[0001] 本发明涉及从烟草制成或衍生出的产品，或者所述产品以其它方式包含烟草，且意图用于人消费。更具体地，本发明涉及用于吸烟制品（诸如香烟）的可降解的过滤嘴组合物，包括可生物降解的组合物。

[0002] 常见的吸烟制品（如香烟）具有基本圆柱条形结构，包括包装纸包裹的一团、一卷或一条可抽吸材料，如碎烟草（例如，以切割填充物形式），因此形成所谓的“可抽吸条（smokable rod）”或“烟丝条（tobacco rod）”。通常，香烟具有与烟丝条成端到端关系排列的圆柱形过滤元件。通常，过滤元件包括被称为“成型纸(plug wrap)”的纸材料围绕的增塑乙酸纤维素丝束。某些过滤元件可以掺入多元醇。通常，过滤元件使用称为“接装纸(tipping paper)”的外围包装材料连接至烟丝条的一端。为了提供环境空气对抽吸的主流烟气的稀释，将接装材料和成型纸打孔也已成为需要。对香烟及其各部件的描述，参见Tobacco Production,Chemistry and Technology，Davis等人（编）（1999）。吸烟者通过点燃香烟的一端并燃烧烟丝条而使用香烟。然后，吸烟者通过抽吸香烟的相对端(例如，过滤嘴端)而接收主流烟气进入他/她的口腔。

[0003] 香烟条的抛弃部分主要由过滤元件组成，所述过滤元件通常由紧密结合的且高度蜷曲的、在它们的接触点处粘合的醋酸纤维素纤维组成，并被成型纸和接装纸包裹。包装材料的存在、纤维-至-纤维粘合和常规过滤元件的紧密性质对香烟过滤嘴在环境中的降解速率具有有害作用。除非将过滤元件打开包裹和将纤维铺开以增加暴露，否则过滤嘴的生物降解可以需要数年。

[0004] 在本领域中已经使用许多方案来促进过滤元件的增加的降解速率。一种方案包括：将添加剂(例如，水溶性的纤维素材料、水溶性的纤维粘合剂、光活性的颜料、可降解的淀粉颗粒或磷酸)掺入醋酸纤维素材料中，以加速聚合物分解。参见Ito等人的美国专利号5,913,311；Wilson等人的美国专利号5,947,126；Buchanan等人的美国专利号5,970,988；
和Yamashita的美国专利号6,571,802；和Sebastian的美国专利申请公开号2011/0036366。
已经提议，在过滤元件中掺入缝隙来增加生物可降解性，诸如描述在：Wilson等人的美国专利号5,947,126和Garthaffner的美国专利号7,435,208。Kauffman等人的美国专利号5,
453,144描述了水敏感的热熔化的粘合剂用于粘附成型纸以便增强过滤元件在暴露于水以后的生物可降解性的用途。Asai等人的美国专利号6,344,349提议用包含被纤维素酯包被的纤维或微粒纤维素材料芯的过滤元件替代常规醋酸纤维素过滤元件以增强生物可降解性。

[0005] 在某些情况下，已经用其它材料（诸如水分崩解的片状材料、挤出的淀粉材料或聚乙烯醇）替代常规醋酸纤维素。参见Arzonico等人的美国专利号5,709,227；Berger的美国专利号5,911,224；Loercks等人的美国专利号6,062,228；和Case等人的美国专利号6,595,217。2010年6月30日提交的美国申请号12/827,618提议了某些可生物降解的聚合物（诸如聚乳酸）在香烟过滤元件中的用途。使用可生物降解的聚合物形成香烟过滤嘴可以是挑战性的，因为与醋酸纤维素纤维联合使用的常规增塑剂经常不太适合用于增塑其它类型的聚合物。

[0006] 因此，本领域中需要表现出增强的环境降解性能的吸烟制品过滤嘴，特别是在仅轻微修改常规过滤嘴条生产设备即可制造出过滤嘴的情况下。

[0007] 本发明涉及一种吸烟制品，具体地是条形吸烟制品(例如，香烟)。所述吸烟制品包括点燃端(即，上游端)和嘴端(即，下游端)。嘴端件位于吸烟制品的末端嘴端，且所述嘴端件允许将吸烟制品置于吸烟者的口中以进行抽吸。所述嘴端件具有过滤元件的形式，所述过滤元件包含纤维丝束过滤材料。所述纤维丝束过滤材料掺入可降解聚酯材料的长丝和施加于其的增塑剂组合物。所述增塑剂组合物和所述可降解聚酯具有使用Hansen溶解度参数计算的约1.3或更小的相对能量差异（Relative Energy Difference）。不同于在香烟工业中使用的常规增塑剂，本发明的增塑剂组合物的某些实施方案能够提供在含有可降解聚酯长丝（诸如聚乳酸）的香烟过滤嘴条中实现合乎需要的粘着性和刚性所需的纤维间粘合水平。

[0008] 在一个方面，本发明提供了一种纤维丝束，其适合用在包含多个可降解聚酯(例如，脂族聚酯)的长丝和施加于其的增塑剂组合物的吸烟制品中，所述增塑剂组合物和所述可降解聚酯具有使用Hansen溶解度参数计算的小于约1.3(例如，小于约1.0或小于约0.8或小于约0.7)的相对能量差异。示例性的可降解聚酯包括聚乙醇酸(PGA)、聚乳酸(PLA)、聚羟基链烷酸酯(例如，聚羟基丁酸酯(PHB)或聚羟基戊酸酯(PHV))、聚己内酯(PCL)、聚丁二醇琥珀酸酯己二酸酯和它们的共聚物或共混物。在一个有利的实施方案中，所述可降解聚酯是聚乳酸或包含聚乳酸的共混物或共聚物。也可以使用可降解聚酯与第二可生物降解的聚合物的共混物。

[0009] 用在所述增塑剂组合物中的示例性溶剂包括二甲基异山梨醇、碳酸丙烯酯、甲基苯甲醇、甘油碳酸酯乙酸酯、甘油碳酸酯乙基醚、及其混合物。其它例子包括四氢呋喃、甲苯、乙酸丁酯、乙醇、脂族二元酯、及其混合物。

[0010] 本发明的增塑剂组合物经常是三醋汀与至少一种另外的溶剂（诸如本文中列出的那些）的混合物。例如，所述增塑剂组合物可以包括至少约0.10体积分数的三醋汀和至少一种选自以下的溶剂：二甲基异山梨醇、碳酸丙烯酯、甲基苯甲醇、甘油碳酸酯乙酸酯、甘油碳酸酯乙基醚、及其混合物。在另一个具体实施方案中，所述增塑剂组合物包括至少约0.5体积分数的二甲基异山梨醇，余量为三醋汀(例如，约0.5至约0.85体积分数的二甲基异山梨醇，余量为三醋汀)。

[0011] 除了具有就可降解聚酯而言可接受的相对能量差异以外，所述增塑剂组合物通常还满足下述标准：约200℃以上的沸点，约100℃以上的闪点，1或更低的国家防火机构（National Fire Protection Agency）健康评级，和1或更低的国家防火机构燃烧评级。

[0012] 在本发明的一个特定实施方案中，提供了一种适合用在吸烟制品中的纤维丝束，所述丝束包括多个聚乳酸或包含聚乳酸的共混物或共聚物的聚合长丝和施加于其的增塑剂组合物，所述增塑剂组合物和所述聚合长丝具有使用Hansen溶解度参数计算的小于约1.3的相对能量差异，且所述增塑剂组合物包含与一种或多种另外的溶剂组合的三醋汀，包括本文描述的任意溶剂或溶剂组合。

[0013] 在另一个方面，本发明提供了一种吸烟制品（诸如香烟），其包括烟丝条和过滤元件，所述烟丝条具有被包含在外围包装材料内的可抽吸的填充材料，所述过滤元件在所述烟丝条的一端处连接至所述烟丝条，所述过滤元件包含至少一个区段的根据本文所述的任意实施方案的纤维丝束。附图说明

[0014] 为了帮助理解本发明的实施方案，现在将参考所附的附图，所述附图并不一定按比例绘制。所述附图仅是示例性的，不应该解释为限制本发明。

[0015] 图1是具有香烟形式的吸烟制品的分解透视图，显示了香烟的可抽吸材料、包装材料组分和过滤元件；和

[0016] 图2图解了二甲基异山梨醇和三醋汀的增塑剂混合物相对于聚乳酸的相对能量密度(RED)。

[0017] 现在，将在下文中参考附图更全面地描述本发明。本发明可以表现为许多不同的形式，且不应解释为仅限于本文提出的实施方案；相反，提供这些实施方案只是为了使本公开内容满足适用的法律要求。在全文中，相同的附图标记表示相同的元件。如在本说明书和权利要求中所使用的，单数形式“一个”、“一种”和“所述”包括复数指示物，除非上下文另外清楚地指明。

[0018] 图1所示是香烟形式的吸烟制品10，其具有本发明吸烟制品的某些代表性的组分。香烟10包括被包含在外围包装材料16中的一团或一卷可抽吸填充材料的基本圆柱形条12。
条12通常称为“烟丝条”。烟丝条12的端部是开放的，以暴露可抽吸填充材料。香烟10显示为具有附着在所述包装材料16上的一个任选带22（例如，印制覆层，包括成膜剂，如淀粉、乙基纤维素或海藻酸钠），该带在与香烟的纵向轴线横切的方向上包围香烟条。也就是说，带22提供了相对于香烟纵向轴线的横向区域。带22可以印制在包装材料的内表面上（即，面对可抽吸填充材料），或者次优选地，印制在所述包装材料的外表面上。尽管香烟可以包括具有任选带的包装材料，但是所述香烟还可以包括进一步具有两个、三个或更多个任选隔开的带的包装材料。

[0019] 烟丝条12一端是点燃端18，在嘴端20处设置有过滤元件26。所述过滤元件26位于烟丝条12的一端附近，使得所述过滤元件和烟丝条以端对端关系呈轴向排列，优选彼此相邻。过滤元件26可以具有通常的圆柱形形状，其直径可以基本上等于烟丝条的直径。过滤元件26的两端允许空气和烟雾在其中通过。

[0020] 过滤元件26沿其外周或纵向周围被一层外围成型纸28包裹。所述外围成型纸28覆盖在第一过滤嘴段32和第二过滤嘴段36各自上面，从而提供组合的两段过滤元件。

[0021] 使用接装材料(未显示，诸如基本上不可透过空气的接装纸)使过滤元件26与烟丝条12连接，所述接装材料包裹过滤元件26的全长和烟丝条12的毗连区域。使用合适的粘合剂，将接装材料的内表面牢固地固定到成型纸28的外表面和烟丝条的包装材料16的外表面；由此，使过滤元件和烟丝条彼此相连。

[0022] 任选的空气稀释装置，诸如一系列洞孔30（各洞孔穿透接装材料和成型纸28），可以提供通气的或空气稀释的吸烟制品。采用本领域普通技术人员已知的各种技术，诸如激光穿孔技术，可以制成任选的洞孔30。可替换地，可以使用所谓的离线空气稀释技术（例如，通过使用多孔成型纸28和预打孔的接装纸）。

[0023] 所述过滤元件26包含一个区段或多个区段的纤维丝束，所述纤维丝束包含由可降解聚酯聚合物构成的长丝。所述可降解聚酯聚合物可以是能够通过化学反应发生显著降解或分解的任意聚酯，所述化学反应在与过滤元件处置有关的环境条件下将所述聚合物分解成分解产物。示例性的可降解聚酯是具有结构-[C(O)-R-O]n-的脂族聚酯，其中n是代表聚合物链中的单体单元数目的整数，且R是脂族烃，优选C1-C10亚烷基，更优选C1-C6亚烷基(例如，亚甲基、亚乙基、亚丙基、异亚丙基、亚丁基、异亚丁基等)，其中所述亚烷基可以是直链或支链。示例性的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))、聚羟基链烷酸酯(PHA)诸如聚羟基丙酸酯、聚羟基戊酸酯、聚羟基丁酸酯、聚羟基己酸酯和聚羟基辛烷酸酯、聚己内酯(PCL)、聚丁二醇琥珀酸酯己二酸酯和它们的共聚物(例如，聚羟基丁酸酯-共聚-羟基戊酸酯(PHBV))。可降解聚酯纤维的类型描述在，例如，Cahill等人的美国专利号5,817,159和Loercks等人的美国专利号6,062,228；和Hutchens的美国专利申请公开号2009/0288669和Xue等人的美国专利申请公开号2009/0032037，它们都通过引用并入本文。使用常规纤维纺丝技术，例如，在Dugan等人的美国专利申请公开号2006/0159918（其通过引用并入本文）中教导的纤维纺丝设备和方法，可以将可降解聚酯聚合物形成纤维。

[0024] 一种示例性的降解类型是生物降解。关于可降解的聚合物使用的术语“可生物降解的”表示，在有细菌、真菌、藻类和其它微生物存在下在好氧和/或厌氧条件下降解为二氧化碳/甲烷、水和生物质的聚合物，尽管含有杂原子的材料还可以产生其它产物，诸如氨或二氧化硫。“生物质”通常表示这样的代谢物质部分：其掺入存在的生物体的细胞结构中，或转化成与生物起源物质不能辨别的腐殖质级分。

[0025] 可以如下测量生物可降解性：例如，将样品置于预期会导致分解的环境条件中，诸如将样品置于水、含微生物的溶液、堆肥物质或土壤中。通过样品在暴露于环境条件的给定时段内的重量减轻，可以表征降解程度。本发明的某些过滤元件实施方案的示例性降解速率包括：在土壤中掩埋60天以后，至少约20%的重量减轻；或在暴露于典型市政堆肥池15天以后，至少约30%的重量减轻。但是，生物降解速率可以宽泛地变化，取决于使用的可降解颗粒的类型、过滤元件的残余组合物和与降解试验有关的环境条件。Buchanan等人的美国专利号5,970,988和Yamashita的美国专利号6,571,802提供了用于降解试验的示例性试验条件。使用下述ASTM试验方法中的一种或多种：D5338、D5526、D5988和D6400，也可以确定塑料材料的可降解性。

[0026] 生物可降解性随聚合物不同而异。例如，已知PHA可被好氧性和厌氧性微生物降解，这将允许它们在广泛多样化的环境中生物降解。尽管通常认为单独的PHA难以挤出为纤维，但是可以如下将它们形成可接受强度的纤维：混合不同的PHA聚合物，或将PHA与其它聚合物（例如，PLA或增强生物聚合物的纤维纺丝性能的其它聚合添加剂，诸如可从Wacker Chemie AG得到的 乙烯醋酸乙烯酯共聚物）混合。

[0027] 作为另一个例子，PLA可以通过水解降解、生物降解、热降解和/或光降解而分解，取决于环境和在聚合物上进行的修饰。作为另一个例子，聚己内酯(PCL)是可生物降解的，且当与淀粉混合时，可以增强它的可降解性。

[0028] 可降解聚酯可以是共混物的形式，要么作为不同的可降解聚酯的共混物，要么作为一种或多种可降解聚酯和一种或多种其它聚合物的共混物。例如，所述聚合物共混物可以包括第二可生物降解的聚合物，诸如聚乙烯醇、淀粉、脂族聚氨酯、聚酯酰胺、顺式-聚异戊二烯、顺式-聚丁二烯、聚酸酐和它们的共聚物和共混物。共混配偶体的其它例子包括：热塑性纤维素，其可得自日本的Toray Industries,Inc.，并被描述在Aranishi等人的美国专利号6,984,631（其通过引用并入本文）；和热塑性聚酯，诸如可从BASF Corporation得到的脂族-芳族共聚酯材料，或在 等人的美国专利号6,087,465（其通过引用整体并入本文）中描述的聚(酯氨基甲酸酯)聚合物。尽管也可以将相对不可降解的合成聚合物（诸如某些芳族聚酯(例如，聚对苯二甲酸乙二醇酯)或聚烯烃(例如，聚乙烯、聚丙烯)）与可降解聚酯一起用在共混物中，但是得到的组合物将具有降低的生物可降解性。

[0029] 在另一个实施方案中，将由可降解聚酯材料(或含有这样的聚合物材料的共混物)构成的纤维与常规醋酸纤维素纤维混合以提供纤维混合物。以此方式形成的过滤嘴将具有降低的生物可降解性谱，但是可能表现出改善的器官感觉特性。这样的实施方案可以提供改进的醋酸纤维素纤维在纤维丝束内的分散体，这可以增加这样的纤维的降解。

[0030] 在某些实施方案中，在本发明中使用的可降解聚酯材料(或含有这样的聚合物材料的共混物)将表现出高度的生物可降解性，将是可长丝化的（fibrillateable），和/或通常能够挤出和加工成具有足以形成香烟过滤嘴的强度的丝束(包括在用本领域已知的标准的或改进的过滤嘴制造设备制造过程中)。另外，如果需要的话，可以将基于水溶性的醋酸纤维素聚合物或不溶于水的醋酸纤维素的分散体施加于本文描述的可降解聚酯材料的长丝。这样的处理描述于2010年6月30日提交的美国申请号12/827,618，其通过引用并入本文。

[0031] 可以将可生物降解的聚合物或聚合物混合物形成为双组分纤维，其中可生物降解的材料是在纤维芯中，且不太可生物降解的聚合物是在壳中。2种聚合物类型的比例可以使得，复合纤维的生物降解速率保持相对较高。示例性的壳聚合物包括增塑乙酸纤维素(例如，可从意大利的Mazzucchelli1849S.p.A.得到的醋酸纤维素材料)以及乙烯与乙酸乙烯酯的共聚物。

[0032] 回去参考图1，使用时，吸烟者用火柴或香烟打火机点燃香烟10的点燃端28。如此，可抽吸材料12开始燃烧。将香烟10的嘴端20置于吸烟者的嘴唇中。通过燃烧可抽吸材料12产生的热分解产物（例如，烟草烟气的组分）被抽吸穿过香烟10，穿过过滤元件26，并进入吸烟者的口腔。在使用香烟10以后，可以抛弃过滤元件26和烟丝条12的任何残余部分。可降解聚酯纤维的存在可以增加抛弃的过滤元件26的降解速率。

[0033] 为了形成适合用在吸烟制品（诸如香烟）中的过滤元件，合乎需要的是，在制造过滤元件的过程中将溶剂加入纤维丝束中以便软化长丝和允许邻近的长丝熔合到一起，这会辅助形成表现出增加的刚性的同质纤维团块。在过滤嘴制造过程中加入的溶剂组合物通常被称作增塑剂组合物。

[0034] 与醋酸纤维素丝束纤维一起使用的常规液体增塑剂（诸如三醋汀、聚乙二醇和柠檬酸三丁酯）在与可降解聚酯纤维（诸如PLA）一起使用时是无效的。这些增塑剂与可降解聚酯纤维的不相容性可归因于：(1)所述溶剂分子过大而不能穿透纤维表面；(2)所述溶剂与纤维表面具有差化学亲和力；或(3)所述溶剂不能使纤维溶胀以使得纤维表面足够粘从而可以发生纤维间粘合。不论原因如何，在香烟工业中使用的常规增塑剂当与可降解聚酯纤维一起使用时不会提供足够的纤维-至-纤维粘合，且因此不会产生具有与常规香烟过滤元件有关的刚性和粘着性的过滤元件。

[0035] 正如不足的纤维-至-纤维粘合可以导致低劣的增塑剂性能一样，如果增塑剂在短时间段内侵袭性地溶解纤维，增塑剂组合物也可以较差地表现，从而在过滤嘴制造过程中造成纤维丧失物理完整性。因此，有利的增塑剂组合物会提供纤维溶解和纤维间粘合的适当平衡，以便实现期望的过滤嘴丝束特征。

[0036] 在某些实施方案中，本发明提供了一种增塑剂组合物，其特征在于许多合乎需要的性能。例如，本发明的增塑剂组合物的某些实施方案具有下述物理性能：(1)相对较高的沸点(例如，约200℃以上)；(2)约100℃以上的闪点；(3)1或更低的国家防火机构(NFPA)健康评级；(4)1或更低的NFPA燃烧评级；和(5)可接受的低气味，使得用其制成的过滤元件不会具有不利的感觉特征。

[0037] 另外，本发明的增塑剂组合物的有利实施方案表现出对可降解聚酯纤维的某种程度的化学亲和力，且能够穿透这样的纤维和软化它们的表面。所述增塑剂组合物的这些实施方案能够使这样的纤维溶胀并使它们胶粘从而可以发生纤维间粘合，但是不会显著损失所述纤维的物理完整性。已经发现，使用由Charles Hansen提出且通常被称作Hansen溶解度参数(HSP)的聚合物-溶剂相互作用关系，可以确定对可降解聚酯纤维具有适当化学亲和力水平的增塑剂组合物。

[0038] 在Hansen系统中，给聚合物分子和溶剂分子(或溶剂混合物)赋予3个HSP参数，每个参数以MPa0.5的单位来测量。第一个参数δd代表得自分子之间的分散键的能量。第二个参数δp代表得自分子之间的偶极分子间力的能量。第三个且最后一个参数δh代表得自分子之间的氢键的能量。通过实验或使用在以下文献中发现的不同溶剂和聚合物的列表数据，确定这些参数：例如，Hansen Solubility Parameters:A user's handbook,第2版.Boca Raton,Fla:CRC Press(2007)，其通过引用并入本文。

[0039] 这3个参数是一个点在被称作Hansen空间的三维中的坐标。这些点之间在Hansen空间中的亲近靠近提示聚合物和溶剂的分子之间的强化学亲和力。通过推广已经确定，在Hansen空间中的亲近靠近也提示，所述溶剂作为本发明的增塑剂组合物的一部分是有用的。在Hansen系统中，为了确定2种分子(溶剂和聚合物)的Hansen溶解度参数是否在合适的范围内，将被称作相互作用半径(R0)的值分配给溶解的聚合物。R0值决定了在Hansen空间中的球体的半径，且它的中心是聚合物的3个Hansen参数。

[0040] 可以如下确定聚合物的R0值：使用较大数目的具有不同HSP数值的液体，并针对主题聚合物观察溶液性能。可以将溶液性能表征为完全可溶的、部分可溶的、不溶的或可溶胀的。然后构建聚合物的HSP球体，使得完全溶解聚合物的溶剂最接近中心，仅部分地溶解聚合物的那些溶剂进一步远离中心，以此类推。溶胀聚合物的那些溶剂被分配在超过部分地溶解的溶剂的位置。然后可以构建HSP球体，使得完全地或部分地溶解的所有溶剂都在球体内，且没有溶解的那些溶剂在球体外。在球体的边缘上是溶胀聚合物的溶剂。

[0041] 为了计算新溶剂的距离(Ra)，使用下述方程式(方程式1)(其中“1”下标是用于聚合物，“2”下标是用于溶剂)：

[0042] (Ra)2＝4(δd2-δd1)2+(δp2-δp1)2+(δh2-δh1)2  方程式1

[0043] 一旦已知Ra值，根据下面的方程式2，Ra和相互作用半径(R0)之间的比率会给出系统的相对能量差异(RED)。

[0044] RED＝Rａ/R０  方程式2

[0045] 如果必须通过实验确定HSP值，可以通过根据下面的方程式3确定蒸发目标分子的液体所需的能量来开始，其中E是液体的总内聚能量，ΔHV是测量的(或预测的)蒸发潜热，R是普适气体常量，且T是绝对温度。

[0046] E=ΔHV–RT  方程式3

[0047] 如上面所解释的，存在与3种能量来源对应的3个HSP值。通过推广，应当理解，那些值源自液体的总内聚能量的3个单独部分，E：(1)非极性的原子(分散)相互作用，ED；(2)永久偶极分子相互作用，EP；和(3)氢键合(电子互换)分子相互作用，EH。下面的方程式4解释了该关系。

[0048] E=ED+EP+EH  方程式4

[0049] 通过首先将方程式4除以摩尔体积V，如下面的方程式5所示，从能量值确定HSP值。总内聚能量除以摩尔体积得到总内聚能量密度，且总内聚能量密度的平方根是总溶解度参数δ。因此，给定分子的总溶解度参数与如下面的方程式6所示的该分子的HSP值有关。

[0050] E/V=(ED/V)+(EP/V)+(EH/V)  方程式5

[0051] δ2=δD2+δP2+δH2  方程式6

[0052] 返回系统的相对能量差异(RED)，1以上的RED值代表具有相对较差的化学亲和力的溶剂-聚合物系统，这意味着，预期显著大于1的RED值不可用作本发明的增塑剂组合物。相反，在某些实施方案中，本发明提供了具有小于约1.3、小于约1.2、小于约1.1、小于约
1.0、小于约0.9、小于约0.8、小于约0.7或甚至小于约0.6的RED值的增塑剂组合物/可降解聚酯系统。在某些实施方案中，增塑剂/聚合物组合的有利RED范围是约0.1至约0.9，经常是约0.3至约0.8，更经常是约0.4至约0.7。

[0053] 在图2中阐述了聚合物-溶剂系统的RED值，所述系统包含聚乳酸作为聚合物，且包含二甲基异山梨醇和三醋汀的混合物作为增塑剂。如显示的，认为PLA丝束纤维粘结力和粘性会随着二甲基异山梨醇的摩尔体积百分比的增加而增加，这是意料之中的，因为三醋汀对PLA纤维具有非常差的化学亲和力。在图2上标记为区域100，据估测，用体积分数为约0.50至约0.85(余量为三醋汀)的二甲基异山梨醇将得到在香烟过滤嘴增塑方面的最佳性能，这会提供约0.4至约0.75的RED值。因此，在某些实施方案中，所述增塑剂组合物包含至少约0.4或至少约0.5或至少约0.6体积分数的二甲基异山梨醇，余量为三醋汀。

[0054] 下面的表1提供了其它溶剂和溶剂混合物，它们在某些实施方案中被认为可用作与可降解聚酯纤维丝束联合使用的增塑剂组合物。该表提供了每种溶剂的体积分数和每种溶剂或溶剂混合物相对于聚乳酸（作为要增塑的过滤嘴丝束聚合物）的RED值。

[0055] 表1

[0056]

[0057] 因此，在某些实施方案中，本发明的增塑剂组合物包括以下的一种或多种：二甲基异山梨醇、碳酸丙烯酯、甲基苯甲醇(例如，3-甲基苯甲醇)、甘油碳酸酯乙酸酯和甘油碳酸酯乙基醚、或它们的混合物。另外的增塑剂例子包括：四氢呋喃(THF)、甲苯、乙酸丁酯、乙醇、及其混合物。在某些实施方案中，本发明的增塑剂组合物包括THF与乙酸丁酯或甲苯的混合物，其中THF作为混合物的优势组分存在(例如，THF与其它溶剂组分的比例为至少约60:40)。不同的脂族二元酯(例如，二羧酸的二甲基酯)也可以用在所述增塑剂组合物中，其例子包括戊二酸二甲酯、己二酸二甲酯、琥珀酸二甲酯、草酸二甲酯、丙二酸二甲酯、富马酸二甲酯、马来酸二甲酯、庚二酸二甲酯、辛二酸二甲酯、邻苯二甲酸二甲酯、对苯二甲酸二甲酯、异邻苯二甲酸二甲酯、壬二酸二甲酯、癸二酸二甲酯、及其混合物。一类二元酯可作为牌溶剂从Rhodia商购得到。为了调节增塑作用，可以将上述增
塑剂中的任一种组合在2种或更多种增塑剂的不同混合物中。

[0058] 可以合乎需要的是，在所述增塑剂组合物中任选地将上面指出的溶剂中的一种或多种与三醋汀相组合。尽管三醋汀对可降解聚酯材料不具有足以单独作为增塑剂起作用的化学亲和力，但是三醋汀在吸烟制品过滤嘴中的存在可以对主流烟气产生有利作用，诸如对烟气的某些组分的合乎需要的化学亲和力和对味道或其它器官感觉特性的积极作用。因而，在某些实施方案中，所述增塑剂组合物是溶剂的混合物，其包括至少约0.1体积分数的三醋汀，或至少约0.2、或至少约0.3、或至少约0.4、或至少约0.5，余量为一种或多种另外的溶剂，诸如本文指出的任意溶剂。在某些情况下，所述增塑剂组合物中的三醋汀的量是约0.1至约0.6体积分数，更经常是约0.1至约0.5，余量为一种或多种另外的溶剂，诸如本文指出的任意溶剂。

[0059] 加入过滤嘴丝束中的增塑剂组合物的量可以变化，且部分地取决于在组合物中使用的特定溶剂、过滤嘴丝束的期望的刚性、和使用的可降解聚酯的类型。基于增塑的过滤嘴丝束的总重量，增塑剂的总量通常是约4至约20重量%，优选约6至约12重量%。

[0060] 使用本领域已知的技术，可以将可降解聚酯材料的长丝形成为纤维丝束。形成实际过滤元件的方法通常包括：从一捆中机械地抽取可降解聚酯卷曲丝束，并将所述纤维分离成长条样带。对所述丝束带进行“开花”工艺，其中将所述丝束带分离成单根纤维。开花可以如下完成：例如，向所述丝带束的相邻部分施加不同的张力，或者施加气体压力。然后使开花的丝束带穿过允许纤维收缩的松弛地带，随后进入粘结站。粘结站将本文教导的增塑剂施加于开花的纤维，其软化纤维和允许邻近纤维熔合在一起。所述粘结过程形成具有增加的刚性的同质纤维团。

[0061] 然后将粘合的丝束包裹在成型纸中并切成过滤嘴条。用于从醋酸纤维素或其它聚合物（其可以用于(或经修改后用于)生产包含可降解聚酯纤维和根据本发明的增塑剂组合物的香烟过滤嘴）形成过滤嘴丝束的示例性方法和设备描述在：Crawford等人的美国专利号2,953,838；Crawford等人的美国专利号2,794,239；Sawada等人的美国专利号3,890,983；Wilson等人的美国专利号5,947,126；Loercks等人的美国专利号6,062,228；Caenen等人的美国专利号6,924,029；和Grubbs等人的美国专利号7,896,011；和Travers等人的美国专利申请公开号2008/0245376，它们都通过引用并入本文。

[0062] 可替换地，可以将可降解聚酯纤维形成无纺片(例如，使用熔吹法或纺粘法)，并通过辊压、折叠或扯碎得到的片状材料而形成过滤元件。所述纤维也可以以集合网的形式使用。在这些替代实施方案中的任一个中，增塑剂的应用仍然可有利地实现期望的刚性和纤维间粘合。

[0063] 过滤式香烟的过滤元件的部件通常从使用传统类型的条成型单元制得的过滤嘴条提供，所述条成型单元例如可作为KDF-2和KDF-3E从Hauni-Werke Korber&Co.KG得到的那些。通常，使用丝束加工单元提供过滤材料，诸如过滤嘴丝束。一种示例性丝束加工单元已经可作为由Arjay Equipment Corp.,Winston-Salem,NC供应的E-60商购得到。其它示例性的丝束加工单元已经可作为AF-2、AF-3和AF-4从Hauni-Werke Korber&Co.KG商购得到。另外，用于操作过滤材料供给单元和过滤嘴制造单元的代表性方式和方法描述于：Byrne的美国专利号4,281,671；Green,Jr.等人的美国专利号4,862,905；Siems等人的美国专利号
5,060,664；Oesterling等人的美国专利号5,135,008；Rivers的美国专利号5,387,285；和Lanier,Jr.等人的美国专利号7,074,170；和Deal的美国专利申请公开号2010/0099543，和Nelson等人的美国专利申请公开号2010/0192962，它们都通过引用并入。用于将过滤材料供给至过滤嘴条成型单元的其它类型的技术描述于Pryor等人的美国专利号4,807,809和Raker的美国专利号5,025,814，它们也通过引用并入本文。

[0064] 过滤元件或组合过滤嘴的过滤嘴段部件通常从过滤嘴条提供，所述过滤嘴条使用传统类型的香烟过滤嘴条制造技术制得。例如，具有常规用于制造过滤式香烟的通用形式和构造的所谓的“六联”过滤嘴条、“四联”过滤嘴条和“两联”过滤嘴条可以使用常规类型或适当改进的香烟条处理装置进行处理，例如可作为Lab MAX、MAX、MAX S或MAX80得自Hauni-Werke Korber&Co.KG的接装装置。参见，例如，在下述文献中阐述的装置类型：Erdmann等人的美国专利号3,308,600；Brand等人的美国专利号4,238,993；Heitmann等人的美国专利号4,281,670；Reuland等人的美国专利号4,280,187；Greene,Jr.等人的美国专利号4,850,
301；Garthaffner的美国专利号6,135,386；Voss等人的美国专利号6,229,115；和Holmes的美国专利号7,434,585,和Read,Jr.的美国专利申请公开号2005/1094014,和Draghetti的美国专利申请公开号2006/0169295，它们中的每一篇通过引用并入本文。自动化香烟制造领域的技术人员会容易地明白那些类型的装置的操作。

[0065] 香烟过滤嘴条可以用于提供多区段过滤嘴条。这样的多区段过滤嘴条随后可用于生产具有多区段过滤元件的过滤式香烟。双段过滤元件的一个例子是具有在一端的第一圆柱形段（例如“黛尔美”型过滤嘴段）和在另一端的第二圆柱形段的过滤元件，所述第一圆柱形段掺入分散于醋酸纤维素丝束内的活性炭颗粒，所述第二圆柱形段从基本上由调味的增塑乙酸纤维素丝束过滤材料制成的过滤嘴条制得。使用已常规用于提供多区段香烟过滤嘴部件的条成型单元类型，可以进行多区段过滤嘴条的制备。使用可在商标名称Mulfi下得自德国汉堡的Hauni-Werke Korber&Co.KG的香烟过滤嘴条制造装置，可以制造多区段香烟过滤嘴条。过滤嘴设计和部件的代表性类型（包括分段式香烟过滤嘴的代表性类型）描述于：Lawrence等人的美国专利号4,920,990；Thesing等人的美国专利号5,012,829；Raker的美国专利号5,025,814；Jones等人的美国专利号5,074,320；White等人的美国专利号5,105,
838；Arzonico等人的美国专利号5,271,419；Blakley等人的美国专利号5,360,023；Gentry等人的美国专利号5,396,909；和Banerjee等人的美国专利号5,718,250；Jupe等人的美国专利申请公开号2002/0166563；Dube等人的美国专利申请公开号2004/0261807；Crooks等人的美国专利申请公开号2005/0066981；和Coleman III,等人的美国专利申请公开号
2007/0056600；Kim的PCT公开号WO03/009711；和Xue等人的PCT公开号WO03/047836；它们通过引用并入本文。

[0066] 如果需要的话，本发明的过滤元件也可以掺入其它组分，所述组分具有改变经过所述过滤元件的主流烟气的性能的能力，诸如吸附材料或调味剂。示例性的吸附材料包括活性炭和离子交换树脂，且示例性的调味剂包括含有调味剂的胶囊和固体植物添加剂（诸如薄荷或留兰香叶子）或微粒形式的其它基于植物的调味剂。参见，例如，Rivers的美国专利号5,387,285；Smith等人的美国专利号6,041,790；Thomas等人的美国专利号7,479,098；Crooks等人的美国专利号7,669,604；Deal的美国专利号7,833,146；Dube等人的美国专利号7,836,895；和Stokes等人的美国专利号7,972,254；和Figlar等人的美国专利申请公开号2004/0237984；Schluter等人的美国专利申请公开号2005/0268925；Luan等人的美国专利申请公开号2006/0130861；Luan等人的美国专利申请公开号2006/0174899；Nikolov等人的美国专利申请公开号2011/0162662；和Burov等人的美国专利申请公开号2011/0162665，它们通过引用并入本文。香烟过滤嘴设计和制造领域的技术人员会容易地明白在过滤元件的构建中使用的其它合适的材料或添加剂。

[0067] 可以使用不同的过滤元件排列而不脱离本发明。本发明的过滤元件通常包含多个纵向延伸的区段。每个区段可以具有不同的性能，且可以包括能够过滤或吸附颗粒物和/或汽相化合物的不同材料。所述过滤元件可以进一步包括在2个过滤嘴丝束区段之间形成的空腔。一个或多个部分的纤维丝束还可以包括形成在其中的通道或管。

[0068] 微粒除去效率、每条长丝的旦尼尔、纤维横截面形状和可降解聚酯的丝状或纤维丝束的纤维的总体积可以变化。每条长丝的旦尼尔、纤维横截面和纤维丝束的总旦尼尔会影响跨给定过滤嘴段的压力降，因而，可以根据需要调节丝状丝束的那些特征，以达到跨过滤元件的特定压力降。每条长丝的旦尼尔的示例性范围是每条长丝约1至约10旦尼尔，且总旦尼尔的典型范围是约25,000至约45,000。示例性的纤维横截面形状包括环形和Y形。关于其它例子，参见在以下文献中阐述的过滤嘴描述：Neurath的美国专利号3,424,172；Cohen等人的美国专利号4,811,745；Hill等人的美国专利号4,925,602；Takegawa等人的美国专利号5,225,277和Arzonico等人的美国专利号5,271,419；它们中的每一篇通过引用并入本文。

[0069] 对于经空气稀释或通风的香烟，空气稀释或通风的量或程度可以变化。经空气稀释的香烟的空气稀释量经常大于约10%，一般大于约20%，经常大于约30%，有时大于约40%。通常，经空气稀释的香烟的空气稀释的上限是小于约80%，经常是小于约70%。本文中使用的术语“空气稀释度”是，抽吸穿过空气稀释装置的空气体积与抽吸穿过香烟并离开香烟的末端嘴端部分的空气和烟的总体积的比率（表示为百分比）。

[0070] 本发明的优选香烟呈现希望的抽吸阻力。例如，在17.5cc/秒空气流量，示例性的香烟呈现在约50至约200mm水柱压力降之间的压力降。在17.5cc/秒空气流量，优选的香烟呈现在约60mm至约180mm水柱压力降之间的压力降值，更优选地在约70mm至约150mm水柱压力降之间。通常，使用可从Filtrona Instruments and Automation Ltd得到的Filtrona Filter Test Station(CTS Series)，测量香烟的压力降值。

[0071] 代表性的香烟10的尺寸可以变化。优选的香烟是杆状，且可以具有约7.5mm的直径(例如，约20mm至约27mm的周长，约22.5mm至约25mm)；且可以具有约70mm至约120mm的总长度，经常约80mm至约100mm。过滤元件30的长度可以变化。典型的过滤元件可以具有约15mm至约40mm的总长度，经常约20mm至约35mm。对于典型的两段过滤元件，下游或嘴端过滤嘴段经常具有约10mm至约20mm的长度；且上游或烟丝条端过滤嘴段经常具有约10mm至约20mm的长度。

[0072] 可以使用不同类型的香烟组分，包括烟草类型、烟草共混物、表面装饰和外壳材料、共混物堆积密度和烟丝条的纸包装材料的类型。参见，例如，在以下文献中描述的不同的代表类型的香烟组分、以及不同的香烟设计、形式、构型和特征：Johnson,Development of Cigarette Components to Meet Industry Needs,52nd T.S.R.C.(1998年9月)；Jakob等人的美国专利号5,101,839；Arzonico等人的美国专利号5,159,944；Gentry的美国专利号5,220,930和Kraker的美国专利号6,779,530；Ashcraft等人的美国专利申请公开号2005/0016556；Nestor等人的美国专利申请公开号2005/0066986；Fitzgerald等人的美国专利申请公开号2005/0076929；Thomas等人的美国专利申请公开号2006/0272655；
Coleman,III等人的美国专利申请公开号2007/0056600；和Oglesby的美国专利申请公开号
2007/0246055，它们中的每一篇通过引用并入本文。通常，整个可抽吸条由可抽吸材料(例如，烟草切碎填充物)和一层外围外包装材料组成。

[0073] 可以将本发明的过滤元件掺入不在任何显著程度上燃烧烟草材料即可产生气溶胶的吸烟制品内，诸如在以下文献中描述的那些：Clearman等人的美国专利号4,756,318；Banerjee等人的美国专利号4,714,082；White等人的美国专利号4,771,795；Sensabaugh等人的美国专利号4,793,365；Clearman等人的美国专利号4,989,619；Clearman等人的美国专利号4,917,128；Korte的美国专利号4,961,438；Serrano等人的美国专利号4,966,171；
Bale等人的美国专利号4,969,476；Serrano等人的美国专利号4,991,606；Farrier等人的美国专利号5,020,548；Shannon等人的美国专利号5,027,836；Clearman等人的美国专利号
5,033,483；Schlatter等人的美国专利号5,040,551；Creighton等人的美国专利号5,050,
621；Baker等人的美国专利号5,052,413；Lawson的美国专利号5,065,776；Nystrom等人的美国专利号5,076,296；Farrier等人的美国专利号5,076,297；Clearman等人的美国专利号
5,099,861；Drewett等人的美国专利号5,105,835；Barnes等人的美国专利号5,105,837；
Hauser等人的美国专利号5,115,820；Best等人的美国专利号5,148,821；Hayward等人的美国专利号5,159,940；Riggs等人的美国专利号5,178,167；Clearman等人的美国专利号5,
183,062；Shannon等人的美国专利号5,211,684；Deevi等人的美国专利号5,240,014；
Nichols等人的美国专利号5,240,016；Clearman等人的美国专利号5,345,955；Casey,III等人的美国专利号5,396,911；Riggs等人的美国专利号5,551,451；Bensalem等人的美国专利号5,595,577；Meiring等人的美国专利号5,727,571；Barnes等人的美国专利号5,819,
751；Matsuura等人的美国专利号6,089,857；Beven等人的美国专利号6,095,152；和Beven的美国专利号6,578,584；和Crooks等人的美国专利申请公开号2010/0186757和Sebastian等人的美国专利申请公开号2011/0041861，它们通过引用并入本文。而且，可以将本发明的过滤元件掺入已经由R.J.Reynolds Tobacco Company在商标名称“Premier”和“Eclipse”下商业销售的香烟类型内。参见，例如，在以下文献中描述的那些香烟类型，Chemical and Biological Studies on New Cigarette Prototypes that Heat Instead of Burn Tobacco,R.J.Reynolds Tobacco Company Monograph(1988)和Inhalation Toxicology,
12:5,第1-58页(2000)；它们通过引用并入本文。

[0074] 通常使用香烟制造机器（如常规的自动化香烟条制造机器）制造香烟条。示例性的香烟条制造机器具有可商购得自Molins PLC或Hauni-Werke Korber&Co.KG的类型。例如，可以使用被称为MkX(可商购得自Molins PLC)或PROTOS(可商购得自Hauni-Werke Korber&Co.KG)的类型的香烟条制造机器。PROTOS香烟制造机器的描述提供于Brand的美国专利号4,474,190的第5列第48行至第8列第3行，其通过引用并入本文。适用于香烟制造的设备类型也描述于：La Hue的美国专利号4,781,203；Holznagel的美国专利号4,844,100；Gentry的美国专利号5,131,416；Holmes等人的美国专利号5,156,169；Myracle,Jr.等人的美国专利号5,191,906；Blau等人的美国专利号6,647,870；Kitao等人的美国专利号6,848,449；
Hancock等人的美国专利号6,854,469；Kitao等人的美国专利号6,904,917；和Barnes等人的美国专利号7,677,251；和Hartman的美国专利申请公开号2003/0145866；Hancock等人的美国专利申请公开号2004/0129281；Barnes等人的美国专利申请公开号2005/0039764；和Fitzgerald等人的美国专利申请公开号2005/0076929；它们中的每一篇通过引用并入本文。

[0075] 香烟制造机械设计和操作领域的技术人员会容易地明白常规的自动化香烟制造机器的部件和操作。例如，在以下文献中阐述了数种类型的烟囱、烟草填料供给设备、吸入传送带系统和配件系统的部件和操作的描述：Molins等人的美国专利号3,288,147；Heitmann等人的美国专利号3,915,176；Frank的美国专利号4,291,713；Rudszinat的美国专利号4,574,816；Heitmann等人的美国专利号4,736,754；Pinck等人的美国专利号4,878,
506；Davis等人的美国专利号4,899,765；Heitmann的美国专利号5,060,665；Keritsis等人的美国专利号5,012,823；和Fagg等人的美国专利号6,360,751；和Muller的美国专利申请公开号2003/0136419；它们中的每一篇通过引用并入本文。本文所述类型的自动化香烟制造机器提供了可细分为所需长度的成型可抽吸条的成型连续香烟条或可抽吸条。

[0076] 实验部分

[0077] 通过简单的实验室实验，将具有不同RED数目的三醋汀和二甲基异山梨醇(DMI)溶剂混合物评价为PLA增塑剂。使用KDF-2过滤嘴制造机，制备大约23.6cm长和8.5mm直径的PLA过滤嘴条，但是在该过程中没有使用增塑剂。然后将未增塑的过滤嘴条切开，并从该束完全除去纸。然后将该束打开，并在不损失丝束纤维的平行对齐的情况下，铺开成为大约60-70mm宽的网。然后使用气溶胶喷雾器用实验性的溶剂混合物喷洒打开的丝束捆（其大部分纤维彼此平行地对齐），使得整个捆被溶剂混合物润湿。每次喷洒以一致方式进行：一次正向经过，一次反向经过，和一次最终的正向经过。没有测量纤维束上的吸湿量，所以在每次喷洒之间可能存在一些变异性。

[0078] 然后手工地收集润湿的纤维束，并插入10.9cm长和8.5mm直径的塑料管中。在该插入过程中，对纤维束进行扭曲和压缩，其程度可以在实验之间稍微变化。然后将润湿的纤维束干燥大约72小时，随后进行观察。在72小时时段以后，从该管取出所有丝束，并定性地检查纤维粘结的证据。在丝束组内存在明显的纤维粘结模式。具有最高DMI水平的那些表现出过度的纤维粘结，而几乎没有DMI的那些没有表现出纤维粘结。对于100%DMI，可以看到纤维，相反，整个捆是粘性物质团。随着DMI水平递减，纤维逐渐保持它们的完整性，并且也彼此粘结。在混合物中的DMI水平进一步下降以后，几乎不存在任何纤维粘结。因此，似乎存在最适的三醋汀-DMI范围，在该范围内，可以认为纤维粘结最适合用于香烟过滤嘴应用。得自该实验的数据图示在图2中。

[0079] 基于前面的描述给出的教导，本发明所属领域的技术人员将设想出本发明的许多变型和其它实施方案；且本领域技术人员显而易见，可以做出本发明的变异和修改，而不脱离本发明的范围或精神。因此，应当理解，本发明不限于公开的具体实施方案，并且修改和其它实施方案意图被包括在所附权利要求的范围内。尽管本文采用了特定的术语，但是它们仅以一般性的和描述性的含义使用，没有任何限制性的目的。