КУРИТЕЛЬНОЕ ИЗДЕЛИЕ, СОДЕРЖАЩЕЕ ФИЛЬТР С УЛУЧШЕННЫМ ВЫСВОБОЖДЕНИЕМ АРОМАТИЗАТОРА
SMOKING ARTICLE CONTAINING A FILTER WITH IMPROVED RELEASE OF A FLAVORING AGENT

Настоящее изобретение относится к курительному изделию, содержащему фильтр, такому как сигарета с фильтром. Дополнительно настоящее изобретение относится к способу изготовления одного такого курительного изделия и фильтра.
Сигареты с фильтром обычно содержат цилиндрический стержень из наполнителя из резаного табака, окруженный бумажной оберткой, и цилиндрический фильтр, выровненный по оси с обернутым табачным стержнем с прилеганием торец к торцу. Цилиндрический фильтр, как правило, содержит фильтрующий материал, окруженный бумажной фицеллой. Традиционно обернутый табачный стержень и фильтр соединены полосой ободковой обертки.
Известно оснащение такого курительного изделия, содержащего фильтр, вентиляционными перфорационными отверстиями в положении вдоль фильтра. Вентиляция рассеивает весь материал, протекающий через курительное изделие, и таким образом уменьшает составляющие как дисперсной фазы, так и газовой фазы вдыхаемого дыма.
Из уровня техники также известны курительные изделия, включающие одну или более добавок, которые во время сгорания высвобождаются во вдыхаемый дым курительного изделия, чтобы изменить его курительные свойства. Например, ароматизаторы могут использоваться для усиления табачных вкусоароматических ощущений, создаваемых при нагревании или сжигании табачного материала, или для обеспечения дополнительных нетабачных вкусоароматических ощущений, таких как мятные или ментоловые. Добавки могут быть предусмотрены в жидкостном элементе доставки, например в капсуле, содержащем структурный материал, заключающий добавку. Инкапсулированная добавка может быть высвобождена до или во время курения курительного изделия путем деформирования или разрушения капсульной структуры, например, путем раздавливания.
В курительных изделиях, включающих элемент доставки ароматизатора, зона вентиляции обычно предусмотрена выше по потоку относительно элемента доставки ароматизатора. Это обычно считается преимущественным в том, что ароматизатор, высвобождаемый во вдыхаемый дым, не разбавляется воздухом, втягиваемым в фильтр в положении ниже по потоку. Кроме того, при таком расположении вероятность того, что жидкий ароматизатор может вытечь из перфорационных отверстий, образующих зоны вентиляции, ограничена.
В целом было бы желательно предоставить курительное изделие, посредством которого можно получить улучшенное перемещение добавки во вдыхаемый дым. Кроме того, было бы желательно предоставить такое усовершенствованное курительное изделие, в котором в то же время доставка смолы поддерживается в приемлемом диапазоне.
Наконец, было бы желательно предоставить такое курительное изделие, которое являлось бы экономически эффективным и простым в изготовлении, не требуя каких-либо значительных изменений существующего оборудования, и способ его изготовления.
Согласно одному аспекту настоящего изобретения, следовательно, предоставляется курительное изделие, содержащее табачный стержень; и фильтр, выровненный по оси с табачным стержнем с прилеганием торец к торцу, причем фильтр образован из одного сегмента фильтрующего материала, имеющего общую длину (L) и проходящего от конца, подносимого ко рту, к концу табачного стержня. Курительное изделие дополнительно содержит зону вентиляции в положении вдоль сегмента фильтра на первом расстоянии (V) от конца фильтра, подносимого ко рту; элемент доставки добавки в положении вдоль сегмента фильтра, расположенном выше по потоку относительно зоны вентиляции и на втором расстоянии (C) от конца фильтра, подносимого ко рту, так, что зона вентиляции отнесена по меньшей мере на приблизительно 5 миллиметров от элемента доставки добавки. Общая длина (L) фильтра составляет от приблизительно 20 миллиметров до приблизительно 36 миллиметров. Первое расстояние (V) между зоной вентиляции и концом фильтра, подносимым ко рту, составляет от приблизительно 11 миллиметров до приблизительно 28 миллиметров. Дополнительно второе расстояние (C) между элементом доставки добавки и концом фильтра, подносимым ко рту, составляет от приблизительно 16 миллиметров до приблизительно 33 миллиметров.
Согласно дополнительному аспекту настоящего изобретения предусмотрен способ изготовления курительного изделия, при этом способ включает этапы: предоставления непрерывного стержня из фильтрующего материала; встраивания элементов доставки добавки в фильтрующий материал таким образом, что последовательные элементы доставки добавки разнесены в продольном направлении стержня попеременно на первое расстояние (D1) и второе расстояние (D2), где первое расстояние составляет от приблизительно 22 миллиметров до приблизительно 56 миллиметров и второе расстояние составляет от приблизительно 6 миллиметров до приблизительно 16 миллиметров; разрезания непрерывного стержня из фильтрующего материала по линиям разреза, расположенным в продольном направлении на третьем расстоянии (D3), где третье расстояние (D3) составляет от приблизительно 20 миллиметров до приблизительно 36 миллиметров, с получением сегментов фильтра из фильтрующего материала, причем каждый сегмент фильтра содержит элемент доставки добавки, встроенный в сегмент фильтра; прикрепления сегмента фильтра к табачному стержню с прилеганием торец к торцу при помощи ободкового материала таким образом, что элемент доставки добавки находится ближе к находящемуся у табачного стержня концу сегмента фильтра, чем к подносимому ко рту концу сегмента фильтра; и предоставление зоны вентиляции, содержащей перфорационные отверстия, проходящие через ободковый материал, в положении ниже по потоку относительно элемента доставки добавки таким образом, что элемент доставки добавки отнесен по меньшей мере на приблизительно 5 миллиметров от зоны вентиляции.
Согласно другому аспекту настоящего изобретения предусмотрен фильтр для курительного изделия, при этом фильтр образован из одного сегмента фильтрующего материала, имеющего общую длину (L) и проходящего от первого конца ко второму концу. Фильтр содержит зону вентиляции в положении вдоль сегмента фильтра между первым и вторым концом; и элемент доставки добавки в положении вдоль сегмента фильтра между зоной вентиляции и вторым концом, таким образом, что элемент доставки добавки отнесен по меньшей мере на приблизительно 5 миллиметров от зоны вентиляции. Общая длина (L) фильтра составляет от приблизительно 20 миллиметров до приблизительно 36 миллиметров; первое расстояние между зоной вентиляции и первым концом фильтра составляет от приблизительно 11 миллиметров до приблизительно 28 миллиметров; и второе расстояние (C) между элементом доставки добавки и первым концом фильтра составляет от приблизительно 16 миллиметров до приблизительно 33 миллиметров.
Согласно одному дополнительному аспекту настоящего изобретения предусмотрен способ изготовления фильтров для курительного изделия, при этом способ включает этапы: предоставления непрерывного стержня из фильтрующего материала; встраивания элементов доставки добавки в фильтрующий материал таким образом, что последовательные элементы доставки добавки разнесены в продольном направлении стержня попеременно на первое расстояние (D1) и второе расстояние (D2), где первое расстояние составляет от приблизительно 22 миллиметров до приблизительно 56 миллиметров и второе расстояние составляет от приблизительно 6 мм до приблизительно 16 мм; разрезания непрерывного стержня из фильтрующего материала по линиям разреза, расположенным в продольном направлении на третьем расстоянии (D3), где третье расстояние (D3) составляет от приблизительно 20 миллиметров до приблизительно 36 миллиметров, с получением сегментов фильтра из фильтрующего материала, причем каждый сегмент фильтра содержит элемент доставки добавки, встроенный в сегмент фильтра.
Следует иметь в виду, что любые признаки, описанные в отношении одного аспекта настоящего изобретения, в равной степени применимы к любому другому аспекту настоящего изобретения.
Настоящее изобретение предусматривает тип курительного изделия, содержащего табачный стержень и фильтр, прикрепленный к табачному стержню. Фильтр образован из одного сегмента фильтрующего материала, который проходит полностью от конца курительного изделия, подносимого ко рту, до табачного стержня. Зона вентиляции предусмотрена в положении вдоль сегмента фильтра на первом расстоянии (V) от подносимого ко рту конца фильтра и курительного изделия. В отличие от существующих курительных изделий, в соответствии с настоящим изобретением элемент доставки добавки расположен в положении вдоль сегмента фильтра выше по потоку относительно зоны вентиляции, на втором расстоянии (C) от конца фильтра, подносимого ко рту, таким образом, что зона вентиляции отнесена по меньшей мере на приблизительно 5 миллиметров от элемента доставки добавки. Общая длина (L) фильтра составляет от приблизительно 20 миллиметров до приблизительно 36 миллиметров. Первое расстояние (V) между зоной вентиляции и концом фильтра, подносимым ко рту, составляет от приблизительно 11 миллиметров до приблизительно 28 миллиметров. Второе расстояние (C) между элементом доставки добавки и концом фильтра, подносимым ко рту, составляет от приблизительно 16 миллиметров до приблизительно 33 миллиметров.
На практике в курительных изделиях и фильтрах согласно настоящему изобретению элемент доставки добавки предусмотрен в положении вдоль продольной оси фильтра, которое является асимметричным, то есть ближе к одному концу фильтра, чем к другому. В частности, элемент доставки добавки находится ближе к концу табачного стержня, чем к концу фильтра, подносимому ко рту, и зона вентиляции предусмотрена в положении вдоль фильтра ниже по потоку относительно элемента доставки добавки.
Не желая ограничиваться теорией, понятно, что поскольку элемент доставки добавки расположен ближе к находящемуся у табачного стержня концу фильтра, чем в известных фильтрах, то тепло, вырабатываемое при сжигании табака, выгодно улучшает перемещение добавки во вдыхаемый дым. Это особенно эффективно, когда добавка представляет собой жидкий ароматизатор, такой как ментол.
Соответственно, легко предоставить курительные изделия с улучшенным высвобождением добавки, которое может быть не только измерено, но и воспринято потребителем, например, как более интенсивный выброс ароматизирующего вещества. Кроме того, поскольку курительные изделия и фильтры в соответствии с настоящим изобретением вентилируются, увеличение перемещения добавки во вдыхаемый дым преимущественно сопряжено с управляемой доставкой смолы.
Такого эффекта улучшенного высвобождения добавки легко достичь с помощью односегментного фильтра. Это выгодно тем, что нет необходимости в изготовлении двух или более отдельных сегментов фильтра для последующего их объединения, и поэтому процесс изготовления не включает очень большого количества операций и не требует точной и согласованной обработки разных компонентов фильтра, как в случае с многосегментными фильтрами, известными в данной области техники, в которых несколько сегментов необходимо выровнять и может быть необходимо расположить на заданном расстоянии друг от друга, например, для образования внутренней полости. Таким образом, для реализации способов изготовления в соответствии с настоящим изобретением требуются только незначительные модификации существующего оборудования.
В данном контексте выражение «образованный из одного сегмента» используется для описания фильтра, который включает в себя только один сегмент фильтрующего материала, проходящий полностью от расположенного ниже по потоку конца курительного изделия до табачного стержня. Другими словами, фильтр не включает в себя никакой другой сегмент фильтрующего материала или полость, или трубчатый элемент.
Термин «общая длина фильтра» используется по всему описанию для обозначения длины единственного фильтрующего сегмента, образующего фильтр, и истолковывается как расстояние между расположенным ниже по потоку концом, или концом, подносимым ко рту, курительного изделия и расположенным выше по потоку концом фильтра, который упирается в табачный стержень. Все расстояния и длины измеряют относительно продольной оси курительного изделия и фильтра.
В самых общих терминах, курительное изделие в соответствии с настоящим изобретением содержит табачный стержень и фильтр, выровненный по оси с табачным стержнем с прилеганием торец к торцу, причем фильтр образован из одного сегмента фильтрующего материала, имеющего общую длину (L) и проходящего от конца, подносимого ко рту, к концу табачного стержня.
Сегмент фильтрующего материала предпочтительно представлен в виде штранга из волокнистого фильтрующего материала, такого как ацетилцеллюлозное волокно. Пластификатор фильтра можно наносить на волокнистый фильтрующий материал традиционным способом путем его распыления на разделенные волокна, предпочтительно перед нанесением какого-либо дополнительного материала на фильтрующий материал. Сегмент фильтрующего материала, как правило, окружен оберткой фильтра (или фицеллой). Предпочтительно обертка фильтра окружает сегмент фильтрующего материала по всей длине. Примеры подходящих материалов обертки фильтра включают, но без ограничения, материалы на основе целлюлозы, бумагу, картон, рекон, пленку на основе целлюлозы и их сочетания.
Курительное изделие дополнительно содержит зону вентиляции в положении вдоль сегмента фильтра на первом расстоянии (V) от конца фильтра, подносимого ко рту.
Предпочтительно зона вентиляции содержит по меньшей мере один кольцевой ряд перфорационных отверстий, проходящих через обертку фильтра. В некоторых вариантах осуществления зона вентиляции может, например, содержать два кольцевых ряда перфорационных отверстий. Перфорационные отверстия могут быть образованы на производственной линии в процессе изготовления курительного изделия. Предпочтительно каждый кольцевой ряд перфорационных отверстий содержит от 8 до 30 перфорационных отверстий.
Дополнительно курительное изделие содержит элемент доставки добавки в положении вдоль сегмента фильтра выше по потоку относительно зоны вентиляции и на втором расстоянии (C) от конца фильтра, подносимого ко рту, так, что зона вентиляции отнесена по меньшей мере на приблизительно 5 миллиметров от элемента доставки добавки.
Элемент доставки добавки может содержать капсулу или микрокапсулу, содержащую хрупкую наружную оболочку и внутреннюю центральную часть, содержащую добавку. Инкапсулированная добавка может быть высвобождена до или во время курения курительного изделия путем разламывания капсульной структуры, например, путем раздавливания или плавления структуры. В случае раздавливания такой капсулы для высвобождения добавки, капсула разламывается при определенном усилии и высвобождает по существу весь ароматизатор при этом усилии («однократное высвобождение»). Соответственно, концентрация добавки во вдыхаемом дыме возрастает очень быстро с достижением пикового значения и затем будет лишь последовательно снижаться с течением временем в процессе курения курительного изделия.
В качестве альтернативы, добавка может быть инкапсулирована в матричном материале, и для высвобождения добавки к матричному материалу применяется сжатие.
Добавка, инкапсулированная в матричном материале, может быть высвобождена более постепенно, чем посредством капсулы. В отличие от инкапсулирующей структуры капсулы, матричная структура не разламывается для высвобождения всей добавки при определенном усилии, но постепенно разрушается, пока сохраняется усилие. Таким образом, когда добавка инкапсулирована в матричном материале, достигается замедленное или постепенное высвобождение. Для специалистов в данной области будет понятно, что термин «замедленное высвобождение» охватывает те варианты осуществления, в которых количество добавки, высвобождаемое при заданном усилии, дополнительно зависит от продолжительности прикладываемого усилия. Например, в некоторых вариантах осуществления два коротких приложения заданного усилия могут высвобождать такое же количество композиции добавки, что и одно продолжительное приложение заданного усилия. В этих вариантах осуществления обеспечена возможность использования свойств замедленного высвобождения материала для предоставления множества «доз» содержащей добавку композиции путем многократного приложения одинакового или подобного усилия к материалу доставки добавки. В дополнение, может также использоваться многократное приложение постепенно повышающихся усилий, что в некоторых случаях может увеличить количество добавки во множестве высвобождаемых «доз».
Поскольку в курительном изделии в соответствии с настоящим изобретением перемещение добавки во вдыхаемый дым становится более эффективным, то потребителю можно представить новую динамику высвобождения добавки, и в вариантах осуществления, где добавка является ароматизатором, - более интенсивные ноты ароматизирующего вещества в течение более длительного времени.
Общая длина (L) фильтра составляет от приблизительно 20 миллиметров до приблизительно 36 миллиметров. Первое расстояние (V) между зоной вентиляции и концом фильтра, подносимым ко рту, составляет от приблизительно 11 миллиметров до приблизительно 28 миллиметров. Дополнительно второе расстояние (C) между элементом доставки добавки и концом фильтра, подносимым ко рту, составляет от приблизительно 16 миллиметров до приблизительно 33 миллиметров.
Авторы настоящего изобретения определили общую длину (L), первое расстояние (V) между зоной вентиляции и концом фильтра, подносимым ко рту, и второе расстояние (C) между элементом доставки добавки и концом фильтра, подносимым ко рту, как критически важные размеры, которые в совокупности положительно влияют на перемещение добавки во вдыхаемый дым, и в то же время приводят к удовлетворительным значениям RTD и доставки смолы.
Не желая ограничиваться теорией, полагают, что поскольку элемент доставки добавки расположен асимметрично в положении вдоль фильтра ближе к концу табачного стержня, чем к концу, подносимому ко рту, воздействие на элемент доставки добавки тепла, образующегося при сгорании табачного стержня во время курения, усиливается. Более высокие температуры способствуют перемещению добавки во вдыхаемый дым, особенно в случае летучих добавок, каковыми являются многие ароматизаторы.
Предпочтительно третье расстояние (E) между элементом доставки добавки и находящимся у табачного стержня концом фильтра составляет по меньшей мере приблизительно 3 миллиметра. Это учитывает допуски на изготовление и преимущественно гарантирует, что фильтры, изготовленные в соответствии с настоящим изобретением, последовательно включают элемент доставки добавки в желаемом положении, так что количество фильтров, от которых приходится отказаться, поскольку они не соответствуют спецификации продукта, ограничено.
Предпочтительно третье расстояние (E) между элементом доставки добавки и находящимся у табачного стержня концом фильтра составляет менее приблизительно 10 миллиметров.
Как будет описано более подробно ниже (см. Примеры 1 и 2), авторы настоящего изобретения обнаружили, что элемент доставки добавки, расположенный в положении вдоль фильтра от приблизительно 10 миллиметров до приблизительно 3 миллиметров от находящегося у табачного стержня конца фильтра, предпочтительно подвергается более крутым температурным градиентам в ходе курения курительного изделия. Кроме того, авторы настоящего изобретения обнаружили, что элемент доставки добавки, расположенный внутри области фильтра, проходящей от приблизительно 10 миллиметров до приблизительно 3 миллиметров от конца табачного стержня, достигает более высоких температур после меньшего количества затяжек, в сравнении с элементами доставки добавки в положениях еще ниже по потоку.
Не желая ограничиваться теорией, это означает ускорение и облегчение испарения летучей жидкой добавки, высвобождаемой из элемента доставки, так что добавка становится эффективно доступной для перемещения во вдыхаемый дым раньше и с большей скоростью. Это имеет место, в частности, когда элемент доставки добавки представлен в виде хрупкой капсулы, содержащей добавку, и капсулу раздавливают до зажигания курительного изделия. Кроме того, это особенно выгодно в тех вариантах осуществления, когда добавка представляет собой ароматизатор. Если потребитель высвобождает ароматизатор, прикладывая усилие к элементу доставки перед первой затяжкой, в рот потребителя попадает большее количество ароматизирующих веществ после заметно меньшего количества затяжек, в сравнении с известными курительными изделиями. Таким образом, потребитель преимущественно обеспечивается другим ощущаемым впечатлением.
Предпочтительно расстояние между зоной вентиляции и элементом доставки добавки настолько велико, насколько это возможно. Другими словами, разница между вторым расстоянием (C) и первым расстоянием (V) предпочтительно является максимально большой.
Не желая ограничиваться теорией, понятно, что после того, как добавка высвобождается из элемента доставки во вдыхаемый дым, поток вдыхаемого дыма перемещает добавку вдоль фильтра и ко рту потребителя. При перемещении к концу фильтра, подносимому ко рту, добавка обычно также диффундирует в поперечном направлении фильтра.
В традиционных курительных изделиях, в которых зона вентиляции предусмотрена выше по потоку относительно элемента доставки добавки, вдыхаемый дым разбавляется воздухом, втягиваемым в фильтр через отверстия в зоне вентиляции, когда он продвигается вдоль фильтра к элементу доставки добавки. Таким образом, это поток уже разбавленного вдыхаемого дыма, который достигает элемента доставки добавки и, как таковой, смешивается с добавкой до попадания в рот потребителя. В отличие от этого, в курительных изделиях в соответствии с настоящим изобретением поток неразбавленного вдыхаемого дыма достигает элемента доставки добавки и смешивается с добавкой, высвобождаемой из элемента доставки, до того, как получаемая в результате смесь достигнет зоны вентиляции. Поскольку зона вентиляции находится ниже по потоку относительно элемента доставки добавки и ближе к концу фильтра, подносимого ко рту, такая смесь имеет мало времени и короткую длину фильтра для прохождения до попадания в рот потребителя. Таким образом, в курительном изделии в соответствии с настоящим изобретением относительная концентрация добавки и вдыхаемого дыма в смеси, эффективно достигающей рта потребителя, заметно отличается от того, что является обычным в традиционных курительных изделиях.
Кроме того, поскольку в традиционных курительных изделиях вдыхаемый дым разбавляется более холодным окружающим воздухом до достижения элемента доставки, температура газообразной смеси, контактирующей с добавкой, высвобождаемой из элемента доставки, заметно ниже, чем температура неразбавленного вдыхаемого дыма, достигающего элемента доставки в курительных изделиях в соответствии с настоящим изобретением.
Чем больше расстояние между зоной вентиляции и элементом доставки добавки, тем дольше время пребывания, в течение которого добавка диффундирует радиально без каких-либо внешних помех. Соответственно, посредством максимального увеличения разницы между вторым расстоянием (C) и первым расстоянием (V) поощряется более однородное распределение добавки. Это условие особенно желательно тогда, когда добавка является ароматизатором, поскольку более плоский профиль концентрации с большей вероятностью предоставит потребителю более богатую и более сбалансированную ноту ароматизатора, несмотря на частичный эффект разведения, вызванный смешиванием с вентиляционным воздухом ниже по потоку относительно положения зоны вентиляции.
Предпочтительно разница между вторым расстоянием (C) и первым расстоянием (V) составляет по меньшей мере приблизительно 18 миллиметров. Еще более предпочтительно разница между вторым расстоянием (C) и первым расстоянием (V) составляет по меньшей мере приблизительно 20 миллиметров.
Соотношение между разностью второго расстояния (C) и первого расстояния (V) и общей длиной (L) фильтра может быть принято в качестве показателя того, какая доля объема фильтра доступна для рассеивания добавки, высвобожденной во вдыхаемый дым, перед смешиванием с потоком вентиляционного воздуха. Таким образом, с учетом приведенного выше объяснения, соотношение (C-V)/L также можно рассматривать как показатель того, как однородно добавка распределяется по поперечному сечению фильтра, когда поток вдыхаемого дыма достигает рта потребителя.
Предпочтительно соотношение (C-V)/L составляет по меньшей мере приблизительно 0,45. Более предпочтительно соотношение (C-V)/L составляет по меньшей мере приблизительно 0,55. Еще более предпочтительно соотношение (C-V)/L составляет по меньшей мере приблизительно 0,6.
В некоторых предпочтительных вариантах осуществления общая длина (L) фильтра составляет менее приблизительно 30 миллиметров, первое расстояние (V) между зоной вентиляции и концом фильтра, подносимым ко рту, составляет менее приблизительно 22 миллиметров, и второе расстояние (C) между элементом доставки добавки и концом фильтра, подносимым ко рту, составляет менее приблизительно 27 миллиметров. Еще более предпочтительно общая длина (L) фильтра составляет по меньшей мере приблизительно 25 миллиметров. Авторы настоящего изобретения обнаружили, что курительные изделия, имеющие такие комбинации критически важных размеров, сочетают желаемое улучшенное перемещение добавки с особенно удовлетворительными значениями сопротивления втягиванию (RTD).
Предпочтительно элемент доставки добавки представляет собой разрушаемую капсулу, содержащую жидкий ароматизатор. Таким образом, курительные изделия, которые представляют потребителю новые ощущаемые впечатления, связанные с улучшенными нотами ароматизирующего вещества.
Подходящие ароматизирующие вещества, представляемые жидким ароматизатором, включают, но без ограничения, натуральный или синтетический ментол, перечную мяту, курчавую мяту, кофе, чай, пряности (например, гвоздику), эвкалипт, эвгенол и линалоол. В предпочтительных вариантах осуществления ароматизатор содержит ментол.
Предпочтительно жидкий ароматизатор включает эфирное масло или смесь одного или более эфирных масел. «Эфирное масло» представляет собой летучее масло, имеющее характерный запах и аромат растения, из которого оно получено. Подходящие эфирные масла для включения в элемент доставки добавки курительного изделия согласно настоящему изобретению включают, но без ограничения, масло мяты перечной и масло мяты курчавой. Одно или более эфирных масел могут быть представлены в растворе, например, этанола.
Курительные изделия согласно настоящему изобретению могут быть изготовлены посредством способа, в котором элементы доставки добавки встраивают в непрерывный стержень из фильтрующего материала таким образом, что последовательные элементы доставки добавки разнесены в продольном направлении стержня попеременно на первое расстояние (D1) и второе расстояние (D2), где первое расстояние составляет от приблизительно 22 миллиметров до приблизительно 56 миллиметров и второе расстояние составляет от приблизительно 6 миллиметров до приблизительно 16 миллиметров. Предпочтительно элементы доставки добавки окружены со всех сторон фильтрующим материалом.
Обычно непрерывный стержень из фильтрующего материала и элементы доставки добавки оборачивают непрерывным листом фицеллы с получением обернутого непрерывного стержня из фильтрующего материала. Полученный таким образом непрерывный стержень из фильтрующего материала затем разрезают по линиям разреза, разнесенным в продольном направлении на третье расстояние (D3), где третье расстояние (D3) составляет от приблизительно 20 миллиметров до приблизительно 36 миллиметров, с получением сегментов фильтра из фильтрующего материала, причем каждый сегмент фильтра содержит элемент доставки добавки, встроенный в сегмент фильтра.
Предпочтительно на этапе разрезания непрерывного стержня из фильтрующего материала линии разреза разнесены таким образом, что в каждом сегменте фильтра элемент доставки добавки находится на расстоянии, составляющем 0,5 второго расстояния (D2), от одного конца сегмента фильтра и на расстоянии, составляющем 0,5 первого расстояния (D1), от противоположного конца сегмента фильтра. Один такой сегмент фильтра прикрепляют к табачному стержню с прилеганием торец к торцу с помощью ободкового материала таким образом, что элемент доставки добавки расположен ближе к находящемуся у табачного стержня концу сегмента фильтра, чем к подносимому ко рту концу сегмента фильтра.
Зона вентиляции, содержащая перфорационные отверстия, проходящие через ободковый материал и фицеллу, образована в положении ниже по потоку относительно элемента доставки добавки таким образом, что расстояние между элементом доставки добавки и зоной вентиляции составляет по меньшей мере 5 мм.
Зона вентиляции может быть образована после прикрепления фильтра к табачному стержню. В качестве альтернативы зона вентиляции может быть образована на линии во время изготовления фильтра перед прикреплением фильтра к табачному стержню.
Фильтры для курительного изделия согласно настоящему изобретению могут быть изготовлены посредством способов, в которых элементы доставки добавки встраивают в непрерывный стержень из фильтрующего материала таким образом, что последовательные элементы доставки добавки разнесены в продольном направлении стержня попеременно на первое расстояние (D1) и второе расстояние (D2), где первое расстояние составляет от приблизительно 22 миллиметров до приблизительно 56 миллиметров и второе расстояние составляет от приблизительно 6 миллиметров до приблизительно 16 миллиметров. Предпочтительно элементы доставки добавки окружены со всех сторон фильтрующим материалом.
Обычно непрерывный стержень из фильтрующего материала и элементы доставки добавки оборачивают непрерывным листом фицеллы с получением обернутого непрерывного стержня из фильтрующего материала.
Полученный таким образом непрерывный стержень из фильтрующего материала затем разрезают по линиям разреза, разнесенным в продольном направлении на третье расстояние (D3), где третье расстояние (D3) составляет от приблизительно 20 миллиметров до приблизительно 36 миллиметров, с получением сегментов фильтра из фильтрующего материала, причем каждый сегмент фильтра содержит элемент доставки добавки, встроенный в сегмент фильтра.
Это отличается от известных способов образования фильтров для курительных изделий, содержащих не подлежащий резанию объект, такой как элемент доставки добавки, или ограничитель, в которых не подлежащие резанию объекты равномерно разнесены вдоль продольной оси непрерывного стержня из фильтрующего материала. Кроме того, в таких известных способах непрерывный стержень из фильтрующего материала разрезают в положениях, расположенных равномерно вдоль продольной оси непрерывного стержня из фильтрующего материала, так что каждый получаемый в результате сегмент фильтра включает в себя элемент доставки добавки, встроенный в по существу центральном положении в сегменте фильтра.
В способах согласно настоящему изобретению зона вентиляции предпочтительно образована между последовательными элементами доставки добавки, разнесенными на первое расстояние (D1), и таким образом, что расстояние между элементом доставки добавки и зоной вентиляции составляет по меньшей мере 5 мм, зона вентиляции.
Настоящее изобретение будет дополнительно описано лишь на примерах со ссылкой на графические материалы сопутствующих фигур, на которых:
на фиг. 1 проиллюстрирован схематический вид в разрезе курительного изделия в соответствии с настоящим изобретением;
на фиг. 2 проиллюстрирован схематический вид сбоку фильтра эталонного курительного изделия, показывающий положения вдоль фильтра, где температура была измерена во время курения (пример 1);
на фиг. 3 приведен график, показывающий как изменяется температура во время курения эталонного курительного изделия в положениях, показанных на фиг. 2;
на фиг. 4 приведена гистограмма, сравнивающая признаки курительного изделия в соответствии с настоящим изобретением с соответствующими признаками эталонного курительного изделия в соответствии с предшествующим уровнем техники; и
на фиг. 5 показан приведенный в качестве примера способ образования фильтра для курительного изделия в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг. 1 показано курительное изделие 10, содержащее табачный стержень 12 и фильтр 14. Фильтр 14 выровнен по оси с табачным стержнем 12 с прилеганием торец к торцу и образован из одного сегмента фильтрующего материала, проходящего от конца 16, подносимого ко рту, к концу 18 табачного стрежня. Общая длина L фильтра 12 составляет приблизительно 27 миллиметров.
Курительное изделие 10 содержит зону 20 вентиляции, содержащую множество отверстий, расположенных по окружности фильтра. Зона 20 вентиляции находится в положении вдоль фильтра 12 на расстоянии V приблизительно 12 миллиметров от конца 16, подносимого ко рту. Дополнительно курительное изделие 10 содержит элемент 22 доставки добавки в положении вдоль сегмента фильтра выше по потоку относительно зоны 20 вентиляции и на втором расстоянии C приблизительно 18 миллиметров от конца 16, подносимого ко рту. Таким образом, зона 20 вентиляции отнесена приблизительно на 6 миллиметров от элемента 22 доставки добавки. Дополнительно элемент 22 доставки добавки находится на третьем расстоянии E приблизительно 9 мм от конца 18 табачного стержня. Элемент 22 доставки добавки представлен в виде хрупкой капсулы, имеющей диаметр приблизительно 4,2 миллиметров и содержащей ментол.
Оценка температурного профиля
Изменения температурного профиля в фильтре курительного изделия во время курения были оценены согласно режиму интенсивного курения по нормам Министерства здравоохранения Канады (HCI). С этой целью измерения были проведены с использованием эталонного курительного изделия 20 (8 мг смолы (ISO)), содержащего табачный стержень 22 длиной приблизительно 57 миллиметров, и был использован односегментный фильтр 24 длиной приблизительно 27 миллиметров, при этом табачный стержень и фильтр имеют диаметр приблизительно 7,9 миллиметра. В эталонном курительном изделии табачный стержень окружен оберткой, имеющей проникающую способность приблизительно 45 единиц Coresta. Фильтр прикреплен к табачному стержню посредством полосы ободковой бумаги, имеющей проникающую способность 298 единиц Coresta.
Как показано схематически на фиг. 2, термопары были установлены для измерения температуры в разных положениях вдоль фильтра, а именно в точках:
P: 5 миллиметров от конца, подносимого ко рту;
Q: 10 миллиметров от конца, подносимого ко рту;
R: 15 миллиметров от конца, подносимого ко рту;
S: 20 миллиметров от конца, подносимого ко рту; и
T: 25 миллиметров от конца, подносимого ко рту.
Эталонное курительное изделие было выкурено согласно режиму HCI, с вытекающими следующими параметрами:
Вентиляция: блокирована на 100%;
Частота затяжек: 30 секунд;
Продолжительность затяжки: 2 секунды;
Объем затяжки: 55 кубических сантиметров.
График на фиг. 3 иллюстрирует, как температура изменяется со временем в ходе курения, то есть с количеством затяжек. Построены различные кривые для положений P-T вдоль фильтра. Неудивительно, что температура обычно возрастает во всех положениях с каждой дополнительной затяжкой, поскольку длина табачного стержня уменьшается и фронт горения постепенно приближается к границе табачный стержень/фильтр. Однако неожиданно было обнаружено, что с третьей затяжки далее температура возрастает значительно быстрее и достигает значительно более высоких значений в положениях от R до T, то есть от приблизительно 15 миллиметров до приблизительно 25 миллиметров от конца, подносимого ко рту, в сравнении с положениями P и Q. Кроме того, начиная с шестой затяжки, далее становится очевидным еще одно значительное отличие в профиле температуры между положениями S-T, то есть от приблизительно 20 миллиметров до приблизительно 25 миллиметров от конца, подносимого ко рту, и другими расположенными ниже по потоку положениями.
Самая высокая температура постоянно достигается в положении Т. Хотя в положениях P-R температура, как оказывается, аппроксимирует плато около девятой или десятой затяжки, монотонно возрастающая тенденция наблюдается после, в положениях S и T.
Таким образом, положения, расположенные по меньшей мере на расстоянии приблизительно 20 миллиметров от конца, подносимого ко рту, то есть на расстоянии 7 миллиметров или менее от конца табачного стержня, не только достигают в целом более высоких температур в сравнении с расположенными еще ниже по потоку положениями, но также подвергаются более высоким температурным градиентам, так что более высокие температуры достигаются раньше, чем в расположенных еще ниже по потоку положениях, и так что температуры продолжают значительно возрастать во время курения, даже когда температура по существу стабилизируется в расположенном еще ниже по потоку положении.
С другой стороны, в положениях от приблизительно 10 миллиметров до приблизительно 15 миллиметров от конца, подносимого ко рту, то есть в положениях, центрированных вокруг средней точки (13,5 миллиметров от конца фильтра, подносимого ко рту), температуры не только стабильно ниже во время всего испытания на курение, но и увеличиваются со все более низкой скоростью начиная с шестой/седьмой затяжки и далее.
Должно быть ясно, что вся секция фильтра курительного изделия в соответствии с настоящим изобретением выше по потоку от зоны вентиляции будет по существу идентична фильтру описанного выше эталонного курительного изделия. Соответственно, не желая ограничиваться теорией, можно разумно предположить, что по меньшей мере в качественном выражении аналогичная тенденция будет наблюдаться при курении курительного изделия в соответствии с настоящим изобретением. В частности, эти экспериментальные результаты подтверждают, что перемещение добавки во вдыхаемый дым может быть наиболее улучшено термически путем расположения элемента доставки в положениях от 2 миллиметров до 12 миллиметров от конца табачного стержня.
Пример 1
Курительное изделие в соответствии с настоящим изобретением (см. описание курительного изделия 10 выше) подвергали испытанию на курение и исследовали доставку ментола во вдыхаемый дым (MIS), а также доставку смолы (TAR), а также другие характеристики вдыхаемого дыма.
Сравнительный пример
Характеристики курительного изделия из примера 1 сравнивали с эталонным курительным изделием, которое по существу идентично курительному изделию 10 и отличается от курительного изделия из примера 1 только тем, что элемент доставки добавки расположен в центрированном положении вдоль продольной оси фильтра, тогда как зона вентиляции находится выше по потоку от системы доставки добавки. Другими словами, в сравнительном курительном изделии L=27 миллиметров, V=18 миллиметров и C=13,5 миллиметра.
Количественное определение содержания ментола во вдыхаемом дыме осуществляется посредством GC-FID. Вдыхаемый дым сигарет, выкуренных на курительной машине, собирают на фильтрующие прокладки из стекловолокна. Спиртовой экстракт дыма, захваченного этими фильтрами, анализируют.
С этой целью курительное изделие курят в соответствии с Q0309 «Определение общего количества твердых частиц и монооксида углерода (CO) во вдыхаемом дыме с использованием неавтоматической линейной курительной машины» или эквивалентно с применением 20-канальной линейной курительной машины (Cerulean) и в соответствии с Q0338 «Определение общего количества твердых частиц и монооксида углерода во вдыхаемом дыме с помощью курительной машины RM-200 или RM20», или эквивалентно с применением роторной курительной машины (Borgwaldt). Однако при определении содержания ментола применяют следующие исключения, касающиеся подготовки и кондиционирования образцов сигарет:
- испытанию должна быть подвергнута выборка из по меньшей мере 80 сигарет;
- в день испытания необходимо выбрать 40 приемлемых сигарет из кондиционированных пачек, чтобы исключить очевидные несоответствия (например, пустотные концы, разорванные стержни, плохо прикрепленные фильтры и т. д.) и поместить их в закрытую тару до их выкуривания (максимальное время хранения составляет 12 часов);
- ментол необходимо высвободить из элемента доставки добавки (например, путем раздавливания в случае хрупкой капсулы) до курения; курение необходимо начать в течение 5 минут после высвобождения.
Кроме того, можно сделать ссылку на ISO 13110 «Сигареты - определение ментола в дымовых конденсатах - метод газовой хроматографии».
Содержание монооксида углерода может быть определено в соответствии с Рекомендуемым способом CORESTA № 5 - Определение монооксида углерода во вдыхаемом дыме сигарет с помощью недиспергирующего инфракрасного анализа (второе издание, сентябрь 1993 г.). Содержание никотина определяют в соответствии с Рекомендуемым способом CORESTA № 7 - Определение никотина во вдыхаемом дыме сигарет методом газового хроматографического анализа (второе издание, август 1991 года). Вентиляция может быть определена в соответствии с Рекомендуемым способом CORESTA № 6 - Определение вентиляции: определения и принципы измерения (второе издание, март 2000 года). Сопротивление втягиванию (RTD) может быть определено в соответствии с Рекомендуемым способом CORESTA № 41 - Определение сопротивления втягиванию сигарет и стержней фильтров (второе издание, июнь 2007 г.). Содержание общего количества твердых частиц (TPM) может быть определено в соответствии с Рекомендуемым способом CORESTA № 23 - Определение общего количества твердых частиц и подготовка к измерениям воды и никотина (второе издание, август 1991 года).
Следующая таблица 1 содержит данные, полученные в результате испытания на курение. Гистограмма на фиг. 4 визуально иллюстрирует различия между характеристиками курительного изделия 10 согласно настоящему изобретению и сравнительного курительного изделия в соответствии с предшествующим уровнем техники.
CO(мг)
Никотин(мг)
TAR(мг)
TPM(мг)
H<sub>2</sub>O(мг)
№ затяжки
MIS(мг)
RTD (мм H<sub>2</sub>O)
Вентиляция(Процент)
Пример 1
6,46
0,40
6,61
7,59
0,59
7,47
1,22
84
55
Сравнительный пример
5,59
0,42
6,22
7,29
0,65
7,71
0,90
93
60
Таблица 1
Как можно видеть, у курительного изделия в соответствии с настоящим изобретением получают увеличение доставки ментола приблизительно на 35 процентов относительно сравнительного курительного изделия. Как показано на гистограмме фиг. 4, это приводит к улучшенному вкусовому эффекту, который легко воспринимается потребителем не только с точки зрения интенсивности мятных и охлаждающих нот, но и с точки зрения стойкости охлаждающего ощущения во время курения курительного изделия. Это было оценено с помощью типового исследовательского испытания с участием группы регулярных курильщиков.
Пример 2
Такому же испытанию на курение также подвергали дополнительный набор курительных изделий (A, B, C) в соответствии с настоящим изобретением. Курительные изделия A, B, C из примера 2 отличаются от курительного изделия из примера 1 тем, что элемент 22 доставки добавки предоставлен в виде хрупкой капсулы с диаметром 3,5 миллиметра. Кроме того, курительные изделия A, B, C из примера 2 предназначены для разных уровней доставки TAR (приблизительно 2 миллиграмма, 7 миллиграммов и 13 миллиграммов соответственно). Для каждого курительного изделия A, B, C в соответствии с настоящим изобретением также было выкурено соответствующее эталонное курительное изделие с L=27 миллиметров, V=18 миллиметров и C=13,5 миллиметра.
Следующая таблица 2 содержит данные, полученные в результате испытания на курение.
CO(мг)
TAR(мг)
№ затяжки
MIS(мг)
Никотин(мг)
Изменение MIS (%)
Пример 2 (A)
2,7
2,2
8,7
0,40
0,16
+ 30
Сравнительный пример (А)
2,2
2,3
8,8
0,31
0,17
===
Пример 2 (B)
7,7
7
7,7
0,91
0,49
+ 29
Сравнительный пример (B)
6,9
6,9
7,7
0,70
0,50
===
Пример 2 (C)
12,5
12,7
7,1
1,32
0,60
+ 18
Сравнительный пример (С)
12,0
13,2
6,9
1,12
0,91
===
Таблица 2
Эти экспериментальные результаты подтверждают, что в курительных изделиях в соответствии с настоящим изобретением перемещение ментола во вдыхаемый дым значительно улучшается независимо от содержания TAR. В частности, увеличение высвобождения ментола остается практически постоянным на приблизительно 30 процентах при увеличении содержания TAR от приблизительно 2 до приблизительно 7 миллиграммов.
На фиг. 5 показан способ образования нескольких фильтров для курительных изделий в соответствии с настоящим изобретением. В по существу непрерывный стержень 100 из фильтрующего материала вводят элементы 20 подачи добавки так, что последовательные элементы доставки добавки разнесены в продольном направлении стержня 100 попеременно на первое расстояние D1 приблизительно 36 миллиметров и второе расстояние D2 приблизительно 18 миллиметров. Элементы 20 доставки добавки окружены со всех сторон фильтрующим материалом.
По существу непрерывный стержень 100 из фильтрующего материала разрезают по линиям разреза, расположенным в продольном направлении на третьем расстоянии D3, приблизительно 27 миллиметров, для получения сегментов 12 фильтра из фильтрующего материала. Таким образом, каждый сегмент 12 фильтра включает в себя элемент 20 доставки добавки, встроенный в сегмент фильтра. Элемент 20 доставки добавки находится на расстоянии приблизительно 18 мм (0,5 от D1) от одного конца сегмента 12 фильтра и приблизительно 9 миллиметров (0,5 от D2) от противоположного конца сегмента фильтра. Следует понимать, что второе расстояние C соответствует 0,5 от D1, а третье расстояние E соответствует 0,5 от D2.