ФИЛЬТР КУРИТЕЛЬНОГО ИЗДЕЛИЯ С ОГРАНИЧИВАЮЩИМ ЭЛЕМЕНТОМ И ПОЛОСТЬЮ
SMOKING ARTICLE FILTER WITH FLOW RESTRICTION ELEMENT AND CAVITY

Настоящее изобретение относится к фильтру курительного изделия, имеющему ограничивающий поток элемент в сочетании с полостью мундштучного конца, и к курительному изделию с таким фильтром.
Сигареты с фильтром обычно содержат цилиндрический фильтр, выровненный конец-к-концу с обернутым табачным стержнем, с фильтром, присоединенным к табачному стержню ободковой бумагой. В традиционных сигаретах с фильтром фильтр может состоять из заглушки волокнистого фильтрующего материала, такого как ацетатцеллюлозный жгут, обернутый а пористую обертку заглушки. В процессе курения мелкодисперсное вещество из вдыхаемого курильщиком дыма осаждается в заглушке из ацетатцеллюлозного жгута, когда дым втягивается через фильтр. Это может дать в результате пожелтение или образование пятен на заглушке из ацетатцеллюлозного жгута, которые обычно видны на мундштучном конце курительного изделия.
Также известны фильтры, содержащие одну или более структурных вставок. Например, известно создание фильтров, имеющих один или более ограничивающих поток элементов для увеличения сопротивления затяжке ((СВ) (RTD)) курительного изделия. Ограничивающие поток элементы обычно обеспечены в комбинации с вентиляцией в положении вдоль фильтра для того, чтобы обеспечить фильтр, который снижает подачу компонентов газовой фазы во вдыхаемом дыме при сохранении приемлемого СВ. В ранее предложенных фильтрах, содержащих ограничивающий поток элемент, одна или более заглушек из ацетатцеллюлозного жгута обеспечены на мундштучном конце фильтра сзади от ограничивающего поток элемента. После курения обычно имеется видимое образование пятен на заглушке из ацетатцеллюлозного жгута на мундштучном конце курительного изделия.
Существует потребность в создании фильтра курительного изделия со сниженным образованием пятен или сниженной видимостью образования пятен на мундштучном конце фильтра. Также желательно создать фильтр курительного изделия, который обеспечивает улучшенное смешивание вдыхаемого дыма с вентиляционным воздухом, поступающим в фильтр. Особенно желательно, если курительное изделие, содержащее такой фильтр курительного изделия, обеспечивает улучшенное воздействие курения на пользователя в процессе курения.
Согласно настоящему изобретению предлагается курительное изделие, содержащее ограничивающий поток элемент, содержащий поперечный барьер, включающий одно или более отверстий. Курительное изделие образует полость мундштучного конца, продолжающуюся от поперечного барьера ограничивающего поток элемента до мундштучного конца курительного изделия. Курительное изделие также содержит первую заднюю трубчатую часть сзади от поперечного барьера, причем первая задняя трубчатая часть, по меньшей мере, частично образует полость мундштучного конца. Одно или более отверстий обеспечены на первой задней трубчатой части с образованием пути сообщения между внешней периферией первой задней трубчатой части и полостью мундштучного конца.
Установлено, что обеспечение отверстий в ограничивающем поток элементе выгодно улучшает смешивание вентиляционного воздуха и вдыхаемого дыма и, кроме того, улучшает распределение потока дыма, который подается пользователю. Образование пятен на мундштучном конце поэтому дополнительно снижается. Кроме того, распределение дыма улучшает вкус дыма и ощущение во рту.
Предпочтительно, курительное изделие по изобретению имеет фильтр, содержащий ограничивающий поток элемент и обертку фильтра, окружающую фильтр, где фильтр образует полость мундштучного конца.
Согласно настоящему изобретению, кроме того, предусматривается фильтр, содержащий ограничивающий поток элемент, содержащий поперечный барьер, включающий одно или более отверстий; и обертку фильтра, окружающую фильтр. Фильтр образует полость мундштучного конца, продолжающуюся от поперечного барьера ограничивающего поток элемента до мундштучного конца фильтра. Полость мундштучного конца представляет собой пространство на мундштучном конце фильтра, образованное одним или более компонентов фильтра. Фильтр также содержит первую заднюю трубчатую часть сзади от поперечного барьера, причем первая задняя трубчатая часть, по меньшей мере, частично образует полость мундштучного конца. Одно или более отверстий обеспечены на первой задней трубчатой части с образованием пути сообщения между внешней периферией первой задней трубчатой части и полостью мундштучного конца.
В последующем описании любые ссылки на фильтры по изобретению также относятся к фильтрам курительных изделий по изобретению, если не установлено иное.
Фильтры по изобретению могут преимущественно использоваться в сигаретах с фильтром и других курительных изделиях, в которых табачный материал сгорает с образованием дыма. Фильтры по изобретению могут также использоваться в курительных изделиях, в которых табачный материал нагревается с образованием аэрозоля быстрей, чем сгорает. Фильтры по изобретению могут также использоваться в курительных изделиях, в которых никотинсодержащий аэрозоль образуется из табачного материала, табачного экстракта или другого источника никотина без сгорания или нагревания.
Как использовано здесь, термин «дым» используется для описания дыма, образуемого сгораемыми курительными изделиями, такими как сигареты с фильтром, и аэрозолей, получаемых несгоревшими курительными изделиями, такими как нагретые или ненагретые курительного изделия описанного выше типа.
Термин «ограничивающий поток элемент» используется для обозначения структурной вставки фильтра, которая ограничивает поток вдыхаемого дыма через фильтр при обеспечении пути сниженного размера или поперечного сечения, через которые должен втягиваться вдыхаемый дым. Снижение размера пути относительно общего размеру фильтра делает более трудным втягивание дыма через фильтр, так что сопротивление затяжке увеличивается. В фильтрах по изобретению ограничивающий поток элемент содержит поперечный барьер, включающий одно или более отверстий. Вдыхаемый дым ограничивается прохождением только через отверстия. Предпочтительно, площадь поперечного сечения канала или каналов, через которые должен втягиваться вдыхаемый дым, составляет менее чем около 75% площади поперечного сечения всего фильтра, более предпочтительно, менее чем около 50%, и, наиболее предпочтительно, менее чем около 10%.
Термины «передний», «впереди от» и «задний», «сзади от» служат для описания относительного расположения компонентов фильтров по изобретению относительно направления потока вдыхаемого дыма через фильтр от его переднего конца к его заднему (мундштучному) концу в процессе курения курительного изделия, содержащего фильтр.
Термин «мундштучный конец» относится к концу фильтра, который предназначен для помещения между губами пользователя в процессе курения. В собранном курительном изделии мундштучный конец фильтра расположен на противоположном конце по отношению к концу курительного изделия, который закуривается.
Термин «поперечный» относится к компоненту или направлению, которые являются по существу перпендикулярными к продольной, или главной, оси фильтра и курительного изделия.
Фильтры по изобретению содержат ограничительный сегмент для увеличения сопротивления затяжке ((СВ) (RTD)) фильтра. Ограничивающие поток элементы нашли особое применение в вентилируемых фильтрах. Вентиляция вводится в фильтры для того, чтобы снизить подачу компонентов вдыхаемого дыма, таких как смола или монооксид углерода. Однако высокие уровни вентиляции могут дать неприемлемо низкие уровни СВ. Ограничивающий поток элемент поэтому может преимущественно вводиться в фильтр для получения фильтра с приемлемым СВ, который может еще обеспечить сниженную подачу смолы и монооксида углерода.
Фильтры по изобретению содержат полость мундштучного конца, Полость образуется одним или более компонентов фильтра, как описано более подробно ниже. Фильтры поэтому предусматривают открытое пространство на мундштучном конце фильтра, так что отсутствуют дополнительные компоненты фильтра между ограничивающим поток элементом и мундштучным концом фильтра. В процессе курения вдыхаемый дым поэтому проходит через отверстия в поперечном барьере ограничивающего поток элемента и затем продолжается по существу неограниченным через полость мундштучного конца и из мундштучного конца фильтра.
Устройство фильтра с полостью мундштучного конца означает, что поперечный барьер ограничивающего поток элемента является видимым из мундштучного конца фильтра. Внутренние поверхности полости мундштучного конца являются также видимыми. Было установлено, что преимущественное использование полости на мундштучном конце фильтра вместо волокнистого фильтрующего материала значительно снижает видимое образование пятен фильтра после курения. Устройство фильтра является таким, что имеется минимальная фильтрация вдыхаемого дыма сзади от поперечного барьера ограничивающего поток элемента и поэтому минимальное осаждение мелкодисперсного вещества из вдыхаемого дыма. В частности, имеется минимальное осаждение мелкодисперсного вещества на видимых поверхностях на мундштучном конце фильтра.
Обеспечение полости на мундштучном конце сзади от поперечного барьера ограничивающего поток элемента дополнительно изменяет динамику вдыхаемого дыма, когда он втягивается через фильтр, по сравнению с динамикой потока, наблюдаемой в устройстве традиционного фильтра. В традиционном фильтре, содержащем заглушку из фильтрующего материала на самом заднем элементе фильтра вдыхаемый дым имеет тенденцию подаваться к пользователю из мундштучного конца фильтра в направленном концентрированном потоке дыма. В фильтрах по изобретению вдыхаемый дым проходит через одно или более отверстий в поперечном барьере в полость мундштучного конца, где дым расширяется и распределяется перед подачей пользователю.
Когда в фильтре обеспечена вентиляция, полость мундштучного конца также обеспечивает пространство, в котором вдыхаемый дым может более эффективно смешиваться с любым вентиляционным воздухом, прежде чем разбавленный дым подается из мундштучного конца фильтра.
Распределенный поток дыма вероятно обеспечивает различное ощущение во рту пользователя, что может быть предпочтительным по сравнению с концентрированным потоком дыма традиционных фильтров.
Для того, чтобы обеспечить достаточное пространство для адекватного смешивания и расширения вдыхаемого дыма, полость мундштучного конца может идти от, по меньшей мере, на около 2 мм от поперечного барьера до мундштучного конца фильтра. Предпочтительно, полость мундштучного конца продолжается от, по меньшей мере, на около 5 мм от поперечного барьера, более предпочтительно, от, по меньшей мере, на около 10 мм, и, наиболее предпочтительно, по меньшей мере, на около 12 мм. Вентиляционные отверстия для обеспечения вентиляционного воздуха могут быть на, по меньшей мере, около 8 мм от мундштучного конца фильтра, по меньшей мере, около 10 мм и, более предпочтительно, на, по меньшей мере, около 12 мм.
Полость мундштучного конца фильтров по изобретению, предпочтительно, по меньшей мере, частично образована оберткой фильтра. Термин «частично образована» предназначен обозначать, что обертка фильтра образует полость мундштучного конца вдоль только части длины. В предпочтительных вариантах полость мундштучного конца, по меньшей мере, частично образована оберткой заглушки фильтра, которая выходит за пределы заднего конца ограничивающего поток элемента с образованием полой цилиндрической гильзы. Внутренняя периферия гильзы образует цилиндрическую полость, обеспечивая всю или часть полости мундштучного конца фильтра. Когда обертка заглушки образует только заднюю часть полости мундштучного конца в продольном направлении, остальная часть полости мундштучного конца, предпочтительно, образована ограничивающим поток элементом, как описано ниже.
Предпочтительно, когда обертка заглушки, по меньшей мере, частично образует полость мундштучного конца, обертка заглушки формуется из бумажного материала, имеющего более высокую основную массу, чем традиционные материалы обертки заглушки. Это обеспечивает более жесткую обертку заглушки, которая образует жесткую полую гильзу на мундштучном конце с избежанием сплющивания полости мундштучного конца, когда фильтр сжимается между губами пользователя.
2
2
2
2
2
2
Обертка заглушки может иметь основную массу в интервале от около 40 г/м до около 130 г/м. Более конкретно, обертка заглушки может иметь относительно низкую основную массу в интервале от около 40 г/м до около 60 г/м или относительно высокую основную массу в интервале от около 60 г/м до около 130 г/м.
2
2
Обертка заглушки альтернативно может быть формована из пластика, например, прозрачного пластика. Основная масса пластиков может быть в интервале от около 40 г/м до около 70 г/м, и пластик может иметь толщину в интервале от около 25 мкм до 50 мкм. В некоторых вариантах обертка заглушки может быть по существу непористой, например, имеющей пористость менее чем около 20 ед. Кореста. В других вариантах обертка заглушки может быть пористой, например, имеющей пористость более около 20 ед. Кореста, более предпочтительно, более около 100 ед. Кореста, и, наиболее предпочтительно, более около 1000 ед. Кореста.
В некоторых вариантах курительных изделий по изобретению ободковая бумага, присоединяющая фильтр к стержню табачного материала, может, по меньшей мере, частично образовать полость мундштучного конца в дополнение или вместо обертки заглушки. Например, в некоторых вариантах как обертка заглушки, так и лежащая сверху ободковая бумага имеют одинаковую длину, выходя за пределы заднего конца ограничивающего поток элемента, с, по меньшей мере, частичным образованием полости мундштучного конца. В альтернативных вариантах ободковая бумага выходит за пределы ограничивающего поток элемента и обертки заглушки с, по меньшей мере, частичным образованием полости мундштучного конца.
Ограничивающий поток элемент фильтров настоящего изобретения содержит поперечный барьер, включающий одно или более отверстий, обеспечивающих ограниченные пути для дыма, проходящего через барьер. Поперечный барьер формован из дымонепроницаемого материала, так что отверстия эффективно обеспечивают единственный путь через фильтр для дыма. Число отверстий, обеспеченных в поперечном барьере, и размеры каждого отверстия могут быть выбраны для того, чтобы обеспечить требуемое СВ. Предпочтительно, поперечный барьер имеет единственное по существу центральное отверстие. Альтернативно, поперечный барьер может иметь множество отстоящих друг от друга отверстий.
Размер каждого отверстия в поперечном барьере находится, предпочтительно, в интервале от около 0,2 мм до около 1,2 мм, более предпочтительно, в интервале от около 0,3 мм до около 0,8 мм, наиболее предпочтительно, в интервале от около 0,5 мм до около 0,7 мм. Каждое отверстие, предпочтительно, также имеет длину в интервале от около 0,2 мм до около 2,0 мм, более предпочтительно, в интервале от около 0,5 мм до около 0,7 мм. Термин «длина» используется для обозначения длины канала отверстия от входа впереди отверстия до выхода сзади отверстия. В предпочтительном варианте длина отверстия обычно приблизительно равна толщине поперечного барьера. Термин «размер» отверстия используется для обозначения наибольшего размера поперек отверстия. В предпочтительных вариантах отверстие является круглым по форме, и размер отверстия представляет собой диаметр круглой формы.
Поперечный барьер ограничивающего поток элемента может быть любой подходящей формы. Например, поперечный барьер может быть по существу плоским диском, который является, предпочтительно, по существу перпендикулярным продольной оси фильтра. Альтернативно, поперечный барьер может быть в форме усеченного конуса и сходящимся или расходящимся относительно направления вдыхаемого дыма, втягиваемого через фильтр. В других вариантах поперечный барьер может быть вогнутым или выпуклым относительно направления вдыхаемого дыма, втягиваемого через фильтр. Предпочтительно, поперечный барьер является вогнутым относительно направления вдыхаемого дыма, втягиваемого через фильтр, т.е. вогнутым в направлении вверх. Это преимущественно облегчает сжатие ограничивающего поток элемента в процессе получения фильтров по изобретению.
Внутренняя периферия первой задней трубчатой части, по меньшей мере, частично образует полость мундштучного конца. Полость мундштучного конца может быть полностью образована первой задней трубчатой частью в фильтрах, где первая задняя трубчатая часть продолжается от поперечного барьера до мундштучного конца фильтра. Альтернативно, полость мундштучного конца может иметь переднюю часть, образованную первой задней трубчатой частью и интегральной задней частью полости, образованной оберткой фильтра, выходящей за пределы конца первой задней трубчатой части, как описано выше.
Предпочтительно, первая задняя трубчатая часть имеет уменьшенный наружный диаметр по сравнению с наружным диаметром фильтра. В обернутом фильтре имеется поэтому кольцевое пространство между оберткой фильтра и наружной поверхностью первой задней трубчатой части. Это может преимущественно использоваться для создания вентиляционной зоны в фильтре, как описано более подробно ниже.
Устройство обеспечивает втягивание воздуха через вентиляционную зону в процессе курения и направление через отверстия в первой задней трубчатой части непосредственно в полость мундштучного конца.
Ограничивающий поток элемент может дополнительно содержать второй задний трубчатый элемент сзади от первого заднего трубчатого элемента. Второй задний трубчатый элемент, предпочтительно, соединяется с первым задним трубчатым элементом так, что не существует зазора между смежными концами задних трубчатых элементов. Особенно предпочтительно, что первый и второй задние трубчатые элементы формуются интегрально. Внутренняя периферия второго заднего трубчатого элемента образует часть полости мундштучного конца вместе с частями, образованными первым задним трубчатым элементом и, необязательно, оберткой фильтра. Вторая задняя трубчатая часть, предпочтительно, имеет наружный диаметр, по существу соответствующий наружному диаметру фильтра. Это преимущественно обеспечивает конструкцию и упрочнение фильтра с предотвращением сплющивания фильтра, в частности, когда первая задняя трубчатая часть является уменьшенного диаметра по сравнению со второй задней трубчатой частью.
Альтернативно или в дополнение к одной или более задним трубчатым частям ограничивающий поток элемент, предпочтительно, содержит переднюю трубчатую часть, продолжающуюся вперед (против потока дыма) от поперечного барьера. Внутренняя периферия передней трубчатой части образует переднюю полость. Наружный диаметр передней трубчатой части является, предпочтительно, по существу таким же, как наружный диаметр фильтра. Передняя полость может преимущественно позволить вдыхаемому дыму концентрироваться вокруг одного или более отверстий в поперечном барьере перед выходом сзади через отверстия. Кроме того, передняя полость может способствовать предотвращению закупорки одного или более отверстий в процессе курения.
Ограничивающий поток элемент может содержать вторую переднюю трубчатую часть впереди от первой передней трубчатой части в подобном размещении, как описано выше по отношению к первой и второй задним трубчатым частям. Когда обеспечены две передние трубчатые части, причем первая передняя трубчатая часть, смежная с поперечным барьером, является, предпочтительно, уменьшенного диаметра по сравнению с полным диаметром фильтра, а вторая передняя трубчатая часть является, предпочтительно, по существу такого наружного диаметра, как фильтр.
В особенно предпочтительном варианте две интегральные трубчатые части обеспечены сзади от поперечного барьера, и единственная трубчатая часть предусматривается впереди от поперечного барьера.
Трубчатые части на любой стороне поперечного барьера могут быть по существу такого же размера и формы, как каждая другая, с обеспечением ограничивающего поток элемента, имеющего симметрию около поперечного барьера. Альтернативно, трубчатые части на любой стороне поперечного барьера могут иметь различные размер или форму по отношению друг к другу с обеспечением ограничивающего поток элемента, который является асимметричным около поперечного барьера.
Предпочтительно, компоненты ограничивающего поток элемента формуются интегрально как единый из одной части элемент, хотя также возможно, что образуется ограничивающий поток элемент из двух или более соединенных частей. Предпочтительно, ограничивающий поток элемент формуется экструзией или литьем под давлением.
Ограничивающий поток элемент может быть выполнен из любого подходящего материала или комбинации материалов. Предпочтительно, ограничивающий поток элемент формуется из материала, который является подходящим для экструзии или литья под давлением. Предпочтительно, ограничивающий поток элемент формуется из материала с более низкой эффективностью к мелкодисперсному веществу, чем традиционные материалы ацетатцеллюлозного фильтра, так что ограничивающий поток элемент удерживает меньше мелкодисперсного вещества из проходящего вдыхаемого дыма. Подходящие материалы, из которых может формоваться ограничивающий поток элемент, включают в себя (но не ограничиваясь этим) пластик (например, полипропилен, полиэтилен, полистирол, полиамид, полисульфон, сложный полиэфир, полиуретан, поли-(гидроксиалканоаты), поли(бутиленсукцинат), поли(винилацетат), поли(гидроксибутират-со-гидроксивалерат), поли(бутиленадипат-со-терефталат) или поликапролактон), целлюлозный материал, крахмалсодержащий материал, полимолочную кислоту, поливиниловый спирт и их комбинации или композиты.
Предпочтительно, ограничивающий поток элемент формуется из растворимого полимерного материала, образованного из одного или более водорастворимых полимеров. Особенно предпочтительно, растворимый полимерный материал образуется из одного или более водорастворимых термопластов. Термин «растворимый» означает, что полимерный материал способен растворяться в растворе с водным растворителем. Это достигается путем использования одного или более водорастворимых материалов для образования материала. Ограничивающий поток элемент может быть целиком выполнен из растворимого полимерного материала, или растворимый полимерный материал может комбинироваться с инертными компонентами, такими как инертные неорганические наполнители, которые могут быть или могут не быть растворимыми. Использование растворимого материала для формования ограничивающего поток элемента преимущественно увеличивает скорость разложения фильтра после того, как он выбрасывается.
Особенно предпочтительно, ограничивающий поток элемент формуется из биоразразлагающегося полимерного материала. Предпочтительные полимеры являются полностью биоразлагающимися, как определяется тестированием на водное аэробное биоразложение (Sturm-тест), описанном в Европейском стандарте EN13432. Предпочтительные биоразразлагающиеся полимеры включают в себя крахмал, поливиниловый спирт и их комбинации.
Предпочтительно, толщина материала, образующего ограничивающий поток элемент, находится в интервале от около 0,2 мм до около 2,0 мм, более предпочтительно, от около 0,5 мм до около 0,7 мм. Например, толщина поперечного барьера и стенок, образующих передние и задние трубчатые части, находится, предпочтительно, в указанных интервалах.
Предпочтительно, длина ограничивающего поток элемента находится в интервале от около 6 мм до около 20 мм, более предпочтительно, от около 6 мм до около 14 мм. Отношение длины ограничивающего поток элемента к диаметру ограничивающего поток элемента составляет, предпочтительно, по меньшей мере, около 1,2, более предпочтительно, по меньшей мере, около 1,5, и, наиболее предпочтительно, по меньшей мере, около 1,8. Когда ограничивающий поток элемент содержит одну или более трубчатых частей, длина каждой трубчатой части составляет, предпочтительно, по меньшей мере, около 3 мм, более предпочтительно, по меньшей мере, около 4 мм. Предпочтительно, наружный диаметр ограничивающего поток элемента находится в интервале от около 6 мм до около 9 мм, более предпочтительно, от около 7 мм до около 8,5 мм, наиболее предпочтительно, от около 7,5 мм до около 7,9 мм, для сигарет стандартного размера или в интервале от около 6,6 мм до около 7,6 мм для сигарет уменьшенного диаметра.
Фильтры и курительные изделия по изобретению, предпочтительно, снабжены вентиляционной зоной с расположением вдоль фильтра для впуска воздуха в фильтр в процессе курения. Вентиляционный воздух, который поступает в фильтр, разбавляет вдыхаемый дым и снижает подачу монооксида углерода и смолы в процессе курения. Предпочтительно, вентиляционная зона находится в форме одного или более круговых рядов перфораций через ободковую бумагу, присоединяющую фильтр к стержню табачного материала. Когда лежащая ниже обертка заглушки является по существу воздухонепроницаемой, перфорации, предпочтительно, обеспечены как через ободковую бумагу, так и через обертку заглушки. Когда лежащая ниже обертка заглушки является, по меньшей мере, частично воздухопроницаемой, перфорации могут идти только через ободковую бумагу.
Вентиляционная зона может обеспечивать вентиляционный воздух впереди от поперечного барьера ограничивающего поток элемента или сзади от поперечного барьера. Предпочтительно, вентиляционный воздух обеспечивается сзади от поперечного барьера. Вентиляционный воздух, предпочтительно, обеспечивается в первой задней трубчатой части.
Как описано выше, первая задняя трубчатая часть имеет уменьшенный наружный диаметр по сравнению с общим наружным диаметром фильтра. Это особенно предпочтительно в вариантах, в которых вентиляционная зона обеспечена в первой задней трубчатой части, т.к. кольцевое пространство, образованное между ободковой бумагой и наружной периферией первой задней трубчатой части, обеспечивает пространство, в которое может быть введен вентиляционный воздух. Устройство улучшает вентиляцию вдыхаемого дыма.
Каждое отверстие в первой задней трубчатой части, предпочтительно, имеет канал, продолжающийся через стенку первой задней трубчатой части от наружной поверхности к внутренней поверхности. При рассмотрении в продольном поперечном сечении канал может быть изогнут в направлении вверх, изогнут в направлении вниз или перпендикулярным по отношению к продольной оси фильтра. Канал, предпочтительно, продолжается под углом альфа (α), неперпендикулярным к продольной оси фильтра. Например, угол альфа (α) находится в интервале от около 30 градусов до около 90 градусов в направлении вверх или вниз, более предпочтительно, в интервале от около 45 градусов до около 90 градусов в направлении вверх или вниз. Угол альфа (α) измеряется как наименьший угол между центральной осью канала и продольной осью фильтра. В тех случаях, когда канал не является прямым, угол альфа (α) измеряется между продольной осью фильтра и направлением выхода канала.
В некоторых вариантах каждый из каналов направляет воздух в направлении назад к мундштучному концу. В других вариантах каждый из каналов направляет воздух в направлении вперед от мундштучного конца. Еще в других вариантах часть каналов направляет дым в направлении вперед, а другая направляет дым в направлении назад.
Обеспечение отверстий или каналов, которые являются изогнутыми относительно продольного направления курительных изделий, означает, что в процессе курения вентиляционный воздух направляется в полость мундштучного конца под углом к потоку вдыхаемого дыма. Это преимущественно оптимизирует смешивание воздуха с дымом и разрушает поток вдыхаемого дыма. Смешение также может увеличить турбулентность потока дыма и воздуха через полость мундштучного конца. Указанное влияние на динамику потока вдыхаемого дыма может улучшить описанные выше преимущества.
Предпочтительно, в поперечном сечении ограничивающего поток элемента каждый канал продолжается по радиусу поперечного сечения или по линии, которая смещена от радиуса под углом бета (β). «Радиус» относится к любой линии, продолжающейся от центра поперечного сечения к краю поперечного сечения. Угол бета (β) измеряется как наименьший угол при пересечении радиуса и центральной оси канала. В тех случаях, когда канал не является прямым, угол может быть измерен между продольной осью фильтра и выходом канала.
При рассмотрении поперечного сечения в направлении назад (по потоку) угол бета (β) может быть направлен в направлении по часовой стрелке или в направлении против часовой стрелки к радиусу.
Когда канал смещен от радиуса, угол бета (β) составляет, предпочтительно, менее чем около 60 градусов, более предпочтительно, менее чем около 45 градусов, и, наиболее предпочтительно, менее чем около 15 градусов, либо в направлении часовой стрелке, либо в направлении против часовой стрелки. Смешение дыма и вентиляционного воздуха может быть улучшено, когда угол бета (β) смещен от радиуса. В некоторых случаях каждый из каналов может быть направлен в направлении по часовой стрелке или в направлении против часовой стрелки, или часть каналов может быть направлена в направлении по часовой стрелке, а часть из них направлена в направлении против часовой стрелки.
2
2
Размер отверстий или каналов в первой задней трубчатой части, предпочтительно, обеспечивает общую открытую площадь в интервале от около 1,0 до около 4,0 квадратных мм (мм), более предпочтительно, в интервале от около 1,5 до около 3,5 квадратных мм (мм). Предпочтительно, отверстия или каналы являются по существу круглыми или овальными, хотя другие формы поперечного сечения являются также возможными.
В первой задней трубчатой части может быть обеспечено единственное отверстие или канал. Альтернативно, в первой задней трубчатой части может быть обеспечено два или более отстоящих друг от друга отверстий или каналов. Например, в одном предпочтительном варианте предусматривается пара по существу противоположных каналов. Когда имеется два или более отверстий или каналов, отверстия или каналы могут иметь одинаковую открытую площадь каждый или различную открытую площадь. Два или более каналов могут быть обеспечены под одинаковым или различным углом альфа (α) к продольной оси или под одинаковым или различным углом бета (β) к радиусу поперечного сечения ограничивающего поток элемента. Отверстия или каналы могут быть расположены в по существу одинаковом положении по длине первой задней трубчатой части или в различном продольном положении по отношению друг к другу.
В альтернативных вариантах, в которых вентиляционная зона обеспечена впереди от поперечного барьера, вентиляционная зона, предпочтительно, перекрывает переднюю трубчатую часть ограничивающего поток элемента. В таких вариантах передняя трубчатая часть имеет одно или более отверстий с образованием пути сообщения между вентиляционной зоной и передней полостью, образованной передней трубчатой частью, как описано выше по отношению к отверстиям в первой задней трубчатой части. В таких вариантах смешивание вентиляционного воздуха с вдыхаемым дымом имеет место прежде, чем дым проходит через поперечный барьер.
Когда ограничивающий поток элемент содержит две передние трубчатые части, отверстия, предпочтительно, обеспечены в первой передней трубчатой части, смежной с поперечным барьером. Предпочтительно, первая передняя трубчатая часть имеет уменьшенный наружный диаметр по сравнению с общим диаметром фильтра для того, чтобы образовать кольцевой канал между наружной поверхностью первой передней трубчатой части и лежащей сверху оберткой заглушки.
Фильтры по изобретению могут дополнительно содержать один или более дополнительных сегментов фильтра впереди от ограничивающего поток элемента. Впереди от ограничивающего поток элемента, предпочтительно, обеспечены одна или более заглушек из волокнистого фильтрующего материала, такого как один или более материалов, выбранных из ацетатцеллюлозного жгута, нетканого целлюлозного материала (например, бумаги), целлюлозосодержащей нити, водорастворимых волокон и биоразлагающихся волокон. Предпочтительно, длина каждой заглушки фильтрующего материала находится в интервале от около 5 мм до около 12 мм, более предпочтительно, от около 6 мм до около 8 мм. Волокна, образующие волокнистый фильтрующий материал, могут быть по существу выравнены в продольном направлении вдоль сегмента, или волокна могут быть ориентированы произвольно.
Когда обеспечены одна или более передних заглушек волокнистого фильтрующего материала указанная, по меньшей мере, одна заглушка может содержать сорбент, способный удалять, по меньшей мере, один газофазный компонент из вдыхаемого дыма, втягиваемого через фильтр. Предпочтительно, по меньшей мере, один сорбент выбран из группы, состоящей из активированного угля, активированного глинозема, цеолитов, молекулярных сит и силикагеля. Альтернативно или дополнительно, по меньшей мере, одна заглушка волокнистого фильтрующего материала может содержать один или более ароматизаторов, предпочтительно, один или более жидких ароматизаторов с дополнительным улучшением подачи ароматизатора пользователю в процессе курения.
Предпочтительно, ограничивающий поток элемент и, когда присутствуют, одна или более передних заглушек волокнистого фильтрующего материала ограничены полосой обертки заглушки. Обертка заглушки может быть по существу воздухопроницаемой или по существу воздухонепроницаемой. Как описано выше, полоса обертки заглушки, предпочтительно, выходит за пределы заднего конца ограничивающего поток элемента с, по меньшей мере, частичным образованием полости мундштучного конца.
Предпочтительно, полоса обертки заглушки присоединяется к круговой наружной поверхности, по меньшей мере, части ограничивающего поток элемента. Предпочтительно, полоса обертки заглушки присоединяется к ограничивающему поток элементу с тем, чтобы установить по существу воздухонепроницаемое уплотнение с наружной поверхностью ограничивающего поток элемента. Это преимущественно предотвращает утечку вдыхаемого дыма наружу из ограничивающего поток элемента в процессе курения, так что по существу весь вдыхаемый дым подается через одно или более отверстий в поперечном барьере. Таким образом, ограничивающий поток элемент может эффективно поддерживать требуемый уровень СВ.
Когда фильтр дополнительно содержит одну или более передних заглушек волокнистого фильтрующего материала, полоса обертки заглушки, предпочтительно, присоединяется к окружной наружной поверхности каждой заглушки.
Предпочтительно, обертка заглушки образована из бумажного материала. Однако обертка заглушки может быть формована из пластика, например, прозрачного пластика. Полоса обертки заглушки может присоединяться к ограничивающему поток элементу и любым заглушкам фильтра с использованием подходящего клея.
Предпочтительно, фильтры по изобретению имеют общее СВ в интервале от около 250 до около 500 мм вод.ст. (2450-4900 Па), более предпочтительно, в интервале от около 275 до около 400 мм вод.ст. (2695-3920 Па), наиболее предпочтительно, в интервале от около 300 до 400 мм вод.ст. (2940-3920 Па), где СВ измеряется с полностью блокированной вентиляцией. Предпочтительно, курительное изделие по изобретению имеет общее СВ, по меньшей мере, около 30 мм вод.ст. (294 Па), более предпочтительно, по меньшей мере, 40 мм вод.ст. (392 Па), где СВ измеряется перед курением с полностью блокированной вентиляцией.
СВ фильтра или курительного изделия выражается здесь в единицах давления «мм вод.ст.», или «мм водяного столба», и измеряется в соответствии с ISO 6565:2002.
Предпочтительно, общая длина фильтров по изобретению находится в интервале от около 18 мм до около 36 мм, более предпочтительно, около 27 мм. Предпочтительно, общая длина курительных изделий по изобретению находится в интервале от около 70 мм до около 128 мм, более предпочтительно, около 84 мм. Предпочтительно, наружный диаметр фильтров и курительных изделий по изобретению находится в интервале от около 5 мм до 8,5 мм, более предпочтительно, около 7,9 мм.
Фильтры по изобретению могут быть преимущественно введены в широкий ряд различных типов курительного изделия. Например, фильтры могут быть введены в сгораемые курительные изделия, такие как сигареты с фильтром, имеющие стержень табачной мешки или другого курительного материала, который сгорает в процессе курения. Предпочтительно, стержень курительного материала содержит табак, окруженный оберткой, более предпочтительно, табачную мешку, окруженную оберткой.
Альтернативно, фильтры могут быть введены в нагреваемые курительные изделия описанного выше типа, в которых материал нагревается с образованием аэрозоля быстрей, чем сгорает. Например, фильтры по изобретению могут быть введены в нагреваемое курительное изделие, содержащее сгораемый источник тепла, такое как рассмотренное в WO-A-2009/022232, которое содержит сгораемый источник тепла и аэрозольобразующее вещество сзади от сгораемого источника тепла. Фильтры по изобретению могут быть также введены в нагреваемые курительные изделия, содержащие несгораемые источники тепла, например, химические источники тепла или электрические источники тепла, такие как электрические нагревательные элементы.
Альтернативно, фильтры по изобретению могут быть введены в курительные изделия, в которых никотинсодержащий аэрозоль образуется из табачного материала или другого источника никотина без сгорания и без нагревания так, как описано в WO-A-2008/121610 и WO-A-2010/107613.
Курительные изделия по изобретению могут быть упакованы в контейнеры, например, в мягкие упаковки или упаковки с шарнирной крышкой. Курительные изделия в контейнере могут быть обернуты во внутренний вкладыш, который может необязательно иметь ароматизатор, нанесенный на, по меньшей мере, одну поверхность.
Фильтры по изобретению могут быть получены непрерывным способом, содержащим стадии получения непрерывного массива фильтров, содержащих ограничивающие поток элементы и любые дополнительные передние сегменты фильтра; обертывания непрерывного массива фильтров непрерывным листом обертки заглушки; и резки непрерывного обернутого стержня с образованием отдельных фильтров или множественных фильтров, таких как двойные фильтры или четверные фильтры. Фильтры, предпочтительно, размещены в непрерывном массиве, так что обеспечивается пространство, смежное с задним концом ограничивающего поток элемента. Отдельные или множественные обернутые стержни фильтров последовательно объединяются с обернутыми стержнями табачного материала известным способом с созданием собранных курительных изделий. Стержень фильтра разрезают в положении пространства с получением фильтров, имеющих полость мундштучного конца, образованную оберткой заглушки, как описано выше.
Ограничивающие поток элементы и любые дополнительные передние сегменты фильтра могут быть выравнены в соответствующем порядке с образованием непрерывного массива фильтров с использованием традиционных фильтроделательного устройства и технологии. Когда ограничивающий поток элемент является асиммметричным по его длине, может быть необходимо чередовать направление ограничивающего поток элемента, так что правильное направление получается во всех собранных фильтрах. Непрерывный обернутый стержень фильтра может разрезаться в соответствующих положениях с использованием традиционного режущего устройства с использованием подходящих средств совмещения положения резки, для получения полостей мундштучного конца, имеющих одинаковую (постоянную) длину.
В процессе получения фильтров подходящий клей, предпочтительно, наносится на внутреннюю поверхность обертки заглушки, наружную поверхность компонентов фильтра или на то и другое, так что обертка заглушки склеивается с наружными окружными поверхностями компонентов фильтра после того, как она обертывается вокруг непрерывного массива фильтров.
Настоящее изобретение будет дополнительно описано только путем примера со ссылкой на прилагающиеся чертежи, на которых:
Фиг.1 - вид в перспективе курительного изделия по изобретению с ободковой бумагой и оберткой заглушки, частично обернутыми вокруг рассматриваемых внутренних компонентов фильтра;
Фиг.2 - продольное поперечное сечение фильтра курительного изделия с Фиг.1;
Фиг.3 - поперечное сечение фильтра, выполненное в положении линии перфораций; и
Фиг.4 - продольное поперечное сечение фильтра согласно альтернативному варианту настоящего изобретения.
Курительное изделие, показанное на Фиг.1, содержит цилиндрический табачный стержень 12 и фильтр 14. Табачный стержень 12 содержит табачную мешку, окруженную бумажной оберткой 16. Фильтр 14 присоединяется к табачному стержню 12 полоской ободковой бумаги 18, которая окружает фильтр 14 и смежную часть табачного стержня 12.
Фильтр 14 содержит передний сегмент 20 фильтра, смежный с и примыкающий к табачному стержню 12, полость 22 мундштучного конца на мундштучном конце курительного изделия 10 и одну часть, формованного литьем под давлением ограничивающего поток элемента 24, расположенного между передним сегментом 20 фильтра и полостью 22 мундштучного конца. Передний сегмент 20 фильтра образован из заглушки из ацетатцеллюлозного жгута. Передний сегмент 20 фильтра отстоит от переднего конца ограничивающего поток элемента 24 на небольшое расстояние.
Передний сегмент 20 фильтра и ограничивающий поток элемент 24 окружены полосой обертки 26 заглушки. Полоса обертки 26 заглушки выходит за пределы заднего конца ограничивающего поток элемента 24 с частичным образованием полости 22 мундштучного конца фильтра. Полоса ободковой бумаги 18 продолжается на полную длину фильтра, так что ободковая бумага 18 покрывает обертку 26 заглушки, включая полость 22 мундштучного конца.
Ограничивающий поток элемент 24 образован из поливинилового спирта, смешанного с органическим или неорганическим наполнителем и отформованного литьем под давлением с получением ограничивающего поток элемента 24. Как показано на Фиг.2, ограничивающий поток элемент 24 содержит центральный поперечный барьер 28, интегральную заднюю трубчатую часть 30, продолжающуюся от задней стороны барьера 28, и интегральную переднюю трубчатую часть 32, продолжающуюся от передней стороны барьера 28.
Внутренняя периферия задней трубчатой части 30 образует заднюю полость 34, смежную с поперечным барьером 28, где задняя полость 34 образует часть полости 22 мундштучного конца вместе с пространством, образованным оберткой 26 заглушки. Внутренняя периферия передней трубчатой части 32 аналогично образует переднюю полость 36, смежную с поперечным барьером 28 на противоположной стороне. Трубчатые части 30, 32 являются приблизительно одинаковой длины по отношению друг к другу, и обе имеют наружный диаметр, по существу соответствующий наружному диаметру фильтра 14.
Поперечный барьер 28 находится в форме круглого диска, имеющего наружный диаметр, соответствующий наружному диаметру фильтра 14. Круглый диск имеет единственное центральное отверстие 38, которое обеспечивает канал между задней полостью 34 и передней полостью 36. Как показано на Фиг.1, наружные поверхности поперечного барьера 28, задней трубчатой части 30 и передней трубчатой части 32 являются интегральными, так что наружная поверхность ограничивающего поток элемента 24 как целое является по существу цилиндрической. Поперечный барьер 28 и стенки трубчатых частей 30, 32 имеют толщину в интервале от 0,5 мм до 0,7 мм.
В задней трубчатой части 30 предусматривается пара по существу противоположных каналов 40. Каждый канал 40 проходит весь путь через стенку задней трубчатой части 30 под углом альфа (α) приблизительно 90 градусов к продольной оси курительного изделия.
Как показано на Фиг.3, при рассмотрении поперечного сечения, каждый канал 40 продолжается периферически вокруг задней трубчатой части 30, так что канал 40 продолжается под углом бета (β) к радиусу поперечного сечения ограничивающего поток элемента. В альтернативном варианте угол бета (β) может составлять ноль градусов, так что каждый канал продолжается по радиусу задней трубчатой части, или угол бета (β) может составлять менее чем около 45 градусов от радиуса в направлении по часовой стрелке, как показано.
Окружной ряд перфораций 50 предусматривается через полосу ободковой бумаги 18 и полосу обертки 26 заглушки. Перфорации 50 расположены в положении вдоль фильтра 14, перекрывая отверстия каналов 40 на наружной поверхности задней трубчатой части 30. Каналы 40 поэтому обеспечивают путь сообщения между наружной частью фильтра и полостью 22 мундштучного конца для вентиляционного воздуха, втягиваемого в полость 22 мундштучного конца. При использовании вентиляционный воздух втягивается через перфорации 50 по каналам 40 в заднюю трубчатую часть и в полость 22 мундштучного конца, где он смешивается с вдыхаемым дымом, втягиваемым через центральное отверстие 38 поперечного барьера 28. Размещение каналов 40 означает, что вентиляционный воздух направляется к вдыхаемому дыму под углом, который перпендикулярен направлению вдыхаемого дыма. Это обеспечивает смешивание вентиляционного воздуха с вдыхаемым дымом и образует турбулентный поток дыма и воздуха.
Фильтр 114, показанный на Фиг.4, является подобным по конструкции фильтру 14, описанному выше, но содержит альтернативный ограничивающий поток элемент 124. Ограничивающий поток элемент 124 содержит центральный поперечный барьер 128, как описано выше, первую интегральную заднюю трубчатую часть 130, вторую интегральную заднюю трубчатую часть 131 и переднюю интегральную трубчатую часть 132. Поперечный барьер 128 является вогнутым в направлении вперед (против потока дыма).
Первая задняя трубчатая часть 130 продолжается от задней стороны поперечного барьера 128 и имеет уменьшенный наружный диаметр по сравнению с общим наружным диаметром фильтра. Вторая задняя трубчатая часть 131 продолжается от заднего конца первой задней трубчатой части 130. Передняя трубчатая часть 132 продолжается от передней стороны поперечного барьера 128. Как вторая задняя трубчатая часть 131, так и передняя трубчатая часть 132 имеют наружный диаметр, который по существу является таким же, как диаметр фильтра 114.
Внутренние периферии первой задней трубчатой части 130 и второй задней трубчатой части 131 образуют заднюю полость 134, смежную с поперечным барьером 128, где задняя полость 124 образует часть полости 122 мундштучного конца вместе с пространством, образованным оберткой 26 заглушки, как в фильтре 14.
Благодаря уменьшенному наружному диаметру первой задней трубчатой части 130 по сравнению с трубчатыми частями на любой стороне внутренняя поверхность обертки 126 заглушки смещена на расстояние от окружной наружной поверхности первой задней трубчатой части 130, как показано на Фиг.2. Кольцевое пространство между оберткой 26 заглушки и наружной поверхностью первой задней трубчатой части 130 образует вентиляционную зону. Один или более рядов перфораций 140 обеспечены через обертку 26 заглушки и ободковую бумагу 18, лежащие поверх первой задней трубчатой части 130.
Как в фильтре 14 пара по существу противоположных каналов 140 предусматривается в первой задней трубчатой части 130. Каналы имеют такую же конфигурацию, как описано выше по отношению к фильтру 14.
Когда фильтры 14, 114, описанные выше, рассматриваются от мундштучного конца, внутренние поверхности полости 22, 122 мундштучного конца являются видимыми. На мундштучном конце полости мундштучного конца внутренняя поверхность соответствует внутренней поверхности обертки 126 заглушки. В части полости 122 мундштучного конца, образованной ограничивающим поток элементом 124, внутренняя поверхность соответствует внутренней поверхности первой задней трубчатой части 30 или частей 130, 131. Поперечный барьер 28, 128 с центральным отверстием 38 является также видимым от мундштучного конца. После курения курительного изделия 10, имеющего фильтр 14 или фильтр 114, при сгорании табачного материала в табачном стержне 12 уровень образования пятен на видимых поверхностях полости 22, 122 мундштучного конца и поперечном барьере 28, 122 является относительно низким.
Фильтры 14, 114 конструируются с использованием способа, описанного выше. Непрерывный массив ограничивающих поток элементов 24, 124 размещается с передним сегментом 20 фильтра, смежным с передней стороной каждого ограничивающего поток элемента 24, 124 и пространством на задней стороне. Также предусматривается непрерывный лист материала обертки заглушки, и лист обертки заглушки обертывается вокруг массива сегментов фильтра и приклеивается на месте. Непрерывный обернутый стержень фильтра затем разрезают с получением отдельных, двойных или тройных фильтров, и обернутые фильтры объединяются с обернутым табачным стержнем при скреплении полоской ободковой бумаги вокруг фильтра. Данная стадия может выполняться при использовании существующего оборудования, используемого для присоединения фильтров к табачным стержням в процессе изготовления известных сигарет с фильтром.