КУРИТЕЛЬНОЕ ИЗДЕЛИЕ
SMOKING PRODUCT

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к курительным изделиям и способам изготовления курительных изделий.
Известный уровень техники
Дым, образующийся при горении курительных изделий, таких как сигареты, как известно, содержит много различных составляющих. Курительные изделия часто включают фильтр для удаления компонентов из дыма, который всасывается из курительного материала.
Краткое изложение существа изобретения
Согласно первому аспекту предложен способ изготовления курительного изделия. При использовании курительное изделие образует дым, имеющий компоненты дыма. Курительное изделие включает средство снижения содержания компонентов дыма, которое способно снижать концентрацию компонентов дыма. Способ включает:
1) определение одного или большего числа первых продольных участков, в которых при использовании курительного изделия компоненты дыма присутствуют с первой концентрацией, и одного или большего числа вторых продольных участков, в которых при использовании курительного изделия компоненты дыма присутствуют со второй концентрацией, которая ниже, чем первая концентрация; и
2) изготовление курительного изделия, в котором средство снижения содержания компонентов дыма предназначено для уменьшения концентрации компонентов дыма, присутствующих в одной или нескольких первых продольных участках.
Согласно второму аспекту предложен способ уменьшения концентрации компонентов дыма в дыме, создаваемым курительным изделием. Курительное изделие включает средство снижения содержания компонентов дыма, которое способно снижать концентрацию компонентов дыма в дыме. Способ включает:
1) определение одного или большего числа первых продольных участков, в которых при использовании курительного изделия компоненты дыма присутствуют с первой концентрацией, и одного или большего числа вторых продольных участков, в которых при использовании курительного изделия компоненты дыма присутствуют со второй концентрацией, которая ниже, чем первая концентрация; и
2) изготовление курительного изделия, в котором средство снижения содержания компонентов дыма предназначено для уменьшения концентрации компонентов дыма, присутствующих в одном или нескольких первых продольных участках.
Средство снижения содержания компонентов дыма может быть локализовано в одном или большем числе первых продольных участков.
Средство снижения содержания компонентов дыма может быть или также может не быть локализовано в одном или большем числе первых продольных участков.
Число средств снижения содержания компонентов дыма, локализованных в одном или большем числе первых продольных участков, может быть больше числа средств, локализованных в одном или большем числе вторых продольных участков.
Средства снижения содержания компонентов дыма могут быть включены в любом соответствующем количестве, достаточном для того, чтобы снизить концентрацию целевого компонента дыма. Например, относительное число средств снижения содержания компонентов дыма, локализованных в первом и втором участках, может быть пропорционально первой и второй концентрации компонента дыма. В других осуществлениях относительное число средств снижения содержания компонентов дыма и концентрации компонента дыма могут не быть пропорциональными.
Курительное изделие может включать стержень курительного материала, и в этом случае первый и второй продольные участки могут быть участками курительного материала.
Стержень курительного материала обычно может быть цилиндрической формы, и в данном случае первый и второй продольные участки могут быть расположены на диаметре по ширине цилиндра.
Средство снижения содержания дыма может быть расположено на одном или нескольких первых и/или вторых продольных участках. Кроме того, или альтернативно, средство снижения компонента дыма может быть расположено в области курительного изделия, которая находится в стороне от одного или нескольких первых и/или вторых продольных участков. Например, курительное изделие может включать фильтр, и в этом случае средство снижения содержания компонента дыма может быть расположено внутри фильтра для уменьшения концентрации компонента дыма, присутствующего в одном или нескольких первых продольных участках. Фильтр может включать средство снижения содержания дыма, чтобы уменьшить концентрацию компонента дыма, генерируемого на одном или нескольких первых продольных участках. Кроме того, или в качестве альтернативы, фильтр может включать несколько средств снижения содержания дыма, предназначенных для уменьшения концентрации компонентов дыма или компонентов дыма, генерируемых в обоих первом и втором продольных участках.
Стержень курительного материала и/или фильтр курительного изделия может включать части различной плотности, чтобы создать контролируемые участки перепада давления для контроля воздушного потока через курительное изделие.
Курительное изделие может включать несколько различных средств снижения содержания компонента дыма. Например, могут быть два различных средства снижения содержания компонента дыма, включенных в курительное изделие. В этом случае два различных средства снижения содержания компонента дыма могут быть расположены в одном или нескольких первых продольных участках. Альтернативно два различных средства снижения содержания компонента дыма могут быть расположены в разных продольных участках, которые могут включать первый и/или второй продольные участки и/или альтернативные участки.
Например, может быть желательным уменьшить содержание компонента дыма и в одном или нескольких первых, и во вторых продольных участках. Для достижения этого средства снижения содержания компонента дыма, которые могут быть одинаковыми или различными средствами, могут быть включены в один или несколько вторых продольных участков в дополнение к одному или нескольким первым продольным участкам.
Несколько различных средств снижения содержания компонента дыма могут быть предназначены для одинаковых или различных компонентов дыма.
Курительное изделие может включать коаксиальный стержень, включающий наружный стержень курительного материала, ограниченный наружной оберткой, внешний стержень, включающий внутренний стержень курительного материала, ограниченный внутренней оберткой.
Внутренняя обертка может быть проницаемой или непроницаемой для прохождения дыма.
Внутренняя обертка может включать средство снижения содержания компонента дыма.
Курительный материал внутреннего и/или наружного стержня может включать средство снижения содержания компонента дыма.
Наружная обертка может быть проницаемой или непроницаемой для прохождения дыма.
Наружная обертка может включать средство снижения содержания компонента дыма. Внутренний и/или наружный стержни могут быть обернуты несколькими обертками, одна или более из которых могут включать средство снижения содержания компонента дыма. Например, материал сорбента в виде частиц может быть приклеен к одной или нескольким поверхностям одной или нескольких оберток. Материал сорбента в виде порошка может покрывать всю поверхность или поверхности или может присутствовать на одном или нескольких дискретных участках поверхности или поверхностей одной или нескольких оберток. Кроме того, или альтернативно, материал сорбента в виде частиц может присутствовать в пределах структуры самого оберточного материала.
Один из внутреннего или внешнего стержней может иметь более высокую плотность по сравнению с другим стержнем, чтобы создать область контролируемого падения давления для контроля воздушного потока через курительное изделие.
Внутренний стержень может включать дополнительный внутренний стержень курительного материала, ограниченный дополнительной внутренней оберткой, формируя таким образом тройное ядро коаксиального стержня.
Курительное изделие может включать нить. Например, курительное изделие может включать стержень курительного материала, и нить может непрерывно проходить в курительном материале вдоль всей длины стержня курительного материала.
Курительное изделие может включать несколько нитей, например 2, 3, 4, 5, 6 или более нитей.
Нить или нити могут проходить вдоль стержня курительного материала в одном или нескольких продольных участках, соответствующих одному или более из первых продольных участков, в которых при использовании курительного изделия целевой компонент дыма находится в более высокой концентрации.
Курительное изделие может включать частицы, которые могут быть сконцентрированы в продольном участке, проходящем вдоль стержня курительного материала.
Курительное изделие может включать несколько продольных участков, в которых сосредоточен материал в виде частиц, например 2, 3, 4, 5, 6 или более участков.
Участок или участки материала в виде частиц могут проходить вдоль стержня курительного материала в одном или нескольких продольных участках, соответствующих одному или нескольким первым продольным участкам, в которых при использовании курительного изделия компонент дыма находится в более высокой концентрации.
Курительное изделие может включать и нить, и продольно расположенный материал в виде частиц в одном или нескольких продольных участках, предназначенных для одного и того же или различных компонентов дыма.
Курительный материал может быть ограничен оберткой, и частицы могут быть приклеены к внутренней поверхности обертки.
Курительный материал может быть ограничен несколькими обертками, одна или более из которых могут включать средство снижения содержания компонента дыма. Например, материал сорбента в виде частиц может быть приклеен к одному или нескольким поверхностям одной или нескольких оберток, покрывать всю поверхность или поверхности или присутствовать на одном или нескольких дискретных участках поверхности или поверхностей. Кроме того, или альтернативно, материал сорбента в виде частиц может присутствовать в пределах структуры самого оберточного материала.
Средство снижения содержания компонента дыма может быть в виде частиц или гранул.
Средство снижения содержания компонента дыма может включать добавку. Добавка может быть сорбентом или катализатором.
Средство снижения содержания компонента дыма может включать разбавитель.
Средство снижения содержания компонента дыма может включать курительный материал, который при использовании дает концентрацию компонента дыма, которая ниже, чем концентрация, которую дает табак.
Согласно третьему аспекту предложено курительное изделие. При использовании курительное изделие дает дым, имеющий компонент дыма. Курительное изделие включает средство снижения содержания компонента дыма, которое способно снижать концентрацию компонента дыма. При использовании компонент дыма присутствует в первой концентрации в одном или нескольких первых продольных участках курительного изделия. Компонент дыма присутствует во второй концентрации, которая ниже, чем первая концентрация, в одном или нескольких вторых продольных участках курительного изделия. Средство снижения содержания компонента дыма предназначено для снижения концентрации компонента дыма, присутствующего в одном или нескольких первых продольных участках.
Средство снижения содержания компонента дыма может быть расположено в одном или нескольких первых продольных участках.
Средство снижения содержания компонента дыма может быть дополнительно расположено в одном или нескольких вторых продольных участках.
Количество средств снижения содержания компонента дыма, расположенных в одном или нескольких первых продольных участках, может быть больше, чем количество средств, расположенных в одном или нескольких вторых продольных участках.
Курительное изделие может включать стержень курительного материала, и в этом случае первый и второй продольные участки могут быть участками стержня курительного материала.
Стержень курительного материала обычно может иметь цилиндрическую форму, и в данном случае первый и второй продольные участки могут быть расположены на диаметре по ширине цилиндра.
Согласно четвертому аспекту предложено курительное изделие, которое получают способом по первому аспекту.
Краткое описание чертежей
Предпочтительные осуществления настоящего изобретения теперь будут описаны со ссылкой на прилагаемые чертежи (не в масштабе), на которых:
на фиг. 1а показан вид в перспективе курительного изделия согласно одному аспекту настоящего изобретения, показывающий, в частности, коаксиальную конструкцию стержня курительного материала, в котором внутренняя обертка включает добавку, снижающую содержание компонента дыма;
фиг. 1b представляет вид в поперечном сечении корпуса коаксиального курительного изделия по фиг. 1а, показывающий, в частности, внутреннюю обертку, включающую добавку, снижающую содержание компонента дыма, предназначенную для продольного участка стержня курительного материала;
фиг. 2а представляет вид в перспективе курительного изделия согласно одному аспекту настоящего изобретения, показывающий, в частности, нить, включающую добавку, снижающую содержание компонента дыма, расположенную вдоль продольной оси стержня курительного материала;
фиг. 2b представляет вид в поперечном сечении корпуса курительного изделия по фиг. 2а, показывающий, в частности, нить, включающую добавку, снижающую содержание компонента дыма, предназначенную для центрального продольного участка стержня курительного материала;
Фиг. 3а представляет перспективный вид курительного изделия согласно одному аспекту настоящего изобретения, показывающий, в частности, добавку в виде частиц, снижающую содержание компонента дыма, расположенную вдоль продольной оси стержня курительного материала;
фиг. 3b представляет вид в поперечном сечении корпуса курительного изделия по фиг. 3а, показывающий, в частности, добавку в виде частиц, снижающую содержание компонента дыма, предназначенную для центрального продольного участка стержня курительного материала;
фиг. 4 представляет ряд графиков, иллюстрирующих профили концентрации газа (% об./об.) вдоль центральной оси сигареты; и
фиг. 5-10 представляют концентрацию газа (% об./об.) и распределение температуры в курительном изделии в разных временных точках.
Подробное описание
В соответствии с использованием в описании термин "курительное изделие" включает курительные продукты, такие как сигареты, сигары и сигариллы на основе табака, производных табака, расширенного табака, восстановленного табака или заменителей табака, а также продукты нагрева без горения и другие устройства, способные генерировать и давать аэрозоль. Такие курительные изделия могут быть снабжены фильтром.
В соответствии с использованием в описании термин "компонент дыма" включает любое соединение, которое может быть найдено в дыме при сгорании и/или пиролизе табака.
Дым, возникающий в курительном изделии, содержащем табак, является сложной, переменного состава смесью более 5000 идентифицированных соединений. Компоненты присутствуют в дыме, который вдыхает курильщик (MS), который выходит из мундштука сигареты и также выделяется между затяжками в виде компонентов побочной струи дыма (SS).
Курительные изделия, такие как сигареты, и их формат часто обозначают в соответствии с длиной сигарет: "обычные" (обычно в диапазоне 68-75 мм, например около 68-72 мм), "короткие" или "мини" (68 мм или менее), "кинг-сайз" (обычно в диапазоне 75-91 мм, например около 79-88 мм), "длинные" или "супердлинные" (обычно в диапазоне 91-105 мм, например около 94-101 мм) и "сверхдлинные" (обычно в диапазоне около 110-121 мм).
Сигареты также обозначают в соответствии с их длиной окружности: "обычные" (около 23-25 мм), "толстые" (более 25 мм), "тонкие" (около 22-23 мм), "полутонкие" (около 19-22 мм), "супертонкие" (около 16-19 мм) и "микротонкие" (менее около 16 мм). Соответственно, сигарета кинг-сайз супертонкого формата будет, например, иметь длину около 83 мм и длину окружности около 17 мм. Сигареты обычного формата кинг-сайз, а именно с окружностью 23-25 мм и общей длиной 75-91 мм, являются одним из многих серийно выпускаемых форматов.
Курительные изделия могут быть изготовлены в любом из вышеуказанных форматов. Курительное изделие может быть, например, 70-100 мм в длину и 14-25 мм в окружности. Действительно, курительное изделие может иметь любые подходящие размер и форму в соответствующих случаях.
При использовании курительного изделия, включающего стержень курительного материала, сгорание и/или пиролиз курительного материала может вызвать получение ряда компонентов дыма. Концентрация, при которой компоненты дыма присутствуют в горящем угле (сгорание кончика сигареты), может отличаться при использовании тлеющего курительного изделия по сравнению с условиями затяжки.
При использовании курительного изделия горящая часть (сгорание угля) продвигается вдоль стержня курительного материала. Размещением миниатюрного или микропробоотборника в используемом курительном изделии могут быть отобраны аэрозольные пробы, не влияя на курение, сгорание и/или проходящие процессы пиролиза. Таким образом, может быть определена концентрация определенного компонента дыма в определенном месте по отношению к горящей части. Повторяя этот процесс с использованием зонда для исследования различных конкретных местоположений внутри курительного изделия, может быть создана карта концентрации компонента дыма внутри используемого курительного изделия. Концентрация компонента дыма может быть определена как функция параметров курения, таких как объем затяжки, длительность затяжки и время между затяжками. Измерения могут быть осуществлены относительно фиксированной позиции на сигарете, такой как линия горения.
Было установлено, что концентрация компонентов дыма отличается в разных продольных участках поперек стержня курительного материала. Участки с более высокой и более низкой концентрацией могут быть расположены на диаметре поперек ширины цилиндрического стержня курительного материала.
В соответствии с использованием в описании "поперечные" размеры курительного изделия или стержня курительного материала относится к любому диаметру поперек ширины цилиндрического стержня курительного материала, причем ширина измеряется перпендикулярно продольной оси стержня.
Включение средства снижения содержания компонента дыма
В соответствии с раскрытым способом для снижения концентрации конкретного компонента дыма в дыме, создаваемом курительным изделием, специалист в данной области техники сначала должен определить концентрацию компонента дыма в различных местоположениях используемого курительного изделия. Средство снижения содержания компонента дыма, которое способно снизить концентрацию соответствующего компонента дыма, затем может быть включено в курительное изделие для снижения концентрации компонента дыма в местоположении, в котором компонент дыма присутствует в более высокой концентрации.
Этот подход имеет ряд преимуществ по сравнению с предыдущими подходами к снижению концентрации компонентов дыма в дыме. Определением местоположения наиболее высокой концентрации может быть наиболее эффективно достигнуто наибольшее воздействие на концентрацию соответствующего компонента дыма. Кроме того, число средств снижения содержания компонента дыма может быть снижено, поскольку меньшее число средств может быть использовано в участках, в которых компонент продуцируется в самой низкой концентрации, хотя необязательно на уровне включения, который эффективно снижает концентрацию компонента дыма в этом местоположении.
Также средства снижения содержания компонента дыма, которые более эффективны в снижении конкретного компонента дыма, или классов компонентов в аэрозоле, могут быть выбраны и размещены в курительном изделии, предназначенном для этих компонентов. Например, средства снижения содержания компонента дыма могут быть расположены в зоне формирования компонента дыма.
Расположение средства снижения содержания компонента дыма в «горячих зонах» горения и/или пиролиза в курительном изделии может кинетически повышать эффективность средств снижения содержания компонента дыма, таких как катализаторы. Эффективность сорбентов также может быть повышена в горячей зоне, поскольку целевой компонент дыма в твердой или жидкой фазе при более низких температурах может находиться в газовой фазе в пределах этой зоны, и таким образом легче адсорбируется. Такие средства, которые демонстрируют повышенную активность при повышенных температурах, могут быть преимущественно предназначены для горячих зон для повышения удаления или разрушения целевых компонентов дыма.
И наоборот, другие средства снижения содержания компонента дыма могут работать более эффективно при более низких температурах и таким образом могут быть преимущественно предназначены для более холодных зон курительного изделия, таких как фильтрующий мундштук.
Поскольку горящая часть движется вдоль стержня при использовании курительного изделия, продольный участок, в котором компонент дыма находится в более высокой концентрации, также будет продвигаться по стержню курительного материала.
Таким образом, чтобы оптимально воздействовать на определенный компонент дыма, средства снижения содержания компонента дыма могут быть включены в продольном направлении по всей длине курительного изделия в определенном продольном участке.
Средства снижения содержания компонента дыма могут быть включены соответственно в стержень курительного материала и/или фильтр. Средство снижения содержания компонента дыма предназначено для снижения концентрации определенного компонента дыма в продольном участке, соответствующем положению, в котором компонент дыма находится в более высокой концентрации.
Средства снижения содержания компонента дыма могут быть включены в курительное изделие на одном или нескольких продольных участках, в которых было установлено получение компонента дыма с более высокой концентрацией. Средства снижения содержания компонента дыма необязательно также могут быть включены в меньшем количестве в продольном участке, в котором компонент дыма получается с более низкой концентрацией.
Местонахождение средства снижения содержания компонента дыма
Средства снижения содержания компонента дыма могут быть соответственно включены в стержень курительного материала и/или фильтр.
Средства снижения содержания компонента дыма могут быть расположены на одном или нескольких первых продольных участках, в которых при использовании компонент дыма присутствует в более высокой концентрации по отношению к концентрации в другом участке курительного изделия.
Средства снижения содержания компонента дыма могут быть расположены в большем количестве на первом продольном участке, на котором при использовании компонент дыма присутствует в более высокой концентрации, и в меньшем количестве на втором продольном участке, на котором при использовании компонент дыма присутствует в более низкой концентрации.
Средства снижения содержания компонента дыма могут быть расположены на участке курительного изделия, который находится в стороне от одного или нескольких первых продольных участков, на которых при использовании компонент дыма присутствует в более высокой концентрации. В этом случае средство снижения содержания компонента дыма может быть предназначено для уменьшения концентрации компонента дыма на одном или нескольких первых продольных участках, на которых при использовании компонент дыма присутствует в более высокой концентрации, по отношению к концентрации в другом участке курительного изделия.
Средство снижения содержания компонента дыма может быть расположено на участке курительного изделия, который находится в стороне от одного или нескольких вторых продольных участков, на которых при использовании компонент дыма присутствует в более низкой концентрации.
Несколько различных средств снижения содержания компонента дыма могут быть использованы в курительном изделии, расположенных на одном или разных продольных участках.
Было установлено, что размещение средств снижения содержания компонента дыма продольно в различных продольных положениях в курительном изделии снижает содержание целевых компонентов дыма, генерируемых в дыме при использовании.
В зависимости от снижения содержания конкретного компонента дыма, средство может быть включено в стержень курительного материала, в фильтр курительного изделия или и в стержень курительного материала и фильтр курительного изделия.
Ряд средств снижения содержания компонента дыма могут быть пригодны только для включения в фильтр курительного изделия. Пористые полимерные смолы были разработаны для улавливания летучих и полулетучих веществ из воздуха, например Тепах ТА. Другие сорбционные полимерные смолы являются доступными, например молекулярно фиксированные полимеры и обычно используемые ионообменные или хелатирующие смолы, такие как Diailon CR-20. Эти материалы непригодны для использования в курительном материале из-за их термической нестабильности и возможного разложения в "горячей зоне" курительного изделия.
Компоненты дыма
1
В некоторых осуществлениях снижение содержания компонентов дыма в дыме, вдыхаемом курильщиком, может включать, но без ограничения, одно или несколько веществ, известных в данной области как 'аналиты Хоффмана'. Этот термин относится к группе компонентов дыма, вдыхаемого курильщиком, генерируемого курительным изделием и включающей: ароматические амины; фенолы; карбонилы; полициклические ароматические углеводороды; акрилонитрил; летучие углеводороды, такие как изопрен, стирол, бензол и 1,3-бутадиен; гетероциклы с азотом в качестве гетероатома, такие как пиридин; хинолин; табакоспецифические нитрозамины (TSNAs), такие как N-нитрозоанабазин (NAB), N'-нитрозоанатабин (NAT), 4-(метилнитрозамино)-1-(3-пиридил)-1-бутанон (NNK) и N'-нитрозонорникотин (NNN); неорганические соединения, такие как аммиак, цианистый водород, оксид азота и монооксид углерода; и тяжелые металлы, такие как ртуть, кадмий, свинец, хром и никель.
Компоненты дыма, целевые для средств снижения содержания компонента дыма, могут включать, но без ограничения, одно или комбинацию веществ: ароматических аминов, таких как 1-аминонафталин, 2-аминонафталин, 3-аминобифенил, 4-аминобифенил; фенолы, такие как фенол, о-крезол, м-крезол, п-крезол, пирокатехин, резорцин, гидрохинон; карбонилы, такие как формальдегид, ацетальдегид, ацетон, акролеин, пропиональдегид, кротональдегид, метилэтилкетон, бутиральдегид; полициклические ароматические углеводороды, такие как бензо(а)пирен, нафталин; ароматические углеводороды, такие как толуол, бензол; акрилонитрил; летучие углеводороды, такие как изопрен, стирол и 1,3-бутадиен; гетероциклы с азотом в качестве гетероатома, такие как пиридин, хинолин; табакоспецифические нитрозамины (TSNAs), такие как N'-нитрозоанабазин (NAB), N'-нитрозоанатабин (NAT), 4-(метилнитрозамино)-1-(3-пиридил)-1-бутанон (NNK) и N'-нитрозонорникотин (NNN); неорганические соединения, такие как аммиак, цианистый водород, оксид азота и монооксид углерода; и тяжелые металлы, такие как ртуть, кадмий, свинец, хром и никель.
Средство снижения содержания компонента дыма
Средство снижения содержания компонента дыма может включать любое средство, которое может быть включено в курительное изделие и снижает концентрацию компонента дыма, получаемого при использовании курительного изделия. Средство снижения содержания компонента дыма может быть специфическим для конкретного компонента дыма. Альтернативно средство снижения содержания компонента дыма может иметь широкие функциональные возможности по взаимодействию с различными компонентами дыма или классами компонентов дыма.
Средство снижения содержания компонента дыма может включать любое средство, которое способно снизить концентрацию компонента дыма в дыме. Например, средство снижения содержания компонента дыма может включать добавку, например сорбент или катализатор, разбавитель или модифицированный или синтетический курительный материал. В качестве примеров ниже описан ряд пригодных средств снижения содержания компонента дыма.
Добавки
Средство снижения содержания компонента дыма может быть добавкой, снижающей содержание компонента дыма. Добавкой, снижающей содержание компонента дыма, может быть любая добавка, которая способна снизить концентрацию компонента дыма в дыме. Например, добавка, снижающая содержание компонента дыма, может включать сорбент или катализатор.
Добавка может быть в любой подходящей форме. Например, добавка может быть в форме частиц или в переработанном виде, например в виде монолита.
Средство снижения содержания компонента дыма может быть добавкой в виде частиц, частицы которой сконцентрированы в одном или нескольких продольных участках фильтрующего материала или стержня курительного материала.
Средство снижения содержания компонента дыма может быть добавкой, которая включена в одну или несколько бумажных оберток курительного изделия.
Добавка может быть приклеена к одной или нескольким поверхностям одной или нескольких оберток. Добавка может покрывать всю поверхность одной стороны обертки или всю поверхность обеих сторон обертки. Альтернативно эта добавка может присутствовать на одной или нескольких дискретных наклейках на обертке, которые могут быть на одной стороне обертки или на обеих сторонах обертки. Одна или несколько наклеек могут иметь любую форму или конфигурацию. Например, наклейка или наклейки могут быть в форме кольцевых полос вокруг курительного изделия или продольными полосами по длине курительного изделия. Такие обертки обсуждаются, например, в WO 2007/104908.
Кроме того, или альтернативно, добавка в виде частиц может присутствовать в структуре самого оберточного материала, как описано, например, в WO 2010/043475. Например, добавка может быть сорбентом в виде частиц, таким как активированный уголь, который включен в структуру бумаги при изготовлении бумаги. Сорбент может дополнительно снижать содержание компонента дыма, например сорбент может быть пропитан разбавителем и/или сорбент может служить в качестве носителя для катализатора.
Оберточный материал может быть бумажным материалом. Альтернативно обертка может включать восстановленный табачный материал. Восстановленный табачный материал может включать добавку в виде частиц. Добавка может быть нанесена на восстановленный табачный материал, используя те же подходы, что описаны выше в отношении бумажных оберток. Например, добавка может быть нанесена на поверхность материала и/или добавка может быть включена в структуру самого восстановленного табачного материала. Такой материал описан, например, в WO 99/38396.
Добавка может быть приклеена к одной или нескольким нитям, которые проходят в продольном направлении по длине фильтра курительного изделия и/или стержня курительного материала. Такие нити описаны, например, в WO 96/14762, WO 2009/010380, WO 2010/032032.
Добавка, снижающая содержание компонента дыма, может быть покрыта или иным образом помещена в защитную среду для продления срока годности. Например, добавка, снижающая содержание компонента дыма, может включать инкапсулированную добавку. Защитная оболочка, используемая для продления срока годности добавки, снижающей содержание компонента дыма, не должна ингибировать активность материала, который может выделяться или активироваться по механизмам, встречающимся в процессе курения. Например, добавка может быть активирована при нагревании либо при взаимодействии с компонентом дыма, таким как вода.
Сорбенты
"Сорбент" представляет собой вещество, которое может концентрировать или удерживать молекулы других веществ на своей поверхности и/или может поглощать другие вещества, посредством проникновения других веществ в его внутреннюю структуру или в его поры. Соответственно термин "сорбент" в соответствии с использованием в описании относится к адсорбенту, абсорбенту или веществу, которое может функционировать как адсорбент, так и как абсорбент. Сорбент может быть любым материалом со сравнительно большой площадью поверхности, на которой компонент дыма может адсорбироваться и который способен снижать концентрацию компонента дыма в дыме.
Добавка, снижающая содержание компонента дыма, может включать один или комбинацию любых подходящих сорбентов, включающих, например, углерод (такой как активированный уголь), цеолит, силикагель, диоксид кремния, силикаты, алюмосиликаты, сепиолит, глину, оксид алюминия.
В частности, добавка, снижающая содержание компонента дыма, может быть материалом активированного угля. Материал активированного углерода может быть получен из растительного вещества (например, скорлупа кокосовых орехов), как описано, например, в WO 2012/032349. Альтернативно, материал активированного углерода может быть получен из смолы (такой как фенольная смола), например, как описано в WO 2006/103404.
Материал активированного углерода может быть поверхностно-модифицированным для улучшения специфичности материала относительно конкретного компонента дыма или класса компонентов дыма. Присутствие отдельных химических групп на поверхности пористого углеродного материала может влиять на сорбционные свойства материала. Например, активированный углеродный материал, полученный с использованием вещества с донорными атомами азота, может повысить селективную адсорбцию компонентов дыма, включающих низкомолекулярные альдегиды и HCN, как описано в WO 2012/098405. Аналогично материал активированного углерода, полученный с использованием карбоната магния, может повысить селективную адсорбцию акролеина, формальдегида и HCN, как описано в WO 2012/160354. Гидрофобность и/или гидрофильность поверхности материала сорбента может быть модифицирована для обеспечения дополнительного контроля свойств сорбента и улучшения специфичности материала по отношению к конкретному компоненту дыма или классу компонентов дыма.
Сорбент может включать микропоры (диаметр пор <2 нм), мезопоры (диаметр 2-50 нм) и/или макропоры (диаметр более 50 нм). Сорбент может быть модифицирован для контроля структуры пор, например для увеличения мезопор, как описано, например, в WO 2010/103323 и WO 2012/032349.
Сорбент может присутствовать в курительном изделии в форме гранул или частиц, например, как описано в WO 2006/103404.
Сорбент может быть углеродсодержащим высушенным гелем, например, типа описанного в WO 2011/030151. Такие высушенные гели являются пористыми, твердыми материалами, полученными из гелей или золь-гелей, жидкие компоненты которых удалены и замещены на газ, которые были затем подвергнуты пиролизу и/или карбонизации. Они могут быть классифицированы в соответствии со способом сушки и включают углеродные ксерогели, аэрогели и криогели.
Ксерогели обычно формируют с помощью стадии испарительной сушки в условиях обычного давления. Обычно они имеют монолитную внутреннюю структуру, напоминающую жесткую пену низкой плотности, содержащую, например, 60-90% об. воздуха. Аэрогели, с другой стороны, могут быть получены с использованием других методов, таких как сверхкритическая сушка. Они сжимаются меньше ксерогелей на стадии сушки и, как правило, имеют еще более низкую плотность (90-99% об. воздуха, например). Криогели могут быть получены с использованием методов лиофильной сушки.
Сорбент может включать углеродный материал в виде углеродных нанотрубок и/или графена.
Сорбент может включать металлоорганическую каркасную структуру (MOF).
Сорбент может быть покрытым. Например, сорбент может включать пористый углеродный материал, покрытый альгинатом. Кроме того, или альтернативно, сорбент может содержать разбавитель, например, как описано в WO 2010/125386.
Сорбент может быть в обработанном виде. В частности, сорбент может быть в виде монолита, например, как описано в WO 2012/168699.
Сорбент может включать активатор адсорбции. Подходящий активатор адсорбции может включать гидрофильное органическое вещество и донор и акцептор водородной связи. Такой активатор адсорбции может увеличивать сродство сорбента к фенолу, как описано в WO 2011/015861.
Катализаторы
Добавка, снижающая содержание компонента дыма, может быть катализатором. "Катализатор" представляет собой вещество, которое изменяет и увеличивает скорость химической реакции, не расходуясь в процессе. Катализатор может промотировать превращение компонента дыма в одно или несколько различных веществ. Кроме того, или альтернативно, катализатор может превращать соединение, которое иначе было бы прекурсором целевого компонента дыма, в альтернативное соединение, таким образом предотвращая образование компонента дыма.
2
2
Катализаторы могут включать, например, металлы, такие как переходные металлы или редкоземельные металлы, соли металлов или оксиды металлов. В некоторых осуществлениях может быть использован катализатор, способный облегчать окисление СО в СО. Подходящие СО-катализаторы включают металлы, такие как переходные металлы или редкоземельные металлы, соли металлов, оксиды металлов или их комбинации. В частности, катализатор, способный улучшить окисление СО до СО, может включать оксид железа и/или гопкалит (оксид марганца меди).
Катализатор может быть нанесен на подложку или носитель, например, из графита, активированного угля, оксида меди, оксида алюминия или диоксида титана. Носитель может быть равномерно покрыт катализатором, загрузка составляет около 0,1-10% относительно общей сухой массы подложки или носителя с покрытием.
Катализатор может быть получен в виде крупных, мелких или ультрадисперсных частиц. Крупные частицы представляют собой частицы диаметром около 2,5-200 мкм. Мелкие частицы представляют собой частицы, имеющие диаметр от около 100 нм до около 2,5 мкм. Ультрадисперсные частицы представляют собой частицы, имеющие диаметр менее около 100 нм. Обычно частицы имеют средний размер частиц от около 1 нм до 100 мкм, например от около 10 нм до около 10 мкм. Частицы катализатора могут быть получены коммерчески.
Молекулярно фиксированные полимеры
Добавка может включать молекулярно фиксированный полимер (MIP).
MIP могут быть специфическими относительно одного или нескольких компонентов дыма. Например, MIP могут селективно связываться с определенными табачными нитрозаминами, как описано, например, в WO 2008/068153.
Разбавители
Средство снижения содержания компонента дыма может включать разбавитель. "Разбавитель" действует в качестве прямой замены компонента дыма и тем самым снижает концентрацию компонента дыма в дыме.
Разбавитель может быть включен в курительный материал. Например, разбавитель может быть связан с курительным материалом и/или включен в клеточную структуру материала, как описано в WO 03/092416 и WO 2012/010880.
Разбавитель может быть включен в обертку курительного материала. Например, разбавитель может быть нанесен на материал сорбента, который включен в обертку. Такие обертки описаны, например, в WO 2010/043475.
Разбавитель может пропитывать частицы пористого материала, как описано, например, в WO 2010/125386.
Разбавитель может быть в форме частиц разбавителя, инкапсулированных барьерным материалом, как обсуждается, например, в WO 2010/125385.
Подходящие разбавители включают средства, образующие аэрозоль, использующие широкий спектр классов веществ, известных специалистам в данной области техники. Например, многоатомные спирты, такие как глицерин, пропиленгликоль, сорбит и триэтиленгликоль; сложные эфиры, такие как диацетин, триэтилцитрат, изопропилмиристат или триацетин, углеводороды с высокой температурой кипения или молочная кислота. Может быть использована комбинация разбавителей в равных или различных пропорциях.
Другие добавки
Средство снижения содержания компонента дыма может включать химический реагент, который может снижать концентрацию компонента дыма взаимодействием с компонентом. Механизм реакции может включать химическое взаимодействие и/или химическое взаимодействие с последующим разложением.
Средство снижения содержания компонента дыма может включать добавку, которая регулирует температуру горения курительного материала.
Например, добавка может действовать либо для снижения тепловой энергии, выделяющейся в процессе курения, пассивным поглощением энергии, или же она может активно влиять на тепловую энергию курения за счет протекания с ее участием эндотермического активированного изменения (в котором тепловая энергия может быть извлечена из процесса курения) или экзотермически активированного изменения (в котором тепловая энергия может быть внесена в процесс курения). Таким образом, за счет контроля температуры химические реакции, проходящие при горении или пиролизе курительного материала, могут контролироваться, и могут быть получены различные компоненты дыма, и в результате концентрация целевых компонентов дыма или классов компонентов может быть уменьшена.
Примером материала, который может быть использован для повышения температуры, является углеродный материал, такой как частицы материала древесного угля.
Аналогично другие добавки могут быть использованы для изменения условий в курительном материале и таким образом регулировать проходящие химические реакции. Подходящие примеры могут включать окислители и восстановители.
Керамические материалы обертки
Средство снижения содержания компонента дыма может включать обертку на керамической основе. Обертка на керамической основе может улавливать компоненты дыма. Кроме того, или альтернативно, обертка на керамической основе может быть толще, чем обычная обертка, и таким образом замещать часть курительного материала. Обертки на керамической основе обсуждаются, например, в WO 01/41590.
Обертка на керамической основе может включать добавку, снижающую содержание компонента дыма, которая способна снижать концентрацию компонента дыма в дыме. Добавка может быть включена вместе с керамическим наполнителем в структуру обертки. Кроме того, или альтернативно, добавка может быть нанесена на поверхность обертки.
Обертка на керамической основе может включать часть керамического наполнителя заданной формы, связующее, необязательно добавку, ускоряющую горение, и необязательно улучшитель золы.
Заданной формой керамического наполнителя является, например, обертка с пористой самоподдерживающейся структурой, и при сжигании обертка теряет свою структурную целостность. Например, керамический наполнитель может быть сферическим или по существу сферическим, овальным или по существу овальным или другой неправильной формы, аппроксимированной к ним.
Преимущественно размер частиц керамического наполнителя составляет 2-90 мкм, более предпочтительно 2-75 мкм и более предпочтительно 25-70 мкм, например около 50 мкм.
Керамический наполнитель может быть нерастворимыми или малорастворимым оксидом металла или солью металла и может быть термически стабильным оксидом металла или солью металла. Керамический наполнитель может быть одним или несколькими материалами из оксида алюминия, оксида кремния, алюмосиликата, карбида кремния, стабилизированного или нестабилизированного оксида циркония, циркона, граната, полевого шпата и других материалов, известных специалисту в данной области техники и имеющих необходимый размер частиц, или другие подходящие керамические материалы, измельченные до нужного размера или формы.
Керамический наполнитель может присутствовать в количестве более 40% массы сухих веществ в суспензии, из которой получают обертку, и более предпочтительно присутствует в диапазоне 50-95% и более предпочтительно 70-90%.
Функция связующего состоит в скреплении частиц керамического наполнителя. Связующее может быть органическим связующим и может быть одним или несколькими материалами из альгината (например, альгината кальция или альгината пропиленгликоля), камеди, целлюлозы (модифицированной или натуральной), пектина или пектинового связующего, крахмала или солей металлов I или II группы этих связующих, таких как натрийкарбоксиметилцеллюлоза или альгинат натрия. В дополнение или альтернативно, связующее вещество может представлять собой неорганическое связующее и может быть одним или несколькими материалами из активированного оксида алюминия, силиката алюминия, силиката магния или инертной глины.
Добавка, ускоряющая горение, может быть введена в обертку на керамической основе для улучшения характеристик горения обертки. Добавка, ускоряющая горение, может присутствовать в количестве 1-15% массы сухого вещества суспензии, используемой для получения обертки, и более предпочтительно <10% и даже более предпочтительно <5%, например в диапазоне 2-5%. Добавка, ускоряющая горение, представляет собой активатор горения. Подходящие добавки, ускоряющие горение, могут быть выбраны из одной или нескольких солей металлов I или II группы, таких как ацетаты, цитраты, и других активаторов горения, известных специалистам в данной области техники.
Улучшитель золы может быть включен в обертку на керамической основе для создания средств, обеспечивающих связь или улучшение упаковки керамических частиц наполнителя. Обертка должна сгорать и озоляться аналогично обычному курительному изделию. Компоненты обертки и, в частности, керамического наполнителя и улучшителя золы имеют размер частиц и/или форму такие, что их сочетание обеспечивает необходимую прочность обертки до сгорания, но утрачиваемую такую прочность во время сгорания, чтобы обеспечить приемлемое озоление продукта сгорания.
Неорганический улучшитель золы соответственно имеет пластинчатую морфологию и материалы, которые имеют соответствующую пластинчатую морфологию по сравнению с более округлой формой керамического наполнителя, включают один или несколько материалов из слюды, мела, перлита, глины, такие как, например, вермикулит, каолиниты и тальк. Улучшитель золы, в дополнение или альтернативно, может быть материалом с очень малым размером частиц, чтобы их частицы заполняли пустоты между более крупными частицами керамического наполнителя.
В некоторых осуществлениях обертка на керамической основе может быть получена с применением известных технологий изготовления. В частности, обертка на керамической основе может быть сформирована получением густой суспензии компонентов обертки, нанесением суспензии на вращающуюся оправку и удалением избыточной влаги физическими или химическими средствами. Альтернативно суспензию можно отлить в виде листа на барабан или полос или экструдировать в виде полой трубки через "торпеду" экструзионной головки, например, которая имеет прочную центральную секцию, или экструдировать в виде листового материала.
Обертка на керамической основе может иметь толщину 0,1-4 мм и предпочтительно 1,5-3,5 мм, например 2,1-2,8 мм.
Курительные материалы
Средство снижения содержания компонента дыма может включать использование альтернативного или модифицированного курительного материала. Например, некоторые курительные материалы могут давать более низкие количества компонента дыма, чем другие, и средство снижения содержания компонента дыма может включать курительный материал, который дает меньшее количество определенного компонента дыма. Таким образом, курительный материал, который дает низкое количество компонента дыма, может быть включен в конкретные продольные участки стержня курительного материала. Могут быть использованы курительные материалы, включающие табак и восстановленные табачные материалы и материалы, свободные от табака, которые дают небольшие количества компонента дыма.
Средство снижения содержания компонента дыма может включать модифицированный табачный материал. Табак может быть модифицирован, чтобы уменьшить количество компонента дыма, возникающего при сгорании или пиролизе табака. Табак может быть модифицирован добавлением модифицирующих добавок. Например, соли, такие как неорганические соли, могут быть добавлены к табаку, чтобы изменить тип и концентрацию компонентов дыма, образующихся при сгорании или пиролизе материала. Подходящие соли металлов включают хлорид цинка и хлорид магния.
Табак может быть модифицирован добавлением разбавителей дыма на его поверхность и/или в его клеточную структуру, как описано, например, в WO 2012/010880. Табак может включать разбавитель и быть покрыт барьерным материалом, как описано, например, в WO 2010/125287.
Средство снижения содержания компонента дыма может включать материал заменителя табака, такой как курительный материал наполнителя. Курительный материал наполнителя может не включать табак и может включать, например, наполнитель, например мел и связующее. Курительный материал наполнителя может быть вспененным курительным материалом наполнителя. Такой материал описан, например, в WO 2005/044026.
Средство снижения содержания компонента дыма может включать курительный материал, такой как табак, который нагревается, чтобы вызвать улетучивание компонентов с низкой температурой кипения, но избежать пиролиза или сгорания материала или летучих соединений и тем самым снизить концентрацию компонентов дыма.
Материалы, не содержащую табак, такие как частицы мела, связанные подходящим связующим, таким как альгинат натрия, для формирования листа или экструдата, которые затем могут быть разрезаны или измельчены, также могут быть использованы в качестве средства снижения содержания компонента дыма. Эти материалы также могут включать другие ингредиенты, которые действуют как вещества, образующие аэрозоль, которые выделяются при сгорании или термическими средствами. Такие листы описаны, например, в WO 03/092416.
Средства снижения содержания компонента дыма могут быть добавлены к и/или нанесены на курительный элемент, включающий пористый материал, такой как пористый углеродный материал. Средство может быть нанесено в порах пористого материала и может выделяться или активироваться при использовании курительного изделия. Средство может выделяться с помощью любых подходящих средств, например температура, рН, содержание влаги или другие свойства дыма или сгорания курительного материала могут индуцировать выделение и/или активирование средства. Такой материал описан, например, в WO 2013/045944.
Любое средство снижения содержания компонента дыма может быть использовано в комбинации с другим курительным материалом, который может быть другим средством снижения содержания компонента дыма.
Курительный материал может включать табачный материал. Табачный материал может включать один или несколько материалов из стеблей, листового табака и табачной пыли. Табачный материал может включать один или несколько следующих типов: Вирджиния или табак трубоогневой сушки, табак Берлей, табак восточного типа, восстановленный табак и расширенный табак. Курительный материал может включать смесь табачного материала и может, например, включать табак Вирджиния, табак Берли, табак восточного типа, восстановленный табак, расширенный табак, такой как взорванный табак, и стебли. Курительный материал может включать обработанные табачные материалы, такие как расширенный или взорванный табак, обработанные табачные стебли, такие как резаные и раскатанные или резаные и распушенные табачные стебли, восстановленные табачные материалы, их смеси и т.п.
Курительный материал может включать увлажнитель. Увлажнитель может включать, например, глицерин, триэтиленгликоль и/или пропиленгликоль.
Курительный материал может дополнительно включать краситель и/или ароматизатор. В соответствии с использованием в описании термины «вкусоароматическая добавка» и «ароматизатор» относится к материалам, которые, когда это позволяют местные законы, могут быть использованы для создания искомого вкуса или аромата продукта для взрослых потребителей. Краситель может быть использован для затемнения материала и ароматизатор может быть использован для придания специфического аромата. Может быть использован мелкомолотый гранулированный или гомогенизированный табак. Разрешенные к промышленному применению пищевые красители также могут быть использованы, например, E150а (карамельный), E151 (блестящий черный BN), E153 растительный уголь или E155 (коричневый HT). Подходящие ароматизаторы включают, например, ментол и ванилин.
Контроль потока дыма
Курительное изделие может быть сформировано так, что различные внутренние участки обеспечивают различные уровни сопротивления к прохождению дыма, тем самым создавая различные уровни падения давления на различных участках. Это может быть достигнуто, например, за счет использования различных курительных материалов, имеющих различные исходные плотности или различные плотности упаковки в различных участках курительного изделия. При использовании более высокий перепад давления будет создаваться при прохождении дыма через участок с высокой плотностью, как описано, например, в WO 2012/016795.
Преимущественным может быть формировать курительные изделия таким образом, чтобы дым, проходя через участок с более высоким перепадом давления, мог двигаться более медленно, и поэтому может быть повышено воздействие средства снижения содержания компонента дыма в пределах этого участка. Это может быть особенно эффективным в осуществлениях, в которых средства снижения содержания компонента дыма включают добавку, такую как сорбент или катализатор.
Кроме того, различные комбинации компонентов дыма могут быть получены при различных давлениях. Таким образом, использование участков с различными перепадами давления могут непосредственно снизить уровень формирования компонента дыма.
Конкретные осуществления
Описание подходящей методики определения распределения концентрации компонентов дыма в поперечных и продольных участках курительного изделия приведено в примерах.
Концентрация компонентов дыма может быть измерена введением миниатюрного или микропробоотборника в курительное изделие в известных пространственных положениях. Затем образцы дыма могут быть собраны без влияния на курение, горения и/или пиролиза, которые происходят при использовании курительного изделия. Концентрация компонентов дыма может, таким образом, определяться в режиме реального времени, например, с помощью масс-спектрометрии, как описано в примерах.
Было установлено, что компоненты дыма формируются с различной концентрацией в различных участках курительного изделия при использовании курительного изделия. В соответствии с раскрытым способом средство снижения содержания компонента дыма, которое может снизить концентрацию компонента дыма, предназначено для снижения концентрации компонента дыма, присутствующего в одном или нескольких первых продольных участках. Например, средство снижения содержания компонента дыма может быть включено в курительное изделие в продольном положении, соответствующем месту, в котором был обнаружен компонент дыма, присутствующий в более высокой концентрации по сравнению с концентрацией в другом продольном участке.
Средство снижения содержания компонента дыма может быть включено в курительное изделие любым подходящим способом. Ряд подходов, которые были признаны пригодными, показаны на прилагаемых чертежах и обсуждаются ниже.
Фиг. 1a, 1b являются схематической иллюстрацией курительного изделия 101 согласно осуществлению изобретения.
В осуществлении, показанном на фиг. 1a, 1b, средство снижения содержания компонента дыма предназначено для продольного участка, который является промежуточным кольцевым участком, расположенный между центром и периферийной поверхностью стержня курительного материала.
Фиг. 1a, 1b показывает курительное изделие 101, включающее фильтр 102 и стержень курительного материала 103. Фильтр 102 находится на конце мундштука курительного изделия 101. Стержень курительного материала 103 находится в форме цилиндрического стержня, и круговая поверхность курительного материала 103 обернута материалом обертки 104, таким как сигаретная бумага.
Фильтр 102 включает по существу цилиндрическую фицеллу фильтрующего материала 105, обернутую в обертку 106 вокруг своей периферийной поверхности. Обернутый стержень курительного материала 103 присоединен к фильтру 102 таким образом, что конец стержня курительного материала граничит с концом фильтра 102. Стержень курительного материала 103 присоединен к фильтру 102, касающемуся материала 107, который перекрывает фильтр 102 и частично перекрывает материал обертки 104.
В показанном осуществлении средство снижения содержания компонента дыма 109 расположено внутри стержня курительного материала 103. В других осуществлениях средства снижения содержания компонента дыма, которые могут быть одинаковыми или различными средствами, могут в дополнение или альтернативно быть расположены в пределах фильтра 102 курительного изделия 101.
Стержень курительного материала 103 имеет коаксиальную конструкцию и имеет внутренний стержень 110, внутреннюю обертку 111 и внешний стержень 112. Наружный стержень обернут в материал обертки 104.
Внутренний стержень 110 коаксиальной конструкции содержит первый курительный материал 114, который в представленном осуществлении является резаным табачным материалом и может вообще включать любой подходящий курительный материал или смесь.
Внутренний стержень 110 ограничен внутренней оберткой 111, как показано на фиг. 1a, 1b. Внутренняя обертка 111 в настоящем примере является сигаретной бумагой.
Внутренний стержень 110 и внутренняя обертка 111 ограничены внешним стержнем 112, как показано на фиг. 1a, 1b. В показанном осуществлении наружный стержень 112 включает второй курительный материал 115, включающий резаный табачный материал, который сгорает во время использования. Второй курительный материал 115 может вообще включать любой подходящий курительный материал или смесь.
Как показано на фиг. 1a, 1b, наружный стержень 112 ограничен наружной оберткой 104. В показанном осуществлении наружная обертка 104 является сигаретной бумагой.
Конструкция внутреннего стержня 110, внутренней обертки 111, внешнего стержня 112 и наружной обертки 104, например, может быть осуществлена за счет существующей коаксиальной технологии изготовления сигарет.
При использовании сгорание внутреннего и внешнего стержней 110, 112 генерирует дым, который просасывается через курительное изделие 101.
Стержень курительного материала включает средство снижения содержания компонента дыма 109, которое способно снижать концентрацию конкретного целевого компонента дыма в дыме. В других осуществлениях средство снижения содержания компонента дыма может снижать концентрацию нескольких целевых компонентов дыма.
В осуществлении, показанном на фиг. 1a, 1b, средство снижения содержания компонента дыма включает частицы добавки, снижающей содержание компонента дыма 109. Добавка 109 способна адсорбировать целевой компонент дыма.
В частности, внутренняя обертка 111 включает добавку, снижающую содержание компонента дыма 109, как показано на фиг. 1b. В этом случае добавка является частицами активированного углеродного материала и приклеена к обертке и полностью покрывает обе ее поверхности 111. Благодаря тому, что приклеена к внутренней обертке 111, добавка 109 ориентирована в положении внутри стержня курительного материала 103, соответствующее промежуточному кольцевому участку. Целевой участок может быть изменен путем регулирования положения внутренней обертки 111, например, путем регулирования относительных диаметров внутреннего и наружного стержней 110, 112.
В показанном осуществлении добавка 109 приклеена к обертке 111, как описано в WO 2007/104908, и присутствует на обеих сторонах внутренней обертки 111. Любой подходящий способ может быть использован для нанесения добавки на обертку 111. В других осуществлениях добавка 109 дополнительно или альтернативно может быть включена в структуру обертки 111, как описано в WO 2010/043475.
Внутренняя обертка 111 является материалом бумажной обертки. Однако в других осуществлениях обертка 111 может включать альтернативный материал, такой как восстановленный табачный материал, который может включать материал сорбента в виде частиц, как описано в WO 99/38396.
Посредством конструкции, показанной на фиг. 1, добавка, снижающая содержание компонента дыма, может быть предназначена для конкретных продольных участков стержня курительного материала 103. В частности, внутренние и наружные стержни 110, 112 могут быть сформированы таким образом, что внутренняя обертка 111 по существу совпадает с боковыми участками, в которых конкретный компонент дыма находится в концентрации, которая выше, чем концентрация в другом продольном участке.
При использовании сгорание стержня курительного материала 103 генерирует дым, который просасывается через курительное изделие 101. Благодаря целенаправленному позиционированию добавки, снижающей содержание компонента дыма 109, внутри курительного изделия 101 может быть уменьшена концентрация в дыме конкретного компонента дыма, который, как ранее было установлено, получается с высокой концентрацией в продольном участке курительного материала 103, отмеченном внутренней оберткой 111.
В некоторых осуществлениях внутренняя обертка 111 может включать восстановленный листовой табачный материала. Восстановленный листовой табачный материал может иметь такую же толщину, что и бумажная обертка, или может быть другой толщины, например толще. В осуществлениях, в которых оболочка толще бумажной обертки, восстановленный листовой табачный материал 111 может действовать в качестве средства снижения содержания компонента дыма замещением части первого и/или второго курительного материала 114, 115. Кроме того, или альтернативно, благодаря композиции восстановленного листового табачного материала 111 материал может давать уменьшенное количество компонента дыма при сжигании или пиролизе. Например, восстановленный листовой табачный материал может включать сорбент, как описано в WO 99/38396. Обертка может также быть модифицирована в других отношениях для того, чтобы снизить концентрацию конкретного компонента дыма. Например, обертка может включать разбавитель, как описано в WO 2010/043475.
Внутренняя обертка стержня 111 может быть проницаемой для дыма и его компонентов или может быть непроницаемой и может предотвращать прохождение дыма и компонентов дыма.
В некоторых осуществлениях, например, когда желательно направить компоненты дыма на другие продольные участки курительного изделия, курительный материал внутреннего стержня 110 и/или наружного стержня 112 может включать средство снижения содержания компонента дыма.
Например, в некоторых осуществлениях, в дополнение или в качестве альтернативы, для нанесения на одну или несколько поверхностей внутренней обертки 111, или распределения по всей основной части материала обертки, добавка 109 может быть нанесена на курительный материал 114, 115 внутреннего и/или наружного стержня 110, 112. Добавка может быть связана с курительным материалом или просто распределена внутри курительного материала, например, как описано в WO 2011/033121. В этих осуществлениях внутренняя обертка 111 может служить для разделения продольных участков стержня курительного материала, в котором различные продольные участки могут включать различные концентрации добавки 109.
Кроме того, или альтернативно, внутренний стержень 110 и/или внешний стержень 112 может включать различные курительные материалы или различные смеси курительных материалов. При сгорании различные курительные материалы во внутреннем и наружном стержнях 110, 112 могут приводить к различным количествам конкретного компонента дыма. Один или оба курительные материалы 110, 112 могут включать средство снижения содержания компонента дыма, которое может быть выбрано для получения более низкой концентрации конкретного целевого компонента дыма. Кроме того, или альтернативно, добавка, снижающая содержание компонента дыма 109, может быть нанесена на один или оба различных курительных материала.
Например, в некоторых осуществлениях внутренний стержень 110 может включать один или несколько заменителей табачного материала, таких как курительный материал наполнителя. Такие заменители табачного материала могут при использовании давать низкие уровни целевого компонента дыма и могут, таким образом, представлять собой средство снижения содержания табачного компонента, которое предназначено для продольного участка, который является центральным участком курительного изделия, за счет коаксиальной конструкции стержня курительного материала.
В других осуществлениях внешний стержень 112 может дополнительно или альтернативно включать один или несколько заменителей табачного материала, таких как курительный материал носителя. Такие заменители табачного материала могут при использовании давать низкие уровни целевого компонента дыма и могут, таким образом, представлять собой средство снижения содержания табачного компонента, которое предназначено для продольного участка, за счет коаксиальной конструкции стержня курительного материала.
Курительные материалы наполнителя, которые могут быть использованы во внутреннем стержне 110 и/или внешнем стержне 112, могут включать неорганический наполнитель, такой как описан в WO 03/092416. Курительный материал наполнителя дополнительно или альтернативно может быть вспененным курительным материалом наполнителя, таким как описан в WO 2005/044026.
Внутренний или внешний стержень 110, 112 может включать курительный материал, отличный от табака или материала заменителей табака. Например, курительный материал внутреннего или наружного стержня 110, 112 может включать курительный элемент. Подходящий курительный элемент может включать частицы пористого материала носителя, связанные друг с другом посредством связующего, где связующее представляет собой горючее связующее. Курительный элемент может дополнительно включать вещество, которое может быть ароматизирующим веществом, таким как табачный экстракт, нанесенным на пористый материал носителя. Такой курительный элемент описан в WO 2013/045944.
Кроме того, или в качестве альтернативы, курительное изделие 101 может быть сформировано так, что первый или второй курительный материал нагревают, чтобы вызвать улетучивание низкокипящих компонентов курительного материала, избегая при этом пиролиза или горения курительного материала или летучих компонентов курительного материала. Такое устройство описано, например, в WO 2012/016795.
Для улучшения выбора размещения средства снижения содержания компонента дыма в одном или нескольких продольных участках, в которых концентрируется конкретный компонент дыма, внутренний стержень 110 может быть симметричным или асимметричным. Например, в поперечном сечении внутренний стержень 110 может быть круглым или может иметь любую некруглую форму, такую как, например, овальную, квадратную, прямоугольную или треугольную. Кроме того, или альтернативно, внутренний стержень 110 может быть расположен вне центра внутри внешнего стержня 112 так, что продольные оси двух стержней 110, 112 не совпадают.
В некоторых осуществлениях внутренний стержень 110 включает один или несколько дополнительных внутренних стержней. Таким образом, средства снижения содержания компонента дыма могут быть предназначены для увеличенного количества продольных участков в курительном изделии.
В некоторых осуществлениях курительное изделие имеет такую конфигурацию, что внутренний и внешний стержни 110, 112 обеспечивают различные уровни сопротивления прохождению дыма. Таким образом, существуют различные уровни падения давления на различных участках. Это может быть достигнуто, например, созданием одного из внутреннего и внешнего стержней с более высокой плотностью, чем у другого стержня. Это создаст (больший) перепад давления в стержне с более высокой плотностью. Дым, проходящий через участок, который имеет более высокий перепад давления, может двигаться более медленно и поэтому может подвергаться большему воздействию средства снижения содержания компонента дыма внутри этого участка. Это может быть особенно эффективным в осуществлениях, в которых средства снижения содержания компонента дыма включает добавку, такую как сорбент или катализатор.
Кроме того, различные комбинации компонентов дыма могут быть получены при различных давлениях. Таким образом, использование участков, имеющих различные перепады давления, могут непосредственно снизить уровень получения компонента дыма.
В некоторых осуществлениях наружная обертка 104 может включать средство снижения содержания компонента дыма. Это может быть дополнительным или в качестве альтернативы к использованию средства снижения содержания компонента дыма в первом и/или втором курительном материалах 114, 115 и/или внутренней обертке 111. Такое расположение может быть особенно пригодно для выбора компонентов дыма, которые получаются с более высокой концентрацией на периферийных участках, ближе к периферийной поверхности наружной обертки 104 курительного изделия 101.
Например, наружная обертка 104 может включать средство снижения содержания компонента дыма в виде добавки, такой как сорбент или катализатор, приклеенного к внутренней поверхности обертки 104, например, как описано в WO 2007/104908. Кроме того, или альтернативно, наружная обертка 104 может включать восстановленный листовой табачный материал, как описано выше в случае внутренней обертки 111 и в WO 99/38396.
В некоторых осуществлениях курительное изделие 101 может включать обертку на керамической основе, например, как описано в WO 01/41590. Обертка на керамической основе может улавливать компоненты дыма. Кроме того, или альтернативно, обертка на керамической основе может быть толще, чем обычная обертка, и таким образом вытеснить или заменить часть второго курительного материала 115.
В некоторых осуществлениях обертка на керамической основе может включать добавку, снижающую содержание компонента дыма, которая способна снижать концентрацию компонента дыма в дыме. В некоторых осуществлениях добавка может быть введена вместе с керамическим наполнителем в структуру обертки. Кроме того, или альтернативно, добавка может быть нанесена на поверхность обертки 104.
В соответствии с типами осуществлений, показанных на фиг. 1a, 1b, расположение двух или нескольких средств снижения содержания компонента дыма, которые могут быть одинаковыми или различными средствами, в двух или нескольких продольных местоположениях курительного изделия может быть использовано для облегчения снижения содержания компонентов дыма в продольных положениях, где компоненты дыма могут формироваться с более высокой или более низкой концентрацией. В частности, конструкция коаксиального курительного изделия, показанного на фиг. 1, позволяет точно включить одно или несколько различных средств снижения содержания компонента дыма в конкретном положении(ях) курительного изделия. Например, как описано выше, внутренняя и/или внешняя обертки 111, 104 и/или первый, и/или второй курительный материал 114, 115, или любая комбинация этих частей могут включать одно или несколько средств снижения содержания компонента дыма. Расположение средств можно легко и точно контролировать, подбором используемых материалов и диаметра внутреннего стержня 110, чтобы направить один или несколько компонентов дыма на основе предшествующих измерений концентрации компонентов дыма, присутствующих в различных положениях при использовании курительного изделия.
Фиг. 2а, 2б представляет собой схематическую иллюстрацию курительного изделия 201 согласно дополнительному осуществлению изобретения. Соответствующие номера позиций используются для характеристики курительного изделия 201, которые являются такими же, что и для курительного изделия 101, описанного со ссылкой на фиг. 1, если далее не указано иное.
Как показано на фиг. 2а, 2b, курительное изделие 201 включает фильтр 202 и стержень курительного материала 203.
В осуществлении, показанном на фиг. 2а, 2b, средство снижения содержания компонента дыма расположено на продольном участке, который является центральным участком курительного изделия.
Фильтр 202 включает по существу цилиндрическую фицеллу фильтрующего материала 205 в обертке 206 вокруг своей периферийной поверхности. Стержень курительного материала 203 обернут оберточным материалом 204. Стержень курительного материала 203 соединен в продольном направлении с фильтром 202, материалом ободка 207, покрывающим фильтр 202 и частично покрывающим оберточный материал 204.
Стержень курительного материала 203 ограничен оберточным материалом 204, как показано на фиг. 2а, 2b. Оберточный материал 204 может представлять собой сигаретную бумагу. Стержень курительного материала 203 соединен продольно с фильтром 202, материалом ободка 207, покрывающим фильтр 202 и частично покрывающим оберточный материал 204.
Стержень курительного материала 203 включает курительный материал, в данном случае табак 208. Курительный материала 208 вообще может включать любой подходящий курительный материал или смесь.
Стержень курительного материала 203 также включает средство снижения содержания компонента дыма 209, которое способно снижать концентрацию компонента дыма в дыме.
В показанном осуществлении табачный стержень 203 включает средство снижения содержания компонента дыма в виде нити 210, расположенной внутри табачного материала 208. Нить и способ ее введения могут быть аналогичны описанным в WO 96/14762 и WO 2010/032032.
Нить 210 расположена вдоль центральной продольной оси стержня 203.
Нить 210 проходит непрерывно по всей длине стержня.
В показанном осуществлении нить 210 включает углерод в виде волокон, таких как углеродное волокно или карбонизованные волокнистые материалы, например карбонизированный полиэфир или полиамид, такие как описаны в WO 96/14762.
Нити углеродного волокна 210 обычно используются в качестве непрерывной нити так, чтобы упростить введение в табачный стержень 203 как часть непрерывной технологической операции.
Нить 210 может включать свободно собранный пучок или прядь обычно от 1 до 30 микрометров диаметром или более.
Само присутствие нити углеродного волокна 210 может снизить концентрацию компонента дыма, но нить также может быть использована в качестве носителя, например, средства снижения содержания компонента дыма 209.
Любое подходящее средство снижения содержания компонента дыма 209 может быть нанесено на нить 210. Например, может быть использована добавка 209, которая может быть сорбентом, таким как, например, частицы активированного углеродного материала, или катализатором, таким как металлический катализатор. Металлы, которые пригодны для нанесения на нить 210, включают, в виде последовательных слоев, сначала медь, затем серебро; медь, затем золото; медь, серебро, затем золото; медь, серебро, затем платину; медь, серебро, золото, затем платину или другие подходящие металлы, такие как олово. Может быть использован любой другой подходящий металл или комбинация металлов.
Добавка 209 может быть нанесена на нить 210 любым подходящим способом. Средство снижения содержания компонента дыма могут удерживаться как путем поверхностной адсорбции на материале нити, так и пустотами между волокнами пучка.
Добавка 209 способна адсорбировать определенный целевой компонент дыма. Нить располагается в продольном направлении вдоль центра курительного материала 208, и, таким образом, добавка 209 расположена внутри стержня курительного материала 203 соответствующего центрального продольного участка курительного изделия. Поэтому курительные изделия, имеющие такую конфигурацию, могут быть пригодными для использования, когда целевой компонент дыма присутствует в более высокой концентрации в центральном продольном участке курительного изделия по сравнению с другим продольным участком.
При использовании курительного изделия 201, фиг. 2, сгорание стержня курительного материала 203 дает дым, который протягивается через курительное изделие 201. Компонент дыма может быть получен с более высокой концентрацией в центральном продольном участке, и за счет направленного размещения добавки, снижающей содержание компонента дыма 209, концентрация компонента дыма может быть уменьшена.
Целевой участок может быть изменен регулированием положения нити 210 в курительном материале 208. Например, когда определяют, что компонент дыма присутствует в более высокой концентрации в нецентральном продольном положении, нить 210 может быть расположена проходящей в продольном направлении в нецентральном продольном участке табачного стержня 203. Например, стержень курительного материала 203 может включать один или несколько нитей в продольном участке стержня курительного материала 203.
В других осуществлениях, например, где было установлено, что компонент дыма присутствует в более высокой концентрации более чем в одном продольном положении, нить 210 может быть расположена в продольном направлении более чем в одном продольном участке табачного стержня 203. Например, стержень курительного материала может включать одну или несколько нитей, проходящих в продольном направлении вдоль двух, трех или четырех продольных участков стержня 203. Несколько нитей могут включать различные добавки 209, предназначенные для одинаковых или различных компонентов дыма.
Посредством компоновки, показанной на фиг. 2, добавка, снижающая содержание компонента дыма 209, 210, может быть предназначена для одного или нескольких конкретных продольных участков в стержне курительного материала 203. В частности, расположение нити или нитей 210 в курительном материале 208 может по существу совпадать с продольными участками, на которых было установлено получение более высокой концентрации компонента дыма.
Размещение нескольких нитей, снижающих содержание компонента дыма, на нескольких продольных позициях в необходимых количествах может быть использовано для облегчения снижения содержания компонентов дыма в продольных позициях, где могут формироваться компоненты дыма в более высокой и в более низкой концентрации, в результате дополнительно понижая концентрацию компонентов дыма, образующегося на этих позициях.
В некоторых осуществлениях при необходимости одна или несколько нитей могут быть использованы в комбинации с другими средствами снижения содержания компонентов дыма. Например, обертка 204 может быть оберткой, включающей средство снижения содержания компонентов дыма, как описано выше в случае осуществления фиг. 1a, 1b.
В соответствии с типами осуществлений, показанных на фиг. 2а, 2b, размещение двух или более средств снижения содержания компонента, которые могут быть одинаковыми или различными средствами, в двух или более продольных положениях курительного изделия может быть использовано для облегчения снижения содержания компонентов дыма в продольных положениях, где компоненты дыма могут образовываться и в более высокой, и в более низкой концентрации. В частности, компоновка курительного изделия, показанного на фиг. 2, позволяет точно включать одно или несколько различных средств снижения содержания компонентов дыма в конкретном положении(ях) в курительном изделии. Например, как описано выше, одна или более нитей 210, содержимое курительного материала 208 и обертка 204 или любая комбинация этих частей могут включать одно или более средств снижения содержания компонентов дыма. Положение средств можно легко и точно контролировать, регулируя используемые материалы и положение и количество нитей 210, чтобы выбрать один или несколько компонентов дыма на основе предшествующих измерений концентрации компонентов дыма, присутствующего в различных местоположениях при использовании курительного изделия.
Фиг. 3а, 3б представляет схематическую иллюстрацию курительного изделия 301 согласно дополнительному осуществлению изобретения. Соответствующие номера позиций используются для характеристики курительного изделия 301, которые являются такими же, что и для курительного изделия 101, описанного со ссылкой на фиг. 1, если далее не указано иное.
Как показано на фиг. 3а, 3b, курительное изделие 301 включает в себя фильтр 302 и стержень курительного материала 303.
В осуществлении, показанном на фиг. 3а, 3b, средство снижения содержания компонента дыма расположено на продольном участке, который является центральным участком курительного изделия.
Фильтр 302 включает по существу цилиндрическую фицеллу фильтрующего материала 305 в обертке 306 вокруг своей периферийной поверхности. Стержень курительного материала 303 обернут оберточным материалом 304. Стержень курительного материала 303 соединен в продольном направлении с фильтром 302, материалом ободка 307, покрывающим фильтр 302 и частично покрывающим оберточный материал 304.
Стержень курительного материала 303 включает курительный материал, в данном случае табак 308. Курительный материал 308 вообще может включать любой подходящий курительный материал или смесь.
Стержень курительного материала 303 также включает средство снижения содержания компонента дыма 309, которое способно снижать концентрацию компонента дыма в дыме. В показанном осуществлении средство снижения содержания компонента дыма включает частицы добавки, снижающей содержание компонента дыма 309.
Как показано на фиг. 3а, 3b, табачный стержень 303 включает множество частиц добавки 309, расположенных внутри табачного материала 308, сконцентрированных в продольном участке, который проходит непрерывно по всей длине стержня 303.
Частицы материала добавки 309 могут быть нанесены на курительный материал любым подходящим способом.
Добавка 309 способна адсорбировать определенный целевой компонент дыма. Добавку размещают в продольном направлении вдоль центра курительного материала 308, и, таким образом, добавка 309 располагается внутри стержня курительного материала 303 в соответствующем центральном продольном участке курительного изделия. Поэтому курительные изделия, имеющие такую конфигурацию, могут быть пригодными для использования, когда целевой компонент дыма присутствует в более высокой концентрации в центральном продольном участке курительного изделия по сравнению с другим продольным участком.
Другие продольные участки стержня курительного материала 303, такие как периферические продольные участки, могут включать пониженное количество добавки 309, так что добавка 309 концентрируется в центральном продольном участке. Альтернативно другие продольные участки стержня курительного материала 303 могут не включать добавку 309.
В других осуществлениях, например, где может быть определено присутствие компонента дыма в более высокой концентрации в нецентральном продольном положении, частицы добавки 309 расположены внутри табачного материала 308 проходящими в продольном направлении в соответствующем нецентральном положении вдоль табачного стержня 303. Например, стержень курительного материала может включать добавку в периферийном продольном участке стержня курительного материала 303.
В других осуществлениях частицы добавки 309 дополнительно или альтернативно могут быть расположены внутри курительного изделия 301, инкорпорированными в материал обертки 304. Например, добавка 309 может быть приклеена к внутренней поверхности материала обертки 304 или приклеена ко второму внутреннему материалу обертки, расположенному внутри наружной обертки 304. Второй материал обертки может быть ленточным материалом, таким как целлюлозная бумажная лента или восстановленный табачный листовой материал. Добавка 309 может быть приклеена к обертке 304 или внутренней обертке, как описано в WO 2007/104908, и может присутствовать на обеих сторонах внутренней обертки. Любой подходящий способ может быть использован для нанесения добавки на обертку 304. В других осуществлениях добавка 309 может быть дополнительно или альтернативно инкорпорирована в структуру обертки 304 или внутренней обертки, как описано в WO 2010/043475.
Обертка(и) может включать материал бумажной обертки или альтернативный материал, такой как восстановленный табачный материал. Кроме того, обертка(и) может включать материал сорбента в виде частиц, как описано в WO 2010/043475 и WO 99/38396.
Второй лист может быть одинаковым по протяженности с первой оберткой 304, или может быть предусмотрен только на одном или нескольких дискретных участках. Материал обертки 304 может включать, в дополнение или в качестве альтернативы к частицам добавки, другой тип средства снижения содержания компонента дыма, например разбавитель. Разбавитель может быть нанесен, например, на материал сорбента в обертке, как описано в WO 2010/043475.
В других осуществлениях, например, когда установлено присутствие компонента дыма в более высокой концентрации более чем на одном продольном участке, частицы добавки 309 расположены внутри табачного материала 308, проходящего в продольном направлении вдоль более чем одного продольного участка табачного стержня 303. Например, стержень курительного материала может включать два, три или четыре проходящих в продольном направлении продольных участков материала в виде частиц.
В некоторых осуществлениях добавка 309 может включать, вместо или в дополнение к материалу в виде частиц, части материала нити углеродного волокна, описанного выше в отношении осуществления, показанного на фиг. 2а, 2b.
Добавка 309 может быть включена в курительный материал 308 при формировании стержня курительного материала 303.
При использовании курительного изделия 301, показанного на фиг. 3, горение стержня курительного материала 303 дает дым, который просасывается через курительное изделие 301. Компонент дыма может быть получен с более высокой концентрацией в центральном продольном участке, и благодаря направленному размещению добавки, снижающей содержание компонента дыма 309, концентрация компонента дыма может быть уменьшена.
В некоторых осуществлениях дисперсный материал 309, присутствующий в стержне курительного материала, представляют собой частицы пористого углеродного материала, и добавка, снижающая содержание компонента дыма, находится в порах пористого материала. В некоторых осуществлениях тепло горения курительного материала вызывает выделение добавки из материала пористых частиц. Пористый материал может также действовать в качестве добавки, снижающей содержание компонента дыма.
Альтернативно или в дополнение материал в виде частиц 309 может быть пропитан одним или несколькими металлами, такими как серебро или медь, которые могут действовать в качестве катализатора удаления или снижения содержания компонентов дыма.
Посредством конфигурации, показанной на фиг. 3a, 3b, добавка, снижающая содержание компонента дыма 309, может быть расположена на конкретных продольных участках в стержне курительного материала 303. В частности, добавка 309 может быть инкорпорирована в стержень курительного материала на одном или нескольких продольных участках, которые по существу совпадают с продольными участками, в которых установлено присутствие компонента дыма с более высокой концентрацией.
Расположение одной или нескольких добавок, снижающих содержание компонента дыма, в курительном изделии можно контролировать, чтобы уменьшить концентрацию компонента дыма, присутствующего на одном или нескольких первых продольных участках, в которых установлено присутствие компонента дыма с более высокой концентрацией. Необязательно одна или несколько добавок, снижающих содержание компонента дыма, также могут быть включены в один или несколько вторых продольных участков, в которых установлено присутствие компонента дыма с более низкой концентрацией.
В соответствии с типами осуществлений, показанных на фиг. 3а, 3b, расположение двух или нескольких средств снижения содержания компонента дыма, которые могут быть одинаковыми или различными средствами, в двух или нескольких продольных положениях в курительном изделии может быть использовано для облегчения снижения содержания компонентов дыма в продольных положениях, где компоненты дыма могут образовываться и в более высокой, и в более низкой концентрации. В частности, конфигурация курительного изделия, показанная на фиг. 3, обеспечивает точное инкорпорирование одного или нескольких различных средств снижения содержания компонента дыма в конкретном местоположении(ях) в курительном изделии. Например, как описано выше, одна или несколько добавок 309, содержимое курительного материала 308 и обертка 304 или любая комбинация этих частей могут включать одно или несколько средств снижении содержания компонента дыма. Расположение средств можно легко и точно регулировать контролем используемых материалов и положения и количества добавки 309, предназначенных для одного или нескольких компонентов дыма, на основе предшествующих измерений концентрации компонентов дыма, присутствующего в различных местоположениях, при использовании курительного изделия.
В некоторых осуществлениях курительное изделие может включать комбинацию различных средств снижения содержания компонента дыма. Различные средства снижения содержания компонента дыма могут быть использованы в комбинации при необходимости. Например, обертка 304 может быть оберткой, включающей средство снижения содержания компонента дыма, как описано выше в случае осуществления фиг. 1a, 1b. В другом примере курительное изделие может включать добавку 309 в комбинации с одной или несколькими нитями, как описано выше в случае осуществления фиг. 2а, 2b. Альтернативно соосное расположение фиг. 1a, 1b может быть использовано в сочетании с добавкой в виде частиц фиг. 3а, 3b и/или с одним или несколькими нитями, как описано выше в случае осуществления фиг. 2а, 2b.
Не желая быть связанными какой-либо теорией, эффекты средств снижения содержания компонента дыма при продольном расположении на разных продольных участках курительного изделия могут возникнуть в результате изменения горения и/или профиля пиролиза компонентов дыма в аэрозолях, образующихся во время процесса курения. Это может быть результатом физического присутствия этих средств в конкретных продольных участках курительного изделия, которые могут вызывать физико-химические эффекты в термических процессах в зоне горения и/или пиролиза, что приводит к снижению содержания ряда компонентов дыма. Например, средства снижения содержания компонента дыма могут непосредственно минимизировать или исключить образование целевых компонентов дыма, и средства, направленные на компонент дыма, могут включать катализ, абсорбцию или другие физические средства, химическую реакцию и экзотермические или эндотермические средства.
В курительных изделиях, в которых средства снижения содержания дыма расположены отдельно от угля, например в фильтре, средство снижения содержания компонента дыма может непосредственно минимизировать или исключить образование целевых компонентов дыма. Средства, направленные на компонент дыма, могут включать катализ, абсорбцию или другие физические средства и химические реакции.
Как обсуждалось в конкретных примерах, коаксиальные конструкции сигарет, где продольные средства снижения содержания компонента дыма находятся на разных продольных позициях, демонстрируют снижение уровня конкретных целевых компонентов дыма по сравнению с контрольными курительными изделиями.
Способы и системы настоящего изобретения, как описано выше и показано на прилагаемых чертежах, предлагают улучшенные курительные изделия и способы их изготовления. Специалистам в данной области техники очевидно, что различные модификации и изменения могут быть внесены в курительное изделие и способ раскрытых осуществлений без отступления от сущности и объема раскрытых осуществлений. Таким образом, предполагается, что настоящее раскрытие включает модификации и изменения, которые входят в объем настоящего раскрытия предмета изобретения и его эквивалентов. Преимущества и отличительные признаки раскрытия являются только репрезентативными образцами осуществлений и не являются исчерпывающими и/или исключающими. Они представлены только для облегчения понимания и ознакомления с заявленными признаками. Следует понимать, что преимущества, осуществления, примеры, функции, признаки, структуры и/или другие аспекты раскрытия не должны рассматриваться ограничениями раскрытия, определенного формулой изобретения, или ограничениями эквивалентов формулы изобретения и что другие осуществления могут быть использованы и возможны модификации без отхода от объема и/или сущности изобретения. Различные осуществления могут соответственно включать, состоять из или по существу состоять из различных комбинаций описанных элементов, компонентов, признаков, частей, стадий, средств и т.д. Кроме того, раскрытие включает другие изобретения, не заявленные в настоящее время, но которые могут быть заявлены в будущем.
Следующие примеры приведены для иллюстрации настоящего изобретения и не должны быть истолкованы как ограничивающие его.
Примеры
Экспериментальная система и методика
Подходящая экспериментальная система для получения образцов газов от сжигания части курительного изделия в разное время и в разных местоположениях курительного изделия до, во время и после затяжки, описана ниже.
3
-1
2
-1
-1
3
-1
Готовят табачные стержни без фильтра 70 мм длиной и диаметром 8 мм. Сигаретная бумага имеет проницаемость 180 см мин (10 см)(10 см воды), и табак разрезают с 56 резами на дюйм. Сигареты отбирают по весу (0,99±0,02 г) и перепаду давления (9,3±0,5 см воды при расходе воздуха 17,5 см с) и выдерживают при 21°C и относительной влажности 60%.
3
-1
-1
-1
Сигареты выкуривают в атмосфере 21% об./об. кислорода/79% об./об. аргона внутри кубической камеры Perspex со стороной 140 мм. Газовую смесь пропускают вертикально через камеру со скоростью потока 250 см с, что соответствует линейной скорости 12,8 мм с или 0,18 миль в час после сигареты. Это эквивалентно силе Бофорта 0 для состояния атмосферы ("спокойный воздух"). В этих условиях скорость горения сигареты в течение третьей затяжки и в предшествующий период тления такая же, что и при курении сигареты на открытом воздухе (1,29 и средняя 0,069 мм с соответственно). Кроме того, снижение объемной концентрации кислорода в камере курения не может быть обнаружено при тлении сигареты или когда выполняются затяжки. Выделение от затяжки к затяжке монооксида углерода фактически то же самое в камере курения и при курении на открытом воздухе.
Дым сигареты отбирают, используя кварцевый зонд/термопару, установленную радиально в сигарете, фильтруют, используя фильтрующее устройство mini-Cambridge, и анализируют с помощью квадрупольного масс-спектрометра.
3
Определяют концентрации газов в ходе третьей затяжки в режиме курения вместе с газами в период тления до и после этой затяжки. Сигареты выкуривают по отдельности в камере курения с помощью курительной машины Cigarette Components Ltd. C.S.M.10, с затяжкой 35 см длительностью 2 секунды, один раз в минуту в ограниченных условиях тления. Профиль давление-время затяжки является квадратным.
Для данного положения зонда в сигарете выполняют, по меньшей мере, четыре повторных эксперимента. Масс-спектрометр калибруют систематически до каждого повторного эксперимента, используя известные газовые смеси. В последовательных экспериментах зонд вставляют в сигарету на расстояния 0,1, 2, 3 и 3,5 мм от центральной оси и на расстоянии между -10 и +10 от линии горения бумаги при начале затяжки (таблица 1).
Результаты определения концентрации компонентов дыма
Пример профиля концентрации газа, полученного до, во время и после 2-секундной затяжки для одного положения зонда в сигарете, показан на фиг. 4. Профиль, показанный на фиг. 4, иллюстрирует концентрацию газа как функцию времени от начала затяжки или осевого расстояния от линии горения при заданном начальном положении зонда в сигарете. Также показан 95% доверительный интервал для каждого среднего значения (среднее из четырех определений). Они зависят от количества газа и положения в цикле курения.
Пример контура распределения температуры, кислорода, монооксида углерода, диоксида углерода, водорода и пропана внутри горящего угля сигареты на различных стадиях во время и после третьей затяжки приведен на фиг. 5-10.
На фиг. 5-10 ось x является расстоянием от линии горения бумаги (мм) и ось ординат представляет собой диаметр сигареты (который составляет 8 мм).
Контур распределения концентрации газа, показанный на фиг. 5-10, получают из комбинации нескольких профилей для различных начальных позиций зонда и показывает распределение концентрации газов в угле в заданное время в цикле курения.
На чередующихся контурах на каждом графике отмечена величина контура и зубчатые контуры представляют минимум. Правило знаков осевых расстояний, используемых на этих графиках, определено в первой сноске к таблице 1. Распределение температуры получено с помощью термопары, расположенной на конце зонда отбора проб газа.
Можно видеть, что концентрация измеряемых аналитов (компонентов дыма) значительно варьируется по ширине курительного изделия. Например, во время затяжки содержание кислорода падает с 20% об./об. практически до нуля вблизи осевой середины области угля, тогда как содержание монооксида углерода в целом наивысшее в этом положении. Содержание диоксида углерода также высокое в осевой середине области угля.
Большая часть входящего кислорода при затяжке, по-видимому, расходуется, прежде чем он может достичь центра угля.
Концентрация пропана, по-видимому, самая высокая в позициях, почти симметрично смещенных по оси по отношению к углю (фиг. 5-9).
Фиг. 10 иллюстрирует концентрационные профили аналитов в течение 6 секунд от начала 2-секундной затяжки (т.е. 4 секунды период тления между затяжками). Опять же, содержание кислорода приближается к нулю по оси в середине области угля, содержание монооксида углерода и диоксида углерода имеет наивысший уровень в центральной продольной области. Концентрация пропана, по-видимому, наивысшая в позициях, почти симметрично смещенных по оси по отношению к углю.
Средства снижения содержания компонента дыма
На основе определения того, что уровни содержания монооксида углерода являются наивысшими вблизи осевого центра угля, предполагается, что средство снижения содержания компонента дыма, направленное на монооксид углерода, будет эффективным при продольном расположении в центральном продольном участке сигареты.
Изготавливают коаксиальную конструкцию сигареты, подобную показанной на фиг. 1, в которой средство снижения содержания компонента дыма, направленное на монооксид углерода, продольно расположено в центральном продольном участке сигареты. Для целей данной работы термин "средство снижения содержания компонента дыма" обозначается как 'SCRT'.
Исследуют два различных средства снижения содержания компонента дыма с использованием коаксиальной конструкции сигареты. Средства снижения содержания компонента дыма описаны в таблице 2.
Эти средства расположены продольно в коаксиальной конструкции сигареты в центральных продольных позициях. Влияние на химический состав дыма оценивают сравнением с контрольными коаксиальными сигаретами, изготовленными из контрольных материалов.
Изготавливают коаксиальные сигареты, аналогичные вышеописанным и показанным на фиг. 1. Сигареты изготавливают с использованием любого из двух различных типов сигаретной бумаги в качестве внутренней обертки (111) и любого из двух различных типов курительного материала в качестве первого (внутреннего) курительного материала (114) во внутреннем стержне (110).
Внутренний стержень соответствует конструкции сверхтонкой сигареты, имеющий диаметр около 17 мм. Наружный диаметр сигареты составляла около 24-25 мм. Коаксиальные сигареты изготавливают с использованием двух сигаретных машины, включенных последовательно, сверхтонкий табачный стержень из первой машины подают во вторую, чтобы покрыть его внешним кольцевым курительным материалом и нанести внешнюю обертку.
Фильтры (102) сигарет являются невентилируемыми.
Согласно фиг. 1, внешний кольцевой курительный материал соответствует второму курительному материалу (115) во внешнем стержне (112), который ограничивает внутренний стержень (110).
2
Коаксиальная конструкция сигареты требует внутреннюю и наружную обертки (фиг. 1, 111, 104). Используется наружная обертка одинаковая для всех изученных образцах сигарет и состоит из бумаги с проницаемостью 50 CU с основной массой 23 г/м. Эта бумага обозначается как сигаретная бумага 2.
2
Используемая внутренняя обертка стержня (111) меняется для различных изученных образцов сигарет. Первый тип обертки, которая является контрольной оберткой и обозначается как сигаретная бумага 1, с проницаемостью бумаги 25 CU с основной массой 23 г/м. Эта обертка не включает средства снижения компонента дыма.
2
Второй тип обертки, называемой "бумага с оксидом железа", является типом бумаги с оксидом железа с проницаемостью 45 CU, в которой оксид железа используется в качестве наполнителя, изготавливаемой коммерческим производителем сигаретной бумаги. Основная масса бумаги составляет 26 г/м с содержанием оксида железа, эквивалентным 16,2% масс. железа.
Первый тип курительного материала, называемый 'смесь 1', включает смесь определенных табачных материалов в известных пропорциях. Эта смесь не включает средства снижения компонента дыма.
Второй тип курительного материала, называемый 'смесь разбавитель', включает смесь смеси 1 и листового материала, содержащего меловой полосовой литой лист с добавлением веществ, действующих в качестве разбавителя дыма ('лист разбавитель'). Лист разбавитель смешивают с включением 50% масс. 'смеси 1'. Смесь разбавитель, включающая лист разбавитель, предназначена для разбавления табачного дыма (и, следовательно, компонентов дыма) разбавителем дыма - в этом случае лист разбавитель, содержащий триацетин и глицерин в качестве разбавителей дыма. Состав листа разбавителя представлен в таблице 3.
Изготавливают коаксиальные сигареты для изучения влияния включения средства снижения содержания компонента дыма продольно в центральных продольных позициях в коаксиальной конструкции. Изготавливают следующие конструкции сигарет для облегчения изучении влияния средств по отдельности и в комбинации на химический состав дыма по сравнению с коаксиальными сигаретами, изготовленными из контрольных материалов (контрольные сигареты). Экспериментальная модель коаксиальной конструкции сигареты приведена в таблице 4.
Сравнением сигареты 2 с контрольной сигаретой 1 может быть констатирован эффект SCRT-A (бумага с оксидом железа).
Сравнением сигареты 3 с контрольной сигаретой 1 может быть констатирован эффект SCRT-B (Смесь разбавитель).
Сравнением сигареты 4 с контрольной сигаретой 1 может быть констатирован эффект SCRT-A (бумага с оксидом железа) и SCRT-B (смесь разбавитель).
Целлюлозоацетатный фильтр использован во всех сигаретах. Фильтр не является вентилируемым. Сигареты изготавливают с плотностью набивки около 72% и перепадом давления, не превышающим 160 мм вод. ст.
Сигареты выкуривают в режиме курения ISO, который представлен в таблице 5.
Определяют количество монооксида углерода и NFDPM, присутствующих в дыме, создаваемом сигаретой. Термин 'NFDPM' представляет собой термин известного уровня техники, определенный с использованием методики испытаний, что понятно специалистам в данной области техники. Он определяется как масса частиц вещества дыма, вдыхаемого курильщиком, задерживаемых высокоэффективным фильтром для улавливания частиц, минус масса никотина и воды на фильтре. Он обычно выражается в массовых единицах миллиграмм на сигарету.
Содержание монооксида углерода в дыме рассчитывают как отношение количества монооксида углерода к количеству NFDPM и показано в таблице 6.
Из таблицы 6 можно видеть, что для образца сигареты 2, включающей SCRT-A (бумага с оксидом железа), по сравнению с контролем 1 содержание монооксида углерода снижается по сравнению с содержанием NFDPM.
Аналогично для образца сигареты 3, включающей SCRT-B (смесь разбавитель), по сравнению с контролем 1 имеется уменьшение содержания монооксида углерода относительно содержания NFDPM.
Наконец, снижение содержания монооксида углерода по отношению к количеству NFDPM также продемонстрировано для образца сигарет 4, который включает SCRT-A и SCRT-B по сравнению с контролем 1.
Таким образом, целевое включение средства снижения содержания компонента дыма в курительное изделие на основании предварительного определения положения наибольшей концентрации компонента дыма приводит к конструкции сигареты, имеющей повышенную способность снижать содержание целевого компонента дыма по сравнению с NFDPM.
В заключение, концентрацию монооксида углерода в качестве образца компонента дыма, получаемого при использовании курительного изделия, определяют в различных продольных положениях и в различные моменты времени в течение затяжки и между затяжками. Было установлено, что монооксид углерода получается с наивысшей концентрацией в центральном продольном участке курительного изделия. Поэтому курительные изделия изготавливают с одним или комбинацией двух различных средств снижения содержания компонента дыма, расположенных по существу в центральных продольных участках курительных изделий для контроля содержания монооксида углерода. Изучено влияние средств снижения содержания компонента дыма на концентрацию моноксида углерода. Первым средством снижения содержания компонента дыма является обертка, содержащая оксид железа, расположенная в промежуточном кольцевом участке курительного материала, и вторым средством снижения содержания компонента дыма является использование смеси разбавителя в табачной смеси в центральном продольном участке курительного материала. Полученные результаты ясно показывают, что целенаправленное размещение средств снижения содержания компонента дыма в курительном изделии снижает концентрацию образующегося монооксида углерода. Этот способ обеспечивает полезный новый инструмент для разработки курительных изделий.