ФИЛЬТР КУРИТЕЛЬНОГО ИЗДЕЛИЯ ДЛЯ ЛЕГКОГО ТУШЕНИЯ Российский патент 2018 года по МПК A24D1/02 

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.

Курительные изделия, в частности сигареты, обычно содержат фильтр, впритык выровненный с табачным стержнем или другим субстратом, образующим аэрозоль. Обычно фильтр содержит обернутое в фицеллу тело фильтра в виде жгута ацетилцеллюлозных волокон. Фильтр обычно крепится к табачному стержню или субстрату с помощью ободковой бумаги, которая накладывается на фильтр и смежную с ним часть табачного стержня.

Зачастую желательно вентилировать фильтр для разбавления дыма, вдыхаемого курильщиком. Вентиляция вдыхаемого дыма может достигаться рядом или рядами перфорационных отверстий в ободковой бумаге вокруг места вдоль фильтра. В случае обеспечения вентиляции известны пористые фицеллы без каких-либо перфорационных отверстий. В этом случае уровень вентиляции может регулироваться только посредством перфорационных отверстий в ободковой бумаге, и эта ободковая бумага может быть предварительно перфорирована перед тем, как будет собрано курительное изделие. Однако пористые фицеллы имеют тенденцию к структурному ослаблению и могут также быть сложны в изготовлении.

Обычно потребитель курит сигарету до тех пор, пока зона горения табачного стержня не достигнет края ободковой бумаги. Это означает, что небольшая часть табака (в том месте, где ободковая бумага наложена на табачный стержень) все еще остается несгоревшей и будет продолжать гореть, если ее не затушить. Поэтому потребитель обычно тушит сигарету, держась за фильтр и прижимая горящий конец сигареты к дну пепельницы или к другой твердой негорючей поверхности. Таким образом разрушается структура горящего конца и предотвращается доступ воздуха к горящему табаку, в результате чего горение обычно быстро прекращается. Однако в процессе тушения сигареты пальцы потребителя могут войти в контакт или оказаться в непосредственной близости от горящего конца или старого пепла, оставшегося в пепельнице.

Поэтому желательно создание фильтра для курительного изделия, который обеспечивает более безопасный и гигиеничный способ тушения горящего курительного изделия.

Согласно первому аспекту настоящего изобретения, обеспечено курительное изделие, содержащее: табачный стержень; фильтр, содержащий тело фильтра из фильтровального материала, которое образует самый дальний, ниже по потоку, конец курительного изделия и окружено одной или более фицеллами; и ободковый материал, скрепляющий табачный стержень и фильтр и содержащий зону вентиляции; при этом: ободковый материал и фицелла или фицеллы имеют суммарную толщину (t) в направлении, перпендикулярном продольному направлению курительного изделия; курительное изделие в области вокруг тела фильтра из фильтровального материала имеет диаметр (D_SA) в направлении, перпендикулярном продольному направлению курительного изделия; отношение диаметра (D_SA) к толщине (t) меньше примерно 80; фильтровальный материал проходит до самого дальнего, ниже по потоку, конца курительного изделия; зона вентиляции содержит перфорационные отверстия, проходящие через в ободковый материал; и перфорационные отверстия проходят через одну или более фицелл.

Был осуществлен анализ прочности на продольный изгиб различных цилиндрических структур, однако это имело место, главным образом, в сфере строительства и аэронавтики, где предусмотренные сжимающие нагрузки очень высоки. Кроме того, в указанном анализе рассматривались главным образом цилиндрические оболочки, и лишь незначительная часть работ была посвящена оболочкам, которые заполнены или частично заполнены материалом, способным взаимодействовать с цилиндрической оболочкой. Прочность на продольный изгиб еще не в полной степени оценена для фильтров курительных изделий, и трудность моделирования связанных с этим эффектов является общеизвестной. Тем не менее, авторами настоящего изобретения было обнаружено, что при заданной высоте фильтра прочность на продольный изгиб или критическая нагрузка фильтра курительного изделия может быть значительно повышена путем уменьшения отношения D_SA:t по сравнению с сигаретами со стандартным фильтром. Таким образом обеспечивается возможность тушения курительного изделия потребителем при значительном снижении вероятности сгибания фильтра под действием сжимающей нагрузки.

В дополнение, фильтровальный материал тела фильтра проходит до самого дальнего, ниже по потоку, конца (мундштучного конца) курительного изделия. Иначе говоря, мундштучный конец фильтра заполнен, не имеет полости или выемки и не является полым мундштучным концом. Это может обеспечить дополнительную прочность и таким образом дополнительно повысить критическую нагрузку. Таким образом может быть устранена необходимость в очень толстом ободковом материале или фицелле (которые могут труднее обертываться вокруг тела фильтра из фильтровального материала) при одновременном снижении вероятности сгибания во время тушения. Кроме того, потребитель обычно старается держать курительное изделие за самый дальний, ниже по потоку, конец во время тушения, с целью минимизации вероятности контакта пальцев потребителя с горящим концом сигареты или со старым пеплом, оставшимся в пепельнице. Поскольку фильтровальный материал проходит до самого дальнего, ниже по потоку, конца, фильтр будет сопротивляться разрушению под действием радиального усилия (сжимающего действия), прикладываемого пальцами пользователя к мундштучному концу. Это, в свою очередь, обеспечивает повышенную стабильность фильтра во время тушения.

Благодаря обеспечению того, что отношение диаметра (D_SA) к толщине (t) меньше примерно 80, а также обеспечению того, что фильтровальный материал проходит до мундштучного конца, обеспечивается возможность повышения критической нагрузки фильтра курительного изделия. Это снижает вероятность сгибания фильтра во время тушения, что, в свою очередь, снижает вероятность контакта пальцев потребителя с горящим концом сигареты или со старым пеплом, оставшимся в пепельнице. Кроме того, это снижает вероятность ожога пальцев потребителя во время процесса тушения. При отношении диаметра (D_SA) к толщине (t) меньше примерно 80, наблюдались критические нагрузки по меньшей мере в два раза выше, чем в сигаретах со стандартным фильтром.

Ободковый материал содержит зону вентиляции в области вокруг фильтра. Зона вентиляции содержит перфорационные отверстия, проходящие через ободковый материал. Перфорационные отверстия проходят через фицеллу или фицеллы. Хотя перфорационные отверстия ослабляют структуру фильтра, определенные характеристики фильтра, такие как уровень вентиляции, могут быть выбраны для обеспечения того, чтобы критическая нагрузка фильтра оставалась достаточно высокой для снижения вероятности сгибания фильтра во время процесса тушения. Одна из таких характеристик представляет собой пористость одной или более фицелл.

В частности, предпочтительно, одна или более фицелл имеют низкую пористость. Предпочтительно, одна или более фицелл имеют пористость меньше примерно 1000 единиц Coresta, более предпочтительно - меньше примерно 500 единиц Coresta, еще более предпочтительно - меньше примерно 100 единиц Coresta. Пористость может составлять всего лишь 100 единиц Coresta. В дополнение или альтернативно, пористость может составлять больше примерно 1 единицы Coresta. Фицеллы со столь низкой пористостью могут способствовать улучшению прочности фильтра, а также могут способствовать повышению критической нагрузки курительного изделия. Это может быть особенно выгодно при условии, что перфорационные отверстия проходят через ободковую бумагу и одну или более фицелл.

Ободковый материал может представлять собой стандартный предварительно перфорированный ободковый материал. При этом, ободковый материал предпочтительно перфорирован (например, с помощью лазера) во время процесса изготовления в соответствии с желаемыми количеством, размером и положением перфорационных отверстий.

Степень вентиляции, обеспечиваемая с помощью перфорационных отверстий, может быть выбрана для обеспечения желаемого уровня вентиляции и для обеспечения желаемой прочности на продольный изгиб для фильтра. Хотя определенный уровень вентиляции необходим, слишком высокий уровень вентиляции может снизить критическую нагрузку ниже желаемого диапазона.

В предпочтительном варианте зона вентиляции обеспечивает по меньшей мере примерно 10% вентиляцию дыма, вдыхаемого курильщиком. Альтернативно, зона вентиляции может обеспечивать по меньшей мере примерно 20% вентиляцию дыма, вдыхаемого курильщиком.

В предпочтительном варианте зона вентиляции обеспечивает менее чем примерно 80% вентиляцию дыма, вдыхаемого курильщиком. Было обнаружено, что выше этого уровня вентиляции критическая нагрузка фильтра может стать ниже желаемой. Альтернативно, зона вентиляции может обеспечить менее чем примерно 70% вентиляцию дыма, вдыхаемого курильщиком.

Количество рядов перфорационных отверстий может быть выбрано таким образом, чтобы обеспечить желаемый уровень вентиляции, а также обеспечить достаточно высокую прочность на продольный изгиб для фильтра. Обычно обеспечиваются один или два ряда перфорационных отверстий. Тем не менее, в некоторых вариантах могут быть обеспечены до 7 рядов перфорационных отверстий.

Положение перфорационных отверстий может выбираться таким образом, чтобы обеспечить желаемый уровень вентиляции и достаточно высокую прочность на продольный изгиб для фильтра. Предпочтительно, перфорационные отверстия расположены на расстоянии по меньшей мере 9 мм от мундштучного конца (самого дальнего, ниже по потоку, конца) фильтра. Предпочтительно, перфорационные отверстия расположены на расстоянии по меньшей мере 6 мм от табачного стержня.

Размер и форма перфорационных отверстий также могут выбираться таким образом, чтобы обеспечить желаемый уровень вентиляции и достаточно высокую прочность на продольный изгиб для фильтра.

Термины «прочность на продольный изгиб» и «критическая нагрузка» в данном описании используются взаимозаменяемым образом для обозначения осевой сжимающей нагрузки на фильтр курительного изделия, при которой происходит разрушение или сгибание фильтра.

В данном 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. Вдыхаемый дым перемещается в целом параллельно длине курительного изделия, в продольном направлении. Поперечное направление курительного изделия перпендикулярно продольному направлению.

Одна или более фицелл могут содержать любой подходящий материал или комбинацию материалов. Примеры подходящих материалов включают, но без ограничения, материалы на основе целлюлозы, бумагу, картон, восстановленную целлюлозу, пленку на основе целлюлозы и их комбинации. Обертка может быть отпечатана, выполнена конгревным тиснением, блинтовым тиснением, или иным образом украшена логотипами изготовителя или бренда, товарными знаками, слоганами и иной потребительской информацией и знаками. Тем не менее предпочтительно, чтобы одна или более фицелл содержали бумагу.

Обычно вокруг тела фильтра из фильтровального материала обеспечивается одна фицелла, хотя возможно и большее количество фицелл. Может быть выгодно, чтобы малое отношении диаметра (D_SA) к толщине (t) в курительном изделии согласно настоящему изобретению было обеспечено с помощью одной или более фицелл, а не с помощью ободкового материала. Это устранит необходимость в особо толстом ободковом материале. Это может обеспечить возможность непосредственного формирования зоны вентиляции в ободковом материале. Это может также обеспечить возможность легкого обертывания ободкового материала вокруг курительного изделия во время его изготовления, для скрепления табачного стержня и фильтра друг с другом.

Соответственно, предпочтительно, чтобы одна или более фицелл имели жесткость на изгиб по меньшей мере примерно 0,08 Н в машинном направлении фицеллы.

Одна или более фицелл могут иметь жесткость на изгиб менее 0,2 Н в машинном направлении фицеллы. Машинное направление фицеллы предпочтительно соответствует поперечному направлению курительного изделия.

Предпочтительно, одна или более фицелл имеют жесткость на изгиб по меньшей мере примерно 0,04 Н в поперечном направлении фицеллы.

Одна или более фицелл могут иметь жесткость на изгиб меньше примерно 0,1 Н в поперечном направлении фицеллы. Поперечное направление фицеллы предпочтительно соответствует продольному направлению курительного изделия.

Термин «жесткость на изгиб», используемый в данном описании, относится к сопротивлению материала изгибающему усилию, приложенному перпендикулярно плоскости материала. Жесткость на изгиб может быть определена путем испытания согласно стандарту ISO (Международной организации по стандартам) 5628: 2012.

В случае наличия не менее двух фицелл общая жесткость на изгиб в заданном направлении одной или более фицелл представляет собой сумму значений жесткости при изгибе каждой из фицелл.

Как уже было указано выше, может быть выгодно, чтобы малое отношение диаметра (D_SA) к толщине (t) в курительном изделии согласно настоящему изобретению было обеспечено, в первую очередь, с помощью одной или более фицелл, а не с помощью ободкового материала. Соответственно, предпочтительно, одна или более фицелл имеют вес основы больше примерно 50 грамм на квадратный метр (гм^-2). Было обнаружено, что это обеспечивает желаемую критическую нагрузку. Предпочтительно, одна или более фицелл имеют вес основы меньше примерно 100 гм^-2. Было отмечено, что выше этого значения имеет место минимальное увеличение критической нагрузки фильтра. Следовательно, выгодно ограничить вес основы примерно этим значением, поскольку затем фицеллой будет легче манипулировать. Более предпочтительно, одна или более фицелл имеют вес основы между примерно 65 гм^-2 и примерно 85 гм^-2. Еще более предпочтительно, одна или более фицелл имеют вес основы между примерно 70 гм^-2 и примерно 80 гм^-2. В предпочтительных вариантах обеспечена единственная фицелла, и эта единственная фицелла имеет вес основы, указанный выше. Альтернативно, в некоторых вариантах может быть обеспечено несколько фицелл, и суммарная вес основы этих нескольких фицелл может представлять собой вес основы, указанную выше.

Диаметр (D_SA) представляет собой общий диаметр тела фильтра из фильтровального материала вместе с ободковым материалом и фицеллой или фицеллами. Диаметр (D_SA) измеряется в области вокруг тела фильтра из фильтровального материала, так что этот диаметр может считаться диаметром области фильтра курительного изделия. Диаметр (D_SA) измеряется в направлении, по существу перпендикулярном продольному направлению курительного изделия и фильтра. При условии, что отношение диаметра (D_SA) к толщине (t) меньше примерно 80, диаметр (D_SA) может иметь любое подходящее значение. Тем не менее, может быть удобно, чтобы диаметр (D_SA) был по существу таким же, как у известных курительных изделий.

Может быть выбран любой подходящий диаметр (D_SA) курительного изделия. Тем не менее, предпочтительно, чтобы диаметр (D_SA) находился между примерно 7,0 мм и примерно 8,00 мм, более предпочтительно - примерно 7,8 мм, еще более предпочтительно - 7,84 мм. Диаметр (D_SA) может составлять примерно 7,0 мм. Эти значения диаметров обычно соответствуют курительным изделиям большего размера, которые могут быть особенно сильно подвержены продольному изгибу, когда производится тушение курительных изделий.

В предпочтительном варианте отношение диаметра (D_SA) к толщине (t) больше примерно 50. Если D_SA/t > примерно 50, то толщина (t) все еще достаточно мала для того, чтобы ободковый материал и фицелла или фицеллы могли быть непосредственно обернуты или загнуты вокруг тела фильтра из фильтровального материала.

Толщина (t) представляет собой суммарную толщину ободкового материала и фицеллы или фицелл. Толщина (t) измеряется в направлении, по существу перпендикулярном продольному направлению курительного изделия и фильтра. При условии, что отношение диаметра (D_SA) к толщине (t) меньше примерно 80, толщина (t) может иметь любое подходящее значение. Тем не менее, поскольку может быть удобно, чтобы диаметр (D_SA) был по существу таким же, что и в известных курительных изделиях, в подобных случаях толщина (t) больше, чем в известных курительных изделиях.

Толщина (t) может находиться между примерно 100 мкм и примерно 160 мкм.

Предпочтительно, фицелла или фицеллы имеют (суммарную, при наличии не менее двух фицелл) толщину (t₁) в направлении, по существу перпендикулярном продольному направлению курительного изделия. Толщина ободкового материала в направлении, по существу перпендикулярном продольному направлению курительного изделия, может быть обозначена через t₂.

Предпочтительно, фицелла или фицеллы имеют толщину (t₁) в направлении, по существу перпендикулярном продольному направлению курительного изделия, при этом t₁/t больше примерно 0,65.

Как уже было указано выше, может быть выгодно, чтобы малое отношение диаметра (D_SA) к толщине (t) в курительном изделии согласно настоящему изобретению обеспечивалось, в первую очередь, с помощью одной или более фицелл, а не с помощью ободкового материала.

Толщина (t₁) одной или более фицелл может находиться между примерно 90 мкм и примерно 120 мкм, предпочтительно - примерно 100 мкм. Толщина (t₂) ободкового материала может находиться между примерно 30 мкм и примерно 70 мкм, предпочтительно - примерно 40 мкм.

В одном из предпочтительных вариантов t₁/t составляет примерно 0,75. Например, если толщина (t) составляет примерно 120 мкм, то t₁ может составлять примерно 90 мкм и t₂ может составлять примерно 30 мкм. В другом предпочтительном варианте t₁/t составляет примерно 0,71. Например, если толщина составляет примерно 140 мкм, то t₁ может составлять примерно 100 мкм и t₂ может составлять примерно 40 мкм.

Предпочтительно, фильтр имеет направление высоты (Н), по существу параллельное продольному направлению фильтра. Высота (Н) обозначает суммарную высоту фильтра, включая тело фильтра из фильтровального материала. Иначе говоря, если фильтр содержит один или более сегментов фильтра, в дополнение к телу фильтра из фильтровального материала, высота (Н) представляет собой суммарную высоту всех сегментов фильтра и тела фильтра из фильтровального материала. Если фильтр содержит лишь тело фильтра из фильтровального материала, высота (Н) представляет собой высоту лишь этого тела фильтра из фильтровального материала.

Предпочтительно, фильтр имеет высоту (Н) от приблизительно 15 мм до приблизительно 40 мм. Даже предпочтительнее, фильтр имеет высоту (Н) от приблизительно 18 мм до приблизительно 27 мм. В одном варианте осуществления, фильтр имеет приблизительно 27 мм. В другом варианте осуществления фильтр имеет высоту (Н) приблизительно 21 мм.

Фильтрационный материал может содержать любой подходящий материал или комбинацию материалов. Тип фильтровального материала может быть выбран таким образом, чтобы обеспечить желаемый уровень RTD (resistance-to-draw, сопротивления затяжке) во время курения и желаемый уровень прочности во время тушения. Примеры подходящих материалов включают, но без ограничения, ацетилцеллюлозу, целлюлозу, восстановленную целлюлозу, полимолочную кислоту, поливиниловый спирт, нейлон, полигидроксибутират, термопластичный материал, такой как крахмал, нетканые материалы, продольно ориентированные волокна и произвольно ориентированные волокна, креп, волокна на основе ПЛА и их сочетания. Один или несколько материалов могут быть выполнены в виде открыто-ячеистой структуры. Весь фильтр или его часть может содержать активированный уголь или иной сорбирующий материал. Фильтр может содержать клей или пластификатор или их комбинацию. Фильтровальный материал может быть сжимаемым. В предпочтительных вариантах фильтровальный материал содержит ацетилцеллюлозу.

Фильтровальный материал может иметь любой подходящий весовой номер элементарного волокна в денье (dpf) и общий весовой номер в денье (td). В целом, выбранный фильтровальный материал может иметь такие же весовой номер элементарного волокна в денье, общий весовой номер в денье и общую плотность, что и в фильтровальных материалах известных курительных изделий.

Ободковый материал может содержать любой подходящий материал или комбинацию материалов. Примеры подходящих материалов включают, но без ограничения, материалы на основе целлюлозы, бумагу, картон, восстановленную целлюлозу, пленку на основе целлюлозы и их комбинации. Ободковый материал может быть отпечатан, выполнен конгревным тиснением, блинтовым тиснением или иным образом украшен логотипами изготовителя или бренда, товарными знаками, слоганами и иной потребительской информацией и знаками. Тем не менее предпочтительно ободковый материал содержит бумагу.

Предпочтительно, курительное изделие имеет секцию фильтра, показывающую критическую нагрузку по меньшей мере примерно 30 Н, более предпочтительно - примерно 40 Н, при проведении испытания невыкуренных курительных изделий согласно приведенному ниже фиг. 1, именуемого испытанием А. Предпочтительно, курительное изделие имеет секцию фильтра, показывающую критическую нагрузку по меньшей мере примерно 80 Н, более предпочтительно - примерно 60 Н, при проведении испытания невыкуренных курительных изделий согласно приведенному ниже фиг. 1, именуемого испытанием А.

Предпочтительно, фильтр содержит фильтровальный материал, проходящий по всей длине фильтра. Предпочтительно, фильтр выполнен в виде односегментного фильтра. Иначе говоря, предпочтительно, чтобы единственным сегментом фильтра было тело фильтра из фильтровального материала. Предпочтительно отсутствие дополнительных сегментов фильтра выше или ниже по потоку относительно тела фильтра из фильтровального материала.

Альтернативно, при условии, что фильтровальный материал тела фильтра доходит до мундштучного конца курительного изделия, фильтр может содержать один или более дополнительных элементов фильтра выше по потоку относительно тела фильтра из фильтровального материала. Иллюстративные структуры фильтра, которые могут быть использованы, включают, но без ограничения, одинарный фильтр, двойной фильтр, тройной фильтр, фильтр с одной или несколькими полостями и их сочетания.

Если фильтр представляет собой многокомпонентный фильтр, содержащий множество сегментов фильтра, одна или более фицелл могут окружать один, несколько или все сегменты фильтра. Предпочтительно, каждый сегмент фильтра содержит соответствующую фицеллу, а весь фильтр в целом обернут в дополнительную фицеллу.

Если фильтр представляет собой многокомпонентный фильтр, содержащий множество сегментов фильтра, ободковый материал может окружать все сегменты фильтра и смежную часть табачного стержня. Альтернативно, ободковый материал может окружать только часть фильтра и смежную часть табачного стержня.

Табачный стержень может содержать любой подходящий сорт или сорта табачного материала или табачного заменителя, в любой подходящей форме.

Согласно второму аспекту настоящего изобретения, обеспечен фильтр для курительного изделия, содержащий: тело фильтра из фильтровального материала, образующее самый дальний, ниже по потоку, конец фильтра; одну или более фицелл, окружающих тело фильтра из фильтровального материала; при этом одна или более фицелл имеют суммарную толщину (t₁) фицелл в направлении, перпендикулярном продольному направлению фильтра; фильтр имеет диаметр (D_F) в направлении, перпендикулярном продольному направлению фильтра; отношение диаметра (D_F) фильтра к толщине (t₁) фицеллы меньше примерно 135; фильтровальный материал проходит до самого дальнего, ниже по потоку, конца фильтра; и фильтр содержит перфорационные отверстия, проходящие через одну или более фицелл.

Путем обеспечения того, что отношение диаметра (D_F) фильтра к толщине (t₁) фицеллы составляет меньше примерно 135, а также обеспечения того, что фильтровальный материал проходит до мундштучного конца фильтра, обеспечивается возможность повышения критической нагрузки фильтра курительного изделия. Это снижает вероятность сгибания фильтра во время тушения, что, в свою очередь, снижает вероятность контакта пальцев потребителя с горящим концом сигареты или со старым пеплом, оставшимся в пепельнице. Отношение D_F:t₁, равное 135, соответствует отношению D_SA:t, равному 100, где диаметр фильтра (D_SA)=7,84 мм и толщина ободкового материала (t₂)=40 мкм.

Как уже отмечалось в отношении первого аспекта изобретения, одна или более фицелл могут содержать любой подходящий материал или комбинацию материалов.

В предпочтительном варианте одна или более фицелл имеют жесткость на изгиб меньше примерно 0,08 Н в машинном направлении фицеллы. Одна или более фицелл могут иметь жесткость на изгиб меньше примерно 0,2 Н в машинном направлении фицеллы. Машинное направление фицеллы предпочтительно соответствует поперечному направлению фильтра.

В предпочтительном варианте одна или более фицелл имеют жесткость на изгиб по меньшей мере 0,04 Н в поперечном направлении фицеллы. Одна или более фицелл могут иметь жесткость на изгиб меньше примерно 0,1 Н в поперечном направлении фицеллы. Поперечное направление фицеллы предпочтительно соответствует продольному направлению фильтра.

Как уже было пояснено в отношении первого аспекта настоящего изобретения, общая жесткость на изгиб в заданном направлении одной или более фицелл представляет собой сумму значений жесткости на изгиб каждой из фицелл.

Предпочтительно, одна или более фицелл имеют вес основы больше примерно 50 грамм на квадратный метр (гм^-2). Предпочтительно, одна или более фицелл имеют вес основы меньше примерно 100 гм^-2. Более предпочтительно, одна или более фицелл имеют вес основы между примерно 65 гм^-2 и примерно 85 гм^-2. Еще более предпочтительно, одна или несколько фицелл имеют вес основы между примерно 70 гм^-2 и примерно 80 гм^-2. В предпочтительных вариантах обеспечена единственная фицелла, и эта единственная фицелла имеет вес основы, указанный выше. Альтернативно, в некоторых вариантах может быть обеспечено несколько фицелл, и общий вес основы этих нескольких фицелл может представлять собой вес основы, указанную выше.

Диаметр (D_F) фильтра представляет собой общий диаметр тела фильтра из фильтровального материала и фицеллы или фицелл. Диаметр (D_SA) курительного изделия представляет собой сумму диаметра (D_F) фильтра и диаметра ободкового материала. Диаметр (D_F) фильтра измеряется в направлении, по существу перпендикулярном продольному направлению фильтра. При условии, что отношение диаметра (D_F) к толщине (t₁) меньше примерно 135, диаметр (D_F) фильтра может иметь любое подходящее значение. Тем не менее, может быть удобно, чтобы диаметр (D_F) фильтра был по существу таким же, как у известных курительных изделий.

В предпочтительном варианте отношение диаметра (D_F) фильтра к толщине (t₁) фицеллы больше примерно 70.

Толщина (t₁) одной или более фицелл может находиться между примерно 90 мкм и примерно 120 мкм.

Предпочтительно, фильтр имеет высоту (Н) в направлении, по существу параллельном продольному направлению фильтра. Высота (Н) обозначает общую высоту фильтра, включая тело фильтра из фильтровального материала. Иначе говоря, если фильтр содержит один или более сегментов фильтра, в дополнение к телу фильтра из фильтровального материала, высота (Н) представляет собой суммарную высоту всех сегментов фильтра и тела фильтра из фильтровального материала. Если фильтр содержит лишь тело фильтра из фильтровального материала, высота (Н) представляет собой высоту лишь этого тела фильтра из фильтровального материала.

Предпочтительно, фильтр имеет высоту (Н) от приблизительно 15 мм до приблизительно 40 мм. Даже предпочтительнее, фильтр имеет высоту (Н) от приблизительно 18 мм до приблизительно 27 мм. В одном варианте осуществления, фильтр имеет высоту (Н) приблизительно 27 мм. В другом варианте осуществления фильтр имеет высоту (Н) приблизительно 21 мм.

Как уже отмечалось в отношении первого аспекта изобретения, фильтрующий материал полой трубки может представлять собой любой подходящий материал или любые подходящие материалы. Фильтровальный материал может иметь любой подходящий весовой номер элементарного волокна в денье (dpf) и общий весовой номер в денье (td).

Предпочтительно, фильтр содержит фильтровальный материал, проходящий по всей длине фильтра. Предпочтительно, фильтр выполнен в виде односегментного фильтра. Иначе говоря, предпочтительно, чтобы фильтр имел лишь единственный сегмент, представляющий собой тело фильтра из фильтровального материала. Предпочтительно отсутствие дополнительных сегментов фильтра выше или ниже по потоку относительно тела фильтра из фильтровального материала.

Альтернативно, при условии, что фильтровальный материал тела фильтра проходит до мундштучного конца фильтра, фильтр может содержать один или более дополнительных элементов фильтра выше по потоку относительно тела фильтра из фильтровального материала.

Фильтры согласно настоящему изобретению могут преимущественно быть использованы в сигаретах с фильтром и других курительных изделиях, в которых табачный материал сжигают для образования дыма.

Согласно третьему аспекту, настоящее изобретение относится к применению фильтра или к способу применению фильтра в курительных изделиях для снижения вероятности продольного изгиба во время тушения курительного изделия; при этом фильтр содержит: тело фильтра из фильтровального материала, которое образует самый дальний, ниже по потоку, конец курительного изделия; одну или более фицелл, окружающих тело фильтра из фильтровального материала; при этом одна или более фицелл имеют суммарную толщину (t₁) фицелл в направлении, перпендикулярном продольному направлению фильтра; фильтр имеет диаметр (D_F) в направлении, перпендикулярном продольному направлению фильтра; отношение диаметра (D_F) фильтра к толщине (t₁) фицеллы меньше примерно 135; фильтровальный материал проходит до самого дальнего, ниже по потоку, конца курительного изделия; и фильтр содержит перфорационные отверстия, проходящие через фицеллы.

Признаки, описанные по отношению к одному аспекту изобретения, могут быть применимы и к другому аспекту изобретения.

Настоящее изобретение будет далее описано лишь на примере со ссылками на сопроводительные графические материалы, на которых:

Фиг. 1 показывает график зависимости усилия сжатия (Н) от расстояния сжатия (мм) для пяти образцов четырех типов курительных изделий.

Авторами настоящего изобретения было отмечено, что без вентиляции фильтры курительных изделий могут вообще не сгибаться. Фильтры могут просто постепенно уменьшаться в размерах с повышением усилия сжатия. Однако в случае, если обеспечена вентиляция, структура фильтра может быть ослаблена. К сожалению, эта ослабленная структура фильтра может согнуться во время тушения. Это может означать, что пальцы потребителя придут в контакт с или окажутся вплотную к горящему концу сигареты или старому пеплу, оставшемуся в пепельнице.

Тем не менее, как пояснялось выше, авторами настоящего изобретения было обнаружено, что при заданной высоте фильтра прочность на продольный изгиб или критическая нагрузка фильтра курительного изделия может быть значительно повышена путем уменьшения отношения D_SA:t по сравнению с сигаретами со стандартным фильтром. Таким образом обеспечивается возможность тушения курительного изделия потребителем при значительном снижении вероятности сгибания фильтра под действием сжимающей нагрузки.

Связь между D_SA:t и критической нагрузкой была определена в результате испытаний с помощью динамометра, полученного от компании Alluris GmbH & Co KG, Фрайбург, Германия. Фильтры невыкуренных курительных изделий были испытаны следующим образом: сначала извлекался табачный стержень и расположенные выше по потоку часть ободковой бумаги, окружающей табачный стержень, и затем прикладывалось необходимое усилие в Ньютонах (Н) для сжатия фильтра на предварительно заданное расстояние в миллиметрах (мм) с определенной скоростью сжатия (мм мин.^-1) Фильтры выкуренных курительных изделий были испытаны следующим образом: сначала удалялся весь несгоревший табак и ободковая бумага, расположенные выше по потоку относительно фильтра, и затем прикладывалось необходимое усилие в Ньютонах (Н) для сжатия фильтра на предварительно заданное расстояние в миллиметрах (мм) с конкретной скоростью сжатия (мм мин.^-1). Значения усилия сжатия и расстояния сжатия регистрировались (в данном случае при скорости сжатия 100 мм мин.^-1).

Фиг. 1 показывает график зависимости усилия сжатия (Н) от расстояния сжатия (мм) для пяти образцов четырех типов курительных изделий. Испытанные (с помощью описанного выше устройства) фильтры (невыкуренных) курительных изделий указанных четырех типов представляли собой:

Фильтр типа А: Сигаретный фильтр, имеющий отношение диаметра (D_SA) к толщине (t) примерно 98 (D_SA=7,84 мм, t=80 мкм (t₁=40 мкм, t₂=40 мкм)). Высота (H) фильтра равна 27 мм, а вес основы фицеллы равен примерно 26 гм^-2. Данные по этим фильтрам показаны точечными линиями.

Фильтр типа В: Фильтры согласно настоящему изобретению, имеющие отношение диаметра D_SA) к толщине (t) примерно 56 (D_SA=7,84 мм, t=140 мкм (t₁=100 мкм, t₂=40 мкм)) и 80% вентиляцию. Высота (Н) фильтра равна 27 мм, а вес основы фицеллы равен примерно 78 гм^-2. Данные по этим фильтрам показаны сплошными линиями.

Фильтр типа С: Фильтры согласно настоящему изобретению, имеющие отношение диаметра (D_SA) к толщине (t) примерно 56 (D_SA=7,84 мм, t=140 мкм (t₁=100 мкм, t₂=40 мкм)) и 10% вентиляцию. Высота (Н) фильтра равна 27 мм, а вес основы фицеллы равен примерно 78 гм^-2. Данные по этим фильтрам показаны тонкими сплошными линиями.

Фильтр типа D: Сигаретные фильтры, имеющие отношение диаметра (D_SA) к толщине (t) примерно 44 (D_SA=7,84 мм, t=180 мкм (t₁=140 мкм, t₂=40 мкм)). Высота (Н) фильтра равна 27 мм, а вес основы фицеллы равен примерно 110 гм^-2. Данные по этим фильтрам показаны пунктирными линиями.

Как наиболее наглядно видно из пунктирных линий для фильтров типа D, с увеличением расстояния сжатия, в определенной точке необходимое усилие сжатия резко падает. Это соответствует моменту сгибания. Таким образом, максимальное усилие сжатия, достигнутое в точке сгибания, соответствует критической нагрузке.

Для пяти образцов фильтров типа А (точечные линии) было определено, что средняя критическая нагрузка составляет 22,46 Н. Для пяти образцов фильтров согласно настоящему изобретению, с 80% вентиляцией, (фильтры типа В, толстые сплошные линии), было определено, что средняя критическая нагрузка составляет 45,94 Н. Для пяти образцов фильтров согласно настоящему изобретению, с 10% вентиляцией, (фильтры типа С, тонкие сплошные линии), было определено, что средняя критическая нагрузка составляет 52,92 Н. Для пяти образцов фильтров типа D (пунктирные линии) было определено, что средняя критическая нагрузка составляет 85,22 Н. Таким образом, фиг. 1 показывает, что с уменьшением отношения D_SA/t (от 98 до 56 и до 44) критическая нагрузка фильтров повышается. Это, в свою очередь, снижает вероятность изгиба. Фильтры согласно настоящему изобретению обеспечивают баланс между достаточно высокой критической нагрузкой и возможностью по-прежнему использовать фицеллы, которые достаточно легко поддаются манипулированию.

В качестве интересного факта авторами настоящего изобретения было также отмечено, что приблизительное значение критической нагрузки фильтров типа С (фильтры согласно настоящему изобретению, имеющие отношение диаметра (D_SA) к толщине (t) примерно 56, с 10% вентиляцией) после выкуривания составило порядка 20 Н или несколько больше. Для имитации курения курительного изделия курительное изделие подвергается стандартному испытанию на курение согласно условиям по ISO (35 мл затяжки продолжительностью 2 секунды каждая, каждые 60 секунд) согласно стандарту ISO 4387:2000. В способе испытания по ISO курительное изделие выкуривается с полностью открытой зоной вентиляции. Такое значение критической нагрузки может быть выгодным, поскольку усилие, прикладываемое потребителем во время процесса тушения, может достигать примерно этого значения. Таким образом может быть обеспечен особо выгодный баланс между достаточно высокой критической нагрузкой и возможностью по-прежнему использовать фицеллы, которые относительно легко поддаются манипулированию.

Фиг. 1 показывает также, что имеет место различие в значениях критической нагрузки в зависимости от уровня вентиляции. Были испытаны два типа фильтров согласно настоящему изобретению (с использованием описанной выше аппаратуры): один с 10% вентиляцией, и другой - с 80% вентиляцией. Как уже упоминалось выше, для фильтров согласно настоящему изобретению, имеющих 10% вентиляцию, было определено, что среднее значение критической нагрузки составляет 52,92 Н. Для фильтров согласно настоящему изобретению, имеющих 80% вентиляцию, было определено, что среднее значение критической нагрузки составляет 45,94 Н. Таким образом, критическая нагрузка снижается с повышением уровня вентиляции.

Таким образом, курительные изделия согласно настоящему изобретению обеспечивают следующее: сниженная вероятность сгибания во время тушения; фицеллы, которая имеет достаточно высокую критическую нагрузку, но при этом достаточно тонкая для относительно легкой обработки; и значения критической нагрузки во время тушения, которые могут соответствовать верхнему пределу усилий, обычно прикладываемых потребителем во время тушения.

Изобретение относится к курительному изделию, которое содержит табачный стержень; фильтр, содержащий тело фильтра из фильтровального материала, которое образует самый дальний, ниже по потоку, конец курительного изделия и окружено одной или более фицеллами; и ободковый материал, скрепляющий табачный стержень и фильтр и содержащий зону вентиляции; при этом ободковый материал и фицелла или фицеллы имеют суммарную толщину (t) в направлении, перпендикулярном продольному направлению курительного изделия; курительное изделие в области вокруг тела фильтра из фильтровального материала имеет диаметр (D_SA) в направлении, перпендикулярном продольному направлению курительного изделия; отношение диаметра (D_SA) к толщине (t) меньше примерно 80; фильтровальный материал проходит до самого дальнего, ниже по потоку, конца курительного изделия; зона вентиляции содержит перфорационные отверстия, проходящие через ободковый материал; и перфорационные отверстия проходят через одну или более фицелл. Технический результат заключается в обеспечении вентиляции. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Курительное изделие, содержащее:

табачный стержень;

фильтр, содержащий тело фильтра из фильтровального материала, которое образует самый дальний, ниже по потоку, конец курительного изделия и окружено одной или более фицеллами; и

ободковый материал, скрепляющий табачный стержень и фильтр и содержащий зону вентиляции;

при этом ободковый материал и фицелла или фицеллы имеют суммарную толщину (t) в направлении, перпендикулярном продольному направлению курительного изделия;

курительное изделие в области вокруг тела фильтра из фильтровального материала имеет диаметр (D_SA) в направлении, перпендикулярном продольному направлению курительного изделия;

отношение диаметра (D_SA) к толщине (t) меньше примерно 80;

фильтровальный материал проходит до самого дальнего, ниже по потоку, конца курительного изделия;

зона вентиляции содержит перфорационные отверстия, проходящие через ободковый материал; и

перфорационные отверстия проходят через одну или более фицелл.

2. Курительное изделие по п. 1, в котором зона вентиляции обеспечивает вентиляцию дыма, вдыхаемого курильщиком, в диапазоне от примерно 10% до примерно 80%.

3. Курительное изделие по п. 1 или 2, в котором одна или более фицелл имеют пористость меньше примерно 1000 единиц Coresta.

4. Курительное изделие по п. 1 или 2, в котором одна или более фицелл имеют вес основы между примерно 50 грамм на квадратный метр и примерно 100 грамм на квадратный метр.

5. Курительное изделие по п. 1 или 2, в котором отношение диаметра (D_SA) к толщине (t) больше примерно 50.

6. Курительное изделие по п. 1 или 2, в котором фицелла или фицеллы имеют толщину (t₁) в направлении, по существу перпендикулярном продольному направлению курительного изделия, при этом t₁/t больше примерно 0,65.

7. Курительное изделие по п. 1 или 2, в котором ободковый материал и одна или более фицелл имеют суммарную толщину (t) между примерно 100 мкм и примерно 160 мкм.

8. Курительное изделие по п. 1 или 2, в котором одна или более фицелл имеют суммарную толщину (t₁) между примерно 90 мкм и примерно 120 мкм.

9. Курительное изделие по п. 1 или 2, которое имеет секцию фильтра, показывающую критическую нагрузку меньше примерно 30 Ньютон при проведении испытания А.

10. Фильтр для курительного изделия, содержащий:

тело фильтра из фильтровального материала, которое образует самый дальний, ниже по потоку, конец фильтра;

одну или более фицелл, окружающих тело фильтра из фильтровального материала;

при этом одна или более фицелл имеют суммарную толщину (t₁) фицелл в направлении, перпендикулярном продольному направлению фильтра;

фильтр имеет диаметр (D_F) в направлении, перпендикулярном продольному направлению фильтра;

отношение диаметра (D_F) фильтра к толщине (t₁) фицеллы меньше примерно 135;

фильтровальный материал проходит до самого дальнего, ниже по потоку, конца фильтра; и

фильтр содержит перфорационные отверстия, проходящие через одну или более фицелл.

11. Фильтр по п. 10, в котором одна или более фицелл имеют пористость меньше примерно 1000 единиц Coresta.

12. Фильтр по п. 10 или 11, в котором одна или более фицелл имеют пористость меньше примерно 500 единиц Coresta.

13. Фильтр по п. 10 или 11, в котором одна или более фицелл имеют вес основы между примерно 50 грамм на квадратный метр и примерно 100 грамм на квадратный метр.

14. Фильтр по п. 10 или 11, в котором отношение диаметра (D_F) фильтра к толщине (t₁) фицеллы больше примерно 70.

15. Применение фильтра в курительном изделии для снижения вероятности сгибания во время тушения курительного изделия; при этом фильтр содержит:

тело фильтра из фильтровального материала, которое образует самый дальний, ниже по потоку, конец курительного изделия;

одну или более фицелл, окружающих тело фильтра из фильтровального материала;

при этом одна или более фицелл имеют суммарную толщину (t₁) фицелл в направлении, перпендикулярном продольному направлению фильтра;

фильтр имеет диаметр (D_F) в направлении, перпендикулярном продольному направлению фильтра;

отношение диаметра (D_F) фильтра к толщине (t₁) фицеллы меньше примерно 135;

фильтровальный материал проходит до самого дальнего, ниже по потоку, конца курительного изделия; и

фильтр содержит перфорационные отверстия, проходящие через одну или более фицелл.