[Область техники]
[1] Настоящее изобретение относится к сигаретному фильтру, содержащему лиоцелловый жгут, в частности, к сигаретному фильтру, содержащему лиоцелловый жгут, изготовленный из множества лиоцелловых волокон, связующее вещество, обеспечивающее соединение лиоцелловых волокон друг с другом, и растворитель, диспергированный во внутреннем пространстве сигаретного фильтра, содержащего лиоцелловый жгут, причем растворитель содержит многоатомный спирт.
[2] Настоящая заявка испрашивает приоритет и преимущества согласно патентной заявке Кореи № 10-2021-0173493, поданной 7 декабря 2021 г., содержание которой полностью включено в настоящий документ посредством ссылки.
[Предшествующий уровень техники]
[3] Как правило, при производстве сигарет сначала смешивают и обрабатывают различные виды табачных листьев для получения нужного аромата и вкуса. Затем обработанные табачные листья нарезают для получения нарезанных табачных листьев, после чего нарезанные табачные листья обертывают сигаретной бумагой для получения сигареты без фильтра. Затем при необходимости на сигарету без фильтра устанавливают фильтр.
[4] Сигаретную бумагу можно изготавливать с использованием льна, древесной массы и тому подобного, при этом необходимо поддерживать горючесть и вкус табака во время горения сигареты. Сигаретный фильтр может содержать активированный уголь, вкусо-ароматизирующий материал и тому подобное, может быть выполнен в виде монофильтра или мультифильтра и обернут сигаретной оберточной бумагой. Часть с нарезанными табачными листьями и сигаретный фильтр могут быть соединены ободковой бумагой, которая может содержать мелкие отверстия.
[5] В обычных сигаретных фильтрах используют волокно из ацетата целлюлозы, в котором ацетилирована целлюлоза, извлеченная из древесной массы. В последние годы в целях защиты окружающей среды и снижения затрат разрабатывают экологически безопасные материалы, способные заменить ацетат целлюлозы. Например, в настоящее время разрабатывают жгуты с использованием лиоцелловых волокон, в которых, в отличие от ацетата целлюлозы, волокном является собственно целлюлоза.
[6] Твердость - важный показатель сигаретных фильтров, относящийся к требованиям потребителей и технологичности изготовления сигарет. Если для изготовления сигаретного фильтра используют жгут, представляющий собой пучок прядей волокон, твердость сигаретного фильтра будет низкой и, следовательно, неприемлемой; необходимо повысить твердость жгута до определенного или более высокого уровня, чтобы жгут можно было использовать в качестве сигаретного фильтра. Например, способ увеличения твердости фильтра может представлять собой способ с использованием отвердителя или способ с использованием пластификатора. В способе с использованием отвердителя пряди волокна соединяют с помощью материала, подобного связующему веществу, для придания фильтру твердости, и тем самым отверждают фильтр. В способе с использованием пластификатора сами волокна частично растворяют или пластифицируют с помощью определенного материала для образования точек соединения между волокнами, после чего волокна пластифицируют.
[7] В уровне техники для придания сигаретным фильтрам твердости применяют ацетат целлюлозы, используя принцип, в котором пластификатор (триацетин или триэтилцитрат) используют для частичного растворения прядей волокна, что приводит к отверждению прядей волокна. Тем не менее, поскольку в настоящее время пластификатор для лиоцелловых волокон неизвестен, необходимо разработать отверждающую присадку, подходящую для лиоцелловых волокон.
[8] Авторы настоящего изобретения разработали настоящее изобретение после выявления вышеописанной технической проблемы, относящейся к лиоцелловым волокнам, и непрерывных исследований лиоцеллового жгута с превосходными функциями, подходящего для применения в сигаретных фильтрах.
[9] [Документ по предшествующему уровню техники]
[10] [Патентный документ]
[11] (Патентный документ 1) Корейская патентная заявка, не прошедшая экспертизу, публикация № 10-2015-0116612
[Раскрытие сущности изобретения]
[Техническая задача]
[12] Задачей настоящего изобретения является разработка сигаретного фильтра, содержащего лиоцелловый жгут в качестве экологически безопасного материала и способного устранить основные проблемы, связанные с материалом, в частности, низкую твердость и низкую технологичность в процессе обеспечения жесткости лиоцеллового жгута.
[Техническое решение]
[13] В первом аспекте настоящего изобретения,
[14] предложен сигаретный фильтр, содержащий лиоцелловый жгут, изготовленный из множества лиоцелловых волокон, связующее вещество, обеспечивающее соединение лиоцелловых волокон друг с другом, и растворитель, диспергированный во внутреннем пространстве сигаретного фильтра, содержащего лиоцелловый жгут, причем растворитель содержит многоатомный спирт.
[15] В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения многоатомный спирт может представлять собой диол, содержащий алкиленовую группу C1-C4.
[16] В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения содержание многоатомного спирта может составлять от 0,5 до 25 массовых частей в расчете на 100 массовых частей лиоцеллового жгута.
[17] В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения связующее вещество может представлять собой гидроксипропилметилцеллюлозу, гидроксипропилцеллюлозу, поливиниловый спирт, этиленвинилацетат, поливинилацетат, поливинилпирролидон, полиэфир или их комбинацию.
[18] В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения содержание связующего вещества может составлять от 0,1 до 5 массовых частей в расчете на 100 массовых частей лиоцеллового жгута.
[19] В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения растворитель может дополнительно содержать одноатомный спирт, представляющий собой метанол, этанол, пропанол или их комбинацию.
[20] Во втором аспекте настоящего изобретения,
[21] предложен способ изготовления вышеописанного сигаретного фильтра, содержащий использование множества лиоцелловых волокон для получения лиоцеллового жгута, смешивание связующего вещества и растворителя для приготовления связующего раствора, выдержку лиоцеллового жгута, позволяющую соединить лиоцелловые волокна друг с другом связующим веществом после распыления связующего раствора на лиоцелловый жгут, и обертывание лиоцеллового жгута, в котором лиоцелловые волокна соединены связующим веществом, оберточной бумагой для получения сигаретного фильтра, в котором растворитель содержит многоатомный спирт.
[22] В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения содержание многоатомного спирта может составлять от 5 до 50 массовых частей в расчете на 100 массовых частей связующего раствора.
[23] В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения растворитель может дополнительно содержать одноатомный спирт.
[24] В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения одноатомный спирт может представлять собой метанол, этанол, пропанол или их комбинацию.
[25] В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения содержание одноатомного спирта может составлять от 5 до 60 массовых частей в расчете на 100 массовых частей связующего раствора.
[26] В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения связующий раствор может быть распылен на лиоцелловый жгут в количестве от 5 до 30 массовых частей в расчете на 100 массовых частей связующего раствора.
[Полезные эффекты изобретения]
[27] Сигаретный фильтр согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения, содержащий лиоцелловый жгут, являющийся экологически безопасным материалом, решает существующие проблемы, связанные с материалом лиоцеллового жгута, и характеризуется высокой твердостью.
[28] В отличие от других сигаретных фильтров, в которые введен лиоцелловый жгут, поскольку высокая твердость сигаретного фильтра согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения может быть реализована даже при отсутствии длительной сушки при высокой температуре, можно увеличить технологичность изготовления сигаретного фильтра и, тем самым, повысить производительность.
[29] Сигаретный фильтр согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения содержит многоатомный спирт, и многоатомный спирт может не только по существу повышать твердость сигаретного фильтра вместе со связующим веществом, но и служить разделительным агентом во время обработки валком в процессе изготовления сигаретного фильтра, тем самым уменьшая дефекты продукта и улучшая технологичность.
[Описание чертежей]
[30] На ФИГ. 1 схематично изображена конфигурация курительного изделия согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения.
[Лучший вариант изобретения]
[31] Ниже будут подробно раскрыты варианты осуществления изобретения со ссылкой на иллюстративные чертежи. Относительно присвоения ссылочных обозначений компонентам каждого чертежа следует отметить, что одним и тем же компонентам присваиваются по возможности одни и те же ссылочные обозначения, даже если компоненты показаны на различных чертежах. Кроме того, если подробное описание известной связанной конфигурации или функции может препятствовать пониманию вариантов осуществления изобретения, то такое подробное описание опускается.
[32] Кроме того, при описании компонентов вариантов осуществления изобретения могут использоваться такие термины, как «первый», «второй», «A», «B», «(a)» и «(b)». Такие термины используются только для различения компонентов, а сущность, порядок, последовательность или тому подобное для соответствующего компонента терминами не ограничиваются. Если определенный компонент раскрывается как «подключенный», «соединенный» или «связанный» с другим компонентом, следует понимать, что, хотя компонент может быть напрямую подключен или связан с другим компонентом, тем не менее, между двумя компонентами также может быть «подключен», «соединен» или «связан» другой компонент.
[33] Компонент, функция которого совпадает с функцией компонента, входящего в какой-либо из вариантов осуществления изобретения, будет описан с использованием того же названия в другом варианте осуществления изобретения. Если контекст явно не указывает на иное, описание любого из вариантов осуществления изобретения может быть применено к другому варианту осуществления изобретения, и повторное описание будет опущено.
[34] В данном раскрытии под «курительным изделием» может пониматься любое устройство, способное генерировать аэрозоль, например, табак (сигареты) и сигары. Курительное изделие может содержать материал или субстрат для генерирования аэрозоля. Кроме того, в состав курительного изделия может входить твердый материал на основе табачного сырья, например восстановленный табачный лист, нарезанные табачные листья и восстановленный табак. Курительный материал может содержать летучее вещество. Курительное изделие может содержать несколько сегментов, каждый из которых обладает своей функциональностью, и которые называются «... частями». В данном описании курительное изделие может представлять собой не только сигарету сгораемого типа, но и сигарету нагревательного типа, используемую вместе с генератором аэрозоля (не показанным на фигуре), в частности, электронную сигарету.
[35] В данном описании термины «верхний» и «нижний» используются для обозначения относительных положений сегментов, составляющих курительное изделие, в зависимости от направления, в котором пользователь вдыхает воздух с помощью курительного изделия. Курительное изделие содержит верхнюю концевую часть (то есть часть, через которую входит воздух) и нижнюю концевую часть (то есть часть, через которую выходит воздух), противоположную верхней концевой части. При использовании курительного изделия пользователь может удерживать во рту нижнюю концевую часть курительного изделия. Нижняя концевая часть расположена ниже по направлению движения от верхней концевой части. При этом термин «концевая часть» также может быть заменен термином «конец».
[36] Настоящее изобретение относится к сигаретному фильтру, который может быть использован в курительном изделии. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения сигаретный фильтр содержит лиоцелловый жгут, изготовленный из множества лиоцелловых волокон, связующее вещество, выполненное с возможностью соединения лиоцелловых волокон друг с другом, и растворитель, диспергированный во внутреннем пространстве сигаретного фильтра, содержащего лиоцелловый жгут. Лиоцелловые волокна представляют собой экологически безопасные волокна, изготовленные из целлюлозы, извлеченной из древесной массы. Лиоцелловый жгут представляет собой пучок, образованный путем сшивания соседних лиоцелловых волокон. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения лиоцелловые волокна могут иметь размер от 1,0 до 12,0 денье. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения пучок лиоцелловых волокон, образующий лиоцелловый жгут, может иметь размер от 15000 до 45000 денье. Связующее вещество, подходящее для лиоцелловых волокон, можно смешать с растворителем для получения связующего раствора, и связующий раствор может быть распылен на лиоцелловый жгут таким образом, чтобы лиоцелловый жгут имел структуру с определенным или более высоким уровнем твердости. Даже спустя длительное время после распыления связующего раствора связующее вещество и некоторые компоненты растворителя могут оставаться в составе готового сигаретного фильтра без утечки.
[37] Связующее вещество, входящее в состав сигаретного фильтра, соединяет лиоцелловые волокна между собой, придавая лиоцелловому жгуту определенный или более высокий уровень твердости. В качестве связующего вещества можно произвольно использовать любой обычный материал, известный в данной области и подходящий для нанесения на лиоцелловый жгут. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения в качестве связующего вещества можно использовать гидроксипропилметилцеллюлозу (HPMC), гидроксипропилцеллюлозу (HPC), поливиниловый спирт (PVA), этиленвинилацетат (EVA), поливинилацетат (PVAc), поливинилпирролидон (PVP), полиэфир или их комбинацию. В частности, в качестве связующего вещества можно использовать гидроксипропилметилцеллюлозу, полиэфир или их комбинацию.
[38] Полиэфир представляет собой синтетическую смолу, полученную в результате реакции между полифункциональной органической кислотой и многоатомным спиртом и обладающую соответствующей влагостойкостью и различным соединениям. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения полиэфир представляет собой сополимер ароматического мономера и алифатического мономера. Ароматический мономер придает полиэфиру структурную стабильность, а алифатический мономер – структурную гибкость, что позволяет полиэфиру, содержащему ароматический и алифатический мономеры, легко прилипать к другим компонентам, в частности, лиоцелловым волокнам, и добавляет функциональность в качестве связующего вещества. Ароматический мономер может представлять собой полифункциональную органическую кислоту или многоатомный спирт, аналогичным образом алифатический мономер может представлять собой полифункциональную органическую кислоту или многоатомный спирт.
[39] В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения ароматический мономер представляет собой дикарбоновую кислоту, содержащую ариленовую или гетероариленовую группу C5-C12. Например, дикарбоновая кислота, содержащая ариленовую или гетероариленовую группу C5-C12, может представлять собой фталевую, терефталевую или изофталевую кислоту. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения алифатический мономер представляет собой диол, содержащий алкиленовую группу C1-C6, и/или дикарбоновую кислоту, содержащую алкиленовую группу C2-C12. Например, диол, содержащий алкиленовую группу C1-C6, может представлять собой этиленгликоль, а дикарбоновая кислота, содержащая алкиленовую группу C2-C12, может представлять собой себациновую кислоту. Для полиэфира, который может быть получен в результате реакции конденсации между группой карбоксильной кислоты и гидроксильной группой в соотношении 1:1, в качестве мономера, содержащего группу карбоксильной кислоты, можно использовать дикарбоновую кислоту, содержащую ариленовую или гетероариленовую группу C5-C12, и/или дикарбоновую кислоту, содержащую алкиленовую группу C2-C12, а в качестве мономера, содержащего гидроксильную группу, можно использовать диол, содержащий алкиленовую группу C1-C6. Ариленовая группа, гетероариленовая группа или алкиленовая группа находятся в замещенном или незамещенном состоянии, и в случае замещенного состояния в основную цепь ариленовой группы, гетероариленовой группы или алкиленовой группы может быть введен заместитель, общеизвестный в данной области техники, такой как алкильная группа C1-C4, алкокси группа C1-C4 или галогеновая группа.
[40] Связующее вещество может быть нанесено на лиоцелловый жгут в виде связующего раствора с растворителем, и даже после того, как лиоцелловый жгут будет высушен или выдержан в течение длительного времени после нанесения на него связующего вещества, связующее вещество располагается между лиоцелловыми волокнами без утечки и повышает твердость лиоцеллового жгута. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения содержание связующего вещества составляет от 0,1 до 5 массовых частей в расчете на 100 массовых частей лиоцеллового жгута. В частности, содержание связующего вещества может составлять 0,1 массовой части и более, 0,2 массовой части и более, 0,3 массовой части и более, 0,4 массовой части и более, 5 массовых частей и менее, 4,5 массовых частей и менее, 4 массовые части и менее, 3,5 массовых частей и менее, 3 массовые части и менее, 2,5 массовых частей и менее, и может составлять от 0,1 до 5 массовых частей, от 0,2 до 4 массовых частей, или от 0,3 до 3 массовых частей. При введении в пределах вышеуказанного диапазона связующее вещество может увеличить твердость лиоцеллового жгута до соответствующего уровня, не ухудшая при этом основную функцию фильтрации, присущую лиоцелловому жгуту.
[41] Растворитель, входящий в состав сигаретного фильтра, в основном входит в состав связующего раствора для диспергирования связующего вещества, и часть растворителя удаляется, когда лиоцелловый жгут будет высушен или выдержан в течение длительного времени после распыления связующего раствора на лиоцелловый жгут. Оставшийся растворитель остается в виде одного из компонентов внутри сигаретного фильтра, содержащего лиоцелловый жгут, и придает сигаретному фильтру дополнительную функциональность. Растворитель, оставшийся в сигаретном фильтре, содержит многоатомный спирт. В данном случае под многоатомным спиртом понимают соединение, содержащее две и более гидроксильных групп. Многоатомный спирт служит разделительным агентом во время обработки лиоцеллового жгута с помощью механического валка или т.п., выполняемой для введения лиоцеллового жгута в сигаретный фильтр. В частности, если лиоцелловый жгут обрабатывают с помощью механического валка или иного подобного инструмента в отсутствие разделительного агента, лиоцелловый жгут может сворачиваться вокруг механического валка или иного подобного инструмента вследствие адгезионной прочности связующего или иного подобного вещества. Если в состав лиоцеллового жгута входит многоатомный спирт, возникновение такого явления может быть уменьшено, а технологичность - увеличена. Кроме того, при нанесении на лиоцелловый жгут многоатомный спирт располагается между лиоцелловыми волокнами вместе со связующим веществом и способствует быстрому повышению твердости лиоцеллового жгута, даже если сушку не выполняют в течение длительного времени при очень высокой температуре. Соответственно, если используют растворитель, содержащий многоатомный спирт, то, поскольку время сушки может быть значительно сокращено, можно увеличить технологичность изготовления сигаретного фильтра.
[42] В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения многоатомный спирт представляет собой диол, содержащий алкиленовую группу C1-C4. Диол относится к соединениям с двумя гидроксильными группами и также называется гликолем. Две гидроксильные группы могут быть соединены алкиленовой группой C1-C4, и в данном случае углеродное число алкиленовой группы соответствует числу атомов углерода, непосредственно соединенных между двумя гидроксильными группами. Алкиленовая группа находится в замещенном или незамещенном состоянии, и в случае замещенного состояния в основную цепь алкиленовой группы может быть введен заместитель, известный в данной области техники, такой как алкильная группа C1-C3, алкокси группа C1-C3 или галогеновая группа. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения многоатомный спирт может представлять собой пропиленгликоль. Пропиленгликоль представляет собой многоатомный спирт с цепью соответствующей длины и может быть более предпочтительным соединением благодаря наличию вышеописанной функциональности.
[43] Многоатомный спирт может быть нанесен на лиоцелловый жгут в виде связующего раствора вместе со связующим веществом и другими растворителями. Многоатомный спирт не изменяется в лиоцелловом жгуте или сигаретном фильтре, в который введен лиоцелловый жгут, в том числе до и после сушки, придавая ему вышеописанную функциональность, например, улучшая технологичность и повышая твердость. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения содержание многоатомного спирта составляет от 0,5 до 25 массовых частей в расчете на 100 массовых частей лиоцеллового жгута. В частности, содержание многоатомного спирта может составлять 0,5 массовых частей и более, 0,6 массовых частей и более, 0,7 массовых частей и более, 0,8 массовых частей и более, 0,9 массовых частей и более, 1 массовую часть и более, 25 массовых частей и менее, 20 массовых частей и менее, 15 массовых частей и менее, 10 массовых частей и менее или 5 массовых частей и менее, и может составлять от 0,5 до 10 массовых частей, от 0,7 до 7 массовых частей или от 1 до 5 массовых частей. При введении в указанном выше диапазоне многоатомный спирт может придавать сигаретному фильтру дополнительную функциональность, не ухудшая при этом основную функцию лиоцеллового жгута, то есть фильтрационную способность.
[44] В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения растворитель содержит одноатомный спирт, представляющий собой метанол, этанол, пропанол или их комбинацию. Конкретный способ добавления одноатомного спирта будет раскрыт ниже при раскрытии способа изготовления сигаретного фильтра. Одноатомный спирт более летуч по сравнению с водой, и большое количество одноатомного спирта может быть потеряно после сушки. Тем не менее, если лиоцелловый жгут выдерживают при комнатной температуре, не выполняя сушку, в готовом сигаретном фильтре может быть обнаружено некоторое или более высокое количество одноатомного спирта. Одноатомный спирт может не только заместить воду в растворителе связующего раствора и тем самым способствовать повышению твердости сигаретного фильтра, но и реализовать дополнительную функциональность при нанесении на лиоцелловый жгут благодаря своей стерилизующей способности. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения содержание одноатомного спирта составляет от 1 до 500 массовых частей в расчете на 10000 массовых частей лиоцеллового жгута. Поскольку одноатомный спирт более летуч, чем многоатомный спирт или вода, содержание одноатомного спирта сильно варьируется. Тем не менее, если процесс сушки сокращен, и лиоцелловый жгут выдерживают при комнатной температуре согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения, и может быть обнаружено определенное или более высокое количество одноатомного спирта по сравнению с вариантом, в котором одноатомный спирт не добавляют, нижний предел вышеуказанного диапазона содержания считается более значимым, чем верхний предел.
[45] Сигаретный фильтр, содержащий лиоцелловый жгут согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения, обладает высокой твердостью благодаря соединению лиоцелловых волокон связующим веществом. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения сигаретный фильтр имеет твердость 85% и более. В частности, твердость сигаретного фильтра может составлять 85% и более, 86% и более, 87% и более, 88% и более или 89% и более. Под твердостью сигаретного фильтра понимают численное значение степени сохранения диаметра сигаретного фильтра при сжатии сигаретного фильтра с усилием определенной величины в вертикальном направлении. В частности, твердость сигаретного фильтра можно рассчитать по формуле 1, приведенной ниже.
[46] [Формула 1]
[47] Твердость фильтра (%) = [D-a]/D×100,
[48] где D - диаметр фильтра (мм), a - расстояние (мм), на которое фильтр перемещается вниз (сдавливается) под действием груза 300 г. Измеренные значения, необходимые для расчета твердости сигаретного фильтра, можно получить с помощью устройства, обычно используемого в данной области техники. Например, можно использовать DHT 200TM компании Filtrona. При измерении твердости приложенное усилие учитывает фактическое усилие, прилагаемое курильщиком к сигарете. Значение твердости 85% и более, полученное для сигаретного фильтра согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения, имеет техническую значимость, поскольку подтверждает возможность получения твердости на уровне, позволяющем заменить обычный сигаретный фильтр из ацетата целлюлозы на сигаретный фильтр из лиоцеллового жгута, являющегося экологически безопасным материалом. Кроме того, сигаретный фильтр согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения может иметь высокую твердость 85% и выше, как описано выше, даже по истечении времени, достаточного для осаждения связующего вещества при комнатной температуре без выполнения сушки при высокой температуре. Это позволяет значительно улучшить технологичность изготовления продукта.
[49] Раскрытый выше сигаретный фильтр может быть изготовлен следующим способом. Способ изготовления содержит использование лиоцелловых волокон для получения лиоцеллового жгута, смешивание связующего вещества и растворителя для приготовления связующего раствора, выдержку лиоцеллового жгута, позволяющую соединить лиоцелловые волокна друг с другом связующим раствором после распыления связующего раствора на лиоцелловый жгут, и обертывание лиоцеллового жгута, в котором лиоцелловые волокна соединены связующим раствором, оберточной бумагой для получения сигаретного фильтра. Поскольку способ изготовления, по существу, относится к раскрытому выше способу изготовления сигаретного фильтра, приведенное выше раскрытие будет опущено, а признаки способа изготовления будут детально раскрыты ниже.
[50] Сначала для получения лиоцеллового жгута используют множество лиоцелловых волокон. Полученный лиоцелловый жгут имеет форму пучка, образованного путем сшивания соседних лиоцелловых волокон. В данном случае дополнительно выполняют надувание жгута посредством распухания. При надувании волокна на этапе распухания связующий раствор, распыляемый после этого, может легко проникать между лиоцелловыми волокнами, образующими лиоцелловый жгут.
[51] После этого связующее вещество и растворитель смешивают для получения связующего раствора. Связующий раствор представляет собой вещество, распыляемое на лиоцелловый жгут для улучшения функциональности, в частности, твердости лиоцеллового жгута. Поскольку некоторые компоненты связующего раствора могут быть потеряны в процессе сушки или выдержки после распыления связующего раствора, состав связующего раствора может отличаться от состава компонентов сигаретного фильтра. Поскольку связующее вещество может быть введено в состав в раскрытом выше составе, и компоненты связующего вещества, по существу, не теряются даже после сушки или выдержки, количество связующего вещества, вводимого в лиоцелловый жгут посредством распыления, остается практически постоянным даже в готовом сигаретном фильтре. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения связующее вещество добавляют в количестве от 5 до 40 массовых частей в расчете на 100 массовых частей связующего раствора. В частности, содержание связующего вещества может составлять 5 массовых частей и более, 6 массовых частей и более, 7 массовых частей и более, 8 массовых частей и более, 9 массовых частей и более, 10 массовых частей и более, 40 массовых частей и менее, 35 массовых частей и менее, 30 массовых частей и менее, 25 массовых частей и менее или 20 массовых частей и менее, и может составлять от 5 до 40 массовых частей, от 7 до 30 массовых частей или от 10 до 20 массовых частей. Если связующий раствор приготовлен с содержанием связующего вещества в пределах вышеуказанного диапазона, связующий раствор легко распылить и нанести на лиоцелловый жгут.
[52] Растворитель содержит воду, а также многоатомный спирт. Если растворитель состоит только из многоатомного спирта, вязкость может оказаться слишком высокой, что затруднит диспергирование связующего вещества. Содержание воды может соответствовать оставшемуся количеству растворителя, например, многоатомного спирта, и частично уменьшается в процессе сушки. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения содержание многоатомного спирта составляет от 5 до 50 массовых частей в расчете на 100 массовых частей связующего раствора. В частности, содержание многоатомного спирта может составлять 5 массовых частей и более, 6 массовых частей и более, 7 массовых частей и более, 8 массовых частей и более, 9 массовых частей и более, 10 массовых частей и более, 50 массовых частей и менее, 45 массовых частей и менее, 40 массовых частей и менее, 35 массовых частей и менее или 30 массовых частей и менее, и может составлять от 5 до 50 массовых частей, от 7 до 40 массовых частей или от 10 до 30 массовых частей. При введении в указанном выше диапазоне многоатомный спирт может придавать сигаретному фильтру дополнительную функциональность, не ухудшая при этом основную функцию лиоцеллового жгута, то есть фильтрационную способность.
[53] Растворитель может также содержать одноатомный спирт. Одноатомный спирт более летуч по сравнению с водой, и большое количество одноатомного спирта может быть потеряно после сушки. Тем не менее, если лиоцелловый жгут выдерживают при комнатной температуре, не выполняя сушку, в готовом сигаретном фильтре может быть обнаружено некоторое или более высокое количество одноатомного спирта. Одноатомный спирт - это компонент, который может заменить воду в растворителе связующего раствора и позволяет контролировать содержание воды в готовом сигаретном фильтре. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения одноатомный спирт представляет собой метанол, этанол, пропанол или их комбинацию. В частности, одноатомный спирт может представлять собой этанол.
[54] Одноатомный спирт может быть введен в состав в определенном или более высоком количестве, чтобы заместить воду. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения содержание одноатомного спирта составляет от 5 до 60 массовых частей в расчете на 100 массовых частей связующего раствора. В частности, содержание одноатомного спирта может составлять 5 массовых частей и более, 6 массовых частей и более, 7 массовых частей и более, 8 массовых частей и более, 9 массовых частей и более, 10 массовых частей и более, 60 массовых частей и менее, 55 массовых частей и менее, 50 массовых частей и менее, 45 массовых частей и менее, 40 массовых частей и менее, 35 массовых частей и менее или 30 массовых частей и менее, и может составлять от 5 до 60 массовых частей, от 7 до 45 массовых частей или от 10 до 30 массовых частей. При введении в вышеуказанном диапазоне одноатомный спирт может снизить содержание воды в сигаретном фильтре до численного значения, значимого с точки зрения эффекта.
[55] Связующий раствор, приготовленный в вышеописанном составе, распыляют на лиоцелловый жгут. Связующий раствор может быть распылен на лиоцелловый жгут в количестве, позволяющем устранить связанные с материалом проблемы, в частности, низкую твердость лиоцеллового жгута, не нарушая основной функции лиоцеллового жгута как фильтра. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения на лиоцелловый жгут распыляют от 5 до 30 массовых частей связующего раствора в расчете на 100 массовых частей лиоцеллового жгута. В частности, количество распыляемого связующего раствора может составлять 5 массовых частей и более, 6 массовых частей и более, 7 массовых частей и более, 8 массовых частей и более, 9 массовых частей и более, 10 массовых частей или более, 30 массовых частей и менее, 28 массовых частей и менее, 26 массовых частей и менее, 24 массовых частей и менее, 22 массовых частей и менее, 20 массовых частей и менее, и может составлять от 5 до 30 массовых частей, от 7 до 24 массовых частей или от 10 до 20 массовых частей. При распылении связующего раствора в пределах вышеуказанного диапазона функциональность, в частности, твердость лиоцеллового жгута, может быть улучшена. Способ распыления связующего раствора может представлять собой способ, обычно используемый в данной области техники, но не ограничивается этим вариантом. Например, для распыления связующего раствора можно использовать распыление форсункой, распыление щеткой, электрораспыление и т.п.
[56] После того, как связующий раствор будет распылен на лиоцелловый жгут, лиоцелловый жгут выдерживают, чтобы связующее вещество осело, и лиоцелловые волокна соединились друг с другом под действием связующего вещества. Такой процесс отличается от сушки в течение длительного времени при высокой температуре. Например, при использовании связующего раствора достаточно выдержать его в течение шести часов при комнатной температуре, чтобы приступить к выполнению следующей задачи, что позволяет повысить технологичность изготовления продукта.
[57] Лиоцелловый жгут, в котором лиоцелловые волокна соединены связующим веществом, обертывают оберточной бумагой для получения сигаретного фильтра. С помощью механического валка, резака и т.п. лиоцелловый жгут можно обработать до размеров, подходящих для введения в сигаретный фильтр.
[58] Раскрытый выше сигаретный фильтр может быть установлен в курительное изделие. На ФИГ. 1 схематично изображена конфигурация курительного изделия согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения. Курительное изделие 100 содержит часть 10 с курительным материалом и часть 20 с фильтром, причем раскрытый выше сигаретный фильтр устанавливают в часть 20 с фильтром курительного изделия 100. В курительном изделии 100 часть 10 с курительным материалом расположена выше части 20 с фильтром.
[59] Часть 10 с курительным материалом может быть заполнена курительным материалом, в частности, сырыми табачными листьями, восстановленными табачными листьями или смесью табачных листьев и восстановленных табачных листьев. Обработанный курительный материал может быть помещен в часть 10 с курительным материалом в виде листов или нарезанных табачных листьев. Часть 10 с курительным материалом может иметь форму удлиненного стержня, длина, окружность и диаметр которого, по существу, не ограничены, но могут быть выбраны в размерах, характерных для данной области техники, с учетом количества введенного курительного материала, предпочтений пользователя и т. п. Часть 10 с курительным материалом может содержать по меньшей мере один из следующих материалов для генерирования аэрозоля: глицерин, пропиленгликоль, этиленгликоль, дипропиленгликоль, диэтиленгликоль, триэтиленгликоль, тетраэтиленгликоль и олеиловый спирт. Часть 10 с курительным материалом может содержать другие добавки, в частности, вкусо-ароматизирующий агент, смачивающий агент и/или ацетатное соединение. Материал для генерирования аэрозоля и добавки могут содержаться в курительном материале.
[60] Часть 20 с фильтром расположена ниже части 10 с курительным материалом и служит фильтром, через который проходит аэрозольный материал, генерируемый в части 10 с курительным материалом, непосредственно перед его вдыханием пользователем. Часть 20 с фильтром может быть изготовлена из различных материалов или иметь различные формы. Часть 20 с фильтром согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения, по существу, содержит раскрытый выше сигаретный фильтр, содержащий лиоцелловый жгут, в котором множество лиоцелловых волокон соединены связующим веществом. Сигаретный фильтр, содержащий лиоцелловый жгут, может частично или полностью заменить часть 20 с фильтром обычного курительного изделия, причем если сигаретный фильтр частично заменяет часть 20 с фильтром, можно одновременно использовать известный из уровня техники фильтрующий материал. Например, в качестве известного из уровня техники фильтрующего материала можно использовать фильтр из ацетата целлюлозы, полый трубчатый фильтр и т.п.
[61] На ФИГ. 1 часть 20 с фильтром показана как монофильтр, состоящий из одного фильтра, но настоящее изобретение не ограничено этим вариантом. Например, часть 20 с фильтром может представлять собой двойной фильтр, содержащий два ацетатных фильтра, тройной фильтр и т. п. для увеличения эффективности фильтрации. Кроме того, хотя это и не показано на фигуре, внутри части 20 с фильтром может находиться сминаемая капсула (не показанная на фигуре), содержащая обернутую пленкой вкусо-ароматическую жидкость.
[62] Внешние стороны части 10 с курительным материалом и части 20 с фильтром могут быть обернуты оберткой 30a или 30b.
[63] Часть 10 с курительным материалом может быть обернута оберткой 30a части с курительным материалом. Часть сигаретного дыма, образующегося в процессе сгорания общей части 10 с курительным материалом, попадает в атмосферу через обертку 30a части с курительным материалом перед прохождением через сигаретный фильтр, и такой боковой дымовой поток вызывает дискомфорт у некурящих людей, подвергающихся пассивному курению. Предпринимались различные попытки уменьшения бокового дымового потока, в том числе добавление в обычную сигаретную бумагу наполнителя, в частности, оксида магния, оксида титана, оксида церия, оксида алюминия, карбоната кальция или карбоната циркония, но в случае уменьшения бокового дымового потока путем простого применения наполнителя может ослабнуть вкус табачного дыма, прерваться горение, ухудшиться целостность столбика пепла и т.п., и эти проблемы трудно решить применением соответствующей комбинации материалов в наполнителе. Чтобы предотвратить ухудшение вкуса табачного дыма и целостности столбика пепла, а также прерывание горения при уменьшении бокового дымового потока, на обертку 30a части с курительным материалом согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения наносят наполнитель, в котором смешаны оксид магния (MgO и/или Mg(OH)2) и карбонат кальция (CaCO3).
[64] Часть 20 с фильтром может быть обернута оберткой 30b части с фильтром. Обертка 30b части с фильтром может быть изготовлена с использованием жиронепроницаемой оберточной бумаги, а на внутреннюю поверхность обертки 30b части с фильтром может быть дополнительно нанесена алюминиевая фольга.
[65] Часть 10 с курительным материалом, обернутая оберткой 30a части с курительным материалом, и часть 20 с фильтром, обернутая оберткой 30b части с фильтром, могут быть совместно обернуты ободковой бумагой 40. Как показано на ФИГ. 1, ободковая бумага 40 может обертывать, по меньшей мере, часть (например, часть нижней области) обертки 30a части с курительным материалом и внешнюю периферию обертки 30b части с фильтром. Иными словами, часть 20 с фильтром и по меньшей мере часть части 10 с курительным материалом могут быть обернуты ободковой бумагой 40 и физически соединены друг с другом. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения ободковая бумага 40 может быть изготовлена с использованием непористой оберточной бумаги без обработки составом для жиронепроницаемости; также возможны другие варианты. Кроме того, оберточная бумага 40 может содержать негорючий материал, предотвращая тем самым сгорание части 20 с фильтром, но настоящее изобретение не ограничивается этим вариантом.
[Принцип изобретения]
[66] Конфигурации настоящего изобретения и полезные эффекты будут подробно раскрыты ниже, со ссылками на примеры и сравнительные примеры. Тем не менее, примеры носят не более чем иллюстративный характер, и защищаемый объем настоящего изобретения не ограничивается данными примерами.
[67] Примеры
[68] Пример 1
[69] Из лиоцелловых волокон, каждое из которых имеет размер примерно 3,0 денье, получен лиоцелловый жгут, в котором пучок волокон имеет размер примерно 35000 денье. Кроме того, был подготовлен связующий раствор, представляющий собой смесь связующего вещества и растворителя. В частности, связующий раствор изготовили путем добавления 10 масс. % полиэфира (сополимера фталевой и себациновой кислоты или этиленгликоля, средневесовая молекулярная масса (MW) от 3000 до 6000) к 90 масс. % растворителя (растворитель, в котором смешаны 30 масс. % пропиленгликоля, 10 масс. % этанола и 50 масс. % воды) от общей массы связующего раствора. Подготовленный связующий раствор распылили на лиоцелловый жгут посредством форсунки. Связующий раствор распылили в количестве 15 масс.% от массы лиоцеллового жгута, и лиоцелловый жгут выдерживали в течение 6 часов при комнатной температуре, чтобы получить лиоцелловый жгут, содержащий связующее вещество. Полученный лиоцелловый жгут обернули оберточной бумагой для получения сигаретного фильтра, имеющего осевую длину примерно 108 мм и длину окружности примерно 24,20 мм.
[70] Пример 2
[71] Сигаретный фильтр изготовили аналогично примеру 1, за исключением того, что в связующем растворе использовали 3 масс. % полиэфира и 7 масс. % гидроксипропилметилцеллюлозы (Pharmacoat 606) вместо 10 масс. % полиэфира.
[72] Пример 3
[73] Сигаретный фильтр изготовили аналогично примеру 2 за исключением того, что в качестве растворителя связующего раствора использовали 90 масс.% растворителя (растворителя, в котором смешаны 30 масс.% пропиленгликоля, 30 масс.% этанола и 30 масс.% воды), вместо 90 масс.% растворителя (растворителя, в котором смешаны 30 масс.% пропиленгликоля, 10 масс.% этанола и 50 масс.% воды).
[74] Сравнительный пример 1
[75] Сигаретный фильтр изготовили без распыления связующего раствора на лиоцелловый жгут.
[76] Сравнительный пример 2
[77] Сигаретный фильтр изготовили аналогично примеру 1 за исключением того, что в качестве растворителя связующего раствора использовали 90 масс.% воды вместо 90 масс.% растворителя (растворителя, в котором смешаны 30 масс.% пропиленгликоля, 10 масс.% этанола и 50 масс.% воды).
[78] Сравнительный пример 3
[79] Сигаретный фильтр изготовили аналогично примеру 2 за исключением того, что в качестве растворителя связующего раствора использовали 90 масс.% воды вместо 90 масс.% растворителя (растворителя, в котором смешаны 30 масс.% пропиленгликоля, 10 масс.% этанола и 50 масс.% воды).
[80] Экспериментальный пример
[81] Экспериментальный пример 1: оценка твердости сигаретных фильтров
[82] Твердость измерили для сигаретных фильтров, изготовленных в соответствии с Примерами 1-3 и Сравнительными примерами 1-3. В частности, твердость сигаретных фильтров измеряли с помощью прибора для измерения твердости фильтров (DHT 200TM компании Filtrona) по приведенной ниже формуле 1.
[83] [Формула 1]
[84] Твердость фильтра (%) = [D-a]/D×100,
[85] где D - диаметр фильтра, a - расстояние (мм), на которое фильтр перемещается вниз (сдавливается) под действием груза 300 г.
[86] [Таблица 1]
[87] Согласно Таблице 1, в случае использования связующего раствора, содержащего многоатомный спирт в качестве растворителя для связующего вещества, высокую твердость в 85% и выше можно обеспечить уже при хранении лиоцеллового жгута в течение 6 часов при комнатной температуре без длительной сушки лиоцеллового жгута при очень высокой температуре. Таким образом, не только значительно сокращается длительность сушки, но и снижается изменение твердости в результате сушки, что позволяет получать стабильную твердость. Соответственно, можно улучшить технологичность и производительность изготовления сигаретного фильтра.
[88] Кроме того, если одноатомный спирт используют вместе с многоатомным спиртом, то, поскольку содержание влаги может быть существенно снижено, можно предотвратить явление, характерное для сравнительных примеров 2 и 3, в которых функциональность связующего вещества недостаточно выражена вследствие присутствия влаги на начальной стадии распыления связующего раствора.
[89] Кроме того, когда лиоцелловый жгут подвергают последующей обработке валком или т.п., многоатомный спирт, входящий в состав связующего раствора, может служить разделительным агентом и препятствовать сворачиванию лиоцеллового жгута вокруг валка. Кроме того, одноатомный спирт, который более летуч по сравнению с водой, может оставаться в сигаретном фильтре в подходящем количестве и выполнять стерилизацию. Таким образом, можно реализовать дополнительную функциональность.
[90] Варианты осуществления изобретения раскрыты выше с использованием только некоторых примеров и чертежей, но специалисты в данной области техники смогут внести различные модификации и изменения в варианты осуществления изобретения с учетом приведенного выше раскрытия. Например, соответствующие результаты могут быть достигнуты, даже если этапы, описанные в настоящем раскрытии, будут выполняться в порядке, отличном от раскрытого в настоящем документе способа, и/или такие компоненты, как система, структура, устройство и схема, описанные в настоящем раскрытии, будут соединены или скомбинированы в формах, отличных от описанных в настоящем раскрытии, или будут заменены или замещены другими компонентами или их эквивалентами.
[91] [Перечень ссылочных обозначений]
[92] 10: часть с курительным материалом
[93] 20: часть с фильтром
[94] 30a: обертка части с курительным материалом
[95] 30b: обертка части с фильтром
[96] 40: ободковая бумага
[97] 100: курительное изделие.
Изобретение относится к сигаретному фильтру. Сигаретный фильтр содержит лиоцелловый жгут, изготовленный из множества лиоцелловых волокон, связующее вещество, обеспечивающее соединение лиоцелловых волокон друг с другом, и растворитель, диспергированный во внутреннем пространстве сигаретного фильтра, содержащего лиоцелловый жгут. При этом растворитель содержит многоатомный спирт. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения многоатомный спирт представляет собой диол, содержащий алкиленовую группу C1-C4. Сигаретный фильтр согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения не имеет известных проблем, связанных с материалом лиоцеллового жгута, и характеризуется высокой твердостью. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл., 7 пр.
1. Сигаретный фильтр, содержащий
лиоцелловый жгут, изготовленный из множества лиоцелловых волокон;
связующее вещество, обеспечивающее соединение лиоцелловых волокон друг с другом; и
растворитель, диспергированный во внутреннем пространстве сигаретного фильтра, содержащего лиоцелловый жгут,
в котором растворитель содержит многоатомный спирт.
2. Сигаретный фильтр по п. 1, в котором многоатомный спирт представляет собой диол, содержащий алкиленовую группу C1-C4.
3. Сигаретный фильтр по п. 1, в котором содержание многоатомного спирта составляет от 0,5 до 25 массовых частей в расчете на 100 массовых частей лиоцеллового жгута.
4. Сигаретный фильтр по п. 1, в котором связующее вещество представляет собой гидроксипропилметилцеллюлозу, гидроксипропилцеллюлозу, поливиниловый спирт, этиленвинилацетат, поливинилацетат, поливинилпирролидон, полиэфир или их комбинацию.
5. Сигаретный фильтр по п. 1, в котором содержание связующего вещества составляет от 0,1 до 5 массовых частей в расчете на 100 массовых частей лиоцеллового жгута.
6. Сигаретный фильтр по п. 1, в котором растворитель дополнительно содержит одноатомный спирт, представляющий собой метанол, этанол, пропанол или их комбинацию.
7. Способ изготовления сигаретного фильтра по п. 1, содержащий:
(1) использование множества лиоцелловых волокон для получения лиоцеллового жгута;
(2) смешивание связующего вещества и растворителя для получения связующего раствора;
(3) выдерживание лиоцеллового жгута для соединения лиоцелловых волокон друг с другом связующим веществом после распыления связующего раствора на лиоцелловый жгут; и
(4) обертывание лиоцеллового жгута, в котором лиоцелловые волокна соединены связующим веществом, оберточной бумагой для получения сигаретного фильтра,
в котором растворитель содержит многоатомный спирт.
8. Способ по п. 7, в котором содержание многоатомного спирта составляет от 5 до 50 массовых частей в расчете на 100 массовых частей лиоцеллового жгута.
9. Способ по п. 7, в котором растворитель дополнительно содержит одноатомный спирт.
10. Способ по п. 9, в котором одноатомный спирт представляет собой метанол, этанол, пропанол или их комбинацию.
11. Способ по п. 9, в котором содержание одноатомного спирта составляет от 5 до 60 массовых частей в расчете на 100 массовых частей лиоцеллового жгута.
12. Способ по п. 7, в котором связующий раствор распылен на лиоцелловый жгут в количестве от 5 до 30 массовых частей в расчете на 100 массовых частей лиоцеллового жгута.
| KR 20150116612 A, 16.10.2015 | |||
| KR 20210127243 A, 21.10.2021 | |||
| US 20160270437 A1, 22.09.2016 | |||
| Фильтр для табачного дыма | 2013 |
|
RU2631628C2 |
