СИГАРЕТНАЯ ОБЕРТКА, СОДЕРЖАЩАЯ НАНОЦЕЛЛЮЛОЗНУЮ ПЛЕНКУ Российский патент 2025 года по МПК A24D1/02 

Область техники

Нижеследующее описание относится к сигаретной обертке, содержащей наноцеллюлозную пленку, и табачному изделию, содержащему такую обертку.

Уровень техники

По существу, табак относится к многолетним двудольным растениям семейства паслёновых, но в последнее время листья табака заворачивают в папиросную бумагу, в которую с одной стороны вставляют часть с фильтром, то есть в совокупности под табачным изделием могут пониматься изделия, изготовленные для целей курения. В мире существуют тысячи видов таких табачных изделий, выпускающихся в различных формах и видах.

Сигарета содержит табачный стержень и по меньшей мере один фильтр. Кроме того, сигарета обернута папиросной бумагой (оберткой). В используемой в настоящее время папиросной бумаге смешаны различные компоненты, такие как лигнин и гемицеллюлоза, помимо целлюлозы.

Папиросная бумага, используемая в традиционных и/или электронных сигаретах, имеет неприятный запах, называемый «запахом бумаги» и появляющийся во время курения вследствие уникальности ее материала и смеси различных других компонентов (в частности лигнина, гемицеллюлозы и т.д.), помимо целлюлозы, что вызывает у потребителей неприятные ощущения; кроме того изделия для генерирования аэрозоля (сигаретные стики), используемые в электронных сигаретах, не только генерируют сажу, но и создают «запах парения» в процессе нагревания, который вместе с запахом бумаги вызывает неприятные ощущения у потребителей.

Тем не менее, чистую целлюлозу трудно получить, полностью удалив вышеуказанные компоненты в процессе отбеливания древесной массы во время производства такой папиросной бумаги; кроме того, поскольку целлюлоза находится в состоянии, в котором кристаллическая структура и аморфная структура смешаны, и поэтому имеет очень низкую кристалличность, возникает проблема, связанная с тем, что папиросная бумага имеет более низкую прочность на разрыв по сравнению с другими полимерными пленками.

Соответственно, необходимо провести исследование снижения недовольства курильщиков, уменьшая запах бумаги, выделяемой папиросной бумагой.

Раскрытие изобретения

Технические цели

Соответственно, для преодоления раскрытых выше проблем и/или ограничений, присущих существующим технологиям, задачей настоящего изобретения является разработка сигаретной обертки, содержащей наноцеллюлозную пленку, и табачного изделия, содержащего такую обертку.

Тем не менее задачи настоящего изобретения не ограничиваются вышеупомянутыми задачами, и другие задачи, не упомянутые выше, будут очевидны специалистам в данной области техники из приведенного ниже описания.

Технические решения

Согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения предложена сигаретная обертка, содержащая наноцеллюлозную пленку.

Согласно одному аспекту изобретения предложено курительное изделие, содержащее часть сигареты со средой, часть с фильтром и обертку,

в котором обертка представляет собой обертку, содержащую наноцеллюлозную пленку.

Согласно другому аспекту настоящего изобретения предложен способ изготовления сигаретной обертки, содержащей наноцеллюлозную пленку, причем способ содержит следующие этапы:

1) отбеливание древесной массы;

2) преобразование текучей среды в наночастицы путем столкновения текучей среды, содержащей целлюлозу из отбеленной древесной массы, под высоким давлением; и

3) нанесение и высушивание текучей среды, преобразованной в наночастицы, для получения наноцеллюлозной пленки.

Согласно другому аспекту настоящего изобретения предложен способ изготовления сигаретной обертки, содержащей наноцеллюлозную пленку, причем способ содержит следующие этапы:

a) отбеливание древесной массы;

b) физическое диспергирование текучей среды, содержащей целлюлозу из отбеленной древесной массы;

c) обработка серной кислотой или 2,2,6,6-тетраметил-1-пиперидинилокси (TEMPO) для получения дисперсии наночастиц; и

d) нанесение и высушивание дисперсии наночастиц для получения наноцеллюлозной пленки.

Эффекты

Сигаретная обертка, изготовленная с использованием наноцеллюлозной пленки, согласно одному из аспектов настоящего изобретения может не только уменьшить специфический запах бумаги в традиционных сигаретах, но и предотвратить образование сажи при нагревании благодаря высокой термостойкости пленки в электронных сигаретах, что позволит уменьшить неприятный запах.

Кроме того, сигаретная обертка может быть изготовлена из того же сырья (древесины, растительности и т.д.), что и бумага, и ее компонент обладает той же способностью к биологическому разложению, что и целлюлоза, аналогичная бумаге. Таким образом, сигаретная обертка одновременно характеризуется сохранением экологичности и новыми свойствами, такими как прочность на разрыв и высокая термостойкость, благодаря преобразованию целлюлозы в наночастицы.

Эффекты настоящего изобретения не ограничиваются вышеуказанными эффектами, и следует понимать, что они включают все эффекты, которые могут быть получены из конфигурации изобретения согласно подробному описанию или формуле настоящего изобретения.

Краткое описание чертежей

На ФИГ. 1 показано, что в традиционной сигарете обычная папиросная бумага заменена оберткой, содержащей наноцеллюлозную пленку согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения.

На ФИГ. 2 показано, что обертку, содержащую наноцеллюлозную пленку согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения, используют в качестве конечной внешней оболочки изделия для генерирования аэрозоля (сигаретного стика) существующей электронной сигареты.

Лучший вариант осуществления изобретения

Ниже подробно описываются варианты осуществления изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи. Тем не менее, поскольку в варианты осуществления изобретения могут быть внесены различные изменения, объем правовой охраны настоящей заявки не ограничивается этими вариантами осуществления изобретения. Следует понимать, что все модификации, эквиваленты и замены вариантов осуществления изобретения включены в защищаемый объем.

Термины, используемые в раскрытии вариантов осуществления изобретения, используются только для целей раскрытия и не могут считаться ограничивающими объем настоящего изобретения. Единственное число равнозначно множественному числу, если контекст явно не указывает на иное. В настоящем раскрытии такие термины, как «содержать», «иметь» и т.п., обозначают наличие признака, числа, этапа, операции, компонента, части или их комбинации, описанных в раскрытии, но не исключают возможности существования или добавления одного или нескольких других признаков, чисел, этапов, операций, компонентов, частей или их комбинаций.

Если не определено иное, все термины, включая технические или научные термины, используемые в настоящем документе, имеют значение, обычно используемое специалистами в области техники, к которой относятся варианты осуществления изобретения. Термины, определенные в общепринятом словаре, должны интерпретироваться как имеющие значение, соответствующее значению в контексте области техники, но не в идеальном или избыточно формальном значении, если иное явно не определено в настоящей заявке.

Кроме того, в описании со ссылками на прилагаемые чертежи одним и тем же компонентам присвоены одинаковые ссылочные обозначения, независимо от ссылочных обозначений, и дублирующие раскрытия будут опущены. При раскрытии вариантов осуществления изобретения, если подробное раскрытие уровня техники будет определено как потенциально затрудняющее понимание сути вариантов осуществления изобретения, подробное раскрытие уровня техники будет опущено.

Кроме того, при описании компонентов вариантов осуществления изобретения могут использоваться такие термины, как «первый», «второй», «A», «B», «(a)», «(b)» и т.п. Эти термины служат только для отличения компонентов от других компонентов, но не ограничивают сущность, порядок или последовательность соответствующих компонентов.

Компоненты, используемые в любом из вариантов осуществления, и компоненты, имеющие общую функцию, будут описаны с использованием тех же названий в других вариантах осуществления. Если не указано иное, описания в любом из вариантов осуществления применимы к другим вариантам осуществления, и подробные описания в перекрывающихся случаях будут опущены.

В данном раскрытии под «курительным изделием» следует понимать изделие, способное генерировать аэрозоль, такое как сигарета, сигара и т.п. Курительное изделие может содержать материал или субстрат для генерирования аэрозоля. Кроме того, в состав курительного изделия может входить твердый материал (материал для генерирования аэрозоля) на основе табачного сырья, например, восстановленный табачный лист, нарезанный табачный лист и восстановленный табак. Материал для генерирования аэрозоля может содержать летучие композиции.

Кроме того, в данном раскрытии «выше» или «в направлении вверх» относится к направлению в сторону от рта пользователя, курящего курительное изделие, а «ниже» или «в направлении вниз» относится к направлению ко рту пользователя, курящего курительное изделие. Например, в курительном изделии, показанном на ФИГ. 1, часть 003 с нарезанным табаком расположена выше или в направлении вверх от части 002 с фильтром.

Кроме того, в раскрытии настоящего изобретения под «системой для генерирования аэрозоля» следует понимать устройство для генерирования аэрозоля, использующее субстрат для генерирования аэрозоля таким образом, чтобы генерировать аэрозоль, который пользователь может вдыхать непосредственно в легкие через рот. Система для генерирования аэрозоля представляет собой табачные изделия несгораемого типа, нагреваемые не прямым горением, а опосредованным действием электричества. Табачное изделие несгораемого типа представляет собой нагреваемое табачное изделие или ненагреваемое табачное изделие. Нагреваемое табачное изделие может представлять собой изделие, всасывающее окружающий воздух, нагретый с помощью электрической энергии, в целях генерирования аэрозоля, и позволяет курить с помощью способа испускания аэрозоля после вдыхания такого аэрозоля пользователем. В дополнение могут быть включены различные типы устройств для генерирования аэрозоля, и объем настоящего раскрытия не ограничивается вышеописанными примерами.

Согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения предложена сигаретная обертка, содержащая наноцеллюлозную пленку.

Поскольку наноцеллюлозная пленка, входящая в состав сигаретной обертки согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения, характеризуется высоким содержанием целлюлозы и имеет практически чистую кристаллическую структуру целлюлозы без аморфной части, она обладает отличающимися физическими свойствами, несмотря на то, что является целлюлозным материалом, подобным бумаге, и демонстрирует высокую прочность на разрыв и термостойкость благодаря прочным водородным связям между кристаллическими структурами.

Кроме того, поскольку наноцеллюлоза более чем на 90% состоит из чистых кристаллических частиц, то наноцеллюлозная пленка, заменяющая существующую папиросную бумагу, не является источником запаха бумаги. Это позволяет уменьшить неприятный запах, вызванный запахом бумаги.

Кроме того, преимущества использования сигаретной обертки, содержащей наноцеллюлозную пленку, в электронной сигарете заключаются в предотвращении образования нагара на материале и уменьшении запаха парения, поскольку такая обертка обладает более высокой термостойкостью благодаря прочным связям между наночастицами и кристаллической структуре, а также более высокой устойчивостью к нагреву по сравнению с обычной бумагой.

При этом наноцеллюлозная пленка, составляющая сигаретную обертку согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения, может иметь толщину от 5 до 150 мкм, предпочтительно от 10 до 100 мкм, более предпочтительно от 10 до 50 мкм. Наноцеллюлозная пленка в указанном выше числовом диапазоне способна эффективно поддерживать форму курительного изделия, и, в частности, предотвращать утечку и т.п. из части сигареты со средой (части с нарезанным табаком). Кроме того, когда сигаретная обертка обертывает курительное изделие в целом, как показано на ФИГ. 2, можно уменьшить утечку жидких компонентов, таких как увлажнитель, наружу.

Кроме того, наноцеллюлозная пленка может содержать один или более из следующих видов наноцеллюлозы: нановолокна целлюлозы и нанокристаллы целлюлозы, и когда нановолокна целлюлозы или нанокристаллы целлюлозы используются по отдельности в качестве наноцеллюлозной пленки, кристалличность каждого варианта может соответствовать 80% и более.

Кристалличность ниже указанного диапазона указывает на низкое качество преобразования из состояния существующей древесной массы и т.п. в наноцеллюлозу, то есть затрудненное образование наночастиц целлюлозы. В этом случае уникальные свойства наноцеллюлозы, такие как высокая прочность на разрыв, прочное сцепление между наночастицами, свойства выравнивания и т.п., могут оказаться недостаточно выраженными.

Кроме того, сигаретная обертка, содержащая наноцеллюлозную пленку, может содержать отдельную добавку, причем добавка может представлять собой наполнитель и/или улучшитель горения.

Наполнитель повышает белизну или непрозрачность, регулирует пористость, улучшает тактильные ощущения и пригодность к нанесению печатной информации, а также дополнительно снижает запах бумаги. В качестве примера наполнителя, обладающего такой функциональностью, можно привести карбонат кальция (CaCO₃).

Кроме того, улучшитель горения способствует или препятствует горению, в качестве примера можно привести цитрат Na или цитрат K.

Сигарета, содержащая наноцеллюлозную пленку, позволяет обеспечить вкус курения, горючесть, усвояемость и технологичность изготовления сигарет за счет одновременного содержания такого наполнителя и улучшителя горения.

Согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения предложено курительное изделие, содержащее часть сигареты со средой, часть с фильтром и обертку,

в котором обертка представляет собой обертку, содержащую наноцеллюлозную пленку.

Часть сигареты со средой обычно содержит табачный материал с содержанием никотина, такой как листовой табак, и может дополнительно содержать вспомогательное вещество, такое как связующее вещество, другие добавки, ароматизатор и т.п. Например, среда сигареты, входящая в состав части сигареты со средой согласно настоящему изобретению, может быть выполнена в форме гранул, содержащих табачный материал, вспомогательное вещество и т.п.

Согласно настоящему изобретению, табачный материал представляет собой материал для генерирования аэрозоля и может представлять собой кусочки табачного листа, стебли табака, табачную пыль, образующуюся при обработке табака, и/или полоски сегментов табачного листа. Табачные листья могут представлять собой табак трубоогневой сушки и/или табак Берлей и/или восточный табак и/или сигарные листья и/или поджаренный табак, но не ограничиваются этими вариантами.

При этом часть с фильтром может содержать капсулу, содержащую благовония, или дополнительно содержать увлажнитель и т.п.

Кроме того, обертка курительного изделия согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения может представлять собой обертку части сигареты со средой, обертку части с фильтром, ободковую обертку и т.п.; предпочтительно, обертка, содержащая наноцеллюлозную пленку, представляет собой обертку части сигареты со средой или обертку, обертывающую курительное изделие в целом, что позволяет эффективно уменьшить запах бумаги или запах парения, возникающий в процессе курения традиционной сигареты и электронной сигареты.

Кроме того, как раскрыто выше, курительное изделие согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения может соответствовать сигарете сгораемого или несгораемого типа, поскольку его используют в качестве стика для традиционной или электронной сигареты.

Сначала будет рассмотрен способ изготовления сигаретной обертки согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения.

Сигаретная обертка, содержащая наноцеллюлозную пленку согласно настоящему изобретению, может быть изготовлена физическим способом, содержащим следующие этапы с 1) по 3), или химическим способом, содержащим следующие этапы с a) по d):

1) отбеливание древесной массы;

2) преобразование текучей среды в наночастицы путем столкновения текучей среды, содержащей целлюлозу из отбеленной древесной массы, под высоким давлением; и

3) нанесение и высушивание текучей среды, преобразованной в наночастицы, для получения наноцеллюлозной пленки;

a) отбеливание древесной массы;

b) физическое диспергирование текучей среды, содержащей целлюлозу из отбеленной древесной массы;

c) обработка серной кислотой или 2,2,6,6-тетраметил-1-пиперидинилокси (TEMPO) для получения дисперсии наночастиц; и

d) нанесение и высушивание дисперсии наночастиц для получения наноцеллюлозной пленки.

В целом, при отбеливании древесной массы, состоящей в основном из крупных комков целлюлозы, содержание смешанных компонентов, таких как гемицеллюлоза, включая лигнин, маннозу и ксилозу, содержащихся в ней при обесцвечивании, частично уменьшается, но не может быть устранено полностью. Тем не менее, в случае наноцеллюлозы, как описано на этапах с 1) по 3) или с a) по d), другие смешанные компоненты, такие как аморфная часть целлюлозы, лигнин, гемицеллюлоза и т.д., помимо чистых кристаллов целлюлозы в процессах преобразования в наночастицы и отбеливания, в основном удаляются. Пленка, содержащая целлюлозу в качестве основного компонента, аналогична папиросной бумаге, но пленка из наноцеллюлозы, из которой удалены другие смешанные компоненты, характеризуется прочностью на разрыв и способностью к биологическому разложению.

При этом целлюлоза может быть физически или химически измельчена до малых размеров, таких как наночастицы, путем выполнения этапа 2) или этапов b) и c), и наноцеллюлоза на этапе 3) или этапе d) может быть применена аналогично общему способу изготовления полимерной пленки.

Примеры способа изготовления полимерной пленки могут включать один или более способов из группы, содержащей капельное литье, нанесение покрытия валками, нанесение покрытия ножевым устройством и нанесение покрытия прутком, и перечисленные выше примеры являются репрезентативными примерами. Тем не менее, они не ограничиваются перечисленным при условии, что способ позволяет поддерживать форму путем нанесения дисперсии материала тонким слоем на большую площадь с его последующим высушиванием для образования связи между наночастицами.

При этом, поскольку наноцеллюлозная дисперсия может быть изготовлена как водорастворимая дисперсия, она характеризуется стабильностью и экологичностью во время обработки в отличие от полимеров на основе нефти, в которых применяют другие органические растворители, и наноцеллюлозная пленка, изготовленная таким образом, может быть легко применена в процессе производства курительных изделий в виде сигарет и электронных сигарет, если изготовить рулон с нарезкой по ширине и длине согласно способу производства известной папиросной бумаги.

Хотя вышеупомянутые варианты осуществления изобретения раскрыты на примере ограниченных чертежей, специалисты в данной области техники могут вносить различные технические модификации и изменения на основе вышеупомянутого раскрытия. Например, соответствующие результаты могут быть достигнуты, если описанные способы будут осуществлены в порядке, отличающемся от раскрытого способа, и/или раскрытые элементы системы, структуры, устройства, схемы и т.д. будут скомбинированы или смешаны в форме, отличающейся от раскрытого способа, или заменены или замещены другими элементами или эквивалентами.

Поэтому другие варианты осуществления, другие примеры и эквиваленты входят в объем правовой охраны формулы изобретения, которая будет приведена ниже.

[Перечень ссылочных обозначений]

001: Наноцеллюлозная пленка.

002, 004, 005: Часть с фильтром.

003: Часть сигареты со средой (часть с нарезанным табаком).

Изобретение относится к сигаретной обертке, содержащей наноцеллюлозную пленку. При этом наноцеллюлозная пленка имеет толщину от 5 до 150 мкм. И наноцеллюлозная пленка содержит один или более из следующих видов наноцеллюлозы: нановолокна целлюлозы и нанокристаллы целлюлозы, в которой нановолокна целлюлозы и нанокристаллы целлюлозы имеют кристалличность 80% и более. Изобретение позволяет свести к минимуму образование запаха бумаги и запаха парения от сигаретной обертки, используемой в сигаретах, уменьшить неприятные ощущения курильщика и повысить удовольствие от курения. 4 н. и 6 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Сигаретная обертка, содержащая наноцеллюлозную пленку, в которой наноцеллюлозная пленка имеет толщину от 5 до 150 мкм,

в которой наноцеллюлозная пленка содержит один или более из следующих видов наноцеллюлозы: нановолокна целлюлозы и нанокристаллы целлюлозы, в которой нановолокна целлюлозы и нанокристаллы целлюлозы имеют кристалличность 80% и более.

2. Сигаретная обертка по п. 1, в которой в состав сигаретной обертки входит минеральный наполнитель и/или химическое вещество для улучшения горения.

3. Сигаретная обертка по п. 2, в которой минеральный наполнитель представляет собой карбонат кальция (СаСО₃), а химическое вещество для улучшения горения представляет собой цитрат Na или цитрат K.

4. Курительное изделие, содержащее часть сигареты со средой, часть с фильтром и сигаретную обертку, в котором сигаретная обертка представляет собой сигаретную обертку по п. 1.

5. Курительное изделие по п. 4, в котором обертка, содержащая наноцеллюлозную пленку, представляет собой обертку части сигареты со средой или обертку, обертывающую курительное изделие в целом.

6. Курительное изделие по п. 4, в котором часть с фильтром содержит увлажнитель или капсулу, содержащую благовония.

7. Курительное изделие по п. 4, в котором курительное изделие представляет собой сигарету сгораемого или несгораемого нагревательного типа.

8. Способ изготовления сигаретной обертки по п. 1, причем способ содержит следующие этапы:

1) отбеливание древесной массы;

2) преобразование текучей среды в наночастицы путем столкновения текучей среды, содержащей целлюлозу из отбеленной древесной массы; и

3) нанесение и высушивание текучей среды, преобразованной в наночастицы, для получения наноцеллюлозной пленки.

9. Способ изготовления сигаретной обертки по п. 1, причем способ содержит следующие этапы:

a) отбеливание древесной массы;

b) физическое диспергирование текучей среды, содержащей целлюлозу из отбеленной древесной массы;

c) обработка серной кислотой или 2,2,6,6-тетраметил-1-пиперидинилокси (TEMPO) для получения дисперсии наночастиц; и

d) нанесение и высушивание дисперсии наночастиц для получения наноцеллюлозной пленки.

10. Способ по п. 9, в котором этап d) выполняют с использованием одного или более способов из группы, содержащей капельное литье, нанесение покрытия валками, нанесение покрытия ножевым устройством и нанесение покрытия прутком.