用于吸烟制品的可降解粘合剂组合物

申请号 CN201180035896.1 申请日 2011-06-29 公开(公告)号 CN103025180B 公开(公告)日 2015-01-07
申请人 R.J.雷诺兹烟草公司; 发明人 A·D·西巴斯坦恩; P·S·查普曼; R·L·欧格里斯本; R·J·庞德;
摘要 本 发明 提供了一种滤嘴吸烟制品,其包括含 烟草 棒、 滤芯 和接装材料,所述含烟草棒由 包装 材料包裹,所述滤芯由与所述含烟草棒相邻的滤嘴卷纸包裹,所述接装材料将所述含烟草棒固定至所述滤芯,所述接装材料上覆所述滤芯的滤嘴卷纸和所述含烟草棒的 包装材料 的一部分,其中所述滤嘴卷纸、所述接装材料和包裹所述含烟草棒的包装材料中的至少一个由包含热塑性 淀粉 聚合物 的 粘合剂 组合物固定。所述粘合剂组合物可包括热塑性淀粉聚合物和第二 生物 降解 性聚合物的共混物,所述第二生物降解性聚合物如聚乙烯醇、脂族聚酯、脂族聚 氨 酯、顺式聚异戊二烯、顺式聚丁二烯、聚羟基链烷酸酯、聚酐、及其共聚物和共混物。
权利要求

1.一种滤嘴吸烟制品,其包括:
烟草棒,所述含烟草棒由包装材料包裹;
滤芯,所述滤芯由与所述含烟草棒相邻的滤嘴卷纸包裹;以及
接装材料,所述接装材料将所述含烟草棒固定至所述滤芯,所述接装材料上覆所述滤芯的滤嘴卷纸和所述含烟草棒的包装材料的一部分,
其特征在于,所述滤嘴卷纸、所述接装材料和包裹所述含烟草棒的包装材料中的至少一个由粘合剂组合物固定,所述粘合剂组合物为包含热塑性淀粉聚合物性分散体的形式。
2.根据权利要求1所述的滤嘴吸烟制品,其中所述热塑性淀粉聚合物包含30至95重量%的淀粉和5至55重量%的一种或多种增塑剂
3.根据权利要求2所述的滤嘴吸烟制品,其中所述热塑性淀粉聚合物还包含至多20重量%的一种或多种另外的添加剂,所述一种或多种另外的添加剂选自分散助剂和胶体。
4.根据权利要求1所述的滤嘴吸烟制品,其中所述粘合剂组合物包含以所述粘合剂组合物总重量计至少35重量%的热塑性淀粉聚合物。
5.根据权利要求1所述的滤嘴吸烟制品,其中所述粘合剂组合物包含以所述粘合剂组合物总重量计至少45重量%的热塑性淀粉聚合物。
6.根据权利要求1所述的滤嘴吸烟制品,其中所述粘合剂组合物固定所述接装材料,其中所述水性分散体包含至少35重量%的热塑性淀粉聚合物。
7.根据权利要求1所述的滤嘴吸烟制品,其中所述滤嘴卷纸和所述接装材料由粘合剂组合物固定,所述粘合剂组合物包含至少35重量%的热塑性淀粉聚合物。
8.根据权利要求7所述的滤嘴吸烟制品,其中所述热塑性淀粉聚合物包含30至95重量%的淀粉和5至55重量%的一种或多种增塑剂。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的滤嘴吸烟制品,其中所述粘合剂组合物包含一种或多种添加剂,所述一种或多种添加剂选自增粘树脂、蜡、抗化剂、UV稳定剂、颜料、染料、生物剂、阻燃剂、抗静电剂、填料、表面活性剂、消泡剂和它们的组合。
10.根据权利要求1至8中任一项所述的滤嘴吸烟制品,其中所述吸烟制品为卷烟或不燃烧烟草的产生气溶胶的吸烟制品的形式。
11.根据权利要求1至8中任一项所述的滤嘴吸烟制品,其中所述水性分散体形式的粘合剂组合物具有60℃至150℃的活化温度
12.根据权利要求1至8中任一项所述的滤嘴吸烟制品,其中所述水性分散体形式的粘合剂组合物具有100cP至10,000cP的粘度
13.根据权利要求1至8中任一项所述的滤嘴吸烟制品,其中所述水性分散体形式的粘合剂组合物具有25%至60%固体的固体百分比。
14.根据权利要求1至8中任一项所述的滤嘴吸烟制品,其中所述粘合剂组合物包含所述热塑性淀粉聚合物和第二生物降解性聚合物的共混物。
15.根据权利要求14所述的滤嘴吸烟制品,其中所述第二生物降解性聚合物选自聚乙烯醇、脂族聚酯、脂族聚酯、顺式聚异戊二烯、顺式聚丁二烯、聚羟基链烷酸酯、聚酐、及其共聚物和共混物。
16.根据权利要求14所述的滤嘴吸烟制品,其中所述粘合剂组合物包含以所述粘合剂组合物总重量计至少40重量%的所述共混物。
17.根据权利要求16所述的滤嘴吸烟制品,其中所述粘合剂组合物包含以所述粘合剂组合物总重量计至少55重量%的所述共混物。

说明书全文

用于吸烟制品的可降解粘合剂组合物

技术领域

[0001] 本发明涉及由烟草制得或衍生自烟草的产品,或者掺入烟草并旨在用于人类消费的产品。本发明特别地涉及在用于吸烟制品包装材料的粘合剂组合物中使用的可降解组分。

背景技术

[0002] 流行的吸烟制品,如卷烟,具有基本上圆柱棒形结构,并包括由包装纸包裹的可烟吸材料(如切碎的烟草(例如以配方烟丝的形式))的充填体、卷或柱,由此形成所谓的“可烟吸棒”或“烟草棒”。通常,卷烟具有与烟草棒以端对端关系对准的圆柱形滤芯。通常,滤芯包括由称为“滤嘴卷纸”的纸质材料限制的增塑醋酸纤维丝束。某些滤芯可掺入多元醇。通常,使用称为“接装纸”的限制包装材料将滤芯附接至烟草棒的一端。还期望将接装材料和滤嘴卷纸穿孔,以提供环境空气对吸入的主流烟气的稀释。卷烟及其各种组分的描述在Tobacco Production,Chemistry and Technology(烟草生产、化学和技术),Davis等人(编辑)(1999)中提出。吸烟者通过点燃卷烟一端并燃烧烟草棒来使用卷烟。吸烟者随后通过在卷烟的相对端(例如,过滤端)抽吸而将主流烟气吸入他/她的口中。
[0003] 卷烟棒的丢弃部分主要由滤芯组成,所述滤芯通常由在其接触点结合、并由滤嘴卷纸和接装纸包装的紧紧压实且高度褶皱的醋酸纤维素纤维组成。包装材料的存在、纤维对纤维的结合以及常规滤芯的压实性质对卷烟滤嘴在环境中的降解速率具有不利影响。除非将滤芯打开,并将纤维铺展开以增加暴露,否则滤嘴的生物降解可能花费数年。
[0004] 本领域已使用多种方法来促进增加滤芯的降解速率。一种方法涉及将添加剂(例如,溶性纤维素材料、水溶性纤维结合剂、光活性颜料或磷酸)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No.5,913,311、Wilson等人的美国专利No.5,947,126、Buchanan等人的美国专利No.5,970,988和Yamashita等人的美国专利No.6,571,802。在一些情况下,常规醋酸纤维素已被其他材料代替,所述其他材料例如水分分解片材、挤出淀粉材料或聚乙烯醇。参见Arzonico等人的美国专利No.5,709,227、Berger的美国专利No.5,911,224、Loercks等人的美国专利No.6,062,228、和Case等人的美国专利No.6,595,217。已提出将裂缝引入滤芯以提高生物降解性,如在Wilson等人的美国专利No.5,947,126和Garthaffner的美国专利No.7,435,208中所述。Kauffman等人的美国专利No.5,453,144描述了使用水敏感性热熔粘合剂来附接滤嘴卷纸,以在滤芯暴露于水时提高滤芯的生物降解性。Asai等人的美国专利No.6,344,349提出用包括涂布有纤维素酯的纤维状或颗粒纤维素材料的芯部的滤芯代替常规醋酸纤维素滤芯,以提高生物降解性。Hutchens的美国专利申请公布No.2009/0288669提出将可降解纤维材料掺入滤芯。
[0005] 本领域需要显示出提高的环境降解性质的滤嘴吸烟制品,特别是当可仅较小改变常规吸烟制品生产设备而制造吸烟制品时。

发明内容

[0006] 在一方面,本发明涉及一种吸烟制品,特别涉及一种棒形滤嘴吸烟制品(例如滤嘴卷烟)。吸烟制品包括点火端(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,且所述嘴端件允许吸烟制品被置于吸烟者的口中以进行抽吸。嘴端件具有滤芯的形式,所述滤芯通常包括纤维丝束过滤材料。吸烟制品也包括数种包装材料。特别地,吸烟制品包括包裹含烟草棒的包装材料和包裹滤芯的滤嘴卷纸。而且,接装材料将含烟草棒固定至相邻的滤芯,所述接装材料上覆滤芯的滤嘴卷纸和含烟草棒的包装材料的一部分。滤嘴卷纸、接装材料和包裹含烟草棒的包装材料中的至少一个由包含热塑性淀粉聚合物的粘合剂组合物固定。热塑性淀粉聚合物在用于吸烟制品中的粘合剂组合物中的使用可通过在处理吸烟制品之后引起粘合剂结合的相对较快的释放而提高吸烟制品的降解。随着包装材料中的粘合剂结合降解,包装材料将从吸烟制品的下方的经包裹的部件(如滤芯)释放,这可促进下方部件对环境的更大暴露。
[0007] 包含热塑性淀粉聚合物的粘合剂组合物的形式可变化,示例性的形式包括热熔体和水性分散体。在一个实施例中,所述热塑性淀粉聚合物包含约30至约95重量%的淀粉和约5至约55重量%的一种或多种增塑剂。所述热塑性淀粉聚合物还可包含至多约20重量%的一种或多种另外的添加剂,所述另外的添加剂选自分散助剂和胶体。在粘合剂组合物中热塑性淀粉聚合物的量可变化,但所述粘合剂组合物通常包含以所述粘合剂组合物总重量计至少约35重量%或至少约45重量%的热塑性淀粉聚合物。
[0008] 聚合物共混物可用于本发明的粘合剂组合物中,所述聚合物共混物包括热塑性淀粉聚合物和第二生物降解性聚合物的共混物,所述第二生物降解性聚合物如聚乙烯醇、脂族聚酯、脂族聚酯、顺式聚异戊二烯、顺式聚丁二烯、聚羟基链烷酸酯、聚酐、及其共聚物和共混物。在粘合剂组合物中聚合物共混物的量可变化,但所述粘合剂组合物通常包含以所述粘合剂组合物总重量计至少约40重量%或至少约55重量%的所述共混物。
[0009] 所述粘合剂组合物还可包含除了如上所述的热塑性淀粉聚合物和任何聚合物共混伙伴之外的成分,示例性的另外的成分包括增粘树脂、蜡、抗化剂、UV稳定剂、颜料、染料、杀生物剂、阻燃剂、抗静电剂、填料、表面活性剂、消泡剂和它们的组合。
[0010] 在一个特定实施例中,所述粘合剂组合物固定滤嘴卷纸,并且是热熔体的形式,其中所述热熔体包含至少约35重量%的热塑性淀粉聚合物。在另一实施例中,所述粘合剂组合物固定接装材料,并且是水性分散体的形式,其中所述水性分散体包含至少约35重量%的热塑性淀粉聚合物。
[0011] 吸烟制品的性质、形式或类型可变化。示例性的吸烟制品包括卷烟形式或不在任何显著程度上燃烧烟草的产生气溶胶的吸烟制品的形式的那些。
[0012] 在一个有利的实施例中,本发明提供了一种滤嘴吸烟制品,其包括:含烟草棒、滤芯和接装材料,所述含烟草棒由包装材料包裹,所述滤芯由与所述含烟草棒相邻的滤嘴卷纸包裹,所述接装材料将所述含烟草棒固定至所述滤芯,所述接装材料上覆所述滤芯的滤嘴卷纸和所述含烟草棒的包装材料的一部分,其中所述滤嘴卷纸和所述接装材料均由粘合剂组合物固定,所述粘合剂组合物包含至少约35重量%的热塑性淀粉聚合物。所述热塑性淀粉聚合物可与如上所述的其他聚合物共混,并可为热熔体或水性分散体的形式。附图说明
[0013] 为了协助理解本发明的实施例,现在参考所附附图,所述附图不必要按比例绘制。所述附图仅为示例性的,不应被解释为限制本发明。
[0014] 图1为具有卷烟形式的吸烟制品的分解透视图,其显示了卷烟的可烟吸材料、包装材料部件和滤芯;
[0015] 图2为吸烟制品的横截面图,其显示了各种包装材料部件;
[0016] 图3为在卷烟制造过程中在分成两部分之前“双联(two-up)”卷烟棒的横截面图;
[0017] 图4示出了定位用于包围双联卷烟棒的接装材料;
[0018] 图5示出了示例性的区域,在所述示例性的区域处,可将根据本发明的粘合剂组合物施用至适合应用于双联卷烟棒的接装材料的表面;
[0019] 图6为在吸烟制品的制造过程中被施用至连续过滤棒的滤嘴卷纸的透视图;
[0020] 图7为卷烟制造过程的一部分的示意图,其示出了将本发明的粘合剂组合物施用至接装材料,以及将接装材料施用至双联卷烟棒;以及
[0021] 图8为过滤棒制造过程的一部分的示意图,其示出了将本发明的粘合剂组合物施用至滤嘴卷纸,以及将滤嘴卷纸施用至连续过滤棒。

具体实施方式

[0022] 现在将参考所附附图在下文更完全地描述本发明。本发明可以以许多不同的形式实施,不应解释为局限于本文所述的实施例;相反,提供这些实施例以使本公开满足申请法律要求。自始至终,同样的数字指同样的元件。在本说明书权利要求书中所用的单数形式“一种”和“所述”包括复数形式,除非上下文明确另外指出。
[0023] 本发明提供了粘合剂组合物,其包含适用于粘附吸烟制品中的包装材料的至少一种可降解材料,如生物降解性聚合物。尽管本公开集中于这种组合物粘附滤嘴卷纸或接装纸的用途,但本发明的粘合剂的某些实施例可用于粘附在吸烟制品制造中使用的其他包装材料,如包围烟草棒的包装材料。因此,本发明可适用于任何包装材料或需要在制造吸烟制品或不在任何显著程度上燃烧烟草的其他烟草产品中所用的粘合剂的其他部件。本发明的粘合剂组合物也可用于某些无烟烟草产品(例如用于粘附无烟烟袋的接缝)或其他烟草产品包装应用。
[0024] 可降解材料在用于固定吸烟制品(如卷烟)的包装材料的粘合剂组合物中的使用可增加或提高吸烟制品本身的降解性。迄今为止,在吸烟制品制造中使用的常规粘合剂组合物包含相对不可降解的聚合物材料,如乙烯醋酸乙烯酯。
[0025] 在一方面,本发明提供了一种包含可降解聚合物的滤嘴卷纸粘合剂组合物或接装纸粘合剂组合物。在一个实施例中,所述可降解聚合物为热塑性淀粉聚合物或含有这种淀粉聚合物的共混物。本文所用的“淀粉”或“淀粉聚合物”指包含由配糖键结合在一起的葡萄糖单元的多糖基水化合物聚合物(C6H10O5)n,主要特征可在于作为直链(直链淀粉)和支链(支链淀粉)聚合物的混合物。直链淀粉基本上为α(1→4)连接的D-吡喃葡萄糖基单元的直链聚合物。支链淀粉为含有α(1→4)键的D-吡喃葡萄糖基单元的高度分支的聚合物,所述α(1→6)键位于分支点处。天然存在的玉米淀粉含有约75%的支链淀粉(较高分子量的支链淀粉聚合物)和25%的直链淀粉(较低分子量的直链淀粉聚合物),尽管含有超过50%的直链淀粉的杂交玉米淀粉产品由国家淀粉和化学公司(National Starch and Chemical Company Corporation)和美国玉米产品公司(American Maize Products Company)销售。用于本发明的淀粉内的直链淀粉和支链淀粉的量可变化,尽管直链淀粉含量通常为约5重量%至约90重量%,剩余部分为支链淀粉。天然淀粉为亲水性的部分结晶结构(例如约15至约45%的结晶度),在水中的许多溶胀发生在分子的无定形部分。另外的示例性淀粉材料描述于Vuorenpaa等人的美国专利No.5,780,568、Seppala等人的美国专利No.6,011,092、Pletonen等人的美国专利No.6,369,215、Forssell等人的美国专利No.6,514,526、Lammers等人的美国专利No.6,605,715、和Pletonen等人的美国专利No.6,780,903、以及Pletonen等人的美国专利申请公布No.2005/0107603和Mikkonen等人的美国专利申请公布No.2006/0128889中,所述专利以全文引用方式并入本文。本发明的淀粉材料的示例性重均分子量范围可变化,但淀粉的分子量通常在约1,000至约3,000,000Da、经常约75,000至约1,000,000Da、更经常约150,000至约750,000Da的范围内。
[0026] 淀粉可以以其天然形式(例如提取自一种或多种植物,或通过任何方法提纯)、去结构化形式、多种化学改性衍生物的形式(例如羟烷基化淀粉、淀粉酯、离子改性的淀粉,包括阳离子淀粉衍生物和阴离子淀粉衍生物、氧化淀粉、增塑淀粉、水解淀粉、凝胶化淀粉、接枝淀粉、交联淀粉、转糖基淀粉、淀粉醚或它们的混合物)使用。淀粉的某些改性增加材料的疏水性,这可在不偏离本发明下进行。尽管从任何植物源分离和/或提纯的淀粉可用于本发明,示例性的淀粉源包括玉米、土豆、树薯、大米、燕麦、豌豆、西米、大麦、小麦、木薯和山药。本发明涵盖由任何来源制得的淀粉和以本文所述的任何方式改性的淀粉。
[0027] 术语“热塑性淀粉聚合物”(也称为“TPS”)指通常由于淀粉或淀粉衍生物(例如淀粉醋酸酯或淀粉酯)与至少一种增塑剂的混合而导致的可熔体加工形式的淀粉聚合物。所述增塑剂可变化,例子包括各种多元醇(例如乙二醇、丙二醇或丙三醇)、糖(例如葡萄糖、蔗糖、果糖、子糖、麦芽糊精、半乳糖、木糖、麦芽糖、乳糖、甘露糖和赤藓糖)、糖醇(例如赤藓糖醇、木糖醇、麦芽糖醇(malitol)、甘露糖醇和山梨糖醇)、尿素和尿素衍生物、糖醇的酐(如山梨糖醇酐)、明胶、植物蛋白、邻苯二甲酸酯、琥珀酸二甲酯和琥珀酸二乙酯和相关的酯、三醋酸甘油酯、各种酸酯(例如乳酸酯、柠檬酸酯、己二酸酯、硬脂酸酯和油酸酯)、和它们的混合物。
[0028] 热塑性淀粉聚合物也可包括其他任选的组分,如分散助剂或保护胶体。示例性的任选的胶体包括聚乙烯醇、烷基醚二聚体、蜂蜡、巴西棕榈蜡等。示例性的分散助剂或表面活性剂包括聚氧乙烯衍生物(例如聚山梨醇酯)、皂素、烷基磺酸盐、烷基苯磺酸盐等。关于热塑性淀粉的另外的信息可见于例如 等人的美国专利No.6,011,092、等人的美国专利No.6,136,097、以及Shi等人的美国专利申请公布No.2009/0247036和No.2009/0305592,所有专利以引用方式并入本文。
[0029] 在热塑性淀粉聚合物组合物中淀粉材料、增塑剂和任选的另外的组分的相对量可变化。通常,热塑性淀粉聚合物含有以聚合物组合物总重量计约30重量%至约95重量%的淀粉(包括结合水)、约5重量%至约55重量%的一种或多种增塑剂、和约0.01重量%至约20重量%的任何另外的任选组分(如分散助剂和保护胶体)。
[0030] 本发明中的可使用或易于改性而使用的热塑性淀粉的示例性商业实施例包括可得自杜邦(DuPont)的 TPS、可得自生物技术有限公司(BiotecGmbH)的BIOPLAST 可得自IGV的GETREX TP II、可得自普兰缇可技术有限
公司(Plantic Technologies Limited)的 TPS、可得自淀粉技术公司
(StarchTech,Inc.)的RE-NEW400淀粉树脂、可得自罗登伯格生物聚合物公司(Rodenburg Biopolymers B.V.)的 BP、可得 自Cereplast公 司(Cereplast,Inc.)
的CEREPLAST 和 可 得 自Biograde 公 司(Biograde Ltd)的
TPS。
[0031] TPS可用作粘合剂组合物中的单独的聚合物组分,或可与一种或多种另外的聚合物材料混合。当使用聚合物共混物时,共混伙伴也通常是可降解的。可与TPS共混的示例性生物降解性聚合物包括聚乙烯醇、脂族聚酯、脂族聚氨酯、顺式聚异戊二烯、顺式聚丁二烯、聚羟基链烷酸酯、聚酐、及其共聚物和共混物。术语“脂族聚酯”指具有结构–[C(O)-R-O]n-的聚合物,其中n为表示聚合物链中的单体单元数的整数,R为脂族,优选为C1-C10亚烷基,更优选为C1-C6亚烷基(例如亚甲基、亚乙基、亚丙基、亚异丙基、亚丁基、亚异丁基等),其中亚烷基基团可为直链或支链的。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))、聚羟基丁酸酯(PHB)、聚羟基戊酸酯(PHV)、聚己内酯(PCL)和它们的共聚物。适用于与淀粉材料共混的聚合物的其他例子包括生物降解性热塑性聚酯,如可得自巴斯夫公司(BASF Corporation)的 脂族-芳族共聚酯材料,或描述于 等人的美国专利No.6,087,465中的聚(酯氨酯)聚合物,所述专利以全文引用方式并入本文。尽管相对不可降解的合成聚合物,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)也可用于与TPS的共混物中,但所得粘合剂组合物将具有减小的生物降解性。
[0032] 在本发明中可使用或易于改性而使用的热塑性淀粉共混物的示例性商业实施例包括可得自Limagrain Céréales的 共混物(与 共聚酯聚合物组合的淀粉材料)、可得自Biograde公司(Biograde Ltd.)的 共混物(TPS
和脂族聚酯或聚乙烯醇)、可得自Cerestech公司(Cerestech,Inc.)的 共混
物(TPS和聚烯烃)、可得自格雷斯生物技术公司(Grace Biotech)的GB共混物系列(TPS和生物降解性聚酯)、可得自Novamont SpA的 共混物(TPS和聚乙烯醇)、
可得自FuturaMat公司(FuturaMat)的 共混物(小麦粉和聚酯)、可得自
Cereplast公司(Cereplast,Inc.)的CEREPLAST HYBRID (淀粉和聚烯烃)和
CEREPLAST (TPS和聚乳酸)、可得自BIOP生物聚合物技术公司(BIOP
Biopolymer Technologies AG)的 共混物(TPS和共聚酯)、可得自生物技术有限公司(Biotec GmbH)的 共混物(TPS和脂族聚酯)、和可得自华纳-兰伯特公
司(Warner-Lambert)的 共混物(淀粉和共聚酯、聚己内酯或醋酸纤维素),以及TM
可得自SK公司(SK Corporation)的GREENPOL 共混物(淀粉和聚己内酯)。
[0033] 热塑性淀粉聚合物或包含热塑性淀粉聚合物的聚合物共混物在粘合剂组合物中的相对量可变化。通常,TPS本身以至少约35重量%、经常至少约40重量%、常常至少约45重量%(例如至少约50重量%或甚至至少约55重量%)的浓度存在于粘合剂组合物中,所述浓度以粘合剂组合物总重量计。当使用聚合物共混物(如TPS和第二生物降解性聚合物的共混物)时,共混物的浓度以粘合剂组合物总重量计通常为至少约40重量%,经常至少约50重量%,或至少约55重量%。在一些实施例中,包含热塑性淀粉聚合物的聚合物共混物占粘合剂的至少约65重量%,或至少约75重量%。
[0034] 粘合剂组合物可含有除了与热塑性淀粉聚合物相关而提及的那些之外的各种另外的添加剂。示例性的添加剂包括增粘树脂(例如松香、萜烯、脂族树脂、脂环族树脂或芳族树脂、氢化烃类树脂和萜烯酚树脂)、蜡、另外的增塑剂(例如苯甲酸酯、邻苯二甲酸酯和石蜡油)、抗氧化剂和稳定剂(例如受阻酚、丁基化羟甲苯(BHT)、磷酸酯和受阻芳族胺)、UV稳定剂、颜料和染料、杀生物剂、阻燃剂、抗静电剂、填料(例如碳酸硫酸钡、滑石、二氧化炭黑、诸如高岭土的粘土、和诸如棉、毛、松、大麻、竹子、木棉或亚麻的植物衍生纤维材料)、表面活性剂、消泡剂等。增粘树脂通常以约0至约50重量%的量(以粘合剂组合物总重量计)使用。蜡通常以约0至约40重量%的量使用。剩余类型的添加剂通常以至多约40重量%、经常至多约25重量%、更经常至多约10重量%的量使用。可用于在卷烟制造中使用的粘合剂的添加剂的类型也描述于Kauffman等人的美国专利No.5,453,144和Wieczorek,Jr.等人的美国专利申请公布No.2003/0027007和Gong等人的美国专利申请公布No.2006/0137700中,所有专利以引用方式并入本文。
[0035] 包含热塑性淀粉聚合物或含热塑性淀粉聚合物的聚合物共混物的粘合剂组合物可取决于应用而以多种形式使用。对于滤嘴卷纸粘合剂组合物,通常使用热熔体制剂。本文所用的热熔体指含有较少溶剂含量或不含溶剂含量的聚合物粘合剂组合物,其在室温下为固体,并在应用之前被加热而形成液体。对于接装纸粘合剂组合物,通常使用水性分散体形式的粘合剂组合物。本文所用的水性分散体指一种聚合物粘合剂组合物,其中一种或多种聚合物组分作为在水中的分散粒子而存在。当水性分散体粘合剂由于水性溶剂的至少一部分蒸发而被加热时,其通常变得粘性,在粘合剂变得粘性时的温度一般称为活化温度。
[0036] 上述TPS和含TPS的共混物中的许多可以以适于用作热熔粘合剂的形式购得。然而,在某些实施例中,在市售TPS或含TPS的共混物用作热熔粘合剂之前,其可通过与另外的增塑剂或增粘剂共混而被改性。在本发明的某些实施例中,提供热熔体形式的含热塑性淀粉的粘合剂组合物,其具有约60°C至约150°C、更经常约65°C至约120°C、最经常约70°C至约100°C的熔融温度。本发明的热熔粘合剂在其应用温度范围内的粘度可变化,但通常为约500厘泊(cP)至约50,000cP,更经常约800cP至约5,000cP,最经常约1,000cP至约3,500cP。在某些有利的实施例中,本发明的热熔粘合剂能够渗透纸质基材,以形成足以将粘附键的完整性保持粘附部件的预期寿命的功能纤维撕裂或吸水键(tearing or suction bond)。
[0037] 为了形成含有TPS或含TPS的聚合物共混物的水性分散体,有时需要使用多种技术中的任意种将市售固体聚合物产品转化为水性分散体形式。例如,聚合物产品可首先溶解于水可溶混的有机溶剂中,并通过与水混合而沉淀至分散体的形式(即溶剂-抗溶剂法)。在另一实施例中,分散体通过如下方式形成:将聚合物产品溶解于与水不可溶混的有机溶剂中,然后将所述溶液喷雾至经加热的水中以立即蒸发有机溶剂(即蒸发沉淀)。最后,可使用多种类型的装置而将剪切引入至聚合物产品中以大大降低粒子尺寸,从而制备能够分散于水中的粒子。示例性的粒子尺寸降低技术包括湿球磨(例如使用具有二氧化锆珠粒、氮化硅珠粒或聚苯乙烯珠粒的球磨机)、高压均化(例如强制聚合物和水性介质通过活塞间隙均化器)、微流体粒子尺寸降低、喷雾干燥超临界流体粒子尺寸降低。
[0038] 在某些实施例中,提供一种含有TPS的水性分散体粘合剂,其具有约60°C至约150°C、更经常约65°C至约120°C、最经常约70°C至约100°C的活化温度。本发
明的水性分散体在环境温度下的粘度可变化,但通常为约100cP至约10,000cP,更经常约
200cP至约5,000cP,最经常约300cP至约700cP。本发明的水性分散体的固体百分比通常为约25%至约60%固体,更经常约35%至约55%固体,最经常约47%至约52%固体。
[0039] 如果将流变改性分散体助剂加入至水性分散体中,则水性分散体的粘度和水性分散体的固体百分比可改变。对于这种修改的实施例,粘度范围通常为约500cP至约10,000cP,更经常约1,000cP至约5,000cP,最经常约2,500cP至约4,600cP。另外,对于这种修改的实施例,固体百分比范围通常为约25%至约60%固体,更经常约35%至约55%固体,最经常约45%至约50%固体。在某些有利的实施例中,本发明的水性分散体粘合剂能够渗透纸质基材,以形成足以将粘附键的完整性保持粘附部件的预期寿命的功能纤维撕裂或吸水键。
[0040] 在某些实施例中,用于本发明的TPS或含TPS的聚合物共混物可特征在于可降解,这意味着聚合物材料能够例如通过将粒子分解为分解产物的化学反应(特别是在与吸烟制品的处理相关的环境条件下)而发生降解或分解。可降解材料包括分类为可生物降解和可堆肥的那些材料。在某些实施例中,含有TPS或含TPS的聚合物共混物的本发明的粘合剂组合物也特征在于可降解,如可生物降解和/或可堆肥。
[0041] 本文所用的术语“可生物降解”指在细菌、真菌、藻类和其他微生物的存在下在有氧和/或无氧条件下降解为二氧化碳/甲烷、水和生物质的材料,尽管含有杂原子的材料可也产生诸如氨或二氧化硫的其他产物。“生物质”一般指引入存在的生物体的细胞结构中或者转化为与生物源材料不可区分的腐殖质部分的新陈代谢材料的部分。术语“可堆肥”一般用于指以与其他已知的可堆肥材料可相比的速率降解为二氧化碳、水、无机化合物和生物质且不留下可见或有毒的残余物的材料。
[0042] 可降解性可例如通过将样品置于预期导致分解的环境条件中而进行测量,例如将样品置于水中、含微生物的溶液中、堆肥材料中或土壤中。降解程度可特征在于样品在暴露于环境条件的给定时间内的重量损失。本发明的某些粘合剂实施例的示例性降解速率包括在土壤中埋60天之后至少约20%的重量损失,或在暴露于典型的市政堆肥器15天之后至少约30%的重量损失。然而,降解速率可取决于所用的可降解粒子的类型、滤芯的剩余组合物、和与降解测试相关的环境条件而广泛变化。Buchanan等人的美国专利No.5,970,988和Yamashita的美国专利No.6,571,802提供了用于降解测试的示例性测试条件。塑料材料的可降解性也可使用如下ASTM测试方法中的一种或多种进行测定:D5338、D5526、D5988和D6400。
[0043] 本发明涉及在吸烟制品的制造过程中,特别是在包括滤嘴卷纸和接装纸的卷烟的制造过程中上述粘合剂组合物的用途。参见图1,显示了吸烟制品10,其为卷烟形式,并具有本发明的吸烟制品的某些代表性部件。卷烟10包括在限制包装材料16中包含的可烟吸填料材料的充填体或卷的一般圆柱形棒12。棒12常规称为“烟草棒”。烟草棒12的端部为开放的,以暴露可烟吸填料材料。卷烟10显示为具有施用至包装材料16的一个任选的带22(例如包括诸如淀粉、乙基纤维素或海藻酸钠的成膜剂的印刷涂层),且所述带在与卷烟的纵轴成横向的方向上包围卷烟棒。即,带22提供了相对于卷烟的纵轴的横向区域。带22可在包装材料的内表面上印刷(即面向可烟吸填料材料),或较低优选地在包装材料的外表面上印刷。尽管卷烟可具有包含一个任选的带的包装材料,卷烟也可具有包含两个、三个或更多个另外的任选的间隔带的包装材料。
[0044] 点火端18在烟草棒12的一端,滤芯26位于嘴端20。滤芯26与烟草棒12的一端相邻设置,使得滤芯和烟草棒优选彼此邻接而以端对端关系轴向对准。滤芯26可具有一般圆柱体形,其直径可基本上等于所述烟草棒的直径。滤芯26的端部允许空气和烟从其通过。
[0045] 如图1所示构造的吸烟制品的横截面图示于图2。如其中所示,滤芯26沿着其外周或纵向周边由外部滤嘴卷纸28的层包围。使用根据本发明的粘合剂组合物将滤嘴卷纸28粘附至滤芯26。尽管过滤材料的仅一部分示于图2,但在不偏离本发明下可使用具有多个片段和/或空穴的其他滤芯构造。
[0046] 使用接装材料46将滤芯26附接至烟草棒12,所述接装材料46包围滤芯26的整个长度和烟草棒12的相邻区域。使用根据本发明的粘合剂组合物,将接装材料46的内表面牢固固定至滤嘴卷纸28的外表面和烟草棒的包装材料16的外表面,所述粘合剂组合物将所述滤芯和所述烟草棒彼此粘附。接装材料46通常在滤芯26的整个长度上延伸,并在烟草棒12的相邻区域的长度上延伸约2mm至约6mm,经常约3mm至约5mm,常常约4mm。
[0047] 通或空气稀释吸烟制品可具有任选的空气稀释装置,如一系列穿孔30,所述穿孔30的每一个延伸穿过所述接装材料和滤嘴卷纸。任选的穿孔30可通过本领域普通技术人员已知的各种技术制得,所述技术如激光穿孔技术。或者,可使用所谓的离线空气稀释技术(例如通过使用多孔纸质滤嘴卷纸和预穿孔的接装纸)。对于经空气稀释或通风的卷烟,空气稀释或通风的量或程度可变化。经空气稀释的卷烟的空气稀释量常常大于约10%,一般大于约20%,经常大于约30%,有时大于约40%。通常,经空气稀释的卷烟的空气稀释的上限小于约80%,经常小于约70%。本文所用的术语“空气稀释”为抽吸通过空气稀释装置的空气体积与抽吸通过卷烟并离开卷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)。
[0048] 可将本发明的粘合剂组合物引入常规卷烟制造过程中,特别是构造为提供“双联”卷烟棒的制造过程中。尽管可修改其他制造过程以使用本发明的粘合剂,但本公开将集中于双联棒制造过程。
[0049] 参见图3,显示了代表性的双联卷烟60,其可沿着虚线2-2细分,以提供各自具有图2所示的结构的两个滤嘴卷烟62、64。为了形成双联卷烟60,提供双联过滤片段70。代表性的过滤片段70包含过滤材料,并由滤嘴卷纸72包围。两个烟草棒12、12’在所述双联过滤片段的每一端对准,以形成双联卷烟棒。接装材料74的层(例如所谓的接装材料的“贴片”)围绕对准的部件包裹,使得所述接装材料包围双联过滤片段70的整个长度,以及在与所述过滤片段相邻的各自区域中的每个烟草棒12、12’的一部分长度。这样,提供了所谓的双联卷烟60。任选地,可通过将穿孔30、30’的至少一个限制环施用通过接装材料74和下方的滤嘴卷纸72,从而将所述卷烟60进行空气稀释(例如使用激光穿孔技术)。如果需要,可施用接装材料的另外的层,以形成具有接装材料的多个层的吸烟制品,如Dube等人的美国专利No.7,789,089中所述,所述专利以引用方式并入本文。双联组合过滤片段70最终沿着线2-2分成两半,以提供两个成品卷烟62、64。
[0050] 为了制备用于双联卷烟棒制造的过滤棒,如图6所示,过滤材料的连续过滤棒80首先形成,用滤嘴卷纸82包裹,并细分为更小的片段以用于制造过程的剩余部分。例如,连续过滤棒80可被细分为适当尺寸的片段以用于双联制造过程。如图6所示,将粘合剂84施用至滤嘴卷纸82的接缝,使得当所述滤嘴卷纸围绕连续过滤棒80包裹时粘附至其本身。在不偏离本发明下,滤嘴卷纸82的其他区域也可用粘合剂84进行处理。例如,在某些实施例中,粘合剂84以一定间隔垂直于连续过滤棒80的纵轴施用至整个滤嘴卷纸82,从而在间隔位置处存在对连续过滤棒80的直接粘结。另外,在不偏离本发明下,可不同地构造过滤棒80,例如通过引入空穴、烟改变(smoke-altering)材料(如活性炭)等。
[0051] 图8示出了用于将滤嘴卷纸粘合剂施用至连续过滤棒80的装置的简单示意图。如所示,滤嘴卷纸材料82从辊88供给,并经过粘合剂涂敷器90。涂敷器90可构造为以任何方式和以任何所需的图案施用粘合剂。例如,涂敷器90可沿着滤嘴卷纸材料82的边缘仅将粘合剂施用至接缝,或者可将粘合剂施用至任何其他所需的位置。可使用的涂敷器90的示例性类型包括适于涂布技术的涂敷器,所述涂布技术例如刮刀涂布辊涂布、逆向辊涂、凹印涂布、计量杆涂布、槽模涂布、帘幕式涂布、气刀涂布等。由于滤嘴卷纸粘合剂通常为热熔体的形式,因此涂敷器90通常为特别适于递送热熔粘合剂的系统,如槽模或挤出涂布系统。通常使用在制造过程中特定布置连续和不连续粘合剂接缝的各种方法。参见例如Hall的美国专利No.4,252,527、Seymour等人的美国专利No.6,021,782、Maiwald等人的美国专利No.7,237,557、以及Pipes等人的美国专利申请公布No.2009/0255835,所述专利以引用方式并入本文。
[0052] 在施用粘合剂组合物之后,滤嘴卷纸82经过任选的干燥器94,所述干燥器94取决于粘合剂的形式而可能为不必要的。对于热熔粘合剂,通常不需要干燥系统。当使用干燥器94时,其可包括适于从粘合剂涂层蒸发溶剂的任何已知干燥系统或装置,包括常规干燥烘箱。干燥器94可设计为干燥滤嘴卷纸82的相对表面或两个表面。
[0053] 在任选的干燥操作之后,滤嘴卷纸可经受任选的微波能工位96,所述微波能工位96适于将微波能传递至施用于滤嘴卷纸82的粘合剂组合物。微波能可增强粘合剂的干燥、活化或固化,并可在常规干燥器94(例如常规传导加热系统)之外或者代替常规干燥器94(例如常规传导加热系统)使用。微波加热的使用可通过应用调节至粘合剂材料的最有效吸收频率的微波能而提供更短的固化时间和更有效的加热。微波能加热独立于被加热的材料的热导率。在某些实施例中,结合使用微波能,本发明的粘合剂组合物配制为具有极性添加剂(如盐材料)以增加衍生自微波能的加热效果。示例性的微波加热系统可得自北卡罗来纳州莫里斯维尔的兰布达技术公司(Lambda Technologies)。微波加热系统也描述于Fathi等人的美国专利申请公布No.2007/0284034,其以引用方式并入本文。尽管微波能系统96显示为与滤嘴卷纸82的一个表面相邻设置,但如果需要,微波能可传递至滤嘴卷纸的任一侧或两侧。
[0054] 在粘合剂施用之后,滤嘴卷纸82接触连续过滤棒80设置,并在成型枪98中围绕过滤棒包裹。粘合剂的存在使得滤嘴卷纸保持围绕过滤棒80牢固固定。尽管未在图8中显示,但连续过滤棒可细分为更小片段,如在包裹过程之后所需。
[0055] 以热熔体形式使用的滤嘴卷纸粘合剂通常在约110°C至约160°C的施用温度下、更经常在约120°C至约130°C的施用温度下通过加热喷嘴进行施用。在500米/分钟的带速下测得的粘合剂的流量通常为约10克/分钟。尽管在某些实施例中,可使用常规速度的大约一半的带速,但通常线速度为约225至约500米/分钟带速。通常提供冷却棒(未显示)以协助凝结热熔粘合剂,且冷却棒的温度通常设置为约3°C至约5°C。当水性分散体粘合剂用于滤嘴卷纸时,粘合剂的施用通常涉及使粘合剂以约10至约12克/分钟的流量(在约500米/分钟的带速下测得)经过挤出喷嘴。通常,线速度小于约250米/分钟带速,且加热密封棒(未显示)可用于协助水性分散体粘合剂的凝固
[0056] 在双联卷烟棒过程中,双联过滤棒位于两个烟草棒之间,且接装材料围绕结合的棒包裹。在图4中,在将接装片材或贴片74围绕双联棒包裹之前显示接装片材或贴片74,所述双联棒将沿着线2-2分成两个卷烟62、64。在自动化卷烟制造过程中将粘合剂施用至接装材料的方式和方法对于卷烟设计和制造领域的技术人员而言是显而易见的。例如,可使用可得自豪尼机器制造股份公司(Hauni-Werke Korber&Co.KG)的Lab MAX接装设备以基本上常规的方式用接装材料接装滤嘴卷烟。
[0057] 图5示出了可将粘合剂施用至接装片材74的示例性位置。在不偏离本发明下,可将任何可能图案的粘合剂100施用至接装片材74,包括简单涂布片材的整个下侧,使得接装片材的整侧粘附至双联卷烟棒。或者,粘合剂组合物100可施用至接装片材74的仅不连续的位置,如图5所示。在示出的实施例中,粘合剂100施用至区域A,这确保在沿着双联棒的线2-2分成两部分之后接装材料在卷烟的末端嘴端处和在嘴端远侧的接装材料的端部处固定。在某些有利的实施例中,粘合剂100也施用至区域B的一个或多个中,这防止了在沿着卷烟的纵轴的接装片材接缝处接装片材74的层离或皱褶。
[0058] 图7示出了双联卷烟制造过程的部分示意图,其中接装纸片材74施用至双联棒。如所示,接装纸105从辊110拉出并经过粘合剂涂敷器120,所述粘合剂涂敷器120可为本文所述的任何类型的涂敷器,包括适于刮刀涂布辊涂布、逆向辊涂、凹印涂布、计量杆涂布、槽模涂布、帘幕式涂布、气刀涂布等的涂敷器。在粘合剂涂敷工位120之后,接装纸105经过任选的干燥工位130,所述干燥工位130可由本领域任何已知的干燥装置组成,如常规干燥烘箱。是否需要干燥工位部分取决于所用的粘合剂组合物100的类型和形式。由于接装粘合剂组合物100通常以水性分散体的形式使用,通过干燥热活化通常为过程的一部分。因此,当使用水性分散体粘合剂时,预期干燥器130。干燥器130可设计为干燥接装纸105的任一表面或两个表面。过程也可包括任选的微波能工位140,其适于将微波能传递至施用至接装材料105的粘合剂组合物100。微波能系统140可将微波能引导至接装材料105的任一侧或两侧,并类似于关于滤嘴卷纸粘合剂过程而在之前描述的微波系统。
[0059] 之后,将接装纸105引导至滚筒150上,所述滚筒150通常将吸水施加至接装纸,且所述接装纸经过旋转刀160,在旋转刀160处纸质材料被切成单独的接装片材或贴片74。接装片材74随后接触位于相邻旋转滚筒180的凹槽中的未包裹双联卷烟棒170。每个双联棒170和接装片材74随后传到另一滚筒190,所述滚筒190使棒和接装片材接触辊装置200,所述辊装置200将接装材料围绕双联棒卷动以完成图3所示的结构。所得经包裹的双联棒随后经受进一步的加工,如细分至单独的卷烟棒(未显示)。
[0060] 通常,使用计量涂敷器辊在环境温度下将水性分散体粘合剂施用至接装纸。基于机器和制造的产品,线速度一般为约7,500至约12,000卷烟/分钟。经常在约100°C的温度设定下将热量施加至接装手辊(roll hand)。
[0061] 过滤材料可变化,并可为可用于提供卷烟的烟草烟滤嘴的类型的任何材料。优选地,使用常规卷烟过滤材料,如醋酸纤维素丝束、聚集的醋酸纤维素料片、聚丙烯丝束、聚集的醋酸纤维素料片、聚集纸、再造烟草股等。尤其优选的是细丝状或纤维丝束,如醋酸纤维素、聚烯烃(如聚丙烯)等。可提供合适的过滤棒的一种过滤材料为具有3旦尼尔/细丝和40,000总旦尼尔的醋酸纤维素丝束。作为另一实例,具有3旦尼尔/细丝和35,000总旦尼尔的醋酸纤维素丝束可提供合适的过滤棒。作为另一实例,具有8旦尼尔/细丝和40,000总旦尼尔的醋酸纤维素丝束可提供合适的过滤棒。对于另外的实例,参见Neurath的美国专利No.3,424,172、Cohen等人的美国专利No.4,811,745、Hill等人的美国专利No.4,925,602、Takegawa等人的美国专利No.5,225,277和Arzonico等人的美国专利No.5,271,419中所述的过滤材料类型,所述专利的每一个以引用方式并入本文。
[0062] 通常使用已知技术将诸如三醋精或聚乙二醇的增塑剂以常规量施用至细丝状丝束。在一个实施例中,过滤材料的增塑剂组分包含1:1重量比的三醋精和聚乙二醇。增塑剂的总量一般为约4至约20重量%,优选约6至约12重量%。与构造滤芯相关而使用的其他合适的材料或添加剂对于卷烟滤嘴设计和制造领域的技术人员而言是显而易见的。参见,例如,Rivers的美国专利No.5,387,285,其以引用方式并入本文。
[0063] 接装材料可变化,示例性的材料为在卷烟制造中常规用作接装材料的类型。典型的接装材料为显示出相对较高的不透明度的纸。代表性的接装材料具有大于约81%、经常在约84%至约90%范围内、有时大于约90%的TAPPI不透明度。典型的接装材料用油墨印刷,所述油墨通常为硝化纤维素基的,其可提供多种外观和“唇脱离(lip release)”性质。代2 2 2 2
表性的接装纸材料具有约25m/m 至约60g/m、经常约30g/m 至约40g/m 的基重。代表性的接装纸可作为Tervakoski参考No.3121、No.3124、No.TK652、No.TK674、No.TK675、No.A360和No.A362以及史怀哲-摩迪(Schweitzer-Mauduit)国际参考No.GSR270和No.GSR265M2获得。也参见例如在Crooks等人的美国专利申请公布No.2007/0215167和Cecchetto等人的美国专利申请公布No.2009/0293894中所述的接装材料类型、使用接装材料组合卷烟部件的方法、以及使用接装材料包裹卷烟的各个部分的技术,所述专利以引用方式并入本文。
[0064] 用于滤嘴卷纸的材料可变化,并可包括多孔或非多孔纸质材料。孔隙率为约1,100CORESTA单元至约26,000CORESTA单元的示例性滤嘴卷纸可作为Porowrap17-M1、
33-M1、45-M1、70-M9、95-M9、150-M4、150-M9、240M9S、260-M4和260-M4T得自史怀哲-摩迪国际公司(Schweitzer-Maudit International)以及作为22HP90和22HP150得自米盖尔-y-科斯塔斯公司(Miquel-y-Costas)。非多孔滤嘴卷纸材料通常显示出小于约40CORESTA单元、经常小于约20CORESTA单元的孔隙率。示例性的非多孔滤嘴卷纸可作为PW646得自捷克共和国的Olsany Facility(OP Paprina)、作为FY/33060得自奥地利的瓦腾斯公司(Wattenspapier)、作为646得自西班牙的米盖尔-y-科斯塔斯公司(Miquel-y-Costas)、以及作为MR650和180得自史怀哲-摩迪国际公司(Schweitzer-Maudit International)。可特别地在面向过滤材料的表面上用成膜材料层涂布滤嘴卷纸。这种涂层可使用合适的聚合物成膜剂(例如乙基纤维素、与碳酸钙混合的乙基纤维素、硝化纤维素、与碳酸钙混合的硝化纤维素、或常用于卷烟制造的类型的所谓唇脱离涂层组合物)提供。或者,塑料膜(例如聚丙烯膜)可用作滤嘴卷纸材料。例如,可作为ZNA-20和ZNA-25得自德国创斯普有限公司(Treofan Germany GmbH&Co.KG)的非多孔聚丙烯材料可用作滤嘴卷纸材料。也参见,例如,Martin的美国专利No.4,174,719,其以引用方式并入本文。
[0065] 也可使用扩散性材料(例如扩散性滤嘴卷纸或扩散性接装材料)来构造用作接装材料和滤嘴卷纸的包装材料。在扩散性包装材料的实施例中,包装材料的扩散率最优选类似于标准卷烟包装材料的扩散率,所述标准卷烟包装材料例如材料16(例如扩散率为约2cm/sec,或基本孔隙率为约15至约80CORESTA)或通常在卷烟中围绕烟草充填体使用的类型的类似材料。示例性的实施例具有扩散性接装材料和多孔滤嘴卷纸的单层。扩散性包装材料将大于0CORESTA且小于100CORESTA,优选范围在约5至约80CORESTA之间,且扩散率为至少约1cm/sec,优选至少约1.5cm/sec。可使用例如公开于Norman等人的美国专利申请公布No.2005/0087202中的那些技术测量扩散率,所述专利以引用方式并入本文。这与典型接装或滤嘴卷纸材料显著不同,所述典型接装或滤嘴卷纸材料可提供极少扩散率或不提供扩散率(例如约0cm/sec,通常小于约1cm/sec,或小于约10CORESTA的基本孔隙率)。
[0066] 对于包括围绕滤芯的扩散性包装材料的卷烟实施例,所述包装材料可选自多种纸质或类纸质材料。在一个实例中,可使用通常用于含有烟草充填体的类型的典型包装材料。这种包装材料最优选包括所需的扩散率(例如有时大于1cm/sec,优选大于约1.5cm/sec,经常为约1至约3cm/sec,常常为约2cm/sec)。具有高程度的扩散率的包装材料描述于Norman等人的美国专利申请公布No.2010/0108084中,所述专利以全文引用方式并入本文。尽管不受限于任何特定的操作理论,但据信使用具有高程度的扩散率的包装材料可提供有利的通过滤芯的流动特性。
[0067] 可使用各种类型的卷烟部件,包括烟草类型、烟草共混物、顶部敷料(top dressing)和外包材料、共混物堆积密度和烟草棒的纸质包装材料的类型。参见例如,nd在 Johnson,Development of Cigarette Components to Meet Industry Needs,52 T.S.R.C.(1998年9月)、Jakob等人的美国专利No.5,101,839、Arzonico等人的美国专利No.5,159,944、Gentry的美国专利No.5,220,930和Kraker的美国专利No.6,779,530、Ashcraft等人的美国专利申请公布No.2005/0016556、Nestor等人的美国专利申请公布No.2005/0066986、Fitzgerald等人的美国专利申请公布No.2005/0076929、Thomas等人的美国专利申请公布No.2006/0272655、Coleman III等人的美国专利申请公布No.2007/0056600和Oglesby的美国专利申请公布No.2007/0246055中描述的卷烟部件的各种代表性类型,以及各种卷烟设计、形式、构造和特性,所述专利中的每一个以引用方式并入本文。最优选地,整个可烟吸棒由可烟吸材料(例如配方烟丝)和限制外部包装材料的层组成。
[0068] 本发明的粘合剂也可在引入不在任何显著程度上燃烧烟草材料的产生气溶胶的吸烟制品内的滤芯或其他部件中使用,所述吸烟制品例如在如下专利中所述的那些:Clearman等人的美国专利No.4,756,318、Banerjee等人的美国专利No.4,714,082、White等人的美国专利No.4,771,795、Sensabaugh 等人的美国专利No.4,793,365、Clearman等人的美国专利No.4,989,619、Clearman等人的美国专利No.4,917,128、Korte的美国专利No.4,961,438、Serrano等人的美国专利No.4,966,171、Bale等人的美国专利No.4,969,476、Serrano等人的美国专利No.4,991,606、Farrier等人的美国专利No.5,020,548、Shannon等人的美国专利No.5,027,836、Clearman等人的美国专利No.5,033,483、Schlatter等人的美国专利No.5,040,551、Creighton等人的美国专利No.5,050,621、Baker等人的美国专利No.5,052,413、Lawson的美国专利No.5,065,776、Nystrom等人的美国专利No.5,076,296、Farrier等人的美国专利No.5,076,297、Clearman等人的美国专利No.5,099,861、Drewett等人的美国专利No.5,105,835、Barnes等人的美国专利No.5,105,837、Hauser等人的美国专利No.5,115,820、Best等人的美国专利No.5,148,821、Hayward等人的美国专利No.5,159,940、Riggs等人的美国专利No.5,178,167、Clearman等人的美国专利No.5,183,062、Shannon等人的美国专利No.5,211,684、Deevi等人的美国专利No.5,240,014、Nichols等人的美国专利No.5,240,016、Clearman等人的美国专利No.5,345,955、Casey,III等人的美国专利No.5,396,911、Riggs等人的美国专利No.5,551,451、Bensalem等人的美国专利No.5,595,577、Meiring等人的美国专利No.5,727,571、Barnes等人的美国专利No.5,819,751、Matsuura等人的美国专利No.6,089,857、Beven等人的美国专利No.6,095,152、Beven的美国专利No.6,578,584、以及Crooks等人的美国专利申请公布No.2010/0186757和Sebastian等人的美国专利申请公布No.2011/0041861,所述专利以引用方式并入本文。而且,本发明的滤芯可引入已经由R.J.雷诺兹烟草公司(R.J.Reynolds Tobacco Company)以商标名“Premier”和“Eclipse”销售的卷烟类型内。参见例如在 Chemical and Biological Studies on New Cigarette Prototypes that Heat Instead of Burn Tobacco,R.J.雷诺兹烟草公司专题(R.J.Reynolds Tobacco Company Monograph)(1988)和Inhalation Toxicology,12:5,第1-58页(2000)中描述的卷烟的那些类型,所述文献以引用方式并入本文。
[0069] 卷烟棒通常使用卷烟制造机器(如常规的自动化卷烟棒制造机器)制得。示例性的卷烟棒制造机器具有可购自莫林斯公司(Molins PLC)或Hauni-Werke Korber&Co.KG的类型。例如,可使用称为MkX(可购自莫林斯公司(Molins PLC))或PROTOS(可购自Hauni-Werke Korber&Co.KG)的类型的卷烟棒制造机器。对PROTOS卷烟制造机器的描述提供于Brand的美国专利No.4,474,190的第5栏第48行至第8栏第3行,所述专利以引用方式并入本文。适用于卷烟制造的设备类型也描述于La Hue的美国专利No.4,781,203、Holznagel的美国专利No.4,844,100、Gentry的美国专利No.5,131,416、Holmes等人的美国专利No.5,156,169、Myracle,Jr.等人的美国专利No.5,191,906、Blau等人的美国专利No.6,647,870、Kitao等人的美国专利No.6,848,449、Hancock等人的美国专利No.6,854,469、Kitao等人的美国专利No.6,904,917、和Barnes等人的美国专利No.7,677,251以及Hartman的美国专利申请公布No.2003/0145866、Hancock等人的美国专利申请公布No.2004/0129281、Barnes等人的美国专利申请公布No.2005/0039764和Fitzgerald等人的美国专利申请公布No.2005/0076929,所述专利中的每一个以引用方式并入本文。
[0070] 常规的自动化卷烟制造机器的部件和操作对于卷烟制造机械设计和操作领域的技术人员而言是显而易见的。例如,对数种类型的烟囱、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在如下专利中陈述:Molins等人的美国专利No.3,288,147、Heitmann等人的美国专利No.3,915,176、Frank的美国专利No.4,291,713、Rudszinat的美国专利No.4,574,816、Heitmann等人的美国专利No.4,736,754、Pinck等人的美国专利No.4,878,506、Davis等人的美国专利No.4,899,765、Heitmann的美国专利No.5,060,665、Keritsis等人的美国专利No.5,012,823、Fagg等人的美国专利No.6,360,751、以及Muller的美国专利申请公布No.2003/0136419,所述专利的每一个以引用方式并入本文。本文所述类型的自动化卷烟制造机器提供了可细分为所需长度的成型可烟吸棒的成型连续卷烟棒或可烟吸棒。
[0071] 用于滤嘴卷烟的滤芯的部件通常从使用常规类型的成棒单元而制得的过滤棒提供,所述常规类型的成棒单元例如可作为KDF-2和KDF-3E得自Hauni-Werke Korber&Co.KG的那些。通常,使用丝束加工单元提供过滤材料,如过滤丝束。一种示例性丝束加工单元可作为由北卡罗来纳州温斯顿-塞勒姆的Arjay设备公司(Arjay Equipment Corp.,Winston-Salem,NC)供应的E-60而购得。其他示例性的丝束加工单元可作为AF-2、AF-3和AF-4购自Hauni-Werke Korber&Co.KG。另外,用于操作过滤材料供给单元和滤嘴制造单元的代表性方式和方法描述于Byrne的美国专利No.4,281,671、Green,Jr.等人的美国专利No.4,862,905、Siems等人的美国专利No.5,060,664、Oesterling等人的美国专利No.5,135,008、Rivers的美国专利No.5,387,285、和Lanier,Jr.等人的美国专利No.7,074,170、以及Deal的美国专利申请公布No.2010/0099543和Nelson等人的美国专利申请公布No.2010/0192962,全部所述专利以引用方式并入本文。用于将过滤材料供给至过滤棒成型单元的其他类型的技术描述于Pryor等人的美国专利No.4,807,809和Raker的美国专利No.5,025,814,所述专利也以引用方式并入本文。
[0072] 滤芯或组合滤嘴的过滤片段部件通常从过滤棒提供,所述过滤棒使用常规类型的卷烟过滤棒制造技术制得。例如,具有常规用于制造滤嘴卷烟的通用形式和构造的所谓的“六联”过滤棒、“四联”过滤棒和“双联”过滤棒可使用常规类型或适当修改的卷烟棒处理装置进行处理,例如可作为LabMAX、MAX、MAX S或MAX80得自Hauni-Werke Korber&Co.KG的接装装置。参见例如描述于如下专利中的装置类型:Erdmann等人的美国专利No.3,308,600、Brand等人的美国专利No.4,238,993、Heitmann等人的美国专利No.4,281,670、Reuland等人的美国专利No.4,280,187、Greene,Jr.等人的美国专利No.4,850,301、Garthaffner的美国专利No.6,135,386、Voss等人的美国专利No.6,229,115、和Holmes的美国专利No.7,434,585、以及Read,Jr.的美国专利申请公布No.2005/1094014和Draghetti的美国专利申请公布No.2006/0169295,所述专利中的每一个以引用方式并入本文。那些类型的装置的操作对于自动化卷烟制造领域的技术人员而言是显而易见的。
[0073] 卷烟过滤棒可用于提供多片段过滤棒。这种多片段过滤棒随后可用于制造具有多片段滤芯的滤嘴卷烟。双片段滤芯的一个例子是具有在一端的第一圆柱形片段(例如“dalmation”型过滤片段)和在另一端的第二圆柱形片段的滤芯,所述第一圆柱形片段掺入分散于醋酸纤维素丝束内的活性木炭粒子,所述第二圆柱形片段从基本上由加味增塑醋酸纤维素丝束过滤材料制成的过滤棒制得。可使用已常规用于提供多片段卷烟过滤部件的棒成型单元类型进行多片段过滤棒的制备。多片段卷烟过滤棒可使用以商标名Mulfi得自德国汉堡的Hauni-Werke Korber&Co.KG的卷烟过滤棒制造装置制得。滤嘴设计和部件的代表性类型,包括分段卷烟滤嘴的代表性类型描述于Lawrence等人的美国专利No.4,920,990、Thesing等人的美国专利No.5,012,829、Raker的美国专利No.5,025,814、Jones等人的美国专利No.5,074,320、White等人的美国专利No.5,105,838、Arzonico等人的美国专利No.5,271,419、Blakley等人的美国专利No.5,360,023、Gentry等人的美国专利No.5,396,909和Banerjee等人的美国专利No.5,718,250、Jupe等人的美国专利申请公布No.2002/0166563、Dube等人的美国专利申请公布No.2004/0261807、Crooks等人的美国专利申请公布No.2005/0066981和ColemanIII等人的美国专利申请公布No.2007/0056600、Kim的PCT公布No.WO03/009711和Xue等人的PCT公布No.WO03/047836中,所述专利以引用方式并入本文。
[0074] 代表性的卷烟10的尺寸可变化。优选的卷烟为棒形,可具有约7.5mm的直径(例如约20mm至约27mm、经常约22.5mm至约25mm的周长),并可具有约70mm至约120mm、经常约80mm至约100mm的总长度。滤芯30的长度可变化。典型的滤芯可具有约15mm至约40mm、经常约20mm至约35mm的总长度。对于典型的双片段滤芯,下游或嘴端过滤片段经常具有约10mm至约20mm的长度,且上游或烟草棒端过滤片段经常具有约10mm至约20mm的长度。
[0075] 每个卷烟的滤芯的长度可变化。通常,滤芯的总长度为约20mm至约40mm,经常约25mm至约35mm。对于典型的双片段滤芯,下游或嘴端过滤片段经常具有约10mm至约20mm的长度,且上游或烟草棒端过滤片段经常具有约10mm至约20mm的长度。
[0076] 本发明的优选卷烟显示出所需的耐拉性。例如,一个示例性的卷烟在17.5cc/sec.气流下显示出约50至约200mm水压降之间的压降。优选的卷烟在17.5cc/sec.气流下显示出约60mm至约180mm之间、更优选约70mm至约150mm之间水压降的压降值。通常,使用可得自菲尔创纳仪器自动化公司(Filtrona Instruments and Automation Ltd)的Filtrona Cigarette Test Station(CTS Series)测量卷烟的压降值。
[0077] 受益于在前述说明书中存在的教导的本发明所属领域的技术人员将想到本发明的许多修改和其他实施例,且对于本领域技术人员显而易见的是可在不偏离本发明的范围或精神下进行本发明的变化和修改。因此,应理解本发明不限于所公开的特定实施例,且修改和其他实施例旨在被包含于所附权利要求书的范围内。尽管本文使用特定的术语,但它们以一般且描述性的方式使用,且不为了限制的目的。
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