EA032417B1

EA032417B1 - Фильтр для курительных изделий с высоким содержанием добавок

Info

Publication number: EA032417B1
Application number: EA201791846A
Authority: EA
Inventors: Норитоси Фудзита
Original assignee: Джт Интернэшнл С.А.
Priority date: 2015-02-18
Filing date: 2016-02-18
Publication date: 2019-05-31
Also published as: EA201791846A1; US20180064162A1; TR201819930T4; WO2016131901A1; EP3258798A1; JP2018505687A; JP6714602B2; KR20170119693A; EP3258798B1; PL3258798T3; US10524501B2; ES2705720T3

Abstract

Изобретение относится к усовершенствованиям в фильтрах, используемых в курительных изделиях, причем фильтры включают произвольно ориентированные отдельные волокна и отличаются тем, что потери порошковых добавок можно снизить путем добавления жидкости с вязкостью по меньшей мере 2000 мПа∙с при 20°С и нормальном давлении.

Description

Изобретение относится к усовершенствованиям в фильтрах, используемых в курительных изделиях, причем фильтры включают произвольно ориентированные отдельные волокна и отличаются тем, что потери порошковых добавок можно снизить путем добавления жидкости с вязкостью по меньшей мере 2000 мПа-с при 20°С и нормальном давлении.

032417 В1

032417 Β1

Область техники

Настоящее изобретение относится к усовершенствованиям в фильтрах, используемых в курительных изделиях и включающих произвольно ориентированные отдельные волокна. Усовершенствования относятся главным образом к количеству добавки (или добавок), которое может содержаться в таких фильтрах, и к их изготовлению.

Предпосылки для создания изобретения

В известных сигаретах с фильтром последний обычно состоит из одного сегмента фильтрующего материала, как правило непрерывного жгута волокнистой ацетилцеллюлозы с пластификатором триацетином, окруженного пористой и/или не пористой фицеллой. Волокна ацетилцеллюлозы собраны вместе, чтобы сформировать фильтрпалочку, которую нарезают на отдельные фильтрующие отрезки. Фильтр для курительного изделия может быть изготовлен из одного отрезка фильтрпалочки или же из нескольких отрезков.

Ранее предлагалось заменить непрерывный жгут произвольно ориентированными отдельными волокнами ацетилцеллюлозы. О преимуществах использования такого вида волокон сообщают в нескольких публикациях, например 40 2009/080368, 40 2009/093051, 40 2013/068337, 40 2013/164624 и 40 2013/164623. Также известны машины для изготовления фильтров, специально разработанные под такой вид фильтров, например машина ТигшаНп, предлагаемая компанией Наиш МаксЫиеиЬаи АС, Германия.

Используя произвольно ориентированные отдельные волокна, можно изготавливать фильтры с более высоким содержанием добавок по сравнению с фильтрами из непрерывного жгута. Помимо этого, как сообщается, например, в документах 40 2013/164624 и 40 2013/164623, машину ТигшаНп можно использовать для изготовления фильтров с повышенным содержанием добавок без использования пластификатора, такого как триацетин.

Однако во всех публикациях ничего не говорится о том, как обрабатывать фильтры с таким повышенным содержанием добавок. В действительности же авторы настоящего изобретения установили, что если фильтры, включающие произвольно ориентированные отдельные волокна и высокое содержание добавки, нарезают на отдельные отрезки или собирают из нескольких отрезков, теряется весьма значительное количество добавки.

Поэтому существует необходимость в фильтрах, включающих произвольно ориентированные отдельные волокна и стабильное и долгосрочное высокое содержание добавки с хорошими характеристиками, а также в курительных изделиях с такими фильтрами.

Раскрытие изобретения

Авторы изобретения установили, что снижение потерь добавок, т.е., уменьшение потерь по меньшей мере одной порошковой добавки, может быть достигнуто путем добавления в фильтр жидкости с высокой вязкостью. Также они установили, что путем такого добавления жидкости с высокой вязкостью можно достигнуть снижения потерь давления.

Таким образом, в первом аспекте изобретение предлагает фильтр для курительного изделия, включающий произвольно ориентированные отдельные волокна и по меньшей мере одну порошковую добавку, причем фильтр также включает жидкость с вязкостью выше 2000 мПа-с, предпочтительно равной или больше приблизительно 2200 мПа-с.

Согласно еще одному аспекту настоящее изобретение относится к курительному изделию, включающему фильтр настоящего изобретения.

Другие предпочтительные примеры вариантов осуществления изобретения определены в зависимых пунктах формулы изобретения и в подробном описании ниже, которые, однако, не ограничивают объем изобретения и служат только для помощи в понимании и объяснении признаков настоящего изобретения. Изменения и модификации конкретных признаков, в частности в связи с другими аспектами изобретения, могут быть сделаны без нарушения объема изобретения.

Описание вариантов осуществления изобретения

В настоящем документе все указанные диапазоны должны считаться дополненными термином приблизительно, если только из контекста явно не следует иное.

Все числа или проценты, относящиеся к количествам вещества, в настоящей заявке приведены в массовых процентах, если только из контекста явно не следует иное.

Термин произвольно ориентированные отдельные волокна относится к множеству волокон, которые могут отличаться друг от друга и разделены физически, т.е., к отдельным волокнам. Они произвольно ориентированы в трех направлениях, т.е., образуют произвольную трехмерную сеть волокон, в которой волокна направлены в любом направлении, без того, чтобы все волокна были направлены в одном направлении. Волокна могут иметь разные длины или одинаковую длину, а также одинаковый диаметр или разные диаметры и могут быть одинаковыми или неодинаковыми по их отдельным размерам и формам.

Термин курительное изделие относится к всем видам курительной продукции, например к сигаретам, сигарам, сигариллам и т.д. В этих курительных изделиях вид используемого курительного материала, например табака, производных табака, расширенного (взорванного) табака, восстановленного табака,

- 1 032417 заменителей табака, несгораемых продуктов и т.д., а также их смесей, конкретно не ограничен. Эти курительные изделия снабжены фильтром согласно изобретению.

Курительные изделия и их форматы могут характеризоваться, например, по длине сигареты, где формат обычный имеет длину в интервале 68-75 мм, например приблизительно от 68 до 72 мм, короткий или мини - 68 мм или меньше, средний (кшд 51/с) в интервале 75-91 мм, например, приблизительно от 79 до 88 мм, длинный в интервале 91-105 мм, например приблизительно от 94 до 101 мм, и сверхдлинный в интервале приблизительно от 110 до 121 мм.

Они также могут характеризоваться длиной окружности курительного изделия, например сигареты, где обычное изделие имеет длину окружности приблизительно 23-25 мм, широкое длину окружности больше 25 мм, тонкое длину окружности приблизительно 22-23 мм, полутонкое длину окружности приблизительно 19-22 мм, сверхтонкое длину окружности приблизительно 16-19 мм и микротонкое длину окружности меньше приблизительно 16 мм.

Соответственно сигарета в формате обычный сверхтонкий будет, например, иметь длину приблизительно 83 мм и длину окружности приблизительно 17 мм. Сигареты обычного, среднего формата имеют, например, длину окружности от 23 до 25 мм и полную длину от 75 до 91 мм.

Каждый формат может быть снабжен фильтрами разной длины, причем уменьшенные фильтры обычно используют в форматах с уменьшенной длиной и длиной окружности. Длина фильтра обычно составляет от 15 до 30 мм. Ободковая бумага может иметь длину больше длины фильтра, например быть длиннее на 3-10 мм.

Согласно одному аспекту настоящее изобретение относится к фильтру для курительного изделия, включающему произвольно ориентированные отдельные волокна и по меньшей мере одну порошковую добавку, причем упомянутый фильтр также включает жидкость, имеющую вязкость больше 2000 мПа-с. Согласно предпочтительным вариантам осуществления вязкость жидкости находится в интервале приблизительно от 2100 до 5000 мПа-с, предпочтительно приблизительно от 2200 до 4500 мПа-с, более предпочтительно приблизительно от 2200 до 4400 мПа-с. Вязкость жидкости может быть измерена, например, при 20°С и нормальном давлении приблизительно 1,013 бар с использованием реометра плоскость-плоскость с размером плиты поршня 49,952 мм и с интегрированным термостатом Пельтье - МСК. 101 (компания Αηΐοη Рааг ОтЬН, Австрия) - с контрольным материалом ΑΡΝ 7.5, ΑΡΝ 100 и ΑΡΝ 1400 (компания Αηΐοη Рааг ОтЬН, Австрия) с объемом пробы 3-5 мл, например 4 мл, причем пробу наносят на нижнюю фиксированную плиту, а другая гибкая плита автоматически движется вниз и начинает крутиться с определенной скоростью сдвига. Результат выражается в мПа-с. Измерения могут быть выполнены, например, дважды.

Согласно некоторым вариантам осуществления фильтр настоящего изобретения не содержит вяжущего или пластификатора, что облегчает обработку и изготовление фильтра. Вяжущее может иметь тот недостаток, что оно затвердевает после нанесения, что приводит к загрязнению в ходе процесса и более сильному падению давления. Пластификатор, такой как триацетин, может, особенно при высоком его содержании, приводить к появлению в фильтре расплавленных отверстий, т.е., к растворению жгута фильтра, этим создавая дефект в курительном изделии. Даже без вяжущего или пластификатора потери добавки в фильтре можно снизить, используя жидкость с вязкостью больше чем 2000 мПа-с. Без привязки к теории можно полагать, что жидкость, имеющая вязкость больше 2000 мПа-с, обеспечивает более хорошую сцепляемость по меньшей мере одной порошковой добавки, что приводит к большему числу агломератов/частиц порошковой добавки, которые не будут выпадать из фильтра, а также к снижению перепада давления в фильтре, что облегчает обращение с курительным изделием и его потребление.

Состав жидкости конкретно не ограничен, если вязкость жидкости имеет требуемое значение, определенное, например, при 20°С и нормальном давлении. Она может состоять из одного компонента или включать два и больше компонентов, например еще одну жидкость и один или несколько соединений, которые растворяются в жидкости, и/или смесь из двух и больше жидкостей. Согласно некоторым аспектам жидкость включает, по меньшей мере, глицерин и геллановую камедь. Она также может включать воду. Согласно некоторым аспектам жидкость включает или состоит из глицерина, геллановой камеди и воды. В одном предпочтительном варианте осуществления геллановая камедь является одним из видов натуральной геллановой камеди. Натуральная геллановая камедь одобрена для использования в пищевой промышленности в качестве съедобной пищевой добавки.

В фильтре изобретения жидкость также может включать воду. В таких вариантах осуществления отношение глицерина, воды и геллановой камеди предпочтительно составляет 70-95,35% глицерина : 294,5% воды : 1-0,15 % геллановой камеди, более предпочтительно 80-95% глицерина : 19,25-4,8% воды: 0,75-0,2% геллановой камеди, от 100 мас.% глицерина, воды и геллановой камеди. Более предпочтительно в качестве геллановой камеди используется натуральная геллановая камедь. Натуральная геллановая камедь упомянута, например, в документе 1Р 5021101В. Смесь глицерина, воды и геллановой камеди, предпочтительно натуральной геллановой камеди, становится желеобразной после смешивания. Она является эффективным раствором настоящего изобретения.

Фильтр изобретения может содержать одну или несколько порошковых добавок, которые конкрет

- 2 032417 но не ограничены и которые обычно используют в фильтрах для курительных изделий. Добавки могут иметь форму порошка (диаметр частиц приблизительно 50-150 мкм) или гранулята (диаметр частиц 1501000 мкм). Примеры подходящих порошковых добавок включают ароматизаторы или сорбенты - например активированный уголь/древесный уголь, цеолит, ионообменная смола, силикат магния, например сепиолит силикагель, оксид алюминия, молекулярные сита, углеродсодержащие полимерные смолы и диатомовые земли, или их сочетания. Также можно использовать и другие добавки, такие как гигроскопические вещества. Согласно некоторым аспектам порошковая добавка включает древесный уголь/активированный уголь или является таковой.

Помимо этого фильтрующий материал может по выбору включать другой материал, например жидкую добавку (такую как ароматизатор, например, раствор ментола).

Кроме того, фильтр изобретения также конкретно не ограничен в отношении других компонентов фильтра и может включать компоненты, которые обычно используют в фильтрах для курительных изделий. Например, фильтр может быть обернут, например, в бумагу, например в бумагу, проницаемую для воздуха. Вышеописанные порошковые добавки также могут быть нанесены на обертку, окружающую материал фильтра.

Согласно некоторым аспектам изобретения количество жидкости не превышает 2,2 мг/мм, предпочтительно 2,0 мг/мм, для фильтра сигареты обычного формата, т.е., с длиной окружности от 23 до 25 мм, например 23, 23,9, 24 или 25 мм. Кроме того, количество порошковой добавки может составлять до 18 мг/мм для фильтра сигареты обычного формата, т.е., с длиной окружности от 23 до 25 мм, например 23, 23,9, 24 или 25 мм.

Материал жгута фильтра, т.е., материал произвольно ориентированных отдельных волокон, конкретно не ограничен и может включать любой материал, который обычно используют в фильтрах для курительных изделий, например в фильтрах для сигарет. Он может включать натуральные волокнистые материалы, которые могут быть получены, например, из целлюлозы, травянистых материалов, таких как табак, или синтетических материалов, таких как полипропилен. Например, материал произвольно ориентированных отдельных волокон может включать ацетилцеллюлозу или полипропилен или являться одним из них. Также можно использовать смеси двух и больше волокнистых материалов. Согласно некоторым аспектам жгут фильтра относится к типу 6.0Υ17000, т.е., к материалу, ден нити которого составляет 6,0 г, совокупный ден 17 000 г и поперечное сечение волокна имеет Υ-образную форму.

Согласно некоторым вариантам осуществления масса жгута фильтра, т.е., масса только волокон, больше 1,7 мг/мм, предпочтительно равна или больше 2,0 мг/мм, более предпочтительно приблизительно от 2,2 до 2,5 мг/мм для фильтра сигареты обычного формата, т.е., с длиной окружности от 23 до 25 мм, например 23, 23,9, 24 или 25 мм.

Фильтр изобретения может иметь любую форму и конкретно не ограничен, но предпочтительно он имеет форму, обычную для курительных изделий, например цилиндрическую. Согласно некоторым вариантам осуществления фильтр имеет цилиндрическую форму с длиной окружности цилиндра, равной или меньше 23,9 мм, предпочтительно равной или меньше 16,6 мм. В таких вариантах осуществления объемная доля, т.е., отношение объема твердого материала к общему доступному объему, вычисленному с использованием плотности и массы материала, фильтра, включающего произвольно ориентированные отдельные волокна и по меньшей мере одну порошковую добавку, в отношении к общему объему фильтра может составлять от 33 до 51%. Это означает, что твердый материал фильтра имеет объем от 33 до 51% от доступного объема в фильтре цилиндрической формы.

Материал обертки фильтра конкретно не ограничен и может включать бумажный и/или пластиковый материал, такой как полиэтилен, полипропилен и т.д.

Согласно еще одному аспекту настоящее изобретение относится к курительному изделию, включающему фильтр настоящего изобретения. Курительное изделие конкретно не ограничено и может быть, например, сигаретой, сигарой или сигариллой любого размера и формы. В таком курительном изделии могут быть использованы два или больше фильтров согласно изобретению или фильтр настоящего изобретения может быть использован в сочетании с другим фильтром. Что касается дальнейшего состава, курительное изделие изобретения не ограничено.

Фильтр настоящего изобретения может быть изготовлен известными способами с использованием известного оборудования, например машины Тигтайи от компании Найт, Германия. Согласно некоторым вариантам осуществлени, жидкость, имеющую вязкость больше 2000 мПа-с добавляют в жгут фильтра, включающий произвольно ориентированные отдельные волокна, например волокна ацетилцеллюлозы, к примеру путем орошения, и затем жгут фильтра с жидкостью нарезают, в материал фильтра добавляют по меньшей мере одну порошковую добавку и затем формуют в, например, фильтр-палочку. Формованная фильтр-палочка любого желательного размера и формы может быть обернута фицеллой и скреплена клеем средствами, которые хорошо известны в данной области техники. После этого фильтрпалочка может быть разрезана на требуемые отрезки с использованием известных способов.

Примеры

Теперь настоящее изобретение будет описано со ссылкой на примеры, но без ограничения объема изобретения до этих конкретных примеров.

- 3 032417

Продолжая, фильтры для сигарет были изготовлены с разными жидкими материалами. Длина окружности фильтров - 23,9 мм, тип жгута фильтра - 6.0Υ17000, масса жгута фильтра - 2,0 мг/мм, количество жидкости - 2 мг/мм, и жидкость располагалась в центре фильтра.

В качестве порошковой добавки использовали древесный уголь (поставщик: компания 1аеоЫ) с насыпной плотностью 0,46-0,56 г/см³ и с частицами по размеру сита Л8ТМ: 30x60 (соответствует 250-600 мкм).

Жгут фильтра (ацетатный; поставщик: компания Се1аие§е) имел следующие характеристики: ден нити (г/9000 м): 6,00 ΌΝΚ; общий ден (г/9000 м): 17 000; поперечное сечение: Υ. Кроме того, в примерах использовали фицеллу (бумага для оборачивания жгута фильтра; поставщик: компания ЭеКой) с пористостью (см³/см²/мин) 12 000,00, базовой массой 25,00 г/м² и толщиной 71,00 мкм.

В примерах вязкость жидкости измеряли при 20°С и нормальном давлении приблизительно 1,013 бар, используя реометр плоскость-плоскость, имеющий размер плиты поршня 49,952 мм, с интегрированным термостатом Пельтье-МСВ 101 компании ΛπΙοη Рааг - с контрольным материалом ΑΡΝ 7.5, ΑΡΝ 100 и ΑΡΝ 1400 и с объемом пробы 3-5 мл, например 4 мл, при этом пробу наносят на нижнюю фиксированную плиту, а другая гибкая плита автоматически движется вниз и начинает крутиться с определенной скоростью сдвига. Результат выражается в мПа-с. Измерения выполняли дважды и в качестве значения вязкости брали среднее значение.

Сначала в примере 1 фильтр-палочки приготовили следующим способом.

Фильтр изготовили на машине Тигтайи компании Наии1, Германия. Жгут фильтра из кипы обработали, нарезали, отмерили и дефибрировали, затем добавили отмеренный древесный уголь. Жидкость с высокой вязкостью, описанную ниже, добавили как конечную жидкость в процессе изготовления фильтра путем орошения при высокой температуре приблизительно 100°С. После получения жгута ацетилцеллюлозы с добавкой и жидкостью из жгута изготовили фильтр-палочку, используя фицеллу, в машине ТигтаБи (компания Найт, Германия) при скорости машины 200 м/мин, причем материал фильтра обернули фицеллой в машине Титтег1е1т §К 1338 (компания Тигтег1е1т СтЬН. Германия) и нарезали для получения отрезков фильтра длиной 120 мм.

В качестве жидкости в примере 1 использовали смесь глицерина, воды и натуральной геллановой камеди (описанной, например, в документе 1Р5021101В), названную ТСТ-01, которая являлась смесью глицерина, воды и натуральной геллановой камеди в массовом отношении 82,20% глицерина, 17,30% воды и 0,50% натуральной геллановой камеди, от общей массы этих трех веществ, получив жидкость с вязкостью 4352 мПа-с при 20°С и нормальном давлении.

Жидкость в примере 2, которая отличалась от жидкости из примера 1, была получена путем разбавления жидкости ТСТ-01 глицерином в отношении 50% : 50% (массовое отношение глицерин : вода : натуральная геллановая камедь = 91,10% : 8,65% : 0,25%), получил жидкость, названную ТСТ-02 и имеющую вязкость 2211 мПа-с при 20°С и нормальном давлении.

После разбавления жидкости ТСТ-01 глицерином при отношении 25% ТСТ-01 и 75% глицерина (массовое отношение глицерин : вода : натуральная геллановая камедь = 95,55 : 4,325 : 0,125) была получена жидкость ТСТ-03, имеющая вязкость 1953 мПа-с при 20°С и нормальном давлении, которую использовали в Сравнительном примере 3, который во всем остальном соответствовал примеру 1.

В Сравнительном примере 1 использовали глицерин вместо ТСТ-01 без добавления натуральной геллановой камеди, имевший вязкость 1196 мПа-с при 20°С и нормальном давлении. В остальном фильтр был получен так же как и в примере 1.

В Сравнительном примере 2 фильтр был получен так же как и в примере 1, но без добавления жидкости.

Проверка на потери добавки

Фильтр-палочки длиной 120 мм взвесили и нарезали на части длиной 6 мм. Используя машину §о1ап5 для изготовления фильтров (поставщик: компания 1ТМ) на скорости 350 м/мин, фильтры снова объединили, кончик срезали после обработки и объединенные фильтры снова взвесили при длине 120 мм. Определяя разницу в массе фильтров до и после резки, можно определить потерю массы при резке, происходящую из-за потери древесного угля во время резки. Наблюдали, что потеря массы относилась главным образом к потере древесного угля. Проверка потери массы без древесного угля дает величину потери меньше 0,7%.

Результаты проверок на потери древесного угля приведены в таблице.

- 4 032417

Пример	Жидкость	Вязкость жидкости при 20°С	Средняя потеря древесного угля, %, (от общей массы древесного угля)
1	ТОТ-01	4352 мПа*с	14,18
2	ТСгТ-02	2236 мПа*с	14,01
Сравн. 3	ТОТ-03	1935 мПа*с	16,08
Сравн. 1	глицерин	1196 мПа*с	17,65
Сравн. 2	без	-	16,05

Как можно видеть в таблице, потери добавок можно снизить, используя жидкость с вязкостью по меньшей мере 2000 мПа-с при 20°С и нормальном давлении по сравнению со сравнительными примерами, где использовали только глицерин или жидкость не использовали вообще.

С помощью фильтров изобретения можно снизить потери добавок в фильтрах для курительных изделий даже по прошествии длительного времени, что позволит изготавливать надежные курительные изделия хорошего долговременного качества.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Фильтр для курительного изделия, включающий произвольно ориентированные отдельные волокна и по меньшей мере одну порошковую добавку, отличающийся тем, что включает жидкость с вязкостью больше 2000 мПа-с, измеренной при температуре 20°С и нормальном давлении 1,013 бар, причем жидкость включает, по меньшей мере, глицерин и геллановую камедь.
2. Фильтр по п.1, отличающийся тем, что вязкость жидкости находится в интервале от 2200 до 4500 мПа-с.
3. Фильтр по п. 1 или 2, отличающийся тем, что количество жидкости не превышает 2,0 мг/мм.
4. Фильтр по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что геллановая камедь является натуральной геллановой камедью.
5. Фильтр по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что жидкость дополнительно включает воду и отношение глицерина, воды и натуральной геллановой камеди составляет: 70-95,35% глицерина : 29-4,5% воды и 1-0,15% геллановой камеди в расчете на 100 мас.% глицерина, воды и натуральной геллановой камеди.
6. Фильтр по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что порошковая добавка включает древесный уголь или является древесным углем.
7. Фильтр по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что количество порошковой добавки не превышает 18 мг/мм.
8. Фильтр по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что используется жгут фильтра, тип 6.0Υ17000.
9. Фильтр по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что масса жгута фильтра больше 1,7 мг/мм.
10. Фильтр по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что масса жгута фильтра составляет 2,2-2,5 мг/мм.
11. Фильтр по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что имеет форму цилиндра с длиной окружности, равной или меньше 23,9 мм, предпочтительно равной или меньше 16,6 мм.
12. Фильтр по п.11, отличающийся тем, что объемная доля фильтра, включающего произвольно ориентированные отдельные волокна и по меньшей мере одну порошковую добавку по отношению к общему объему фильтра, составляет от 33 до 51%.
13. Курительное изделие, включающее фильтр по любому из пп.1-12.

О