ДОБАВКА ДЛЯ ФИЛЬТРА Российский патент 2015 года по МПК A24D3/02 

Настоящее изобретение относится к способам изготовления фильтрующих элементов и фильтров для курительных изделий, фильтрующим элементам и фильтрам, содержащим добавку. В частности, предлагаемое изобретение относится к способам введения добавки в фильтрующий материал, представляющей собой твердый материал при комнатной температуре; способ включает стадию плавления добавки.

В качестве фильтрующих материалов для табачного дыма использовали большое разнообразие материалов. Чаще всего используемым фильтрующим материалом являются волокна ацетата целлюлозы. Однако, несмотря на то, что ацетат целлюлозы имеет превосходную способность к фильтрации табачного дыма, у него есть недостаток, который заключается в более медленном разложении, чем другие материалы, и поэтому он может быть неблагоприятным в свете влияния на окружающую среду.

Известны фильтрующие материалы, изготовленные из нетканых листовых материалов и бумаги. Соответствующие листовые материалы включают поливиниловый спирт, восстановленный табак, крахмал и полиоксипропионовую кислоту. Эти материалы намного легче разлагаются, чем волокна ацетата целлюлозы, однако, они имеют недостатки. В частности, для достижения требуемой структурной прочности при изготовлении фильтрующего элемента из нетканых листовых материалов и бумаги фильтрующий материал обычно плотно упаковывают, и это означает, что подобные фильтрующие элементы имеют совсем другие свойства в сравнении с таковыми, изготовленными из ацетата целлюлозы. Они демонстрируют более высокое сопротивление потоку дыма, в результате чего возникает большее падение давления, чем в случае обычного фильтра из ацетата целлюлозы (АЦ), что требует от пользователя прикладывать большее усилие всасывания при курении. Возможно более важно то, что как было установлено, дым, всасываемый сквозь подобный фильтрующий материал, обладает другими вкусовыми характеристиками в сравнении с дымом, всасываемым через обычный фильтрующий материал из ацетата целлюлозы. Более того, было установлено, что фильтрующие элементы, содержащие нетканые листовые материалы или бумагу в качестве фильтрующего материала, демонстрируют намного меньшую избирательность удаления полулетучих соединений, чем обычные фильтрующие материалы из волокна ацетата целлюлозы.

Известно использование добавок, таких как триацетин (триацетил глицерин), триэтилцитрат (ТЭЦ) и низкомолекулярный полиэтиленгликоль (ПЭГ) в фильтрах из ацетата целлюлозы. Эти добавки функционируют как пластификаторы и обычно используют в фильтрах из ацетата целлюлозы для придания достаточной твердости фильтрующим стержням для изготовления и использования сигарет. Некоторые пластификаторы имеют дополнительное преимущество, которое заключается в улучшении способности избирательного удаления волокном ацетата целлюлозы из табачного дыма полулетучих соединений, таких как фенол, o-крезол, p-крезол и m-крезол.

Эти пластификаторы находятся в жидком виде при комнатной температуре и их разбрызгивают на волокна ацетата целлюлозы. Пластификатор покрывает отдельные волокна и со временем он скрепляет соседние волокна в точках их контакта, тем самым увеличивая твердость фильтрующего материала, придавая сердечнику фильтра требуемую структурную прочность. Однако характер действия пластификаторов означает, что существует верхний предел для количества, которое можно ввести в фильтрующий материал из волокон ацетата целлюлозы. Если введено более 7% пластификатора от массы фильтра, пластификатор начинает оказывать отрицательное влияние на волокна ацетата целлюлозы, образуя отверстия, ухудшающие их фильтрационные характеристики.

В то время как введение таких пластификаторов как триацетин, ТЭЦ или ПЭГ-400 в фильтры из ацетата целлюлозы (АЦ фильтры) относительно распространено, их введение в нетканые листовые и бумажные фильтрующие материалы менее перспективно. Во-первых, пластификаторы используют в АЦ фильтрах для скрепления волокон, и очевидно, что добавление пластификатора в нетканый листовой материал или бумагу (в которых волокна уже скреплены внутри листовой структуры) не даст положительного эффекта. Во-вторых, эти обычно используемые пластификаторы представляют собой жидкости и их нанесение на нетканые листовые и бумажные фильтрующие материалы будет ограничено, поскольку в результате эти материалы становятся сырыми и теряют свою структурную целостность. Бумага, чаще всего используемый листовой фильтрующий материал, может начать разрушаться, будучи влажной, и поэтому будет менее приемлемой для пользователя. Кроме того, многие листовые материалы, включая поливиниловый спирт и полиоксипропионовую кислоту, растворимы и поэтому добавление водных добавок может привести к частичному растворению материала.

Соответственно, задачей настоящего изобретения является обеспечение способа изготовления фильтрующего элемента, более легко разлагаемого, чем фильтрующие элементы, содержащие обычные волокна ацетата целлюлозы в качестве фильтрующего материала. Предпочтительно, чтобы способ также обеспечивал фильтрующий элемент, демонстрирующий улучшенную способность избирательного удаления полулетучих соединений и получение дыма, имеющего вкусовые характеристики, подобные таковым, которые обеспечивают обычные фильтры из ацетата целлюлозы.

Сущность изобретения

В соответствии с первым аспектом настоящего изобретения предложен способ изготовления фильтрующего элемента курительного изделия. Способ включает стадии:

i) нанесение добавки, твердой при комнатной температуре, на фильтрующий материал;

ii) нагрев добавки для ее плавления; и

iii) формирование фильтрующего материала и добавки в фильтрующий элемент.

Стадии способа, предложенного в изобретении, можно выполнять в любом порядке, хотя в некоторых вариантах осуществления изобретения стадию (i) предпочтительно выполняют перед стадией (iii).

В соответствии со вторым аспектом настоящего изобретения предлагается фильтрующий элемент для курительного изделия. Фильтрующий элемент включает фильтрующий материал и добавку, твердую при комнатной температуре; фильтрующий элемент получают с помощью способа, соответствующего первому аспекту настоящего изобретения.

В соответствии с третьим аспектом настоящего изобретения предлагается фильтр для курительного изделия, включающий фильтрующий элемент в соответствии со вторым аспектом.

В соответствии с четвертым аспектом настоящего изобретения предлагается курительное изделие, включающее фильтрующий элемент в соответствии со вторым аспектом и/или фильтр в соответствии с третьим аспектом, прикрепленный к стержню курительного материала. Наполнитель из курительного материала может включать табак и курительным изделием может быть сигарета.

Используемый в нестоящем документе термин "курительное изделие" включает курительные изделия такие как сигареты, сигары или сигарильо, которые основаны на табаке, производных табака, разрыхленном табаке, восстановленном табаке или заменителях табака, а также продуктах, нагреваемых без горения.

Подробное описание осуществления изобретения

Настоящее изобретение относится к способу изготовления фильтрующего элемента для курительного изделия, который включает нанесение добавки на фильтрующий материал, твердый при комнатной температуре, и нагрев добавки для ее плавления.

В одном варианте осуществления изобретения добавку наносят на фильтрующий материал в твердой форме, например, в форме порошка перед формированием стержня фильтра. Сформированный стержень фильтра можно затем нагреть для плавления добавки, пока она находится в контакте с фильтрующим материалом. Когда добавка впоследствии охлаждается и снова отверждается, она придает сформированному фильтрующему материалу и фильтрующему элементу одно или несколько свойств: стабильность и твердость, улучшенные вкусовые характеристики дыма и улучшенное избирательное удаление полулетучих соединений.

В альтернативном варианте осуществления изобретения добавку плавят и наносят на фильтрующий материал в расплавленной или жидкой форме перед формированием стержня фильтра. Когда материал добавки впоследствии охлаждается и снова отверждается, он придает фильтрующему материалу и сформированному фильтрующему элементу одно или несколько свойств:

стабильность и твердость, улучшенные вкусовые характеристики дыма и улучшенное избирательное удаление полулетучих соединений.

Способы в соответствии с настоящим изобретением можно использовать для внесения добавки в любой подходящий тип фильтрующего материала, включая волокнистый фильтрующий материал, такой как обычный ацетат целлюлозы, который в настоящее время широко используется в фильтрах курительных изделий. Однако этот способ считается особенно эффективным, когда его используют для внесения добавки в альтернативные фильтрующие материалы, такие как таковые, изготовленные из листового материала, например нетканых листовых материалов или бумаги.

Бумажный фильтрующий материал может включать собранную складками бумагу, сжатую, гофрированную или даже резаную бумагу. Бумажный фильтрующий материал склонен к низкой воздухопроницаемости, имеет щелочной pH и может легко собраться складками или сформироваться с образованием фильтрующего элемента. Предпочтительным фильтрующим материалом для фильтрующих элементов, предлагаемых в настоящем изобретении, является собранная складками или гофрированная бумага. Примерами соответствующих бумаг являются бумаги Puracel™ и Myria™ (Filtrona plc, Великобритания).

В качестве фильтрующих материалов можно использовать другие нетканые листовые материалы. Листовые материалы в общих чертах определяют как листовые или сетевые структуры, скрепленные вместе перевитыми волокнами или нитями механически, термически или химически или сочетанием этих двух или более способов. Обычно это плоские пористые листы, которые изготавливают непосредственно из отдельных волокон. Их не изготавливают плетением или прядением, и они не требуют превращения волокон в пряжу. Используемыми в настоящем изобретении неткаными листовыми материалами являются предпочтительно таковые, которые легко поддаются биоразложению. Примеры подобных материалов включают поливиниловый спирт (ПВС), полиоксипропионовую кислоту или полилактид (ПЛА), поли( $$\in$$ -капролактон), поли(1-4 бутандиолсукцинат) и поли(бутиленадинат-ко-терефталат). Другие соответствующие фильтрующие материалы включают волокна крахмала и альгинат кальция.

Нетканые листовые материалы и бумага в большей степени являются биоразлагаемыми, чем волокна ацетата целлюлозы. Однако они в настоящее время имеют недостатки при использовании в качестве фильтрующих материалов. Для достижения требуемой структурной твердости при изготовлении фильтрующего элемента из нетканых листовых материалов и бумаги фильтрующий материал должен быть очень плотно упакован, это означает, что эти фильтрующие элементы имеют совершенно разные свойства в сравнении с таковыми, изготовленными из ацетата целлюлозы. Они демонстрируют большую стойкость к потоку дыма, что приводит к более высокому падению давления, чем в случае обычного фильтра из ацетата целлюлозы, требующему от пользователя прилагать большее усилие всасывания при курении.

Листовой материал, используемый в предлагаемом в изобретении способе, может включать бумагу, поливиниловый спирт, восстановленный табак, крахмал или полиоксипропионовую кислоту. Предпочтительно, листовым фильтрующим материалом является бумага.

Предпочтительные нетканые листовые материалы имеют толщину больше, чем около 0,05 мм, предпочтительно от около 0,06 мм до около 0,08 мм. Бумажные фильтрующие материалы могут включать бумагу, имеющую плотность от около 15 г/м² до около 40 г/м², предпочтительно от около 20 г/м² до около 35 г/м².

Листовой материал, используемый в способе, предлагаемом в изобретении, может дополнительно или альтернативно включать поливиниловый спирт (ПВС), ПВС является уникальным единственным биоразлагаемым полимером с главной цепью С-С, который может полностью разлагаться до небольших молекул, например, диоксида углерода и воды.

Способ может включать использование в качестве листового материала полиоксипропионовую кислоту. Лактат, из которого получают ПЛА, можно получить брожением побочных продуктов сельскохозяйственного производства.

Однако из-за гигроскопичности ПВС и ПЛА попытки уровня техники использовать подобные материалы привели к тому, что сердечники фильтра были слишком мягкими, чтобы можно было их эффективно обрабатывать в высокоскоростных машинах для изготовления сигарет. Более того, фильтрующие элементы сигарет, полученные из ПВС и ПЛА, не смогли обеспечить получение достаточно стабильной пористой матрицы для достижения надлежащих показателей всасывания и избежать разрушения при использовании. Использование способа, предлагаемого в настоящем изобретении на основе внесения добавки, позволило модифицировать качество этих листовых материалов с тем, чтобы сделать их подходящими для использования в фильтрующих элементах.

В противоположность использованию добавок, представляющих собой жидкости при комнатной температуре (таких как пластификаторы, часто используемые в обычных фильтрах из ацетата целлюлозы, включая низкомолекулярный ПЭГ, триацетин и ТЭС), добавка, являющаяся твердой при комнатной температуре, может обеспечить стабильность и твердость фильтра без повреждения материала фильтра, делая его сырым.

В самом деле, способ, предлагаемый в настоящем изобретении, не только не ослабляет нетканый листовой или бумажный фильтрующий материал, он использует твердую добавку, которая была расплавлена, но снова отверждается при комнатной температуре и скрепляет части фильтрующего материала. Следовательно, добавка имеет преимущество в том, что она может фактически увеличить структурную целостность и твердость фильтрующего материала. В случае листовых фильтрующих материалов внесение твердой добавки способом, соответствующим настоящему изобретению, делает возможным уменьшение использования фильтрующего материала в фильтрующем элементе. Этот факт обеспечивает дополнительную гибкость при формировании фильтрующего элемента в отношении количества фильтрующего материала, требуемого для достижения надлежащей прочности и твердости. Это, в свою очередь, позволит производителю регулировать перепад давления на фильтрующем элементе. Это также позволит сконструировать фильтрующий элемент в соответствии с настоящим изобретением таким образом, что его параметры будут в большой степени схожи с таковыми обычных АЦ фильтрующих элементов.

Итак, введение твердой добавки в фильтрующий материал способами в соответствии с настоящим изобретением, может устранить недостатки, которые в настоящее время ассоциируют с использованием листовых фильтрующих материалов, путем улучшения твердости фильтра, улучшения вкуса дыма и увеличения избирательного удаления полулетучих соединений. Более того, комбинация фильтрующего материала и твердой добавки может в значительной степени обеспечить улучшение разложения, рассеяния и/или биоразлагаемости фильтрующего элемента.

Способы, предлагаемые в изобретении, позволяют точно отрегулировать свойства нетканых листовых и бумажных фильтрующих материалов, так что эффективность фильтрующего элемента может в большей степени походить на таковую фильтрующего элемента из ацетата целлюлозы. Эти добавки также обеспечивают более гибкое использование листового фильтрующего элемента, расширяя диапазон их применения при сохранении благоприятных показателей биоразлагаемости.

В одном варианте осуществления изобретения добавка включает высокомолекулярный полиэтиленгликоль, твердый при комнатной температуре.

Соответствующие ПЭГ включают ПЭГ-600 и выше и предпочтительно ПЭГ-1000 и выше.

Высокомолекулярный полиэтиленгликоль имеет дополнительное преимущество в обеспечении избирательного удаления полулетучих соединений. Это избирательное удаление полулетучих соединений, обеспеченное добавкой ПЭГ к фильтрующему элементу, пропорционально количеству введенного ПЭГ. Способы, представленные в настоящем изобретении, включающие использование ПЭГ, который является твердым при комнатной температуре (в противоположность ПЭГ, ранее используемому в фильтрах), обеспечивают гибкость, которая позволяет добавлять большие количества ПЭГ, чем было возможно при использовании жидкого ПЭГ. Этот факт означает, что способность фильтрующего элемента избирательно удалять полулетучие соединения можно легко отрегулировать до требуемого уровня. Это контрастирует с ситуацией, когда низкомолекулярный ПЭГ добавляют в фильтры из ацетата целлюлозы в качестве пластификатора. Фильтры из ацетата целлюлозы, в общем, описывают как включающие менее 10% пластификатора, так как включение более высоких уровней пластификатора, чем этот, отрицательно влияет на волокна ацетата целлюлозы, вызывая образование отверстий. Следовательно, количество пластификатора, имеющегося в распоряжении, для обеспечения избирательного удаления полулетучих соединений в фильтрах из ацетата целлюлозы ограничено.

В соответствии со способом, предлагаемым в изобретении, ПЭГ можно включить в фильтрующий материал фильтрующего элемента в количестве до около 30%, предпочтительно до около 20% и наиболее предпочтительно около 5-10% от массы фильтрующего элемента.

Так как ПЭГ является водорастворимым, его включение в фильтрующие элементы не может неблагоприятно повлиять на биоразложение продукта. В самом деле, было показано, что добавка ПЭГ к фильтрующему элементу, включающему нетканый листовой материал или бумагу в качестве фильтрующего материала, фактически усиливает биоразложение.

Было проведено исследование для оценки влияния использования бумажного фильтрующего материала и добавок на биоразлагаемость. Провели оценку разложения окурков сигарет в условиях окружающей среды.

Используемые образцы включали Puracel™ (7 мг) без добавки и фильтр Puracel™ с 7% ПЭГ-400. Результаты показали, что введение ПЭГ в качестве добавки значительно увеличило степень биоразложения окурков на поверхности травы. Предполагают, что это могло быть обусловлено присутствием микроорганизмов, насекомых и тому подобного, которые кормились на окурках, и присутствие добавки ПЭГ сделало некоторые окурки более привлекательными. Ожидают, что подобный эффект будет наблюдаться при использовании высокомолекулярного ПЭГ в качестве добавки.

Другие добавки, которые могут использоваться в способах, предлагаемых в изобретении, включают высокомолекулярные метоксиполиэтиленгликоли (МПЭГ), такие как МПЭГ 750, 1000, 2000, 3000 и 5000; и воски, твердые при комнатной температуре, включая пчелиный воск, карнаубский воск, шеллак, гидрированное касторовое масло, парафин и разные синтетические воски.

Способ может дополнительно включать введение в листовой фильтрующий материал других добавок, таких как табачные экстракты, глицерин, ментол, углеволокно, частицы углерода и тому подобное.

Другим преимуществом представленного в изобретении способа является то, что фильтрующие элементы, на которые нанесли добавку, используя заявленный способ, являются более стойкими к последующему внесению добавок, включая жидкие добавки. Другие добавки, такие как вкусовые добавки для усиления вкуса, включая жидкие добавки, которые иным способом было бы трудно нанести на листовой материал без его увлажнения, можно добавить к фильтрующему стержню для надлежащего регулирования свойств фильтра или придания дополнительных свойств фильтрующему элементу.

Способы, соответствующие предлагаемому изобретению, охватывают разные пути нанесения добавки на фильтрующий материал.

В одном варианте осуществления изобретения способ включает нанесение добавки на фильтрующий материал в жидком виде. Чтобы это сделать, добавку необходимо нагреть и разбрызгать или нанести другим способом на фильтрующий материал до его формирования в фильтрующий стержень или сердечник фильтрующего элемента.

Этот вариант осуществления изобретения привлекателен, так как он требует относительно небольшого изменения обычного машинного оборудования для изготовления фильтров. Единственным реальным изменением является обеспечение средствами для нагрева добавки до расплавленной формы и нанесения на фильтрующий материал в этой форме. Использование нагрева относительно легко поддается регулированию и управлению. Кроме того, нагрев используют главным образом только для добавки, и таким образом другие компоненты фильтрующего элемента не должны подвергаться действию локализованного нагрева.

Этот способ применим как к волокнистым фильтрующим материалам, так и нетканым листовым материалам и бумаге. Хотя подобные листовые материалы подают под некоторым натяжением, нанесение жидкой добавки незначительно ослабляет структуру листа, не вызывая проблем.

В альтернативном варианте осуществления изобретения предложенный способ включает нанесение добавки на фильтрующий материал в твердом виде, например в виде порошка, перед формированием фильтрующего материала в фильтрующий стержень или сердечник фильтрующего элемента. Сразу после формирования фильтрующий стержень нагревают для плавления добавки. Добавка плавится и затем снова отверждается, скрепляя фильтрующий материал без его увлажнения.

Этот способ позволяет наносить добавку на фильтрующий материал регулируемым и равномерным образом и с минимальной потерей материала добавки. Он также позволяет избежать любых потенциальных недостатков, связанных с нанесением жидкости на фильтрующий материал. Например, в случае листовых фильтрующих материалов этот вариант осуществления изобретения позволяет избежать потенциального ослабления структуры листа при нанесении жидкости.

При нанесении твердой добавки на листовой материал, такой как нетканые листовые материалы и бумаги, упомянутые в этом документе, необходимо предусмотреть стадии для обеспечения контакта твердой добавки с листовым фильтрующим материалом при формировании листа в фильтрующий стержень. Это может потребовать использования некоторого количества клея или специальной ориентации листового материала.

Фильтрующие элементы, содержащие листовые материалы, обычно изготавливают с использованием процесса, который включает стадии гофрирования листового материала и затем сжатия листового материала с образованием цилиндрического фильтрующего стержня. Добавку можно нанести до или в ходе процесса гофрирования, или можно добавить к листовому материалу после его сжатия. Добавку можно даже внести к сжатому материалу, когда он собран для формирования стержня, в результате чего она немедленно окажется внутри стержня, и ее не надо будет приклеивать.

Добавку можно приклеить к фильтрующему материалу, используя любой подходящий клей, например, жидкие клеи на основе крахмала или клеи ЭВА и ПВА.

Твердую добавку можно нанести на листовой фильтрующий материал в виде порошка или более крупных образований, таких как хлопья или таблетки.

Добавку можно нанести на фильтрующий материал любым надлежащим способом, известным специалистам. Например, порошкообразную добавку можно распылить на фильтрующий материал, или нанести с помощью аппликатора, который может находиться или не находиться в прямом физическом контакте с фильтрующим материалом. Добавку можно свободно нанести на фильтрующий материал, например распылить или разбрызгать, или нанести, используя некоторую силу, нажимая или размазывая на фильтрующем материале.

В частном варианте осуществления изобретения фильтрующий материал формируют с твердой добавкой, введенной вовнутрь или на него. Нанесение добавки, твердой при комнатной температуре, на фильтрующий материал подобным образом может упростить способы, представленные в настоящем изобретении. Как только фильтрующий материал сформировался в фильтрующий стержень, стержень можно нагреть для плавления добавки и затем дать ей снова отвердиться.

Известно добавление разных материалов вовнутрь или на листовые материалы, такие как нетканые листовые материалы и бумага. Например, добавку можно нанести на листовой материал в процессе его изготовления или как часть стадии обработки после изготовления. Этим способом добавку можно ввести вовнутрь листа или в виде покрытия с обеих сторон листового материала. Добавка может равномерно присутствовать внутри, или на поверхности листа, или в отдельных областях, таких как накладки или полоски на листовом материале.

Волокнистый фильтрующий материал можно также приготовить с частицами материала твердой добавки, рассеянными в волокнах. Эти частицы, возможно, придется приклеить к волокнам. Альтернативно, они могут удерживаться между соседними волокнами в том случае, если волокнистый материал достаточно плотный.

Если добавку наносят на фильтрующий материал в жидкой форме, стадия нагрева способа, представленного в изобретении, включает приложение достаточного тепла к добавке для обеспечения ее плавления до степени вязкости, пригодной для выбранного способа нанесения. Расплавленную или жидкую добавку можно разбрызгать, впечатать или погрузить фильтрующий материал в жидкую добавку.

В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения система для нанесения расплавленной или жидкой добавки на фильтрующий материал включает камеру нагрева, в которой добавка поддерживается в жидкой форме, насос и шланг с одним или несколькими соплами, имеющими конфигурацию, обеспечивающую разбрызгивание капель на фильтрующий материал перед формированием фильтра.

Известен ряд систем нанесения, которые подходят для нанесения расплавленной или жидкой добавки на фильтрующий материал. Подобные системы имеются в продаже от SPI Developments, С.В. Kaymich&Со. Ltd, или Kohl Maschinenbau GmbH.

Если добавку надо расплавить после формирования фильтрующего материала в стержень или сердечник, необходимо подвести достаточное тепло для обеспечения плавления всей добавки, рассеянной в стержне.

Подвод тепла к сформированному стержню фильтра необходимо выполнять с осторожностью, так как это может иметь негативное влияние на другие компоненты стержня фильтра, включая фильтрующий материал и любую обертку (которая, по-видимому, представляет собой бумагу и может опалиться или пригореть под воздействием высоких температур).

Очевидно, что температура, до которой необходимо нагреть стержень фильтра, и продолжительность нагрева зависят от температуры плавления добавки. Предпочтительная добавка ПЭГ-1000 имеет температуру плавления около 37°C, и поэтому в этом случае стержень фильтра нагревают до температуры выше 37°C. Стержень фильтра можно нагреть до температуры выше 40°C, предпочтительно выше 45°C и наиболее предпочтительно выше 50°C. Кроме того, тепло необходимо подводить в течение периода, достаточного для обеспечения нагрева всего стержня, а не только внешних областей.

Тепло можно подводить, используя любые пригодные средства. Например, стержень фильтра или фильтрующий элемент можно расположить в непосредственной близости к нагревательному элементу. Альтернативно или дополнительно, стержень фильтра или фильтрующий элемент можно нагреть посредством потока нагретого газа, такого как воздух или пар, или использованием излучения, такого как микроволновое излучение.

Тепло можно подводить к стержню фильтра, как только он сформировался. Другими словами, нагрев стержня фильтра может иметь место на некоторой стадии между формированием стержня фильтра у гарнитуры и отсечкой, которой стержень фильтра разделен на секции. Нагрев стержня происходит обычно в течение очень короткого периода времени, например, менее 1 секунды из-за линейного движения стержня через станок. Очевидно, что поскольку стержни фильтра в настоящее время формируют без процесса нагрева, сопутствующие формирование и нагрев стержня фильтра могут потребовать дорогостоящей модификации современной аппаратуры.

По этой причине стержень фильтра предпочтительно нагревают на более поздней стадии, и этого можно достичь, используя нагревательный прибор, который, по существу, отделен от аппаратуры, участвующей в формировании стержня фильтра. Нагрев предпочтительно выполняют на отдельной стадии кондиционирования, где отрезки стержня фильтра держат при высокой температуре в течение продолжительного периода времени для обеспечения плавления всей добавки и скрепления ее с фильтрующим материалом.

Способ, предлагаемый в изобретении, может, кроме того, включать обматывание стержня фильтра в соответствующую обертку, такую как бумага для обертки фильтров. В этом случае тепло можно подвести до обертывания стержня фильтра. Альтернативно, стержень фильтра можно обернуть и затем нагреть.

В соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения, собранный фильтр нагревают для плавления добавки, хотя этот подход может осложниться изолирующими свойствами фильтрующего материала. Кроме того, скорость изготовления фильтра означает, что время нагрева фильтра ограничено. Нагрев сборного фильтра может достигаться разными путями. Например, на стержень фильтра можно воздействовать теплом от теплопроводности, например, на нагретом барабане в присутствии горячего воздуха. Альтернативно, поддоны со стержнями фильтров (например, 4000 фильтров на поддоне) пропускают сквозь нагретый туннель или подобное устройство в присутствии горячего воздуха. Поддоны с фильтрами альтернативно можно нагревать излучением, таким как микроволновое излучение.

Представленные в настоящем изобретении способы, кроме того, могут включать стадию введения зернистого материала в фильтрующий элемент. Соответствующие зернистые материалы включают сорбенты (например, выбранные из активированного угля, древесного угля, силикагеля, сепиолита, оксида алюминия, ионообменного материала и т.п.), модификаторы pH (например, щелочные материалы, такие как Na₂CO₃, кислотные материалы), вкусовые добавки, другие твердые добавки и их смеси.

Преимущественно, зернистый материал можно выбрать из группы материалов с относительно высокой площадью поверхности, способных адсорбировать компоненты дыма без высокой степени избирательности. Соответствующие основные адсорбенты можно выбрать из группы, состоящей из углерода, активированного угля, активированного кокосового угля, активированного углерода на основе угля или древесного угля, цеолита, силикагеля, сепиолита, оксида алюминия (активированного или не активированного), карбонизированной смолы или их комбинаций.

Одним из типов зернистого материала, который можно использовать в способе, предложенном в настоящем изобретении, является углерод, например, активированный уголь или древесный уголь, или другой углеродистый абсорбирующий материал. Предпочтительным типом активированного угля является активированный кокосовый уголь.

Зернистый материал можно ввести в фильтрующий элемент таким образом, чтобы он рассеялся во всем фильтрующем элементе или в некоторых частях (но не во всех) фильтрующего элемента. Зернистый материал может рассеяться по всей длине вдоль сердечника. Альтернативно, зернистый материал может рассеяться от одного конца сердечника к секции, не достигающей другого конца. Альтернативно, зернистый материал может присутствовать в отдельных областях, которые не обязательно должны проходить от любого конца сердечника или присутствовать на любом конце. Разные области могут содержать разное количество зернистого материала и/или разные типы зернистого материала.

Способы, представленные в настоящем изобретении, могут дополнительно включать покрытие фильтрующего материала соответствующей оберткой.

Оберткой фильтрующего элемента предпочтительно является бумажная обертка и наиболее предпочтительно включающая бумагу для обертки фильтров, имеющую плотность от около 20 г/м² до около 35 г/м², предпочтительно около 27 г/м².

Предлагаемый в изобретении способ может включать использование обертки, которая содержит зернистый материал, приклеенный к одной или нескольким частям ее поверхности. Предпочтительно, зернистый материал приклеен к двум или нескольким частям обертки, части расположены по окружности относительно друг друга, причем по меньшей мере одна из частей простирается вдоль всей продольной длины обертки.

Фильтрующий элемент курительного изделия, изготовленный в соответствии со способом, предложенным в настоящем изобретении, можно ввести в фильтр курительного изделия.

Фильтр курительного изделия может включать единственный фильтрующий элемент в соответствии со способом, предлагаемым в изобретении. Альтернативно, фильтр курительного изделия может включать два или несколько фильтрующих элементов, изготовленных в соответствии со способом, предлагаемым в изобретении. Другими словами, фильтрующий элемент может быть частью составного (или многокомпонентного) фильтра. Соответственно, фильтрующие элементы составного фильтра располагают вдоль один за другим, при этом конец каждого фильтрующего элемента упирается в следующий. Составной фильтр может иметь 2, 3, 4 или более отдельных или дискретных секций. В одном варианте осуществления изобретения фильтр представляет собой строенный фильтр с тремя секциями. В другом варианте осуществления изобретения фильтр представляет собой сдвоенный фильтр с двумя секциями.

Секции составного фильтра могут быть одинаковыми или, альтернативно, одна или несколько секций может иметь состав, отличный от такового другой секции или секций. Например, в некоторых вариантах осуществления изобретения одна или несколько секций могут необязательно включать: (i) фильтрующий материал из ацетата целлюлозы; (ii) биоразлагаемый фильтрующий материал, такой как собранный складками, сжатый или гофрированный бумажный материал; (iii) одну или несколько добавок, таких как адсорбент или улучшающие вкус материалы, которые могут быть инкапсулированы; и/или (iv) полость, которая может включать гранулированный материал, такой как адсорбент.

Фильтрующий элемент курительного изделия, изготовленный в соответствии со способом, представленным в настоящем изобретении, можно ввести в курительное изделие. Фильтрующий элемент может быть в форме описанного выше фильтра курительного изделия.

Фильтрующий элемент и/или фильтр, включающий фильтрующий элемент, можно прикрепить к обернутому стержню наполнителя из курительного материала (т.е. обернутый табачный стержень) с помощью обычной ободковой обертки для формирования курительного изделия, которым может быть сигарета.

Соответственно, наполнителем из курительного материала может быть табачный материал или заменитель табака. Предпочтительно, курительным материалом является табачный материал. Соответственно, табачный материал включает один или несколько компонентов: стебли, листья и табачную пыль. Предпочтительно, чтобы табачный материал включал один или несколько следующих типов: вирджинский табак или табак трубоогневой сушки, табак Берлей, Ориентальный табак, восстановленный табак. Весьма предпочтительно, чтобы курительный материал содержал смесь табачного материала.

Наполнитель из курительного материала может также включать один или несколько компонентов: добавку для улучшения горения, неорганический наполнитель, органический наполнитель, средства генерирования аэрозоля, связующее вещество, агенты, улучшающие вкус и/или цвет.

Ободковая обертка может быть вентилирующей или не вентилирующей оберткой.

Для специалистов будут очевидны разные модификации и варианты описанных способов и систем, предлагаемых в изобретении, не выходящих за пределы области притязания настоящего изобретения. Хотя настоящее изобретение было описано в связи с конкретными предпочтительными вариантами осуществления изобретения, следует понимать, что заявленное изобретение не должно быть ненадлежащим образом ограничено этими частными вариантами, и разные модификации описанных путей осуществления изобретения, очевидные для специалистов, находятся в пределах области притязаний приведенной далее формулы изобретения.

Изобретение относится к способу изготовления фильтрующего элемента курительного изделия, содержащего листовой фильтрующий материал и добавку. Способ включает нанесение добавки, твердой при комнатной температуре, на лист фильтрующего материала, нагрев добавки, так что она расплавляется, и формирование листового фильтрующего материала с добавкой в фильтрующий элемент, причем указанные стадии способа могут быть выполнены в любом порядке. Технический результат заключается в обеспечении более легко разлагаемого фильтрующего элемента. 4 н. и 8 з.п. ф-лы.

1. Способ изготовления фильтрующего элемента курительного изделия, содержащего листовой фильтрующий материал и добавку, включающий:
нанесение добавки, твердой при комнатной температуре, на лист фильтрующего материала;
нагрев добавки, так что она расплавляется; и
формирование листового фильтрующего материала с добавкой в фильтрующий элемент,
причем указанные стадии способа могут быть выполнены в любом порядке.

2. Способ по п.1, в котором материал добавки наносят на листовой фильтрующий материал перед формированием фильтрующего элемента и последующим нагревом добавки.

3. Способ по п.1, в котором добавку нагревают и наносят на листовой фильтрующий материал в виде жидкости перед формированием фильтрующего элемента.

4. Способ по п.1, в котором добавка включает высокомолекулярный полиэтиленгликоль, твердый при комнатной температуре.

5. Способ по п.4, в котором полиэтиленгликоль представляет собой ПЭГ-1000.

6. Способ по п.1, в котором добавку вводят в фильтрующий элемент в количестве до около 50% от массы фильтрующего элемента.

7. Способ по п.1, в котором листовой фильтрующий материал представляет собой нетканый листовой материал или бумагу.

8. Способ по п.1, в котором фильтрующий элемент дополнительно включает по меньшей мере один адсорбирующий материал.

9. Фильтрующий элемент для курительного изделия, содержащий листовой фильтрующий материал и добавку, твердую при комнатной температуре, и полученный способом по любому из предыдущих пунктов.

10. Фильтр для курительного изделия, включающий фильтрующий элемент по п.9.

11. Курительное изделие, включающее фильтрующий элемент по п.9 и/или фильтр по п.10 и стержень курительного материала.

12. Курительное изделие по п.11, представляющее собой сигарету.