ЛИОЦЕЛЛОВЫЙ МАТЕРИАЛ, СИГАРЕТНЫЙ ФИЛЬТР, СОДЕРЖАЩИЙ ТАКОЙ МАТЕРИАЛ, И СПОСОБЫ ИХ ИЗГОТОВЛЕНИЯ Российский патент 2025 года по МПК A24D3/06 

Область техники

[1] Перекрестная ссылка на родственные заявки

[2] Настоящая заявка испрашивает приоритет на основании патентной заявки Кореи № 10-2021-0190179 от 28 декабря 2021 года, все содержание которой включено в настоящую заявку.

[3] Область техники

[4] Настоящее изобретение относится к лиоцелловому материалу, сигаретному фильтру, содержащему такой материал, и к способу их изготовления.

Уровень техники

[5] В качестве материала для сигаретных фильтров в основном используют волокно ацетата целлюлозы. Как известно, ацетат целлюлозы представляет собой биоразлагаемый материал, тем не менее, сигаретные фильтры из ацетата целлюлозы сохраняют первоначальный вид в течение одного-двух лет даже после попадания в почву, а для полного биологического разложения требуется значительное время. Учитывая количество и токсичность табачных изделий, выбрасываемых в жилую среду и остающихся в ней, а также табачных изделий, которые после использования для курения утилизируют как отходы и вывозят на свалки, необходимо дальнейшее улучшение биоразлагаемости сигаретных фильтров.

[6] С другой стороны, поскольку сигареты относятся к предметам досуга, которым пользователи наслаждаются, вдыхая образующийся при горении дым, то поддающееся оценке качество сигарет будет тем выше, чем равномернее концентрация дыма. Одним из параметров, поддающихся оценке в отношении равномерности концентрации дыма при курении, является сопротивление фильтра затяжке, которое, как известно, увеличивается пропорционально увеличению эффективности фильтрации. Другими словами, сигаретные фильтры с высоким сопротивлением затяжке обеспечивают не только отличную фильтрацию вредных веществ, но и высокую удовлетворенность пользователя (качество).

[7] Поэтому существует потребность в разработке фильтрующих материалов, способных заменить материалы из ацетата целлюлозы, применяемые в данной области, и обеспечить такие свойства фильтра, как сопротивление затяжке, на эквивалентном или более высоком уровне по сравнению с уровнем техники.

Раскрытие

Техническая задача изобретения

[8] Задачей настоящего изобретения является разработка лиоцеллового материала, который заменит доступный на рынке ацетат целлюлозы для сигаретных фильтров.

[9] Другой задачей настоящего изобретения является разработка лиоцеллового материала для сигаретного фильтра, отличающегося экологичностью производства и высокой биоразлагаемостью при утилизации.

[10] Другой задачей настоящего изобретения является разработка лиоцеллового материала для сигаретного фильтра, который в достаточной степени удовлетворяет или превышает требования к характеристикам (например, сопротивлению затяжке) материала для сигаретных фильтров.

[11] Другой задачей настоящего изобретения является разработка лиоцеллового фильтра для сигарет.

[12] Другой задачей настоящего изобретения является разработка лиоцеллового фильтра для (ультра)тонких сигарет.

[13] Другой задачей настоящего изобретения является разработка сигареты, содержащей лиоцелловый фильтр.

[14] Другой задачей настоящего изобретения является улучшение технологичности производства лиоцеллового материала, фильтров и сигарет.

[15] Вышеперечисленные и другие задачи настоящего изобретения могут быть решены настоящим изобретением, подробно раскрытым ниже.

Технические решения

[16] Один из вариантов осуществления настоящего изобретения относится к способу производства лиоцеллового материала. Лиоцелловый материал может быть использован для изготовления сигаретных фильтров.

[17] В частности, способ содержит следующие этапы: прядение лиоцеллового прядильного раствора; коагуляцию выпряденного лиоцеллового прядильного раствора для получения лиоцеллового мультифиламента; промасливание лиоцеллового мультифиламента; и процесс придания извитости, заключающийся в помещении обработанного лиоцеллового мультифиламента в машину для придания извитости, так чтобы на лиоцелловый мультифиламент воздействовал пар и давление валика.

[18] В этом способе один или несколько процессов могут быть выполнены в условиях, контролируемых таким образом, чтобы одинарная тонкость нитей, составляющих лиоцелловый мультифиламент (например, промасленный мультифиламент), находилась в предварительно заданном диапазоне. Например, одинарная тонкость нитей, составляющих лиоцелловый мультифиламент, может составлять больше 4,0 денье и 8,0 денье и менее.

[19] В этом способе процесс придания извитости может быть выполнен до соответствия коэффициенту извитости, выраженному формулой 1 ниже:

[20] Формула 1

[21] 1,01 ≤ коэффициент извитости ≤ 1,30

[22] Согласно формуле 1, коэффициент извитости рассчитывают как V₁/V₀, где V₀ - скорость движения нити перед подачей промасленного мультифиламента в машину для придания извитости, и V₁ - скорость движения нити, захваченной валиком в машине для придания извитости.

[23] Далее будет детально раскрыт способ изготовления лиоцеллового материала в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения.

[24] Процесс прядения лиоцеллового прядильного раствора

[25] Этот процесс представляет собой процесс прядения лиоцеллового прядильного раствора, то есть лиоцеллового прядильного раствора, содержащего целлюлозу (или целлюлозную массу) и N-метилморфолин-оксид (NMMO).

[26] Доступные на рынке фильтры из ацетата целлюлозы считаются основной причиной образования микропластика. Однако, поскольку растворитель на основе оксида амина, используемый в производстве лиоцелловых волокон, пригоден для переработки и способен к биоразложению даже при утилизации, лиоцелловые материалы не выделяют никаких загрязняющих веществ в процессе производства. Кроме того, лиоцелловый жгут представляет собой биоразлагаемый материал и может разлагаться в течение относительно короткого периода времени, поэтому лиоцелл является более экологичным материалом, чем ацетат целлюлозы.

[27] В одном из вариантов осуществления изобретения количество целлюлозы в прядильном растворе может составлять от 5 до 15 масс.% на 100 масс.% от общей массы раствора. Если количество целлюлозы слишком мало, трудно получить нужные характеристики лиоцеллового волокна, а если количество превышает верхний предел диапазона, трудно обеспечить растворение в растворителе. В одном из вариантов осуществления изобретения количество целлюлозы в прядильном растворе может составлять по меньшей мере 6 масс.%, по меньшей мере 7 масс.%, по меньшей мере 8 масс.%, по меньшей мере 9 масс.% или по меньшей мере 10 масс.%, а верхний предел может составлять, например, 14 масс.% и менее, 13 масс.% и менее, 12 масс.% и менее, 11 масс.% и менее, 10 масс.% и менее, или 9 масс.% и менее.

[28] В одном из вариантов осуществления изобретения прядильный раствор может содержать водный раствор N-метилморфолин-N-оксида (NMMO). Водный раствор может содержать, например, от 80 до 95 масс.% N-метилморфолин-N-оксида и от 5 до 20 масс.% воды, учитывая степень растворения целлюлозы и температуру процесса.

[29] В одном из вариантов осуществления изобретения целлюлоза или целлюлозная масса может содержать альфа-целлюлозу в количестве от 85 до 97 масс.%, из расчета на 100 масс.% общей массы целлюлозы.

[30] В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения средневзвешенная степень полимеризации (DPw) целлюлозы может составлять от 600 до 1700.

[31] В процессе прядения выбор формы прядильного механизма для выгрузки прядильного раствора, по существу, не ограничен. Например, можно использовать прядильный механизм тороидальной формы.

[32] Температура сопла прядильного механизма, например, температура прядения такого механизма, может быть соответствующим образом выбрана специалистом в данной области техники. Учитывая, что вязкость прядильного раствора зависит от температуры прядения и может затруднять выгрузку, температура прядения может составлять, например, от 100°С до 120°С или от 100°С до 110°С.

[33] В одном из вариантов осуществления изобретения процесс прядения прядильного раствора может осуществляться в условиях прядения, контролируемых таким образом, чтобы тонкость мононити и/или мультифиламента соответствовала заданному диапазону. Например, прядение может осуществляться в контролируемых условиях, при которых тонкость одного волокна нити может составлять больше 4,0 денье и 8,0 денье и менее. Например, одно или несколько условий прядения, а именно количество выгрузки и/или скорость прядения прядильного раствора могут быть соответствующим образом отрегулированы так, чтобы тонкость одного волокна нити, образующей лиоцелловый материал, составляла более 4,0 денье и 8,0 денье и менее. В данном случае под одинарной тонкостью нити понимают тонкость одной мононити, отделенной от мультифиламента. Кроме того, в некоторых случаях общую тонкость можно регулировать в определенном диапазоне путем изменения количества прядей нити.

[34] В некоторых вариантах осуществления изобретения тонкость одного волокна может составлять, например, 7,5 денье и менее, 7,0 денье и менее, 6,5 денье и менее, 6,0 денье и менее, 5,5 денье и менее, 5,0 денье и менее, или 4,5 денье и менее. Нижний предел может составлять, например, по меньшей мере 4,5 денье, по меньшей мере 5,0 денье, по меньшей мере 5,5 денье или по меньшей мере 6,0 денье. В этих диапазонах можно получить стабильное сопротивление затяжке и технологичность фильтров для сигарет. В частности, что подтверждается раскрытыми далее сравнительными примерами, когда тонкость одного волокна нити превышает верхние пределы этих диапазонов, сопротивление сигаретного фильтра затяжке может быть значительно снижено.

[35] Прядильный раствор, выходящий через прядильный механизм, может подвергаться раскрытому ниже процессу коагуляции.

[36] (b) Затвердевание и получение мультифиламентов

[37] На этом этапе происходит коагуляция лиоцеллового прядильного раствора, и могут быть получены лиоцелловые мультифиламенты.

[38] Для коагуляции может быть использован способ, при котором прядильный раствор вступает в контакт с воздухом и/или коагулирующей жидкостью.

[39] В одном из вариантов осуществления изобретения коагуляция может содержать: первый процесс коагуляции, заключающийся в подаче охлаждающего воздуха на выпряденный лиоцелловый раствор; и второй процесс коагуляции, заключающийся в коагулировании первого коагулированного прядильного раствора путем его добавления в коагулирующую жидкость.

[40] В способе коагуляции лиоцелловый прядильный раствор, выгружаемый из прядильного механизма, сначала коагулируют в пространстве (части воздушного зазора) между прядильным механизмом и коагуляционной ванной. Например, охлаждающий воздух можно подавать в часть воздушного зазора из части воздушного охлаждения, расположенной внутри прядильного механизма, в направлении от внутренней к внешней части прядильного механизма. Кроме того, первая коагуляция может быть достигнута с помощью так называемого метода воздушного охлаждения или других методов, известных в данной области.

[41] В одном из вариантов осуществления изобретения верхний предел температуры охлаждающего воздуха, используемого для первой коагуляции, может составлять, например, 15°C и ниже. В некоторых вариантах осуществления изобретения охлаждающий воздух может представлять собой воздух с температурой 14°C и ниже, 13°C и ниже, 12°C и ниже, 11°C и ниже, или 10°C и ниже. Если температура выходит за эти пределы, коагуляция прядильного раствора может оказаться недостаточной, а технологичность прядения - низкой.

[42] Нижний предел охлаждающего воздуха может быть определен с учетом технологичности прядения и/или однородности поперечного сечения нити. Например, если температура охлаждающего воздуха ниже 4°C, поверхность прядильного механизма охлаждается, поверхность нити становится неровной, и технологичность прядения также ухудшается. В этом аспекте охлаждающий воздух может иметь температуру по меньшей мере 5°C, по меньшей мере 6°C, по меньшей мере 7°C, по меньшей мере 8°C или по меньшей мере 9°C.

[43] Степень подачи охлаждающего воздуха можно регулировать с учетом достаточной коагуляции, технологичности прядения и влияния на физические свойства нити. Например, воздух можно подавать в прядильный раствор с расходом воздуха от 70 Нм³/ч до 300 Нм³/ч. В некоторых вариантах осуществления изобретения расход воздуха может составлять по меньшей мере 100 Нм³/ч или по меньшей мере 150 Нм³/ч, и верхний предел расхода воздуха может составлять, например, 250 Нм³/ч и менее или 200 Нм³/ч и менее.

[44] После первой коагуляции, как раскрыто выше, охлажденный прядильный раствор может быть подан в коагуляционный резервуар или ванну, содержащие коагулирующую жидкость (вторая коагуляция). Для надлежащей коагуляции температура коагулирующей жидкости может составлять, например, 30°C и ниже или 25°C и ниже. В некоторых вариантах осуществления изобретения температура коагулирующей жидкости может составлять по меньшей мере 10°C, по меньшей мере 15°C или по меньшей мере 20°C. Поддержание таких температур позволяет поддерживать скорость коагуляции на должном уровне.

[45] Выбор типа коагулирующей жидкости для второй коагуляции, как раскрыто выше, по существу не ограничен. Например, коагулирующая жидкость может содержать воду и/или N-метилморфолин-N-оксид (NMMO).

[46] Несмотря на отсутствие ограничений по существу, если коагулирующая жидкость содержит воду и NMMO, количество воды в коагулирующей жидкости может составлять от 60 до 90 масс.%, а количество NMMO в этой жидкости может составлять от 10 до 40 масс.%. В альтернативном варианте коагулирующая жидкость может содержать от 70 до 80 масс.% воды и от 20 до 30 масс.% NMMO. Концентрацию коагулирующей жидкости можно контролировать и поддерживать на постоянном уровне в процессе производства с помощью датчика или аналогичного устройства.

[47] (c) Процесс промывки

[48] При необходимости мультифиламент можно промыть после процессов коагуляции и получения мультифиламента. Промывка позволяет удалить NMMO и/или другие примеси, оставшиеся в нити.

[49] Выбор способа промывки, по существу, не ограничен. Например, промывка может быть выполнена путем введения коагулированных лиоцелловых мультифиламентов в промывочный резервуар с помощью тянущего валика. В альтернативном варианте промывка может осуществляться путем распыления моющего средства при перемещении к следующему процессу с помощью тянущего валика.

[50] Выбор компонентов промывочной жидкости, по существу, не ограничен. Например, моющая жидкость может содержать воду, а также другие известные добавки.

[51] Кроме того, с учетом возможности повторного использования после промывки температура используемой промывочной жидкости может быть установлена на 100°C и ниже.

[52] (d) Процесс промасливания

[53] Этот процесс представляет собой процесс нанесения масла на поверхность нити для уменьшения трения, воздействующего на нить, и улучшения формирования извивов в процессе придания извитости, раскрытом далее.

[54] Несмотря на отсутствие особых ограничений, промасливание может быть выполнено путем погружения мультифиламента в наполненную маслом ванну таким образом, чтобы мультифиламент был полностью погружен в масло. В альтернативном варианте промасливание может быть выполнено путем распыления масляного раствора во время перемещения к следующему процессу с помощью тянущего валика.

[55] Чтобы обеспечить постоянное количество масла, наносимого на мультифиламент, после раскрытого выше промасливания может быть дополнительно выполнен процесс выдавливания масла на поверхности мультифиламента с помощью валика, расположенного до и/или после станции промасливания.

[56] В одном из вариантов осуществления изобретения промасливание может быть выполнено таким образом, чтобы количество масла составляло примерно 5 масс.% и менее, в расчете на 100 масс.% промасленного мультифиламента. В некоторых вариантах осуществления изобретения количество масла в промасленном мультифиламенте может составлять 4 масс.% и менее, 3 масс.% и менее, или 2 масс. % и менее, и может составлять по меньшей мере 0,5 масс.%, по меньшей мере 1 масс.% или по меньшей мере 2 масс.%.

[57] Выбор типа доступного масла по существу не ограничен, и можно использовать любое масло, известное в соответствующей области техники.

[58] В некоторых случаях после описанного выше промасливания масло можно высушить.

[59] В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения один или несколько процессов могут быть выполнены в условиях, контролируемых таким образом, чтобы мононить и/или мультифиламент соответствовали требуемой тонкости. Например, можно управлять процессами таким образом, чтобы одинарная тонкость нитей, составляющих лиоцелловый мультифиламент, составляла больше 4,0 денье и 8,0 денье и менее. В данном случае под одинарной тонкостью нити понимают тонкость одной мононити, отделенной от мультифиламента.

[60] В некоторых вариантах осуществления изобретения тонкость одного волокна может составлять, например, 7,5 денье и менее, 7,0 денье и менее, 6,5 денье и менее, 6,0 денье и менее, 5,5 денье и менее, 5,0 денье и менее, или 4,5 денье и менее. Нижний предел может составлять, например, по меньшей мере 4,5 денье, по меньшей мере 5,0 денье, по меньшей мере 5,5 денье или по меньшей мере 6,0 денье. В этих диапазонах можно получить стабильное сопротивление затяжке и технологичность фильтров для сигарет. В частности, что подтверждается раскрытыми далее сравнительными примерами, когда тонкость одного волокна нити превышает эти диапазоны, сопротивление сигаретного фильтра затяжке может быть значительно снижено.

[61] Несмотря на отсутствие особых ограничений, процесс, в котором нить контролируют на предмет предварительно заданного диапазона тонкости, может представлять собой раскрытый выше процесс прядения. В альтернативном варианте все процессы прядения, коагуляции, промывки и промасливания можно контролировать для обеспечения единого диапазона тонкости.

[62] (e) Процесс придания извитости

[63] Процесс придания извитости представляет собой процесс воздействия пара и давления с помощью валика на промасленный лиоцелловый мультифиламент для получения извитого жгута и может называться процессом свивания.

[64] Свивание придает волнистость мультифиламенту и объемные характеристики волокну. Свивание может быть выполнено с помощью известных машин для придания извитости, таких как напрессовочная и/или паровая коробка, и доступные машины для придания извитости могут представлять собой любое устройство, способное обеспечивать, например, давление пара или давление валика.

[65] В одном из вариантов осуществления изобретения придание извитости может быть выполнено путем подачи пара на лиоцелловый мультифиламент для предварительного нагрева и набухания мультифиламента, и последующего прессования мультифиламента с помощью прижимного валика для образования складок на мультифиламенте. Для подачи пара может использоваться паровая коробка, которая может быть расположена перед машиной для придания извитости.

[66] В одном из вариантов осуществления изобретения процесс придания извитости может быть выполнен таким образом, чтобы прессование мультифиламента прижимным валиком и подача пара могли выполняться одновременно.

[67] В одном из вариантов осуществления изобретения процесс придания извитости может быть выполнен путем подачи пара на лиоцелловый мультифиламент для предварительного нагрева и набухания мультифиламента, с последующим воздействием давления на мультифиламент одновременно с подачей пара с помощью прижимного валика.

[68] В одном из вариантов осуществления изобретения свивание может выполняться при подаче от 0,1 кгс/см² до 2,0 кгс/см² пара на мультифиламент перед вводом в машину для придания извитости (например, прижимной валик). В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения пар может подаваться паровой коробкой под давлением 0,2 кгс/см², по меньшей мере 0,3 кгс/см², по меньшей мере 0,4 кгс/см², по меньшей мере 0,5 кгс/см² или по меньшей мере 0,6 кгс/см². Кроме того, пар можно подавать под давлением 1,5 кгс/см² и менее, 1,4 кгс/см² и менее, 1,3 кгс/см² и менее, 1,2 кгс/см² и менее, 1,1 кгс/см² и менее, или 1,0 кгс/см² и менее. Если количество подаваемого пара или давление ниже указанных диапазонов, плавное формирование извивов может оказаться невозможным. Кроме того, если количество превышает верхние пределы, гибкость нити увеличивается, на нити в машине для придания извитости формируется избыточная извитость, и нить может не пройти через машину для придания извитости.

[69] В одном из вариантов осуществления изобретения придание извитости может осуществляться при давлении от 1,5 кгс/см² до 4,0 кгс/см² на мультифиламент, введенный в машину для придания извитости, с помощью валика. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения давление по меньшей мере 1,6 кгс/см², по меньшей мере 1,7 кгс/см², по меньшей мере 1,8 кгс/см², по меньшей мере 1,9 кгс/см², по меньшей мере 2,0 кгс/см², по меньшей мере 2.1 кгс/см², по меньшей мере 2,2 кгс/см², по меньшей мере 2,3 кгс/см², по меньшей мере 2,4 кгс/см² или по меньшей мере 2,5 кгс/см² может быть подано на мультифиламент посредством прижимного валика. В некоторых вариантах осуществления изобретения может быть приложено давление 3,9 кгс/см² и менее, 3,8 кгс/см² и менее, 3,7 кгс/см² и менее, 3,6 кгс/см² и менее, 3.5 кгс/см² и менее, 3,4 кгс/см² и менее, 3,3 кгс/см² и менее, 3,2 кгс/см² и менее, 3.1 кгс/см² и менее, 3,0 кгс/см² и менее, 2,9 кгс/см² и менее, 2,8 кгс/см² и менее, 2,7 кгс/см² и менее, 2,6 кгс/см² и менее, или 2,5 кгс/см² и менее. Если давление валика ниже нижних пределов, количество извивов может оказаться недостаточным. Кроме того, если давление валика превышает верхние пределы этих диапазонов, усилие прижима может оказаться настолько сильным, что нить не может быть плавно введена в машину для придания извитости или не может пройти через напрессовочную коробку. Под действием прижимного валика, обеспечивающего давление, на мультифиламенте могут образовываться складки.

[70] В одном из вариантов осуществления изобретения при придании извитости может применяться ножевое устройство, которое оказывает заданное давление на мультифиламент. Ножевое устройство контролирует время пребывания нити в напрессовочной коробке машины для придания извитости, что способствует формированию нужного количества извивов (что влияет на качество жгута и эффективность фильтра). Например, такое ножевое устройство может быть расположено на пути движения мультифиламента, который прижимается валиком и затем выводится из точки прижима валика.

[71] В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения придание извитости может быть выполнено путем приложения ножевым устройством давления от 0,1 кгс/см² до 2,0 кгс/см² к мультифиламенту, прошедшему через валик машины для придания извитости. В некоторых вариантах осуществления изобретения давление, оказываемое ножевым устройством, может составлять по меньшей мере 0,2 кгс/см², по меньшей мере 0,3 кгс/см², по меньшей мере 0,4 кгс/см² или по меньшей мере 0,5 кгс/см². В некоторых вариантах осуществления изобретения верхний предел давления может составлять, например, 1,5 кгс/см² и менее, 1,4 кгс/см² и менее, 1,3 кгс/см² и менее, 1,2 кгс/см² и менее, 1,1 кгс/см² и менее, или 1,0 кгс/см² и менее.

[72] В одном из вариантов осуществления изобретения придание извитости может быть выполнено при температуре от 120°С до 250°С. При слишком низкой температуре эффект стабилизации формы извива может оказаться не очень хорошим, а при слишком высокой температуре концентрация жира в напрессовочной коробке может увеличиться, что затруднит формирование извива. Поэтому, учитывая эти диапазоны давления пара и т.д., температуру можно регулировать соответствующим образом, чтобы она составляла по меньшей мере 130°С, по меньшей мере 140°С или по меньшей мере 150°С, и по меньшей мере 200°С, по меньшей мере 180°С или по меньшей мере 160°С.

[73] Как раскрыто выше, процесс придания извитости выполняют до соответствия коэффициенту извитости, выраженному формулой 1 ниже. В этом случае давление, оказываемое на нить, вводимую в машину для придания извитости, может создаваться валиком.

[74] Формула 1

[75] 1,01 ≤ коэффициент извитости ≤ 1,30

[76] Согласно формуле 1, коэффициент извитости рассчитывают как V₁/V₀, где V₀ - скорость движения нити перед подачей промасленного мультифиламента в машину для придания извитости, а V₁ - скорость прохождения нити, захваченной валиком в машине для придания извитости. В связи с этим скорость прохождения может означать скорость, с которой мультифиламент перемещают между паровым процессом и/или процессом прижимного валика после ввода в описанный выше процесс придания извитости (или ввода в машину для придания извитости).

[77] Способ, выполняемый в условиях, удовлетворяющих формуле 1, может обеспечить равномерную извитость жгута. Например, что подтверждается раскрытым далее экспериментом, верхняя и нижняя границы диапазона количества извивов жгута, рассчитанные по среднему арифметическому жгута согласно примерам, изготовленного в условиях, удовлетворяющих формуле 1, ближе друг к другу, чем соответствующие границы сравнительных примеров (т.е. обеспечивается однородность жгута). Кроме того, жгут согласно настоящему изобретению, в котором извивы сформированы равномерно, может обеспечить равномерное расположение волокон или прядей волокон при изготовлении сигаретного фильтра. Соответственно, может быть обеспечен высокий уровень сопротивления затяжке, как будет раскрыто далее.

[78] Кроме того, способ, осуществляемый в условиях, удовлетворяющих формуле 1, позволяет получить извивы жгута хорошей формы, что подтверждается раскрытыми далее экспериментами. Извитый жгут хорошей формы способен улучшить сопротивление затяжке.

[79] С другой стороны, если диапазон формулы 1 не соблюдается, условия изготовления жгута становятся несоответствующими, и поэтому жгут не может быть изготовлен; или даже если жгут может быть изготовлен, форма жгута получается плохой, и технологичность сигаретного фильтра снижается вследствие неоднородности жгута. В результате получение фильтра с превосходным сопротивлением затяжке затрудняется.

[80] (f) Прочие процессы

[81] После придания извитости можно выполнить соответствующую последующую обработку.

[82] В одном из вариантов осуществления изобретения может быть дополнительно выполнено второе промасливание (g). Второе промасливание может предотвратить возникновение статического заряда в жгуте и обеспечить гибкость жгута. Второе промасливание может быть выполнено аналогично или в соответствии с раскрытым выше промасливанием (d).

[83] В одном из вариантов осуществления изобретения может быть дополнительно выполнена сушка (h). Сушка может проводиться, например, при температуре от 100 °C до 130 °C. Выбор способа сушки или способа по существу не ограничен, и способ может быть осуществлен с применением известных методик. Например, на жгут может подаваться горячий воздух, или жгут можно пропускать через помещение с регулируемой температурой или оставить на определенное время времени в таком помещении.

[84] Согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения способ, содержащий этап придания извитости, как раскрыто выше, позволяет получить жгут, содержащий от 20 до 50 извивов на дюйм. Например, количество извивов может составлять по меньшей мере 25 шт./дюйм, по меньшей мере 30 шт./дюйм, по меньшей мере 35 шт./дюйм, по меньшей мере 40 шт./дюйм или по меньшей мере 45 шт./дюйм, а верхний предел может составлять, например, 45 шт./дюйм и менее, 40 шт./дюйм и менее, 35 шт./дюйм и менее, 30 шт./дюйм и менее, или 25 шт./дюйм и менее. Количество извивов и их равномерность можно регулировать в раскрытом выше процессе придания извитости, например, посредством коэффициента извитости и т.д. Извитый жгут, изготовленный в соответствии со способом изготовления согласно настоящему изобретению, не только содержит указанное количество извивов, но также содержит равномерно сформированные извивы, поэтому при изготовлении сигаретного фильтра может быть обеспечен высокий уровень сопротивления затяжке, как раскрыто ниже.

[85] Согласно настоящему изобретению может быть предложен лиоцелловый материал (жгут) с тонкостью, подходящей для изготовления сигаретного фильтра и обеспечения его функциональности. Общая тонкость жгута зависит от количества нитей, которые могут быть введены в обертку фильтра. Если общая тонкость слишком мала, может не удаться поместить достаточное количество нитей в обертку фильтра, что приведет к снижению сопротивления затяжке. Если общая тонкость слишком высока, количество наполнителя в обертке фильтра становится слишком большим, что приводит к разрыву обертки фильтра, или возникают трудности с контролем количества наполнителя для достижения требуемого для фильтра сопротивления затяжке. В связи с этим, в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения может быть предложен извитый жгут общей тонкостью от 15 000 до 35 000 денье. Например, нижний предел общей тонкости может составлять по меньшей мере 16 000, по меньшей мере 17 000, по меньшей мере 18 000, по меньшей мере 19 000 или по меньшей мере 20 000, а верхний предел может составлять, например, 30 000 и менее, или 25 000 и менее.

[86] Если тонкость жгута находится вне этих диапазонов, технологичность изготовления сигаретных фильтров, как в сравнительных примерах, которые будут раскрыты далее, будет не очень высока (непрерывный процесс резания невозможен), и количество жгута, помещаемого в обертку фильтра при изготовлении сигаретных фильтров, окажется недостаточным или избыточным, что затруднит получение достаточных свойств фильтра (например, сопротивления затяжке). В альтернативном варианте, если общая тонкость жгута выходит за пределы диапазонов, количество наполнителя в обертке фильтра становится слишком большим, что приводит к разрыву обертки фильтра, или возникают трудности с контролем количества вводимого жгута для достижения требуемого для фильтра сопротивления затяжке.

[87] В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения тонкость лиоцеллового мультифиламента можно регулировать до соответствующего значения в зависимости от длины окружности фильтра.

[88] Например, если лиоцелловый материал используют в (ультра)тонком фильтре (например, длина окружности фильтрующего стержня составляет 19 мм и менее), общая тонкость лиоцеллового мультифиламента может составлять от 15 000 до 25 000 денье. В некоторых вариантах осуществления изобретения общая тонкость лиоцеллового мультифиламента, используемого в ультратонком фильтре, может составлять по меньшей мере 16 000 денье, по меньшей мере 17 000 денье, по меньшей мере 18 000 денье, по меньшей мере 19 000 денье, по меньшей мере 20 000 денье, по меньшей мере 21 000 денье, по меньшей мере 22 000 денье, по меньшей мере 23 000 денье, или по меньшей мере 24 000 денье, и 24 000 денье и менее, 23 000 денье и менее, 22 000 денье и менее, 21 000 денье и менее, 20 000 денье и менее, 19 000 денье и менее, 18 000 денье и менее, 17 000 денье и менее, или 16 000 денье и менее. В этом случае тонкость одной лиоцелловой мононити может составлять по меньшей мере 4,5 денье, например, по меньшей мере 5,0 денье, по меньшей мере 5,5 денье, по меньшей мере 6,0 денье, по меньшей мере 6,5 денье, по меньшей мере 7,0 денье или по меньшей мере 7,5 денье.

[89] Как раскрыто выше, настоящее изобретение позволяет получить лиоцелловый материал с общей тонкостью в этих диапазонах, например, с тонкостью, позволяющей получить характеристики фильтра, подходящие для (ультра)тонкого фильтра.

[90] Общая тонкость жгута может определяться тонкостью одной нити и количеством извивов. В способе согласно настоящему изобретению тонкость одного волокна и количество извивов можно регулировать раскрытым выше способом, и, соответственно, можно обеспечить общую тонкость жгута, пригодного для изготовления сигаретного фильтра, и его функциональность.

[91] Один из аспектов настоящего изобретения относится к лиоцелловому материалу. Лиоцелловый материал может быть изготовлен с применением процесса, соответствующего по меньшей мере Формуле 1.

[92] В некоторых вариантах осуществления изобретения лиоцелловый материал может представлять собой или содержать извитый жгут, изготовленный путем ввода его в машину для придания извитости таким образом, чтобы придание извитости выполнялось в условиях, соответствующих коэффициенту извитости, выраженному приведенной ниже формулой 1.

[93] Формула 1

[94] 1,01 ≤ коэффициент извитости ≤ 1,30

[95] в котором, согласно формуле 1, коэффициент извитости рассчитывают как V₁/V₀, где V₀ - скорость движения нити перед подачей мультифиламента в машину для придания извитости, и V₁ - скорость прохождения нити, захваченной валиком в машине для придания извитости.

[96] В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения жгут может содержать от 20 до 50 извивов на дюйм и общую тонкость от 15 000 до 35 000 денье. Более конкретные цифры соответствуют раскрытым выше.

[97] В одном из вариантов осуществления изобретения жгут, т.е. извитый лиоцелловый мультифиламент, может иметь общую тонкость от 15 000 до 35 000 денье. В некоторых вариантах осуществления изобретения общая тонкость мультифиламента может составлять от 15 000 до 25 000 денье. Более конкретные цифры соответствуют раскрытым выше.

[98] В одном из вариантов осуществления изобретения одинарная тонкость нитей, составляющих лиоцелловый мультифиламент, может составлять больше 4,0 денье и 8,0 денье и менее. Более конкретные цифры соответствуют раскрытым выше.

[99] В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения, как раскрыто выше, тонкость лиоцеллового мультифиламента можно регулировать до соответствующего значения в зависимости от длины окружности фильтра.

[100] Например, если лиоцелловый материал используют в (ультра)тонком фильтре (например, длина окружности фильтрующего стержня составляет 19 мм и менее), общая тонкость лиоцеллового мультифиламента может составлять от 15 000 до 25 000 денье. В некоторых вариантах осуществления изобретения общая тонкость лиоцеллового мультифиламента, используемого в ультратонком фильтре, может составлять по меньшей мере 16 000 денье, по меньшей мере 17 000 денье, по меньшей мере 18 000 денье, по меньшей мере 19 000 денье, по меньшей мере 20 000 денье, по меньшей мере 21 000 денье, по меньшей мере 22 000 денье, по меньшей мере 23 000 денье, или по меньшей мере 24 000 денье, и 24 000 денье и менее, 23 000 денье и менее, 22 000 денье и менее, 21 000 денье и менее, 20 000 денье и менее, 19 000 денье и менее, 18 000 денье и менее, 17 000 денье и менее, или 16 000 денье и менее. В этом случае тонкость одной лиоцелловой мононити может составлять по меньшей мере 4,5 денье, например, по меньшей мере 5,0 денье, по меньшей мере 5,5 денье, по меньшей мере 6,0 денье, по меньшей мере 6,5 денье, по меньшей мере 7,0 денье или по меньшей мере 7,5 денье.

[101] В одном из вариантов осуществления изобретения лиоцелловый материал может быть изготовлен с применением раскрытого выше способа изготовления лиоцеллового материала. В некоторых вариантах осуществления изобретения он может быть изготовлен с применением всех процессов прядения, коагуляции, промывки, промасливания и свивания.

[102] Прочие описания, касающиеся лиоцеллового материала, аналогичны раскрытиям, касающимся способа изготовления лиоцеллового материала. Соответственно, эти описания будут опущены.

[103] Один из вариантов осуществления настоящего изобретения относится к способу изготовления фильтра для сигареты. Способ может представлять собой способ, в который входят все способы изготовления лиоцеллового материала.

[104] В частности, способ содержит следующие этапы: прядение лиоцеллового прядильного раствора; коагуляцию выпряденного лиоцеллового прядильного раствора для получения лиоцеллового мультифиламента; промасливание лиоцеллового мультифиламента; процесс придания извитости, заключающийся в помещении промасленного лиоцеллового мультифиламента в машину для придания извитости, так чтобы на лиоцелловый мультифиламент воздействовал пар и давление валика, и изготовление фильтра с использованием извитого жгута.

[105] Что касается способа изготовления фильтра для сигареты (в частности, способа изготовления лиоцеллового материала), то по меньшей мере один из процессов может быть выполнен в условиях, контролируемых таким образом, чтобы тонкость лиоцеллового мультифиламента (например, промасленного лиоцеллового мультифиламента) соответствовала предварительно заданному диапазону. Например, один или несколько процессов, входящих в способ согласно настоящему изобретению, могут быть выполнены в условиях, контролируемых таким образом, что тонкость мононити, составляющей мультифиламент, составляла более 4,0 денье и 8,0 денье и менее.

[106] Среди процессов, относящихся к способу изготовления фильтра для сигареты, процессы, дублирующие раскрытые выше процессы в отношении лиоцеллового материала, будут опущены, поскольку их содержание одинаково.

[107] В детальном примере настоящего изобретения процесс придания извитости может быть выполнен до соответствия коэффициенту извитости, выраженному формулой 1 ниже:

[108] Формула 1

[109] 1,01 ≤ коэффициент извитости ≤ 1,30

[110] в котором, согласно формуле 1, коэффициент извитости рассчитывают как V₁/V₀, где V₀ - скорость движения нити перед подачей промасленного мультифиламента в машину для придания извитости, и V₁ - скорость прохождения нити, захваченной валиком в машине для придания извитости.

[111] В одном из вариантов осуществления изобретения жгут может содержать от 20 до 50 извивов на дюйм. Детальное описание аналогично раскрытому выше. Таким образом, соответствующее описание будет опущено.

[112] Процесс изготовления фильтра, выполняемый после процесса придания извитости, может быть выполнен специалистом в данной области техники с использованием известных способов. Например, фильтр может быть изготовлен путем формирования стержня с заполненной жгутом оберткой (может называться намоточной бумагой, фильтровальной бумагой или оберткой для фильтра). В альтернативном варианте фильтр может быть изготовлен путем обрезания фильтровальной бумаги, заполненной жгутом в форме стержня, на соответствующую длину.

[113] Обертка может представлять собой пористую или непористую бумагу, в которую завернут раскрытый выше лиоцелловый жгут (т.е. по меньшей мере промасленный и извитый жгут), и которая способна сохранять форму фильтра (например, столбика или цилиндра).

[114] В одном из вариантов осуществления изобретения, в котором используют пористую обертку, обертка может иметь пористость от 10 единиц Кореста (CU) до 50 000 CU. В частности, нижний предел пористости обертки может составлять, например, по меньшей мере 1000 CU, по меньшей мере 5000 CU, по меньшей мере 10000 CU, по меньшей мере 15000 CU, по меньшей мере 20000 CU, по меньшей мере 25000 CU, по меньшей мере 30000 CU, по меньшей мере 35000 CU, по меньшей мере 40000 CU, или по меньшей мере 45000 CU, а верхний предел может составлять, например, 45000 CU и менее, 40000 CU и менее, 35000 CU и менее, 30000 CU и менее, 25000 CU и менее, 20000 CU и менее, 15000 CU и менее, 10000 CU и менее, или 5000 CU и менее.

[115] В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения фильтр для сигарет может иметь определенную форму и размер.

[116] Например, фильтр может иметь форму стержня. В некоторых вариантах осуществления изобретения фильтр для сигареты может иметь цилиндрическую форму.

[117] В некоторых вариантах осуществления изобретения длина фильтра может составлять, например, от 10 до 150 мм. В некоторых вариантах осуществления нижний предел длины фильтра может составлять 20 мм, по меньшей мере 30 мм, по меньшей мере 40 мм, по меньшей мере 50 мм, по меньшей мере 60 мм, по меньшей мере 70 мм, по меньшей мере 80 мм, по меньшей мере 90 мм, по меньшей мере 100 мм, по меньшей мере 110 мм, по меньшей мере 120 мм, по меньшей мере 130 мм, по меньшей мере 140 мм или по меньшей мере 150 мм. Верхний предел длины фильтра может составлять 150 мм и менее, 140 мм и менее, 130 мм и менее, 120 мм и менее, 110 мм и менее, 100 мм и менее, 90 мм и менее, 80 мм и менее, 70 мм и менее, 60 мм и менее, 50 мм и менее, 40 мм и менее, 30 мм и менее, или 20 мм и менее.

[118] В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения фильтр такой длины может иметь круглое поперечное сечение, и длина окружности круглого поперечного сечения может составлять от 10 до 30 мм. Например, нижний предел длины окружности фильтра может составлять по меньшей мере 15 мм, по меньшей мере 20 мм или по меньшей мере 25 мм, а верхний предел может составлять 25 мм и менее, 20 мм и менее, или 15 мм и менее.

[119] Несмотря на отсутствие особых ограничений, перед заполнением фильтровальной бумаги жгутом жгут может быть распушен или обработан пластификатором.

[120] В одном из вариантов осуществления изобретения фильтр для сигареты, изготовленный в соответствии со способом, может иметь сопротивление затяжке по меньшей мере 375 мм H₂O, измеряемому в соответствии с KS H ISO 6565. В некоторых вариантах осуществления изобретения сопротивление затяжке фильтра для сигареты может составлять по меньшей мере 380 мм H₂O, по меньшей мере 390 мм H₂O, по меньшей мере 400 мм H₂O, по меньшей мере 410 мм H₂O, по меньшей мере 420 мм H₂O, по меньшей мере 430 мм H₂O, по меньшей мере 440 мм H₂O, по меньшей мере 450 мм H₂O, по меньшей мере 460 мм H₂O, или по меньшей мере 470 мм H₂O. Верхний предел сопротивления затяжке может составлять, например, 810 мм H₂O и менее. В некоторых вариантах осуществления изобретения верхний предел сопротивления затяжке может составлять, например, 800 мм H₂O и менее, 750 мм H₂O и менее, 700 мм H₂O и менее, 650 мм H₂O и менее, 600 мм H₂O и менее, 550 мм H₂O и менее, 500 мм H₂O и менее, 450 мм H₂O и менее, или 400 мм H₂O и менее.

[121] Несмотря на отсутствие особых ограничений, сопротивление затяжке может быть измерено для фильтрующего стержня с длиной окружности от 10 до 30 мм или от 15 до 27 мм. Длина окружности фильтра для сигареты может быть определена на основании количества извивов жгута, качества жгута (например, однородности формы извива) и т.д., а сопротивление затяжке может быть определено на основании тонкости и формы поперечного сечения.

[122] Несмотря на отсутствие особых ограничений, сопротивление затяжке может быть измерено для фильтрующего стержня, содержащего обертку с пористостью от 5000 до 15000 CU и имеющего длину от 60 до 150 мм.

[123] Несмотря на отсутствие особых ограничений, сопротивление затяжке можно измерить для фильтра в форме стержня массой от 300 до 1000 мг, от 400 до 900 мг, от 500 до 800 мг или от 600 до 700 мг.

[124] Как раскрыто выше, настоящее изобретение позволяет получить лиоцелловый материал с тонкостью в указанных диапазонах, например, с тонкостью, позволяющей получить характеристики фильтра, подходящие для (ультра)тонкого фильтра. Сигаретный фильтр, содержащий такой лиоцелловый материал, может характеризоваться требуемым сопротивлением затяжке.

[125] Например, если лиоцелловый материал используют в (ультра)тонком фильтре (напр, длина окружности фильтрующего стержня составляет 19 мм и менее, в частности, верхний предел длины окружности составляет, например, 18,5 мм и менее, 18 мм и менее, 17,5 мм и менее, 17 мм и менее, или 16,5 мм и менее, а нижний предел длины окружности составляет, например, по меньшей мере 15.0 мм, по меньшей мере 15,5 мм, по меньшей мере 16,5 мм, по меньшей мере 17,0 мм, по меньшей мере 17,5 мм, по меньшей мере 18,0 мм или по меньшей мере 18,5 мм), общая тонкость лиоцеллового мультифиламента может составлять от 15 000 до 25 000 денье. В некоторых вариантах осуществления изобретения общая тонкость лиоцеллового мультифиламента, используемого в ультратонком фильтре, может составлять по меньшей мере 16 000 денье, по меньшей мере 17 000 денье, по меньшей мере 18 000 денье, по меньшей мере 19 000 денье, по меньшей мере 20 000 денье, по меньшей мере 21 000 денье, по меньшей мере 22 000 денье, по меньшей мере 23 000 денье, или по меньшей мере 24 000 денье, и 24 000 денье и менее, 23 000 денье и менее, 22 000 денье и менее, 21 000 денье и менее, 20 000 денье и менее, 19 000 денье и менее, 18 000 денье и менее, 17 000 денье и менее, или 16 000 денье и менее. В этом случае тонкость одной лиоцелловой мононити может составлять по меньшей мере 4,5 денье, например, по меньшей мере 5,0 денье, по меньшей мере 5,5 денье, по меньшей мере 6,0 денье, по меньшей мере 6,5 денье, по меньшей мере 7,0 денье или по меньшей мере 7,5 денье. Для фильтра сигареты, содержащего лиоцелловый материал такой тонкости, сопротивление затяжке, измеренное в соответствии с KS H ISO 6565, может составлять по меньшей мере 375 мм H₂O. В некоторых вариантах осуществления изобретения фильтр для сигареты может иметь сопротивление затяжке по меньшей мере 380 мм H₂O, по меньшей мере 390 мм H₂O, по меньшей мере 400 мм H₂O, по меньшей мере 410 мм H₂O, по меньшей мере 420 мм H₂O, по меньшей мере 430 мм H₂O, по меньшей мере 440 мм H₂O, по меньшей мере 450 мм H₂O, по меньшей мере 460 мм H₂O, по меньшей мере 470 мм H₂O, по меньшей мере 480 мм H₂O, по меньшей мере 490 мм H₂O, по меньшей мере 500 мм H₂O, по меньшей мере 510 мм H₂O, по меньшей мере 520 мм H₂O, по меньшей мере 530 мм H₂O, по меньшей мере 540 мм H₂O, по меньшей мере 550 мм H₂O, по меньшей мере 560 мм H₂O, по меньшей мере 570 мм H₂O, по меньшей мере 580 мм H₂O, по меньшей мере 590 мм H₂O, или по меньшей мере 600 мм H₂O. При этом верхний предел сопротивления затяжке может составлять, например, 810 мм H₂O и менее, или 800 мм H₂O и менее, 750 мм H₂O и менее, 700 мм H₂O и менее, или 650 мм H₂O и менее.

[126] Фильтр, имеющий такие диапазоны сопротивления затяжке, может обеспечить равномерную концентрацию дыма и отличную работу фильтра при курении сигареты пользователем.

[127] Один из вариантов осуществления настоящего изобретения относится к фильтру для сигареты. Фильтр для сигареты содержит лиоцелловый материал, причем лиоцелловый материал может быть аналогичен раскрытому выше.

[128] В некоторых вариантах осуществления изобретения лиоцелловый материал может представлять собой извитый жгут, изготовленный путем ввода его в машину для придания извитости таким образом, чтобы придание извитости выполнялось в условиях, соответствующих коэффициенту извитости, выраженному приведенной ниже формулой 1.

[129] Формула 1

[130] 1,01 ≤ коэффициент извитости ≤ 1,30

[131] в котором, согласно формуле 1, коэффициент извитости рассчитывают как V₁/V₀, где V₀ - скорость движения нити перед подачей мультифиламента в машину для придания извитости, и V₁ - скорость прохождения нити, захваченной валиком в машине для придания извитости.

[132] В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения жгут может содержать от 20 до 50 извивов на дюйм и общую тонкость от 15 000 до 35 000 денье. Более конкретные цифры соответствуют раскрытым выше.

[133] В одном из вариантов осуществления изобретения лиоцелловый материал, содержащий фильтр для сигареты может быть изготовлен с применением раскрытого выше способа изготовления лиоцеллового материала. В некоторых вариантах осуществления изобретения он может быть изготовлен с применением всех процессов прядения, коагуляции, промывки, промасливания и свивания.

[134] В одном из вариантов осуществления фильтр для сигареты может дополнительно содержать связующее вещество. Другими словами, фильтр для сигареты может содержать лиоцелловый материал; и обертку, окружающую лиоцелловый материал. Описание обертки аналогично раскрытому выше. Таким образом, соответствующее описание будет опущено.

[135] Раскрытие формы фильтра аналогично раскрытому выше. Таким образом, соответствующее описание будет опущено.

[136] В одном из вариантов осуществления изобретения фильтр для сигареты может иметь сопротивление затяжке по меньшей мере 375 мм H₂O, измеряемое в соответствии с KS H ISO 6565. В некоторых вариантах осуществления изобретения сопротивление затяжке фильтра для сигареты может составлять по меньшей мере 380 мм H₂O, по меньшей мере 390 мм H₂O, по меньшей мере 400 мм H₂O, по меньшей мере 410 мм H₂O, по меньшей мере 420 мм H₂O, по меньшей мере 430 мм H₂O, по меньшей мере 440 мм H₂O, по меньшей мере 450 мм H₂O, по меньшей мере 460 мм H₂O, или по меньшей мере 470 мм H₂O. Верхний предел сопротивления затяжке может составлять, например, 810 мм H₂O и менее. В некоторых вариантах осуществления изобретения верхний предел сопротивления затяжке может составлять 800 мм H₂O и менее, 750 мм H₂O и менее, 700 мм H₂O и менее, 650 мм H₂O и менее, 600 мм H₂O и менее, 550 мм H₂O и менее, 500 мм H₂O и менее, 450 мм H₂O и менее, или 400 мм H₂O и менее.

[137] Несмотря на отсутствие особых ограничений, сопротивление затяжке может быть измерено для фильтрующего стержня с длиной окружности от 10 до 30 мм или от 15 до 27 мм. Длина окружности фильтра для сигареты может быть определена на основании количества извивов жгута, качества жгута (например, однородности формы извива) и т.д., а сопротивление затяжке может быть определено на основании тонкости и формы поперечного сечения.

[138] Несмотря на отсутствие особых ограничений, сопротивление затяжке может быть измерено для фильтрующего стержня, содержащего обертку с пористостью от 5000 до 15000 CU и имеющего длину от 60 до 150 мм.

[139] Несмотря на отсутствие особых ограничений, сопротивление затяжке можно измерить для фильтра в форме стержня массой от 300 до 1000 мг, от 400 до 900 мг, от 500 до 800 мг или от 600 до 700 мг.

[140] Как раскрыто выше, настоящее изобретение позволяет получить лиоцелловый материал с тонкостью в указанных диапазонах, например, с тонкостью, позволяющей получить характеристики фильтра, подходящие для (ультра)тонкого фильтра. Сигаретный фильтр, содержащий такой лиоцелловый материал, может характеризоваться требуемым сопротивлением затяжке.

[141] Например, если лиоцелловый материал используют в (ультра)тонком фильтре (напр, длина окружности фильтрующего стержня составляет 19 мм и менее, в частности, верхний предел длины окружности составляет, например, 18,5 мм и менее, 18 мм и менее, 17,5 мм и менее, 17 мм и менее, или 16,5 мм и менее, а нижний предел длины окружности составляет, например, по меньшей мере 15.0 мм, по меньшей мере 15,5 мм, по меньшей мере 16,5 мм, по меньшей мере 17,0 мм, по меньшей мере 17,5 мм, по меньшей мере 18,0 мм или по меньшей мере 18,5 мм), общая тонкость лиоцеллового мультифиламента может составлять от 15 000 до 25 000 денье. В некоторых вариантах осуществления изобретения общая тонкость лиоцеллового мультифиламента, используемого в ультратонком фильтре, может составлять по меньшей мере 16 000 денье, по меньшей мере 17 000 денье, по меньшей мере 18 000 денье, по меньшей мере 19 000 денье, по меньшей мере 20 000 денье, по меньшей мере 21 000 денье, по меньшей мере 22 000 денье, по меньшей мере 23 000 денье, или по меньшей мере 24 000 денье, и 24 000 денье и менее, 23 000 денье и менее, 22 000 денье и менее, 21 000 денье и менее, 20 000 денье и менее, 19 000 денье и менее, 18 000 денье и менее, 17 000 денье и менее, или 16 000 денье и менее. В этом случае тонкость одной лиоцелловой мононити может составлять по меньшей мере 4,5 денье, например, по меньшей мере 5,0 денье, по меньшей мере 5,5 денье, по меньшей мере 6,0 денье, по меньшей мере 6,5 денье, по меньшей мере 7,0 денье или по меньшей мере 7,5 денье. Для фильтра сигареты, содержащего лиоцелловый материал такой тонкости, сопротивление затяжке, измеренное в соответствии с KS H ISO 6565, может составлять по меньшей мере 375 мм H₂O. В некоторых вариантах осуществления изобретения фильтр для сигареты может иметь сопротивление затяжке по меньшей мере 380 мм H₂O, по меньшей мере 390 мм H₂O, по меньшей мере 400 мм H₂O, по меньшей мере 410 мм H₂O, по меньшей мере 420 мм H₂O, по меньшей мере 430 мм H₂O, по меньшей мере 440 мм H₂O, по меньшей мере 450 мм H₂O, по меньшей мере 460 мм H₂O, по меньшей мере 470 мм H₂O, по меньшей мере 480 мм H₂O, по меньшей мере 490 мм H₂O, по меньшей мере 500 мм H₂O, по меньшей мере 510 мм H₂O, по меньшей мере 520 мм H₂O, по меньшей мере 530 мм H₂O, по меньшей мере 540 мм H₂O, по меньшей мере 550 мм H₂O, по меньшей мере 560 мм H₂O, по меньшей мере 570 мм H₂O, по меньшей мере 580 мм H₂O, по меньшей мере 590 мм H₂O, или по меньшей мере 600 мм H₂O. При этом верхний предел сопротивления затяжке может составлять, например, 810 мм H₂O и менее, или 800 мм H₂O и менее, 750 мм H₂O и менее, 700 мм H₂O и менее, или 650 мм H₂O и менее.

[142] Фильтр, имеющий такие диапазоны сопротивления затяжке, может обеспечить равномерную концентрацию дыма и отличную работу фильтра при курении сигареты пользователем.

[143] Полезные эффекты изобретения

[144] Согласно настоящему изобретению предложен лиоцелловый материал для фильтра для сигареты, способный заменить доступный на рынке ацетат целлюлозы, и фильтр для сигареты, содержащий такой материал. В частности, настоящее изобретение обеспечивает не только превосходную биоразлагаемость, но и превосходный процесс изготовления фильтра и превосходные физические свойства табака (например, сопротивление затяжке).

[145] Принцип изобретения

[146] Здесь и далее этапы и эффекты раскрытия будут раскрыты более подробно на конкретных примерах раскрытия. Тем не менее, раскрытие дано в качестве примера, и защищаемый объем изобретения не ограничивается этим раскрытием.

[147] Примеры и сравнительные примеры

[148] Лиоцелловый материал изготовлен по технологии, раскрытой в приведенных ниже примерах и сравнительных примерах. Явно не раскрытые условия входят в защищаемый объем вышеприведенного описания.

[149] Пример 1

[150] Целлюлозную массу с содержанием альфа-целлюлозы 93,9% и средневзвешенной степенью полимеризации (DPw) 820 смешали с растворителем NMMO/H₂O с содержанием пропилгаллата 0,01 масс.% для получения прядильного раствора для производства фильтровального жгута для сигареты с концентрацией 11 масс.%. Затем температуру прядения на прядильном сопле поддерживали на уровне 110°C, количество выгрузки и скорость прядения отрегулировали таким образом, чтобы тонкость одной нити составляла 4,8 денье, после чего выпряли прядильный раствор.

[151] Прядильный раствор на нити, выходящей из прядильного сопла, поступал в коагулирующую жидкость в коагуляционной ванне (коагулирующая жидкость с концентрацией 75 масс.% воды и 25 масс.% NMMO и температурой около 25°C) через часть воздушного зазора. При этом охлаждающий воздух в части воздушного зазора сначала коагулирует прядильный раствор при температуре 8°C и расходе воздуха 200 Нм³/ч. Кроме того, концентрацию коагулирующей жидкости постоянно контролировали с помощью датчика и рефрактометра.

[152] Затем коагулированную лиоцелловую нить промывали. В частности, нить ввели в тянущий валик, и оставшийся NMMO в нити удалили промывочной жидкостью, распыляемой из промывочного устройства. Затем промытую нить погрузили в ванну с концентрацией масла 2 масс.%.

[153] Нить обрабатывали давлением 2 кгс/см² с помощью прижимного валика, установленного в секции выгрузки ванны, и помещали в машину для придания извитости для формирования складок. В некоторых вариантах осуществления изобретения коэффициент придания извитости (коэффициент извитости) был установлен равным 1,1, пар подавали в паровую коробку под давлением 0,5 кгс/см², давление валика машины для придания извитости составляло 2,5 кгс/см², и давление регулировочного ножа (ножевого устройства) было установлено на уровне 0,5 кгс/см² для изготовления жгута. При этом коэффициент придания извитости рассчитывают, как раскрыто выше.

[154] Изготовленный жгут подвергли второму промасливанию для предотвращения образования статического заряда и обеспечения гибкости, и сразу после второго промасливания полученный жгут пропустили через сушилку непрерывного действия, настроенную на 120°C, для получения сухого готового жгута. В связи с этим общая тонкость жгута указана в таблице 1.

[155] Пример 2

[156] Лиоцелловый жгут для фильтра для сигареты изготовили аналогично примеру 1 за исключением того, что тонкость одной нити составляла 5,0 денье, и коэффициент придания извитости был установлен на уровне 1,05. В связи с этим общая тонкость жгута указана в таблице 1.

[157] Пример 3

[158] Лиоцелловый жгут для фильтра для сигареты изготовили аналогично примеру 1 за исключением того, что тонкость одной нити составляла 5,0 денье, и коэффициент придания извитости был установлен на уровне 1,2. В связи с этим общая тонкость жгута указана в таблице 1.

[159] Сравнительный пример 1

[160] Лиоцелловый жгут для фильтра для сигареты изготовили аналогично примеру 1 за исключением того, что тонкость одной нити составляла 4,0 денье, и коэффициент придания извитости был установлен на уровне 1,0. В связи с этим общая тонкость жгута указана в таблице 1.

[161] Сравнительный пример 2

[162] Лиоцелловый жгут для фильтра для сигареты изготовили аналогично примеру 1 за исключением того, что тонкость одной нити составляла 4,0 денье, и коэффициент придания извитости был установлен на уровне 1,35. В связи с этим общая тонкость жгута указана в таблице 1.

[163] Сравнительный пример 3

[164] Лиоцелловый жгут для фильтра для сигареты изготовили аналогично примеру 1 за исключением того, что тонкость одной нити составляла 4,0 денье, и коэффициент придания извитости был установлен на уровне 1,5. В связи с этим общая тонкость жгута указана в таблице 1.

[165] Сравнительный пример 4

[166] Лиоцелловый жгут для фильтра для сигареты изготовили аналогично примеру 1 за исключением того, что тонкость одной нити составляла 8,5 денье. В связи с этим общая тонкость жгута указана в таблице 1.

[167] Примеры и сравнительные примеры. Оценка или измерение жгута

[168] Следующие параметры были измерены или оценены для Примеров и Сравнительных примеров, и результаты были сведены в Таблицу 1.

[169] Тонкость жгута (денье)

[170] Измеряемый жгут отобрали в виде образца длиной 2 м, оставили в помещении с постоянной температурой и влажностью при температуре 20°C и влажности 65% на 24 часа и стабилизировали. Один конец стабилизированного жгута закрепили, а к другому концу прикрепили груз массой 2 кг. Жгут выдерживали (стабилизировали) в растянутом состоянии под действием нагрузки в течение 5 секунд, после чего обрезали на 90 см для получения образца, и измерили массу образца (общая тонкость). Тонкость рассчитывали в пересчете на денье: измеренная масса × 10000. Тонкость одного волокна рассчитывали, разделив общую тонкость на количество прядей в нити.

[171] 2. Количество извивов

[172] Измерения проводились в соответствии со стандартом KS K 0326. В частности, был подготовлен образец жгута из 20 прядей с неповрежденным извивом, к которому был прикреплен предварительно подготовленный лист шлифованной бумаги (с промежутком 25 мм) с помощью целлулоидного 4% - 5% амилацетатного клея таким образом, чтобы каждая прядь отдельного волокна была растянута на 25 ± 5%, а затем оставлена до высыхания клея.

[173] Кроме того, для этого образца использовали тестер извивов, который прикладывал начальную нагрузку, эквивалентную 1,96/1000 сН (=2 мгс) на 1 Де для каждой пряди, и подсчитывали количество извивов на 25 мм. Кроме того, раскрыли верхний и нижний пределы количества извивов, измеренных для 20 прядей.

[174] 3. Форма извива

[175] Для определения формы извива образец отбирали аналогично измерению количества извивов, после чего форму, выявленную под оптическим микроскопом, подтверждали при осмотре невооруженным глазом. В некоторых вариантах осуществления изобретения было подтверждено, что извивы сформированы последовательно и равномерно в направлении ширины образца, и извив классифицировали следующим образом:

[176] Хорошо: Если извивы сформированы последовательно и равномерно в направлении ширины образца.

[177] Плохо: Если извивы не сформированы последовательно и равномерно в направлении ширины образца.

[178] 4. Технологичность изготовления фильтра для сигареты

[179] Жгут направили на предприятие по производству сигаретных фильтров, чтобы подтвердить устойчивость процесса до момента израсходования всех образцов одной партии.

[180] 5. Сопротивление затяжке и длина окружности фильтра для сигареты

[181] Стержень сигаретного фильтра изготовили с использованием жгута, изготовленного согласно Примерам и Сравнительным примерам (масса стержня: 650 мг). В некоторых вариантах осуществления изобретения лиоцелловый жгут, изготовленный согласно Примерам и Сравнительным примерам, был окружен оберткой (пористая бумага 6500 CU), и был изготовлен цилиндрический фильтрующий стержень с осевой длиной 120 мм и длиной окружности, соответствующей данным в приведенной ниже таблице.

[182] Кроме того, сопротивление затяжке каждого стержня измеряли прибором для измерения сопротивления затяжке и длины окружности в соответствии со стандартом KS H ISO 6565.

[183] [Таблица 1]

Тонкость жгута (денье) Извив жгута. Количество (шт./дюйм) Форма извива Техноло-гичность изготовле-ния сигаретного фильтра Сопротивление фильтра затяжке (мм H₂O) Длина окружности фильтра (мм) Пример 1 16,500 34-38 Хорошо Хорошо (без обрезки) 458-478 16.9 Пример 2 17,200 32-36 Хорошо Хорошо (без обрезки) 450-470 16.7 Пример 3 19,000 30-34 Хорошо Хорошо (без обрезки) 448-468 16.7 Сравнительный пример 1 Непригодно для изготовления Не поддается измерению - - - - Сравнительный пример 2 13,500 34-52 Плохо Плохо (непрерыв-ное изготовле-ние невозмож-но из-за обрезки) 360-400 16.1 Сравнительный пример 3 14,300 32-50 Плохо Плохо (непрерывное изготовление невозможно из-за обрезки) 350-380 16.9 Сравнительный пример 4 35,800 15-20 Плохо Плохо (непрерыв-ное изготовл-ение невозмож-но из-за обрезки) 250-300 17.5

[184] Как следует из таблицы 1, в Примерах, в которых условия изготовления жгута контролируют в соответствии с определенными вариантами осуществления настоящего изобретения, извивы формируют в соответствующем количестве и равномерно на соответствующем уровне, подтверждается высокое качество процесса изготовления сигаретного фильтра и возможность улучшения сопротивления фильтра затяжке.

[185] В некоторых вариантах осуществления изобретения, в случае Сравнительного примера 1, условия изготовления жгута оказались неподходящими, так что жгут не мог быть изготовлен, и характеристики фильтра не могли быть подтверждены. В сравнительных примерах 2-4 жгут можно было изготовить, но форма жгута была плохой, а количество извивов неравномерным. В результате технологичность была не очень высокой даже при изготовлении сигаретных фильтров, а характеристики (сопротивление затяжке) фильтра по сравнению с Примерами также были хуже, чем у Примеров.

Группа изобретений относится к способу изготовления лиоцеллового материала для фильтра для сигареты, лиоцелловому материалу для фильтра для сигареты, способу изготовления фильтра для сигареты и фильтру для сигареты. Способ изготовления лиоцеллового материала для фильтра для сигареты содержит: прядение лиоцеллового прядильного раствора; коагуляцию выпряденного лиоцеллового прядильного раствора для получения лиоцеллового мультифиламента; промасливание лиоцеллового мультифиламента; и процесс придания извитости, заключающийся в помещении промасленного лиоцеллового мультифиламента в машину для придания извитости так, чтобы на лиоцелловый мультифиламент воздействовал пар и давление валика, в котором одинарная тонкость нитей, составляющих лиоцелловый мультифиламент, составляет больше 4,0 денье и не более 8,0 денье. Процесс придания извитости выполняют до соответствия коэффициенту извитости (К_с), выраженному как 1,01≤К_с≤1,30 и рассчитанному как К_с=V₁/V₀, где: V₀ - скорость движения нити перед подачей промасленного мультифиламента в машину для придания извитости; V₁ - скорость прохождения нити, захваченной валиком в машине для придания извитости. Обеспечивается высокая технологичность изготовления фильтров, биоразлагаемость фильтров. 4 н. и 11 з.п. ф-лы, 1 табл., 7 пр.

1. Способ изготовления лиоцеллового материала для фильтра для сигареты, содержащий:

прядение лиоцеллового прядильного раствора;

коагуляцию выпряденного лиоцеллового прядильного раствора для получения лиоцеллового мультифиламента;

промасливание лиоцеллового мультифиламента; и

процесс придания извитости, заключающийся в помещении промасленного лиоцеллового мультифиламента в машину для придания извитости так, чтобы на лиоцелловый мультифиламент воздействовал пар и давление валика, в котором одинарная тонкость нитей, составляющих лиоцелловый мультифиламент, составляет больше 4,0 денье и не более 8,0 денье, и процесс придания извитости выполняют до соответствия коэффициенту извитости (К_с), выраженному как 1,01≤К_с≤1,30 и рассчитанному как:

К_с=V₁/V₀, где:

V₀ - скорость движения нити перед подачей промасленного мультифиламента в машину для придания извитости;

V₁ - скорость прохождения нити, захваченной валиком в машине для придания извитости.

2. Способ изготовления лиоцеллового материала для фильтра для сигареты по п. 1, в котором способ осуществляют, контролируя одно или несколько условий прядения, то есть количество выгрузки и/или скорость прядения прядильного раствора таким образом, чтобы одинарная тонкость нитей, составляющих лиоцелловый мультифиламент, составляла больше 4,0 денье и не более 8,0 денье.

3. Способ изготовления лиоцеллового материала для фильтра для сигареты по п. 1, в котором процесс придания извитости выполняют путем подачи пара под давлением от 0,1 кгс/см² до 2,0 кгс/см² на мультифиламент, введенный в машину для придания извитости.

4. Способ изготовления лиоцеллового материала для фильтра для сигареты по п. 1, в котором процесс придания извитости выполняют путем приложения давления от 1,5 кгс/см² до 4,0 кгс/см² к мультифиламенту, введенному в машину для придания извитости, с помощью валика.

5. Способ изготовления лиоцеллового материала для фильтра для сигареты по п. 1, в котором процесс придания извитости выполняют путем приложения ножевым устройством давления от 0,1 кгс/см² до 2,0 кгс/см² к мультифиламенту, прошедшему через валик машины для придания извитости.

6. Способ изготовления лиоцеллового материала для фильтра для сигареты по п. 1, в котором прядение прядильного раствора выполняют в процессе прядения лиоцеллового прядильного раствора, содержащего целлюлозную массу и N-метилморфолин-оксид (NMMO).

7. Способ изготовления лиоцеллового материала для фильтра для сигареты по п. 1, в котором коагуляция при получении лиоцеллового мультифиламента содержит: первый процесс коагуляции, заключающийся в подаче охлаждающего воздуха на выпряденный лиоцелловый раствор; и второй процесс коагуляции, заключающийся в коагулировании первого коагулированного прядильного раствора путем его добавления в коагулирующую жидкость.

8. Способ изготовления лиоцеллового материала для фильтра для сигареты по п. 7, в котором первый процесс коагуляции выполняют при подаче воздуха с температурой 15°С и ниже на лиоцелловый прядильный раствор при расходе воздуха от 70 Нм³/ч до 300 Нм³/ч.

9. Способ изготовления лиоцеллового материала для фильтра для сигареты по п. 7, в котором второй процесс коагуляции выполняют путем добавления первого коагулированного прядильного раствора в коагулирующую жидкость при температуре 30°С и ниже.

10. Способ изготовления лиоцеллового материала для фильтра для сигареты по п. 1, дополнительно содержащий этап промывки коагулированного лиоцеллового мультифиламента после получения мультифиламента и перед промасливанием.

11. Способ изготовления лиоцеллового материала для фильтра для сигареты по п. 1, в котором способ позволяет получить жгут с 20-50 извивами на дюйм.

12. Способ изготовления лиоцеллового материала для фильтра для сигареты по п. 11, в котором способ позволяет получить жгут с общей тонкостью от 15 000 до 35 000 денье.

13. Лиоцелловый материал для фильтра для сигареты, содержащий извитый жгут, изготовленный путем помещения жгута в машину для придания извитости таким образом, чтобы формирование извивов выполнялось в условиях, соответствующих коэффициенту извитости (К_с), выраженному как 1,01≤К_с≤1,30 и рассчитанному как:

К_с=V₁/V₀, где:

V₀ - скорость движения нити перед подачей промасленного мультифиламента в машину для придания извитости;

Vi - скорость прохождения нити, захваченной валиком в машине для придания извитости;

причем извитый жгут содержит от 20 до 50 извивов на дюйм, и общая тонкость составляет от 15 000 до 35 000 денье.

14. Способ изготовления фильтра для сигареты, содержащий:

прядение лиоцеллового прядильного раствора;

коагуляцию выпряденного лиоцеллового прядильного раствора для получения лиоцеллового мультифиламента;

промасливание лиоцеллового мультифиламента;

процесс придания извитости, заключающийся в помещении промасленного лиоцеллового мультифиламента в машину для придания извитости так, чтобы на лиоцелловый мультифиламент воздействовал пар и давление валика, и

изготовление фильтра из жгута, которому придана извитость, в котором одинарная тонкость нитей, составляющих лиоцелловый мультифиламент, составляет больше 4,0 денье и не более 8,0 денье, и процесс придания извитости выполняют до соответствия коэффициенту извитости (К_с), выраженному как 1,01≤К_с≤1,30 и рассчитанному как:

К_с=V₁/V₀, где:

V₀ - скорость движения нити перед подачей промасленного мультифиламента в машину для придания извитости;

V₁ - скорость прохождения нити, захваченной валиком в машине для придания извитости.

15. Фильтр для сигареты, содержащий: лиоцелловый материал, в котором лиоцелловый материал представляет собой извитый жгут, изготовленный путем помещения жгута в машину для придания извитости таким образом, чтобы формирование извивов выполнялось в условиях, соответствующих коэффициенту извитости (Кс), выраженному как 1,01≤К_с≤1,30 и рассчитанному как:

K_c=V₁/V₀, где:

V₀ - скорость движения нити перед подачей промасленного мультифиламента в машину для придания извитости;

V₁ - скорость прохождения нити, захваченной валиком в машине для придания извитости;

причем извитый жгут содержит от 20 до 50 извивов на дюйм и имеет общую тонкость от 15 000 до 35 000 денье.