Курительное изделие и способ регулирования его скорости горения
В заявке описано курительное изделие с курительным материалом, состоящим из трех основных компонентов, а именно негорючего неорганического наполнителя, альгинового связующего и образующего аэрозоль вещества. Этот курительный материал смешивают с табачным материалом, который можно обработать дополнительным увлажнителем и использовать в курительном изделии, у которого показатель эффективности переноса образующего аэрозоль вещества в дым превышает 4,0. Техническим результатом является улучшение качества курительного изделия и уменьшение выделения карбонильных соединений, цианида водорода и канцерогенных нитрозаминов в процессе курения. 2 н. и 60 з.п. ф-лы, 5 ил., 10 табл.
Настоящее изобретение относится к курительным изделиям с выкуриваемым начиночным материалом в качестве заменителя табака и способу регулирования их скорости горения в статическом режиме.
В последние годы было потрачено много усилий на поиск различных, заменяющих табак выкуриваемых начиночных материалов с пониженным содержанием биологического вещества, сгорание которого во время курения вызывает множество проблем, связанных со здоровьем и самого курильщика, и окружающих его людей. В настоящее время известно большое количество различных заменяющих табак курительных материалов или альтернативных курительных материалов. Одним из недостатков таких альтернативных табаку материалов является сложность регулирования процесса горения, связанная с уменьшенным содержанием в них горючих веществ. Для регулирования скорости горения к заменяющим табак курительным материалам приходится добавлять определенные хорошо известные модификаторы горения, в частности горючие добавки, такие как соли органических кислот с щелочными металлами, ацетат натрия (как это предлагается, в частности, в RU 2045209) или калия, или замедлители горения, например хлорид кальция или магния. В WO 97/32490 предлагается использовать в курительных изделиях выкуриваемый материал, содержащий в качестве обязательного компонента экстракт горючего вещества из соответствующего источника.
В US 4109664, WO 96/07336 и ЕР 0419975 описаны курительные материалы с неорганическими наполнителями (иногда агломерированными, согласно ЕР 0419975), связующими и образующими аэрозоль веществами. Однако ни в одном из этих документов нет каких-либо сведений об эффективности предлагаемых для курительных изделий материалов в части переноса в дым образующего аэрозоль вещества по сравнению с обычным резаным табаком. В этих документах даже не рассматривается возможность переноса увеличенного количества образующего аэрозоль вещества и разбавления им вдыхаемого курильщиком дыма. Так, в частности, в примерах, приведенных в патенте US 4109664, количество глицерина в дыме составляет не более 4% от общего количества глицерина, содержащегося в предлагаемом в этом патенте курительном материале. Кроме того, ни в одном из этих документов нет никакой информации ни о размерах частиц неорганического наполнителя, ни о возможности изменения скорости горения в статическом режиме и/или свойств золы, образующейся при сгорании частиц курительного материала, содержащегося в таких неорганических наполнителях. Помимо этого такой курительный материал обладает плохой перерабатываемостью, в частности обладает повышенной хрупкостью, существенно усложняющей формование из него листового курительного материала.
Одной из задач настоящего изобретения является создание курительного материала, использование которого в курительном изделии обеспечивает более эффективный перенос образующего аэрозоль вещества в дым по сравнению с курительным материалом с обычным резаным табаком, обработанным таким же количеством образующего аэрозоль вещества. Предлагаемый в изобретении курительный материал обладает высокой эффективностью переноса образующего аэрозоль вещества в дым, которая на 40% больше, чем у курительного материала, содержащего только обычный резаный табак.
Кроме того, в настоящем изобретении предлагается курительный материал с негорючим неорганическим наполнителем, частицы которого имеют оптимальный размер и улучшают параметры горения курительного материала.
В соответствии с этим в основу настоящего изобретения была положена задача разработать курительное изделие с предлагаемым в изобретении курительным материалом, в образующейся в процессе курения которого основной струе дыма содержится меньшее количество определенных компонентов по сравнению с обычными курительными изделиями.
Другая задача изобретения состояла в разработке курительного изделия, содержащего стержень из предлагаемого в изобретении курительного материала и фильтр табачного дыма, который значительно уменьшает содержание в основной струе дыма определенных компонентов курительного материала, таких, например, как карбонильные соединения или цианид водорода, и отличающегося благодаря использованию в нем стержня из предлагаемого курительного материала и фильтра существенно меньшим, чем обычные курительные изделия, содержанием в основной струе дыма определенных компонентов курительного материала.
Еще одна задача изобретения состояла в разработке курительного изделия, при курении которого выделяется сравнительно небольшое количество характерных для табака канцерогенных нитрозаминов.
Задача изобретения состояла также в разработке курительного материала, использование которого в курительных изделиях позволяет повысить вкусовые качества и аромат дыма и улучшить слипаемость золы.
Еще одна задача изобретения состояла в разработке способа регулирования количества дыма, вдыхаемого курильщиком при одной затяжке в процессе курения изделия с предлагаемым в изобретении курительным материалом.
Помимо этого задача изобретения состояла также в разработке способа регулирования скорости горения в статическом режиме курительного материала, имеющего определенный состав.
В настоящем изобретении предлагается курительное изделие с обернутым стержнем из выкуриваемого начиночного материала, представляющего собой смесь, включающую курительный материал, состоящий из негорючего неорганического наполнителя, альгинового связующего и образующего аэрозоль вещества, причем общее количество этих трех компонентов превышает 90 мас.% в пересчете на массу курительного материала. При этом курительное изделие имеет показатель эффективности переноса образующего аэрозоль вещества в дым, больше 4,0.
Таким образом, негорючий неорганический наполнитель, связующее и образующее аэрозоль вещество являются основными компонентами предлагаемого в изобретении курительного материала и исключается необходимость присутствия, например, экстракта горючего вещества как его обязательного компонента. В предпочтительном варианте содержание этих трех компонентов в сумме может составлять более 90 мас.%, наиболее предпочтительно около 94 мас.% или выше, в пересчете на массу всего курительного материала. В принципе весь предлагаемый в изобретении курительный материал может состоять только из трех этих компонентов.
В качестве других компонентов курительного материала можно использовать красители, целлюлозу, например древесную целлюлозу, или ароматизаторы. Специалистам в данной области хорошо известны и некоторые другие составляющие курительного материала, которые обычно добавляют к нему в небольших количествах. Из всего вышесказанного следует, что номенклатура составляющих листового курительного материала очень невелика.
В контексте настоящего описания под термином "курительный материал" подразумевается любой материал, который можно использовать в курительном изделии. Очевидно, нет необходимости говорить о том, что этот материал должен быть горючим. Обычно курительный материал изготавливают в виде листа, который затем соответствующим образом режут. После резки измельченный курительный материал можно смешивать с другими составляющими, используемыми при изготовлении курительных изделий.
Согласно изобретению эффективность переноса аэрозоля в дым измеряется процентным отношением содержания аэрозоля в дыме к его содержанию в курительном материале и предпочтительно имеет значение больше 5, более предпочтительно больше 6.
Выкуриваемый начиночный материал может представлять собой смесь с содержанием предлагаемого в изобретении курительного материала не более 75 мас.%.
Содержание неорганического наполнителя в курительном материале предпочтительно должно составлять от 60 до 90%, более предпочтительно больше 70%. Количество неорганического наполнителя предпочтительно должно составлять около 74 мас.% в пересчете на массу готового листового курительного материала, но может достигать и 80, 85 или 90 мас.% в пересчете на массу готового листового курительного материала.
Средний размер частиц негорючего наполнителя должен находиться в пределах от 500 до 75 мкм.
В предлагаемом в изобретении курительном материале средний размер частиц неорганического наполнителя предпочтительно лежит в пределах от 400 до 100 мкм, более предпочтительно превышает 125 мкм, наиболее предпочтительно превышает 150 мкм. В особо предпочтительном варианте средний размер частиц неорганического наполнителя составляет около 170 мкм, но может лежать в пределах от 170 до 200 мкм. Частицы такого размера отличаются от частиц обычно применяемого в заменителях табака наполнителя, размер частиц которого составляет всего 2-3 мкм. Частицы разных неорганических наполнителей могут иметь разные размеры от 1 до 1 мм (1000 мкм). Частицы необходимого размера получают измельчением, размолом или осаждением неорганического наполнителя.
В качестве неорганического наполнителя можно использовать перлит, оксид алюминия (глинозем), диатомовую землю, карбонат кальция (мел), вермикулит, оксид магния, сульфат магния, оксид цинка, сульфат кальция (гипс), оксид железа, пемзу, диоксид титана, алюминат кальция или другие нерастворимые алюминаты либо иные неорганические наполнители. Плотность наполнителей должна находиться в пределах от 0,1 до 5,7 г/см. Предпочтительно, чтобы наполнитель имел плотность менее 3 г/см, более предпочтительно менее 2,5 г/см, наиболее предпочтительно менее 2,0 г/см, особенно предпочтительно менее 1,5 г/см. Наиболее целесообразно использовать наполнитель с плотностью менее 1 г/см. Низкая плотность неорганического наполнителя снижает плотность всего материала продукта и тем самым улучшает слипаемость золы.
При использовании в курительном изделии смеси наполнителей для получения требуемого среднего размера частиц частицы одного или нескольких наполнителей могут иметь меньшую крупность, а частицы других наполнителей - большую крупность. Необходимую статическую интенсивность горения готового курительного изделия можно получить, используя в выкуриваемом начиночном материале приемлемую смесь из табака и предлагаемого в изобретении курительного материала.
Неорганический наполнитель не должен находиться в агломерированном виде. Перед использованием наполнитель иногда подвергают небольшой предварительной обработке, отличающейся от обработки, необходимой для получения частиц требуемого размера.
Количество связующего предпочтительно должно составлять около 5-13 мас.%, более предпочтительно менее 10 мас.%, преимущественно менее 8 мас.%, в пересчете на массу готового наполнителя. Предпочтительно, чтобы на долю связующего приходилось около 7,5 мас.% или менее в пересчете на массу готового листового курительного материала.
При использовании в качестве связующего смеси альгинатного и неальгинатного связующих предпочтительно, чтобы содержание альгината в такой смеси составляло по меньшей мере 50%, предпочтительно не менее 60%, преимущественно не менее 70%. При использовании неальгинатного связующего требуемое количество смеси связующих можно существенно уменьшить. С уменьшением количества комбинированного связующего процентное содержание в нем альгината увеличивается. К наиболее предпочтительным для использования в предлагаемом курительном материале альгиновым связующим относятся растворимые альгинаты, такие как альгинат аммония, альгинат натрия, альгинат натрия-кальция, альгинат кальция-аммония, альгинат калия, альгинат магния, триэтаноламинальгинат и пропиленгликольальгинат. В сочетании с альгиновыми связующими можно использовать и другие органические связующие, например целлюлозные связующие, камеди или гели. К приемлемым целлюлозным связующим относятся собственно целлюлоза и ее производные, такие как натрийкарбоксиметилцеллюлоза, метилцеллюлоза, гидроксипропилцеллюлоза, гидроксиэтилцеллюлоза и эфиры целлюлозы. В качестве камедей можно использовать гуммиарабик, камедь гатти, трагакантовую камедь, камедь карайи, камедь плодов рожкового дерева, аравийскую камедь, гуаровую камедь, камедь семян айвы или ксантановую камедь. В качестве можно использовать агар, агарозу, каррагенан, фуроидан и фурцелларан. В качестве органических связующих можно использовать и крахмалы. Другие пригодные для применения в предусмотренных изобретеним целях камеди описаны в соответствующих справочниках, например в справочнике Industrial Gums, E.Whistler (изд-во Academic Press).
Наиболее предпочтительными из перечисленных выше связующих являются альгиновые связующие. Применение альгинатов предпочтительно согласно изобретению по той причине, что продукты их горения обладают нейтральным вкусом и поэтому не оказывают влияния на вкусовые качества дыма, образующегося при курении курительного изделия.
Предпочтительно, чтобы содержание образующих аэрозоль веществ в предлагаемом в изобретении курительном материале составляло от 5 до 20%, более предпочтительно до 15%, преимущественно более 7%, наиболее предпочтительно более 10%. Предпочтительно, чтобы содержание образующих аэрозоль веществ составляло менее 13 мас.%, более предпочтительно от 11 до 13 мас.%, наиболее предпочтительно около 11,25 мас.% или даже 12,5 мас.%, в пересчете на массу готового листового курительного материала. Приемлемое количество образующих аэрозоль веществ выбирается в соответствии с количеством табака, включаемого в состав смеси, образующей выкуриваемый начиночный материл предлагаемого в изобретении курительного изделия. Так, например, в смеси, содержащей большое количество листового курительного материала с небольшим содержанием табака, может потребоваться уменьшить содержание образующих аэрозоль веществ в таком листовом курительном материале. И, наоборот, в смеси, содержащей небольшое количество листового курительного материала с высоким содержанием табака, может потребоваться увеличить содержание образующих аэрозоль веществ в таком листовом курительном материале.
В качестве образующих аэрозоль веществ можно использовать многоатомные спирты, такие как глицерин, пропиленгликоль и триэтиленгликоль, сложные эфиры, такие как триэтилцитрат или триацетин, высококипящие углеводороды или низкомолекулярные спирты, такие как гликоли, сорбит или молочная кислота. В предлагаемом в изобретении курительном материале можно использовать и смесь из нескольких образующих аэрозоль веществ. Помимо своего основного назначения образующие аэрозоль вещества используются в качестве пластификатора при изготовлении листового курительного материала. В качестве дополнительного пластификатора можно использовать воду.
Курительный материал целесообразно насыщать воздухом. Для этого можно использовать изготовленный из пульпы листовой курительный материал с ячеистой структурой.
Образующие аэрозоль вещества или их определенную часть можно использовать в капсулированном виде, предпочтительно в виде микрокапсулированно виде, или стабилизировать их каким-либо иным путем. В этом случае количество образующих аэрозоль веществ должно быть больше указанного выше.
К предлагаемому в изобретении курительному материалу целесообразно добавлять краситель для придания курительному материалу более темной окраски и/или ароматизатор для придания курительному материалу специфического аромата. К подобным ароматизирующим или окрашивающим материалам относятся, например, какао, лакрица, жженый сахар, шоколад или ирис. Для этой же цели можно использовать также тонкоизмельченный, гранулированный или гомогенизированный табак. Кроме того, в предлагаемом в изобретении курительном материале можно использовать хорошо зарекомендовавшие себя в пищевой промышленные пищевые красители, например Е150а (сахарный колер I простой), Е151 (черный блестящий BN), E153 (растительный уголь) или Е155 (коричневый НТ). К пригодным для применения ароматизаторам относятся, например, ментол и ванилин. Можно использовать и другие соусирующие материалы. Следует отметить, что курительный материал при наличии в нем вермикулита или других неорганических наполнителей уже может приобретать темную окраску.
Количество красителя в предлагаемом в изобретении курительном материале должно составлять от 0 до 10%, предпочтительно от 5 до 7%, в пересчете на массу готового курительного материала. Предпочтительно, чтобы количество красителя составляло менее 7%, более предпочтительно менее 6%, преимущественно менее 5%, в пересчете на массу готового курительного материала. В особенно предпочтительном варианте количество красителя не должно превышать 4, 3 или 2%. Содержание какао в предлагаемом в изобретении курительном материале предпочтительно должно составлять от 0 до 5%, а лакрицы - от 0 до 4% в пересчете на массу готового курительного материала. При использовании в качестве красителя какао или лакрицы минимальное содержание какао для придания курительному материалу необходимого цвета должно составлять около 3%, а лакрицы - около 2% в пересчете на массу готового курительного материала. Содержание в курительном материале жженого сахара должно составлять от 0 до 5%, предпочтительно до 2%, более предпочтительно до 1,5%, в пересчете на массу готового курительного материала. К другим пригодным для использования красителям относятся меласса, солодовый экстракт, экстракт кофе, резиноиды чая, экстракт плодов рожкового дерева, экстракт чернослива и экстракт табака. При изготовлении предлагаемого в изобретении курительного материала можно использовать и смеси красителей.
Для изменения вкуса и аромата курительного материала к нему можно добавлять различные ароматизаторы.
При использовании в качестве альтернативного красителя пищевого красителя его содержание должно составлять около 0,5% или менее в пересчете на массу готового курительного материала. Для изменения цвета готового листового курительного материала его можно просто обсыпать соответствующим красителем.
Для увеличения прочности курительного материала, уменьшения его плотности или повышения плотности его набивки к нему можно добавлять волокнистый материал, например целлюлозные волокна, в частности древесную целлюлозу, кудель (льняные волокна), конопляные волокна или лубяные волокна. При добавлении к курительному материалу волокнистого материала его количество должно составлять от 0,5 до 10%, предпочтительно менее 5%, наиболее предпочтительно менее 3%, в пересчете на массу готового листового курительного материала. Однако наиболее предпочтительным является курительный материал, который вообще не содержит никакого волокнистого материала - ни целлюлозного, ни какого-либо иного.
В качестве предлагаемого в изобретении курительного материала предпочтительно использовать листовой курительный материал, который вообще не содержит табак.
Следует отметить, что смесь с высоким содержанием в ней листового курительного материала, превышающим, например, 75% в пересчете на массу смеси, обладает плохой горючестью. Устранить этот недостаток можно, например, путем добавления в курительный материал гранулированного угля в небольшом количестве, составляющем от 5 до 10%. В предпочтительном варианте гранулированный уголь не должен находиться в агломерированном виде, т.е. не должен предварительно смешиваться с каким-либо иным материалом, с которым он способен агломерироваться.
Выкуриваемый начиночный материал предпочтительно получать смешением предлагаемого в изобретении курительного материала с табачным материалом. Для приготовления такой смеси целесообразно использовать тонкие листовые пластинки высококачественного табака. В предпочтительном варианте основная доля в табачном материале должна приходиться на резаный табак. Табачный материал может содержать от 20 до 100% расширенного (экспандированного) табака, полученного методом высокоинтенсивного экспандирования, например разрыхлением диоксидом углерода. Удельный объем такого табачного материала обычно составляет от 6 до 9 см/г (см., например, GB 1484536 и US 4340073).
Кроме тонких листовых пластинок табака смесь может содержать до 30% других компонентов, к которым относятся резаные плющеные жилки (РПЖ), обработанные водой жилки (ОВЖ) или обработанные паром жилки (ОПЖ), а также восстановленный табак. На долю таких других компонентов в предпочтительном варианте должно приходиться не более 20%, более предпочтительно менее 10%, наиболее предпочтительно менее 5%, в пересчете на массу готового табачного материала.
Используемый в предлагаемом в изобретении курительном изделии табак можно обработать образующими аэрозоль веществами. Однако такая обработка образующими аэрозоль веществами не обязательна для всех смесей табачного материала и листового курительного материала. Количество добавляемых к табаку образующих аэрозоль веществ должно находиться в пределах от 2 до 6 мас.% в пересчете на массу табака. Общее количество образующих аэрозоль веществ в смеси табака и курительного материала должно составлять от 4 до 12 мас.% в пересчете на массу курительного материала, предпочтительно от 5 до 10 мас.%.
Табачный материал дополнительно может содержать соусирующий материал, причем при использовании американской смеси Табаков (US Blend) к содержащей табак Берлей части этой смеси можно добавлять нормальный соусирующий материал, а к остальной части можно добавлять или не добавлять легкий соусирующий материал.
В качестве табачного материала можно использовать табак, обработанный способом, описанным в патентах US 5803081, US 6135121, US 6338348 или US 6202649 (которые включены в описание в качестве ссылок), с пониженным содержанием специфичных для табака нитрозоаминов (СТНА). Предлагаемые в изобретении курительные изделия с таким табаком могут даже иметь более низкое содержание СТНА, чем имеющиеся в продаже обычные курительные изделия с подобным табаком. В предлагаемых в изобретении курительных изделиях, в курительном материале которых содержится только небольшая часть такого табака, содержание СТНА еще ниже. К подобного рода специфичным для табака нитрозоаминам относятся N-нитрозонорникотин (N-HH), N-нитрозоанатабин (N-AT), N-нитрозоанабазин (N-АБ) и 4-(N-нитрозометиламино)-1 -(3-пиридил)-1-бутанон (N-HM).
Еще одним табачным материалом, который можно использовать в предлагаемом в изобретении курительном изделии, является обработанный ферментами табак (ферментированный табак), описанный в заявке WO 00/02464 или в патентах US 5311886 и US 5560097, которые также включены в настоящее описание в качестве ссылок. В двух последних патентах для удаления из табака протеина предлагается использовать фермент (протеазу) вместе с поверхностно-активным веществом или без него. В упомянутой выше международной заявке для удаления полифенолов из водного экстракта табака вместо поливинилполипирролидона (ПВПП) предлагается использовать лакказу.
Соотношение между количеством предлагаемого в изобретении курительного материала и количеством табака в предлагаемом в изобретении курительном изделии предпочтительно составляет от 25:75 до 75:25, более предпочтительно от 50:50 до 60:40, наиболее предпочтительно около 60:40. Это отношение может также составлять 50:50 или 50:45 в зависимости от требуемой степени разбавления компонентов табачного дыма. При отсутствии необходимости в слишком сильном разбавлении компонентов табачного дыма отношение курительного материала к табаку может составлять от 10:90 до 25:75. Результаты анализа дыма при 5%-ном увеличении или уменьшении количества курительного материала или табака приведены ниже. Из результатов этого анализа следует, что эффективность переноса аэрозоля в дым даже при указанных выше соотношениях у предлагаемого в изобретении курительного изделия оказывается более высокой, чем при простом добавлении образующего аэрозоль вещества в резаный табак.
Плотность готового продукта, состоящего из смешанного табачного материала и листового курительного материала, может составлять от 300 до 360 мг/см3 или от 320 до 350 мг/см3. Соотношение между табачным материалом и листовым курительным материалом должно быть таким, чтобы плотность готового продукта не превышала 300 мг/см3. В предпочтительном варианте изобретения плотность готового продукта, состоящего из смешанного табачного материала и листового курительного материала, должна соответствовать плотности обычного табака, т.е. приблизительно от 220 до 240 мг/см3.
Настоящее изобретение позволяет получить широкий диапазон значений показателей переноса в дым различных компонентов курительного материала. Использование в предлагаемых в изобретении курительных изделиях вентиляции позволяет снизить долю в основной струе дыма не содержащих никотин сухих частиц (НСНСЧ) до уровня менее 9 мг. Содержание в дыме НСНСЧ можно уменьшить до 2-6 мг и, в частности, до 3, 4 или 5 мг. При определении показателя переноса учитывают количество исходного содержащегося в курительном материале образующего аэрозоль вещества. Вместо вентиляции или в дополнение к ней для уменьшения содержания в дыме НСНСЧ можно изменить состав смеси выкуриваемого начиночного материала, увеличив в ней количество предлагаемого в изобретении курительного материала. Степень вентиляции курительного изделия может превышать 30%, предпочтительно превышать 40%, преимущественно превышать 50% и даже больше. Для лучшей вентиляции курительного изделия следует перфорировать бумагу на обращенном ко рту курильщика конце курительного изделия.
В обертке курительного изделия может содержаться горючая добавка, например цитрат натрия и/или калия. Специалистам известны и другие горючие добавки, например, натриевые или калиевые соли, такие как ацетат или тартрат, моноаммонийфосфат и динатрийгидрофосфат. Количество горючих добавок должно составлять от 0,5 до 2,5 мас.% в пересчете на массу обертки. Удельный вес обертки должен лежать в пределах от 20 до 40 г/м2.
Предлагаемое в изобретении курительное изделие может иметь слегка уменьшенную длину окружности внешней поверхности, составляющую предпочтительно от 22 до 25 мм. В принципе длина окружности внешней поверхности предлагаемого в изобретении курительного изделия может быть и меньше 22 мм.
Предлагаемое в изобретении курительное изделие кроме стержня с предлагаемым в изобретении курительным материалом имеет фильтрующий элемент (фильтр), позволяющий избирательно снижать содержание в основной струе дыма некоторых его компонентов. Наличие фильтра позволяет, в частности, уменьшить содержание в основной струе дыма различных его летучих и полулетучих компонентов.
По сравнению с обычными курительными изделиями с таким же содержанием в дыме частиц настоящее изобретение позволяет значительно уменьшить содержание в дыме различных карбонильных соединений.
Для изготовления фильтра целесообразно использовать порошковый материал, например гранулированный уголь, который может быть представлен в активированной форме. В качестве активированного угля можно использовать уголь, содержащийся в описанном ниже фильтре типа Trionic. В качестве активированного угля предпочтительно использовать активированный уголь кокосовых орехов. В качестве содержащего порошковый материал фильтра может использоваться сдвоенный комбинированный фильтр, например, с набивкой из ацетата целлюлозы в обращенной ко рту курильщика части и со стержнем с вкраплениями в примыкающей к табаку части. Одну из частей комбинированного фильтра можно изготовить из бумаги. В другом варианте в предлагаемом в изобретении курительном изделии можно использовать фильтр, известный под названием Active Patch (фирма Filtrona International) и описанный в патенте UK 2249936. Еще в одном варианте в предлагаемом в изобретении курительном изделии можно использовать пористый фильтр, состоящий из двух концевых секций и центральной части, заполненной гранулированным материалом.
В другом варианте в качестве фильтрующего элемента можно использовать фильтр типа "Trionic" с избирательной фильтрующей способностью, описанный в предварительных заявках на патент США 60/309388 и 60/309435 от 1 августа 2001 года (см. фиг.1-3). Показанный на фиг.1 тройной комбинированный фильтр (130) имеет расположенную у табачного стержня (20) первую секцию (136), содержащую избирательный адсорбент, центральную вторую секцию (134), содержащую адсорбент общего назначения, и обращенную ко рту курильщика третью секцию (132), содержащую обычный волокнистый материал, например ацетат целлюлозы. Три эти секции заключены в одну обертку (135). Такой фильтр обеспечивает синергетическое снижение количества в дыме определенных его компонентов. Секцию (134) с адсорбентом общего назначения и секцию (136) с избирательным адсорбентом можно поменять местами, как это показано на фиг.2.
Избирательный адсорбент предпочтительно выбирать из группы смол с поверхностными функциональными группами, каждая из которых (смол) имеет по существу инертный носитель с достаточно большой для адсорбции конкретных компонентов дыма площадью поверхности. В качестве избирательного адсорбента предпочтительно использовать ионообменную смолу, например смолу дуолит А7 (выпускаемую фирмой Rohm and Haas, расположенной по адресу: 5000 Richmond St., Philadelphia, PA 19137, USA), или иной материал с аналогичными функциональными группами и с похожими связывающими свойствами. Смола дуолит А7 имеет феноло-формальдегидную матрицу и функционализована на поверхности первичными и вторичными аминогруппами, что повышает специфичность смолы по отношению к содержащимся в табачном дыме альдегидам и гидроцианиду.
Избирательный адсорбент должен иметь определенную площадь поверхности, достаточную для легкого проникновения дыма к ее функциональным центрам при минимальном сопротивлении диффузии. Так, например, смола с удельной площадью поверхности более 35 м /г способна эффективно адсорбировать компоненты дыма при условии, что плотность набивки смолы не должна быть столь большой, чтобы создавать высокое сопротивление проходящему через фильтр дыму. Кроме того, вещества с большей удельной площадью поверхности меньше теряют свои свойства при покрытии части их поверхности пластификатором, что характерно для адсорбентов, равномерно распределенных во всем объеме фильтрующего тампона.
Адсорбент общего назначения предпочтительно выбирать из группы адсорбентов с относительно большой площадью поверхности, способных без высокой степени специфичности адсорбировать компоненты дыма. В качестве примера таких адсорбентов можно назвать адсорбенты из группы, включающей активированный древесный уголь, активированный уголь кокосовых орехов, активированный углерод или древесный уголь на основе каменного угля (каменный уголь с включением растительных остатков), цеолит, силикагель, сепиолит, оксид алюминия (активированный или неактивированный), углеродистую смолу и их сочетания. Примером угля на основе каменного угля может служить полуантрацит, плотность которого на 50% больше плотности древесного угля из кокосовых орехов (выпускается фирмой Calgen Carbon, расположенной по адресу: Pittsburg, PA, WA). Примером углеродистой смолы может служить смола, получаемая путем пиролиза сульфированного стиролдивинилбензола, например смола амберсорб 572 или амберсорб 563 (выпускаются фирмой Rohm and Haas). Для повышения эффективности адсорбента общего назначения в содержащую его секцию фильтра можно добавлять оксиды металлов или иные комплексные соединения металлов либо пропитывать содержащую его секцию фильтра этими веществами.
Адсорбент общего назначения и избирательный адсорбент можно распределять по всему объему волокнистого материала фильтровального тампона, т.е. выполнять по типу фильтра с вкраплениями (см. фиг.1 и 2), или располагать их в объеме волокнистого материала фильтровального тампона в виде плотно упакованного слоя или в виде тонкой прослойки адсорбента, т.е. в пустом пространстве между двумя или тремя смежными фильтровальными тампонами (142) из волокнистого материала или в полости или кармане, образованном в тампоне (см. фиг.3). Такие плотно упакованные слои или тонкие прослойки (144, 146) адсорбента можно также выполнить проникающими в секции с вкраплениями для достижения различных фильтрующих эффектов.
Количество каждого адсорбента в фильтре составляет от 10 до 80 мг, предпочтительно от 20 до 60 мг, а наиболее предпочтительно по меньшей мере 40 мг для каждого адсорбента в каждой секции фильтра и зависит от требуемой эффективности отфильтровывания каждого компонента дыма. Общее количество обоих адсорбентов в фильтре должно составлять от 60 до 110 мг.
Обращенную ко рту курильщика секцию фильтра можно изготавливать из различных материалов, например из ацетата целлюлозы (ацетилцеллюлозной пакли), целлюлозы, бумаги, ваты, полипропиленового прочеса, полипропиленовой пакли, полиэфирного прочеса, полиэфирной пакли или их комбинаций, а примыкающую к стержню из выкуриваемого начиночного материала секцию - с вкраплениями из частиц абсорбента или адсорбента. Фильтрующий элемент может иметь обертку с такими приклеенными частицами.
Помимо этого в зависимости от особенностей конечного разрабатываемого курительного изделия необходимые параметры механики курения и характеристики фильтрации дыма можно обеспечить подбором соответствующей величины падения давления в отдельных секциях фильтра и/или эффективности обеспечиваемой ими механической фильтрации.
Одновременное использование в курительном изделии предлагаемого в изобретении выкуриваемого начиночного материала и описанного выше фильтрующего элемента позволяет значительно снизить содержание в основной струе дыма некоторых его компонентов, в частности карбонильных компонентов дыма, таких как формальдегид, ацетальдегид, ацетон, акролеин, пропионовый альдегид, кротоновый альдегид, метилэтилкетон и масляный альдегид, фенолов, таких как фенол, о-крезол, м-крезол, n-крезол, катехин, резорцин и гидрохинон, ароматических аминов, таких как 1-аминонафталин, 2-аминонафталин, 3-аминонафталин и 4-аминонафталин. Одновременно значительно снижается и содержание в основной струе дыма гидроцианида.
Содержание многих из перечисленных выше соединений в процентном выражении в пересчете на количество не содержащих никотин сухих частиц (НСНСЧ) уменьшается на 15% или более, предпочтительно на 20% или более, наиболее предпочтительно на 25% или более, а содержание некоторых соединений может снижаться не менее чем на 30, 35 и даже 40%. Для некоторых смесей с определенной долей табака и определенной долей предлагаемого в изобретении курительного материала содержание указанных соединений в основной струе дыма снижалось более чем на 60%.
Фильтр другой конструкции, который также можно использовать в предлагаемом в изобретении курительном изделии, описан в заявке PCT/GB 02/005603. Описанный в этой заявке фильтр имеет фильтрующий тампон (16) из однородного фильтрующего материала, обертку (18), которой обернут фильтрующий тампон (16), выполненные на наружной поверхности фильтрующего тампона (16) с равным угловым шагом в ее окружном направлении продольные канавки и мундштучную бумагу с вентиляционными отверстиями, соединяющую фильтрующий элемент (14) с табачным стержнем, при этом в некоторые из канавок (20), которые расположены параллельно оси фильтрующего элемента и открыты со стороны табачного стержня (12), а также выполнены лишь на определенном участке длины фильтрующего элемента (14) и поэтому не доходят до обращенного ко рту курильщика конца фильтрующего элемента (14), через вентиляционные отверстия мундштучной бумаги поступает вентилирующий воздух, тогда как другие канавки, которые доходят до обращенного ко рту курильщика конца фильтрующего элемента, не вентилируются.
В фильтре такой конструкции вентилирующий воздух попадает в канавки, открытые со стороны табачного стержня, а затем меняет направление и движется к обращенному ко рту курильщика концу фильтра. При таком движении проходящего через фильтр вентилирующего воздуха существенно снижается в дыме соотношение между СО и смолой. Такая вентиляция фильтра в сочетании с избирательно адсорбирующими пары порошковыми добавками позволяет существенно снизить содержание в дыме паров различных компонентов курительного материала.
В дополнение к сказанному следует отметить, что использование предлагаемого в изобретении курительного материала существенно снижает склонность к возгоранию курительных изделий с таким курительным материалом. При проведении испытаний на склонность к возгоранию по описанной ниже стандартной методике NIST было установлено, что в течение определенного времени все образцы предлагаемых в изобретении курительных изделий, оставленные на фильтровальной бумаге Whatman или на брезенте, гасли, а контрольные сигареты продолжали гореть.
В настоящем изобретении предлагается также способ регулирования скорости горения в статическом режиме курительного изделия, которое имеет обернутый оберткой стержень из выкуриваемого начиночного материала, в состав которого входит некоторое количество курительного материала, состоящего из альгинового связующего, образующего аэрозоль вещества и негорючего неорганического наполнителя, в котором некоторая часть приходится на долю частиц, средние размеры которых составляют от 500 до 20 мкм, заключающийся в том, что скорость горения в статическом режиме регулируют путем выбора определенного размера частиц неорганического наполнителя и/или выбора количества курительного материала в сочетании с количеством табачного материала в смеси выкуриваемого начиночного материала.
Согласно изобретению было также установлено, что, подбирая соответствующим образом размер частиц неорганического наполнителя, можно изменять скорость горения предлагаемого в изобретении курительного материала в статическом режиме, не изменяя его состава. Такая особенность предлагаемого в изобретении курительного материала существенно расширяет возможности создания новых курительных материалов и новых сигарет. Кроме того, подбором соответствующего размера частиц неорганического наполнителя можно в большой степени влиять также на вкусовые и ароматические характеристики и/или на физические характеристики курительных изделий, содержащих предлагаемый в изобретении курительный материал.
В предпочтительном варианте изобретения скорость горения в статическом режиме курительного изделия с предлагаемым в изобретении листовым курительным материалом составляет от 3 до 8 мм/мин. В более предпочтительном варианте эта скорость составляет от 4 до 7,5 мм/мин. В наиболее предпочтительном варианте изобретения скорость горения предлагаемого в изобретении курительного изделия составляет от 4 до 6 мм/мин.
Предлагаемое в изобретении курительное изделие можно обернуть двумя слоями сигаретной бумаги, один из которых, обычно наружный слой, делают более плотным.
В предлагаемом в изобретении курительном изделии вместо бумажной обертки или в дополнение к ней можно использовать обертку, описанную в заявках WO 96/07336 и WO 01/41590. Такие обертки уменьшают боковую струю дыма, но не изменяют характеристики горения и озоления, которые остаются такими же, что и у традиционных курительных изделий. В состав такой обертки могут входить порошковый керамический наполнитель с частицами определенной формы, количество которого составляет от 50 до 95 мас.% в пересчете на массу сухого вещества в пульпе, из которой изготавливают обертку, связующее, а также необязательно горючая добавка и необязательно средство улучшения слипаемости золы. Размер частиц керамического наполнителя предпочтительно составляет от 2 до 90 мкм, более предпочтительно от 2 до 75 мкм, наиболее предпочтительно от 25 до 75 мкм. В предпочтительном варианте средний размер частиц керамического наполнителя превышает 30 мкм, более предпочтительно превышает 35 мкм, наиболее предпочтительно превышает 40 мкм. Наиболее предпочтительными являются частицы со средним размером более 50 мкм.
Частицы керамического наполнителя могут иметь правильную или неправильную, не пластинчатую форму. В качестве керамического наполнителя предпочтительно использовать нерастворимый или слаборастворимый оксид металла или соль металла. Предпочтительно далее использовать в качестве керамического наполнителя термостойкий оксид металла или термостойкую соль металла. В качестве керамического наполнителя можно применять один или несколько керамических наполнителей из группы, включающей оксид алюминия, диоксид кремния, алюмосиликат, карбида кремния, стабилизированный и нестабилизированный оксид циркония, циркон, гранат, полевой шпат и другие известные специалистам материалы с определенными размерами частиц, а также иные приемлемые керамические материалов, из которых путем их измельчения можно получить частицы необходимых размеров и формы.
Содержание керамического наполнителя предпочтительно составляет более 40 мас.% в пересчете на массу сухого вещества в пульпе, из которой изготавливают обертку, более предпочтительно составляет от 50 до 95 мас.%, наиболее предпочтительно от 70 до 90 мас.%, прежде всего от 70 до 87,5 мас.%.
Керамический наполнитель не должен быть активированным и поэтому иметь небольшую удельную площадь поверхности, что, однако, не исключает возможности использования в предлагаемом в изобретении курительном изделии и активированных керамических наполнителей.
В предпочтительном варианте изобретения в качестве органического связующего используют одно или несколько связующих, выбранных из группы, включающей альгинат, такой как альгинат кальция, пропиленгликольальгинат, камедь, целлюлозу (модифицированную и натуральную), пектин и пектиновое связующее, крахмал, а также соли этих связующих с металлами I или II группы Периодической таблицы, такие как натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы или альгинат натрия.
Вместо органического связующего или в дополнение к нему в предлагаемом в изобретении курительном изделии можно использовать неорганическое связующее, которое может соединять друг с другом частицы керамического наполнителя. В качестве неорганического связующего целесообразно использовать активированный неорганический материал. В качестве неорганического связующего можно применять одно или несколько связующих, выбранных из группы, включающей активированный оксид алюминия, силикат алюминия, силикат магния и инертная глина.
Размеры частиц неорганического связующего предпочтительно должны составлять от 2 до 90 мкм, более предпочтительно от 2 до 50 мкм, наиболее предпочтительно от 2 до 15 мкм. Целесообразно, чтобы неорганическое связующее обладало гидрофобными свойствами.
Количество неорганического связующего предпочтительно составляет более 2 мас.% в пересчете на массу сухого вещества в пульпе, из которой изготавливают обертку, более предпочтительно составляет от 3 до 30 мас.%, наиболее предпочтительно меньше 20 мас.%, прежде всего меньше 10 мас.%, в пересчете на массу сухого вещества в пульпе. В наиболее предпочтительном варианте содержание неорганического связующего составляет от 3 до 10 мас.% в пересчете на массу сухого вещества в пульпе. Количество керамического наполнителя и связующего зависит от вяжущих свойств выбранного связующего.
Горючих добавок в обертке предлагаемого в изобретении курительного изделия обычно содержится больше, чем в обычных бумажных обертках. Количество горючих добавок предпочтительно составляет от 1 до 15 мас.% в пересчете на массу сухого вещества в пульпе, из которой изготавливают обертку, более предпочтительно составляет менее 10 мас.%, наиболее предпочтительно менее 5 мас.%, в пересчете на массу сухого вещества в пульпе. В наиболее предпочтительном варианте изобретения количество горючих добавок в обертке курительного изделия составляет от 2 до 5 мас.%. Горючие добавки предпочтительно должны быть активаторами горения. В качестве таких добавок можно использовать соли металлов I или II группы Периодической таблицы, например ацетаты, цитраты и иные известные специалистам активаторы горения.
В состав обертки предлагаемого в изобретении курительного изделия входит средство улучшения слипаемости золы, которое заполняет свободное пространство между частицами керамического наполнителя или повышает их плотность. Следует отметить, что одной из задач настоящего изобретения является создание курительного изделия с оберткой, которое горит и образует золу так же, как и традиционные курительные изделия. Частицы материалов, которые входят в состав обертки, в частности, керамического наполнителя и средства улучшения слипаемости золы, имеют определенные размеры и/или форму, при которых до курения обертка имеет необходимую прочность, а во время курения теряет ее и способствует оптимальному золообразованию.
Неорганическое средство улучшения слипаемости золы, которое предпочтительно имеет пластинчатую структуру, смешивают с керамическим наполнителем, регулируя тем самым степень проницаемости обертки, прочность золы, ее цвет и режим горения курительного изделия. Наличие средства улучшения слипаемости золы в материале обертки хотя и не обязательно, но целесообразно в количестве от 0 до 5 мас.% в пересчете на общую массу обертки. К материалам, которые имеют пластинчатую структуру и отличаются от состоящего из сравнительно круглых частиц керамического наполнителя, относятся слюда, мел, перлит, глины, например, вермикулит, каолинит и тальк. Эти материалы можно использовать и в качестве керамического наполнителя при условии их измельчения до частиц требуемых размеров и формы.
В другом варианте в качестве средства улучшения слипаемости золы можно использовать и материал, состоящий из очень мелких частиц, которыми можно заполнить пустоты между более крупными частицами керамического наполнителя.
Обертка предпочтительно является проницаемой и предпочтительно имеет проницаемость менее 200 единиц Кореста (CU), более предпочтительно имеет проницаемость от 2 до 100 CU. В наиболее предпочтительном варианте проницаемость обертки составляет от 5 до 50 CU и может быть меньше 10 CU.
Удельный вес обертки должен составлять от 0,5 до 3,0 г/см, предпочтительно от 0,8 до 1,2 г/см, наиболее предпочтительно около 1 г/см, при этом обертка должна обладать достаточной прочностью на разрыв для того, чтобы она могла без повреждения выдерживать прикладываемую к ней нагрузку при удержании курительного изделия в руке. В предпочтительном варианте толщина обертки составляет от 0,2 до 0,6 мм.
Ниже изобретение и его основные особенности более подробно рассмотрены со ссылкой на прилагаемые чертежи и диаграммы, на которых показано:
на фиг.1, 2 и 3 - фильтрующие элементы (фильтры) предлагаемого в изобретении курительного изделия и
на фиг.4 и 5 - графическое представление результатов испытаний, приведенных в таблице 4.
Пример 1
Предлагаемый в изобретении курительный материал изготавливали из сухого состава массой 3 кг, содержащего 74% мела (неорганический наполнитель), 12% глицерина (образующее аэрозоль вещество), 8% альгината натрия (связующее), 4% какао и 2% лакрицы (красители/ароматизаторы). К сухой смеси мела, глицерина, какао и лакрицы постепенно добавили 8 л воды. Вместе с водой к смеси добавляли альгинат. Смесь тщательно перемешивали смесителем Silverson до получения пульпы требуемой вязкости (30000 сП).
Затем из пульпы отливали влажный лист толщиной 1 мм, который сушили в барабанной разливочной машине с подогревом. Сухой листовой материал измельчали в шредере при 37 cpi, смешали с резаным табаком и полученную смесь перерабатывали в сигареты. В качестве обертки сигарет длиной 84 мм с фильтром длиной 27 мм использовали бумагу с проницаемостью 50 CU. В таблице 1 приведены данные о составе смеси и физических свойствах использованного для ее приготовления мела. В качестве контрольной сигареты использовали сигарету со 100%-ным содержанием табачной смеси, полностью состоящей из смеси листовых Табаков типа Берлей и восточного типа, оба трубоогневой сушки, при этом 40% от всего количества смеси приходилось на расширенный табак, полученный разрыхлением диоксидом углерода. Каждая группа тестируемых сигарет содержала смесь из 40% табака и 60% предлагаемого в изобретении листового курительного материала. Испытания сигарет проводили в режиме механического курения в условиях, соответствующих стандарту ISO, с одной "затяжкой" объемом 35 см и продолжительностью в две секунды в течение каждой минуты.
| Таблица 1 | ||||||
| S479 | S480 | S481 | S482 | S483 | S484 | |
| Плотность (мг/см3) | 324 | 315 | 321 | 308 | 312 | 184 |
| Тип мела | 100% V100 | 100% V100 | 100% V60 | 50% pptd 50% V100 | 100% pptd | - |
| Средний размер частиц мела | 250 мкм | 250 мкм | 100-80 мкм | - | 2 мкм | - |
| Количество табака в смеси (%) | 40 | 40 | 40 | 40 | 40 | 100 |
| Количество затяжек | 7,4 | 7,1 | 7,3 | 5,2 | 5,1 | 5,0 |
| Скорость горения в статическом режиме (мм/мин) | 4,72 | 5,09 | 5,19 | 6,95 | 7,07 | 6,53 |
Из приведенных в таблице 1 данных следует, что с уменьшением размера частиц скорость горения курительного изделия в статическом режиме увеличивается. Путем подбора оптимального размера частиц и приготовлением смеси из частиц разного размера можно существенно повысить качество курительных изделий.
Пример 2
Изготавливали несколько других образцов предлагаемого в изобретении курительного материала. Для их изготовления использовали мел с частицами разного размера. После отливки и резки листа полученный курительный материал смешивали со смесью резаного табака. В качестве контрольной использовали табачную смесь, полностью соответствующую табачной смеси, что и в сигарете, обозначенной как S568. Из полученных материалов изготавливали сигареты с длиной наружной окружности 24,7 мм и общей длиной 83,5 мм при длине фильтра из ацетата целлюлозы, равной 21 мм. В качестве обертки сигарет использовали бумагу с проницаемостью 50 CU. Все сигареты кондиционировали при температуре 22±1°С и 60%-ной относительной влажности (±2%) в течение минимум 48 часов. Скорость горения этих сигарет в статическом режиме измеряли на испытательной машине фирмы Filtrona (модель FBR100). Результаты испытаний приведены ниже в таблице.
| Таблица 2 | |||||
| Код образца сигареты | Размеры частиц мела | Содержание листового курительного материала по изобретению в смеси | Плотность (мг/см) | Скорость горения в статическом режиме (после кондиционирования) | |
| с табаком | с/40 мм | мм/мин | |||
| S483 | осажденный мел | 60% | 312 | 282,8 | 7,07 |
| S563 | V40 | 60% | 334 | 479,7 | 5,00 |
| S564 | V60 | 60% | 320 | 471,2 | 5,09 |
| S565 | V100 | 60% | 320 | 491,2 | 4,89 |
| S567 | V100 | 10% | 214 | 414,3 | 5,79 |
| S568 | табачная смесь | 0% | 191 | 375,1 | 6,40 |
Из приведенных в таблице 2 данных следует, что табачная смесь горит быстрее, чем другие курительные материалы. С увеличением размера частиц мела скорость горения в статическом режиме снижается. Кроме того, с уменьшением количества курительного материала в смеси скорость горения увеличивается. Эти данные подтверждаются результатами испытаний, полученными в примере 1.
Пример 3
Барабанным литьем смеси, содержащей 78,5% мела, 12,5% глицерина, 7,5% связующего и 1,5% жженого сахара (Е150а), получали листовой курительный материал. Частицы мела имели средний размер около 170 мкм. Испытания этого листового курительного материала показали, что он имеет вполне удовлетворительные характеристики тления и физические характеристики, такие как озоление.
Пример 4
Барабанным литьем смеси, содержащей 75,25% мела, 11,25% глицерина, 7,5% связующего, 4% какао и 2% лакрицы, получали листовой курительный материал. Частицы мела имели средний размер около 170 мкм. Испытания этого материала показали, что он также имеет вполне удовлетворительные характеристики тления и физические характеристики, такие как озоление. Скорость горения в статическом режиме равнялась 4,72 мм/мин.
Пример 5
В этом примере изготавливали три группы сигарет. Сигарета с кодовым обозначением S295 имела длину 83,5 мм, длину окружности по наружному диаметру 24,7 мм и фильтр длиной 20 мм и плотностью 199 мг/см3. Сигареты-образцы с кодовыми обозначениями S384 и S382 имели длину 84 мм, длину окружности по наружному диаметру 24,7 мм и фильтры длиной 20 мм и плотностью 229 мг/см3 и 340 мг/см3 соответственно. Одна группа сигарет была изготовлена полностью из табака (такого же, как в примере 1), во второй группе сигарет использовали листовой курительный материал, который содержал только мел V100, а в третьей группе сигарет использовали листовой курительный материал, который содержал только осажденный мел. Состав листового курительного материала соответствовал указанному в примере 4.
| Таблица 3 | ||||
| S295 (100% табака) | S384 (100% мела VI00) | S382 (100% осажденного мела) | ||
| Теплота горения смеси (ккал/сиг) | 1,8 | 1,7 | 1,5 | |
| Периферийное горение (°С) | Тление между затяжками | 767,8 | 762,0 | 765,6 |
| Затяжка | 866,9 | 820,8 | 883,3 | |
| Внутренний пиролиз (°С) | Тление между затяжками | 731,2 | 690,4 | 653,4 |
| S295 (100% табака) | S3 84 (100% мела V100) | S382 (100% осажденного мела) | ||
| 1 Затяжка | 754,6 | 709,5 | 731,0 |
Из приведенных в таблице 3 данных следует, что предлагаемые в изобретении курительные изделия несмотря на то, что их выкуриваемый начиночный материал на 60% состоит из предлагаемого в изобретении листового курительного материала, обладают такими же или почти такими же характеристиками горения, как и сигареты, содержащие только табак.
Пример 6
Для исследования эффективности переноса аэрозоля (ЭПА) при использовании предлагаемого в изобретении листового курительного материала в смеси с табаком в сравнении с резаным табаком, обработанного различными количествами увлажнителя, изготавливали несколько образцов сигарет.
Изготавливали партию сигарет со 100%-ной американской смесью Табаков (код сигарет BW007). Плотность табака в образцах сигарет BW007-2, BW007-3 и BW007-4 составляла 264, 263 и 264 мг/см соответственно. Количество глицерина в смеси составляло от примерно 4% до примерно 12%. Изготавливали также партию сигарет с курительной смесью, которая на 40% состояла из той же американской смеси Табаков и на 60% из предлагаемого в изобретении курительного материала (образцы S480, S408, S481, S479, S559, S483 и S407). Общее количество глицерина в смеси табака и листового курительного материала составляло от примерно 3,5% до примерно 8%. К табаку, входившему в состав этих конкретных смесей, глицерин не добавляли. Плотность курительной смеси у этих образцов сигарет составляла 315, 207, 321, 324, 320, 312 и 227 мг/см соответственно. Изготавливали еще одну партию сигарет с табаком трубоогневой сушки при том же соотношении в ней между табаком и предлагаемым в изобретении курительным материалом, равном 40:60 (образцы S619, S623, S621, S549 и S620). Плотность курительной смеси у этих образцов составляла 333, 299, 320, 328 и 255 мг/см соответственно. Полученные в этом примере результаты испытаний приведены ниже в таблице 4.
| Таблица 4 | ||||||
| Тип сигареты | Код сигареты/условное обозначение листового курительного материала | Содержание глицерина в смеси в % | НСНСЧ (мг/сиг) | Количество глицерина в дыме (мг/сиг) | Содержание глицерина в дыме в % | ЭПГ |
| Глицерин на | BW007-2 | 4,21 | 9,16 | 1,84 | 20,09 | 4,77 |
| табаке | BW007-3 | 6,61 | 9.58 | 2,71 | 28,29 | 4,28 |
| BW007-4 | 11,83 | 10,15 | 3,29 | 32,41 | 2,74 | |
| Сигареты из | S407 | 6,28 | 6,66 | 2,51 | 37,69 | 6,00 |
| нового | S408 | 6,28 | 5,87 | 2,41 | 41,06 | 6,54 |
| листового | S479 | 6,88 | 12,15 | 5,09 | 41,89 | 6,09 |
| курительного | S480 | 5,98 | 11,13 | 4,47 | 40,16 | 6,72 |
| материала | S481 | 6,78 | 11,13 | 4,62 | 41,51 | 6,12 |
| S483 | 7,16 | 8,91 | 3,52 | 39,51 | 5,52 | |
| S549 | 6,88 | 7,24 | 2,40 | 33,15 | 4,82 | |
| S559 | 6,63 | 6,80 | 2,77 | 40,74 | 6,14 | |
| S619 | 7,54 | 13,41 | 5,69 | 42,43 | 5,63 | |
| S620 | 3,77 | 13,43 | 2,20 | 16,38 | 4,35 | |
| S621 | 7,76 | 13,17 | 4,92 | 37,36 | 4,81 | |
| S623 | 7,54 | 12,06 | 4,77 | 39,55 | 5,25 |
Из приведенных в таблице данных следует, что эффективность переноса аэрозоля, в данном случае - эффективность переноса глицерина (ЭПГ), в сигаретах, на 100% заполненных табачными смесями, снижается с увеличением содержания глицерина. И наоборот, ЭПГ сигарет с предлагаемым в изобретении выкуриваемым начиночным материалом оказалась выше, чем ЭПГ контрольных сигарет со 100%-ной набивкой табачной смесью, за исключением одной сигареты (S620), набитой смесью с низким содержанием глицерина. Так, например, сравнивая два образца сигарет (S559 и BW-007-3) с практически одинаковым содержанием глицерина, можно отметить, что ЭПГ сигареты S559 на 43% выше, чем ЭПГ контрольной сигареты. Сравнение ЭПГ, равной 4,35 в сигарете S620 с более низким содержанием глицерина (3,77%), с ЭПГ (4,28 или 4,77) сигарет, на 100% изготовленных из табачной смеси, говорит о большей эффективности настоящего изобретения в части использования в курительном материале глицерина.
Приведенные в таблице 4 данные в графическом виде представлены на фиг.4 и 5.
Пример 7
В этом примере на испытательной машине для механического курения по стандартной методике ISO анализировали содержание различных компонентов в основной струе дыма с использованием одного из применявшихся в примере 6 образцов, а именно образца S479. Изготовленную, как уже указано выше, с использованием американской смеси Табаков сигарету S479 и контрольную сигарету (S484), состоящую на 100% из той же табачной смеси, которую использовали при изготовлении сигареты S479, сравнивали с имеющимися в продаже сигаретами марки Marlboro Lights с таким же или близким уровнем содержания сухих частиц в дыме. Полученные в результате этого анализа данные о количестве в дыме сухих частиц приведены в таблице 5, в которой представлены также данные о количестве в дыме сухих частиц, отнесенном к 1 мг не содержащих никотин сухих частиц (НСНСЧ).
| Таблица 5 | ||||||||||
| Анализируемый | Измеренное значение | Измеренное значение/1 мг НСНСЧ | ||||||||
| компонент | табак (S484) | листовой курит. материал и табак в соотнош. 60:40 (S479) | уменьшение в % | Marlboro Lights | Уменьшение в % по отношению к Marlboro Lights | американская смесь(S484) | листовой курит. материал и табак в соотнош. 60:40 (S479) | уменьшение в % | Marlboro Lights | Уменьшение в % по отношению к Marlboro Lights |
| НСНСЧ (мг/сиг) | 4,9 | 5,1 | 5,4 | 5,5 | ||||||
| Глицерин (мг/сиг) | 0,40 | 1,92 | 0,55 | -249,1 | ||||||
| NHFDPM | 4,50 | 3,18 | 4,85 | 34,4 | ||||||
| Никотин (мг/сиг) | 0,65 | 0,40 | 0,48 | 16,7 | ||||||
| Количество затяжек | 6,6 | 8,5 | 7,3 | |||||||
| Аммиак (мкг/сиг) | 14,0 | 12,0 | 14,29 | 20,7 | 42,0 | 2,86 | 2,35 | 17,65 | 3,83 | 38,6 |
| Ароматические амины (нг/сиг) | ||||||||||
| 1-аминонафталин | 14,1 | 8,9 | 36,88 | 13,4 | 33,5 | 2,88 | 1,75 | 39,35 | 2,48 | 29,4 |
| 2-аминонафталин | 11,3 | 9,2 | 18,58 | 14,1 | 34,8 | 2,31 | 1,80 | 21,78 | 2,61 | 31,0 |
| 3-аминобифенил | 2,3 | 2,3 | 0 | 2,6 | 11,5 | 0,47 | 0,45 | 3,92 | 0,48 | 6,3 |
| 4-аминобифенил | 1,9 | 1,9 | 0 | 2,1 | 9,5 | 0,39 | 0,37 | 3,92 | 0,39 | 5,1 |
| Бензо(а)пирен (мкг/сиг) | 5,3 | 3,9 | 26,42 | 6,6 | 40,9 | 1,08 | 0,77 | 29,30 | 1,22 | 36,9 |
| Карбонилы (мкг/сиг) | ||||||||||
| формальдегид | 9,5 | 7,9 | 16,84 | 25,0 | 68,4 | 1,94 | 1,55 | 20,10 | 4,63 | 66,5 |
| уксусный альдегид | 190,0 | 129,0 | 32,10 | 342,5 | 62,3 | 38,78 | 25,29 | 34,77 | 63,43 | 60,1 |
| ацетон | 110,8 | 74,1 | 33,12 | 184,6 | 59,8 | 22,61 | 14,53 | 35,75 | 34,19 | 48,7 |
| акролеин | 16,8 | 12,7 | 24,40 | 34,6 | 63,2 | 3,43 | 2,49 | 27,37 | 6,41 | 61,2 |
| пропионовый альдегид | 13,3 | 5,4 | 59,40 | 25,7 | 79,0 | 2,71 | 1,06 | 60,99 | 4,76 | 77,7 |
| кротоновый альдегид | 4,6 | 2,5 | 45,65 | 7,3 | 65,8 | 0,94 | 0,49 | 47,78 | 1,35 | 63,7 |
| метилэтилкетон | 17,0 | 15,0 | 11,76 | 26,9 | 44,2 | 3,47 | 2,94 | 15,22 | 4,98 | 41,0 |
| масляный альдегид | 9,4 | 2,5 | 73,40 | 16,8 | 85,1 | 1,92 | 0,49 | 74,45 | 3,11 | 84,2 |
| Моноксид углерода (мг/сиг) | 3,8 | 3,4 | 10,53 | 0,78 | 0,67 | 14,10 |
| Анализируемый | Измеренное значение | Измеренное значение/1 мг НСНСЧ | ||||||||
| компонент | табак (S484) | листовой курит. материал и табак в соотнош. 60:40 (S479) | уменьшение в % | Marlboro Lights | Уменьшение в % по отношению к Marlboro Lights | американская смесь(S484) | листовой курит. материал и табак в соотнош. 60:40 (S479) | уменьшение в % | Marlboro Lights | Уменьшение в % по отношению к Marlboro Lights |
| Гидроцианид (мкг/сиг) | 33,4 | 16,1 | 51,80 | 57,7 | 72,1 | 6,82 | 3,16 | 53,69 | 10,69 | 70,4 |
| Нитрозамины (нг/сиг) | ||||||||||
| N-HH | 54 | 23 | 57,41 | 49 | 53,1 | 11,02 | 4,51 | 59,08 | 9,07 | 50,3 |
| N-AT | 61 | 30 | 47,54 | 49 | 38,8 | 12,45 | 5,88 | 52,75 | 9,07 | 35,2 |
| N-АБ | 9 | 6 | 33,33 | 8 | 0,25 | 1,84 | 1,18 | 35,95 | 1,48 | 20,2 |
| N-HM | 17 | 11 | 35,29 | 31 | 64,5 | 3,47 | 2,16 | 37,83 | 5,94 | 62,4 |
| Фенолы (мкг/сиг) | ||||||||||
| фенолы | 15,43 | 3,53 | 77,12 | 9,29 | 62,0 | 3,15 | 0,69 | 78,02 | 1,72 | 59,9 |
| о-крезол | 3,21 | 1,25 | 61,06 | 2,62 | 52,3 | 0,66 | 0,25 | 62,59 | 0,49 | 48,9 |
| м-крезол | 2,51 | 0,99 | 60,59 | 2,23 | 55,6 | 0,51 | 0,19 | 62,10 | 0,41 | 53,7 |
| n-крезол | 5,97 | 1,96 | 67,17 | 4,64 | 57,8 | 1,22 | 0,38 | 68,46 | 0,86 | 55,8 |
| катехин | 37,23 | 16,07 | 57,52 | 37,95 | 57,7 | 7,72 | 3,15 | 59,19 | 7,03 | 55,2 |
| резорцин | 0,55 | 0,19 | 65,45 | 0,74 | 74,3 | 0,11 | 0,04 | 66,81 | 0,14 | 71,4 |
| гидрохинон | 31,21 | 16,73 | 46,40 | 36,33 | 53,9 | 6,37 | 3,28 | 48,50 | 6,73 | 51,3 |
| Пиридин (мкг/сиг) | 3,84 | 2,20 | 42,71 | 3,36 | 34,5 | 0,78 | 0,43 | 44,96 | 0,62 | 30,6 |
| Хинолин (мкг/сиг) | 0,28 | 0,09 | 67,86 | 0,20 | 55,0 | 0,06 | 0,02 | 69,21 | 0,04 | 50,0 |
| Стирол (мкг/сиг) | 2,25 | 1,81 | 19,56 | 3,00 | 39,7 | 0,46 | 0,36 | 22,71 | 0,56 | 35,7 |
Из приведенных выше в таблице данных следует, что использование предлагаемого в изобретении курительного материала позволяет значительно уменьшить содержание в дыме некоторых ароматических аминов и карбинолов, а также специфических для табака нитрозаминов и фенолов. Количество в дыме некоторых его компонентов снизилось более чем на 30%, других компонентов - более чем на 60%, а отдельных - на 80%.
Совершенно очевидно, что изобретение позволяет не только уменьшить содержание в дыме некоторых его компонентов, но и сохраняет приемлемые вкусовые качества сигарет и аромат дыма.
Пример 8
В этом примере на испытательной машине для механического курения по стандартной методике ISO анализировали содержание различных компонентов в основной струе дыма также с использованием предлагаемой в изобретении сигареты (J473) с табачной смесью трубоогневой сушки и контрольной сигареты (Т431), которая на 100% была набита той же табачной смесью, что и сигарета J473. В контрольной сигарете использовалась табачная смесь трубоогневой сушки, которую использовали также в приведенном ниже примере 10. Листовой курительный материал сигареты J473 содержал 75% мела, 7,5% альгината натрия, 12,5% глицерина и 5% жженого сахара Е150а. Для сравнения испытывали имеющуюся в продаже сигарету марки Silk Cut King Size (SCKS) с таким же или близким уровнем содержания сухих частиц в дыме. Полученные в результате этого анализа данные о количестве в дыме сухих частиц приведены в таблице 6, в которой представлены также данные о количестве в дыме сухих частиц, отнесенном к 1 мг не содержащих никотин сухих частиц (НСНСЧ).
| Таблица 6 | ||||||||||
| Анализируемый компонент | Измеренное значение | Измеренное значение/1 мг НСНСЧ | ||||||||
| Табак трубоогневой сушки (Т431) | листовой курит. материал и табак в соотнош. 60:40 (J473) | уменьшение в % | Silk Cut King Size (SCKS) | Уменьшение в %по отношению к SCKS | Смесь трубоогневой сушки (Т431) | листовой курит. материал и табак в соотнош. 60:40 (J473) | уменьшение в % | Silk Cut King Size (SCKS) | Уменьшение в %по отношению к SCKS | |
| НСНСЧ (мг/сиг) | 6,7 | 4,7 | 29,85 | 5,0 | 6,00 | |||||
| Глицерин (мг/сиг) | 0 | 2,1 | ||||||||
| NHFDPM | 6,7 | 2,6 | 61,19 | 5 | 48,00 | |||||
| Никотин (мг/сиг) | 0,73 | 0,29 | 60,27 | 0,47 | 38,30 | |||||
| Количество затяжек | 7,4 | 10,1 | -36,49 | 8,3 | -21,69 | |||||
| Аммиак (мкг/сиг) | 10,9 | 7,3 | 33,03 | 10,9 | 33,03 | 1,63 | 1,55 | 4,91 | 2,18 | 28,75 |
| Ароматические амины (нг/сиг) | ||||||||||
| 1-аминонафталин | 3,3 | 3,9 | -18,18 | 5,5 | 29,09 | 0,49 | 0,83 | -69,39 | 1,10 | 24,56 |
| 2-аминонафталин | 3,5 | 2,4 | 31,43 | 3,6 | 33,33 | 0,52 | 0,51 | 1,92 | 0,72 | 29,08 |
| 3-аминобифенил | 0,5 | 0,5 | 0,00 | 0,7 | 28,57 | 0,07 | 0,11 | -57,14 | 0,14 | 24,01 |
| 4-аминобифенил | 0,6 | 0,6 | 0,00 | 0,8 | 25,00 | 0,09 | 0,13 | -44,44 | 0,16 | 20,21 |
| Бензо(а)пирен (мкг/сиг) | 7,7 | 4,8 | 37,66 | 7,7 | 37,66 | 1,15 | 1,02 | 11,30 | 1,54 | 33,68 |
| Карбонилы (мкг/сиг) | ||||||||||
| формальдегид | 27 | 15 | 44,44 | 12 | -25,00 | 4,03 | 3,19 | 20,84 | 2,40 | -32,98 |
| уксусный альдегид | 266 | 134 | 49,62 | 227 | 40,97 | 39,70 | 28,51 | 28,19 | 45,40 | 37,20 |
| ацетон | 148 | 78 | 47,30 | 131 | 40,46 | 22,09 | 16,60 | 24,85 | 26,20 | 36,66 |
| акролеин | 36 | 24 | 33,33 | 24 | 0,00 | 5,37 | 5,11 | 4,84 | 4,80 | -6,38 |
| пропионовый альдегид | 26 | 14 | 46,15 | 22 | 36,36 | 3,88 | 2,98 | 23,20 | 4,40 | 32,30 |
| кротоновый альдегид | 6 | 3 | 50,00 | 5 | 40,00 | 0,90 | 0,64 | 28,89 | 1,00 | 36,17 |
| метилэтилкетон | 34 | 21 | 38,24 | 33 | 36,36 | 5,07 | 4,47 | 11,83 | 6,60 | 32,30 |
| масляный альдегид | 16 | 7 | 56,25 | 14 | 50,00 | 2,39 | 1,49 | 37,66 | 2,80 | 46,81 |
| Моноксид углерода (мг/сиг) | 5,9 | 3,9 | 33,90 | 5 | 22,00 | 0,88 | 0,83 | 5,68 | 1,00 | 17,02 |
| Анализируемый компонент | Измеренное значение | Измеренное значение/1 мг НСНСЧ | ||||||||
| Табак трубоогневой сушки (Т431) | листовой курит. материал и табак в соотнош. 60:40 (J473) | уменьшение в % | Silk Cut King Size (SCKS) | Уменьшение в % по отношению к SCKS | Смесь трубоогневой сушки (Т431) | листовой курит. материал и табак в соотнош. 60:40 (J473) | уменьшение в % | Silk Cut King Size (SCKS) | Уменьшение в % по отношению к SCKS | |
| Гидроцианид (мкг/сиг) | 52 | 12,5 | 75,96 | 34,9 | 64,18 | 7,76 | 2,66 | 65,72 | 6,98 | 61,90 |
| Нитрозамины (нг/сиг) | ||||||||||
| N-HH | 12 | 6 | 50,00 | 18 | 66,67 | 1,79 | 1,28 | 28,49 | 3,60 | 64,54 |
| N-AT | 22 | 12 | 45,45 | 33 | 63,64 | 3,28 | 2,55 | 22,26 | 6,60 | 61,32 |
| N-АБ | ||||||||||
| N-HM | 21 | 7 | 66,67 | 20 | 65,00 | 3.13 | 1,49 | 52,40 | 4,00 | 62,77 |
| Фенолы (мкг/сиг) | ||||||||||
| фенолы | 13,1 | 1,67 | 87,25 | 14,3 | 88,32 | 1,96 | 0,36 | 81,63 | 2,86 | 87,58 |
| о-крезол | 2,94 | 0,45 | 84,69 | 4,07 | 88,94 | 0,44 | 0,10 | 77,27 | 0,81 | 88,24 |
| м-крезол | 2,75 | 0,27 | 90,18 | 3,54 | 92,37 | 0,41 | 0,06 | 85,37 | 0,71 | 91,89 |
| n-крезол | 5,77 | 0,68 | 88,21 | 6,71 | 89,87 | 0,86 | 0,14 | 83,72 | 1,34 | 89,22 |
| катехол | 46,4 | 16,3 | 64,87 | 41 | 60,24 | 6,93 | 3,47 | 49,93 | 8,20 | 57,71 |
| резорцин | 1,27 | 0,55 | 56,69 | 1,08 | 49,07 | 0,19 | 0,12 | 36,84 | 0,22 | 45,82 |
| гидрохинон | 36,2 | 12,2 | 66,30 | 36,6 | 66,67 | 5,40 | 2,60 | 51,85 | 13,26 | 80,42 |
| Пиридин (мкг/сиг) | 3,05 | 0,65 | 78,69 | 3,49 | 81,38 | 0,46 | 0,14 | 69,57 | 0,70 | 80,19 |
| Хинолин (мкг/сиг) | 0,48 | 0,04 | 91,67 | 0,67 | 94,03 | 0,07 | 0,01 | 85,71 | 0,13 | 93,35 |
| Стирол (мкг/сиг) | 4,79 | 2,16 | 54,91 | 4,19 | 48,45 | 0,71 | 0,46 | 35,21 | 0,84 | 45,16 |
Из приведенных выше в таблице данных следует, что использование предлагаемого в изобретении курительного материала позволяет существенно снизить содержание в дыме некоторых ароматических аминов и карбонилов, а также значительно снизить содержание в нем специфических для табака нитрозаминов и фенолов. Количество некоторых компонентов дыма снизилось более чем на 30%, других - более чем на 60%, а отдельных - на 80% или даже 90%.
Приведенные в таблице данные убедительно свидетельствуют о том, что использование в курительных изделиях предлагаемого в изобретении курительного материала позволяет существенно снизить содержание в дыме некоторых его компонентов при сохранении при этом приемлемых вкусовых качеств сигарет и аромата дыма.
Пример 9
Еще одной особенностью предлагаемого в изобретении курительного изделия является возможность дополнительного снижения количества содержащихся в дыме компонентов за счет смешивания предлагаемого в изобретении курительного материала с табаком и за счет избирательной фильтрации различных летучих и полулетучих компонентов дыма с помощью соответствующих фильтрующих элементов. Для оценки эффективности различных фильтров изготавливали несколько образцов разных фильтров. Для исследования эффективности фильтров использовали сигареты, изготовленные с использованием предлагаемого в изобретении курительного материала и американской смеси Табаков в соотношении 60:40 и оснащенные стандартным одиночным ацетилцеллюлозным фильтром или сдвоенным комбинированным ацетатным фильтром. В качестве сдвоенного комбинированного фильтра использовали фильтр (RS162), состоящий из обращенной ко рту курильщика секции из ацетилцеллюлозы (АЦ) и обращенной к табачному стержню секцией с угольными вкраплениями, а также фильтр с угольной вставкой (Active Patch Filter). Основные физические параметры исследованных сигарет приведены в таблице 7. Фактические количества некоторых содержащихся в дыме компонентов представлены в таблице 8, в которой приведены также их значения, отнесенные к 1 мг не содержащих никотин сухих частиц.
| Таблица 7 | |||||||||
| Фильтр | Длина фильтра (мм) | Длина табачного стержня (мм) | Длина окурка (мм) | Вентиляция мундштука (%) | Проницаемость бумаги (CU) | PD фильтра (граница -(мм WG) | Общая масса смеси (табак и листовой курит, материал) (мг) | Плотность (мг/см3) | |
| RS161 | одиночный, контрольный из АЦ | 27 | 56,6 | 35 | 50 | 45 | 92 | 844 | 317 |
| RS162 | сдвоенный, контрольный с АЦ | 15 секции из АЦ 12 секции из АЦ | 56,8 | 35 | 50 | 43 | 100 | 848 | 320 |
| RS163 | угольная вставка | 27 | 56,1 | 35 | 51 | 45 | 97 | 849 | 325 |
| RS164 | угольный сдвоенный | 15 секции из АЦ 12 секции из АЦ | 56,3 | 35 | 51 | 44 | 96 | 826 | 316 |
| Таблица 8 | ||||||||||||
| Анализируемый компонент (мкг/сиг) | RS161 одиночный, | RS162 сдвоенный, | RS163 угольная | Уменьшение в % по | RS164 угольный | Уменьшение в % по | Значение/1 мг НСНСЧ | |||||
| контрольный из АЦ | контрольный с АЦ | вставка | сравнению с RS161 | сдвоенный | сравнению с RS162 | RS161 | RS163 | уменьшение в % | RS162 | RS164 | уменьшение в % | |
| Формальдегид | 9,9 | 10,7 | 10,3 | - | 9,7 | 9,3 | 1,87 | 1,98 | - | 2,49 | 1,67 | 32,9 |
| Уксусный альдегид | 166,5 | 199,3 | 168,6 | - | 126,4 | 36,6 | 31,41 | 32,42 | - | 46,34 | 21,79 | 52,0 |
| Ацетон | 91,7 | 106,7 | 89,5 | 2,4 | 48,3 | 54,7 | 17,30 | 17,2 | 0,01 | 24,8 | 83,27 | - |
| Акролеин | 19,2 | 23,0 | 15,5 | 19,3 | 5,5 | 76,1 | 3,62 | 2,98 | 17,7 | 5,35 | - | - |
| Пропионовый альдегид | 14,4 | 14,1 | 10,0 | 30,5 | 4,4 | 68,7 | 2,72 | 1,92 | 29,4 | 3,28 | - | - |
| Кротоновый альдегид | 3,3 | 4,7 | 3,6 | - | 0,6 | 87,2 | - | 0,69 | - | 1,09 | - | " |
| Метилэтилкетон | 17,8 | 20,0 | 14,5 | 18,5 | 4,7 | 76,5 | 3,36 | 2,79 | 16,9 | 4,65 | - | - |
| Масляный альдегид | 7,7 | 8,9 | 3,7 | 51,9 | 5,1 | 42,6 | 1,45 | - | 2,07 | - | - | |
| Всего (мкг/сиг) | 330,3 | 387,4 | 315,7 | 4,5 | 204,7 | 47,2 | 62,36 | 60,7 | 2,7 | 90,09 | 35,29 | 60,8 |
| НСНСЧ (мг/сиг) | 5,3 | 4,3 | 5,2 | 1,8 | 5,8 | - | - | - | - | - | - | - |
| Всего/1 мг НСНСЧ | 62,4 | 90,1 | 60,7 | 2,7 | 35,3 | 60,1 | 11,7 | 11,7 | 0 | 20,95 | 6,08 | 70,97 |
Пример 10
Для оценки эффективности фильтра TrionicTM в сигаретах, изготовленных с использованием предлагаемого в изобретении курительного материала, смешанного с табаком в пропорции 60:40, проводили сравнительные испытания сигарет с одиночным ацетилцеллюлозным фильтром, сдвоенным угольным фильтром и фильтром TrionicTM. В качестве контрольных использовали сигарету с одиночным ацетилцеллюлозным фильтром и 100%-ной набивкой из обычного резаного листового табака Вирджиния и обычную имеющуюся в продаже сигарету марки Silk Cut Extra Mild с таким же содержанием в основной струе дыма сухих частиц.
Результаты анализа содержания в дыме метана и общего количества сухих частиц (ОКСЧ) приведены в таблице 9, а в таблице 10 для разных фильтров указано содержание в дыме определенных карбонильных компонентов и снижение их содержания в дыме предлагаемых в изобретении сигарет по сравнению с обычными сигаретами. В каждой таблице указана в % эффективность фильтра TrionicTM по сравнению с другими фильтрами и с контрольными образцами. Приведенные в таблицах данные свидетельствуют о существенном снижении количества метана в пересчете на 1 мг ОКСЧ, а также об общем снижении карбонилов на 1 мг НСНСЧ.
| Таблица 9 | |||||
| Анализируемый компонент (углеводород) | Т16 (Trionic) | Т14 (АЦ) | RS164 (сдвоенный угольный) | Т31 (АЦ, 100% табака) | Silk Cut Extra Mild |
| СН4 (метан мг/сиг) | 1,22 | 1,55 | 1,39 | 2,55 | 1,26 |
| ОКСЧ (мг/сиг) | 10,86 | 7,00 | 7,3 | 9,48 | 3,27 |
| СН4/ОКСЧ | 0,11 | 0,22 | 0,19 | 0,27 | 0,39 |
| Уменьшение в % для фильтра Т 16 по отношению к другим фильтрам | 50 | 42 | 59 | 72 |
| Таблица 10 | ||||
| Состав (карбонилы) (мкг/сиг) | Т16 Trionic | S549 одиночный с АЦ | S630 АЦ, 100% табака | RS164 угольный сдвоенный |
| Формальдегид | 9,0 | 20,7 | 24,4 | 9,7 |
| Состав (карбонилы) (мкг/сиг) | Т16 Trionic | S549 одиночный с АЦ | S630 АЦ, 100% табака | RS164 угольный сдвоенный |
| Уксусный альдегид | 112,9 | 223,5 | 247,7 | 126,4 |
| Ацетон | 26,6 | 125,6 | 130,7 | 48,3 |
| Акролеин | 6,3 | 32,3 | 33.9 | 5.5 |
| Пропионовый альдегид | 4,6 | 15,8 | 19,5 | 4,4 |
| Кретоновый альдегид | 0,6 | 5,3 | 6,8 | 6,6 |
| Метилэтилкетон | 4,3 | 21,6 | 25,0 | 4,7 |
| Бутиральдегид | 3,6 | 8,1 | 12,8 | 5,1 |
| Всего (мкг/сиг) | 167,9 | 452,9 | 500,8 | 204,7 |
| НСНСЧ(мг/сиг) | 8,15 | 5,7 | 6,7 | 5,8 |
| Всего/НСНСЧ | 20,6 | 79,5 | 74,7 | 35,3 |
| Уменьшение в % для фильтра Т16 по отношению к другим фильтрам | 74 | 72 | 42 |
Пример 11
Склонность к возгоранию предлагаемых в изобретении курительных изделий определяли в соответствии с процедурой, разработанной Национальным институтом науки и техники (США), по методу, описанному у Ohiemiller T.J., Villa K.M., Braun E., Eberhardt K.R., Harris R.H., Lawson J.R. и Gann R.G. в "Test methods for quantifying the propensity of Cigarettes to ignite soft furnishings", NIST Special Report 851, Gaithersburg MD, USA, 1933.
Для испытаний использовали 10 слоев фильтрующей бумаги и 40 невентилируемых сигарет (S558), изготовленных с использованием предлагаемого в изобретении курительного материала. Все 40 сигарет обладали способностью к самозатуханию. Сигареты S558 имели фильтры из ацетата целлюлозы длиной 27 мм, длину наружной окружности 24,7 мм, общую длину 83,5 мм и бумажную обертку с проницаемостью 50 CU и удельным весом 320 мг/см. Курительный материал в этих сигаретах состоял на 40% из табака и на 60% из предлагаемого в изобретении листового курительного материала. Одновременно испытывали 16 контрольных сигарет с американской смесью Табаков (код S484, см. выше). Все 16 контрольных сигарет сгорали полностью. 40 сигарет S558 (предлагаемых в настоящем изобретении) испытывали на трех сортах технической ткани разной плотности (ткань №4, №6 и №10). На всех трех тканях сигареты S558 гасли самостоятельно. Все контрольные сигареты (S484) на более плотной ткани (№10) не возгорались, но возгорались на двух менее плотных тканях.
1. Курительное изделие с обернутым стержнем из выкуриваемого начиночного материала, представляющего собой смесь, включающую курительный материал, состоящий из негорючего неорганического наполнителя, альгинового связующего и образующего аэрозоль вещества, в котором общее количество этих трех компонентов превышает 90% в пересчете на массу курительного материала, красителя в количестве 0-10% в пересчете на массу курительного материала и необязательно гранулированного угля в количестве 5-10% в пересчете на массу курительного материала, и при этом курительное изделие имеет показатель эффективности переноса образующего аэрозоль вещества в дым, превышающий 4,0.
2. Курительное изделие по п.1, в котором общее количество всех трех компонентов курительного материала составляет около или более 94% в пересчете на массу курительного материала.
3. Курительное изделие по п.2, в котором общее содержание трех компонентов курительного материала составляет 100% в пересчете на массу курительного материала.
4. Курительное изделие по п.1, в котором количество неорганического наполнителя составляет от 60 до 90% в пересчете на массу курительного материала.
5. Курительное изделие по п.4, в котором количество неорганического наполнителя превышает 70%.
6. Курительное изделие по п.5, в котором количество неорганического наполнителя составляет около 74% в пересчете на массу курительного материала.
7. Курительное изделие по п.1, в котором неорганический наполнитель частично состоит из частиц со средним размером от 500 до 75 мкм.
8. Курительное изделие по п.7, в котором размер частиц неорганического наполнителя составляет от 400 до 100 мкм.
9. Курительное изделие по п.8, в котором размер частиц неорганического наполнителя превышает 125 мкм.
10. Курительное изделие по п.9, в котором размер частиц неорганического наполнителя превышает 150 мкм.
11. Курительное изделие по п.10, в котором размер частиц неорганического наполнителя равно или около 170 мкм.
12. Курительное изделие по п.1, в котором в качестве неорганического наполнителя используется один или несколько материалов, выбранных из группы, включающей перлит, оксид алюминия, диатомовую землю, карбонат кальция (мел), вермикулит, оксид магния, сульфат магния, оксид цинка, сульфат кальция (гипс), оксид железа, пемзу, диоксид титана, алюминат кальция.
13. Курительное изделие по п.12, в котором плотность неорганического наполнителя составляет от 0,1 до 5,7 г/см3.
14. Курительное изделие по п.13, в котором плотность неорганического наполнителя менее 3 г/см3.
15. Курительное изделие по п.14, в котором плотность неорганического наполнителя менее 2,5 г/см3.
16. Курительное изделие по п.15, в котором плотность неорганического наполнителя менее 2,0 г/см3.
17. Курительное изделие по п.16, в котором плотность неорганического наполнителя менее 1,5 г/см3.
18. Курительное изделие по п.1, в котором количество связующего составляет от 5 до 13% в пересчете на массу курительного материала.
19. Курительное изделие по п.18, в котором количество связующего менее 10%.
20. Курительное изделие по п.19, в котором количество связующего менее 8%.
21. Курительное изделие по п.20, в котором количество связующего составляет около 7,5%.
22. Курительное изделие по п.18, в котором в качестве альгинового связующего используется один или несколько растворимых альгинатов, таких, как альгинат аммония, альгинат натрия, альгинат натрия-кальция, альгинат кальция-аммония, альгинат калия, альгинат магния, триэтаноламинальгинат и пропиленгликольальгинат.
23. Курительное изделие по п.18, в котором в сочетании с альгиновым связующим используются целлюлозные связующие, камеди или гели.
24. Курительное изделие по п.1, в котором количество образующего аэрозоль вещества составляет от 5 до 20% в пересчете на массу курительного материала.
25. Курительное изделие по п.24, в котором количество образующего аэрозоль вещества составляет менее 15%.
26. Курительное изделие по п.25, в котором количество образующего аэрозоль вещества составляет менее 13%.
27. Курительное изделие по любому из пп.24-26, в котором количество образующего аэрозоль вещества превышает 7%.
28. Курительное изделие по п.27, в котором количество образующего аэрозоль вещества превышает 10%.
29. Курительное изделие по п.24, в котором в качестве образующего аэрозоль вещества используется одно или несколько веществ, выбранных из группы, включающей многоатомные спирты, такие, как глицерин, пропиленгликоль и триэтиленгликоль, сложные эфиры, такие, как триэтилцитрат или триацетин, высококипящие углеводороды и не полиолы, такие, как гликоли, сорбит и молочная кислота.
30. Курительное изделие по п.1, в котором курительный материал содержит краситель, такой, как какао, лакрица, жженый сахар, шоколад или ирис.
31. Курительное изделие по п.1, в котором выкуриваемый начиночный материал содержит табачный материал.
32. Курительное изделие по п.31, в котором табачный материал содержит образующее аэрозоль вещество в количестве от 2 до 6% в пересчете на массу табака.
33. Курительное изделие по п.31, в котором соотношение в выкуриваемом начиночном материале между курительным материалом и табачным материалом составляет от 25:75 до 75:25.
34. Курительное изделие по п.31, в котором общее количество образующего аэрозоль вещества в смеси табачного материала и курительного материала составляет предпочтительно от 4 до 12% в пересчете на массу выкуриваемого начиночного материала.
35. Курительное изделие по п.1, в котором обертка стержня содержит горючую добавку в количестве от 0,5 до 2,5% в пересчете на массу обертки.
36. Курительное изделие по п.1, которое содержит фильтрующий элемент, позволяющий избирательно уменьшать содержание некоторых летучих и полулетучих компонентов основной струи дыма.
37. Курительное изделие по п.36, которое характеризуется значительно меньшим содержанием в дыме карбонильных соединений в сравнении с традиционными курительными изделиями, в образующемся при курении которых дыме содержится такое же количество сухих частиц.
38. Курительное изделие по п.36, в котором фильтр содержит обращенную ко рту курильщика секцию из ацетата целлюлозы и примыкающую к стержню из выкуриваемого начиночного материала секцию с вкраплениями из частиц абсорбента или адсорбента.
39. Курительное изделие по п.36, в котором фильтрующий элемент имеет расположенную между двумя крайними секциями центральную полость, заполненную гранулированным материалом.
40. Курительное изделие по п.36, в котором фильтрующий элемент имеет обертку с приклеенными к ней частицами абсорбента или адсорбента.
41. Курительное изделие по п.36, в котором фильтрующий элемент представляет собой тройной фильтр, состоящий из первой секции, примыкающей к стержню из выкуриваемого начиночного материала, которая выполнена из избирательного адсорбента, второй, центральной секции, которая выполнена из адсорбента общего назначения, и третьей, расположенной со стороны обращенного ко рту курильщика конца фильтра секции, которая выполнена из обычного волокнистого материала.
42. Курительное изделие по п.36, в котором фильтрующий элемент представляет собой тройной фильтр, состоящий из первой секции, примыкающей к стержню из выкуриваемого начиночного материала, которая выполнена из адсорбента общего назначения, второй, центральной секции, которая выполнена из избирательного адсорбента, и третьей, расположенной со стороны обращенного ко рту курильщика конца фильтра секции, которая выполнена из обычного волокнистого материала.
43. Курительное изделие по п.41 или 42, в котором избирательный адсорбент материал представляет собой смолу с поверхностными функциональными группами, имеющую, по существу, инертный носитель с достаточно большой для адсорбции конкретных компонентов дыма площадью поверхности.
44. Курительное изделие по п.43, в котором смола представляет собой ионообменную смолу.
45. Курительное изделие по п.44, в котором смола имеет фенолоформальдегидную матрицу и функционализована на поверхности первичными и вторичными аминогруппами.
46. Курительное изделие по п.41 или 42, в котором удельная площадь поверхности избирательного адсорбента превышает 35 м2/г.
47. Курительное изделие по п.41 или 42, в котором адсорбент общего назначения выбран из группы материалов с относительно большой удельной площадью поверхности, способных без высокой степени специфичности адсорбировать компоненты дыма.
48. Курительное изделие по п.47, в котором адсорбент общего назначения выбран из группы, включающей активированный древесный уголь, активированный уголь кокосовых орехов, активированный углерод или древесный уголь на основе каменного угля, цеолит, силикагель, сепиолит, оксид алюминия (активированный или неактивированный), углеродистую смолу и их комбинации.
49. Курительное изделие по п.41 или 42, в котором содержание адсорбента каждого типа составляет от 10 до 80 мг.
50. Курительное изделие по п.49, в котором содержание адсорбента каждого типа составляет от 20 до 60 мг.
51. Курительное изделие по п.41 или 42, в котором расположенная на обращенном ко рту конце секция фильтра выполнена из ацетилцеллюлозной пакли, целлюлозы, бумаги, ваты, полипропиленового прочеса, полипропиленовой пакли, полиэфирного прочеса, полиэфирной пакли или из их комбинаций.
52. Курительное изделие по п.36, в котором фильтр имеет фильтрующий тампон из однородного фильтрующего материала, обертку, которой обернут фильтрующий тампон, выполненные на наружной поверхности фильтрующего тампона с равным угловым шагом в ее окружном направлении продольные канавки и мундштучную бумагу с вентиляционными отверстиями, соединяющую фильтрующий элемент с табачным стержнем, при этом в некоторые из канавок, которые расположены параллельно оси фильтрующего элемента и открыты со стороны табачного стержня, а также выполнены лишь на определенном участке длины фильтрующего элемента и поэтому не доходят до обращенного ко рту курильщика конца фильтрующего элемента, через вентиляционные отверстия мундштучной бумаги поступает вентилирующий воздух, тогда как другие канавки, которые доходят до обращенного ко рту курильщика конца фильтрующего элемента, не вентилируются.
53. Курительное изделие по п.1, в котором обертка содержит частицы керамического наполнителя определенной формы, связующее, необязательно горючую добавку и необязательно средство улучшения слипаемости золы, при этом количество частиц керамического наполнителя составляет от 50 до 95% в пересчете на массу всех сухих веществ обертки.
54. Курительное изделие по п.53, в котором размер частиц керамического наполнителя составляет от 2 до 90 мкм.
55. Курительное изделие по п.54, в котором размер частиц керамического наполнителя составляет около 50 мкм.
56. Курительное изделие по п.53, в котором в качестве керамического наполнителя используется одно или несколько веществ из группы, включающей оксид алюминия, диоксид кремния, алюмосиликат, карбид кремния, стабилизированный и нестабилизированный оксид циркония, циркон, гранат и полевой шпат.
57. Курительный материал по п.53, в котором в качестве связующего используется одно или несколько органических связующих из группы, включающей альгинат, такой, как альгинат кальция, пропиленгликольальгинат, камедь, целлюлозу (модифицированную и натуральную), пектин и пектиновое связующее, крахмал и соли этих связующих с металлами I или II группы Периодической таблицы.
58. Курительное изделие по п.53, в котором в качестве связующего используется одно или несколько неорганических связующих из группы, включающей активированный оксид алюминия, силикат алюминия, силикат магния и инертную глину.
59. Курительное изделие по п.53, в котором содержание связующего составляет от 3 до 30% в пересчете на массу сухих веществ обертки.
60. Курительное изделие по п.53, в котором содержание в обертке горючей добавки составляет от 1 до 15% в пересчете на массу сухих веществ обертки.
61. Способ регулирования скорости горения в статическом режиме курительного изделия по п.1, в котором неорганический наполнитель содержит материал со средним размером частиц от 20 до 500 мкм, при этом скорость горения в статическом режиме регулируют путем выбора размера частиц неорганического наполнителя и/или выбора количества курительного материала в сочетании с количеством табачного материала в смеси выкуриваемого начиночного материала.
62. Способ по п.61, в котором скорость горения курительного изделия в статическом режиме составляет от 3 до 8 мм/мин.
