Настоящее изобретение относится к фильтру для курительного изделия и к курительному изделию, содержащему фильтр.
Сгораемые курительные изделия, такие как сигареты, обычно содержат резаный табак (обычно в виде резаного наполнителя), окруженный бумажной оберткой, образующей табачный стержень. Для использования сигареты потребитель поджигает один ее конец, и стержень резаного табака начинает гореть. Потребитель затем получает вдыхаемый дым, затягиваясь на противоположном конце (конце, подносимом ко рту, или конце с фильтром) сигареты. Резаный табак может быть табаком одного типа или смесью двух или более типов табака.
В области техники, к которой относится изобретение, предложен также ряд курительных изделий, в которых субстрат, образующий аэрозоль, такой как табак, нагревается, а не сгорает. В нагреваемых курительных изделиях аэрозоль образуется путем нагрева субстрата, образующего аэрозоль. Известные нагреваемые курительные изделия включают, например, курительные изделия, в которых аэрозоль образуется путем электрического нагрева или передачей тепла от сгораемого топливного элемента или источника тепла аэрозоль-образующему субстрату. Во время курения летучие соединения высвобождаются из субстрата, образующего аэрозоль, посредством передачи тепла от источника тепла и захватываются в воздух, втягиваемый через курительное изделие. Когда высвобожденные соединения охлаждаются, они конденсируются с образованием аэрозоля, вдыхаемого потребителем. Известны также курительные изделия, в которых содержащий никотин аэрозоль получают из табачного материала, табачного экстракта или иного источника никотина без сжигания и в некоторых случаях без нагрева, например, посредством химической реакции.
Курительные изделия, особенно сигареты, обычно содержат фильтр, выровненный с источником материала, таким как табачный стержень или иной субстрат, образующий аэрозоль, и расположенный торец к торцу с ним. Обычно фильтр содержит штранг из ацетилцеллюлозы, прикрепленный к табачному стержню или субстрату ободковой бумагой. Вентиляция вдыхаемого дыма может достигаться рядом или рядами перфорационных отверстий в ободковой бумаге вокруг места вдоль фильтра.
Вентиляция может уменьшить составляющие как дисперсной фазы, так и газовой фазы вдыхаемого дыма. Однако курительные изделия, имеющие высокие уровни вентиляции, могут иметь уровни сопротивления втягиванию (RTD), являющиеся слишком низкими, чтобы считаться приемлемыми для потребителя. Включение, например, одного или нескольких сегментов фильтра из ацетилцеллюлозы высокой плотности может использоваться для повышения общего RTD курительных изделий с высокой вентиляцией до приемлемого уровня. Однако сегменты фильтра из ацетилцеллюлозы высокой плотности обычно снижают доставки дисперсной фазы (например, смол), при этом оказывая малое влияние или не влияя на доставки газовой фазы (например, оксида углерода). Одним из путей решения этой проблемы является включение в фильтр ограничительного элемента. Например, в документах WO-A-2010/133334 и US-A-2007/0235050 описываются ограничительные элементы, повышающие RTD без фильтрования дыма. При использовании с высокой вентиляцией ограничительный элемент может повышать RTD, и при этом уровни составляющих как дисперсной фазы, так и газовой фазы вдыхаемого дыма снижаются.
Необходимо создать фильтр для курительного изделия, имеющего усовершенствованный ограничивающий поток элемент, простой и недорогой в изготовлении и при вставке в фильтр.
В соответствии с первым аспектом изобретения предлагается фильтр для курительного изделия, причем фильтр содержит: сегмент фильтра из фильтрующего материала, причем сегмент фильтра имеет диаметр, измеренный перпендикулярно продольному направлению фильтра; и ограничитель потока, вставленный в сегменте фильтра и окруженный со всех сторон фильтрующим материалом, причем размер поперечного сечения ограничителя потока, измеренный перпендикулярно продольному направлению фильтра, находится в диапазоне от приблизительно 60% до приблизительно 95% диаметра сегмента фильтра, причем ограничитель потока является по существу сферическим, размер поперечного сечения ограничителя потока, измеренный перпендикулярно продольному направлению фильтра, является диаметром сферического ограничителя потока.
Ограничитель потока требует меньше материала, чем многие известные ограничительные элементы. Это облегчает ограничитель потока и снижает его стоимость. Предлагаемый фильтр обеспечивает гибкость для более коротких конструкций фильтра, поскольку ограничитель потока увеличивает RTD на относительно короткой длине фильтра. Этот аспект является особенно преимущественным, поскольку может позволить изготавливать фильтр, используя меньше фильтрующего материала. В зависимости от специфики конструкции ограничитель потока может легко изготавливаться без необходимости в инжекционном формовании. Это может означать, что ограничитель потока можно изготовить быстрее, легче и дешевле, чем многие известные ограничительные элементы. Кроме того, предлагаемый фильтр легко изготовить, поскольку ограничитель потока может вставляться непосредственно среди волокон фильтрующего материала. Таким образом, можно использовать обычные способы изготовления, в которых непрерывный волоконный материал со вставленными ограничителями потока разрезают на сегменты фильтра. Отдельный этап вставки ограничителя потока не требуется.
Ограничитель потока предпочтительно содержит воздухонепроницаемый материал. Термин «воздухонепроницаемый материал», используемый по всему тексту настоящего описания, означает материал, не позволяющий проходить текучим средам, в частности воздуху и дыму, через пустоты или поры в этом материале. Если ограничитель потока содержит материал, не проницаемый для воздуха и дыма, воздух и дым, втягиваемые через фильтр, вынуждены протекать вокруг ограничителя потока и через уменьшенное поперечное сечение фильтрующего материала. Таким образом, ограничитель потока уменьшает площадь проницаемого поперечного сечения фильтра. Предпочтительно, площадь поперечного сечения ограничителя потока находится в диапазоне от приблизительно 35% до приблизительно 90% площади поперечного сечения сегмента фильтра. То есть, предпочтительно, площадь проницаемого поперечного сечения фильтра находится в диапазоне от приблизительно 10% до приблизительно 65% площади поперечного сечения сегмента фильтра. Это повышает RTD фильтра до уровня, приемлемого потребителю. Хотя ограничитель потока может содержать воздухонепроницаемый материал, это не исключает формы ограничителя потока, содержащей один или несколько каналов потока воздуха. В некоторых случаях ограничитель потока отводит полностью или по существу полностью дым и воздух от протекания через центральную часть фильтра, а в других случаях ограничитель потока может вынуждать основную часть дыма и воздуха протекать вокруг ограничителя потока и одновременно позволять небольшому количеству дыма и воздуха протекать через ограничительный элемент, например по одному или нескольким каналам в ограничителе потока.
Отведение потока к краю фильтра может быть особенно эффективным для увеличения RTD, поскольку поток воздуха или дыма или воздуха и дыма может быть, главным образом, через центральную часть фильтра. Размер и форма ограничителя потока и тип фильтрующего материала полой трубки могут выбираться с таким расчетом, чтобы требуемым образом влиять на RTD. Например, помещенный в одиночный сегмент фильтра без вентиляции ограничитель потока может создавать RTD в пределах от приблизительно 200 мм H2O (приблизительно 1960 Па) до приблизительно 500 мм H2O (приблизительно 4900 Па). Предпочтительно, ограничитель потока может создавать RTD в пределах между приблизительно 250 мм H2O (приблизительно 2450 Пa) и приблизительно 400 мм H2O (приблизительно 3920 Пa).
В настоящем описании термины «расположенный выше по потоку» и «расположенный ниже по потоку» используются для описания относительных положений элементов фильтра или курительного изделия относительно направления потока вдыхаемого дыма при его втягивании от зажигаемого конца курительного изделия через фильтр.
Размер поперечного сечения ограничителя потока находится в диапазоне от приблизительно 60% до приблизительно 95% диаметра сегмента фильтра. Если ограничитель потока и сегмент фильтра имеют круглые поперечные сечения, это соответствует уменьшению площади проницаемого поперечного сечения ограничителем потока до величины от приблизительно 10% до приблизительно 64% площади поперечного сечения сегмента фильтра. Предпочтительно, размер поперечного сечения ограничителя потока находится в диапазоне от приблизительно 70% до приблизительно 90% диаметра сегмента фильтра. Если ограничитель потока и сегмент фильтра имеют круглые поперечные сечения, это соответствует уменьшению площади проницаемого поперечного сечения ограничителем потока до величины от приблизительно 19% до приблизительно 51% площади поперечного сечения сегмента фильтра. Предпочтительнее, размер поперечного сечения ограничителя потока находится в диапазоне от приблизительно 70% до приблизительно 80% диаметра сегмента фильтра. Если ограничитель потока и сегмент фильтра имеют круглые поперечные сечения, это соответствует уменьшению площади проницаемого поперечного сечения ограничителем потока до величины от приблизительно 36% до приблизительно 51% площади поперечного сечения сегмента фильтра. Даже предпочтительнее, размер поперечного сечения ограничителя потока находится в диапазоне от приблизительно 72% до приблизительно 78% диаметра сегмента фильтра. Если ограничитель потока и сегмент фильтра имеют круглые поперечные сечения, это соответствует уменьшению площади проницаемого поперечного сечения ограничителем потока до величины от приблизительно 39% до приблизительно 48% площади поперечного сечения сегмента фильтра.
Предпочтительно, диаметр DF сегмента фильтра находится в диапазоне от приблизительно 3,8 мм до приблизительно 9,5 мм. Предпочтительнее, диаметр DF сегмента фильтра находится в диапазоне от приблизительно 4,6 мм до приблизительно 7,8 мм. Даже предпочтительнее, диаметр DF сегмента фильтра находится в диапазоне приблизительно 7,7 мм. Диаметр сегмента фильтра измеряется перпендикулярно продольной оси фильтра и курительного изделия.
Размер поперечного сечения ограничителя потока находится в диапазоне от приблизительно 60% до приблизительно 95% диаметра сегмента фильтра. Однако в этих пределах размер и форма ограничителя потока относительно диаметра DF сегмента фильтра могут выбираться с таким расчетом, чтобы обеспечить требуемый уровень RTD. Ограничитель потока может иметь размер поперечного сечения от приблизительно (DF - 3,0 мм) до приблизительно (DF - 0,2 мм). Ограничитель потока может иметь размер поперечного сечения от приблизительно (DF - 2,8 мм) до приблизительно (DF - 0,4 мм). Ограничитель потока может иметь размер поперечного сечения от приблизительно (DF - 1,5 мм) до приблизительно (DF - 0,8 мм). Ограничитель потока может иметь размер поперечного сечения от приблизительно (DF - 1,2 мм) до приблизительно (DF - 1,0 мм). Ограничитель потока может иметь размер поперечного сечения приблизительно (DF - 1,73 мм). Ограничитель потока может иметь размер поперечного сечения приблизительно (DF - 0,58 мм). В одном предпочтительном варианте осуществления размер поперечного сечения ограничителя потока равен приблизительно 5,55 мм. В другом предпочтительном варианте осуществления размер поперечного сечения ограничителя потока равен приблизительно 6,0 мм. В еще одном предпочтительном варианте осуществления размер поперечного сечения ограничителя потока равен приблизительно 7,15 мм.
Выражение «окруженный со всех сторон», используемое по всему тексту данного описания, означает, что ограничитель потока непосредственно прилегает к фильтрующему материалу в направлении выше и ниже по потоку (продольном направлении), а также в поперечном направлении. То есть ограничитель потока полностью заделан в фильтрующем материале, а не в отдельной полости. Предпочтительно, ограничители потока вставляются в фильтрующий материал при изготовлении фильтрующего материала. Например, ограничители потока могут вставляться среди волокон непрерывного стержня фильтрующего материала, который может затем разрезаться на сегменты фильтра.
Предпочтительно, ограничитель потока является несжимаемым. Термин «несжимаемый», используемый в тексте данного описания, означает стойкий к сжатию от любого из следующего: манипуляции руками при извлечении курительного изделия из пачки, сжатие пальцами (то есть пальцами пользователя на фильтре), буккальное сжатие (то есть губами и зубами пользователя на конце фильтра, подносимом ко рту) или процесс ручного гашения («тушение сигареты»). Иными словами, термин «несжимаемый» означает не деформируемый или не подверженный разрушению при нормальном обращении с курительным изделием при изготовлении и использовании.
Предпочтительно, ограничитель потока имеет предел текучести при сжатии более чем приблизительно 8,0 кПа. Предпочтительнее ограничитель потока имеет предел текучести при сжатии более чем приблизительно 12,0 кПа. Предел текучести при сжатии определяется как величина одноосного сжимающего напряжения, достигаемая, когда происходит остаточная деформация ограничителя потока.
Предпочтительно, ограничитель потока имеет прочность на сжатие при деформации 10% более чем приблизительно 50,0 кПа. Прочность на сжатие при деформации 10% определяется как величина одноосного сжимающего напряжения, достигаемая, когда имеется 10% деформация (то есть изменение на 10% одного размера поперечного сечения) ограничителя потока.
Предел текучести при сжатии и прочность на сжатие при деформации 10% могут определяться экспериментально путем испытания по стандарту ISO 604. Как станет понятно специалисту в данной области, в этом испытании образец (ограничитель потока) сжимается сжимающими пластинами по оси, что соответствует давлению, обычно прикладываемому пальцами курильщика на ограничителе, когда курильщик держит курительное изделие. Испытание проводят при постоянной скорости перемещения до достижения нагрузкой или деформацией заданного значения. Во время испытания измеряют нагрузку, переносимую образцом (ограничителем потока).
Ограничитель потока может содержать любой подходящий материал или любые подходящие материалы. Предпочтительно, ограничитель потока содержит один или несколько воздухонепроницаемых материалов. Примеры подходящих материалов включают, помимо прочего, желатин или другие типы гидроколлоидов, альгинат, карбоксиметилцеллюлозу (СМС), целлюлозу, крахмал, полимолочную кислоту, поли(бутиленсукцинат) и его сополимеры, сополимер полибутиленадипата и терефталата и их комбинации. Ограничитель потока может содержать прессованный табак, табачную пыль, истертый табак, другие ароматизаторы или их комбинацию.
Предпочтительно, ограничитель потока образован из растворимого полимерного материала, образованного из одного или нескольких водорастворимых полимеров. Предпочтительнее, растворимый полимерный материал образован одним или несколькими водорастворимыми термопластами. Термин «растворимый» означает, что полимерный материал способен растворяться в раствор водным растворителем. Это достигается путем использования одного или нескольких водорастворимых материалов для образования этого материала. Ограничитель потока может полностью изготавливаться из растворимого полимерного материала, или растворимый полимерный материал может комбинироваться с инертными компонентами, такими как инертные неорганические наполнители, которые могут быть или не быть растворимыми. Использование растворимого материала для изготовления ограничителя потока преимущественно повышает скорость разложения фильтра после того, как он выброшен. Альтернативно или дополнительно, ограничитель потока может содержать материал, который при добавлении воды диспергирует в суспензию или коллоид.
Предпочтительнее, ограничитель потока изготавливается из биоразлагаемого полимерного материала. Предпочтительные полимеры являются полностью биологически разлагаемыми, что определяют оценкой аэробного биологического разложения в водной среде (тест Штурма), описанной в европейском стандарте EN13432. Предпочтительные биоразлагаемые полимеры включают крахмал.
Ограничитель потока может быть сплошным или может содержать один или несколько каналов потока воздуха или может содержать оболочку и сердечник. Если ограничитель потока содержит структуру из сердечника и оболочки, сердечник может быть пустым. В некоторых вариантах осуществления ограничитель потока может содержать один или несколько каналов потока воздуха через ограничитель потока с таким расчетом, чтобы некоторая часть воздуха и дыма, втягиваемых через фильтр, не направлялась вокруг ограничителя потока. В предпочтительных вариантах осуществления ограничитель потока образует сплошной барьер, содержащий воздухонепроницаемый материал, чтобы принудительно направлять поток дыма и воздуха вокруг ограничителя потока, как описано в настоящем документе. Ограничитель потока может изготавливаться с использованием быстрого непрерывного процесса, такого как процесс с использованием ротационного штампа.
Ограничитель потока является по существу сферическим. Сферические ограничители потока могут иметь значение сферичности по меньшей мере приблизительно 0,9 и, предпочтительно, значение сферичности, равное приблизительно 1. Сферичность - это показатель, насколько сферическим является предмет, причем идеальная сфера имеет значение сферичности, равное 1. Размер поперечного сечения ограничителя потока, измеренный перпендикулярно продольному направлению фильтра, - это диаметр сферы. По меньшей мере один размер поперечного сечения измеряется, когда ограничитель потока расположен в фильтре, причем это измерение проводится перпендикулярно продольной оси фильтра между двумя точками ограничителя потока, наиболее удаленными друг от друга. Две точки, наиболее удаленные друг от друга, могут находиться в одном продольном положении вдоль полой трубки или могут находиться в разных продольных положениях. Сферический ограничитель потока легко изготовить, и, поскольку он является радиально симметричным, RTD может получаться одинаковым независимо от ориентации, которую ограничитель потока принимает в фильтрующем материале.
Предпочтительно, в сегмент фильтра вставляется лишь один ограничитель потока. Однако могут предусматриваться и дополнительные ограничители потока. Если в фильтре предусмотрены дополнительные ограничители потока, они могут обладать одинаковыми или разными свойствами.
Фильтрующий материал полой трубки может содержать любой подходящий материал или материалы. Тип фильтрующего материала может выбираться с таким расчетом, чтобы обеспечить требуемый уровень RTD. Примеры подходящих материалов включают, помимо прочего, ацетилцеллюлозу, целлюлозу, восстановленную целлюлозу, полимолочную кислоту, поливиниловый спирт, нейлон, полигидроксибутират, термопластичный материал, такой как крахмал, превращенный в пенопласт с открытыми порами, и их комбинации. Фильтр может полностью или частично представлять собой активированный уголь. Фильтр может содержать клей или пластификатор или их комбинацию.
Предпочтительно, фильтрующий материал полой трубки имеет низкую эффективность улавливания твердых частиц. Предпочтительно, сегмент фильтра содержит волокна со значением денье между приблизительно 3,5 денье на волокно (днв) и приблизительно 12,0 днв. В одном предпочтительном варианте сегмент фильтра содержит волокна среднего диаметра со значением денье приблизительно 5,5 днв. Предпочтительно, сегмент фильтра содержит волокна, имеющие между приблизительно 15000 общего денье (од) и приблизительно 50000 од. В одном предпочтительном варианте осуществления сегмент фильтра содержит волокна большого диаметра, имеющие приблизительно 35000 од.
Фильтр может содержать один или несколько дополнительных элементов фильтра выше по потоку, ниже по потоку или одновременно и выше по потоку и ниже по потоку от сегмента фильтра. Если фильтр содержит дополнительные элементы, сегмент фильтра с расположенным в нем ограничителем потока является лишь компонентом фильтра курительного изделия, но не полностью фильтром курительного изделия. Дополнительные элементы фильтры могут быть выровнены по оси с сегментом фильтра. Например, фильтр может дополнительно содержать штранг или штранги или диск или диски фильтрующего материала ниже по потоку от сегмента фильтра, штранг или штранги или диск или диски фильтрующего материала выше по потоку от сегмента фильтра или штранги или диски фильтрующего материала ниже по потоку и выше по потоку от сегмента фильтра. Альтернативно или дополнительно, фильтр может также содержать полую трубку или трубки ниже по потоку от сегмента фильтра, полую трубку или трубки выше по потоку от сегмента фильтра или полые трубки ниже по потоку и выше по потоку от сегмента фильтра. Если предусмотрены более одной полой трубки, эти полые трубки могут иметь одинаковые или разные размеры.
Предпочтительно, фильтр образует полость конца, подносимого ко рту. На конце, подносимом ко рту, фильтр может быть открытым или полым, или трубчатым. Предпочтительно, материал ограничителя потока непроницаем для воздуха и дыма, поэтому воздух и дым, втягиваемые через фильтр, вынуждены протекать вокруг ограничителя потока. Однако авторы изобретения установили, что ниже по потоку от ограничителя потока воздух и дым стремятся вернуться в путь потока, главным образом, в центре фильтра. Вследствие этого сфокусированный по центру поток дыма может вызвать окрашивание центра любых элементов фильтра ниже по потоку от ограничителя потока и середину любого из элементов фильтра, расположенных ниже по потоку от сегмента фильтра. Благодаря образованию в фильтре полости конца, подносимого ко рту, можно уменьшить видимое неприглядное окрашивание конца, подносимого ко рту.
И все же, поскольку ограничитель потока вставлен в сегмент из фильтрующего материала и окружен со всех сторон фильтрующим материалом, по меньшей мере некоторая часть фильтрующего материала будет присутствовать вдоль и вокруг центра фильтра ниже по потоку от ограничителя потока. Поэтому этот фильтрующий материал может окрашиваться дымом, прошедшим вокруг ограничителя потока и стремящимся вернуться в путь потока, главным образом, в центре фильтра. Это окрашивание может быть наиболее заметным потребителю на самом дальнем расположенном ниже по потоку конце этого фильтрующего материала. Поэтому для уменьшения видимого окрашивания этого самого дальнего расположенного ниже по потоку конца фильтрующего материала в фильтре могут приниматься разные меры.
Например, самый дальний расположенный ниже по потоку конец фильтрующего материала в фильтре может располагаться рядом с расположенным ниже по потоку концом ограничителя потока, где поток дыма относительно рассеянный. В этом случае самый дальний расположенный ниже по потоку конец фильтрующего материала в фильтре находится предпочтительно в менее чем приблизительно 8 мм от расположенного ниже по потоку конца ограничителя потока, предпочтительнее, в менее чем приблизительно 4 мм от расположенного ниже по потоку конца ограничителя потока и, даже предпочтительнее, в менее чем приблизительно 2 мм от расположенного ниже по потоку конца ограничителя потока. В некоторых вариантах осуществления самый дальний расположенный ниже по потоку конец фильтрующего материала в фильтре находится в более чем приблизительно 0,2 мм от расположенного ниже по потоку конца ограничителя потока.
Альтернативно или дополнительно, самый дальний расположенный ниже по потоку конец фильтрующего материала в фильтре может быть отнесен достаточно далеко выше по потоку от конца, подносимого ко рту, фильтра, чтобы уменьшить видимость любого окрашивания самого дальнего расположенного ниже по потоку конца фильтрующего материала в фильтре. В этом случае, предпочтительно, самый дальний расположенный ниже по потоку конец фильтрующего материала в фильтре находится по меньшей мере в приблизительно 4 мм от конца, подносимого ко рту, фильтра, предпочтительнее, по меньшей мере в приблизительно 6 мм от конца, подносимого ко рту, фильтра и, даже предпочтительнее, по меньшей мере в приблизительно 8 мм от конца, подносимого ко рту, фильтра.
В вариантах осуществления, в которых штранги или диски не предусмотрены ниже по потоку от сегмента фильтра, содержащего ограничитель потока, самый дальний расположенный ниже по потоку конец фильтрующего материала определяется самым дальним расположенным ниже по потоку фильтрующим материалом сегмента фильтра, содержащего ограничитель потока. Однако в других вариантах осуществления, в которых предусмотрен один или несколько штрангов или дисков ниже по потоку от сегмента фильтра, содержащего ограничитель потока, самый дальний расположенный ниже по потоку конец одного или нескольких штрангов или дисков определяет самый дальний расположенный ниже по потоку конец фильтрующего материала в фильтре.
В одном варианте осуществления фильтр дополнительно содержит полую трубку, выровненную по оси с сегментом фильтра. Полая трубка может позволять фильтру иметь желательную (например, стандартную) длину, при этом используя меньшее количество фильтрующего материала. Предпочтительно, полая трубка находится ниже по потоку от сегмента фильтра. Предпочтительно, полая трубка находится в конце, подносимом ко рту, фильтра. Полая трубка может содержать любой материал или материалы, включая, помимо прочего, бумагу, картон, фильтрующий материал, например ацетилцеллюлозу, любой термопласт, крахмал, полимолочную кислоту, спирт поливиниловый, поли(бутиленсукцинат) и его сополимеры, сополимер полибутиленадипата и терефталата и их комбинации. Полая трубка может иметь длину от приблизительно 5 мм до приблизительно 15 мм. Полая трубка и сегмент фильтра могут быть обернутыми оберткой фильтра.
Фильтр может содержать обертку фильтра, окружающую, по меньшей мере, фильтрующий материал. Обертка фильтра обеспечивает прочность и конструктивную жесткость сегмента фильтра. Предпочтительно, если фильтр содержит один или несколько дополнительных элементов фильтра, сегмент фильтра и один или несколько дополнительных элементов фильтра обернуты оберткой фильтра. Обертка фильтра может представлять собой любой подходящий материал. Предпочтительно, обертка фильтра представляет собой жесткую фицеллу, например содержащую жесткую бумагу или картон. Жесткая бумага или картон предпочтительно имеет массу одного квадратного метра более чем приблизительно 60 г/м-2. Жесткая обертка фильтра обеспечивает высокую конструктивную жесткость. Обертка фильтра может предотвращать деформацию на натужной стороне сегмента фильтра в месте, где в фильтрующий материал вставлен ограничитель потока. Обертка фильтра может содержать шов, содержащий одну или несколько полосок клея. Предпочтительно, шов содержит две полоски клея. Одна полоска клея может содержать клей-расплав. Одна полоска клея может содержать поливиниловый спирт.
Предпочтительно, фильтр имеет длину LF от приблизительно 15 мм до приблизительно 40 мм. Даже предпочтительнее, фильтр имеет длину LF от приблизительно 18 мм до приблизительно 27 мм. В одном варианте осуществления, фильтр имеет длину LF приблизительно 27 мм. Однако в одном предпочтительном варианте осуществления фильтр имеет длину LF приблизительно 21 мм. Меньшая длина возможна благодаря тому, что предлагаемая конструкция фильтра позволяет добиться требуемого RTD при более короткой длине. Это является особенно преимущественным, поскольку при этом требуется меньше фильтрующего материала. Если фильтр не содержит дополнительных элементов фильтра выше по потоку от или ниже по потоку от сегмента фильтра, длина сегмента фильтра равна длине фильтра. Если фильтр содержит дополнительные элементы фильтра выше по потоку или ниже по потоку или одновременно и выше по потоку, и ниже по потоку от фильтра, длина сегмента фильтра меньше длины всего фильтра. Длина сегмента фильтра будет зависеть от дополнительного элемента или элементов фильтра.
В соответствии с обычной технологией изготовления могут изготавливаться фильтры двойной длины, затем фильтры двойной длины могут крепиться к двум субстратам, образующим аэрозоль, по одному на каждом конце, и затем фильтры двойной длины могут разрезаться пополам, чтобы тем самым создать два курительных изделия. В этом случае длина фильтра вдвое больше, чем требуется для одного курительного изделия. Например, если фильтр курительного изделия имеет длину LF от приблизительно 15 мм до приблизительно 40 мм, фильтр двойной длины может иметь длину от приблизительно 30 мм до приблизительно 80 мм. Если фильтр курительного изделия имеет длину LF от приблизительно 18 мм до приблизительно 27 мм, фильтр двойной длины может иметь длину от приблизительно 36 мм до приблизительно 54 мм. Если фильтр курительного изделия имеет длину LF приблизительно 27 мм, фильтр двойной длины может иметь длину приблизительно 54 мм. Если фильтр курительного изделия имеет длину LF приблизительно 21 мм, фильтр двойной длины может иметь длину приблизительно 42 мм.
Продольное положение центра ограничителя потока в полой трубке может выбираться с таким расчетом, чтобы обеспечить требуемый уровень RTD. Например, продольное положение центра ограничителя потока может быть по меньшей мере приблизительно 6 мм от расположенного ниже по потоку конца фильтра. В настоящем описании «центр» ограничителя потока означает среднюю точку между частью ограничителя потока, расположенной ближайшей к расположенному ниже по потоку концу фильтра, и частью ограничителя потока, расположенной ближайшей к расположенному выше по потоку концу фильтра.
Предлагаемые фильтры могут преимущественно использоваться в сигаретах с фильтром и других курительных изделиях, в которых для образования дыма табачный материал сгорает. Предлагаемые фильтры могут альтернативно использоваться в курительных изделиях, в которых табачный материал нагревается для образования аэрозоля, а не сгорает. Кроме того, предлагаемые фильтры могут использоваться в курительных изделиях, в которых содержащий никотин аэрозоль получают из табачного материала, табачного экстракта или иного источника никотина без сжигания или нагрева.
В соответствии со вторым аспектом изобретения, предлагается курительное изделие, содержащее субстрат, образующий аэрозоль, и фильтр в соответствии с первым аспектом изобретения. В соответствии со вторым аспектом изобретения, предлагается курительное изделие, содержащее табачный стержень и фильтр в соответствии с первым аспектом изобретения.
Предпочтительно, курительное изделие дополнительно содержит ободковый материал, скрепляющий табачный стержень или иной субстрат, образующий аэрозоль, и фильтр. Ободковый материал может обеспечивать дополнительную прочность и конструктивную жесткость сегмента фильтра и уменьшать вероятность деформации на наружной поверхности сегмента фильтра в месте, где в фильтрующий материал вставлен ограничитель потока. Ободковый материал может содержать зону вентиляции, содержащую перфорационные отверстия, проходящие через ободковый материал. Ободковый материал может содержать по меньшей мере один ряд перфорационных отверстий для обеспечения вентиляции вдыхаемого дыма. Если фильтр содержит обертку фильтра, перфорационные отверстия предпочтительно проходят через обертку фильтра. Альтернативно, обертка фильтра может быть проницаемой. Ободковый материал может представлять собой стандартный предварительно перфорированный ободковый материал. Альтернативно, ободковый материал может перфорироваться (например, с помощью лазера) во время технологического процесса изготовления в соответствии с требуемыми количеством, размером и положением перфорационных отверстий. Количество, размер и положение перфорационных отверстий могут выбираться с таким расчетом, чтобы обеспечить требуемый уровень вентиляции. Вентиляция вместе с ограничителем потока и фильтрующим материалом обеспечивают и влияют на требуемый уровень RTD.
Предпочтительно по меньшей мере один кольцевой ряд перфорационных отверстий находится на расстоянии по меньшей мере приблизительно 1 мм ниже по потоку от центра ограничителя потока. Предпочтительнее, по меньшей мере один кольцевой ряд перфорационных отверстий находится на расстоянии по меньшей мере приблизительно 3 мм ниже по потоку от центра ограничителя потока. Наиболее предпочтительно, зона вентиляции находится ниже по потоку от ограничителя потока с таким расчетом, чтобы вентиляционный воздух вводился в полость или элемент фильтра располагался ниже по потоку от ограничителя потока. Это обеспечивает оптимальную смесь окружающего воздуха, втягиваемого через перфорационные отверстия, и смеси воздуха и дыма, протекающей через фильтр.
Еще один аспект изобретения относится к использованию ограничителя потока для ограничения потока воздуха в сегменте фильтра для курительного изделия, причем сегмент фильтра имеет диаметр, измеренный перпендикулярно продольному направлению фильтра, ограничитель потока вставлен в сегмент фильтра и окружен со всех сторон фильтрующим материалом сегмента фильтра, и размер поперечного сечения ограничителя потока, измеренный перпендикулярно продольному направлению фильтра, находится в диапазоне от приблизительно 60% до приблизительно 95% диаметра сегмента фильтра, и причем ограничитель потока является по существу сферическим, размер поперечного сечения ограничителя потока, измеренный перпендикулярно продольному направлению фильтра, - это диаметр сферического ограничителя потока.
В соответствии с еще одним аспектом изобретения предлагается способ изготовления фильтров для курительных изделий, причем способ включает следующие этапы: получение непрерывного стержня фильтрующего материала, имеющего ограничители потока, вставленные в фильтрующий материал и разнесенные в продольном направлении стержня, причем каждый ограничитель потока является по существу сферическим, и причем диаметр каждого ограничителя потока, измеренный перпендикулярно продольному направлению стержня, находится в диапазоне от приблизительно 60% до приблизительно 95% диаметра непрерывного стержня; и разрезание непрерывного стержня фильтрующего материала по продольно разнесенным линиям разреза для получения сегментов фильтра фильтрующего материала, причем каждый сегмент фильтра содержит ограничитель потока, вставленный в сегмент фильтра и окруженный со всех сторон фильтрующим материалом.
Предлагаемый способ является простым, поскольку ограничители потока введены непосредственно в фильтрующий материал. Например, ограничители потока могут вводиться с волокнами фильтрующего материала, когда они собраны в жгут фильтрующего материала. Отдельный этап вставки ограничителя потока не требуется.
Способ может дополнительно включать следующие этапы: выравнивание аксиально полой трубки с каждым сегментом фильтра и обертывание сегмента фильтра и полой трубки оберткой фильтра.
Признаки, описанные применительно к одному аспекту изобретения, могут быть применимы и к другому аспекту изобретения.
Изобретение будет далее описано лишь как пример со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:
фиг. 1 представляет собой вид в перспективном изображении курительного изделия в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения;
фиг. 2 представляет собой разрез фильтра в соответствии с первым вариантом осуществления изобретения;
фиг. 3 представляет собой разрез фильтра в соответствии со вторым вариантом осуществления изобретения; и
фиг. 4 представляет собой разрез непрерывного стержня фильтрующего материала для изготовления фильтров в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения.
Фиг. 1 представляет собой вид в перспективном изображении курительного изделия 100 в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения. Курительное изделие 100 содержит обычно цилиндрический табачный стержень 101 и обычно цилиндрический фильтр 103. Табачный стержень 101 и фильтр 103 выровнены по оси и расположены торец к торцу, предпочтительно, с упором друг в друга. Табачный стержень содержит наружную обертку 105, окружающую курительный материал. Наружная обертка 105 может представлять собой пористый оберточный материал или бумажную обертку. Табак предпочтительно представляет собой резаный табак или резаный табачный наполнитель. Табачный стержень 101 имеет расположенный выше по потоку, зажигаемый конец 107 и расположенный ниже по потоку конец 109. Фильтр 103 имеет расположенный выше по потоку конец 111 и расположенный ниже по потоку конец 113, подносимый ко рту. Расположенный выше по потоку конец 111 фильтра 103 прилегает к расположенному ниже по потоку концу 109 табачного стержня 101. Хотя не видный на фиг. 1, в фильтре 103 расположен ограничитель потока.
Фильтр 103 прикреплен к табачному стержню 101 ободковым материалом 115, который окружает всю длину фильтра 103 и прилегающую зону табачного стержня 101. На фиг. 1 ободковый материал 115 для наглядности показан частично снятым с курительного изделия. Ободковый материал 115 обычно представляет собой продукт, подобный бумаге. Однако может использоваться и любой другой подходящий материал. В этом варианте осуществления ободковый материал 115 содержит кольцевой ряд перфорационных отверстий 117, совпадающих с фильтром 103. Эти перфорационные отверстия предусмотрены для вентиляции вдыхаемого дыма.
В настоящем описании относительные положения «выше по потоку» и «ниже по потоку» компонентов курительного изделия описываются относительно направления вдыхаемого дыма, когда он втягивается из табачного стержня 101 и через фильтр 103.
Фиг. 2 представляет собой разрез фильтра 103’ в соответствии с первым вариантом осуществления изобретения. Фильтр 103’ может использоваться в курительном изделии, показанном на фиг. 1. На фиг. 2 фильтр 103’ содержит сегмент 201 фильтра из фильтрующего материала 203. Кроме того, фильтр 103’ содержит ограничитель потока в виде шарика 205. В варианте осуществления на фиг. 2 ограничивающий поток шарик 205 содержит воздухонепроницаемый материал. Ограничивающий поток шарик 205 вставлен в сегмент 201 фильтра и окружен со всех сторон фильтрующим материалом 203. Как схематически показано стрелками, воздух, втягиваемый через фильтр 103’ при использовании курительного изделия, вынужден протекать вокруг ограничивающего поток шарика 205 и через уменьшенное поперечное сечение фильтрующего материала 203. На фиг. 2 диаметр фильтра 103’ равен 7,7 мм, диаметр ограничивающего поток шарика 205 - 6,0 мм (приблизительно 78% диаметра фильтра), длина фильтра 103’-21 мм, и центр ограничивающего поток шарика 205 находится в 11 мм от расположенного ниже по потоку конца фильтра 103’. Когда фильтр окружен ободковым материалом, диаметр фильтра может составлять 7,73 мм.
Фиг. 3 представляет собой разрез фильтра 103’’ в соответствии со вторым вариантом осуществления изобретения. Фильтр 103’’ может использоваться в курительном изделии, показанном на фиг. 1. В варианте осуществления на фиг. 2 сегмент 201 фильтра представляет собой весь фильтр 103’. Однако в варианте осуществления на фиг. 3 фильтр 103’’ содержит дополнительные элементы. В частности, на фиг. 3, фильтр 103’’ содержит 301 сегмент фильтра из фильтрующего материала 303. Кроме того, фильтр 103’’ содержит ограничитель потока в виде шарика 305, вставленный в сегмент 301 фильтра и окруженный со всех сторон фильтрующим материалом 303. В варианте осуществления на фиг. 3 ограничивающий поток шарик 305 содержит воздухонепроницаемый материал. Фильтр 103’’ дополнительно содержит штранг 307 фильтра и полую трубку 309. Сегмент 301 фильтра, штранг 307 фильтра и полая трубка 309 выровнены по оси и расположены торец к торцу. На фиг. 3 штранг 307 фильтра находится выше по потоку от сегмента 301 фильтра, а полая трубка 309 - ниже по потоку от сегмента 301 фильтра. Штранг 307 фильтра может содержать любой подходящий фильтрующий материал. Полая трубка 309 может содержать любой подходящий материал, например бумагу или фильтрующий материал. Поскольку фильтр 103’’ открыт на конце, подносимом ко рту, тем самым образуя полость конца, подносимого ко рту, видимое окрашивание конца, подносимого ко рту, уменьшается. Как схематически показано стрелками, воздух, втягиваемый через фильтр 103’’ при использовании курительного изделия, вынужден протекать вокруг ограничивающего поток шарика 305 и через уменьшенное поперечное сечение фильтрующего материала 303. На фиг. 3 диаметр фильтра 103’’ равен 7,7 мм, диаметр ограничивающего поток шарика 305-6,0 мм (приблизительно 78% диаметра фильтра), длина всего фильтра 103’’-27 мм, длина штранга 307 фильтра - 9 мм, длина сегмента 301 фильтра - 8 мм, длина полой трубки 309-10 мм, и центр ограничивающего поток шарика 305 находится в 14 мм от расположенного ниже по потоку конца фильтра 103’’ и 4 мм от расположенного ниже по потоку конца сегмента 301 фильтра. Когда фильтр окружен ободковым материалом, диаметр фильтра может составлять 7,73 мм.
На фиг. 3 фильтр содержит дополнительные элементы фильтра как выше по потоку, так и ниже по потоку от сегмента 301 фильтра. Однако ясно, что дополнительный элемент может включаться только ниже по потоку от сегмента 301 фильтра или только выше по потоку от сегмента 301 фильтра. Альтернативно, дополнительные элементы фильтры могут и не предусматриваться, как показано на фиг. 2. Кроме того, на фиг. 3 дополнительный элемент фильтра выше по потоку от сегмента фильтра представляет собой штранг. Однако любой подходящий элемент фильтра, включая, помимо прочего, диск фильтрующего материала и полую трубку, может альтернативно предусматриваться сегмент 301 фильтра. Аналогичным образом, на фиг. 3 дополнительный элемент фильтра ниже по потоку от сегмента фильтра представляет собой полую трубку. Однако любой подходящий элемент фильтра, включая, помимо прочего, штранг фильтрующего материала и диск фильтрующего материала, может альтернативно предусматриваться ниже по потоку от сегмента 301 фильтра.
Если в курительное изделие включен либо фильтр 103’ на фиг. 2, либо фильтр 103’’ на фиг. 3 подобно тому, как показано на фиг. 1, предпочтительно, перфорационные отверстия 117 находятся по меньшей мере приблизительно в 1 мм ниже по потоку от ограничивающего поток шарика 205, 305. Сочетание вентиляции, обеспечиваемой перфорационными отверстиями 117, ограничивающего поток шарика 205, 305 и фильтрующего материала 203, 303 создает желаемое RTD.
Специалисту будет понятно, что фильтр 103’ на фиг. 2 может изготавливаться из непрерывного стержня фильтрующего материала в соответствии с обычной технологией изготовления. Например, как показано на фиг. 4, непрерывный стержень 401 фильтрующего материала 203 может изготавливаться с ограничивающими поток шариками 205, разнесенными в продольном направлении вдоль непрерывного стержня 401 фильтра. Ограничивающие поток шарики 205 вставлены в непрерывный стержень 401 фильтра и окружены со всех сторон фильтрующим материалом 203. Ограничивающие поток шарики 205 предпочтительно вставляются, когда исходный фильтрующий материал (например, ацетилцеллюлоза) скручивается как непрерывные синтетические волокна в пучок (например, жгут ацетилцеллюлозы), в виде непрерывного стержня фильтра. Непрерывный стержень 401 может затем разрезаться на отдельные фильтры 103’ по линиям 403 разрезки. Расстояние между ограничивающими поток шариками 205 и линиями 403 разрезки в продольном направлении может устанавливаться в зависимости от требуемой длины фильтра и требуемого положения ограничивающих поток шариков в фильтре.
Подобным образом, сегмент 301 фильтра 103’’ на фиг. 3 может изготавливаться из непрерывного стержня фильтрующего материала подобно тому, как показано на фиг. 4. Расстояние между ограничивающими поток шариками и линиями разрезки в продольном направлении может устанавливаться в зависимости от требуемой длины сегмента фильтра и требуемого положения ограничивающих поток шариков в сегменте фильтра.
Настоящее изобретение относится к фильтру для курительного изделия и к курительному изделию, содержащему фильтр. Фильтр для курительного изделия, причем фильтр содержит сегмент фильтра из фильтрующего материала, причем сегмент фильтра имеет диаметр, измеренный перпендикулярно продольному направлению фильтра; и ограничитель потока, вставленный в сегмент фильтра и окруженный со всех сторон фильтрующим материалом, при этом ограничитель потока является сплошным, при этом размер поперечного сечения ограничителя потока, измеренный перпендикулярно продольному направлению фильтра, находится в диапазоне от приблизительно 60% до приблизительно 95% диаметра сегмента фильтра, и при этом ограничитель потока является по существу сферическим, причем размер поперечного сечения ограничителя потока, измеренный перпендикулярно продольному направлению фильтра, является диаметром сферического ограничителя потока. Техническим результатом изобретения является необходимость создания фильтра для курительного изделия, имеющего усовершенствованный ограничивающий поток элемент, простой и недорогой в изготовлении и при вставке в фильтр. 4 н. и 10 з.п. ф-лы, 4 ил.
1. Фильтр для курительного изделия, причем фильтр содержит:
сегмент фильтра из фильтрующего материала, причем сегмент фильтра имеет диаметр, измеренный перпендикулярно продольному направлению фильтра; и
ограничитель потока, вставленный в сегмент фильтра и окруженный со всех сторон фильтрующим материалом,
при этом ограничитель потока является сплошным, при этом размер поперечного сечения ограничителя потока, измеренный перпендикулярно продольному направлению фильтра, находится в диапазоне от приблизительно 60% до приблизительно 95% диаметра сегмента фильтра, и при этом ограничитель потока является по существу сферическим, причем размер поперечного сечения ограничителя потока, измеренный перпендикулярно продольному направлению фильтра, является диаметром сферического ограничителя потока.
2. Фильтр по п. 1, отличающийся тем, что размер поперечного сечения ограничителя потока находится в диапазоне от приблизительно 70% до приблизительно 80% диаметра сегмента фильтра.
3. Фильтр по п. 1, отличающийся тем, что ограничитель потока имеет предел текучести при сжатии более чем приблизительно 8,0 кПа.
4. Фильтр по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что ограничитель потока имеет прочность на сжатие при деформации 10% более чем приблизительно 50,0 кПа.
5. Фильтр по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что фильтр образует полость конца, подносимого ко рту.
6. Фильтр по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что дополнительно содержит полую трубку, выровненную по оси с сегментом фильтра.
7. Фильтр по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что дополнительно содержит обертку фильтра, окружающую, по меньшей мере, фильтрующий материал.
8. Фильтр по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что центр ограничителя потока находится по меньшей мере приблизительно в 6 мм от расположенного ниже по потоку конца фильтра.
9. Курительное изделие, содержащее:
табачный стержень; и
фильтр по любому из предыдущих пунктов.
10. Курительное изделие по п. 9, отличающееся тем, что дополнительно содержит ободковый материал, скрепляющий табачный стержень и фильтр, причем ободковый материал содержит зону вентиляции, содержащую перфорационные отверстия через ободковый материал.
11. Курительное изделие по п. 10, отличающееся тем, что ободковый материал содержит по меньшей мере один ряд перфорационных отверстий на расстоянии по меньшей мере приблизительно 1 мм ниже по потоку от центра ограничителя потока.
12. Применение ограничителя потока для ограничения потока воздуха в сегменте фильтра для курительного изделия, при этом сегмент фильтра имеет диаметр, измеренный перпендикулярно продольному направлению фильтра, ограничитель потока вставлен в сегмент фильтра и окружен со всех сторон фильтрующим материалом для ограничения потока воздуха в сегменте фильтра для курительного изделия сегмента фильтра, и размер поперечного сечения ограничителя потока, измеренный перпендикулярно продольному направлению фильтра, находится в диапазоне от приблизительно 60% до приблизительно 95% диаметра сегмента фильтра, и при этом ограничитель потока является по существу сплошным и сферическим, размер поперечного сечения ограничителя потока, измеренный перпендикулярно продольному направлению фильтра, является диаметром сферического ограничителя потока.
13. Способ изготовления фильтров для курительных изделий, при этом способ включает следующие этапы:
получение непрерывного стержня фильтрующего материала, имеющего ограничители потока, вставленные в фильтрующий материал и разнесенные в продольном направлении стержня, при этом каждый ограничитель потока является сплошным и по существу сферическим, и диаметр каждого ограничителя потока, измеренный перпендикулярно продольному направлению стержня, находится в диапазоне от приблизительно 60% до приблизительно 95% диаметра стержня; и
разрезание непрерывного стержня фильтрующего материала по продольно разнесенным линиям разреза для получения сегментов фильтра фильтрующего материала, причем каждый сегмент фильтра содержит ограничитель потока, вставленный в сегмент фильтра и окруженный со всех сторон фильтрующим материалом.
14. Способ по п. 13, отличающийся тем, что дополнительно включает следующие этапы:
выравнивание аксиально полой трубки с каждым сегментом фильтра; и
обертывание сегмента фильтра и полой трубки оберткой фильтра.
| US 20100294290 A1, 25.11.2010 | |||
| US 5265626 A, 30.11.1993 | |||
| US 20080216848 A1, 11.09.2008. |
