Сигарета

 

Использование: при курении, Обеспечивается выделение низкого уровня продуктов неполного сгорания, создаются низкие количества побочного дегтя и запаха. Сущность изобретения: горючий курительный наполнительный материал включает в себя агломерированную основу-наполнитель из неорганического компонента (например , частицы карбоната кальция) и органического компонента (например, альгинат). Курительный наполнительный материал также включает в себя связующее вещество, образующее аэрозоль. Табачные экстракты и/или кусочки табачных листьев могут включаться в курительный наполнительный материал, и/или курительный наполнительный материал может быть смешан с табачным нарезанным наполнителем . Сигареты образуют путем обертывания курительного наполнительного материала бумажным оберточным материалом. Типичный бумажный оберточный материал имеет пористость не более чем 5 единиц кореста (CORES ТА). 6 з.п. ф-лы, 4 ил. (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 А 24 О 1/18

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР)

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ -:

К ПАТЕНТУ. (Л

О ! сО > (21) 4831189/13 (22) 28.09,90 (46) 23.07.93, Бюл. ¹ 27 (31) 414833; 567521 (32) 29.09.89; 15.08,90 (33) US (71) Р.Дж, Рейнольдс Тобакко Компани (us) (72) Стефен Вальтер Джакоб, Эрнст Джилберт Фарриер, Джеймс Ли Реске, Джеффри

Скотт Джентри, Гэри Роджер Шелар, Майкл

Дэвид Шэннон, Ричард Лонг Лехман, Рогда

Фей Хэйден, Оливия Дон Фьюрин, Алан

Бенсон Норман, Томас Альберт Перфетти (US) (56) Патент Великобритании № 2139869, кл.

А 24 О 1/00, 1984. (54) СИГАРЕТА (57) Использование: при курении, Обеспечивается выделение низкого уровня продуктов неполного сгорания. создаются низкие

Изобретение касается сигарет и других курительных изделий, и в частности, касается сигарет, которые при курении выделяют относительно низкие уровни продуктов неполного сгорания, создают низкие количества побочного "дегтя" и запаха, и поддерживают тление в течение условий курения ГТС.

Настоящее изобретение касается курительных изделий, содержащих табак в форме нарезанного наполнителя и/или в обработанной форме. Предпочитаемые курительные изделия имеют форму сигареты, состоящую по существу из двух компоненЯЛ 1829919 А3 количества побочного "дегтя" и запаха.

Сущность изобретения: горючий курительный наполнительный материал включает в себя агломери рова нную основу-наполнитель из неорганического компонента (например, частицы карбоната кальция) и органического компонента (например, альгинат), Курительный наполнительный материал также включает в себя связующее вещество, образующее аэрозоль. Табачные экстракты и/или кусочки табачных листьев могут включаться в курительный наполнительный материал, и/или курительный наполнительный материал может быть смешан с табачным нарезанным наполнителем. Сигареты образуют путем обертывания курительного наполнительного материала бумажным оберточным материалом. Типичный бумажный оберточный материал имеет пористость не более чем 5 единиц кореста (CORES ТА). 6 з.п. ф-лы, 4 ил. тов: валик или заправка курительного материала, и наружный оберточный материал (например, бумажная обертка), ограничивающая валик курительного материала Сигареты, согласно настоящему изобретению содержат курительный наполнительный материал (описывается подробно здесь ниже) по крайней мере как часть ее курительного материала.

Предпочитаемым оберточным материалом, который окружает валик курительного материала, образуя тем самым "курительный стержень" является сигаретная оберточная бумага с низкой проницаемостью

1829919

55 воздуха. Высоко предпочитаемые обертки, имеющие низкую воздушную проницаемость или низкую пористость, показывают пористость ниже примерно 5 единиц кореста. Единица КОРЕСТА есть мера линейной скорости воздуха, который проходит через площадь 1 см обертки при постоянном дав2 лении 1 сантибар.

Одно формой курительного материала является табакосодержащий курительный наполнительный материал, Такой курительный материал согласно настоящему изобретению содержит тщательно перемешанную смесь табака (например, мелко нарезанных табачных листьев, кусочков табачны. стеблей, измельченных на мельнице табачных листьев, табачных мелких частиц, табачной пыли, табачного экстракта или другой формы обработанного табака), и агломерированную матрицу-наполнитель, имеющую в тесном контакте органический компонент и неорганический компонент. Предпочтительно агломерированная матрица-наполнитель образована в форме макрочастиц. Органический компонент является альгинатом или другим органическим материалом, способным образовывать агломерированную матрицу-наполнитель, которая по существу нерастворима в воде при окружающих условиях. Нормально неорганический компонент является карбонатом кальция. Курительный наполнительный материал содержит связующее вещество в тесном контакте с агломерированной матрицей-наполнителем и табаком, Как таковой связующий компонент действует для удерживания частиц табака и агломерированной матрицы-наполнителя вместе для образования курительного наполнительного материала. Такой табакосодержащий курительный наполнительный материал также может содержать некоторые ароматизирующие вещества (например, какао, лакрица, органические кислоты, метанол и тому подобное) и/или аэрозольобразующие материалы (например, глицерин, пропиленгликоль, и т,п,) в тесном контакте друг с другом, Табакосодержащий курительный наполнительный материал может быть сформован как лист из водного шлама, образованного как лист, используя бумагоделательные способы, или образован путем экструзии. Такой табакосодержащий курительный наполнительный материал может использоваться отдельно как единственный курительный материал сигареты, или этот табакосодержащий курительный наполнительный материал может физически смешиваться с (т.е, перемеши5

45 ваться) или иначе использоваться с другими курительными материалами, такими как табачный нарезанный наполнитель.

Другая форма курительного наполнительного материала согласно настоящему изобретению содержит тщательно перемешанную смесь агломерированной матрицы-наполнителя, имеющей в тесном контакте органический компонент и неорганический компонент, Предпочтительно агломерированная матрица-наполнитель образована в форме макрочастиц. Органическим компонентом является альгинат или другой органический материал, способный образовывать агломерированный неорганический наполнительный материал, который по существу нерастворим в воде при окружающих условиях. Нормально неорганическим компонентом является карбонат кальция. Курительный наполнительный материал содержит связующее вещество в тесном контакте с агломерированной матрицей-наполнителем. Как таковое, связующее вещество действует для удерживания частиц агломерированной матрицы-наполнителя вместе для образования курительного наполнительного материала. Такой курительный наполнительный материал также может содержать некоторые ароматизирующие компоненты и/или аэрозольобразующие материалы в тесном контакте с ним. Курительный наполнительный материал может быть сформован как лист из водной пульпы, образуя лист путем использования бумагоделательного способа, или используя экструзию. Такой курительный наполнительный материал может физически смешиваться с или иначе использоваться с табакосодержащими курительными материалами и/или табачным нарезанным наполнителем, Фиг. 1 — 4 представляют виды в продольном сечении курительных изделий согласно настоящему изобретению.

Предпочитаемый вариант реализации сигареты и курительного наполнительного материала согласно настоящему изобретению показан на фи r. 1, Сигарета 10 содержит вообще цилиндрический стержень 15.

Стержень содержит валик курительного материала 20, обернутый по крайней мере одним слоем, ограничивающим наружным оберточным материалом 25 (например, бумагой). Стержень 15 здесь далее именуется как "курительный стержень". Концы курительного стержня 15 открыты для обнажения курительного материала, который должен гореть, Курительный стержень ис1829919 пользуется путем зажигания (закуривания) одного конца его, и аэрозоль (например, дым) образуется как результат сгорания горящего курительного материала. Как таковой, курительный стержень сгорает от зажженного конца его в направлении к противоположному концу своему.

Сигарета 10 также содержит фильтрующий элемент 30, расположенный смежно с одним концом курительного стержня 15, так что фильтрующий элемент и курительный стержень соосно выравнены в положении концом-к-кон цу, и редпочтительно упираясь друг в друга. Фильтрующий элемент 30 имеет вообще цилиндрическую форму, и диаметр его по существу. равен диаметру курительного стержня. Концы фильтрующего элемента открыты для возможности прохода через него воздуха и дыма, Предпочитаемый фильтрующий элемент имеет по крайней мере два фильтрующих сегмента. Как показано на фиг. 1, первый фильтрующий сегмент расположен смежно с курительным стержнем, и предпочтительно содержит углеродистый фильтрующий материал 35, ограниченный оберточным материалом 37, в то время как второй фильтрующий сегмент расположен на конце сигареты, обращенном ко рту курильщика, и предпочтительно содержит фильтрующий материал 40, такой как собранная нетканая полипропиленовая ткань или ацетатцеллюлозная пакля, ограниченная оберточным материалом 45. Фильтрующий материал 40 сегмента предпочтительно является материалом, который создает эстетическое удовольствие, внешний вид белого цвета.

Каждый из фильтрующих сегментов изготавливается путем использования известных устройств изготовления фильтрующего стержня, Два сегмента объединяются, используя известные способы объединения пробки и трубки, и удерживаются вместе, используя ограничивающую обертку 50 с тем, чтобы образовать фильтрующий элемент.

Фильтрующий элемент 30 нормально соединяется с курительным стержнем 15 посредством мундштучного материала 55, который опоясывает по всей длине фильтрующий элемент и смежный район курительного стержня, Внутренняя поверхность мундштучного материала 55 прочно крепится к наружной поверхности укупорочной обертки 50 и наружной поверхности оберточного материала 25 курительного стержня, используя соответствующий адгезив, Сигарета 10 может быть изготовлена, используя известные способы производства сигарет и оборудование. Факультативно

55 вентилированные или разбавленные воздухом сигареты образуются с помощью средства воздушного разбавления, такого как серия перфораций 65, которые проходят через мундштучный материал 55, укупорочную обертку 50 и оберточный материал 37, Такая вентиляция может быть выполнена с сигаретой, используя известные способы, как способы лазерного перфорирования.

Другой предпочитаемый вариант реализации сигареты и курительного наполнительного материала согласно настоящему изобретению показан на фиг, 2. Сигарета 10 вообще аналогична сигарете, описанной со ссылкой на фиг. 1 за исключением того, что курительный материал имеет форму смеси, которая образована сегментным образом.

На одном конце курительного стержня 15 (т,е. на конце сигареты, который закуривается) расположен первый сегмент 70 курительного материала, На другом конце курительного стержня 15 (т.е. на конце курительного стержня, смежного с фильтрующим элементом) расположен второй сегмент 75 курительного материала. Каждый сегмент определяется или идентифицируется с точки зрения его состава (т,е. композиция каждого сегмента разная). Сегменты соосно выравниваются впритык друг к другу в положении концом-к-концу, однако может быть некоторая величина взаимного смешивания курительных материалов в районе, где встречаются два сегмента. Длина, на которую каждый сегмент курительного материала проходит вдоль курительного стержня, может изменяться. Однако относительная продольная длина первого сегмента по отношению ко второму сегменту нормально находится в диапазоне от 1:2 до

2;1, предпочтительно 1:1. Такие курительные стержни могут изготавливаться, используя устройство, описанное в патентах

США N.N. 4009722 на имя Вейла и др., и

4516585 на имя Пиикам, Для предпочитаемых сигарет типа, показанного на фиг. 2, первый сегмент 70 нормально содержит табак в курительной форме некоторого типа. Такая форма табака включает в себя табачный нарезанный наполнитель (например, табачные листья, обработанные табачные материалы, расширенного объема табачный наполнитель, восстановленные табачные наполнительные материалы и тому подобное и их смеси), и их смеси с другими курительными материалами. Примерами обработанных табачных материалов являются восстановленные табачные материалы с удаленными белками, которые описаны в патентах США

N М 4887618 на имя Бернасека и др и

1829919

4941484 на имя Клаппа и др„которые включены здесь в качестве прототипа. Другим примером обработанного табачного материала является табачный материал, обработанный Ro способам, изложенным в патентной заявке США К 484. 587, поданной 23 февраля 1990 г., которая включена здесь в качестве прототипа. Предпочитаемые сигареты также имеют второй сегмент

75, который содержит курительный материал или смесь курительных материалов разных по общей композиции из общей композиции курительных материалов первого сегмента 70. Первый сегмент 70 и/или второй сегмент 75 содержат по крайней мере один к рительный наполнительный материал согласно настоящему изобретению, Другой предпочитаемый вариант реализации сигареты согласно настоящему изобретению показан на фиг. 3. Сигарета 10 в целом аналогична сигарете, описанной со ссылками на фиг. 1 и 2, за исключением, что курительный материал 20, который содержит курительный наполнительный материал согласно настоящему изобретению, обернут или содержится в обработанном табачном листе 80 или другом внутреннем оберточном материале, Обработанный табачный лист 80 нормально является восстановленным табачным листом, который изготовлен путем использования бумагоделательного способа, и один слой листа опоясывает курительный материал 20.

Курительный материал 20, обернутый обработанным табачным листом 80, в свою очередь, обертывается одним слоем опоясывающего наружного оберточного материала 25 (например, сигаретная бумага).

Другой предпочитаемый вариант реализации сигареты согласно настоящему изобретению показан на фиг. 4. Сигарета 10 вообще аналогична сигарете, описанной со ссылками на фиг, 1, 2 и 3, за исключением, что фильтрующий элемент содержит три сегмента. Сегмент 85, расположенный между первым фильтрующим материалом 35 и фильтрующим материалом 40, предпочтительно образован из материала в виде макрочастиц, такого как гранулы активированного угля, гранулы силиката магния, частицы силикагеля и тому подобное, Курительный материал, используемый для изготовления курительного стержня, может изменяться, и наиболее предпочтительно имеет форму нарезанного наполнителя, Как здесь используется, термин

"нарезанный наполнитель" в отношении курительных материалов означает включающим в себя курительные материалы, которые имеют форму, соответствующую

55 для использования в изготовлении курительных стержней для сигарет. Как таковой, нарезанный наполнитель может содержать курительные материалы, которые перемешаны друг с другом и находятся в форме готовой для производства сигарет. Курительные материалы нормально используются в форме пучков или обрезков, как это общепринято в производстве сигарет. Например, нарезанный наполнитель может использоваться в форме пучков или обрезков, нарезанных из листообразных или "полосообразных" материалов, Такие полосообразные материалы разрезаются (разрываются на отрезки по ширине примерно от 1/5 дюйма до 1/60 дюйма, предпочтительно от 1/25 дюйма до примерно

1/35 дюйма. Вообще результирующие пучки/пряди или обрезки имеютдлину вдиапазоне от 0,25 дюйма до примерно 3 дюймов.

Нарезанный наполнитель также может иметь экструзионную форму(например, экструдированные пучки) или другую физически обработанную форму.

Курительные стержни сигарет согласно настоящему изобретению содержат курительный наполнительный материал согласно настоящему изобретению, Курительный наполнительный материал может использоваться в форме нарезанного наполнителя.

Один предпочитаемый тип курительного наполнительного материала согласно настоящему изобретению содержит агломерированную матрицу-наполнитель, содержащую агломерированную матрицу из органического компонента и неорганического компонента, находящиеся в тесном контакте. Агломерированная матрица-наполнитель, в свою очередь, тщательно смешана со связующим веществом для образования курительного наполнительного материала. Такой курительный наполнительный материал наиболее предпочтительно содержит соответствующую для использования в изготовлении курительных стержней для сигарет.

Как таковой, нарезанный наполнитель может включать в себя курительные материалы, которые перемешаны друг с другом и находятся в форме, готовой для производства сигарет. Курительные материалы нормально используются в форме пучков или обрезков, как это общепринято в производстве сигарет. Например, нарезанный наполнитель может использоваться в форме пучков или обрезков, нарезанных из листообразных или "полосообразных" материалов. Такие полосообразные материалы разрезаются на отрезки шириной примерно от 1/5 до 1/60 дюйма, предпочтительно от

1/25 дюйма до примерно 1/35 дюйма. Во1829919

10

55 обще результирующие пучки/пряди или обрезки имеют длину в диапазоне от 1.025 дюйма примерно до 3 дюймов, Нарезанный наполнитель также может иметь экструдированную форму (например, экструдированные пучки) или другую физически обработанную форму.

Курительные стержни сигарет согласно настоящему изобретению содержат курительный наполнительный материал согласно настоящему изобретению, Курительный наполнительный материал может использоваться в форме нарезанного наполнителя.

Один предпочитаемый тип курительного наполнительного материала согласно настоящему изобретению содержит агломерированную матрицу-наполнитель, которая (матрица) содержит органический компонент и неорганический компонент, находящиеся в тесном контакте друг с другом. Агломерированная матрица-наполнитель, в свою очередь, тщательно перемешана со связующим веществом для образования курительного наполнительного материала. Такой курительный наполнительный материал наиболее предпочтительно содержит как часть конечной смеси по крайней мере один аэрозольобразующий материал и/или по крайней мере один ароматизирующий компонент.

При необходимости другие компоненты, которые имеют способность изменять состав аэрозоля, образуемого курительным наполнительным материалом, могут включаться в этот курительный наполнительный материал. Агломерированная матрица-наполнитель нормально содержит примерно от 2 до

99, предпочтительно от 5 до 20 весовых частей неорганического компонента на каждую весовую часть органического компонента. Такой курительный наполнительный материал нормально содержит примерно от 60 до 90 предпочтительно от

65 до 85 (вес,) агломерированной матрицы-наполнителя; до 20, предпочтительно от

2 до 10 (вес,) связующего вещества, до

20 предпочтительно 3-15 / (вес.) образующего аэрозоль материала, и достаточные количества ароматизирующего вещества для образования требуемых ароматных характеристик. При необходимости углеродистый материал (например, пиролизат альфа целлюлозы) может включаться в курительный наполнительный материал, обычно в количествах до 10 и иногда до 30 (eec), исходя из общего сухого веса курительного наполнительного материала. Однако такой дополнительный углеродистый материал необязательно является компонентом курительного наполнительного материала, и ку15

45 рительный наполнительный материал может не содержать такого углеродистого материала. Такой курительный наполнительный материал является горючим и может использоваться с (например, смешиваясь) с другим курительным материалом (например, табачным нарезанным наполнителем), чтобы образовать сигарету согласно настоящему изобретению.

Один предпочитаемый тип табакосодержащего курительного наполнительного материала согласно настоящему изобретению содержит агломерированную матрицунаполнитель, имеющую агломерированную матрицу-наполнитель из органического компонента и неорганического компонента, которая (матрица), в свою очередь тщательно смешана с некоторой формой табака и связующего для образования курительного наполнительного материала. Такой табакосодержащий курительный наполнительный материал предпочтительно содержит как часть конечной смеси по крайней мере один образующий аэрозоль материал и/или по крайней мере один ароматизирующий компонент, При необходимости другие компоненты, которые имеют способность изменять состав аэрозоля, образуемого курительным наполнительным материалом, могут включаться в этот курительный наполнительный материал. Агломерированная матрица-наполнитель нормально содержит примерно 2 — 99, предпочтительно 5 — 20 весовых частей неорганического компонента на каждую весовую часть органического компонента. Такой табакосодержащий курительный наполнительный материал нормально содержит примерно до 75, типично до 50 процентов (вес.) табака некоторой формы, примерно до 80, предпочтительно от 20 до 60 процентов (вес.) агломерированной матрицы-наполнителя, до 20, предпочтительно 2-10 процентов (вес.) связующего вещества, примерно до 20, предпочтительно 3 — 15 (вес.) образующего аэрозоль материала, и достаточные количества ароматизирующего компонента для получения требуемых ароматных характеристик, При необходимости углеродистый материал (например, пиролизат альфа-целлюлозы) может включаться в курительный наполнительный материал, обычно в количествах до 10 и иногда до 30 процентов (вес.), исходя из общего сухого веса курительного наполнительного материала. Однако такой дополнительный углеродистый материал не является обязательным компонентом курительного наполнительного материала, и курительный наполнительный материал может не содер1829919

12 жать такого углеродистого материала. Такой курительный наполнительный материал является горючим, и может использоваться индивидуально как единственный курительный материал сигареты согласно настоящему изобретению.

Другой предпочитаемый тип курительного наполнительного материала согласно настоящему изобретению содержит агломерированную матрицу-наполнитель из органического компонента и неорганического компонента. Агломерированная матрицанаполнитель тщательно перемешана со связующим и по крайней мере с одним аэрозольобразующим материалом для образован . курительного наполнительного материала, Такой курительный наполнительный материал наиболее предпочтительно содержит как часть конечной смеси по крайней мере один ароматизирующий компонент и табак некоторого вида. Агломерированная матрица-наполнитель содержит примерно от 2 до 99 весовых частей неорганического компонента на каждую часть органического компонента. Такой курительный наполнительный материал нормально содержит примерно до 20, предпочтительно 3 — 15 / (вес,) связующего вещества; больше, чем 20, предпочтительно 25 — 80, а более предпочтительно 30 — 50 Д (вес.) аэрозольобразующего материала; и меньше 80, предпочтительно 30 — 70 (вес,) наполнительного компонента, содержащего ранее описанную агломерированную матрицу-наполнитель, В частности, наполнительный компонент может содержать всю ранее описанную агломерированную матрицу-наполнитель, или смесь ранее описанной агломерированной матрицы-наполнителя с неорганическим наполнительным материалом (например, осажденным карбонатом кальция) и/или органическим наполнительным материалом (например, табаком). Количества ароматизирующего вещества, достаточные для образования требуемых ароматных характеристик у курительного наполнительного материала, могут вводиться в курительный материал, При необходимости углеродистый материал (например, пиролизат, альфацеллюлозы) может быть включен в курительный материал, обычно в количествах до 10, иногда до 30% (вес,), исходя из общего сухого веса курительного материала. Однако такой дополнительный углеродистый материал не является обязательным компонентом курительного материала, и курительный материал может не содержать такого углеродистого материала.

Курительный наполнительный материал яв5

55 ляется горючим и может смешиваться с другими курительными материалами.

Табакосодержащие курительные наполнительные материалы согласно настоящему изобретению имеют некоторую форму табака, включенного в них во время их изготовления. Табак, который используется для образования такого табакосодержащего курительного наполнительного материала, может иметь разные формы, включая экстракты табака, табачные мелкоизмельченные частицы или пыль, мелко изрезанные или истолченные табачные листы, табачные стебли, расширенного объема табачный наполнитель и другие формы обработанного табака и их комбинации. Табачные экстракты являются обработанными формами табака и производятся путем экстрагирования табачного материала, используя такой растворитель как вода, двуокись углерода, углеводород или галоидуглеводород, а также разные другие органические и неорганические растворители. Табачные экстракты могут содержать экстракты, высушенные распылением, экстракты, высушенные охлаждением (морозом), экстракты, обработанные теплом, такие как те экстракты, которые описаны в патентных заявках США

М 511158, поданной 19 апреля 1990 г., и

452,175, поданной 18 декабря 1989 г„табачные эссенции, такие как те эссенции, которые описаны в Европейской патентной заявке N 326370; и ароматические нефтепродукты и экстракты, описанные в патенте

США М 4506682 на имя Мюллера и в патентной заявке США N 310413, поданной 13 февраля 1989 г.

Курительные наполнительные материалы согласно настоящему изобретению содержат связующее вещество. Примеры соответствующих связующих веществ включают в себя гидроксипропилцеллюлозу, такую как Клюцель-Н фирмы "Аквалон ко.", гидроксипропилметилцеллюлозу, такую как

Метоцел К4М фирмы "Дау кемикал ко."; гидроксиэтилцеллюлозу, такую как Натрозол

250 MPC фирмы "Аквалон ко.", микрокристаллическую целлюлозу, такую как Авицель от "FMC"; метилцеллюлозу, такую как Метоцел А4М от "Дау кемикал ко,", и натриевую карбоксиметилцеллюлозу, такую как СМС

7HF и CMC 7H4F от геркулес инк.". Особо предпочитаемые связующие вещества включают в себя алгинаты, такие как алгинат аммония, алгинат натрия, алгинат пропиленгликоля и алгинат калия. Алгинаты и в частности алгинаты с высокой вязкостью могут использоваться совместно с управляемыми уровнями свободных ионов кальция.

Другие связующие вещества включают в се13

1829919

55 бя крахмалы (например, кукурузный крахмал), карраген, растительный клей хьюара, растительный клей рожкового дерева, пектины и кстантановая смола. Комбинации или смеси связующих веществ (например, смесь растительного клея хьюара и растительного клея рожкового дерева) могут использоваться.

Курительные наполнительные материалы согласно настоящему изобретению могут иметь по крайней мере один аэрозольобразующий материал и/или по крайней мере один ароматизирующий компонент включенные в них, Предпочитаемые аэрозольобразующие материалы включают в себя полиолы (например, глицерин, пропиленгликоль или триэтиленгликоль) и любые другие материалы, которые выделяют видимый аэрозоль, или их комбинации, Аэрозольобразующий материал может быть образован как часть связующего компонента (например, когда связующее является алгинатом пропиленгликоля), Комбинации аэрозольобразующих материалов могут использоваться. Ароматизирующие вещества могут изменяться и включают в себя метанол, ванилин, лимонную кислоту, яблочную кислоту, какао, солодковый корень и тому подобное, а также их комбинации См, Леффингвелл и др;. Табачный аромат для курительных изделий (197), Иногда требуется включать подкрашивающий материал в курительные наполнительные материалы согласно настоящему изобретению. Подкрашивающие материалы могут влиять на улучшение целостности пепла и конус огня сигареты, внешний вид курительного наполнительного материала, и ароматные характеристики дыма основного потока сигареты, Подкрашивающий материал может включаться в курительный наполнительный материал во время приготовления этого материала и/или наноситься на поверхность этого материала (например, как порошок) после его изготовления. Нормальное количество подкрашивающего материала, который используется для обработки конкретного курительного наполнительного материала, таково, что результирующий материал, который включает в себя подкрашивающий материал, содержит от 20 весовых частей подкрашивающего материала и больше, чем 80 весовых частей курительного материала, который обрабатывается, Примеры соответствующих подкрашивающих материалов включают в себя сахара, такие как глюкоза, фруктоза и сахароза; и композиции такие как порошок рожкового дерева с кодом 1739 от фирмы "М.Ф.

Нил инк.".

Курительные наполнительные материалы согласно настоящему изобретению могут быть поверхностно обработанными некоторыми веществами. Например, курительные наполнительные материалы могут иметь порошкообразные вещества, нанесенные на их поверхность. Примерные вещества включают в себя порошок какао, порошок лакрицы, порошковые неорганические материалы (например, карбонат калия или окись железа), табачную пыль, мелко нарезанные табачные листья и тому подобное или их смеси. Поверхностная обработка курительных наполнительных материалов может обеспечивать этим материалам улучшенные характеристики вообще и улучшенные ароматные характеристики в частности.

Агломгрированная матрица-наполнитель имеет неорганический компонент и органический компонент. Например, карбонат кальция, агломерированный с помощью альгината, имеет неорганический компонент и органический компонент, Другие неорганические компоненты включают в себя сульфат кальция, оксид магния и карбонат магния. Альгинат аммония является особенно предпочитаемым альгинатом. Такая агломерированная матрица-наполнитель может быть образована путем приготовления водной суспензии частиц карбоната кальция и гидратного альгината, и выпушивание суспензии для образования агломерированной матрицы карбоната кальция (например, матрица из множества частиц карбоната кальция, разнесенных во время непрерывной или полунепрерывной фазы альгината), При необходимости суспензия может быть обьемно расширена путем включения вспенивающего компонента в них, Примеры соответствующих вспенивающих компонентов включают в себя линейные бензосульфонаты натрия, линейные алкилсульфаты и линейные алкилэтоксисульфаты. Предпочтительно водная суспензия карбоната кальция и альгината с высоким содержанием твердых частиц высушивается распылением для образования агломерированных частиц (например, нормально сферических частиц) частиц карбоната кальция и альгината. Альтернативно суспензия может сушиться путем применения тепла для образования твердой массы агломерированных карбоната кальция и альгината, и твердая масса может быть измельчена для получения частиц требуемого размера. Предпочтительно количество карбоната кальция относительно альгината находится в диапазоне от 99:1 до 2:1, предпочтительно от 20:1 до 5:1 в пересчете на сухой вес, Типично частицы

1829919

16 карбоната кальция, агломерированные с помощью альгината, являются по существу нерастворимыми в воде при окружающих условиях. В частности, по существу нерастворимый альгинат в агломерированной матрице-наполнителе имеет тенденцию ограничить в высокой степени склонность агломерированной матрицы-наполнителя устранить свое агломерированное свойство при контакте с водой при окружающих условиях. Агломерированная матрица-наполнитель делается нерастворимой в результате взаимодействия альгината с ионами кальция карбоната кальция. При необходимости агломерированная матрица-наполнитель может бь ь обработана с помощью разбавленного раствора кислоты для разложения части карбоната кальция, и результирующие ионы кальция могут действовать в направлении делать нерастворимым компонент альгината агломерирован- ной матрицы-наполнителя, Агломерированная матрица-наполнитель, имеющая неорганический компонент и органический компонент, может содержать разные другие органические компоненты, Например, органическим компонентом может быть пектин, который имеет тенденцию становиться водонерастворимым при взаимодействии с ионами кальция. Альтернативно агломерированная матрица-наполнитель, имеющая полисахаридный органический компонент, может быть обработана двухвалентными ионами (например, кальция, бария, кобальта, железа или марганца) или трехвалентными ионами (например, железа или алюминия), чтобы сделать полисахариды по существу водонерастворимыми, Как еще один пример суспензия полисахаридного материала (например, этилцеллюлозы) и неорганического компонента в форме частиц может быть образована в неводном растворителе (например, спирте) и высушена, приводя к образованиюю агломери рован ной матрицы-на пол нителя, которая по существу является водонерастворимой.

Могут быть включены другие неорганические материалы, как наполнители, в курительные наполнительные материалы согласно настоящему изобретению. Такие неорганические материалы часто имеют форму волокнистых, хлопьевидных, кристаллических, аморфных или полых частиц, Примеры неорганических наполнительных материалов включают B себя карбонат кальция, сульфаты кальция в форме частиц, оксид магния, гидроокись магния, перлит, синтетическую слюду, вермиклит, глины, термально стабильные углеродные волокна, 10

55 оксид цинка, давсонит, низкой плотности пол ые сферы из ка рбо ната кал ьция, стеклянные сферы, стеклянные пузырьки, термально стабильные углеродные микросферы, волокна сульфата кальция, полые керамические микросферы, глинозем, частицы карбоната кальция, агломерированные путем использования углеродистого компонента, обработанного карбоната кальция низкой плотности и тому подобное, Агломерированная матрица-наполнитель имеет форму агломерированной матрицы неорганического компонента и органического компонента. Неорганический компонент ее может содержать частицы карбоната кальция, сульфата кальция, оксида магния, карбоната магния, и тому подобное. В частности, предпочитаемой агломерированной матрицей-наполнителем является агломерированный карбонат кальция, и наиболее предпочтительно, агломерированный осажденный карбонат кальция.

Такая агломерированная матрица-наполнитель производится путем образования водного шлама карбоната кальция в форме частиц и связующего вещества, и сушки шлама для образования агломерированной матрицы карбоната кальция (т.е. матрицы из множества частиц карбоната кальция, разнесенных в непрерывной или полунепрерывной фазе связующего вещества).

Частицы карбоната кальция, которые используются для образования агломерированной матрицы, типично показывают поверхностную площадь меньше, чем примерно 20 м /r, часто меньше, чем 10 м /г, и г иногда меньше, чем 1 м /r, согласно определению по методу Брунауера, Эметта и

Теллера (БЭТ), описанному в Жур. Амер. хим.общ„т. 60, с. 309 (1938). Типичными связующими веществами являются органические материалы, такие как производные целлюлозы (например, натриевая карбоксиметилцеллюлоза), и предпочтительно сахаросодержащие материалы, такие как мелассы, с высоким содержанием фруктозы кукурузный сироп или рожковое дерево в порошковой форме под кодом 1739 фирмы

"М,Ф. Нил, инк,". Другие органические материалы, такие как пектины, альгинаты и другие ранее описанные органические материалы также могут использоваться.

Предпочтительно водные шламы с высоким содержанием твердых частиц (например, от 40 до 55 (вес.) твердых частиц, содержащихся в шламе (карбоната кальция и связующего вещества высушиваются распылением для образования агломерированных частиц (например, нормально сферические частицы) частиц карбоната

1829919

18 кальция и связующего материала. Альтернативно шлам может быть высушен путем применения тепла для получения твердой массы агломерированного карбоната кальция и связующего материала, и твердая масса может быть измельчена для получения частиц требуемого размера, Предпочтительно количество карбоната кальция относительно связующего вещества находится в диапазоне от 20:1 до 2;7, более предпочтительно от 15:1 до 4:1 в пересчете на сухой вес. Нормально неорганические частицы, агломерированные с использованием сахаридных и пОлисахаридных материалов стремятся утратить свое агломерированное свойство при контакте с водой при окружающих условиях, в результате склонности сахаридов и полисахаридов к растворению в воде.

Агломерированная матрица неорганического компонента и органического компонента в лице связующего материала подвергается тепловой обработке, Как таковые, летучие компоненты из органического связующего материала удаляются, и органический связующий материал кальцинируется с образованием по существу водонерастворимого чистого горючего углеродистого компонента. Нормально тепловая обработка агломерированной матрицы-наполнителя производится при управляемой атмосфере, чтобы свести до минимума или не допустить окисления связующего материала. См„например, патентную заявку США N 414833, поданную 29 сентября 1989 г., которая включена здесь в качестве прототипа. Предпочтительно тепловая обработка дает связующий материал, который в форме углеродистого материала и, в свою очередь, образует средство для агломерирования частиц неорганического компонента в матричную форму, В частности, частицы агломерированных карбоната кальция и связующего вещества могут подвергаться тепловой обработке (например при температуре до 625 С и обычно выше

600 С), используя печь, псевдоожиженный слой, вращающуюся обжигательную печь, с ленточным конвейером обжигательную печь и тому подобное. Например, частицы высушенных распылением частиц карбоната кальция, агломерированных путем использования меласс, могут быть нагреты в псевдоожиженном слое с протекающим через него потоком газообразного азота, нагретого до температуры, достаточной для нагревания частиц примерно от 300 С до

625 С, и собираются. Агломерированная матрица неорганического компонента и органического связующего материала может подвергаться тепловой обработке, достаточной для обжига органического связующего материала, путем подвергания агломерированной матрицы очень высоким

5 температурам (например, до 900 С) на короткий период времени и в условиях, достаточных для предотвращения разложения неорганического компонента (например, когда неорганическим компонентом являет10 ся карбонат кальция). Однако если неорганический компонент является карбонатом кальция, и карбонат кальция подвергается частичному разложению в течение стадии обжига, агломерированный материал может

15 быть повторно карбонизирован путем подвергания этого материала воздействию атмосферы двуокиси углерода, или диспергирования этого материала в воде и барботирование двуокиси углерода в этой

20 дисперсии.

После процесса обжига агломерированные частицы карбоната кальция нормально имеют содержание карбоната кальция больше, чем 80, часто больше, чем примерно

25 90;ь (вес,), и содержание углерода больше, чем 3 j (вес.). Нормально результирующие агломерированные частицы просеиваются до размеров примерно -50/+325 меш США, и часто около-80/+200 меш OFA, Предпочи30 таемые агломерированные частицы карбоната кальция, которые были подвергнуты обжигу, являются по существу нерастворимыми в воде, имеют сферическую форму, являются свободно сыпучими (текучими) и

35 показывают объемную плотность от примерно 0,1 г/см до 1,1 г/см, часто от 0,3 до

1 г/см, используя способы ртутной интрузии, Как таковые, кальцинированные агломерированные частицы карбоната кальция

40 образуют неорганический материал, имеющий объемную плотность менее, чем 2 г/см, и предпочтительно менее, чем 1 г/см, который содержит неорганический компонент, имеющий объемную плотность

45 больше, чем 2,5 г/см . Нормально такие кальцинированные агломерированные частицы карбоната кальция показывают поверхностную площауь менее, чем 30 м2ii r и часто около 10 м /г и до 25 м /г согласно

50 определению по способу БЭТ.

При необходимости объемная плотность обожженного агломерированного неорганического наполнителя может быть понижена путем вываривания части неорга55 нического компонента с подкислителем. Например, кальцинированный агломерированный неорганический компонент может быть диспергирован в воде, и водный раствор соляной кислоты может быть добавлен для получения результирующего шлама при

1829919

20 помешивании, Кислота реагирует с карбонатом кальция, и по существу не реагирует с углеродистым компонентом. Таким образом, углеродистый компонент действует для удерживания вместе остального карбоната кальция, тогда как часть карбоната кальция реагирует для образования углекислого газа и растворимого в воде хлористого кальция.

Другой тип неорганического материала, который может быть включен в курительные наполнительные материалы согласно настоящему изобретению является неорганический наполнитель низкой плотности, Такой наполнитель производится путем образования части соли кальция, разложения аниона соли и контактирования частиц с углекислым газом. Примеры соответствующих солей включают в себя прорионат кальция, сукцинат кальция, тертрат кальция, стеарат кальция, салицилат кальция, пальмитат кальция, олеат кальция, лактат кальция, глюконат кальция, цитрат кальция, аскорбат кальция, ацетилсалицилат кальция и бензоат кальция, Другие соответствующие соли включают в себя кальцевые соли сахаридов и полисахаридов, Такие соли подвергаются условиям, достаточным для разложения ее аниона, что обычно включает в себя подвергание соли тепловой обработке в атмосфере углекислого газа.

Один способ получения неорганического наполнителя низкой плотности включает в себя нагревание частиц лактата кальция размером -80/N 170 меш США примерно при 600 С в течение примерно 8 часов при постоянном 228 мл/мин потоке углекислого газа с тем, чтобы образовать материал, который потерял примерно 65/, веса, Около

20 весовых частей материала загружается примерно в 80 весовых частей воды, и результирующий шлам контактируется с достаточным раствором соляной кислоты для понижения рН его примерно до 6,8. Затем материал извлекался из воды, промывался в воде, сушился и просеивался до частиц размера -89/+170 меш США. Такой материал больше, чем примерно 957 (вес.) карбоната кальция, и показывает объемную плотность около 0,4 г/см согласно определению по способу ртутной интрузии.

Типично курительные наполнительные материалы согласно настоящему изобретению производятся путем образования водного шлама связующего вещества и других компонентов этого курительного наполнительного материала, формования шлама как листа и сушки сформованного материала для образования сухого рабочего листа.

Способы и оборудование для формования шлама как листа известны для специалистов в этой области техники. Другие материалы, такие как ацетат кальция, карбонат калия, компоненты регулирования рН, мочевина, амино-кислоты, хлористый калий и/или гидроокись кальция, могут включаться в шлам.

Связывающие агенты (например, ортофосфата диаммонийводорода, цитрат натрия, гексаметафосфат калия или пирофосфат тет"0 ранатрия) могут быть включены в шлам в количествах достаточных для управления концентрацией свободных ионов кальция в шламе, Сформованный материал высушивается при окружающей температуре или при повышенных температурах, Далее, водный раствор солей кальция может применяется к формуемому шламу. Полученный высушенный лист может быть порезан или порван на "полосы" и затем нарезан или измельчен в форме нарезанного наполнителя. Курительные наполнительные материалы согласно настоящему изобретению могут быть изготовлены способом бумаго25 делательного процесса, В частности, водный шлам целлюлозного материала (например, целлюлоза из хвойной древесины, целлюлоза из лиственной древесины, льняные волокна и/или измельченные таЗ0 бачные стебли), и ранее описанный наполнитель формуется как мат на волокнистом полотне или проволочной сетке и высушивается до требуемого уровня влажности. Нормально, шлам, дисперсия или раствор ароматизирующих компонентов, табачных экстрактов, табачных частей, аэрозольобразующих материалов и тому подобное могут наносится на мат (например, разбрызгиванием), и полученный в результате мат высу40 шивается далее до образования листа.

Полученный высушенный лист может быть нарезан или порван на "полосы" и позже нарезан или измельчен в форме нарезанного наполнителя. Способы и оборудование

45 для изготовления листа бумажного типа известны для специалистов в этой области техники, Курительные наполнительные материалы согласно настоящему изобретению мо50 гут экструдироваться в требуемой форме, используя соответствующие способы экструзии. См. например, типы способов, описанных в патенте США hL 4880018 на имя

Грейвса и др., который включен здесь в ка55 честве прототипа, Альтернативно, водный шлам компонентов курительного материала и альгината в качестве связующего вещества может экструдироваться в водный раствор ионов кальция (например, водный раствор хлористого кальция) собираться и

1829919

5

50

55 высушиваться, При необходимости экструдированные курительные наполнительные материалы могут физически обрабатываться (например, подвергаться обработке, используя ролики и т.д.) и формоваться в требуемую форму.

Курительные стержни сигарет согласно настоящему изобретению часто содержат физическую смесь курительных материалов. Смесь может содержать два и больше курительных наполнительных материалов согласно настоящему изобретению, или физическую смесь по крайней мере одного icyрительного наполнительного материала согласно настоящему изобретению по крайней мере с одним другим курительным материалом. Некоторые предпочитаемые сигареты содержат часто в такой смеси достаточное количество по крайней мере одного из курительных наполнительных материалов согласно настоящему изобретению, так что курительный материал в каждой такой сигарете содержит по крайней мере один процент углеродистого материала в пересчете на общий вес смеси, В частности, сигареты, имеющие такие типы курительных наполнительных материалов и имеющие бумажные наружные обертки низкой пористости (например, имеющие наружные обертки, которые обладают меньше, чем 5 единиц KOPECTA), имеют склонность поддерживать тление (например, не самозатухать), когда курятся в условиях курения FTC. Условия курения FTC состоят из затяжек 35 мл длительностью 2 с, которые производятся каждые 60 с.

Курительные наполнительные материалы согласно настоящему изобретению могут смешиваться с табачным нарезанным наполнителем. Тип табака может меняться и может включать в себя сорта табаков сушеные дымом, Барлей, Мэриленд и Ориенталь, а также редкие и специальные сорта табака и их смеси. Такой табачный нарезанный наполнитель может быть образован в форме табачного листа, табачного листа с расширенным объемом, обработанных табачных стеблей таких как нарезанных — прокатанных или нарезанных-окуренных стеблей; восстановленных табачных материалов, таких как табачные материалы с удаленным белком, описанные в патенте

США %4887618 на имя Бернасека и др., и

4941484 на имя Клаппа и др., фосфат-содержащий восстановленный табачный материал, описанный в патентах США М 3353541 и 3420241 на имя Хинда и др., и 3386449 на имя Хинда, а также патентной заявке США

М 406637, поданной 13 сентября 1989 г. и

461216, поданной 5 января 1990 г., (Ш) восстановленный табачный материал, описанный в патентной заявке США М 272.156, поданной 16 ноября 1988 г., и в Табачной экциклопедии, издания "Воджеса", стр. 389

ТДжИ (1984); восстановленных табачных материалов, описанных в патентных заявках США М 416332, поданной 29 сентября

1989 г. и 414833, поданной 29 сентября 1989 г.; или смеси этих табачных материалов.

Курительные материалы могут увлажняться или обогащаться сверху как обычно производится на разных стадиях сигаретного производства. Например, ароматиэирующие компоненты могут наноситься на курительный материал, как это обычно производится, когда обрабатывается сигаретный нарезанный наполнитель. Соответствующие ароматизирующие компоненты включают в себя ванилин, какао, солодовый корень, ментол. и тому подобное. Компоненты, модифицирующие аромат, могут также наноситься на курительный материал. Модифицирующий аромат компонент в форме левулиновой кислоты может наноситься на курительный наполнительный материал (например, в количествах в диапазоне 0,01-2, нормально 0,1-1;,, предпочтительно 0,2—

0,6 в пересчете на сухой вес курительного материала). Другой компонент, модифицирующий аромат, в форме карбоната калия, может наноситься на курительный материал (например, в количествах меньше 5, нормально 2 — 3, в пересчете на сухой вес курительного материала). Аэрозольобразующие материалы и гемюктанты, такие как глицерин и пропиленгликоль, могут наноситься на курительный материал. Такие компоненты обычно наносятся на курительный материал как увлажняющие и поверхностно обогащающие компоненты.

Предпочитаемым оберточным материалом, который удерживает курительный стержень, является сигаретный оберточный материал, имеющий низкую величину проницаемости воздуха. Такой оберточный материал обычно имеет воздушную проницаемость меньше, чем 5 единиц KOРЕСТА, часто меньше, чем 3 единицы КОРЕСТА. и часто меньше чем 1 единица

КОРЕСТА. Типичными оберточными материалами являются оберточные материалы из сигаретной (папиросной) бумаги. Соответствующими оберточными материалами являются оберточные материалы из сигаретной бумаги, выпускаемые под индексами

00 71-1, DD 71-6, MTR-1021, P-2831-60-2, P-2831-60-3, P-2831-60-4, P-2831-60-5, P2674-110, P-2831-60-1 и DD 100-2 производства фирмы "Кимберли Кларк карп".

Соответствующие оберточные материалы

1829919

24 из сигаретной бумаги с низкой пористостью выпускаются промышленностью, и могут иметь разные уровни горючих химикалиев, разбавляющих агентов и т.д., включенных в них. Предпочтительными, в частности, я вляются сигаретные оберточные бумаги, которые содержат некоторое количество вещества, образующего полимерную пленку, достаточное для получения бумаги, имеющую требуемую низкую величину проницаемости воздуха, Например, достаточное количество раствора вещества, образующего полимерную пленку (например, карбоксиметилцеллюлоза или этилцеллюлоза), может наноситься на оберточную бумагу. В бор вещества, образующего полимерную пленку, будет очевидным для специалистов в этой области, Факультативное вещество, образующее полимерную пленку, может наноситься на бумажный оберточный материал во время изготовления бумаги или наноситься как печать или краска после завершения изготовления бумаги. Типично пленкообразующее вещество наносится на бумагу как разведенный раствор (например, при концентрации около 0,2 — 5 / (вес.) относительно растворителя) для обегчения обработки.

Количество пленкообразующего вещества, наносимого на бумажный оберточный материал, зависит от таких факторов, как проницаемость бумаги и способности образования пленки пленкообразующего вещества. Типично количество пленкообразующих веществ, которые используются, находится в диапазоне примерно 1 — 107; в пересчете на сухой вес бумаги. Например, 5-процентный (вес.) раствор этилцеллюлозы в этаноле или натриевой карбоксиметилцеллюлозы в воде может наноситься на сигаретную бумагу, используя клеильный пресс, и бумага может затем сушиться для получения несмачивающейся влагостойкой оберточной бумаги, имеющую пористость меньше, чем 1 единица КОРЕСТА, предпочтительно меньше, чем 0,5 единицы КОРЕСТА.

Курительные стержни и результирующие сигареты могут изготавливаться любой известной конфигурации, используя известные способы устройства для изготовления сигарет. Курительные стержни часто содержат курительный материал, обернутый одним слоем. оберточного материала, хотя двойной слой двух типов оберточных материалов может использоваться. См., например, патентную заявку США N 528302, поданную 24 мая 1990 г., которая включена здесь в качестве прототипа, 5

Сигареты, имеющие курительные стержни, дважды обернутые двумя слоями оберточного материала, предпочтительно содержат один из ранее описанных бумажных оберточных материалов с низкой пористостью в качестве наружных оберток, Внутренняя обертка может изменяться, но типично является оберточным материалом, удерживающим табак. Примерными внутренними обертками являются бумажные оберточные материалы, которые содержат примерно 3 части табака "ява" из стеблевых частей и 1 часть древесной пульпы, и выпускаются фирмой "Кимберли-Кларк Корп." как P-2249-115 и P-2831-23-3, Другие соответствующие внутренние оберточные материалы включают в себя табачные части и углеродистые материалы, и выпускаются фирмой "Кимберли-Кларк корп." как P-254094-А, P-2540-94-С и Р-2540-94-D, Внутренние оберточные материалы могут содержать горючие химикалии (например, цитрат калия, ацетат калия или сукцинат калия), и/или действовать как вещество для нанесения ароматизирующих компонентов (например, ментола или ванилина) или как предшественники ароматизирующих компонентов (например, глюкозид ванилина или глюкозид этилванилина).

Типично курительный стержень имеет длину, которая находится в диапазоне 30—

70 мм, предпочтительно 35 — 60 мм, и окружность 17 — 27 мм, предпочтительно 22 -25 мм.

Короткие курительные стержни (т.е, имеющие длину 30 — 50 мм) могут также использоваться, предпочтительно, когда курительные материалы, которые используются, имеют относительно высокую плотность набивки.

Плотность набивки курительного материала, содержащегося в наружной обертке, может изменяться, Типичные плотности набивки. курительных стержней сигарет согласно настоящему изобретению находятся в диапазоне примерно 150-400 мг/см .

Нормально плотности набивки таких курительных стержней находятся в диапазоне

200 †3 мг/см, часто 250 †3 мг/см, в частности, когда используются относительно короткие (т.е, менее 50 мм длины) курительные стержни.

Сигареты согласно настоящему изобретению предпочтительно содержат фильтрующий элемент, и наиболее предпочтительно содержат фильтрующий элемент, имеющий больше одного сегмента. Например, предпочитаемый фильтрующий элемент имеет два или больше фильтрующих сегмента, Типично сегменты предпочитаемых фильтрующих элементов каждый имеет

26

1829919

55 длину, которая находится в диапазоне примерно от 10 — 30 мм, и окружности примерно

17 — 27 мм, предпочтительно 22 — 25 мм. Укупорочная обертка, которая окружает фильтрующий материал каждого фильтрующего сегмента, типично является обычной бумажной укупорочной оберткой, которая может быть либо воздухопроницаемой, либо по существу непроницаемой для воздуха.

Предпочитаемые фильтрующие материалы одного из фильтрующих сегментов содержат углеродистые материалы (например, частицы активированного угля, частицы древесного угля или копирку). Пример конкретно предпочитаемого фильтрующего материала представлен подбором табака/копирки, выпускаемой фирмой

"Кимберли-Кларк кор.". как P-144-ВАС, Такие фильтровальные материалы снижают уровни определенных компонентов газовой фазы в дыме основного потока, который пропускается в рот курильщика. Как таковые, предпочитаемые фильтрующие материалы этого сегмента действуют в направлении снижения уровней любых компонентов дыма, которые могут вызвать неприятные вкусовые или другие нежелательные свойства у дыма основного потока, Предпочитаемые фильтрующие материалы другого из фильтрующих сегментов нормально содержат волокнистые материалы, Примером соответствующего фильтрующего материала является сморщенная нетканая полипропиленовая ткань. Конкретно предпочитаемой нетканой полипропиленовой тканью листовой формы является PP100-F, выпускаемая фирмой "КимберлиКларк корп.". Другим примером соответствующего фильтрующего материала является ацетилцеллюлозная пакля. В частности, предпочитаемые изделия из ацетилцеллюлоэной пакли содержат 8 денье на нить/40000 денье всего, и 8 денье на нить/15000 денье всего, 8 денье на нить/25000 денье всего, и 8 денье на нить/30000 денье всего. Пластификаторы. такие как триацетин, пропиленгликоль или триэтилцитрат, могут объединяться с фильтрующими материалами.

Другой фильтрующий сегмент может иметь фильтрующий материал в форме сморщенного полотна из нетканых термопластичных волокон (т.е, гидрофобных) в тесном контакте с водорастворимым табачным экстрактом с тем, чтобы образовать фильтрующий материал, содержащий экстракт. Высоко предпочитаемой тканью является нетканая ткань из полипропиленовых волокон, выпускаемая фирмой

"Кимберли-Кларк корп," как 200.„. Примеры фильтрующих сегментов и фильтрующих элементов описаны в патентных заявках

США М 414835, поданной 29 сентября 1989 г. и 518597, поданной 3 мая 1990 r, Такие сегменты могут создавать повышенные ароматные свойства в дыме основного потока, который проходит через них.

Еще один фильтрующий сегмент может содержать табачный бумажный материал в качестве фильтрующего материала. Например, фильтрующий материал может иметь форму сморщенного полотна табачной бумаги, выпускаемой фирмой "КимберлиКларк корп." как P-144-В.

Сегменты фильтрующего элемента, соответствующие для использования в этом изобретении, могут изготавливаться с помощью известных способов производства сигаретных фильтров, Фильтрующие элементы могут изготавливаться из ацетилцеллюлозной пакли, используя известные способы. Фильтрующие элементы могут изготавливаться из копировальной бумаги, табачной бумаги и листообразной нетканой полипропиленовой ткани, используя способы изготовления фильтров, описанные в патенте США М 4807809 (на имя Прайора и др.), который здесь включен как прототип.

Альтернативно частицы древесного угля или активированного угля могут быть включены в фильтрующий элемент, используя так называемую "трехфильтровую" конфигурацию путем размещения частиц между двумя сегментами соответствующих фильтрующих материалов.

Фильтрующие элементы могут иметь низкую, среднюю или высокую способности пропускания. Предпочитаемые фильтрующие элементы имеют минимальную эффективность удерживания аэрозоля основного потока (т,е, дыма), одновременно сохраняя требуемые свойства курения сигареты. Такая минимальная эффективность удерживания дыма достигается с помощью фильтрующих элементов "низкой эффективности". Фильтрующие элементы низкой эффективности имеют минимальную способность удерживать микрочастицы дыма основного потока. См, Кейт-ин-Шемелц, Химия табака и табачного дыма, с. 157 (1972).

Вообще фильтрующие элементы низкой эффективности образуют эффективность удерживания микрочастиц дыма основного потока меньше, чем 40 (вес.).

Мундштучный (кончиковый) материал опоясывает фильтрующий элемент и смежный район курительного стержня, так что мундштучный материал проходит 3 — 6 мм длины вдоль курительного стержня. Типич27

1829919

5

15 но мундштучным материалом является обычная мундштучная бумага. Могут использоваться мундштучные материалы разных пористостей, Например, мундштучный материал может быть по существу воздухонепроницаемым, воздухопроницаемым или обработанным (например, способами механической или лазерной перфорации) с тем, чтобы иметь район перфораций, отверстии проходов, тем самым создавая средство воздушного разбавления для сигареты. Общая поверхностная площадь перфораций и размещения перфораций вдоль периферии сигареты могут изменяться для управления качественными характеристиками сигарет, Для с гарет с разбавленным или вентилируемым воздухом согласно настоящему изобретению величина воздушного разбавления может изменяться, Типично величина воздушного разбавления для воздушноразбавленной сигареты больше, чем 25 и часто больше 40/. Верхний предел воздушного разбавления для сигареты типично меньше, чем примерно 750/, более часто, меньше чем около 65/. Как здесь используется термин "воздушное разбавление" означает отношение (выраженное в процентах) объема воздуха, втягиваемого через средства воздушного разбавления, к общему объему воздуха и аэрозоля (т.е, дыма), втягиваемых через сигарету и поступающих в крайний мундштучный участок сигареты. См. Селке и pp„Beilz Zur Tabak In, т. 4, с. 193 (1978), Сигареты согласно настоящему изобретению при курении образуют ароматный аэрозоль основного потока. Аэрозоль основного потока таких сигарет может выделять низкие уровни продуктов неполного сгорания, а также низкие уровни компонентов газовой фазы. Сигареты горят с приемлемой скоростью и поддерживают статическое тление, по крайней мере когда курятся в условиях курения FTC, Сигареты, при курении, имееют конус пепла и огня, который не слишком когезивный и поэтому не слишком длинный. Однако сигареты также образуют конус пепла и огня, которые показывает хорошую целостность, Сигареты согласно настоящему изобретению при курении вообще выделяют меньше, чем примерно 20 мг, предпочтительно меньше, чем примерно 10 мг "дегтя" в побочном потоке на сигарету согласно определению с помощью способов и устройства, описанных Проктором и др.; Аналитик, т.

113, с, 1509 (1988). Такие сигареты нормально обеспечивают больше, чем примерно 5 затяжек, предпочтительно больше, чем примерно 6 затяжек на сигарету во время куре20

55 ния в условиях FTC, Нормально сигареты согласно настоящему изобретению обеспечивают меньше, чем 20 затяжек, и часто меньше, чем 15 затяжек во время курения в условиях FTC.

Ниже приводятся примеры для дальнейшей иллюстрации изобретения, которые однако не должны трактоваться как ограничивающие объем его. Если не оговорено иначе, все части и проценты даны в весовых отношениях.

Пример 1. А. Приготовление табакосодержащего курительного наполнительного материала.

Наполнитель был изготовлен следующим образом.

В смеситель с высоким срезывающим усилием загружалось 500 частей водопроводной воды и 5 частей аммониевого альгината высокой вязкости, выпускаемого как

Амолойд HV Келко-отделением фирмы

"Мерк энд ко.инк.", Результирующая смесь перемешивалась при окружающей температуре с тем, чтобы диспергировать альгинат в воде и гидратировать альгинат, Затем 95 частей осажденного карбоната кальция, выпускаемого как USP Лайт фирмой "Пфайцер инк.", добавлялось в смесь воды/альгината, Результирующий шлам перемешивался с умеренной скоростью в течение 10 мин до получения консистентного шлама.

Шлам высушивался распылением, используя распылительную сушилку Sl Ангидро тайп лаб, имеющую воздухораспылительное сопло со входной температурой около 290 С и выходной температурой около 220 Ф. Распылительная сушилка оборудована насосной системой "Мастерфлекс", использующей головку модели 7016-20 производства "Кол-Пармер инструмент ко.".

Воздушное давление сопла 4 фнт/дюйм, и скорость подачи жидкости обеспечивалась путем установления регулятора скорости насоса на 2. Результирующие высушенные распылением частицы имеют вообще сферическую форму, Частицы просеивались до размера частиц -80/+325 меш США.

Высушенные распылением частицы являются свободно текучими, по существу нерастворимы в воде при окружающей температуре, устойчивые к смачиванию и остаются в агломерированном состоянии, когда входят в контакт с водой при окружающих условиях. Каждая частица составляет агломерированную матрицу из множества осажденных частиц карбоната кальция, разнесенных в альгинате.

Курительный материал изготавливался следующим образом:

В смеситель с высоким сдвиговым усилием, содержащим 225 частей водопровод29

1829919

30 ной воды и установленный на низкую скорость, загружалось 5 частей аммониевого альгината высокой вязкости, выпускаемого под названием Амолойд Н. фирмой "Мерк энд ко.инк,", отделение Келко. Результирующая смесь перемешивалась при окружающей температуре для диспергирования альгината в воде и гидратации альгината, Затем, 20 частей глицерина и 25 частей водопроводной воды загружалось в смесь воды/альгината. Затем 17,2 части ранее описанного агломерированного карбоната кальция загружалось в смесь. Результирующий шлам перемешивался до получения консистентного шлама, Шлам разливался толщиной 0,025 дюйма по полиэтиленовому листу высокой плотности и сушился на воздухе. Результирующий лист был светло-коричневого цвета и гибкий. Лист разрезался на 32 разреза на дюйм, используя бумажный измельчитель.

Нарезанные кусочки листа измельчались в порошок с 8,5 частями мелко измельченных листьев пенсильванского сигарного табака.

В. Приготовление сигареты, Сигареты, по существу как показаны на фиг. 3, изготавливались следующим образом:

Каждая сигарета имела длину около 84 мм и окружность около 24,8 мм и содержала курительный стержень длиной около 57 мм, первый фильтрующий сегмент длиной около

15 мм и второй фильтрующий сегмент длиной около 12 мм. Первый и второй фильтрующие сегменты образуют фильтрующий элемент. Каждый фил ьтрующий сегмент крепился к каждом курительному стержню, используя непористую мундштучную бумагу. В каждой сигарете мундштучная бумага охватывала фильтрующий элемент и примерно на 4 MM (длины) курительный стержень в районе смежном с фильтрующим элементом. Фильтрующие элементы вентилировались примерно до 607, воздушного разбавления путем образования кольца перфораций в мундштучной бумаге и укупорочной обертке фильтрующего элемента, опоясывающей сигарету примерно на 12 мм от края мундштучного конца ее.

Курительный стержень содержал ранее описанный табакосодержащий курительный материал в форме нарезанного наполнителя, Первый фильтрующий сегмент был образован путем компонования полотна табака шириной 11,75 дюйма и копировальной бумаги, выпускаемой как (P-144-ВАС) фирмой "Кимберли-Кларк корп.", используя устройство образования фильтрующего

55 стержня, описанное в примере 1 патента

США М 4807809 на имя Прайора и др. Укупорочная обертка для фильтрующего сегмента производится под индексом N. 5831 фирмой "Экуста корп.". Первый фильтрующий сегмент располагается смежно с курительным стержнем.

Второй фильтрующий сегмент образуется путем компонования полотна шириной

11,75 дюйма нетканой полипропиленовой ткани, выпускаемой как PP-100-F фирмой

"Кимберли-Кларк карп.", используя устройство для формования фильтровального стержня, описанного в примере 1 патента

CLUA М 4807809 на имя Прайора и др. Укупорочная обертка для фильтрующего сегмента выпускается под индексом М 5831 фирмой "Экуста карп,". Второй фильтрующий сегмент устанавливается смежно с первым фильтрующим сегментом с края мундштучного конца сигареты.

Сигаретная наружняя бумажная обертка показывает воздушную проницаемость около 0 единиц КОРЕСТА, Сигаретная бумага выпускается как Р-2831-60-1 фирмой

"Кимберли-Кларк корп.".

Внутренняя обертка курительного стержня является табакосодержащей бумагой, выпускаемой как P-2831-23-3 фирмой "Кимберли-Кларк корп.".

Курительные сигаретные стержни изготавливаются известными способами. В частности, курительный материал обертывается одним слоем бумажной обертки. Вес курительного материала в каждом сигаретном стержне около 1 г.

Сигареты используются путем сжигания курительного стержня, так что курительный материал в бумажной обертке сгорает с выделением дыма. При использовании такие сигареты выделяют очень низкие уровни видимого дыма побочного потока и по существу без запаха побочного потока. Сигареты не являются самогаснущими в течение периода тления в условиях курения FTC, Пример 2. Частицы карбоната кальция, агломерированные альгинатом, изготавливались следующим образом;

В смеситель загружалось 750 мл водопроводной воды и затем 20 г глицерина. Во время медленного перемешивания вводилось около 10 г аммониевого альгината. описанного в примере 1, с медленной скоростью с тем, чтобы диспергировать альгинат в воде.

Результирующая смесь переводилась в однолитровый сосуд, закупоривалась и медленно перекатывалась всю ночь для гидратирования альгината.

Шлам 250 г осажденного карбоната кальция, выпускаемого под индексом М 2А фир31

1829919

32 мой "Пфицер инк.", в 250 г водопроводной воды приготавливался и затем вводился в

200 г смеси воды (глицерина) альгината, Результирующий шлам медленно перемешивался до получения шлама гладкой структуры.

Шлам разливался по листу из полиэтилена высокой плотности, образуя слой около 0,04 дюйма толщины, и сушился на воздухе для получения кусков высушенного листа размером примерно 6х6 дюймов. Результирующий высушенный лист затем измельчался вручную до частиц тонкого размера и просеивался через-50 меш США, Частицы кальцинированного агломерированно > карбоната кальция изготавливались следующим образом:

В смеситель с низким срезывающим усилием загружалось 832 частей водопроводной воды при окружающей температуре, 757 частей осажденного карбоната кальция в форме макрочастиц, выпускаемого как

Альбакар 5970 фирмой "Пфицер инк.", и 267 частей мелассы. Карбонат кальция имел розеткообразную структуру и средний размер частиц (т.е. диаметр) около 2 мкм. Меласса была типа рафинированого сиропа производства фирмы "Саванна Шугар Ко.", и имела содержание твердого вещества/воды около 3,7:1, Результирующая смесь переме- 30 шивалась в течение от 5 до 10 минут для образования шлама, имеющего содержание твердого вещества 52 и вязкость 1200 ц/с при измерении вискозиметром LVT Брукфильда с помощью цилиндрического CVшпинделя N. 4, Шлам сушился распылением путем непрерывного нагнетания шлама с расходом

6 фунт/мин при давлении подачи 475 — 500 фунт/дюйм на распылительной сушилке. 40

Распылительная сушилка была типа Бовена промышленного производства, оборудованная соплом SD-046 и работавшая в промышленном режиме. Входная температруа была 470 Ф, и выходная температура была 45

260 Ф. Результирующие высушенные распылением частицы имели вообще сферическую форму, и содержание влаги менее 2 .

Частицы просеивались до размера частиц

-70/+200 меш США. 50

Высушенные распылением частицы помещались на стальной лоток 12х36 дюймов слоем толщины 0,5 дюйма. Лоток затем пропускается через печь с ленточным конвейером со скоростью 8-12 дюймов/мин, и подвергается нагреванию в атмосфере азота до 600 С в течение 10 мин, и затем при

400 С в течение 20 мин. Печь поддерживается при 720 С, и лоток подвергается воздействию максимальной температуры воздуха около 670 С в течение этого времени. Нагретые частицы удаляются из печи в зону охлаждения, в которой находятся час в атмосфере азота и охлаждаются до комнатной температуры.

Собранные таким образом кальцинированные частицы черные, сферические по форме, свободно текучие и стойкие к смачиванию. Частицы содержат 93 карбоната кальция, и показывают объемную плотность около 0,5 г/см . Частицы, каждая, являются з агломерированной матрицей множества осажденных частиц карбоната кальция, разнесенных в углеродистом материале.

Табакосодержащий курительный наполнительный материал изготавливался следующим образом:

В смеситель с высоким срезывающим усилием загружалось 225 мл водопроводной воды, и в воде диспергировалось 5 г аммониевого альгината, описанного в примере 1, Результирующая смесь медленно перемешивалась при окружающей температуре в течение 15 мин до завершения гидратирования альгината. Затем 20 г глицерина вводилось в смесь с последующим добавлением

25 мл водопроводной воды. В смесь добавлялось около 16,7 r "Американской смеси" табачного нарезанного наполнителя, который измельчался в порошок. Затем в смесь добавлялось 25 мл водо п роводной воды. Результирующая смесь перемешивалась до получения гладкого шлама. В шлам добавлялась смесь 13,8 г кальцинированного агломерированного карбоната кальция и 13,8 r карбоната кальция, агломерированного аммониевым альгинатом. Результирующий шлам перемешивался до получения гладкой структуры шлама. Результирующий шлам разливался на листе из полиэтилена высокой плотности слоем толщины 0,025 дюйма и сушился на воздухе.

Пример 3. А. Приготовление агломерированной матрицы-наполнителя.

В 500 частей водопроводной воды при окружающей температуре и содержащейся в смесителе с высоким срезывающим усилием загружалось 5 частей аммониевого альгината, выпускаемого под названием

Амолойд HV. Смесь перемешивалась до завершения гидратирования альгината.

Смесь затем переводилась в смеситель типа смесителя для сбивания яиц. Затем 94,5 частей осажденного карбоната кальция, как описано в примере 1, загружалось в смесь.

Перемешивание продолжалось до получения смеси однородной консистенции. Затем

0,5 частей додецилсульфата натрия, производства фирмы "Алдрих кемикал ко.", загружалось в смесь. Перемешивание

1829919 продолжалось около 15 мин, и к этому времени смесь вспенивалась.

Шлам разливался слоем толщины 0,05 дюйма по листу из полиэтилена высокой плотности и сушился на воздухе. Результирующий лист был белый и очень хрупкий. Он измельчался и просеивался для получения фракции частиц размером -30/+100 меш США. Этот материал не утрачивал своей структуры при погружении в воду. Материал имел объемную плотность при измерении с помощью градуированного цилиндра около 0,26 г/см . Объемная плотность первоначального карбоната кальция при измерении тем же способом была около 0,46 г/см .

В. Изготовление курительного наполнительного материала.

В 200 частей водопроводной воды при окружающей температуре, содержащейся в смесителе с высоким срезывающим усилием загружалось 3,33 частей аммониевого альгината Амолойд H., затем 4,5 частей глицерина. Смесь перемешивалась в течение

15 минутдо полного гидратирования компонентов. Затем смесь переводилась в смеситель типа смесителя для сбивания яиц и перемешивалась, Отдельно 60 частей вышеописанного агломерированного карбоната кальция смешивалось с 400 частями водопроводной воды, и результирующий шлам добавлялся в смесь. Смесь перемешивалась плавно до получения ровной консистенции, Смесь затем разливалась слоем толщины

0,05 дюйма по листу из полиэтилена высокой плотности, Результирующий лист был белый и гибкий. Результирующая плотность листа была 0,39 ri cM . Плотность сравнимого листа, изготовленного с использованием первоначального неагломерированного осажденного карбоната кальция была 0,96 г/см . Этот курительный наполнительный материал нарезался на полосы шириной около 1/32 дюйма для образования курительного нарезанного наполнителя.

Пример 4, Агломерированная матрица-наполнитель изготавливалась следующим образом.

В 20 частей водопроводной воды при окружающей температуре и содержащейся в смесителе с высоким сдвиговым усилием загружалось 5 частей пектина НМ Шугарлес типа LM-20 ASZ, производства фирмы "Геркулес кемикалс". Смесь перемешивалась до полного гидратирования пектина. Смесь затем переводилась в смеситель типа смесителя для сбивания яиц. Отдельно 670 частей осажденного карбоната кальция, как описано в примере 1, вводилось в 200 частей водопроводной воды. В нее добавлялось 0,3 части полиоксиэтиленсорбитанмоноолеата, 5

55 выпускаемого под названием Твин-80 фирмой "Сигма Кемикал Ко.", и загружалось в смесь. Этот шлам затем загружался в пектиновую смесь и перемешивался в течение 15 мин до образования вспенивания смеси.

Вспененный шлам разливался слоем толщины 0,05 дюйма по листу полиэтилена высокой плотности и сушился на воздухе.

После высушивания лист опрыскивался 5%ным водным раствором хлористого кальция, так что результирующий лист теперь содержал примерно 1 часть хлористого кальция.

Результирующий лист был белый и очень хрупкий. Он измельчался и просеивался для получения фракции частиц -30/+100 меш

США. Материал имел объемную плотность при измерении с помощью градуированного цилиндра около 0,28 г/см . Объемная плотность первоначального карбоната кальция при измерении тем же способом была

0,46 г/см .

Результирующая агломерированная матрица-наполнитель использовалась для изготовления курительного наполнительного материала, в основном, таким же способом, как описано в примере 1.

Формула изобретения

1. Сигарета, содержащая заключенный в обертку курительный наполнительный материал, включающий табак, о т л и ч а ю щ ая с я тем, что, с целью улучшения вкусовых качеств сигареты при ее курении, курительный наполнительный материал содержит смесь табака с агломерированой основойнаполнителем, включающей неорганический и органический компоненты, и связующим веществом, 2. Сигарета по и. 1, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что в качестве связующего вещества содержит альгинат аммония.

3. Сигарета по пп, 1 и 2, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что табак включен в виде экстракта.

4. Сигарета по и. 3, о т л и ч а ю щ а я— с я тем, что курительный материал содержит аэрозол ьобразующее вещество, 5, Сигарета по и, 1. о т л и ч а ю щ а я— с я тем, что обертка выполнена из бумаги с пористостью не более 5 единиц Кореста.

6, Сигарета по пп. 1 — 5, о т л и ч а ю щая с я тем, что агломерированная основа-наполнитель включает компонент карбоната кальция и компонент альгината.

7. Сигарета по и. 1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что агломерированная основа-наполнитель содержит 10 — 99 мас,ч. карбоната кальция на каждую мас.ч, органического компонента, Приоритет по пунктам:

29.09.89 по пп. 1,3,4,5;

15.08.90 по пп. 2,6,7, 1829919!

О 20

55 65

40

l0

40

35 37 50

40

35 37 50

30

40 с Г 75 55 35 85

Составитель А.Ульянова

Редактор О.Стенина Техред М. Моргентал Корректор Л.Пилипенко

Заказ 2482 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101