[发明专利]在水中快速分解的滤嘴纸

说明书

技术领域

本发明涉及纸，用于生产香烟滤嘴或者用作滤嘴卷纸。本发明还涉及对应的香烟以及对应的生产方法。所述纸具有在水中快速分解的特性，从而改善了由其制造的香烟滤嘴的生物降解性。

背景技术

常规生产的滤嘴香烟通常由柱形烟草杆和滤嘴组成，烟草杆被香烟纸卷起，滤嘴由滤嘴材料制成并且被滤嘴卷纸卷起。常用滤嘴材料是醋酸纤维素。典型地，烟草杆和滤嘴通过接装纸彼此连接。

滤嘴香烟消费之后剩余的残渣主要由滤嘴组成。在很多情况下，这些残渣不是以有序的方式处理，而是仅被简单地扔掉，由于此原因其仍然保留在环境中，直到其由于环境影响而分解。在分解过程期间，首先接装纸和滤嘴卷纸与滤嘴材料分离。该过程发生地相对快速，然而取决于环境条件，醋酸纤维素纤维的分解需要一个月至三年。因此，行业内感兴趣的是寻找在环境中比醋酸纤维素纤维显著更快地降解的用于香烟滤嘴的材料。

作为醋酸纤维素纤维的替换，还公知的是纸用作香烟的滤嘴材料。尽管纸通常在环境中比醋酸纤维素更快降解，然而公知纸滤嘴的降解仍然比期望地慢。

纸在水中的分解速度能够用描述于TAPPI方法T 261“湿筛造纸原料的精细重量比例”中的装置来测量。该装置由柱形容器组成，该容器具有10cm的内径，填充有23℃的温蒸馏水，该容器的下端设置有滤网并且由滤网下面的排出阀封闭。在该容器中存在搅拌单元，搅拌单元的速度能够设定为每分钟10至3000转。该滤网中每25mm具有32网目，开口宽度为0.57mm。关于搅拌单元、其在容器中的位置以及对该装置的进一步详细描述能够从TAPPI T 261获取。将纸样品放入容器，同时搅拌单元运行，在限定的旋转速度下搅拌具有纸样品的水达限定时间。然后通过打开排出阀将水排出，使得纤维保留在滤网上。然后将具有纤维的滤网进行干燥，并且通过图像分析来确定被分解的纸的部分。

详细地说，测量如下进行。将所要测量的纸在ISO187限定的条件下适应至少两个小时。切割成20±0.5×20±0.5mm的小纸片。在开始测量时，用800ml的水填充容器。然后启动搅拌单元，并且设定为每分钟800转的旋转速度。将纸样品放入容器，在该容器中纸样品能够因搅拌单元引起的剪切力的作用而分解。在添加样品之后30秒停止搅拌单元，通过打开排出阀将水立即排出。没有分解的单根纤维和纸片会保留在滤网上。

在将水排出之后，将滤网与纤维一起在105℃的烘箱中干燥5分钟。通过图像分析来确定留在滤网上的纤维量。为此，将具有纸样品残渣的滤网放置在黑基板上，并且使用数码相机获得具有足够分辨度的灰度图像。用适当的软件，例如程序“Image J”，来分析该图像。

在所获取的数字图像中，滤网和单根纤维将变暗，而未分解的纤维束和较大的纸残渣变亮。灰度值被定义为阈值，该阈值可清楚地区分滤网和单根纤维与纤维束和纸残渣。对于特征在于值从0(黑)到255(白)的稳定增加的256值灰度值，在多数情况下值为140可以胜任合理的阈值选择，结果仅在很小程度上依赖于精确数值。

之后，对灰度值大于阈值、故属于纤维束或者纸的较大残渣的像素的数量进行计数。确定这些像素的数量与对应于20×20mm无损坏纸样品的像素总数量之间的比例。用1减去该比例并且以百分率表示。百分率越高，分解的纸越多。

在罕见的情况下会发生的是，稍微分解的纸样品折叠沉积在网上而不是平铺沉积在网上。因为可见纸表面较小，所以这些样品将错误地指示纸的较大程度的分解。在这种情况下，必须舍弃该样品，并且必须用新样品重复进行测量。

在该分解测试中至少60％的结果对应于在几分钟内容器中因稍微移动的水而完全分解的纸，而对于常规纸来说分解测试提供较低的结果，常规纸在这些条件下即使在几小时之后也不会显示任何分解迹象。

用这种常规纸制造的香烟滤嘴的劣势在于，在环境中比期望地降解地更慢。总之，不得不说的是，常规纸在干态下具有足够的稳定性，例如使得它们能够被机器加工，一般来说在水中溶解得慢于本发明目的所期望的。

现有技术中已经尝试开发在水中相对快溶解的纸材料。在该方面的一个例子是使用未漂白浆料，由其可以生产出确实快速分解的滤嘴，然而，其提供的滤嘴具有通常不期望的浅棕色。

发明内容

本发明的目的是提供这样的滤嘴材料，其能够方便且廉价地生产，同时在水中相对快地分解。该目的是通过根据权利要求1的在水中快速分解的纸以及根据权利要求13的其生产方法来实现的。本发明的进一步目的是使用这种材料的滤嘴香烟。从属权利要求公开了进一步优选的实施方案。