Сигарета
Изобретение относится к табачной промышленности, а именно к сигаретам, в которых оболочка выполнена огнестойкой, что позволяет уменьшить побочное дымовыделение. Целью изобретения является повышение огнестойкости и сокращение образования вредных веществ путем уменьшения потока табачного дыма. Сигарета содержит порцию табака, заключенную в оболочку из папиросной бумаги, имеющей наполнитель и массу 10 - 35 г/м<SP POS="POST">2</SP>, может быть использована бумага с пористостью не менее 50 с и содержанием наполнителя 15 - 20% от общей массы бумаги, или часть оболочки может быть покрыта веществом, выбранным из группы, включающей лимонную кислоту, цитрат магния, ацетат магния, винную кислоту, уксусную кислоту, молочную кислоту, сахар, суспензию нежирного молока или снятого молока, а используемая для оболочки папиросная бумага иметь пористость по Грейнеру 10 - 40 с и содержание наполнителя 22 - 35%.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (51)5 А 24 D 1/10
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ (21) 3985467/13 (86) РСТ/US 84/00384 (14.03.84) (22) 14.11.85 (46) 15.07.91, Бюл, М 26 (75) Чарльз К.Кон (US) (53) 663.97(088.8) (56) Патент США М 4230131, кл. 131-4, 1980, (54) СИГАРЕТА (57) Изобретение относится к табачной промышленности, а именно к сигаретам, в которых оболочка выполнена огнестойкой, что позволяет уменьшить побочное дымовыделение. Целью изобретения является повышение огнестойкости и сокращение образования вредных веществ путем уменьИзобретение относится к табачной промышленности, а именно к сигаретам, в которых оболочка выполнена огнестойкой, что позволяет уменьшить побочное дымовыделение.
Целью иэобртения является повышение огнестойкости и сокращение образования вредных веществ путем уменьшения потока табачного дыма.
Сигарета содержит порцию табака, заключенного в оболочку из папиросной бумаги, имеющей наполнитель и массу
10-35 гl м .
Используемая для оболочки папиросная бумага имеет пористость по Грейнеру не менее 50 с и содержание наполнителя
15-22% от общей массы бумаги, при этом часть оболочки покрыта веществом иэ группы, включающей лимонную кислоту, цитрат магния, ацетат магния, винную кислоту, уксусную кислоту, молочную кислоту, сахар,,.,!Ж,, 1664112 АЗ шения потока табачного дыма. Сигарета содержит порцию табака, заключенную в оболочку из папиросной бумаги, имеющей наполнитель и массу 10-35 гlм, может быть использована бумага с пористостью не менее 50 с и содержанием наполнителя
15-20% от общей массы бумаги, или часть оболочки может быть покрыта веществом, выбранным из группы, включающей лимонную кислоту, цитрат магния, ацетат магния, винную кислоту, уксусную кислоту, молочную кислоту, сахар, суспензию нежирного или снятого молока, а используемая для оболочки папиросная бумага иметь пористость по Грейнеру 10-40 с и содержание наполнителя 22-35%. 7 табл. суспензию нежирного молока или снятого молока, или снабжена дополнительной оболочкой из папиросной бумаги с пористостью по Грейнеру 10-40 с и содержанием наполнителя 22-35%, Сигарета с оболочкой из такой бумаги обнаруживает превосходную огнестойкость. Если уронить ее на испытуемый матрас, он может обуглиться, но сигарета не вызовет ни тления, ни возгорания и погаснет сама собой.
Ниже приведены четыре примера исполнения сигарет с оболочкой для табака иэ папиросной бумаги с малой пористостью и низким содержанием наполнителя, В каждом примере указана масса бумаги, включая наполнитель (карбонат кальция), в граммах на кв.метр; пористость по Грейнеру в секундах.
Пример 1..
Масса, гlм 27
СаСОз,% 18,5
Пористость, с 50
1664112
24
Пример 2.
Масса, г/м 35
СаСОз, 20,0
Пористость, с 50
Пример 3. 5
Масса, г/м
СаСОз, %
Пористость, с
Пример 4.
Масса, гlм 24 10
СаСОз, 22
Пористость, с 50
Изготовленные в соответствии с приведенными выше примерами сигареты показали значительно улучшенную огне- 15 стойкость при испытаниях на огнестойкость, однако не дали значительного уменьшения побочного дымовыделения.
При более низком содержании карбоната кальция в сигарете по примеру 1 имело ме- 20 сто меньшее обугливание испытуемой ткани, чем в примерах 2-4. Обнаружено, что вес бумаги мало влияет на ее функциональные свойства. Если содержание карбоната кальция ниже 15, сигарета не сможет гореть в 25 течение минуты (существенным критерием качества сигареты является ее способность гореть не менее минуты в статических условиях). Если в бумаге с низкой пористостью содержание карбоната кальция существен- 30 но превышает 22%, то это отрицательно отражается на огнестойкости сигареты, Описанные в примерах 1-4 сигареты могут быть изготовлны на известном специальном оборудовании, так как единствен- 35 ным их отличием от стандартной сигареты является сорт бумаги, используемой в качестве оболочки для табака.
Преимуществом сигареты, изготовленной с использованием оболочки с ма- 40 лой пористостью и низким содержанием наполнителя, является также пониженная по сравнению со стандартными сигаретами скорость сгорания и, следовательно, более низкий расход табака на определен- 45 ное количество затяжек. Неизвестно, существует ли прямая связь между вредом для здоровья и расходом табака, однако уменьшение расхода табака позволяет использовать меньше табака при изготовлении 50 сигарет определенной длины и более длинный и, соответственно, более эффективный фильтр, Использование бумаги с малой пористостью и низким содержанием напол- 55 нителя улучшает огнестойкость. Такая бумага сравнительно мало влияет на побочное дымовыделение. Однако данным изобретением предложен простой способ уменьшения побочного дымовыделения до крайне низких уровней посредством обработки бумаги с малой пористостью и низким содержанием наполнителя водой или этиловым спиртом с последующей ее сушкой. Обработанная таким образом сигарета удовлетворяет необходимым критериям сгорания, т,е. способам гореть не менее минуты без затяжки, а линейная скорость ее сгорания лежит в диапазоне примерно от 1 до 6 ммlмин, Обработку папиросной бумаги водой или этиловым спиртом осуществляют простым пропусканием папиросной бумаги поверх и под валиками в водяной или спиртовой ванне, откуда она поступает в сушилку для удаления избыточной влаги или жидкости с доведением содержания влаги до примерно исходного уровня.
Киже приведены два примера обработки папиросной бумаги с малой пористостью водой или этиловым спиртом.
Пример 5, Масса, г/м 27
СаСОз, 18,5
Пористость, с 50
Обработка: пропитать бумагу водой и дать высохнуть до начала закладки табака.
Пример 6, Масса, г/м 27
СаСОз, 18,5
Пористость, с 50
Обработка: пропитать бумагу 95%-ным этиловым спиртом и дать высохнуть до закладки табака.
Результат по обоим примерам не отличается от полученного в примере 1, за исключением того, что значительно уменьшено побочное дымовыделение.
Обработка бумаги веществом, замедляющим линейную cKopQcTb сгорания позволяет дополнительно повысить огнестойкость, а в некоторых случаях уменьшить побочное дымовыделение, Вещество, замедляющее линейную скорость сгорания, может наноситься известным способом, описанным в примере 5, т.е. за счет растворения или получения водной сус-пензии вещества, в которых вымачивается бумага. В следующих примерах (см. табл.1) описаны различныеспособы обработки бумаги, В каждом примере использована папиросная бумага массой 27 rlì с содержанием СаСОз 18,5% и пористостью
50 с. Бумагу вымачивают в водном растворе вещества, замедляющего линейную скорость сгорания, и высушивают при температуре окружающей среды до закладки табака.
На папиросную бумагу с малой пористостью можно наносить водный раствор целого ряда веществ, замедляющих ли1664112 нейную скорость сгорания, например тринатрийфосфат, динатрийфосфат, диаммонийфосфат, фосфорная кислота, серная кислота, гидроокись натрия, бура, борная кислота, гидроокись аммония, ацетат никеля, силикат натрия, сульфат аммония, сульфамат аммония и бихромат натрия.
Эти вещества должны наноситься в низких концентрациях, т.е. порядка 1, так как в более высоких концентрациях они могут привести к потемнению пепла.
Нанесение любого из веществ, замедляющих скорость сгорания, в очень низких концентрациях можно осуществлять в ходе ряда операций обработки. Так, бумагу вымачивают в слабой растворе вещества, замедляющего скорость сгорания, дают высохнуть, снова вымачивают в том же или другом растворе вещества, замедляющего скорость сгорания, и снова высушивают.
Испытания на огнестойкость показали, что в качестве замедлителя скорости сгорания можно с успехом использовать обезжиренное молоко, которое снижает степень обугливания испытуемого материала, Обезжиренное молоко можно наносить в виде водной суспензии сухого обезжиренного молока. Сухое обезжиренное молоко (сорт "larnation") имеет следующий состав, %.
Вода 3,16
Протеин 36,16
Липиды 0,77
Углеводы 51,98
Зола 7,93
Можно использовать суспензии не только молока, но и других нерастворимых веществ, замедляющих линейную скорость сгорания, например алюмогель, картофельный крахмал, стеарат алюминия, Обычно водная суспензия таких веществ содержит примерно 1 (масса) указанного вещества. Нанесение таких веществ на папиросную бумагу с малой пористостью обеспечивает повышение стойкости к обугливанию и тлению, а также уменьшение побочного дымовыделения.
Хотя сигареты, изготовленные из бумаги с малой пористостью, не обнаруживают тенденции к снижению количества дегтя, это достигается за счет вполнения по окружности фильтра вентиляционных отверстий известным способом, не оказывающих влияния ни на огнестойкость, ни на побочное дымовыделение сигареты, Оболочки с малой пористостью относительно мало влияют на функциональные характеристики сигареты и только слегка затрудняют втягивание достаточного количества дыма по сравнению со стандартной
Минимальные значения концентрации являются только прибизительными и могут меняться в зависимости от пористости, со55 держания наполнителя, диаметра сигареты, типа табака, присутствия в бумаге или табаке других добавок и ряда других факторов
Для уменьшения побочного дымовы. деления и получения достаточной огнесигаретой. Функциональные характеристики всех заявленных видов сигарет, независимо от того, выделяют они малые, очень малые или повышенные количества дегтя, являются вполне приемлемыми и сравнимы со стандартными сигаретам Затяжка такой сигаретой не затрудняется и не может вызвать серьезных возражений со стороны курильщиков определенных сортов немодифицированных сигарет, В приведенных ниже примерах (см. табл.2) использованы сигареты, изготовленные из обработанной бумаги с большой пористостью, причем в ряде случаев обрабатывали соответствующим веществом оболочку промышленно изготовленной сигареты без удаления табака. В других случаях табак удаляли из сигареты, а оболочку обрабатывали и затем снова наполняли табаком (пример 17). Описанная в этих примерах процедура моделирует результаты обработки папиросной бумаги, из которой затем изготовляют сигареты промышленным способом. В целом такая процедура позволяет уменьшить расход замедлителя линейной скорости сгорания, Если специальной оговорки нет, то.обработку проводили без удаления табака, В каждом из приведенных ниже примеров использовали папиросную бумагу с пористостью по Грейнеру 20 с, массой 24 г/см, содержанием СаСОз 25 . Бумагу смачивали определенным раствором и давали ей высохнуть.
Согласно примерам 13-49 для уменьшения побочного дымовыделения с успехом использовали низкие концентрации веществ, замедляющих скорость сгорания.
Увеличивая количество таких веществ, можно добиться того, что бумага выдержит испытание на огнестойкость.
В приведенной ниже табл.3 отражены самые низкие приблизительные значения концентрации каждого вещества, обеспечивающие достаточную огнестойкость и значительное уменьшение побочного дымовыделения при использовании бумаги с пористостью по Грейнеру 20 с, массой 24 гlм и содержанием СаСОз 25, обработка которой проводилась в ходе одной операции смачивания с последующим высушиванием.
1664112 стойкости при обработке папиросной бумаги с большой пористостью можно испольэовать молоко. Водную суспензию молока наносят на одну или обе поверхности обрабатываемой папиросной бумаги, 5
В примерах, приведенных ниже (см. табл.4), папиросную, бумагу с пористостью по Грейнеру 20 с, массой 24 г/м и содержанием СаСОэ 25% обрабатывали в ходе одной операции нанесения на одну поверх- 10 ность суспенэии обезжиренного сухого молока (сорт. Carnation), В примерах с буквой у номера обработку проводили после удаления из оболочки табака.
И в этом случае использование вещест- 15 ва, замедляющего скорость сгорания, в малой концентрации позволяет значительно уменьшить побочное дымовыделение, а в более высокой концентрации дает удовлетворительную огнестойкость и положитель- 20 ный результат при стандартном испытании, В случае обработки бумаги беэ удаления табака соответствующая требованиям огнестойкость. бумаги с пористостью 20 с, массой 24 г/м и содержанием СаСОз 25
25 может быть, получена при минимальной концентрации молока примерно 9,0" ;ь. При обработке бумаги беэ табака минимальная концентрация составляет примерно 7,0 . Минимальные 30 значения концентрации зависят от пористости, количества наполнителя, диаметра сигареты, типа табака, добавок и т.п, Молоко,, используемое в качестве замедгителя скорости сгорания, обеспечи- 35 вает ряд преимуществ перед другими замедлителями скорости сгорания. например лимонной кислотой, цитратом магния и т.п. Обработанная сигарета имеет более привлекательный внешний вид, является 40 более гладкой, ее легче вынимать из пачки.
Она отличается влагостойкостью и имеет более длительный срок хранения, причем бумага является более эластичной, чем обработанная другим способом. Кроме того, 45
: обработанная суспензией обезжиренного сухого молока бумага сохраняет прочность и во влажном состоянии.
Из соображений эстетики рекомендуется в некоторых случаях наносить вещество, 50 замедляющее скорость сгорания, на одну поверхность папиросной бумаги, которая s готовой оболочке должна контактировать с табаком, что особенно целесообразно при использовании относительно высококон- .55 центрированной суспензии или раствора вещества, замедляющего скорость сгорания, образующего заметное для глаз покрытие. Рекомендуется зто и потому, что вещество, замедляющее скорость сгорания, меньше влияет на цвет пепла. Для обработки поверхности бумаги, контактирующей с табаком,. можно использовать замедлитель скорости сгорания в более высокой концентрации. Такой способ. позволяет более эффективно уменьшать побочное дымовыделение и повышает огнестойкость, не оказывая нежелательного воздействия на внешний вид сигареты или ее пепла.
Для регистрации преимуществ данного изобретения нет необходимости обрабатывать поверхность листа папиросной бумаги целиком. Фактически, по крайней мере, при использовании папиросной бумаги с большой пористостью, рекомендуется наносить замедлитель скорости сгорания только на часть поверхности бумаги и, изменяя значение пористости необработанной части поверхности, регулировать количество дегтя и никотина, вдыхаемых при каждой затяжке.
При обработке только части поверхности на функционирование сигареты влияют как пористость бумаги, так и состав табака, а также присутствие в бумаге или табаке катализатора горения. Функциональные характеристики сигареты с фильтром зависят также от наличия или отсутствия перфораций или пор в бумаге, образующей оболочку фильтра сигареты, подобно тому, как на функциональные свойства сигарет без фильтра влияет не только пористость бумаги, но и наличие или отсутствие перфораций у конца сигареты, ближайшего к губма курильщика. В общем сигареты делятся на сигареты с высоким и низким содержанием дегтя, При стандартных испытаниях, принятых в табачной промышленности, сигареты с низким содержанием дегтя выделяют 15 мг дегтя и менее, а сигареты с высоким содержанием дегтя — 15-28 мг и более. Обнаружено, что результат частичной обработки по изобретению соответствует классификации сигарет по содержанию дегтя. Ниже приведены примеры обработки части поверхности бумаги для изготовления сигарет веществом, замедляющим скорость сгорания. Обработка бумаги проводилась без удаления табака из сигареты.
Пример 50.
Масса, г/м2 24
СаСОз, .25
Пористость, с 20
Содержание дегтя низкое.
Обработка: 907 площади поверхности бумаги смачивают 23 g,-ным раствором лимонной кислоты и дают высохнуть. Образованное покрытие представляет собой проходящие по длине полосы шириной 22,5 мм с промежутком 2,5 мм.
1664112 молока; 20-миллиметровая сигарета, обработанная 10 -ным раствором лимонной кислоты, по свойствам не отличалась от 25миллиметровой сигареты, обработанной
22%-ным раствором лимонной кислоты, Сигареты по примерам 50-81, показавшие удовлетворительное уменьшение побочного дымовыделения, имевшие светлый пепел и выдержавшие испытание на огнестойкость обеспечивают меньший расход табака на определенное число затяжек по сравнению с необработанной сигаретой, обладают неудовлетворител ьн ы ми фун кциональными характеристиками, причем объем дыма в каждой затяжке эквивалентен получаемому при затяжке стандартной сигаретой с необработанной оболочкой.
Многоступенчатая обработка папиросной бумаги создает определенные преимущества, в частности возможность достаточно уменьшить побочное дымовыделение и получить огнестойкость при использовании раствора или суспензии замедлителей скорости сгорания меньшей концентрации, Регулирование, обеспечива.— емое пористостью, можно реализовать за счет частичного покрытия бумаги замедлителем скорости сгорания в ходе одной операции, а достаточное уменьшение побочного дымовыделения и надлежащую огнестойкость — за счет нанесения замедлителя скорости сгорания в очень низкой концентрации на всю поверхность бумаги в ходе отдельной операции, Желательно (но не обязательно) наносить замедлительно скорости сгорания на поверхность бумаги, которая в готовом виде контактирует с табаком, что позволяет улучшить внешний вид сигареты.
Ниже приведены примеры многоступенчатой обработки.
Пример 82, Папиросную бумагу для изготовления сигарет с низким содержанием дегтя с поуистостью по Грейнеру 20 с, массой 24 г/м и с содержанием СаСОэ 25% обрабатывали 13 -ной суспензией обезжиренного сухого молока с нанесением на
54% площади одной поверхности бумаги параллельных продольных полос шириной
4,5 мм при расстоянии между ними 3,8 мм.
После высушивания противоположную поверхность бумаги обрабатывали 1 -ной суспензией сухого молока. Результаты не отличались от полученных в примере 67. Поверхность с обработанными участками контактировала с табаком„
Пример 83. Папиросную бумагу для изготовления сигарет с низким содержанием дегтя, имевшую пористость по Грейнеру
20 с, массу 24 гlм и содержание СаСОэ г
25, Уменьшение побочного дымовыделения
25%. обработали 13 -ной суспензией обезжиренного сухого молока, нанося на одну ее поверхность разнесенных на расстояние
3 8 мм продольных полос шириной 4 5 мм;
После высушивания ту же поверхность бу-. маги обработали целиком 2,8%-ной суспензией обезжиренного сухого молока. В готовой сигарете обработанная сторона была наружной. Уменьшение побочного дымовыделения оказалось удовлетворительным, но сигарета не выдержала испытания íà огнестойкость.
Пример 84. Процедура не отличалась от описанной в примере 83 за исключением того, что вторую операцию проводили, используя суспензию с концентрацией 4,8%.
Уменьшение побочного дымовыделения оказалось удовлетворительным, сигарета выдержала испытание на огнестойкость.
Пример 85. Процедура обработки не отличались от описанной в примерах 83 и
84 за исключением того, что в первой операции использовали суспенэию с концентрацией 11,1%, а во второй — 6,99%. оказалось даже более значительным, чем полученное в примерах 83 и 84, а огнестойкость выше, чем в примере 84, т.е, обугливание испытуемого материала было меньшим, Ниже приведены примеры обработки папиросной бумаги в ходе многоступенчатого процесса растворами ацетата магния, П р и ме р 86. Папиросную бумагу для изготовления сигарет с низким содержанием дегтя, имевшую пористость по Грейнеру
20 с, массу 24 г/м и содержание СаСОэ
25%, оброабатывались 20%-ным раствором ацетата магния путем нанесения íà 54% площади оболочки продольных полос шириной 4,5 мм с расстоянием между ними 3,8 мм, После сушки на ту же поверхность целиком нанесли покрытие из 9%-ного раствора ацетата магния. В готовой сигарете обработанная сторона была обращена наружу.
Такая сигарета не выдержала испытание на огнестойкость, но показала удовлетворительного уменьшения побочного дымовыдел ения
Пример 87. Процедура обработки не отличалась от описанной в примере 86 эа исключением того, что при операции частичной обработки использовали раствор с концентрацией 13%, Такая сигарета показала удовлетворительное уменьшение побочного дымовыделения и выдержала испытание на огнестойкость.
Отличие примера 86 и 87 заключается в том, что во второй операции по прмеру 86 был использован 9,9%-ный раствор ацетата
1664112
16 магния, В результате сигарета не выдержала испытание на огнестойкость. В примере
87 вторую операцию проводили при увеличенной до 13% концентрации. B результате сигарета выдержала испытания как на уменьшение побочного дымовыделения, так и на огнестойкость, Частичное покрытие внутренней стороны и полное покрытие наружной стороны оболочки раствором ацетата магния обеспечивает хорошие результаты, которые иллюстрируют приведенный ниже пример.
Пример 88. Папиросную бумагу для изготовления сигарет с низким содержанием дегтя, имевшую пористость по Грейнеру
20 с, массу 24 г/м и содержание СаСОз
° 2
25%, обработали путем нанесения на одну ее поверхность 26%-ного раствора ацетата магния с образованием покрытия в виде продольных полос шириной 4,5 мм с расстоянием между ними 3.8 мм, После сушки противоположную поверхность бумаги целиком покрыли 9.9 -ным раствором. В готовой сигарете частично обработанная поверхность контактировала с табаком. Такая сигарета показала удовлетворительное уменьшение побочного дымовыделения и выдержала испытание на огнестойкость, В качестве зэмедлителя скорости сгорания могут быть использованы сахара. Ниже приведены примеры обработки бумаги с пористостью 20 с, содержанием СаСОз 25 u массой 24 гlм (см. табл,7), Поверхность бумаги целиком смачивали водным раствором определенного сахара в указанной концентрации, Затем бумаге давали высохнуть и проводили испытания на побочное дымовыделение и огнестойкость. В примерах
89-95 бумагу обрабатывали, не удаляя табак, в примерах 96-100 — после удаления табака.
В каждом из приведенных примеров сигарета давала светлый пепел и имела приемлемый внешний вид, Практически допустим верхний предел концентрации сахаров 60%, так как при использовании более концентрированного раствора сахара бумага с трудом поддается сушке и остается липкой.
В примере 98, в котором использована сахароза в концентрации свыше 23%, участки бумаги, контактировавшие с горящим веществом, оказались обесцвеченными. Обработка бумаги после удаления табака водным раствором сахарозы не позволяет уменьшить побочное дымовыделение с одновременным получение огнестойкости. Подобное обесцвечивание обнаружено также при использовании высоких концентраций
Ф мальтозы. Эту проблему можно решить путем использования смесей сахарозы с другими замедлителями скорости сгорания, например 15,7% сахарозы и 5,88% лимонной кислоты, или путем нанесения сахарозы в ходе отдельной операции обработки, например 7%-ный раствор сахарозы для каж-. дой операции с сушкой после каждой операции. Сахароза с успехом может быть использована в виде спиртового раствора с относительно низкой концентрацией,например 11,2% сахарозы в 94,4%-ном зтиловом спирте.
Растворы сахарозы можно наносить в течение двух операций, одна из которых является операцией частичной обработки. Ниже приведены соответствующие примеры.
Пример 101. Папиросную бумагу для изготовления сигарет с малым содержанием дегтя, имевшую пористость 20 с, содержание СаСОз 25% и массу 24 г/м, обрабатывали 50%-ным раствором декстрозы с покрытием 75% площади поверхности продольными полосами шириной 6 мм с расстоянием между ними 2 мм, Бумагу высушили, после чего поверхность бумаги целиком покрыли 33%-ным раствором сахарозы и снова высушили. Сигарета, изготовленная из обработанной таким образом бумаги, показала удовлетворительное уменьшение побочного дымовыделения и выдержала испытание на огнестойкость.
Пример 102, Процедура обработки не отличалась от описанной в примере 101 за исключением того, что вместо декстрозы использовали мэльтозу, Результаты не отличались от полученных в примере 101.
Пример 103. Процедура обработки не отличалась от описанной в примерах 101 и 102 за исключение того что обе операции обработки провели с использованием 33
1/3%-ного раствора сахарозы. Результаты не отличались от полученных в примерах
101 и 102.
Более низкое предельное значение концентрации для каждой операции в многоступенчатом способе обработки сахарозой зависит от концентрации раствора, использованного в другой операции. Одна50.ко в целом самым низким пределом концентрации раствора для использования в операции частичной обработки является 30, а в операции полной обработки — примерно 20 .
55 Для улучшения функциональных характеристик сигарет, изготовленных из бумаги с малой пористостью или из обработанной бумаги с большой пористостью, может быть использован дополнительный слой обычной папиросной бумаги. Применение дополни1664112
Результат: обработанную сигарету сравнивали с необработанной по линейной скорости сгорания, результат; 1,79 и
6,16 мм/мин соответственно. Сигарета выдержала испытания на огнестойкость и показала значительное уменьшение побочного дымовыделения. Минимальная концентрация лимонной кислоты, обеспечивающая огнестойкость при нанесении на часть поверхности папиросной бумаги, составляла 23%, Пример 51. Процедура обработки не отличалась от описанной в примере 42, за исключением того, что концентрация лимонной кислоты составляла 33/.
Линейная скорость сгорания равна
1,3 мм/мин. Сигарета выдержала испытание на огнестойкость и, показала низкое побочное дымовыделение, Концентрация лимонной кислоты 33% является близкой к верхнему пределу, при котором сохраняется приемлемый внешний вид сигареты, Пример 52. Процедура не отличалась от описанной в примере 42 за исключением того, что лимонной кислотой обработали всего лишь 50% площади поверхности оболочки с образованием трех продольных полос шириной 4,5 мм, Эта сигарета не выдержала испытания на огнестойкость и не показала заметного уменьшения побочного дымовыделения.
Пример 53.
Масса, гlм2 24
СаСОз,% 25
Пористость, с 30
Содержание дегтя Высокое, Обработка: 90% площади поверхности бумаги смочили 16,6%-ным раствором лимонной кислоты и дали высохнуть. Покрытие представляло собой продольную полосу шириной 22,5 мм, ширина необработанного участка — 2,5 мм.
Результат: линейная скорость сгорания — примерно 2,5 мм/мин, Сигарета выдержала испытание на огнестойкость и показала значительное уменьшение побочного дымовыделения.
Пример 54. Процедура не отличалась от описанной в примере 45 за исключением того, что концентрация лимонной кислоты составляла 33%. Линейная скорость сгорания — примерно 2,18 мм/мин. Сигарета выдержала испытание на огнестойкость и показала значительное уменьшение побочного дымовыделения. Концентрация лимонной кислоты 33% является высшим пределом, при которой сохраняется приемлемый внешний вид сигареты.
Пример 55. Процедура не отличалась от описанной в примере 45 за исключением составляла всего лишь 9,09%, Сигарета показала значительное уменьшение побочного дымовыделения, но не выдержала испытания на огнестойкость, 15 Пример 57. Процедура не отличалась от описанной в примере 45 за исключением того что концентрация лимонной кислоты составляла 9,09%, а обработанный участок — 75% от площади поверхности и
20 представлял собой продольную полосу
25
35
5
10 того, что лимонной кислотой обработали всего 54% площади оболочки с образованием разнесенных на равное расстояние полос шириной 4,5 мм, Сигарета выдержала испытание на огнестойкость и показала зна-. чительно уменьшенное побочное дымовыделение.
Пример 56. Процедура не отличалась от описанной в примере 45 за исключением того, что концентрация лимонной кислоты шириной 18,7 мм с зазором 6,3 мм. Эта сигарета не выдержала испытания на огнестойкость и не показала заметного уменьшения побочного дымовыделения.
Пример ы 50-57 показали, что надлежащую огнестойкость и уменьшение побочного дымовыделения можно обеспечить, обработав всего лишь часть сигаретной оболочки при условии достаточной концентрации лимонной кислоты и соответствующего соотношения обработанной и общей площадей поверности оболочки. Концентрация и соотношение площадей взаимосвязаны; при высокой концнетрации замедлителя скорости сгорания достаточно нанести его на относительно малую часть общей поверхности оболочки, а при низкой концентрации удовлетворительные результаты можно получить лишь при обработке большой площади. Частичная обработка приводит к уменьшению пористости только на обработанной части, не влияя на пористость остальной части оболочки, что позволяет воздуху проникать сквозь бумагу в проходящий через сигарету дым с соответствующим регулированием количества вдыхаемых курильщиком вместе с дымом при каждой затяжке дегтя, никотина и окиси углерода.
При обработке сигарет с низким содержанием дегтя для получения надлежащей огнестойкости требуется большее количество замедлителя скорости сгорания чем для обработки сигарет с высоким содержанием дегтя.
Общие выводы по примерам 50-57 в равной мере относятся и к другим веществам, которые могут быть использованы для работки папиросной буммаги с 60ïüøoé пористостью, т.е. к ацетату магния. винной
1664112
12 кислоте, уксусной кислоте, молочной кислоте и сахарам, Обнаружено что для уменьшения побочного лымовыделения в сигаретах с низким содержанием дегтя требуется использовать большее количество замедлителя скорости сгорания, чем для обработки сигарет с высоким содержанием дегтя, Обнаружено также, что для уменьшения побочного дымовыделения в сигаретах с высоким содержанием дегтя и бумагой с малой пористостью требуется обработать меньшую площадь, чем в сигаретах с низким содержа нием дегтя, изготовленных из бумаги с малой пористостью. Однако, если высокое содержание дегтя обусловлено отсутствием катализатора горения табака или горючими свойствами табака, то высокое или низкое содержание дегтя в сигаретах мало влияет на зависимость уменьшения побочного дымовыделения от площади покрытия.
Исключение составляет применение в качестве эамедлителя скорости сгорания молока, которое при использовании в высокой концентрации позволяет получить хорошую огнестойкость, но повышенное по сравнению с промежуточнь ми уровнями концентрации побочное дымовыделение, Приведенные ниже примеры (см. табл,5) иллюстрируют подобный результат при использовании сигареты с высоким содержанием дегтя, Согласно примерам папиросную бумагус пористостью 20с, массой 24 г/м, содержание СаСОэ 25% обрабатывали суспензией обезжиренного сухого молока сорта "Carnation" путем нанесения суспенэии на бумагу с образованием разнесенных на расстоянии 3,8 мм продольных полос шириной 4,5 мм. Согласно примерам 50-61 бумагу обрабатывали, не удаляя иэ сигареты табак.
При концентрации выше 16 наблюдалось повышенное побочное дымовыделение до почти неприемлемых уровней. На практике наивысший допустимый уровень концентрации обезжиренного сухого молока равен 14,9, так как при более высокой концентрации происходит потемнение папиросной бумаги на участках, контактирующих с горящим веществом сигареты, что может рассматриваться как нежелательное явление.
Предпочтительной из приведенных выше можно считать сигарету по примеру 64, площадь покрытия которой составляет 56%, обеспечивая доступ в сигарету через поры бумаги воздуха в количестве, достаточном для регулирования количества вдыхаемых за одну затяжку дегтя и никотина.
15
25 ет наносить параллельными разнесенными
30 на равное расстояние линиями шириной не
55
40
В описанных ниже примерах(см, табл.6) соблюдались условия, подобные описанным в примерах 58-69 (табл.5), эа исключением того, что использовались сигареты с низким содержанием дегтя. И в этих случаях бумагу обрабатывали, не удаляя из сигареты табак.
Приведенные примеры показывают, что для уменьшения побочного дымовыделения в сигаретах с низким содержанием дегтя требуется испольэовать более высокую концентрацию замедлителя линейной скорости сгорания или увеличить площадь обрабатываемой поверхности, причем при обработке малой площади(в %) повышение концентрации не дает удовлетворительного уменьшения побочного дымовыделения
Поскольку при концентрации выше
16,6% бумага обесцвечивается, такая концентрация практически является высшим пределом. Предпочтительными можно считать варианты по примерам 74 и 76, где площадь покрытия обеспечивает допуск через поры бумаги достаточного для регулирования содержащихся в дыме дегтя и никотина количества воздуха, В предпочтительном варианте частичной обработки сигареты замедлитель следуменее 4 мм, которые проходят вдоль готовой сигареты.
Окружность сигарет по примерам 50-81 составляла 25 мм. Если сигареты имеют меньшую окружность (так называемые
"тонкие сигареты "), удовлетворительные результаты можно получить путем обработки замедлителями скорости сгорания, взятыми в несколько меньшей концентрации, меньшей площади их поверхности.
Огнестойкость, уменьшениие побочного дымовыделения и цветовые характеристики пепла. тонких сигарет, не отличающиеся от обработанных 25-миллиметровых сигарет, обеспечиваются при использовании половинных концентраций замедлителя скорости сгорания. Например, сигарету с окружностью 20 мм и пористой оболочкой обработали 3 -ным раствором цитрата магния, в результате чего ее функциональные свойства не отличались от стандартной 25-миллиметровой сигареты с пористой оболочкой, обработанной 5,9%ным раствором цитрата магния.
Аналогичная 20-миллиметровая сигарета, обработанная 3,8-ной суспензией обезжиренного несухого молока, по своим свойствам не отличалась от стандартной
25-миллиметровой сигареты, обработанной
8,2%-ной суспензией обезжиренного сухого
1664112 тельного слоя папиросной бумаги в сигарете, изготоволенной из бумаги с малой пористостью, иллюстрируется следующим примером, Пример 104. Внутреняя оболочка сигареты имела следующие характеристики;
Масса. г/м 24
СаСОз,% 20
Пористость, с 50
Наружная оболочка, плотно прижатая к внутренней оболочке, выполнена из пористой папиросной обумаги со следующими характеристиками:
Масса, г/м2 24
СаСОз,% 25
Пористость, с 50
Такая сигарета обладала значительно более высокой огнестойкостью и значительно меньшим побочным дымовыделением по сравнению с сигаретой по примеру 3, выполненной с одной оболочкой из бумаги с малой пористостью.
Использование дополнительной оболочки позволяет также улучшить функциональные свойства сигареты из специально обработанной папиросной бумаги, что иллюстрирует следующий пример.
Пример 105. В данном случае внутренняя оболочка выполнена из бумаги с пористостью 20 с, массой 24 г/м и содержанием СаСОз 25%, обработанной 4,5%ным раствором цитрата магния. Наружная оболочка выполнена из такой же бумаги, не обработанной цитратом магния. Наружная оболочка плотно прижата к внутренней. Сигарета показала удовлетворительную огнестойкость и достаточное уменьшение побочного дымовыделения. При сравнении с примером 25 видно, что использование наружной оболочки позволяет снизить концентрацию вещества, снижающего скорость сгорания необходимую для получения достаточных огнестойкости и побочного дымовыделения, Обнаружено, что дополнительная оболочка позволяет улучшить функциональные свойства сигареты и в случае использования других заменителей скорости сгорания, Обработанную оболочку можно использовать в качетве наружной, а внутреннюю оставить необработанной без ущерба для функциональных характеристик сигареты. С тем же успехом может быть использована дополнительная оболочка с частично обработанной поверхностью, В любом случае при обработке сигарет замедлителем скорости сгорания, выбранным из группы, включающей лимонную кислоту, цитрат магния, ацетат магния, винную кислоту, уксусную кислоту, сахар, а также
15 (повышение огнестойкости, уменьшение побочного дымовыделения, а также окраска пепла) использовать раствор, содержащий
9% лимонной кислоты и 5% сульфоната
20 аммония. Могут быть также использованы
55 суспенэию обезжиренного или снятого молока, концентрация этих основных замедлителей скорости сгорания может быть уменьшена без ущерба для функциональных характеристик сигареты, если присутствуют другие агенты, замедляющие скорость сгорания. Такими пригодными в качестве добавок агентами, замедляющими скорость сгорания, могут быть первичный кислый фосфат аммония диаммонийфосфат, сульфамат аммония барная кислота и сульфаминовая кислота, Например, для обработки оболочки стандартной 25-миллиметровой сигареты вместо 22%-ного раствора лимонной кислоты можно с тем же результатом указанные в приведенных ниже примерах комбинации основных замедлителей скорости сгорания (т.е. лимонной кислоты, цитрата магния, ацетата магния винной кислоты, уксусной кислоты молочной кислоты, сахаров, обезжиренного и снятого молока).
Пример 106. Оболочку сигареты
"Уинстон Лайтс" целиком обработали водным 12%-ным раствором лимонной кислоты и 8%-ным раствором сахарозы. Полученное в результате такой обработки замедление скорости сгорания позволило уменьшить длину табачного стержня на 10 мм, т,е. вместо стержня длиной 53 мм использовать стержень длиной 43 мм, и увеличить на 10 мм длину фильтра, т.е. с 22 до 32 мм.
Вместо 8 затяжек, реализуемых на исходной сигарете, полученной сигареты хватило на 10 затяжек. Сигарета выдержала испытание на огнестойкость. Побочное дымовыделение оказалось почти незаметным.
Окраска пепла, объем затяжки и функциональные свойства не отличались от таковых для исходной сигареты. Новая сигарета оказалась мягче на вкус, Время свободного горения полученной сигареты составило около 3 мм/мин, в то время как для исходной сигареты зто время было равно
5,3 мм/мин. Замедление составило 43% при желаемом значении 40%.
Пример 107. Еще одну оболочку сигареты "Уинстон Лайтс" целиком обработали водным раствором, содержащим 3% цитрата магния 12,2% лимонной кислоты, Такая сигарета имела малое побочное дымовыделение и удовлетворительную огнестойкость. Табачный стержень был на 15 мм короче, чем в стандартной сигарете "Уинстон Лайтс", а фильтр — на 15 мм длиннее, Окраска пепла, объем затяжки и функцио1664112
40
Таблица 1
Диапазон и име н., Вещество, замедляющее скорость Концентрация, cro ания
Пример
Молочная кислота
Лимонная кислота
Цират магния
Ацетат магния
Винная кислота
Укс сная кислота
8
9 .
11
1 -30
1-10
1-10
1-5
1-27
1-20 нальные характеристики не отличались от таковых для стандартной сигареты, Время свободного горения составило около 3 мин, а линейная скорость сгорания 1,7 мм/мин.
Пример 108. Из сигареты "Ротмэн фильтр кинг" удалили табак, а поверхность пустой оболочки целиком покрыли слоем смеси воды с 4,2 обезжиренного сухого молока и 2,34 пудры сахарозы, дали бумаге высохнуть и снова набили оболочку табаком, Длина табачного стержня составила
58 мм, а длина фильтра с мундштуком ""—
22 мм. Вес сухой бумаги увеличился на 5 мг.
Сигарета имела удовлетворительные функциональные характеристики при сохранении нормального цвета бумаги, которая приобрела легкий глянец и несколько повышенную жесткость. Пепел оказался достаточно прочным и хорошо стряхивался, Сигарета показала превосходную огнестойкость — при испытаниях на огнестойкость на испытуемой хлопчатобумажной ткани осталось лишь пятно. Сигареты хватило на 14 затяжек, тогда как необработанная сигарета расходовалась всего лишь за 11 затяжек. Время статического свободного горения составило 6-8 мин. Значительно уменьшено побочное дымовыделение. Содержание дегтя не превышало такого в исходной сигарете, но на вкус обработанная сигарета оказалась более мягкой и не такой горькой.
Для обработки приемлемы также смеси обезжиренного сухого молока с другими сахарами, например мальтозой. Уменьшение выхода дегтя достигается путем использования перфорированной или пористой бумаги или удлиненного эа счет табачного стержня фильтра. Укороченный на 5-10 мм табачный стержень обеспечивает нормальное числа затяжек, т,е. 11, Возможность использования более ко5 роткого табачного стержня и удлиненного фильтра, продемонстрированная в трех последних примерах, относится к любым сигаретам с замедленной линейной скоростью сгорания, полученной за счет обработки или
10 использования специальной оболочки. Хотя замедление скорости сгорания в ряде случаев приводит к увеличению количества дегтя, выход дегтя можно свести до обычного уровня и даже уменьшить путем удлинения
15 фильтра. Дополнительное уменьшение выхода дегтя достигается обработкой только участка поверхности.
Формула изобретения
Сигарета, содержащая порцию табака, 20 заключенную в оболочку из папиросной бумаги, имеющей наполнитель и массу 1035 гlм, отличающаяся тем, что, с
2 целью повышения огнестойкости и сокращения образования вредных веществ путем
25 уменьшения потока табачного дыма, используемая для оболочки папиросная бумага имеет пористость по Грейнеру не менее
50 с и содержание наполнителя 15-20% от общей массы бумаги или часть оболочки по30 крыта веществом, выбранным из группы, включающей лимонную кислоту, цитрат магния, ацетат магния, винную кислоту, уксусную кислоту, молочную кислоту, сахар, суспензию нежирного молока или снятого
35 молока, а используемая для оболочки папиросная бумага имеет пористость по Грейнеру 10-40 с и содержание наполнителя
22-35, 21
1664112
Таблица 2
Недостатки
Испытание на огнестойкость
Побочное дымовы деление
Концентрация, 3амедлитель
Пример
Нет
Нет
Да
Нет
Да
Да
28
29
Молочная кислота
13
14
1б
То же
Нет
Да
Нет
Нет
Да
Нет
Да
Нет
Да
Да
9,9 13,0
12,2
13,3 23.5
28,1
17
18
19
21
Лимонная кислота То же
Нет
Да
Нет
Нет
Да ет
Да
НетДа
Нет
Да
Нет
Да
Нет
Да
Ацетвт магния
То же
Нет
Да
Нет
Да
Нет м
Нет
Да
Нет
Да
Да
Нет
Да
Нет
Нет
Да
Нет
Да
35,0
41,2
13,0
16,7
23,0
33,3
42
43
44
48
Да
Нет
Нет а
9,5
11 1
48
Таблица 3
Минимальная концентрация для значительного уменьшения побочного дымовыделения
Замедлитель скорости сгорания на пустой гильзе на пустой гильзе на сигарете на сигарете
23
46
53
13,0
10,2
6,5
15,0
30,0
11,1
13,0
10,2
6,5
15,0
35,0
11,1
29
13
22
Молочная кислота
Лимонная кислота
Цитрат магния
Ацетат магния
Винная кислота
Укс сная кислота
23
24
26
27
2g
29
31
32
33
34
36
37
38
39
Нитрат магния
/МЯэ/СвН50т/з
Винная кислота
То же н
Уксусная кислота
То же
102
49
5,2
10,56
13,5
4,3
4,9
6.5
12,6
22,5
46,5
50,5
13.5
15,0
14,0
15,0
53,5
60,0
Глянцевая поверхность
Неудовлетворительный внешний ви
Бумага темнеет
Тепловое обесцвечивание бумаги
Слишком кислая на вкус
Минимальная концентрация, необходимая для прохождения испытания на огнестойкость, 1664112
24
Таблица 4
Таблица 5
Таблица 6
1664112
Таблица 7
Составитель Л,Аникина
Редактор А.Маковская Техред М.Моргентал Корректор А Демчик
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101
Заказ 2276 Тираж 215 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
