Спосіб виготовлення множини курильних виробів, курильний виріб та машина для виготовлення множини курильних виробів

Реферат: Спосіб виготовлення множини курильних виробів у виробничій машині, що включає: забезпечення безперервного полотна обгорткового паперу з проникністю менше 15 одиниць Кореста з її джерела до секції аплікатора виробничої машини; нанесення матеріалу добавки сповільнювача горіння за заздалегідь визначеним малюнком на полотно обгорткового паперу у секції аплікатора; подачу полотна обгорткового паперу з нанесеною добавкою до секції складання виробничої машини; обгортання полотна обгорткового паперу з нанесеною добавкою навколо тютюнового матеріалу у секції складання для формування обгорненого стрижня; і розрізування обгорненого стрижня різаком машини для формування множини курильних виробів. Також винахід описує машину для виготовлення множини курильних виробів та курильний виріб, виготовлений за цим способом за допомогою цієї машини. UA 102433 C2 (12) UA 102433 C2 UA 102433 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Галузь техніки Даний винахід відноситься до способу виготовлення курильних виробів, і більше конкретно, до способу нанесення матеріалу добавки сповільнювача горіння на обгортковий папір перед обгортанням обгорткового паперу навколо тютюнового матеріалу, щоб одержати курильний виріб зі зниженою здатністю до запалення. Рівень техніки Раніше пропонувалася безліч різних способів виготовлення курильних виробів, таких як сигарети, зі зниженою здатністю до запалення, тобто тенденцією до самогасіння, коли курящий не затягається. Мета полягає у тому, щоб такі сигарети самогасилися при падінні, або, коли вони залишені на горючій підкладці, до загоряння горючої підкладки. Відомо, що будова обгортки сильно впливає на швидкість горіння сигарети й, шляхом модифікування обгортки різними способами, можна одержати сигарету, що самогаситься. Один спосіб виготовлення обгорток для курильних виробів зі зниженою здатністю до запалення складається у додаванні ободків із паперу до обгорткового паперу, причому склад обгортки й паперових ободків вибраний для одержання комбінованого паперу з потрібною швидкістю горіння, як розкрито це в ЕР 0 483998 і ЕР 0 262550. В іншому способі пропонуються смужки (ободки) з меншою й більшою проникністю для повітря шляхом тиснення паперу, наприклад, як розкрито в US 4,945,932. Іншим способом є хімічна обробка паперу шляхом нанесення матеріалу сповільнювача горіння на цигарковий папір. Добавку сповільнювача горіння звичайно наносять у вигляді такого малюнка, як ободки, які, в остаточно зібраній сигареті, тривають навколо окружності сигарети. Спосіб виготовлення придатного паперу з ободками розкритий у WO 098/01233. Такий папір із ободками має більше число недоліків. По-перше, вартість такого паперу звичайно у чотирип'ять разів вище вартості стандартного цигаркового паперу. Це обумовлено вартістю матеріалу добавки й додаткових виробничих витрат на забезпечення окремого апарата й послідовності обробки для нанесення добавки за ободком й сушіння паперу перед виготовленням сигарет звичайним способом. Крім того, коли папір використовується для виготовлення сигарет, ободки довільним чином розташовані за довжиною сигарети. Найбільше переважно, щоб ободки перебували тільки на ділянках сигарет біля фільтра, і небажано, щоб ободки перебували на іншому кінці сигарети, який викурюється спочатку. Це пов'язане з тим, що переважно, щоб сигарета сама гаснула до кінця викурювання, але небажано, щоб сигарета сама гаснула під час викурювання перших декількох міліметрів. Коли використовується папір із ободками, неможливо гарантувати, що ободки будуть розташовані у конкретних місцях уздовж сигарети. Іншим способом виготовлення сигарети з низькою здатністю загоряння є використання паперу без ободків із надзвичайно низькою проникністю, звичайно приблизно 5 одиниць Кореста (CU). Цей папір без ободків менше дорогий, ніж папір із ободками, але також має велике число недоліків. По-перше, аналогічно паперу з ободками, елемент, що самогаситься, є безперервним уздовж всієї довжини паперу й, отже, сигарета може сама загаснути у будь-який момент. Більше того, надзвичайно низька проникність означає, що швидкість тліючого вогню дуже низька на всьому шляху при палінні й, отже, щоб подати весь вихід смол, кількість смол на одне затягування повинна бути низькою. Низька власна проникність паперу додатково означає, що від стрижня виникає низька дифузія монооксиду вуглецю, так що співвідношення монооксиду вуглецю/смол диму в основному високе. Додавання вентиляції, наприклад, за допомогою електростатичної перфорації не підвищує значно швидкість горіння, а розбавляє вихід диму на одне затягування. Більше того, виявлено, що відносно малі зміни фізичних і хімічних властивостей паперу можуть вплинути на її здатність проходити тест на здатність загоряння при підпалюванні (LIPT), і, отже, специфікації одиниць Кореста для паперу з низькою проникністю необхідно встановити на більше низьке значення, ніж оптимальне, щоб забезпечити відповідність для проходження тесту LIPT. Почато спроби накласти ободки під час виготовлення сигарет. Це дозволяє позиціонувати ободки у потрібних місцях шляхом синхронізації накладення ободків із відрізанням стрижня, сформованого, коли тютюн обгортають папером із ободками. При цьому усувається проблема позиціонування ободків, що виявляється з папером із заздалегідь виготовленими ободками. Таке оперативне накладення ободків запропоноване у WO 2004/057986 і US 2004/0261805. Однак при цьому є додаткові недоліки, через які ні однієї такої системи не було передано у промислове виробництво. Одна з проблем полягає у сушінні паперу після того, як доданий розчин сповільнювача горіння. По-перше, його потрібно висушити до секції складання машини, де тютюн обгортають у папір, оскільки, якщо папір на цьому етапі сирий, коли він стикається з тютюном, може відбутися знебарвлення паперу. Крім того, машини, що використовують для обгортання сигарет, які можуть бути модифіковані для включення секції для нанесення розчину 1 UA 102433 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 сповільнювача горіння (секції аплікатора), застосовують значне натягання паперу, і коли папір сирий, його міцність на розтягання значно знижується, так що легко виникає розрив паперу. У машину можуть бути включені різні нагрівачі, що сприяють сушінню паперу, але оскільки для них потрібен час для правильного сушіння паперу, машина повинна бути вповільнена. Вповільнення машини також може вирішити проблеми розривів, але це знижує ефективність виробництва. Розкриття винаходу У даному винаході пропонується спосіб виготовлення безлічі курильних виробів, що включає: забезпечення обгорткового паперу з проникністю менше 15 одиниць Кореста; нанесення на обгортковий папір матеріалу добавки сповільнювача горіння у вигляді малюнка за заздалегідь визначеним шаблоном; обгортання обгорткового паперу навколо тютюнового матеріалу, щоб сформувати обгорнений стрижень; і розрізування обгорненого стрижня, щоб сформувати безліч курильних виробів. У даному винаході також пропонується курильний виріб, що включає: стрижень тютюнового матеріалу; обгортковий папір, що оточує стрижень тютюнового матеріалу, який має малюнок з нанесеного на неї матеріалу добавки сповільнювача горіння й має проникність менше 15 одиниць Кореста на ділянках без добавки сповільнювача горіння й більше низьку проникність на ділянках, де нанесена добавка. Низька проникність паперу означає, що меншу кількість матеріалу сповільнювача горіння потрібно додати, щоб одержати необхідний ефект самогасіння. При цьому знімаються проблеми, пов'язані з нанесенням великих кількостей матеріалу сповільнювача горіння, такі як розрив паперу, коли він сирий. Це означає, що нанесення матеріалу сповільнювача горіння можна виконати простіше за одну безперервну процедуру виготовлення сигарети. Вимоги до етапів нагрівання/сушіння знижуються, хоча етапи нагрівання все-таки необов'язково можуть бути додані до або після нанесення добавки сповільнювача горіння. Крім того, зменшення кількості добавки сповільнювача горіння у сполученні з папером із більше низькою проникністю дозволяє зберегти ступінь оперативного контролю, наприклад, для обліку змін специфікації паперу й щільності тютюну. Переважно проникність обгорткового паперу становить від 5 до 10 одиниць Кореста. У способі за даним винаходом краще нанесення матеріалу добавки сповільнювача горіння синхронізоване з відрізанням обгорненого стрижня, так що малюнок розташований у заздалегідь визначеному положенні стосовно кінця кожного курильного виробу. Переважно обгорнений стрижень ріжуть так, щоб малюнок був розташований по суті у тому самому положенні на кожному курильному виробі. Переважно стрижень ріжуть таким чином, щоб малюнок охоплював 25-50% довжини курильного виробу на одному кінці курильного виробу. Переважно фільтр приєднаний до кінця курильного виробу, на якому сформований малюнок. Переважно малюнок містить безліч смужок (ободків), які у курильних виробах продовжуються за всією їх окружністю. Переважно на ділянці паперу, на якій нанесений малюнок, матеріал добавки сповільнювача горіння додає менше 10% до маси паперу, переважно менше 8%. Більше переважно матеріал добавки сповільнювача горіння додає 0-5% до маси паперу, найбільше переважно 2-5%. Переважно добавка сповільнювача горіння включає одне або більше з наступного: камеді, такі як гуарова смола, гуміарабік тощо, адгезиви, такі як крохмалі, плавкі адгезиви, ПВА тощо, органічні солі, такі як альгінати і цитрати, неорганічні солі, такі як хлориди (наприклад, KCL) і оксиди (наприклад, MgO). Малюнок може бути нанесений друком або розпиленням. Переважно добавку наносять на внутрішню поверхню паперу, і вона перебуває у рідкому стані з такою в'язкістю, типом, температурою й рівнем нанесеної добавки, щоб не треба було додаткового нагрівання для сушіння паперу. У такому випадку добавку можна нанести безпосередньо перед ділянкою, де тютюн доданий до паперової основи, щоб була потрібна мінімальна модифікація виробничого встаткування, і не було збитку для ефективності виробництва. Короткий опис креслень Далі описані кращі варіанти здійснення даного винаходу з посиланням на супровідні креслення, на яких: на фіг. 1 схематично показана виробнича машина для виготовлення сигарет, що підходить для здійснення способу за даним винаходом; і 2 UA 102433 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 на фіг. 2 показаний курильний виріб за одним варіантом здійснення даного винаходу. Докладний опис здійснення винаходу На фіг. 1 показана виробнича сигареторобна машина 10 типу, відомого у цій галузі техніки, яка модифікована для нанесення матеріалу добавки сповільнювача горіння на обгортковий папір перед формуванням обгорткового паперу у вигляді сигарет. Машина 10 для виробництва сигарет включає джерело тютюнового матеріалу 20, що подається до області 16 витяжної трубки, у місці, де він видувається нагору потоком 22 повітря на нижню зовнішню поверхню системи 28 нескінченного транспортера. Система 28 нескінченного транспортера включає пористу стрічку 32 з областю 41 низького тиску, в яку втягується тютюновий матеріал 20, причому пориста стрічка 32 утримує тютюновий матеріал на рівні нижньої частини системи 28 транспортера для формування потоку тютюнового матеріалу, що переноситься до секції 45 складання. Секція 8 подачі паперу передбачена для подачі безперервного полотна паперового обгорткового матеріалу 55 з рулону 58 через ряд валиків і напрямних стійок 60, 61 у секцію 45 складання, де обгортковий матеріал 55 обгортається навколо тютюнового матеріалу 20 для формування безперервного обгорненого стрижня. Звичайно секція 8 подачі паперу включає друкований пристрій 65 для друку серійного номера або штампа на папері зі заздалегідь визначеними інтервалами. У машині, показаній на фіг. 1, секція 8 подачі паперу додатково модифікована для подачі матеріалу добавки сповільнювача горіння зі заздалегідь визначеним малюнком на обгортковий папір 55. Матеріал добавки сповільнювача горіння наноситься секцією 70 аплікатора, що містить ємність 85 розчину LIP, клейовий валик 78 і передавальний валик 82. Клейовий валик має ряд канавок, вирізаних у ньому за малюнком, що повинен бути нанесений на папір 55, і приймає LIP-розчин з ємності 85. Розчин приймається у канавки й передається на передавальний валик 82 у вигляді малюнка розчину. Передавальний валик 82 переносить малюнок на папір 55. Малюнок звичайно являє собою ряд розташованих із проміжком смужок (ободків). Ободки переважно проходять по суті за всією шириною паперу (можуть мати невеликий зазор для клейового ущільнення) і становлять 1 мм або більше за шириною (переважно 2-5 мм). LIP-розчин в ємності 85 може являти собою рідину або пасту, що містить добавки сповільнювача горіння, такі як камеді, такі як гуарова смола, гуміарабік тощо, адгезиви, такі як крохмалі, плавкі адгезиви, ПВА тощо, органічні солі, такі як альгінати й цитрати, або неорганічні солі, такі як хлориди (наприклад, KCL) і оксиди (наприклад, MgO). Необов'язково матеріал сповільнювача горіння зберігається при температурі вище навколишньої температури за допомогою нагрівання ємності й/або системи нанесення. Необов'язково папір 55 може бути нагрітий перед проходженням через секцію 70 аплікатора, що допомагає висушити папір. Додатковий нагрівач 120, такий як інфрачервоний нагрівач, може нагрівати папір після нанесення малюнка. Секція 70 аплікатора виконана з можливістю нанесення матеріалу добавки сповільнювача горіння на бічну сторону паперу 50, що перебуває всередині обгорткового матеріалу, тобто звернена до тютюну, коли обгортковий матеріал обгортають навколо тютюнового матеріалу 20 у секції 45 складання. Секція 45 складання включає транспортувальну стрічку 130 складальної лінії, що приводиться у рух валиком 132. За даним винаходом обгортковий матеріал 55 являє собою папір із вихідною проникністю менше 15 одиниць Кореста, переважно від 5 до 10 одиниць Кореста. Використання паперу з низькою проникністю означає, що готова сигарета вже має більшу тенденцію до самогасіння навіть без добавки сповільнювача горіння, хоча без добавки сповільнювача горіння властивості самогасіння недостатні для проходження тесту на здатність загоряння при підпалюванні. Однак папір із низькою проникністю не дозволяє зменшити кількість добавки сповільнювача горіння, яку потрібно додати до паперу, до такого рівня, щоб, в остаточному папері, добавка сповільнювача горіння додавала менше 8%, переважно від 0 до 5%, більше переважно від 2 до 5% до маси паперу. За рахунок зменшеної кількості сповільнювача горіння, сушіння паперу 55 поліпшується, так що нагрівач 120 може бути не потрібний. Якщо нагрівач 120 не потрібний, переважно, щоб секція 70 аплікатора була розташована якнайближче до входу секції 45 складання для запобігання накопичення або втрати LIP-розчину у міру проходження паперу 55 через додаткові валики до формування в обгорнений стрижень у секції 45 складання. У секції 45 складання транспортувальна стрічка 130 переносить папір 55 під напрямне складання 140 через вхідний конус 144 складання. Тютюновий матеріал 20 переноситься транспортувальною стрічкою 32 і осаджується на паперове полотно 55, і пальцева напрямна складання 140 і вхідний конус 144 складання направляють матеріал 20 наповнювача з пористої 3 UA 102433 C2 5 10 15 20 25 30 35 транспортувальної стрічки 32 у секцію 45 складання. Секція 45 складання додатково містить язичок 160, розташований над минаючою транспортувальною стрічкою 130 лінії складання. Язичок 160 звужує тютюновий наповнювач 20 на обгортковому папері 55, так що язичок 160 і транспортувальна стрічка 130 утворюють прохід, який зменшується у перетині, так що тютюновий матеріал стискується для формування стрижня 170 з тютюнового матеріалу. Фальцювальний апарат 180, розташований нижче по ходу процесу від язичка 160, стискає тютюновий матеріал 20 додатково й згинає паперове полотно 55 навколо стрижня 170. Аплікатор 184 адгезиву наносить адгезив на край паперового полотна й прикріплює цей край до ділянки паперового полотна 55, що накладається. Безперервний стрижень 170 потім проходить у секцію 186 розрізування, де він ділиться різаком на безліч курильних виробів 190, 191. Різак розташований всередині опори 192 різака. Різак синхронізований з секцією 70 аплікатора, так що стрижень 170 ріжеться у таких місцях, щоб малюнок матеріалу сповільнювача горіння на обгортковому папері був розташований у певному положенні на кожному з безлічі курильних виробів 190, 191. Зокрема, малюнок може бути нанесений на одному кінці кожного стрижня, переважно триваючи поверх перших 25-50% за довжиною стрижня. Фільтр потім прикладається до кінця з малюнком матеріалу сповільнювача горіння й фіксується ободковим папером відомим фахівцям у цій галузі способом. Синхронізація різака, який ріже стрижень на секції, і позиціонування ободків досягається за допомогою механічного або електричного засобу. При механічному способі привід, який приводить у рух різак, приєднаний прямо за допомогою ряду з'єднань з аплікатором добавки. При електричному способі використовується електричний імпульс, що запускається при синхронізації з різаком, щоб визначати час спрацьовування механізму аплікатора. На фіг. 2 показаний курильний виріб 1 за даним винаходом, що виготовлений за способом, описаним вище. Курильний виріб 1 включає обгорнений стрижень 2 тютюнового матеріалу з фільтром 3 на одному кінці. Фільтр приєднаний до обгорненого стрижня 2 ободковим папером, і обгорнений стрижень 2 містить тютюнову серцевину, оточену обгортковим папером. Обгортковий папір має нанесений на неї малюнок матеріалу добавки сповільнювача горіння, малюнок містить безліч розташованих із проміжком ободків 4. Малюнок розташований на кінці фільтра стрижня 2. Ободки 4 переважно становлять 1 мм або більше завширшки (переважно 25 мм), і довжина L2 обгорненого стрижня 2, на який накладені ободки 4, становить від 25 до 50% від довжини Li всього обгорненого стрижня 2. Обгортковий папір має проникність менше 15 одиниць Кореста на ділянках без добавки сповільнювача горіння й більше низьку проникність на ділянках, де нанесена добавка. Переважно папір має проникність від 5 до 10 одиниць Кореста на ділянках без добавки сповільнювача горіння. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 40 45 50 55 1. Спосіб виготовлення множини курильних виробів у виробничій машині, що включає: подачу безперервного полотна обгорткового паперу з проникністю менше 15 одиниць Кореста до секції аплікатора виробничої машини; нанесення матеріалу добавки сповільнювача горіння за заздалегідь визначеним малюнком на полотно обгорткового паперу у секції аплікатора; подачу полотна обгорткового паперу з нанесеною добавкою до секції складання виробничої машини; обгортання полотна обгорткового паперу з нанесеною добавкою навколо тютюнового матеріалу у секції складання для формування обгорненого стрижня; і розрізування обгорненого стрижня різаком машини для формування множини курильних виробів. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що обгортковий папір має проникність від 5 до 10 одиниць Кореста. 3. Спосіб за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що забезпечують синхронізацію нанесення матеріалу добавки сповільнювача горіння з розрізуванням обгорненого стрижня так, щоб малюнок був розташований у заздалегідь визначеному місці стосовно кінця кожного курильного виробу. 4. Спосіб за п. 3, який відрізняється тим, що обгорнений стрижень розрізають так, щоб малюнок був розташований по суті у тому самому положенні на кожному курильному виробі. 4 UA 102433 C2 5 10 15 20 25 30 5. Спосіб за будь-яким із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що малюнок, виконаний з можливістю містити безліч смужок, які продовжуються на курильному виробі навколо всієї його окружності. 6. Спосіб за будь-яким із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що на ділянці паперу з нанесеним малюнком матеріал добавки сповільнювача горіння додає менше 10 % до маси паперу. 7. Спосіб за будь-яким із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що на ділянці паперу з нанесеним малюнком матеріал добавки сповільнювача горіння додає 2-5 % до маси паперу. 8. Спосіб за будь-яким із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що нанесений на папір малюнок становить 25-50 % всієї довжини обгорненого стрижня на одному його кінці. 9. Спосіб за п. 8, який відрізняється тим, що додатково приєднують фільтр до кінця обгорненого стрижня, на якому сформований малюнок. 10. Спосіб за будь-яким із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що добавка сповільнювача горіння, виконана з можливістю містити камедь, адгезив або органічну або неорганічну сіль. 11. Спосіб за будь-яким із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що малюнок наносять друком. 12. Спосіб за будь-яким із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що малюнок наносять розпиленням. 13. Спосіб за будь-яким із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що включає нагрівання добавки й нанесення нагрітої добавки на папір. 14. Спосіб за будь-яким із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що здійснюють нагрівання паперу після нанесення малюнка. 15. Курильний виріб, виготовлений способом за будь-яким з пунктів 1-14. 16. Машина для виготовлення множини курильних виробів, що включає: джерело паперу, що містить безперервне полотно обгорткового паперу з проникністю менше 15 одиниць Кореста й виконане з можливістю подачі цього полотна до секції аплікатора; секцію аплікатора, виконану з можливістю нанесення матеріалу добавки сповільнювача горіння за заздалегідь визначеним малюнком на полотно обгорткового паперу; секцію складання, виконану з можливістю прийому полотна обгорткового паперу з нанесеною добавкою й обгортання цього полотна навколо тютюнового матеріалу для формування обгорненого стрижня; і різак для розрізування обгорненого стрижня й формування множини курильних виробів. 5 UA 102433 C2 6 UA 102433 C2 Комп’ютерна верстка С. Чулій Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 7