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1、(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201380033709.5 (22)申请日 2013.07.22 13/557,974 2012.07.25 US A24D 3/04(2006.01) A24D 3/06(2006.01) B01D 39/02(2006.01) B01D 39/14(2006.01) (71)申请人塞拉尼斯醋酸纤维有限公司 地址美国得克萨斯 (72)发明人 CM邦德伦 LE凯泽 DG佛伦 L薛 (74)专利代理机构中国国际贸易促进委员会专 利商标事务所 11038 代理人柳冀 (54) 发明名称 包含三边圆弧形孔的喷丝头和由其生产的三 边圆弧形长丝 。
2、(57) 摘要 一种具有三边圆弧形孔的喷丝头可以用于生 产三边圆弧形长丝。在一些情况中,三边圆弧形孔 具有Y形,其具有三个叉状物,并且每个叉状物在 该叉状物的端部具有弧,其从该弧的端部到相邻 的弧的连接点逐渐变细,并且三边圆弧形长丝具 有通常Y形横截面,具有球根形或者边圆弧形末 端。此外,三边圆弧形长丝可以用于多个应用,包 括但不限于过滤器、包含颗粒添加剂的过滤器、和 吸烟装置过滤器。 (30)优先权数据 (85)PCT国际申请进入国家阶段日 2014.12.25 (86)PCT国际申请的申请数据 PCT/US2013/051480 2013.07.22 (87)PCT国际申请的公布数据 WO。
3、2014/018446 EN 2014.01.30 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书23页 附图19页 (10)申请公布号 CN 104394720 A (43)申请公布日 2015.03.04 CN 104394720 A 1/2页 2 1.一种过滤器,其包括: 多个三边圆弧形长丝,所述三边圆弧形长丝具有通常Y形横截面,所述横截面具有球 根形或者边圆弧形末端。 2.权利要求1的过滤器,其中该三边圆弧形长丝包含选自下面的至少一种:乙酸纤维 素、二乙酸纤维素、三乙酸纤维素、丙酸纤维素、丁酸纤维素、乙酸-丙酸纤维素、乙酸-丁。
4、 酸纤维素、丙酸-丁酸纤维素、乙酸淀粉、丙烯腈、氯乙烯、乙烯基酯、乙烯基醚、其任意衍生 物、其任意共聚物及其任意组合。 3.权利要求1的过滤器,其中该三边圆弧形长丝的每根长丝的旦数为大约1dpf-大约 30dpf。 4.权利要求1的过滤器,其中该过滤器具有大约17mm或更小的周长。 5.权利要求1的过滤器,其中该过滤器具有大约26mm或更小的周长。 6.权利要求1的过滤器,其中该过滤器具有小于或等于大约4.5mm水/mm过滤器长度 的封闭压降,该过滤器具有小于或等于大约26mm的周长。 7.权利要求1的过滤器,其中该过滤器具有大约26mm或更小的周长并且包含有效量 的添加剂以实现大约4.5-大。
5、约20mm水/mm过滤器长度的封闭压降,其中在没有添加剂的 情况下该过滤器具有小于或等于大约3mm水/mm过滤器长度的封闭压降。 8.权利要求1的过滤器,其中该过滤器是分段的过滤器,所述分段的过滤器包括第一 段和第二段,所述第一段包含三边圆弧形长丝。 9.一种方法,其包括: 提供一包卷曲的丝束带,所述丝束带包含三边圆弧形长丝,所述三边圆弧形长丝具有 通常Y形的横截面,所述横截面具有球根形或者边圆弧形末端;和 将该卷曲的丝束带置于设备中,来形成过滤器棒。 10.权利要求9的方法,其中该三边圆弧形长丝包含选自下面的至少一种:乙酸纤维 素、二乙酸纤维素、三乙酸纤维素、丙酸纤维素、丁酸纤维素、乙酸-丙。
6、酸纤维素、乙酸-丁 酸纤维素、丙酸-丁酸纤维素、乙酸淀粉、丙烯腈、氯乙烯、乙烯基酯、乙烯基醚、其任意衍生 物、其任意共聚物及其任意组合。 11.权利要求9的方法,其中该三边圆弧形长丝的每根长丝的旦数为大约1dpf-大约 30dpf。 12.权利要求9的方法,其进一步包括: 将该卷曲的丝束带散开,产生散开的丝束带; 引导该散开的丝束带,产生连续的丝束缆;用纸包裹该连续的丝束缆,产生包裹的丝束 棒; 粘贴该包裹的丝束棒的纸,产生过滤器棒长度;和 将该过滤器棒长度切割成过滤器棒。 13.权利要求9的方法,其中该过滤器棒具有大约17mm或更小的周长。 14.权利要求9的方法,其中该过滤器棒具有大约26。
7、mm或更小的周长。 15.权利要求9的方法,其进一步包括: 将该过滤器棒切割成过滤器段。 16.权利要求9的方法,其进一步包括: 权 利 要 求 书CN 104394720 A 2/2页 3 可操作地使该过滤器棒或其过滤器段与烟草柱连接。 17.一种吸烟装置,其包括: 可抽吸物质;和 与该可抽吸物质流体连通的过滤器,该过滤器包括多个三边圆弧形长丝,所述三边圆 弧形长丝具有通常Y形的横截面,所述横截面具有球根形或者边圆弧形末端。 18.权利要求17的吸烟装置,其中该三边圆弧形长丝包含选自下面的至少一种:乙 酸纤维素、二乙酸纤维素、三乙酸纤维素、丙酸纤维素、丁酸纤维素、乙酸-丙酸纤维素、乙 酸-丁。
8、酸纤维素、丙酸-丁酸纤维素、乙酸淀粉、丙烯腈、氯乙烯、乙烯基酯、乙烯基醚、其任 意衍生物、其任意共聚物及其任意组合。 19.权利要求17的吸烟装置,其中该三边圆弧形长丝的每根长丝的旦数为大约 0.1dpf-大约30dpf。 20.权利要求17的吸烟装置,其中该过滤器包括多个段。 权 利 要 求 书CN 104394720 A 1/23页 4 包含三边圆弧形孔的喷丝头和由其生产的三边圆弧形长丝 0001 本发明涉及一种具有三边圆弧形孔的喷丝头和由其生产的三边圆弧形长丝,包括 其方法和由其制成的制品。 0002 涉及到吸烟装置,增加过滤效率可以通过至少两种方式来实现。首先,通过增加 吸烟装置过滤器。
9、内的乙酸纤维素长丝的表面积。例如许多吸烟装置过滤器现在使用具有Y 形横截面的乙酸纤维素长丝,而非基本圆形的横截面例如钝齿状横截面,来增加表面积。此 外,较小直径(即,较低的旦数/长丝(“dpf”)的乙酸纤维素长丝已经被用作增加表面积 的一种方式。但是,当改变乙酸纤维素长丝的横截面形状和直径时,由其生产的吸烟装置过 滤器的坚固性和刚度也会改变,其为消费者提供了不同的感觉。通常,吸烟装置的感觉、口 味或者牵伸强度的任何改变不容易为消费者接受。 0003 寻求用于增加吸烟装置的过滤效率的第二方式是通过加入增加量的添加剂,其吸 收烟雾的组分或者与之反应。例如碳或者活性炭已经被用于吸烟装置过滤器中来降低。
10、烟雾 的气相成分。通常,在塑化的乙酸纤维素丝束集合在一起形成连续的过滤器棒时,将粒子形 式的碳撒到该丝束上。所以,成粒的碳仅仅通过乙酸纤维素长丝上的增塑剂来保持在适当 位置上。但是,在中等到较高浓度下,颗粒不可以完全固定,这可导致颗粒逸出过滤器区域, 并且被消费者吸入。 0004 所以,本领域技术人员可以使用这样的乙酸纤维素长丝,其增加了表面积和增强 了添加剂的固定。 发明内容 0005 本发明涉及一种具有三边圆弧形孔的喷丝头和由其生产的三边圆弧形长丝,包括 其方法和由其制成的制品。 0006 本发明的一个实施方案提供了一种喷丝头,其包含:多个具有Y形的三边圆弧形 孔,其具有三个叉状物,并且每。
11、个叉状物在该叉状物的端部具有弧,其从该弧的端部到相邻 的弧的连接点逐渐变细。 0007 本发明的另外一个实施方案提供一种喷丝头,其包含:多个具有Y形的多边圆弧 孔,其具有两个叉状物,并且每个叉状物在该叉状物的端部具有弧,其从该弧的端部到相邻 的弧的连接点逐渐变细。 0008 本发明再一个实施方案提供一种系统,其包含:纺丝原液存储器;和与该纺丝原 液存储器流体连通的喷丝头,该喷丝头具有多个三边圆弧形孔。 0009 本发明的另一个实施方案提供一种长丝,其包含:聚合物;并且具有三边圆弧形 横截面,其具有通常Y形横截面,具有球根形或者边圆弧形末端。 0010 本发明的一个实施方案提供一种长丝,其包含:。
12、聚合物;并且具有多边圆弧横截 面,其具有横截面形状,所述横截面形状具有至少两个叉状物,所述叉状物具有球根形或者 边圆弧形末端。 0011 本发明的再一个实施方案提供一种方法,其包括:提供包含聚合物和溶剂的纺丝 原液;和通过该具有多个三边圆弧形孔的喷丝头,由该纺丝原液纺成多个三边圆弧形长丝, 说 明 书CN 104394720 A 2/23页 5 该三边圆弧形长丝具有通常Y形横截面,其具有球根形或者边圆弧形末端。 0012 本发明的一个实施方案提供了一种方法,其包括:提供包含聚合物和溶剂的纺丝 原液;和通过该具有多个多边圆弧孔的喷丝头,由该纺丝原液纺成多个多边圆弧长丝,该多 边圆弧长丝具有横截面。
13、形状,所述横截面形状具有至少两个叉状物,所述叉状物具有球根 形或者边圆弧形末端。 0013 本发明的另外一个实施方案提供了一种过滤器,其包括:多个三边圆弧形长丝,其 具有通常Y形横截面,该截面具有球根形或者边圆弧形末端。 0014 本发明的再一个实施方案提供一种方法,其包括:提供一包卷曲的丝束带,其包含 具有通常Y形横截面的三边圆弧形长丝,该截面具有球根形或者边圆弧形末端;和将该卷 曲的丝束带置于设备中,来形成过滤器棒。 0015 本发明的一个实施方案提供一种吸烟装置,其包括:可抽吸的物质;和与该可抽 吸的物质流体连通的过滤器,该过滤器包括多个具有通常Y形横截面的三边圆弧形长丝, 该截面具有球。
14、根形或者边圆弧形末端。 0016 本发明的另外一个实施方案提供一种吸烟装置,其包括:过滤器,其包括多个具有 通常Y形横截面的三边圆弧形长丝,所述截面具有球根形或者边圆弧形末端;和外壳,其能 够将可抽吸的物质与过滤器保持流体连通。 0017 本发明的一个实施方案提供一种过滤器组件,其包括:组件,其包括至少一个具有 多个三边圆弧形长丝的过滤器,所述长丝具有通常Y形横截面,该截面具有球根形或者边 圆弧形末端。 0018 本发明的另外一个实施方案提供一种吸烟装置组件,其包括:组件,其包括至少一 个吸烟装置,该装置包括过滤器,其包括多个具有通常Y形横截面的三边圆弧形长丝,该截 面具有球根形或者边圆弧形末。
15、端。 0019 本发明的又一个实施方案提供了一种吸烟装置组件的纸盒,其包括:包括至少一 个组件的纸盒,该组件包含至少一个吸烟装置,该装置包括过滤器,其包括多个具有通常Y 形横截面的三边圆弧形长丝,该截面具有球根形或者边圆弧形末端。 0020 本发明的一个实施方案提供一种抽吸吸烟装置的方法,该方法包括:加热或抽吸 烟装置来形成烟雾,其中该吸烟装置包括至少一个过滤器区,其包含多个具有通常Y形横 截面的三边圆弧形长丝,所述截面具有球根形或者边圆弧形末端;和将烟雾穿过该吸烟装 置抽出。 0021 在阅读下面的优选实施方案的说明时,本发明的特征和优点对于本领域技术人员 将是显而易见的。 附图说明 002。
16、2 包括了下面的附图来说明本发明的某些方面,并且不应当视为排他性实施方案。 如本领域技术人员将想到的,可以对所公开的主题进行相当多的改变、变化、组合和形式和 功能的等价,并且具有本发明的益处。 0023 图1A-D提供了根据本发明的一些实施方案的不同的三边圆弧形孔构造的非限定 性实施例的图示。 0024 图2A-E提供了根据本发明的一些实施方案的三边圆弧形长丝横截面的非限定性 说 明 书CN 104394720 A 3/23页 6 实施例的图示。 0025 图3A-B分别提供了根据本发明的一些实施方案的双边圆弧和四边圆弧孔构造的 非限定性实施例的图示。 0026 图4A和4C和图4B和4D分别。
17、提供了根据本发明的一些实施方案的具有双叶和四 叶形的长丝横截面的非限定性实施例的图示。 0027 图5A-C提供了使用四圆近似方法测量三边圆弧形孔尺寸中的步骤的图示。 0028 图6A-F提供了使用四圆近似方法测量三边圆弧形长丝尺寸中的步骤的图示。 0029 图7提供了丝束带的横向和垂直卷曲的图示。 0030 图8A-B提供了根据本发明的一些实施方案,三边圆弧形长丝的光学显微图。 0031 图9A-B分别提供了根据本发明的一些实施方案,三边圆弧形孔和三边圆弧形长 丝的光学显微图。 0032 图10A-B分别提供了根据本发明的一些实施方案,三边圆弧形孔和三边圆弧形长 丝的光学显微图。 0033 。
18、图11-14提供了根据本发明的一些实施方案,三边圆弧形长丝的光学显微图。 具体实施方式 0034 本发明涉及一种具有三边圆弧形孔的喷丝头和由其生产的三边圆弧形长丝,包括 与之有关的方法和由其制成的制品。 0035 如此处使用的,术语“三边圆弧形孔”指的是具有三个叉状物的Y形,并且每个叉 状物在该叉状物的端部具有弧,其从该弧的端部到相邻的弧的连接点逐渐变细。图1A-D提 供了不同的三边圆弧形孔构造的非限定性实施例的图示。 0036 如此处使用的,术语“三边圆弧形长丝”指的是具有球根形或者边圆弧形末端的通 常Y形横截面(即,三尖长丝)。图2A-C提供了具有球根形末端的三边圆弧形长丝非限定 性实施例。
19、的图示。图2D-E提供了具有边圆弧形末端的三边圆弧形长丝非限定性实施例的 图示。应当注意的是虽然所述图示提供了基本类似的末端,但是在每个端部具有不同尺寸 和/或形状的末端也处于本发明的范围内。 0037 本发明提供了三边圆弧形长丝,其可以有利的具有比它们的Y形长丝对应物更高 的表面积。此外,该三边圆弧形长丝的球根形末端可以提供一定类型的钩子或把手,其增强 了颗粒和类似颗粒的添加剂在由其制成的制品中的固定。 0038 还应当注意的是这里所述的长丝和方法涉及纺丝原液纺丝(湿纺或干纺),其不 同于来自聚合物熔体的纺丝长丝。例如,当由纺丝原液形成长丝时,在该长丝纺成和牵伸 时,溶剂蒸发,留下该长丝组合。
20、物(例如聚合物和添加剂)。当溶剂蒸发时,该长丝的尺寸和 形状根据纺成它们的口模的形状而变化。在纺丝原液纺丝方法中,溶剂蒸发参数等转化成 所得的长丝的尺寸、形状和机械性质。在聚合物熔体方法(例如经由纺粘(spunbond)或者 熔体吹出方法)中,该聚合物熔融、挤出和冷却来形成长丝。这些方法通常提供待生产的长 丝,其具有与纺成它们的口模相同的或者基本相同的形状和尺寸。所以,聚合物熔体纺丝方 法的知识不必然转变成用于纺丝原液纺丝的方法。 0039 本发明的范围包括潜在的对喷丝头的改变和由其生产的所得长丝。图3A-B提供 了各种喷丝头孔设计变化,并且图4A-B提供了各种长丝横截面,其可以由所述的孔设计。
21、来 说 明 书CN 104394720 A 4/23页 7 产生。作为非限定性例子,图3A提供了在两端具有弧的直孔,其可以生产图4A所示的双叶 长丝。作为非限定性例子,图3B提供了一种在每个端具有弧的四叉孔,其可以生产图4B所 示的四叶长丝。为了简化起见,如此处使用的,术语三边圆弧形孔和三边圆弧形长丝将用于 描述本发明的实施方案。但是在一些实施方案中,其他孔横截面(例如双边圆弧和四边圆 弧)可以与三边圆弧形孔互换,并因此其他长丝横截面(例如双边圆弧和四边圆弧)可以 与三边圆弧形长丝互换。如此处使用的,术语“多边圆弧”在提及孔或者长丝时指的是具有 至少两个边圆弧的孔或者长丝,由此包含了至少双边圆。
22、弧、三边圆弧、四边圆弧等。 0040 应当注意的是当在下面将“大约”提供来提及数字列表中的数字时,该术语“大约” 修饰了该数字列表的每个数字。应当注意的是在范围的一些数字列表中,所列的一些下限 可以大于所列的一些上限。本领域技术人员将认可所选择的子组将需要选择超过所选择下 限的上限。 0041 I.三边圆弧形长丝生产及其丝束带 0042 通常,长丝的生产可以包括由纺丝原液纺成长丝。此外,该长丝然后可以进一步加 工成丝束带,用于运输、存储和/或另外的用途。通常,一包丝束带的生产可以包括由纺丝 原液纺成长丝,由该长丝形成丝束带,卷曲该丝束带,和打包该卷曲的丝束带。在所述包的 生产中,任选的步骤可以。
23、包括但不限于在纺丝后温热该长丝,在卷曲之前将整理剂(nish) 或者添加剂施用到该长丝和/或丝束带,并且调节该卷曲的丝束带。应当注意的是根据进 一步加工的需要,包可以是不同尺寸和形状的。 0043 还应当注意的是来自纺丝原液的长丝不同于来自聚合物熔体的长丝。例如当由纺 丝原液形成长丝时,在该长丝纺成和牵伸时,溶剂蒸发,留下该长丝组合物(例如聚合物和 添加剂)。当溶剂蒸发时,该长丝的尺寸和形状根据纺成它们的口模的形状而变化。在纺 丝原液纺丝方法中,溶剂蒸发参数等转化成所得长丝的尺寸、形状和机械性质。在聚合物熔 体方法(例如经由纺粘或者熔体吹出方法)中,该聚合物熔融、挤出和冷却来形成长丝。这 些方。
24、法通常提供待生产的长丝,其具有与纺成它们的口模相同的或者基本相同的形状和尺 寸。所以,聚合物熔体纺丝方法的知识不必然转变成用于纺丝原液纺丝的方法。 0044 在一些实施方案中,本发明的喷丝头可以包含多个三边圆弧形孔。如此处使用的, 术语“孔”当与喷丝头设计结合使用时,通常指的是纺丝原液通过其挤出的开口。 0045 该三边圆弧形孔可以通过多个尺寸来表征,包括但不限于半径(R),弧距(C),弧 间距(L),弧间角(),或者其任意组合。如图5A-C所示,三边圆弧形孔的形状(图5A)可 以通过四圆近似法来表征,在这里三边圆弧形孔是与四圆重叠的(图5B)。一个圆提供了 该三边圆弧形孔的圆形等价物,并且其。
25、余三个圆与该三边圆弧形孔的等价物交叠,来形成 三个叉状物,并且近似于其之间的逐渐变细。该三边圆弧形孔的圆形等价物和三个另外的 圆交叉之处的点被称作“交叉点”,如图5C所示。从这个四圆近似法,可以测量该三边圆弧 形孔的至少一些尺寸,如图5C所示。应当注意的是该四圆近似法可以根据需要调整成椭圆 形,来容纳该三边圆弧形孔横截面。 0046 如此处使用的,该三边圆弧形孔的半径(R)是从孔的中心到弧的边缘的距离。在 一些实施方案中,R的范围可以从下限大约25微米,50微米,100微米或者250微米到上限 大约500微米,400微米,300微米或者250微米,其中R的范围可以从任何下限到任何上限, 并且包。
26、含其间的任何子组。 说 明 书CN 104394720 A 5/23页 8 0047 在一些实施方案中,弧间距与半径之比(L/R)的范围可以从下限大约0.5,0.6或 者0.7到上限大约1.5,1.2或者1,其中L/R的范围可以从任何下限到任何上限,并且包含 其间的任何子组。 0048 在一些实施方案中,弧距(C)可以大于或等于弧间距(L)。在一些实施方案中,弧 间距(L)可以大于或等于弧距(C)。在一些实施方案中,弧距与弧间距之比(C/L)的范围可 以从下限大约0.2,0.5或者1到上限大约3,2或者1,其中C/L的范围可以从任何下限到任 何上限,并且包含其间的任何子组。 0049 在一些实。
27、施方案中,弧间角()的范围可以从下限大约45,60,75或者 90到上限大约180,165或者150,其中弧间角的范围可以从任何下限到任何上限, 并且包含其间的任何子组。 0050 应当注意的是本领域技术人员应当能够自以上改变尺寸,来实现双边圆弧孔、四 边圆弧孔等期望的形状。作为非限定性例子,双边圆弧孔的C/L可以是大约0.2-大约2。 0051 在一些实施方案中,本发明的喷丝头可以包含至少两个不同的横截面形状的孔, 并且至少一个是三边圆弧形孔。在一些实施方案中,本发明的喷丝头可以包含至少两个不 同的尺寸孔,无论该孔是三边圆弧或者三边圆弧和另外一种横截面形状的混合物。用于喷 丝头孔的其他横截面。
28、形状的例子可以包括但不限于圆形,基本圆形,卵形,基本卵形,月牙 形,多叶形,多边形(例如像三脚形,四脚形,星形,三角形,方形,梯形,五边形,六边形等, 具有均匀长度或者变化长度的侧面),具有圆角的多边形及其任何杂合。 0052 在一些实施方案中,孔可以是逐渐变细的例如埋头孔,具有毛细管出口。作为非限 定性例子,三边圆弧形孔可以包含埋头孔和毛细管出口,毛细管出口为此处如这里所述的 三边圆弧形孔形状,并且埋头孔可以具有或者不具有类似的三边圆弧形孔形状(例如这样 的逐渐变细,其从圆形开始,并且满足三边圆弧形孔形状的毛细管)。逐渐变细可以处于恒 定的角度或者处于大于一个的角度。在一些实施方案中,三边圆。
29、弧形孔可以逐渐变细以恒 定加速地进入,即,在角度之间平滑转变。在一些实施方案中,单个喷丝头内的孔可以具有 不同的逐渐变细的角。 0053 喷丝头设计和/或纺丝参数会影响溶剂从长丝蒸发的速率,其会影响所生产的长 丝的尺寸、横截面形状、强度和加工性等。受益于本发明的本领域技术人员应当理解喷丝头 设计和/或参数对由其所生产的长丝的影响。作为非限定性例子,对于生产这里进一步描 述的具有更高的旦数/长丝(“dpf”)的长丝来说,可以有利地具有这样的喷丝头,其的孔 间隔相比于较低dpf的长丝更大。此外,为了生产更高dpf的长丝,可以有利地设计喷丝 头,其具有环形(donut)构造的孔布局,其可以帮助在消耗。
30、(spending)的过程中适当地干 燥该长丝。如此处使用的,“环形构造”指的是中间具有空隙的任何形状(圆形、卵形、多边 形等),其中该空隙不具有用于挤出的孔。 0054 在一些实施方案中,本发明的喷丝头可以具有大约16cm或更低的杯直径。如此处 使用的,术语“杯”指的是存储器,其保持含孔的喷丝头的板或者整合到其上,其可以是凹陷 的、凸起的或者平坦的。在一些实施方案中,本发明的喷丝头的杯直径范围可以从下限大约 1cm,3cm或者大约5cm到上限大约16cm,13cm,10cm或者8cm,其中该杯直径范围可以从任 何上限到任何下限,并且包括其间的任何子组。合适的杯子非限定性的例子可以由金属合 金。
31、构成,可以是镀涂的,陶瓷,玻璃,聚合物,复合材料等,其任何杂合体或者其任何组合。受 说 明 书CN 104394720 A 6/23页 9 益于本发明的本领域技术人员应当理解喷丝头板的厚度会取决于杯尺寸和构成该杯子和/ 或板的材料等。 0055 在一些实施方案中,所述板的三边圆弧形孔之间的距离的范围可以从下限大约 1mm或者2mm到上限大约5mm或者3mm,其中三边圆弧形孔之间的距离的范围可以从任何下 限到任何上限,并且包含其间的任何子组。受益于本发明的本领域技术人员应当理解三边 圆弧形孔之间的距离可以大于5mm或者小于1mm,只要孔之间的距离提供了用于溶剂蒸发 的必需的空间就行。作为非限定性。
32、例子,三边圆弧形孔之间的距离可以是大约1.8mm(0.070 英寸)。 0056 在一些实施方案中,本发明的长丝可以具有三边圆弧形横截面。在一些实施方案 中,本发明的三边圆弧形长丝可以具有适用于吸烟制品中的旦数/长丝(“dpf”)。在一 些实施方案中,本发明的三边圆弧形长丝的范围可以从下限大约1dpf,2dpf,3dpf,4dpf, 5dpf,7dpf,10dpf,11dpf,12dpf或者13dpf到上限大约30dpf,25dpf,20dpf,15dpf,10dpf, 7dpf,5dpf,4dpf或者3dpf,其中该长丝的dpf的范围可以从任何上限到任何下限,并且包 括其间的任何子组。在一些。
33、实施方案中,本发明的三边圆弧形长丝可以是高dpf长丝,例如 大约10dpf或更大。在一些实施方案中,本发明的三边圆弧形长丝可以是大约11dpf或更 大。在一些实施方案中,本发明的三边圆弧形长丝可以是大约12dpf或更大。在一些实施方 案中,本发明的三边圆弧形长丝的范围可以从大约2dpf到大约7dpf,或者更优选大约3dpf 到大约5dpf。 0057 该三边圆弧形长丝可以通过多个尺寸来表征,包括但不限于半径(R),弧距 (C),弧间距(L),或者其任意组合。如图6A-F所示,三边圆弧形长丝的形状(图6A-B)可 以通过四圆近似法来表征,类似于上面的三边圆弧形孔所做的那样,这里三边圆弧形长丝 与。
34、四个圆重叠(图6C-D)。一个圆提供了该三边圆弧形长丝的圆形等价物,并且其余三个圆 与该三边圆弧形长丝的圆形等价物交叠,来形成该长丝的Y形性质。所述的点(这里该三 边圆弧形长丝的圆形等价物与三个另外的圆交叉)被称作交叉点,如图6E-F所示。从这个 四圆近似法,可以测量该三边圆弧形长丝的至少一些尺寸,如图6E-F所示。应当注意的是 该四圆近似法可以根据需要调整成椭圆形形状,来容纳该三边圆弧形长丝横截面。 0058 在一些实施方案中,该三边圆弧形长丝的半径(R)(其取决于口模半径R等)的 范围可以从下限大约10微米,25微米,50微米,100微米或者250微米到上限大约500微 米,400微米,3。
35、00微米或者250微米,其中R的范围可以从任何下限到任何上限,并且包括 其间的任何子组。 0059 在一些实施方案中,弧距与弧间距之比(C/L)的范围可以从下限大约0.2,0.5 或者1到上限大约3,2或者1,其中C/L的范围可以从任何下限到任何上限,并且包括其 间的任何子组。 0060 应当注意的是本领域技术人员应当能够从以上改变尺寸,来实现双边圆弧长丝、 四边圆弧长丝等期望的形状。作为非限定性例子,双边圆弧长丝的C/L的范围可以从 大约0.2-大约2,这取决于相应的双边圆弧孔的尺寸,纺丝原液组成和纺丝参数如牵伸比 (drawdown ratio)和温度等。 0061 本发明的长丝可以通过本。
36、领域技术人员已知的任何方法来生产。在一些实施方案 中,本发明的长丝可以通过将纺丝原液通过喷丝头纺丝来生产。如此处使用的,术语“纺丝 说 明 书CN 104394720 A 7/23页 10 原液”指的是生产长丝的聚合物溶液和/或悬浮液。在一些实施方案中,纺丝原液可以包含 聚合物和溶剂。在一些实施方案中,与本发明结合使用的纺丝原液可以包含聚合物,溶剂和 添加剂。应当注意的是添加剂在此进一步详述。在一些实施方案中,该聚合物在纺丝原液 中的浓度可以是大约20-大约40重量。在一些实施方案中,该纺丝原液可以加热到大约 40-大约100的温度。 0062 结合本发明使用的合适的聚合物可以包括但不限于乙酸。
37、纤维素,二乙酸纤维素, 三乙酸纤维素,丙酸纤维素,丁酸纤维素,乙酸-丙酸纤维素,乙酸-丁酸纤维素,丙酸-丁 酸纤维素,乙酸淀粉,人造丝,粘胶等,其任何衍生物,其任何共聚物及其任何组合。在一些 实施方案中,合适的乙酸纤维素可以具有小于大约3个乙酰基/葡萄糖单元的取代度,优选 大约2.2-大约2.8,和最优选大约2.4-大约2.6。 0063 与本发明结合使用的合适的溶剂可以包括但不限于水,丙酮,甲乙酮,二氯甲烷, 二恶烷,二甲基甲酰胺,甲醇,乙醇,冰醋酸,超临界CO 2 ,能够溶解前述聚合物的任何合适的 溶剂,或者其任意组合。作为非限定性例子,用于乙酸纤维素的溶剂可以是丙酮/水混合 物。 006。
38、4 在一些实施方案中,该包含三边圆弧形孔的喷丝头可以是系统的部件。在一些实 施方案中,所述的系统可以包含纺丝原液存储器和与该纺丝原液存储器流体连通的至少一 个三边圆弧喷丝头。任选的其他元件可以包括但不限于过滤元件,加热元件,热交换器(例 如热水,蒸汽管),泵,混合器,或者其任意组合。 0065 在一些实施方案中,用于本发明的纺丝参数可以包括以大约0.6-大约1.6的牵伸 比挤出长丝(即,纤维出口速度与绕丝速度之比)。 0066 本领域技术人员应当理解挤出不意味着用于生产长丝的单个方法或者措施,并且 可以与至少纺丝、排出等互换。 0067 在一些实施方案中,生产本发明的三边圆弧形长丝可以包括将该。
39、长丝加热到大约 溶剂蒸发温度或者高于该温度的温度,来帮助除去溶剂。加热可以为直接加热、间接加热, 或者其任意组合的形式。此外,加热可以包括加热器,加热的外壳(例如箱或者炉),加热 的表面(例如热导向板(shoe),微波,引起长丝中的添加剂(例如纳米粒子)发热的辐射 源,或者其任意组合。 0068 在一些实施方案中,生产本发明的三边圆弧形长丝可以包括处理长丝来实现该长 丝上的表面功能性。在一些实施方案中,本发明的长丝可以包含表面功能性,包括但不限于 生物降解性位点(例如增加表面积来增强生物降解性的缺陷位点),化学处理(例如用于随 后的官能化的羧酸基团),活性粒子结合位点(例如结合金粒子的硫化物位。
40、点或者用于结 合氧化铁粒子的螯合基团),硫部分,或者其任意组合。本领域技术人员应当理解用于实现 表面功能性的多个方法和机理。一些实施方案可以包括浸没、喷雾、离子化、官能化、酸化、 水解、暴露于等离子体、暴露于离子化的气体,或者其任意组合,来实现表面功能性。在一 些实施方案中,赋予表面功能性的合适的化学品可以是任何能够与乙酸纤维素反应的化学 品或者化学品组,包括但不限于酸(例如硫酸,硝酸,乙酸,氢氟酸,盐酸等),还原剂(例如 LiAlH 4 ,NaBH 4 ,H 2 /Pt等),格林尼亚试剂(例如CH 3 MgBr等),酯交换剂,胺(例如R-NH 3 如 CH 3 NH 3 )或者其任意的组合。。
41、暴露于等离子体和/或离子化的气体可以与所述表面反应,在 该表面中产生缺陷或者其任意的组合。所述的缺陷可以增加该长丝的表面积,这会在最终 说 明 书CN 104394720 A 10 8/23页 11 的过滤器产品中产生更高的负载量和/或更高的过滤效率。 0069 在一些实施方案中,生产本发明的三边圆弧形长丝可以包括将整理剂施用到该长 丝上。与本发明结合使用的合适的整理剂可以包括但不限于下面的至少之一:油(例如矿 物油或者液体石油衍生物),水,添加剂,或者其任意组合。合适的矿物油的例子可以包括但 不限于具有在38(100F)测量的80-95 SUS(Sabolt Universal Second。
42、s)粘度的水白 色(即,透明)矿物油。合适的乳化剂的例子可以包括但不限于脱水山梨糖醇单月桂酸酯 例如20(获自Uniqema,Wilmington,DE)和/或聚(环氧乙烷)脱水山梨糖醇单 月桂酸酯,例如20(获自Uniqema,Wilmington,DE)。所述的水可以是去矿物 水,去离子水或者以其他方式适当过滤的和处理的水。 0070 在本发明的一些实施方案中,整理剂可以作为纯净的整理剂或者作为整理剂的水 中乳液施用到本发明的长丝上。如此处使用的,术语“纯净的整理剂”指的是没有加入过量 水的整理剂配制物。应当注意的是整理剂配制物可以包含水。在一些实施方案中,整理剂 可以以纯净的形式施用到本。
43、发明的长丝上,随后单独施用水。 0071 在本发明的一些实施方案中,整理剂乳液可以包含小于大约98的水,小于大约 95,小于大约92或者小于大约85。在一些实施方案中,可以有利地在后面的步骤中 具有这样的长丝,其具有较低重量百分比的水份(例如丝束带的大约5-25w/w),其整 理剂的水可以是贡献者。整理剂乳液的水含量可以是至少一种参数,其可有助于实现长丝 中所述的重量百分比水份。所以,在一些实施方案中,整理剂乳液可以包含小于大约92的 水,小于大约85的水,或者小于大约75的水。 0072 在一些实施方案中,本发明的三边圆弧形长丝可以具有比相应的总旦数的Y形长 丝更高的保水特性。在一些实施方案。
44、中,本发明的三边圆弧形长丝可以具有比下面范围的 相应的总旦数的Y形长丝更高的保水特性:所述范围为从大约5更高,10更高或者20 更高的下限到大约40更高,30更高或者25更高的上限,其中保水特性的百分比增加 的范围可以从任何下限到任何上限,并且包括其间的任何子组。 0073 本发明的一些实施方案可以包括由多个本发明的三边圆弧形长丝形成丝束带。 在一些实施方案中,包含多个本发明的三边圆弧形长丝的丝束带可以是大约200000总旦 数或更低。在一些实施方案中,包含多个本发明的三边圆弧形长丝的丝束带可以是大约 100000总旦数或更低。在一些实施方案中,包含多个本发明的三边圆弧形长丝的丝束带可 以是大。
45、约20000总旦数或更低。在一些实施方案中,包含多个本发明的三边圆弧形长丝的 丝束带的总旦数范围可以从下限大约1000总旦数,5000总旦数,10000总旦数,20000总旦 数或者50000总旦数到上限大约200000总旦数,150000总旦数,100000总旦数,50000总 旦数,20000总旦数,10000总旦数或者9000总旦数,并且其中总旦数的范围可以从任何上 限到任何下限,并且包括其间的任何子组。在一些实施方案中,包含多个本发明的高dpf三 边圆弧形长丝(例如10dpf或更高)的丝束带可以有利的具有下面的总旦数:从下限大约 1000总旦数,1500总旦数,2500总旦数或者500。
46、0总旦数到上限大约20000总旦数,15000 总旦数,10000总旦数或者9000总旦数,并且其中该总旦数的范围可以从任何上限到任何 下限,并且包括其间的任何子组。在一些实施方案中,包含多个本发明的大约3dpf-大约 5dpf三边圆弧形长丝的丝束带可以有利的具有大约20000总旦数-大约40000总旦数的总 说 明 书CN 104394720 A 11 9/23页 12 旦数。 0074 在本发明的一些实施方案中,丝束带可以包含大于一种类型的长丝,这里至少一 些该长丝是本发明的三边圆弧形长丝。在一些实施方案中,该大于一种类型的长丝可以基 于dpf,横截面形状,组成,形成丝束带之前的处理或者其。
47、任意的组合而变化。合适的另外 的长丝的例子可以包括但不限于乙酸纤维素长丝,任何上述组成的长丝(例如包含二乙酸 纤维素,三乙酸纤维素,丙酸纤维素,丁酸纤维素,乙酸-丙酸纤维素,乙酸-丁酸纤维素, 丙酸-丁酸纤维素,乙酸淀粉,丙烯腈,氯乙烯,乙烯基酯,乙烯基醚,或者其任意组合的长 丝),碳长丝,活性炭长丝,天然纤维,合成长丝,或者其任意组合。其他长丝横截面的例子可 以包括但不限于圆形,基本上圆形,钝齿形,卵形,基本上卵形,多边形,基本上多边形,狗骨 形,“Y”,“X”,“K”,“C”,除了三边圆弧之外的多叶形及其任意的杂合。 0075 本发明的一些实施方案可以包括将包含本发明的三边圆弧形长丝的丝束。
48、带卷曲 来形成卷曲的丝束带。将包含本发明的三边圆弧形长丝的丝束带卷曲可以包括使用本领 域技术人员已知的任何合适的卷曲技术。这些技术可以包括多种设备,包括但不限于填充 盒或者齿轮。卷曲设备非限定性的例子和它们的工作机理可以在美国专利No.7610852和 7585441中找到,其相关的公开内容在此引入作为参考。合适的填充盒卷曲器会具有光滑的 卷曲器压送辊,其具有螺纹或者凹槽的卷曲器压送辊,纹理化的卷曲器压送辊,上挡板,下 挡板或者其任意的组合。 0076 卷曲包含本发明的三边圆弧形长丝的丝束带的构造可以在最终的包的加工性中 发挥作用。卷曲构造的例子可以包括但不限于侧向的,基本上侧向的,垂直的,基。
49、本上垂直 的,在侧向和垂直之间的一些程度,无规的或者其任意的组合。如此处使用的,术语“侧向” 当描述卷曲取向时指的是卷曲或者纤维弯曲基本上处于丝束带的平面中,参见图7。如此处 使用的,术语“垂直的”当描述卷曲取向时指的是卷曲基本朝着丝束带平面之外投射,并且 基本上垂直于丝束带的平面,参见图7。应当注意的是术语侧向和垂直的指的是大体上的卷 曲取向,并且可以偏离所述的构造+/-大约30度。如此处使用的,“基本上”修饰的侧向的 或者垂直的应当用于表示处于所述的构造的+/-大约45度的偏离内。 0077 在一些实施方案中,包含本发明的三边圆弧形长丝的卷曲丝束带可以具有具有第 一卷曲构造的长丝和具有第二卷曲构造的长丝。 0078 在一些实施方案中,包含本发明的三边圆弧形长丝的卷曲丝束带可以具有长丝 (其具有在边缘附近的至少基本上垂直的卷曲构造)和长丝(其在中心附近至少具有基。