КУРИТЕЛЬНОЕ ИЗДЕЛИЕ
SMOKING PRODUCT

Изобретение относится к курительному изделию с биоразлагающимся фильтром.
Курительные изделия, например сигареты, обычно содержат пригодный для курения табачный стержень, обернутый в обертку (например, сигаретную бумагу), и фильтр, прикрепленный к этому стержню посредством ободковой бумаги. Слои, которыми окружен материал фильтра, могут быть снабжены перфорацией для обеспечения вентиляции фильтра, благодаря чему основной поток дыма разбавляется воздухом.
Фильтры для курительных изделий часто состоят из двух или более аксиально выровненных сегментов для достижения особых характеристик фильтра. В зависимости от количества сегментов фильтра, такие фильтры известны как двойные, тройные и т.п. фильтры.
В качестве фильтрующего материала в фильтрах курительных изделий наиболее часто используют ацетат целлюлозы. Однако ацетат целлюлозы характеризуется слабой биоразлагаемостью как в компостированной окружающей среде, так и в стандартизованных испытаниях, например по OECD 301 В. Фильтрующие материалы с повышенной биоразлагаемостью также известны, например: бумага, другие нетканые (например, спутанные воздухом) целлюлозные волокна или регенерированная целлюлоза, такая как лиоцелл или вискоза.
Проблема последних фильтрующих материалов заключается в том, что они имеют гораздо более высокую эффективность задерживания фракции частиц (т.е. "смолы") из основного потока дыма, чем ацетат целлюлозы. Так как волокнистые фильтры не оказывают влияния на доставку угарного газа (моноксида углерода) в основном потоке дыма, то пропорция между доставкой моноксида углерода (в мг на курительное изделие) и доставкой частиц (в мг на курительное изделие) растет по мере повышения эффективности фильтрации. Здесь и далее частицы обозначены как ЧБВН (частицы без воды и никотина). Так как существуют верхние пределы доставки моноксида углерода и доставки ЧБВН в нормах ряда стран и в странах Европейского сообщества, то такими фильтрующими материалами ограничены уровни ЧБВН. Использование бумаги, обладающей "низкой возгораемостью" (так называемой НВ-бумаги), дополнительно приписано к этой ситуации, так как эти виды бумаги обладают тенденцией к увеличению доставки моноксида углерода (CO) при постоянных уровнях доставки ЧБВН.
Использование табака в качестве фильтрующего материала известно из ранее имевших место решений, например из французского патента FR 1270093 или использования сигарет марки "Gitanes Mais". Табачные фильтры в основном использовали для оказания влияния на вкус курительных изделий или для обеспечения особого внешнего вида мундштучного конца сигареты, похожей на сигарету без фильтра. Однако с ростом использования сигарет с фильтром предпочтения потребителей в наши дни переключились на белый цвет видимого конца фильтра.
В публикации WO 02/45531 A1 раскрыт курительный продукт, содержащий табачный фильтр с полым мундштуком. Секция фильтра на основе целлюлозы (необязательно) может быть размещена между табачным стержнем курительного продукта и табачным фильтром.
Задача изобретения состоит в создании курительного изделия с биоразлагающимся фильтром, имеющим приемлемый белый внешний цвет его мундштучного конца и достаточно низкую эффективность фильтрования частиц для обеспечения сходства с эффективностью фильтрования обычных фильтров из ацетата целлюлозы.
Эта задача решается курительным изделием, имеющим признаки первого пункта формулы изобретения. Пункт 10 формулы изобретения относится к гильзе с фильтром для самодельного курительного изделия, в результате чего получают курительное изделие, определенное в п.1. Благоприятные версии изобретения определены в зависимых пунктах формулы.
Курительное изделие по изобретению содержит: пригодный для курения табачный стержень, содержащий табак, обернутый в обертку; и фильтр, имеющий первый конец и второй конец. Курительное изделие предпочтительно является сигаретой, а обертка является сигаретной бумагой, но возможны также и другие виды курительных изделий, например сигаретки. Фильтр содержит: первый сегмент фильтра, продолжающийся до первого конца фильтра и расположенный у конца табачного стержня (сегмент фильтра, расположенный рядом с концом табачного стержня); а также второй сегмент фильтра, продолжающийся до второго конца фильтра (сегмент фильтра, смежный мундштучному концу сигареты). Первый сегмент фильтра содержит резаный или измельченный растительный материал. Второй сегмент фильтра содержит целлюлозный материал, представляющий материал фильтра. Целлюлозный материал по изобретению является материалом на основе натуральной целлюлозы или регенерированной целлюлозы, но не является производной целлюлозы, например ацетатом целлюлозы. Длина второго сегмента фильтра находится в диапазоне от 3 мм до 12 мм. Кроме того, фильтр курительного изделия по изобретению является биоразлагающимся согласно OECD 301 В.
2
2
2
2
OECD 301 является директивой Организации Экономического Сотрудничества и Развития (OECD), регламентирующей испытания химических веществ (принятой 17 июля 1992 г.), в которой описано несколько способов, обеспечивающих возможность отбора химических веществ, пригодных для биоразлагаемости в аэробной водной среде. Один из этих способов определен в части "В" директивы OECD 301. В этих испытаниях измеряют доставку CO из исследуемого образца в водной среде в аэробных условиях и соотносят с теоретическим процессом образования CO из соединения для испытаний, доводимого до полной деградации. Грубо говоря, испытания считали прошедшими полностью, если отношение измеренного количества CO и теоретически возможного количества CO увеличивалось с 10% до 60% или более за период, составлявший 10 дней. Подробную информацию см. в директиве OECD 301, которая содержит описание OECD 301 В.
Так как второй сегмент фильтра, или сегмент, смежный мундштучному концу сигареты, содержит целлюлозный материал, то его внешний вид является, в общем, белым или светлым, подобно внешнему виду мундштучного торца обычной сигареты с фильтром из ацетата целлюлозы. Этот сегмент фильтра является скорее коротким, из-за чего, в общем, высокая эффективность фильтрации на единицу длины целлюлозных материалов не приводит в результате к общей эффективности фильтрации второго сегмента фильтра, которая является слишком высокой. Первый сегмент фильтра, или сегмент фильтра, расположенный рядом с концом табачного стержня, в общем, не добавляет много к общей эффективности фильтрования фильтра, но за его счет добавляют некоторую длину к длине фильтра, чтобы общая длина фильтра выглядела привычной для потребителя, и это облегчает обработку фильтров во время изготовления. Кроме того, резаный или измельченный растительный материал первого сегмента фильтра может оказывать влияние на вкус курительного изделия.
Фильтр предпочтительно является двойным фильтром. Это означает, что он не содержит дополнительных сегментов кроме первого и второго сегментов фильтра, где каждый сегмент фильтра считается имеющим по существу постоянный состав вдоль продольной оси курительного изделия.
Обычно состав каждого сегмента фильтра может быть в основном постоянным, т.е. неизменным как по продольной оси, так и через поперечное сечение.
Примерами целлюлозного материала второго элемента фильтра являются: бумага, целлюлоза или регенерированная целлюлоза, например лиоцелл или вискоза, аэродинамического формирования. Смеси таких материалов также возможны. Кроме того, второй элемент фильтра может содержать примесь адсорбента для уменьшения компонентов в газовой фазе в основном потоке дыма, предпочтительно компонентов бумажного материала, например бумаги, содержащей активированный уголь.
В предпочтительных вариантах выполнения изобретения первый сегмент фильтра, или сегмент фильтра, расположенный рядом с концом табачного стержня, содержит резаный (или измельченный) табак или другой растительный материал, например мяту, эвкалипт и/или чай. Также возможно использование смесей табака и растительного материала (например, мяты, эвкалипта и/или чая). Существует множество способов воздействия на общий вкус курительного изделия посредством выбора соответствующего растительного материала, например соответствующей смеси для первого сегмента фильтра.
3
3
Первый сегмент фильтра может иметь плотность в диапазоне от 0,20 г/см до 0,35 г/см. Это обычно немного выше плотности табака в табачном стержне курительного изделия. На эффективность фильтрования и вкус, обеспечиваемые с помощью первого сегмента фильтра, можно оказывать влияние посредством регулирования плотности. Кроме того, более плотный фильтр воспринимается как более твердый, более похожий на обычный фильтр из ацетата целлюлозы, и более плотный фильтр является более жестким во время процесса изготовления; при этом уменьшается тенденция к потере растительных частиц из торцов первого сегмента фильтра.
Согласно недавним правилам, и, в частности, если курительное изделие является сигаретой, обертка курительного изделия может быть сигаретной бумагой, содержащей по меньшей мере одну зону, обладающую проницаемостью, меньшей, чем базовая проницаемость сигаретной бумаги. Это означает, что исходная, или базовая, проницаемость сигаретной бумаги уменьшена в определенных зонах, например, посредством нанесения покрытия. Зоны с низкой проницаемостью могут быть расположены в виде кольцеобразного рисунка. При этом низкая возгораемость (НВ) курительных изделий обеспечивается так, чтобы курительные изделия предпочтительно соответствовали требованиям ASTM E2187 и/или EN 16156:2010. В общем, курительные изделия, обладающие низкой возгораемостью (НВ), хорошо известны в данной области.
Как уже упоминалось выше, на доставку курильщику CO, выделяющегося из курительного изделия, фильтр оказывает слабое влияние (за исключением влияния посредством вентиляции), тогда как доставкой ЧБВН можно управлять с помощью фильтра. Согласно настоящему изобретению, такое управление можно обеспечить, например, посредством регулирования плотности или выбора вида целлюлозного материала во втором сегменте фильтра или посредством регулирования длины второго сегмента фильтра. Если курительное изделие имеет доставку ЧБВН 8 мг или более, то отношение CO/ЧБВН предпочтительно составляет меньше 1,3, при курении согласно условиям ISO . Если курительное изделие имеет доставку ЧБВН менее 8 мг, то отношение CO/ЧБВН предпочтительно составляет меньше 1,1, при курении согласно условиям ISO. Здесь отношение CO/ЧБВН выражено как общая доставка CO в мг на курительное изделие, деленная на общую доставку ЧБВН в мг на курительное изделие. Соответствующая норма определена в ISO 4387.
Фильтр, раскрытый выше, можно также использовать в гильзе с фильтром для самостоятельного изготовления курительного изделия, которое содержит обертку, пригодную для приема табака. Единственной разницей между курительным изделием по изобретению и такой гильзой с фильтром является то, что в гильзе отсутствует табачный наполнитель, как в коммерческой сигарете, и потребитель сам набивает гильзу желаемым табаком. Фильтр в упомянутой гильзе с фильтром может обладать всеми свойствами фильтра курительного изделия по изобретению.
Курительное изделие по изобретению может быть изготовлено, например, следующим образом.
Фильтровые стержни для вторых сегментов фильтра изготавливают на стандартной машине для изготовления бумажных фильтров из бумажного полотна, обертки ("фицеллы") и клея. Как известно специалистам, падение давления и удерживающую способность этого элемента можно контролировать посредством ширины бумажного полотна и (необязательно) тиснения или гофрирования этого полотна. В зависимости от предполагаемого типа вентиляции фильтра, фицелла может быть либо пористой, либо непористой.
Фильтровые стержни табачных заглушек для первых сегментов фильтра изготавливают на стандартной сигаретной машине из резаной или измельченной табачной мешки, обертки и клея. Такие табачные мешки обычно содержат резаный листовой табак типа Вирджиния, Берлей и/или восточного типа. Табачная мешка может дополнительно содержать резаные жилки табака. Все табачные материалы могут быть вспучены традиционными способами, известными специалисту. Обертка может быть пористой или непористой фицеллой.
Из полученных базовых фильтровых стержней может быть изготовлен стержень двойного фильтра на стандартной машине для соединения фильтров посредством использования второй пористой или непористой фицеллы и клея.
Горючий табачный стержень изготавливают на стандартной сигаретоделательной машине из табачных стержней, сигаретной бумаги и клея. Двойной фильтр прикрепляют к этому стержню посредством ободковой бумаги, которой покрывают фильтр, а также часть пригодного для курения табачного стержня.
Таким образом, в этом примере каждый сегмент фильтра обернут фицеллой; оба сегмента фильтра соединены с помощью дополнительной обертки; и полученный в результате двойной фильтр прикреплен к пригодному для курения табачному стержню ободковой бумагой.
Ниже изобретение дополнительно описано со ссылками на варианты выполнения. На чертежах:
Фиг. 1 - схематичный вид варианта выполнения курительного изделия по изобретению;
Фиг. 2 - график деградации бумаги, табака и ацетата целлюлозы сигаретных сегментов фильтра с течением времени при измерении согласно OECD 301 В.
На Фиг. 1 схематично показан вариант выполнения курительного изделия. Данное курительное изделие представляет собой сигарету 1, содержащую пригодный для курения табачный стержень 2 (состоящий из табака, обернутого в сигаретную бумагу) и двойной фильтр 3. Двойной фильтр 3 прикреплен к пригодному для курения табачному стержню 2 посредством ободковой бумаги (не показана). Двойной фильтр 3 имеет первый конец 4, смежный табачному стержню 2, и второй конец 5, являющийся мундштучным концом фильтра.
Двойной фильтр 3 содержит первый сегмент 11 фильтра со стороны конца, смежного табачному стержню, и второй сегмент 12 фильтра со стороны мундштучного конца. Первый сегмент 11 фильтра содержит резаный или измельченный растительный материал (в варианте выполнения - табачную мешку), тогда как второй сегмент 12 фильтра содержит целлюлозный материал, используемый в качестве фильтрующего материала (в варианте выполнения - бумагу). Каждый сегмент 11, 12 фильтра содержит соответствующую обертку - "фицеллу", и оба сегмента 11, 12 фильтра соединены дополнительной оберткой (не показана).
В варианте выполнения двойной фильтр 3 вентилируется продолжающимся по окружности рядом вентиляционных отверстий, расположенных в области первого сегмента 11 фильтра.
В качестве примеров были изготовлены образцы сигарет с параметрами, перечисленными ниже в Таблице 1. Столбцы "Сравнительный образец" и "Сравнительный образец II" относятся к образцам, содержащим обычный ацетатцеллюлозный фильтр (в Таблице 1 обозначен как "MonoAC") или бумажный фильтр соответственно для сравнения. Остальные четыре столбца ("Образцы табачно-бумажных фильтров") относятся к образцам по изобретению.
Все сигареты, включенные в Таблицу 1, являются длинными стандартными сигаретами с общей длиной фильтра 21 мм, общей длиной пригодного для курения табачного стержня 62 мм и диаметром 7,88 мм. Во всех случаях длина ободковой бумаги (длина ободковой бумаги) составляет 25 мм. В табачном стержне всех сигарет, включенных в Таблицу 1,содержалась стандартная Американская мешка при массе стержня 670 мг. Во всех вентилируемых образцах вентиляционные отверстия фильтра расположены на расстоянии 13 мм от мундштучного конца фильтра. Кроме того, все образцы содержали сигаретную бумагу, обладавшую НВ (низкой возгораемостью) с базовой пористостью 70 ед. CORESTA. Доставку компонентов дыма сигареты, указанных в Таблице 1, определяли согласно ISO 4387. Для измерения падения давления (ПД) вентиляционная перфорация была открыта; 1 мм водяного столба (ВС)=9,8 Па.
В образцах по изобретению табак, использовавшийся в табачном сегменте фильтра (табачной заглушке фильтра), представлял собой темную смесь воздушной сушки, содержавшую 60% вспученных жилок.
Последний столбец ("+25% мяты") в Таблице 1 относится к образцу, содержавшему в табачном сегменте фильтра лист мяты. В этом случае 25% части из пластин табака в табачной смеси в фильтрах образцов 1-3 было заменено на молотые листья мяты.
Поставленная цель - обеспечить соотношение CO/NFDPM менее 1,3 - была достигнута во всех образцах по изобретению.
2
2
Биоразлагаемость бумаги сегмента фильтра, табака сегмента фильтра и фильтра из ацетата целлюлозы образцов согласно Таблице 1 испытывали способом, описанным в OECD 301 В. Результаты представлены на Фиг. 2. На диаграмме представлена степень деградации с течением времени. Деградация выражена как отношение образовавшегося CO из соответствующего образца для испытаний к теоретической величине образования CO из образца для испытаний при условии полной деградации, как это определено в OECD 301.
Как видно из Фиг. 2, табак и бумага прошли испытания, тогда как ацетат целлюлозы их не прошел.
Таблица 1Данные, характеризующие сравнительные образцы сигарет и сигарет по изобретению, содержавших двойной фильтр, содержавший табачный и бумажный сегменты
Сравнительный образец
Сравнительный образец II
Образцы табачно-бумажных фильтров
Фильтр "MonoAC"
Бумажный фильтр
1
2
3
+25% Мяты
Параметры фильтра
Длина бумажной заглушки
мм
-
21
6
6
6
6
Масса бумажной заглушки
мм
-
152
45
40
45
45
Падение давления при использовании бумажной заглушки
мм водяного столба
-
75
18
15
18
18
Длина табачной заглушки
мм
-
-
15
15
15
15
Масса табачной заглушки
мг
-
-
183
194
183
186
ПД табачной заглушки
мм водяного столба
-
-
27
34
27
26
Длина фильтра "MonoAC"
мм
21
-
-
-
-
-
ПД фильтра "MonoAC"
мм водяного столба
70
-
-
-
-
-
Вентиляция фильтра
%
43
35
0
29
50
27
Параметры дыма при курении
Количество затяжек
7,9
7,4
7,9
7,9
9,0
8,1
ЧБВН (Смола)
мг на сигарету
8,7
6,9
11,4
10,2
6,4
8,6
Никотин в дыме
мг на сигарету
0,84
0,49
0,84
0,85
0,60
0,75
Моноксид углерода (CO)
мг на сигарету
7,8
9,9
14,6
9,2
6,9
10,5
пропорция CO/Смола
0,89
1,43
1,28
0,90
1,08
1,22