Фільтрувальний елемент для курильного виробу та спосіб його виготовлення
Номер патенту: 94619
Опубліковано: 25.05.2011
Автори: Шень Чжихао, Огле Семюель Айзек, Маркес Мануель
Формула / Реферат
1. Фільтрувальний елемент для курильного виробу, який включає в себе електропрядену волокнину, яка містить щонайменше один тип домішки-ароматизатора та щонайменше один тип полімеру.
2. Фільтрувальний елемент за п. 1, який відрізняється тим, що електропрядена волокнина містить щонайменше один тип домішки-ароматизатора, щонайменше один тип неароматизувальної домішки та щонайменше один тип полімеру.
3. Фільтрувальний елемент за п. 1, який містить множину електропрядених волокнин, причому значна частка електропрядених волокнин розташована паралельно осьовому напрямку фільтрувального елемента та паралельно напрямку проходження головного струменя диму.
4. Фільтрувальний елемент за п. 1, який відрізняється тим, що полімер є змінюваним полімером, вибраним із групи, яку складають: прості поліефіркетони, поліокситриметилен, атактичний поліпропілен, поліетилен низької густини, поліалкілсилоксани, полі(бутиленадипат), поліакрилати, поліметакрилати та поліітаконати.
5. Фільтрувальний елемент за п. 1, який відрізняється тим, що електропряденою волокниною є електропрядена волокнина типу "осердя-оболонка", яка містить:
щонайменше один тип ароматизатора, який утворює внутрішнє осердя електропряденої волокнини; та
щонайменше один тип полімеру, який утворює зовнішню оболонку електропряденої волокнини, яка оточує ароматизатор.
6. Фільтрувальний елемент за п. 1, який відрізняється тим, що електропряденою волокниною є електропрядена волокнина з незмінюваною оболонкою, яка містить:
щонайменше один тип ароматизатора, поєднаний зі змінюваним полімером для утворення осердя електропряденої волокнини; та
незмінюваний полімер, який утворює незмінювану полімерну оболонку електропряденої волокнини, яка оточує осердя, яке містить ароматизатор та змінюваний полімер.
7. Фільтрувальний елемент за п. 1, який відрізняється тим, що електропряденою волокниною є електропрядена волокнина з незмінюваним осердям, яка містить:
щонайменше один тип незмінюваного полімеру, який утворює осердя електропряденої волокнини; та
щонайменше один тип домішки-ароматизатора, поєднаний зі змінюваним полімером для утворення зовнішньої оболонки електропряденої волокнини.
8. Фільтрувальний елемент за п. 1, який відрізняється тим, що електропряденою волокниною є двофазова матрична електропрядена волокнина, яка містить:
щонайменше один тип домішки-ароматизатора, який утворює дисперсну фазу; та
щонайменше один тип змінюваного полімеру, який утворює суцільну фазу.
9. Спосіб виготовлення фільтрувального елемента для курильного виробу, який включає введення у фільтрувальний елемент щонайменше однієї електропряденої волокнини, що містить щонайменше один тип домішки-ароматизатора та щонайменше один тип полімеру та виготовлена з них електропрядінням.
10. Спосіб за п. 9, який відрізняється тим, що електропряденою волокниною є електропрядена волокнина з незмінюваною оболонкою, виготовлена шляхом електропрядіння, яке передбачає:
подавання у перший капіляр фільєри коаксіального електропрядильного пристрою щонайменше одного типу ароматизатора, поєднаного зі змінюваним полімером; та
подавання у другий капіляр фільєри щонайменше одного типу незмінюваного полімеру;
екструдування з фільєри електропряденої волокнини, яка містить щонайменше один тип ароматизатора, який утворює внутрішнє осердя електропряденої волокнини, та щонайменше один тип незмінюваного полімеру, який утворює зовнішню оболонку електропряденої волокнини, яка оточує ароматизатор; та
збирання електропряденої волокнини у заземлений приймач.
11. Спосіб за п. 9, який відрізняється тим, що електропряденою волокниною є електропрядена волокнина з незмінюваним осердям, виготовлена шляхом електропрядіння, яке передбачає:
подавання у перший капіляр фільєри коаксіального електропрядильного пристрою щонайменше одного типу незмінюваного полімеру;
подавання у другий капіляр фільєри щонайменше одного типу ароматизатора, поєднаного зі змінюваним полімером;
екструдування з фільєри електропряденої волокнини, яка містить щонайменше один тип незмінюваного полімеру, що утворює внутрішнє осердя електропряденої волокнини, та щонайменше один тип ароматизатора та змінюваного полімера, що утворюють зовнішню оболонку; та
збирання електропряденої волокнини у заземлений приймач.
12. Спосіб за п. 9, який відрізняється тим, що електропряденою волокниною є електропрядена волокнина типу "осердя-оболонка", виготовлена шляхом електропрядіння, яке передбачає:
подавання у перший капіляр фільєри коаксіального електропрядильного пристрою щонайменше одного типу ароматизатора;
подавання у другий капіляр фільєри щонайменше одного типу полімера;
екструдування з фільєри електропряденої волокнини, яка містить щонайменше один тип ароматизатора, що утворює внутрішнє осердя електропряденої волокнини, та щонайменше один тип полімеру, що утворює зовнішню оболонку електропряденої волокнини, яка оточує ароматизатор; та
збирання електропряденої волокнини у заземлений приймач.
Текст
1. Фільтрувальний елемент для курильного виробу, який включає в себе електропрядену волокнину, яка містить щонайменше один тип домішки-ароматизатора та щонайменше один тип полімеру. 2. Фільтрувальний елемент за п. 1, який відрізняється тим, що електропрядена волокнина містить щонайменше один тип домішки-ароматизатора, щонайменше один тип неароматизувальної домішки та щонайменше один тип полімеру. 3. Фільтрувальний елемент за п. 1, який містить множину електропрядених волокнин, причому значна частка електропрядених волокнин розташована паралельно осьовому напрямку фільтрувального елемента та паралельно напрямку проходження головного струменя диму. 4. Фільтрувальний елемент за п. 1, який відрізняється тим, що полімер є змінюваним полімером, вибраним із групи, яку складають: прості поліефіркетони, поліокситриметилен, атактичний поліпропілен, поліетилен низької густини, поліалкілсилоксани, полі(бутиленадипат), поліакрилати, поліметакрилати та поліітаконати. 5. Фільтрувальний елемент за п. 1, який відрізняється тим, що електропряденою волокниною є електропрядена волокнина типу "осердяоболонка", яка містить: щонайменше один тип ароматизатора, який утворює внутрішнє осердя електропряденої волокнини; та щонайменше один тип полімеру, який утворює зовнішню оболонку електропряденої волокнини, яка оточує ароматизатор. 2 (19) 1 3 94619 4 екструдування з фільєри електропряденої волокнини, яка містить щонайменше один тип ароматизатора, який утворює внутрішнє осердя електропряденої волокнини, та щонайменше один тип незмінюваного полімеру, який утворює зовнішню оболонку електропряденої волокнини, яка оточує ароматизатор; та збирання електропряденої волокнини у заземлений приймач. 11. Спосіб за п. 9, який відрізняється тим, що електропряденою волокниною є електропрядена волокнина з незмінюваним осердям, виготовлена шляхом електропрядіння, яке передбачає: подавання у перший капіляр фільєри коаксіального електропрядильного пристрою щонайменше одного типу незмінюваного полімеру; подавання у другий капіляр фільєри щонайменше одного типу ароматизатора, поєднаного зі змінюваним полімером; екструдування з фільєри електропряденої волокнини, яка містить щонайменше один тип незмінюваного полімеру, що утворює внутрішнє осердя електропряденої волокнини, та щонайменше один тип ароматизатора та змінюваного полімера, що утворюють зовнішню оболонку; та збирання електропряденої волокнини у заземлений приймач. 12. Спосіб за п. 9, який відрізняється тим, що електропряденою волокниною є електропрядена волокнина типу "осердя-оболонка", виготовлена шляхом електропрядіння, яке передбачає: подавання у перший капіляр фільєри коаксіального електропрядильного пристрою щонайменше одного типу ароматизатора; подавання у другий капіляр фільєри щонайменше одного типу полімера; екструдування з фільєри електропряденої волокнини, яка містить щонайменше один тип ароматизатора, що утворює внутрішнє осердя електропряденої волокнини, та щонайменше один тип полімеру, що утворює зовнішню оболонку електропряденої волокнини, яка оточує ароматизатор; та збирання електропряденої волокнини у заземлений приймач. Смак головного струменя диму від курильних виробів, які містять тютюн, можна поліпшити шляхом введення у курильні вироби різноманітних поліпшувачів смаку та аромату («ароматизаторів») як домішок. Наприклад, при проходженні крізь вугільний сорбент тютюновий дим може втрачати сприятливі смакові властивості. Отже, бажаним є повторне введення у тютюновий дим різноманітних ароматизаторів для компенсації втрати ароматизаторів. Однак поліпшення смакових якостей курильних виробів із застосуванням відомих способів є недовготривалим і може спричинити утворення продуктів, які мають неприйнятний смак та запах. Леткі ароматизатори, введені в курильні продукти, не утримуються в них стабільно. Ароматизатори мимовільно мігрують у сорбенти сигаретних фільтрів, здатні видаляти складники газової фази. Ароматизатори, нанесені на поверхню частини сигарети, яка містить тютюн, або на упаковку для сигарет, безповоротно втрачаються. Крім того, молекули ароматизатора можуть хімічно змінюватися під впливом високих внутрішніх температур, які виникають при курінні, та можуть утворювати побічні продукти, які викликають один або кілька небажаних присмаків. Таким чином, існує постійний інтерес до виробництва тютюновмісних курильних виробів, модифікованих для забезпечення постійного та регульованого постачання споживачам під час використання широкого різноманіття домішок, в тому числі ароматизаторів та/або неароматизувальних домішок. Суть винаходу У декількох варіантах здійснення винаходу описані різні способи виготовлення різних типів волокон шляхом електропрядіння. До волокон, виготовлених шляхом електропрядіння, належать мікроволокна мікрометрового діапазону розмірів, нановолокна нанометрового діапазону розмірів та суміші мікроволокон із нановолокнами. Виготовлені волокна можна вводити у різні фільтрувальні елементи для виробництва широкого різноманіття ароматизованих курильних виробів. У різних варіантах здійснення фільтрувальний елемент включає в себе сукупність розташованих паралельно напряму протікання головного струменя диму волокнин, у якій всі волокнини або частина волокнин можуть бути виготовлені електропрядінням. Відповідно до іншого варіанта здійснення у фільтрувальний елемент курильного виробу введена виготовлена електропрядінням волокнина, яка містить щонайменше один полімерний матеріал, який утворює дисперсну систему із щонайменше одним типом ароматизатора та/або неароматизувальної домішки, або сприяє його утриманню. Відповідно до іншого варіанта здійснення у фільтрувальний елемент курильного виробу введена виготовлена електропрядінням волокнина типу "осердя-оболонка", яка містить щонайменше один тип ароматизатора та/або неароматизувальної домішки як внутрішнє осердя та щонайменше один полімерний матеріал як зовнішню оболонку, яка оточує вміст внутрішнього осердя. Відповідно до іншого варіанта здійснення у фільтрувальний елемент курильного виробу введена "двофазова" матрична волокнина, виготовлена електропрядінням, яка містить щонайменше один полімерний матеріал у суцільній фазі та щонайменше один тип ароматизатора та/або неароматизувальної домішки у дисперсній фазі у формі мікроемульсії. Відповідно до іншого варіанта здійснення у фільтрувальний елемент курильного виробу введена виготовлена електропрядінням волокнина типу "порожнистої серцевини", яка містить змінюваний або незмінюваний полімер як оболонку. Із внутрішньою поверхнею полімерної оболонки зв'я 5 заний щонайменше один тип ароматизатора та/або неароматизувальної домішки, який може частково або повністю вивільнюватися при взаємодії з складниками головного струменя диму. Відповідно до іншого варіанта здійснення у фільтрувальний елемент курильного виробу введена виготовлена електропрядінням волокнина типу "залишкового осердя", яка містить змінюваний або незмінюваний полімер як оболонку. Із зовнішньою поверхнею полімерного осердя зв'язаний щонайменше один тип ароматизатора та/або неароматизувальної домішки. Короткий опис фігур На Фіг. 1 показано схему взятого за приклад електропрядильного пристрою для виготовлення волокон. На Фіг. 2А показано схему коаксіального електропрядильного пристрою для виготовлення багатокомпонентних волокон. На Фіг. 2В схематично показана волокнина типу "осердя-оболонка", виготовлена шляхом коаксіального електропрядіння. На Фіг. ЗА схематично показана виготовлена шляхом коаксіального електропрядіння волокнина типу "осердя-оболонка", яка може бути модифікована для вміщення різних ароматизаторів та/або неароматизувальних домішок. На Фіг. 3В схематично показано об'ємне зображення осердя волокнини типу "осердяоболонка", показаної на Фіг. ЗА, причому осердя містить два різні типи ароматизаторів та/або неароматизувальних домішок. На Фіг. 4А схематично показано фільєру, яка має одинарний капіляр, з якого можна екструдувати "двофазову" матричну волокнину під час коаксіального електропрядіння. На Фіг. 4В Фіг. 4В схематично показано об'ємне зображення "двофазової" матричної волокнини, показаної на Фіг. 4А, причому "двофазова" матрична волокнина містить полімерну матрицю як першу фазу та краплі ароматизаторів та/або неароматизувальних домішок як другу фазу. На Фіг. 5А показано схему коаксіального електропрядильного пристрою для виготовлення волокна типу "порожнистої серцевини". На Фіг. 5В схематично показана виготовлена шляхом коаксіального електропрядіння волокнина типу "осердя-оболонка", яка може бути додатково модифікована для виготовлення волокнини типу "порожнистої серцевини". На Фіг. 5С схематично показана волокнина типу "порожнистої серцевини", одержана після видалення осердя з волокнини типу "осердя-оболонка", показаної на Фіг. 5В. На Фіг. 6А показано схему коаксіального електропрядильного пристрою для виготовлення волокна типу "залишкового осердя". НаФіг. 6В схематично показана виготовлена шляхом коаксіального електропрядіння волокнина типу "осердя-оболонка", яка може бути додатково модифікована для виготовлення волокнини типу "залишкового осердя". На Фіг. 6С схематично показана волокнина типу "залишкового осердя", одержана після вида 94619 6 лення оболонки з волокнини типу "осердяоболонка", показаної на Фіг. 6В. На Фіг. 7А схематично показано сукупність паралельно розташованих волокнин. На Фіг. 7В схематично показано вигляд сигарети у перспективі з місцевим вирізом, у якому видно розташування сукупності волокнин всередині сигаретного фільтра. На Фіг. 8 показано вигляд сигарети у перспективі з місцевим вирізом, у якому видно різні секції сигарети, які можуть бути модифіковані для включення сукупності волокнин, виготовлених способом коаксіального електропрядіння. На Фіг. 9 показано вигляд сигарети у перспективі з місцевим вирізом, у якому видно різні секції сигарети, які можуть бути модифіковані для включення сукупності волокнин, виготовлених способом коаксіального електропрядіння. Детальний опис винаходу Курильні вироби, які містять тютюн, наприклад, сигарети, можна виготовляти з введенням різноманітних домішок, в тому числі ароматизаторів та неароматизувальних домішок, наприклад, освіжувачів, розріджувачів та засобів сприяння утворенню аерозолів, які можна додавати безпосередньо у тютюнову суміш під час її перероблення. Запропоновано вдосконалений спосіб стабілізації введених домішок у такі курильні вироби шляхом утворення дисперсної системи молекул домішок зі стабільною матрицею волокнини та введення значної кількості таких стабільних волокнин у різні секції курильних виробів. Описані способи уможливлюють виготовлення курильних виробів, що містять домішки, які мають підвищений термін зберігання, так що курильні вироби здатні постачати споживачеві більшу кількість ароматизаторів у порівнянні з курильними виробами, виготовленими іншими відомими способами. Різноманітні варіанти здійснення цього винаходу пропонують способи введення домішок, які становлять інтерес, у фільтрувальний елемент курильного виробу шляхом введення у згаданий елемент волокнин, які містять широке різноманіття домішок, вміщених у порожнини або субструктури виготовлених волокнин. Крім того, виготовлені волокнини можуть бути електростатичним шляхом упорядковані у фільтрувальному елементі курильного виробу в процесі виготовлення. Шляхом модифікування різних параметрів, які регулюють процес електропрядіння, можна виготовляти різноманітні сукупності волокнин, які різняться за складом, субструктурною упорядкованістю та розмірами. До домішок, придатних для введення у різні фільтрувальні елементи курильних виробів, належать поліпшувачі смаку та аромату ("ароматизатори") та/або будь-які засоби, що мають хімічні або фізичні властивості, які становлять інтерес ("неароматизувальні домішки"), які можуть бути факультативно включені у виготовлені волокнини для одержання бажаного продукту. Прикладами неароматизувальних домішок є освіжувачі, розріджувачі, засоби сприяння утворенню аерозолів та численні інші подібні засоби. У цьому описі терміни "волокнина", "волокнини" або "волокна" стосуються матеріалу, який мо 7 же бути виготовлений способами електропрядіння. Цей матеріал містить щонайменше один полімерний матеріал, який або утворює дисперсну систему із щонайменше одним типом ароматизатора або неароматизувальної домішки, або сприяє їх утриманню всередині волокна. Згаданий полімерний матеріал забезпечує допоміжну структуру для утворення дисперсної системи із щонайменше одним типом ароматизатора або неароматизувальної домішки. До волокон, які можуть бути виготовлені різноманітними способами електропрядіння, описаними нижче, належать "мікроволокна" мікрометрового діапазону розмірів (вимірюваних у мікрометрах (мкм)), "нановолокна" нанометрового діапазону розмірів (вимірюваних у нанометрах (нм)) та різноманітні суміші мікроволокон з нановолокнами. До мікроволокон мікрометрового діапазону розмірів належать волокна, які мають зовнішній діаметр від приблизно 100 нм до приблизно 50 мкм, від приблизно 100 нм до приблизно 40 мкм, від приблизно 100 нм до приблизно 30 мкм, від приблизно 100 нм до приблизно 20 мкм, від приблизно 100 нм до приблизно 10 мкм, від приблизно 100 нм до приблизно 5 мкм, від приблизно 100 нм до приблизно 4 мкм, від приблизно 100 нм до приблизно З мкм, від приблизно 100 нм до приблизно 2 мкм, від приблизно 100 нм до приблизно 1 мкм. До нановолокон нанометрового діапазону розмірів належать волокна, які мають зовнішній діаметр від приблизно 1 нм до приблизно 100 нм, від приблизно 1 нм до приблизно 95 нм, від приблизно 1 нм до приблизно 90 нм, від приблизно 1 нм до приблизно 85 нм, від приблизно 1 нм до приблизно 80 нм, від приблизно 1 нм до приблизно 75 нм, від приблизно 1 нм до приблизно 70 нм, від приблизно 1 нм до приблизно 65 нм, від приблизно 1 нм до приблизно 60 нм, від приблизно 1 нм до приблизно 55 нм, від приблизно 1 нм до приблизно 50 нм, від приблизно 1 нм до приблизно 45 нм, від приблизно 1 нм до приблизно 40 нм, від приблизно 1 нм до приблизно 35 нм, від приблизно 1 нм до приблизно 30 нм, від приблизно 1 нм до приблизно 25 нм, від приблизно 1 нм до приблизно 20 нм, від приблизно 1 нм до приблизно 15 нм, від приблизно 1 нм до приблизно 10 нм, від приблизно 1 нм до приблизно 5 нм. Відповідно до одного варіанта здійснення, якому віддається перевага, волокна мають зовнішній діаметр в межах від приблизно 20 нм до приблизно 10 мкм. Відповідно до іншого варіанта, якому віддається перевага, волокна мають зовнішній діаметр в межах від приблизно 20 нм до приблизно 3 мкм. На Фіг. 1 показано схему взятого за приклад електропрядильного пристрою для виготовлення волокон. Згідно з Фіг. 1, взятий за приклад пристрій включає в себе джерело безперервного подавання текучого матеріалу, який має проходити через шприц-насос 11 та шприцеву голку 12. Джерело 13 живлення постійним струмом високої напруги, приєднане до шприцової голки 12, генерує електростатичне поле. Під впливом електростатичного поля текучий матеріал, який виходить із голки 12, набуває форми нестабільного нескінченного струменя матеріалу у формі волокнини 14, яка може бути приєднана до заземленого циліндрич 94619 8 ного приймального колектора 15. Колектор 15 виконаний з можливістю обертання та переміщення вздовж осі. На Фіг. 2А показано схему коаксіального електропрядильного пристрою для виготовлення багатокомпонентних волокон. На Фіг. 2А показано фільєру 200, яка включає в себе два коаксіальні капіляри, причому у внутрішній капіляр 201, розташований вздовж центральної осі фільєри, надходить перший матеріал 203, який утворює осердя волокна, а в зовнішній капіляр 202, який концентрично оточує внутрішній капіляр 201, надходить другий матеріал 204, який утворює зовнішню оболонку волокна. Текучі матеріали 203 та 204 всередині фільєри 200 знаходяться під впливом капілярних сил. Текучі матеріали 203 та 204 в обох капілярах можуть постійно знаходитися під високим потенціалом відносно заземленого приймача 206, наприклад, колекторної пластини. Перший текучий матеріал 203 із внутрішнього капіляра 201 та другий текучий матеріал 204 із зовнішнього капіляра 202 можуть виходити з вихідних кінців 207 обох капілярів, або з сопла, та екструдуватися у формі єдиної волокнини 208. Вихідні кінці 207 обох капілярів можуть бути розташовані номінально та концентрично поблизу заземленого приймача 206 на однаковій відстані від нього. До першого матеріалу 203 та другого матеріалу 204 у капілярах можна постійно прикладати бажаний потенціал шляхом подавання цього потенціалу на електропровідну фільєру, в якій кожний капіляр є електропровідним, але електрично ізольованим від іншого капіляра. За альтернативним варіантом до першого матеріалу 203 та другого матеріалу 204 у згаданих капілярах можна постійно прикладати бажаний потенціал шляхом подавання цього потенціалу на електропровідні електроди 205, які можуть бути занурені безпосередньо в матеріал, що міститься у кожному капілярі. Якщо електроди є електропровідними, то капіляри можуть бути електропровідними або електронепровідними. Як видно з Фіг. 2А, коаксіальний електропрядильний пристрій включає в себе фільєру, яка включає в себе капіляр або сукупність коаксіальних капілярів, де кожна група капілярів в межах сукупності може бути призначена для екструдування різних текучих матеріалів. У процесі електропрядіння з одного або кількох текучих матеріалів утворюється струмінь матеріалу шляхом прикладання сильного електричного поля до крапель текучого матеріалу, які утворюються при вихідному отворі фільєри. Заряд у матеріалі наводиться внаслідок його контакту або з високовольтним електродом, розташованим всередині капіляра, або із самим капіляром. Прикладання високої напруги наводить поверхневий заряд на краплинах та спричиняє подовження краплин з наданням їм форми волокнини. При достатньо високій напрузі може утворюватися конус Тейлора (Taylor Cone), при цьому з вершини конуса виходить безперервний струмінь матеріалу. В конусі Тейлора можуть утворюватися волокна малого діаметра внаслідок одночасного розтягання та подовження струменя матеріалу, який виходить із фільєри. Волокна, виготовленні способом електропрядіння, можна оса 9 джувати на заземленому приймальному колекторі. При осадженні такі волокна можна укладати впорядковано за допомогою відповідних способів упорядкування, відомим фахівцям у галузі виробництва волокон. Загалом, до домішок, які можна обирати для введення у волокна, належать будь-які матеріали, придатні для екструдування через фільєру. Відповідно до одного варіанта здійснення до домішок, придатних для екструдування, належать нев'язкі форми полімерів, гелів, рідин або розплавів. Відповідно до одного варіанта здійснення до домішок, придатних для екструдування, належать в'язкі форми полімерів, гелів, рідин або розплавів, які можна поєднувати з розчинниками, емульгаторами або полімеризувальними засобами для досягнення бажаної в'язкості. Для реалізації способів електропрядіння придатні розчинники, здатні розчиняти домішки, які становлять інтерес, та утворювати текучі матеріали. Наприклад, до придатних розчинників належать N,N-диметилформамід (DMF), тетрагідрофуран (THF), дихлорметан, діоксан, етанол, хлороформ, вода, подібні розчинники та їх різноманітні комбінації. Для забезпечення бажаного поверхневого натягу рідкого матеріалу для електропрядіння до такого матеріалу, який виявляє електропровідність у найнижчому діапазоні, можна додавати різноманітні поверхнево-активні речовини, солі та їх суміші. Наприклад, хлорид літію є придатним як неорганічна сіль, яку можна додавати до рідини для електропрядіння для підвищення електропровідності рідини та видаляти шляхом випарювання в процесі електропрядіння. В разі застосування ментолу як домішки, яка становить інтерес, ментол у варіантах, яким віддається перевага, поєднують із рідким розчинником, наприклад, олією або емульгатором, для досягнення бажаної в'язкості перед стадією екструдування. За альтернативними варіантами здійснення для досягнення бажаної в'язкості матеріали можна підігрівати або нагрівати під час електропрядіння. Відповідно до іншого варіанта здійснення до придатних для екструдування домішок належать матеріали у твердій формі. Наприклад, ментол є легко доступним у вигляді твердої речовини і може бути застосований у твердій формі як домішка при виготовленні волокон для введення у курильні вироби, так щоб бажана кількість ментолу могла бути вивільнена під час куріння у головний струмінь диму. Відповідно до варіантів здійснення, які стосуються різних волокон, описаних у цьому документі, волокна містять "змінювані полімери" та/або "незмінювані полімери". Змінювані полімери можна модифікувати щонайменше двома шляхами: шляхом термічного перетворення, яке спричиняє оборотну зміну фізичного стану полімеру внаслідок підвищення температури фільтрувального елемента курильного виробу (тобто плавлення полімеру з переходом із твердого стану у рідкий стан), та шляхом хімічного розкладу, який спричиняє необоротну хімічну зміну полімеру внаслідок його взаємодії з складниками головного струменя диму курильного виробу при підвищених температурах, які досягаються під час куріння. Незмінювані полімери також зазнають хімічного розкладу при взає 94619 10 модії зі складниками головного струменя диму курильного виробу при підвищених температурах, які досягаються під час куріння. Шляхом регулювання складу волокна можна використовувати відповідну комбінацію змінюваних полімерів та незмінюваних полімерів для виготовлення волокна, з якого селективно вивільнюються різні домішки, які або утворюють дисперсну систему зі змінюваними та незмінюваними полімерами або утримуються за допомогою цих полімерів у фільтрувальному елементі. Змінювані полімери, введені у волокна, можуть зазнавати термічного перетворення, яке зменшує структурну цілісність змінюваного полімеру, коли температура фільтрувального елемента перевищує температуру склування або температуру плавлення змінюваного полімеру. Змінюваний полімер, який може бути підданий термічному перетворенню внаслідок нагрівання, наприклад, у процесі виготовлення, вибирають із групи, яку складають: прості поліефіркетони, поліокситриметилен, атактичний поліпропілен, поліетилен низької густини, поліалкіл сил океани, полі(бутиленадипат), поліакрилати, поліметакрилати та поліітаконати. До придатних полімерів належать водорозчинні полімери або полімери, які піддаються гідролізу, наприклад, поліетиленоксид (РЕО), полілактид (PLA), полігліколід (PGA), полікапролактон (PCL), полігідроксибутират (РНВ), полігідроксивалерат (PHBV), полівініловий спирт (PVA) та різні поліангідриди. Фахівцям у галузі відомі інші гомополімери, які можуть бути використані як змінювані полімери. Відповідно до одного варіанта здійснення структурна цілісність змінюваного полімеру, підданого термічному перетворенню, знижується на щонайменше 1% у порівнянні з цілісністю початкового стану фільтрувального елемента, який не зазнавав впливу диму. Відповідно до варіанта здійснення, якому віддається перевага, структурна цілісність змінюваного полімеру, підданого термічному перетворенню, знижується на щонайменше 5%, на щонайменше 10%, на щонайменше 15%, на щонайменше 20%, на щонайменше 25%, на щонайменше 30%, на щонайменше 35%, на щонайменше 40%, на щонайменше 45% та на щонайменше 50% у порівнянні з цілісністю початкового стану фільтрувального елемента, що не зазнавав впливу диму. Змінювані полімери, введені у волокна, можуть зазнавати хімічного розкладу, який зменшує структурну цілісність змінюваного полімеру, коли температура фільтрувального елемента досягає значення, достатнього для розриву хімічних зв'язків змінюваного полімеру. Наприклад, хімічний розклад може спричиняти розклад полімерів до мономерів та відщеплення функціональних груп від мономерів. Придатні змінювані полімери, які можуть зазнавати хімічного розкладу, охоплюють полімери, які можуть піддаватися термічному розкладу при достатньо високих температурах, наприклад, полімери, які піддаються термічній деструкції та епоксидні смоли, що піддаються термічній деструкції, в тому числі хімічно-розкладні полімери на основі крохмалю. Прикладами придатних полімерів є лінійні полімери, зірчасті полімери 11 та сітчасті полімери. Придатним для використання як змінюваний полімер є будь-який тип полімеру, який може піддаватися хімічному розкладу при високих температурах, які досягаються у фільтрувальному елементі курильного виробу при курінні, та/або може взаємодіяти з складниками головного струменя диму під час куріння. Відповідно до одного варіанта здійснення структурна цілісність змінюваного полімеру, підданого хімічному розкладу, знижується на щонайменше 1% у порівнянні з цілісністю початкового стану фільтрувального елемента, що не зазнавав впливу диму. Відповідно до варіанта здійснення, якому віддається перевага, структурна цілісність змінюваного полімеру, підданого хімічному розкладу, знижується на щонайменше 5%, на щонайменше 10%, на щонайменше 15%, на щонайменше 20%, на щонайменше 25%, на щонайменше 30%, на щонайменше 35%, на щонайменше 40%, на щонайменше 45% та на щонайменше 50% у порівнянні із цілісністю початкового стану фільтрувального елемента, що не зазнавав впливу диму. Як змінювані полімери можуть використовуватися співполімери, відомі фахівцям у галузі. До співполімерів, придатних для виготовлення змінюваних полімерів, належать співполімери, які складаються з мономерів гомополімерів, описаних вище, та співполімери, які містять як мономери гомополімерів, описаних вище, так і мономери інших типів полімерів, відомих фахівцям у галузі. Прикладами придатних співполімерів є невпорядковані співполімери, прищеплені співполімери та блок-співполімери. Шляхом регулювання параметрів, які визначають процес електропрядіння, можна виготовляти широке різноманіття волокон, які виявляють специфічні характеристики. Напруга між фільєрою та приймальним колектором (Vsc) може встановлюватися в межах від 2 кВ до 20 кВ, перевага віддається напрузі в межах від 5 кВ до 15 кВ. Відстань між зарядженими кінцями капілярів та заземленим приймачем можна встановлювати в межах від приблизно 3 см до 25 см, а перевага віддається відстані від приблизно 5 см до 20 см. Швидкість подавання розчину полімеру можна встановлювати в межах від приблизно 0,02 мл/год до 2,0 мл/год, а перевага віддається швидкості подавання від приблизно 0,05 мл/год до 1,0 мл/год. Швидкість подавання домішки у розчині можна встановлювати в межах від приблизно 0,02 мл/год до 2,0 мл/год, а перевага віддається швидкості подавання від приблизно 0,05 мл/год до 1,0 мл/год. Концентрацію полімеру в розчині можна встановлювати в межах від приблизно 0,5% (мас.) до 40% (мас), а перевага віддається концентрації від приблизно 1% (мас.) до 10% (мас). Концентрацію домішки можна встановлювати в межах від приблизно 1% (мас.) до 100% (мас), а перевага віддається концентрації від приблизно 10% (мас.) до 50% (мас). Зовнішній діаметр зовнішнього капіляра може становити від приблизно 0,1 мм до 5 мм, а перевага віддається діаметру від приблизно 0,2 мм до 1 мм, в той час як діаметр внутрішнього капіляра може становити від приблизно 0,05 мм до 2 mm, а перевага віддається діаметру від прибли 94619 12 зно 0,07 мм до 0,7 мм. Капіляри можуть бути виконані з нержавіючої сталі, скла або полімерів. Якщо застосовуються капіляри з нержавіючої сталі або інших електропровідних матеріалів, то напругу між фільєрою та приймальним колектором можна прикладати до колектора та капілярів. Якщо застосовуються електронепровідні капіляри, то у рідини можуть бути занурені електропровідні електроди для забезпечення електричного контакту. Електропрядіння, що виконується при таких параметрах при швидкості подавання рідини 0,5 мл/год, може забезпечити виготовлення волокна з продуктивністю від 20 мг/год до 500 мг/год. На Фіг. 2В як інший варіант здійснення винаходу схематично показана волокнина типу "осердя-оболонка", виготовлена шляхом коаксіального електропрядіння. На Фіг. 2В показано відрізок волокнини 208 типу "осердя-оболонка", показаної як приклад двокомпонентної волокнини на Фіг. 2А, який утворює секцію 209 волокнини типу "осердяоболонка". Як видно з Фіг. 2А, якщо внутрішній капіляр 203 містить ароматизатор та/або неароматизувальну домішку як перший текучий матеріал, а зовнішній капіляр 204 містить полімер як другий текучий матеріал, то способом електропрядіння виготовляється волокно, яке містить ароматизатор та/або неароматизувальну домішку у внутрішньому осерді 210 та полімер як зовнішню оболонку 211. Виготовлені волокна мають номінальну циліндричну форму та приблизно однаковий діаметр по всій довжині волокна. Відповідно до одного варіанта здійснення, якому віддається перевага, волокна типу "осердя-оболонка" мають зовнішній діаметр в межах від приблизно 20 нм до приблизно 10 мкм. Відповідно до іншого варіанта здійснення, якому віддається перевага, волокна типу "осердя-оболонка" мають товщину зовнішньої оболонки в межах від приблизно 20 нм до приблизно 3 мкм. У внутрішній капіляр 201 фільєри, показаної на Фіг. 2А, можна завантажувати різноманітні комбінації ароматизаторів та/або інших домішок, які можуть бути вміщені у внутрішнє осердя 210 волокнини, показаної на Фіг. 2В. Наприклад, до придатних ароматизаторів належать ментол, евгенол, м'ята кучерява, м'ята перцова, какао, ваніль, кориця, лакриця, цитрусові та інші фруктові ароматизатори та їх комбінації. Прикладами неароматизувальних домішок є освіжувачі, розріджувачі, засоби сприяння утворенню аерозолів та їх еквіваленти. Відповідно до варіанта здійснення, якому віддається перевага, у волокна курильних виробів вводять ментол як освіжувач та ароматизатор. На Фіг. 3А як інший варіант здійснення винаходу схематично показана виготовлена шляхом коаксіального електропрядіння волокнина типу "осердя-оболонка", яка може бути модифікована для вміщення різних ароматизаторів та/або неароматизувальних домішок. На Фіг. ЗА показана взята за приклад волокнина типу "осердяоболонка", яка має оболонку 30 та осердя 32. Осердя 32 волокнини типу "осердя-оболонка" може бути виконане з можливістю вміщення одного або кількох ароматизаторів та/або неароматизувальних домішок в окремих комірках, так що вміст 13 комірок залишається розділеним, доки не порушується цілісність волокнини типу "осердя-оболонка". Осердя 32 волокнини типу "осердя-оболонка" може бути виконане із забезпеченням почергового розташування кількох ароматизаторів та/або неароматизувальних домішок, як показано на Фіг. ЗВ та описано нижче стосовно до цієї фігури. На Фіг. 3В як інший варіант здійснення винаходу схематично показано об'ємне зображення осердя волокнини типу "осердя-оболонка", показаної на Фіг. 3А, причому осердя містить два різні типи ароматизаторів та/або неароматизувальних домішок. Як видно з Фіг. 3В, дві різні домішки "А" та "В" у бажаних кількостях можна послідовно завантажувати в один внутрішній капіляр для виготовлення волокнини, яка містить щонайменше дві різні домішки "А" 33 та "В" 34, поперемінно розташовані у внутрішньому осерді волокна. Відповідно до одного варіанта здійснення волокнина містить ароматизатори "А" та "В", поперемінно розташовані у внутрішньому осерді волокнини вздовжїї довжини. Відповідно до варіанта здійснення, якому віддається перевага, у внутрішній капіляр подають ментол як домішку, а у зовнішній капіляр подають змінюваний полімер для виготовлення волокнини, де в осерді полімерної волокнини вміщений ментол. Ароматизатори та/або неароматизувальні домішки, вміщені у волокнину, можуть бути розташовані вздовж волокнини з розрахунком на вивільнення ароматизатора або неароматизувальної домішки в кількості, достатній для забезпечення бажаного ефекту при кожному затягуванні споживача курильного виробу. Наприклад, якщо у волокнині містяться дві поперемінно розташовані різні домішки, як показано на Фіг. З В, то ароматизатор "А" може вивільнюватися при першому затягуванні, ароматизатор "В" може вивільнюватися при другому затягуванні, ароматизатор "А" може вивільнюватися при третьому затягуванні, і так далі, до повного використання курильного виробу. Відповідно до варіанта здійснення, якому віддається перевага, волокнина типу "осердя-оболонка" може бути виконана із забезпеченням вміщення у комірці осердя певної наперед визначеної кількості кожної домішки, яка корелює із середньою кількістю домішки, яка може вивільнюватися з комірки при одному затягуванні курильним виробом. Домішки "А" та "В" можуть бути розташовані у вигляді сукупностей так, щоб кількість сукупностей домішок "А" та "В" дорівнювала максимальній можливій кількості затягувань курильним виробом, і обидва ароматизатори "А" та "В" можуть спільно діяти при одному затягуванні. Наприклад, якщо середня довжина сигарети уможливлює вісім затягувань, то можна виготовити волокнину типу "осердяоболонка" певної довжини, яка містить вісім сукупностей "АВ" або сукупність "АВ-АВ-АВ-АВ-АВ-АВАВ-АВ". За альтернативним варіантом здійснення можна виконати волокнину типу "осердяоболонка", яка містить кілька повторних послідовностей сукупностей "АВ", де кількість сукупностей "АВ", розташованих вздовж волокнини, менше від максимальної можливої кількості затягувань для сигарети даної довжини. Наприклад, мається на 94619 14 увазі також волокнини, яка містить два ароматизатори "АВ," в якому перший відрізок волокнини даної довжини містить ароматизатор "А", а другий відрізок тої самої волокнини містить ароматизатор "В". Відповідно до іншого варіанта здійснення домішки "А," "В," "С" та "D" можуть бути розташовані у формі послідовності так, щоб кількість сукупностей домішок "АВ" та "CD" дорівнювала максимальній можливій кількості затягувань курильним виробом, і ароматизатори "А," "В," "С" та "D" спільно діяли при одному затягуванні. Наприклад, якщо середня довжина сигарети уможливлює вісім затягувань, то можна виготовити волокнину типу "осердя-оболонка" певної довжини, яке містить вісім поперемінно розташованих сукупностей "АВ" та "CD" або сукупність "AB-CD-AB-CD-AB-CD-AB-CDAB-CD-AB-CD-AB-CD-AB-CD". На Фіг. 4А схематично показано фільєру, яка має одинарний капіляр, з якого можна екструдувати "двофазову" матричну волокнину під час коаксіального електропрядіння, як ще один варіант здійснення винаходу. Як видно з Фіг. 4А, в однокапілярну фільєру 400, яка має одинарний капіляр 401, подають перший матеріал 402, який містить змінюваний полімер, та другий матеріал 403, який містить ароматизатор та/або неароматизувальну домішку. У капілярі 401 перший матеріал 402, який містить змінюваний полімер, утворює суцільну фазу, а другий матеріал 403, який містить ароматизатор та/або неароматизувальну домішку, утворює дисперсну фазу. Перший матеріал 402 та другий матеріал 403 утворюють мікроемульсію, і цю суміш підтримують під бажаним потенціалом шляхом прикладання потенціалу до електропровідного електрода 404, зануреного безпосередньо у суміш матеріалів, яка міститься в капілярі. Потенціал електропровідного едектрода визначається відносно потенціалу приймальної пластини 405, яка виконує функцію заземленого приймача. З сопла 406 виходить "двофазовий" матричний матеріал, який являє собою суміш двох згаданих матеріалів. "Двофазова" матрична волокнина 407, виготовлена способом електропрядіння, збирається на заземленому приймачі. На Фіг. 4В схематично показано об'ємне зображення "двофазового" матричного волокна, показаного на Фіг. 4А, причому "двофазова" матрична волокнина містить полімерну матрицю як першу фазу та краплі ароматизаторів та/або неароматизувальних домішок як другу фазу, як ще один варіант здійснення винаходу. На Фіг. 4В показано відрізок бажаної довжини взятої за приклад "двофазової" матричної волокнини 407, показаної на Фіг. 4А, який утворює секцію 408 "двофазового" матричного волокна. В результаті процесу електропрядіння показаний на Фіг. 4А перший матеріал 402, який містить змінюваний полімер, та показаний на Фіг. 4А другий матеріал 403, який містить щонайменше один тип ароматизатора та/або неароматизувальної домішки, поєднуються для виготовлення "двофазової" матричної волокнини, яка містить полімерну матрицю як першу фазу 409 та краплі ароматизаторів та/або неароматизувальних домішок як другу фазу 410. Коли матриця "двофазової" матричної волокнини у фільтрувальному 15 елементі курильного виробу зазнає впливу головного струменя диму, який містить тонкодисперсні речовини, в тому числі водяну пару, ароматизатори та/або неароматизувальні домішки, дисперговані у структурі матриці, яка містить змінюваний полімер, поступово вивільняться внаслідок процесів термічного перетворення та/або хімічного розкладу змінюваного полімеру під час куріння. На Фіг. 5А показано схему коаксіального електропрядильного пристрою для виготовлення волокна типу "порожнистої серцевини". Як видно з Фіг. 5А, у внутрішній капіляр надходить однофазова суміш 51 ароматизаторів та/або неароматизувальних домішок, комбінованих зі змінюваним полімером. Змінюваний полімер може використовуватися у формі гелю, рідини або розплаву. У зовнішній капіляр надходить розчин 52 полімеру, який містить незмінюваний полімер. На Фіг. 5В як ще один варіант здійснення винаходу схематично показана виготовлена шляхом коаксіального електропрядіння волокнина типу "осердя-оболонка", яка може бути додатково модифікована для виготовлення волокнини типу "порожнистої серцевини". Як видно з Фіг. 5В, матеріал 52 незмінюваного полімеру, який надходить у зовнішній капіляр, показаний на Фіг. 5А, утворює полімерну оболонку 54 волокнини, а однофазова суміш 51, показана на Фіг. 5А, утворює змінюване осердя 53 волокнини. Під час процесу електропрядіння або під час подальших стадій, наприклад, відпалу, молекули домішки в осерді 53 волокнини можуть хімічно або фізично взаємодіяти з полімерною оболонкою 54, при цьому молекули домішки зв'язуються з поверхнею полімерної оболонки, яка контактує з домішкою. Ця взаємодія домішки з полімерною оболонкою є досить сильною, щоб зв'язані молекули домішки залишалися приєднаними до поверхні полімерної оболонки при подальшому видаленні осердя. Як видно з Фіг. 5В, осердя 53 волокнини типу "осердя-оболонка" може бути видалене шляхом проведення реакції розкладу з утворенням волокни типу "порожнистої серцевини", яка містить полімер у формі циліндричної оболонки, причому до внутрішньої поверхні цієї оболонки приєднані молекули ароматизаторів та/або неароматизувальних домішок 55. Осердя 53 можна видаляти з використанням хімічного розкладу та/або термічного перетворення. Осердя 53 волокнини типу "осердя-оболонка" може бути видалене шляхом термічного оброблення в процесі електропрядіння з використанням підвищення температури волокнини перед досягненням нею приймального колектора. Якщо осердя 53 містить розчинник, то вміст осердя 53 може бути видалений шляхом випарювання розчинника при підвищених температурах. За альтернативним варіантом здійснення осердя 53 можна видалити з використанням хімічного розкладу та/або термічного перетворення до або після розрізання волокон на відрізки бажаної довжини. На Фіг. 5С як ще один варіант здійснення винаходу схематично показано волокнину типу "порожнистої серцевини", одержану після видалення осердя з волокнини типу "осердя-оболонка", показаного на Фіг. 5В. Як видно з Фіг. 5С, волокнина 94619 16 типу "порожнистої серцевини" містить ароматизатори та/або неароматизувальні домішки, приєднані до внутрішньої поверхні 56 полімерної оболонки 55. Під час куріння ароматизатори та/або неароматизувальні домішки можуть вивільнюватися з волокнини типу "порожнистої серцевини" під впливом складників головного струменя диму, які взаємодіють зі зв'язками між внутрішньою поверхнею 56 та ароматизаторами та/або неароматизувальними домішками. Відповідно до одного варіанта здійснення волокнину типу "порожнистої серцевини з незмінюваною оболонкою" виготовляють способом електропрядіння, згідно з яким волокнина типу "порожнистої серцевини з незмінюваною оболонкою" містить незмінюваний полімер, який утворює оболонку, та щонайменше один тип ароматизатора та/або неароматизувальної домішки, зв'язаний із внутрішньою поверхнею оболонки. Відповідно до іншого варіанта здійснення волокнина типу "порожнистої серцевини з змінюваною оболонкою" виготовляється способом коаксіального електропрядіння, згідно з яким волокнина типу "порожнистої серцевини з незмінюваною оболонкою" містить змінюваний полімер, який утворює оболонку, та щонайменше один тип ароматизатора та/або неароматизувальної домішки, зв'язаний із внутрішньою поверхнею оболонки, причому ароматизатори та/або неароматизувальні домішки вивільнюються з волокнини типу "порожнистої серцевини з незмінюваною оболонкою" під впливом головного струменя диму. У внутрішній капіляр можна подавати однофазову суміш ароматизаторів та/або неароматизувальних домішок у комбінації зі змінюваним полімером. Змінюваний полімер може застосовуватися у формі гелю, рідини або розплаву. Крім того, у зовнішній капіляр можна подавати розчин полімеру, який містить змінюваний полімер. Матеріал змінюваного полімеру, який надходить у зовнішній капіляр, утворює змінювану полімерну оболонку волокнини, а однофазова суміш утворює змінюване осердя волокнини типу "порожнистої серцевини зі змінюваною оболонкою". Розклад змінюваної полімерної оболонки можна забезпечити способом, який відрізняється від способу розкладу змінюваного полімерного осердя. Наприклад, якщо полімер, вибраний для формування осердя волокнини типу "порожнистої серцевини зі змінюваною оболонкою", має нижчу температуру плавлення, ніж змінюваний полімер, вибраний для формування оболонки волокнини типу "порожнистої серцевини зі змінюваною оболонкою", то змінюване полімерне осердя можна видалити шляхом забезпечення термічного перетворення в процесі виготовлення, а змінювана оболонка може зазнавати хімічного розкладу під час подальшого використання споживачем. Змінюване полімерне осердя можна видалити термічним шляхом в процесі виготовлення при помірно підвищеній температурі, яка забезпечує селективне плавлення полімеру осердя, але не спричиняє плавлення полімеру оболонки, для збереження структурної цілісності оболонки. Змінювана полімерна оболонка може хімічно розкладатися під час куріння, при якому складники головного струменя диму спричиняють хімічний 17 розклад цієї оболонки та уможливлюють вивільнення ароматизаторів та/або неароматизувальних домішок із внутрішньої поверхні оболонки. На Фіг. 6А показано схему коаксіального електропрядильного пристрою для виготовлення волокна типу "залишкового осердя". Як видно з Фіг. 6А, у внутрішній капіляр надходить розчин 62 полімеру, який містить змінюваний полімер або незмінюваний полімер. У зовнішній капіляр надходить однофазова суміш 61 ароматизаторів та/або неароматизувальних домішок, комбінованих зі змінюваним полімером. Змінюваний полімер може використовуватися у формі гелю, рідини або розплаву. На Фіг. 6В як ще один варіант здійснення винаходу схематично показана виготовлена шляхом коаксіального електропрядіння волокнина типу "осердя-оболонка", яка може бути додатково модифікована для виготовлення волокнини типу "залишкового осердя". Як видно з Фіг. 6В, однофазова суміш 61, яка надходить у зовнішній капіляр, показаний на Фіг. 6А, утворює змінювану оболонку 64 волокнини типу "незмінюваного залишкового осердя", а незмінюваний полімерний матеріал 62, показаний на Фіг. 6А, утворює залишкове осердя 63 волокнини типу "незмінюваного залишкового осердя". Під час процесу електропрядіння або під час подальших стадій, наприклад, відпалу, молекули домішки в оболонці 64 волокнини типу «залишкового осердя» можуть хімічно або фізично взаємодіяти із залишковим осердям 63, яке контактує з молекулами домішки, при цьому молекули домішки зв'язуються з поверхнею залишкового осердя 63, яка контактує з домішкою. Ця взаємодія домішки із залишковим осердям 63 є досить сильною, щоб зв'язані молекули домішки залишалися приєднаними до поверхні залишкового осердя 63 при подальшому видаленні оболонки 64. Як видно з Фіг. 6В, оболонка 64 волокнини типу "осердяоболонка", одержаної на початковій стадії, може бути видалена для одержання волокнини 65 типу "залишкового осердя", яка містить полімер у формі осердя, причому до зовнішньої поверхні осердя приєднані молекули ароматизаторів та/або неароматизувальних домішок. Оболонку 64 можна видаляти з використанням хімічного розкладу та/або термічного перетворення. Оболонка 64 волокнини типу "осердя-оболонка" може бути видалена шляхом термічного оброблення, наприклад, нагрівання, в процесі електропрядіння з використанням підвищення температури волокнини перед досягненням нею приймального колектора. Якщо оболонка 64 містить розчинник, то вміст оболонки 64 може бути видалений шляхом випарювання розчинника при підвищених температурах. За альтернативним варіантом здійснення оболонку 64 можна видалити шляхом проведення реакції, яка спричиняє хімічний розклад, та/або термічного перетворення після процесу електропрядіння. На Фіг. 6С схематично показана волокнина типу "залишкового осердя", одержана після видалення оболонки з волокнини типу "осердяоболонка", показаної на Фіг. 6В, як ще один варіант здійснення винаходу. Як видно з Фіг. 6С, волокнина типу "залишкового осердя" містить аромати 94619 18 затори та/або неароматизувальні домішки, приєднані до зовнішньої поверхні полімерного осердя 65. Під час куріння ароматизатори та/або неароматизувальні домішки можуть вивільнюватися з волокнини типу "залишкового осердя" під впливом складників головного струменя диму, які взаємодіють зі зв'язками між зовнішньою поверхнею 65 та ароматизаторами та/або неароматизувальними домішками. Відповідно до одного варіанта здійснення волокну типу "незмінюваного залишкового осердя" виготовляють способом електропрядіння, згідно з яким волокна типу "незмінюваного залишкового осердя" містить незмінюваний полімер, який утворює осердя, та щонайменше один тип ароматизатора та/або неароматизувальної домішки, зв'язаний із зовнішньою поверхнею осердя, причому ароматизатор та/або неароматизувальна домішка утримується змінюваною зовнішньою полімерною оболонкою. Відповідно до іншого варіанта здійснення волокнину типу "змінюваного залишкового осердя" виготовляють способом коаксіального електропрядіння, згідно з яким волокнина типу "змінюваного залишкового осердя" містить змінюваний полімер, який утворює осердя, та щонайменше один тип ароматизатора та/або неароматизувальної домішки, зв'язаний із зовнішньою поверхнею осердя, причому ароматизатор та/або неароматизувальна домішка утримуються змінюваною зовнішньою полімерною оболонкою. Після процесу електропрядіння можна виконувати подальше оброблення для підготовки електропрядених волокнин для введення у компоненти курильних виробів. Наприклад, волокнини типу "осердя-оболонка", "двофазові" матричні волокнини та волокнини типу "порожнистої серцевини" можна розрізати, одержуючи волокнини, які мають довжину в межах від приблизно 1 мм до приблизно 20 мм. Волокнини, призначені для введення у конкретний тип фільтра, можна розрізати на відрізки приблизно однакової довжини. Для введення волокнин у фільтр курильного виробу волокнини перед введенням у виготовлений курильний виріб можна збирати у пакети. Пакетовані волокнини можна утримувати в пакеті, застосовуючи проникний, напівпроникний або непроникний матеріал або оболонку, наприклад, кільце, або клей, наприклад, триацетин, епоксидний клей та силіконову гуму. За альтернативним варіантом волокнини збирають у пакет перед розрізанням на відрізки бажаної довжини. Відповідно до іншого варіанта здійснення ароматизатори та/або неароматизувальні домішки вводять у волокнини типу "порожнистої серцевини" після застосування процесу електропрядіння для виготовлення полімерної оболонки. Наприклад, за альтернативним варіантом виготовлення волокнини типу "порожнистої серцевини" у внутрішній капіляр можна подавати змінюваний полімер у формі гелю, рідини або розплаву, але додаткове подавання ароматизатора та/або неароматизувальної домішки не є необхідним. Змінюваний полімер осердя можна піддати термічному перетворенню або хімічному розкладу перед подальшою стадією просочування волокнини розчином ароматизатора та/або неароматизувальної домішки для 19 зв'язування ароматизатора та/або неароматизувальної домішки з поверхнями волокнини типу "порожнистої серцевини". Домішки, приєднані до внутрішньої поверхні оболонки, утримуються на ній, а домішки, приєднані до зовнішньої поверхні оболонки, яка утворює волокнину типу "порожнистої серцевини", можна видалити шляхом випарювання або іншими способами. Ароматизатори та/або неароматизувальні домішки, стабільно зв'язані з волокниною типу "порожнистої серцевини", можуть вивільнюватися під впливом складників головного струменя диму під час використання курильного виробу споживачем. Відповідно до ще одного варіанта здійснення ароматизатори та/або неароматизувальні домішки вводять у волокнини типу "залишкового осердя" після застосування процесу електропрядіння для виготовлення полімерного осердя. Наприклад, за альтернативним варіантом виготовлення волокнини типу "залишкового осердя" у зовнішній капіляр можна подавати змінюваний полімер у формі гелю, рідини або розплаву, але додаткове подавання ароматизатора та/або неароматизувальної домішки не є необхідним. Змінюваний полімер оболонки можна піддати хімічному розкладу або термічному перетворенню перед подальшою стадією просочування волокнини розчином ароматизатора та/або неароматизувальної домішки для зв'язування ароматизатора та/або неароматизувальної домішки з поверхнями волокнини типу "залишкового осердя". Ароматизатори та/або неароматизувальні домішки, стабільно зв'язані з волокниною, можуть вивільнюватися під впливом складників головного струменя диму під час використання курильного виробу споживачем. На Фіг. 7А як ще один варіант здійснення винаходу схематично показано сукупність паралельно розташованих волокнин. На Фіг. 7В схематично показано вигляд сигарети у перспективі з місцевим вирізом, у якому видно розташування сукупності паралельних волокнин всередині сигаретного фільтра. Волокнини, виготовлені електропрядінням, розташовані переважно паралельно поздовжній осі сигарети і, отже, паралельно напряму входження головного струменя диму. Таке розташування волокнин сприяє максимальній повноті взаємодії між головним струменем диму та матеріалом осердя та ефективному регульованому вивільненню домішок. За різними варіантами здійснення винаходу пропонується курильний виріб, який включає фільтрувальний елемент, який складається з волокнин, виготовлених електропрядінням, в якому волокнина містить щонайменше один полімерний матеріал, який утворює дисперсну систему із щонайменше одним типом ароматизатора та/або неароматизувальної домішки або утримує їх. Відповідно до іншого варіанта здійснення пропонується курильний виріб, який включає в себе фільтрувальний елемент, що який складається з волокнин типу "осердя-оболонка", виготовлених електропрядінням, в якому волокно волокнина типу "осердя-оболонка" містить щонайменше один тип ароматизатора та/або неароматизувальної домішки як внутрішнє осердя та щонайменше один полімерний матеріал як оболонку, яка 94619 20 оточує вміст внутрішнього осердя. Відповідно до ще одного варіанта здійснення пропонується курильний виріб, який включає в себе фільтрувальний елемент, який складається з "двофазових" матричних волокнин, виготовлених електропрядінням, в якому "двофазова" матрична волокнина містить щонайменше один полімерний матеріал як суцільну фазу та щонайменше один тип ароматизатора та/або неароматизувальної домішки як дисперсну фазу у формі мікроемульсії. Відповідно до іншого варіанта здійснення пропонується курильний виріб, який включає в себе фільтрувальний елемент, який складається з волокнин типу "порожнистої серцевини", виготовлених електропрядінням, в якому волокнина типу "порожнистої серцевини" містить як оболонку змінюваний полімер або незмінюваний полімер. Відповідно до іншого варіанта здійснення пропонується курильний виріб, який включає в себе фільтрувальний елемент, який складається з волокнин типу "залишкового осердя", виготовлених електропрядінням, в якому волокнина типу "залишкового осердя" містить як осердя змінюваний полімер або незмінюваний полімер. Відповідно до різних типів волокнин, описаних у цьому документі, фільтрувальні елементи та курильні вироби, які включають в себе такі типи волокнин, виявляють властивості, описані стосовно до різних типів волокнин. Наприклад, вміст внутрішнього осердя волокнини типу "осердяоболонка" може вивільнюватися при зниженні або повній відсутності структурної цілісності полімерного матеріалу, який утворює оболонку, шляхом хімічного розкладу та/або термічного перетворення. На Фіг. 8 показано вигляд сигарети у перспективі з місцевим вирізом, у якому видно різні секції сигарети, які можуть бути модифіковані для включення сукупності волокнин, виготовлених способом коаксіального електропрядіння, як ще один варіант здійснення винаходу. Сигаретний фільтр, який включає в себе такі волокнини, може бути введений у будь-який тип курильних виробів, в тому числі в різноманітні типи сигарет, які мають фільтроподібні елементи. Шляхом регулювання кількості волокнин у сигаретному фільтрувальному елементі, застосованих у сигаретному фільтрі, можна забезпечити бажану кількість ароматизаторів та/або неароматизувальних домішок у кількості тютюнового диму, яка відповідає одному затягуванню. На Фіг. 8 показано сигарету 81, яка включає в себе тютюновий пруток 82, фільтрувальний елемент 83 та фільтрувальну пробку 84, яка вставляється в рот. Фільтрувальний елемент 83 може бути також модифікований для створення порожнього простору, в який можна ввести вдосконалені ароматизувальні волокнини. Вдосконалені ароматизувальні волокнини можна ввести у фільтрувальну пробку 84, яка вставляється в рот, або вмістити у порожнину, наприклад, всередину безнапірної втулки 85, яка утворює частину фільтрувального елемента 83. Відповідно до одного варіанта здійснення винаходу, сукупність волокнин можна ввести у порожню частину сигаретного фільтра. Відповідно до іншого варіанта здійснення сукупність волокнин можна ввести у порожнину 21 між двома або кількома звичайними сигаретними фільтрувальними елементами, наприклад, між ацетилцелюлозними пробками. Волокнини, вдосконалені шляхом введення неароматизувальних домішок, можна виготовляти способами, описаними стосовно до вдосконалених ароматизувальних волокнин для виробництва курильних виробів. На Фіг. 9 показано вигляд сигарети у перспективі з місцевим вирізом, у якому видно різні секції сигарети, які можуть бути модифіковані для включення сукупності волокнин, виготовлених способом коаксіального електропрядіння, як ще один варіант здійснення винаходу. На Фіг 9 показано сигарету 91, яка включає в себе тютюновий пруток 92 та фільтрувальний елемент 93 у формі фільтра типу «пробка-порожнина-пробка». Фільтрувальний елемент 93 включає в себе фільтрувальну пробку 94, яка вставляється в рот, порожнину 96 та пробку 95. Пробка може мати форму трубки та може бути виконана із суцільного матеріалу, наприклад, із поліпропілену, або з ацетилцелюлозного волокна. Тютюновий пруток 92 та фільтрувальний елемент 93 з'єднані між собою обідковим папером 97. Фільтрувальний елемент 93 може включати в себе обгортку 98 фільтра. Вдосконалені ароматизувальні волокнини можна ввести у фільтрувальну пробку 94, яка вставляється в рот, пробку 95, та/або у порожнину 96. Вдосконалені ароматизувальні волокнини можуть бути введені у будь-який елемент фільтрувального елемента сигарети так, щоб волокнини були по суті паралельні поздовжній осі курильного виробу. Волокнини, вдосконалені шляхом введення неароматизувальних домішок, можна виготовляти способами, описаними стосовно до вдосконалених ароматизувальних волокнин для виробництва курильних виробів. Загалом, вивільнення ароматизаторів та неароматизувальних домішок з поверхні волокнини у головний струмінь диму може забезпечуватися будь-якими відомими або невідомими механізмами. Незалежно від механізму, який лежить в основі процесу, зв'язки, які з'єднують молекули домішки з полімерною поверхнею структури-основи, можуть розриватися під впливом складників головного струменя диму, наприклад, водяної пари. У всіх описаних варіантах здійснення винаходу перевага віддається вивільненню ароматизаторів та/або неароматизувальних домішок, коли споживач затягується курильним виробом, який містить згадані волокнини, у кількості, достатній для досягнення ефекту поліпшення смаку та аромату. Якщо зовнішня полімерна оболонка волокнини типу "осердя-оболонка" та суцільна полімерна матриця "двофазової" матричної волокнини складаються зі змінюваних полімерів, то домішки можуть вивільнюватися при зниженні або повній відсутності структурної цілісності полімерного матеріалуоснови шляхом фізичної зміни полімерного матеріалу, яка може виникати, коли температура у фільтрі перевищує температуру склування або плавлення оболонки. Крім того, структурна цілісність може порушуватися внаслідок хімічного розкладу оболонки під впливом складників головного струменя диму, які спричиняють частковий або повний 94619 22 розклад оболонки при підвищених температурах під час куріння. Частковий розклад змінюваної оболонки або змінюваної матриці може бути інтенсифікований внаслідок присутності хімічного або термічного градієнта в напрямі проходження головного струменя диму. Наприклад, якщо температура головного струменя диму з боку тютюнового прутка сигарети перевищує температуру з боку кінця, який вставляється в рот, то при затягуванні волокнини спочатку будуть розкладатися з боку «дальнього» кінця (тобто з боку тютюнового прутка), і лише пізніше з боку «ближнього» кінця (тобто з боку кінця, який вставляється в рот). Якщо концентрація головного струменя диму з боку тютюнового прутка сигарети перевищує концентрацію з боку кінця, який вставляється в рот, то при затягуванні волокнини спочатку будуть розкладатися з боку «дальнього» кінця (тобто з боку тютюнового прутка), і лише пізніше з боку «ближнього» кінця (тобто з боку кінця, який вставляється в рот). Будь-яким чином можна досягти часткового та поступового розкладу волокнин. Волокнини є корисними для утримання різноманітних ароматизаторів та/або неароматизувальних домішок у різних частинах волокнин, в тому числі в осерді та в оболонці. Часткове або повне вміщення в матрицю волокнини мінімізує або виключає звітрювання домішок та сприяє зменшенню кількості ароматизаторів, які застосовуються у виробництві курильних виробів. Курильні вироби, які містять такі волокнини, можуть забезпечувати зменшення "сумарного вмісту тонкодисперсних речовин" (ТРМ) у порівнянні зі стандартними ароматизованими сигаретами, які не містять згаданих волокнин. Курильні вироби, які містять такі волокнини, можуть мати збільшений термін зберігання внаслідок зниження швидкості втрати молекул домішок. Якщо домішкою є ментол, то його кількість, вивільнювана при одному затягуванні, відповідно до варіанта, якому віддається перевага, становить від приблизно 6,0 мкг до приблизно 2,5 мг, або відповідно до варіанта, якому віддається більша перевага, від приблизно 25 мкг до приблизно 125 мкг. Загальна кількість ментолу у фільтрі тютюнового виробу, наприклад, сигарети, відповідно до варіанта, якому віддається перевага, становить від приблизно ОД мг до приблизно 1000 мг, або відповідно до варіанта, якому віддається більша перевага, від приблизно 0,5 мг до приблизно 5 мг. Хоча описано кілька варіантів здійснення винаходу стосовно до конкретних варіантів здійснення або варіанта здійснення, якому віддається перевага, для фахівців у галузі є очевидними можливі зміни та модифікації цих варіантів. Такі зміни та модифікації слід розглядати у межах суті та обсягу формули винаходу, що додається. В разі збільшення масштабів виробничого процесу або необхідності врахування додаткових чинників послідовність операцій, матеріали та очікувані результати можуть потребувати уточнення. Спосіб коаксіального електропрядіння описано стосовно до лабораторного масштабу виробництва. Для виготовлення волокнин у промислових масштабах 23 очікується необхідність подальшого модифікування. Відповідно до одного варіанта здійснення, якому віддається перевага, спосіб виготовлення фільтрувального елемента курильного виробу включає підготовку матеріалу-основи фільтра; підготовку волокнини, яка містить щонайменше один тип ароматизатора та/або неароматизувальної домішки та щонайменше один тип полімеру; та поєднання матеріалу-основи фільтра з одною або декількома волокнинами для утворення фільтрувального елемента, в якому полімер стабілізує утримання щонайменше одного типу ароматизатора та/або неароматизувальної домішки у фільтрувальному елементі у початковому стані до контакту з димом, та в якому щонайменше один тип полімеру зазнає модифікації внаслідок термічного перетворення та/або хімічного розкладу з вивільненням щонайменше одного типу ароматизатора та/або неароматизувальної домішки у головний струмінь диму. Прийнятні матеріали-основи фільтрів відомі в галузі, і до них належать ацетилцелюлоза ті її похідні. Винахід пропонує різноманітні способи виготовлення волокнин способом електропрядіння. Відповідно до іншого варіанта, спосіб виготовлення фільтрувального елемента додатково включає різання сукупності волокнин на відрізки по суті однакової довжини; упорядкування волокнин сукупності з наданням їм однакового напряму; та поєднання сукупності упорядкованих волокнин з іншими елементами сигаретного фільтра так, щоб сукупність упорядкованих волокнин була по суті паралельна поздовжньому напряму фільтрувального елемента та курильного виробу та напряму проходження головного струменя диму. Відповідно до ще одного варіанта здійснення фільтрувальний 94619 24 елемент включає в себе від приблизно 100 волокнин до приблизно 1000000 волокнин на один курильний виріб. Відповідно до ще одного варіанта здійснення фільтрувальний елемент включає в себе від приблизно 200 волокнин до приблизно 10000 волокнин на один курильний виріб. У поданому нижче прикладі описано експеримент з електропрядіння із застосуванням подвійного сопла. Експеримент із коаксіального електропрядіння із застосуванням подвійного сопла було виконано з використанням рідини для осердя всередині трубки з нержавіючої сталі калібра 25 (зовнішній діаметр 0,5 мм, внутрішній діаметр 0,3 мм), яка містила розчин ментолу в дихлорметані (СН2СІ2) з концентрацією ментолу приблизно 10% (мас). Рідину для оболонки подавали у трубку з нержавіючої сталі калібра 19 (зовнішній діаметр 1,07 мм, внутрішній діаметр 0,81 мм), яка містила водний розчин поліетиленоксиду (РЕО) з концентрацією приблизно 1% (мас.) РЕО з молекулярною масою 5000000 г/моль. Відстань між кінцем капілярів та заземленим приймачем становила 6 см, номінальне значення Vsc становило 5 кВ, було встановлено швидкість потоку розчину для осердя 0,05 мл/год та швидкість потоку розчину для оболонки 0,11 мл/год. Заземлений приймач був обладнаний циліндром діаметром 10 см. Експеримент виконували при кімнантій температурі під атмосферним тиском. Слід мати на увазі, що, хоча в цьому документі з ілюстративною метою описано конкретні варіанти здійснення винаходу, можливі його різноманітні модифікації без відходу від суті та обсягу винаходу. Відповідно, обсяг винаходу обмежується лише формулою винаходу, яка додається. 25 Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков 94619 Підписне 26 Тираж 24 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюFiltering element for smoking article and method for its production
Автори англійськоюMarquez Manuel, Ogle Samuel Isaac, Shen Zhihao
Назва патенту російськоюФильтровальный элемент для курительного изделия и способ его изготовления
Автори російськоюМаркес Мануель, Огле Семюель Айзек, Шень Чжихао
МПК / Мітки
Мітки: виготовлення, фільтрувальний, виробу, курильного, елемент, спосіб
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/13-94619-filtruvalnijj-element-dlya-kurilnogo-virobu-ta-sposib-jjogo-vigotovlennya.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Фільтрувальний елемент для курильного виробу та спосіб його виготовлення</a>
Попередній патент: Гаситель вапна
Наступний патент: Пристрій аерації рідини або пульпи
Випадковий патент: Машина для інтервального інжекційного формування пластмасових виробів