СИГАРЕТА С ИЗМЕНЯЕМОЙ СКОРОСТЬЮ ГОРЕНИЯ Российский патент 2008 года по МПК A24C5/46 

Перекрестная ссылка на предшествующие заявки

Настоящая международная заявка является продолжением находящейся в настоящее время на рассмотрении заявки US 10/299231, поданной 19 ноября 2002 г., и испрашивает приоритет по ней.

Предпосылки создания изобретения

Настоящее изобретение относится к сигаретам с разной (изменяемой) скоростью горения и машине, предназначенной для изготовления таких сигарет. Предлагаемая в изобретении машина предназначена для изготовления сигарет, изменение скорости горения которых основано на изменении изготовленной из сигаретной бумаги обертки и использовании в сигаретах дополнительной, расположенной между основной (наружной) оберткой и табачным стержнем продольной полоски из оберточной бумаги, образующей в сигарете коаксиальные зоны с высокой и низкой степенью диффузии. Использование в сигаретах выполненной таким образом частично двухслойной обертки, внутренний слой которой не полностью закрывает табачный стержень, позволяет изготавливать сигареты с разной скоростью горения, в том числе самопроизвольно гаснущие сигареты, и сигареты с заданной и существенно меньшей, чем у обычных сигарет, скоростью горения.

Краткое описание чертежей

На прилагаемых к описанию чертежах показано:

на фиг.1 - вид в аксонометрии предлагаемой в изобретении сигареты с частично двухслойной оберткой, позволяющей изменять скорость горения сигареты,

на фиг.2 - вид в аксонометрии развернутой изготовленной из сигаретной бумаги наружной обертки сигареты, показанной на фиг.1,

на фиг.3 - вид спереди предлагаемой в изобретении сигареты,

на фиг.4 - вид в аксонометрии предлагаемой в изобретении двухслойной обертки, позволяющей изменять скорость горения сигареты,

на фиг.5 - другой вариант с частично двухслойной оберткой, предлагаемой в настоящем изобретении,

на фиг.6 - другой вариант выполнения изображенной в виде спереди предлагаемой в изобретении сигареты,

на фиг.7 - вид в аксонометрии частично разрезанной сигареты, предлагаемой в другом варианте осуществления изобретения,

на фиг.8 - схема изображенного в аксонометрии механизма подачи сигаретной бумаги машины, предназначенной для изготовления предлагаемых в изобретении сигарет,

на фиг.9 - частичный разрез гарнитуры машины, предназначенной для изготовления предлагаемых в изобретении сигарет,

на фиг.10 - схема изображенного в аксонометрии механизма изготовления обертки предлагаемых в изобретении сигарет, выполненного по другому варианту, и

на фиг.11 - схема изображенного в виде сбоку механизма изготовления обертки предлагаемых в изобретении сигарет, выполненного в соответствии еще с одним вариантом.

Предпочтительные варианты осуществления изобретения

На фиг.1 показана сигарета 10 с частично двухслойной (ниже называемой просто двухслойной) оберткой, которая позволяет менять скорость горения сигареты. Показанная на фиг.1 предлагаемая в изобретении сигарета 10 с двухслойной оберткой имеет обычный табачный стержень 13, проходящий от открытого конца сигареты до фильтра 15. Табачный стержень 13 обернут снаружи сигаретной бумагой 12. На внутренней стороне сигаретной бумаги 12 расположены отдельные полоски 14а и 14b, образующие неполную внутреннюю обертку табачного стержня. Полоски 14а и 14b служат модификаторами скорости горения табачного стержня 13 и изменяют режим горения сигареты 10. У сигареты, показанной на фиг.1, внутренние полоски проходят параллельно оси табачного стержня 13 от открытого конца до фильтра 15. Наличие в обертке полосок 14а и 14b позволяет изготавливать сигареты с разной скоростью горения, зависящей от плотности набивки табачного стержня, пористости бумаги 12 наружной обертки и содержания в ней определенных добавок, ширины полосок 14а и 14b, их пористости и содержания в них добавок. В предлагаемых в изобретении сигаретах полоски, от которых зависит скорость горения сигареты, могут проходить не по всей длине табачного стержня 13 и не параллельно его продольной оси. Изобретение, таким образом, позволяет в зависимости от сочетания различных параметров, в том числе и указанных выше, изготавливать сигареты 10 с частично двухслойной оберткой, скорость горения которых можно менять в очень в широких пределах.

Как показано на фиг.1, предлагаемая в изобретении сигарета 10, которая может иметь разную скорость горения, снаружи обернута бумагой 12 с двумя - первой и второй - отдельными полосками 14а и 14b. Оберточная сигаретная бумага 12 может иметь нормальную пористость, обычно равную 15-80 единицам Кореста. Кроме наружной обертки из сигаретной бумаги 12, предлагаемая в изобретении сигарета имеет по меньшей мере одну внутреннюю полоску, наличие которой позволяет менять скорость горения сигареты 10. У сигареты, показанной на фиг.1, первая и вторая полоски 14а и 14b расположены на разных сторонах табачного стержня 13. Для того чтобы скорость горения сигареты была по существу постоянной по всей длине табачного стержня, полоски 14а и 14b должны быть расположены параллельно табачному стержню 13 по всей его длине от открытого конца сигареты до фильтра 15.

В варианте, показанном на фиг.1, полоски 14а и 14b проходят по всей длине табачного стержня 13 и в зависимости от режима (скорости) горения сигареты могут быть расположены на равном или любом другом расстоянии друг от друга.

Предлагаемая в изобретении сигарета 10 с двухслойной оберткой, поперечное сечение которой показано на фиг.3, имеет зоны 21 с высокой степенью диффузии и образованные полосками 14а и 14b зоны 22 с низкой степенью диффузии. Предлагаемая в изобретении наружная обертка 12 сигареты имеет по меньшей мере одну зону 21 с высокой степенью диффузии, через которую при нормальном составе дыма проходит относительно большое количество газообразных СО и кислорода. В зонах 22 с низкой степенью диффузии, ограниченных размерами полосок 14а и 14b в окружном направлении, количество входящих и выходящих газов существенно снижается в зависимости от пористости полосок 14а и 14b и наружной обертки 12. Зоны 21 с высокой степенью диффузии и зоны 22 с низкой степенью диффузии могут иметь пористость, соответственно большую 14 и меньшую 8 единиц Кореста.

Как показано на чертежах, наружную обертку 12 предлагаемой в изобретении сигареты 10 с двухслойной оберткой и с заданной скоростью горения изготавливают из стандартной сигаретной бумаги, ширина которой обычно равна 27 мм. На внутренней стороне наружной обертки 12 по всей ее длине на некотором расстоянии друг от друга расположены полоски 14а и 14b, показанные на фиг.2 и фиг.4, где изображен другой вариант выполнения обертки. 4. Наружную обертку изготавливают из сигаретной бумаги стандартного размера с нормальной пористостью, а полоски 14а и 14b - из бумаги шириной 4 мм и пористостью меньше 8 единиц Кореста. Суммарная ширина двух полосок 14а и 14b по окружности обычной сигареты может составлять от 8 до 15 мм. Эффективность влияния наружной обертки и образованной полосками внутренней обертки на скорость горения сигареты зависит от указанных выше параметров, и в частности от пористости наружной и внутренней оберток, при этом ширина внутренней обертки при незначительном влиянии на характеристики дыма и аромата и хороших параметрах горения должна составлять около 75%, предпочтительно меньше 60%, более предпочтительно меньше 35%, от длины окружности наружной обертки. Конкретный выбор ширины внутренней обертки зависит от качества сигареты и от длины окружности наружной обертки. Предлагаемые в изобретении сигареты могут отличаться от сигарет, рассмотренных в настоящем описании в качестве конкретных примеров, которые в этом отношении лишь иллюстрируют изобретение, но не ограничивают его объем.

Как указано ниже, предлагаемые в изобретении сигареты с разной скоростью горения конструктивно можно выполнять по-разному. В зависимости от необходимого режима и скорости горения обертка предлагаемой в изобретении сигареты может иметь одну или несколько внутренних полосок. Как уже отмечалось выше, разное сочетание участков внутренней обертки с низкой пористостью и наружной обертки с высокой пористостью позволяет изготавливать сигареты с разной, в том числе и заданной, скоростью горения. Так, например, при определенном сочетании пористости наружной и внутренней оберток и с учетом других факторов обычную скорость горения стандартных сигарет, равную 6,0 мм/мин, можно при необходимости снизить до менее 4 мм/мин. Внутренняя обертка сигареты с такой скоростью горения должна иметь полоски, изготовленные из материала с низкой пористостью, или их заменители из различного материала, в частности из восстановленного табака, табачной бумаги с низкой пористостью, полученного отливкой ленточного табака, материалов на полимерной основе или других материалов. На внутренние полоски можно нанести покрытие из модификатора горения или другого материала, который образует на табачном стержне по меньшей мере одну зону с низкой степенью диффузии. На бумажную обертку можно нанести покрытие из ингибитора горения, например из альгината натрия, для уменьшения пористости сигареты до величины, при которой сигарета имеет необходимую скорость горения за счет определенного сочетания соответствующих параметров, таких как пористость наружной обертки, плотность набивки табака, длина окружности внутренней обертки и количество полосок, пористость внутренней обертки и др.

На фиг.4-7 проиллюстрированы различные способы формирования в сигарете зон с низкой степенью пористости. На фиг.4 в развернутом виде показана стандартная наружная обертка 12 со множеством внутренних полосок 16а, 16b, 16с и 16d. Эти полоски можно расположить на внутренней поверхности наружной обертки 12 на равном расстоянии друг от друга и на некотором расстоянии от ее краев, которые склеивают друг с другом в гарнитуре сигаретной машины. Все показанные на чертежах полоски 16a-16d можно одновременно подавать в гарнитуру и соединять с внутренней поверхностью наружной обертки у табачного стержня. Наличие у сигареты внутренних полосок обертки позволяет существенно снизить скорость ее горения в статическом режиме вплоть до самопроизвольного затухания.

Как показано на фиг.5, для образования в обертке предлагаемых в изобретении сигарет зон с низкой пористостью можно использовать внутреннюю обертку 17, криволинейные края которой отличаются от прямых краев наружной обертки 12. Края внутренней обертки 17 могут иметь волнообразную форму, при которой положение зоны с низкой пористостью меняется по длине табачного стержня. При таком нелинейном расположении зоны с низкой пористостью скорость горения сигареты в статическом режиме не будет зависеть от ее положения.

На фиг.6 показан еще один вариант выполнения предлагаемой в изобретении сигареты, которая может иметь разную скорость горения. В предлагаемой в этом варианте сигарете зона 21 с высокой степенью диффузии и зона 22 с низкой степенью диффузии образованы расположенным на внутренней поверхности наружной обертки 12 слоем 18 внутренней обертки, охватывающей снаружи часть табачного стержня 13. Показанный на чертеже слой 18 внутренней обертки охватывает приблизительно половину периметра табачного стержня 13. Для изготовления сигарет с определенной по всей длине скоростью горения можно, о чем более подробно сказано ниже, использовать внутреннюю обертку самой разной формы. Для изготовления слоя 18 внутренней обертки можно использовать стандартную сигаретную бумагу с низкой пористостью, меньшей 7 единиц Кореста, или сигаретную бумагу с покрытием из модификатора скорости горения, или другие материалы, например ленточный табак с добавками или без них обычно с низкой пористостью, которая не должна превышать 5 единиц Кореста, предпочтительно 3 единиц Кореста. Преимущество изготовления слоя 18 внутренней обертки из ленточного или восстановленного табака заключается в том, что такой табак по цвету не отличается от табачного стержня 13 и не образует в сигарете в зоне 22 с низкой диффузией тонкую видимую прослойку белого цвета. Слой 18 внутренней обертки можно также изготовить из полимерной пленки или из других материалов. Для изготовления сигарет с низкой скоростью горения, предпочтительно меньшей 4,0 мм/мин, ширина показанного на фиг.6 слоя внутренней обертки должна составлять от 2 до 14 мм или меньше 75% от длины окружности наружной обертки.

На фиг.7 показана предлагаемая еще в одном варианте осуществления изобретения сигарета, у которой на внутренней поверхности наружной обертки 12 вокруг табачного стержня 13 расположено несколько полосок 19 внутренней обертки. Полоски 19 внутренней обертки подают в гарнитуру сигаретной машины вместе с наружной оберткой 12 при формировании в ней табачного стержня 13. Полоски 19 могут быть изготовлены из сигаретной бумаги с низкой пористостью, подаваемой в сигаретную машину в виде полосы, или в виде отдельной полоски либо нескольких полосок, подаваемых в гарнитуру сигаретной машины и разрезаемых на полоски соответствующей ширины. Как показано на фиг.7, полоски 19 внутренней обертки проходят вдоль длины табачного стержня 13 параллельно его оси. Для того чтобы изменение скорости горения сигареты не зависело от ее положения, длина полосок 19 предпочтительно должна быть равна длине табачного стержня. Изготовление внутренней обертки в виде множества полосок 19 (см. фиг.7) позволяет более эффективно менять скорость горения сигареты.

Выполнение внутренней обертки сигарет в виде узких полосок, параллельных оси табачного стержня 13, а не в виде колец, перпендикулярных его оси, обладает определенным преимуществом. Сигареты с кольцами, расположенными в отличие от продольных полосок перпендикулярно оси табачного стержня 13, имеют неравномерную по длине скорость горения. У сигарет, внутренняя обертка которых выполнена в виде поперечных колец, линейная скорость горения меняется по длине сигареты от низкой до высокой в зависимости от пористости обертки в местах расположения колец и пористости расположенной между кольцами сигаретной бумаги наружной обертки. Неравномерная скорость горения сигареты является ее очевидным недостатком, поскольку свободное горение табачного стержня между кольцами внутренней обертки происходит в течение достаточно длительного промежутка времени и не обеспечивает требуемой скорости горения сигареты, которая зависит от всей длины табачного стержня. Кроме того, при глубокой затяжке (глубоком выдохе) тлеющий конец табачного стержня иногда проходит через имеющее низкую пористость кольцо внутренней обертки. При горении сигареты в месте расположения колец состав дыма существенно меняется в сторону увеличения СО и ряда других компонентов. Предлагаемая в настоящем изобретении двухслойная обертка позволяет решить эти проблемы и изготавливать сигареты с разной, но постоянной скоростью горения при нормальном и одинаковом составе дыма по всей длине табачного стержня.

В предлагаемых в изобретении сигаретах 10 внутренняя обертка, выполненная в виде множества отдельных полосок или в виде одной полосы, должна быть расположена на определенном расстоянии от шва наружной обертки 12. Как известно, при изготовлении сигарет показанный на фиг.1 шов 23 образуется в результате наложения друг на друга краев 24 наружной обертки 12. Обычно при изготовлении сигарет до свертывания наружной обертки и формирования табачного стержня 13 один край 24 обертки смазывают клеем. При изготовлении предлагаемых в изобретении сигарет 10 внутренняя обертка должна находиться на некотором расстоянии от шва и не препятствовать свертыванию наружной обертки 12, формированию табачного стержня и склеиванию краев наружной обертки. Во всех показанных на чертежах вариантах внутренняя обертка расположена на некотором расстоянии от боковых краев 24 наружной обертки, не пересекается со швом наружной обертки 12 и не препятствует формированию табачного стержня в гарнитуре сигаретной машины. Поэтому все предлагаемые в настоящем изобретении сигареты можно изготавливать на обычных сигаретных машинах с небольшой доработкой механизма подачи бумаги и без всякого изменения конструкции гарнитуры. Следует отметить, что во всех предлагаемых в изобретении вариантах меняющие скорость горения сигареты полоски дополнительной обертки можно приклеить и к наружной поверхности сигареты, которая в этом случае, как и при внутреннем расположении полосок, будет иметь параллельные оси сигареты зоны с высокой и низкой пористостью.

На фиг.8 показана схема механизма подачи сигаретной бумаги в сигаретной машине, предназначенной для изготовления предлагаемых в изобретении сигарет с разной скоростью горения. Механизм 80 подачи бумаги содержит две бобины - бобину 37 с наружной оберткой и бобину 32 с внутренней оберткой (внутренними полосками). Предназначенную для изготовления наружной обертки сигаретную бумагу со стандартной пористостью и с шириной от 19 до 27 мм подают с бобины 37 в сигаретную машину с состоящим из роликов и натяжных устройств механизмом подачи. В показанном на фиг.8 варианте из внутренней обертки и наружной обертки изготавливают двухслойную сигаретную бумагу 36, в которую в гарнитуре насыпают табак. Наружная обертка 30 проходит под полосками 34 и 35 внутренней обертки, подаваемыми в гарнитуру с бобины 32 или из другого устройства. Внутренняя обертка закрывает только часть внутренней поверхности наружной обертки 30, и поэтому ширина бобины 32 может быть меньше ширины наружной обертки. Сматываемая с бобины 32 внутренняя обертка проходит по роликам механизма подачи к режущему устройству - ножу, который режет ее на полоски требуемого размера, которые до гарнитуры соединяют с наружной оберткой в двухслойную сигаретную бумагу 36. Характеристики горения полосок 34 и 35, образующих внутреннюю обертку предлагаемых в изобретении сигарет, могут значительно отличаться от соответствующих характеристик наружной обертки 30. В этом случае наличие двух бобин в рассматриваемом варианте выполнения механизма 80 подачи бумаги позволяет изготавливать сигареты с оберткой разной пористости, разного состава и с разными другими характеристиками. Механизм подачи бумаги может иметь устройство 33 для резки внутренней обертки на две или несколько полосок.

Как показано на фиг.8, на бобину 32 внутренней обертки можно намотать бумагу шириной 4-15 мм, которую затем разрезают вдоль на две отдельные полоски. Определенное сочетание пористости и характеристик горения внутренней и наружной оберток позволяет изготавливать сигареты с разной, в том числе и с обычной, скоростью горения по всей длине сигареты и табачного стержня.

Показанный на фиг.8 механизм 80 подачи бумаги содержит ряд натяжных роликов, предназначенных для непрерывной подачи наружной обертки 30 и полосок 34 и 35 внутренней обертки и изготовления из них двухслойной оберточной сигаретной бумаги 36. Очевидно, что уменьшение ширины бобины 32 создает определенные проблемы при подаче в гарнитуру разрезанной на отдельные полосы бумаги. Во избежание разрыва полосок 34 и 35 до их попадания в гарнитуру в них необходимо создать определенное натяжение. Возможные остановки в работе машины требуют также определенного натяжения и бобины 37 наружной обертки и бобины 32 внутренней обертки. В предлагаемой в изобретении машине полоски 34 и 35 внутренней обертки соединяют с наружной оберткой 30 в натянутом состоянии либо непосредственно перед гарнитурой, либо, как показано на фиг.8, сразу же после резки сматываемой с бобины внутренней обертки на две полосы.

На фиг.9 показано поперечное сечение гарнитуры обычной сигаретной машины. Гарнитура 40 представляет собой один из узлов сигаретной машины, в котором сворачивают обертки и, заполняя их табаком, формируют сигарету. Обычно гарнитура имеет расположенный между наружной оберткой 30 и гарнитурой 40 не показанный на чертеже ремень. Показанная на чертеже гарнитура 40 имеет криволинейную рабочую поверхность, предназначенную для формирования табачного стержня и сигареты. На криволинейной рабочей поверхности гарнитуры наружную обертку сгибают вокруг табака, который ссыпается на нее из питателя 41 сигаретной машины. Полоски 34 и 35 внутренней обертки, соединяемые до гарнитуры с наружной оберткой 30 в одну двухслойную обертку 36, в гарнитуре также сгибаются и вместе с табаком принимают форму сигареты. Такой способ изготовления сигарет существенно расширяет возможности для выбора необходимых параметров наружной и внутренней оберток. Еще одним преимуществом такого способа является возможность изготовления предлагаемых в изобретении сигарет на существующих автоматических линиях при сохранении их высокой производительности и всей последовательности технологического процесса. Так, в частности, предлагаемый в изобретении способ не требует внесения значительных изменений в конструкцию гарнитуры, формирующей сигаретные стержни, которые затем разрезают на отдельные части определенной длины и соединяют с фильтрами.

Как показано на фиг.9, расположенные на внутренней поверхности наружной обертки 30 полоски 34 и 35 внутренней обертки при попадании в гарнитуру не препятствуют формированию сигареты и табачного стержня. В сигарете, показанной на фиг.3, смещенные относительно продольного шва наружной обертки 30 на 90° и расположенные на равном расстоянии друг от друга полоски 34 и 35 равномерно меняют скорость горения сигареты по всей длине табачного стержня. Для соединения внутренней обертки с наружной оберткой 30 можно помимо клея использовать и любые другие материалы. Определенному расположению полосок 34 и 35 на внутренней поверхности наружной обертки способствует и уплотнение табака, которое происходит в гарнитуре 40 при формировании табачного стержня.

На фиг.10 показан другой вариант выполнения схематично изображенного механизма 82 подачи бумаги. В этом варианте наружную обертку 12 с расположенной в обычном месте бобины подают на ролик 57, который направляет наружную и внутреннюю обертки в гарнитуру 60, в которой происходит процесс формирования табачного стержня и сигареты. В этом варианте для изготовления наружной обертки 12 можно использовать стандартную сигаретную бумагу шириной 27 мм с нормальной пористостью и другими обычными характеристиками. Как показано на чертеже, двухслойную обертку 36 в этом варианте изготавливают путем соединения до гарнитуры наружной обертки 12 с двумя полосками 34 и 35 внутренней обертки.

В варианте, показанном на фиг.10, намотанная на бобину бумага 32, из которой изготавливают полоски внутренней обертки, до резки в продольном направлении режущим устройством 51 проходит по направляющим роликам 58. Режущее устройство можно выполнить в виде вращающегося ножа 52 и неподвижного основания 53. При изготовлении сигарет с двухслойной оберткой по этому варианту внутреннюю обертку 32 изготавливают из бумаги шириной 8 мм, которую разрезают в продольном направлении на две полоски 34 и 35 шириной 4 мм. Бумагу внутренней обертки 32 разрезают режущим устройством 51 и разделяют роликами 55 и 56 на отдельные полоски 34 и 35, которые затем на ролике 57 соединяют с наружной оберткой 12. Очевидно, что внутреннюю обертку 32 можно разрезать и на более узкие полоски, которые затем соединяют с наружной оберткой.

Преимущество этого варианта состоит в использовании режущего устройства 51 с вращающимся ножом, которым можно разрезать бумагу на отдельные полоски требуемой ширины. Однако из-за наличия в механизме подачи направляющих и натяжных роликов изготовление внутренней обертки предлагаемых в изобретении сигарет из узких полосок бумаги сопряжено с опасностью возможного разрыва внутренней обертки 32 и отдельных полосок 34 и 35. Поэтому для уменьшения длины узких полосок 34 и 35 используемое в этом варианте режущее устройство 51с вращающимся ножом должно быть установлено максимально близко к гарнитуре 60.

В показанном на фиг.10 механизме 82 подачи бумаги бумажную полосу 32 разрезают на две узкие полоски 34 и 35 режущим устройством 51 с вращающимся ножом. Очевидно, что в механизме подачи бумаги, кроме вращающегося ножа, можно использовать и другие режущие устройства, например, неподвижные ножи, лазеры, водоструйные режущие устройства, устройства для контактной резки или микроперфораторы. Для изготовления обертки предлагаемых в изобретении сигарет можно также использовать обработанное бумажное полотно, предварительно надрезанное на отдельные полосы, отделяемые друг от друга до попадания в гарнитуру. Для подачи в гарнитуру полосок внутренней обертки, соединенных с наружной оберткой, также можно использовать самые разные устройства. Некоторые из описанных устройств можно использовать для подачи в гарнитуру полосок внутренней обертки, тогда как другие устройства предназначены для изготовления или подачи полосок внутренней обертки, соединенных с наружной оберткой непосредственно в гарнитуре. Конструкции такого рода устройств имеют, как очевидно, много общего с решениями, предлагаемыми в настоящем изобретении, но не относятся к основной идее изобретения, и поэтому рассматриваемые в описании конкретные варианты выполнения устройств для подачи бумаги приведены лишь в качестве примеров, которые не ограничивают объем изобретения.

На фиг.11 показан еще один вариант выполнения сигаретной машины 84, в которой механизм 74 изготовления сигарет имеет два расположенных рядом с машиной внешних устройства 70 и 71 подачи бумаги. Устройство 70 подачи имеет бобину 30, с которой бумага 12 наружной обертки сматывается и подается в гарнитуру 77. В гарнитуре сматываемое с бобины 30 полотно бумаги 12 соединяется с полотном материала 32, из которого изготавливают полоски внутренней обертки сигареты. Устройство 71 подачи бумаги имеет бобину, с которой материал 32 подают в режущее устройство 75 и режут на отдельные полоски. Для уменьшения длины отдельных узких полосок внутренней обертки режущее устройство 75 должно быть расположено максимально близко от гарнитуры 77. Показанный на фиг.11 механизм 74 изготовления сигарет имеет гарнитуру 77 и соединенный с приводным валом 73 ремень 78, который по мере формирования сигареты с полосками внутренней обертки перемещает через гарнитуру табак и бумагу наружной и внутренней оберток.

Наличие внешних устройств 70 и 71, предназначенных для подачи в машину материала как наружной, так и внутренней оберток, облегчает создание автоматической линии обработки бумаги и подачи полосок внутренней обертки в механизм 74 и их соединения с наружной оберткой. Кроме того, использование расположенных снаружи устройств с бобинами 30 и 32 наружной и внутренней оберток исключает необходимость внесения существенных изменений в конструкцию механизма 74 изготовления сигарет и устройств, расположенных вблизи гарнитуры 77, и связано только с установкой направляющих и натяжных роликов. Внешние устройства подачи подобного типа обычно поставляются в настоящее время вместе с сигаретными машинами и могут с успехом использоваться для соединения наружной и внутренней оберток и изготовления предлагаемых в изобретении сигарет с изменяемой скоростью горения.

В устройство 71 подачи бумаги вместо обычной бобины с сигаретной оберткой можно установить катушку с полученным отливкой ленточным материалом. Необходимость в использовании катушки связана с неоднородностью такого материала. Ленту восстановленного табака шириной 8 мм подают с катушки в механизм 74 изготовления сигарет через направляющие ролики, которые поддерживают постоянную скорость подачи ленты по мере ее сматывания с катушки. Ленту разрезают непосредственно перед ее соединением с материалом наружной обертки на ролике, обычно расположенном перед гарнитурой. Для нормальной подачи ленты в гарнитуру и ее соединения с материалом наружной обертки предназначены соответствующие направляющие и натяжные ролики.

Наружную и внутреннюю обертки предлагаемых в изобретении сигарет можно изготавливать из разной по своим свойствам бумаги. Как уже было отмечено выше, наружную обертку изготавливают из бумаги, ширина которой равна 27 мм, а пористость лежит в пределах от 15 до 80 единиц Кореста. Известно, что значительное снижение пористости наружной обертки изменяет состав дыма и линейную скорость горения сигареты. Наличие у сигареты не полностью закрывающей табачный стержень внутренней обертки позволяет изменять скорость ее горения и изготавливать сигареты со скоростью горения, отличающейся от обычной. Как показано на чертежах, частично закрывающую табачный стержень внутреннюю обертку можно выполнить в виде одной или нескольких полосок. Внутреннюю обертку можно изготовить из бумаги с существенно меньшей, чем у наружной обертки, пористостью, не превышающей 8 единиц Кореста. Внутренняя обертка, изготовленная в виде показанной на фиг.6 одной полоски из полученной отливкой ленты или из бумаги, должна иметь ширину от 2 до 15 мм. Пористость внутренней обертки должна лежать в пределах от 0 до 8 единиц Кореста.

Примеры

Предлагаемым в изобретении способом с помощью описанных выше устройств изготавливали несколько партий предлагаемых в изобретении сигарет с разной скоростью горения с не полностью закрывающей табачный стержень внутренней оберткой, выполненной в виде нескольких отдельных плосок или одной полоски. Предлагаемые в изобретении сигареты сравнивали с контрольными сигаретами без внутренней обертки с линейной скоростью горения в пределах 4,3-4,7 мм/мин. Внутреннюю обертку сигарет изготавливали из разных, указанных в приведенных ниже таблицах материалов, включая обычную обработанную бумагу и ленточный табак.

Примеры сигарет с двумя полосками внутренней обертки, изготовленными из ленточного табака с пористостью, меньшей 5 единиц Кореста:

СигаретаПористость наружной обертки, единицы КорестаСодержание цитрата в наружной обертке, %Количество полосок внутренней оберткиШирина полосок внутренней обертки, ммЛинейная скорость горения сигареты (ЛСГ), мм/минКоличество самопроизвольных затуханий на 10 слоях, %1500,5004,302500,5243,11003500,5252,61004500,5262,71005400,7004,706400,7233,8487300,6004,308300,6243,1100

Примеры сигарет с двумя полосками из обработанной или покрытой альгинатом натрия сигаретной бумаги с пористостью, меньшей 5 единиц Кореста:

СигаретаПористость наружной обертки, единицы КорестаСодержание цитрата в наружной обертке, %Количество полосок внутренней оберткиШирина полосок внутренней обертки, ммЛинейная скорость горения сигареты (ЛСГ), мм/минКоличество самопроизвольных затуханий на 10 слоях, %9700,6004,4010700,6223,825

Результаты анализа состава дыма двух сигарет с полосками из ленточного табака:

СигаретаПористость наружной обертки, единицы КорестаСодержание цитрата в наружной обертке, %Кол-во полосок внутренней оберткиШирина полосок внутренней обертки, ммЛинейная скорость горения сигареты (ЛСГ), мм/минКол-во самопроизвольных затуханий на 10 слоях, %Смола, мг/сигНикотин, мг/сигСО,
мг/сигКол-во затяжек11700,6243,99015,51,412,210,312500,5243,89014,50,914,67,3

Из приведенных примеров следует, что по линейной скорости горения и самопроизвольному затуханию предлагаемые в изобретении сигареты с дополнительной, не полностью закрывающей табачный стержень внутренней оберткой отличаются от обычных контрольных сигарет. Предлагаемая в изобретении дополнительная внутренняя обертка позволяет уменьшить скорость горения сигареты до 40 процентов. Все сигареты с внутренними полосками шириной, равной минимум 4 мм, самопроизвольно гасли. Уменьшение ширины внутренних полосок снижало их эффективность, повысить которую можно за счет использования специальных добавок или увеличения количества полосок. Испытание сигарет на самопроизвольное затухание на 10 слоях проводилось по методике проверки воспламеняемости, разработанной Национальным институтом стандартов и технологий.

Очевидно, что предлагаемые в настоящем изобретении решения позволяют легко менять скорость горения сигареты путем изменения пористости наружной и внутренней оберток, ширины внутренней обертки, материала, из которого она изготовлена, и других факторов.

Все изменения такого рода не выходят за объем изобретения, сущность которого заключается в том, что скорость горения сигарет можно изменять, варьируя размеры и параметры частично закрывающей табачный стержень внутренней обертки.

Изобретение относится к сигаретам с разной скоростью горения и к машине для изготовления таких сигарет. Сигарета имеет двухслойную обертку, внутренний слой которой частично закрывает табачный стержень и внутреннюю сторону наружного слоя. Внутренний слой обертки можно выполнить в виде одной или множества расположенных вдоль табачного стержня соосно ему полосок, которые меняют скорость горения сигареты. Материал внутреннего слоя обертки имеет низкую пористость и образует по длине табачного стержня зоны с высокой и низкой степенью диффузии. Предлагаемые в изобретении сигареты могут иметь одну зону с высокой и одну зону с низкой степенью диффузии или несколько чередующихся соосных зон с разной степенью диффузии. Зоны с низкой степенью диффузии в предлагаемых в изобретении сигаретах образованы материалом внутреннего слоя обертки. Изобретение позволяет изготавливать сигареты с разной скоростью горения, в том числе самопроизвольно гаснущие сигареты, и сигареты с заданной и существенно меньшей, чем у обычных сигарет, скоростью горения. 9 н. и 37 з.п. ф-лы, 3 табл., 11 ил.

1. Сигарета с изменяемой скоростью горения, содержащая обернутый наружной бумажной оберткой табачный стержень и множество частично закрывающих табачный стержень полосок внутренней обертки шириной до 15 мм, по существу, равномерно расположенных по длине табачного стержня параллельно его оси и с отступом от шва наружной обертки.2. Сигарета по п.1, у которой пористость наружной обертки составляет минимум 15 единиц Кореста, а пористость внутренней обертки не превышает 10 единиц Кореста.3. Сигарета по п.2, у которой пористость полосок внутренней обертки не превышает 7 единиц Кореста.4. Сигарета по п.1, у которой каждая из множества полосок внутренней обертки состоит из первой и второй полосок, ширина каждой из которых не превышает 4 мм.5. Сигарета по п.2, у которой полоски внутренней обертки изготовлены из полученного отливкой ленточного табака.6. Сигарета по п.5, у которой полоски внутренней обертки имеют ширину от 2 до 15 мм и пористость не более 1 единицы Кореста.7. Сигарета по п.2, у которой полоски внутренней обертки изготовлены из восстановленного табака,8. Сигарета по п.2, у которой полоски внутренней обертки изготовлены из полимерного материала.9. Сигарета с двухслойной оберткой, которая состоит из полосы наружной обертки, охватывающей табачный стержень, множества частично закрывающих табачный стержень полосок внутренней обертки, длина которых равна длине табачного стержня и которые, по существу, расположены на равном расстоянии друг от друга и на одинаковое расстояние не доходят до шва наружной обертки, при этом внутренняя обертка закрывает не более 60% окружности табачного стержня.10. Сигарета с двухслойной оберткой, которая состоит из полосы наружной обертки, охватывающей табачный стержень и имеющей шов, и множества частично закрывающих табачный стержень полосок внутренней обертки, длина которых равна длине табачного стержня и которые равномерно расположены по окружности соосно с табачным стержнем и на одинаковое расстояние не доходят до шва наружной обертки, при этом ширина полосок внутренней обертки не превышает 15 мм.11. Сигарета по п.10, у которой каждая из полосок внутренней обертки имеет ширину от 2 до 15 мм.12. Сигарета по п.11, у которой полоски внутренней обертки изготовлены из полученного отливкой ленточного табака.13. Сигарета по п.11, у которой полоски внутренней обертки изготовлены из бумаги с низкой пористостью.14. Сигарета по п.11, у которой пористость полосок внутренней обертки не превышает 7 единиц Кореста.15. Сигарета по п.14, у которой полоски внутренней обертки проходят от открытого конца сигареты до расположенного на ее противоположном конце фильтра.16. Сигарета по п.11, у которой внутренняя обертка состоит из множества отдельных полосок, пористость которых не превышает 7 единиц Кореста.17. Сигарета с изменяемой скоростью горения, которая содержит обернутый наружной бумажной оберткой табачный стержень и множество частично закрывающих снаружи табачный стержень полосок внутренней обертки, которые равномерно расположены по окружности табачного стержня соосно с ним и на одинаковое расстояние не доходят до шва наружной обертки, и имеет множество равномерно расположенных по окружности табачного стержня соосно с ним зон с высокой степенью диффузии и зон с низкой степенью диффузии.18. Сигарета по п.17, у которой расположенные соосно с табачным стержнем зоны с низкой степенью диффузии образованы полосками внутренней обертки.19. Сигарета по п.18, у которой ширина зоны с низкой степенью диффузии не превышает 12 мм.20. Сигарета по п.17, у которой множество соосно расположенных зон с низкой степенью диффузии образованы множеством полосок внутренней обертки, пористость каждой из которых не превышает 7 единиц Кореста.21. Сигарета по п.18, у которой полоски внутренней обертки проходят от открытого конца табачного стержня до расположенного на его противоположном конце фильтра и изготовлены из полученного отливкой ленточного табака шириной до 12 мм, пористость которого не превышает 7 единиц Кореста.22. Сигарета по п.17, у которой суммарная ширина множества полосок внутренней обертки составляет около 8 мм.23. Сигарета с заданной скоростью горения, которая содержит обернутый наружной бумажной оберткой табачный стержень с образованным наружным швом, множество частично закрывающих табачный стержень полосок внутренней обертки, длина которых равна длине табачного стержня и которые равномерно расположены по окружности табачного стержня соосно с ним и на равное расстояние не доходят до шва наружной обертки, и имеет соосно расположенные зоны с высокой степенью диффузии и множество соосно расположенных зон с низкой степенью диффузии, при этом множество соосно расположенных зон с низкой степенью диффузии образованы множеством узких полосок внутренней обертки, пористость которых не превышает 7 единиц Кореста, а пористость наружной обертки составляет минимум 12 единиц Кореста.24. Способ изготовления сигарет с изменяемой скоростью горения, заключающийся в том, что первую полосу бумаги шириной 19-29 мм сматывают с первой бобины с материалом наружной обертки и подают в сигаретную машину, вторую полосу бумаги шириной до 15 мм сматывают со второй бобины с материалом внутренней обертки и подают в сигаретную машину, вторую полосу бумаги накладывают перед гарнитурой сигаретной машины на первую полосу, формируя частично двухслойную обертку, насыпают табак на частично двухслойную обертку и сгибают частично двухслойную обертку вокруг табака, формируя стержень табака для изготовления сигареты.25. Способ по п.24, в котором в качестве второй полосы бумаги используют бумагу, пористость которой не превышает 10 единиц Кореста.26. Способ по п.24, в котором вторую полосу бумаги разрезают в продольном направлении на множество узких полосок, каждую из которых подают в сигаретную машину.27. Способ по п.24, в котором в качестве второй полосы бумаги используют бумагу на табачной основе.28. Способ по п.24, в котором вместо второй полосы бумаги используют полученный отливкой ленточный табак.29. Способ изготовления сигарет с частично двухслойной оберткой, заключающийся в том, что с первой бобины сматывают материал наружной обертки, со второй бобины сматывают материал частично закрывающей табачный стержень внутренней обертки, материал внутренней обертки соединяют с материалом наружной обертки, формируют табачный стержень и обертывают табачный стержень материалом наружной обертки и материалом внутренней обертки, при этом не более 75% наружной поверхности табачного стержня сигареты имеет двухслойную обертку.30. Способ по п.29, в котором материал внутренней обертки разрезают в продольном направлении на множество полосок.31. Способ по п.30, в котором в качестве материала внутренней обертки используют материал, пористость которого не превышает 10 единиц Кореста.32. Способ по п.29, в котором в качестве материала внутренней обертки используют материал на табачной основе шириной до 15 мм.33. Способ по п.29, в котором в качестве материала внутренней обертки используют материал на табачной основе шириной до 15 мм, пористость которого не превышает 10 единиц Кореста.34. Способ по п.33, в котором подают соединенный материал внутренней обертки и наружной обертки в гарнитуру сигаретной машины и формируют двухслойную обертку, насыпают табак на двухслойную обертку и сгибают двухслойную обертку, получая заключенный в двухслойную обертку стержень табака, из которого изготавливают сигареты.35. Машина для изготовления сигарет с изменяемой скоростью горения, которая содержит первое устройство подачи первой полосы материала, предназначенного для изготовления наружной обертки сигареты, второе устройство подачи второй полосы материала, предназначенного для изготовления внутренней обертки сигареты, направляющий ролик, на котором первая полоса материала соединяется со второй полосой материала, и гарнитуру с ремнем, на который подаются первая полоса материала и вторая полоса материала, при этом ширина первой полосы материала не превышает 75% от ширины второй полосы материала.36. Машина по п.35, в которой первое устройство подачи и второе устройство подачи выполнены в виде отдельных устройств.37. Машина по п.35, содержащая режущее устройство, расположенное рядом с первым устройством подачи и разрезающее первую полосу материала по меньшей мере на первую и вторую полоски внутренней обертки.38. Машина по п.37, в которой первая и вторая полоски внутренней обертки соединяются на направляющем ролике со второй полосой материала в частично двухслойную обертку.39. Машина по п.35, содержащая первую бобину с материалом и вторую бобину с материалом, при этом с первой бобины сматывается первая полоса материала, а со второй бобины - вторая полоса материала.40. Машина по п.39, в которой первая бобина и вторая бобина установлены в ней с возможностью вращения.41. Машина по п.40, в которой первая бобина и вторая бобина установлены во внешних устройствах подачи материала с возможностью вращения.42. Сигарета с уменьшенной скоростью горения, которая содержит табачный стержень, заключенный в наружную обертку с первой пористостью, формирующей шов, и множество бумажных полосок со второй пористостью, которые расположены между наружной оберткой и табачным стержнем вокруг его наружной поверхности соосно с ним и не доходят до шва наружной обертки и пористость которых меньше пористости наружной обертки, при этом линейная скорость горения сигареты не превышает 4 мм/мин, а по меньшей мере одна из полосок изготовлена из полученного отливкой ленточного табака, ширина которого составляет менее 6 мм, а пористость составляет менее 4 единиц Кореста.43. Сигарета по п.42, у которой первая пористость превышает 15 единиц Кореста, а вторая пористость не превышает 8 единиц Кореста.44. Сигарета по п.42, у которой по меньшей мере одна полоса бумажного материала состоит из первой и второй полосок этого материала.45. Сигарета по п.44, у которой первая и вторая полоски бумажного материала имеют каждая ширину около 4 мм.46. Сигарета по п.42, у которой по меньшей мере одна полоска изготовлена из полученного отливкой ленточного табака шириной не более 9 мм и пористостью менее 4 единиц Кореста.