中包括增塑剂，其分布是均匀的。5.如权利要求1-4之一所述的高效率香烟过滤嘴，其特征在于，在所述的纤维或纤丝的表面上存在水溶性的粘合剂。6.如前述权利要求之一所述的高效率香烟过滤嘴，其特征在于，所述的剩余卷曲在约1.05-1.4之间，特别是在1.1-1.3之间。7.如前述权利要求之一所述的高效率香烟过滤嘴，其特征在于，所述的香烟过滤嘴是由多倍宽的纤维条制得。8.如前述权利要求之一所述的高效率香烟过滤嘴，其特征在于，所述的香烟过滤嘴是由纤维条制得，而该纤维条事先拆分为多个条。9.如前述权利要求之一所述的高效率香烟过滤嘴，其特征在于，所述的热塑性纤维或纤丝含有乙酸纤维素特别是2，5-乙酸纤维素酯、丁酸纤维素、纤维素乙酰丁酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：埃伯哈德托依费尔，京特毛雷尔，埃梅里希萨克斯，
申请(专利权)人：罗迪亚阿塞托有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]