СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛОГО ЭЛЕМЕНТА СИГАРЕТНОГО ФИЛЬТРА
METHOD FOR OBTAINING A HOLLOW CIGARETTE FILTER ELEMENT

Область техники
Настоящее изобретение относится к способу получения полого элемента сигаретного фильтра.
Уровень техники
Когда на мундштучном конце сигареты обеспечивают сигаретный фильтр, то в последнее время используют фильтр, такой как трубчатый фильтр, который имеет внутреннюю полость, идущую в ее осевом направлении.
Аналогично в фильтре со сплошной сердцевиной, не имеющем внутренней полости, обычно обеспечивают такой полый фильтр из ацетатцеллюлозного волокна и пластификатора. Кроме того, также известен сигаретный фильтр, предусмотренный из материала, иного, чем ацетатцеллюлозное волокно, такого как полипропиленовое волокно.
В качестве материала для получения полого фильтра патентный документ 1 описывает способ, в котором нетканому полотну, содержащему термопластичное волокно, придают цилиндрическую форму (страницы 6-7). Указанная публикация описывает, что полый фильтр получают на сигаретной оберточной машине, имеющей двойной конус, содержащей внутренний конус и наружный конус, путем обертывания волокнистого полотна вокруг наружной периферии внутреннего конуса.
Публикации уровня техники
Патентные публикации
Патентный документ 1: JP64-71470A
Сущность изобретения
Техническая проблема
Традиционный полый сигаретный фильтр обеспечивается путем формования термопластичного волокна в полый фильтр, и поэтому имеется проблема в его внешнем виде, поскольку волокнистые фрагменты, образующего полый сигаретный фильтр, могут представлять текстуру внутренней полости фильтра. Кроме того, традиционный полый сигаретный фильтр также имеет проблему в том, что способ его получения, включающий прядение термопластичного волокна и формование термопластичного волокна в полый фильтр, затрачивает время, что ведет к увеличению стоимости получения.
Кроме того, фильтр, выполненный из материала, отличающегося от ацетатцеллюлозного волокна, может оказывать вредное влияние на вкус сигареты и здоровье человека.
Ввиду вышеуказанных обстоятельств задача настоящего изобретения состоит в создании способа быстрого получения полого сигаретного фильтра, который использует ацетат целлюлозы в качестве его материала, но не имеет волокнистого фрагмента текстуры на его внутренней полости.
Решение технической проблемы
Для решения указанной задачи авторы настоящего изобретения использовали способ, в котором полый сигаретный фильтр образуют термоформованием материала, содержащего ацетат целлюлозы, без использования ацетатцеллюлозного волокна.
Более конкретно, настоящее изобретение относится к способу получения полого сигаретного фильтра, включающему образование полого элемента сигаретного фильтра термоформованием исходного материала, содержащего сложный эфир целлюлозы и пластификатор, содержащий сложный эфир, без использования исходного материала, в волокнистой форме.
Согласно варианту выполнения изобретения можно образовать полый элемент сигаретного фильтра формованием экструзией из расплава гранул, содержащих сложный эфир целлюлозы и пластификатор, содержащий сложный эфир.
Согласно другому варианту выполнения изобретения можно образовать полый элемент сигаретного фильтра путем прикрепления пластификатора, содержащего сложный эфир, к хлопьям сложного эфира целлюлозы и подвергания чешуек прессованию с нагревом.
В настоящем изобретении пластификатором, содержащим сложный эфир, является пластификатор, предпочтительно содержащий триацетин, но не содержащий сложный эфир фосфорной кислоты.
Технический результат изобретения
Согласно способу по изобретению можно быстро получить полый сигаретный фильтр, не имеющий волокнистого фрагмента текстуры на его внутренней полости. Кроме того, полый сигаретный фильтр использует ацетат целлюлозы в качестве его материала, и поэтому не ожидается, что полый сигаретный фильтр отрицательно влияет на вкус сигареты и здоровье человека.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 - вид в сечении мундштучного конца сигареты, выполненном по осевому направлению сигареты.
Фиг.2(а) - вид в сечении полого сигаретного фильтра, использующего цилиндрический элемент сигаретного фильтра, которое выполнено по направлению, перпендикулярному осевому направлению полого сигаретного фильтра,
Фиг.2(b) и 2(с) - виды в сечении полого сигаретного фильтра, использующего цилиндрический элемент сигаретного фильтра, имеющего углубления, предусмотренные на его наружной периферии, которое выполнено по направлению, перпендикулярному осевому направлению полого сигаретного фильтра.
Описание вариантов выполнения
Ниже описаны варианты выполнения настоящего изобретения.
На Фиг.1 представлен вид в сечении мундштучного конца сигареты, которое выполнено по осевому направлению сигареты. Сигарета 1 содержит сигаретный стержень 2, содержащий резаный табак, и сигаретный фильтр 3, соединенный с одним концом сигаретного стержня 2. Сигаретный стержень 2 обернут сигаретной бумагой, но сигаретная бумага не показана. Сигаретный фильтр 3 содержит элемент 5 сигаретного фильтра со сплошной сердцевиной, не имеющей внутренней полости, полый элемент 6 сигаретного фильтра, присоединенный по ходу потока после элемента 5 со сплошной сердцевиной и имеющий сквозное отверстие 7, идущее в его осевом направлении, и ободковую бумагу 4, обернутую вокруг наружной части элементов 5 и 6.
В настоящем изобретении полый элемент 6 сигаретного фильтра относится к элементу фильтра, составляющему сигаретный фильтр с полостью, проходящую через него в его осевом направлении, когда он обернут ободковой бумагой. Такой полый элемент сигаретного фильтра имеет цилиндрическую форму, имеющую внутреннюю полость, проходящей через цилиндр в его осевом направлении, или имеет форму, имеющую углубления, непрерывно образованные на наружной периферии цилиндра в его осевом направлении. На Фиг.1 представлен вид в сечении полого элемента 6 цилиндрического сигаретного фильтра в его осевом направлении.
На каждой из Фиг.2(а)-2(с) представлен вид в сечении (по направлению, перпендикулярному осевому направлению) полого сигаретного фильтра, образованного обертыванием полого элемента сигаретного фильтра ободковой бумагой. Подобно Фиг.1, на Фиг.2(а) показан элемент цилиндрического сигаретного фильтра, имеющий сквозное отверстие 7 в его центре. На Фиг.2(b) и 2(с) углубления 8 предусмотрены на наружной периферии элемента сигаретного фильтра. Углубления 8 непрерывно образованы в осевом направлении элемента сигаретного фильтра, так что, когда наружная часть элемента сигаретного фильтра обертывается ободковой бумагой, образуются полости между элементом сигаретного фильтра и ободковой бумагой так, чтобы проходить через сигаретный фильтр в его осевом направлении. Элемент фильтра, показанный на Фиг.2(b), имеет углубления, предусмотренные при обеспечении того, чтобы элемент фильтра имел волнистую наружную периферию, и элемент фильтра, показанный на Фиг.2(с), имеет форму, полученную при прерывистом образовании углублений на наружной периферии цилиндра, но полый элемент сигаретного фильтра не ограничивается этим. В любом случае сигаретный фильтр может иметь полости, проходящие в его осевом направлении, когда наружная часть элемента сигаретного фильтра обертывается ободковой бумагой.
Настоящее изобретение относится к способу получения такого полого элемента сигаретного фильтра, как описано выше. В традиционном способе получения полого элемента сигаретного фильтра полый элемент сигаретного фильтра образуют путем формования термопластичного волокна в полый элемент. Однако в способе по изобретению полый элемент сигаретного фильтра получают термоформованием без придания исходному материалу волокнистой формы. В настоящем изобретении термоформование относится к формованию элемента сигаретного фильтра в полую форму с нагреванием. При осуществлении термоформования без придания исходному материалу волокнистой формы можно избежать проблемной текстуры во внутренней полости полого сигаретного фильтра. Кроме того, также можно избежать необходимости прядения и т.д. и поэтому быстро получать полый сигаретный фильтр.
Кроме того, в настоящем изобретении исходный материал, содержащий сложный эфир целлюлозы и пластификатор, содержащий сложный эфир, используется в качестве исходного материала, образующего полый элемент сигаретного фильтра. Предпочтительно используется триацетин, но сложный эфир фосфорной кислоты не используется в качестве пластификатора, содержащего сложный эфир. Поэтому не ожидается, что полый элемент сигаретного фильтра вредно воздействует на вкус сигареты и здоровье человека.
Сложный эфир целлюлозы, используемый в способе изобретения, является известным, и его отдельные примеры включают в себя ацетат целлюлозы, пропионат целлюлозы, бутират целлюлозы, ацетатпропионат целлюлозы и ацетатбутират целлюлозы. Другие примеры сложного эфира целлюлозы включают в себя ацетат целлюлозы с прививкой поликапролактона, ацетилметилцеллюлозу, ацетилэтилцеллюлозу, ацетилпропилцеллюлозу, ацетилгидроксиэтилцеллюлозу и ацетилгидроксипропилцеллюлозу.
Сложным эфиром целлюлозы является предпочтительно сложный эфир, имеющий среднюю степень замещения 2,7 или менее, и более предпочтительно сложный эфир, имеющий среднюю степень замещения 1,7-2,7. Степень полимеризации сложного эфира целлюлозы составляет около 100-1000, предпочтительно около 100-500, в значениях средневязкостной степени полимеризации.
Примеры пластификатора, содержащего сложный эфир, используемого в настоящем изобретении, включают в себя (но не ограничиваясь этим) сложные эфиры ароматической карбоновой кислоты, например, ди-С1-С12-алкилфталаты, такие как диметилфталат, диэтилфталат, дибутилфталат, дигексилфталат, диоктилфталат и ди-2-этилгексилфталат, С1-С6-алкокси-С1-С12-алкилфталаты, такие как диметоксиэтилфталат, С1-С12-алкиларил-С1-С3-алкилфталаты, такие как бутилбензилфталаты, С1-С6-алкилфталил-С2-С4-алкиленгликоляты, такие как этилфталилэтиленгликолят и бутилфталилбутиленгликолят, три-С1-С12-алкилтримеллитаты, такие как триметилтримеллитат, триэтилтримеллитат, триоктилтримеллитат, и три-2-этилгексилтримеллитат и тетра-С1-С12-алкилпиромеллитаты, такие как тетраоктилпиромеллитат;
сложные эфиры жирной кислоты, например, сложные эфиры адипиновой кислоты, такие как дибутиладипат, диоктиладипат, бутоксиэтоксиэтил-бензиладипат и дибутоксиэтоксиэтиладипат, сложные эфиры азелаиновой кислоты, такие как диэтилазелат, дибутилазелат и диоктилазелат, сложные эфиры себациновой кислоты, такие как дибутилсебацат и диоктилсебацат, бутилолеат и метилацетилрицинолеат;
короткоцепочечные сложные эфиры жирной кислоты многоатомных спиртов, например, глицерина, триметилолпропана, пентаэритрита и сорбита, например, триацетин и диглицеринтетраацетат;
гликолевые сложные эфиры, например, дипропиленгликольдибензоат;
сложные эфиры лимонной кислоты, например, ацетилтрибутилцитрат;
сложноэфирные олигомеры, например, олигомер капролактона; и
сложные эфиры фосфорной кислоты.
Среди них предпочтительными являются триацетин (глицеролтриацетат), сложные эфиры лимонной кислоты и сложные эфиры фосфорной кислоты. В частности, предпочтительно, что триацетин используется, но сложный эфир фосфорной кислоты не используется в качестве пластификатора, содержащего сложный эфир. Триацетин используется в течение многих лет в качестве пластификатора в сигаретных фильтрах, и поэтому использование только триацетина в качестве пластификатора, содержащего сложный эфир, не предполагает, что здоровье человека и вкус сигареты вредно ухудшаются.
Триацетин, который может использоваться в настоящем изобретении, не ограничивается триацетином, состоящим только из чистого триацетина по его химической структуре, и может быть триацетином, который имеет чистоту триацетина, например, 80% мас. или более, предпочтительно 90% мас. или более и содержит моноацетин и/или диацетин как остаток.
Сложный эфир фосфорной кислоты, который может использоваться в настоящем изобретении, является известным. Например, сложный эфир фосфорной кислоты, описанный в JP2003-261711A, может использоваться в качестве антипирена.
В настоящем изобретении количество смешанного пластификатора, содержащего сложный эфир, может составлять около 10-30% мас., предпочтительно 20-30% мас. на 100 мас.ч. ацетата целлюлозы. Когда количество смешанного пластификатора, содержащего сложный эфир, находится в вышеуказанном интервале, полый элемент сигаретного фильтра может быть получен термоформованием без придания исходному материалу волокнистой формы.
Исходный материал, используемый в настоящем изобретении, может содержать обычно используемую добавку. Примеры такой добавки включают в себя другие стабилизаторы (например, антиоксиданты, поглотители УФИ, термостабилизаторы и светостабилизаторы), красители (например, красители и пигменты), антипирены, антистатики, смазочные вещества, вещества, препятствующие слипанию, диспергаторы, псевдоожижающие агенты, ингибиторы просачивания и бактерицидные добавки. В качестве белого пигмента может использоваться оксид титана.
Согласно одному варианту способа образования полого элемента сигаретного фильтра термоформованием без придания исходному материалу волокнистой формы полый элемент сигаретного фильтра может быть образован путем получения гранул из исходного материала, содержащего сложный эфир целлюлозы и пластификатор, содержащий сложный эфир, и затем формования гранул экструзией из расплава.
Отдельный способ получения гранул специально не ограничивается. Например, компоненты вышеуказанного исходного материала сначала предварительно смешиваются сухим или мокрым способом с использованием смесителя, такого как барабанный смеситель, смеситель Хеншеля, ленточный смеситель или пластикатор, с получением смеси, и затем смесь пластицируется в расплаве экструдером, таким как одношнековый или двухшнековый экструдер, и формуется в гранулы.
Данный способ получения полого элемента сигаретного фильтра из гранул формованием экструзией из расплава ничем особенно не ограничен. Примеры способа включают в себя литье под давлением, экструзионное формование, вакуумное формование, профильное формование, формование вспениванием, инжекцию с прессованием, прессование, формование раздувом и формование с инжекцией газа.
Согласно другому варианту выполнения способа по изобретению полый элемент сигаретного фильтра образуют путем прикрепления пластификатора, содержащего сложный эфир, к поверхности чешуек сложного эфира целлюлозы и подвергания чешуек прессованию с нагревом. Прессование с нагревом может осуществляться при использовании коммерчески доступной установки для прессования при температуре 150-240°C, предпочтительно 230°C и давлении 0,01 МПа или более, предпочтительно 0,5 МПа, в течение 30 с или более, предпочтительно около 2 мин. Термин «хлопья сложного эфира целлюлозы» к сложному эфиру целлюлозы в форме хлопьев, полученному ацетилированием целлюлозы, при обработке ацетилированной целлюлозы реакцией гидролиза для регулирования степени замещения и очисткой и сушкой гидролизата.
Полый элемент сигаретного фильтра, полученный по изобретению, может представлять собой полый элемент сигаретного фильтра, который может быть непосредственно использован как полый 7 элемент сигаретного фильтра, показанный на Фиг.1, или может представлять собой длинный элемент, из которого полый 7 элемент сигаретного фильтра может быть получен разрезанием длинного элемента в направлении, перпендикулярном его осевому направлению. Сигаретный фильтр 3 может быть образован обертыванием полого элемента сигаретного фильтра ободковой бумагой 4 так, что полый элемент сигаретного фильтра соединяется с элементом 5 со сплошной сердцевиной.
Примеры
Настоящее изобретение будет описано более подробно со ссылкой на примеры, но настоящее изобретение не ограничивается указанными примерами.
Примеры 1-3
Компоненты, указанные в таблице 1, помещают в смеситель Хеншеля и смешивают с перемешиванием и смесь подают в двухшнековый экструдер (температура цилиндра: С1/С2-С6=180°C/200°C, температура головки 230°C, скорость вращения шнека 250 об/мин) и гранулируют с получением гранул. Гранулы подают в литьевую машину и подвергают литью под давлением в следующих условиях: температура цилиндра 200°C, температура мундштука 50°C, и цикл формования 30 с (впрыск 15 с, охлаждение 15 с) с получением полого образца для испытаний, имеющего наружный диаметр 7,7 мм и внутренний диаметр 5,0 мм.
Необходимо отметить, что компоненты, показанные в таблице 1, являются следующими.
2
Ацетат целлюлозы: ʺL40ʺ (торговая марка), изготовитель - Diacel Corporation, степень замещения 2,5, 6%, вязкость 83×10 мПа⋅с.
Триацетин: ʺDRA150ʺ (торговая марка), изготовитель - Diacel Corporation.
Сложный эфир фосфорной кислоты: описан в примере 1 синтеза (таблица 2) в JP2003-261711A.
Оксид титана: коммерчески доступный оксид титана (чистота 98% или более).
Оценки, показанные в таблице 1, были сделаны в соответствии со следующими критериями.
Термопластичность
Гранулы, полученные в вышеописанных условиях, исследовались визуально для оценки термопластичности согласно следующим критериям.
Ο: Гранулы являются однородной блочной формы (превосходная термопластичность).
Х: Пластицированная смесь находится не в блочной форме, и ацетат целлюлозы остается в порошкообразной форме (плохая термопластичность).
Формуемость
Полый образец для испытаний, полученный в вышеописанных условиях, исследуется визуально согласно следующим критериям.
O: Образец для испытаний сохраняет форму мундштука (превосходная термопластичность).
Х: Образец для испытаний не сохраняет форму мундштука (плохая термопластичность).
Отметка использования для сигареты
О: Все используемые компоненты имеют отметку для использования в качестве составляющего материала сигаретного фильтра.
Х: По меньшей мере, один из используемых компонентов имеет отметку для использования в качестве составляющего материала сигаретного фильтра.
Пример 1
Пример 2
Пример 3
Компоненты
Ацетат целлюлозы (мас.ч.)
100
100
100
Триацетин (мас.ч.)
25
25
0
Сложный эфир фосфорной кислоты (мас.ч.)
0
18
17
Оксид титана (мас.ч.)
0,5
0
0
Оценки
Термопластичность
О
О
О
Формуемость
О
О
О
Отметка использования для сигареты
О
Х
Х
Как можно видеть из таблицы 1, примеры 1-3 являются успешными в получении полого элемента сигаретного фильтра из сложного эфира целлюлозы и пластификатора, содержащего сложный эфир, термоформованием без придания исходному материалу волокнистой формы. Примеры 1-3 являются превосходными по термопластичности и формуемости. В частности, пример 1 является успешным в получении полого элемента сигаретного фильтра при использовании только материалов, имеющих отметку использования в качестве материала для сигаретного фильтра.
Перечень позиций
1 - сигарета
2 - сигаретный стержень
3 - сигаретный фильтр
4 - ободковая бумага
5 - элемент сигаретного фильтра со сплошной сердцевиной
6 - полый элемент сигаретного фильтра
7 - сквозное отверстие
8 - углубление