КУРИТЕЛЬНОЕ ИЗДЕЛИЕ ТИПА СИГАРЕТЫ Российский патент 1994 года по МПК A24D1/04 

Изобретение относится к курительным изделиям сигаретного типа с табачным стержнем и фильтрующим элементом.

Известно большое количество видов курительных изделий с механически улавливающими фильтрами для очистки табачного дыма от никотина и появляющихся при курении твердых продуктов (смол).

Широкое применение для фильтров сигарет получили термопластичные органические волокна, упакованные различными способами и имеющие диаметр < 10 мкм, например, ацетатцеллюлозные и полиамидные [1], полипропиленовые [2].

Основным недостатком сигарет с указанными фильтрами является низкая поглотительная способность никотина и особенно смол, которые являются канцерогенами.

Известно также взятое за прототип курительное изделие, в котором для фильтрации дыма используют неорганическое каолиновое волокно с диаметром 1-5 мкм, содержащее оксиды алюминия и кремния в количестве 95-99,5% и имеющее повышенную поглотительную способность [3].

В патенте прототипа предлагаются два варианта фильтра.

1. Фильтр состоит целиком из неорганического волокна.

2. Фильтр имеет две части - одна из органического, другая из неорганического каолинового волокна.

Недостаток первого варианта состоит в том, что из-за повышенной поглотительной способности неорганического волокна, фильтр должен иметь длину, значительно меньшую общепринятой и рациональной. При увеличении длины каолинового фильтра содержание никотина в поглощаемом курильщиком дыме можно свести к нулю, что является нежелательным.

Кроме того, как показали дополнительные исследования, при воспроизведении образцов прототипа при длине каолинового фильтра более 6 мм начинает снижаться просасывающая способность сигареты. Каолиновое волокно содержит много неволокнистых включений (корольков), которые могут попадать в рот курильщика и вызывать неприятные ощущения.

Второй вариант, в котором каолиновая часть фильтра располагается между табачным стержнем и неорганической частью, представляет больший интерес.

Поглотительная способность такого фильтра выше, чем чисто органического. Так содержание никотина в конденсате (т.е. дыма) при использовании в составе фильтра части длиной 6 мм из каолинового волокна диаметром 1-5 мкм при оптимальной плотности набивки 133 мг/см³ снижается с 1,46 (мг на сигарету) до 0,89 мг/сиг., а содержание смолы с 19,9 до 10,71 мг/сиг. по сравнению с чисто органическим стандартным фильтром длиной 27 мм.

При этом международные нормы по содержанию никотина и смолы в конденсате составляют соответственно 0,6-1,0 и 6-15 мг/сиг.

Однако включение в техпроцесс по производству сигарет дополнительной операции по изготовлению вставки из неорганического волокна и сброса фильтра из 2 частей представляет определенные трудности. Неорганическое волокно к тому же плохо пластифицируеся, что затрудняет изготовление из него фильтра с выдержанными параметрами по длине, плотности и диаметру.

Целью данного изобретения является создание курительного изделия сигаретного типа с повышенной фильтрующей способностью, пониженным по сравнению с прототипом расходом неорганического волокна и упрощенной технологией изготовления фильтра.

Цель достигается тем, что в сигарете применяют двухслойную конструкцию фильтра, состоящую из прилегающей к табачному стержню микровставки из супертонкого базальтового с диаметром не более 6 мкм и следующей за ней части из органического волокна (ацетатцеллюлозного, полипропиленового, полистирольного и др.).

При этом фильтр с частичной из базальтового супертонкого волокна, имеющего хорошо развитую поверхность поглощения по эффективности фильтрации никотина и смолы, приравнивается или превышает предлагаемый составной фильтр или превышает предлагаемый составной фильтр с частью из каолинового волокна.

Технология изготовления предлагаемого фильтра, состоящая из размещения навески базальтового волокна между табачным стержнем и органическим фильтром, значительно проще требуемой для фильтра - прототипа и исключает процессы пласти- фикации волокна и формования цилиндрического неорганического фильтра.

В патенте прототипа задаются диаметром каолинового волокна 1-5 мкм из технологических соображений, чтобы его можно было упаковывать в фильтр с плотностью и размерами, не влияющими на просасывающую способность сигареты.

В предлагаемом изобретении берется супертонкое волокно и за счет большой удельной поверхности этого волокна, не влияющей на просасывающую способность сигареты, достигается не только эффективная фильтрация вредных веществ, но и устраняется дополнительный процесс изготовления части фильтра с заданными параметрами.

При этом в десятки раз снижается потребность в количестве неорганического волокна на одну сигарету, что при массовом производстве составляет большую экономию.

Выпускаемые промышленностью супертонкие базальтовые волокна получают из природного базальтового сырья методом раздува истекающего из фильер расплава и имеют диаметр не более 0,6 мкм. Готовая продукция выглядит как мат с однонаправленными волокнами с плотностью 10-20 кг/м³.

Примерный химический состав базальтовых волокон, мас.%: SiО₂ 46,8 Al₂О₃ 16,96 Fе₂О₃ 5,5 FeО 8,08 СаО 10,0 МgО 6,34 прочие примеси 3,59
С целью определения оптимального количества базальтового волокна, проводили следующие исследования. По общепринятой технологии готовили табачное изделие (сигарету) с фильтром, содержащим ацетатное и разные количества базальтового волокна. Изготавливается лист по бумажной технологии из базальтового мата. Из листа получают вставку размером, равным диаметру фильтра, и содержащую базальтовые волокна в количестве 1-1,5 мг. Вставка размещается в сигарете на границе между табачным стержнем и стандартным фильтром из ацетатного волокна.

Возможно также изготовление фильтра из фильтровальной бумаги на основе ацетатного (целлюлозного) волокна, содержащей 1-1,5 мг базальтовых волокон.

Для сравнения испытывали комбинированный фильтр по прототипу, содержащий две части - одну из ацетатного, другую из каолинового волокна общей длиной 15 мм. При этом каолиновый фильтр располагался между органическим фильтром и табачной частью сигареты.

Оценка поглотительной способности образцов с различными навесками предлагаемого волокна проводилась по методике Международного стандарта (ИСО), которая включает в себя:
1. Скуривание сигарет на роторном автомате типа
RМG20 Мr Borgwaldt
2. Дисцилляцию алкалоидов из конденсата дыма.

3. Осаждение конденсата методом Кембридж-фильтра.

4. Спектральный анализ в ультрафиолетовой области света.

Результаты исследований приведены в таблице.

Для сравнения приведены данные по содержанию никотина и смолы в конденсате прототипа и отечественных сигаретах.

Как видно из данных таблицы, в качестве оптимального варианта можно принять количество базальтового волокна в фильтре 1-1,5 мг. При этом показатели по содержанию в конденсате никотина и смолы лежат в пределах международной нормы и меньше, чем для сигареты-прототипа с частью фильтра из каолинового волокна массой 50,5 мг и почти вдвое ниже, чем для отечественной сигареты с органическим фильтром.

При этом перепад давления на концах сигареты (т.е. просасывающая способность) составляет 100 мм вод.ст., что является нормой.

Использование: изобретение относится к фильтрам для курительных изделий типа сигарет с табачным стержнем и фильтрующим элементом. Сущность изобретения: в фильтре, состоящем из волокон органического и неорганического веществ, в качестве волокон неорганического вещества использовано супертонкое базальтовое волокно с диаметром не более 0,6 мкм в количестве 1-1,5 мг на сигарету. При этом расход неорганического волокна уменьшается в 30-50 раз по сравнению с известнымм фильтром, а эффективность фильтрации увеличивается. 1 табл.

КУРИТЕЛЬНОЕ ИЗДЕЛИЕ ТИПА СИГАРЕТЫ, состоящее из табачного стержня и фильтра, содержащего волокна органического и неорганического вещества, отличающееся тем, что в качестве волокон неорганического вещества фильтр содержит супертонкое базальтовое волокно диаметром не более 0,6 мкм в количестве 1 - 1,5 мг.