Главная > Эндорфины > Какой фильтр используется в сигаретах. Компоненты сигаретных фильтров


Какой фильтр используется в сигаретах. Компоненты сигаретных фильтров




Сигаретный фильтр включает в себя бумагу, содержащую в оснвном лиоцелловые волокна или состоящую из них. Изобретение относится также к сигарете, включающей в себя такой фильтр. Такой состав фильтра обеспечивает его высокую фильтрующую способность. 2 с. и 6 з.п.ф-лы, 4 табл.

Изобретение относится к бумажным фильтрам для сигарет. Волокносодержащие фильтры для сигарет известны хорошо. В одном известном варианте выполнения корпус такого фильтра состоит из жгута непрерывных волокон, обычно ацетатцеллюлозных (ацетатных) волокон, проходящих параллельно продольной оси сигареты. В другом известном варианте выполнения корпус фильтра выполнен из фальцованной или гофрированной бумаги, запрессованной в цилиндр. Для того чтобы бумага была фальцованной или гофрированной, ее обрабатывают, выполняя желобки. В таких вариантах выполнения предусмотрен единственный фильтрующий элемент, и их можно называть "одинарными" фильтрами. Другой известный тип конструкций составляет так называемый "двойной" фильтр, который состоит из двух фильтрующих элементов, например, из бумажного фильтра с внутренней стороны и жгутового фильтра с наружной стороны сигареты. К еще одному известному типу конструкций относится так называемый "тройной" фильтр, который включает в себя три фильтрующих элемента, например бумажный фильтр и жгутовый фильтр как "двойную" конструкцию, разделенную воздушным зазором или фильтром из активированного угля . Известно, что бумажные фильтры в общем более эффективны при удалении из табачного дыма смол, чем жгутовые фильтры. В связи с тенденцией к производству сигарет с низким содержанием смол в табачном дыме желательна высокая эффективность их удаления. Задачей изобретения является создание фильтрующего мундштука сигареты с высокой эффективностью удаления смол. Другой задачей изобретения является разработка различных конструкций сигарет с пониженным выходом смол. В соответствии с изобретением предлагается сигаретный фильтр, характеризующийся тем, что корпус этого фильтра включает в себя бумагу, которая содержит или практически состоит из лиоцелловых волокон. Кроме того, по изобретению предлагается сигарета, которая содержит такой фильтр. Лиоцелловые волокна являются известными материалами, а их получение описано, например, в американском патенте 4246221. Они в промышленном масштабе производятся на фирме "Кортолдс ПЛК" (товарный знак Tencel"). Их получают растворением целлюлозы в растворителе, экструдированием приготовленного таким образом раствора через фильеру в коагуляционную ванну, которая служит для осаждения целлюлозы, и смыванием растворителя с волокна. Такой процесс можно назвать прядением с помощью растворителя, а лиоцелловые волокна можно также называть целлюлозные волокна, формованные с растворителем. В качестве целлюлозы обычно применяют древесную массу. Растворителем может служить N-оксид третичного амина, предпочтительнее водный раствор N- оксида третичного амина, в частности N-метилфорфолин-N-оксид. Если растворитель представляет собой N-оксид третичного амина, предпочтительной коагуляционной ванной служит водная ванна. Этот способ формования из раствора необходимо отличать от других известных способов получения целлюлозных волокон, которые основаны на получении и разложении химических производных целлюлозы, например от вискозного способа. Лиоцелловые волокна легко поддаются биологическому разложению. Лиоцелловое волокно может содержать матирующий пигмент, в частности двуокись титана, и может быть химически отбеленным. Сигаретный фильтр по изобретению обладает высокой фильтрующей способностью в сравнении с известными бумажными фильтрами. Бумагу для применения в качестве сигаретного фильтра по изобретению можно изготовить с использованием обычных технологий изготовления бумаги и оборудования. Плотность бумаги, применяемой в фильтре по изобретению, как правило, может быть идентичной плотности обычной бумаги, используемой в составе известных бумажных фильтров; она обычно составляет от 15 до 150 г/м 2 , предпочтительно от 20 до 80 г/м 2 . Такая бумага может состоять по существу из лиоцелловых волокон или в дополнение к лиоцелловым волокнам может содержать волокна других типов, например растительные волокна, в частности древесную массу и/или ацетатные волокна. Было установлено, что бумага может включать в себя до приблизительно 50 мас.% древесной массы без заметного снижения эффективности удаления смол, хотя, естественно, что при более высоком содержании, чем указанное, эта эффективность проявляет возрастающую тенденцию к эффективности обычной бумаги из древесной массы. Можно изготовить бумагу, которая включает по меньшей мере 25 мас.% лиоцелловых волокон, частично в смеси с волокнами древесной массы. Бумага, которая содержит приблизительно 50 мас. % лиоцелловых волокон и волокна из древесной массы, может оказаться еще более предпочтительной. Было установлено также, что включение некоторой доли древесной массы в такую смесь может содействовать проведению процессу формования бумаги, давая возможность повысить качество бумаги. Прочность на разрыв в поперечном направлении (ПН) бумаги, используемой в фильтре по изобретению, следует выбирать с тем, чтобы обеспечить точную степень выполнения желобков, и, следовательно, ее фальцовку или гофрирование. Низкая ПН-прочность на разрыв может означать, что желобление оказалось чрезмерно большим, следствием чего является слишком высокий перепад давления в фильтре, тогда как высокая ПН-прочность на разрыв может означать, что произведено слишком малое желобление, вследствие чего конечный внешний вид фильтра оказывается неудовлетворительным. Предпочтительное лиоцелловое волокно в фильтре по изобретению должно быть фибриллированным. Лиоцелловые волокна можно фибриллировать, подвергая их механическому разрушению в мокром состоянии, как, например, в ходе проведения процесса изготовления бумаги. Результатом фибриллирования является отделение тонких волосков ("фибрилл") от тела волокна, благодаря чему индивидуальные волокна приобретают "волосатый" внешний вил. Фибриллированные лиоцелловые волокна характеризуются увеличенной площадью поверхности в сравнении с нефибриллироваными волокнами, и полагают, что это является преимуществом, обеспечивающим эффективное фильтрование. Бумага может состоять из смеси высокофибриллированных лиоцелловых волокон с волокнами других типов, например с растительными волокнами, такими как древесная масса и/или ацетатные волокна. Высокофибриллированные лиоцелловые волокна могут быть получены в жестких условиях очистки. Осушение целлюлозной массы процесса изготовления бумаги, содержащей такие волокна, осуществляется очень медленно, в результате чего она обычно непригодна для использования в промышленном производстве бумаги для сигаретных фильтров. Такую целлюлозную массу можно смешивать с целлюлозной массой, содержащей волокно других типов, включая сюда целлюлозную массу, содержащую низкофибриллированные лиоцелловые волокна, и использовать при изготовлении бумаги. Эту смесь высокофибриллированной лиоцелловой волокнистой целлюлозной массы с целлюлозной массой, содержащей волокна других типов, можно выбрать для придания соответствующего баланса свойств бумаге и фильтру и расходов по проведению процесса изготовления бумаги. Можно подобрать смесь высокофибриллированных лиоцелловых волокон с ацетатными волокнами, обеспечивающую хорошее осушение при изготовлении бумаги, хорошую прочность бумаги, улучшенную эффективность фильтрования в сравнении с достигаемой в случае только ацетатных волокон, смываемость водой (т. е. диспергируемость в воде) сигаретных фильтров и более быструю биоразлагаемость, чем фильтров, изготовленных только из ацетатных волокон. Фильтр по изобретению может представлять собой одинарный, двойной или тройной фильтр. Предпочтительными могут быть двойные и тройные фильтры, включающие в себя по ацетатному жгутовому фильтру с внешней стороны сигареты и лиоцелловому бумажному фильтру с внутренней стороны сигареты. Такие фильтры проявляют хорошую стойкость к появлению пятен с внешней стороны. Фильтрующие элементы и фильтры в соответствии с изобретением могут быть использованы в сигаретах с фильтрами, у которых имеются или отсутствуют вентиляционные отверстия, с набивкой из табаков широкого диапазона сортов. Только в качестве примера такая табачная набивка может обладать одним, несколькими или всеми нижеследующими свойствами. Выход никотина/смол 10 = 0,05-1,0. Плотность табачной набивки - 100-260 кг/м 3 . Сопротивление при затяжке (измеряли в закрытом состоянии) - 35-70 мм ВС. Воздухопроницаемость сигаретной бумаги = 10-150 ед. Coresta. Также исключительно в качестве примера сигарета с фильтром в соответствии с изобретением, где содержится табачная набивка, которая как пример указана выше, или набивка с другими свойствами может проявлять одно, несколько или все нижеследующие свойства. Выход никотина/смол 10 = 0,05-1,5. Выход смол = от <1 до 10 мг. Сопротивление при затяжке (измеряли в закрытом состоянии) = 30-150 мм W6 Вентиляция в фильтре = 0-80%. Оценка затяжки: 5. Вышеприведенные параметры измеряют по стандартным процедурам и выражают в стандартных единицах. ВС обозначает водяной столб. Кроме того, табачная смесь может содержать значительные количества распущенных табачных листов и средних жилок. Фильтры по изобретению, например, содержащие лиоцелловые волокна одни или в смеси с древесной массой, обладают значительно более усовершенствованными свойствами задерживать смолы в широком диапазоне перепадов давления в сравнении с ранее известными ацетатцеллюлозными и бумажными (на 100% из древесной массы) фильтрами. Фильтры по изобретению могут быть использованы при изготовлении сигарет с выходом смол 6 мг или меньше, возможно, всего 1 мг или меньше. Столь низкий выход смолы может быть достигнут со значительно более низкой степенью вентиляции, чем это необходимо в случае ранее известных фильтров. Если учитывать приемлемость для потребителя, то высокая степень вентиляции обычно нежелательна. Кроме того, такой низкий выход смол может быть достигнут при приемлемом сопротивлении затяжке, что является дополнительным вкладом в повышение уровня приемлемости для потребителя относительно достигаемого с ранее известными сигаретами. В соответствии с изобретением изготавливают фильтры, которые при той же самой степени вентиляции характеризуются улучшенной фильтрующей эффективностью и низким перепадом давлений в сравнении с ранее известными фильтрами. Примеры сигарет, выполненных в соответствии с изобретением, охватывают сигареты, конструкция которых обладает нижеследующими свойствами: выход смол табачной набивки (выход) - 25 мг; перепад давления - 50 мм; проницаемость сигаретной бумаги - 60 ед. Coresta; требуемый выход смол (выход) - 4 мг. Степень задерживания и вентиляции, которые необходимы для достижения такого выхода смол, можно рассчитать по уравнению. Конечный выход смол = выход табачной набивки (100-R)/100 (100-V)/100, где R обозначает степень задерживания фильтром в %, а V обозначает степень вентиляции в %. Если степень вентиляции составляет 0%, тогда необходимая степень задерживания фильтром равна 84%. Полагают, что столь высокая степень задерживания у обычной приемлемой сигареты с фильтром является недостижимой. Изготовили сигареты, снабженные 20-мм фильтрами в соответствии с изобретением, которые проявляют такую степень задерживания при приемлемом перепаде давления в сигарете (примерно 144 мм ВС). У сигареты одного из ранее известных типов может быть предусмотрен одинарный бумажный фильтр, степень задерживания смол в котором составляет 66%, а перепад давления равен 88 мм ВС. Для достижения требуемых 4 мг выхода смол вентиляция должна составлять 53% в сочетании с перепадом давления в сигарете примерно 95 мм. У ранее известной сигареты другого типа может быть предусмотрен одинарный ацетатный фильтр (жгутовый, 1,5 денье), степень задерживания смолы которым составляет 55%, а перепад давления равен 89 мм ВС. Для достижения требуемых 4 мг выхода смол вентиляция должна составлять 64% в сочетании с нежелательно низким перепадом давления в сигарете примерно 87 мм. У сигареты в соответствии с изобретением может быть предусмотрен лиоцелловый бумажный фильтр, степень задерживания смол которых составляет 77%, а перепад давления равен 84 мм ВС. Для достижения требуемых 4 мг выхода смол вентиляция должна составлять всего 30% в сочетании с перепадом давления в сигарете примерно 110 мм. Можно легко изготовить сигареты даже с еще более низким выходом смол. Разработчик конструкций сигарет может легко представить себе конструкции сигарет, отличные от тех, что в качестве примера приведены выше. Преимущество изобретения состоит в том, что сигареты с низким выходом смол могут быть изготовлены при низкой степени вентиляции. Это позволяет достичь уменьшенного количества побочных потоков дыма. По другому варианту в соответствии с изобретением можно сконструировать фильтр, который по весу легче фильтров известных типов, которые характеризуются такой же фильтрующей эффективностью. Это дает возможность сконструировать более легкие сигареты. Более того, сопротивление затяжке этих фильтров в соответствии с изобретением может оказаться ниже, чем у таких ранее известных фильтров. Было установлено, что в процессе курения сигареты фильтры по изобретению поглощают из дыма влагу. Вследствие этого такой фильтр набухает и перепад давления через фильтр возрастает. Полагают, что в процессе курения сигареты это может сообщать некоторые прогрессивные фильтровальные свойства. Более того, полагают, что это набухание может обеспечить особое преимущество, состоящее в возможности изготовить сигареты, которые проявляют относительное постоянство перепада давления от одной затяжки до другой. Пример. С использованием 6-мм матированного лиоцеллового волокна 1,7 децитекс, выпускаемого фирмой "Кортолдс ПЛК" (товарный знак "Tencel"), готовили образцы бумаги. Дисперсию волокнистой массы направляли в разрыватель при плотности массы приблизительно 1,5%. Затем эту массу подавали в бак для пульпы, где мешалкой обеспечивали осторожную циркуляцию массы и ее разбавляли до желаемой плотности. Из бака для пульпы массу пропускали при комнатной температуре через конический рафинер с расходом потока 350-400 л/мин. Вал отстоял от корпуса с образованием зазора 15 мм, что обеспечивало не столько резку волокон, сколько фибриллирование. Ход размола периодически контролировали измерением степени помола (по прибору Шоппер-Риглера). После размола массу дополнительно разбавляли, как правило, добавлением воды в количестве примерно половины объема массы и закачивали в бак для пульпы бумагоделательной машины. Из бака для пульпы волокнистую массу закачивали в разбавительный резервуар, а затем пропускали через распылитель потока, который обеспечивал однородное диспергирование волокон в напорном ящике (где из бумаги формовали жгут). В двух системах вакуумированных ящиков удаляли воду, затем бумагу прогоняли через два пресса (по одному с каждой стороны), барабанную сушилку и каландр и собирали на барабане. В табл. 1 приведена информация об условиях изготовления бумаги. Свойства образцов представлены в табл. 2. В табл. 2 ПpH означает продольное направление. Подъем представляет собой результат измерения капиллярного поднятия воды. Стержни для фильтрующих мундштуков изготовляли из образца А, разрезанного на полосы шириной 300 мм, и обертывали в бумагу 27 г/м 2 (изготовленную из древесной массы). Номинальные размеры стержней для мундштуков составляли 108 мм в длину и 24,6 мм по окружности. Эти стержни разрезали для испытаний на 20-мм мундштуки. Получали результаты, которые представлены в табл. 3. Жесткость является мерой сохранения формы при воздействии бокового усилия, причем более высокие значения указывают на более высокое сопротивление сжатию. Можно было бы ожидать, что степень задерживания смол обычным бумажным фильтром тех же размеров и при том же перепаде давления составляет приблизительно 74%. Образцы бумаги разрезали на полосы шириной по 250 мм, стержни изготовляли при максимальной степени гофрирования и обертывали в бумагу 27 г/м 2 . Номинальные размеры стержней для мундштука составляли 108 х 24,6 мм. Эти стержни разрезали для испытаний на 20-мм мундштуки. Получали результаты, которые представлены в табл. 4. Эти фильтры проявляли существенно более высокие показатели задержания смол, чем как фильтры из ацетатцеллюлозного жгута, так и обычные фильтры из полукрепированной тонкой бумаги.

Формула изобретения

1. Сигаретный фильтр, отличающийся тем, что корпус фильтра включает в себя бумагу, которая содержит по существу лиоцелловые волокна или состоит из них. 2. Фильтр по п. 1, отличающийся тем, что лиоцелловые волокна получают проведением процесса, включающего в себя стадию экструдирования раствора целлюлозы в N-оксиде третичного амина в водную коагуляционную ванну. 3. Фильтр по п.1 или 2, отличающийся тем, что плотность бумаги составляет от 15 до 150 г/м 2 . 4. Фильтр по п. 3, отличающийся тем, что плотность бумаги находится в интервале 20 - 80 г/м 2 . 5. Фильтр по любому из пп.1 - 4, отличающийся тем, что бумага состоит из смеси лиоцелловых волокон с растительными волокнами и/или ацетатцеллюлозными волокнами. 6. Фильтр по п.5, отличающийся тем, что бумага состоит из смеси лиоцелловых волокон с древесной массой и содержит до примерно 50 мас.% древесной массы. 7. Фильтр по любому из пп.1 - 6, отличающийся тем, что лиоцелловые волокна фибриллируют. 8. Сигарета, отличающаяся тем, что она включает в себя фильтр по любому из пп.1 - 7.

Сигаретный фильтр содержит гидроперепутанные волокна лиоцелла. При выкуривании сигарет, содержащих такие фильтры, наблюдается высокая эффективность фильтров, хорошие вкусовые качества, хорошая устойчивость к пятнообразованию, хорошая физическая упругость и хорошие характеристики прохождения воздуха. 2 с. и 9 з.п. ф-лы, 4 табл.


Изобретение касается материалов для тела сигаретных фильтров. Хорошо известны фильтры для сигарет, содержащие волокна. В одном известном типе фильтров, тело фильтра состоит из жгута непрерывиых нитей, обычно нитей из ацетилцеллюлозы (ацетатных нитей), расположенных параллельно продольной оси сигареты. В другом известном типе фильтра, его тело состоит из гофрированной или рифленой бумаги, спресованной в цилиндр. Такие типы конструкций фильтра содержат только один фильтрующий элемент и могут называться "монофильтрами". Другой тип конструкции фильтра, - это так называемый "двойной" фильтр, который содержит два фильтрующих элемента, например, бумажный элемент, расположенный ближе к внутренней части сигареты, и элемент, состоящий из жгута волокон, расположенный ближе к внешней части сигареты. Также известен тип фильтра, известный как "тройной" фильтр, который напоминает двойной фильтр за исключением того, что между указанными выше элементами фильтра включено некоторое количество активированного угля. Бумажные фильтры, как известно, обычно более эффективны, чем фильтры из жгута волокон для удаления смолы из табачного дыма. Высокая эффективность удаления смолы в особенности необходима в свете тенденции получения сигарет с более низким содержанием смолы. Бумажные фильтры поглощают влагу из табачного дыма в процессе выкуривания сигареты, вследствие чего они становятся сырыми и легко снимаются, а также увеличивают сопротивление прохождению дыма через фильтр. Внешний конец сигаретного фильтра обычно покрывается пятнами по мере выкуривания сигареты. Известно, что ацетатные фильтры обычно образуют рыжевато-коричневое равномерное пятно, в то время как бумажные фильтры образуют более темные крапчатые пятна, причем последний эффект считается нежелательным для внешнего вида. Бумажные монофильтры обычно дешевле в изготовлении, чем фильтры из ацетатных жгутов, даже несмотря на то, что производственный процесс более сложен, так как бумага является более дешевым материалом, чем ацетат. Двойные фильтры обычно более дорогостоящи для производства, чем бумажные монофильтры или фильтры из ацетатного жгута, так как производственный процесс более сложен, а тройные фильтры даже еще дороже. Целью настоящего изобретения является обеспечить сигаретный фильтр с высокой эффективностью удаления смолы, в котором преодолеваются по меньшей мере некоторые недостатки, присущие для тех обычных бумажных фильтров, в корпусе которых содержится бумага. (SU 860678, 30.08.81, кл. A 24 D 3/10). Настоящее изобретение обеспечивает сигаретный фильтр, характеризующийся тем, что корпус фильтра содержит гидроперепутанную ткань, которая содержит лиоцельные волокна. Настоящее изобретение также обеспечивает сигарету, включающую такой фильтр. Волокна лиоцелла являются известными материалами, их производство описано, например, в патенте США N 4246221. Они легко биоразрушаемы. Они поступают в продажу от фирмы Кортольдс с товарным знаком "Тенсел". Их получают растворением целлюлозы в растворителе и экструзией полученного таким образом раствора через фильеру в коагулирующую ванну, которая предназначена для осаждения целлюлозы и удаления растворителя из волокна. Этот процесс можно назвать осаждением из растворителя, и лиоцельные волокна могут быть названы целлюлозными волокнами, осажденными из растворителя. Целлюлозой обычно является древесная пульпа. Растворителем может быть N-оксид третичного амина, предпочтительно N-оксид N-метилмо-рфолин, обычно с небольшой пропорцией воды. Если растворителем является N-оксид третичного амина, коагулирующая ванна предпочтительно является водным раствором. Ткани, которые в основном состоят из волокон лиоцелла, могут быть названы лиоцельными тканями. Процесс осаждения из растворителей следует отличать от других известных процессов производства целлюлозных волокон, которые основываются на образовании химических производных целлюлозы, например вискозы. Гидроперепутывание является процессом, предназначенным для образования ткани путем механической обмотки и навивки волокон одного на другое в прочесе с использованием высокоскоростных струй или потоков воды. Прочес может по существу содержать один слой или более, расположенных параллельно штапельных волокон, например прочеса с чесальной машины. Когда используются два или более слоя, они могут быть расположены таким образом, что волокна лежат по существу параллельно друг другу или предпочтительно так, что волокна в разных слоях лежат под углом друг к другу. Эта последняя форма расположения обеспечивает более равномерные физические свойства, например прочность на разрыв в плоскости ткани в различных направлениях. Прочес может содержать один или более слоев, предпочтительно один слой бумаги, и один или более слоев параллельно расположенных штапельных волокон. Бумага может содержать волокна лиоцелла и/или другие типы волокон, например древесной пульпы и ацетатные волокна, по отдельности или в смеси. Гидроперепутанные ткани можно также называть тканями кружевного прядения. Гидроперепутанные ткани содержат мало или совсем не содержат связующего материала. Процессы гидроперепутывания и ткани, получаемые в этих процессах, описаны в патенте US-A-3485706, содержание которого включено здесь в качестве ссылки. Гидроперепутанная ткань может состоять полностью, или в основном, из волокон лиоцелла. В качестве альтернативы, ткань может состоять из смеси волокон лиоцелла с одним или более типом других волокон, обычно используемых для сигаретных фильтров, например нитей из ацетилцеллюлозы или волокон древесной пульпы. Каждый слой, используемый для образования прочеса, подвергаемого процессу гидроперепутывания, может состоять из по меньшей мере 25 мас. %, по меньшей мере 50 мас.% или по меньшей мере 75 мас.% волокон лиоцелла. Базовая масса гидроперепутанной ткани может соответствовать массе бумаги, используемой в известных бумажных фильтрах, и в общем составлять от 15 до 150 грамм на квадратный метр, предпочтительно от 20 до 80 грамм на квадратный метр. Количество слоев в прочесе, подвергаемых процессу гидроперепутывания, может составлять от 1 до 10, предпочтительно от 1 до 5. Титр волокон лиоцелла и возможных других типов волокна может быть в пределах от 0,05 до 20, часто от 1 до 5 децитекс. Волокно, содержащееся в гидроперепутанной ткани, предпочтительно подвергают фибрилляции. Волокна лиоцелла могут быть фибриллированы путем механической абразивной обработки в мокром состоянии, например в процессе гидроперепутывания. Фибрилляция приводит к частичному отделению тончайших волоконец от тела волокна, так что отдельные волокна приобретают "волосатый" вид. Фибриллированные волокна лиоцелла имеют увеличенную площадь поверхности по сравнению с нефибриллированными волокнами, и считается, что это может быть полезным для повышения эффективности фильтрации. Гидроперепутанная ткань расположена в теле фильтра таким образом, что продольная ось сигареты лежит параллельно главной плоскости ткани. Ткань предпочтительно является плиссированной или гофрированной тканью. Ткань может служить для изготовления фильтров на обычном оборудовании для производства бумажных фильтров. Обнаружено, что гидроперепутанная ткань быстрее обрабатывается на таком оборудовании, чем бумага, что снижает себестоимость фильтров. Гидроперепутанная ткань может использоваться вместо бумаги для изготовления фильтров известных типов конструкции, например двойных, тройных и в особенности - монофильтров. Сигаретный фильтр по изобретению, как было обнаружено, имеет высокую фильтрующую способность (удаление твердых частиц) по сравнению с известными фильтрами из ацетилцеллюлозных жгутов и одинаковую фильтрующую способность с некоторыми известными бумажными фильтрами. Фильтр по изобретению снижает "бумажный" привкус и другие неприятные вкусовые ощущения сигарет. Это удивительно, так как волокна лиоцелла являются целлюлозными волокнами. Хорошо известно, что обычные типы целлюлозного волокна, например древесная пульпа и вискоза, действительно дают бумажный привкус. Внешний вид (пятнообразование) кончика фильтра по изобретению при выкуривании сигареты сравним с обычными ацетатцеллюлозными фильтрами и значительно лучше внешнего вида обычных бумажных фильтров. Фильтр по изобретению сохраняет хорошую физическую упругость (сопротивление сжатию) и хорошие характеристики прохождения воздуха при выкуривании сигареты. Это замечательно для фильтра, содержащего целлюлозные волокна. Фильтр по изобретению целесообразно использовать в качестве монофильтра. Изобретение иллюстрируется следующими примерами. Пример 1
Волоконо лиоцелла (1,7 децитекс, 25 мм штапель, полуматовое волокно производства фирмы Кортолдс, товарный знак "Тенсел") прочесано на машине для образования прочеса. Соединены два прочеса и подвергнуты гидроперепутыванию с использованием 8 сопел и предельного давления 100 бар для получения гидроперепутанной лиоцельной ткани с базовой массой 33 гм -1 . Прочность на растяжение и удлинение ткани в машине и поперечных направлениях составили соответственно 3,6 и 1,7 кг/дюйм и 24,1 и 72,7%. Ткань была гофрирована и из нее были изготовлены сигаретные фильтры на обычном оборудовании для производства бумажных фильтров. Оценка качества стержней фильтров - "отлично". Свойства стержня фильтра по сравнению с обычными бумажными и ацетатцеллюлозными фильтрами показаны в табл. 1, где коэффициенты вариации в процентах даны в скобках (см. в конце описания). Были изготовлены сигареты с использованием лиоцелла (образец Б), бумаги и ацетилцеллюлозы и оценены при проведении тестов. Результаты (см. табл. 2) показали равноценность сигарет с лиоцельным и бумажным фильтрами, однако было очевидно, что модель сигареты не была оптимизирована специально для лиоцельного фильтра. Пример 2
Волокна лиоцелла (1,7 децитекс, 25 мм) укладывали в виде прочесов и подвергали гидроперепутыванию для образования ткани, как описано в примере 1. Дальнейшие детали и свойства показаны в табл. 3 (см. в конце описания). В образце 3 волокна лиоцелла в сухом виде укладывали на лиоцельную бумагу для получения составного материала, который затем подвергали гидроперепутыванию. Образцы И и К штамповали в процессе гидроперепутывания на ленточном конвейере с рельефом переплетения тканей типа шалли 24. Сигаретные фильтры изготавливали из прочесов образцов А - К. Дальнейшие детали и результаты экспериментов показаны в табл. 4 (см. в конце описания). (1) (-) Пропуск в таблице означает, что измерений не проводилось. (2) Уровень гофрировки и приведенные величины означают усилия гофрировки машины в различных установках. Каждый прочас превращали в фильтрующую ткань, используя три усилия гофрировки: при минимальном усилии, при котором получали фильтр с допустимо низким изменением падения давления в фильтре, при максимальном усилии, которое можно применить, не вызывая разрыва прочеса, и при среднем усилии, в пределах между этими двумя усилиями. Минимальное и максимальное усилия определяют пределы возможности материала. (3) KB - коэффициент вариации %;
(4) Сопр.тяги - сопротивление тяге в мм воды;
(5) Сопр.тяге 24,20 - сопротивление тяге в мм воды для 24,20 мм окружности фильтра;
(6) Падение давления, мундштук 27 мм - падение давления по стержню фильтра 27 мм (в мм воды);
(7) Эффективность фильтра измеряется в процентном удалении общего доступного твердого материала частиц. Для сравнения, эффективность фильтра обычного бумажного мундштука 27 мм увеличивается линейно от 65% при сопротивлении тяге 60 мм до 90% при сопротивлении тяге 200 мм. Эффективность фильтра обычного ацетатного мундштука 27 мм равна 59% при сопротивлении тяге 100 мм, 67% при сопротивлении тяге 152 мм и 72% при сопротивлении тяге 195 мм.

Формула изобретения


1. Сигаретный фильтр, отличающийся тем, что тело фильтра содержит гидроперепутанную ткань, содержащую волокна лиоцелла. 2. Фильтр по п.1, отличающийся тем, что базовая масса гидроперепутанной ткани составляет от 15 до 150 г/м 2 . 3. Фильтр по п.2, отличающийся тем, что базовая масса гидроперепутанной ткани составляет от 20 до 80 г/м 2 . 4. Фильтр по любому предшествующему пункту, отличающийся тем, что гидроперепутанная ткань получена в процессе гидроперепутывания, которому подвергли прочес, содержащий от 1 до 10 слоев параллельно расположенных волокон. 5. Фильтр по п.4, отличающийся тем, что прочес содержит от 2 до 10 слоев и волокна в слоях расположены под углом одно к другому. 6. Фильтр по любому предшествующему пункту, отличающийся тем, что гидроперепутанная ткань получена в процессе гидроперепутывания, которому подвергли прочес, содержащий один или более слоев параллельно расположенных волокон и слой бумаги. 7. Фильтр по любому предшествующему пункту, отличающийся тем, что волокна лиоцелла фибриллированы. 8. Фильтр по любому предшествующему пункту, отличающийся тем, что гидроперепутанная ткань состоит в основном из волокон лиоцелла. 9. Фильтр по любому предшествующему пункту, отличающийся тем, что он является монофильтром. 10. Фильтр по любому предшествующему пункту, отличающийся тем, что волокна лиоцелла получены в процессе, включающем стадию экструзии раствора целлюлозы из растворителя, содержащего N-оксид третичного амина, в водную коагулирующую ванну. 11. Сигарета, отличающаяся тем, что она содержит фильтр по любому предшествующему пункту.


MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

В начале XX века было сделано открытие, которое должно было оказать значительное влияние на отношение людей к табакокурению – был изобретен фильтр для сигарет. Но лишь в середине века сигареты с фильтром стали набирать большую популярность. Тогда в мире все больше стали говорить о вреде курения, и табачные производители стали активно производить сигареты с фильтром. Как в XXI поменялось отношение к фильтрам? Об этом расскажем ниже.

Как работает фильтр

Сигаретный дым проходит через фильтр, оставляя в нем часть вредных веществ. Существуют различные типы фильтров. Наиболее распространены сегодня фильтры из целлюлозы. Этот материал сохраняет форму и может задерживать часть вредных веществ, выделяемых при курении. Такие фильтры удобно применять еще и потому, что за счет изменения их плотности можно регулировать крепость сигарет – именно фильтр позволяет делить сигареты на крепкие, легкие, суперлегкие. Т.е. получается, что крепость сигареты – это лишь маркетинговый ход, в действительности используется один и тот же табак.

Еще один «плюс» фильтров из целлюлозы — хорошая пропускающая способность, позволяющая добавлять в фильтр особые вещества, которые делают сигареты ароматизированными.

В фильтрах сегодня часто применяют активированный уголь. Он обладает адсорбирующим эффектом, поэтому из дыма удаляется часть летучих веществ, температура кипения которых выше 30º. Как правило, уголь помещается в середине фильтра, чтобы, с одной стороны, не давать неприятный привкус курильщику, а с другой – исключить возможность загорания.

Фильтр и рак

Причиной развития рака ученые называют вентиляционные отверстия, которые располагаются в фильтре.

В фильтрах «легких сигарет» существуют отверстия, через которые в дым от горения табака проникает воздух, из-за этого он получается менее насыщенным. Но из-за такой «легкости» курильщику кажется, что он не накурился, поэтому увеличивается количество затяжек, глубина вдыхания. Из-за этого большее количество вредных веществ попадает в дыхательную систему человека. За последние 30 лет возросло количество заболевания аденокарциномой, особым видом рака, который развивается в легких. Именно это дало основания ученым провести исследование о том, как сигаретные фильтры связаны с развитием рака.

В Университете штата Огайо ученые сумели доказать взаимосвязь между фильтрами сигарет и раком легких. Причиной развития рака ученые называют вентиляционные отверстия, которые располагаются в фильтре. Фильтры снижают количество смол, проникающих в организм, однако повышают количество канцерогенов. К тому же, фильтры разделяют дым на более мелкие частицы, благодаря чему повышается их проникающая способность – они попадают в более глубокие области легких. Мельчайшие волокна фильтра могут отрываться от него и тоже способствовать развитию онкологических заболеваний.

Сигаретные фильтры несут определенные плюсы для курильщиков: снижается количество проникающихся в организм вредных веществ, уменьшается риск ожогов полости рта, меньше желтеют зубы и пальцы. Однако полностью избавиться от риска развития онкологии фильтры не позволяют, скорее наоборот — способствуют. Не существует «безопасных» сигарет, и никакой, даже самый высокотехнологичный фильтр это изменить не может.

Сигаретный фильтр - небольшой блок цилиндрической формы, обернутый бумагой. Предназначен для того, чтобы удерживать часть никотина при вдыхании табачного дыма курильщиком. Эффект фильтрации обуславливается его длиной, составом и материалом, из которого он сделан.

Состав

Производство сигарет с фильтром началось в 1925 году, когда был официально зарегистрирован патент. Тогда фильтры делались из сложенной бумаги, а со временем в производстве стали использовать более качественные материалы, наладив сигаретную промышленность. Однако они не были популярными среди курильщиков, потому что первые сигареты получались кривыми и распадались. Не было еще технологий соединения фильтра с табачной гильзой. Первая автоматизированная машина была изобретена в 1935 году, в Англии. С тех пор спрос на продукцию значительно вырос. Из чего делают фильтр для сигарет? Существует несколько вариантов изделий в зависимости от использованного материала:

  • ацетат;
  • ацетат с активированным углем;
  • ацетат с полимерными волокнами;
  • целлюлоза с салициловой кислотой;
  • пористый углерод;
  • с добавлением гранулированного сорбента.

В 1954 году стали производить сигареты с ацетатным фильтром, и он до сих пор является самым популярным по всему миру. В промышленности используют вторичный ацетат целлюлозы с содержанием 10 % триацетата глицерина. Такие волокна делают из раствора ацетилцеллюлозы в ацетоне или смеси метиленхлорида и спирта. В конце получают так называемый "ацетатный шелк", из которого потом и формируют фильтры для сигарет.

Ниже описано еще несколько запатентованных по всему миру фильтров.

Фильтр из органических волокон полимера и пропитанный лигнином, который является своего рода адсорбирующим средством.

Ацетатные или целлюлозные сигаретные адсорбенты также пропитывают 5 % раствором салициловой кислоты. По словам производителей, такой состав способен уменьшить содержание никотина, смол и летучих металлов из дыма до 47 %.

Еще одни запатентованные фильтры для сигарет состоят из двух частей: внешняя сторона фильтра из ацетатного волокна, а часть со стороны табачной смеси формируется из углеродных частиц, которые повышают свойства фильтра.

Для увеличения эффективности адсорбции токсинов и канцерогенов из табачного дыма также добавляют специальный сорбент в гранулах из синтетических или натуральных цеолитов. Сегодня производители продолжают модифицировать фильтры и гильзы для сигарет, ищут другие подходящие материалы для их изготовления.

Изготовление

Процесс производства фильтра заключается в следующем. Ацетат или целлюлозу расплавляют. Методом выдувания получают волокна диаметром не более 10 мкм. Формирование поперечных тонких сечений позволяет увеличить площадь материала, тем самым экономя расход воздуха в процессе выдувания. Цикл изготовления непрерывен, так как некоторые расплавленные вещества разрушаются под воздействием окружающей среды. Затем материал для сердцевины фильтра путем нагрева соединяют с волокнами ацетатной оболочки, охлаждают и разрезают на отдельные части.

Сердцевина служит только для того, чтобы повысить прочность конструкции и снизить затраты на производство. Адсорбирующими являются только внешняя оболочка и добавки, например, активированный уголь или гранулированный сорбент.

Твердость фильтра - один из параметров по которому курильщики выбирают сигареты. Так как целлюлозные волокна не обладают особой твердостью, в фильтры добавляется пластификатор триацетин. Есть потребители, предпочитающие более твердые фильтры для сигарет, в изготовлении которых значительно превышено количество этого вещества. А это, как правило, снижает эффективность поглощения компонентов дыма.

Польза или вред

Создание фильтра было продиктовано попытками сделать процесс курения более приятным и менее опасным для курильщика. В 50-х годах прошлого века исследования ученых о вреде курения заставили многих отказаться от сигарет, что заметно снизило продажи. Чтобы исправить ситуацию, было принято решение воздействовать на умы курильщиков легендой, что фильтр снижает попадание вредных токсинов в организм. Таким образом покупателям оставили возможность ощущать радость от процесса курения. Однако материалы, из которых делают фильтры для сигарет, не менее опасны для человека.

Самодельный фильтр

Можно сделать самодельный фильтр для сигарет. Для этого берем плотную чистую бумагу размером 2 х 7 см. Часть бумаги с узкой стороны сминаем гармошкой 3-4 раза, а остальную оборачиваем вокруг. Укладываем на специальную бумагу полученный цилиндр и табак, а затем сворачиваем сигарету.

Фильтр - это обычно устройство из пористого материала, например бумаги, ваты, пробки, приложенное к концу сигары или сигареты, чтобы абсорбировать влагу, смолу, никотин и различные примеси. Фильтр также может представлять собой специальный держатель, в который вставляют сигару или сигарету (мундштук).

В 1952 году табачная компания Лориллард стала выпускать первые сигареты с фильтром "Кент". Они рекламировались как "единственные сигареты, которые могут представить Вам доказательства большей защиты здоровья". Как ни странно, первоначально в фильтрах использовался асбест, и несколько рабочих, занимавшихся производством фильтров, умерли от мезотелиомы - рака, связанного с выделением асбеста. После того, как на рынке появились фильтры Кент, другие производители разработали конкурирующие фильтры. В 1954 году в марке ВицеРой полая трубка была заменена фильтром из ацетата целлюлозы, который скоро стал наиболее используемым фильтром во всей табачной промышленности. В некоторой части сигарет фильтры состоят из ацетата целлюлозы смешанного с активированным углем.

Наиболее часто используемый тип ацетата целлюлозы - это вторичный ацетат целлюлозы, содержащий 5-10% триацетата глицерина в качестве пластификатора. Эти фильтры уменьшают поступление в организм курильщика взвешенных частиц дыма. Такие же вещества, как акролеин, фенолы, и высоко канцерогенные нитрозамины удаляются этими фильтрами выборочно. Их эффективность можно увеличить, уменьшая диаметр нитей, увеличивая длину фильтра или добавляя к волокну определенные вещества.

Активированный уголь широко известен из-за его свойств выборочно удалять некоторые компоненты газовой фазы из дыма. Угольные фильтры могут выборочно удалять до 40% оксидов углерода и азота, 80% цианида водорода и 70% акролеина и бензола из дыма сигарет. Смешанные фильтры уменьшают содержание взвешенных частичек менее эффективно, чем ацетатные фильтры.

Иногда появляются сообщения о каких-то особых фильтрах, которые удаляют почти все токсичные компоненты из дыма. Например, одна греческая фирма активно рекламирует так называемый "Биофильтр". К сожалению, данные испытаний этого фильтра не были переданы этой фирмой для независимой экспертизы. Проведенные же табачной фирмой "Р.Дж.Рейнольдс" сравнительные испытания не выявили особых преимуществ биофильтра перед обычным фильтром из ацетата целлюлозы. Поэтому, когда вам опять будут рассказывать про новый супер-фильтр, помните, что это коммерческая информация и относитесь к ней с сомнением.

Обычные фильтры удаляют некоторую часть взвешенных частичек в дыме. Если фильтр также уменьшает содержание никотина в дыме, то курильщики корректируют свое курение, чтобы достичь удовлетворительной дозы никотина. Курильщик может вносить такую коррекцию, делая большее количество затяжек, глубже затягиваясь, выкуривая большую часть каждой сигареты или выкуривая больше сигарет. Данный процесс называется "компенсацией". В 1976 году юрист табачной фирмы "Браун энд Вильямсон" Э.Пепплз писал: "В большинстве случаев курильщик сигарет с фильтром получает столько же смол и никотина, сколько он получал бы из сигарет без фильтра. Однако он отказывается от сигарет без фильтра, пытаясь уменьшить риск для здоровья" .

Основное воздействие на показания курительной машины оказывает не вещество фильтра, а то, что в нем можно легко делать незаметные для невооруженного глаза отверстия.