УСОВЕРШЕНСТВОВАННЫЙ ФИЛЬТР КУРИТЕЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ
IMPROVED SMOKING PRODUCT FILTER (VERSIONS)

Область техники
Настоящее изобретение относится к усовершенствованию фильтров для курительных изделий. В частности, помимо прочего, усовершенствования относятся к характеристикам фильтра и изготовлению таких фильтров.
Уровень техники
Распространенным фильтрующим материалом, используемым в сигаретных фильтрах, является непрерывный жгут волокон ацетата целлюлозы, пластифицированного триацетином. Ацетат целлюлозы собирается в штранг (непрерывный стержень), который нарезается для формирования отдельных сегментов фильтра. Фильтр курительного изделия может быть выполнен из одного сегмента штранга фильтра или из нескольких сегментов, между которыми имеются или отсутствуют полости или промежутки.
Раскрытие изобретения
w
w
В соответствии с вариантами выполнения изобретения предлагается фильтр для курительного изделия, содержащий адсорбирующий материал, распределенный внутри абсорбирующего материала, при этом количество адсорбирующего материала в мг (C) на миллиметр длины и количество абсорбирующего материала в мг (T) на миллиметр длины для фильтра с окружностью примерно 23-25 мм находится в интервале:
w
w
10≤(C+T)≤20.
Количество адсорбирующего материала и количество абсорбирующего материала на миллиметр длины для фильтра с окружностью примерно 23-25 мм может быть выбрано на интервале:
w
w
11≤(C+T)≤18.
Количество адсорбирующего материала и количество абсорбирующего материала на миллиметр длины для фильтра с окружностью примерно 23-25 мм может быть выбрано на интервале:
w
w
12≤(C+T)≤17.
Фильтр может содержать:
от 6 до 16 мг адсорбирующего материала на миллиметр длины; и
от 1,5 до 8 мг абсорбирующего материала на миллиметр длины, для фильтра с окружностью примерно 23-25 мм.
Фильтр может содержать:
от 8 до 16 мг адсорбирующего материала на миллиметр длины; и
от 3,5 до 5 мг абсорбирующего материала на миллиметр длины, для фильтра с окружностью примерно 23-25 мм.
Абсорбирующий материал может содержать хаотично ориентированные короткие волокна, скрепленные друг с другом в фильтре без использования пластификатора.
Хаотично ориентированные короткие волокна могут иметь среднюю длину примерно от 5 до 20 мм в вытянутом состоянии.
Хаотично ориентированные короткие волокна могут иметь средний денье (массовый номер) волокна в интервале 5-9.
Хаотично ориентированные короткие волокна могут включать хаотично ориентированные короткие волокна, сформированные из первого материала, и хаотично ориентированные короткие волокна, сформированные из второго материала.
Первый материал может содержать ацетат целлюлозы, а второй материал может включать не извитой материал.
Второй материал может включать по меньшей один материал, выбранный из группы, включающей поливиниловый спирт (ПВС), полимолочную кислоту (ПМК), поли(ε-капролактон) (ПКЛ), поли(1-4-бутандиолсукцинат) (PBS), сополимер бутилен адипата и терефталата (РВАТ), материалы на основе крахмала, бумагу, алифатические полиэфирные материалы и полимеры полисахаридов.
Адсорбирующий материал может содержать частицы со средним диаметром в интервале примерно 0,1-1 мм.
Адсорбирующий материал может содержать активированный углерод.
4
6
15
2
2
Адсорбирующий материал может включать по меньшей мере один материал, выбранный из группы, включающей ионообменную смолу, CR20, цеолит, силикагель, морскую пенку, оксид алюминия (активированный или не активированный), углеродистую смолу, силикат магния, сепиолит (MgSiO(OH)⋅6HO)) или их комбинацию.
Перепад давлений (ПД) фильтра может составлять от 3,47 до 4,86 мм водн. ст./мм.
Твердость фильтра может составлять от 85% до 95% по шкале измерения твердости фильтра компании Filtrona.
В соответствии с вариантами выполнения изобретения предлагается курительное изделие, содержащее описанный выше фильтр.
Краткое описание чертежей
Далее, в качестве примера, приводится описание вариантов выполнения изобретения со ссылкой на приложенные чертежи, на которых:
на фиг. 1 схематически представлено курительное изделие с фильтром, имеющим по меньшей мере один сегмент, содержащий от 12 мг адсорбирующего материала на миллиметр длины и 4 мг абсорбирующего материала на миллиметр длины, для фильтра обычного формата;
на фиг. 2 схематически представлено устройство для изготовления предложенных в настоящем изобретении фильтров;
на фиг. 3 графически представлен вес углерода и жгута в фильтре для получения требуемого перепада давлений и твердости фильтра;
на фиг. 4 представлены графики трех зависимостей, соответственно показывающие влияние веса углерода, веса жгута и рабочей скорости оборудования на перепад давлений фильтра;
на фиг. 5 представлены графики трех зависимостей, соответственно показывающие влияние веса углерода, веса жгута и рабочей скорости оборудования на твердость фильтра;
на фиг. 6 схематически представлено курительное изделие с фильтром, в котором первый волокнистый фильтрующий материал имеет средний денье волокна в интервале 7-9, а второй волокнистый фильтрующий материал, распределенный внутри первого волокнистого фильтрующего материала, имеет средний денье волокна ниже 7;
на фиг. 7 схематически представлено курительное изделие с фильтром, в котором по меньшей мере один сегмент включает нановолокно с добавкой для обеспечения или усиления снижения содержания по меньшей мере одного компонента основного потока дыма;
на фиг. 8 схематически представлено курительное изделие с фильтром, в котором по меньшей мере один сегмент содержит хаотично ориентированные дискретные короткие волокна с проходящей через них нитью;
на фиг. 9 схематически представлено курительное изделие с фильтром, в котором по меньшей мере один сегмент содержит хаотично ориентированные дискретные короткие волокна с расположенной среди них капсулой;
на фиг. 10 схематически представлено курительное изделие с фильтром, в котором по меньшей мере один сегмент содержит хаотично ориентированные дискретные короткие волокна с расположенными среди них микрокапсулами;
на фиг. 11 схематически представлено курительное изделие с фильтром, в котором по меньшей мере один сегмент содержит хаотично ориентированные дискретные короткие волокна с расположенным среди них измельченным листовым материалом;
на фиг. 12 схематически представлено курительное изделие с фильтром, в котором по меньшей мере один сегмент содержит хаотично ориентированные дискретные короткие волокна с расположенными среди них разлагаемыми волокнами;
на фиг. 13а схематически представлен штранг фильтра, содержащий области с более высокой средней плотностью и с более низкой средней плотностью;
на фиг. 13б схематически представлено сечение ленты для формирования фильтра, для получения сегментов фильтра с областями более высокой средней плотности и более низкой средней плотности;
на фиг. 14 схематически представлено курительное изделие с фильтром эллиптического поперечного сечения;
на фиг. 15 схематически представлено курительное изделие с фильтром квадратного поперечного сечения.
Подробное описание осуществления изобретения
В настоящем описании термин "курительное изделие" включает продукты для курения, например сигареты, сигары и сигариллы на основе табака, производных табака, разрыхленного табака, восстановленного табака или заменителей табака, а также продукты, нагреваемые без горения. Такие курительные изделия могут быть оснащены фильтром для газового потока, втягиваемого курильщиком.
Курительные изделия, например сигареты, и их формат часто называют в соответствии с длиной сигареты: "стандартный" (обычно в интервале 68-75 мм, например, примерно от 68 до 72 мм), "короткие" или "мини" (68 мм и менее), "king-size" (обычно в интервале 75-91 мм, например, примерно от 79 до 88 мм), "длинные" или "super-king" (обычно в интервале 91-105 мм, например, примерно от 94 до 101 мм) и "супердлинные" (обычно в интервале примерно от 110 до 121 мм).
Сигареты также называют и по размеру их окружности: "стандартная" (примерно 23-25 мм), "толстая" ("wide", более 25 мм), тонкие - "слимс" ("slims", примерно 22-23 мм), "demi-slims" (примерно 19-22 мм), сверхтонкие ("super-slims", примерно 16-19 мм) и супертонкие ("microslims", менее примерно 16 мм). Соответственно, сигарета формата king-size, Super-slim будет иметь длину примерно 83 мм и окружность примерно 17 мм. Сигареты стандартного формата или king size предпочитают многие потребители, а именно с окружностью 23-25 мм и общей длиной 75-91 мм.
Курительные изделия каждого формата могут изготавливаться с фильтрами разной длины, при этом фильтры меньшего размера обычно используются в форматах меньшей длины и окружности. Длина фильтра обычно составляет от 15 мм, что соответствует коротким, стандартным форматам, до 30 мм, соответствующей супердлинному, сверхтонкому формату. Длина ободковой бумаги превышает длину фильтра, например, на 3-10 мм.
На фиг. 1 схематично представлено курительное изделие 1 с фильтром. Курительное изделие 1 имеет стандартный, king size формат, а именно: длину в интервале 75-91 мм, а длину окружности в интервале 23-25 мм. Курительное изделие включает отрезок 2 табачного штранга (сигаретную палочку), обернутого в материал 3 обертки, в данном случае сигаретную бумагу, продольно соединенного с фильтром 4 ободковым материалом 5, перекрывающим фильтр 4 и частично перекрывающим материал 3 обертки. Фильтр 4 включает первый сегмент 6 на мундштучном конце фильтра 4, содержащий жгут 7 извитого волокна ацетата целлюлозы, обернутого в первую обертку 8 фильтра, и второй сегмент 9 на конце фильтра 4, прилегающем к сигаретной палочке, содержащий абсорбирующий материал 10, в котором распределен адсорбирующий материал 11, и обернутый во вторую обертку 12 фильтра.
Первым сегментом 6 является сегмент ацетата целлюлозы, сформированный с использованием непрерывных волокон ацетата целлюлозы и пластификатора.
Абсорбирующий материал 10 второго сегмента 9 содержит хаотично ориентированные дискретные короткие волокна ацетата целлюлозы, а адсорбирующий материал 11 содержит частицы активированного углерода. Хаотично ориентированные дискретные короткие волокна ацетата целлюлозы второго сегмента 9 представляют собой непластифицированные волокна. Хаотично ориентированные дискретные короткие волокна ацетата целлюлозы второго сегмента 9 содержат 10 миллиметровые отрезки волокна с денье 8. Однако могут быть использованы волокна или отрезки волокон с другим значением денье. Например, могут быть использованы волокна со значением денье в интервале 5-9 или 7-9. Что касается длины волокна, то в настоящем описании термин 'короткий' подразумевает отрезки волокна или волокна в форме, используемой в сегменте фильтра (т.е. извитой или не извитой, в зависимости от требований), длина которых меньше длины сегмента фильтра. Средняя длина используемого волокна (для вытянутых волокон) может составлять от 5 до 25 мм, или от 6 до 20 мм, или 7-20 мм, или 7-15 мм. Частицами активированного углерода в настоящем примере являются частицы коксового угля размером 30/70 меш, хотя могут использоваться частицы другого углерода и (или) с другим размером. Например, могут быть использованы частицы с диаметром в интервале примерно 0,1-1,0 мм, или примерно 0,2-0,9 мм, 0,2-0,8 мм, 0,2-0,7 мм, 0,2-0,6 мм, 0,3-0,9 мм, 0,3-0,8 мм, 0,3-0,7 мм, или 0,3-0,6 мм.
Второй сегмент 9 содержит 12 мг адсорбирующего материала на миллиметр длины и 4 мг абсорбирующего материала на миллиметр длины. Однако, в альтернативных примерах, количество адсорбента может быть любым в интервале от 6 до 16 мг в среднем на миллиметр длины, или от 7 до 16 мг, 8-16 мг, 9-16 мг, 10-16 мг, 11-16 мг, 12-16 мг, или от 13 до 16 мг, на миллиметр длины, а количество абсорбирующего материала может составлять от 1,5 до 8 мг в среднем на миллиметр длины, или от 1,5 до 7 мг, 1,5-6 мг, 1,5-5 мг, или от 1,5 до 4 мг, причем все эти интервалы относятся к фильтру стандартного формата, т.е., с длиной окружности примерно от 23 до 25 мм. Было обнаружено, что такие параметры позволяют получить от фильтра уровни перепада давлений и твердости, требующиеся для курительного изделия, приемлемого для потребителя, при этом содержание в фильтре адсорбента или других гранулированных добавок больше, чем в известных фильтрах.
Фильтрующий материал второго сегмента 9, например, обладает требуемым уровнем перепада давлений в интервале 500-700 мм водн. ст., полученным в экспериментальном образце, имеющем длину фильтра 144 мм (3,47-4,86 мм водн. ст./мм) и требуемой твердостью от 85% до 95% по шкале измерения твердости фильтра компании Filtrona (определяется как процентное отношение диаметра сжатого штранга фильтра к его исходному диаметру, причем сжатие фильтра осуществляется приложением известного веса посредством круглой лапки в течение определенного времени). В фильтрах курительных изделий, отличающихся от стандартного, например с меньшим или большим средним диаметром, могут использоваться другие количества адсорбирующего материала и абсорбирующего материала, что должно быть понятно специалистам.
w
w
Процентное увеличение перепада давлений и(или) твердости в результате увеличения количества адсорбента на миллиметр длины в фильтре может быть скомпенсировано снижением количества абсорбента на единицу длины. Кроме того, процентное увеличение перепада давлений и(или) твердости в результате увеличения количества абсорбента на миллиметр длины в фильтре может быть скомпенсировано снижением количества адсорбента на единицу длины. Авторы изобретения, в частности, обнаружили, что количество адсорбирующего материала в мг (C) на миллиметр длины для курительного изделия стандартного формата и количество абсорбирующего материала в мг (T) на миллиметр длины для курительного изделия стандартного формата может быть определено в соответствии с неравенством:
w
w
10≤(C+T)≤20,
причем эти величины обеспечивают получение от фильтра подходящих уровней перепада давлений и твердости, например, описанные выше.
Определенные преимущества могут быть получены, если количество адсорбирующего материала и количество абсорбирующего материала в мг на миллиметр длины для курительного изделия со стандартной длиной окружности попадают в интервал:
w
w
11≤(C+T)≤18,
или более конкретно, в интервал:
w
w
12≤(C+T)≤17.
w
w
w
w
w
w
w
w
w
w
w
w
w
w
Преимущества могут быть также получены при использовании весов адсорбента и абсорбента, в мг на миллиметр длины, для курительного изделия со стандартной длиной окружности, и в других интервалах, включая 10≤(C+T)≤19, 10≤(C+T)≤18, 10≤(C+T)≤17, 11≤(C+T)≤20, 12≤(C+T)≤20, 13≤(C+T)≤20 и 14≤(C+T)≤20.
w
w
Помимо выбора весов адсорбента и абсорбента на миллиметр длины в пределах указанных выше интервалов, по меньшей мере один из весов C, Tадсорбента и абсорбента может выбираться более минимального уровня. Например, уровень абсорбента может быть равен или более примерно 1,5 мг на мм в некоторых вариантах выполнения изобретения и(или) адсорбент может быть равен или более 6 мг на мм, где оба минимальных уровня соответствуют фильтру со стандартной окружностью, примерно от 23 до 25 мм.
Приведенные интервалы также могут быть применены для использования с другими гранулированными добавками, помимо адсорбентов, например, с некоторыми ароматизаторами (где разрешено местным законодательством).
Второй сегмент 9 фильтра может быть изготовлен с использованием установки для изготовления фильтра, например установки Turmalin, компании Hauni Maschinenbau AG, Германия.
2
2
2
2
2
2
Авторы изобретения установили, что в случаях, когда вес абсорбента на миллиметр длины меньше 3,5 мг/мм и(или) вес адсорбента на миллиметр длины меньше 9 мг/мм (оба значения соответствуют окружности стандартного курительного изделия), и(или) вес на миллиметр длины адсорбента и абсорбента находится на нижней границе указанных интервалов, например 12 мг/мм или ниже, снижение твердости, вызываемое этими низкими количествами, может быть скомпенсировано, например, более жесткой оберткой фильтра и(или) ободковая обертка может иметь плотность более 30 г/м, более 40 г/м, более 50 г/м, более 60 г/м, более 70 г/м, или более 80 г/м. В альтернативном варианте может использоваться несколько слоев обертки фильтра и (или) ободкового материала.
В известных фильтрах с хаотичным распределением частиц углерода в непрерывном жгуте из ацетата целлюлозы, разрезанном на сегменты нужной длины (т.н. "Далматинские" фильтры), для стандартного формата верхняя граница содержания углерода обычно равна 5 мг/мм, что позволяет удерживать перепад давлений на уровне, приемлемом для потребителя. Более высокое содержание может привести к слишком большому перепаду давлений. В прошлом, при необходимости увеличить содержание, обычно требовалось использовать трехсекционный фильтр с полостью, имеющий мундштучную секцию и секцию, прилегающую к сигаретной палочке, со жгутом ацетата целлюлозы, и находящуюся между ними полость, заполненную углеродом. Такие фильтры с полостью получаются путем удаления части ацетата целлюлозы, что при данной длине фильтра может давать негативный эффект, в частности в отношении фильтрации смол и селективного удаления фенола. Таким образом, возможность увеличения количества добавок без создания чрезмерного перепада давлений и удаления фильтрующего материала является существенным преимуществом.
Авторами настоящего изобретения было, таким образом, установлено, что благодаря использованию хаотично ориентированных дискретных коротких волокон ацетата целлюлозы для формирования фильтра, изготовленного, например, на установке Turmalin компании Hauni Maschinenbau AG, Германия, и выбору количества адсорбента в интервале в среднем от 6 до 16 мг/мм и количества абсорбента в интервале от 1,5 до 8 мг/мм в среднем (или в иных интервалах и пределах, упомянутых выше) для сигареты со стандартной окружностью, могут быть получены усовершенствованные фильтры при сохранении у них приемлемого перепада давлений и твердости фильтра.
На фиг. 2 схематически показана установка для изготовления фильтров, например установка Turmalin компании Hauni Maschinenbau AG, Германия.
Как показано на фиг. 2, источник 21 ацетата целлюлозы или другого фильтрующего материала подсоединен к установке 20 для изготовления фильтров, включающей несколько модулей 22-26. На модуль-питатель 22 подается фильтрующий материал, например извитые непрерывные волокна, к примеру извитый жгут ацетата целлюлозы, который далее поступает в модуль 23 резки и перемешивания. Модуль 23 резки и перемешивания разрезает фильтрующий материал на короткие отрезки волокна, например 10 мм длины. Могут быть использованы отрезки волокна и другой длины, как это было описано выше в отношении курительного изделия 1 со ссылкой на фиг. 1. Далее резаный фильтрующий материал укладывается на вакуумную ленту формирователя 24 ленты фильтрующего материала. Лента подается в формирователь 25 штранга, где из ленты резанного фильтрующего материала формируется штранг, обернутый в обертку фильтра. Наконец в модуле 26 нарезки сегментов штранг нарезается на сегменты фильтра нужной длины.
Формирователь 24 ленты фильтрующего материала включает прочесывающий узел, в котором нарезанные волокна равномерно распределяются по вакуумной ленте, и несколько загрузочных воронок, в данном примере две, для введения добавок, например, в форме гранул или дополнительных волокон. Здесь также имеется возвратная система, которая может быть использована, при необходимости, для введения третьей добавки в ленту резанного фильтрующего материала. В альтернативном варианте, возвратная система может быть использована для введения любого оставшегося резанного фильтрующего материала обратно в модуль 23 резки и перемешивания для снижения потерь материала. Формирователь 24 ленты фильтрующего материала содержит дозирующие валики, регулировкой которых можно управлять введением добавок и обеспечивать однородность формируемой ленты резанного фильтрующего материала. Формирователь 24 ленты фильтрующего материала также содержит струйное устройство ввода, обеспечивающее впрыскивание жидкостей, например ароматизаторов (если местное законодательство разрешает их применение), непосредственно в штранг фильтра.
В процессе использования, установка Turmalin работает следующим образом: модуль-питатель 22 подает фильтрующий материал, например извитый жгут ацетата целлюлозы в модуль 23 резки и перемешивания. В модуле 23 резки и перемешивания волокна жгута нарезаются на короткие отрезки, длина которых в данном примере равна 10 мм. Нарезанный фильтрующий материал вдувается в прочесывающий узел формирователя 24 ленты фильтрующего материала, из которого материал всасывается на вакуумную ленту, где он формируется в ленту хаотично ориентированного фильтрующего материала. В формирователе 24 ленты осуществляется механическая связь фильтрующего материала ленты. В воздушный поток, переносящий волокна фильтра, вводятся добавки, и в формирователе 25 штранга лента формируется в непрерывный штранг фильтра, который обертывается оберткой фильтра. В модуле 26 нарезки сегментов выполняется разрезка непрерывного штранга фильтра, содержащего хаотично ориентированные волокна, на сегменты требуемой длины.
К важным преимуществам установки Turmalin относятся: введение добавок, например углерода, с большим содержанием; сохранение активности добавок углерода, поскольку в отсутствие пластификатора, например триацетина, не происходит отравление активированного угля; и больший срок службы изделия. Описанные ниже предложенные авторами изобретения конструкции фильтра и усовершенствование технологии изготовления позволяют получить дальнейшие преимущества и улучшения.
Можно построить ряд кривых зависимости характеристик фильтра для различного веса жгута, содержания добавок и рабочей скорости оборудования, позволяющих оптимизировать конструкцию фильтра для получения требуемых параметров фильтра, например перепада давлений и уровня твердости. Этим увеличивается число различных фильтров, которые могут быть изготовлены и которые могут обладать заданными отличиями характеристик в соответствии с требованиями к конкретному продукту.
На фиг. 3 представлен график, иллюстрирующий вес добавки (в данном случае вес углерода) и вес жгута в фильтрах исходя из предпочтительных интервалов перепада давлений и твердости фильтров. В частности, вес жгута и вес углерода, необходимые для получения перепада давлений на фильтре в интервале от 500 до 700 мм водн. ст.для фильтра длиной 144 мм (3,47-4,86 мм водн. ст./мм) и уровня твердости фильтра от 85% до 95% по шкале измерения твердости фильтра компании Filtrona, определяется по графику, представляющему данные фильтров, изготовленных на установке Turmalin компании Hauni. Установка может работать при задании скорости от значения менее 5 м/мин до более 200 м/мин. В качестве углерода используется частицы угля из кокосового ореха размером 30/70 меш, распределенные внутри не пластифицированных извитых хаотично ориентированных волокон жгута ацетата целлюлозы с массовым номером (денье) 8, разрезанные на отрезки длиной 10 мм. Для этих конкретных параметров фильтра контурное изображение, представленное на фиг. 3, показывает область весов жгута и углерода на миллиметр длины для стандартной окружности курительного изделия, которая может быть получена при достижении в требуемых пределах заданных характеристик, например перепада давлений и твердости.
На фиг. 4 представлен график, иллюстрирующий влияние веса углерода, веса жгута и рабочей скорости оборудования на перепад давлений на фильтре. В этом случае также используются частицы угля из кокосового ореха размером 30/70 меш, рассеянные внутри не пластифицированных извитых хаотично ориентированных волокон жгута ацетата целлюлозы с денье 8, разрезанные на отрезки 10 мм. В то время как рабочая скорость оборудования относительно слабо влияет на перепад давлений, а зависимость от веса жгута имеет в целом линейный характер, авторами изобретения было обнаружено, что увеличение веса углерода более 10 мг/мм может в некоторых случаях снижать перепад давлений на фильтре при данной плотности жгута при условии изготовления фильтра на установке Turmalin. Этот результат является важным, поскольку показывает, что уровень углерода может быть увеличен до уровня более 10 мг/мм без негативного влияния на перепад давлений на фильтре.
На фиг. 5 представлен график, иллюстрирующий влияние веса углерода, веса жгута и рабочей скорости оборудования на твердость фильтров. В этом случае также был использованы частицы угля из кокосового ореха размером 30/70 меш, рассеянные внутри непластифицированных извитых хаотично ориентированных волокон жгута ацетата целлюлозы с денье 8, разрезанные на отрезки 10 мм. Авторами изобретения было обнаружено, что, хотя как и в случае с перепадом давлений, рабочая скорость оборудования относительно слабо влияет на твердость фильтра, а зависимость от веса жгута имеет в целом линейный характер, увеличение веса углерода более 10 мг/мм фактически снижает твердость фильтра при данной плотности жгута при условии изготовления фильтра на установке Turmalin. Этот результат является важным, поскольку показывает, что уровень углерода может быть увеличен за пределы 10 мг/мм без негативного влияния на твердость фильтра.
4
6
15
2
2
Хотя в приведенных выше вариантах выполнения в качестве добавок использовался адсорбент в виде частиц, в частности активированного углерода, также могут быть использованы и другие адсорбенты или другие добавки. Например, адсорбентом может быть ионообменная смола, например CR20, либо другие материалы, например цеолит, силикагель, морская пенка, оксид алюминия (активированный или не активированный), углеродистая смола, силикат магния, включая сепиолит (MgSiO(OH)⋅6HO)), или их комбинацию с активированным углеродом или без него. Кроме того, могут быть использованы другие добавки, модифицирующие дым, втягиваемый через фильтр, например ароматизатор (в случае, если использование ароматизаторов разрешено местным законодательством), например кристаллы ментола, или гигроскопические частицы.
Известно изготовление фильтров, содержащих хаотично ориентированные дискретные волокна жгута, например описанное в WO 2009/093051. Однако, по аналогии с обычными фильтрами с ацетатным жгутом, технология изготовления, описанная в WO 2009/093051, также может требовать использование пластификатора, например триацетина, для создания связи между хаотично ориентированными волокнами, для получения жесткой конструкции. Преимуществом установки Turmalin является то, что в ней не требуется использование пластифицирующего вещества. В установке Turmalin создаваемая механическая связь между волокнами делает ненужным использование пластификатора. В результате устраняются все негативные эффекты, вызываемые такими продуктами как триацетин.
Авторы настоящего изобретения установили, что вдобавок к упомянутому преимуществу установка Turmalin, или аналогичная, позволяет изготавливать фильтры различных конструкций, имеющие дополнительные усовершенствования и преимущества. Подробное описание этих усовершенствований и преимуществ приводится ниже.
Авторы изобретения установили, что характеристики фильтров, изготовленных с использованием процесса, например, аналогичного процессу в установке Turmalin, могут быть улучшены при уменьшении размера частиц, по сравнению с обычно используемыми. Более мелкие частицы могут улучшить фильтрующие свойства, поскольку обладают большей площадью поверхности.
На фиг. 6 схематически изображено курительное изделие 31. Курительное изделие 31 содержит сигаретную палочку 32, обернутую в материал 33 обертки, в данном случае сигаретную бумагу, продольно соединенную с фильтром 34 посредством ободкового материала 35, перекрывающего фильтр 34 и частично перекрывающего материал 33 обертки. Фильтр 34 имеет первый сегмент 36 на мундштучном конце фильтра 34, содержащий извитый жгут 37 ацетата целлюлозы, обернутый в первую обертку 38 фильтра, и второй сегмент 39 на конце фильтра 34, прилегающем к сигаретной палочке, содержащий первый абсорбирующий материал 40 и второй абсорбирующий материал 41, обернутый во вторую обертку 42 фильтра.
Первый сегмент 36 представляет собой сегмент ацетата целлюлозы, сформированный с использованием непрерывных волокон ацетата целлюлозы и пластификатор.
Первый абсорбирующий материал 40 содержит волокнистый фильтрующий материал, имеющий средний денье волокна в интервале 7-9, а второй абсорбирующий материал 41, распределенный внутри первого абсорбирующего материала 40, содержит волокнистый фильтрующий материал, имеющий средний денье менее 7, например, равный примерно от 1 до 6, от 2 до 6, от 3 до 6, или примерно 6, 5, 4, 3, 2 или 1. Первый и второй волокнистые фильтрующие материалы 40, 41 содержат короткие волокна, хаотически ориентированные в фильтре.
Второй сегмент 39 фильтра может быть изготовлен с использованием установки Turmalin, например, подачей непрерывного жгута первого абсорбирующего материала 40 на питатель 22 и добавлением волокон второго абсорбирующего материала через одну из воронок для загрузки добавки в формирователе 24 ленты фильтрующего материала. В альтернативном варианте, первый и второй фильтрующие материалы 40, 41 могут подаваться в питатель 21 установки Turmalin так, что они разрезаются и перемешиваются вместе и перерабатываются одинаковым путем в единый фильтрующий материал.
Волокна первого и второго материалов 40, 41 в настоящем примере представляют собой короткие волокна ацетата целлюлозы (см. выше), хотя возможно использование и других волокон. Например, волокна первого и (или) второго материалов могут содержать ацетат целлюлозы, поливиниловый спирт (ПВС), полимолочную кислоту (ПМК), поли(ε-капролактон) (ПКЛ), поли(1-4-бутандиолсукцинат) (PBS), сополимер бутилен адипата и терефталата (РВАТ), материалы на основе крахмала, бумагу, алифатические полиэфирные материалы и полимеры полисахаридов и их комбинации.
Другое преимущество может быть получено при использовании нановолоконных материалов в качестве основы каталитических веществ для улучшения работы фильтра. Нановолокна обладают достаточно большим отношением площади поверхности к объему, чтобы иметь перспективы для каталитической активности. Такие нановолокна могут быть добавлены в фильтр при использовании установки, показанной на фиг. 2, например, во время загрузки добавки через одну или более загрузочную воронку в формирователе 24 ленты фильтрующего материала так, что нановолокна дозируются в воздушный поток внутри формирователя 24 ленты фильтрующего материала.
На фиг. 7 схематически показано курительное изделие 51, фильтр которого имеет нановолокно, в котором находится добавка для усиления или активизации снижения уровня по меньшей мере одного компонента основного потока дыма, втягиваемого через курительное изделие 51 при его использовании.
Как показано на фиг. 7, курительное изделие 51 содержит сигаретную палочку 52, обернутую в материал 53 обертки, в данном случае сигаретную бумагу, и продольно соединенную с фильтром 54 ободковым материалом 55, перекрывающим фильтр 54 и частично перекрывающим материал 53 обертки. Фильтр 54 имеет первый сегмент 56 на своем мундштучном конце, содержащий жгут 57 извитого волокна ацетата целлюлозы, обернутый в первую обертку 58 фильтра, и второй сегмент 59 со стороны фильтра 54, прилегающей к сигаретной палочке, содержащий нановолокна 60, обернутые во вторую обертку 61 фильтра. Первым сегментом 56 является сегмент из ацетата целлюлозы, сформированный с использованием непрерывных волокон ацетата целлюлозы и пластификатора. В настоящем примере нановолокна 60 представляют собой короткие хаотично ориентированные волокна, смешанные с короткими хаотично ориентированными волокнами ацетата целлюлозы. Нановолокна содержат углеродные нановолокна 60а, на которых удерживаются частицы оксида цинка (ZnO), выполняющие роль катализатора 60b, например, усиливающего снижение уровня HCN в дыме сигареты. В альтернативных вариантах выполнения могут быть использованы другие нановолоконные материалы и (или) другие каталитические вещества, одни или в комбинации (включая комбинацию с углеродом и (или) ZnO), например золото (Аu), для снижения, например содержания оксида углерода (СО). Нановолокна 60 могут быть введены как добавка в хаотически ориентированные отрезки волокна ацетата целлюлозы при использовании установки 20 для изготовления фильтров, показанной на фиг. 2.
Нановолокна могут иметь любую длину, подходящую для включения в сегмент фильтра, например от 1 до 15 мм, или от 5 до 12 мм. Диаметр используемых нановолокон может составлять от 25 до 900 нм, или от 50 до 500 нм, или от 100 до 300 нм.
В других вариантах выполнения изобретения, если позволяет местное законодательство, в фильтры, изготавливаемые с использованием установки Turmalin, может быть добавлен ароматизатор, Добавление ароматизатора в фильтр может быть выполнено путем использования в качестве носителя нити. Пример подходящей установки для введения нити в фильтрующий материал приведен в патентной публикации WO 2010/108739 и соответствующей публикации патентной заявки US 13/259634, содержание которой включено в настоящее описание посредством ссылки. Устройство для введения нити, например, описанное в WO 2010/108739, может быть установлено в центральной части вакуумной ленты фильтра и может иметь иглу введения нити, вводящую нить в осевую область штранга фильтра в процессе его формирования. Описанные варианты выполнения, включающие введение нитей в фильтры, особенно предпочтительны для тонких и сверхтонких форматов, т.е. с окружностью менее 22 мм, в частности менее 21 мм, 20 мм, 18 мм, 16 мм, 15 мм и 14 мм.
На фиг. 8 схематически представлено курительное изделие, фильтр которого содержит хаотично ориентированные дискретные короткие волокна с проходящей сквозь них нитью.
Как показано на фиг. 8, курительное изделие 151 содержит сигаретную палочку 152, обернутую в материал 153 обертки, в данном случае сигаретную бумагу, и продольно соединенную с фильтром 154 ободковым материалом 155, перекрывающим фильтр 154 и частично перекрывающим материал 153 обертки. Фильтр 154 имеет первый сегмент 156 на своем мундштучном конце, содержащий жгут 157 извитого волокна ацетата целлюлозы, обернутый в первую обертку 158 фильтра, и второй сегмент 159 со стороны фильтра 154, прилегающей к сигаретной палочке, содержащий абсорбирующий материал 160. По оси второго сегмента 159 сквозь него проходит нить 161. Второй сегмент 159 обернут во вторую обертку 162 для фильтра. В настоящем примере абсорбирующий материал 160 содержит хаотично ориентированные дискретные короткие волокна ацетата целлюлозы.
Авторы изобретения также установили, что установка Turmalin, или аналогичная ей, может быть приспособлена для введения в хаотично ориентированные дискретные короткие волокна фильтры из капсул, микрокапсул или иного инкапсулированного материала, при этом обеспечивая однородное распределение содержимого капсул, например ароматизатора (где разрешено местным законодательством) или растворителей.
По аналогии с приведенным выше описанием, касающимся введения углерода, можно вводить подобные материалы в больших количествах для обеспечения более сильной ароматизации. В технологической установке, например установке Turmalin, в жгут фильтра могут вводиться капсулы большего размера, например с диаметром от 3 до 8 мм, микрокапсулы или другие инкапсулированные материалы, для чего эти капсулы направляются по трубке в жгут фильтра на выходном конце формирователя ленты фильтрующего материала. Капсулы могут, например, вдуваться в фильтрующий материал посредством газа под давлением, с частотой, соответствующей скорости работы формирователя ленты фильтрующего материала так, чтобы капсулы располагались в полученном штранге фильтра с нужными интервалами, а сегменты фильтра, отрезаемые от штранга фильтра, содержали нужное количество капсул. В альтернативном варианте микрокапсулы могут дозировано наноситься на ленту фильтрующего материала по аналогии с добавками, с использованием одной из воронок загрузки добавок, описанных выше. Описанные здесь варианты выполнения, включающие введение в фильтры инкапсулированных ароматизаторов, особенно предпочтительны в случае тонких и сверхтонких форматов, то есть с окружностью менее 22 мм, в частности менее 21 мм, 20 мм, 18 мм, 16 мм, 15 мм и 14 мм.
На фиг. 9 схематически показано курительное изделие 171, фильтр которого содержит хаотично ориентированные дискретные короткие волокна с расположенной внутри капсулой. Как показано на фиг. 9, курительное изделие 171 содержит сигаретную палочку 172, обернутую в материал 173 обертки, в данном случае сигаретную бумагу, и продольно соединенную с фильтром 174 ободковым материалом 175, перекрывающим фильтр 174 и частично перекрывающим материал 173 обертки. Фильтр 174 имеет первый сегмент 176 на своем мундштучном конце, содержащий жгут 177 извитого волокна ацетата целлюлозы, обернутый в первую обертку 178 фильтра, и второй сегмент 179 со стороны фильтра 174, прилегающей к сигаретной палочке, содержащий абсорбирующий материал 180. Внутри второго сегмента 179 расположен инкапсулированный ароматизатор 181, в данном случае в форме капсулы. Второй сегмент 179 обернут по вторую обертку 182 для фильтра. В настоящем примере абсорбирующий материал 180 содержит хаотически ориентированные дискретные короткие волокна ацетата целлюлозы.
На фиг. 10 схематически показано курительное изделие, фильтр которого содержит хаотично ориентированные дискретные короткие волокна с расположенными внутри микрокапсулами.
Как показано на фиг. 10, курительное изделие 191 содержит сигаретную палочку 192, обернутую в материал 193 обертки, в данном случае сигаретную бумагу, и продольно соединенную с фильтром 194 ободковым материалом 195, перекрывающим фильтр 194 и частично перекрывающим материал 193 обертки. Фильтр 194 имеет первый сегмент 196 на своем мундштучном конце, содержащий жгут 197 извитого волокна ацетата целлюлозы, обернутый в первую обертку 198 фильтра, и второй сегмент 199 со стороны фильтра 194, прилегающей к сигаретной палочке, содержащий абсорбирующий материал 200. Внутри второго сегмента 199 расположен инкапсулированный ароматизатор 201, в данном случае в форме нескольких микрокапсул. Второй сегмент 199 обернут по вторую обертку 202 фильтра. В настоящем примере абсорбирующий материал 200 содержит хаотически ориентированные дискретные короткие волокна ацетата целлюлозы.
Помимо инкапсулированных ароматизаторов в фильтр, содержащий хаотично ориентированные дискретные короткие волокна, могут быть введены ароматизирующие добавки (если их использование разрешено местным законодательством) в другой форме. Например, ароматизирующие добавки могут быть введены в растительной форме, например, мята или табачные листья, или листья других растений, семена растений, кожура растений и т.д. Такие добавки могут быть введены в воронки для загрузки добавок в формирователе ленты установки Turmalin и дозировано вводиться в воздушный поток фильтрующего материала при формировании ленты фильтра, например, с использованием дискретных коротких волокон ацетата целлюлозы, как это было описано выше. Поскольку в фильтре с хаотично ориентированными дискретными короткими волокнами не используется пластификатор, может быть усилено выделение аромата из растительных добавок.
Авторы изобретения полагают, что при изготовлении фильтра с применением установки Turmalin или аналогичной ей могут быть использованы дополнительные материалы, ранее для этого не использовавшиеся.
В одном варианте выполнения в фильтрующий материал вводятся измельченные листовые материалы, включая новые листовые материалы. Такие материалы включают листовые материалы, сформированные из растений, например мяты и(или) ментола, табака или восстановленного табака. Специалисту понятно, что приведенным перечнем возможные материалы не ограничены и что может быть использован любой подходящий листовой материал. Преимущество использования таких листовых материалов в измельченной форме состоит в том, что они позволяют лучше распределять материал внутри фильтра, и также улучшается способность к биологическому разложению материала фильтра. Кроме того, использование новых материалов может способствовать улучшению работы фильтра и(или) модифицированию характеристик дыма, втягиваемого через фильтр.
На фиг. 11 схематически показано курительное изделие, фильтр которого содержит хаотично ориентированные дискретные короткие волокна с расположенным внутри измельченным листовым материалом.
Как показано на фиг. 11, курительное изделие 211 содержит сигаретную палочку 212, обернутую в материал 213 обертки, в данном случае сигаретную бумагу, и продольно соединенную с фильтром 214 ободковым материалом 215, перекрывающим фильтр 214 и частично перекрывающим материал 213 обертки. Фильтр 214 имеет первый сегмент 216 на своем мундштучном конце, содержащий извитый жгут 217 извитого волокна ацетата целлюлозы, обернутый в первую обертку 218 фильтра, и второй сегмент 219 со стороны фильтра 214, прилегающей к сигаретной палочке, содержащий абсорбирующий материал 220, внутри которого распределен измельченный листовой материал 221. Второй сегмент 219 обернут во вторую обертку 222 фильтра. В настоящем примере абсорбирующий материал 220 содержит хаотически ориентированные дискретные короткие волокна ацетата целлюлозы, а измельченный листовой материал 221 содержит измельченный лист восстановленного табака.
Измельченный листовой материал 221 может содержать материал, сформированный из волокон ацетата целлюлозы, поливинилового спирта (ПВС), полимолочной кислоты (ПМК), поли(ε-капролактона) (ПКЛ), поли(1-4-бутандиолсукцината) (PBS), сополимера бутилен адипата и терефталата (РВАТ), материалы на основе крахмала, бумагу, алифатические полиэфирные материалы и полимеры полисахаридов и (или) их комбинации.
Авторы изобретения установили возможность объединения химически и (или) биологически разложимых или иных альтернативных волокон, например ПВС-волокон, с обычными волокнами ацетата целлюлозы. ПВС, как правило, не используется при изготовлении обычных фильтров, поскольку ПВС обычно не поддается свиванию. Соединение ПВС или других не извиваемых волокон с другим материалом, т.е, ацетатом целлюлозы, позволяет решить эту задачу. При использовании таких материалов можно получить фильтр с улучшенной биологической и (или) химической разложимостью и водораствормостью. К другим материалам относятся поли(ε-капролактон) (ПКЛ), поли(1-4-бутандиолсукцинат) (PBS), сополимер бутилен адипата и терефталата (РВАТ), материалы на основе крахмала, бумага, алифатические полиэфирные материалы и полимеры полисахаридов.
Кроме того, с обычными волокнами ацетата целлюлозы могут быть объединены и другие извитые волокна, например ПМА.
В одном варианте выполнения для введения в фильтр ПВС или других не извиваемых волокон или введения в фильтр ПМА или других извиваемых волокон питатель 22 установки Turmalin приспособлен для введения двух шнуров сырьевого фильтрующего материала в модуль 23 резки и перемешивания. При этом количество шагов обработки снижается благодаря тому, что материалу не придается сначала листовая форма, а он вытягивается сразу в виде жгута.
Кроме того, число шагов обработки может быть еще сокращено, если исключить шаг преобразования материала в форму жгута. В таких вариантах выполнения не требуется подачи, разрезки и перемешивания волокон. Напротив, ПВС, ПМА или другие материалы в виде волокнистого сырья могут быть смешаны непосредственно с массой коротких волокон ацетата целлюлозы, инжектируемых прямо в установку Turmalin.
В другом варианте выполнения ПВС-волокна (или другие не извиваемые волокна) или ПМА волокна (или другие извиваемые волокна) могут дозировано вводиться в жгут фильтра в формирователе 24 ленты фильтрующего материала с использованием одной из воронок для загрузки добавки, упомянутых выше.
На фиг. 12 схематически показано курительное изделие, фильтр которого содержит хаотично ориентированные дискретные короткие волокна с расположенными внутри биологически и(или) химически разложимыми волокнами. Как показано на фиг. 12, курительное изделие 231 содержит сигаретную палочку 232, обернутую в материал 233 обертки, в данном случае, сигаретную бумагу, и продольно соединенную с фильтром 234 ободковым материалом 235, перекрывающим фильтр 234 и частично перекрывающим материал 233 обертки. Фильтр 234 имеет первый сегмент 236 на своем мундштучном конце, содержащий жгут 237 извитого волокна ацетата целлюлозы, обернутый в первую обертку 238 фильтра, и второй сегмент 239 со стороны фильтра 234, прилегающей к сигаретной палочке, содержащий абсорбирующий материал 240, внутри которого распределены ПВС волокна 221. Второй сегмент 239 обернут по вторую обертку 242 фильтра. В настоящем примере абсорбирующий материал 240 содержит хаотически ориентированные дискретные короткие волокна ацетата целлюлозы.
При обычной технологии изготовления фильтров плотность штрангов фильтров однородна в продольном направлении. Авторы изобретения установили возможность направленно изменить плотность вдоль длины штранга фильтра. В одном варианте выполнения, плотность может быть изменена так, что при разрезании штранга фильтра на отдельные сегменты концы сегмента фильтра имеют большую плотность, а средняя часть имеет меньшую плотность. Благодаря этому для удержания волокон в фильтре не требуется свивание жгута.
На фиг. 13а схематически представлен штранг 245 фильтра, содержащий чередующиеся продольные области 246 с повышенной средней плотностью и области 247 с пониженной средней плотностью. Штранг 245 фильтра может быть использован для изготовления большого числа сегментов фильтра, каждый из которых представляет собой однородный отрезок фильтрующего материала для использования в курительных изделиях, вдоль которого, например, меняется только плотность. Например, штранг 245 фильтра может быть разрезан в центре 248 каждой из областей 246 с более высокой средней плотностью так, что получившиеся сегменты фильтра будут иметь 'плотные концы'. Линия графика 249 иллюстрирует плотность фильтрующего материала вдоль длины штранга 245 фильтра, и в настоящем примере меняется колебательно или синусоидально. В альтернативных примерах плотность фильтрующего материала вдоль длины штранга 245 фильтра может изменяться по-другому, например, в виде последовательности 1, 2, 3, 4 или более ступенчатых изменений плотности в каждом цикле изменения плотности вдоль длины штранга 245 фильтра. Фильтрующий материал, показанный на фиг. 13а, содержит дискретные короткие волокна ацетата целлюлозы, но в альтернативном варианте может использоваться другой волокнистый фильтрующий материал, описанный выше, например поливиниловый спирт (ПВС), полимолочную кислоту (ПМК), поли(ε-капролактон) (ПКЛ), поли(1-4-бутандиолсукцинат) (PBS), сополимер бутилен адипата и терефталата (РВАТ), материалы на основе крахмала, бумагу, алифатические полиэфирные материалы и полимеры полисахаридов или их комбинации. Материал также может содержать добавки, например адсорбенты, как было показано выше.
Более плотные части, как показано на фиг. 13а, отличаются тем, что после разрезки предотвращается выпадение волокон из фильтра, даже если некоторые из них или все не имеют извива. Соответственно, в варианте выполнения, показанном на фиг. 13а, могут быть использованы материалы, не пригодные для извивания, например, ПВС или нетканые материалы. Благодаря этому, может быть, в свою очередь, усилена способность к химическому и(или) биологическому разложению и водорастворимости, как было упомянуто выше. Фильтрующий материал может быть, таким образом, сформирован из единого волоконного материала или нескольких объединенных материалов, например волокон ацетата целлюлозы, объединенными с упомянутыми другими материалами.
Специалисту должны быть понятны различные способы изменения продольной плотности штранга 245 фильтра. Например, это может быть достигнуто использованием оборудования, имеющего гарнитуру с меняющейся скоростью или с периодической подачей увеличенных объемов фильтрующего материала или добавок при формировании фильтрующего материала на вакуумной ленте. В альтернативном варианте, или в качестве дополнения, вакуумная лента фильтра может быть приспособлена для формирования на ленте областей с более высокой средней плотностью и с более низкой средней плотностью, например, изменением воздушного сопротивления ленты в разных областях, например, путем изменения размера и (или) частоты отверстий на ленте в соответствии с требуемым характером изменения плотности. Работа технологической линии может быть синхронизирована так, чтобы управление отрезками сегментов и их нарезка выполнялись соответствующим образом.
На фиг. 13б схематически представлено сечение вакуумной ленты для формирования фильтра, например используемой в формирователе 24 ленты фильтрующего материала установки Turmalin для изготовления сегментов фильтра, имеющих области с более высокой средней плотностью и области с более низкой средней плотностью. Как показано на фиг. 13б, вакуумная лента 250 формирования фильтра содержит нейлоновую сетку 251, сформированную так, чтобы первые области 252 имели отверстия в сетке большего размера и меньшую плотность материала сетки, а вторые области 253 имели отверстия в сетке меньшего размера и большую плотность материала сетки. Соответственно, первые области 252 имеют меньшее сопротивление воздуху, чем вторые области 253. В процессе использования волокна в воздушном потоке формирователя ленты фильтрующего материала будут притягиваться к первым областям 252, имеющим отверстия сетки большего размера, с большей силой, чем ко вторым областям 253, имеющим меньшие размеры сетки. В результате, в первых областях 252 будут откладываться волокна фильтра с более высокой средней плотностью, чем во вторых областях 253. Поэтому получившийся фильтр будет иметь области с большей средней плотностью, соответствующие первым областям 252 вакуумной ленты 250, и области с меньшей средней плотностью, соответствующие вторым областям вакуумной ленты 250.
В примере, представленном на фиг. 13б, размер и количество отверстий изменяется по длине вакуумной ленты 250 по колебательному закону. В других вариантах выполнения вдоль длины вакуумной ленты может изменяться только размер отверстий, например, при использовании сплошной ленты с изменяющимся размером отверстий, прорезанных в ленте с различными продольно повторяющимися интервалами. В альтернативных вариантах выполнения вдоль длины вакуумной ленты варьируется только число отверстий, например, использованием сплошной ленты с изменяемым числом отверстий на заданной площади ленты, прорезанных в ленте на разных интервалах продольного разноса, повторяющихся вдоль ленты. Кроме того, вместо использования колебательного закона изменения воздушного сопротивления по длине вакуумной ленты отверстия могут быть такими, что плотность фильтрующего материала будет иметь 1, 2, 3, 4 или более ступенчатых изменений, повторяющихся с интервалами по длине ленты.
Изобретатели также пришли к выводу, что имеется возможность создать фильтры, имеющие необычные поперечные сечения. В обычных штрангах фильтра для получения некруглой формы необходимо использование значительного количества пластификатора и водяного пара для формирования требуемой формы. При достижении этого на практике возникали сложности. Однако авторы изобретения установили, что способ, которым в установке Turmalin создается овальная лента, обладающая механической прочностью, может быть приспособлен для получения других форм поперечного сечения фильтрующего материала. Например, установка Turmalin могла бы быть приспособлена к созданию ленты с формой, отличающейся от овальной, либо фильтрующему материалу может быть придана желаемая форма, например, посредством фигурного отверстия или посредством использования ремня гарнитуры, имеющего соответствующую форму. Например, лента фильтрующего материала может быть сформирована на ремне формирователя 24 ленты фильтрующего материала либо может пропускаться через отверстие или ремень гарнитуры соответствующей формы так, что фильтр будет иметь многоугольное, например треугольное, квадратное, прямоугольное, пятиугольное или шестиугольное поперечное сечение либо иное некруглое поперечное сечение, например овальное или эллиптическое, а устойчивость структуры ленты материала может быть такой, что лента будет сохранять требуемую форму. В другом варианте выполнения могут использоваться специально приспособленные процессы обертывания и обработки паром. Полученный в результате фильтр может иметь поперечное сечение с окружностью менее 16 мм или более 25 мм.
На фиг. 14 схематически представлено курительное изделие 291 с фильтром, имеющим эллиптическое поперечное сечение.
Как показано на фиг. 14, курительное изделие 291 содержит сигаретную палочку 292 эллиптического поперечного сечения, обернутую в материал 293 обертки, в данном случае сигаретную бумагу, и продольно соединенную с фильтром 294 ободковым материалом 295, перекрывающим фильтр 294 и частично перекрывающим материал 293 обертки. Фильтр 234 имеет единственный сегмент 296 фильтра на мундштучном конце курительного изделия 291, содержащий абсорбирующий материал 297, обернутый в первую обертку 298 фильтра. Сегмент 296 имеет эллиптическое поперечное сечение. В настоящем примере абсорбирующий материал 297 содержит хаотично ориентированные дискретные короткие волокна ацетата целлюлозы. Для предотвращения выпадения отдельных волокон фильтра из фильтра 294, поперек мундштучного конца фильтра 294 может быть дополнительно нанесена пластиковая сетка, ткань или другая проницаемая преграда (не показана).
Как показано на фиг. 15, курительное изделие 311 содержит сигаретную палочку 312 квадратного поперечного сечения, обернутую в материал 313 обертки, в данном случае сигаретную бумагу, и продольно соединенную с фильтром 314 ободковым материалом 315, перекрывающим фильтр 314 и частично перекрывающим материал 313 обертки. Фильтр 314 имеет единственный сегмент 316 фильтра на мундштучном конце курительного изделия 311, содержащий абсорбирующий материал 317, обернутый в первую обертку 318 фильтра. Сегмент 316 имеет квадратное поперечное сечение. В настоящем примере абсорбирующий материал 317, 320 содержит хаотично ориентированные дискретные короткие волокна ацетата целлюлозы. Для предотвращения выпадения отдельных волокон фильтра из фильтра 314 поперек мундштучного конца фильтра 314 может быть дополнительно нанесена пластиковая сетка, ткань или другая проницаемая преграда (не показана).
Фильтры 294, 314 вариантов выполнения, показанных на фиг. 14 и 15, также могут включать и другие признаки, например добавки, распределенные по волокнам фильтра, и(или) используемую в фильтрах вентиляцию, например отверстия, выполненные лазером.
Изобретатели также пришли к выводу, что имеется возможность изготовления фильтров, включающих хаотично ориентированные короткие волокна, сформированные в цилиндр с длиной окружности менее 16 мм, 15 мм, 14 мм или 13 мм, или с длиной окружности более 25 мм, 26 мм, 27 мм, или 28 мм. Может быть использовано волокно с одним массовым номером, например, имеющее значение денье примерно от 7 до 9, при этом количество используемого в фильтре волокна на единицу длины соответствует требуемой окружности фильтра. Например, количество хаотично ориентированных коротких волокон на миллиметр может быть уменьшено для сверхтонкого (super slim) формата увеличено для фильтров стандартного формата. В этом состоит отличие от изготовления фильтра из непрерывного жгута, где для изготовления фильтров с разной длиной окружности требуется волокно с разным значением денье.
В приведенных примерах, вторые сегменты 9, 39, 59, 159, 179, 199, 219 и 239 (показаны на фиг. 1 и 6-12), содержащие хаотично ориентированные дискретные короткие волокна, были описаны в качестве компонентов двойных фильтров, расположенных со стороны сигаретной палочки, при этом на мундштучном конце находились известные первые сегменты фильтра на основе ацетата целлюлозы. Возможны, однако, и другие варианты конструкции. Например, вторые сегменты могут быть приспособлены для использования на мундштучном конце сигаретных фильтров. Это может быть осуществлено путем предотвращения выпадения отдельных волокон из фильтрующего сегмента в процессе использования, например, введением пластификатора (например, локализованного на мундштучном конце сегмента мундштучного конца) для удерживания хаотично ориентированных дискретных коротких волокон и (или) любых распределенных здесь добавок либо использованием пластиковой сетки, ткани или другой проницаемой преграды, предотвращающей попадание отдельных волокон в рот потребителя. Вторые сегменты фильтра также могут быть использованы в качестве центрального сегмента или сегмента фильтра со стороны сигаретной палочки в трехсекционном фильтре либо, при необходимости, любого сегмента четырех-, пяти- или шестисекционного фильтра. Первые сегменты фильтра также могут и не быть обычными сегментами с ацетатом целлюлозы, обернутыми в обертку для фильтра. Например, в качестве описанных здесь первых сегментов фильтра могут быть использованы секции ацетата без обертки.
Кроме того, первый и второй сегменты фильтра из вариантов выполнения, показанных на фиг. 1 и 6-12, имеют индивидуальные обертки фильтров и скрепляются друг с другом и с сигаретной палочкой посредством ободкового материала. Однако, в альтернативном варианте, дополнительная наружная обертка фильтра (не показана) может быть обернута вокруг первого и второго сегментов фильтра и использована для соединения первого и второго сегментов фильтра друг с другом, а объединенный фильтрующий узел может быть далее соединен с сигаретной палочкой посредством ободкового материала.
Хотя хаотично ориентированные волокна были описаны здесь как извитые, также могут быть использованы и не извитые волокна, сами по себе или смешанные с извитыми волокнами. Кроме того, длина описанных хаотично ориентированных волокон составляет 10 мм (в вытянутом состоянии) либо длина волокон может быть от 5 до 25 мм, или от 6 до 20 мм, от 7 до 20 мм, или от 7 до 15 мм. Вторые сегменты также могут включать волокна, средняя длина которых выходит за указанный интервал, и (или) смеси групп волокон различной средней длины, в зависимости от требований конкретного фильтра и имеющихся волокнистых материалов.
Описанные здесь конструкции фильтров могут быть модифицированы включением одной или более прозрачных секций в обертку фильтра и (или) ободковую бумагу с тем, чтобы внутренние части фильтра были видны потребителям курительных изделий. Например, вторая обертка фильтра, используемая для обертывания второго фильтрующего сегмента, может содержать прозрачный материал, например пленку Natureflex™, поставляемую Британской компанией Innovia Films. Ободковая обертка может иметь одно или более прорезанных окон или секций прозрачного материала, например пленку Natureflex™, обеспечивающих возможность видеть внутренние части фильтра через ободковую обертку и обертку фильтра. В альтернативном варианте, ободковая обертка может наноситься двумя ободками с промежутком между ними, обнажающим находящуюся под ним прозрачную обертку для фильтра либо ободковая обертка может быть выполнена целиком из одного материала, например пленки Natureflex™. Некоторые варианты выполнения могут включать секцию фильтра с прозрачным 'окном', например, описанную в патентной публикации WO 2009/106374, содержание которой (включая любые соответствующие публикации США) полностью включено в настоящее раскрытие посредством ссылки.
Для рассмотрения различных аспектов заявляемого изобретения и его представления настоящее описание показывает на частных примерах различных вариантов выполнения возможности реализации изобретения и получения высококачественных фильтров курительных изделий. Преимущества и признаки, приведенные в описании, относятся к вариантам выполнения и не являются исчерпывающими и(или) исключающими. Они представлены только для улучшения понимания и разъяснения заявленных признаков. Следует иметь в виду, что преимущества, варианты выполнения, примеры, функции, признаки, конструкции и(или) иные особенности изобретения не должны рассматриваться как ограничивающие изобретение, определяемое формулой, или эквиваленты формулы и что в рамках области притязаний и(или) существа изобретения могут быть использованы другие варианты выполнения и модификации. Различные варианты выполнения могут, соответственно, содержать, состоять из, или в основном состоять из различных комбинаций раскрытых элементов, компонентов, признаков, частей, шагов, средств и т.д. Кроме того, изобретение включает другие изобретения, не заявленные здесь, но которые могут быть заявлены в будущем.