АДСОРБЕНТ КОМПОНЕНТОВ ОСНОВНОГО ПОТОКА СИГАРЕТНОГО ДЫМА И СИГАРЕТНЫЙ ФИЛЬТР
ADSORBENT FOR CIGARETTE SMOKE MAIN FLOW COMPONENTS AND CIGARETTE FILTER

Область техники
Настоящее изобретение относится к адсорбенту компонентов основного потока сигаретного дыма и сигаретному фильтру, содержащему данный адсорбент.
Уровень техники
Ароматизатор добавляют к резаному табачному листу, используемому в сигарете, чтобы отрегулировать аромат и вкус. Ароматизатор содержит первичный ароматизатор в качестве источника соусирования и вторичный ароматизатор в качестве ведущего аромата. Компоненты вторичного ароматизатора обнаруживают относительно высокую летучесть и, по всей вероятности, расщепляются под действием тепла. Соответственно, когда выкуривают сигарету, содержащую вторичный ароматизатор, курящий должен ощущать аромат в меньшей степени из-за летучести вторичного ароматизатора во время хранения. Кроме того, по сравнению с сигаретой, снабженной фильтром из древесного угля (активированного угля), который поглощает компоненты основного потока сигаретного дыма, вторичный ароматизатор мигрирует в него и адсорбируется древесным углем, что приводит к частичному ухудшению аромата и вкуса. Древесный уголь с адсорбированным на нем вторичным ароматизатором обладает сниженной способностью удаления компонентов основного потока табачного дыма.
В описании патента Японии No. 3744953 предлагается табачный фильтр, содержащий капсулы с уничтожающим запах веществом, таким как активированный уголь. Эти капсулы разрушаются под действием внешней силы при гашении сигареты, чтобы освобождая уничтожающее запах вещество внутри фильтра, тем самым устранить запах дыма. Однако, поскольку в этом табачном фильтре уничтожающее запах вещество заключено в капсулы, и капсулы разрушаются под действием внешней силы при гашении сигареты после выкуривания, чтобы тем самым освободить уничтожающее запах вещество внутри фильтра, уничтожающее запах вещество не может функционировать во время выкуривания сигареты.
Описание изобретения
Целью настоящего изобретения является адсорбент и сигаретный фильтр, способный подавлять адсорбцию ароматизатора без курения и способный адсорбировать компоненты основного потока сигаретного дыма во время курения.
По одному аспекту настоящего изобретения предлагается адсорбент компонентов основного потока сигаретного дыма, характеризующийся содержащимся активированным углем в виде твердых частиц и глюкановой пленки, опирающейся на активированный уголь в виде твердых частиц.
По другому аспекту настоящего изобретения предлагается сигаретный фильтр, содержащий адсорбент компонентов основного потока сигаретного дыма по настоящему изобретению.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 - схематичный вид в сечении в увеличенном масштабе адсорбента компонентов основного потока сигаретного дыма согласно одному варианту выполнения.
Фиг.2 - схематичный вид в сечении в увеличенном масштабе часть адсорбента компонентов основного потока сигаретного дыма согласно одному варианту выполнения.
Фиг.3 - схематичный вид в продольном сечении сигареты с фильтром согласно одному варианту выполнения.
Фиг.4 - схематичный вид в продольном сечении сигареты с фильтром согласно другому варианту выполнения.
Фиг.5 - график, показывающий характеристики адсорбции ароматизатора адсорбентом по изобретению, а также пример характеристик для сравнения.
Фиг.6 - график, показывающий характеристики адсорбции ароматизатора после хранения сигареты с фильтром, содержащим адсорбент по изобретению, а также пример характеристик для сравнения.
Предпочтительные варианты выполнения изобретения
Далее настоящее изобретение описывается более подробно со ссылкой на сопровождающие чертежи. Схожие элементы обозначены одинаковыми позициями на всех чертежах и их описание не повторяется.
Адсорбент компонентов основного потока сигаретного дыма по изобретению содержит частицы активированного угля и глюкановую пленку на частицах активированного угля.
2
2
Происхождение активированного угля для использования в настоящем изобретении практически не ограничено. Возможно использование сферического или порошкообразного активированного угля с мелкими порами (диаметром 10-200 Å), полученного путем реакции с природным материалом, таким как древесный уголь или скорлупа кокосовых орехов, в качестве исходного материала, с газом или химикатом при высокой температуре. Для использования пригодны частицы активированного угля, средний диаметр которых составляет от 75 до 1000 мкм. Удельная площадь поверхности активированного угля, измеренная по методу БЭТ, предпочтительно составляет от 800 до 2000 м/г, более предпочтительно от 1000 до 1200 м/г.
Глюкановая пленка изготовлена, например, из пуллулана, мальтодекстрина, гидроксипропил-целлюлозы или подобного вещества и является водорастворимой. Чтобы глюкановая пленка была эластичной, она может содержать белок, такой как желатин, вязкий полисахарид, такой как каррагенин, геллановую камедь, камедь плодов рожкового дерева или Аравийскую камедь, моносахарид, сахарные спирты, производную целлюлозы или полиол, такой как глицерин или полиэтилен-гликоль. Такой размягчающий пленку агент может быть использован в количестве от 0,1 до 3% от веса глюкана. Кроме того, глюкановая пленка может содержать нечерный краситель, чтобы скрыть черный цвет активированного угля и улучшить внешний вид адсорбента. Примерами таких красителей являются водорастворимый пигмент, такой как пигмент аннатто, карбонат кальция и подобные вещества. Краситель используют в количестве, достаточном, чтобы придать глюкану тот же цвет, что и цвет красителя. Например, краситель может быть использован в количестве от 0,1 до 1% от веса глюкана.
В одном варианте, адсорбент компонентов основного потока сигаретного дыма по изобретению не содержит ароматизаторов (например, ни активированный уголь в виде твердых частиц, ни пленка глюкана не содержат ароматизаторов).
На Фиг.1 схематично показан в увеличенном виде в сечении адсорбент 10 компонентов основного потока сигаретного дыма согласно одному варианту выполнения. В этом адсорбенте 10 глюкановая пленка 14 (например, пуллулановая пленка) непосредственно покрывает всю поверхность частицы 12 активированного угля (подложка).
Толщина глюкановой пленки 14 не ограничена конкретным образом. Однако с учетом разрушения глюкановой пленки во время курения предпочтительно изготавливать глюкановую пленку 14, используя глюкан в количестве, соответствующем от 0,1 до 10% от веса готового адсорбента.
Адсорбент типа, показанного на Фиг.1, может быть образован, например, из водного раствора или водной дисперсии глюкана, возможно содержащей смягчающий пленку агент и(или) краситель вещество. Например, частицы активированного угля помещали в гранулирующую сушилку с псевдоожиженным слоем, в которой при вдувании в нее горячего воздуха, нагретого, например, при температуре 80°C или ниже, водный раствор или водная дисперсия глюкана, возможно содержащая смягчающий пленку агент и(или) краситель, непрерывно или периодически распыляют на поверхность частиц активированного угля и сушат. В зависимости от состава водного раствора или водной дисперсии глюкана, за сушкой немедленно следует охлаждение. Таким образом глюкановая пленка образуется на поверхности каждой частицы активированного угля.
Глюкановая пленка 14 не проникает во вторичные или третичные поры частиц активированного угля 12, оставляя их незакупоренными. Этот аспект представлен на Фиг.2, где показано, что глюкановая пленка 14 покрывает всю поверхность активированного угля 12, но не проникает в его вторичные или третичные поры 12a.
Сигаретный фильтр по изобретению содержит адсорбент компонентов основного потока сигаретного дыма по изобретению.
На Фиг.3 схематично показан вид в сечении сигареты 20 с сигаретным фильтром (сигарета с фильтром) согласно одному варианту выполнения. Сигарета 20 с фильтром содержит сигарету 22, содержащую табачный наполнитель 221, такой как резаный табак, обернутый сигаретной бумагой 222. Сигарета 22 является обычной сигаретой. Фильтр 24 присоединен к одному концу сигареты 22. Фильтр 24 содержит фильтрующую секцию 241 с адсорбентом по изобретению, обеспеченную в непосредственном контакте с одним концом сигареты 22. Простая фильтрующая секция 242 может быть предусмотрена на конце фильтрующей секции 241 с ее дальней стороны по направлению потока дыма.
Фильтрующая секция 241 с адсорбентом, содержащая, например, волокна 241a ацетата целлюлозы, в которых диспергированы частицы адсорбента AAP по изобретению, обернута бумагой 241b фильтра и может быть аналогична обычному угольному фильтру за исключением того, что вместо древесного активированного угля используется адсорбент по изобретению.
Простая фильтрующая секция 242 может быть образована, например, из жгута волокон 242a ацетата целлюлозы, обернутого оберточной бумагой 242b фильтра. В простой фильтрующей секции 242 по существу не содержится адсорбентов, способных адсорбировать газообразные компоненты основного потока дыма.
Фильтр 24, состоящий из фильтрующих секций 241 и 242, присоединен к сигарете 22 посредством мундштучной бумаги 26.
На Фиг.4 схематично показан вид в сечении сигареты 30 с сигаретным фильтром (сигареты с фильтром) по другому варианту выполнения. В этой сигарете 30 фильтр 32, присоединенный к сигарете 22 посредством мундштучной бумаги 26, содержит первую простую фильтрующую секцию 321 на одном конце сигареты 22 и вторую простую фильтрующую секцию 322, расположенную с промежутком от первой простой фильтрующей секции 321. Эти секции полностью обернуты бумагой 36 фильтра. Первая простая фильтрующая секция 321 и вторая простая фильтрующая секция 322 могут состоять, например, из жгутов волокон 321a и 322a ацетата целлюлозы соответственно. Промежуток (полость) 34 между первой простой фильтрующей секцией 321 и второй простой фильтрующей секцией 322 заполнен частицами адсорбента AAP по настоящему изобретению.
В сигарете с фильтром по изобретению адсорбент компонентов основного потока сигаретного дыма по изобретению содержит активированный уголь, герметично покрытый глюкановой пленкой, когда сигарету не курят (например, во время хранения), так что адсорбция углем ароматизатора, содержащегося в сигарете и т.д., предотвращается. Соответственно, общее количество ароматизирующих компонентов в сигарете, которые могут доставляться потребителю, не снижается до момента курения, так что аромат может доставляться в относительно высокой пропорции в основной поток дыма. Когда адсорбент вступает в контакт с основным потоком дыма, создаваемым, например, повторными затяжками, глюкановая пленка сначала частично растворяется и отделяется главным образом высокополярными компонентами (влагой и т.д.), содержащимися в основном потоке табачного дыма, так что уголь может выполнять присущую ему функцию адсорбции газообразных компонентов, содержащихся в основном потоке сигаретного дыма.
ПРИМЕРЫ
Далее настоящее изобретение описано посредством примеров. Понятно, что эти примеры не предназначены для ограничения настоящего изобретения.
ПРИМЕР 1
2
Приготовили водную дисперсию пуллулана с концентрацией 5 вес.%. Активированный уголь со средним диаметром частиц 250 мкм (активированный уголь из скорлупы кокосовых орехов, традиционно используемый в угольных фильтрах, с удельной площадью поверхности 1000 м/г), 15 кг, помещали в гранулирующий сушильный барабан с псевдоожиженным слоем (модель SFC-15 фирмы Freund International Ltd.). Перемешивающую лопасть вращали со скоростью около 200 оборотов в минуту, и горячий воздух с температурой от 70 до 80°C подавали в сушилку со скоростью от 1,0 до 2,0 м/с, тем самым создавая псевдоожиженный слой частиц активированного угля. Поддерживая псевдоожиженный слой посредством постоянного перемешивания, водную дисперсию пуллулана распыляли в этот слой со скоростью от 130 до 150 г/мин. Таким образом всю водную дисперсию пуллулана, всего 15 кг, распылили на поверхность частиц активированного угля. После этого частицы активированного угля сушили горячим воздухом при температуре от 50 до 70°C в течение от 3 до 5 минут, с получением 14,7 кг желаемого адсорбента. По отношению к полученному адсорбенту количество пуллулана, нанесенное на поверхности активированного угля, определяли количественно и установили, что адсорбент содержал 4,5 вес.% пуллулановой пленки.
ПРИМЕР 2
Приготовили водную дисперсию пуллулана с концентрацией 5 вес.%. Тот же активированный уголь из скорлупы кокосовых орехов, использованный в примере 1, в количестве 5 кг помещали в гранулирующий сушильный барабан с псевдоожиженным слоем (модель MGD-05 фирмы Okawara Mfg. Co., Ltd.). При вращении перемешивающей лопасти со скоростью около 20 оборотов в минуту, способствующей исходному псевджоожижению, горячий воздух при температуре 75°C подавали в сушилку со скоростью 0,6 м/с, тем самым образуя псевдоожиженный слой частиц активированного угля. Периодическое распыление, включающее распыление водной дисперсии пуллулана со скоростью 65 г/мин в течение одной минуты и прекращение распыления на три минуты, повторяли на псевдоожиженном слое. Таким образом водную дисперсию пуллулана, всего 2 кг, распылили на поверхность частиц активированного угля и высушили. Сразу после этого температуру горячего воздуха снижали до комнатной температуры и воздух подавали со скоростью 0,4 м/с для охлаждения. Таким образом получали желаемый адсорбент.
ПРИМЕР 3
Приготовили водную дисперсию гидроксипропилметил целлюлозы с концентрацией 10 вес.%. Тот же активированный уголь из скорлупы кокосовых орехов, использованный в примере 1, 150 г, помещали в гранулирующий сушильный барабан с псевдоожиженным слоем (модель MGB-22 фирмы Yamato Scientific Co., Ltd.). При вращении перемешивающей лопасти со скоростью около 20 оборотов в минуту горячий воздух при температуре 80°C подавали в сушилку со скоростью 0,6 м/с, тем самым образуя псевдоожиженный слой частиц активированного угля. Путем непрерывного распыления водной дисперсии гидроксипропилметил целлюлозы на псевдоожиженный слой, водную дисперсию гидроксипропилметил целлюлозы, всего 15 г, нанесли на поверхность частиц активированного угля и высушили. Сразу после этого температуру горячего воздуха снижали до комнатной температуры и воздух подавали со скоростью 0,4 м/с для охлаждения. Таким образом получили желаемый адсорбент.
ПРИМЕР 4
Приготовили водную дисперсию глюкана с концентрацией пуллулана 5 вес.%, концентрацией желатина 5 вес.% и концентрацией карбоксиметилцеллюлозы 1 вес.%. Тот же активированный уголь из скорлупы кокосовых орехов, использованный в примере 1, 150 г, помещали в барабанный гранулятор с псевдоожиженным слоем. Ротационную перфорированную лопасть, расположенную внизу, вращали со скоростью около 300 оборотов в минуту и перемешивающую лопасть для предотвращения гранулирования вращали со скоростью около 320 оборотов в минуту. Горячий воздух при температуре 75°C подавали в гранулятор со скоростью 0,6 м/с, тем самым образуя псевдоожиженный слой частиц активированного угля. Путем непрерывного распыления вышеуказанной водной дисперсии глюкана, удерживаемой при температуре 50°C на псевдоожиженном слое, водную дисперсию глюкана, всего 15 г, нанесли на поверхность частиц активированного угля и высушили. Сразу после этого температуру горячего воздуха снижали до комнатной температуры и воздух подавали со скоростью 0,4 м/с для охлаждения. Таким образом получали желаемый адсорбент.
ПРИМЕР 5
Фильтр из ацетата целлюлозы, содержащий адсорбент, изготавливали, используя каждый из адсорбентов, полученных в примерах 1-4 в соответствии с традиционной процедурой изготовления угольных фильтров. Сигарета с фильтром, показанная на Фиг.3, изготовлена с использованием каждого из полученных фильтров. Максимальное количество адсорбента, добавленное к содержащей адсорбент фильтрующей секции 241, составило 80 мг на длину фильтра 10 мм. В течение периода хранения сигарет не наблюдалось снижения компонентов ароматизатора листового табака и аромата вторичного ароматизатора. Однако, когда каждую сигарету курили, получали мягкий ароматизированный вкус, необычный для сигарет с угольным фильтром.
ПРИМЕР 6
(A)
3
3
3
В стеклянную трубку загружали 20 мг адсорбента, полученного в примере 1. При температуре 25°C выпаренный линалоол, насыщенный пар и газообразный азот одновременно пропускали через внутреннее пространством стеклянной трубки при соответствующих скоростях потока 240 см/мин, 480 см/мин и 80 см/мин в течение четырех часов. После этого определяли количество линалоола, адсорбированного на адсорбенте.
То же самое количественное определение линалоола проводили с использованием активированного угля из скорлупы кокосовых орехов (сравнительный пример), используемого для производства адсорбента по примеру 1 вместо адсорбента, полученного в примере 1.
(B)
В стеклянную трубку загружали 20 мг адсорбента, полученного в примере 1. При температуре 25°C насыщенный пар пропускали через внутреннее пространство стеклянной трубки в течение 0,5 часа для обеспечения проявления функции адсорбции адсорбента. После этого тем же образом, что и в (A) выше, линалоол, насыщенный пар и газообразный азот пропускали через внутреннее пространство стеклянной трубки и определяли количество линалоола, адсорбированного на адсорбенте.
Результаты показаны на Фиг.5, из которой видно, что адсорбент по изобретению адсорбировал лишь 10% от количества линалоола, адсорбированного обычным активированным углем в условиях, при которых глюкановая пленка не растворяется ((A) выше), и адсорбент по изобретению адсорбирован около 90% от количества линалоола, адсорбированного на обычном активированном угле в условиях, при которых глюкановая пленка растворяется ((B) выше).
ПРИМЕР 7
Фильтры из ацетата целлюлозы, содержащие адсорбент, изготавливали с использованием 48 мг адсорбента по изобретению, полученного по примеру 1, и 40 мг обычного активированного угля из скорлупы кокосовых орехов, использованного в примере 1, соответственно, по традиционной технологии изготовления угольных фильтров. Количество активированного угля, содержащегося в 48 мг адсорбента по изобретению и в 40 мг активированного угля из скорлупы кокосовых орехов, было одинаковым.
Сигарета с фильтром, показанная на Фиг.3, изготовлена с использованием каждого из полученных фильтров. Ментол добавляли к каждой из этих сигарет с фильтром в количестве 1,3 вес.% от веса резаного табака.
Полученные сигареты с фильтром хранили в кондиционированной атмосфере при температуре 22°C и относительной влажности 60%. Каждую из сигарет выкуривали автоматической машиной для курения через 1, 7, 20 и 57 дней после начала хранения, и количество ментола, содержащегося в основном потоке дыма, определяли посредством стандартного метода. Результаты показаны на Фиг.6. На Фиг.6 линия «a» показывает результаты с сигаретой с фильтром, содержащей адсорбент по изобретению, а линия «b» показывает результаты с сигаретой с фильтром, содержащей обычный активированный уголь из скорлупы кокосовых орехов.
Из результатов, показанных на Фиг.6, видно, что сигарета с фильтром, содержащая адсорбент по изобретению, имеет приблизительно на 46% через 7 дней после начала хранения, приблизительно на 48% через 20 дней после начала хранения и приблизительно на 46% через 57 дней после начала хранения, больше ментола в основном потоке дыма по сравнению с сигаретой с фильтром, содержащей обычный активированный уголь.