由乙酸纤维素形成的结构物及其用途制造技术

由含有添加剂的乙酸纤维素形成的提高了生物降解作用的结构物。添加剂由可被微生物降解生成碱性分解产物，特别是氨等的含氮有机化合物组成。该结构物可能有长丝、短纤维、薄膜、箔、片材或其他制品形式。长丝和／或短纤维形成的结构物用于制造滤嘴滤丝，而滤嘴滤丝用于制造烟油滤芯。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及由乙酸纤维素形成的结构物，在纤维素中或在纤维素表面存在添加剂。本专利技术还涉及采用由长丝和/或短纤维形态的乙酸纤维素形成的结构物制造滤咀滤丝。本专利技术还涉及滤咀滤丝。此外，本专利技术还涉及利用滤咀滤丝来制造烟油滤芯。最后，本专利技术涉及由在贯轴方向密集过的乙酸纤维素长丝和/或乙酸纤维素短纤维(经乙酸纤维素增塑剂或胶粘剂硬化处理的)的滤咀滤丝部分构成的烟油滤芯。卷烟滤咀分解较慢，因此在吸烟人口多的广大居民区域会产生麻烦。对于大多数卷烟滤咀，现今采用的乙酸纤维素纤维其乙酰值在53%与57%之间(参看USP2953837，在该专利中引证的数值，即乙酰基含量为38%至41%相当于上述乙酰值为53%至57%)。与其它聚合物相比较(特别是合成聚合物)，这种乙酸纤维素的确是可生物降解的，但是用这种纤维制的卷烟滤咀在环境因素作用下达到至少在视觉上消失，现今估计所需时间很长。与卷烟滤咀相似，上述情况也适用于其它乙酸纤维素结构物如由注塑、挤出或吹塑方法制得的薄膜、箔、片材或其它形态的乙酸纤维素制品，当这种结构物如在仓库中贮存时，这些结构物达到完全生物降解需要很长的时间。如从德国专利1079521中知道的乙酸纤维素纤维滤咀滤丝和烟油滤芯，其乙酸纤维素纤维表面上含添加剂。根据德国专利1079521涂在乙酸纤维素纤维表面的添加剂起改善纤维粗糙度的作用。但是，在德国专利1079521中找不到有关加速滤咀滤丝和烟油滤芯生物降解性的提示。此外，美国专利5141006叙述的乙酸纤维素纤维滤咀滤丝和烟油滤芯，其乙酸纤维素纤维中含有添加剂。根据USP5141006，乙酸纤维素纤维中含添加剂时尤其对滤除尼古丁的效率定会得到改善。然而，USP5141006也没有表明加速滤咀滤丝和烟油滤芯生物降解的可能性。德国专利申请4013293和4013304的确叙述了在环境因素的作用下能较快地分解的卷烟滤咀，但是这些卷烟滤咀是由PHB(聚羟基丁酸)纺成的纤维或由PHB和PHV(聚羟基戊酸)共聚物纺成的纤维经横截面密集过的纤维束所构成的。然而，这些聚合物目前还没有被用来制造滤咀滤丝和烟油滤芯，至少还没有达可观的程度，这可能是由于—缺乏该聚合物的工业生产能力，—对烟味的影响与乙酸纤维素不同，以及—将这类聚合物加工成滤咀滤丝和烟油滤芯的一些工艺问题还不清楚(如与烟油滤芯的硬化或与该类聚合物喷丝所采用的有疑问的溶剂有关的问题)。最后，从德国专利申请3914022获知了新的通过混合方法而成为易于生物降解的塑性材料，并获知了它们用于制造油灯、永久发光的油烛、组合油灯、其它墓地灯具、献祭灯的外壳/容器和箔的用途。在德国专利申请3914022中引述的塑性材料是以含添加剂(如柠檬酸酯、聚酯、磷酸酯和有机铁化合物)的乙酸纤维素为基础的塑性材料。可采用的有机铁化合物如二茂铁即双—(环戊二烯基)—铁的衍生物或乙酰丙酮铁(Ⅱ)。但是，在德国专利申请3914022中所述的塑性材料几乎是不适用的或不适于批量生产的，因为—所述的添加剂需要量很高，因而相当大地限制了这类塑性材料应用的可能性，以及—由于它们的价格高，所述的添加剂会大大增加由所述塑性材料制造的产品成本。另外一个因素是在德国专利3914022中所述的某些添加剂要经食品法规或TVO(烟草法令)认可是不可能的或几乎不可能的，由于所需用量和它们的毒性，因此使得德国专利3014022公开的塑性材料用作如滤咀滤丝和烟油滤芯例如卷烟滤咀是不可能的。此外，在德国专利申请3914022中既没有提供关于加速滤咀滤丝和烟油滤芯生物降解可能性的暗示，而且在德国专利3914022中所述的配方因为乙酸纤维素增塑剂含量过高也不适用于制造滤咀滤丝和烟油滤芯。所以，综合
技术介绍
表明，—批量生产的乙酸纤维制品还需要使其具有更好的生物可降解性，以及—由食品法规和/或烟草法令所管制的由乙酸纤维素制得的结构物，如由乙酸纤维素纤维材料构成的滤咀滤丝以及由这种滤咀滤丝制的烟油滤芯，目前还没有找到解决加速它们生物降解的方法。因此，本专利技术的目的是由乙酸纤维素形成适用的结构物，具体说该结构物适于作成批生产的制品或符合食品法规和烟草法令，制品在环境因素的作用下具有更好的生物降解性。本专利技术的另一个目的是提出采用以长丝和/或短纤维形态的乙酸纤维素形成的结构物来制造在环境因素的作用下具有更好生物降解性的滤咀滤丝以及用该滤咀滤丝来制造在环境因素作用下具有更好生物降解性的烟油滤芯。本专利技术还有一个目的是在由长丝和/或短纤维形式的乙酸纤维素所形成的结构物的基础上制造适用的滤咀滤丝，以及由该滤咀滤丝制造烟油滤芯，它们在环境因素的作用下具有更好的生物降解性。关于由乙酸纤维素形成的结构物，其问题是由本身含添加剂的乙酸纤维素或其表面含添加剂的乙酸纤维素形成的结构物来解决的，其特征在于添加剂包括含氮的有机化合物，经微生物降解它生成碱性分解产物，具体说是氨，和/或含一个NH基或多个NH基和/或一个NH2基或多个NH2基的碱性化合物。优选的含氮有机化合物是尿素或尿素衍生物，优选这些物质是因为它们不违背食品法规并可大量地以可接受的价格购得。优选含氮有机化合物也包括蛋白质，特别优选的是β—乳球蛋白。各种蛋白质也不违背食品法规。而β—乳球蛋白，实际上是制造干酪时大量得到的而工业上几乎不用的副产物。优选含氮有机化合物还采用醛与氨或胺的缩合物，六亚甲基四胺是最优选的缩合产物。最后，优选含氮有机化合物可采用环状化合物，特别是咔唑(即二苯并吡咯，二亚苯基酰亚胺)。当然，其它含氮有机化合物也可采用，但它们应当尽可能是无毒的。由乙酸纤维素形成的结构物中含有另一种可生物降解的添加剂是更有利的。此外，由乙酰值小于53%，优选乙酰值在50与52%之间、可溶于丙酮的乙酸纤维素所构成的乙酸纤维素结构物是有利的。这一特性使乙酸纤维素于生物降解前在较短的时间内发生水解。此外，由通过注塑、挤出或吹塑而制得的长丝、短纤维、薄膜、箔、片材或其它形态的制品所形成的乙酸纤维素结构物也是有利的；自然，通过其它成型方法也可得到由乙酸纤维素形成的结构物。关于采用由长丝和/或短纤维形态的乙酸纤维素形成的结构物制造滤咀滤丝，其问题是通过制造集束的多股长丝和/或短纤维构成的滤咀滤丝的方法来解决的，所述长丝和/或短纤维是由其中或其表面存在添加剂的乙酸纤维素形成的，所述添加剂包括含氮有机化合物，所述含氮有机化合物被微生物降解生成碱性分解产物，特别是氨，和/或带有一个NH基或多个NH基和/或一个NH2基或NH2基的碱性化合物。关于滤咀滤丝，所提出的问题是用本专利技术的滤咀滤丝解决的，所述滤咀滤丝包括多股长丝和/或短纤维形态的结构物，所述长丝和/或短纤维是由其中或其表面存在添加剂的乙酸纤维素形成的，所述添加剂包括含氮有机化合物，所述含氮有机化合物被微生物降解生成碱性分解产物，特别是氨，和/或带有一个NH基或多个NH基和/或一个NH2基或多个NH2基的碱性化合物。优选滤咀滤丝的撕裂强度(相对于总纤度)至多是4×10-4daN/dtex，优选至多3×10-4daN/dtex。由于这一特征在生物降解前容易发生机械粉碎。关于将滤咀滤丝用于制造烟油滤芯，所提出的问题是用本专利技术制造烟油滤芯的方法解决的，所述方法包括向本专利技术的滤咀滤丝提供乙酸纤维素的增塑剂或胶粘剂，接着在本文档来自技高网...

【技术保护点】
由乙酸纤维素形成的结构物，乙酸纤维素中或其表面存在添加剂，其特征在于该添加剂包括含氮有机化合物，所述的含氮有机化合物通过微生物降解形成碱性分解产物，具体地说是氨，和／或具有一个ＮＨ基或多个ＮＨ基和／或一个ＮＨ↓［２］基或多个ＮＨ↓［２］基的碱性化合物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】DE 1993-7-9 P4322966.21.由乙酸纤维素形成的结构物，乙酸纤维素中或其表面存在添加剂，其特征在于该添加剂包括含氮有机化合物，所述的含氮有机化合物通过微生物降解形成碱性分解产物，具体地说是氨，和/或具有一个NH基或多个NH基和/或一个NH2基或多个NH2基的碱性化合物。2.根据权利要求1的结构物，其特征在于含氮有机化合物是尿素或尿素的衍生物。3.根据权利要求1的结构物，其特征在于含氮有机化合物包括蛋白质，具体地说是β-乳球蛋白。4.根据权利要求1的结构物，其特征在于含氮有机化合物是醛与氨或胺的缩合物，该缩合物具体说是六亚甲基四胺。5.根据权利要求1的结构物，其特征在于含氮有机化合物是环状化合物，具体说是咔唑。6.根据前述权利要求1-5中至少一项权利要求的结构物，其特征在于其中存在附加的、能生物降解的添加剂。7.根据前述权利要求1-6中至少一项权利要求的结构物，其特征在于该乙酸纤维素是具有乙酰值小于53%，优选的乙酰值为50与52%之间的可溶于丙酮的乙酸纤维素。8.根据前述权利要求1-7中至少一项权利要求的结构物，其特征在于它们是通过注塑、挤出或吹塑方法制得的长丝型、短纤维型、薄膜型、箔型、片材或其它形态的制品。9.制造由集束的多股长丝和/或短纤维构成的滤咀滤丝的方法，所述的长丝和/或短纤维是由在其中或其表面存在添加剂的乙酸纤维素形成的，所述的添加剂包括含氮有机化合物，所述的含氮有机化合物被微生物降解形成...

【专利技术属性】
技术研发人员：E泰费尔，R维尔牧德，
申请(专利权)人：罗纳布朗克罗达股份公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]