Фільтр для курильних виробів (варіанти)

1. Фільтр для курильних виробів, що включає першу секцію, що містить непроникний для диму матеріал з каналом, що поздовжньо проходить через нього, для потоку диму; другу секцію, розташовану з проміжком відносно першої секції і аксіально вирівняну з першою секцією, причому друга секція містить ділянку серцевини, оточену ділянкою кільцевого простору; і вентиляційні отвори, розташовані в другій секції або у вказаному проміжку; при цьому одна з ділянок серцевини і кільцевого простору містить фільтруючий матеріал з високим перепадом тиску, а інша з цих ділянок містить матеріал з нижчим перепадом тиску; а канал для потоку диму поздовжньо вирівняний з ділянкою кільцевого простору або серцевини, що містить матеріал з високим перепадом тиску. 2. Фільтр для курильних виробів, що включає першу секцію, що містить непроникний для диму матеріал з каналом для потоку диму, що проходить через нього поздовжньо; другу секцію, розташовану з проміжком відносно першої секції і аксіально вирівняну з першою секцією, причому ця друга секція має мундштуковий кінець і кінець з боку проміжку; вентиляційні отвори, розташовані в другій секції або в проміжку; і непроникну для диму закупорювальну вставку, приєднану до кінця проміжку другої секції; 2 (19) 1 3 Дійсний винахід відноситься до вдосконаленого фільтра для курильних виробів і до курильних виробів, що містять такий фільтр. Конкретніше він відноситься до сигаретного фільтра. Протягом багатьох років виробники сигарет намагалися понизити за допомогою фільтрації кількість компонентів диму, що подаються курцю. Значні зусилля були докладені для забезпечення курильного виробу, який при курінні володіє скороченою шириною смуги пропускання і профілем затягування з пониженим розкидом між затягуваннями. Ширина смуги пропускання курильного виробу є виміряним відношенням між виходом смол сигарет, що викурюються за умов тестування згідно Міжнародної організації стандартів (ISO), відносно виходу смол тієї ж сигарети, що викурюється за інших, зазвичай інтенсивніших умов. Зокрема, умови тестування за ISO включають викурювання сигарет, при якому об'єм затягування складає 35 мл, тривалість затягування складає дві секунди, і інтервал між затягуваннями рівний 60 секунд. Інтенсивніші умови куріння можуть включати збільшення об'єму затягування, збільшення тривалості затягування, скорочення часу між затягуваннями або деяку комбінацію цих змін. Вужча смуга пропускання відповідає скороченому розкиду кількості компонентів диму, що подається сигаретою при викурюванні в умовах за ISO і шляхом фіксації тієї ж сигарети, що викурюється в інтенсивніших умовах куріння. Профілем затягування сигарети є вихід компонентів диму на одне затягування, записаний відносно номера затягування. Профіль затягування з пониженим розкидом між затягуваннями, тобто, відносно пологий профіль затягування, - це профіль, при якому вихід компонентів диму більш постійний при кожному затягуванні під час куріння. На жаль, пологий профіль затягування зазвичай не досягається при курінні звичайних сигарет. Протягом деякого часу в тютюновій промисловості відомо, що вихід компонентів диму фази твердих частинок, або "загальна маса твердих частинок" (ТРМ - від англ. "total particulate matter"), нерівномірна під час куріння. При викурюванні апаратом куріння в умовах за ISO "міцність" одного затягування, зміряна за кількістю компонентів диму фази твердих частинок в кожному затягуванні, значно зростає від першого затягування до останнього. Це збільшення маси твердих частинок при пізніших затягуваннях викликане великим числом чинників, включаючи скорочення ефективності фільтрації тютюновим стрижнем, понижений рівень вентиляції тютюнового стрижня через сигаретний папір (обидва чинники є результатом довжини тютюнового стрижня, що зменшується під час куріння) і збільшений потенціал компонентів диму у фазі твердих частинок тютюнового стрижня, що обумовлене осадженням на стрижень компонентів диму у фазі твердих частинок від більш ранніх затягувань. Відношення компонентів диму між першим і останнім затягуваннями в сигареті різне залежно від великого числа характеристик конструкцій продукту, включаючи загальний вихід компонентів 91407 4 диму для цього продукту. Звичайне відношення між 2 і 4 для продуктів з "повним смаком" (більше 10 мг ТРМ), між 3 і 5 для "легких" (5-10 мг ТРМ), і між 4 і 6 для "ультра легких" (менше 5 мг ТРМ) досягається при викурюванні апаратом в умовах за ISO. Вищі рівні вентиляції "легких" і "ультра легких" продуктів призводять до зростання цього відношення навіть у міру зниження виходу компонентів диму продукту. Ця диспропорція виходу компонентів диму між першим і останнім затягуваннями сигарети може призвести до відмови споживача від продукту через відчуття, що сигарета занадто "слабка" при декількох перших затягуваннях або занадто "міцна" при декількох завершальних затягуваннях. Ця проблема загострюється для продуктів, що дають нижчий рівень компонентів диму через більшу різницю між кількістю компонентів диму при першому і останньому затягуваннях. Відповідно, існує потреба забезпечити сигарету з більш пологим профілем затягувань, який дозволяє подавати аналогічний рівень компонентів диму і при першому, і при останньому затягуванні. Крім того, відомо, що підвищений рівень компонентів диму, що подається при декількох завершальних затягуваннях, є значною часткою загальної кількості компонентів диму, що створюються у всіх сигаретних продуктах. Отже, при зниженні подачі компонентів диму при декількох завершальних затягуваннях, також знижується загальна кількість компонентів диму, що подаються. Відповідно, в основу дійсного винаходу покладено завдання забезпечення фільтра курильного виробу, який ефективно і значно знижує вихід компонентів диму, що подаються споживачеві при використанні. Додатковою метою дійсного винаходу є забезпечення фільтра курильного виробу, який дозволяє зменшити ширину смуги пропускання курильного виробу і/або зменшити розкид подачі компонентів диму між затягуваннями. У дійсному винаході пропонується фільтр для курильних виробів, що містить щонайменше дві різні секції. Перша секція містить внутрішню область і навколишню область, внутрішня область і навколишня область містять канал для потоку диму і область відносно непроникного для диму матеріалу. Відносно непроникний для диму матеріал володіє підвищеним опором потоку в порівнянні з опором потоку диму каналу для потоку диму. У одному варіанті здійснення канал для потоку диму і відносно непроникний для диму матеріал розташовані в серцевині в кільцевій конфігурації, з каналом для потоку диму, що створює серцевину. У альтернативному варіанті здійснення канал для потоку диму утворює кільцевий простір, а відносно непроникний для диму матеріал утворює серцевину першої секції. Друга секція містить зону осадження диму, аксіально вирівняну з каналом для потоку диму першої секції. Друга секція фільтра може містити серцевину, що містить фільтруючий матеріал з високим перепадом тиску і кільцевий простір, що 5 91407 6 містить фільтруючий матеріал з меншим перепаПерша секція фільтра за дійсним винаходом дом тиску, ніж у серцевини або навпаки. переважно прилаштована до стрижня курильного У одному варіанті здійснення фільтра за дійсматеріалу біля першого кінця і відокремлена проним винаходом перша і друга секції рознесені міжком від другої секції фільтра біля протилежного один від одної з утворенням проміжку (зазору). кінця. У одному варіанті здійснення дійсного винахоФільтр за дійсним винаходом і стрижень куриду фільтр виконаний таким чином, що канал для льного матеріалу можуть бути взаємно сполучені потоку диму першої секції аксіально суміщений з будь-якими засобами, відомими фахівцям в цій серцевиною другої секції. У цьому варіанті здійсобласті, такими як, наприклад, приклеювана обгонення серцевина другої секції виготовлена з фільртка. Як загальновідомо, приклеювана обгортка труючого матеріалу з високим перепадом тиску в дозволяє оточити фільтр уздовж всієї його довжипорівнянні з фільтруючим матеріалом кільцевого ни і сумістити із стрижнем курильного матеріалу. простору другої секції. При використанні дим виПриклеювана обгортка може бути приєднана до ходить з каналу для потоку диму першої секції, так обгортки стрижня курильного матеріалу звичайнищо більша частина диму, особливо важчі компоми засобами, наприклад, адгезивом. ненти диму, осідають на серцевині з високим пеУ курильному виробі за дійсним винаходом репадом тиску другої секції. У альтернативному фільтр і стрижень курильного матеріалу переважваріанті здійснення вставка відносно непроникного но аксіально суміщений один з одним. для диму матеріалу може бути розташована в друУ одному варіанті здійснення курильного вигій секції з аксіальним поєднанням з виходом каробу за дійсним винаходом фільтр може містити налу для потоку диму першої секції, так що більша один або декілька додаткових сегментів фільтра. частина диму, особливо важчі компоненти диму, Додатковий сегмент(и) фільтра можуть бути розосідають на вставці відносно непроникного для ташовані між стрижнем курильного матеріалу і диму матеріалу на другій секції. Фільтрація з осапершою секцією фільтра і/або можуть бути розтадженням відбувається, коли частинки диму ударяшовані з боку мундштука (вихідної частини) другої ються об матеріал і затримуються ним, таким чисекції фільтра. ном, у варіантах здійснення, описаних вище, Особливості і переваги дійсного винаходу букомпоненти диму, що осідають на зоні осадження дуть зрозуміліші з наступного докладного опису диму другої секції, будуть затримані. переважних варіантів здійснення винаходу у поєдУ іншому варіанті здійснення дійсного винахонанні з супровідними кресленнями, на яких: ду додатково є вентиляційні отвори, що оточують на Фіг. 1 показаний вигляд в перспективі сигадругу секцію або навколишній простір або промірети з вибраними ділянками, показаними з вирізом жок між першою і другою секціями. Під час куріння на Фіг. 2 показаний в поперечному перетині сигарети канал для потоку диму першої секції поваріант здійснення сигарети, показаної на Фіг. 1; чинає заповнюватися компонентами диму у вигляна Фіг. 3 показаний в поперечному перетині ді твердих частинок, які конденсуються і осідають інший варіант здійснення сигарети, показаної на в каналі для потоку диму, і потік диму крізь нього Фіг. 1; стає обмеженим. Це обмеження призводить до на Фіг. 4 показаний вигляд в перспективі іншозбільшення перепаду тисків в першій секції. По го варіанту здійснення сигарети, показаної на Фіг. мірі зростання перепаду тисків до фільтра залуча1; ється більше повітря через вентиляційні отвори, на Фіг. 5 показаний вигляд в перспективі ще тим самим, по мірі переходу куріння до подальших одного варіанту здійснення сигарети, показаної на затягувань, що призводить до скорочення розкиду Фіг. 1; подачі компонентів диму в подальших затягуванна Фіг. 6 дано графічне представлення ефекнях, який в іншому випадку мав би місце в ході тивності декількох варіантів здійснення дійсного куріння через відоме явище збільшення подачі винаходу за зниженням загальної маси твердих компонентів диму в пізніших затягуваннях курильчастинок, ного виробу. на Фіг. 7 дано графічне представлення ефекВентиляція може бути забезпечена засобами, тивності одного варіанту здійснення дійсного вивідомими фахівцям в цій області, такими як лазернаходу за зниженням ширини смуги пропускання. на або механічна перфорація. Хоча цей винахід можливий у варіантах здійсФільтр може додатково містити додаткові секнення в багатьох різних формах, декілька конкретції. Додаткові секції фільтра можуть містити звиних варіантів здійснення показано на фігурах і дечайний матеріал для фільтрації, такий як, напритально описано далі. Дійсний опис призначений як клад, ацетат целюлози, поліпропілен або папір. пояснення на прикладі принципів дійсного винахоДодаткові секції фільтра можуть альтернативно ду і не припускає обмеження дійсного винаходу або додатково містити вуглецевмісний матеріал, показаними варіантами здійснення. наприклад, активоване вугілля, каучук, наприклад, На Фіг. 1 показаний пропонований в дійсному амберліт, дуоліт або подібний і/або каталітичний винаході сигаретний фільтр 1 для сигарети 3, приматеріал. значені для зниження вихідної ширини пропусканДійсний винахід додатково забезпечує курильня сигарети при використанні. Сигарета 3 містить ний виріб, що містить стрижень курильного матесекцію 18 тютюну і фільтр 1. Фільтр 1 має першу ріалу, обгортку, що оточує стрижень курильного секцію 2, що містить внутрішню область 4 і першу матеріалу, і фільтр за дійсним винаходом, приєднавколишню область 6. У одному варіанті здійснаний до стрижня курильного матеріалу. нення перша секція 2 знаходиться на одному кінці сигарети 3 поблизу до секції 18 тютюну. Внутрішня 7 91407 8 область 4 має діаметр переважно між 0,5 і 3,0 мм і вого простору 12. Як показано на Фіг. 1-3, це може довжина між 5 і 10 мм. Зрозуміло, що довжина бути кільцевий простір 12 з відносно непроникного каналу для потоку диму визначається довжиною матеріалу уздовж всієї довжини другої секції 8, або фільтра; довжина каналу для потоку диму першої це може бути кільцевий диск 36 з того ж самого секції, проте, дорівнює довжині першої секції. матеріалу, прикріплений до кінця звичайної секції Для правильно функціонуючого фільтра внут34 фільтра, як показано на Фіг. 5. рішня область 4 і навколишня область 6 повинні Коли серцевина 10 діє, як зона осадження, дімістити канал для потоку диму і область, яка відаметр зовнішнього кільцевого простору 12 переносно непроникна для диму. У переважному варіважно складає 40% від загального діаметру фільанті здійснення внутрішня область 4 є каналом тра 1, але фільтр функціонуватиме правильним для потоку диму, і навколишня область 6 непроничином, проте, коли серцевина 10 ширше, ніж вихікна для диму. У цьому варіанті здійснення дим дний діаметр каналу для потоку диму першої секпроходить через канал 4 потоку диму і виходить з ції 2. Аналогічно, коли кільцевий простір 12 діє, як сигарети на високій швидкості. У іншому варіанті зона осадження, її ширина повинна бути більше, здійснення, однак, канал для потоку диму може ніж ширина каналу для потоку диму, утвореного бути утворений навколишньою областю 6 з внутнавколишньою областю 6. рішньою областю 4, утвореною з непроникного Довжина другої секції 8 може бути будь-якої для диму матеріалу. величини для отримання потрібної загальної довКанал 4 потоку диму може бути виконаний за жини фільтра 1, і зазвичай вона складає приблиздопомогою великого числа різних варіантів здійсно від 5 до 50 мм. Друга секція 8 в основному є нення. Наприклад, канал 4 потоку диму може місмундштуковим (вихідним) кінцем сигаретного фітити трубку 30, як показано на Фіг. 2, або матеріал льтра. 40 фільтра з меншим перепадом тиску (такий, як У одному варіанті здійснення фільтр 1 додатацетат целюлози) чим перепад тиску навколишково містить вентиляційні отвори 20, які можуть ньої області 6, як показано на Фіг. 3. бути розташовані або в другій секції 8, або в проЗнов з посиланням на Фіг. 1, фільтр 1 має акміжку 14. сіально вирівняну другу секцію 8, що містить серФільтр 1 знижує ширину вихідної смуги пропуцевину 10, оточену кільцевим простором 12. Внутскання двома різними шляхами. По-перше, при рішня серцевина 10 другої секції 8 аксіально курінні сигарети дим проходить через канал для вирівняна з внутрішньою областю 4 перших секції потоку диму першої секції 2 і потрапляє в проміжок 2. Як чіткіше видно по Фіг. 2, фільтр 1 додатково 14 на високій швидкості. Завдяки короткій відстані містить простір або проміжок 14, розташований між секціями 2, 8 фільтра і високої швидкості, на між першою секцією 2 і другою секцією 8. Проміякій проходить дим, більша частина частинок диму жок 14 може складати в діапазоні від 0,0001 мм до не розсіюється перед осадженням і утримуванням 4 мм в довжину, але в різних варіантах здійснення на матеріалі з високим перепадом тиску другої дійсного винаходу може бути в діапазоні 0,1-3,8 секції 8 напроти каналу для потоку диму першої мм, або в діапазоні 0,5-3,5 мм, або в діапазоні 1-3 секції 2. Важчі частинки диму розсіюються менше, мм, або в діапазоні 1,5-2,5 мм, і в одному конкретніж легші частинки, що призводить до меншої заному варіанті здійснення дійсного зображення гальної маси твердих частинок, що покидають сискладає приблизно 2 мм. Якщо проміжок дуже шигарету. Чим інтенсивніше затягування на сигареті, рокий, важчі компоненти диму дифундують в межі тим менше відбувається розсіяння диму, і здійспроміжку 14 між першою і другою секціями фільтра нюється більша фільтрація. перед зіткненням об другу секцію 8, що негативно Другий шлях скорочення смуги пропускання відбивається на характеристиках фільтра 1. Разом полягає у використанні вентиляційних отворів. У з рештою частини фільтра 1, проміжок 14 обгорнуміру куріння сигарети трубка 4 в першій секції 2 тий в обгортку вставки і приєднаний до решти часпоступово заповнюється компонентами диму, що тини сигарети звичайним клейким папером. містять тверді частинки, що підвищує опір протіАбо серцевина 10, або кільцевий простір 12 канню диму через трубку 4. Це збільшує перепад другій секції 8 повинен утворювати зону осаджентиску через першу секцію 2, що призводить до ня відносно непроникного для диму матеріалу. більш розбавленого повітря, що проштовхується Якщо канал для потоку диму в першій секції є внучерез вентиляційні отвори 20, коли курець вдихає. трішньою областю 4, то зона осадження другої Розбавлене повітря потрапляє в проміжок 14 або секції 8 знаходитиметься в області серцевини 10. другу секцію 8 через вентиляційні отвори 20, що Секція осадження диму може тягнутися уздовж оточують другу секцію 8 або проміжок 14. При всієї довжини другої секції 8, як показано на Фіг. 1цьому дим додатково концентрується в середині 3 або як показано на Фіг. 4, вона може бути у випроміжку 14, викликаючи, тим самим, зіткнення гляді невеликого диска 32 з непроникного для дидиму з серцевиною 10, яка в переважному варіанті му матеріалу, приєднаного до кінця звичайної секздійснення містить область осадження другої секції 34 фільтра. У варіанті здійснення, показаному ції 8. на Фіг. 4, дим повинен дифундувати за непроникХоча були описані варіанти, які вважаються ний для диму матеріал, але важчі компоненти дипереважними варіантами здійснення дійсного виму спочатку повинні бути видалені за допомогою їх находу, фахівці в цій області зрозуміють, що інші і осадження на невеликому диску 32. додаткові зміни і модифікації можуть бути внесені Якщо канал для потоку диму в першій секції 2 без відступу від суті дійсного винаходу, і передбає навколишньою областю 6, то зона осадження чається, що всі такі зміни і модифікації потраплядругої секції 8 знаходитиметься в області кільцеють в об'єм дійсного винаходу. 9 91407 10 Приклади секціями складав 0,001 мм. У всіх прикладах А, В, Чотири різні варіанти здійснення дійсного виС і D перша секція містила трубку з внутрішнім находу випробувано для визначення кількості задіаметром 2 мм. У прикладах А і С кільцевий просгальної маси твердих частинок без нікотину в кожтір другої секції був виготовлений з матеріалу з ному затягуванні і визначення того, чи змінилася високим перепадом тиску, тоді як в прикладах В і подача у міру зростання числа затягувань. У прикD кільцевий простір другої секції був виготовлений ладах А і В, перша і друга секції складали 11 і 14 з матеріалу з низьким перепадом тиску. мм в довжину, відповідно, і проміжок між цими сеУ таблиці 1 внизу і на Фіг. 6 показана корисна кціями складав 2 мм, в прикладах С і D перша секдія дійсного винаходу на згладжування профілю ція складала 11 мм в довжину, і друга секція склазатягування в порівнянні з "контрольною" сигаредала 16 мм в довжину, а проміжок між двома тою: Таблиця 1 Подача від затягування до затягування мокрої маси твердих частинок без нікотину (у мг) № затягування 1 2 3 4 5 6 7 8 Контроль 1,068 1,29256 1,530667 1,742667 2,012133 2,320267 4,366667 А 0,463067 0,652667 0,726933 0,86 0,904933 1,098267 1,272 1,402667 Додатково в табл. 2 і на Фіг. 7 показано зменшення смуги пропускання, яке виникає, коли в одному варіанті здійснення дійсного винаходу (Приклад D) викурювання здійснюють за різних умов. Чим більш екстремальні ці умови, тим краще приклад D функціонує в порівнянні з контрольною сигаретою. В умовах за ISO (об'єм затягування 35 мл, тривалість затягування 2 секунди, інтервал між затягуваннями 60 секунд), різниця між масами твердих частинок відносно мала. Але у міру зростання загальної інтенсивності затягувань ефективність фільтра за дійсним винаходом підвищується, на що вказує більша відмінність в ТРМ між контролем і Прикладом D. В 0,443533 0,454827 0,625867 0,7856 0,922667 1,076907 1,1432 1,462667 С 0,481333 0,519467 0,6452 0,6844 0,737867 0,767333 0,9592 1,117333 D 0,129867 0,200733 0,250267 0,216267 0,4012 0,340933 0,543333 0,737467 Таблиця 2 Вихід ТРМ (міліграм) в умовах за ISO і інших умовах Умови куріння ISO 60/2/60 45/2/30 60/2/30 Контроль 4,95 9,16 11,5 15,54 D 4,43 7,57 9,93 11,11 Різні варіанти здійснення дійсного винаходу володіють вимірюваними корисними діями на зменшення ширини смуги пропускання, зменшення ТРМ і згладжування профілю затягування сигарети у міру її куріння. Очевидно, що розташування матеріалу з високим перепадом тиску і ширина проміжку змінюватимуть відповідні характеристики і передбачається, що такі зміни потрапляють в об'єм дійсного винаходу. 11 91407 12 13 91407 14 15 Комп’ютерна верстка О. Гапоненко 91407 Підписне 16 Тираж 26 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