КУРИТЕЛЬНОЕ ИЗДЕЛИЕ СО СРЕДСТВОМ ГАШЕНИЯ
SMOKING PRODUCT WITH EXTINGUISHING AGENT

Настоящее изобретение относится к курительному изделию, содержащему табачный стержень и фильтр.
Сигареты с фильтром обычно содержат стержень, содержащий заряд курительного материала, такой как резаный табачный наполнитель, окруженный бумажной оберткой, и цилиндрический фильтр, выровненный конец к концу с обернутым зарядом табака и прикрепленный к нему с помощью ободковой бумаги. Во время курения стержень из курительного материала поджигается на конце, наиболее удаленном от фильтра, и потребитель втягивает дым из подожженного конца стержня вдоль стержня через фильтр. По мере выкуривания стержня из курительного материала горящий уголек приближается к мундштучному концу стержня.
Потребитель, как правило, гасит сигарету, когда горящий уголек почти достигает фильтра. Это, как правило, требует использования пепельницы или другой подходящей поверхности, о которую гасится сигарета. Это может оставлять нежелательный неприятный запах на пальцах пользователя. Помимо этого, пользователю не всегда просто получить доступ к подходящей поверхности, о которую гасится сигарета.
Таким образом, ощущается необходимость в улучшении характеристик и функций курительных изделий с фильтром с тем, чтобы улучшить восприятие пользователя. В частности, целесообразно предоставить новое и усовершенствованное курительное изделие с фильтром, чтобы пользователь мог просто гасить курительное изделие даже без использования пепельницы или другой подходящей поверхности. Дополнительно было бы желательно обеспечить одно такое курительное изделие с фильтром, простое в изготовлении, не требующее никаких значительных модификаций существующего оборудования.
Согласно настоящему изобретению предусмотрено курительное изделие, содержащее: заряд табачного материала; обертку, окружающую табачный стержень; фильтр, расположенный дальше по ходу потока заряда табачного материала; и полую трубку, образующую внутреннюю полость и прикрепляющую фильтр к обертке. Часть для прикрепления обертки размещена во внутренней полости и постоянно закреплена в полой трубке. Расположенный дальше по ходу потока конец заряда табачного материала закреплен на обертке посредством термодеактивируемого клея, предусмотренного на наружной поверхности заряда табачного материала или на внутренней поверхности обертки, или на обеих поверхностях, таким образом при деактивации клея по меньшей мере часть заряда табачного материала может скользить внутри обертки относительно фильтра.
Термины «расположенный раньше по ходу потока» и «расположенный дальше по ходу потока» используются в настоящем документе для описания относительных положений элементов курительного изделия относительно направления потока вдыхаемого дыма при его втягивании от зажженного конца курительного изделия через фильтр.
В контексте настоящего документа термин «продольный» используется для описания направления между расположенным дальше по ходу потока или ближним концом и противоположным расположенным раньше по ходу потока или дальним концом, и термин «поперечный» используется для описания направления, по существу перпендикулярного продольному направлению.
В контексте настоящего изобретения термин «деактивируемый» используется для описания клея, который теряет по меньшей мере значительную часть своей клейкости или адгезионной силы (т. е. «деактивируется») при заданных условиях. «Термодеактивируемый клей» проявляет уменьшение своей адгезионной силы после нагревания до температуры, которая соответствует «температуре деактивации» клея или выше нее.
«Температура деактивации» термодеактивируемого клея представляет собой температуру, при которой клей деактивируется, т. е. температуру, при которой адгезия клея значительно уменьшается. В вариантах осуществления, в которых деактивация достигается в диапазоне температур, температура деактивации представляет собой температуру, при которой начинается уменьшение адгезии.
В некоторых вариантах осуществления температура деактивации соответствует температуре плавления клея, т. е. температуре, при которой клей изменяет состояние с твердого на жидкое. Такое состояние измененного вещества сопровождается значительным уменьшением адгезионной прочности клея и может быть необязательно связано с увеличением вязкости клея. Это, как правило, происходит в случае клеев, содержащих кристаллические полимеры, для которых плавление сопровождается непрерывным изменением объема и энтальпией.
В других вариантах осуществления температура деактивации соответствует температуре стеклования клея, т. е. температуре, при которой клей изменяет состояние с твердого и относительно хрупкого, стеклообразного на состояние вязкое, высокоэластичное. Стеклование сопровождается значительным снижением адгезионной прочности клея. Это, как правило, происходит в случае клеев, содержащих аморфные полимеры, для которых стеклование сопровождается непрерывным изменением теплоемкости и коэффициента теплового расширения. Не вдаваясь в теоретические рассуждения, понятно, что это связано с изменением жесткости полимерной цепи.
В дополнительных вариантах осуществления температура деактивации соответствует температуре разрушения клея, т. е. температуре, при которой клей подвергается процессу разложения, который, как правило, сопровождается потерей веса вследствие потери влажности или других групп, поверхностно связанных с основной полимерной цепью, пиролиза или других реакций.
В настоящем документе термин «адгезионная сила» относится к способности клея к прилипанию к поверхности и связыванию двух поверхностей вместе. Это измеряется за счет оценки минимальной нагрузки на растяжение, необходимой для разъединения или расклеивания двух полосок бумаги, приклеенных друг к другу посредством клея, предусмотренного вдоль поперечной линии, проходящей по длине обеих полосок. Растущее растяжение (динамическая нагрузка) применяется к полоскам бумаги при комнатной температуре, и нагрузка на растяжение, при которой две полоски бумаги отделяются без разрыва волокон, принимается за «адгезионную силу».
Подобная компоновка может быть использована для определения температуры деактивации. Заданная нагрузка, которая меньше адгезионной силы при комнатной температуре, применяется к полоскам бумаги, и температура увеличивается, пока объем заданной нагрузки не станет достаточным для разделения полосок бумаги. Температура, при которой полоски бумаги разделяются, принимается как «температура деактивации».
Термин «газопроницаемость» используется во всем данном описании для описания склонности данного материала обеспечивать возможность проникновения, то есть диффузии молекул газа или газообразной смеси (проникающего вещества) сквозь материал. Проникновение работает за счет диффузии, поэтому проникающее вещество будет двигаться под действием градиента концентрации. Проницаемость измеряют в единицах площади, обычно в квадратных метрах.
Термин «воздухонепроницаемый» используется в настоящем документе для описания материала, не позволяющего проходить текучим средам, в частности, воздуху и дыму, через пустоты или поры в материале. Если полая трубка выполнена из материала или материалов, непроницаемых для воздуха и дыма, воздух и дым, втягивающиеся в полую трубку, могут протекать только вдоль внутренней полости и по направлению к фильтру.
В курительном изделии согласно настоящему изобретению фильтр прикреплен к целлюлозной обертке, окружающей заряд табачного материала (например, резаный табачный наполнитель или восстановленный табак), посредством полой трубки, образующей внутреннюю полость, которая проходит между фильтром и зарядом табачного материала. Часть для прикрепления обертки размещена в полости, и клей, предусмотренный на наружной поверхности обертки или на внутренней поверхности полой трубки, или на обеих поверхностях, закрепляет обертку в полой трубке. В свою очередь, заряд табачного материала прикреплен к обертке посредством термодеактивируемого клея. Следовательно, при активации по меньшей мере часть заряда табачного материала может скользить внутрь полой трубки и по направлению к фильтру.
Клей, прикрепляющий полую трубку к обертке, не является термодеактивируемым. С другой стороны, клей, закрепляющий заряд табачного материала на обертке, становится деактивируемым, когда подвергается температуре, которая превышает температуру деактивации. При использовании это условие можно достичь, когда горящий уголек приближается к части для прикрепления на расположенном дальше по ходу потока конце обертки. Соответственно пользователь, делающий затяжку на фильтре, может эффективно втягивать оставшуюся часть заряда табачного материала и, вероятно, некоторое количество пепла, в полую трубку. Это приводит к гашению курительного изделия. Не вдаваясь в теоретические рассуждения, понятно, что это связано со сниженным присутствием кислорода в полости, в частности в месте возле фильтра.
Следовательно, потребителю особенно просто гасить курительное изделие согласно настоящему изобретению без необходимости использования пепельницы или другой подходящей поверхности для гашения курительного изделия. Это преимущественно достигается за счет взаимодействия с курительным изделием таким способом, который обеспечивает новый и отличный подход к использованию курительного изделия.
В дополнение маловероятно присутствие неприятного запаха на пальцах пользователя, поскольку необходимость ручного взаимодействия с окурком сигареты значительно снижается. На практике потребитель может продолжать удерживать сигарету за фильтр во время курения.
Курительные изделия согласно настоящему изобретению просты в изготовлении и не требуют каких-либо существенных модификаций имеющегося оборудования.
В курительных изделиях согласно настоящему изобретению длина табачного стержня предпочтительно составляет менее приблизительно 40 миллиметров. Более предпочтительно длина табачного стержня составляет менее приблизительно 30 миллиметров. В качестве дополнения или альтернативы, длина табачного стержня составляет предпочтительно по меньшей мере 10 миллиметров. Более предпочтительно длина табачного стержня составляет по меньшей мере приблизительно 15 миллиметров. В особо предпочтительных вариантах осуществления длина табачного стержня составляет приблизительно 20 миллиметров. Было обнаружено, что при наличии табачного стержня, имеющего длину, составляющую менее 40 миллиметров, пользователю проще применять к фильтру силу всасывания, достаточно большую для втягивания того, что осталось от табачного стержня и пепла в полую трубку, после деактивации клея во время использования. В то же время целесообразно, чтобы табачный стержень имел длину, достаточную для обеспечения пользователя ощущением при курении, наиболее похожим на ощущение, предоставляемое обычной сигаретой с фильтром, т. е. такая, которая требует от шести до восьми затяжек для существенного потребления табачного стержня.
В предпочтительных вариантах осуществления длина части для прикрепления заряда табачного материала составляет по меньшей мере приблизительно 1 миллиметр. В качестве дополнения или альтернативы, длина части для прикрепления предпочтительно составляет менее приблизительно 10 миллиметров. Более предпочтительно длина части для прикрепления составляет менее приблизительно 8 миллиметров. В особо предпочтительных вариантах осуществления длина части для прикрепления заряда табачного материала составляет приблизительно 5 миллиметров.
В некоторых вариантах осуществления заряд табачного материала содержит резаный табачный наполнитель. Предпочтительно плотность табака в резаном табачном наполнителе составляет по меньшей мере приблизительно 200 миллиграмм/кубический сантиметр. Более предпочтительно плотность табака в резаном табачном наполнителе составляет по меньшей мере приблизительно 250 миллиграмм/кубический сантиметр. Еще более предпочтительно плотность табака в резаном табачном наполнителе составляет по меньшей мере приблизительно 300 миллиграмм/кубический сантиметр. В качестве дополнения или альтернативы, плотность табака в резаном табачном наполнителе составляет предпочтительно менее приблизительно 700 миллиграмм/кубический сантиметр. Более предпочтительно плотность табака в резаном табачном наполнителе составляет менее приблизительно 600 миллиграмм/кубический сантиметр. Еще более предпочтительно плотность табака в резаном табачном наполнителе составляет менее приблизительно 500 миллиграмм/кубический сантиметр. Плотность табака в заряде табачного материала может быть по существу постоянной по всей длине заряда табачного материала. В других вариантах осуществления плотность табака отличается вдоль длины заряда табачного материала, при этом плотность табака на части для прикрепления заряда табачного материала больше плотности табака на расположенном раньше по ходу потока конце заряда табачного материала.
В других вариантах осуществления заряд табачного материала содержит гофрированный (спресованный)восстановленный табак. Это является преимущественным в том, что заряд табачного материала может по существу быть выполнен из одного фрагмента восстановленного табака, и поэтому между зарядом табачного материала и оберткой может быть создано более прочное соединение. В качестве примера, табачный стержень может быть выполнен из гофрированного формованного листа.
По меньшей мере точка клея предусмотрена в месте вдоль части для прикрепления для закрепления заряда табачного материала на обертке. В некоторых вариантах осуществления термодеактивируемый клей предусмотрен на области прикрепления наружной поверхности заряда табачного материала или внутренней поверхности обертки, или обеих поверхностях, при этом область прикрепления проходит по окружности заряда табачного материала. На практике кольцо клея предусмотрено для закрепления заряда табачного материала на обертке.
Не вдаваясь в теоретические рассуждения, понятно, что, когда горящий уголек приближается к части для прикрепления одного такого курительного изделия и клей нагревается до температуры, равной температуре деактивации или превышающей ее, структурное соединение между зарядом табачного материала и трубкой из обертки, предусмотренное одним таким кольцом клея, по существу полностью устраняется. Это происходит вследствие того, что все кольцо нагревается до по существу той же температуры, и поэтому сила, требуемая для втягивания того, что осталось от заряда табачного материала внутри полой трубки, уменьшается практически мгновенно.
В альтернативных вариантах осуществления термодеактивируемый клей предусмотрен на наружной поверхности заряда табачного материала или внутренней поверхности обертки, или обеих поверхностях со структурой, закручивающейся в спираль вокруг заряда табачного материала по заданной длине. На практике клей предусмотрен по окружности табачного стержня и в разных местах в продольном направлении. Не вдаваясь в теоретические рассуждения, понятно, что, когда горящий уголек приближается к части для прикрепления одного такого курительного изделия и клей нагревается до температуры, равной температуре деактивации или превышающей ее, структурное соединение между зарядом табачного материала и оберткой, предусмотренное одной такой спиралью клея, постепенно ослабляется по мере приближения горящего уголька. Это происходит вследствие того, что части спирали клея на расположенном раньше других по ходу потока месте достигают температуры деактивации раньше, чем части спирали клея на расположенном дальше других по ходу потока месте. Следовательно, сила, требуемая для втягивания того, что осталось от заряда табачного материала внутри полой трубки, плавно уменьшается.
Таким образом, за счет выбора разных структур клея для части для прикрепления, преимущественно возможно точно регулировать силу, требуемую для эффективного гашения курительного изделия во время использования.
Предпочтительно газопроницаемость полой трубки составляет менее приблизительно 10 единиц CORESTA. Более предпочтительно полая трубка является по существу воздухонепроницаемой.
В некоторых вариантах осуществления курительное изделие содержит зону вентиляции. Зона вентиляции может находиться в месте вдоль фильтра или в месте вдоль полой трубки. Во время курения пользователь должен закрывать вентиляционные отверстия своими пальцами, когда необходимо втянуть то, что осталось от заряда табачного материала в полую трубку, поскольку в противном случае падение давления, вызванное зоной вентиляции, может повлиять на способность пользователя это сделать.
Для втягивания того, что осталось от выкуренного заряда табачного материала в полую трубку, потребитель применяет к выкуренному заряду табачного материала силу, которая пропорциональна продукту RTD (сопротивления затяжке) выкуренного заряда табачного материала по площади поперечного сечения выкуренного заряда табачного материала. RTD выкуренного заряда табачного материала приблизительно соответствует сумме RTD пепла, RTD горящего уголька и RTD оставшегося табака.
2
2
2
2
2
2
2
В курительных изделиях согласно настоящему изобретению RTD выкуренного табачного стержня составляет предпочтительно по меньшей мере приблизительно 20 миллиметров HO. Более предпочтительно RTD выкуренного табачного стержня составляет предпочтительно по меньшей мере приблизительно 30 миллиметров HO. Еще более предпочтительно RTD выкуренного табачного стержня составляет предпочтительно по меньшей мере приблизительно 40 миллиметров HO. В качестве дополнения или альтернативы, RTD выкуренного табачного стержня составляет предпочтительно менее приблизительно 200 миллиметров HO. Более предпочтительно RTD выкуренного табачного стержня составляет менее приблизительно 180 миллиметров HO. Еще более предпочтительно RTD выкуренного табачного стержня составляет менее приблизительно 160 миллиметров HO. В особо предпочтительных вариантах осуществления RTD выкуренного табачного стержня составляет приблизительно 50 миллиметров HO. В вариантах осуществления, в которых присутствует зона вентиляции, потребителю необходимо прилагать к выкуренному заряду табачного материала силу, которая пропорциональна продукту взвешенного значения RTD выкуренного заряда табачного материала по площади поперечного сечения выкуренного заряда табачного материала, при этом взвешенное значение RTD корректируется относительно невентилируемого курительного изделия для учета падения давления, вызванного зоной вентиляции. Не вдаваясь в теоретические рассуждения, понятно, что чем выше уровень вентиляции, тем ниже RTD выкуренного заряда табачного материала.
Сила адгезии клея после деактивации составляет предпочтительно менее приблизительно 0,15 ньютона. Более предпочтительно сила адгезии клея после деактивации по существу равняется нулю.
До деактивации клей предпочтительно имеет достаточную адгезию для выполнения предназначаемой функции (т. е. прикрепления заряда табачного материала к обертке). Сила адгезии термодеактивируемого клея до деактивации предпочтительно по меньшей мере вдвое больше, чем у клея после деактивации. Более предпочтительно сила адгезии термодеактивируемого клея до деактивации по меньшей мере приблизительно втрое больше, чем у клея после деактивации. Еще более предпочтительно сила адгезии термодеактивируемого клея до деактивации по меньшей мере приблизительно в пять раз больше чем у клея после деактивации, и может быть по меньшей мере приблизительно в 10 раз больше, чем у клея после деактивации.
Температура деактивации может представлять собой любую температуру, которая может быть использована, когда клей подвергается воздействию горящего уголька курительного изделия. Предпочтительно температура деактивации клея составляет менее приблизительно 120 градусов по Цельсию. Еще более предпочтительно температура деактивации клея составляет менее приблизительно 90 градусов по Цельсию. В качестве дополнения или альтернативы, температура деактивации клея предпочтительно составляет по меньшей мере приблизительно 70 градусов по Цельсию.
Подходящие термодеактивируемые клеи могут быть выбраны из клеев, полученных естественным способом, такие как клеи, полученные из восков, смол, камедей или протеиновых соединений. Такие клеи, полученные естественным способом, могут необязательно быть изменены для улучшения стабильных связующих свойств. В качестве альтернативы, крахмал, модифицированный крахмал, углеводы и полисахариды, такие как декстрин, также могут использоваться в настоящем изобретении в качестве термодеактивируемого клея. Клеи на основе крахмала и декстрина, в частности, обеспечивают преимущество, заключающееся в высокой доступности и относительно низкой стоимости, в сочетании с хорошими адгезивными свойствами и способностью к биоразложению. В качестве еще одной альтернативы, подходящие термодеактивируемые клеи для использования в настоящем изобретении могут быть выбраны из клеев на основе синтетических полимеров, включая одно- и двухкомпонентные клеи, а также анаэробных клеев и клеев, отверждающихся за счет влаги.
В некоторых вариантах осуществления температура деактивации соответствует температуре плавления клея, т. е. температуре, при которой клей изменяет состояние с твердого на жидкое. Примеры подходящих клеев, для которых температура деактивации соответствует температуре плавления клея, включают, но без ограничения, желатин, агар-агар, сахарозу, микрокристаллические воски, гуаровую смолу.
В других вариантах осуществления температура деактивации соответствует температуре стеклования клея, т. е. температуре, при которой клей изменяет состояние с твердого и относительно хрупкого, стеклообразного на состояние вязкое, высокоэластичное. Примеры подходящих клеев, для которых температура деактивации соответствует температуре стеклования клея, включают, но без ограничения, крахмал, инвертированный сахар, поливиниловый спирт (PVOH), полимолочную кислоту, каррагинан.
В дополнительных вариантах осуществления температура деактивации соответствует температуре разрушения клея, т. е. температуре, при которой клей подвергается процессу разложения, который, как правило, сопровождается потерей веса вследствие потери влажности или других групп, поверхностно связанных с основной полимерной цепью, пиролиза или других реакций.
Другие примеры подходящих клеев включают, но без ограничения, декстрин, альгинат, гуммиарабик, натуральные смолы, такие как смола мастикового дерева, эфиры канифоли.
Затраченное время, требуемое для деактивации деактивируемого клея, также может оказывать воздействие на эксплуатацию курительного изделия согласно настоящему изобретению. Деактивация должна быть достаточно быстрой, чтобы предотвратить необходимость применения пользователем чрезмерного усилия для удаления. Как правило, затраченное время, требуемое для деактивации, должно составлять менее 10 секунд, предпочтительно менее приблизительно 5 секунд, еще более предпочтительно менее приблизительно 1 секунды.
Настоящее изобретение будет далее описано исключительно в качестве примера со ссылкой на сопроводительные графические материалы, где:
на фиг. 1 показан схематический вид сбоку курительного изделия согласно настоящему изобретению до курения;
на фиг. 2 показан схематический вид сбоку курительного изделия по фиг. 1 непосредственно до гашения; и
на фиг. 3 показан схематический вид сбоку курительного изделия по фиг. 1 и фиг. 2 после гашения.
На фиг. 1 показано курительное изделие 10 согласно настоящему изобретению. Курительное изделие 10 содержит заряд 12 табачного материала и обертку 14, окружающую заряд 12 табачного материала. Дополнительно, курительное изделие 10 содержит фильтр 16, расположенный дальше по ходу потока заряда 12 табачного материала. Зона вентиляции 160 предусмотрена в месте вдоль фильтра 16.
В дополнение, курительное изделие содержит полую трубку 18, прикрепляющую фильтр 16 к обертке 14. Следовательно, между зарядом 12 табачного материала и фильтром 16 образована внутренняя полость 20.
Более подробно, часть 22 для прикрепления обертки 14 размещена во внутренней полости 20 и закреплена в полой трубке 18 посредством перманентного клея 24, предусмотренного на наружной поверхности части 22 для прикрепления обертки 14 и внутренней поверхности полой трубки 18.
Расположенный дальше по ходу потока конец 26 заряда 12 табачного материала закреплен на обертке 14 посредством термодеактивируемого клея 28, предусмотренного на наружной поверхности заряда 12 табачного материала. В варианте осуществления по фиг. 1 термодеактивируемый клей 28 предусмотрен на области прикрепления наружной поверхности заряда 12 табачного материала, проходящей по окружности заряда 12 табачного материала для обеспечения надежного соединения между табачным материалом в заряде и оберткой. Температура деактивации термодеактивируемого клея 28 составляет приблизительно 70 градусов по Цельсию.
Во время использования по мере приближения горящего уголька к полой трубке 18 и образования пепла 30 (см. фиг. 2) температура на расположенном дальше по ходу потока конце заряда 12 табачного материала и обертки 14 увеличивается. Когда температура в части 22 для прикрепления достигает температуры деактивации клея 28, клей 28 деактивируется, и структурное соединение между тем, что осталось от заряда 12 табачного материала, и оберткой 14 исчезает. Следовательно, то, что осталось от заряда 12 табачного материала, может скользить внутри того, что осталось от обертки 14, и полой трубки 18 относительно фильтра 14. Следовательно, когда потребитель делает затяжку на фильтре 14 в следующий раз, то, что осталось от заряда 12 табачного материала, вместе с пеплом 30 втягивается в полую трубку 18 (см. фиг. 3), и это преимущественно приводит к гашению курительного изделия без необходимости для потребителя использовать пепельницу.