PL227512B1

PL227512B1 - Tobacco product batch, preferably a cigarette with the three-segment sorptive filtering system, the middle segment of which contains the carbonic sorbent

Info

Publication number: PL227512B1
Application number: PL407443A
Authority: PL
Inventors: Stefan Ziętek; Bronisław Buczek; Urszula Wyrzykowska; Andrzej Świątkowski; Karol Buchalik; Włodzisław Ćwiąkalski; Maciej Miszczak; Waldemar Witkowski
Original assignee: Inst Przemysłu Organicznego
Priority date: 2014-03-07
Filing date: 2014-03-07
Publication date: 2017-12-29
Also published as: PL407443A1

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest zestaw wyrobu tytoniowego, zwłaszcza papierosa z trójsegmentowym układem filtrosorpcyjnym, którego środkowy segment zawiera sorbent węglowy, zaś skrajne segmenty materiał włóknisty. Wynalazek występuje w dwóch odmianach. W ramach pierwszej odmiany wynalazku, trójsegmentowy układ filtrosorpcyjny zamontowany jest do jednego z końców wyrobu tytoniowego, tj. od strony ust palacza, zaś w ramach drugiej odmiany wynalazku układ filtrosorpcyjny zamontowany jest w rurkowym ustniku i oddzielony od wyrobu tytoniowego.The subject of the invention is a tobacco product assembly, in particular a cigarette with a three-segment filter system, the middle segment of which comprises carbon sorbent and the end segments of fibrous material. The invention takes two forms. In the first aspect of the invention, the three-segment filter element is mounted to one end of the tobacco product, i.e. from the mouth side of the smoker, and in the second aspect of the invention the filter system is mounted in the tubular mouthpiece and separate from the tobacco product.

Znane są trójsegmentowe układy filtrosorpcyjne - filtry do wyrobów tytoniowych, zwłaszcza papierosów, których środkowy segment zawiera sorbent węglowy adsorbujący lotne składniki dymu wydzielającego się podczas spalania wyrobu tytoniowego, zaś skrajne segmenty mają postać zwartych filtrów włóknistych zatrzym ujących aerozole - ciekłe i stałe produkty spalania.There are known three-segment filtering systems - filters for tobacco products, especially cigarettes, the middle segment of which contains carbon sorbent adsorbing volatile components of smoke emitted during the combustion of a tobacco product, and the extreme segments are in the form of dense fiber filters that retain aerosols - liquid and solid combustion products.

W europejskich patentach EP1827145, EP1993389 oraz EP2207437 opisano trójsegmentowe filtry wyrobów tytoniowych, zwłaszcza papierosów. Skrajne segmenty mają postać włóknistego podłoża, zazwyczaj wykonanego z octanu celulozy, zaś segment środkowy może zawierać sorbent węglowy w postaci złoża zbudowanego ze sferoidalnych cząstek n. p. tworzących dwie frakcje zróżnicowane pod względem wielkości cząstek. Ponadto, środkowy segment może zawierać sorbent węglowy wprowadzony do bibułki z octanu celulozy albo sorbent węglowy w środkowym segmencie filtra może przywierać do nici bawełnianej otoczonej warstwą octanu celulozy. Niedostateczne wypełnienie środkowego segmentu filtra materiałem filtrosorpcyjnym zawierającym węgiel aktywny powoduje tworzenie się tak zwanych kanałów dymu w filtrze, obniżając jego zdolności filtrosorpcyjne.European patents EP1827145, EP1993389 and EP2207437 describe three-segment filters for tobacco products, in particular cigarettes. The end segments are in the form of a fibrous support, usually made of cellulose acetate, and the middle segment may contain a carbon sorbent in the form of a bed of spheroidal particles, e.g., constituting two differently sized fractions. In addition, the middle segment may contain a carbon sorbent incorporated into the cellulose acetate paper, or a carbon sorbent in the middle segment of the filter may adhere to a cotton thread surrounded by a layer of cellulose acetate. Insufficient filling of the middle segment of the filter with filter material containing activated carbon causes the formation of so-called smoke channels in the filter, reducing its filtering capacity.

W brytyjskim dokumencie patentowym GB1087909 opisane są segmentowe filtry montowane do wyrobów tytoniowych, zwłaszcza papierosów, składające się z co najmniej trzech segmentów usytuowanych szeregowo i przylegających do siebie końcami. Środkowy segment trójsegmentowego układu filtrosorpcyjnego zawiera włóknisty materiał z naniesionym na jego włóknach adsorbentem w postaci stałych cząstek węgla aktywnego, natomiast skrajne segmenty są wypełnione materiałem włóknistym bez adsorbentu. Jako materiał włóknisty może być wykorzystany papier zmarszczony (krepina), bawełna absorpcyjna, octan celulozy lub włóknina trójoctanowa.British patent GB1087909 describes segmented filters mounted on tobacco products, in particular cigarettes, consisting of at least three segments arranged in series and adjacent to each other end to end. The middle segment of the three-segment filter system contains a fibrous material with adsorbent in the form of solid particles of active carbon deposited on its fibers, while the outermost segments are filled with fibrous material without an adsorbent. As the fibrous material, crinkled paper (crepe paper), absorbent cotton, cellulose acetate or triacetate non-woven material can be used.

W przykładach realizacji wynalazku opisanego w dokumencie patentowym PL 203942 przedstawiono trójsegmentowe filtry papierosowe, których skrajne segmenty w postaci korków wykonane były z octanu celulozy, zaś środkowe segmenty zawierały sorbent węglowy w postaci złoża, w którym objętość mikroporów o średnicy poniżej 2 nm wynosiła do 0,3 cm³/g, zaś objętość mezoporów o średnicy 2-50 nm wynosiła co najmniej 0,25 cm³/g.In the embodiments of the invention described in the patent PL 203942 there are presented three-segment cigarette filters, the end segments in the form of plugs were made of cellulose acetate, and the middle segments contained carbon sorbent in the form of a bed, in which the volume of micropores with a diameter below 2 nm was up to 0, 3 cm ³ / g, and the volume of mesopores with a diameter of 2-50 nm was at least 0.25 cm ³ / g.

Znane są również ustniki do wyrobów tytoniowych, zwłaszcza papierosów, wykonane ze szkła, ceramiki, drewna lub tworzywa sztucznego, mieszczące w swym przewodzie segmentowe filtry zawierające węgiel aktywny.Mouthpieces for tobacco products, in particular cigarettes, made of glass, ceramic, wood or plastic, which contain segmented filters containing activated carbon in their conduit are also known.

Istota pierwszej odmiany zestawu wyrobu tytoniowego, zwłaszcza papierosa, z trójsegmentowym układem filtrosorpcyjnym, którego środkowy segment zawiera sorbent węglowy, zaś skrajne segmenty materiał włóknisty, zamontowanym do jednego z końców wyrobu tytoniowego polega na tym, że skrajne segmenty trójsegmentowego układu filtrosorpcyjnego zbudowane są z wysokoskutecznej włókniny filtracyjnej (HEPA lub ULPA) o skuteczności filtracji mieszczącej się w zakresie od 99,5 do 99,999995, korzystnie w zakresie od 99,995 do 99,9995, zaś środkowy segment trójsegmentowego układu filtrosorpcyjnego ma postać warstwy sorbentu węglowego o wielkości ziarna mieszczącej się w zakresie od 0,1 mm do 1,0 mm, korzystnie w zakresie od 0,3 mm do 0,5 mm, o objętości mikroporów w zakresie od 0,1 cm³/g do 0,8 cm³/g, korzystnie mieszczącej się w zakresie od 0,4 cm³/g do 0,6 cm³/g oraz o objętości mezoporów mieszczącej w zakresie od 0,1 cm³/g do 0,8 cm³/g, korzystnie w zakresie od 0,3 cm³/g do 0,5 cm³/g.The essence of the first variant of the tobacco product set, especially a cigarette, with a three-segment filter system, the middle segment of which contains carbon sorbent, and the extreme segments of fibrous material, mounted to one of the ends of the tobacco product, is that the extreme segments of the three-segment filter system are made of highly effective nonwoven fabric. filtering system (HEPA or ULPA) with filtration efficiency in the range from 99.5 to 99.999995, preferably in the range from 99.995 to 99.9995, and the middle segment of the three-segment filtration system is in the form of a carbon sorbent layer with a grain size in the range from 0.1 mm to 1.0 mm, preferably in the range from 0.3 mm to 0.5 mm, with a micropore volume in the range from 0.1 cm ³ / g to 0.8 cm ³ / g, preferably ranging from 0.4 cm ³ / g to 0.6 cm ³ / g and with a mesopore volume ranging from 0.1 cm ³ / g to 0.8 cm ³ / g, preferably in the range of 0.3 cm 3 / g ³ / g to 0.5 cm ³ / g.

Istota drugiej odmiany zestawu wyrobu tytoniowego, zwłaszcza papierosa z trójsegmentowym układem filtrosorpcyjnym, którego środkowy segment zawiera sorbent węglowy, zaś skrajne segmenty materiał włóknisty, umieszczonym w ustniku w postaci rurki o wylocie rozszerzającym się od strony wyrobu tytoniowego polega na tym, że trójsegmentowy układ filtrosorpcyjny wmontowany jest w przewodzie rurowym ustnika, za jego rozszerzającym się kanałem wlotowym, korzystnie wykonanego z tworzywa naturalnego, sztucznego albo papieru, natomiast skrajne segmenty trójsegmentowego układu filtrosorpcyjnego zbudowane są z wysokoskutecznej włókniny filtracyjnej (HEPA lub ULPA) o skuteczności filtracji mieszczącej się w zakresie od 99,5 do 99,999995, korzystnie w zakresie od 99,995 do 99,9995, zaś środkowy segment trójsegmentowego układu filtrosorpcyjnego ma postać warstwy sorbentu węgloPL 227 512 B1 wego o wielkości ziarna mieszczącej się w zakresie od 0,1 mm do 1,0 mm, korzystnie w zakresie od 0,3 mm do 0,5 mm, o objętości mikroporów mieszczącej się w zakresie od 0,1 cm³/g do 0,8 cm³/g, korzystnie w zakresie od 0,4 cm³/g do 0,6 cm³/g oraz o objętości mezoporów mieszczącej się w zakresie od 0,1 cm³/g do 0,8 cm³/g, korzystnie w zakresie od 0,3 cm³/g do 0,5 cm³/g.The essence of the second variant of the tobacco product assembly, especially a cigarette with a three-segment filter system, the middle segment of which contains carbon sorbent, and the outer segments of the fibrous material, placed in a tube-shaped mouthpiece with an outlet widening from the side of the tobacco product, consists in the fact that the three-segment filter system is installed it is in the pipe line of the mouthpiece, behind its expanding inlet channel, preferably made of natural plastic or paper, while the extreme segments of the three-segment filter system are made of high-performance filtering fleece (HEPA or ULPA) with a filtration efficiency ranging from 99, 5 to 99.999995, preferably in the range from 99.995 to 99.9995, and the middle segment of the three-segment filter system is in the form of a carbon sorbent layer with a grain size in the range of 0.1 mm to 1.0 mm, preferably in the range from 0.3 mm to 0.5 mm, with a micropore volume ranging from 0.1 cm ³ / g to 0.8 cm ³ / g, preferably in the range from 0.4 cm ³ / g to 0.6 cm ³ / g, and a mesopore volume in the range range of 0.1 cm ³ / g to 0.8 cm ³ / g, preferably in the range of 0.3 cm ³ / g to 0.5 cm ³ / g.

Podczas spalania wyrobu tytoniowego w konfiguracji zestawu według obu odmian wynalazku, w znaczącym stopniu zostaje zmniejszona w dymie tytoniowym zawartość aerozoli stałych i ciekłych, przedostających się do ust palacza, w wyniku zatrzymania tych substancji przez okładziny filtracyjne oraz w wyniku adsorpcji toksycznych, gazowych substancji przez warstwę sorbentu węglowego.When burning a tobacco product in the configuration of a kit according to both variants of the invention, the content of solid and liquid aerosols in tobacco smoke entering the smoker's mouth is significantly reduced as a result of these substances being retained by the filter linings and as a result of the adsorption of toxic gaseous substances through the layer. carbon sorbent.

Przedmiot wynalazku zilustrowany jest na przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia w ramach pierwszej odmiany wynalazku zestaw wyrobu tytoniowego, tj. papieros z układem filtrosorpcyjnym w widoku z boku z częściowym przekrojem osiowym obejmującym trójsegmentowy układem filtrosorpcyjny, zaś fig. 2 przedstawia w ramach drugiej odmiany wynalazku przekrój osiowy zestawu wyrobu tytoniowego - papierosa z trójsegmentowym układem filtrosorpcyjnym oddzielonym od papierosa i umieszczonym w ustniku.The subject matter of the invention is illustrated by an exemplary embodiment in which Fig. 1 shows, within the framework of a first variant of the invention, a tobacco product assembly, i.e. a cigarette with a filter system, in a side view with a partial axial section including a three-segment filter system, and Fig. 2 shows in in the context of the second variant of the invention, an axial section of a tobacco product assembly - a cigarette with a three-segment filter system separated from the cigarette and placed in the mouthpiece.

Zestaw wyrobu tytoniowego z filtrem według pierwszej odmiany wynalazku składa się z papierosa 1 z przymocowanym do jego końca trójsegmentowym układem filtrosorpcyjnym 2, którego środkowy segment 3 zawiera sorbent węglowy, zaś skrajne segmenty 4 zbudowane są z wysokoskutecznej włókniny filtracyjnej (HEPA lub ULPA) o skuteczności filtracji mieszczącej się w zakresie od 99,995 do 99,9995, przy czym środkowy segment 3 ma postać warstwy sorbentu węglowego o wielkości ziarna mieszczącej się w zakresie od 0,3 mm do 0,5 mm, o objętości mikroporów mieszczącej się w zakresie od 0,4 cm³/g do 0,6 cm³/g oraz o objętości mezoporów mieszczącej się w zakresie od 0,3 cm³/g do 0,5 cm³/g.The tobacco product assembly with a filter according to the first variant of the invention consists of a cigarette 1 with a three-segment filtering system 2 attached to its end, the middle segment 3 of which contains carbon sorbent, and the end segments 4 are made of high-efficiency filtering non-woven fabric (HEPA or ULPA) with filtration efficiency in the range from 99.995 to 99.9995, with the middle segment 3 in the form of a layer of carbon sorbent with a grain size in the range of 0.3 mm to 0.5 mm, with a micropore volume in the range of 0.4 cm ³ / g to 0.6 cm ³ / g and with a mesopore volume ranging from 0.3 cm ³ / g to 0.5 cm ³ / g.

Zestaw do papierosów według drugiej odmiany wynalazku składa się z wyrobu tytoniowego papierosa 1 oraz ustnika 5 wykonanego z papieru w postaci rurki 6 z rozszerzającym się na końcu kanałem wlotowym 7, w którym umieszczony jest papieros 1, zaś w rurce 6 ustnika 5 usytuowany jest trójsegmentowy układ filtrosorpcyjny 2, którego środkowy segment 3 zawiera sorbent węglowy. Skrajne segmenty 4 trójsegmentowego układu filtrosorpcyjnego 2 zbudowane są z wysokoskutecznej włókniny filtracyjnej (HEPA lub ULPA) o skuteczności filtracji mieszczącej się w zakresie od 99,995 do 99,9995, przy czym środkowy segment 3 ma postać warstwy sorbentu węglowego o wielkości ziarna mieszczącej się w zakresie od 0,3 mm do 0,5 mm, o objętości mikroporów mieszczącej się w zakresie od 0,4 cm³/g do 0,6 cm³/g oraz o objętości mezoporów mieszczącej się w zakresie od 0,3 cm³/g do 0,5 cm³/g.The cigarette kit according to the second variant of the invention consists of a tobacco product of a cigarette 1 and a mouthpiece 5 made of paper in the form of a tube 6 with an inlet channel 7 widening at its end, in which the cigarette 1 is placed, and in the tube 6 of the mouthpiece 5 there is a three-segment arrangement. filter absorbent 2, the middle segment 3 of which contains carbon sorbent. The extreme segments 4 of the three-segment filtering system 2 are made of high-efficiency filtering non-woven fabric (HEPA or ULPA) with a filtration efficiency ranging from 99.995 to 99.9995, while the middle segment 3 is in the form of a layer of carbon sorbent with a grain size ranging from 0.3 mm to 0.5 mm, with a micropore volume ranging from 0.4 cm ³ / g to 0.6 cm ³ / g and a mesopore volume ranging from 0.3 cm ³ / g to 0.5 cm ³ / g.

W czasie palenia wyrobu tytoniowego - papierosa 1, część produktów spalania przedostając się przez niespaloną część papierosa 1, dochodzi do trójsegmentowego układu filtrosorpcyjnego 2. Znaczna część toksycznych produktów spalania zostaje kolejno zatrzymywana na pierwszym skrajnym 4, środkowym 3 oraz drugim skrajnym 4 segmencie układu filtrosorpcyjnego 2. W skrajnych segmentach filtracyjnych 4 zatrzymywane są głównie aerozolowe - stałe i ciekłe toksyczne produkty spalania, zaś w segmencie środkowym 3 układu filtrosorpcyjnego 2 zatrzymywane są przede wszystkim gazowe, toksyczne produkty spalania papierosa 1. W rezultacie, do ust palacza przedostają po opuszczeniu trójsegmentowego układu filtrosorpcyjnego 2 lotne produkty spalania papierosa 1 zawierające śladowe ilości substancji toksycznych.While smoking a tobacco product - cigarette 1, some of the combustion products get through the unburned part of the cigarette 1 and reach the three-segment filter system 2. A significant part of the toxic combustion products is sequentially retained on the first extreme 4, middle 3 and the second extreme 4 segment of the filtering system 2 In the extreme filtration segments 4, mainly aerosol - solid and liquid toxic combustion products are retained, while in the middle segment 3 of the filter system 2, mainly gaseous, toxic products of cigarette 1 combustion are retained. As a result, they enter the smoker's mouth after leaving the three-segment filter system. 2 volatile products of cigarette burning 1 containing traces of toxic substances.

Claims

A set of tobacco products, in particular a cigarette with a three-segment filter system, the middle segment of which contains carbon sorbent and the end segments of fibrous material, mounted to one of the ends of the tobacco product, characterized in that the end segments (4) of the three-segment filter system (2) are constructed are made of high-efficiency filtering non-woven fabric with a filtration efficiency ranging from 99.5 to 99.999995, preferably in the range from 99.995 to 99.9995, and the middle segment (3) of the three-segment filtration system (2) has the form of a layer of carbon sorbent with the size of a grain ranging from 0.1 mm to 1.0 mm, preferably in the range of 0.3 mm to 0.5 mm, with a micropore volume ranging from 0.1 cm ³ / g to 0.8 cm ³ / g, preferably in the range from 0.4 cm ³ / g to 0.6 cm ³ / g and a mesopore volume in the range from 0.1 cm ³ / g to 0.8 cm ³ / g, suitable e in the range of 0.3 cm ³ / g to 0.5 cm ³ / g.

PL 227 512 B1

A set of tobacco products, especially a cigarette with a three-segment filter system, the middle segment of which contains carbon sorbent, and the end segments of fibrous material, placed in a tube-shaped mouthpiece with an outlet widening from the side of the tobacco product, characterized in that the three-segment filter system (2 ) is mounted in the tubular line (6) of the mouthpiece (5), behind its widening inlet channel (7), preferably made of natural plastic, plastic or paper, while the extreme segments (4) of the three-segment filter system (2) are made of highly effective non-woven filter fabric with a filtration efficiency ranging from 99.5 to 99.999995, preferably in the range from 99.995 to 99.9995, and the middle segment (3) of the three-segment filtration system (2) is in the form of a carbon sorbent layer with a grain size of ranging from 0.1 mm to 1.0 mm, preferably ranging from 0.3 mm to 0.5 mm, with a micro volume pores ranging from 0.1 cm ³ / g to 0.8 cm ³ / g, preferably in the range from 0.4 cm ³ / g to 0.6 cm ³ / g, and with a mesopore volume ranging from 0.1 cm ³ / g to 0.8 cm ³ / g, preferably in the range from 0.3 cm ³ / g to 0.5 cm ³ / g.