取代纖維素醋酸酯及其用途

2023-12-09 03:06:11 1

取代纖維素醋酸酯及其用途
【專利摘要】本發明涉及取代纖維素醋酸酯及其使用方法。本發明的一個實施方案提供香菸濾嘴材料，所述香菸濾嘴材料包含濾嘴，所述濾嘴含有取代纖維素醋酸酯，所述取代纖維素醋酸酯含有極性取代基，所述極性取代基含有共價結合至選自硫、磷、硼和氯的非金屬的氧原子；其中非金屬以取代纖維素醋酸酯的至少0.01重量％存在。
【專利說明】取代纖維素醋酸酯及其用途

【背景技術】
[0001] 本發明涉及合成聚合物，和特別地涉及取代纖維素醋酸酯及其使用方法。
[0002] 纖維素醋酸酯是纖維素的醋酸酯衍生物，包含β -D-葡萄糖單體單元的天然生物 聚合物，並且廣泛用於製備多種消費產品。天然纖維素不可溶於水和大都數有機溶劑中。纖 維素中每個葡萄糖單體單元的3個游離羥基可以進行衍生化以改變某些性質，例如某些溶 劑中的溶解度。纖維素醋酸酯被認為是纖維素的最商業化的有用衍生物之一，並且它的特 定物理和化學性質通常很大程度取決於醋酸酯在葡萄糖單體單元的3個游離羥基上的取 代程度。
[0003] 自從首次合成之後，纖維素醋酸酯已經被尤其用作攝影中的片基、粘合劑中的組 分和香菸濾嘴製備中使用的原料。纖維素醋酸酯的關鍵屬性之一是它可以被加工成多種不 同形狀和形式，包括：膜，絲束，薄片，纖維和實體（solid)，取決於應用的需求。例如，纖維 素醋酸酯絲束主要用於製備香菸濾嘴。
[0004] 最典型地，纖維素的衍生化使用酸性催化劑在升高的反應溫度下進行。纖維素醋 酸酯的合成涉及在醋酸酐和醋酸存在下使通常獲自木質紙漿的纖維素乙醯化。醋酸和硫酸 是在乙醯化反應期間通常存在的兩種酸。在該反應種，醋酸酐充當主要的乙醯化試劑；醋 酸主要用作稀釋劑；和少量的硫酸用作催化劑。一般而言，纖維素的單體單元具有容易獲 得用於取代（例如經由乙醯化）的3個羥基。末端處的單體單元也具有通常涉及糖內鍵 (inter-sugar linkage)的另外的輕基。
[0005] 乙醯化反應的產物是初級纖維素醋酸酯，其通常含有高濃度水平的醋酸酯或者換 句話說具有高的醋酸酯取代程度（DS)。如本文所用，"醋酸酯的取代程度"通常指每個葡 萄糖單體單元的醋酸酯平均數目。纖維素醋酸酯的結構可通常通過規定醋酸酯的取代程度 而表徵。徹底乙醯化纖維素通常稱為纖維素三醋酸酯，其中根據聯邦貿易委員會（Federal Trade Commission)指南，至少92%的輕基被乙醯基取代。例如，當每個纖維素單體單元存 在至少約2個乙醯基（即約2的DS)時，乙醯纖維素的生物可降解性可以變得顯著降低，直 至至少一些乙醯基經由化學或酶水解移除。可以通過纖維素三醋酸酯的控制水解製備具有 降低的醋酸酯DS的乙醯化纖維素。
[0006] 接下來，初級纖維素醋酸酯在醋酸和硫酸存在下水解以降低初級纖維素醋酸酯的 醋酸酯DS。所得的水解產物通常是具有差不多約2. 4至約2. 6DS的纖維素醋酸酯薄片。
[0007] -旦獲得纖維素醋酸酯薄片，它可以經歷另外的處理以將纖維素醋酸酯加工至其 所需形式。例如，纖維素醋酸酯絲束可以通過如下形成：將纖維素醋酸酯薄片溶解在丙酮 中，使纖維素醋酸酯通過一系列的過濾過程，和使丙酮紡液幹法紡絲通過噴絲頭中的微孔。 隨著纖維素醋酸酯移動通過該擠出過程，收集纖維素醋酸酯長絲。這些長絲通常綑紮和隨 後捲曲以確保絲束帶附著力以及所需的松密度（bulk)。最後的結果是纖維素醋酸酯絲束， 其基本上是由通過捲曲鬆散地保持在一起的數千長絲組成的連續帶。纖維素醋酸酯絲束長 絲通常非常薄（thin)和可以緊緊地包裹在一起以產生濾嘴。如本文所用，纖維素醋酸酯絲 束通常指纖維素醋酸酯長絲的經合成後處理的捆（bundle)。
[0008] 纖維素醋酸酯也是環境友好的，因為它是主要從可再生來源（木質紙漿）製得的 容易降解的材料。雖然醋酸酯DS變化的纖維素醋酸酯的結構是類似的，這種變化可以對纖 維素醋酸酯的可生物降解性產生一些作用。在較高的乙醯取代程度下，相對於天然纖維素 或具有較少乙醯取代的纖維素而言，生物降解的速率可以顯著降低。具有較低醋酸酯DS的 纖維素醋酸酯比具有較高醋酸酯DS的纖維素醋酸酯更容易生物降解。該趨勢被認為在較 低醋酸酯DS值下逐漸停止，因為材料變得不可溶於水中。在一個實例中，對具有1. 85、2. 07 和2. 57DS值的纖維素醋酸酯的生物降解速率，測試了它們的可生物降解性（圖1)。具有 1. 85DS的纖維素醋酸酯顯示最高的生物降解速率，而具有2. 57的乙醯值（乙醯基value) 的纖維素醋酸酯顯示最慢的生物降解速率。
[0009] 雖然纖維素醋酸酯是具有許多商業用途的通用組合物，但是還沒有徹底研究某些 纖維素醋酸酯衍生物的性質。例如，在典型的合成中，通常移除殘留的硫酸根基團以改進熱 穩定性。結果是，通過典型措施合成的纖維素醋酸酯將具有約0. 005%重量或更少的硫原 子。同樣地，存在潛在的纖維素醋酸酯衍生物可以提供提升的性質用於纖維素醋酸酯的許 多消費應用。


【發明內容】

[0010] 本發明涉及合成聚合物，和特別地，涉及取代纖維素醋酸酯及其使用方法。
[0011] 在一些實施方案中，本發明提供尿布（diaper)，其包含：內層，所述內層含有吸收 劑核心，所述吸收劑核心含有取代纖維素醋酸酯，所述取代纖維素醋酸酯含有極性取代基， 所述極性取代基含有共價結合至選自硫、磷、硼和氯的非金屬的氧原子；其中非金屬以取代 纖維素醋酸酯的至少約〇. 01重量％存在；和外層。
[0012] 在另外的實施方案中，本發明提供繃帶，其包含：吸收劑層，所述吸收劑層含有取 代纖維素醋酸酯，所述取代纖維素醋酸酯含有極性取代基，所述極性取代基含有共價結合 至選自硫、磷、硼和氯的非金屬的氧原子；其中非金屬以取代纖維素醋酸酯的至少約0.01 重量％存在；和條帶，所述條帶設計用於使吸收劑層與傷口接觸。
[0013] 在另外的實施方案中，本發明提供盆栽土（potting soil)組合物，其包含：有機 堆肥；和吸收劑組合物，所述吸收劑組合物含有取代纖維素醋酸酯，所述取代纖維素醋酸酯 含有極性取代基，所述極性取代基含有共價結合至選自硫、磷、硼和氯的非金屬的氧原子； 其中非金屬以取代纖維素醋酸酯的至少約〇. 01重量％存在。
[0014] 在另外的實施方案中，本發明提供改良土（amended soil)組合物，其包含：土壤 組合物；和保水添加劑，所述保水添加劑含有取代纖維素醋酸酯，所述取代纖維素醋酸酯含 有極性取代基，所述極性取代基含有共價結合至選自硫、磷、硼和氯的非金屬的氧原子；其 中非金屬以取代纖維素醋酸酯的至少約〇. 01重量％存在。
[0015] 在另外的實施方案中，本發明提供製品，其含有：非織造層，所述非織造層含有來 自取代纖維素醋酸酯的纖維，所述取代纖維素醋酸酯含有極性取代基，所述極性取代基含 有共價結合至選自硫、磷、硼和氯的非金屬的氧原子；其中非金屬以取代纖維素醋酸酯的至 少約0.01重量％存在。
[0016] 在另外的實施方案中，本發明提供方法，其包括：提供取代纖維素醋酸酯，所述取 代纖維素醋酸酯含有極性取代基，所述極性取代基含有共價結合至選自硫、磷、硼和氯的非 金屬的氧原子；其中非金屬以取代纖維素醋酸酯的至少約0. 01重量％存在；和將取代纖維 素醋酸酯放置在吸收劑製品中。
[0017] 在另外的實施方案中，本發明提供方法，其包括：提供吸收劑材料，所述吸收劑材 料含有取代纖維素醋酸酯，所述取代纖維素醋酸酯含有極性取代基，所述極性取代基含有 共價結合至選自硫、磷、硼和氯的非金屬的氧原子；其中非金屬以取代纖維素醋酸酯的至少 約0. 01重量％存在；和將吸收劑材料放置在尿布中。
[0018] 通過閱讀下文優選實施方案的描述，本領域技術人員將容易理解本發明的特徵和 優點。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019] 以下附圖被包括用於說明本發明的某些方面，和不應視為唯一的實施方案。公開 的主題在形式和功能上能夠具有相當多的修改、變化和等價物，如本領域技術人員和受益 本公開內容所想到的。
[0020] 圖1顯示了具有變化的取代程度的纖維素醋酸酯的可生物降解性圖。
[0021] 圖2顯示了實施例3中描述的吸水性數據。
[0022] 圖3顯示了實施例3中描述的吸水性數據。
[0023] 圖4顯示了實施例3中描述的吸水性數據。
[0024] 圖5顯示了實施例3中描述的吸水性數據。

【具體實施方式】
[0025] 本發明涉及合成聚合物，和特別地涉及取代纖維素醋酸酯及其使用方法。
[0026] 本發明提供涉及具有多種優點和/或所需性質的取代纖維素醋酸酯的組合物、方 法和過程。本發明的取代纖維素醋酸酯可以在多種應用中使用，包括多種消費產品，特別是 其中吸收性、粘合性和/或可降解性可能有用的情況下。
[0027] 如本文所用，術語"取代纖維素醋酸酯"一般指具有取代在纖維素聚合物羥基上 的至少一個極性取代基的纖維素醋酸酯。如本文所用，"極性取代基"是含有結合至非金屬 (例如，硫，磷，硼，和氯）原子的電負性原子（例如，氧）的非-乙醯基化學部分。
[0028] 已經預料不到地發現，根據本發明，可以提供具有相對高取代程度的、具有相對高 重量百分比的對應於極性取代基的至少一個非金屬原子的取代纖維素醋酸酯組合物。此 夕卜，也預料不到地發現，可以調節和/或調整非金屬原子的百分比重量以獲得或改進本文 所述的取代纖維素醋酸酯的多種性質。
[0029] 在一些實施方案中，本發明的取代纖維素醋酸酯是適合於在多種消費產品中使用 的通用的（即，具有許多不同的所需化學和物理性質）和環境友好的（即，由可再生來源制 備，可降解，可生物降解，等）材料。
[0030] 如本文所用，"可降解"指材料分解和/或破碎成更簡單的部分的能力。如本文所 用，"可生物降解"指材料通過生物的作用降解的能力。取決於應用，"可生物降解"的定義 可以服從標準測試（例如經濟合作與發展組織（0ECD)測試協議）的結果。
[0031] 不受理論限制，認為通過調整極性取代基的非金屬原子的百分比重量，本發明的 取代纖維素醋酸酯可以提供新的或提升的化學和/或物理性質。例如，認為某些極性取代 基（例如，硫酸根）可以提高取代纖維素醋酸酯的親水性以及增強靜電相互作用的潛力。
[0032] 取代纖維素醋酸酯組合物，在下文更詳細描述，具有可以基於存在的非金屬原子 的百分比重量而賦予或增強的某些性質和商業功能（例如，作為粘合劑，化學穩定劑，吸收 劑）。在一些實施方案中，調整非金屬原子的百分比重量可以移除或降低取代纖維素醋酸酯 中不希望的質量或性質。
[0033] 取代纖維素醋酸酯可以通過其極性取代基的濃度進行描述，這進而可以關於極性 取代基的取代程度進行規定（即，每個葡萄糖單體單元的取代基平均數目）或作為相對於 取代纖維素醋酸酯總重量存在的非金屬（例如，硫，磷，硼，和氯）原子百分比重量而進行規 定。實際上，改變極性取代基的取代程度也將通過可預計的量改變取代纖維素醋酸酯上的 非金屬原子的百分比重量，和反之亦然。因此，可以假定增大取代基的取代程度將通常增大 取代纖維素醋酸酯上存在的非金屬原子的百分比重量。相反地，降低取代基的取代程度將 通常通過可預計的量減少取代纖維素醋酸酯中存在的非金屬原子的百分比重量。
[0034] 理論上，取代纖維素醋酸酯中的非金屬原子的百分比重量可以為約0.01%至約 25 %，這對應於具有少量極性取代基的纖維素醋酸酯（在一些情況下，顯著和預料不到地 大於通常製備的纖維素醋酸酯）和已經被徹底取代的纖維素醋酸酯。雖然本發明優選通過 規定極性取代基的非金屬百分比重量而實施，但是本發明也可以通過規定極性取代基的取 代程度或濃度的其它類似度量而實施。取代基的取代程度可以為約〇. 005至約3。
[0035] 本文描述的多個實施方案在多種消費產品中利用具有極性取代基的取代纖維素 醋酸酯。通過調節極性取代基的非金屬原子的百分比重量，認為本發明的取代纖維素醋酸 酯組合物可以尤其用作有效的吸收劑，粘合劑，化學穩定劑，和穩定成膜試劑（stabilizing film forming agent)。例如，通過調節硫原子（例如，硫酸根取代基的硫原子）的百分比重 量，本發明的取代纖維素醋酸酯可以從水溶性材料成為水溶脹材料。在一些實施方案中，水 溶脹取代纖維素醋酸酯組合物可以用作可降解塗層以封裝例如藥物組合物使得藥物組合 物的釋放在體內延遲。可以調節的其它性質包括但不限於：某些溶劑中的溶解度，穩定乳液 的能力，對多種表面的粘合性，和可生物降解性。這些性質可以根據需要通過調節取代纖維 素醋酸酯中存在的極性取代基的非金屬原子的百分比重量而進一步進行調節。本領域技術 人員應當能夠根據需要調節非金屬的百分比重量以實施本發明的多種實施方案。
[0036] 在一些實施方案中，改變醋酸酯的取代程度也可以獲得或增強取代纖維素醋酸酯 的某些性質。在一些實施方案中，水溶性取代纖維素醋酸酯的醋酸酯的取代程度為約〇. 4 至約1。在一些實施方案中，水溶脹取代纖維素醋酸酯的醋酸酯的取代程度為約1至約2。 隨著醋酸酯的取代程度在〇. 05至3之間變化，可以變化適當的溶劑體系。在一些實施方案 中，在相對較低的醋酸酯的取代程度下，水是適當的溶劑。在一些實施方案中，在相對較高 的醋酸酯的取代程度下，需要有機溶劑。可以改變取代程度，使得可以選擇適合於目標最終 用途的溶劑體系。
[0037] 在一些實施方案中，取代基的取代程度可以保持相對固定，而調節醋酸酯的取代 程度。在一些實施方案中，調節極性取代基的取代程度和醋酸酯的取代程度的組合提供具 有所需性質的取代纖維素醋酸酯。在一些實施方案中，極性取代基的取代程度範圍可以影 響提供具有所需性質的取代纖維素醋酸酯所需的醋酸酯的取代程度範圍。在一些實施方案 中，醋酸酯的取代程度範圍可以影響提供具有所需性質的取代纖維素醋酸酯所需的極性取 代基的取代程度範圍。
[0038] 本發明的取代纖維素醋酸酯的潛在商業用途是廣泛延伸的，和包括但不限於家庭 製品例如按鈕，玻璃，襯墊，（女用）襯衫，服裝，婚禮和聚會服裝，家用裝飾品，布匹，室內裝 飾品，家具套，等。其它商業用途包括濾嘴包括香菸，墨水儲存器，紙牌，等，以及高吸收性產 品例如尿布和手術產品。
[0039] 在一些實施方案中，作為吸收劑，本發明的取代纖維素醋酸酯在水基流體（例如， 水，鹽水溶液，等）中的吸水容量是其重量的數倍（例如，約8倍至約24倍），取決於取代纖 維素醋酸酯上存在的非金屬原子的百分比重量。
[0040] 在一些實施方案中，本發明的取代纖維素醋酸酯可以有效作為粘合劑，能夠粘合 多種基質，包括但不限於：紙板，塑料，紙，玻璃，木材，長纖維植物（hemp)，木屑，複合材料 (例如，纖維增強複合材料），鋸末等。也認為本發明的取代纖維素醋酸酯可以是有效的化 學/膠體穩定劑，能夠穩定多種乳液混合物。
[0041] 在一些實施方案中，本發明的取代纖維素醋酸酯可以用作穩定成膜試劑以促進給 定混合物的膜的形成。在一些實施方案中，形成的膜可以是清澈的。
[0042] 取代纖維素醋酸酯可以以多種不同形式存在和以多種不同方式進行利用。在一些 實施方案中，取代纖維素醋酸酯可以是：纖維，織物，非織造織物，絲束或絲束帶（敞開或非 敞開的），薄片，泡沫，乳液，膜，凝膠，分散體，溶液，糊劑，懸浮體，和它們的組合。在一些實 施方案中，取代纖維素醋酸酯可以用作塗層，添加劑，膜，層，核心，等。
[0043] 在一些實施方案中，本發明也提供用於將取代纖維素醋酸酯形成為多種取代纖維 素醋酸酯形狀（例如，取代纖維素醋酸酯絲束）的方法。這些方法通常使取代纖維素醋酸 酯處於更好的形式以用於某些應用中。例如，取代纖維素醋酸酯的纖維可能具有特別需要 的性質：能夠選擇性吸收和移除一定水平的某些有機化學；是水溶性的或水溶脹的；具有 高表面積；和與染料相容。也認為取代纖維素醋酸酯的纖維可以具有對真菌和黴菌的耐受 性。取代纖維素醋酸酯在紡織品應用中可以是特別期望的。
[0044] 雖然至少一些實施方案涉及具有至少一個極性取代基的纖維素醋酸酯，也可以根 據本發明的相容實施方案的任一個使用具有至少一個極性取代基的纖維素醋酸酯的衍生 物。纖維素醋酸酯的衍生物可以包括但不限於，纖維素醋酸酯，纖維素醋酸酯混合酯，等。適 合的纖維素醋酸酯實例包括但不限於，纖維素醋酸酯丙酸酯，纖維素醋酸酯丁酸酯，等。纖 維素醋酸酯的酯化程度將（至少部分）取決於特定的應用和對於本領域技術人員而言是顯 然的。
[0045] 本發明的取代纖維素醋酸酯可以表徵為：具有極性取代基，所述極性取代基含有 共價結合至選自硫、磷和硼的非金屬的氧原子；其中非金屬以取代纖維素醋酸酯的至少 0. 01重量％存在。在一些實施方案中，非金屬可以以取代纖維素醋酸酯的不大於約25重 量％存在。不受理論限制，認為25重量％的上限對應於完全取代纖維素衍生物（例如，硫 酸根）。非金屬重量百分比的精確範圍將取決於尤其是極性取代基的化學組成。
[0046] -般而言，取代纖維素醋酸酯上的至少一部分羥基將被醋酸酯取代。在一些實施 方案中，醋酸酯的取代程度將為約〇. 05至約3,優選約0. 4至約2。在一些實施方案中，可 以調節醋酸酯的取代程度與極性取代基的取代程度的比例，以產生或增強本發明的取代纖 維素醋酸酯的所需性質。在一些實施方案中，醋酸酯的DS高於極性取代基的DS。
[0047] 任選地，取代纖維素醋酸酯可以另外包含增塑劑或與增塑劑混合。增塑劑的適合 實例包括但不限於：甘油，甘油酯（包括單、二或三乙醯基甘油和甘油酯），聚乙二醇，二乙 二醇，丙二醇，二甲基亞碸，三醋酸甘油酯，三乙二醇二醋酸酯，它們的衍生物，它們的組合， 和它們的混合物。在一些實施方案中，增塑劑包括選自下面的組的增塑劑：飽和二元酸的 酯，飽和多元醇的酯，脂肪酸酯，磺醯胺樹脂，它們的衍生物，和它們的組合。可以將增塑劑 加入取代纖維素醋酸酯以降低組合物的玻璃化轉變溫度（Tg)和熔點。增塑劑的功能通常 是促進加工和增強最終產物的柔性和韌性。也認為某些增塑劑（例如，醚酯，簡單酯類，等） 可以增大取代纖維素醋酸酯濾嘴移除酚的容量，這是香菸濾嘴的有用性質。
[0048] 在一些實施方案中，極性取代基可以選自硫酸根，磷酸根，硼酸根，碳酸根，和它們 的組合。在一些實施方案中，極性取代基以取代纖維素醋酸酯的至少約〇. 03重量％存在。 在一些實施方案中，極性取代基的非金屬以取代纖維素醋酸酯的不大於約75重量％存在。 極性取代基重量百分比的精確範圍將取決於尤其是極性取代基的化學組成。
[0049] 在一個或多個實施方案中，取代纖維素醋酸酯可以具有能夠通過增大或降低極性 取代基或非金屬原子的濃度而賦予或增強的性質。在一些實施方案中，取代纖維素醋酸酯 可以是水溶性的。在一些實施方案中，取代纖維素醋酸酯可以是水溶脹的。在一些實施方 案中，取代纖維素醋酸酯可以是耐水的。在一些實施方案中，可能期望取代纖維素醋酸酯具 有相對高的硫百分比和相對高的醋酸酯取代程度。特別地，水溶脹材料通常由它們的吸水 能力標記和用作止水材料，保水材料，材料供應，等。在一些實施方案中，取代纖維素醋酸酯 可以是可降解的。在一些實施方案中，取代纖維素醋酸酯可以是可生物降解的。
[0050] 本發明的取代纖維素醋酸酯可以用作吸收劑材料用於多種消費應用。在一些實施 方案中，本發明提供尿布，所述尿布包含吸收劑核心，所述吸收劑核心含有本發明的取代纖 維素醋酸酯和外層。任選地，尿布可以另外包含設計用於將水分轉移至吸收劑核心的分布 層和/或覆蓋至少一部分吸收劑核心的外殼。
[0051] 在一些實施方案中，分布層置於吸收劑核心和外層之間。在一些實施方案中，分布 層可以是防水的。
[0052] 在一些實施方案中，外層圍繞吸收劑核心。在一些實施方案中，外層是防水的。在 一些實施方案中，外層設計用於接收吸收劑核心的插入。外層也可以是著色或特徵裝飾設 計，其增強尿布的視覺吸引力。在一些實施方案中，外層設計有開孔以接收吸收劑核心的插 入。在一些實施方案中，外層可以是可再次使用的。
[0053] 在一些實施方案中，外層由某種材料製得，該材料包括選自聚乙烯、非織造膜、復 合材料膜、布和它們的組合的材料。
[0054] 在一些實施方案中，尿布可以是一次性的。在一些實施方案中，至少一部分尿布可 以是可再次使用的。
[0055] 在一些實施方案中，本發明提供繃帶，所述繃帶包含吸收劑層，所述吸收劑層含有 本發明的取代纖維素醋酸酯和設計用於維持吸收劑層與傷口接觸的條帶。任選地，吸收劑 層還含有活性成分，所述活性成分選自：抗生素，止痛劑，退熱劑，抗菌劑，防腐劑，抗過敏 齊?，抗痤瘡藥，麻醉劑，消炎藥，止血劑，化妝品，維生素，血管擴張劑，軟化劑，PH調節劑，止 癢劑，反刺激劑，抗組胺劑，類固醇，和它們的組合。
[0056] 在一些實施方案中，防腐劑可以包含至少一種過渡金屬。過渡金屬的適合實例包 括但不限於，錯，鎳，銅，鋅，鈦，鐵，和銀。
[0057] 在一些實施方案中，傷口是切口，裂口，擦傷，刺傷，貫通傷，或這些的任意組合。
[0058] 在一些實施方案中，條帶可以是彈性的。在一些實施方案中，條帶可以是粘合劑。 在一些實施方案中，條帶包含選自下面的組的材料：織物，非織造織物，塑料，膠乳，和它們 的組合。
[0059] 在一些實施方案中，本發明的香菸濾嘴材料包含含有本發明的取代纖維素醋酸酯 的分段濾嘴、或濾嘴的一部分。在一些實施方案中，本發明的香菸濾嘴材料還包含常規二型 (secondary)纖維素二醋酸酯。任選地，香菸濾嘴材料還包含增塑劑。不受理論限制，認為 取代纖維素醋酸酯應當增強香菸濾嘴材料的可降解性。
[0060] 與香菸濾嘴材料相關的實施方案一起使用的增塑劑的適合實例包括：鄰苯二甲酸 酯，檸檬酸乙醯基三乙基酯，檸檬酸三乙基酯，檸檬酸乙醯基三丁基酯，癸二酸二丁基酯，甘 油三醋酸酯，三醋酸甘油酯，聚乙二醇，丙二醇，和甘油。
[0061] 在一些實施方案中，取代纖維素醋酸酯可以是絲束。在一些實施方案中，取代纖維 素醋酸酯以棒的形狀形成。
[0062] 在一些實施方案中，本發明吸菸裝置的包括可點燃抽吸物質和包含本發明的取代 纖維素醋酸酯長絲的香菸濾嘴。如本文所用，"可點燃抽吸物質"包括可以燃燒和它的煙可 以品嘗或吸入的任何事物（例如，菸草）。菸草可以以任意數目的不同形式利用，包括但不 限於，乾燥的、發酵的、燻制的、切割的，等。
[0063] 在一些實施方案中，吸菸裝置可以包括雪茄、菸斗、香菸、蒸發器，等。
[0064] 在一些實施方案中，本發明的塗覆種子包括塗覆有包含本發明的取代纖維素醋酸 酯的塗層的種子。任選地，塗覆種子還包括次級生長增強塗層。次級生長增強塗層的適合實 例可以選自：主要養分，次要養分，激素，殺蟲劑，殺寄生蟲劑，除草劑，殺真菌劑，殺細菌劑， 顏料，粘合劑，表面活性劑，助流劑（glidant)，和它們的組合。
[0065] 與本發明的一些實施方案組合使用的主要養分的適合實例可以包括但不限於：硝 酸銨，尿素，磷酸銨，硫酸銨，尿素磷酸鹽，鑰酸銨，硝酸鉀，磷酸鉀，氫氧化鉀，硫酸鉀，和氯 化鉀。
[0066] 次要養分的適合實例選自：硫酸鎂，硝酸鈣，硼酸鈉，硝酸鎂，銅、鈣、鐵、鋅、鎂、錳 的螯合絡合物，鑰酸銨，鑰酸鈉，苯甲酸，和水楊酸。
[0067] 與本發明的一些實施方案組合使用的粘合劑的適合實例可以包括但不限於：甲基 纖維素，羧甲基纖維素，羥基甲基纖維素，羥基丙基纖維素，聚乙烯醇，聚醋酸乙烯酯，聚維 酮，共聚維酮（copolyvidone)，它們的衍生物，和它們的組合。
[0068] 與本發明的一些實施方案組合使用的表面活性劑的適合實例可以包括但不限於： 卵磷脂，月桂基硫酸鈉，聚山梨醇酯60,聚山梨醇酯80,聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物，它 們的衍生物，和它們的組合。
[0069] 與本發明的一些實施方案組合使用的顏料的適合實例可以包括但不限於：二氧化 鈦，氧化鐵，天然顏料，天然染料，FD&C色料，D&C色澱（lake)，它們的衍生物，和它們的組 合。
[0070] 與本發明的一些實施方案組合使用的助流劑的適合實例可以包括但不限於：滑 石，膠體二氧化矽，硬脂酸，它們的衍生物，和它們的組合。
[0071] 與本發明的一些實施方案組合使用的除草劑的適合實例可以包括但不限於：草甘 膦，麥草畏，草不綠，異丙甲草胺，解草腈，硫代氨基甲酸酯5-乙基-N，N-二丙基-硫代氨基 甲酸酯，乙草胺，它們的衍生物，和它們的組合。
[0072] 與本發明的一些實施方案組合使用的解毒化合物的適合實例可以包括但不限於： 氟唑（fluorazole)，解草胺腈，N，N-二烯丙基二氯乙醯胺，它們的衍生物，和它們的組合。
[0073] 與本發明的一些實施方案組合使用的殺真菌劑、殺細菌劑、殺蟲劑和殺寄生蟲 劑的適合實例可以包括但不限於：無機銅，有機銅，重金屬化合物，丙烯酸，肟醚（oximine ether)，取代肟醚，它們的衍生物，和它們的組合。
[0074] 與本發明的一些實施方案組合使用的植物激素的適合實例可以包括但不限於：植 物生長激素，赤黴酸，細胞因子，它們的衍生物，和它們的組合。
[0075] 在一些實施方案中，本發明的塗覆藥物組合物包含藥物組合物，所述藥物組合物 塗覆有包含本發明的取代纖維素醋酸酯的塗層。
[0076] 在一些實施方案中，與本發明的一些實施方案組合使用的藥物組合物可以包括但 不限於：止痛劑，消炎藥，抗心律失常劑，平喘劑，抗菌試劑，抗病毒試劑，抗凝劑，抗痴呆劑， 抗憂鬱劑，抗糖尿病藥，抗高血壓劑，抗瘧疾藥，治療偏頭疼藥劑，抗毒蕈鹼劑，抗腫瘤劑，免 疫抑制劑，抗原蟲藥劑，抗甲狀腺藥，止咳藥，抗焦慮藥，鎮靜劑，催眠藥，精神安定劑，神經 保護藥劑，β -受體阻滯藥，心肌收縮藥，細胞粘連抑制劑，皮質類固醇，細胞因子受體活性 調節劑，利尿劑，抗震顫麻痺藥，胃腸道藥物，組胺Η受體拮抗劑，角質層分離劑，脂質調節 藥，肌肉鬆弛劑，硝酸鹽，抗真菌劑，抗心絞痛藥，非類固醇平喘劑，營養劑，性激素，興奮劑， 治療勃起功能障礙藥物，麻醉劑，抗組胺劑，解充血藥，鎮咳劑，鎮痛劑，除痰劑，它們的衍生 物，它們的組合，和它們的混合物。
[0077] 在一些實施方案中，與本發明的一些實施方案組合使用的藥物組合物可 以包括但不限於：偽麻黃鹼，苯基丙醇胺，苯腎上腺素，麻黃鹼，右美沙芬，氯苯達諾 (chlorphedianol)，咳必清，卡拉美芬，諾司卡品，苯海拉明，可待因，薄荷醇，氫可酮，氫化 嗎啡酮，福米諾苯，愈創木酚甘油醚，水合萜二醇，氯化銨，N-乙醯基半胱氨酸，溴己新，氨 溴索，氯苯批胺，溴苯批胺，右旋氯苯批胺，右旋溴苯批胺，曲普利陡（tripolidine)，阿扎他 定，抗敏安，節批二胺，賽庚陡，輕嗪，氯馬斯汀（elemastine)，卡比沙明，苯諱胺，溴苯海拉 明，批拉明（pyilamine)，阿伐斯汀，AHR-11325,阿司咪唑，氮卓斯汀，西替利嗪，依巴斯汀， 酮替芬，洛度沙胺，氯雷他定，左卡巴斯汀，美喹他嗪，奧沙米特，賽達斯丁，他齊茶鹼，泰美 拉斯，特非那定，特布他林，阿託品，氨茶鹼，腎上腺素，異丙腎上腺素，奧西那林，比託特羅， 茶鹼，沙丁胺醇，阿斯匹林，醋氨酚，布洛芬，萘普生，苯酚，苯坐卡因，己基間苯二酚，達克羅 寧，它們的衍生物，它們的組合，它們的藥學可接受的鹽，和它們的混合物。
[0078] 本發明提供用於檢測分析物的試劑盒，其包含報導分子，所述報導分子塗覆有包 含本發明的取代纖維素醋酸酯的塗層。
[0079] 與本發明的一些實施方案組合使用的報導分子可以包括但不限於：抗體，蛋白質， 酶，肽，核酸，小分子，螢光團，它們的衍生物，和它們的組合。
[0080] 在一些實施方案中，塗層是水溶性的或水溶脹的。通常，塗層提供可以延遲或阻止 報導分子在儲存期間降解（例如，變性，裂解）的保護層。
[0081] 在一些實施方案中，本發明塗覆支架（stent)包括支架，所述支架具有包含本發 明的取代纖維素醋酸酯的外塗層和包含藥物組合物的內塗層。
[0082] 在一些實施方案中，支架包括形狀記憶材料。與本發明的一些實施方案組合 使用的形狀記憶材料的適合實例可以包括但不限於：鋅合金，銅合金，金合金，鐵合金， 銅-鋅-鋁-鎳合金，銅-鋁-鎳合金，和鎳-鈦合金。
[0083] 在一些實施方案中，支架包含聚合物。與本發明的一些實施方案組合使用的聚合 物的適合實例可以包括但不限於：纖維蛋白，聚乳酸，有機矽，聚氨酯，聚酯，乙烯基均聚物， 乙烯基共聚物，丙烯酸酯均聚物，丙烯酸酯共聚物，聚醚，纖維素類，它們的衍生物，和它們 的組合。
[0084] 在一些實施方案中，藥物組合物選自下面的組：糖皮質激素，肝素，水蛭素，生育 酚，血管抑肽，阿斯匹林，生長因子，寡核苷酸，抗血小板藥，抗凝劑，抗有絲分裂藥，抗氧化 劑（anti-oxidant)，代謝拮抗劑，消炎藥，和它們的組合。
[0085] 在一些實施方案中，本發明的盆栽土組合物包含有機堆肥和吸收劑組合物，所述 吸收劑組合物含有本發明的取代纖維素醋酸酯。任選地，盆栽土組合物可以另外包含選自 沃土、硅藻土組分、珍珠巖組分和它們的組合的至少一種組分。
[0086] 在一些實施方案中，沃土包含選自沙，淤泥（silt)，粘土，和它們的組合的組分。
[0087] 在一些實施方案中，硅藻土組分包含選自硅藻土，磷酸鹽（phosphate)，鎂，鉀，氮， 和它們的組合的至少一種組分。
[0088] 在一些實施方案中，本發明的改良土組合物包含土壤組合物和保水添加劑，所述 保水添加劑含有本發明的取代纖維素醋酸酯。任選地，改良土組合物可以另外包含選自沙， 淤泥，粘土，煅燒粘土，氧化鐵，幹樹脂，和這些的組合的添加劑。
[0089] 與本發明的一些實施方案組合使用的適合的幹樹脂可以包括但不限於：丙烯酸類 聚合物，聚醋酸乙烯酯聚合物，醋酸乙烯酯共聚物，它們的衍生物，和它們的組合。
[0090] 在一些實施方案中，本發明的鑽井液體包含基礎液體和含有本發明的取代纖維素 醋酸酯的增粘劑。任選地，鑽井液體可以另外包含選自防濾失劑，粘土抑制劑，潤滑劑，增重 齊U，增粘劑，和它們的任意組合的添加劑。
[0091] 在一些實施方案中，基礎液體可以是含水液體，油基液體，合成液體，或乳液。
[0092] 在一些實施方案中，本發明提供製品，所述製品包含非織造層，所述非織造層含有 來自本發明的取代纖維素醋酸酯的纖維。
[0093] 在一些實施方案中，非織造層可以包括但不限於：尿布，女性衛生產品，溼紙巾，繃 帶，一次性毛巾，一次性使用拖鞋，隔離衣，手術衣，手術巾和蓋布，手術消毒服，帽子，過濾 器（例如，HEPA過濾器；水，咖啡，茶葉袋；液體盒，真空袋；土工布（例如，土工膜）；地毯背 襯；和封。
[0094] 在一些實施方案中，本發明提供用於製備取代纖維素醋酸酯絲束的方法，其包括： 對紡液進行紡絲，所述紡液包含纖維素二醋酸酯和本發明的取代纖維素醋酸酯、以及溶劑 的溶液；卷繞初紡取代纖維素醋酸酯長絲；由取代纖維素醋酸酯長絲形成絲束；捲曲絲束； 調節經捲曲的絲束；和打包幹燥的經捲曲的絲束。任選地，所述方法可以進一步包括潤滑取 代纖維素醋酸酯長絲的步驟。
[0095] 在一些實施方案中，溶劑是：水，丙酮，甲基乙基酮，二氯甲烷，二氧六環，二甲基甲 醯胺，甲醇，乙醇，冰醋酸，超臨界co2，能夠溶解前述聚合物的任何適合的溶劑，或它們的任 意組合。作為非限定實例，纖維素醋酸酯的溶劑可以是丙酮/甲醇混合物。
[0096] 在一些實施方案中，取代纖維素醋酸酯在噴絲頭中進行紡絲。在一些實施方案中， 噴絲頭包括孔。這些孔可以具有與本發明的一個或多個實施方案相容的任何形狀。噴絲頭 設計和/或紡絲參數可以影響溶劑從長絲蒸發的速率，這可以影響長絲的尺寸、截面形狀、 強度和可加工性。在一些實施方案中，噴絲頭可以包括間隔分開至少〇. 070英寸的多個孔。 在一些實施方案中，與本發明組合使用的噴絲頭可以包括環形構造中的多個擠出孔。如本 文所用，"環形構造"指中間具有空隙的任何形狀（圓形，長圓形，多邊形，三角形，等），其 中空隙不具有用於擠出的孔。如本文所用，術語"孔"和"擠出孔"，當與噴絲頭設計組合使 用時，可以互換使用，通常指紡液擠出通過其中的開孔。在一些實施方案中，擠出孔可以是 逐漸變細的（tapered)，例如錐形擴孔，具有毛細出口。逐漸變細可以是以恆定的角度或以 大於一種角度。在一些實施方案中，單個噴絲頭內的擠出孔可以具有不同的逐漸變細的角 度。在一些實施方案中，擠出孔和/或毛細出口可以具有產生所需長絲截面形狀的截面形 狀。擠出孔和/或毛細出口截面形狀的實例可以包括但不限於：圓形，基本圓形，長圓形，基 本長圓形，新月形，多葉形，多邊形（例如，如三角架形，四腳體形，星形，三角形，正方形，梯 形，五邊形，六邊形，等等，具有相等長度或變化長度的邊），具有圓角的多邊形，和它們的任 何混合體。在一些實施方案中，噴絲頭可以包括至少兩種不同截面形狀的擠出孔和/或毛 細出口。在一些實施方案中，噴絲頭可以包括至少兩種不同尺寸的擠出孔和/或毛細出口。 在一些實施方案中，擠出孔的尺寸和/或截面形狀可以變化不同於相應毛細出口的尺寸和 /或截面形狀。
[0097] 在一些實施方案中，紡絲參數可以包括以約0. 7至約1. 6的噴絲頭拉伸比（纖維 離開速度比捲曲速度）擠出長絲。
[0098] 本領與技術人員應理解，擠出並不意味著用於生產長絲的單一方法或動作，和應 當可以與至少紡絲、壓榨（expel)等互換。
[0099] 在一些實施方案中，本發明的方法包括提供本發明的取代纖維素醋酸酯和將取代 纖維素醋酸酯放置在吸收劑製品中。在一些實施方案中，吸收劑製品可以是可以利用吸收 劑材料的任何製品（例如，衣服，凝膠，一件家具，等）。吸收劑製品的適合實例可以包括但 不限於：尿布，失禁服，繃帶，手術橡皮墊（surgical pad)，冷熱療包，水床，人造雪，和它們 的組合。在一些實施方案中，吸收劑製品是一次性的和/或可降解的。
[0100] 在一些實施方案中，可以將取代纖維素醋酸酯放置在吸收劑製品的內部中。在一 些實施方案中，可以將取代纖維素醋酸酯放置在吸收劑製品的外部上。在一些實施方案中， 取代纖維素醋酸酯可以是吸收劑製品外部的一部分。術語"放置"不打算將本發明限定於 任何具體的動作模式。
[0101] 在一些實施方案中，本發明的方法包括用包含本發明的取代纖維素醋酸酯的塗層 塗覆種子。任選地，塗層可以另外包含選自增塑劑、粘合劑、蠟、穩定劑和色料的至少一種成 分。
[0102] 在一些實施方案中，本發明的方法包括用包含本發明的取代纖維素醋酸酯的塗層 塗覆藥物組合物。任選地，塗層可以另外包含選自增塑劑，退火劑，乳化劑，乳液穩定劑，和 這些的組合的添加劑。
[0103] 在一些實施方案中，退火劑包括選自下面的組的水溶性聚合物：羥基丙基纖維素， 羥基丙基甲基纖維素，甲基纖維素，甲基乙基纖維素，聚乙烯吡咯烷酮，羧甲基纖維素鈉，它 們的衍生物，和它們的組合。
[0104] 在一些實施方案中，本發明的方法包括提供包含本發明的取代纖維素醋酸酯的粘 合劑，和將粘合劑施用在表面上。在一些實施方案中，表面可以選自下面的組：木材，塑料， 紙，玻璃，紙板，和這些的組合。在一些實施方案中，粘合劑是分散體。任選地，粘合劑可以 另外包含溶劑和/或添加劑。
[0105] 在一些實施方案中，溶劑可以是含水的。在一些實施方案中，溶劑可以是混合物， 例如有機/水溶劑。在一些實施方案中，溶劑可以以粘合劑的約40 %至約99重量％存在。
[0106] 在一些實施方案中，添加劑包括選自下面的組的添加劑：多價鹽（例如，鋯鹽，例 如碳酸鋯），聚醯胺-環氧氯丙烷樹脂，醛（例如，乙二醛，戊二醛，羥基己二醛），甲醛交聯 劑（例如，0-甲醛，低-甲醛交聯劑），聚醋酸乙烯酯，聚乙烯醇，聚苯乙烯，聚乳酸，它們的 衍生物，和它們的組合。
[0107] 在一些實施方案中，本發明提供塗料（paint)組合物，所述塗料組合物包含顏料 和穩定成膜試劑，所述穩定成膜試劑含有本發明的取代纖維素醋酸酯，和用塗料塗覆表面。 任選地，塗料可以另外包含選自下面的組的至少一種成分：溶劑，填料，抗凍劑，催化劑，增 稠劑，粘合力促進劑，UV穩定劑，消光劑，殺生物藥劑，和它們的組合。
[0108] 溶劑的適合實例包括但不限於：脂族溶劑，芳族溶劑，醇，酮，烴，酯，石油餾分，水， 它們的衍生物，和它們的組合。
[0109] 顏料的適合實例包括選自下面的組的顏料：粘土，碳酸鈣，雲母，二氧化矽，滑石， 二氧化鈦，它們的衍生物，和它們的組合。
[0110] 濾嘴的適合實例包括選自下面的組的填料：硅藻土，滑石，石灰，重晶石，粘土，它 們的衍生物，和這些的組合。
[0111] 在一些實施方案中，本發明提供一種提供塗料的方法，所述塗料包含：顏料；和穩 定成膜試劑，所述穩定成膜試劑含有取代纖維素醋酸酯，所述取代纖維素醋酸酯含有極性 取代基，所述極性取代基含有共價結合至選自硫、磷、硼和氯的非金屬的氧原子；其中非金 屬以取代纖維素醋酸酯的至少約0. 01重量％存在；和用塗料塗覆表面。
[0112] 本發明的方法包括提供包含本發明的取代纖維素醋酸酯的穩定成膜試劑，和將穩 定成膜試劑加入乳液。乳液的適合實例包括但不限於：化妝品，美發用品，照相底片，切削 液，皮膚膏，糊劑，香膏，油，錯，洗漆劑（detergent)，飲料，和這些的組合。
[0113] 本發明的方法包括提供包含本發明的取代纖維素醋酸酯的增稠劑，和將增稠劑加 入食物組合物。適合的食物組合物可以包括但不限於：湯，肉汁，甜點，果凍，糖果，等。
[0114] 為了促進更好地理解本發明，給出下面的優選實施方案的實施例。下面的實施例 絕不被理解為限制或定義了本發明的範圍。
[0115] 實施例1
[0116] 利用搭接剪切測試（lap shear test)在包括木材和紙板的多種基質上測試包含 本發明的取代纖維素醋酸酯的一些粘合劑組合物的粘合劑性質。將這些結果與市售膠液 (例如，ELMER的膠液ALL? )進行比較。結果的總結顯示於下表1A和1B中。
[0117] 表1A.搭接剪切測試結果
[0118]

【權利要求】
1. 香菸濾嘴材料，其包含： 濾嘴，所述濾嘴含有纖維素二醋酸酯和取代纖維素醋酸酯，所述取代纖維素醋酸酯含 有極性取代基，所述極性取代基含有共價結合至選自硫、磷、硼和氯的非金屬的氧原子；其 中非金屬以取代纖維素醋酸酯的至少0. 01重量％存在。
2. 權利要求1的香菸濾嘴材料，其中非金屬以取代纖維素醋酸酯的不大於約25重量％ 存在。
3. 權利要求1的香菸濾嘴材料，還包含增塑劑。
4. 權利要求3的香菸濾嘴材料，其中所述增塑劑還包括選自下面的組的增塑劑：飽和 二元酸的酯，飽和多元醇的酯，脂肪酸酯，和磺醯胺樹脂。
5. 權利要求1的香菸濾嘴材料，其中取代纖維素醋酸酯是絲束。
6. 吸菸裝置，其包括： 可點燃抽吸物質；和 香菸濾嘴，所述香菸濾嘴包含纖維素二醋酸酯和取代纖維素醋酸酯長絲，所述取代纖 維素醋酸酯長絲含有極性取代基，所述極性取代基含有共價結合至選自硫、磷、硼和氯的非 金屬的氧原子；其中非金屬以取代纖維素醋酸酯的至少約〇. 01重量％存在。
7. 權利要求6的吸菸裝置，其中非金屬以取代纖維素醋酸酯的不大於約25重量％存 在。
8. 權利要求6的吸菸裝置，其中可點燃抽吸物質是菸草。
9. 權利要求8的吸菸裝置，其中菸草已經經歷處理，所述處理包括選自下面的組的處 理：乾燥，發酵，燻制，切割，和這些的任意組合。
10. 權利要求6的吸菸裝置，其中吸菸裝置是雪茄，菸斗，香菸，或蒸發器。
11. 一種用於製備取代纖維素醋酸酯絲束的方法，其包括： 對紡液進行紡絲，所述紡液包含纖維素二醋酸酯、取代纖維素醋酸酯和溶劑的溶液，所 述取代纖維素醋酸酯含有極性取代基，所述極性取代基含有共價結合至選自硫、磷、硼和氯 的非金屬的氧原子，其中非金屬以取代纖維素醋酸酯的至少約〇. 01重量％存在； 卷繞初紡取代纖維素醋酸酯長絲； 由取代纖維素醋酸酯長絲形成絲束； 捲曲絲束； 調節經捲曲的絲束；和 打包幹燥的經捲曲的絲束。
12. 權利要求11的方法，其中非金屬以取代纖維素醋酸酯的不大於約25重量％存在。
13. 權利要求11的方法，其中溶劑選自下面的組：水，丙酮，甲基乙基酮，二氯甲烷，二 氧六環，二甲基甲醯胺，甲醇，乙醇，冰醋酸，超臨界C0 2，和它們的任意組合。
14. 權利要求11的方法，其中在噴絲頭中對取代纖維素醋酸酯進行紡絲。
15. 權利要求14的方法，其中噴絲頭包括孔。
16. 權利要求11的方法，還包括潤滑取代纖維素醋酸酯長絲的步驟。
【文檔編號】A24D3/06GK104105416SQ201380006636
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2013年1月23日 優先權日:2012年1月27日
【發明者】M·T·庫姆斯, T·S·加利特 申請人:塞拉尼斯醋酸纖維有限公司