СИГАРЕТНЫЙ ФИЛЬТР С РЕГУЛИРОВКОЙ СТЕПЕНИ ОЧИСТКИ ТАБАЧНОГО ДЫМА

Полезная модель относится к области табачной промышленности и может найти применение при производстве фильтров табачного дыма для сигарет.
Известен сигаретный фильтр с регулировкой степени очистки табачного дыма [1], выполненный в виде оболочки, снабженной вентиляционными отверстиями, и заполняющим оболочку волокнистым фильтрующим материалом на основе целлюлозы. Вентиляционные отверстия обеспечивают переменный уровень вентиляции табачного дыма при выкуривании сигареты с этим фильтром в интервале значений от 50% до 70%.
Недостатком известного технического решения является неконтролируемое во времени изменение степени разбавления (по существу «очистки» ввиду снижения концентрации компонентов в конкретной затяжке) табачного дыма в процессе выкуривания табачного стержня.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату аналогом, принятым в качестве прототипа [2], является сигаретный фильтр с регулировкой степени очистки табачного дыма, содержащий продольно простирающийся сердечник, обертку вокруг него и сорбент в виде частиц адгезионно прикрепленных к одному или нескольким участкам радиально-внутренней поверхности обертки, при этом указанная обертка свободна от сорбента по своей окружности вблизи одного или обоих концов сердечника. В свою очередь обертка сама окружена внешней оболочкой в виде трубчатого тела, перфорированного с конца, примыкающего к табачному стержню так, что образуется переходная вентилируемая зона.
Недостатком известного технического решения является фактически неконтролируемое во времени изменение степени очистки (разбавлением) табачного дыма в процессе потребления табачного изделия курильщиком, что обусловлено фактом перманентного снижения
сопротивления потоку табачного дыма вследствие термоистления («выкуривания») табачного стержня, приводящего к уменьшению его длины (и следовательно, динамического сопротивления потоку проходящего через табачный стержень табачного дыма), в то время как сопротивление потоку воздуха через перфорацию воздушной вентиляции фильтра сохраняется неизменным.
Технический результат от использования настоящей полезной модели ожидается в виде стабилизации во время курения степени очистки табачного дыма на выбранном курильщиком уровне.
Указанный технический результат достигается тем, что в сигаретном фильтре с регулировкой степени очистки табачного дыма, содержащем по существу цилиндрическую оболочку и размещенные в ней первый фильтрующий элемент, выполненный в виде пористой структуры, и второй фильтрующий элемент, по крайней мере частично контактирующий с первым фильтрующим элементом, второй фильтрующий элемент выполнен в виде распределенной системы трубчатых и/или ампульных капсул, содержащих воду и изготовленных с возможностью дискретного разрушения корпуса при приложении внешнего механического усилия в интервале значений от 20 до 95 граммов, при этом объем второго фильтрующего элемента выбирают равным одному из значений диапазона 3-75% об. от объема первого фильтрующего элемента, а оболочка выполнена водонепроницаемой.
Целесообразно, чтобы система трубчатых и/или ампульных капсул второго фильтрующего элемента была образована, по меньшей мере, двумя капсулами.
Желательно, чтобы содержание воды в капсуле было выбрано равным одному из значений диапазона 40-95% об.
Предпочтительно, чтобы в качестве воды была использована деионизованная или дистиллированная вода.
Имеет значение, чтобы соотношение суммарного объема дискретных трубчатых капсул к суммарному объему дискретных ампульных капсул второго фильтрующего элемента было выбрано равным одному из значений диапазона 0,05-14.
Целесообразно, чтобы дискретность изменения объема трубчатой и/или ампульной капсулы была выбрана равным одному из значений диапазона 5-25%.
Желательно, чтобы со стороны орального конца он был сопряжен со встроенным муштуком.
Имеет значение, чтобы в муштук был имплантирован по меньшей мере один литой, спеченный или композитный магнит.
Предпочтительно, чтобы в оболочке со стороны конца, примыкающего к табачному стержню, было выполнены отверстия для обеспечения воздушной вентиляции.
Сопоставительный анализ конструкции фильтра-прототипа и заявленной полезной модели позволил установить, что предложенный объект промышленной собственности отличается от фильтра-прототипа признаками, характеризующими выполнение второго фильтрующего элемента в виде распределенной системы трубчатых и ампульных капсул, содержащих воду и изготовленных с возможностью дискретного механического разрушения корпуса при приложении внешнего механического усилия в интервале значений от 20 до 95 граммов, при этом объем второго фильтрующего элемента выбирают равным одному из значений диапазона 3-75% об. от объема первого фильтрующего элемента, а оболочка выполняется водонепроницаемой.
Результаты сопоставительного анализа дают основание сделать вывод о соответствии предлагаемого объекта промышленной собственности критерию полезной модели «новизна».
Заявленный к защите сигаретный фильтр с регулировкой степени очистки табачного дыма иллюстрируется следующими графическими материалами:
- на Фиг.1 схематично представлен внешний вид сигаретного фильтра с первой, второй, третьей и четвертой трубчатыми капсулами;
- на Фиг.2 схематично представлен внешний вид сигаретного фильтра с одной трубчатой и двумя ампульными капсулами.
Перечень позиций:
1. Сигарета.
2. Табачный стержень.
3. Оболочка фильтра.
4. Перфорация.
5. Пористый фильтрующий элемент.
6. Первая трубчатая капсула.
7. Вторая трубчатая капсула.
8. Третья трубчатая капсула.
9. Четвертая трубчатая капсула.
10. Корпус муштука.
11. Центральный держатель.
12. Первая трубчатая капсула.
13. Вторая трубчатая капсула.
Сигарета 1 (Фиг.1 и Фиг.2) содержит табачный стержень 2 (Фиг.1 и Фиг.2) в трубчатой оболочке. Под «трубчатостью» подразумевается пустотелое изделие, имеющее боковую стенку и любую требуемую форму сечения, в частности круглую, прямоугольную, многогранную, овальную или квадратную.
Со стороны одного из торцов оболочки фильтра 3 (Фиг.1 и Фиг.2) табачного стержня 2 (Фиг.1 и Фиг.2) к сигарете 1 (Фиг.1 и Фиг.2) соосно прикреплен сигаретный фильтр с регулировкой степени очистки табачного дыма. В оболочке фильтра 3 (Фиг.1 и Фиг.2) выполнена перфорация для обеспечения воздушной вентиляции 4 (Фиг.1 и Фиг.2). В оболочку фильтра 3 (Фиг.1 и Фиг.2) заключен пористый фильтрующий элемент 5 (Фиг.1 и Фиг.2), представляющего собой жгут (или последовательно установленную совокупность жгутов) волокон фильтрующего материала, который может быть изготовлен из минерального, полимерного или металлического сырья.
По технологическим соображениям предпочтительно использовать ацетатные волокна, ацетат-целлюлозные волокна, целлюлозные волокна и волокна из термопластика, в частности волокна полипропилена.
По экономическим соображениям в качестве пористого фильтрующего элемента также может быть использована филаментная пакля или крепированная бумага ввиду их относительно низкой себестоимости.
Водонепроницаемая оболочка фильтра 3 (Фиг.1 и Фиг.2 ) может быть изготовлена из полимерного материала, например, полистирола, или из бумаги, плакированной полиэтиленом низкого давления и т.п.
Первую 6 (Фиг.1 и Фиг.2), вторую 7 (Фиг.1 и Фиг.2), третью 8 (Фиг.1 и Фиг.2) и четвертую 9 (Фиг.1 и Фиг.2) трубчатые капсулы образуют герметичные корпуса, содержащие деионизованную или дистиллированную воду.
Со стороны орального конца сигаретный фильтр с регулировкой степени очистки табачного дыма оснащен муштуком, корпус которого 10 (Фиг.1 и Фиг.2) взаимодействует с центральным держателем 11 (Фиг.1 и Фиг.2) посредством демпфирующего элемента (не показан). Встроенный в фильтр муштук может быть изготовлен из пластика и содержать имплантированные в его элементы магнит (магниты) (литой, спеченный или композитный), способствующего стабилизации в процессе курения насыщаемой ионами и приобретающей в силу этого свойства проводимости воды в теле пористого фильтрующего элемента.
Первая 12 (Фиг.1 и Фиг.2) и вторая 13 (Фиг.1 и Фиг.2) ампульные капсулы также образованы герметичными корпусами, которые содержат деионизованную или дистиллированную воду.
Поскольку требования в части герметичности корпуса капсулы касаются воды, то в качестве материала герметичного корпуса капсулы могут быть использованы металл, полимер и керамика.
Из металлов предпочтительно применение алюминия, тантала, серебра, золота или платины, из полимеров желательно использование полипропилена, полистирола или полиэтилена низкого давления, а из керамики наиболее приемлемы для применения фаянс, фарфор или стеклокерамика.
Форма капсулы может быть произвольной, предпочтительно использование форм с наибольшими отношениями герметичного объема к площади поверхности, например шаровая, цилиндрическая и т.п.
Корпуса всех упомянутых капсул снабжаются, по меньшей мере, одной насечкой для четкого позиционирования зоны разгерметизации. Форма насечек может быть различная, например двухсторонняя прямоугольная насечка, сферическая насечка с внутренней стороны корпуса,
трапециидальная насечка на внешней стороне, треугольная насечка с внутренней стороны корпуса и т.п.. Параметры насечки (или насечек) в основном характеризующиеся глубиной и площадь, должны выбираться исходя из известных правил и законов сопротивления материалов так, чтобы при приложении к оболочке фильтра 3 (Фиг.1 и Фиг.2) усилия в диапазоне значений от 20 до 95 граммов обеспечивалась контролируемая (только в зоне насечки или насечек) разгерметизация корпуса подвергающейся воздействию капсулы.
При этом выбирая зоны приложения усилия на поверхности оболочки фильтра 3 (Фиг.1 и Фиг.2), которые могут быть специально маркерованы в части указания градации степени очистки табачного дыма, табакокурильщик имеет возможность сознательно выбирать уровень своих субъективных органолептических ощущений от процесса курения.
Варианты реализации настоящей полезной модели поясняются примерами, изложенными ниже.
ПРИМЕР 1.
В этом примере использовали 800 стандартных блоков сигарет с пористым фильтрующим элементом и муштуком, изготовленных в соответствии с ISO 3402 (вес сигареты 874±120 мг). Посредством взвешивания отобрали партию в количестве 60 шт. сигарет 1 (фиг.1) таким образом, чтобы различия в их весе не превышало величины в 0,3 мг.
Из отсортированного указанным образом количества сигарет с фильтром 1 (Фиг.1) у 5 шт. отделяют и взвешивают неиспользованные фильтры, а 15 шт. оставляют в качестве эталонной партии. Затем в каждой из оставшихся 40 шт. отсортированных сигарет 1 (Фиг.1) осторожно удаляют муштук и оболочку фильтра 3 (Фиг.1). Механическим микрофрезерованием на поверхности пористого фильтрующего элемента 5 (Фиг.1) формируют четыре углубления, суммарный объем которых составляет 3% от его объема, в которые помещают четыре трубчатые капсулы. Относительное изменение между собой объемов этих капсул задают следующим соотношением: 50%-25%-15%-10% начиная с первой трубчатой капсулы 6 (Фиг.1). Первая трубчатая капсула 6 (Фиг.1) содержит 40% об. деионизованной воды в полипропиленовом
корпусе. Указанная капсула снабжена одной М-обраэной насечкой на корпусе. Вторая трубчатая капсула 7 (Фиг.1) содержит 55% об. дистиллированной воды в корпусе из алюминиевой фольги, снабженном на внутренней поверхности V-образной насечкой. Третья трубчатая капсула 8 (Фиг.1) содержит 80% об. дистиллированной воды в фарфоровом корпусе, снабженном 5 шарообразными насечками на внешней стороне корпуса. Четвертая капсула 9 (Фиг.1) содержит 95% об. деионизованной воды в корпусе из полиэтилена низкого давления, снабженного двумя Н-образными насечками, одна из которых находится на внутренней поверхности указанного корпуса, а вторая расположена на его внешней поверхности.
Далее оболочку фильтра 3 (Фиг.1) приводят в водонепроницаемое состояние любым из известных способов, в частности, гидрофобизацией посредством плакирования с внутренней стороны гидрофобной пленкой (например, полиэтиленовой) и устанавливают на прежнее место. Со стороны орального конца производят установку муштука, помещая корпус муштука 10 (Фиг.1) под оболочку фильтра 3 (Фиг.1), предварительно закрепив на его центральном держателе 11 (Фиг.1) литой магнит весом 2-2,5 мг. После этого произвольным образом отбирают 20 шт. модифицированных сигарет 1 (Фиг.1) и липкой полимерной лентой по окружности заклеивают перфорацию 4 (Фиг.1). Данная контрольная партия позволит судить о стабильности очистки табачного дыма модифицированным фильтром. После этого повторно производят взвешивание модифицированных сигарет 1 (Фиг.1), регистрируют приобретенный каждой их них новый весовой показатель, а обертку табачного стержня 2 (Фиг.1) размечают по длине на три равных участка. Аналогично этому, на три равны участка по длине табачного стержня 2 (Фиг.1) размечают и обертки 15 сигарет 1 (Фиг.1) эталонной партии.
Затем на автоматической курительной машине устанавливают режим курения сигареты 1 (Фиг.1) с параметрами по ISO 4387 (объем вдыхания 35 мл, время вдыхания 2 секунды, и пауза между вдохами 58 секунд) и приступают к механическому «выкуриванию» сигарет 1 (Фиг.1).
«Выкуривают» первые 5 шт. сигарет 1 (Фиг.1) эталонной партии на расстояние равное 1/3 от исходной длины табачного стержня
2 (Фиг.1). Потом отделяют от табачного стержня и взвешивают использованный фильтр.
Затем «выкуривают» следующие 5 шт. сигарет 1 (Фиг.1) эталонной партии на расстояние равное 2/3 от исходной длины табачного стержня 2 (Фиг.1). Снова отделяют от остатков табачного стержня и взвешивают использованный фильтр.
Оставшиеся 5 шт. сигарет 1 (Фиг.1) эталонной партии «выкуривают» до полного термоистления табачного стержня, после чего отделяют и взвешивают использованный табачный фильтр.
По результатам взвешивания использованных фильтров эталонной партии сигарет 1 (Фиг.1) было установлено, что при среднем значении веса фильтрата табачного дыма полностью выкуренной сигареты 1 (Фиг.1) равном 6,1 мг, эталонный сигаретный фильтр с регулировкой степени очистки табачного дыма, соответствующий прототипу, характеризуется крайне нестабильными во времени показателями степени очистки, приближающимися к нелинейной кривой. Так усредненный показатель веса фильтрата табачного дыма, обнаруженного в использованном фильтре по результатам взвешивания у «выкуренной» на первую треть длины табачного стержня 2 (Фиг.1) сигареты 1 (Фиг.1) составил величину 0,8 мг. Для сигареты 1 (Фиг.1) у которой табачный стержень 2 (Фиг.1) был «выкурен» на 2/3 его длины, данный усредненный показатель имел значение 2,3 мг. Соответственно, вес фильтрата табачного дыма, захваченного из потока табачного дыма при «выкуривании» сигареты 1 (Фиг.1) на третьем (завершающем) этапе курения составил в среднем 3,8 мг. При стабильной фильтрации табачного дыма вес его фильтрата на любой 1/3 длины табачного стержня должен был составлять усредненную величину 2 мг. Следовательно, отклонение веса фильтрата табачного дыма на первом (1/3 длины табачного стержня 2 (Фиг1.)) этапе «выкуривания» сигареты 1 (Фиг.1) от показателя 2 мг меньше в 2,5 раза, на втором этапе «выкуривания» (2/3 от длины табачного стержня 2 (Фиг.1))- меньше в 1,5 раза, а на третьем этапе «выкуривания» (3/3 от длины табачного стержня 2 (Фиг.1) или полное термоистление)- больше в 1,9 раз.
Снова на автоматической курительной машине, настроенной на параметры по ISO 4387, последовательно за 5 циклов (4 шт. + 4 шт. +
4 шт. + 4 шт. + 4 шт.) размещают и «выкуривают» сигареты 1 (Фиг.1), но уже контрольной партии, у которой четырьмя трубчатыми капсулами модифицирован фильтр, но перфорация 4 (Фиг.1) заклеена липкой лентой, при этом на первом этапе каждого цикла обеспечивают «выкуривание» только 1/3 (по 7 шт. сигарет) от длины табачного стержня 2 (Фиг.1), на второй этапе - ровно 2/3 (7 шт. сигарет) от длины табачного стержня 2 (Фиг.1), на третьем этапе - полностью (6 шт. сигарет) табачный стержень 2 (Фиг.1). Перед установкой сигарет 1 (Фиг.1) контрольной партии в автоматическую курительную машину на первом цикле к оболочке фильтра 3 (Фиг.1) прилагают усилие равное 20 граммам в зоне размещения четвертой трубчатой капсулы 9 (фиг.1) и тем самым ее разгерметизируют, на втором цикле к оболочке фильтра 3 (Фиг.1) прилагают усилие равное 35 граммам в зоне размещения третьей трубчатой капсулы 8 (фиг.1) и тем самым ее разгерметизируют, на третьем цикле к оболочке фильтра 3 (Фиг.1) прилагают усилие равное 70 граммам в зоне размещения второй трубчатой капсулы 7 (фиг.1) и тем самым добиваются ее разгерматизации, на четвертом цикле к оболочке фильтра 3 (Фиг.1) прилагают усилие равное 85 граммам в зоне размещения первой трубчатой капсулы 6 (фиг.1) и тем самым ее разгерматизируют, на пятом цикле к оболочке фильтра 3 (Фиг.1) прилагают усилие в 95 граммов и тем самым практически одновременно добиваются разгерметизации всех трубчатых капсул. Дальнейшее исследование поэтапного накопления фильтрата табачного дыма в использованных фильтров для всех пяти циклов, произведенное путем взвешивания в соответствии с методикой, использованной выше для эталонной партии, позволило установить, что стабильность очистки табачного дыма в контрольной партии для любого из пяти выбранных уровней не выходит за рамки в среднем 8%.
Наконец, на автоматической курительной машине, настроенной на параметры по ISO 4387, последовательно за 5 циклов (4 шт. + 4 шт. + 4 шт. + 4 шт. + 4 шт.) размещают и «выкуривают» сигареты 1 (Фиг.1), у каждой из которой четырьмя трубчатыми водосодержащими капсулами модифицирован фильтр и имеется перфорация 4 (Фиг.1).
На первом этапе каждого цикла обеспечивают выкуривание 1/3 (по 7 шт. сигарет) от длины табачного стержня 2 (Фиг.1), на втором этапе - 2/3 (7 шт. сигарет) от длины табачного стержня 2 (Фиг.1), на третьем этапе - 3/3 (6 шт. сигарет) от длины табачного стержня 2 (Фиг.1), т.е. весь табачный стержень 2 (Фиг.1). Перед установкой указанных модифицированных сигарет 1 (Фиг.1) в автоматическую курительную машину на первом цикле к оболочке фильтра 3 (Фиг.1) прилагают усилие равное 20 граммам в зоне размещения четвертой трубчатой капсулы 9 (фиг.1) и тем самым ее разгерметизируют, на втором цикле к оболочке фильтра 3 (Фиг.1) прилагают усилие равное 35 граммам в зоне размещения третьей трубчатой капсулы 8 (фиг.1) и тем самым ее разгерметизируют, на третьем цикле к оболочке фильтра 3 (Фиг.1) прилагают усилие равное 70 граммам в зоне размещения второй трубчатой капсулы 7 (фиг.1) и тем самым ее разгерматизируют, на четвертом цикле к оболочке фильтра 3 (Фиг.1) прилагают усилие равное 85 граммам в зоне размещения первой трубчатой капсулы 6 (фиг.1) и тем самым ее разгерматизируют, на пятом цикле к оболочке фильтра 3 (Фиг.1) прилагают усилие в 95 граммов и тем самым практически одновременно добиваются разгерметизации всех трубчатых капсул, содержащихся в фильтре.
Дальнейшее исследование поэтапного накопления фильтрата табачного дыма использованных фильтров для всех пяти циклов, произведенное путем взвешивания в соответствии с методикой, использованной выше для эталонной партии, позволило установить, что стабильность очистки табачного дыма в контрольной партии для любого из пяти выбранных уровней не выходит за рамки в среднем 31%.
Таким образом в рамках настоящего примера можно констатировать достижение заявленного в предлагаемой полезной модели технического результата в виде стабилизации во времени степени очистки табачного дыма
ПРИМЕР 2.
В втором примере использовалось 345 стандартных блоков сигарет с пористым фильтрующим элементом и муштуком, изготовленных в соответствии с ISO 3402 (вес сигареты 874±20 мг). Посредством прецизионного взвешивания была отобрана партия в количестве 60 шт.
сигарет 1 (Фиг.1) таким образом, чтобы различия в их весе не превышало величины в 0,5 мг.
Из отсортированной таким образом партии сигарет с фильтром 1 (Фиг.1) у 5 шт. сигарет 1 (Фиг.1) отделяют и взвешивают неиспользованные фильтры, а 15 шт. оставляют в качестве эталонной партии. Затем в каждой из оставшихся 40 шт. отсортированных сигарет 1 (Фиг.1) осторожно удаляют муштук и оболочку фильтра 3 (Фиг.1). Механическим микрофрезерованием на поверхности пористого фильтрующего элемента 5 (Фиг.1) формируют четыре углубления в виде кольцевой канавки, суммарный объем которых составляет 40% от его объема, в которые помещают также четыре трубчатые капсулы. Относительное изменение между собой объемов этих капсул задают следующим соотношением: 45%-35%-15%-5% начиная с первой трубчатой капсулы 6 (Фиг.1). Первая трубчатая капсула 6 (Фиг.1) содержит 70% об. деионизованной воды в корпусе из золотой фольги. Указанная капсула снабжена тремя V-образными насечками на корпусе. Вторая трубчатая капсула 7 (Фиг.1) содержит 42% об. дистиллированной воды в корпусе из полиэтилена, снабженном на внутренней поверхности Н-образной насечкой. Третья трубчатая капсула 8 (Фиг.1) содержит 95% об. дистиллированной воды в фаянсовом корпусе, снабженном одной шарообразной насечкой на внутренней стороне корпуса. Четвертая капсула 9 (Фиг.1) содержит 90% об. дистиллированной воды в корпусе из полипропилена, снабженного двумя П-образными насечками на его внешней поверхности. Далее оболочку фильтра 3 (Фиг.1) приводят в состояние водонепроницаемости любым из известных методов, в частности гидрофобизацией посредством ее импрегнирования с внутренней стороны тонким слоем парафина, и снова устанавливают на прежнее место. Со стороны орального конца фильтра производят установку муштука, помещая корпус муштука 10 (Фиг.1) под оболочку фильтра 3 (Фиг.1), предварительно закрепив на его центральном держателе 11 (Фиг.1) спеченный магнит весом 1,8-2,0 мг. После этого произвольным образом из партии 60 шт. отбирают 20 шт. модифицированных сигарет 1 (Фиг.1) и липкой полимерной лентой по окружности заклеивают имеющиеся отверстия 4 (Фиг.1). Данная контрольная партия позволит в дальнейшем судить о влиянии на временную
стабильность очистки табачного дыма модифицированного фильтра при отсутствии в оболочке фильтра 3 (Фиг.1) перфорации 4 (Фиг.1).
После этого повторно производят взвешивание модифицированных сигарет 1 (Фиг.1), регистрируют приобретенный каждой их них новый весовой показатель, а обертку табачного стержня 2 (Фиг.1) размечают на три равных участка по длине. Аналогично такой разметке, на три равны участка по длине размечают и обертки 15 сигарет 1 (Фиг.1) эталонной партии.
Затем на автоматической курительной машине устанавливают режим курения сигареты 1 (Фиг.1) с параметрами по ISO 4387 (объем вдыхания 35 мл, время вдыхания 2 секунды, и пауза между вдохами 58 секунд) и приступают к «выкуриванию» сигарет 1 (Фиг.1).
«Выкуривают» первые 5 шт. сигарет 1 (Фиг.1) эталонной партии на длину 1/3 от длины соответствующей исходной длине табачного стержня 2 (Фиг.1). Отделяют от табачного стержня и взвешивают использованный фильтр.
Затем «выкуривают» следующие 5 шт. сигарет 1 (Фиг.1) эталонной партии на длину 2/3 от длины соответствующей исходной длине табачного стержня 2 (Фиг.1). Отделяют от остатков табачного стержня и взвешивают использованный фильтр.
Оставшиеся 5 шт. сигарет 1 (Фиг.1) эталонной партии «выкуривают» до полного термоистления табачного стержня, после чего отделяют и взвешивают использованный табачный фильтр.
По результатам взвешивания использованных фильтров эталонной партии сигарет 1 (Фиг.1) установлено, что при среднем значении веса фильтрата табачного дыма полностью выкуренной сигареты 1 (Фиг.1) равном 5,9 мг, эталонный сигаретный фильтр с регулировкой степени очистки табачного дыма, соответствующий прототипу, характеризуется весьма нестабильными во времени показателями степени очистки, приближающимися по своему характеру к нелинейной зависимости. Так усредненный показатель веса фильтрата табачного дыма, обнаруженного в использованных фильтрах по результатам взвешивания у «выкуренной» на первую треть табачного стержня 2 (Фиг.1) сигареты 1 (Фиг.1) составил величину 0,9 мг. Для сигареты 1 (Фиг.1) у которой табачный стержень 2 (Фиг.1) был «выкурен» на
2/3 его длины, указанный усредненный показатель имел значение 2.0 мг. Соответственно вес фильтрата табачного дыма, захваченного из потока табачного дыма при «выкуривании» сигареты 1 (Фиг.1) на третьем (завершающем термоистление) этапе «выкуривания» составил в среднем 3,9 мг. При стабильной фильтрации табачного дыма вес его фильтрата на любой 1/3 из длин табачного стержня должен был составлять усредненную величину около 2 мг. Следовательно, отклонение веса фильтрата табачного дыма на первом (1/3 длины табачного стержня 2 (Фиг1.)) этапе «выкуривания» сигареты 1 (Фиг.1) от показателя 2 мг меньше в 2,2 раза, на втором этапе «выкуривания» (2/3 от длины табачного стержня 2 (Фиг.1))- меньше в 1,6 раза, а на третьем этапе «выкуривания» (3/3 от длины табачного стержня 2(Фиг.1)) - больше в 1,95 раз.
Снова на автоматической курительной машине, настроенной на параметры по ISO 4387, последовательно за 5 циклов (4 шт. + 4 шт. + 4 шт. + 4 шт. + 4 шт.) размещают и «выкуривают» сигареты 1 (Фиг.1), но уже контрольной партии, у которой четырьмя трубчатыми капсулами модифицирован фильтр, однако перфорация 4 (Фиг.1) заклеена липкой лентой. При этом на первом этапе каждого цикла обеспечивают выкуривание 1/3 (по 7 шт. сигарет) от длины табачного стержня 2 (Фиг.1), на втором этапе - 2/3 (7 шт. сигарет) от длины табачного стержня 2 (Фиг.1), а на третьем этапе - 3/3 (6 шт. сигарет) от длины табачного стержня 2 (Фиг.1). Перед установкой сигарет 1 (Фиг.1) контрольной партии в автоматическую курительную машину на первом цикле к оболочке фильтра 3 (Фиг.1) прилагают усилие равное 30 граммам в зоне размещения четвертой трубчатой капсулы 9 (фиг.1) и тем самым ее разгерметизируют, на втором цикле к оболочке фильтра 3 (Фиг.1) прилагают усилие равное 38 граммам в зоне размещения третьей трубчатой капсулы 8 (фиг.1) и тем самым ее разгерметизируют, на третьем цикле к оболочке фильтра 3 (Фиг.1) прилагают усилие равное 65 граммам в зоне размещения второй трубчатой капсулы 7 (фиг.1) и тем самым ее разгерметизируют, на четвертом цикле к оболочке фильтра 3 (Фиг.1) прилагают усилие равное 90 граммам в зоне размещения первой трубчатой капсулы 6 (фиг.1) и тем самым ее разгерметизируют, на пятом цикле к оболочке фильтра
3 (Фиг.1) прилагают усилие в 95 граммов и тем самым практически одновременно разгерметизируют все размещенный в фильтре трубчатые капсулы. Дальнейшее исследование поэтапного накопления фильтрата табачного дыма использованных фильтров для всех пяти циклов, произведенное путем взвешивания в соответствии с методикой, использованной выше для эталонной партии, позволило установить, что стабильность очистки табачного дыма в контрольной партии для любого из пяти выбранных уровней не выходит за рамки в среднем 7%.
Наконец, на автоматической курительной машине, настроенной на параметры по ISO 4387, последовательно за 5 циклов (4 шт. + 4 шт. + 4 шт. + 4 шт. + 4 шт.) размещают и «выкуривают» сигареты 1 (Фиг.1), у каждой из которой четырьмя трубчатыми водосодержащими капсулами модифицирован фильтр и имеется перфорация 4 (Фиг.1).
На первом этапе каждого цикла обеспечивают выкуривание 1/3 (по 7 шт. сигарет) от длины табачного стержня 2 (Фиг.1), на второй этапе - 2/3 (7 шт. сигарет) от длины табачного стержня 2 (Фиг.1), на третьем этапе - 3/3 (6 шт. сигарет) от длины табачного стержня 2 (Фиг.1). Перед установкой указанных модифицированных сигарет 1 (Фиг.1) в автоматическую курительную машину на первом цикле к оболочке фильтра 3 (Фиг.1) прилагают усилие равное 35 граммов в зоне размещения четвертой трубчатой капсулы 9 (фиг.1) и тем самым ее разгерметизируют, на втором цикле к оболочке фильтра 3 (Фиг.1) прилагают усилие равное 15 граммам в зоне размещения третьей трубчатой капсулы 8 (фиг.1) и тем самым ее разгерметизируют, на третьем цикле к оболочке фильтра 3 (Фиг.1) прилагают усилие равное 85 граммам в зоне размещения второй трубчатой капсулы 7 (фиг.1) и тем самым ее разгерматизируют, на четвертом цикле к оболочке фильтра 3 (Фиг.1) прилагают усилие равное 58 граммам в зоне размещения первой трубчатой капсулы 6 (фиг.1) и тем самым ее разгерматизируют, на пятом цикле к оболочке фильтра 3 (Фиг.1) прилагают усилие в 95 граммов и тем самым практически одновременно разгерметизируют все трубчатые капсулы, содержащиеся в фильтре.
Дальнейшее исследование поэтапного накопления фильтрата табачного дыма использованных фильтров для всех пяти циклов, произведенное путем взвешивания в соответствии с методикой, использованной
выше для эталонной партии, позволило установить, что стабильность очистки табачного дыма в контрольной партии для любого из пяти выбранных уровней не выходит за рамки в среднем 24%.
Таким образом в рамках настоящего примера можно  констатировать достижение заявленного в предлагаемой полезной модели технического результата в виде стабилизации во времени степени очистки табачного дыма.
ПРИМЕР 3.
В этом примере использовали 463 стандартных блоков сигарет с пористым фильтрующим элементом и муштуком, изготовленных в соответствии с ISO 3402 (вес сигареты 874±20 мг). Посредством взвешивания отобрали партию в количестве 105 шт. сигарет 1 (Фиг.2) таким образом, чтобы различия в их весе не превышало величины в 0,6 мг.
Из отсортированного указанным образом количества сигарет с фильтром 1 (Фиг.2) у 5 шт. отделяют и взвешивают неиспользованные фильтры, а 20 шт. оставляют в качестве эталонной партии. Затем в каждой из оставшихся 80 шт. отсортированных сигарет 1 (Фиг.2) осторожно удаляют муштук и оболочку фильтра 3 (Фиг.2). Механическим микрофрезерованием на поверхности пористого фильтрующего элемента 5 (Фиг.2) формируют углубления, а с одного из торцов пористого фильтрующего элемента 5 (Фиг.2) выполняют аксиальную выемку. В углублении на поверхности пористого фильтрующего элемента 5 (Фиг.2) закрепляют первую трубчатую капсулу 6 (Фиг.2), а в аксиальную выемку последовательно имплантируют первую 12 (Фиг.2) и вторую 13 (Фиг.2) ампульные капсулы. Суммарный объем капсул составляет 75% об. от первоначального объема  пористого фильтрующего элемента 5 (Фиг.2). (т.е. по существу, фильтра). При этом отношение объема первой трубчатой капсулы 6 (Фиг.2) к суммарному объему первой 12 (Фиг.2) и второй 13 (Фиг.2) ампульных капсул имеет значение 2,3.
Относительное изменение между собой объемов этих капсул задают следующим соотношением: 70%-25%-5% начиная с первой трубчатой капсулы 6 (Фиг.2). Величиной в 25% об. характеризуется первая ампульная капсула 12 (Фиг.2), которая содержит 51% об. деионизованной воды в полипропиленовом корпусе, соответственно, величиной 5% об. характеризуется вторая ампульная капсула 13 (Фиг.2), которая
содержит в себе 90% об. дистиллированной воды в корпусе из платиновой фольги. Первая трубчатая капсула 6 (Фиг.2), которая характеризуется 70% об. относительно объема пористого фильтрующего элемента 5 (Фиг.2), содержит 95% об. деионизованной воды в корпусе из стеклокерамики. Корпуса всех трех ампул содержат по две U-образные насечки, выполненные с внешней стороны поверхности.
Далее оболочку фильтра 3 (Фиг.2) приводят в водонепроницаемое состояние любым из известных способов, в частности гидрофобизацией посредством ее плакирования с внутренней стороны водоотталкивающей пленкой (например, из фторопласта-4 толщиной 5 мкм), и устанавливают на прежнее место. Со стороны орального конца фильтра производят монтаж муштука, помещая корпус муштука 10 (Фиг.2) под оболочку фильтра 3 (Фиг.2), предварительно закрепив на его центральном держателе 11 (Фиг.2) композитный магнит весом 1,4-1,6 мг. После этого произвольным образом отбирают 40 шт. модифицированных сигарет 1 (Фиг.2) и по окружности заклеивают лентой перфорацию 4 (Фиг.2). Данная контрольная партия позволит судить о стабильности очистки табачного дыма модифицированным фильтром без перфорации в различные периоды «курения» сигареты 1 (Фиг.2).
После этого повторно производят взвешивание модифицированных сигарет 1 (Фиг.2), регистрируют приобретенный каждой их них новый весовой показатель, а обертку табачного стержня 2 (Фиг.2) размечают на три равных участка по длине. Аналогично этому, на три равны участка по длине размечают и обертки 20 сигарет 1 (Фиг.2) эталонной партии.
Затем на автоматической курительной машине устанавливают режим курения сигареты 1 (Фиг.2) с параметрами по ISO 4387 (объем вдыхания 35 мл, время вдыхания 2 секунды, и пауза между вдохами 58 секунд) и приступают к «выкуриванию» сигарет 1 (Фиг.2).
«Выкуривают» первые 7 шт. сигарет 1 (Фиг.2) эталонной партии на длину равную 1/3 от длины соответствующей исходной длине табачного стержня 2 (Фиг.2). Отделяют от табачного стержня и взвешивают использованный фильтр.
Затем «выкуривают» следующие 6 шт. сигарет 1 (Фиг.2) эталонной партии на длину равную 2/3 от длины соответствующей исходной длине
табачного стержня 2 (Фиг.2). Отделяют от остатков табачного стержня и взвешивают использованный фильтр.
Оставшиеся 6 шт. сигарет 1 (Фиг.2) эталонной партии «выкуривают» до полного термоистления табачного стержня, после чего отделяют и взвешивают использованный табачный фильтр.
По результатам взвешивания использованных фильтров эталонной партии сигарет 1 (Фиг.2) было установлено, что при среднем значении веса фильтрата табачного дыма полностью выкуренной сигареты 1 (Фиг.2) равном 6,0 мг, эталонный сигаретный фильтр с регулировкой степени очистки табачного дыма, соответствующий прототипу, отличается нестабильными во времени показателями степени очистки, характеризующейся практически нелинейной кривой. Так усредненный показатель веса фильтрата табачного дыма, обнаруженного в использованном фильтре по результатам взвешивания у «выкуренной» на первую треть табачного стержня 2 (Фиг.2) сигареты 1 (Фиг.2) составил величину 0,7 мг. Для сигареты 1 (Фиг.2) у которой табачный стержень 2 (Фиг.2) был «выкурен» на 2/3 его длины, данный усредненный показатель имел значение 2,4 мг. Соответственно вес фильтрата табачного дыма, захваченного из потока табачного дыма при «выкуривании» сигареты 1 (Фиг.2) на третьем (завершающем) этапе курения составил в среднем 3,6 мг. При стабильной фильтрации табачного дыма вес его фильтрата на любой 1/3 из длин табачного стержня должен был составлять усредненную величину 2 мг. Следовательно, отклонение веса фильтрата табачного дыма на первом (1/3 длины табачного стержня 2 (Фиг.2)) этапе «выкуривания» сигареты 1 (Фиг.2) от показателя 2 мг меньше в 2,8 раза, на втором этапе «выкуривания» (2/3 от длины табачного стержня 2 (Фиг.2))- меньше в 1,2 раза, а на третьем этапе «выкуривания» (3/3 от длины табачного стержня 2 (Фиг.2)) - больше в 1,8 раз.
Снова на автоматической курительной машине, настроенной на параметры по ISO 4387, последовательно за четыре цикла (10 шт. + 10 шт. + 10 шт. + 10 шт.) размещают и «выкуривают» сигареты 1 (Фиг.2) уже контрольной партии, у которой фильтр модифицирован первой трубчатой капсулой 6 (Фиг.2), а также первой 12 (Фиг.2) и второй 13 (Фиг.2) ампульными капсулами, но перфорация 4 (Фиг.2) заклеена
липкой лентой, при этом на первом этапе каждого цикла обеспечивают выкуривание 1/3 (всего 16 шт. сигарет) от длины табачного стержня 2 (Фиг.2), на втором этапе - 2/3 (12 шт. сигарет) от длины табачного стержня 2 (Фиг.2), на третьем этапе - 3/3 (12 шт. сигарет) от длины табачного стержня 2 (Фиг.2). Перед установкой сигарет 1 (Фиг.2) контрольной партии в автоматическую курительную машину на первом цикле к оболочке фильтра 3 (Фиг.2) прилагают усилие равное 45 граммам в зоне размещения первой трубчатой капсулы 6 (фиг.2), обеспечивая тем самым ее разгерметизацию, на втором цикле к оболочке фильтра 3 (Фиг.2) прилагают усилие равное 20 граммам в зоне размещения первой ампульной капсулы 12 (фиг.2) и тем самым ее разгерметизируют, на третьем цикле к оболочке фильтра 3 (Фиг.2) прилагают усилие равное 95 граммам в зоне размещения второй ампульной капсулы 8 (фиг.2) и тем самым ее разгерметизируют, на четвертом цикле к оболочке фильтра 3 (Фиг.2) прилагают равномерной усилие равное 70 граммам, разгерметизируя этим практически одновременно все три ампулы. Дальнейшее исследование поэтапного накопления фильтрата табачного дыма использованных фильтров для всех четырех циклов, произведенное путем взвешивания в соответствии с методикой, использованной выше для эталонной партии, позволило установить, что стабильность очистки табачного дыма в контрольной партии для любого из пяти выбранных уровней не выходит за рамки в среднем 4%.
Наконец, на автоматической курительной машине, настроенной на параметры по ISO 4387, последовательно за четыре цикла (10 шт. + 10 шт. + 10 шт. + 10 шт.) размещают и «выкуривают» сигареты 1(Фиг.2), у каждой из которой одной трубчатой 6 (Фиг.2) и двумя ампульными 12 (Фиг.2) и 13 (Фиг.2) водосодержащими капсулами модифицирован фильтр, а на оболочке фильтра сохранена перфорация 4 (Фиг.2). На первом этапе каждого цикла обеспечивают выкуривание 1/3 (всего 16 шт. сигарет) от длины табачного стержня 2 (Фиг.2), на второй этапе - 2/3 (12 шт. сигарет) от длины табачного стержня 2 (Фиг.2), на третьем этапе - 3/3 (12 шт. сигарет) от длины табачного стержня 2 (Фиг.2). Перед установкой указанных модифицированных сигарет 1 (Фиг.2) в автоматическую курительную машину на первом
цикле к оболочке фильтра 3 (Фиг.2) прилагают усилие равное 25 граммам в зоне размещения второй ампульной капсулы 13 (фиг.2) и тем самым ее разгерметизируют, на втором цикле к оболочке фильтра 3 (Фиг.2) прилагают усилие равное 40 граммам в зоне размещения первой ампульной капсулы 12 (Фиг.2) и тем самым ее разгерметизируют, на третьем цикле к оболочке фильтра 3 (Фиг.2) прилагают усилие равное 65 граммам в зоне размещения первой трубчатой капсулы 7 (фиг.1) и тем самым ее разгерматизируют, на четвертом цикле к оболочке фильтра 3 (Фиг.2) прилагают усилие равное 95 граммам и тем самым достигают разгерметизации всех капсул, содержащехся в данном фильтре. Дальнейшее исследование поэтапного накопления фильтрата табачного дыма использованных фильтров для всех четырех циклов, произведенное путем взвешивания в соответствии с методикой, использованной выше для эталонной партии, позволило установить, что стабильность очистки табачного дыма в контрольной партии для любого из пяти выбранных уровней не выходит за рамки в среднем 19%.
Таким образом в рамках настоящего примера можно констатировать достижение заявленного в предлагаемой полезной модели технического результата в виде стабилизации во времени степени очистки табачного дыма
Приведенные в примерах 1-3 конкретные данные о способах и средствах реализации заявленного устройства с применением изученных материалов и несложных технологий позволяют также утверждать о соответствии предложения критерию полезной модели «промышленная применимость».
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
6
1. Патент РФ №2113809, МПК А 24 D 1/04, «Сигарета с фильтром», Эрик Гуннар и др., опуб.27.06.1998 г.
6
2. Патент РФ №20600218, МПК A 24 D 3/16, «Фильтр табачного дыма и стержень кратной длины для изготовления фильтров», Поль Францис Кларк и др., опуб.20.05.1996 г. (прототип)