RU2631628C2

RU2631628C2 - Tobacco smoke filter

Info

Publication number: RU2631628C2
Application number: RU2014134214A
Authority: RU
Inventors: Энтони Денис МАККОРМЭК; Мэттью Джеймс ТИППЕР; Стивен Джон Расселл; Вера ЧЕТТИ
Original assignee: Эссентра Филтер Продактс Девелопмент Ко. Пти. Лтд
Priority date: 2012-02-23
Filing date: 2013-02-25
Publication date: 2017-09-25
Also published as: JP2020043872A; IN2014DN06667A; JP2018011604A; JP2015507937A; EP2816911A1; US20150059789A1; JP6258872B2; US20230248053A1; CA2863465C; EP2816911B1; WO2013124475A1; CN104244747A; EP2816911C0; JP2022066362A; CA2863465A1; CN110558609A; RU2014134214A

Abstract

FIELD: tobacco industry.

SUBSTANCE: filter or filter element for tobacco smoke includes a nonwoven material comprising a staple fiber web and a water soluble binder, wherein the water soluble binder is uniformly applied to at least one surface of the staple fiber web in which the staple fiber has the "total biodegradability" biodegradability level when measured in accordance with the OECD 301 B "Ready Biodegradability Method", and wherein the nonwoven material is a nonwoven material obtained by damp laying.

EFFECT: providing effective filtration with the biodegragation function of the filter.

17 cl, 1 dwg, 2 tbl

Description

Настоящее изобретение относится к фильтрам и фильтрующим элементам для курительных изделий, таких как сигареты.The present invention relates to filters and filter elements for smoking articles, such as cigarettes.

В настоящее время существует настоятельная потребность в снижении вреда для окружающей среды от сигаретных окурков. Подавляющее большинство существующих сигаретных фильтров изготавливают с использованием традиционного волокнистого жгута из ацетата целлюлозы, который имеет очень низкую скорость биоразложения. Это приводит к тому, что выкинутые на землю окурки могут оставаться легко заметными в течение длительного времени. Кроме того, существующие фильтры из ацетата целлюлозы не разрушаются, когда их выбрасывают в водопровод и сохраняют свои характерные размеры и форму даже после длительного нахождения в воде. Это вызывает проблемы на станциях очистки сточных вод, где использованные окурки необходимо удалять из потока воды в процессе очистки. Конечно, многие окурки, которые первоначально выбрасывают на землю, в конечном счете оказываются в водоочистных сооружениях после того, как их смывает в стоки вместе с атмосферными осадками. Таким образом, существует потребность в сигаретных фильтрах, выполненных из легко биоразлагаемых материалов, которые быстро разрушаются при нахождении в воде. Кроме того, материал фильтра должен удовлетворять ряду других критериев, в частности находиться в форме, подходящей для быстрого получения из него сигаретных фильтров; обеспечивать подходящие характеристики конечному фильтру (например, эффективность фильтрации, твердость, отсутствие колебаний параметров и т.д.); быть экономически рентабельным и обеспечивать приемлемые субъективные характеристики (заметный вкус и внешний вид) в готовых сигаретах.Currently, there is an urgent need to reduce environmental damage from cigarette butts. The vast majority of existing cigarette filters are made using traditional cellulose acetate fiber tow, which has a very low biodegradation rate. This leads to the fact that cigarette butts thrown to the ground can remain easily noticeable for a long time. In addition, existing cellulose acetate filters are not destroyed when they are thrown into the water supply and retain their characteristic size and shape even after prolonged exposure to water. This causes problems at wastewater treatment plants where used cigarette butts must be removed from the water stream during the treatment process. Of course, many cigarette butts that are initially thrown to the ground ultimately end up in water treatment plants after they are washed off into drains along with precipitation. Thus, there is a need for cigarette filters made of readily biodegradable materials that are rapidly destroyed when in water. In addition, the filter material must satisfy a number of other criteria, in particular, be in a form suitable for quickly obtaining cigarette filters from it; provide suitable characteristics to the final filter (for example, filtration efficiency, hardness, lack of fluctuation of parameters, etc.); be economically viable and provide acceptable subjective characteristics (noticeable taste and appearance) in finished cigarettes.

Это проблема не нова, и для ее решения проводились исследования, направленные на поиск подходящего биоразлагаемого материла для сигаретных фильтров. В течение последнего времени было подано много патентных заявок на материалы, которые претендуют на удовлетворение этим требованиям, но до сих пор пока ни один из этих материалов не получил заметного признания на рынке. Таким образом, остается потребность в материале, фильтрующем табачный дым, который легко поддается биоразложению, очень быстро расщепляется при погружении в воду.This problem is not new, and to solve it, studies were conducted aimed at finding a suitable biodegradable material for cigarette filters. Recently, many patent applications have been filed for materials that claim to meet these requirements, but so far not one of these materials has received significant market recognition. Thus, there remains a need for a material that filters tobacco smoke, which is easily biodegradable, and breaks down very quickly when immersed in water.

В соответствии с настоящим изобретением в первом аспекте обеспечивают фильтр или фильтрующий элемент для табачного дыма, включающий нетканый материал, содержащий полотно из штапельного волокна и водорастворимое связующее, где водорастворимое связующее равномерно нанесено по меньшей мере на одну поверхность полотна из штапельного волокна.In accordance with the present invention, in a first aspect, there is provided a filter or filter element for tobacco smoke comprising a nonwoven fabric comprising a staple fiber web and a water-soluble binder, wherein the water-soluble binder is uniformly applied to at least one surface of the staple fiber web.

В соответствии с настоящим изобретением в другом аспекте обеспечивают фильтр или фильтрующий элемент для табачного дыма, включающий нетканый материал, содержащий штапельное волокно (например, полотно из штапельного волокна) и водорастворимое связующее, где водорастворимое связующее нанесено на штапельное волокно в водной форме.In accordance with the present invention, in another aspect, a tobacco smoke filter or filter element is provided comprising a non-woven material comprising a staple fiber (e.g., a staple fiber web) and a water-soluble binder, wherein the water-soluble binder is applied to the staple fiber in aqueous form.

Нетканые материалы могут быть определены как полотняные или сетчатые структуры, соединенные спутанными волокнами или элементарными волокнами (и с помощью перфорированных пленок) механически, термически или химически. Они могут быть изготовлены непосредственно из отдельных волокон (или из расплавленной пластмассы или полимерной пленки). В данном случае термин «нетканый материал» однозначно не включает бумагу или бумагу-основу.Non-woven materials can be defined as linen or mesh structures connected by entangled fibers or elementary fibers (and using perforated films) mechanically, thermally or chemically. They can be made directly from individual fibers (or from molten plastic or polymer film). In this case, the term "non-woven material" does not explicitly include paper or base paper.

Предпочтительно нетканый материал представляет собой нетканый материал, полученный влажной укладкой. Нетканый материал может иметь плотность полотна от 25 до 42 г/см², например от 27 до 40 г/см².Preferably, the nonwoven fabric is a nonwoven fabric obtained by wet laying. The nonwoven material may have a web density of 25 to 42 g / cm ² , for example, 27 to 40 g / cm ² .

Штапельное волокно предпочтительно является биоразлагаемым материалом. Штапельное волокно может представлять собой регенерированное целлюлозное волокно, например вискозное волокно (Viscose) или тенсельное волокно (Tencel), которые выпускаются Lenzing AG. Также могут быть использованы другие биоразлагаемые волокна, такие как волокна из поливинилового спирта (ПВС), полимолочной кислоты (ПМК), полигликолевой кислоты (ПГК) или хлопка. Возможно использовать разлагаемые в меньшей степени или не разлагаемые биологически волокна, например волокна из ацетатов целлюлозы, волокна из эфиров целлюлозы, но они не являются предпочтительными. Предпочтительно штапельное волокно не является волокном из ацетата целлюлозы или волокном из эфира целлюлозы.The staple fiber is preferably a biodegradable material. The staple fiber may be a regenerated cellulose fiber, for example viscose fiber (Viscose) or tensel fiber (Tencel), which are manufactured by Lenzing AG. Other biodegradable fibers may also be used, such as fibers of polyvinyl alcohol (PVA), polylactic acid (PMA), polyglycolic acid (PHA), or cotton. It is possible to use less or less biodegradable fibers, for example fibers from cellulose acetates, fibers from cellulose ethers, but they are not preferred. Preferably, the staple fiber is not a cellulose acetate fiber or a cellulose ether fiber.

Предпочтительно фильтр/фильтрующий элемент, и/или нетканый материал, и/или штапельное волокно имеют способность к биологическому разложению, соответствующую «полной биоразлагаемости», при определении в соответствии с методом OECD 301 В «Ready Biodegradability method» (модифицированный тест Штурма), который хорошо известен в технике.Preferably, the filter / filter element and / or non-woven material and / or staple fiber have biodegradability corresponding to “complete biodegradability” as determined according to OECD 301 B “Ready Biodegradability method” (modified Sturm test), which well known in the art.

Штапельное волокно может представлять собой штапельное волокно с мерной длиной резки от 4 мм до 10 мм, например от 4 до 6 мм. Штапельное волокно может иметь диаметр от 1,7 дтекс до 3,3 дтекс. Штапельное волокно может иметь любое поперечное сечение (например, круглое, трилобальное (trilobal) и т.д.). Следует понимать, что можно использовать штапельное волокно любой мерной длины резки и диаметра, подходящее для получения нетканого материала влажной укладки, без отступления от сущности изобретения, и в материале можно использовать смеси различных волокон, различной длины или диаметра.The staple fiber may be a staple fiber with a measured cutting length from 4 mm to 10 mm, for example from 4 to 6 mm. The staple fiber may have a diameter of 1.7 dtex to 3.3 dtex. The staple fiber can have any cross section (e.g., round, trilobal, etc.). It should be understood that staple fiber of any measured cutting length and diameter can be used, suitable for producing a non-woven material of wet laying, without departing from the essence of the invention, and mixtures of different fibers of different lengths or diameters can be used in the material.

Количество водорастворимого связующего может составлять от 0,1% до 5%, например от 0,5 до 3%, например 1%, выраженное как процентное содержание твердых веществ в готовом нетканом материале. Водорастворимое связующее может представлять собой карбоксиметилцеллюлозу (КМЦ), поливиниловый спирт (ПВС), гидроксицеллюлозу, полиэтиленоксид, натуральный крахмал, модифицированный крахмал, гуаровую камедь или производные вышеперечисленных веществ. Связующее можно наносить любым известным способом, подходящим для нанесения жидких связующих, таким как нанесение поливом, нанесение с использованием клеильного пресса, крахмального каландра, распыление и т.д. Предпочтительно нетканый материал не включает щелочное соединение.The amount of water-soluble binder can be from 0.1% to 5%, for example from 0.5 to 3%, for example 1%, expressed as a percentage of solids in the finished non-woven material. The water-soluble binder may be carboxymethyl cellulose (CMC), polyvinyl alcohol (PVA), hydroxycellulose, polyethylene oxide, natural starch, modified starch, guar gum or derivatives of the above substances. The binder can be applied by any known method suitable for applying liquid binders, such as application by watering, application using a size press, starch calender, spraying, etc. Preferably, the nonwoven fabric does not include an alkaline compound.

Фильтры и элементы по изобретению включают нетканый материал, содержащий (например, быстро биоразлагаемое) штапельное волокно (например, регенерированное целлюлозное волокно) и водорастворимое связующее. Предпочтительно водорастворимое связующее наносят (на волокно) в водной форме. Предпочтительно водорастворимое связующее наносят (на волокно) в водной форме и впоследствии сушат.The filters and elements of the invention include a non-woven fabric comprising (e.g., rapidly biodegradable) staple fiber (e.g., regenerated cellulose fiber) and a water-soluble binder. Preferably, a water-soluble binder is applied (to the fiber) in aqueous form. Preferably, the water-soluble binder is applied (to the fiber) in aqueous form and subsequently dried.

Конкретный нетканый материал предпочтительно получают способом влажной укладки. Нетканые материалы могут быть получены посредством многочисленных различных хорошо известных способов получения (например, сухой укладкой или «прочесом», по технологии спанбонд, влажной укладкой, пневмоукладкой и т.д.). Было установлено, что нетканые материалы, полученные влажной укладкой, наилучшим образом удовлетворяют требованию критерия воспроизводимости сопротивления затяжке от одного мундштука к другому, требующегося для сигаретных фильтров, который является очень важным предварительным необходимым условием для обеспечения эффективного фильтрующего табачный дым материала (независимо от его характеристик диспергируемости). Сопротивление затяжке связано с плотностью полотна, используемого для мундштука. Плотность бумаги и нетканых материалов измеряют с использованием стандартного метода, который позволяет определить массу по площади по меньшей мере 20×25 см. Количество, используемое в обычных сигаретных фильтрах, составляет только приблизительно 10% от этого количества, таким образом данные, основанные на колебании плотности полотна для таких больших испытательных образцов, могут быть недостоверными для определения удовлетворения критерию воспроизводимости для сигаретных фильтров. Посредством измерения колебания плотности полос нетканого материала размером 2 см × 30 см было определено, что нетканый материал, полученный влажной укладкой, наилучшим образом удовлетворяет требованию колебания плотности полотна не более приблизительно ±1%.The specific non-woven fabric is preferably obtained by a wet laying method. Non-woven materials can be obtained by numerous different well-known methods of obtaining (for example, dry laying or "combing", spunbond technology, wet laying, pneumatic laying, etc.). It was found that non-woven materials obtained by wet packing best satisfy the criterion of reproducibility of pull resistance from one mouthpiece to another, which is required for cigarette filters, which is a very important prerequisite for effective tobacco filtering smoke material (regardless of its dispersibility characteristics ) Puff resistance is related to the density of the web used for the mouthpiece. The density of paper and non-woven materials is measured using a standard method that allows you to determine the mass by area of at least 20 × 25 cm. The amount used in conventional cigarette filters is only about 10% of this amount, thus data based on density fluctuations webs for such large test pieces may not be reliable to determine whether the reproducibility criteria for cigarette filters are met. By measuring the fluctuation in the density of strips of non-woven fabric of 2 cm × 30 cm in size, it was determined that the non-woven material obtained by wet laying best meets the requirement of fluctuation in the density of the web of not more than approximately ± 1%.

Нетканый материал, полученный влажной укладкой из 100% штапельного волокна, является слишком непрочным и не обладает достаточной механической целостностью, чтобы выдержать обработку на оборудовании для изготовления фильтров. Таким образом, необходимо связующее для обеспечения достаточной прочности материала. Известные нетканые материалы влажной укладки часто включают связующее термопластичное волокно в составе волокнистой композиции; это связующее волокно затем активируют в ходе стадии сушки при изготовлении нетканого материала. Однако было установлено, что такие материалы, включающие связующее волокно, не подходят для данного случая, поскольку их трудно диспергировать в холодной воде (см. сравнительный пример 3 ниже). Было установлено, что использование (например, жидкого) водорастворимого связующего со штапельным волокном приводит к обеспечению быстрого диспергирования в холодной воде.Non-woven material obtained by wet laying of 100% staple fiber is too fragile and does not have sufficient mechanical integrity to withstand processing on equipment for the manufacture of filters. Thus, a binder is necessary to ensure sufficient strength of the material. Known wet laid non-woven materials often include a thermoplastic binder fiber in a fiber composition; this binder fiber is then activated during the drying step in the manufacture of the nonwoven material. However, it was found that such materials, including a binder fiber, are not suitable for this case, since they are difficult to disperse in cold water (see comparative example 3 below). It has been found that the use of (eg, liquid) water-soluble binder with staple fiber leads to rapid dispersion in cold water.

Нетканый материал может иметь такую диспергируемость, что 95% или более, например 96% или более нетканого материала проходит через сита с размером отверстий 6,3 мм после того, как его подвергают испытаниям на диспергируемость во встряхиваемой колбе согласно EDANA Standard FG511.1 Tier 1 (с использованием сит, имеющих размер отверстий 1,6 мм; 3,15 мм; 6,3 мм и 12,5 мм). Это испытание хорошо известно в технике, и такая диспергируемость указывает на быстрое и эффективное распределение в холодной воде (высокая диспергируемость).The non-woven material may have such dispersibility that 95% or more, for example 96% or more of the non-woven material passes through sieves with 6.3 mm openings after being subjected to dispersion tests in a shake flask according to EDANA Standard FG511.1 Tier 1 (using sieves having a hole size of 1.6 mm; 3.15 mm; 6.3 mm and 12.5 mm). This test is well known in the art, and such dispersibility indicates a quick and effective distribution in cold water (high dispersibility).

Конечный внешний вид и свойства твердости фильтров по изобретению также подобны этим характеристикам для фильтров из ацетатов целлюлозы, что повышает их пригодность для промышленного производства.The final appearance and hardness properties of the filters of the invention are also similar to those for cellulose acetate filters, which increases their suitability for industrial production.

Предпочтительно нетканые материалы, используемые в фильтрах по данному изобретению, могут быть обработаны (например, тиснением) с использованием стандартного оборудования, которое используют для получения сигаретных фильтров на бумажной основе. Бумажные фильтры обеспечивают более высокую степень удерживания смолы, чем фильтры из ацетата целлюлозы, при таком же сопротивлении затяжке. Это означает, что для производителя сигарет является невозможной простая замена фильтра из ацетата целлюлозы на бумажный фильтр, поскольку либо необходимо изменить длину (для поддержания такого же сопротивления затяжке или выхода смолы), либо снизится высвобождение смолы и увеличится сопротивление затяжке (для постоянной длины фильтра). Было обнаружено, что степень удерживания смолы фильтров и фильтрующих элементов по изобретению является гораздо более близкой к этой величине для фильтров из ацетатов целлюлозы, чем для фильтров из бумаги. Также было обнаружено, что чем более открытой и развитой является пористая структура нетканого материала, тем меньше степень удерживания смолы фильтром, включающим этот материал. Таким образом, пористость нетканого материала может быть задана посредством регулирования свойств составляющего волокна, таких как тип полимера, поперечное сечение волокна, извитость волокна и размеры волокна, для обеспечения фильтров и фильтрующих элементов требуемой степени удерживания смолы и сопротивления затяжке. Это означает, что фильтры/элементы по изобретению имеют дополнительное преимущество, поскольку их можно использовать в качестве простой замены фильтров из ацетатов целлюлозы.Preferably, the nonwoven materials used in the filters of this invention can be processed (e.g., embossed) using standard equipment that is used to make paper-based cigarette filters. Paper filters provide a higher degree of resin retention than cellulose acetate filters with the same drag resistance. This means that it is not possible for the cigarette manufacturer to simply replace the cellulose acetate filter with a paper filter, because either the length needs to be changed (to maintain the same puff resistance or resin yield), or the resin release will decrease and the puff resistance will increase (for a constant filter length) . It was found that the retention rate of the resin of the filters and filter elements according to the invention is much closer to this value for cellulose acetate filters than for paper filters. It was also found that the more open and developed the porous structure of the nonwoven material, the lower the degree of resin retention by the filter including this material. Thus, the porosity of the nonwoven material can be set by adjusting the properties of the constituent fiber, such as the type of polymer, the cross section of the fiber, the crimp of the fiber and the size of the fiber, to provide filters and filter elements with the required degree of resin retention and drag. This means that the filters / elements according to the invention have an additional advantage, since they can be used as a simple replacement for cellulose acetate filters.

Нетканый материал также может включать древесную массу. В данном случае термин древесная масса включает массу, содержащую натуральное целлюлозное волокно (например, полученное из мягкой древесины или твердой древесины традиционным способом, таким как сульфитный способ или сульфатный способ), которое могло быть подвергнуто трепанию (как хорошо известно в технике), например, с использованием традиционной колотильной машины или рафинера. Древесная масса позволяет улучшить прочность на растяжение нетканого материала. Если древесная масса присутствует, ее количество предпочтительно составляет от 0,1 до 20 масс.%, например от 5 до 10 масс.% от массы нетканого материала. В предпочтительном примере древесная масса включена в количестве вплоть до 9,5 масс.%, например от 5 до 9 масс.% от массы нетканого материала. Было неожиданно обнаружено, что нетканый материал, включающий такое сравнительно небольшое количество древесной массы (помимо водорастворимого связующего) является достаточно прочным, чтобы получить из него фильтры/фильтрующие элементы. В другом предпочтительном примере древесная масса составляет вплоть до 20 масс.%, например от 1 до 20 масс.% от массы нетканого материала, и водорастворимое связующее присутствует в количестве от 0,1% до 5%, выраженном как процентное содержание твердого вещества в готовом нетканом материале.Non-woven material may also include wood pulp. In this case, the term wood pulp includes pulp containing natural cellulosic fiber (for example, obtained from softwood or hardwood in the traditional way, such as sulfite method or sulfate method), which could be subjected to beating (as is well known in the art), for example, using a traditional pounding machine or refiner. Wood pulp can improve the tensile strength of the nonwoven material. If wood pulp is present, its amount is preferably from 0.1 to 20 wt.%, For example from 5 to 10 wt.% By weight of the non-woven material. In a preferred example, wood pulp is included in an amount up to 9.5 wt.%, For example from 5 to 9 wt.%, Based on the weight of the nonwoven material. It has been unexpectedly discovered that a nonwoven fabric comprising such a relatively small amount of wood pulp (in addition to a water-soluble binder) is strong enough to obtain filters / filter elements from it. In another preferred example, the wood pulp is up to 20 wt.%, For example from 1 to 20 wt.% By weight of the non-woven material, and a water-soluble binder is present in an amount of from 0.1% to 5%, expressed as a percentage of solid in the finished nonwoven fabric.

Таким образом, в соответствии с настоящим изобретением в одном аспекте обеспечивают фильтр или фильтрующий элемент для табачного дыма, включающий нетканый материал, где нетканый материал содержит полотно из штапельного волокна, древесную массу и водорастворимое связующее, водорастворимое связующее равномерно нанесено по меньшей мере на одну поверхность полотна из штапельного волокна, и древесная масса составляет вплоть до 9,5 масс.% нетканого материала.Thus, in accordance with the present invention, in one aspect, there is provided a filter or filter element for tobacco smoke comprising a nonwoven fabric, wherein the nonwoven fabric comprises a staple fiber web, wood pulp and a water soluble binder, a water soluble binder is uniformly applied to at least one surface of the fabric staple fiber, and wood pulp is up to 9.5 wt.% non-woven material.

В соответствии с настоящим изобретением в другом аспекте обеспечивают фильтр или фильтрующий элемент для табачного дыма, включающий нетканый материал, где нетканый материал содержит полотно из штапельного волокна, древесную массу и водорастворимое связующее; водорастворимое связующее равномерно нанесено по меньшей мере на одну поверхность полотна из штапельного волокна; нетканый материал содержит древесную массу в количестве вплоть до 20 масс.% нетканого материала и количество связующего составляет от 0,1 до 5%, выраженное как процентное содержание твердого вещества в конечном нетканом материале. Предпочтительно штапельное волокно не является волокном из ацетата целлюлозы или волокном из эфира целлюлозы.In accordance with the present invention, in another aspect, there is provided a filter or filter element for tobacco smoke, comprising a nonwoven fabric, wherein the nonwoven fabric comprises a staple fiber web, wood pulp and a water soluble binder; a water-soluble binder is uniformly applied to at least one surface of the staple fiber web; the nonwoven material contains wood pulp in an amount up to 20 wt.% nonwoven material and the amount of binder is from 0.1 to 5%, expressed as a percentage of solids in the final nonwoven material. Preferably, the staple fiber is not a cellulose acetate fiber or a cellulose ether fiber.

Фильтр или фильтрующий элемент для табачного дыма может дополнительно включать добавку для улучшения вкуса. Добавка для улучшения вкуса может представлять собой добавку, описанную в WO 2010/136751 для использования в бумажных фильтрах. Добавка для улучшения вкуса может представлять собой алициклический лактон, ароматический лактон, ароматический кетон или вторичный спирт или их сложный эфир, фталид, χ-валеролактон, χ-гексалактон, δ-гексалактон, χ-гепталактон, χ-окталактон, δ-окталактон, лактон 4-гидрокси-3-пентеновой кислоты, δ-лактон 5-гидрокси-2-деценовой кислоты, 4,4-дибутил-χ-бутиролактон, минтлактон, дегидроментофуролактон, 3-бутилиденфталид, 3-н-бутилфталид, виски лактон или седаненолид.The filter or filter element for tobacco smoke may further include an additive to improve the taste. The flavor improving additive may be the additive described in WO 2010/136751 for use in paper filters. The flavoring additive may be alicyclic lactone, aromatic lactone, aromatic ketone or secondary alcohol or ester, phthalide, χ-valerolactone, χ-hexalactone, δ-hexalactone, χ-heptalactone, χ-octalactone, δ-octalactone, lactone 4-hydroxy-3-pentenoic acid, 5-hydroxy-2-decenoic acid δ-lactone, 4,4-dibutyl-χ-butyrolactone, minlactone, dehydromentofurolactone, 3-butylidenephthalide, 3-n-butylphthalide, whiskey lactone or sedanenolide.

Фильтр или фильтрующий элемент для табачного дыма может включать проходящий в продольном направлении стержень из фильтрующего табачный дым материала. Фильтрующий табачный дым материал может включать или представлять собой нетканый материал. Проходящий в продольном направлении стержень из фильтрующего табачный дым материала может иметь по существу цилиндрическую форму.The tobacco smoke filter or filter element may include a longitudinally extending rod of tobacco smoke filtering material. The tobacco smoke filtering material may include or be a nonwoven. A longitudinally extending rod of tobacco smoke filtering material may have a substantially cylindrical shape.

Фильтр или фильтрующий элемент для табачного дыма по изобретению может иметь размер по окружности от 14 до 28 мм, например от 16 до 26 мм, например от 16 до 17 мм или от 24 до 25 мм. Фильтр для табачного дыма по изобретению может иметь длину от 10 до 40 мм, например от 15 до 35 мм, например от 20 до 30 мм. Фильтрующий элемент для табачного дыма по изобретению может иметь длину от 5 до 30 мм, например от 6 до 20 мм, например от 8 до 15 мм, например от 10 до 12 ммThe filter or filter element for tobacco smoke according to the invention can have a circumferential size of from 14 to 28 mm, for example from 16 to 26 mm, for example from 16 to 17 mm or from 24 to 25 mm. The tobacco smoke filter of the invention may have a length of 10 to 40 mm, for example 15 to 35 mm, for example 20 to 30 mm. The tobacco smoke filter element of the invention may have a length of 5 to 30 mm, for example 6 to 20 mm, for example 8 to 15 mm, for example 10 to 12 mm

Фильтр или фильтрующий элемент для табачного дыма по изобретению также может включать обертку или фицеллу. Обертку предпочтительно обеспечивают вокруг фильтра или фильтрующего элемента для табачного дыма (например вокруг проходящего в продольном направлении стержня из фильтрующего табачный дым материала). Обертку (например, фицеллу) предпочтительно закрепляют с помощью водорастворимого клеящего вещества (например, посредством склеенного нахлесточного шва, как известно в технике). Водорастворимое клеящее вещество дает преимущество в том, что облегчает раскрытие фильтра при контакте с водой с обнажением содержащегося в нем материала фильтра (нетканый материал), тем самым обеспечивая разрушение фильтра (нетканого материала) после использования.The filter or filter element for tobacco smoke according to the invention may also include a wrapper or ficella. A wrapper is preferably provided around a filter or filter element for tobacco smoke (for example, around a longitudinally extending rod of tobacco smoke filter material). The wrapper (e.g., ficella) is preferably fixed using a water-soluble adhesive (e.g., by means of a glued lap joint, as is known in the art). A water-soluble adhesive gives an advantage in that it facilitates the opening of the filter in contact with water, exposing the filter material contained therein (non-woven material), thereby ensuring destruction of the filter (non-woven material) after use.

Фильтры или фильтрующие элементы по изобретению можно использовать в качестве отдельного сигаретного фильтра, в качестве фильтрующих мундштуков, в качестве одного или более звеньев в составе многозвенного фильтра и т.д. Таким образом, фильтрующий элемент в соответствии с изобретением можно использовать в качестве звена двойного, тройного, содержащего большее количество звеньев (многозвенного) фильтра. Двойные или содержащие большее количество звеньев фильтры известны в технике. Фильтры в соответствии с изобретением можно использовать в сигаретах фабричного производства (например, в массово выпускаемой и упаковываемой продукции). Фильтры элементы в соответствии с изобретением также можно использовать в качестве фильтрующего мундштука, применяемого для отдельно скручиваемой сигареты (например, скручиваемой вручную сигареты) или изделий Roll Your Own («скрути сам») или Make-Your-Own («сделай сам»).The filters or filter elements according to the invention can be used as a separate cigarette filter, as filter mouthpieces, as one or more links in a multi-link filter, etc. Thus, the filter element in accordance with the invention can be used as a double, triple, containing a larger number of links (multi-link) filter. Double or multiple link filters are known in the art. The filters in accordance with the invention can be used in factory-made cigarettes (for example, in mass-produced and packaged products). The filter elements in accordance with the invention can also be used as a filter mouthpiece used for separately curled cigarettes (for example, hand-rolled cigarettes) or Roll Your Own or Make-Your-Own products.

В соответствии с настоящим изобретением в другом аспекте обеспечивают сигарету с фильтром, содержащую фильтр или фильтрующий элемент для табачного дыма по изобретению. В сигарете с фильтром в соответствии с изобретением фильтр по изобретению (или фильтр, содержащий фильтрующий элемент по изобретению) соединен с обернутым табачным жгутом на одном конце, со стороны табака. Фильтр может быть, например, присоединен к обернутому табачному жгуту посредством приклеивания ободка (который охватывает только прилегающие концы (обернутого) фильтра и жгута, оставляя большую часть обертки фильтра открытой) или посредством приклеивания широкой внешней обертки (которая охватывает всю длину фильтра и прилегающий конец табачного жгута). Предпочтительно фицелла/внешняя обертка и/или приклеиваемая бумага включает водорастворимый клей на участке нахлеста. Водорастворимый клей имеет преимущество в том, что облегчает раскрытие фильтра при контакте с водой, обнажая содержащийся в нем фильтрующий материал (нетканый материал), тем самым обеспечивая разрушение фильтра (нетканого материала) после использования.In accordance with the present invention, in another aspect, a filter cigarette is provided comprising a filter or a tobacco smoke filter element of the invention. In a filter cigarette in accordance with the invention, the filter of the invention (or a filter containing the filter element of the invention) is connected to the wrapped tobacco tow at one end, on the tobacco side. The filter can, for example, be attached to a wrapped tobacco bundle by gluing a rim (which covers only the adjacent ends of the (wrapped) filter and bundle, leaving most of the filter wrapper open) or by gluing a wide outer wrapper (which covers the entire length of the filter and the adjacent end of the tobacco harness). Preferably, the fitzella / overwrap and / or adhesive paper includes a water-soluble adhesive in the overlap area. Water-soluble adhesive has the advantage of facilitating the opening of the filter upon contact with water, exposing the filter material (non-woven material) contained therein, thereby ensuring destruction of the filter (non-woven material) after use.

Любой фильтр или сигарета с фильтром в соответствии с изобретением могут быть выполнены невентилируемыми или вентилируемыми посредством способов, известных в технике, например посредством использования предварительно перфорируемой или воздухопроницаемой обертки и/или посредством лазерной перфорации обертки и приклеиваемой внешней обертки.Any filter or filter cigarette according to the invention can be made non-ventilated or ventilated by methods known in the art, for example by using a pre-perforated or breathable wrapper and / or by laser perforation of the wrapper and an adhesive outer wrap.

Фильтры или фильтрующие элементы по изобретению могут быть изготовлены (посредством известных в технике способов) в виде непрерывных штрангов. Непрерывный штранг, по мере того, как он непрерывно выходит из выходного отверстия производственной машины, режут с получением окончательной длины для последующего использования. Такую резку можно осуществлять с получением отдельных фильтров или фильтрующих элементов, определенных и описанных выше, каждый из которых затем присоединяют к отдельным обернутым табачным жгутам с получением сигарет с фильтром. Однако чаще непрерывно выходящий фильтрующий штранг сначала режут с получением двойной или многократной (обычно четырехкратной или шестикратной) длины для последующего использования; когда вначале штранг разрезают на четырехкратную или более длину, тогда полученные заготовки впоследствии режут с получением двойной длины для сборной заготовки сигарет с фильтром, где фильтрпалочку двойной длины вставляют между парой обернутых табачных жгутов и присоединяют к ним (посредством приклеивания ободка или широкой внешней обертки), причем полученную заготовку затем разделяют по центру с получением двух отдельных сигарет с фильтром. Подобные приемы используют, например, при двойной длине фильтрующих элементов, которые объединяют с получением двойных или многозвенных фильтров, как известно в технике. Изобретение включает фильтрпалочки (и/или палочки фильтрующих элементов) двойной и многократной длины.Filters or filter elements according to the invention can be manufactured (by methods known in the art) in the form of continuous rods. A continuous rod, as it continuously exits the outlet of the production machine, is cut to obtain the final length for later use. Such cutting can be carried out to obtain separate filters or filter elements, defined and described above, each of which is then attached to a separate wrapped tobacco bundles to obtain filter cigarettes. However, more often the continuously exiting filter rod is first cut to obtain double or multiple (usually four or six times) lengths for subsequent use; when the extruder is first cut into four or more lengths, then the obtained blanks are subsequently cut to obtain a double length for the prefabricated cigarette blank with a filter, where a double-length filter stick is inserted between a pair of wrapped tobacco tows and attached to them (by gluing the rim or a wide outer wrap), moreover, the resulting preform is then separated in the center to obtain two separate filter cigarettes. Similar techniques are used, for example, with a double length of filter elements, which are combined to produce double or multi-link filters, as is known in the art. The invention includes filter sticks (and / or sticks of filter elements) of double and multiple lengths.

В соответствии с настоящим изобретением в другом аспекте обеспечивают нетканый материал, содержащий полотно из штапельного волокна и водорастворимое связующее, где водорастворимое связующее равномерно нанесено по меньшей мере на одну поверхность полотна из штапельного волокна. В соответствии с настоящим изобретением в другом аспекте обеспечивают нетканый материал, содержащий штапельное волокно (например, полотно из штапельного волокна) и водорастворимое связующее, где водорастворимое связующее нанесено на штапельное волокно в водной форме. Предпочтительно нетканый материал получен влажной укладкой. Нетканый материал по изобретению содержит штапельное волокно (например, быстро биоразлагаемое штапельное волокно) и водорастворимое связующее. Предпочтительно водорастворимое связующее нанесено (на волокно) в водной форме. Штапельное волокно может иметь мерную длину резки от 4 мм до 10 мм, например от 4 до 6 мм. Штапельное волокно может иметь диаметр от 1,7 дтекс до 3,3 дтекс. Штапельное волокно может иметь любое поперечное сечение (например, круглое, трилобальное и т.д.). Следует понимать, что можно использовать штапельное волокно, имеющее любую мерную длину резки и любой диаметр, подходящие для использования при получении нетканого материала влажной укладкой, без отступления от сущности изобретения, и можно использовать в материале смесь различных волокон, различной длины или диаметра.In accordance with the present invention, in another aspect, a nonwoven fabric is provided comprising a staple fiber web and a water-soluble binder, wherein the water-soluble binder is uniformly applied to at least one surface of the staple fiber web. In accordance with the present invention, in another aspect, a non-woven fabric is provided comprising a staple fiber (eg, a staple fiber web) and a water-soluble binder, wherein the water-soluble binder is applied to the staple fiber in aqueous form. Preferably, the nonwoven fabric is obtained by wet laying. The nonwoven fabric of the invention comprises a staple fiber (e.g., a rapidly biodegradable staple fiber) and a water-soluble binder. Preferably, a water-soluble binder is applied (on fiber) in aqueous form. The staple fiber may have a measured cutting length from 4 mm to 10 mm, for example from 4 to 6 mm. The staple fiber may have a diameter of 1.7 dtex to 3.3 dtex. The staple fiber may have any cross section (e.g., round, trilobal, etc.). It should be understood that you can use staple fiber having any measured cutting length and any diameter, suitable for use in obtaining non-woven material by wet laying, without departing from the essence of the invention, and you can use a mixture of different fibers of different lengths or diameters in the material.

Штапельное волокно предпочтительно выполнено из биоразлагаемого материала. Штапельное волокно может представлять собой регенерированное целлюлозное волокно, например Viscose или Tencel, выпускаемые Lenzing AG. Также можно использовать другие биоразлагаемые волокна, такие как волокна из поливинилового спирта (ПВС), полимолочной кислоты (ПМК), полигликолевой кислоты (ПГК) или хлопка. Также можно использовать в меньшей степени разлагаемые или неразлагаемые биологически волокна, например волокна из ацетатов целлюлозы, волокна из эфиров целлюлозы, но они не являются предпочтительными.The staple fiber is preferably made of biodegradable material. The staple fiber may be a regenerated cellulose fiber, for example Viscose or Tencel, manufactured by Lenzing AG. Other biodegradable fibers can also be used, such as fibers of polyvinyl alcohol (PVA), polylactic acid (PMA), polyglycolic acid (PGC), or cotton. To a lesser extent, biodegradable or non-biodegradable fibers can be used, for example, cellulose acetate fibers, cellulose ether fibers, but they are not preferred.

Нетканый материал может также включать древесную массу. Древесная масса позволяет улучшить прочность на растяжение нетканого материала. Если древесная масса присутствует, ее предпочтительное количество составляет от 0,1 до 20 масс.%, например от 5 до 10 масс.% от массы не тканого материала.Non-woven material may also include wood pulp. Wood pulp can improve the tensile strength of the nonwoven material. If wood pulp is present, its preferred amount is from 0.1 to 20 wt.%, For example from 5 to 10 wt.% By weight of the non-woven material.

Количество водорастворимого связующего может составлять от 0,1% до 5%, например от 0,5 до 3%, например 1%, выраженное как процентное содержание твердых веществ в готовом нетканом материале. Водорастворимое связующее может представлять собой карбоксиметил целлюлозу (КМЦ), поливиниловый спирт (ПВС), гидроксицеллюлозу, полиэтиленоксид или крахмал. Связующее можно наносить любым известным способом, подходящим для нанесения жидких связующих, таким как нанесение поливом, нанесение на клеильном прессе, на крахмальном каландре, распыление и т.д. Предпочтительно нетканый материал не включает щелочное соединение.The amount of water-soluble binder can be from 0.1% to 5%, for example from 0.5 to 3%, for example 1%, expressed as a percentage of solids in the finished non-woven material. The water-soluble binder may be carboxymethyl cellulose (CMC), polyvinyl alcohol (PVA), hydroxycellulose, polyethylene oxide or starch. The binder can be applied by any known method suitable for applying liquid binders, such as application by watering, application on a size press, starch calender, spraying, etc. Preferably, the nonwoven fabric does not include an alkaline compound.

В предпочтительном примере количество древесной массы составляет вплоть до 9,5 масс.%, например от 5 до 9 масс.% от массы нетканого материала. Неожиданно было обнаружено, что нетканый материал, включающий такое сравнительно небольшое количество древесной массы (помимо водорастворимого связующего), является достаточно прочным для получения из него фильтров/фильтрующих элементов. В другом, предпочтительном примере количество древесной массы составляет вплоть до 20 масс.%, например от 1 до 20 масс.% от массы нетканого материала, и водорастворимое связующее присутствует в количестве от 0,1% до 5%, выраженном как процентное содержание твердого вещества в готовом нетканом материале.In a preferred example, the amount of wood pulp is up to 9.5 wt.%, For example from 5 to 9 wt.% By weight of the non-woven material. Surprisingly, it has been found that a non-woven material comprising such a relatively small amount of wood pulp (in addition to a water-soluble binder) is strong enough to produce filters / filter elements from it. In another preferred example, the amount of wood pulp is up to 20 wt.%, For example from 1 to 20 wt.% By weight of the non-woven material, and the water-soluble binder is present in an amount of from 0.1% to 5%, expressed as a percentage of solids in finished non-woven material.

Предпочтительно штапельное волокно не является волокном из ацетата целлюлозы или волокном из эфира целлюлозы.Preferably, the staple fiber is not a cellulose acetate fiber or a cellulose ether fiber.

В соответствии с настоящим изобретением в другом аспекте обеспечивают фильтр или фильтрующий элемент для табачного дыма, включающий фильтрующий материал, который содержит нетканый материал в соответствии с изобретением.In accordance with the present invention, in another aspect, a filter or filter element for tobacco smoke is provided comprising a filter material that comprises a nonwoven material in accordance with the invention.

Далее настоящее изобретение представлено со ссылками на последующие примеры и прилагаемый чертеж, на котором представлена зависимость степени биоразложения от времени для материалов «Viscose 2» и «Tencel 2», фильтрующих мундштуков по изобретению, по сравнению с известным фильтрующим мундштуком «СА» из ацетата целлюлозы.Further, the present invention is presented with reference to the following examples and the attached drawing, which shows the dependence of the degree of biodegradation on time for materials "Viscose 2" and "Tencel 2" filtering mouthpieces according to the invention, compared with the known filtering mouthpiece "CA" from cellulose acetate .

Пример 1Example 1

В рамках мелкомасштабного производства посредством влажной укладки получали нетканый материал плотностью полотна приблизительно 40 г/см², с использованием машины для ручного отлива листов (полотна) (Handsheet Former), в соответствии со стандартом TAPPI Т205. Использовали волокнистую смесь из 90% ПВС волокна (2,8 дтекс, 4 мм длиной) и 10% древесной массы. Прочность на растяжение такого полотна составляла ниже 10 Н, т.е. была довольно низкой. Впоследствии на полученное полотно наносили водорастворимое связующее из КМЦ или ПВС, используя плюсовальную машину, при этом добавление 4% КМЦ увеличивало прочность на растяжение до 65 Н, тогда как добавление 4,5% ПВС увеличивало прочность на растяжение до 108 Н. Таким образом, добавление связующих на водной основе придает достаточную прочность, чтобы обеспечить возможность обработки такого материала на высокоскоростном оборудовании для изготовления сигаретных фильтров. Полученное вручную полотно из нетканого материала подвергали испытаниям на диспергируемость во встряхиваемой колбе согласно EDANA Standard FG511.1 Tier 1 (с использованием сит с размером отверстий 1,6 мм; 3,15 мм; 6,3 мм и 12,5 мм) и было установлено, что более 99,5% проходило через наименьшее сито 1,6 мм, что показывает очень высокий уровень диспергируемости. Также наблюдали, что нанесение связующего на необработанное полотно повышало уровень диспергируемости, как было измерено с помощью указанного испытания.As part of small-scale production, a nonwoven fabric with a web density of approximately 40 g / cm ^{2 was} obtained by wet laying using a Handsheet Former in accordance with the TAPPI T205 standard. A fiber blend of 90% PVA fiber (2.8 dtex, 4 mm long) and 10% wood pulp was used. The tensile strength of such a web was below 10 N, i.e. was pretty low. Subsequently, a water-soluble binder from CMC or PVA was applied to the resulting fabric using a plus machine, while the addition of 4% CMC increased tensile strength to 65 N, while the addition of 4.5% PVA increased tensile strength to 108 N. Thus, the addition water-based binders gives sufficient strength to enable the processing of such material on high-speed equipment for the manufacture of cigarette filters. A manually made nonwoven fabric was subjected to dispersibility tests in a shake flask according to EDANA Standard FG511.1 Tier 1 (using sieves with apertures of 1.6 mm; 3.15 mm; 6.3 mm and 12.5 mm) and it was found that more than 99.5% passed through the smallest sieve of 1.6 mm, which shows a very high level of dispersibility. It was also observed that applying a binder to an untreated web increased the dispersibility level, as measured by this test.

Пример 1 показал, что нетканые материалы по изобретению подходят для использования в фильтрах и фильтрующих элементах для табачного дыма (в соответствии с изобретением) и обладают превосходным уровнем диспергируемости в холодной воде, и это означает что они обладают высокой способностью к биоразложению.Example 1 showed that the nonwoven materials according to the invention are suitable for use in filters and filter elements for tobacco smoke (in accordance with the invention) and have an excellent level of dispersibility in cold water, and this means that they have a high biodegradability.

Пример 2Example 2

Два типа нетканого материала в соответствии с изобретением, полученные влажной укладкой (обозначенные А и В), получали с использованием опытной установки для прессования жидкостью под давлением с наклонным проводом (inclined wire hydroformer). Для материала А использовали 100% вискозного волокна длиной 6 мм и линейной плотностью 1,7 дтекс (выпускаемого Kelheim Fibres GmbH), а для материала В использовали 100% тенсельного волокна длиной 6 мм и линейной плотностью 1,7 дтекс (выпускаемого Lenzing AG). На оба материала наносили 1% раствор водорастворимого связующего из КМЦ (Finnfix 700 от Noviant) посредством нанесения поливом. Затем из обоих типов материала изготавливали сигаретные фильтры с использованием оборудования для изготовления сигаретных фильтров на бумажной основе, как хорошо известно в технике (см., например, пример 4). Основным аспектом этого процесса является продольное тиснение материала, чтобы облегчить его сжатие в форме цилиндрического стержня. Объемные свойства, характеристики растяжения и натяжения нетканого материала очень важны для определения того, способен ли он выдержать процесс тиснения, например он не должен повреждаться или заклинивать ролики, и неожиданно было обнаружено, что оба материала хорошо поддаются обработке на оборудовании для изготовления фильтров. Ниже в таблице представлены результаты испытаний нетканых материалов и сигаретных фильтров, полученных из данных материалов.Two types of nonwoven fabric according to the invention obtained by wet laying (designated A and B) were obtained using an experimental pressurized liquid pressing apparatus with an inclined wire hydroformer. For material A, 100% viscose fiber with a length of 6 mm and a linear density of 1.7 dtex (manufactured by Kelheim Fiber GmbH) was used, and for material B, 100% tensile fiber with a length of 6 mm and a linear density of 1.7 dtex (manufactured by Lenzing AG) was used. A 1% solution of a water-soluble binder from CMC (Finnfix 700 from Noviant) was applied to both materials by spraying. Then, cigarette filters were made from both types of material using paper-based cigarette filter manufacturing equipment, as is well known in the art (see, for example, Example 4). The main aspect of this process is the longitudinal embossing of the material in order to facilitate its compression in the form of a cylindrical rod. The volumetric properties, tensile and tension characteristics of the nonwoven material are very important in determining whether it is able to withstand the embossing process, for example, it should not be damaged or jam the rollers, and it was unexpectedly found that both materials lend themselves well to processing on filter manufacturing equipment. The table below presents the test results of non-woven materials and cigarette filters obtained from these materials.

Характеристики диспергируемости этих фильтров определяли путем помещения фильтров со снятой оберткой в химический стакан с холодной водой. Фильтры А и В полностью диспергировались меньше чем за минуту при нерегулярном слабом перемешивании. Это произошло значительно быстрее, чем в случае бумажных фильтров, которые не показали признаков диспергирования за то же самое время. Образцы материалов А и В также подвергали испытаниям на диспергируемость во встряхиваемой колбе согласно EDANA Standard FG511.1 Tier 1 (с использованием сит с размером отверстий 1,6 мм; 3,15 мм; 6,3 мм и 12,5 мм). Установлено, что 99% материала А и 97% материала В проходило через сита с размером отверстий 6,3 мм после воздействия на них условий испытания, что указывает на высокий уровень диспергируемости.The dispersibility characteristics of these filters were determined by placing the filters with the removed wrapper in a beaker with cold water. Filters A and B completely dispersed in less than a minute with irregular gentle stirring. This happened much faster than with paper filters that showed no signs of dispersion at the same time. Samples of materials A and B were also tested for dispersibility in a shake flask according to EDANA Standard FG511.1 Tier 1 (using sieves with apertures of 1.6 mm; 3.15 mm; 6.3 mm and 12.5 mm). It was found that 99% of material A and 97% of material B passed through sieves with 6.3 mm openings after exposure to test conditions, which indicates a high level of dispersibility.

Пример 2 показал, что нетканые материалы по изобретению подходят для применения в фильтрах и фильтрующих элементах для табачного дыма (в соответствии с изобретением) и обеспечивают высокую степень диспергируемости в холодной воде, и это означает, что они являются в высокой степени биоразлагаемыми.Example 2 showed that the nonwoven materials of the invention are suitable for use in filters and filter elements for tobacco smoke (in accordance with the invention) and provide a high degree of dispersibility in cold water, and this means that they are highly biodegradable.

Сравнительный пример 3 (не по изобретению)Comparative example 3 (not according to the invention)

Проводили дополнительные эксперименты с получением третьего нетканого материала («материал С») с использованием того же оборудования и вискозного волокна, как в материале А, но с использованием 5% связующего волокна из ПВС вместо 1% водорастворимого жидкого связующего, т.е. материал содержал 95% вискозного волокна и 5% волокна из ПВС. Материал С имел плотность полотна 36 г/см², колебание массы 1,05%, прочность на растяжение в направлении обработки 47 Н и прочность на растяжение в поперечном направлении 33 Н; все эти параметры были близки к соответствующим параметрам материалов А и В. Однако характеристики диспергирования материала С были заметно хуже, чем для материалов А и В. Не было заметно быстрого диспергирования после того, как мундштук помещали в воду, и менее 10% проходило через сито с размером отверстий 6,3 мм после воздействия тех же условий испытания во встряхиваемой колбе, как в примерах 1 и 2.Additional experiments were carried out to obtain a third non-woven material (“material C”) using the same equipment and viscose fiber as in material A, but using 5% PVA binder fiber instead of 1% water-soluble liquid binder, i.e. the material contained 95% viscose fiber and 5% PVA fiber. Material C had a web density of 36 g / cm ² , mass fluctuation of 1.05%, tensile strength in the processing direction 47 N and tensile strength in the transverse direction 33 N; all these parameters were close to the corresponding parameters of materials A and B. However, the dispersion characteristics of material C were noticeably worse than for materials A and B. There was no noticeable rapid dispersion after the mouthpiece was placed in water and less than 10% passed through a sieve with a hole size of 6.3 mm after exposure to the same test conditions in a shake flask as in examples 1 and 2.

Сравнительный пример 3 показывает, что для быстрого диспергирования на нетканый материал следует наносить водорастворимое связующее в виде равномерного слоя (например, посредством нанесения в водной форме), а не в виде связующего волокна в составе нетканого материала.Comparative example 3 shows that for fast dispersion on a nonwoven material, a water-soluble binder should be applied in the form of a uniform layer (for example, by application in aqueous form), and not in the form of a binder fiber in the composition of the non-woven material.

Пример 4Example 4

Два типа нетканого материала влажной укладки (снова обозначенные А и В) в соответствии с изобретением получали с использованием опытной установки для прессования жидкостью под давлением с наклонным проводом, как в примере 2. Для материала А использовали 100% вискозного волокна длиной 6 мм и линейной плотностью 1,7 дтекс (выпускаемого Kelheim Fibres GmbH), а для материала В использовали 100% тенсельного волокна длиной 6 мм и линейной плотностью 1,7 дтекс (выпускаемого Lenzing AG). На оба материала наносили 1% раствор водорастворимого связующего из КМЦ (Finnfix 700 от Noviant) посредством нанесения поливом. Затем из обоих типов материала изготавливали сигаретные фильтры с использованием оборудования для изготовления сигаретных фильтров на бумажной основе, как хорошо известно в техникеTwo types of wet layered non-woven fabric (again designated A and B) in accordance with the invention were obtained using an experimental pressurized liquid pressing machine with an oblique wire, as in Example 2. For material A, 100% viscose fiber 6 mm long and linear density was used 1.7 dtex (manufactured by Kelheim Fiber GmbH), and for material B, 100% tensel fiber 6 mm long and a linear density of 1.7 dtex (manufactured by Lenzing AG) were used. A 1% solution of a water-soluble binder from CMC (Finnfix 700 from Noviant) was applied to both materials by spraying. Then, cigarette filters were made from both types of material using paper-based cigarette filter manufacturing equipment, as is well known in the art.

Образцы фильтров изготавливали из цилиндрического штранга (длиной 15 мм и размером по окружности 24,50 мм), выполненного из нетканого материала А или В влажной укладки в соответствии с методом, изложенным в GB 2075328 A.Filter samples were made from a cylindrical rod (15 mm long and circumferential size 24.50 mm) made of nonwoven fabric A or B of wet laying in accordance with the method described in GB 2075328 A.

Нетканый материал влажной укладки получают на установке для прессования жидкостью под давлением с наклонным проводом, как указано выше. Продвигающееся в продольном направлении готовое полотно нетканого материала затем пропускают в продольном направлении между совместно вращающимися роликами, содержащими проходящие по окружности гофры (для продольного тиснения нетканого материала) и после этого непрерывно складывают (при продольном перемещении как полотно нетканого материала) в поперечном направлении в форме штранга. Готовый непрерывно получаемый штранг непрерывно режут в поперечном направлении с получением конечной длины, таким образом получая готовые фильтры или фильтрующие мундштуки, посредством способов, также известных в технике.Wet non-woven material is obtained in a pressurized liquid pressing apparatus with an inclined wire, as described above. The finished nonwoven fabric moving in the longitudinal direction is then passed in the longitudinal direction between the co-rotating rollers containing the corrugations extending around the circumference (for longitudinal embossing of the non-woven material) and then continuously folded (during longitudinal movement as a nonwoven fabric) in the transverse direction in the form of an extruder . The finished continuously produced extruder is continuously cut in the transverse direction to obtain a final length, thereby obtaining finished filters or filter mouthpieces by methods also known in the art.

Фильтры/фильтрующие мундштуки/звенья фильтров можно вставлять в сигареты с фильтром хорошо известными в технике способами.Filters / filter mouthpieces / filter links can be inserted into filter cigarettes by methods well known in the art.

Пример 5Example 5

Способность к биоразложению фильтров по изобретению сравнивали с этой характеристикой для известных фильтров из ацетата целлюлозы.The biodegradability of the filters of the invention was compared with this characteristic for known cellulose acetate filters.

Образцы фильтров по изобретению получали посредством способа, описанного выше в примере 4. Фильтр «Viscose 2» получали из нетканого материала, в котором использовали 100% вискозного волокна длиной 6 мм и линейной плотностью 1,7 дтекс (выпускаемого Kelheim Fibres GmbH). Фильтр «Tencel 2» получали из материала, в котором использовали 100% тенсельного волокна длиной 6 мм и линейной плотностью 1,7 дтекс (выпускаемого Lenzing AG). На оба материала наносили 1% раствор водорастворимого связующего из КМЦ (Finnfix 700 от Noviant) посредством нанесения поливом. Затем из обоих типов материала изготавливали сигаретные фильтры с использованием оборудования для изготовления сигаретных фильтров на бумажной основе, как хорошо известно в техникеSamples of the filters according to the invention were obtained by the method described in Example 4. The Viscose 2 filter was obtained from a nonwoven material using 100% viscose fiber with a length of 6 mm and a linear density of 1.7 dtex (manufactured by Kelheim Fiber GmbH). The Tencel 2 filter was obtained from a material using 100% tensel fiber 6 mm long and a linear density of 1.7 dtex (manufactured by Lenzing AG). A 1% solution of a water-soluble binder from CMC (Finnfix 700 from Noviant) was applied to both materials by spraying. Then, cigarette filters were made from both types of material using paper-based cigarette filter manufacturing equipment, as is well known in the art.

Способность к биоразложению определяли в соответствии с методом OECD 301В «Ready Biodegradability method» (измененный тест Штурма) в независимой лаборатории. В результате испытания получали степень биоразложения материала (выраженную как процентное содержание) в течение периода 28 суток. На чертеже представлены результаты для фильтров Viscose 2 и Tencel 2 в соответствии с изобретением по сравнению с «СА», стандартными фильтрующими мундштуками из ацетата целлюлозы, испытанными в соответствии с данным методом.The biodegradability was determined in accordance with the OECD 301B Ready Biodegradability method (modified Sturm test) in an independent laboratory. As a result of the test, the degree of biodegradation of the material (expressed as percentage) was obtained over a period of 28 days. The drawing shows the results for Viscose 2 and Tencel 2 filters in accordance with the invention in comparison with "CA", standard cellulose acetate filter mouthpieces tested in accordance with this method.

Очевидно, что фильтры Viscose 2 и Tencel 2 (и материалы) в соответствии с изобретением разлагаются быстрее и более интенсивно, чем ацетат целлюлозы. Более того, согласно этому испытанию материалы могут соответствовать одному из трех уровней биоразлагаемости при измерении их способности к биоразложению в течение 10 суток. Пропускной уровень биоразлагаемости представляет собой «полную биоразлагаемость» (степень биоразложения более 60% в течение заданного периода 10 суток), но существуют другие, более низкие уровни биоразлагаемости в зависимости от поведения материалов при испытаниях, например «первичная биоразлагаемость» и «отсутствие биоразлагаемости». Фильтры Viscose 2 и Tencel 2 в соответствии с изобретением соответствовали уровню «полной биоразлагаемости», тогда как «СА» соответствовали более низкому уровню «первичной биоразлагаемости».Obviously, the Viscose 2 and Tencel 2 filters (and materials) in accordance with the invention decompose faster and more intensively than cellulose acetate. Moreover, according to this test, materials can correspond to one of three levels of biodegradability when measuring their biodegradability for 10 days. The throughput biodegradability level is “full biodegradability” (biodegradability of more than 60% for a given period of 10 days), but there are other, lower biodegradability levels depending on the behavior of the materials during the tests, for example, “primary biodegradability” and “lack of biodegradability”. Filters Viscose 2 and Tencel 2 in accordance with the invention corresponded to the level of "complete biodegradability", while "CA" corresponded to a lower level of "primary biodegradability".

Такие результаты подтверждают, что фильтры по изобретению показывают улучшенную способность к биоразложению по сравнению с фильтрами из ацетатов целлюлозы (и фильтрами из эфиров целлюлозы).These results confirm that the filters of the invention show improved biodegradability compared to filters from cellulose acetate (and filters from cellulose ethers).

Пример 6Example 6

В ЕР 0709037 описаны преимущества волокон из эфиров целлюлозы с модифицированным поперечным сечением, например, конкретных форм X, Y или I. Сравнительные примеры 1-5 в этом документе относятся к волокнам с более правильным поперечным сечением волокна и описаны как обладающие «плохой» способностью к расщеплению по сравнению с «превосходной» способностью к расщеплению волокон с модифицированным поперечным сечением. Испытание во встряхиваемой колбе согласно EDANA (см. способ, описанный в примере 1) осуществляли на ряде отлитых вручную полотен по изобретению, полученных из вискозных волокон различного поперечного сечения. Используемые вискозные волокна представляли собой «Danufil» и «Galaxy», выпускаемые Kelheim Fibres, которые имеют круглое поперечное сечение и модифицированное (трилобальное) поперечное сечение соответственно. Результаты представлены в таблице ниже. Результаты показывают, что существует небольшая разница между диспергируемостью полотен, полученных с использованием волокон круглого и модифицированного (трилобального) поперечного сечения. Этот результат является абсолютно неожиданным, если принимать в расчет идеи документа ЕР 0709037, где предполагается, что волокна (из эфиров целлюлозы) с модифицированным поперечным сечением, например, имеющим определенную форму X, Y или I, обладают «превосходной» способностью к расщеплению, тогда как волокна с более правильным поперечным сечением обладают «плохой» способностью к расщеплению. Это демонстрирует, что способность к биоразложению фильтров по изобретению, которые включают штапельное волокно, небольшое количество водорастворимого связующего и (возможно) небольшое количество древесной массы, является исключительной. Более того, эти результаты показывают, что неожиданно в нетканых материалах (и фильтрах) по изобретению форма поперечного сечения волокна не имеет значения для диспергируемости.EP 0709037 describes the advantages of fibers from cellulose ethers with modified cross sections, for example, specific forms X, Y or I. Comparative examples 1-5 in this document relate to fibers with a more regular fiber cross section and are described as having “poor” ability to cleavage compared to the “excellent” ability to cleave fibers with a modified cross section. The test in a shake flask according to EDANA (see the method described in example 1) was carried out on a number of manually molded canvases according to the invention, obtained from viscose fibers of various cross sections. The viscose fibers used were Danufil and Galaxy manufactured by Kelheim Fibers, which have a circular cross section and a modified (trilobal) cross section, respectively. The results are presented in the table below. The results show that there is a slight difference between the dispersibility of the canvases obtained using fibers of circular and modified (trilobal) cross-section. This result is completely unexpected, if we take into account the ideas of document EP 0709037, where it is assumed that fibers (from cellulose ethers) with a modified cross section, for example, having a certain shape of X, Y or I, have an “excellent” ability to split, then as fibers with a more regular cross-section, they have a “poor” ability to split. This demonstrates that the biodegradability of the filters of the invention, which include staple fiber, a small amount of a water-soluble binder, and (possibly) a small amount of wood pulp, is exceptional. Moreover, these results show that unexpectedly in the nonwoven materials (and filters) of the invention, the cross-sectional shape of the fiber is not important for dispersibility.

Claims

1. A filter or filter element for tobacco smoke, comprising a non-woven material comprising a staple fiber web and a water-soluble binder, where the water-soluble binder is uniformly applied to at least one surface of the staple fiber web in which the staple fiber is biodegradable to “full biodegradability” when measured in accordance with the OECD 301 B "Ready Biodegradability method" (modified Sturm test), and where the non-woven material is a non-woven material, obtained first wet stacking.

2. The filter or filter element according to claim 1, in which the nonwoven material further comprises wood pulp.

3. The filter or filter element according to claim 1, in which the staple fiber has a measured cutting length from 4 mm to 10 mm, for example from 4 to 6 mm.

4. The filter or filter element according to claim 1, wherein the staple fiber has a diameter of from 1.7 dtex to 3.3 dtex.

5. The filter or filter element for tobacco smoke according to claim 1, in which the staple fiber is a regenerated cellulose fiber, viscose fiber, tensel fiber, fiber made of polyvinyl alcohol, polylactic acid, polyglycolic acid or cotton.

6. The filter or filter element for tobacco smoke according to claim 1, in which the amount of binder is from 0.1% to 5%, expressed as a percentage of solids in the finished non-woven material.

7. The filter or filter element for tobacco smoke according to claim 1, wherein the water-soluble binder is carboxymethyl cellulose, polyvinyl alcohol, hydroxy cellulose, polyethylene oxide, natural or modified starch, cationic starch, guar gum or their derivatives.

8. The filter or filter element for tobacco smoke according to claim 1, wherein the nonwoven material has a web density of 25 to 42 g / cm ² , for example, 27 to 40 g / cm ² .

9. The filter or filter element for tobacco smoke according to claim 1, further comprising an additive to improve the taste.

10. The filter or filter element for tobacco smoke according to claim 1, in which the non-woven material is a filter smoke tobacco material.

11. The filter or filter element for tobacco smoke according to claim 1, having a dispersibility in which 95% or more, for example 96% or more of the nonwoven material passes through a sieve with an opening size of 6.3 mm after being subjected to a dispersion test in a shake flask according to EDANA Standard FG511.1 Tier 1 (using sieves with apertures of 1.6 mm; 3.15 mm; 6.3 mm and 12.5 mm).

12. The filter or filter element for tobacco smoke according to any one of paragraphs. 1-11, in which the nonwoven material additionally contains wood pulp in an amount up to 20 mass. % by weight of non-woven material, and the amount of binder is from 0.1 to 5%, expressed as the percentage of solids in the finished non-woven material.

13. A filter or filter element for tobacco smoke, comprising a nonwoven fabric comprising a staple fiber web; wood pulp and a water-soluble binder, where the water-soluble binder is uniformly applied to at least one surface of a staple fiber web, and up to 9.5 mass. % of the mass of non-woven material is wood pulp.

14. A filter or filter element for tobacco smoke, comprising a nonwoven fabric comprising a staple fiber web; wood pulp and a water-soluble binder, where the water-soluble binder is uniformly applied to at least one surface of a staple fiber web; non-woven material contains wood pulp in an amount up to 20 mass. % by weight of non-woven material, and the amount of binder is from 0.1 to 5%, expressed as the percentage of solids in the finished non-woven material.

15. Filter or filter element for tobacco smoke, comprising a non-woven material containing staple fiber and a water-soluble binder, where the water-soluble binder is applied to the staple fiber in aqueous form, in which the staple fiber is characterized by a level of biodegradability "full biodegradability", when measured in accordance with the method OECD 301 In the “Ready Biodegradability method” (modified Sturm test), and where the non-woven fabric is a non-woven fabric obtained by wet laying.

16. A filter cigarette comprising a filter or filter element for tobacco smoke according to any one of paragraphs. 1-15.

17. A nonwoven material comprising a staple fiber web and a water-soluble binder, where the water-soluble binder is uniformly applied to at least one surface of the staple fiber web, and where the water-soluble binder is applied to the staple fiber in aqueous form, wherein the staple fiber is biodegradable biodegradability "as measured in accordance with the OECD 301 B" Ready Biodegradability method "(modified Sturm test), and where the non-woven material is a non-woven mat rial obtained wet laying.