СИГАРЕТНЫЙ ФИЛЬТР Российский патент 2005 года по МПК A24D3/16 A24D3/04 A24D1/02 

Настоящее изобретение относится к улучшенному сигаретному фильтру, способному эффективно адсорбировать определенные компоненты, содержащиеся в дыме основного потока.

В описании японского патента (Kokai) № 63-160659 раскрыт, например, дезодорирующий (адсорбирующий) агент, содержащий пористый материал на основе неорганического минерала, включающий сульфат железа/L-аскорбиновую кислоту. В этом документе также описан, например, сигаретный фильтр, в котором содержится дезодорирующий агент.

Однако адсорбент, раскрытый в этом документе, предназначен для адсорбции главным образом аммиака, и в этом документе вообще не описано, что компоненты дыма основного потока удаляются в том случае, когда адсорбент находится в сигаретном фильтре. Обычно в случае использования фильтра, содержащего адсорбент, способный неселективно адсорбировать различные компоненты, содержащиеся в дыме основного потока, как известно в данной области, вкус и аромат сигареты нежелательно ухудшаются.

Задача настоящего изобретения состоит в создании сигаретного фильтра, который позволяет значительно уменьшить отрицательное влияние на вкус и аромат сигареты и при этом обеспечивает селективное удаление определенных компонентов, содержащихся в дыме основного потока.

Сигаретный фильтр по изобретению содержит фильтрующие секции, включающие фильтрующие материалы, по отдельности обернутые оберточной бумагой; формирующую бумагу для совместного обертывания фильтрующих секций, и мундштучную бумагу, покрывающую формирующую бумагу так, чтобы соединить фильтрующие секции с сигаретной секцией с получением сигареты с фильтром, характеризующимся тем, что содержит, в качестве адсорбентов, активированный уголь и диоксид кремния/оксид алюминия по меньшей мере в одном из фильтрующих материалов или в промежутке между фильтрующими материалами.

В сигаретном фильтре по изобретению указанная оберточная бумага или формирующая бумага может содержать активированный уголь и диоксид кремния/оксид алюминия в качестве адсорбентов.

Сигаретный фильтр по изобретению имеет конкретную структуру, включая, например, (1) структуру, образованную двумя фильтрующими материалами и смесью активированного угля и диоксида кремния/оксида алюминия, загруженной в пространство между двумя указанными фильтрующими материалами, (2) структуру, образованную двумя фильтрующими материалами и смесью активированного угля и диоксида кремния/оксида алюминия, распределенной в одном из указанных фильтрующих материалов, (3) структуру, образованную тремя фильтрующими материалами и активированным углем и диоксидом кремния/оксидом алюминия, по отдельности, загруженными в два пространства между тремя указанными фильтрующими материалами, и (4) структуру, образованную тремя фильтрующими материалами, активированным углем, распределенным в одном фильтрующем материале, и диоксидом кремния/оксидом алюминия, распределенным в другом фильтрующем материале. Другой сигаретный фильтр по изобретению включает корпус сигаретного мундштука, содержащий размещенные в нем фильтрующие материалы, и характеризуется тем, что содержит, в качестве адсорбентов, активированный уголь и диоксид кремния/оксид алюминия по меньшей мере в одном из фильтрующих материалов или в промежутке между фильтрующими материалами.

Впрочем, структура сигаретного фильтра по изобретению не ограничена приведенными выше примерами и возможны различные модификации.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 - схематичный пример структуры сигаретного фильтра по изобретению.

Фиг. 2 - другой пример структуры сигаретного фильтра по изобретению.

Фиг. 3 - еще один пример структуры сигаретного фильтра по изобретению.

Фиг. 4 - схематичный вид дополнительного примера структуры сигаретного фильтра по изобретению.

Фиг. 5 - вид в поперечном сечении сигаретного мундштука, в котором использован сигаретный фильтр по изобретению.

Предпочтительный вариант изобретения

Настоящее изобретение направлено, в частности, на удаление пиразинов и фенолов в качестве конкретных компонентов, содержащихся в дыме основного потока сигареты.

Авторы настоящего изобретения обнаружили, что когда активированный уголь и диоксид кремния/оксид алюминия содержатся в качестве адсорбентов в сигаретном фильтре, эти адсорбенты обеспечивают такой синергетический эффект, что особенно хорошо удаляются указанные компоненты, содержащиеся в дыме основного потока, решая при этом задачи изобретения.

Фильтрующие материалы, используемые в настоящем изобретении, включают, например, ацетат, бумагу и нетканый материал. В качестве активированного угля для адсорбентов можно использовать активированный уголь из скорлупы кокосового ореха. В качестве диоксида кремния/оксида алюминия адсорбентов можно использовать, например, \Kyoward 700SN\ фирмы Kyowa Chemical Industry Co., Ltd. Этот продукт содержит 63,0 вес.% SiO₂ и 10,3 вес.% Al₂O₃ и теряет при сушке 14,5 вес.%.

В настоящем изобретении количество активированного угля и диоксида кремния/оксида алюминия устанавливают следующим образом: если адсорбенты распределены в фильтрующем материале, то общее количество адсорбентов должно составлять от 1 до 150 мг, предпочтительно от 20 до 60 мг на 10 мм фильтрующего материала, а если адсорбенты находятся в пространстве между фильтрующими материалами, то общее количество адсорбентов должно составлять от 5 до 300 мг, предпочтительно от 30 до 120 мг на 5 мм пространства.

Далее описаны примеры осуществления изобретения.

Контрольный сигаретный фильтр, не содержащий какого-либо адсорбента, приготавливают следующим образом. Два фильтрующих материала (фильтры круглого сечения) получают путем формования ацетата, имеющего толщину элементарной нити 2,2 денье и жгута 40000 денье, с получением отрезка длиной 10 мм, и фильтрующие материалы обертывают оберточной бумагой так, чтобы получить две фильтрующие секции. Два фильтрующих материала располагают так, чтобы обеспечить между ними 5 мм пространство, и эти две фильтрующие секции обертывают вместе формирующей бумагой без загрузки какого-либо адсорбента в указанное пространство. Вентиляционное сопротивление фильтра, как установлено, составляет 80 мм Н₂О (1050 мл/мин).

На фиг. 1 показан примерный сигаретный фильтр. Сигаретный фильтр 1 изготавливают следующим образом. Два фильтрующих материала (простые фильтры) 2 получают путем формования ацетата с толщиной элементарной нити 2,2 денье и жгута 40000 денье, с получением отрезка длиной 10 мм, и фильтрующие материалы обертывают по отдельности оберточной бумагой так, чтобы получить две фильтрующие секции. Две фильтрующие секции располагают так, чтобы между ними было пространство, и две фильтрующие секции обертывают формирующей бумагой так, чтобы загрузить в это пространство смесь 30 мг активированного угля, 41 и 30 мг диоксида кремния/оксида алюминия (торговое название: Kyoward 700SN) 42 в качестве адсорбентов. В этом случае пространство регулируют так, чтобы адсорбент имел 100% насыпную плотность.

Для сравнения, изготавливали также сигаретные фильтры с загрузкой в пространство 30 мг только активированного угля или 30 мг только диоксида кремния/оксида алюминия в качестве адсорбента.

Кроме того, изготавливали сигаретные фильтры с загрузкой в пространство 60 мг только активированного угля или 60 мг только диоксида кремния/оксида алюминия, то есть в два раза больше адсорбента, чем в сигаретных фильтрах, упомянутых выше. Каждый из описанных сигаретных фильтров присоединяли полоской к сигаретной секции, полученной путем обертывания измельченного табака оберточной бумагой, чтобы получить для исследований различные сигареты, отличающиеся друг от друга типом адсорбента, как представлено в таблице 1. Для сигаретной секции использовали коммерческий сигаретный стержень. Исследование дыма основного потока проводили на этих сигаретах следующим образом.

Сигарету присоединяли к машине для автоматического выкуривания с трубкой, изготовленной из тайгона (Tygon). Кембриджский фильтр не используют. Машина для автоматического выкуривания позволяла выкурить сигарету при стандартных условиях курения с заданной длиной сгорания на 40 мм. Дым основного потока из вытяжного отверстия собирали в газовый мешок, изготовленный из тедлара (Tedlar) и содержащий гелий, помещенный в него заранее, а затем внутренний объем газового мешка доводили с помощью гелия до 8 л в сумме. Пятьдесят мл газа, отобранного из газового мешка, анализировали с помощью газовой хроматографии.

Учитывали пиразины, фенолы, углеводороды и кетоны в качестве конкретных компонентов дыма основного потока и данные анализа каждого из конкретных компонентов получали, исходя из площади пика, выданного газовым хроматографом. В таблице 1 представлено прохождение фильтра пиразинами и фенолами. Прохождение Та каждого из конкретных компонентов определяли по формуле:

Та=Аа/Acnt

где Acnt - площадь пика конкретного компонента на газовом хроматографе в случае, когда адсорбент не используется (контроль), а Аа - площадь пика конкретного компонента на газовом хроматографе в случае использования адсорбента «а». Каждая измеренная величина, представленная в таблице 1, получена на основании площади пика определенного компонента на газовом хроматографе.

Кроме того, прогнозируемое значение прохождения фильтра, в котором использовано 60 мг активированного угля, означает квадрат измеренного значения прохождения фильтра, в котором использовано 30 мг активированного угля. Аналогично, предсказанное значение прохождения фильтра, в котором использовано 60 мг диоксида кремния/оксида алюминия, означает квадрат измеренного значения прохождения фильтра, в котором использовано 30 мг диоксида кремния/оксида алюминия.

С другой стороны, предсказанное значение прохождения в случае использования двух типов адсорбентов, представленных в таблице 1, означает расчетное значение прохождения, полученное, исходя из прохождения для адсорбента в случае использования отдельно каждого из адсорбентов двух типов. Конкретно, предсказанное значение определяли по формуле (Ta×Tb), где Та означает прохождение (измеренное значение) конкретного компонента в случае использования адсорбента «а», а Tb означает прохождение (измеренное значение) конкретного компонента в случае использования адсорбента «b».

Если измеренное значение прохождения в случае использования комбинации нескольких адсорбентов различного типа заметно меньше, чем предсказанное значение, то это может свидетельствовать о том, что эти компоненты адсорбируются особенно хорошо, подтверждая синергетический эффект, обеспечиваемый комбинацией адсорбентов. В таблице 1 представлены результаты описанных исследований.

Таблица 1АдсорбентПрониканиеПиразиныФенолыИзмерен-ное
значениеПред-сказ.
значе-ниеИзмерен-ное
значениеПред-сказ.
значе-ниеОтсутствует1,00 1,00 Активированный уголь (30 мг)0,60 0,68 Диоксид кремния/оксид алюминия (30 мг)0,73 0,61 Активированный уголь (60 мг)0,380,360,480,46Диоксид кремния/оксид алюминия (60 мг)0,540,530,380,37Смесь активированного угля (30 мг) и диоксида кремния/оксида алюминия (30 мг), (всего 60 мг)0,220,440,300,41

При использовании только одного активированного угля в двойном количестве или при использовании только диоксида кремния/оксида алюминия в двойном количестве не было обнаружено значительного различия между измеренными и предсказанными значениями.

Разница между измеренным и предсказанным значениями невелика для углеводородов и кетонов (в таблице не показаны), и, следовательно, синергетический эффект, обеспечиваемый комбинацией нескольких адсорбентов, не обнаруживается.

Напротив, когда в качестве адсорбентов используют комбинацию активированного угля и диоксида кремния/оксида алюминия, измеренные значения значительно ниже предсказанных значений, в случае пиразинов и фенолов, как показано в таблице 1, что однозначно подтверждает синергетический эффект на исключительную адсорбцию этих конкретных компонентов.

Из результатов, приведенных выше, видно, что если такие компоненты, как пиразины и фенолы, должны быть эффективно адсорбированы с использованием только активированного угля или только диоксида кремния/оксида алюминия, то необходимо дополнительно увеличить количество адсорбента. В этом случае ожидается заметное ухудшение вкуса и аромата сигареты. С другой стороны, в случае использования в качестве адсорбентов в комбинации активированного угля и диоксида кремния/оксида алюминия, ожидается, что такие компоненты, как пиразины и фенолы, могут эффективно адсорбироваться, даже, если количество адсорбентов невелико, и, следовательно, их влияние на вкус и аромат сигареты меньше.

На фиг. 2 представлен еще один пример сигаретного фильтра по изобретению. Сигаретный фильтр 1 готовят следующим образом: изготавливают три фильтрующих материала (простые фильтры) 2; формируют три фильтрующие секции путем обертывания оберточной бумаги 3 вокруг каждого фильтрующего материала 2, загружают, отдельно, активированный уголь 41 и диоксид кремния/оксид алюминия (торговое название: Kyoward 700NS) 42 в качестве адсорбентов 4 в пространство со стороны измельченного табака и в пространство со стороны рта между тремя фильтрующими секциями; и обертывают формирующую бумагу 5 вокруг трех фильтрующих секций. На фиг. 2 представлен пример, в котором активированный уголь 41 загружен в пространство со стороны рта, а диоксид кремния/оксид алюминия загружен в пространство со стороны измельченного табака. Однако в другом варианте диоксид кремния/оксид алюминия 42 может быть загружен в пространство со стороны рта, а активированный уголь 41 может быть загружен в пространство со стороны измельченного табака.

На фиг. 3 представлен еще один пример сигаретного фильтра по изобретению. Сигаретный фильтр 1 получают следующим образом: изготавливают фильтрующий материал (простой фильтр) 2, получаемый путем формования ацетата, и другой фильтрующий материал 21, получаемый формованием ацетата, содержащего в качестве адсорбентов активированный уголь 41 и диоксид кремния/оксид алюминия, распределенные в нем; формируют две фильтрующие секции путем обертывания оберточной бумаги 3 вокруг каждого фильтрующего материала 2 и 21; и обертывают формирующую бумагу 5 вокруг двух фильтрующих секций.

На фиг. 4 представлен еще один пример сигаретного фильтра по изобретению. Сигаретный фильтр 1 получают следующим образом: изготавливают фильтрующий материал (простой фильтр) 2, получаемый формованием ацетата, фильтрующий материал (угольный фильтр) 21, получаемый путем формования ацетата, содержащего активированный уголь в качестве адсорбента, распределенного в нем, и фильтрующий материал 22, получаемый путем формования ацетата, содержащего диоксид кремния/оксид алюминия в качестве распределенного в нем адсорбента, формируют три фильтрующие секции путем обертывания оберточной бумаги 3 вокруг каждого фильтрующего материала 2, 21 и 22; и обертывают формирующую бумагу 5 вокруг трех фильтрующих секций. Расположение фильтрующих материалов 21 и 22 не имеет особых ограничений. Любой из этих фильтрующих материалов можно располагать на стороне измельченного табака.

Кроме того, в сигаретном фильтре по изобретению активированный уголь и диоксид кремния/оксид алюминия можно добавлять в качестве адсорбентов к формирующей бумаге.

Сигаретный фильтр по изобретению может использоваться в форме сигаретного мундштука, показанного на фиг. 5. Мундштук включает цилиндрический корпус 51, имеющий обращенную ко рту часть 52, образованную на одном его конце, два фильтрующих материала 2, расположенных внутри корпуса 51, и смесь активированного угля 41 и диоксида кремния/оксида алюминия 42 в качестве адсорбентов 4, загруженных в пространство между двумя фильтрующими материалами 2.

Сигаретный фильтр, представленный на фиг. 5, получают с использованием в мундштуке структуры, показанной на фиг. 1. Кроме того, в мундштуке можно использовать структуру, показанную на каждом из чертежей фиг. 2-4.

В сигаретном фильтре любого описанного выше типа синергетический эффект обеспечивается активированным углем и диоксидом кремния/оксидом алюминия так, что особенно хорошо адсорбируются пиразины и фенолы.

Промышленная применимость

В соответствии с настоящим изобретением можно получать сигаретный фильтр, который позволяет селективно удалять определенные компоненты, содержащиеся в дыме основного потока, при этом снижая влияние на вкус и аромат сигареты.

Сигаретный фильтр, содержащий фильтрующие секции, включающие фильтрующие материалы, по отдельности обернутые оберточной бумагой; формирующую бумагу для обертывания фильтрующих секций вместе; и мундштучную бумагу, покрывающую формирующую бумагу так, чтобы соединить фильтрующие секции с сигаретной секцией с получением сигареты, согласно изобретению содержит в качестве адсорбентов активированный уголь и диоксид кремния/оксид алюминия по меньшей мере в одном из фильтрующих материалов (2) или в промежутке между фильтрующими материалами. Технический результат - уменьшение влияния на вкус и аромат сигареты и обеспечение селективного удаления определенных компонентов, содержащихся в дыме основного потока. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 5 ил., 1 табл.

1. Сигаретный фильтр, содержащий фильтрующие секции, содержащие фильтрующие материалы, по отдельности обернутые оберточной бумагой, формирующую бумагу для обертывания вместе фильтрующих секций и мундштучную бумагу, покрывающую формирующую бумагу так, чтобы соединить фильтрующие секции с сигаретной секцией с получением сигареты с фильтром, отличающийся тем, что содержит в качестве адсорбентов активированный уголь и диоксид кремния/оксид алюминия по меньшей мере в одном из фильтрующих материалов или в промежутке между фильтрующими материалами.2. Сигаретный фильтр по п.1, отличающийся тем, что оберточная бумага или формирующая бумага содержат в качестве адсорбентов активированный уголь и диоксид кремния/оксид алюминия.3. Сигаретный фильтр по п.1 или 2, отличающийся тем, что содержит два фильтрующих материала, а смесь активированного угля и диоксида кремния/оксида алюминия загружена в пространство между двумя фильтрующими материалами.4. Сигаретный фильтр по п.1 или 2, отличающийся тем, что содержит два фильтрующих материала, причем смесь активированного угля и диоксида кремния/оксида алюминия распределена в одном из фильтрующих материалов.5. Сигаретный фильтр по п.1 или 2, отличающийся тем, что содержит три фильтрующих материала, причем активированный уголь и диоксид кремния/оксид алюминия загружены по отдельности в два пространства между тремя указанными фильтрующими материалами.6. Сигаретный фильтр по п.1 или 2, отличающийся тем, что содержит три фильтрующих материала, причем активированный уголь распределен в одном фильтрующем материале, а диоксид кремния/оксид алюминия распределен в другом фильтрующем материале.7. Сигаретный фильтр, содержащий корпус сигаретного мундштука, содержащий фильтрующие материалы, расположенные в нем, отличающийся тем, что содержит в качестве адсорбентов активированный уголь и диоксид кремния/оксид алюминия по меньшей мере в одном из фильтрующих материалов или в промежутке между фильтрующими материалами.