[发明专利]适合用于吸烟制品中的过滤器元件以及用于生产其的方法

说明书

一种适合用于吸烟制品中的过滤器元件以及用于生产其的方法。所述过滤器元件包含乙酸纤维素纤维，所述乙酸纤维素纤维通过包围所述乙酸纤维素纤维的聚羟基烷基酸酯(PHA)而粘结在一起。所述PHA代替甘油三乙酸酯或其他粘结剂用作用于乙酸纤维素纤维的粘结剂，所述PHA为高度可生物降解的聚合物，当将其施加在纤维表面上时能够粘结乙酸纤维素纤维，使得形成随机连接点，从而在纤维之间保持适合于吸烟期间的恰当压降的空间，并赋予过滤器元件适当的硬度。此外，由于所述PHA具有相对高的熔点并且基本不溶于水，因此当其经受吸香烟期间产生的暖湿烟雾时不会软化或熔化，从而防止过滤器元件在吸烟期间软化或塌陷。此外，在形成过滤器元件的乙酸纤维素纤维的表面上存在PHA引起香烟烟雾中的有毒物质尤其是关于活性氧物质的有毒物质显著减少。

背景技术

本发明涉及适合用于吸烟制品中的过滤器元件，以及涉及用于生产其的方法。更特别地，本发明涉及适合用于吸烟制品中的过滤器元件，以及涉及用于生产其的方法，其中所述过滤器元件包含通过可生物降解材料特别地聚羟基烷基酸酯(polyhydroxyalkanoate，PHA)粘合的纤维束。

吸烟制品，例如香烟，通常具有基本上圆柱形的棒状结构，并且包括可抽吸材料的卷，例如被纸包裹物包围的烟草丝，从而形成所谓的“可抽吸棒”。通常，香烟具有与可抽吸棒以首尾相接的关系对齐的圆柱形过滤器元件。典型地，过滤器元件包含由纸材料包围的乙酸纤维素纤维束，并且过滤器元件使用称为“接装材料”的包围性包裹材料附接至可抽吸棒的一端。常规的乙酸纤维素纤维(其被生产为束的形式，也称为“丝束”)用合适的增塑剂(通常为三乙酸甘油酯(甘油三乙酸酯))粘结，所述增塑剂能够将短纤维彼此粘合以产生在吸烟期间不会软化或塌陷的相对牢固且刚性的结构。

关于环境可持续性，目前可用的用于形成过滤器元件的过滤器技术具有数个缺点。例如，包含由甘油三乙酸酯粘结的乙酸纤维素纤维的常规过滤器元件需要不期望的长的时间来实际生物降解(通常为约两年至十年)。已经开发出包含使用后可以促进过滤器元件的生物降解的材料的某些用于香烟的过滤器元件。例如，已经注意到可以向过滤器材料中添加某些添加剂以提高可降解性(参见例如US 5,913,311、US 5,947,126、US 5,970,988和US 6,571,802)。

US 2017/0354179公开了包括由具有不同物理特性的两种或更多种纤维输入形成的过滤器元件的吸烟制品。将第一多根乙酸纤维素短纤维和第二多根可降解聚合物短纤维共混以得到纤维混合物，其中纤维混合物的短纤维随机取向。可以对可降解聚合物短纤维进行处理以增加疏水性。然后可以将纤维混合物的短纤维粘结以形成可以并入到过滤器元件中的纤维束。用于可降解短纤维的示例性可生物降解材料包括脂族聚酯、嵌入有淀粉颗粒的乙酸纤维素、涂覆有乙酰基的纤维素、聚乙烯醇、淀粉、聚丁二酸丁二醇酯、蛋白质、多糖(例如纤维素和/或藻酸钙)，及其共聚物和共混物。示例性脂族聚酯具有结构-[C(O)-R-O]n-，其中n为表示聚合物链中的单体单元数的整数，以及R为具有直链或支链的脂族烃，优选为C₁-C₁₀亚烷基，更优选为C₁-C₆亚烷基。示例性脂族聚酯包括聚乙醇酸(PGA)、聚乳酸(PLA)(例如，聚(L-乳酸)或聚(DL-乳酸))、聚羟基烷基酸酯(PHA)(例如聚羟基丙酸酯、聚羟基戊酸酯、聚羟基丁酸酯、聚羟基己酸酯和聚羟基辛酸酯)、聚己内酯(PCL)、聚丁二酸丁二醇酯、聚丁二酸己二酸丁二醇酯，及其共聚物(例如，聚羟基丁酸酯-共聚-羟基戊酸酯(PHBV))。

香烟制造商长期面临的另一个问题是提供在吸收香烟烟雾的有毒组分方面更有效的过滤器元件，以便降低由通过烟草和纸燃烧而产生的数种副产物(例如多环芳族烃(PAH)、重金属、活性氧物质(reactive oxygen species，ROS)等)引起的对人体健康的公知风险。