可降解的香烟过滤嘴包括散醋酸纤维素丝制的滤芯、环绕滤芯的卷纸和与所述丝相接触的涂层或丸片。涂层和/或丸片可以由适于催化醋酸纤维素丝水解的材料和水溶性基质材料组成。该材料可以是酸、酸式盐、碱和/或适于产生酸的细菌。可以对所述丝、所述卷纸或这两者施加所述涂层。所述丸片可置于滤芯里。当水与水溶性基质材料相接触时，适于催化水解的材料释出并催化醋酸纤维素丝的水解和后续降解。前述内容也适用于由纤维素酯制成的制品。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及可降解的香烟过滤嘴和由纤维素酯聚合物制成的可降解制品。
技术介绍
香烟过滤嘴由散醋酸纤维素丝制成。具体地说，该醋酸纤维素丝是取代度(D. S.) 在2.0至2. 6范围内的二醋酸纤维素。香烟过滤嘴包括由所述丝形成并用卷纸(plug wrap) 包裹的滤芯。过后可以使香烟过滤嘴附着于包裹的香烟烟柱。香烟抽完以后，香烟过滤嘴(或烟头)是要丢弃的。如果随意丢弃烟头的话(例 如，扔在地上)，它就成为很不雅观的垃圾块。近年来，越来越多的吸烟者不得不到室外去抽 烟。这方面的措施增加了随意丢弃的烟头数量。用在香烟过滤嘴中的醋酸纤维素会随着时间的推移而降解；然而发生降解的时间 可能会是很长的(例如>4年)。因此，有必要加快烟头中的醋酸纤维素的降解。现有技术中已经试图加速香烟头的降解。这些现有技术试图通过在制造过程中往 醋酸纤维素丝里加入降解促进剂以加速降解。在美国专利No. 5491024和No. 5647383中， 在制造过程中往醋酸纤维素丝里加入作为光降解剂的超细二氧化钛(TiO2)。在美国专利 No. 6571802和No. 6739344中，在制造过程中往醋酸纤维素丝里加入生物降解促进(或分解 加速)剂和/或反应控制剂。生物降解促进剂包括磷的含氧酸、硫的含氧酸、氮的含氧酸、 前述酸的氢盐的偏酯、碳酸及其氢盐、磺酸和羧酸。仍然还需要获得这样的可降解香烟过滤嘴，其中在制造过程中不用往醋酸纤维素 丝里加入降解剂。
技术实现思路
可降解香烟过滤嘴包括散醋酸纤维素丝制的滤芯、环绕滤芯的卷纸和与所述丝相 接触的涂层或丸片。涂层和/或丸片可以由适于催化醋酸纤维素丝水解的材料和水溶性基 质材料组成。该材料可以是酸、酸式盐、碱和/或适于产生酸的细菌。可以对所述丝、所述 卷纸或这两者施加所述涂层。所述丸片可置于滤芯里。当足够的水与水溶性基质材料相接 触时，适于催化水解的材料释出并催化醋酸纤维素丝的水解和后续降解。前述内容也适用 于由纤维素酯制成的制品。附图说明为例示本专利技术，附图中显示目前优选的形式；然而，应该理解的是，本专利技术不局限 于所示的确切结构和手段。图1是根据本专利技术制成的滤棒的图示。图Ia是图1中所示滤棒沿截线Ia-Ia所取的截面图。图2是根据本专利技术制成的另一滤棒的图示。图2a是图2中所示滤棒沿截线2a_2a所取的截面图。图3是例示通过某些酸、酸式盐和碱使醋酸纤维素滤棒从取代度(D. S.)为2. 5减 小到1所需时间的图形。图4是例示通过某些酸、酸式盐和碱使醋酸纤维素滤棒从取代度(D. S.)为2. 5减 小到0所需时间的图形。对本专利技术的详细说明可降解香烟过滤嘴通常包括由散醋酸纤维素丝制成的滤芯(或滤嘴)、环绕滤芯 的卷纸和与所述丝相接触的涂层或丸片。涂层和丸片由用于催化醋酸纤维素丝水解的材料 和水溶性基质材料制成。可以在醋酸纤维素丝制成以后对所述丝施加涂层(即，不加入到 纺丝溶液中)和/或对所述卷纸施加涂层。可以在香烟过滤嘴的制造期间将丸片加入到滤 芯中。以下将更详细地对前述内容进行说明。用在本文中的可降解香烟过滤嘴指的是当暴露于户外环境(即，暴露于雨水、露 水或其它水源)时将会分解的香烟过滤嘴。降解度在最低限度上应足以使醋酸纤维素(在 香烟过滤嘴中，醋酸纤维素通常具有2. 0-2. 6的D. S.)转化成纤维素(D. S.彡1. 0)，在最大 限度上则足以使醋酸纤维素转化成葡萄糖。这种降解的时限小于同等数量未经处理的醋酸 纤维素分解所需的时间，通常可以是几个月(例如2-6个月)。涂层和丸片由适于催化醋酸纤维素丝水解的材料和水溶性基质材料制成。以下将 更详细地讨论这些组分中的每一种。适于催化醋酸纤维素丝水解的材料是能催化醋酸纤维素丝水解的任何材料。用在 本文中的催化水解指的是从纤维素主链上脱除醋酸酯部分。理想的是所有的醋酸酯部分被 脱除，但这种理想的条件不是降解所必需的，D. S. ^ 1.0的醋酸纤维素对于降解(例如，被 天然的酶和细菌侵蚀)来说就足够了。为了发生醋酸纤维素的水解，通常只有作为要催化 水解的材料的醋酸纤维素以及水是必要的。可以把适于催化水解的材料分成若干类酸、酸式盐、碱和适于产生酸的细菌。酸 的PKa应该<6。碱的pKb应该<6。通常单独使用这些种类当中的材料，但组合使用也是 可行的。所述酸包括醋酸、抗坏血酸、抗坏血酸-2-磷酸盐、抗坏血酸-2-硫酸盐、天冬氨 酸(氨基琥珀酸)、肉桂酸、柠檬酸、叶酸、戊二酸、乳酸、苹果酸(L-羟基琥珀酸)、尼古丁酸 (烟碱酸)、草酸、琥珀酸、酒石酸、硼酸、盐酸、硝酸、磷酸、硫酸，以及它们的组合。在大多数 实施方案中，使用抗坏血酸、柠檬酸、乳酸或者是尼古丁酸。另外，所述酸可以包括有机弱酸与能水解成强酸的化合物的组合。在这种组合当 中，有机弱酸使所述化合物水解而提供强酸，而强酸使所述丝水解(通常水解成糖，例如葡 萄糖)。有机弱酸包括抗坏血酸、柠檬酸、乳酸、尼古丁酸、羟基琥珀酸(苹果酸)，以及它 们的组合。能水解成强酸的化合物包括硫酸纤维素、硫酸十二酯、抗坏血酸-2-硫酸盐、抗 坏血酸-2-磷酸盐、五氧化二磷、基于五氧化二磷的酯、硝酸纤维素、磷酸-2-乙基己酯，以 及它们的组合。酸式盐包括这样的金属盐，其中所述金属选自铝、钾、钠或锌，盐的非金属部分选 自硝酸根、磷酸二氢根、磷酸氢根、磷酸根、硫酸氢根、硫酸根、以及它们的组合。作为酸式盐 还包括明矾(硫酸铝钾)和硫酸铝铵。在大多数实施方案中使用硫酸氢钠(NaHSO4)或者 是磷酸二氢钠(NaH2PO4)。所述碱包括金属氢氧化物、氧化钙(石灰)、尿素、硼砂、偏硅酸钠、氢氧化铵、碳 酸钠、磷酸三钠、次氯酸钠、碳酸氢钠(重碳酸钠)，以及它们的组合。所述细菌可以是产生酸的细菌，或者可以是直接侵蚀醋酸纤维素并使之降解的细 菌。通常必须对产生酸的细菌提供食物源。如此当通过水的溶解作用释出这种细菌时，所 述细菌消化食物源，产生弱酸，而弱酸催化醋酸纤维素的水解。产生酸的细菌包括嗜酸乳 杆菌、长双歧杆菌、伍氏醋酸杆菌、醋化醋杆菌(醋细菌)以及它们的组合。这些细菌的食 物源是常规的，可以包括基于乳糖、葡萄糖、和/或三放体的材料。直接侵蚀和降解醋酸纤 维素的细菌不需要食物源。直接侵蚀和降解醋酸纤维素的细菌包括苜蓿根瘤菌、木糖氧化 产碱菌以及它们的组合。水溶性基质材料可以是任何这样的材料，其可用于包封(即，容纳适于催化水解 的材料)，但在与水接触时会溶解，从而可以对水解产生催化作用。包封的重要性至少有两 个原因首先，包封防止过早的水解，其次，保持产品(滤嘴)的保质期。水溶性基质材料 可以是醋酸纤维素(D.S. =0.8 士 0.2)、羧甲基纤维素(CMC)、乙基纤维素、羟丙基纤维素 (HPC)、羟丙基甲基纤维素(HPMC)、甲基纤维素、聚乙二醇(PEG)、聚醋酸乙烯酯、聚乙烯醇、 淀粉、糖以及它们的组合。所述糖可以是葡萄糖、蔗糖、乳糖、以及它们的组合。在大多数实 施方案中，水溶性基质材料可以是羧甲基纤维素、羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、聚乙 烯醇、聚乙二醇、以及它们的组合。对于滤芯中存在的适于催化水解的材料来说，其量必须足以使醋酸纤维素丝以比 等量未经处理的滤芯更快的速率发生降解。例如，在本专利技术的一个实施方本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种可降解的香烟过滤嘴，其中所述香烟过滤嘴包括散醋酸纤维素丝制的滤芯和环绕所述滤芯的卷纸，包括：由水溶性基质材料与适于催化所述醋酸纤维素丝水解的材料的混合物组成的涂层或丸片，所述混合物被施加于所述丝或所述卷纸或这两者，由此水溶解所述基质材料，使适于催化水解的所述材料接触到所述丝，并且适于催化水解的所述材料使所述丝降解。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2007.12.17 US 61/014,210;2008.06.09 US 12/135,2641.一种可降解的香烟过滤嘴，其中所述香烟过滤嘴包括散醋酸纤维素丝制的滤芯和环 绕所述滤芯的卷纸，包括由水溶性基质材料与适于催化所述醋酸纤维素丝水解的材料的混合物组成的涂层或 丸片，所述混合物被施加于所述丝或所述卷纸或这两者，由此水溶解所述基质材料，使适于催化水解的所述材料接触到所述丝，并且适于催化 水解的所述材料使所述丝降解。2.根据权利要求1所述的可降解香烟过滤嘴，其中，适于催化所述醋酸纤维素丝水解 的所述材料包括PKa < 6或pKb < 6的任何材料。3.根据权利要求1所述的可降解香烟过滤嘴，其中，适于催化所述醋酸纤维素丝水解 的所述材料选自酸、酸式盐、碱，或适于产生酸的细菌，或它们的组合。4.根据权利要求3所述的可降解香烟过滤嘴，其中，所述酸选自醋酸、抗坏血酸、抗坏 血酸-2-磷酸盐、抗坏血酸-2-硫酸盐、天冬氨酸(氨基琥珀酸)、肉桂酸、柠檬酸、叶酸、戊 二酸、乳酸、苹果酸(L-羟基琥珀酸)、尼古丁酸(烟碱酸)、草酸、琥珀酸、酒石酸、硼酸、盐 酸、硝酸、磷酸、硫酸，以及它们的组合。5.根据权利要求3所述的可降解香烟过滤嘴，其中，所述酸为有机弱酸与能水解成强 酸的化合物。6.根据权利要求5所述的可降解香烟过滤嘴，其中，所述有机弱酸选自抗坏血酸、柠 檬酸、乳酸、尼古丁酸、羟基琥珀酸(苹果酸)，以及它们的组合。7.根据权利要求5所述的可降解香烟过滤嘴，其中，能水解成强酸的所述化合物选自 硫酸纤维素、硫酸十二酯、抗坏血酸-2-硫酸盐、抗坏血酸-2-磷酸盐、五氧化二磷、基于五 氧化二磷的酯、硝酸纤维素、磷酸-2-乙基己酯，以及它们的组合。8.根据权利要求3所述的可降解香烟过滤嘴，其中，所述酸式盐为这样的金属盐，其中 所述金属选自铝、钾、钠、或锌，该盐的非金属部分选自硝酸根、磷酸二氢根、磷酸氢根、磷酸 根、硫酸氢根、硫酸根、以及它们的组合。9.根据权利要求3所述的可降解香烟过滤嘴，其中，所述碱选自金属氢氧化物、氧化 钙(石灰)、尿素、硼砂、偏硅酸钠、氢氧...
【专利技术属性】
技术研发人员：雷蒙德·M·罗伯逊，威廉·C·托马斯，
申请(专利权)人：赛拉尼斯醋酸盐有限公司，
类型：发明
国别省市：US
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。