ФИЛЬТРУЮЩИЙ ЭЛЕМЕНТ ДЛЯ МУНДШТУКОВ, ПРЕДНАЗНАЧЕННЫХ ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВМЕСТЕ С КУРИТЕЛЬНЫМИ ИЗДЕЛИЯМИ ИЛИ ИЗДЕЛИЯМИ С НАГРЕВОМ БЕЗ ГОРЕНИЯ (HNB) Российский патент 2025 года по МПК A24D3/10 

Изобретение относится к фильтрующему элементу для мундштуков, предназначенных для использования вместе с курительными изделиями или изделиями с нагревом без горения (HNB - heat-not-burn), а также к применению такого фильтрующего элемента соответственно в мундштуках для курительных изделий или в сигаретных фильтрах или мундштуках для изделий с нагревом без горения (HNB).

Курительные изделия в значении, предусмотренном в настоящем изобретении, относятся к традиционным табачным изделиям, в частности, сигаретам, но и также к трубкам и изделиям из марихуаны, а также к так называемым изделиям с нагревом без горения (HNB), изделиям для вейпинга (вдыхания и выдыхания пара, производимого электронной сигаретой или похожим устройством) и так называемым гибридным изделиям.

В зависимости от применения мундштуки, предназначенные для использования курительных изделий, имеют различные функции. С одной стороны, мундштуки могут служить, например, в качестве фильтрующих устройств при удалении вредных компонентов из струи табачного дыма, таких как конденсированные вещества, в частности, смола, а также удалении вещества в виде частиц, захваченного в струе дыма. Данная функция фильтрации используется, в частности, в обычных применениях табака. При этом соответствующий мундштук может быть образован в виде неотъемлемой части сигареты или сигариллы (маленькой сигары) и, следовательно, может образовывать «кончик» на сигарете/сигарилле.

Пример мундштука другого типа относится к заменяемым приспособлениям, таким как сменные фильтрующие элементы, выполненные с возможностью отсоединения после использования. Такие мундштуки размещаются в соответствующих держателях, например, в держателе сигареты или мундштуке трубки.

Один мундштук, образованный в виде неотъемлемой части сигареты, представляет собой сигаретный фильтр. Сигаретный фильтр предназначен для уменьшения процентного содержания вредных веществ, таких как конденсат и газ, в сигаретном дыме. Кроме того, фильтр делает дым несколько более слабым или более приятным для большой доли курильщиков. В обычной сигарете с фильтром фильтр заключен в оберточную бумагу для фильтра и соединен с табачным стержнем посредством так называемой ободковой оберточной бумаги, при этом большинство промышленно изготавливаемых сигарет снабжены фильтром.

Имеются многочисленные типы уже применяемых материалов фильтров, предназначенных, в частности, для снижения содержания веществ в табачном дыме до того, как они достигнут дыхательной системы курильщика. Тем не менее, помимо удаления больших количеств вредных веществ удовлетворительный фильтр также должен быть эффективным без нежелательного воспрепятствования прохождению воздуха или дыма через фильтр и, таким образом, без необходимости в избыточном усилии при втягивании дыма. Однако при использовании фильтров для табачного дыма материал фильтра также не должен изменять вкус табачного дыма за счет добавления его собственного аромата.

Настоящее изобретение относится не только к материалам фильтров для вышеупомянутых известных применений табачных изделий, но и также, в частности, к материалам фильтров и/или фильтрующим элементам для мундштуков, используемых в курительных изделиях, при этом данные фильтрующие элементы имеют, в частности, другие функции, отличные от функции простой фильтрации.

В других применениях функция фильтрации никоим образом не является приоритетной для мундштуков. Это относится, например, к изделиям с нагревом без горения («изделиям HNB»), которые стали все более популярными в последние годы. В данных устройствах часть обработанного табака нагревается посредством источника тепла во время использования, но не сжигается. Посредством этого летучие компоненты табака, такие как ароматизирующие вещества, никотин, глицерин и вода, испаряются и захватываются воздухом, который пользователь втягивает через изделие с нагревом без горения (HNB). По мере охлаждения выделенных веществ образуется аэрозоль, который вдыхается пользователем.

Промышленно изготавливаемые и имеющиеся на рынке изделия с нагревом без горения (HNB), как правило, содержат устройство, состоящее из источника энергии, в котором предусмотрен нагревательный элемент, и отдельного потребляемого изделия, состоящего из порции обработанного табака, опорного элемента, например, такого как трубчатый кусок из ацетата целлюлозы, так называемого охлаждающего элемента, расположенного дальше в направлении потока, например, имеющего вид гофрированной пленки из полилактида, образующей цилиндр с многочисленными аксиальными каналами, а также фильтра на стороне рта. Потребляемые изделия вставляют в устройство перед использованием так, что нагревательный элемент обеспечивает нагрев порции табака при использовании изделия с нагревом без горения (HNB).

Например, в изделии от компании Philip Morris, называемом IQOS/HEETS, нагревательная пластина в устройстве протыкает порцию табака. Изделие IQOS/HEETS относится к устройству IQOS с соответствующим ему, потребляемым изделием HEETS, продаваемым компанией Philip Morris. Потребляемое изделие HEETS представляет собой изделие с нагревом без горения, в котором табак просто нагревается вместо сжигания.

Конкурирующее изделие от ВАТ (“Glo”) обеспечивает нагрев табака снаружи, при этом так называемый охлаждающий элемент заменен трубкой. В данных устройствах порция обработанного табака также нагревается посредством источника тепла во время использования, но не сжигается. При этом летучие компоненты табака, такие как ароматизирующие вещества, никотин, глицерин и вода, испаряются и захватываются воздухом, который пользователь втягивает через изделие с нагревом без горения (HNB). По мере охлаждения выделенных веществ образуется аэрозоль, который вдыхается пользователем.

Известные потребляемые изделия, предназначенные для данного применения, имеют недостаток, заключающийся в том, что их фильтры, расположенные со стороны рта, могут нагреваться в значительной степени вследствие их близости к нагревательному элементу и под действием горячего пара, образующегося во время использования изделия с нагревом без горения (HNB).

В так называемых гибридных изделиях сначала испаряется вещество, образующее аэрозоль (пропиленгликоль, глицерин); охлаждение вызывает образование аэрозоля. Данный аэрозоль направляется через порцию обработанного табака и вдыхается потребителем. Также и в таких применениях мундштук предназначен, в частности, для защиты конца, находящегося со стороны пользователя, от нагрева до степени, вызывающей неприятные ощущения у пользователя.

В отличие от известных табачных изделий, которые предусматривают сжигание табака, в случае потребляемых изделий с нагревом без горения (HNB) может быть желательным, чтобы элементы, расположенные по ходу за нагретой порцией табака в направлении потока, такие как охлаждающий элемент и фильтр, расположенный со стороны рта, оказывали только слабое фильтрующее воздействие по отношению к конденсированным компонентам дыма, подобным смоле, поскольку могут образовываться значительно меньшие количества данных компонентов.

В основе изобретения лежит задача точного определения технических характеристик фильтрующего элемента для мундштуков, предназначенных для использования вместе с курительными изделиями или изделиями с нагревом без горения (HNB), при этом фильтрующий элемент подходит для применений широкого ряда курительных изделий. В частности, должны быть точно определены технические характеристики фильтрующего элемента, обеспечивающего низкое сопротивление затяжке и низкую фильтрующую способность, при этом тот же фильтрующий элемент должен иметь достаточно высокую твердость по шкале твердости Filtrona, которая является как можно более постоянной при использовании в курительных изделиях, и при этом, тем не менее, должна быть обеспечена возможность особенно экономичного изготовления фильтрующего элемента.

Кроме того, фильтрующий элемент должен, в частности, оказывать избирательное фильтрующее воздействие на фенолы и должен быть пригоден для надежного охлаждения нагретого газа с частицами для обеспечения возможности уменьшения температуры газа, аэрозоля или пара, втягиваемого пользователем из курительного изделия.

Эти и другие задачи решаются посредством предмета независимого пункта 1 формулы изобретения.

Соответственно, изобретение относится, в частности, к фильтрующему элементу для мундштуков, предназначенных для использования вместе с курительными изделиями или изделиями с нагревом без горения (HNB), при этом фильтрующий элемент имеет основную часть фильтра, образованную из жгутового материала (материала в виде жгута), при этом жгутовый материал образован множеством элементарных волокон из сшитых и извитых волокон из ацетата целлюлозы, и при этом волокна из ацетата целлюлозы, в частности, имеют многоугольную и предпочтительно Y-образную геометрическую форму поперечного сечения.

Неожиданным образом было установлено, что при фильтрующем элементе данного типа в случае, когда жгутовый материал имеет наименьшую возможную удельную площадь поверхности на единицу массы, могут быть достигнуты желательная сниженная фильтрующая способность по отношению к конденсирующимся компонентам, подобным смоле, а также достаточная твердость фильтра, в частности, при сохранении общей линейной плотности жгутового материала.

Жгутовый материал фильтрующего элемента по изобретению должен, в частности, иметь удельную площадь поверхности на единицу массы, составляющую менее 0,3 м²/г, в частности, менее 0,15 м²/г и более 0,025 м²/г. Такое значение удельной площади поверхности на единицу массы, предпочтительно находящееся в пределах от 0,3 м²/г до 0,025 м²/г, может обеспечить существенное улучшение характеристик и расширение диапазона применений, достижимого посредством фильтрующего элемента.

В соответствии с предпочтительными вариантами осуществления фильтрующего элемента по изобретению фильтрующие элементы из жгутового материала, представляющего собой ацетат целлюлозы, имеют по меньшей мере частично трехлепестковую, то есть трехлучевую звездообразную форму поперечного сечения. Такая форма поперечного сечения хорошо подходит, когда волокна из ацетата целлюлозы должны иметь наибольшую возможную удельную площадь поверхности для обеспечения возможности проявления высокой фильтрующей способности, - если это желательно, как в случае, например, обычных сигарет, - наряду с одновременным экономичным использованием сырья. В качестве альтернативы этому можно получить заданную большую удельную площадь поверхности, используя пучок чрезвычайно тонких волокон, например, с круглым поперечным сечением. Однако также возможны другие формы поперечных сечений волокон из ацетата целлюлозы, например, такие как многоугольная или четырехсторонняя форма поперечного сечения.

Жгутовый материал фильтрующего элемента по изобретению образован из непрерывных волокон из ацетата целлюлозы, имеющих несимметричную извитость. При этом раствор ацетата целлюлозы со степенью замещения 2,5 имеющий концентрацию, составляющую приблизительно 30%, в ацетоне продавливают через фильеры, ацетон испаряется в прядильной камере, множество волокон из ацетата целлюлозы собирают в виде ленты, и после этого им придают извитость прессованием в камере. После этого изделие высушивают и, как правило, прессуют в виде тюков. Жгутовый материал («фильтрующий жгут») извлекают из тюков и подвергают обработке для получения фильтрующих стержней на машине для изготовления фильтрующих стержней. При этом фильтрующий жгут растягивают в растягивающем устройстве, в жгут подают добавку, служащую для скрепления волокон из ацетата целлюлозы, жгут сжимают в направлении поперечных осей после образования так называемого ровинга и при необходимости обертывают бумагой, а также отрезают до конечной длины фильтрующего элемента.

Осуществляемый согласно изобретению выбор удельной площади поверхности на единицу массы, в частности, в диапазоне значений, составляющих менее 0,3 м²/г и, в частности, менее 0,15 м²/г и более 0,025 м²/г, для жгутового материала фильтрующего элемента по изобретению может обеспечить получение фильтрующего элемента, который достигает заданной уменьшенной фильтрующей способности по отношению к конденсирующимся компонентам и, тем не менее, имеет достаточную твердость фильтра при сохранении общей линейной плотности.

В соответствии с вариантами осуществления фильтрующего элемента по изобретению волокна из ацетата целлюлозы из элементарных волокон жгутового материала по меньшей мере частично образованы в виде полых и/или трубчатых волокон из ацетата целлюлозы.

В частности, следует понимать, что полые/трубчатые волокна из ацетата целлюлозы предпочтительно представляют собой цилиндрические волокна, имеющие одну или более непрерывных полостей, если смотреть в поперечном сечении.

Такие полые волокна могут быть по меньшей мере частично выполнены в виде многопросветных полых волокон. В отличие от «сплошных» волокон из ацетата целлюлозы однопросветные или многопросветные трубчатые волокна из ацетата целлюлозы обладают значительно большей стойкостью к перекручиванию, при этом особенно высокая твердость по шкале твердости Filtrona может быть обеспечена без увеличенного сжатия материала.

В соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения полые волокна из ацетата целлюлозы имеют по меньшей мере частично трехлепестковую, то есть трехлучевую звездообразную форму поперечного сечения. Такая форма поперечного сечения хорошо подходит, когда волокна из ацетата целлюлозы, например, должны иметь наибольшую возможную удельную площадь поверхности для обеспечения возможности проявления высокой фильтрующей способности наряду с одновременным экономичным использованием сырья.

В качестве альтернативы этому можно получить заданную большую удельную площадь поверхности, используя пучок чрезвычайно тонких волокон с круглым поперечным сечением. Однако также возможны другие формы поперечных сечений полых волокон из ацетата целлюлозы, например, такие как четырехсторонняя форма поперечного сечения.

Поскольку фильтрующий элемент по изобретению содержит основную часть фильтра, которая может быть выполнена по меньшей мере частично на основе волокон из ацетата целлюлозы, которые по меньшей мере частично образованы в виде полых волокон из ацетата целлюлозы, могут быть обеспечены низкое сопротивление затяжке и низкая фильтрующая способность, поскольку волокна фильтрующего элемента, по меньшей мере частично образованные в виде полых волокон из ацетата целлюлозы, имеют малую площадь внешней поверхности по отношению к общему объему волокон.

В этой связи неожиданным образом было обнаружено, что вследствие того, что волокна частично образованы в виде полых волокон из ацетата целлюлозы, могут быть обеспечены особенно высокие значения твердости фильтрующего элемента по шкале твердости Filtrona.

Действительно, стало очевидным, что фильтрующие элементы, которые по меньшей мере частично образованы из полых волокон из ацетата целлюлозы (полых волокон), обеспечивают заданную минимальную твердость по шкале твердости Filtrona при меньшей массе волокна на единицу объема.

Поскольку фильтрующий элемент по изобретению выполнен на основе волокон из ацетата целлюлозы, фильтрующий элемент по изобретению выполнен с возможностью образования однородного белого и гладкого, размещаемого со стороны рта, переднего конца для табачного стержня, например, сигареты, при этом может быть дополнительно обеспечен эффект избирательного отфильтровывания фенолов.

Использование фильтрующего элемента на основе волокон из ацетата целлюлозы прежде всего обеспечивает возможность получения фильтрующих стержней, в частности, предназначенных для сигарет, которые ясно продемонстрировали исключительные характеристики в отношении удельного удержания с точки зрения курения и охраны здоровья.

Таким образом, фильтр, изготовленный из ацетата целлюлозы, отфильтровывает вредные нитрозамины и фенолы значительно более эффективно, чем конденсат и никотин. Кроме того, курильщики оценивают вкус современной обычной смеси табака/табачной мешки, например, такой как “American Blend,” “German Blend” и “Virginia”, в сочетании с фильтрующим стержнем, изготовленным из ацетата целлюлозы, как наиболее приятный. Дополнительное преимущество фильтрующего стержня из ацетата целлюлозы, которое не следует недооценивать, можно обнаружить в оптической однородности поверхностей фильтра, образованных разрезанием.

За счет того, что фильтрующий элемент по изобретению по меньшей мере частично образован из полых волокон из ацетата целлюлозы, служащих в качестве наполнителя согласно вариантам осуществления, фильтрующие стержни, изготовленные из материала по изобретению, могут иметь широкий диапазон изменяющихся показателей сопротивления затяжке и фильтрующей способности.

В частности, было показано, что фильтрующий материал, состоящий по меньшей мере частично из полых волокон из ацетата целлюлозы, обеспечивает улучшенный эффект охлаждения при нагреве. Было определено, что при применении полых волокон из ацетата целлюлозы в качестве наполнителя по-прежнему обеспечивается возможность достижения очень слабого эффекта фильтрации, то есть эффекта удерживания, в отношении суспендированных веществ и газов, подлежащих удалению.

Предполагается, что данный эффект достигается вследствие того, что поверхность или поток газа или воздуха, подлежащий очистке, изменяется посредством полых волокон из ацетата целлюлозы таким образом, чтобы обеспечить только минимальное удерживание любого вещества, потенциально суспендированного в газе/воздухе. Другая причина может заключаться в том, что при использовании полых волокон из ацетата целлюлозы обеспечивается возможность получения другой, особенно предпочтительной структуры поверхности фильтрующего материала.

Кроме того, фильтрующий элемент по изобретению имеет преимущество, заключающееся в обеспечении возможности, в частности, переменного охлаждения нагретого газа с частицами (в частности, аэрозоля) так, что температура газа, аэрозоля или пара, втягиваемого пользователем курительного изделия или изделия с нагревом без горения (HNB), может быть избирательно уменьшена. Таким образом, посредством изменения доли полых волокон из ацетата целлюлозы в фильтрующем материале и/или наполнителе желательный эффект охлаждения может быть адаптирован для конкретного применения.

Кроме того, важно отметить, что поток в фильтрующем элементе по изобретению проходит по существу вокруг полых волокон из ацетата целлюлозы (= полых волокон) и в меньшей степени через полые волокна из ацетата целлюлозы. Из соображений, связанных с геометрией, очевидно, что расстояния между волокнами при этом значительно больше, чем просвет (полая часть) полого волокна. При этом вязкость аэрозоля (по существу воздуха) обуславливает прохождение по пути наименьшего сопротивления (то есть поток проходит между волокнами, а не через каждое элементарное волокно).

Другими словами, рабочая фильтрующая поверхность никоим образом не максимизируется в варианте осуществления фильтрующего элемента по изобретению, поскольку отсутствует поток через полые волокна из ацетата целлюлозы в жгутовом материале.

Таким образом, полые волокна из ацетата целлюлозы могут, в частности, иметь изгибы, которые перекрывают просвет полых волокон из ацетата целлюлозы, причем это не оказывает влияния на характеристики фильтрующего материала и/или наполнителя по изобретению в отношении заданных целевых параметров.

В частности, в этой связи следует отметить, что полые волокна из ацетата целлюлозы, выполненные в виде полых волокон, необязательно должны быть непрерывно полыми, но, скорее, также могут быть частично «перекрытыми» вследствие изгибов. Они также могут «отклоняться» от идеально круглой формы.

Варианты осуществления изобретения предусматривают функционирование полых волокон из ацетата целлюлозы, образующих жгутовый материал, с одной стороны, в качестве опорного материала и, с другой стороны, в качестве охлаждающего материала. За счет того, что полые волокна из ацетата целлюлозы одновременно служат в качестве опорного материала, могут быть выполнены особенно компактные фильтрующие элементы, при этом отсутствует необходимость в увеличении размеров курительного изделия.

Термин «твердость по шкале твердости Filtrona” (“Filtrona hardness”) в контексте данного документа означает твердость фильтра, определяемую в соответствии с принципом, установленным компанией Filtrona. В соответствии с данным принципом твердость фильтра определяют посредством надавливания плоским передним концом цилиндрического стержня с диаметром 12 мм в вертикальном направлении на расположенный горизонтально, фильтрующий стержень с нагрузкой 300 г. Отношение диаметра в сдавленном состоянии к исходному диаметру, определенному ранее при первом контакте, дает выраженную в процентах твердость по шкале твердости Filtrona.

Твердость фильтрующего элемента или фильтрующего стержня соответственно представляет собой важный заданный критерий, в частности, для сигаретных фильтров. Она, как правило, указывается в виде так называемой твердости по шкале твердости Filtrona. В данном случае следует отметить, что твердость по шкале твердости Filtrona определяют только на фильтрующем элементе, но, тем не менее, не на базисном (сырьевом) материале фильтра, то есть жгутовом материале. На твердость фильтрующего элемента по шкале твердости Filtrona в особенности влияет количество триацетина, который распылен/может быть распылен на фильтрующий элемент.

Минимальное предельное значение твердости по шкале твердости Filtrona составляет приблизительно 88% и приводится в соответствие с требованиями рынка. При этом твердость фильтрующего элемента по шкале твердости Filtrona может быть предпочтительно задана равной приблизительно 88% - 95%, в частности, приблизительно 90% - 93%.

Предпочтительные варианты осуществления фильтрующего элемента по изобретению предусматривают выполнение основной части фильтра, в частности, в виде фильтрующего стержня и предпочтительно с диаметром, составляющим от приблизительно 8 мм до приблизительно 5 мм, и, в частности, с диаметром, составляющим приблизительно 7,8 мм или приблизительно 5,35 мм, при этом по меньшей мере часть основной части фильтра обернута бумагой или материалом, подобным бумаге.

Твердость фильтрующего элемента по шкале твердости Filtrona предпочтительно должна превышать 85% в данном варианте осуществления и, в частности, должна превышать 90%.

Твердость по шкале твердости Filtrona обусловлена, в частности, массой волокна на единицу объема при заданном диаметре фильтра, при этом линейная плотность волокон из ацетата целлюлозы, образующих жгутовый материал, оказывает только незначительное влияние на твердость по шкале твердости Filtrona.

Конфигурации фильтрующего элемента по изобретению предусматривают, что основная часть фильтра имеет массу волокон, составляющую максимум 10 мг на 1 мм длины фильтрующего элемента.

Твердость фильтрующего элемента по шкале твердости Filtrona также может быть обеспечена посредством более прочной бумаги для обертывания фильтра или более прочной ободковой оберточной бумаги.

Ободковая оберточная бумага представляет собой бумагу, посредством которой или множество фильтрующих элементов соединяют вместе, или фильтрующий элемент соединяют с табачным стержнем. Однако увеличение твердости фильтрующего элемента по шкале твердости Filtrona посредством использования более прочной бумаги для обертывания фильтра или более прочной ободковой оберточной бумаги имеет экономические недостатки, поскольку при данном подходе можно ожидать более высоких затрат.

С твердостью фильтрующего элемента по шкале твердости Filtrona связано так называемое «сплющивание в нагретом состоянии» (“hot collapse”), при котором твердость фильтра уменьшается при использовании фильтрующего элемента, то есть использовании фильтрующего элемента вместе с курительными изделиями или изделиями с нагревом без горения (HNB). Данное явление может, в частности, возникать в случае традиционной сигареты, когда фильтрующий элемент нагревается в присутствии влаги во время одной из последних затяжек, хотя данный нежелательный эффект может также возникать в случае изделий с нагревом без горения (HNB).

В этой связи было показано, что степень, в которой твердость по шкале твердости Filtrona уменьшается вследствие явления «сплющивания в нагретом состоянии», может быть существенно снижена, когда жгутовый материал, имеющий указанную удельную площадь поверхности на единицу массы, составляющую менее 0,15 м²/г, используется в качестве основного материала фильтрующего элемента по изобретению.

Посредством жгутового материала основной части фильтра в фильтрующем элементе по изобретению, имеющего удельную площадь поверхности на единицу массы, находящуюся в пределах от 0,3 м²/г до 0,025 м²/г и, в частности, составляющую менее 0,15 м²/г, сопротивление затяжке и фильтрующая способность фильтрующего элемента по изобретению могут быть уменьшены без уменьшения длины фильтрующего элемента. Таким образом, могут быть выполнены относительно длинные фильтрующие элементы, обеспечивающие возможность получения соответствующей длинной охлаждающей части, что предпочтительно в отношении теплового баланса, в частности, когда фильтрующий элемент используется вместе с изделиями с нагревом без горения (HNB).

Помимо этого значение предусмотренной изобретением технической характеристики, представляющей собой удельную площадь поверхности жгутового материала на единицу массы, которое, в частности, составляет менее 0,15 м²/г, обеспечивает возможность уменьшения сопротивления затяжке и фильтрующей способности фильтрующего элемента без уменьшения отношения массы волокон в фильтрующем элементе к объемному содержанию волокон и/или без уменьшения общей линейной плотности жгутового материала. Это имеет преимущество, заключающееся в отсутствии снижения твердости фильтрующего элемента по шкале твердости Filtrona, обусловленного уменьшением отношения массы волокон в фильтрующем элементе к объемному содержанию волокон и/или обусловленного уменьшением общей линейной плотности.

В соответствии с вариантами осуществления фильтрующего элемента по изобретению основная часть фильтра имеет массу волокон, составляющую максимум 10 мг на 1 мм длины фильтрующего элемента. Жгутовый материал, который образует базовое изделие для изготовления фильтрующего элемента по изобретению, в частности, должен иметь общую линейную плотность, составляющую от 10000 денье до 40000 денье.

Волокна из ацетата целлюлозы, образующие жгутовый материал, служащий в качестве базового изделия для изготовления фильтрующего элемента по изобретению, представляют собой, в частности, волокна из ацетата целлюлозы со степенью замещения 2,5, бутирата целлюлозы, ацетобутирата целлюлозы, ацетопропионата целлюлозы и/или пропионата целлюлозы. Волокна из ацетата целлюлозы предпочтительно имеют степень замещения, составляющую приблизительно 1,5-3,0, предпочтительно приблизительно 2,2-2,6.

Пластификаторы, предпочтительно используемые для пластификации и, в частности, термопластификации волокон из ацетата целлюлозы и нанесенные на волокна, могут быть, например, выбраны из нижеуказанных групп: сложного эфира глицерина (в частности, триацетата глицерина), карбоната этилена и пропилена, сложного эфира лимонной кислоты (в частности, ацетилированного цитрата, триэтилцитрата), сложного эфира гликозы или диэтиленгликоль дибензоата.

Специалисту в данной области техники известно количество пластификатора и/или водорастворимого связующего вещества, подлежащего использованию. В общем случае предусмотрено содержание пластификатора и/или связующего вещества, составляющее приблизительно 1-14% масс., однако в особых случаях содержание пластификатора безусловно может превышать значения в данном диапазоне.

Водорастворимые связующее вещества, предпочтительно имеющиеся на поверхности волокон из ацетата целлюлозы, могут представлять собой, в частности, высококипящие растворители, нанесенные на элементарные волокна жгутового материала или на жгутовый материал, такие как полиалкиленоксиды, водорастворимый сложный эфир или простой эфир, крахмалы, производные крахмала, р-поливиниловые спирты, поливиниловые простые эфиры, р-поливиниловые ацетаты и/или полисахариды, водорастворимые полиамиды и полиакрилаты.

В данном случае признано, в частности, то, что остаточная извитость (RS) жгутового материала основной части фильтра и плотность (ρ) основной части фильтра оказывают существенное влияние на характеристики фильтрующего элемента. При этом показатель А плотности, связанной с остаточной извитостью, предпочтительно составляет по меньшей мере 0,016 мг² × мм⁶, при:

При этом остаточная извитость (RS) жгутового материала основной части фильтра, в частности, не должна превышать значение, составляющее 1,7, и, в частности, значение, составляющее 1,45, при этом остаточная извитость (RS) жгутового материала предпочтительно составляет от приблизительно 1,05 до приблизительно 1,4 и, в частности, от 1,1 до 1,3.

При этом под остаточной извитостью понимают отношение длины окончательно извитого волокна из ацетата целлюлозы к длине фильтрующего элемента. Остаточная извитость представляет собой характеристическое свойство определенного фильтрующего элемента.

Дополнительный аспект настоящего изобретения относится к определению характеристик жгутового материала, предназначенного для изготовления фильтрующего элемента для мундштуков, используемых вместе с курительными изделиями или изделиями с нагревом без горения (HNB), при этом жгутовый материал оптимизирован с тем, чтобы фильтрующие элементы, изготовленные из жгутового материала, имели характеристики, постоянные в максимально возможной степени, в частности, в отношении фильтрующей способности и твердости фильтра.

В этой связи также было определено, что особенно важно, чтобы волокна из ацетата целлюлозы, образующие жгутовый материал, в частности, имели предварительно определенную или поддающуюся определению, однородную линейную плотность волокон. Эта предварительно определенная или поддающаяся определению, однородная линейная плотность волокон, в частности, находится в диапазоне от 8 до 30 денье, предпочтительно в диапазоне от 9 до 30 денье и более предпочтительно в диапазоне от 10 до 20 денье.

Для обеспечения постоянных характеристик фильтрующего элемента, изготовленного из жгутового материала, в частности, в отношении фильтрующей способности и твердости фильтра, коэффициент вариации однородной линейной плотности волокон должен составлять самое большее 0,1 и предпочтительно от максимум 0,05 до максимум 0,01.

Коэффициент вариации однородной линейной плотности волокон, который также может быть назван коэффициентом отклонения, представляет собой статистический параметр и характеризует - в отличие от дисперсии - относительный показатель дисперсии, то есть он не зависит от единицы измерения статистической переменной или случайных переменных.

Другими словами, во время изготовления жгутового материала обеспечивается то, что элементарные волокна, получаемые посредством соответственно используемых фильер прядильной машины, будут иметь однородную линейную плотность волокон.

Таким образом, это может быть реализовано на практике за счет того, что для каждой фильеры предусмотрен ее собственный прядильный насос, в частности, с регулированием частоты для гарантирования того, что в каждую фильеру прядильной машины текучая среда для прядения/формования (раствор ацетата целлюлозы со степенью замещения 2,5 в ацетоне, имеющий концентрацию, составляющую приблизительно 30%) будет подаваться таким образом, чтобы обеспечить возможность получения равномерного давления в сопле и постоянного количества текучей среды для прядения/формования, подаваемой из каждой фильеры в единицу времени.

Данный, легко реализуемый и при этом, тем не менее, эффективный подход обеспечивает возможность получения, в частности, предварительно определенной или поддающейся определению, однородной линейной плотности волокон.

В качестве альтернативы или в дополнение к этому предпочтительно, чтобы элементарные волокна жгутового материала, образованного из волокон из ацетата целлюлозы, имели предварительно определенную или поддающуюся определению и предпочтительно однородную линейную плотность волокон, составляющую по меньшей мере 200 денье и самое большее 4000 денье и предпочтительно по меньшей мере 250 денье и самое большее 2500 денье, при этом коэффициент вариации однородной линейной плотности волокон в данном случае предпочтительно составляет самое большее 0,1 и, в частности, от максимум 0,05 до максимум 0,01.

Изобретение относится к фильтрующему элементу для мундштуков, предназначенных для использования вместе с курительными изделиями или изделиями с нагревом без горения (HNB). Фильтрующий материал имеет основную часть фильтра, образованную из жгутового материала, при этом жгутовый материал образован множеством элементарных нитей/волокон из сшитых и извитых волокон из ацетата целлюлозы. Волокна из ацетата целлюлозы, в частности, имеют многоугольную и предпочтительно Y-образную геометрическую форму поперечного сечения, и жгутовый материал имеет удельную площадь поверхности на единицу массы, составляющую менее 0,15 м²/г, более конкретно, менее 0,3 м²/г и более 0,025 м²/г. Техническим результатом является обеспечение низкого сопротивления затяжке фильтрующего элемента и низкой фильтрующей способности, высокой твердости по шкале твердости Filtrona. 13 з.п. ф-лы.

1. Фильтрующий элемент для мундштуков, предназначенных для использования вместе с курительными изделиями или изделиями с нагревом без горения (HNB), при этом фильтрующий элемент имеет основную часть фильтра, образованную из жгутового материала, при этом жгутовый материал образован множеством элементарных волокон из сшитых и извитых волокон из ацетата целлюлозы, при этом волокна из ацетата целлюлозы, в частности, имеют многоугольную и предпочтительно Y-образную геометрическую форму поперечного сечения, и при этом жгутовый материал имеет удельную площадь поверхности на единицу массы, составляющую менее 0,15 м²/г и более 0,025 м²/г, и при этом жгутовый материал основной части фильтра имеет остаточную извитость (RS) и плотность , при этом показатель А плотности, связанной с остаточной извитостью, составляет по меньшей мере 0,016 мг² × мм⁶, при

2. Фильтрующий элемент по п.1, в котором остаточная извитость (RS) жгутового материала основной части фильтра не превышает значения, составляющего 1,7, при этом остаточная извитость (RS) жгутового материала основной части фильтра предпочтительно составляет от приблизительно 1,1 до приблизительно 1,7 и, в частности, от 1,3 до 1,7.

3. Фильтрующий элемент по п.1 или 2, в котором основная часть фильтра имеет массу волокон, при этом масса волокон основной части фильтра составляет максимум 10 мг на 1 мм длины фильтра.

4. Фильтрующий элемент по одному из пп.1-3, в котором волокна из ацетата целлюлозы, образующие жгутовый материал, имеют, в частности, предварительно определенную или поддающуюся определению однородную линейную плотность волокон, в частности предварительно определенную или поддающуюся определению однородную линейную плотность волокон в диапазоне от 8 денье (8,88 дтекс) до 30 денье (33,33 дтекс) и предпочтительно от 9 денье (10 дтекс) до 30 денье (33,33 дтекс), и более предпочтительно от 10 денье (11,11 дтекс) до 20 денье (22,22 дтекс).

5. Фильтрующий элемент по п.4, в котором коэффициент вариации однородной линейной плотности волокон составляет самое большее 0,1 и предпочтительно от максимум 0,05 до максимум 0,01.

6. Фильтрующий элемент по одному из пп.1-5, в котором элементарные волокна жгутового материала, образованного из волокон из ацетата целлюлозы, имеют, в частности, предварительно определенную или поддающуюся определению и предпочтительно однородную линейную плотность волокон, составляющую по меньшей мере 200 денье (222 дтекс) и самое большее 4000 денье (4444 дтекс) и предпочтительно по меньшей мере 250 денье (277 дтекс) и самое большее 2500 денье (2777 дтекс).

7. Фильтрующий элемент по п.6, в котором коэффициент вариации однородной линейной плотности волокон составляет самое большее 0,1 и предпочтительно от максимум 0,05 до максимум 0,01.

8. Фильтрующий элемент по одному из пп.1-7, в котором основная часть фильтра выполнена, в частности, в виде фильтрующего стержня и предпочтительно с диаметром, составляющим от приблизительно 8 мм до приблизительно 5 мм, и, в частности, с диаметром, составляющим приблизительно 7,8 мм или приблизительно 5,35 мм, при этом по меньшей мере часть основной части фильтра обернута бумагой.

9. Фильтрующий элемент по п.8, в котором основная часть фильтра с оберткой, состоящей из бумаги, имеет глубину вмятины при сдавливании, составляющую менее 0,90 мм и, в частности, менее 0,85 мм, когда цилиндрический образец для испытаний, имеющий массу 300 г и диаметр 12 мм, размещают на переднем конце основной части фильтра перпендикулярно к оси основной части фильтра.

10. Фильтрующий элемент по п.8, в котором основная часть фильтра без обертки, состоящей из бумаги, имеет глубину вмятины при сдавливании, составляющую менее 0,90 мм и, в частности, менее 0,85 мм, когда цилиндрический образец для испытаний, имеющий массу 300 г и диаметр 12 мм, размещают на переднем конце основной части фильтра перпендикулярно к оси основной части фильтра.

11. Фильтрующий элемент по одному из пп.1-10, в котором волокна из ацетата целлюлозы из элементарных волокон жгутового материала по меньшей мере частично образованы в виде полых и/или трубчатых волокон из ацетата целлюлозы.

12. Фильтрующий элемент по одному из пп.1-11, в котором твердость основной части фильтра составляет по меньшей мере 80% по шкале твердости Filtrona и предпочтительно по меньшей мере 90% по шкале твердости Filtrona.

13. Фильтрующий элемент по одному из пп.1-12, в котором основная часть фильтра имеет пластификатор с содержанием пластификатора, составляющим от приблизительно 2% до приблизительно 15% и предпочтительно от приблизительно 4% до 10%, при этом пластификатор содержит, в частности, триацетин, триэтиленгликоль диацетат и/или диэтиловый сложный эфир лимонной кислоты.

14. Фильтрующий элемент по одному из пп.1-13, в котором жгутовый материал имеет общую линейную плотность, составляющую от 4000 денье (4444 дтекс) до 40000 денье (44444 дтекс) и предпочтительно от 6000 денье (6667 дтекс) до 30000 денье (33333 дтекс).