[发明专利]含压紧纤维的聚烯烃基质材料的香烟过滤元件及其制法

说明书

本发明涉及含有纤维的香烟过滤元件及其制备方法。所说元件包含有用过滤调整成分处理过的压紧的合成热塑性基质材料。

基质这个词指的是任何传统上使用的纤维过滤介质。这些过滤介质引入通用设备的附件，以便制成压紧滤杆，它包括以开清纤维束的形式存在的纤维、无纺材料带、纱条或含纤维的薄片。

众所周知，烟草烟雾过滤材料包括压紧的合成纤维成分，特别是各种聚烯烃，如聚丙烯。几年来，这类合成纤维成分一直被用于香烟的过滤嘴部分。因为它们容易被拉成低旦数而且可提供高过滤效果，这种效果是与皱缩和高速生产所致的拉力而需要的强度相结合的。

然而，合成纤维成分，特别是各种聚烯烃，如聚丙烯也有其缺点。它们一般是疏水性的和趋于化学惰性。同时，用于增强过滤效果的大多数添加剂也趋于疏水性。因此，这些添加剂要保留在含有疏水性的合成纤维的过滤嘴中是困难的，要达到合乎要求的各种物理性能的结合也有困难。这些物理性能包括：总的过滤效果、尺寸的稳定性、硬度和满意的“抽吸”（通过过滤元件的压降）。这些物理性能实质上取决于纤维的旦数、过滤嘴长度和密度。同时，要达到高度有选择地滤除烟雾成分，特别是有效地处理食用香料，如尼古丁的能力，并要有效地限制不太希望的烟雾副产品的通过，也是有困难的。

虽然各种合成纤维和纤维混合物已被试用并鉴定作为过滤成分，但由于价格和操作上的优点，数量相当大的现用香烟过滤嘴产品，仍继续沿用着过时的技术和基质组合物。例如，采用各种添加剂的醋酸纤维束，使用传统滤杆成型机可加工成可切割的滤杆。因为需要变更设备，所以革新存在着阻力。

美国4，266，561号专利公开了加有烟草烟雾过滤嘴的化学吸附成分。这些成分是由用约5%的聚乙烯胺处理氧化铝颗粒，并用0.5%-5%的醋酸和醋酸锌的水缓冲溶液涂敷这些颗粒制备的，在干燥前，其PH值为6.0-7.6。然后把这些颗粒分散到整个过滤嘴的纤维中。据说，它们可以从烟雾中除掉硫化氢、氰化氢和乙醛。在现有技术中，同类添加剂的颗粒载体的利用是很普通的（例如参见美国3，716，063号、Re28，858号和3，428，056号专利），而且在美国3，340，839号专利中，还公开了在无烯族基质上的无缓冲的聚乙烯胺。

对于高速地生产含有压紧的聚烯烃基质材料的纤维香烟过滤元件而言，现在需要一种少费劳力而更有效的方法。这种方法有助于多种选择的过滤能力。例如，在通用的过滤杆制造机中，在改进香料（如尼古丁）传递的同时，除去了醛类副产品，而并不引起不希望的过滤嘴的脱色，或者对改变纤维成分和硬度特性产生不利的影响，也不降低使用一般的单或双组分纤维结构的能力。

根据本发明，一种包括加有聚乙烯胺和羧酸的压紧的聚丙烯纤维基质材料的香烟过滤元件，其特征在于：基质材料表面上涂敷干基质材料总重量按重量计约为5%-50%（最好为5%-25%）的含有聚乙烯亚胺（“PEI”）和甲酸、丙酸、丁酸、乳酸、苯甲酸或醋酸的调整成分。

根据本发明，一种调整含有压紧的热塑基质纤维香烟过滤元件的过滤特性的方法，其特征在于：将一种包含有聚乙烯亚胺（“PEI”）和甲酸、丙酸、丁酸、乳酸、苯甲酸或醋酸的，其PH值大约在8至9.5的过滤调整溶液直接施加于基质表面，并在用于过滤嘴储存的湿度条件下，如相对湿度为55-65%的条件下，使所述的纤维干燥。

把调整剂和添加剂应用于基质是可行的，例如可采用浸泡、喷涂或者利用局部真空汲取溶液通过成型的过滤杆或过滤元件加以实施。

PH值在8以上的调整剂成分是特殊的，因为它们可达到上面所述的各个优点，而不使处理过的基质脱色。

本发明的香烟过滤元件包括压缩的聚烯烃基质材料。这些基质材料含有单一的聚烯烃纤维或与醋酸纤维素纤维结合在一起的聚烯烃纤维。这种过滤纤维使用常规的滤芯包裹物，如重量大约在25-90克/米²范围内或更高的纸。

根据已知情况，可加入总计约占重量0.1%-10%（最好为0.5%-10%）的常用的表面活化剂材料。这种表面活化剂材料为一种或多种山梨醇酯肪酸酯的聚氧化烯的衍生物、多羟基醇脂肪酸单酯或多羟基醇二元脂肪酸酯。

除了调整剂成分和表面活化剂外，还有常用的各种添加剂。它们包括水溶液、悬浮液或湿润剂的弥散胶体，例如甘醇、乙醇醛类的多羟基醇和香料及香精。

上面所用的“基质”一词，通常包括输入滤杆的常用制造设备的一切纤维材料。特别是，如果不是将过滤元件内的全部基质，都用来作过滤调整剂的表面载体，那么相同的或不同的纤维成分和旦数的无纺纤维，就可以用作为基质。