Сигаретный фильтр и сигарета
Сигаретный фильтр, содержащий фильтрующую заглушку (121), который содержит фильтрующий материал, содержащий жгут (122) из ацетатцеллюлозного волокна и регулирующие фильтрацию частицы (124), диспергированные в жгуте и выбранные из частиц целлюлозы, частиц триацетата целлюлозы и их смеси. Сигарета содержит данный сигаретный фильтр. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 13 ил., 24 табл.
Область техники
Настоящее изобретение относится к сигаретному фильтру и сигарете, содержащей такой фильтр.
Уровень техники
Многие сигареты содержат фильтры для удаления различных компонентов из вдыхаемого сигаретного дыма. Что касается фильтра, то в качестве фильтрующего материала широко используется фильтр, имеющий жгут из ацетатцеллюлозного волокна.
Известно, что ацетатный фильтр обладает селективными фильтрующими характеристиками, такими, что эффективность фильтрации полулетучих компонентов выше, чем эффективность фильтрации смолы из вдыхаемого сигаретного дыма. Полулетучий компонент представляет собой компонент, присутствующий как в фазе взвешенных частиц, так и паровой фазе вдыхаемого сигаретного дыма, и содержит азотсодержащее соединение, кетоны и фенолы. Данные полулетучие компоненты оказывают влияние на вкусовые ощущения при курении сигареты и, таким образом, может быть желательно, чтобы данные компоненты не удалялись фильтром в значительной степени.
Патентный документ 1 раскрывает фильтр для табачного дыма, который по существу образован ацетатцеллюлозными микроволокнами, имеющими средний диаметр от 20 до 250 мкм, в качестве фильтра для табачного дыма для удаления вредных компонентов из табачного дыма. Патентный документ 1 также раскрывает то, что микроволокна смешивают со стандартным жгутом из ацетатцеллюлозного волокна. Однако патентный документ 1 не рассматривает полулетучие компоненты, хотя он раскрывает, что фильтр превосходен по эффективности удаления смолы из табачного дыма.
Документ уровня техники
Патентный документ
Патентный документ 1: Патент Японии № 3939823
Сущность изобретения
Задача, решаемая изобретением
Объект по изобретению заключается в том, чтобы обеспечить сигаретный фильтр, который не удаляет в значительной степени полулетучий компонент, присутствующий во вдыхаемом сигаретном дыме, и сигарету, содержащую такой фильтр.
Решение задачи
Чтобы решить вышеуказанную проблему, согласно первому аспекту по изобретению предоставлен сигаретный фильтр, содержащий фильтрующую заглушку, которая содержит фильтрующий материал, содержащий:
жгут из ацетатцеллюлозного волокна и
частицы для регулирования степени фильтрации, диспергированные в жгуте и выбранные из частиц целлюлозы, частиц триацетата целлюлозы и их смеси.
Согласно второму аспекту по изобретению предоставлена сигарета с фильтром, содержащая:
сигаретный стержень и
сигаретный фильтр по изобретению, который прикреплен к концу сигаретного стержня.
Технический результат изобретения
Сигаретный фильтр по изобретению не удаляет в значительной степени полулетучий компонент, присутствующий во вдыхаемом сигаретном дыме.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 - схематичный вид, в увеличенном масштабе, части сигареты, содержащей фильтр по варианту выполнения изобретения.
Фиг. 2 - диаграммы, показывающие соотношения между сопротивлением затяжке контрольного фильтра и, в каждом случае, проницаемостью для смолы, никотина и типичных полулетучих компонентов, присутствующих во вдыхаемом дыме.
Фиг. 3 - диаграммы, показывающие соотношения между сопротивлением затяжке фильтра по изобретению и, в каждом случае, проницаемостью для смолы, никотина и типичных полулетучих компонентов, присутствующих во вдыхаемом дыме.
Фиг. 4 - диаграмма, показывающая соотношение между коэффициентом селективной фильтрации Sx и сопротивлением затяжке фильтра по изобретению вместе с таковым контрольного фильтра.
Фиг. 5 - диаграмма, показывающая соотношение между пластификатором (триацетин), добавляемым в фильтрующий материал, и проницаемостью для типичных полулетучих компонентов.
Фиг. 6 - диаграмма, показывающая соотношение между сопротивлением затяжке фильтра, содержащего частицы, и полной площадью внешней периферийной поверхности ацетатцеллюлозного волокна.
Фиг. 7 - диаграмма, показывающая соотношение между полной площадью внешней периферийной поверхности ацетатцеллюлозного волокна, образующего фильтрующую заглушку, и проницаемостью для типичных полулетучих компонентов.
Фиг. 8A - диаграмма, показывающая проницаемость для типичных полулетучих компонентов для фильтра, который получен добавлением частиц триацетата целлюлозы к ацетатцеллюлозному волокну, имеющему полную площадь внешней периферийной поверхности в среднем 223 см2.
Фиг. 8B - диаграмма, показывающая проницаемость для типичных полулетучих компонентов для фильтра, который получен добавлением частиц триацетата целлюлозы к ацетатцеллюлозному волокну, имеющему полную площадь внешней периферийной поверхности в среднем 255 см2.
Фиг. 8C - диаграмма, показывающая проницаемость для типичных полулетучих компонентов для фильтра, который получен добавлением частиц целлюлозы к ацетатцеллюлозному волокну, имеющему полную площадь внешней периферийной поверхности в среднем 206 см2.
Фиг. 9A - схематичный вид структуры фильтра, содержащего частицы для регулирования степени фильтрации, использованного в примере 7.
Фиг. 9B - схематичный вид структуры контрольного фильтра, использованного в примере 7.
Фиг. 10 - диаграмма, показывающая влияние введения добавки в частицы для регулирования степени фильтрации на проницаемость для типичных полулетучих компонентов для фильтра.
Описание вариантов выполнения изобретения
Ниже подробно описаны некоторые варианты выполнения изобретения.
Сигаретный фильтр по изобретению содержит фильтрующую заглушку, которая содержит фильтрующий материал, содержащий жгут из ацетатцеллюлозного волокна. Частицы для регулирования степени фильтрации диспергированы в жгуте из ацетатцеллюлозного волокна. Использованный здесь термин “диспергированы” в общем означает, что частицы для регулирования степени фильтрации практически равномерно распределены по всему внутреннему пространству жгута из ацетатцеллюлозного волокна (см. Фиг. 1) и распределение может быть усилено в направлении мундштука сигареты или в направлении сигаретного стержня. Частицы для регулирования степени фильтрации играют роль в контроле, направленном на уменьшение степени фильтрации фильтром полулетучих компонентов во вдыхаемом сигаретном дыме. Частицы для регулирования степени фильтрации выбраны из частиц целлюлозы, частиц триацетата целлюлозы и их смеси.
Частицы триацетата целлюлозы имеют среднюю степень замещения ацетильными группами от 2,76 до 3,00, предпочтительно - среднюю степень замещения ацетильными группами от 2,8 до 3,0, согласно толкованию Японской ассоциации химических волокон. Средняя степень замещения ацетильными группами может быть измерена способом титрования ASTM D871-96. Степень замещения ацетильными группами ацетата целлюлозы, которая определена данным способом измерения, показывает нормальное распределение. Соответственно, ее определяют как “среднюю степень замещения ацетильными группами”.
Ацетатцеллюлозные волокна могут быть связаны с пластификатором, таким как триацетин, с формированием жгута. Ацетатцеллюлозные волокна продолжаются параллельно друг другу по всей длине фильтра.
Ацетатцеллюлозные волокна, формирующие жгут из ацетатцеллюлозного волокна, могут представлять собой ацетатцеллюлозные волокна, используемые в обычных сигаретных фильтрах. Ацетатцеллюлозные волокна могут иметь индивидуальную тонкость от 1,5 до 8 денье и иметь некоторую форму поперечного сечения, такую как круговая форма, овальная форма, Y-образную форму, X-образную форму или I-образную форму. Ацетатцеллюлозные волокна могут быть сформированы из ацетата целлюлозы, имеющего степень замещения ацетильными группами от 2,4 до 2,5 (диацетат). Общая тонкость жгута из ацетатцеллюлозного волокна может обычно составлять от 15000 до 50000 денье. Жгут из ацетатцеллюлозного волокна маркирован как 1,9Y44000. Это означает, что индивидуальная тонкость составляет 1,9 денье, поперечное сечение волокна имеет Y-образную форму и общая тонкость составляет 44000 денье, как хорошо известно специалистам в данной области. В настоящем описании единица индивидуальной тонкости “денье” представляет массу фрагмента волокна, приходящуюся на 9000 м (г/9000 м), а единица общей тонкости “денье” представляет массу всех фрагментов волокна, приходящуюся на 9000 м (г/9000 м).
Частицы целлюлозы с трудом адсорбируют полулетучие компоненты, присутствующие во вдыхаемом сигаретном дыме, а также с трудом адсорбируют ментол (см. примеры 1 и 2 ниже). Более того, частицы триацетата целлюлозы с трудом адсорбируют полулетучие компоненты, присутствующие во вдыхаемом сигаретном дыме, а также с трудом адсорбируют ментол (см. примеры 1 и 2 ниже). Как описано выше, частицы для регулирования степени фильтрации с трудом адсорбируют ментол. Следовательно, в случае, когда сигаретный фильтр по изобретению использован в сигарете с ментолом, возможность того, что ментол в значительной степени адсорбируется фильтром после производства сигареты, мала до того момента, как сигарета выкуривается курильщиком, и содержание ментола во вдыхаемом дыме едва ли уменьшается при курении сигареты.
Частицы для регулирования степени фильтрации имеют зернистую форму. Средний диаметр эквивалентной сферы частиц для регулирования степени фильтрации составляет предпочтительно от 100 до 1000 мкм, более предпочтительно - более 250 мкм, принимая во внимание твердость и сопротивление затяжке фильтра, фильтрационные характеристики и легкость изготовления фильтра. При изготовлении фильтра, содержащего частицы, имеющие средний диаметр эквивалентной сферы от 100 до 1000 мкм, можно непосредственно использовать машину по производству обычного угольного фильтра (в таком случае, само собой разумеется, частицы для регулирования степени фильтрации используют вместо угольных частиц). Средний диаметр эквивалентной сферы может быть получен измерением распределения частиц по размеру с использованием устройства измерения распределения частиц по размеру и расчетом 50% медианной величины диаметра эквивалентной сферы, как описано в нижеследующих примерах. Удельная площадь поверхности по БЭТ частиц для регулирования степени фильтрации составляет предпочтительно менее 5 м2/г. Удельная площадь поверхности по БЭТ может быть определена в соответствии с хорошо известным методом БЭТ.
Частицы для регулирования степени фильтрации могут быть получены с помощью гранулирующей машины компрессионного типа. Конкретно, они могут быть получены с помощью гранулирующей машины компрессионного типа следующим образом. Во-первых, материал частиц целлюлозы или частиц триацетата целлюлозы измельчают в порошок. Полученный измельченный продукт и различные добавки смешивают с использованием смесителя тщательного смешения. Затем полученную смесь подвергают формованию путем прессования с использованием сухого гранулятора, прикладывая давление с помощью валка, и получают формованный продукт (например, продукт пластинчатой формы). Впоследствии формованный продукт дробят с помощью устройства отбора частиц по размеру. При этом на данной стадии осуществляют грубое дробление продукта, а затем он может быть раздроблен до желаемого размера частиц на второй стадии. Полученный раздробленный продукт пропускают через просеивающую машину, чтобы просеять гранулы, имеющие заданный гранулометрический размер. В результате получают частицы для регулирования степени фильтрации. Таким образом, частицы для регулирования степени фильтрации, полученные с помощью гранулирующей машины компрессионного типа, являются превосходными в терминах высокого выхода и меньших проблем, вызываемых смещением длинного волокна в ходе наматывания фильтра.
Что касается частиц для регулирования степени фильтрации, то частицы триацетата целлюлозы могут быть получены измельчением чешуек триацетата целлюлозы и их сортировкой. Альтернативно, частицы триацетата целлюлозы могут быть получены гранулированием чешуек триацетата целлюлозы с помощью хорошо известной гранулирующей машины, такой как машина барабанного типа, экструзионного типа, машина с псевдоожиженным слоем, машина перемешивающего типа или компрессионного типа. Кроме того, частицы целлюлозы коммерчески доступны.
Предпочтительно на частицы для регулирования степени фильтрации приходится по объему от 1,5 до 30% объема фильтра, содержащего частицы для регулирования степени фильтрации. Более того, что касается изготовления фильтра, то нужно отметить, что если объемная доля добавленных частиц увеличивается, изготовление затрудняется. Таким образом, чтобы получить удовлетворительные результаты контроля степени фильтрации и удовлетворительное органолептическое восприятие без какого-либо влияния частиц на изготовление фильтра, более предпочтительно, если на частицы для регулирования степени фильтрации приходится по объему от 1,5 до 16% объема фильтра, содержащего частицы для регулирования степени фильтрации (см. примеры 3 и 4 ниже). Такая доля частиц для регулирования степени фильтрации может приводить к достижению сопротивления затяжке от 35 мм H2O до 180 мм H2O, что рассматривается подходящим для сопротивления затяжке фильтра, имеющего окружность 24,5 мм и длину 25 мм. Объем V фильтра может быть определен по уравнению V=πr2L, где r представляет радиус фильтра, а L представляет длину фильтра (при этом толщина оберточной бумаги фильтра достаточно мала, так что ею можно пренебречь). Прирост массы и кажущуюся плотность, полученные с использованием ртутного порозиметра, использовали для расчета объема частиц.
Если частицы для регулирования степени фильтрации добавляют к жгуту из ацетатцеллюлозного волокна, твердость получаемой фильтрующей заглушки возрастает. Следовательно, отсутствует необходимость в добавлении триацетина в качестве пластификатора. Даже когда триацетин добавлен в качестве пластификатора, добавляемое количество триацетина в качестве пластификатора может быть уменьшено. Например, когда частицы для регулирования степени фильтрации добавлены к жгуту из ацетатцеллюлозного волокна в вышеуказанной доле, достаточную твердость фильтрующей заглушки обеспечивают добавлением триацетина в количестве 3 вес.% или менее в расчете на жгут из ацетатцеллюлозного волокна или же без такого добавления (см. пример 1 ниже). При этом жесткость фильтрующей заглушки может быть выражена как степень деформации фильтрующей заглушки, когда наконечником твердомера, имеющим диаметр 12 мм, сдавливают фильтрующую заглушку с усилием 300 г в течение 10 секунд. Чем меньше степень деформации, тем тверже фильтрующая заглушка.
Наряду с добавлением к фильтру частиц для регулирования степени фильтрации уменьшается добавляемое количество пластификатора, или же пластификатор не добавляют к фильтру. В результате проницаемость полулетучих компонентов может быть дополнительно улучшена (см. пример 6 ниже).
Более того, если частицы для регулирования степени фильтрации добавляют к жгуту из ацетатцеллюлозного волокна, полная площадь внешней периферийной поверхности ацетатцеллюлозного волокна может быть уменьшена на 10% или более (обычно 30% или менее) по сравнению со случаем, когда частицы для регулирования степени фильтрации не добавляют. В результате проницаемость полулетучих компонентов дополнительно улучшается (см. примеры 4 и 5 ниже).
Более того, если фильтр, полученный добавлением частиц для регулирования степени фильтрации к жгуту из ацетатцеллюлозного волокна, используют в сигарете, аромат дыма может быть изменен по сравнению со случаем, когда в сигарете использован фильтр, не содержащий частиц для регулирования степени фильтрации (см. примере 3 ниже).
Чтобы получить более предпочтительный аромат сигаретного дыма, к частицам для регулирования степени фильтрации может быть добавлено небольшое количество добавки. Ниже пример 7 демонстрирует, что даже если добавка, отражающаяся на аромате сигаретного дыма, добавлена к частицам для регулирования степени фильтрации никакого влияния на селективную проницаемость полулетучих компонентов не оказывается. Добавка может представлять собой компонент аромата дыма (например, ароматизатор) или компонент, оказывающий влияние на аромат дыма (например, увлажнитель, аминокислота, полисахарид или пищевое волокно). Оба компонента собирательно именуют “компонентом, отражающимся на аромате дыма”. Добавляемое количество компонента, отражающегося на аромате дыма, составляет предпочтительно 10 вес.% или менее и более предпочтительно 5 вес.% или менее от общего веса частиц (суммарная масса частиц для регулирования степени фильтрации и компонента, отражающегося на аромате дыма). Примеры компонента, влияющего на аромат дыма, включают: ароматизаторы, увлажнители, аминокислоты, полисахариды и пищевые волокна.
Ароматизаторы могут представлять собой синтетические ароматизаторы, природные ароматизаторы, эфирные масла и тому подобное. Дополнительно, они могут быть использованы независимо от липофильности или гидрофильности. Примеры липофильных ароматизаторов включают: ванилин, этилванилин, гуарлиналоол, тимол, метилсалицилат, линалоол, эвгенол, ментол, гвоздику, анис, корицу, бергамотовое масло, герань, лимонное масло, мяту кудрявую и имбирь. Примеры гидрофильных ароматизаторов включают: глицерин, пропиленгликоль, этилацетат и изоамиловый спирт.
Примеры увлажнителей включают:
полиолы, включающие:
диолы [например, алкандиол (например, C2-10-алкандиол, такой как этиленгликоль, пропиленгликоль, триметиленгликоль, 1,3-бутандиол, 1,4-бутандиол, 1,5-пентандиол или гексиленгликоль, предпочтительно C2-8-алкандиол, более предпочтительно C2-6-алкандиол, в особенности C2-4-алкандиол), полиалкиленгликоль (например, диэтиленгликоль, дипропиленгликоль, триэтиленгликоль или трипропиленгликоль)],
триолы [например, алкантриол (например, C3-10-алкантриол, такой как глицерин или 1,2,6-гексантриол, предпочтительно C3-6-алкантриол, более предпочтительно C3-4-алкантриол)] и
полиолы, являющиеся тетрафункциональными или имеющие более высокую функциональность [например, полимер полиола (например, алкантриола), являющийся трифункциональными или имеющий более высокую функциональность (например, полиглицерин, такой как диглицерин или триглицерин)], и
производные данных полиолов [например, моноалкиловый простой эфир диалкиленгликоля (например, метилкарбитол и этилкарбитол), и моноацилат (поли)алкиленгликоля (например, моноацетат этиленгликоля)].
Примеры аминокислоты включают аминокислоты и их соли (соли аминокислот). Аминокислота может представлять собой любое соединение из нейтральной аминокислоты (моноаминомонокарбоновая кислота и так далее), кислой аминокислоты (моноаминодикарбоновая кислота и так далее) и основной аминокислоты (диаминомонокарбоновая кислота и так далее) или может представлять собой серосодержащую аминокислоту. Аминокислота может представлять собой α-аминокислоту, β-аминокислоту, γ-аминокислоту или тому подобное. В частности, она может представлять собой α-аминокислоту. Аминокислота может находиться либо в оптически активной форме (D-форме, L-форме и так далее) или в виде рацемата. Более того, примеры включают полиаминокислоты, имеющие низкую степень полимеризации (например, степень полимеризации от 2 до 9, предпочтительно степень полимеризации от 2 до 5, более предпочтительно степень полимеризации от 2 до 3). Аминокислота может иметь заместитель или может присутствовать в форме производного аминокислоты, в котором по меньшей мере часть карбоксильной(ых) групп(ы) или аминогрупп(ы) дериватизована. Например, по меньшей мере часть карбоксильной(ых) групп(ы) в аминокислоте может представлять собой дериватизованную карбоксильную группу (например, амидную группу).
Примеры типичной аминокислоты включают:
алифатическую аминокислоту [например, алифатическую моноаминокарбоновую кислоту, такую как глицин, аланин, изолейцин, лейцин, валин, треонин, серин, аспарагин, аминоянтарную кислоту, цистеин, метионин, глутамин или глутаминовую кислоту (например, амино-C2-20-алканкарбоновую кислоту, предпочтительно амино-C2-12-алканкарбоновую кислоту, более предпочтительно амино-C2-8-алканкарбоновую кислоту), алифатическую полиаминокарбоновую кислоту, такую как лизин, гидроксилизин, аргинин или цистин (например, полиамино-C2-20-алканкарбоновую кислоту, предпочтительно полиамино-C2-12-алканкарбоновую кислоту)];
ароматическую аминокислоту (например, арил-C2-20-алканкарбоновую кислоту, такую как фенилаланин или тирозин, предпочтительно C6-10-арил-C2-12-алканкарбоновую кислоту);
гетероциклическую аминокислоту (например, триптофан, гистидин, пролин или 4-гидроксипролин); и
полипептид, полученный полимеризацией данных аминокислот, с малой степенью полимеризации (например, со степенью полимеризации 9 или менее) (например, глицилглицин, глутамилглицин, глицил-глицил-глицин и глицилпролин). Более того, примеры солей аминокислот включают: соль металла [например, соль щелочного металла (например, натриевую соль, такую как глутамат натрия)], гидрохлорид (например, гидрохлорид аргинина) и соль аминокислот (например, соль лизина с глютаминовой кислотой).
Другие примеры компонентов, отражающихся на аромате дыма, включают пищевые добавки, такие как ксилит или маннит; полимеры, такие как лигнин; и полисахариды или пищевые волокна, такие как целлюлоза, карбоксиметилцеллюлоза, гидроксипропилметилцеллюлоза, хитин, крахмал, гликоген, гуаровая камедь, глюкоманнан, альгинат натрия, агароза, хитозан, пектин, каррагинан и ксантановая камедь.
Более того, к частицам для регулирования степени фильтрации может быть добавлен краситель. В качестве красителя можно добавлять, например, природный краситель, извлеченный из гардении, сафлора, куркумы, аннатто, красного перца, паприки, красного ферментированного риса, краснокочанной капусты, какао, или тому подобное. Краситель может быть добавлен в количестве от 0,1 до 5 вес.% от общего веса частиц (суммы веса частиц для регулирования степени фильтрации и красителя). Предпочтительно он может быть добавлен в количестве 1 вес.% или менее. Частицы для регулирования степени фильтрации, содержащие краситель, могут иметь различные цвета в зависимости от цвета красителя. Когда краситель добавляют к частицам для регулирования степени фильтрации и для изготовления фильтра применяют прозрачную ободковую бумагу, частицы для регулирования степени фильтрации (гранулы), которыми нагружают фильтр, могут быть распознаны снаружи. Известно, что цвет может влиять на ощущения человека. Соответственно, можно ожидать, что новое ощущение сообщается вкусу при курении сигареты за счет цвета красителя. Более того, когда цвет частиц для регулирования степени фильтрации отличается от такового фильтрующего волокна, как в случае угольного фильтра, частицы для регулирования степени фильтрации можно легко отличить от фильтрующего волокна при контроле качества в процессе производства фильтра.
Фильтр по изобретению может быть прикреплен к одному концу сигаретного стержня в одиночку или в комбинации с другой фильтрующей заглушкой. Последний пример показан на Фиг. 1.
На Фиг. 1 представлен схематичный вид сигареты 10, содержащей фильтр по варианту выполнения изобретения. Сигарета 10 содержит сигаретный стержень 110 и фильтр 120, который расположен на конце в аксиальном направлении сигаретного стержня 110 таким образом, что торцевая поверхность фильтра контактирует с торцевой поверхностью сигаретного стержня. Сигаретный стержень 110 содержит табачный наполнитель 112, такой как резаный табак, обернутый в сигаретную бумагу 111. Фильтр 120 содержит фильтрующую заглушку 121 по изобретению, которая содержит жгут 122 из множества ацетатцеллюлозных волокон 123, которые расположены вдоль аксиального направления фильтра 120 и могут быть связаны в пучок пластификатором, таким как триацетин. Каждое из ацетатцеллюлозных волокон 123 продолжается по всей длине фильтрующей заглушки 121. Частицы 124 для регулирования степени фильтрации диспергированы в жгуте 122 из ацетатцеллюлозного волокна. Фильтрующая заглушка 121 обернута в бумагу 125 для обертывания фильтра. Сигаретный стержень 110 и фильтр 120 соединены посредством ободковой бумаги 130, как в традиционной сигарете с фильтром. Множество вентиляционных отверстий 131 может быть создано перфорацией в ободковой бумаге 130 в одном или более рядах в направлении по окружности фильтра. Так называемая только ацетатная фильтрующая заглушка 140, образованная из жгута 142 из ацетатцеллюлозного волокна, обернутого в бумагу 141 для обертки фильтра, может быть прикреплен к заднему концу фильтра 120, содержащему частицы для регулирования степени фильтрации (в направлении вдыхания дыма). В данном случае фильтрующая заглушка 140 также обернута в ободковую бумагу 130.
Примеры
Далее настоящее изобретение будет описано со ссылкой на примеры.
Пример 1
Получение частиц для регулирования степени фильтрации
1. Частицы триацетата целлюлозы
Чешуйки триацетата целлюлозы (средняя степень замещения ацетильными группами: 2,86) приобретали у Daicel Chemical Industries, Ltd. Степень замещения ацетильными группами чешуек триацетата целлюлозы определяли титрованием в соответствии с ASTM D871-96. Таким образом, подтверждали вышеупомянутую степень замещения ацетильными группами. После этого чешуйки триацетата целлюлозы измельчали в кофемолке (MK-52M производства Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.). Измельченный продукт просеивали через сито с использованием электромагнитного встряхивателя для сита (“AS200 control” производства Retsch), получая частицы с размером в диапазоне от 300 до 710 мкм. Что касается распределения частиц по размерам, то 50%-ную медианную величину диаметра эквивалентной сферы рассчитывали как средний размер частиц с использованием измерителя распределения частиц по размерам, относящегося к типу измерителя с цифровым анализом изображения (производства Retsch (продаваемого HORIBA, Ltd.)). Применительно к получаемым в результате частицам средний диаметр эквивалентной сферы составлял 550 мкм, насыпная плотность составляла 0,54 г/см3, кажущаяся плотность, полученная с использованием ртутного порозиметра, составляла 0,71 г/см3, а удельная площадь поверхности по БЭТ, полученная методом десорбции азота, составляла 4,6 м2/г.
2. Частицы целлюлозы
Частицы целлюлозы представляли собой целлюлозные бусины, полученные рафинированием и растворением древесины и формованием получаемой в результате вискозы в гранулированную и пористую форму, причем использовали частицы целлюлозы, представленные на рынке под товарным знаком Viscopearl от Rengo Co., Ltd. Применительно к использованным частицам средний диаметр эквивалентной сферы составлял 400 мкм, насыпная плотность составляла 0,20 г/см3, кажущаяся плотность, полученная с использованием ртутного порозиметра, составляла 0,34 г/см3, а удельная площадь поверхности по БЭТ была ниже предела обнаружения.
Получение фильтрующей заглушки
Частицы целлюлозы или частицы триацетата целлюлозы добавляли к ацетатному фильтру, содержащему триацетин, по аналогии с общеизвестным способом получения угольного фильтра. Дополнительно также изготавливали только ацетатные фильтры, не содержащие частиц для регулирования степени фильтрации. В качестве оберточной бумаги для фильтра в случае каждой фильтрующей заглушки использовали таковую, имеющую основную массу 24,0±1,5 г/м2, толщину 60±5 мкм и воздухопроницаемость 10000±1800 единиц Coresta. Диаметр каждой фильтрующей заглушки составлял 7,7 мм, а длина составляла 120 мм. Сопротивление затяжке каждого фильтра измеряли согласно ISO6565: 2002.
Твердость полученных в результате фильтрующих заглушек определяли как степень деформации фильтрующей заглушки, когда наконечником твердомера, имеющим диаметр 12 мм, сдавливали фильтрующую заглушку с усилием 300 г в течение 10 секунд.
Характеристики и твердость получаемых в результате фильтрующих заглушек приведены ниже в Таблицах 1A-1C.
| Таблица 1A | |||||
| Фильтры, содержащие частицы триацетата целлюлозы | |||||
| Номера фильтров | Характеристики жгута из ацетатцеллюлозного -волокна | Количество триацетина (вес.%) | Сопротивление затяжке на длину 120 мм (мм H2O) | Добавляемое количество частиц на длину фильтра 10 мм (мг/10мм) | Твердость фильтра (мм) |
| A-1 | 3,5Y/35000 | 6 | 418 | 35 | 0,71 |
| A-2 | 5,9Y/35000 | 6 | 319 | 35 | 0,54 |
| A-3 | 2,2Y/35000 | 6 | 570 | 35 | 0,82 |
| A-4 | 3,5Y/35000 | 9 | 396 | 35 | 0,63 |
| A-5 | 3,5Y/35000 | 0 | 420 | 35 | 1,2 |
| A-6 | 5,9Y/35000 | 6 | 423 | 70 | 0,42 |
| Таблица 1B | |||||
| Фильтры, содержащие частицы целлюлозы | |||||
| Номера фильтров | Характеристики жгута из ацетатцеллюлозного -волокна | Количество триацетина (вес.%) | Сопротивление затяжке на длину 120 мм (мм H2O) | Добавляемое количество частиц на длину фильтра 10 мм (мг/10мм) | Твердость фильтра (мм) |
| B-1 | 5,9Y/35000 | 6 | 429 | 35 | 0,52 |
| B-2 | 5,5Y/31000 | 6 | 337 | 35 | 0,77 |
| B-3 | 2,2Y/35000 | 6 | 763 | 35 | 0,77 |
| B-4 | 5,9Y/35000 | 9 | 432 | 35 | 0,48 |
| B-5 | 5,9Y/35000 | 0 | 439 | 35 | 0,97 |
| B-6 | 2,5Y/35000 | 6 | 430 | 10 | 0,97 |
| Таблица 1C | |||||
| Только ацетатные фильтры | |||||
| Номера фильтров | Характеристики жгута из ацетатцеллюлозного -волокна | Количество триацетина (вес.%) | Сопротивление затяжке на длину 120 мм (мм H2O) | Добавляемое количество частиц на длину фильтра 10 мм (мг/10мм) | Твердость фильтра (мм) |
| AF-1 | 2,2Y/35000 | 0 | 470 | - | 1,6 |
| AF-2 | 5,9Y/35000 | 0 | 197 | - | 1,6 |
| AF-3 | 2,2Y/35000 | 6 | 433 | - | 1,0 |
| AF-4 | 5,5Y/31000 | 6 | 169 | - | 1,1 |
Твердость фильтров с A-1 по A-6, содержащих частицы триацетата целлюлозы, составляла от 0,42 до 1,2 мм. Твердость фильтров с B-1 по B-6, содержащих частицы целлюлозы, составляла от 0,48 до 0,97 мм. С другой стороны, в случае только ацетатных фильтров твердость таких фильтров (AF-1 и AF-2), не содержащих триацетина, составляла 1,6 мм. Следовательно, было обнаружено, что твердость фильтров увеличивается при включении в них частиц, как иллюстрируется фильтрами, содержащими частицы целлюлозы, и фильтрами, содержащими частицы триацетата целлюлозы. Когда добавляемое количество частиц увеличивается, твердость фильтров может быть обеспечена независимо от добавления триацетина.
Изготовление образца сигареты
Из коммерчески доступной сигареты с фильтром “Mild Seven Aqua Squash Menthol” удаляли фильтр. Полученный в результате сигаретный стержень присоединяли к фильтру для испытания, полученному путем нарезания фильтрующей заглушки, полученной вышеописанным образом, на заглушки различной длины и помещением его в бумажную трубку (внешний диаметр: 7,7 мм) с клеящей лентой, получая образец сигареты. Длина и сопротивление затяжке каждой из нарезанных заглушек приведены ниже в Таблицах 2A-2C. Курительное испытание проводили спустя месяц после изготовления фильтров.
| Таблица 2A | |||
| Нарезанные фильтры, содержащие частицы триацетата целлюлозы | |||
| Номера фильтрующих заглушек (до нарезания) | Длина фильтра после нарезания (мм) | Сопротивление затяжке (мм H2O) | Марки сигарет, содержащих нарезанные фильтры |
| A-1 | 20 | 72 | CA-1 |
| A-2 | 20 | 53 | CA-2 |
| A-3 | 20 | 93 | CA-3 |
| A-4 | 20 | 69 | CA-4 |
| A-5 | 20 | 71 | CA-5 |
| A-6 | 20 | 70 | CA-6 |
| Таблица 2B | |||
| Нарезанные фильтры, содержащие частицы целлюлозы | |||
| Номера фильтрующих заглушек (до нарезания) | Длина фильтра после нарезания (мм) | Сопротивление затяжке (мм H2O) | Марки сигарет, содержащих нарезанные фильтры |
| B-1 | 20 | 72 | CB-1 |
| B-2 | 20 | 56 | CB-2 |
| B-3 | 20 | 129 | CB-3 |
| B-4 | 20 | 73 | CB-4 |
| B-5 | 20 | 75 | CB-5 |
| B-6 | 20 | 71 | CB-6 |
| Таблица 2C | |||
| Нарезанные фильтры, содержащие только ацетатные фильтры | |||
| Номера фильтрующих заглушек (до нарезания) | Длина фильтра после нарезания (мм) | Сопротивление затяжке (мм H2O) | Марки сигарет, содержащих нарезанные фильтры |
| AF-3 | 10 | 38 | CAF-3-1 |
| AF-3 | 15 | 55 | CAF-3-2 |
| AF-3 | 20 | 69 | CAF-3-3 |
| AF-3 | 30 | 104 | CAF-3-4 |
| AF-3 | 40 | 133 | CAF-3-5 |
| AF-4 | 10 | 14 | CAF-4-1 |
| AF-4 | 15 | 22 | CAF-4-2 |
| AF-4 | 20 | 28 | CAF-4-3 |
| AF-4 | 30 | 38 | CAF-4-4 |
| AF-4 | 40 | 55 | CAF-4-5 |
Курительное испытание
Десять образцов сигарет, изготовленных вышеописанным способом (вентиляционные отверстия были закрыты клеящей лентой), автоматически выкуривали, используя автоматическую курительную машину (RM20D производства Borgwaldt KC Inc.) в следующих условиях: объем затяжки: 35,0 мл/2 сек, продолжительность затяжки: 2 сек/затяжка, частота затяжки: 1 затяжка/мин. Взвешенные частицы в сигаретном дыме собирали с использованием фильтра Cambridge (CM-133 производства Borgwaldt KC Inc.). Дым, прошедший через фильтр Cambridge, собирали на 10 мл метанола, охлажденного до -70C охлаждающим агентом из сухого льда и изопропанола.
Фильтр Cambridge, содержащий собранные взвешенные частицы, 10 мл метанольного раствора, содержащего собранный сигаретный дым, и 1 мл раствора внутреннего стандарта (d-32 пентадекан: 0,05 мг/мл, d-1-этанол: 150 мл/л, анетол: 2 мл/л, 1,3-бутандиол: 4 мл/л) вносили во флакон для сывороток, который встряхивали в течение 30 минут. После встряхивания надосадочную жидкость отбирали и использовали в качестве образца для анализа. Вышеописанную операцию также проводили с сигаретным стержнем (контрольная сигарета), полученным удалением фильтра из коммерчески доступной сигареты с фильтром “Mild Seven Aqua Squash Menthol”.
Анализ на смолу, никотин и полулетучие компоненты
Образец для анализа анализировали методом газовой хроматографии-масс-спектрометрии (GC-MSD). Для газовой хроматографии (GC) использовали хроматограф Agilent 7890A (Agilent Technologies Inc.), а для масс-спектрометрии (MSD) использовали масс-спектрометр Agilent 5975C (Agilent Technologies Inc.)
Площадь пика каждого компонента (нормирована на внутренний стандарт) на хроматограмме, полученной при анализе, сравнивали с площадью пика каждого компонента на хроматограмме, относящейся к контрольной сигарете. Проницаемость “1-Ex” для каждого компонента дыма через каждый фильтр рассчитывали с использованием следующей формулы.
Числовая формула 1:
В вышеприведенной формуле Ax,in и Ax,out представляют значения, полученные нормировкой по внутреннему стандарту площадей пиков компонента “x” в дыме контрольной сигареты и каждого образца сигареты, имеющей фильтр, соответственно. Ex представляет степень фильтрации компонента “x”.
Что касается полулетучих компонентов, то в качестве типичных полулетучих компонентов были выбраны 3-фуральдегид, 2-ацетилфуран и фурфураль. Рассчитывали среднюю проницаемость для компонентов и оценивали характеристики селективной фильтрации полулетучих компонентов.
Для сигарет с CAF-3-1 по CAF-3-5 и с CAF-4-1 по CAF-4-5 сопротивление затяжке каждого фильтра представлено на горизонтальной оси, а логарифмические значения проницаемости для способности смолы, никотина и типичных полулетучих компонентов отложены на вертикальной оси. Данные зависимости показаны на Фиг. 2. На Фиг. 2(A) показана проницаемость смолы, на Фиг. 2(B) показана проницаемость никотина, а на Фиг. 2(C) показана проницаемость типичных полулетучих компонентов. На Фиг. 2(A)-2(C) кружки относятся к CAF-3-1 по CAF-3-5, а треугольники относятся к CAF-4-1 по CAF-4-5.
Для смолы (Фиг. 2(A)) и никотина (Фиг. 2(B)) проницаемость может быть линейно аппроксимирована независимо от типа волокна в ацетатцеллюлозном жгуте. Для типичных полулетучих компонентов (Фиг. 2(C)) проницаемость имеет разный наклон в зависимости от типа волокна в жгуте (диаметра волокна). Это указывает на то, что проницаемость смолы и никотина определяется только сопротивлением затяжке каждого фильтра; однако поведение, характеризующее проницаемость для типичных полулетучих компонентов, изменяется в зависимости от типа жгута. Поскольку смола и никотин представляют собой, в основном, компоненты фазы взвешенных частиц, эффективность фильтрации может быть представлена как функция сопротивления затяжке каждого фильтра. С другой стороны, полулетучие компоненты распределены как в паровой фазе, так и в фазе взвешенных частиц, и, таким образом, на поведение, характеризующее проницаемость, влияет фильтрация компонента фазы взвешенных частиц и абсорбция компонента паровой фазы волокном. В результате, проницаемость не определяется только сопротивлением затяжке.
Далее, на Фиг. 3 показаны результаты для сигарет с CA-1 по CA-5 и с CB-1 по CB-5. На Фиг. 3(A) показана проницаемость смолы, на Фиг. 3(B) показана проницаемость никотина, а на Фиг. 3(C) показана проницаемость типичных полулетучих компонентов. На Фиг. 3(A) и 3(B) линия “a” относится к CAF-3-1 по CAF-3-3 и CAF-4-4 по CAF-4-5, линия “b” относится к сигаретам с CA-1 по CA-5, а линия “c” относится к сигаретам с CB-1 по CB-5. На Фиг. 3(C) линия “a” относится к CAF-3-1 по CAF-3-5, а линия “b” относится к CAF-4-1 по CAF-4-5.
Результаты, представленные на Фиг. 3(A) и 3(B), показывают, что фильтр, содержащий частицы для регулирования степени фильтрации по изобретению, имеет высокую проницаемость для смолы и никотина по сравнению с этим показателем только ацетатного фильтра, другими словами, он имеет низкую степень фильтрации смолы и никотина. По результатам, представленным на Фиг. 3(C), установлено, что фильтр, содержащий частицы для регулирования степени фильтрации по изобретению, имеет высокую проницаемость для полулетучих компонентов по сравнению с только ацетатным фильтром. То есть частицы для регулирования степени фильтрации по изобретению, допускают значительное улучшение проницаемости для полулетучих компонентов. С другой стороны, авторы по изобретению продемонстрировали, что фильтр, содержащий частицы диацетата целлюлозы (средняя степень замещения ацетильными группами от 2,4 до 2,5), способен отфильтровывать полулетучие компоненты и плохо пропускает полулетучие компоненты по сравнению с только ацетатным фильтром.
Согласно результатам, представленным на Фиг. 3(A), фильтр, содержащий частицы для регулирования степени фильтрации по изобретению, имеет отличающуюся степень фильтрации смолы от таковой только ацетатного фильтра. Чтобы выявить фильтрационные характеристики полулетучих компонентов в сравнении со смолой, по нижеследующей формуле рассчитывали коэффициент селективной фильтрации Sx как индикатор, показывающий селективность по компоненту при фильтрации типичных полулетучих компонентов.
Числовая формула 2:
В вышеприведенной формуле ETPM представляет степень фильтрации сырой смолы (суммарных взвешенных частиц).
Рассчитанный таким образом коэффициент селективной фильтрации Sx откладывали на диаграмме в зависимости от сопротивления затяжке фильтра. Результаты показаны на Фиг. 4. На Фиг. 4 линия “a” относится к сигаретам с CAF-4-1 по CAF-4-5, а линия “b” относится к CAF-3-1 по CAF-3-5. Результаты, представленные на Фиг. 4, указывают на следующее. При сравнении фильтров, имеющих одинаковую индивидуальную тонкость, коэффициент селективной фильтрации фильтра, содержащего частицы для регулирования степени фильтрации по изобретению, уменьшается по сравнению с таковым только ацетатного фильтра при любом сопротивлении затяжке фильтра. Даже если учитывать степень фильтрации смолы, полулетучие компоненты селективно проходят через фильтр.
Далее, чтобы изучить влияние пластификатора (триацетин (GTA)), добавленного к фильтрующему материалу, на проницаемость для типичных полулетучих компонентов у сигареты CA-1 (триацетин: 6 вес.%), сигареты CA-4 (триацетин: 9 вес.%), сигареты CA-5 (триацетин: 0%), сигареты CB-1 (триацетин: 6 вес.%), сигареты CB-4 (триацетин: 9 вес.%) и сигареты CB-5 (триацетин: 0%) коэффициент селективной фильтрации Sx типичных полулетучих компонентов откладывали на диаграмме в зависимости от сопротивления затяжке. Результаты показаны на Фиг. 5. Как показано на Фиг. 5, если добавляемое количество триацетина мало, он действует в таком направлении, что полулетучие компоненты проходят через фильтр. Если добавляемое количество триацетина велико, он действует в таком направлении, что полулетучие компоненты фильтруются. Проницаемость для типичных полулетучих компонентов также можно контролировать количеством триацетина. Это происходит из-за того, что пар полулетучих компонентов абсорбируется (адсорбируется) триацетином на поверхности ацетатцеллюлозного волокна. Считается, что если добавляемое количество триацетина уменьшается, уменьшается адсорбированное количество полулетучих компонентов. Для фильтра, содержащего частицы для регулирования степени фильтрации по изобретению, твердость фильтра может быть обеспечена, даже если добавляемое количество триацетина уменьшается. Следовательно, фильтр, который допускает большую селективную проницаемость для полулетучих компонентов, может быть получен путем уменьшения добавляемого количества триацетина.
Обобщая вышеприведенные результаты, было обнаружено, что фильтр, содержащий частицы для регулирования степени фильтрации по изобретению, эффективен в обеспечении селективной проницаемости полулетучих компонентов, принимая во внимание строение фильтра и легкость его изготовления, хотя селективное пропускание полулетучих компонентов может контролироваться также диаметром ацетатцеллюлозных волокон, формирующих жгут, и количеством триацетина.
Пример 2
Когда фильтр по изобретению предназначен для использования в ментоловом табачном продукте, то, если адсорбция ментола частицами для регулирования степени фильтрации по изобретению продолжается, количество ментола во вдыхаемом дыме уменьшается. Следовательно, оценивали адсорбируемое количество ментола частицами для регулирования степени фильтрации по изобретению.
Конкретно, только ацетатный фильтр (жгут из ацетатцеллюлозного волокна: 1,9Y44000, масса: 30 мг, длина фильтра: 5 мм) прикрепляли к концу сигаретного стержня (окружность: 24,9 мм, длина: 59 мм), имеющего 640 мг резаного табака, содержащего 0,59 вес.% ментола. Содержащий ментол ацетатный фильтр (жгут из ацетатцеллюлозного волокна: 2,5Y35000, масса: 90 мг, длина фильтра: 15 мм), в котором содержащая ментол нить была пропущена через центр фильтра, размещали на расстоянии 5 мм от только ацетатного фильтра. Полость между двумя фильтрами заполняли частицами для регулирования степени фильтрации по изобретению (частицы целлюлозы или частицы триацетата целлюлозы, полученные в примере 1). Содержание ментола в содержащем ментол ацетатном фильтре составляло 1,99 вес.%. Сигарета, полость которой заполнена частицами целлюлозы в качестве частиц для регулирования степени фильтрации, обозначена как сигарета Α, а сигарета, полость которой заполнена частицами триацетата целлюлозы в качестве частиц для регулирования степени фильтрации, обозначена как сигарета B.
Изготовленные таким образом сигареты помещали в стеклянную бутыль и герметично запечатывали, после чего выдерживали при 50°C в течение двух недель. Образцы сигарет извлекали из стеклянной бутыли после выдерживания в ней. Затем, в каждом случае, количественно определяли содержание ментола в резаном табаке, только ацетатных фильтрах, частицах для регулирования степени фильтрации и содержащих ментол ацетатных фильтрах. Содержание ментола количественно определяли, проводя экстракцию метанолом образцов, подлежащих анализу (резаный табак, только ацетатные фильтры, частицы для регулирования степени фильтрации или содержащие ментол ацетатные фильтры) и анализируя метанольный экстракт на газовом хроматографе (серия 6890 производства HEWLETT PACKARD). В предварительном испытании подтверждали, что ментол экстрагировался метанолом.
Содержание ментола в резаном табаке, только ацетатных фильтрах, частицах для регулирования степени фильтрации и содержащих ментол ацетатных фильтрах, в каждом случае, показано ниже в Таблице 3.
| Таблица 3 | |||||
| Содержание ментола (единица: вес.%) | |||||
| Резаный табак | Только ацетатный фильтр | Частицы для регулирования степени фильтрации | Содержащие ментол ацетатные фильтры | ||
| Перед выдерживанием | 0,59 | 0 | 0 | 1,99 | |
| После выдерживания | Сигарета A | 0,56 | 2,03 | Частицы целлюлозы 0,20 | 1,97 |
| Сигарета B | 0,43 | 2,30 | Частицы ацетата целлюлозы 0,22 | 2,23 |
Из результатов, представленных в Таблице 3, следует, что частицы для регулирования степени фильтрации по изобретению (частицы целлюлозы и частицы триацетата целлюлозы) почти не адсорбируют ментол. Следовательно, даже если фильтр по изобретению, содержащий частицы для регулирования степени фильтрации использован в ментоловом табачном продукте, нежелательная адсорбция ментола частицами для регулирования степени фильтрации почти не происходит и, таким образом, вкус ментола при курении может ощущаться в достаточной степени.
Пример 3
Изготавливали сигареты с фильтром, имеющие строение, показанное на Фиг. 1. Ободковую бумагу, имеющую пробитые вентиляционные отверстия, и фильтр удаляли из коммерчески доступной сигареты с фильтром “Mild Seven Aqua Squash Menthol 7 Box” и использовали полученный сигаретный стержень в качестве сигаретного стержня 110 (содержание ментола в резаном табаке: 0,55 вес.%). Каждый из фильтров A-1 и A-6, представленных в Таблице 1A, фильтров B-1 и B-6, представленных в Таблице 1B, и фильтр AF-3, представленный в Таблице 1C, вырезали на длину 10 мм, так что сопротивление затяжке фильтра составляет 35±2 мм H2O, с тем, чтобы почти постоянно поддерживать количество смолы, никотина и ментола во вдыхаемом сигаретном дыме, и использовали полученные фильтрующие заглушки в качестве фильтрующей заглушки 121. Только ацетатный фильтр 140 (жгут из ацетатцеллюлозного волокна: 5,0Y35000 (содержащий 6,9 вес.% триацетина); длина фильтра: 17 мм, содержание ментола: 2,22 вес.%) прикрепляли к заднему концу фильтрующей заглушки 121. Фильтрующие заглушки 121 и 140 присоединяли к сигаретному стержню с использованием ободковой бумаги. Курительное испытание проводили спустя три месяца после изготовления фильтров. Характеристики фильтрующей заглушки 121 представлены для сведения ниже в Таблице 4.
| Таблица 4 | |||
| Нарезанные фильтры | |||
| Номера фильтрующих заглушек (до нарезания) | Длина фильтра после нарезания (мм) | Сопротивление затяжке (мм H2O) | Марки сигарет, содержащих нарезанные фильтры |
| A-1 | 10 | 35±2 | CA-1-2 |
| A-6 | 10 | 35±2 | CA-6-2 |
| B-1 | 10 | 35±2 | CB-1-2 |
| B-6 | 10 | 35±2 | CB-6-2 |
| AF-3 | 10 | 35±2 | CAF-3-1-2 |
Среди сигарет, содержащих фильтры, представленные в Таблице 4, пять штук каждого типа сигарет (CA-6-2 и CB-1-2), содержащих большое количество частиц для регулирования степени фильтрации в своих фильтрах, и пять штук контрольных сигарет (CAF-3-1-2) выкуривали без закрытия вентиляционных отверстий в условиях курения, описанных в примере 1. Измеряли количества смолы, никотина и ментола во вдыхаемом дыме, а также измеряли число затяжек. Результаты измерений (средние) количеств смолы, никотина и ментола в сигарете, а также число затяжек представлены ниже в Таблице 5.
| Таблица 5 | ||||
| Количества смолы, никотина и ментола во вдыхаемом дыме на сигарету, а также число затяжек | ||||
| Сигарета | Смола (мг) | Никотин (мг) | Ментол (мг) | Число затяжек |
| CAF-3-1-2 | 7,9 | 0,55 | 0,40 | 6,9 |
| CB-1-2 | 8,8 | 0,62 | 0,45 | 6,9 |
| CA-6-2 | 8,9 | 0,64 | 0,45 | 6,9 |
Затем девять дегустаторов оценивали вкус при курении сигарет. Дегустаторы ощущали разницу во вкусе при курении сигарет CB-1-2 и CA-6-2 и контрольной сигареты CAF-3-1-2. Что касается характеристик аромата при курении сигарет CB-1-2 и CA-6-2, дегустаторы распознавали сильный и отчетливый аромат ментола.
Они также ощущали разницу во вкусе при курении сигарет CA-1-2 и CA-6-2 и контрольной сигареты CAF-3-1-2. Что касается характеристик аромата при курении сигарет CA-1-2 и CA-6-2, дегустаторы распознавали сильный и отчетливый аромат ментола. Более того, что касается аромата при курении сигарет CA-1-2 и CA-6-2, они отчетливо распознавали аромат при курении, едва обнаруживаемый остаточный горький вкус и распознавали сильный табачный аромат. После курения они немедленно прекращали ощущать вкус сигарет и практически не ощущали сильного послевкусия.
Пример 4
Изготавливали только ацетатные фильтрующие заглушки с различным сопротивлением затяжке (длина фильтра: 10 мм; сопротивление затяжке: от 14 до 58 мм H2O) и фильтрующие заглушки, содержащие частицы для регулирования степени фильтрации по изобретению, представленные ниже в Таблице 6, и измеряли их сопротивление затяжке. Для жгутов из ацетатцеллюлозного волокна в полученных фильтрах суммарное значение площадей внешней периферийной поверхности каждого индивидуального волокна (полная площадь внешней периферийной поверхности) рассчитывали нижеследующим способом, основываясь на статье Kazuo Maeda “Research on Development of Tobacco Smoke Filter”, Central Research Institute, Japan Tobacco Inc., декабрь 1983, стр. 27-30.
Полная площадь внешней периферийной поверхности ацетата целлюлозы
(1) Круговой эквивалентный диаметр индивидуального волокна рассчитывают по следующему уравнению:
Круговой эквивалентный диаметр = 11,91×(индивидуальная тонкость/плотность волокна)1/2
В вышеприведенном уравнении плотность волокна составляет 1,32 г/см3.
(2) Затем по нижеследующему уравнению рассчитывают коэффициент формы поперечного сечения индивидуального волокна.
Коэффициент формы = фактическая внешняя периферийная длина волокна/(4×π×фактическая площадь поперечного сечения)
Использованные в вышеприведенном уравнении фактическую внешнюю периферийную длину волокна и фактическую площадь поперечного сечения фактически измеряют по микрофотографии поперечного сечения индивидуального волокна.
(3) Затем по нижеследующему уравнению рассчитывают внешнюю периферийную длину индивидуального волокна.
Внешняя периферийная длина индивидуального волокна = π×круговой эквивалентный диаметр×(коэффициент формы)1/2
(4) Наконец, полную площадь внешней периферийной поверхности определяют из следующего уравнения.
Полная площадь внешней периферийной поверхности = внешняя периферийная длина индивидуального волокна × число индивидуальных волокон × длина волокна
Использованную в вышеприведенном уравнении длину волокна рассчитывают путем исключения количества триацетина из фактически измеренной массы ацетатного жгута, получая чистую массу ацетатного жгута, и деления только массы ацетатного жгута на массу, полученную преобразованием общей тонкости в массу на длину фильтра.
Результаты представлены в Таблице 6.
| Таблица 6 | |||||||||
| Характеристики фильтров | |||||||||
| Частицы для регулирования степени фильтрации | Размер частиц (мкм) | Добавляемое количество частиц на длину 10 см (мг/10 см) | Характеристики жгута из ацетатцеллюлозного волокна | Полная площадь внешней периферийной поверхности ацетатцеллюлозного волокна на длину фильтра 10 см (см2/10 см) | Добавляемое количество триацетина (вес.%) | Длина фильтра (мм) | Длина волокна (мм) | Сопротивление затяжке (мм H2O) | Процентная доля частиц к объему фильтра (об.%) |
| Частицы целлюлозы | 400 | 35 | 5,9Y31000 | 80 | 6 | 10 | 11,5 | 28 | 22,3 |
| 400 | 35 | 5,9Y35000 | 87 | 6 | 10 | 11,8 | 36 | 22,3 | |
| 400 | 35 | 2,2Y35000 | 123 | 6 | 10 | 11,4 | 65 | 22,3 | |
| 400 | 35 | 5,9Y35000 | 87 | 0 | 10 | 12,2 | 38 | 22,3 | |
| 400 | 25 | 5,9Y35000 | 87 | 6 | 10 | 11,9 | 28 | 15,9 | |
| 400 | 25 | 5,9Y35000 | 87 | 0 | 10 | 12,0 | 28 | 15,9 | |
| 400 | 25 | 5,9Y35000 | 87 | 3 | 10 | 11,9 | 28 | 15,9 | |
| 700 | 25 | 5,9Y35000 | 87 | 6 | 10 | 12,1 | 27 | 15,9 | |
| Частицы ацетата целлюлозы | 400 | 35 | 5,9Y35000 | 87 | 6 | 10 | 12,8 | 27 | 10,7 |
| 400 | 35 | 3,5Y35000 | 108 | 6 | 10 | 12,2 | 36 | 10,7 | |
| 400 | 35 | 2,2Y35000 | 124 | 6 | 10 | 11,6 | 46 | 10,7 | |
| 400 | 70 | 5,9Y35000 | 87 | 6 | 10 | 12,3 | 35 | 21,3 | |
| 400 | 35 | 3,5Y35000 | 108 | 0 | 10 | 12,3 | 35 | 10,7 | |
| 400 | 35 | 5,0Y35000 | 92 | 6 | 10 | 12,1 | 26 | 10,7 | |
| 400 | 35 | 5,0Y35000 | 92 | 0 | 10 | 12,1 | 26 | 10,7 | |
| 400 | 35 | 5,0Y35000 | 92 | 3 | 10 | 12,0 | 26 | 10,7 |
Что касается результатов, представленных в Таблице 6, сопротивление затяжке для каждого фильтра откладывают на диаграмме в зависимости от полной площади внешней периферийной поверхности каждого ацетатцеллюлозного волокна, а результаты показаны на Фиг. 6. На Фиг. 6 черные ромбы относятся к только ацетатным фильтрующим заглушкам, белые треугольники относятся к фильтрующим заглушкам, содержащим частицы целлюлозы, а белые квадраты относятся к фильтрующим заглушкам, содержащим частицы триацетата целлюлозы. Фиг. 6 показывает, что при любом сопротивлении затяжке фильтрующие заглушки, содержащие частицы для регулирования степени фильтрации по изобретению, имеют меньшую полную площадь внешней периферийной поверхности ацетатцеллюлозного волокна по сравнению с таковой только ацетатных фильтрующих заглушек. Для фильтрующих заглушек, содержащих частицы для регулирования степени фильтрации по изобретению, степень уменьшения полной площади внешней периферийной поверхности ацетатцеллюлозного волокна составляет от 10 до 30%. Следовательно, в случае добавления частиц для регулирования степени фильтрации по изобретению можно использовать жгут из ацетатцеллюлозного волокна, имеющий меньшую полную площадь внешней периферийной поверхности, для изготовления фильтрующих заглушек, имеющих то же сопротивление затяжке что и в случае, когда данные частицы не добавляют.
Пример 5
Для сигарет с CA-1 по CA-6, CB-1 по CB-6, CAF-3-1 по CAF-3-5 и CAF-4-1 по CAF-4-5 (см. Таблицы 2A-2C) и сигарет, содержащих фильтрующие заглушки, представленные ниже в Таблицах 7A и 7B, рассчитывали полную площадь внешней периферийной поверхности ацетатцеллюлозного волокна, а также проницаемость и коэффициент селективной проницаемости типичных полулетучих компонентов. Результаты показаны ниже в Таблицах 8A и 8B.
| Таблица 7A | ||||||
| Фильтры, содержащие частицы целлюлозы (средний размер частиц: 700 мкм) | ||||||
| Номера фильтров | Характеристики жгута из ацетатцеллюлозного волокна | Количество триацетина (вес.%) | Длина фильтра (мм) | Сопротивление затяжке (мм H2O) | Добавляемое количество частиц на длину фильтра 10 мм (мг/10 мм) | Марки сигарет, содержащих соответствующие фильтры |
| B2-1 | 5,9Y/35000 | 6 | 20 | 72 | 35 | CB2-1 |
| B2-2 | 2,2Y/35000 | 6 | 20 | 117 | 35 | CB2-2 |
| B2-3 | 5,9Y/35000 | 9 | 20 | 71 | 35 | CB2-3 |
| B2-4 | 5,9Y/35000 | 0 | 20 | 74 | 35 | CB2-4 |
| B2-5 | 2,5Y/35000 | 6 | 20 | 70 | 10 | CB2-5 |
| Таблица 7B | |||
| Только ацетатные фильтры | |||
| Номера фильтрующих заглушек (до нарезания) | Длина фильтра после нарезания (мм) | Сопротивление затяжке (мм H2O) | Марки сигарет, содержащих нарезанные фильтры |
| AF-1 | 10 | 40 | CAF-1-1 |
| AF-1 | 15 | 58 | CAF-1-2 |
| AF-1 | 20 | 76 | CAF-1-3 |
| AF-1 | 30 | 112 | CAF-1-4 |
| AF-1 | 40 | 146 | CAF-1-5 |
| AF-2 | 10 | 18 | CAF-2-1 |
| AF-2 | 15 | 26 | CAF-2-2 |
| AF-2 | 20 | 35 | CAF-2-3 |
| AF-2 | 30 | 53 | CAF-2-4 |
| AF-2 | 40 | 68 | CAF-2-5 |
| Таблица 8A | |||
| Сигарета | Полная площадь внешней периферийной поверхности ацетатцеллюлозного волокна (см2) | Проницаемость типичных полулетучих компонентов | Коэффициент селективной проницаемости типичных полулетучих компонентов |
| CA-1 | 214 | 0,17 | 3,78 |
| CA-2 | 174 | 0,17 | 4,57 |
| CA-3 | 247 | 0,10 | 5,60 |
| CA-4 | 214 | 0,09 | 7,30 |
| CA-5 | 214 | 0,28 | 2,38 |
| CA-6 | 174 | 0,15 | 4,43 |
| CB-1 | 174 | 0,21 | 3,42 |
| CB-2 | 160 | 0,16 | 4,84 |
| CB-3 | 247 | 0,08 | 6,87 |
| CB-4 | 174 | 0,09 | 7,32 |
| CB-5 | 174 | 0,47 | 1,51 |
| CB-6 | 245 | 0,13 | 4,64 |
| CB2-1 | 174 | 0,18 | 3,84 |
| CB2-2 | 247 | 0,13 | 4,08 |
| CB2-3 | 174 | 0,15 | 4,69 |
| CB2-4 | 174 | 0,45 | 1,56 |
| CB2-5 | 245 | 0,17 | 3,63 |
| Таблица 8B | |||
| Сигарета | Полная площадь внешней периферийной поверхности ацетатцеллюлозного волокна (см2) | Проницаемость типичных полулетучих компонентов | Коэффициент селективной проницаемости типичных полулетучих компонентов |
| CAF-3-1 | 124 | 0,35 | 2,25 |
| CAF-3-2 | 186 | 0,20 | 3,34 |
| CAF-3-3 | 247 | 0,15 | 3,56 |
| CAF-3-4 | 371 | 0,04 | 11,39 |
| CAF-3-5 | 495 | 0,03 | 12,03 |
| CAF-4-1 | 80 | 0,51 | 1,80 |
| CAF-4-2 | 120 | 0,37 | 2,32 |
| CAF-4-3 | 160 | 0,23 | 3,44 |
| CAF-4-4 | 240 | 0,11 | 6,06 |
| CAF-4-5 | 320 | 0,06 | 9,69 |
| CAF-1-1 | 124 | 0,58 | 1,34 |
| CAF-1-2 | 186 | 0,40 | 1,76 |
| CAF-1-3 | 247 | 0,30 | 2,05 |
| CAF-1-4 | 371 | 0,19 | 2,49 |
| CAF-1-5 | 495 | 0,09 | 3,77 |
| CAF-2-1 | 87 | 0,68 | 1,29 |
| CAF-2-2 | 131 | 0,61 | 1,40 |
| CAF-2-3 | 174 | 0,54 | 1,49 |
| CAF-2-4 | 262 | 0,37 | 1,88 |
| CAF-2-5 | 349 | 0,25 | 2,28 |
Что касается результатов, показанных в Таблицах 8A и 8B, проницаемость типичных полулетучих компонентов представлена на диаграмме в зависимости от полной площади внешней периферийной поверхности ацетатцеллюлозного волокна, как показано на Фиг. 7. На Фиг. 7 белые треугольники относятся к сигаретам CB-5 и CB2-4, белые квадраты относятся к сигарете CA-5, белые круги относятся к сигаретам CAF-1-1 по CAF-1-5 и белые ромбы относятся к сигаретам CAF-2-1 по CAF-2-5. Фильтрующие заглушки ни одной из вышеупомянутых сигарет не содержат пластификатора. На Фиг. 7 черные треугольники относятся к сигаретам CB-1, CB-2, CB-3, CB-6, CB2-1, CB2-2 и CB2-5, черные квадраты относятся к сигаретам CA-1, CA-2, CA-3 и CA-6, черные круги относятся к сигаретам CAF-3-1 по CAF-3-5 и черные ромбы относятся к сигаретам CAF-4-1 по CAF-4-5. Фильтрующие заглушки всех вышеупомянутых сигарет содержат пластификатор.
Из Фиг. 7 обнаруживается, что проницаемость типичных полулетучих компонентов для каждого из только ацетатных фильтрующих заглушек сильно зависит от добавляемого количества пластификатора (триацетин); однако в случае одинакового количества пластификатора проницаемость типичных полулетучих компонентов определяется полной площадью внешней периферийной поверхности ацетатцеллюлозного волокна. Более того, обнаруживается, что гранулометрический размер частиц целлюлозы не влияет на фильтрующие характеристики в отношении полулетучих компонентов. Данные факты объясняются тем, что частицы целлюлозы и частицы триацетата целлюлозы с трудом растворяются в ацетоновом растворителе и едва ли адсорбируют ментол или триацетин и, таким образом, они обладают низкой адсорбирующей способностью в отношении полулетучих компонентов, имеющих полярность, близкую таковой ментола или триацетина.
На Фиг. 7 показано, что селективные фильтрующие характеристики в отношении полулетучих компонентов можно контролировать путем изменения типа жгута из ацетатцеллюлозного волокна или добавляемого количества пластификатора. Однако поскольку при задании количеств смолы и никотина во вдыхаемом дыме необходимо обеспечить определенный уровень твердости фильтра и необходимо контролировать сопротивление затяжке, в случае сигаретных продуктов невозможно произвольно сочетать тип жгута из ацетатцеллюлозного волокна и добавляемое количество пластификатора. Однако, если частицы для регулирования степени фильтрации (частицы целлюлозы и/или частицы триацетата целлюлозы) добавляют к фильтру по изобретению, неизменная твердость фильтра может быть сохранена за счет присутствия частиц, даже если добавляемое количество триацетина уменьшается, а сопротивление затяжке можно контролировать добавлением частиц, чтобы отрегулировать количество смолы/никотина во вдыхаемом дыме до желаемого уровня. Следовательно, жгут из ацетатцеллюлозного волокна, рассматривавшийся в уровне техники как непригодный для использования (то есть жгут из ацетатцеллюлозного волокна, у которого полная площадь внешней периферийной поверхности мала), может быть использован по изобретению. Другими словами, в общем, с уменьшением полной площади внешней периферийной поверхности ацетатцеллюлозного волокна сопротивление затяжке фильтрующей заглушки имеет тенденцию к уменьшению. Таким образом, может быть использован жгут из ацетатцеллюлозного волокна, имеющий сопротивление затяжке меньшее такового жгута из ацетатцеллюлозного волокна в общепринятом сигаретном фильтре. В результате можно разработать фильтр, имеющий такие характеристики, что полулетучие компоненты проходят через фильтр селективно по сравнению со смолой.
Как описано выше, обнаружено, что, если частицы для регулирования степени фильтрации (частицы целлюлозы и/или частицы триацетата целлюлозы) добавляют к фильтру по изобретению, диапазон регулирования пропускания полулетучих компонентов может быть расширен, что ограничено в случае традиционных только ацетатных фильтров в связи со структурой продукта или производством. Таким образом, настоящее изобретение эффективно в обеспечении нового аромата при курении табака или нового ментолового аромата при курении табака.
Пример 6
Порошок целлюлозы (FMC Biopolymer, торговое наименование: Endurance MCC) и порошок триацетата целлюлозы (Diacel Chemical Industries, Ltd., торговое наименование: Acetate Flake DS2.9 LT-55 (TAC)) использовали в качестве сырья. Каждый порошок прессовали при 20 МПа в течение 10 минут, используя таблетировочную машину (производства Jasco Corporation) и гидравлический ручной насос (производства Riken Seiki Co., Ltd.), получая формованный продукт пластинчатой формы. Затем полученный в результате формованный продукт пластинчатой формы измельчали с помощью кофемолки (MK-52M производства Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.). Измельченный продукт просеивали через сито с использованием электромагнитного встряхивателя для сита (“AS200 control” производства Retsch), получая частицы для регулирования степени фильтрации с размером в диапазоне от 300 до 710 мкм. Полученные в результате частицы для регулирования степени фильтрации использовали для изготовления фильтров, содержащих частицы триацетата целлюлозы, и фильтров, содержащих частицы целлюлозы, в соответствии с той же методикой, что и в примере 1. Сопротивление затяжке и твердость изготовленных фильтров измеряли в соответствии с той же методикой, что и в примере 1.
Характеристики и твердость полученных фильтрующих заглушек приведены ниже в Таблицах 9A и 9B.
| Таблица 9A | |||||
| Фильтры, содержащие частицы триацетата целлюлозы | |||||
| Номера фильтров | Характеристики жгута из ацетатцеллюлозного волокна | Добавляемое количество триацетина (вес.%) | Сопротивление затяжке на длину 120 мм (мм H2O) | Добавляемое количество частиц на длину фильтра 10 мм (мг/10 мм) | Твердость фильтра (мм) |
| A-7 | 5,0Y35000 | 6 | 311 | 35 | 0,54 |
| A-8 | 5,0Y35000 | 3 | 307 | 35 | 0,70 |
| A-9 | 5,0Y35000 | 0 | 314 | 35 | 1,2 |
| A-10 | 3,5Y35000 | 6 | 327 | 29 | 0,75 |
| A-11 | 3,5Y35000 | 3 | 332 | 29 | 1,0 |
| A-12 | 3,5Y35000 | 1 | 322 | 29 | 1,3 |
| Таблица 9B | |||||
| Фильтры, содержащие частицы целлюлозы | |||||
| Номера фильтров | Характеристики жгута из ацетатцеллюлозного волокна | Количество триацетина (вес.%) | Сопротивление затяжке на длину 120 мм (мм H2O) | Добавляемое количество частиц на длину фильтра 10 мм | Твердость фильтра (мм) |
| B-7 | 5,9Y35000 | 6 | 339 | 25 | 0,52 |
| B-8 | 5,9Y35000 | 3 | 334 | 25 | 0,7 |
| B-9 | 5,9Y35000 | 0 | 331 | 25 | 1,0 |
| B-10 | 5,0Y35000 | 6 | 343 | 21 | 0,65 |
| B-11 | 5,0Y35000 | 1 | 321 | 21 | 1,1 |
В Таблицах 9A и 9B добавляемое количество триацетина выражено в процентах по массе в расчете на жгут из ацетатцеллюлозного волокна.
Твердость фильтров с A-7 по A-12, содержащих частицы триацетата целлюлозы, составляла от 0,54 до 1,3 мм. Твердость фильтров с B-7 по B-12, содержащих частицы целлюлозы составляла, от 0,52 до 1,1 мм. С другой стороны, в случае только ацетатных фильтров твердость таких фильтров (AF-1 и AF-2), не содержащих триацетина, составляла 1,6 мм. Следовательно, было обнаружено, что твердость фильтров увеличивается при включении в них частиц, как иллюстрируется фильтрами, содержащими частицы целлюлозы, и фильтрами, содержащими частицы триацетата целлюлозы. Когда добавляемое количество частиц увеличивается, твердость фильтров может быть обеспечена, даже если добавляемое количество триацетина уменьшается. Конкретно, было обнаружено, что достаточную твердость фильтрующих заглушек получали, когда добавляли 3 вес.% или менее триацетина или даже когда триацетин не добавляли.
Изготовление образцов сигарет
Из коммерчески доступной сигареты с фильтром “Seven Stars Solid Menthol” удаляли фильтр. Полученный сигаретный стержень присоединяли к исследуемому фильтру, полученному путем нарезания фильтрующей заглушки, полученной вышеописанным образом, на фильтрующие заглушки различной длины, и помещения заглушек в бумажную трубку (внешний диаметр: 7,7 мм) с клеящей лентой, получая образец сигареты. Курительное испытание проводили спустя два месяца после изготовления фильтров. Длина и сопротивление затяжке каждого из нарезанных фильтров, а также полная площадь внешней периферийной поверхности ацетатцеллюлозного волокна приведены ниже в Таблицах 10A и 10B.
| Таблица 10A | ||||
| Нарезанные фильтры, содержащие частицы триацетата целлюлозы | ||||
| Номера фильтрующих заглушек (до нарезания) | Длина фильтра после нарезания (мм) | Сопротивление затяжке (мм H2O) | Полная площадь внешней периферийной поверхности ацетатцеллюлозного волокна (см2) | Марки сигарет, содержащих нарезанные фильтры |
| A-7 | 20 | 54 | 223 | CA-7 |
| A-8 | 20 | 53 | 222 | CA-8 |
| A-9 | 20 | 54 | 224 | CA-9 |
| A-10 | 20 | 53 | 255 | CA-10 |
| A-11 | 20 | 54 | 256 | CA-11 |
| A-12 | 20 | 56 | 255 | CA-12 |
| Таблица 10B | ||||
| Нарезанные фильтры, содержащие частицы целлюлозы | ||||
| Номера фильтрующих заглушек (до нарезания) | Длина фильтра после нарезания (мм) | Сопротивление затяжке (мм H2O) | Полная площадь внешней периферийной поверхности ацетатцеллюлозного волокна (см2) | Марки сигарет, содержащих нарезанные фильтры |
| B-7 | 20 | 56 | 202 | CB-7 |
| B-8 | 20 | 57 | 202 | CB-8 |
| B-9 | 20 | 59 | 204 | CB-9 |
| B-10 | 20 | 62 | 207 | CB-10 |
| B-11 | 20 | 58 | 214 | CB-11 |
Изготовленные сигареты с CA-7 по CA-12 и с CB-7 по CB-11 подвергали курительному испытанию в соответствии с той же методикой, что в примере 1. Курительное испытание также проводили на сигаретном стержне (контрольная сигарета), полученном удалением фильтра из коммерчески доступной сигареты с фильтром “Seven Stars Solid Menthol”.
Образец для анализа, полученный при проведении курительного испытания, использовали для анализа на смолу, никотин и полулетучие компоненты в соответствии с той же методикой, что в примере 1.
Проницаемость (%) и коэффициент селективной фильтрации (%) рассчитывали по той же численной формуле, которая описана в примере 1.
Проницаемость и коэффициент селективной фильтрации типичных полулетучих компонентов сигарет с CA-7 по CA-12 и с CB-7 по CB-11 представлены ниже в Таблицах с 11A по 11C относительно каждого значения полной площади внешней периферийной поверхности ацетатцеллюлозного волокна.
| Таблица 11A | |||
| Проницаемость и коэффициент селективной фильтрации типичных полулетучих компонентов | |||
| Фильтр | CA-7 | CA-8 | CA-9 |
| Проницаемость (%) | 20 | 28 | 32 |
| Коэффициент селективной проницаемости (%) | 316 | 244 | 193 |
| Таблица 11B | |||
| Проницаемость и коэффициент селективной фильтрации типичных полулетучих компонентов | |||
| Фильтр | CA-10 | CA-11 | CA-12 |
| Проницаемость (%) | 27 | 30 | 35 |
| Коэффициент селективной проницаемости (%) | 252 | 220 | 192 |
| Таблица 11C Проницаемость и коэффициент селективной фильтрации типичных полулетучих компонентов |
|||||
| Фильтр | CB-7 | CB-8 | CB-9 | CB-10 | CB-11 |
| Проницаемость (%) | 26 | 31 | 44 | 28 | 42 |
| Коэффициент селективной проницаемости (%) | 285 | 221 | 159 | 256 | 162 |
Проницаемость типичных полулетучих компонентов у сигарет с CA-7 по CA-12 и с CB-7 по CB-11 показана на Фиг. 8A по 8C для каждого значения полной площади внешней периферийной поверхности ацетатцеллюлозного волокна.
На Фиг. 8A показана проницаемость типичных полулетучих компонентов для фильтров, содержащих частицы триацетата целлюлозы, в случае, когда полная площадь внешней периферийной поверхности ацетатцеллюлозного волокна составляет 223 см2 (характеристики жгута из волокна: 5,0Y35000). На Фиг. 8B показана проницаемость типичных полулетучих компонентов для фильтров, содержащих частицы триацетата целлюлозы, в случае, когда полная площадь внешней периферийной поверхности ацетатцеллюлозного волокна составляет 255 см2 (характеристики жгута из волокна: 3,5Y35000). На Фиг. 8C показана проницаемость типичных полулетучих компонентов для фильтров, содержащих частицы целлюлозы, в случае, когда полная площадь внешней периферийной поверхности ацетатцеллюлозного волокна составляет 206 см2 (характеристики жгута из волокна: 5,9Y35000 и 5,0Y35000).
Результаты, представленные в Таблицах 11A по 11C и на Фиг. 8A по 8C, подтверждают, что, когда фильтры, имеющие почти одинаковую полную площадь внешней периферийной поверхности ацетатцеллюлозного волокна, сравнивают друг с другом, проницаемость типичных полулетучих компонентов высока в случае фильтров, имеющих небольшое добавляемое количество пластификатора. Это происходит из-за того, что степень адсорбции полулетучих компонентов на поверхности ацетатцеллюлозного волокна увеличивается за счет пластификатора. Следовательно, показатель пропускания через фильтр полулетучих компонентов можно дополнительно улучшить, уменьшая добавляемое количество пластификатора или не добавляя пластификатор наряду с добавлением частиц для регулирования степени фильтрации (то есть частиц триацетата целлюлозы или частиц целлюлозы) к фильтру.
Пример 7
Чтобы изучить влияние добавок на фильтрующие характеристики частиц для регулирования степени фильтрации изготавливали частицы целлюлозы и частиц целлюлозы, содержащие добавки, описанные ниже в Таблице 12. Частицы целлюлозы получали по той же методике, что и в примере 6. Частицы целлюлозы, содержащие добавки, получали смешением добавок и порошка целлюлозы в соответствии с той же методикой, что и в примере 6. Добавки вносили в количествах, описанных в Таблице 12. В Таблице 12 “добавляемое количество” представлено отношением (вес.%) добавок к суммарной массе частиц для регулирования степени фильтрации и добавок. Для сравнения также получали частицы для регулирования степени фильтрации не содержащие добавок.
| Таблица 12 | ||
| Частицы для регулирования степени фильтрации с добавками | ||
| Номера частиц для регулирования степени фильтрации | Добавки | Добавляемое количество (%) |
| A-1 | - | - |
| B-1 | L-аргинин | 5 |
| B-2 | L-аланин | 5 |
| B-3 | L-глютаминовая кислота | 5 |
| B-4 | Лигнин | 10 |
| B-5 | Порошок сахара | 2 |
| B-6 | Пектин | 10 |
| B-7 | Сорбит | 5 |
Изготовление фильтрующей заглушки
Чтобы оценить фильтрующие характеристики частиц для регулирования степени фильтрации частицы для регулирования степени фильтрации A-1 и B-1 по B-7 использовали для изготовления фильтрующих заглушек F-A-1 и F-B-1 по F-B-7. Как показано на Фиг. 9A, частицы для регулирования степени фильтрации размещали в бумажной трубке, имеющей длину 25 мм. Ацетатные фильтры (5 мм) помещали спереди (на стороне табачного стержня) и сзади (на стороне мундштука с фильтром) относительно частиц для регулирования степени фильтрации, запирая частицы для регулирования степени фильтрации. Таким образом получали фильтры, наполненные указанными частицами. Добавляемые количества частиц для регулирования степени фильтрации показаны в Таблице 1. В качестве контроля изготавливали, как показано на Фиг. 9B, фильтрующая заглушка F-C-1 с двумя ацетатными фильтрами (5 мм), размещенными в бумажной трубке, имеющей длину 25 мм. Характеристики каждого фильтра показаны в Таблице 13.
| Таблица 13 | ||||
| Характеристики фильтров | ||||
| Номера фильтров | Номера частиц для регулирования степени фильтрации | Добавляемое количество (мг) | Сопротивление затяжке фильтра (мм H2O) | Сопротивление затяжке частиц для регулирования степени фильтрации (мм H2O) |
| F-A-1 | A-1 | 100 | 68 | 54 |
| F-B-1 | B-1 | 100 | 55 | 41 |
| F-B-2 | B-2 | 100 | 53 | 39 |
| F-B-3 | B-3 | 100 | 51 | 37 |
| F-B-4 | B-4 | 100 | 50 | 36 |
| F-B-5 | B-5 | 100 | 64 | 50 |
| F-B-6 | B-6 | 100 | 69 | 55 |
| F-B-7 | B-7 | 100 | 53 | 39 |
| F-C-1 | - | - | 14 | - |
Изготовление сигареты для испытаний
Коммерчески доступные сигареты с фильтром “Seven Stars Solid Menthol” использовали для изготовления сигарет для испытаний. Фильтр коммерчески доступных сигарет удаляли. Полученный сигаретный стержень присоединяли к каждому из фильтров (F-A-1, F-B-1 по F-B-7 и F-C-1), чтобы изготовить сигареты для испытаний. В связи с этим вентиляцию фильтра задавали равной 0. Сигарета, изготовленная с использованием фильтра F-C-1, представляет собой контрольную сигарету.
Курительное испытание
Изготовленные сигареты подвергали курительному испытанию в соответствии с той же методикой, что и в примере 1. Образец для анализа, полученный при проведении курительного испытания, использовали для анализа на смолу, никотин и полулетучие компоненты в соответствии с той же методикой, что в примере 1. Проницаемость (%) и коэффициент селективной фильтрации (%) рассчитывали по той же численной формуле, которая описана в примере 1.
Проницаемость и коэффициент селективной фильтрации типичных полулетучих компонентов у сигарет, изготовленных с использованием фильтров F-A-1 и F-B-1 по F-B-7, представлены ниже в Таблице 14.
| Таблица 14 | ||||||||
| Проницаемость и коэффициент селективной фильтрации типичных полулетучих компонентов | ||||||||
| Фильтр | F-A-1 | F-B-1 | F-B-2 | F-B-3 | F-B-4 | F-B-5 | F-B-6 | F-B-7 |
| Проницаемость (%) | 68 | 67 | 73 | 72 | 74 | 69 | 68 | 72 |
| Коэффициент селективной проницаемости (%) | 98 | 105 | 98 | 100 | 101 | 100 | 98 | 99 |
Проницаемость для типичных полулетучих компонентов у сигарет, изготовленных с использованием фильтров F-A-1 и F-B-1 по F-B-7, показана на Фиг. 10.
Результаты, представленные в Таблице 14 и на Фиг. 10, подтверждают, что проницаемость в отношении полулетучих компонентов частиц для регулирования степени фильтрации, содержащихся в каждом фильтре, постоянна независимо от присутствия или отсутствия добавки или типа добавки. Данный результат подтверждает следующее: даже если добавка, отражающаяся на аромате при курении сигареты, внесена в частицы для регулирования степени фильтрации ее небольшое количество не оказывает какого-либо влияния на фильтрующие характеристики частиц для регулирования степени фильтрации.
Список ссылочных позиций
10 - Сигарета
110 - Сигаретный стержень
111 - Сигаретная бумага
112 - Табачный наполнитель
120 - Фильтр
121 - Фильтрующая заглушка
122 - Жгут из ацетатцеллюлозного волокна
123 - Ацетатцеллюлозное волокно
124 - Частицы для регулирования степени фильтрации
125 - Оберточная бумага для фильтра
130 - Ободковая бумага
131 - Вентиляционное отверстие
140 - Только ацетатная фильтрующая заглушка
141 - Оберточная бумага для фильтра
142 - Жгут из ацетатцеллюлозного волокна
1. Сигаретный фильтр, содержащий фильтрующую заглушку, которая содержит фильтрующий материал, содержащий:
жгут из ацетатцеллюлозного волокна и
частицы для регулирования степени фильтрации, диспергированные в жгуте и выбранные из частиц целлюлозы, частиц триацетата целлюлозы и их смеси, причем указанные частицы имеют удельную площадь поверхности по БЭТ менее 5 м2/г.
2. Сигаретный фильтр по п. 1, отличающийся тем, что частицы триацетата целлюлозы имеют среднюю степень замещения ацетильными группами от 2,8 до 3,0.
3. Сигаретный фильтр по п. 1, отличающийся тем, что частицы для регулирования степени фильтрации составляют от 1,5 до 30 об. % от общего объема фильтрующей заглушки.
4. Сигаретный фильтр по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что частицы для регулирования степени фильтрации составляют от 1,5 до 16 об. % от общего объема фильтрующей заглушки.
5. Сигаретный фильтр по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что полная площадь внешней периферийной поверхности ацетатцеллюлозного волокна, образующего жгут, уменьшена на 10% или более по сравнению с полной площадью внешней периферийной поверхности ацетатцеллюлозного волокна, образующего соответствующую фильтрующую заглушку, не содержащую частиц для регулирования степени фильтрации.
6. Сигаретный фильтр по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что частицы для регулирования степени фильтрации получают с помощью гранулирующей машины компрессионного типа.
7. Сигаретный фильтр по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что частицы для регулирования степени фильтрации имеют диаметр эквивалентной сферы от 100 мкм до 1000 мкм.
8. Сигаретный фильтр по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что пластификатор добавляют к жгуту из ацетатцеллюлозного волокна в количестве 3 вес. % или менее от веса жгута из ацетатцеллюлозного волокна или же не добавляют.
9. Сигаретный фильтр по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что частицы для регулирования степени фильтрации содержат компонент, отражающийся на аромате при курении, и компонент, отражающийся на аромате при курении, добавляют в количестве 10 вес. % или менее от общего веса частиц.
10. Сигаретный фильтр по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что частицы для регулирования степени фильтрации содержат краситель.
11. Сигарета с фильтром, содержащая: сигаретный стержень и сигаретный фильтр по любому из пп. 1-10, который прикреплен к концу сигаретного стержня.
