ФИЛЬТР ДЛЯ СИГАРЕТ И СОДЕРЖАЩАЯ ЕГО СИГАРЕТА

Область техники
Полезная модель относится к фильтрам для сигарет и аналогичных курительных изделий.
Уровень техники
Сигарета обычно включает в себя табачный стержень и фильтр, присоединенный к табачному стержню. Курящий поджигает один конец табачного стержня и втягивает дым через фильтр.
В известной конфигурации, например, в патентной заявке UK GB-A-2133269, фильтр содержит внутренний лист пористого материала (иногда упоминаемый, как обертка тампона фильтра), который обернут вокруг стержня фильтра. Внутренний лист пористого материала расположен между стержнем фильтра и наружной оберткой (иногда называемой бумагой для склейки). Внутренний лист материала имеет форму, предназначенную для формирования большого числа канавок, которые продолжаются от конца мундштука фильтра вдоль оси фильтра и заканчиваются перед концом табачного стержня фильтра. При курении сигареты дым втягивается из внутренней части стержня фильтра через внутренний лист материала и вдоль канавок. Осаждение компонентов дыма возрастает, когда дым проходит через внутренний лист материала, что обусловлено и сопротивлением самого материала листа, а также резким ускорением дыма по мере прохождения им канавок.
В большинстве сигарет наружная обертка обернута полностью вокруг сигареты, а затем приклеена к самой себе по линии приклеивания, проходящей вдоль всей длины фильтра. Процесс приклеивания может включать в себя приложение давления вдоль линии приклеивания, что может привести к тому, что некоторые канавки во внутреннем листе материала под линией приклеивания будут раздавлены и, следовательно, закупорены. Это может повлиять на характеристики фильтрации фильтра и внешнее качество фильтра.
Раскрытие полезной модели
В настоящей полезной модели предлагается фильтр для сигареты или другого курительного изделия, содержащий пористый стержень фильтра и внутренний лист пористого материала, обернутый вокруг стержня фильтра. Внутренний лист пористого материала имеет форму, обеспечивающую множество канавок, проходящих параллельно оси стержня. Канавки имеют такое распределение по окружности вокруг стержня фильтра, чтобы получить по меньшей две области окружности, которые не содержат канавок. Сигарета также содержит наружный лист материала, обернутый вокруг внутреннего листа пористого материала.
Области без канавок используются при изготовлении сигарет. Например, прикрепление наружного листа материала может быть осуществлено с совмещением области без канавок (наружный лист материала может быть прикреплен сам к себе путем обеспечения более чем одного полного обертывания вокруг фильтра, или он может быть прикреплен к внутреннему листу пористого материала). Это совмещение помогает не допустить риска раздавления или деформации канавок при изготовлении, и, таким образом, делает свойства сигареты более предсказуемыми. Области без канавок также можно использовать, чтобы улучшить управление сопротивлением тяге сигареты.
Сами канавки в основном продолжаются частично в направлении, параллельном оси стержня фильтра и вовнутрь от конца мундштука фильтра. Это позволяет канавкам обеспечивать повышенное осаждение дыма, как указано выше.
В одном варианте осуществления имеются две области без канавок, и распределение по окружности обладает вращательной симметрией второго порядка. Это позволяет приложить сбалансированное давление с обеих сторон сигареты, например, для клеевого прикрепления наружного листа материала вокруг сигареты. В другом варианте осуществления имеются три области без канавок, и распределение по окружности обладает симметрией третьего порядка. Другие варианты осуществления могут иметь другое число областей без канавок и другое распределение этих областей (необязательно симметричное).
Каждая область без канавок может охватывать угол окружности, например, между 20 и 120 градусами. В одном варианте осуществления каждая область без канавок охватывает угол окружности между 35 и 75 градусами. Наличие большей области без канавок может помочь снизить риск деформации примыкающей канавки при изготовлении (хотя это также снижает число канавок, которые могут быть сформированы внутри фильтра). Область без канавок в основном охватывает угол, который соответствует размеру нескольких канавок, например, трех или более канавок.
В одном варианте осуществления стержень фильтра содержит жгут ацетата целлюлозы, и внутренний лист пористого материала содержит бумагу (хотя специалистам могут быть известны другие пригодные материалы). Для обеспечения канавок внутренний лист пористого материала подвергается штамповке (профилированию под давлением). Эта штамповка также может влиять на пористость внутреннего листа пористого материала. В альтернативном варианте (или дополнительно) пористость внутреннего листа пористого материала может быть обусловлена собственными свойствами материала листа.
В одном варианте осуществления наружный лист материала выполнен пористым, чтобы обеспечить вентилирующий воздушный поток. Вентилирующий воздушный поток через наружный лист материала может быть конфигурирован для управления сопротивлением тяге фильтра. Например, часть вентилирующего воздушного потока может быть распределена для попадания в канавки фильтра, в то время как другая часть вентилирующего воздушного потока может быть распределена для попадания в стержень фильтра в области без канавок.
Фильтр может содержать один или несколько сегментов вдоль оси стержня. Если имеется несколько сегментов, они могут обеспечивать различные типы фильтрации. Канавки (и области без канавок) могут быть предусмотрены в одном или нескольких сегментах. В одном варианте осуществления каждая канавка содержится внутри одного сегмента (в противном случае дым, протекающий вдоль канавки, будет полностью обходить этот сегмент). Канавки могут продолжаться в различных сегментах в разных направлениях.
Предлагаемый фильтр для сигареты изготавливают следующим способом. Сначала формуют внутренний лист пористого материала, чтобы обеспечить множество канавок, и вокруг стержня фильтра обертывают внутренний лист пористого материала так, чтобы канавки проходили параллельно оси стержня фильтра. Далее, вокруг внутреннего листа пористого материала обертывают наружный лист материала. При этом канавки распределяют по окружности вокруг стержня фильтра так, чтобы получить по меньшей две области окружности, которые не содержат канавок.
При изготовлении предлагаемого фильтра наружный лист материала можно приклеивать к нему самому на участке наложения, который совпадает с одной из областей без канавок внутреннего листа материала. В другом варианте по меньшей мере одна из областей без канавок может быть предусмотрена с поверхностью приклеивания для присоединения наружного листа пористого материала к внутреннему листу пористого материала.
Краткое описание чертежей
Варианты осуществления настоящей полезной модели описаны далее только в качестве примера со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых аналогичные части снабжены соответствующими ссылочными номерами, и на которых:
на фиг. 1 схематично показан вид в сечении фильтра по одному варианту осуществления настоящей полезной модели;
на фиг. 2 схематично показан вид в сечении фильтра по фиг. 1 по мере того, как наружный лист материала прикладывают к внутреннему листу материала по одному варианту осуществления настоящей полезной модели;
на фиг. 3А схематично показан вид сигареты с вентилирующим воздушным потоком по одному варианту осуществления настоящей полезной модели;
на фиг. 3Б-3Г показаны три сечения под различным углом сигареты по фиг. 3А по одному варианту осуществления настоящей полезной модели; и
на фиг. 4 показан многосегментный фильтр по одному варианту осуществления настоящей полезной модели.
Осуществление полезной модели
На фиг. 1 схематично показан фильтр 1 для сигареты или другого курительного изделия, которое содержит аналогичный фильтр, по одному варианту осуществления настоящей полезной модели. Фильтр содержит центральный стержень 2 фильтрующего материала, такого как ацетат целлюлозы (или любого другого пригодного материала). Материал из ацетата целлюлозы может быть импрегнирован или иным образом предусмотрен с другими фильтрующими материалами, такими как углерод.
Снаружи стержня 2 фильтра концентрически расположен внутренний лист 3 материала (например, тампон фильтра), обертывающий стержень 2 фильтра, и наружный лист 4 материала (например, наружная оберточная бумага), обертывающий внутренний лист 4 материала. Вариант осуществления, показанный на фиг. 1, также содержит дополнительный слой 5 (например, папиросную бумагу/бумагу для склейки), оборачиваемый вокруг наружного листа 4 материала.
Внутренний лист 3 материала подвергнут штамповке или иным образом сформован для образования набора канавок 12А, 12В и т.д., которые проходят параллельно основной оси стержня. Каждая канавка образует небольшой воздушный зазор между наружной поверхностью внутреннего листа 3 материала и внутренней частью наружного листа 4 материала. В противоположность этому, нет воздушного зазора на внутренней поверхности внутреннего листа материала, поскольку материал 2 фильтра деформирован для соответствия конфигурации канавок. (Отметьте, что радиальная протяженность канавок на фиг. 1 несколько преувеличена из соображений ясности).
Внутренний лист 3 материала является пористым, чтобы дым и воздух могли проходить от стержня 2 фильтра наружу через внутренний лист 3 материала и в канавки. Как указано выше, осаждение компонентов дыма возрастает, когда дым проходит через внутренний лист материала. Это обусловлено отчасти относительно сильным эффектом фильтрации самого материала листа, а отчасти резким ускорением дыма и воздуха при попадании в канавки. В некоторых вариантах осуществления пористость внутреннего листа 3 материала может быть обусловлена процессом изготовления бумаги. В других случаях пористость может быть обусловлена очень малыми разрывами, вызванными штамповкой материала внутреннего листа.
Канавки 12 имеют особое распределение по окружности вокруг стержня 2 фильтра. Это распределение по окружности предусматривает по меньшей мере две области 6, 7 без канавок. Между этими двумя областями 6, 7 без канавок имеются две соответствующие области с канавками. В варианте осуществления по фиг. 1 области с канавками снабжены непрерывными, равномерно распределенными в пространстве и имеющими один размер канавками. В других вариантах осуществления может быть больше областей без канавок - например, три или четыре такие области.
Размер области без канавок на фиг. 1 обозначен углом 0, который представляет собой угол (дугу), стянутый областью 7 без канавок, с вершиной в центральной оси стержня фильтра. Размер области без канавок, представленный углом 0, соответствует нескольким канавкам, например, возможно, трем или более. Аналогично, размер области с канавками соответствует нескольким (непрерывным) канавкам по окружности. В основном области с канавками больше, чем области без канавок.
На фиг. 2 схематично показан один этап изготовления фильтра 1 по фиг. 1 по одному варианту осуществления настоящей полезной модели. В частности, на фиг.2 показан способ, в котором наружный лист 4 материала фиксируют на стержне 2 фильтра, который уже обернут внутренним листом 3 материала. В этом варианте осуществления линия приклеивания наносится на наружную поверхность наружного листа 4 материала в области 20 наружного листа материала. Отметьте, что эта область 20 наружного листа материала совпадает с (лежит над) областью без канавок 6 внутреннего листа 3 материала.
Наружный лист 4 материала по размеру такой, чтобы существовал участок 8 наложения в месте, где наружный лист материала продолжается больше, чем по окружности стержня фильтра. Этот участок 8 наложения прижат к поверхности 20, чтобы можно было соединить адгезивом две поверхности (8 и 20) вместе. Также в этом процессе присоединения может быть применено уравновешивающее давление к противоположной стороне наружного листа 4 материала со стороны приклеенного участка 20. Эта противоположная сторона наружного листа 4 материала обозначена, как область 22 на фиг. 2, и также налагается на другую область 7 без канавок. Когда приклеивание адгезивом завершено, наружный лист 4 материала удерживает внутренний лист 3 материала и материал 2 фильтра на месте. Понятно, что другие слои, такие как наружная обертка 5 из папиросной бумаги, могут быть наложены тем же образом, что и наружный лист 4 материала, включая приложение давления, если это необходимо, в местах, совмещенных с областью 6 и/или 7 без канавок.
Если внутренний лист 3 материала не содержит областей 6 и 7 без канавок, канавки нижележащей поверхности 20 и/или поверхности 22 наружного листа материала могут быть раздавлены или деформированы за счет давления, приложенного при процедуре приклеивания или присоединения. В противоположность этому, предусмотрев области 6 и 7 без канавок, совмещенные с поверхностью 20 и поверхностью 22, соответственно, можно избежать этой опасности. Таким образом, области 6, 7 без канавок позволяют приложить наружный лист 4 материала к внутреннему листу 3 материала, при этом избежав (или по меньшей мере уменьшив) раздавливания или деформации канавок. Это приводит к большему единообразию общих свойств фильтра, а также позволяет избежать неприглядной деформации внутреннего листа материала.
Понятно, что могут существовать другие методы наложения наружного листа 4 материала и/или внутреннего листа 3 материала на фильтр. Например, может не быть участка 8 наложения в наружном листе материала; скорее наружный лист материала может быть присоединен непосредственно к внутреннему листу материала (а не к самому себе). Это присоединение между внутренним листом материала и наружным листом материала (с адгезивом, нанесенным на наружную поверхность внутреннего листа материала и/или внутреннюю поверхность наружного листа материала) также может совпадать с одной из областей без канавок для внутреннего листа материала, чтобы снизить или устранить повреждение канавок. Также отметьте, что в этом случае ровный участок внутреннего листа материала обеспечивает лучшую поверхность для приклеивания по сравнению с областями с канавками.
В вариантах осуществления по фиг. 1 и 2 имеются две области 6 и 7 без канавок, расположенные диаметрально противоположно относительно друг друга (что соответствует вращательной симметрии второго порядка). Это позволяет приложить давление одинаково к обеим сторонам сигареты для присоединения наружного листа материала, как описано выше. Однако могут быть использованы другие конфигурации областей без канавок. Например, области без канавок могут быть распределены на каждые 120° (в соответствии с вращательной симметрией третьего порядка). Это позволяет приложить давление в трех точках по окружности фильтра, который также можно использовать для присоединения наружного листа материала, не двигая сигарету.
Понятно, что в других вариантах осуществления фильтра может быть другое число областей без канавок и/или другое распределение областей без канавок. Например, области без канавок вокруг фильтра могут быть разного размера друг относительно друга, и/или расположение областей без канавок может быть несимметричным или неравномерным.
Как показано на фиг. 1, область 7 без канавок охватывает угол 6 в центре стержня фильтра. Чем больше угол 0, тем легче избежать раздавления или искажения канавок, например, при присоединении адгезивом наружной обертки, как указано выше. Однако увеличение угла 0 также ограничивает число и размер канавок, которые можно предусмотреть для целей фильтрации. С другой стороны, если область без канавок стягивает относительно малый угол 0, может быть труднее избежать раздавления или искажения канавок (поскольку любое приложенное давление будет ближе к канавкам), но это позволяет вместить в фильтр больше канавок. Угол 0 в основном составляет между 20 и 120 градусами, и в некоторых вариантах осуществления между 35 и 75 градусами -например, примерно 40 или 50 градусов.
На фиг. 3А показана сигарета 31, содержащая табачный стержень 32 и фильтр 33. Дым 36 из области 30 сгорания вытягивается через табачный стержень и в фильтр 33. Наружная обертка фильтра 33 является пористой, чтобы обеспечить вентиляцию воздуха 35 снаружи сигареты для прохождения в сигарету с фильтром. Эта пористость может быть обеспечена одним или несколькими наборами отверстий 40 в наружной обертке (как показано на фиг. 3А) и/или свойствами самой наружной обертки. Вентиляция воздуха 35, попадающего через наружную обертку, разбавляет дым 34, выходящий из конца мундштука сигареты. Объем вентилирующего воздушного потока 35 также влияет на сопротивление тяге сигареты, т.е. увеличение вентилирующего воздушного потока стремится снизить сопротивление тяге. Сопротивление тяге является важным для потребителя свойством сигареты.
Как показано на фиг. 3Б, фильтр 33 содержит центральный стержень 2 фильтрующего материала, такой как жгут ацетата целлюлозы. Фильтр 33 также предусмотрен с канавками 12, как указано выше, расположенными между внутренней оберткой и наружной оберткой. Часть дыма 36 из табачного стержня 32 проходит через центральный фильтрующий материал до того, как выходит из сигареты на конце мундштука, как показано стрелкой 34В, в то время как остальной дым проходит через внутреннюю обертку и в канавки 12, как указано стрелками 36А и 36В. Этот дым затем проходит вдоль канавок до того, как он выходит из сигареты на конце мундштука, как указано стрелками 34А.
На фиг. 3Б, 3В и 3Г показаны три различные конфигурации для относительного расположения вентиляционных отверстий 40 и канавок 12. На фиг. 3Б, как указано выше, вентиляционное отверстие 40 совмещено с канавкой 12. Поэтому вентилирующий воздушный поток 35 проходит через вентиляционное отверстие 40 в канавку 12, а затем проходит непосредственно ниже канавки 12 до того, как он выходит на конце мундштука сигареты. На фиг. 3В показан случай, когда вентиляционное отверстие 40 совмещено вместо этого с областью без канавок. В этом случае вентилирующий воздушный поток 35 проходит через вентиляционное отверстие 40 и через внутренний лист материала в главную часть стержня 2 фильтра. Прохождение через внутренний лист материала может быть основано на собственной пористости внутреннего листа материала, или внутренний лист материала может быть предусмотрен с отверстиями или перфорацией, совмещенной с отверстиями 40 в наружном листе материала. Вентилирующий воздух 35 затем смешивается с основным потоком дыма, протекающим через центральный стержень фильтра. На фиг. 3Г показан случай, когда имеется канавка 12, но нет вентиляционного отверстия. В этом случае дым проходит от стержня 2 фильтра в канавку 12, как показано стрелками 36А и 36В. Однако нет вентилирующего воздушного потока 35 в канавки 12.
Если вентиляционные отверстия 40 расположены таким образом, чтобы они открывались непосредственно в канавку 12, как показано на фиг. 3Б, сопротивление тяге сравнительно мало. Однако, если вентиляционные отверстия расположены для устранения участков с канавками (т.е. совпадают с областями без канавок материала внутреннего листа), как показано на фиг. 3В, то сопротивление тяге сравнительно высокое. Промежуточные значения сопротивления тяги могут быть получены путем совмещения некоторых вентиляционных отверстий с канавками, и некоторых вентиляционных отверстий с областями без канавок. Соответственно, расположение вентиляционных отверстий напротив областей без канавок обеспечивает другой параметр, помимо общего числа и размера вентиляционных отверстий, который можно использовать для лучшего управления сопротивлением тяге. Понятно, что эта универсальность и управление невозможны, когда нет областей без канавок (поскольку тогда все вентиляционные отверстия будут совмещены с канавками). Более того, если нет областей без канавок, то некоторые канавки обязательно будут раздавлены или деформированы при изготовлении, что само по себе затрудняет достижение надежного управления сопротивлением тяге сигареты (независимо от того, как сконструирована сигарета для появления какого-либо вентилирующего воздушного потока).
На фиг. 4 показан более сложный фильтр 33, который содержит три сегмента 48, 50 и 49. Первая секция фильтра имеет канавки. Вторая секция 50 содержит другой материал фильтра, например, древесный уголь или тому подобное. Третья секция 49 аналогична первой секции 48 фильтра, но с канавками, продолжающимися в противоположном направлении (от конца табака к концу мундштука). Таким образом, часть дыма 46 из табачного стержня 32 проходит через центральный участок фильтра 49, как указано стрелкой 46 В, в то время как другая часть дыма проходит через канавки 12 секции 49 фильтра до того, как он проходит в основной материал фильтра, как указано стрелками 46А. Затем дым проходит через центральную секцию 50, а затем через заключительную секцию 48 (которая действует, как указано выше в отношении фиг. 3).
Секция 48 фильтра и/или секция 49 фильтра предусмотрены с распределением канавок по окружности, которое предусматривает по меньшей мере две секции без канавок, как описано выше в отношении фильтров, показанных на фиг. 1-3. Кроме того, фильтр 33 по фиг. 4 может быть снабжен вентиляционными отверстиями 40, если это необходимо.
Отметьте, что наличие секции 48 фильтра в качестве зеркальной относительно секции 49 в основном способствует процессу изготовления. В частности, стержень фильтра с канавкой, проходящей вдоль центрального участка, может быть разрезан пополам, с левым участком, заканчивающимся в виде секции 49 для одной сигареты, и правым участком, заканчивающимся в виде секции 48 в другой сигарете.
Хотя различные фильтры, описанные выше, изготовлены с использованием прошедшей штамповку бумаги для внутренней обертки, чтобы обеспечить нужные канавки, специалистам будет ясно, что вместо этого могут быть использованы другие методы. Например, одна из возможностей состоит в обертывании плоской внутренней обертки вокруг материала фильтра. Стержень фильтра затем проходит через фасонный валок или штамп, который разрезан или отлит в форму, чтобы получить нужную форму канавок (включая области без канавок). Стержень фильтра нагревается по мере его прохождения через валок/штамп (например, путем нагрева самого валка/штампа), тем самым, получают фильтр, сохраняющий форму канавок валка/штампа.
Различные другие модификации могут быть внесены в варианты осуществления, описанные выше, без отклонения от объема настоящей полезной модели. Например, в некоторых вариантах осуществления настоящей полезной модели канавки могут продолжаться вдоль всей длины фильтра или вдоль центрального участка фильтра, или иметь любую пригодную конфигурацию. Специалистам будут понятны многие другие возможные изменения и модификации. Соответственно, объем настоящей полезной модели определяется заявленной формулой полезной модели и ее эквивалентами.