КУРИТЕЛЬНОЕ ИЗДЕЛИЕ, СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КУРИТЕЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ
SMOKING PRODUCT, SMOKING PRODUCT PRODUCTION METHOD AND DEVICE

Область техники
Настоящее изобретение относится к курительным изделиям, таким как сигареты, и к способу и устройству для их изготовления.
Предпосылки создания настоящего изобретения
По известному способу изготовления сигарет, например, описанному в патенте US 4771794, предлагается использование вакуумного ленточного транспортера, транспортер забирает табак из бункера и формирует стержень из табака, который подается в секцию (участок) арматуры машины для изготовления сигарет, где табачный стержень обертывается в бумагу. Стержень из табака, сформированный в секцию вакуумного ленточного транспортера, в основном не обладает достаточно единообразной массой или плотностью для использования непосредственно в качестве высококачественной сигареты. Соответственно, у табачного стержня обрезают кромку с помощью ограничителя для удаления излишка по массе или плотности.
Процесс удаления осуществляется посредством набора обрезных дисков. Обрезные диски содержат два копланарных, вращающихся диска, примыкающих друг к другу. Обрезные диски срезают излишек по массе или плотности с табачного стержня, проходящего над или между ними за счет использования крыльчатого колеса или щетки, которая вращается под дисками. Диски и щетка могут перемещаться вверх и вниз, чтобы, при необходимости, удалять больше или меньше табака.
Сигареты часто обладают повышенной плотностью набивки табака на одном из концов сигареты, что препятствует выпадению рыхлого табака из сигареты. Известные обрезные диски приспособлены для этого за счет карманов в обрезных дисках, которые позволяют большему количеству табака пройти через диск на любом из концов табачного стержня в секцию арматуры машины. В частности, вращение двух обрезных дисков синхронизировано, так что карманы образуют симметричный профиль по отношению к цилиндрической оси сигареты. Такой способ позволяет сформировать плотный конец табака на открытых концах сигареты. Использование таких плотных концов оказалось весьма эффективным для удержания табака внутри сигареты.
В противоположность этому, остальной центральный участок (основная часть) сигареты предусматривает в основном постоянную плотность табака, и обрезным дискам для изготовления таких сигарет придают соответствующую форму.
Сущность изобретения
По одному варианту осуществления настоящего изобретения предлагается устройство для изготовления курительного изделия, содержащее ограничитель по меньшей мере с одним обрезным диском, конфигурированным для обрезки табачного стержня курительного изделия с получением по меньшей мере одной концевой области с повышенной плотностью табака. Обрезной диск дополнительно конфигурирован для обрезки основной области табачного стержня, чтобы основная область обладала переменной массой табака на единицу длины. Основная область отличается от концевой области(ей) с повышенной плотностью.
По другому варианту осуществления настоящего изобретения предлагается устройство для изготовления курительного изделия, содержащее ограничитель по меньшей мере с одним обрезным диском, конфигурированным для обрезки табачного стержня курительного изделия. Край обрезного диска включает первый сегмент, соответствующий по меньшей мере одной концевой области с повышенной плотностью табака, второй сегмент, соответствующий участку основной области, которая должна быть снабжена двойной оберткой, и третий сегмент, соответствующий остальному участку основной области. Уровень третьего сегмента является промежуточным относительно уровня первого сегмента и уровня второго сегмента (в некоторых вариантах осуществления этот уровень может меняться в пределах сегмента).
В настоящем изобретении также предлагается курительное изделие, содержащее табачный стержень по меньшей мере с одной концевой областью с повышенной плотностью табака. Табачный стержень дополнительно содержит основную область, которая обладает переменной массой табака на единицу длины. Основная область отличается от концевой области(ей) с повышенной плотностью. Курительное изделие дополнительно содержит внутреннюю обертку и наружную обертку. Внутренняя обертка имеет одинаковую протяженность с первым участком, а наружная обертка продолжается по меньшей мере над всей основной областью. В любом заданном положении вдоль первого участка масса табака на единицу длины и размер внутренней обертки в сочетании обеспечивают постоянную плотность табака вдоль первого участка.
По другому варианту осуществления настоящего изобретения предлагается курительное изделие, содержащее табачный стержень с областью с переменной массой табака на единицу длины вдоль табачного стержня. Плотность табака в этой области по существу постоянна. В других вариантах осуществления настоящего изобретения предлагается способ и устройство для изготовления такого курительного изделия.
В настоящем изобретении также предлагается способ изготовления курительного изделия. Этот способ включает в себя обрезку табачного стержня курительного изделия с получением по меньшей мере одной концевой области с повышенной плотностью табака. Способ дополнительно содержит обрезку основной области табачного стержня, чтобы основная область обладала переменной массой табака на единицу длины. Основная область отличается от концевой области(ей) с повышенной плотностью табака. Обрезка выполняется с использованием по меньшей мере одного ограничительного диска, конфигурированного для обрезки табачного стержня курительного изделия с получением по меньшей мере одной концевой области с повышенной плотностью табака, и обрезки основной области табачного стержня, чтобы основная область обладала переменной массой табака на единицу длины и отличалась от упомянутой по меньшей мере одной концевой области с повышенной плотностью.
Как и для известных курительных изделий, концевая область с повышенной плотностью табака (по сравнению с плотностью табака основной области) может быть предусмотрена на открытом конце курительного изделия, и некоторые курительные изделия также могут содержать концевую область с повышенной плотностью табака на конце фильтра. Основная область курительного изделия представляет собой участок (тело) табачного стержня между концевыми областями с повышенной плотностью (если на одном конце табачного стержня плотность не повышена, то основной участок в действительности включает в себя или продолжается на всем пути до этого конца). В противоположность известным сигаретам, основная область табачного стержня подвергается обрезке, чтобы получить переменную массу на единицу длины.
В одном варианте осуществления обрезка основной области включает в себя формирование первого участка основной области с меньшей массой табака на единицу длины, чем на втором участке основной области. Масса табака на единицу длины первого участка основной области может быть по существу постоянной или переменной вдоль длины первого участка, в зависимости от требуемого профиля табака. Первый участок может продолжаться от одного конца основной области (например, конца фильтра курительного изделия) частично вдоль основной области, со вторым участком, содержащим остальную часть основной области. Другая возможность состоит в том, что первый участок может содержать центральный участок основной области, со вторым участком, содержащим остальную часть основной области. В других вариантах осуществления могут быть приняты более сложные конфигурации с точки зрения числа промежуточных слоев и/или уровней массы табака на единицу длины.
В одном варианте осуществления предлагается курительное изделие с внутренней оберткой и наружной оберткой. Внутренняя обертка имеет одинаковую протяженность с первым участком, и наружная обертка продолжается по меньшей мере над всей основной областью (и в основном также любой концевой областью с повышенной плотностью). Внутренняя обертка может быть предусмотрена для различных целей, например для усиления аромата и/или сокращения подачи некоторых составляющих дыма потребителю во время курения. Сниженное количество табака на участке курительного изделия с двойной оберткой помогает избежать повышенной плотности табака в этой области. Например, в одном конкретном варианте осуществления в любом заданном положении первого участка масса табака на единицу длины и размер внутренней обертки можно комбинировать для получения постоянной плотности табака вдоль первого участка (обеспечивая сжатие табачного стержня при наложении обертки). Это способствует обеспечению постоянной плотности табака на протяжении основного участка, что позволяет улучшить характеристики курения и обращения с курительным изделием, а также избежать потенциальных проблем при изготовлении, таких как складки при наложении наружной обертки или разрывы стержня (просеивание табака через обертку).
Отметьте, что масса табака на единицу длины может меняться даже в курительных изделиях без внутренней или двойной обертки. Например, такое изменение может возникнуть для улучшения характеристик фильтрации (с учетом того, что сигарета горит, степень фильтрации, обеспечиваемой самим табачным стержнем, снижается), возможно, для снижения затрат на продукт и т.д.
В одном варианте осуществления край ограничительного диска(ов) меняется по уровню в соответствии с переменной массой табака на единицу длины основной области. Например, край ограничительного диска(ов) может содержать первый сегмент, соответствующий концевой области с повышенной массой табака на единицу длины, второй сегмент, соответствующий участку основной области, которая должна быть снабжена двойной оберткой, и третий сегмент, соответствующий остальному участку основной области и расположенный на промежуточном уровне относительно уровня первого сегмента и уровня второго сегмента. Обрезка может быть выполнена с использованием пары таких дисков.
В одном варианте осуществления обрезка дополнительно выполняется с использованием по меньшей мере одной ограничительной щетки. Радиус ограничительной щетки меняется в соответствии с переменной массой табака на единицу длины основной области. Например, радиус ограничительной щетки может иметь первое значение, соответствующее концевой области с повышенной массой табака на единицу длины, второе значение, соответствующее участку основной области, которая должна быть снабжена двойной оберткой, и третье значение, соответствующее остальному участку основной области, на котором третье значение является промежуточным относительно первого значения и второго значения.
В другом варианте осуществления ограничительный диск выполнен ровным по окружности (т.е. имеет постоянный уровень), в то время как ограничительная щетка имеет постоянный радиус. Расстояние между обрезным диском и центральной осью табачного стержня регулируется в соответствии с необходимым изменением массы табака на единицу длины основной области. В этом случае ограничительный диск и щетка неразъемно соединены друг с другом и перемещаются вверх или вниз вместе, чтобы обрезать большее или меньшее количество табака от табачного стержня.
Устройство и курительное изделие по настоящему изобретению также имеют преимущества за счет дополнительных особенностей, описанных выше в отношении осуществления способа.
Краткое описание чертежей
Различные варианты осуществления настоящего изобретения описаны далее подробно только для примера со ссылкой на следующие чертежи:
На фиг.1 показан схематичный вид сверху устройства для изготовления сигарет по одному варианту осуществления настоящего изобретения.
На фиг.2А показано сечение ограничительного диска устройства для изготовления сигарет по фиг.1.
На фиг.2Б показан схематичный панорамный вид ограничительного диска устройства для изготовления сигарет по фиг.1.
На фиг.3 показана ограничительная щетка для использования с устройством для изготовления сигарет с фиг.1 по одному варианту осуществления настоящего изобретения.
На фиг.4 показан переменный профиль табачного стержня, изготовленного устройством для изготовления сигарет с фиг.1 по одному варианту осуществления настоящего изобретения.
На фиг.5 показан схематичный вид сверху ограничительного диска для использования в устройстве для изготовления сигарет по другому варианту осуществления настоящего изобретения.
На фиг.6 показан схематичный панорамный вид ограничительного диска по фиг.5.
На фиг.7 показана ограничительная щетка для использования с ограничительным диском с фиг.5 по одному варианту осуществления настоящего изобретения.
На фиг.8 показан переменный профиль табачного стержня, изготовленного с использованием ограничительного диска с фиг.5 по одному варианту осуществления настоящего изобретения.
На фиг.9 показаны различные формы внутренней обертки для использования в сигарете по другим вариантам осуществления настоящего изобретения.
Подробное описание
На фиг.1 показан схематичный вид сверху устройства 1 для изготовления сигарет по одному варианту осуществления настоящего изобретения. Устройство содержит пару копланарных вращающихся дисков 10, 20 по существу примыкающих друг к другу. Диски вращаются в противоположных направлениях друг относительно друга, так что диск 10 вращается по часовой стрелке, как указано стрелкой A, а диск 20 вращается против часовой стрелки, как указано стрелкой A'. Диски 10, 20 известны как обрезные диски и образуют часть ограничителя для удаления табака от табачного стержня.
При эксплуатации табачный стержень 50 перемещается через два диска вдоль пути, параллельного продольной оси табачного стержня. Путь табачного стержня по существу представляет собой касательную к двум вращающимся дискам. Этот путь делит пополам и перпендикулярен линии, соединяющей центры двух вращающихся дисков. Перемещение табачного стержня вдоль его пути осуществляется в направлении, противоположном перемещению участков двух вращающихся дисков непосредственно под табачным стержнем. Таким образом, как показано на фиг.1, когда два диска вращаются так, что они оба перемещаются вниз (относительно этой страницы) в непосредственной близости к пути табачного стержня, сам табачный стержень перемещается вверх вдоль этого пути (как указано стрелкой B). При этом обеспечивается относительное перемещение табачного стержня 50 и вращающихся дисков 10 и 20, которое используется для осуществления обрезки.
Два вращающихся диска 10 и 20 в устройстве 1 одинаковы. Периферийная область каждого вращающегося диска 10, 20 имеет три различных уровня или глубины (измеряемых в направлении, перпендикулярном плоскости диска). Первая область, обозначенная 15 на фиг.1, находится там, где край диска расположен на том же уровне, что и главный участок диска. Этот участок диска является самым высоким, т.е. ближе всего к центральной оси табачного стержня 50, и, таким образом, используется для обрезки наибольшего количества табака от табачного стержня 50.
Вторая область, обозначенная 17 на фиг.1, находится там, где глубина края участка диска наибольшая. Другими словами, область 17 лежит максимально низко относительно плоскости дисков 10 и 20 (и, следовательно, максимально удалена от центральной оси табачного стержня 50). Поэтому этот участок края 17 диска используется для обрезки наименьшего количества табака от табачного стержня 50.
Третья область, обозначенная 16 на фиг.1, находится там, где глубина участка края диска имеет промежуточное значение по сравнению с областями 15 и 17. Поэтому этот участок края диска используется для обрезки промежуточного количества табака от табачного стержня 50, т.е. меньше табака, чем область 15, но больше табака, чем область 17.
Оба вращающихся диска 10 и 20 в устройстве 1 обладают одним и тем же рисунком по окружности. Более того, рисунок диска 10 в горизонтальном направлении совмещен с рисунком диска 20, чтобы синхронизировать фазовый угол для диска 10 с фазовым углом для диска 20 (предусматривая противоположное направление вращения). Следовательно, когда конкретная область края вращающегося диска 20, например область 16, соприкасается с табачным стержнем 50, та же область (т.е. область 16) вращающегося диска 10 также соприкасается с табачным стержнем 50. Это обеспечивает симметричную обрезку табачного стержня 50 относительно линии, соответствующей центральной (длинной) оси табачного стержня 50.
На фиг.2А показано горизонтальное сечение диска 10 (т.е. перпендикулярное плоскости диска) вдоль линии S1 на фиг.1. Диаметр сечения совпадает с положением самого глубокого кармана на диске, соответствующего области 17. Также на фиг.2А видно ступенчатое повышение до промежуточного уровня для области 16. Ступенчатое повышение до самого высокого уровня диска, область 15, которая находится в одной плоскости с главной частью диска, видна только на фиг.2А (из-за кривизны диска).
Фиг.2Б можно рассматривать, как круговое сечение диска 10; другими словами, он получен путем проводки по дуге S2 на фиг.1, но обязательно при просмотре в направлении центра диска 10. Как можно ясно видеть на фиг.2Б, область 17 образует самый глубокий участок края диска 10. Область 16 промежуточной глубины расположена на одной из сторон области 17. Остальная часть края диска, область 15, лежит на том же уровне, что и главная часть диска.
В варианте осуществления по фиг.2Б уровень области 16 составляет приблизительно на 0,25 мм ниже уровня области 15, в то время как уровень области 17 составляет приблизительно на 0,25 мм ниже уровня области 16. Каждый карман продолжается приблизительно на 7 мм радиально вовнутрь в направлении центра диска 10 (после чего уровень диска возвращается на уровень области 15, т.е. главной части диска). Угловая (по окружности) протяженность каждой области 17 составляет приблизительно 12 градусов; аналогично каждый участок области 16 обладает угловой протяженностью приблизительно 12 градусов. Угловая протяженность области 15 составляет приблизительно 54 градусов (следует понимать, что эти размеры и углы приведены только для примера и могут быть различны для разных вариантов осуществления).
На фиг.3 показана ограничительная щетка или крыльчатое колесо 300 для использования в устройстве 1 для изготовления по фиг.1 по одному варианту осуществления настоящего изобретения. Колесо 300 расположено под обрезными дисками 10, 20, т.е. на противоположной стороне дисков 10, 20 от центральной оси табачного стержня 50. В противоположность дискам 10 и 20, которые смонтированы горизонтально, колесо 300 смонтировано вертикально и вращается относительно горизонтальной оси. Эта ось смещена в направлении перемещения табачного стержня 50. Стрелка W на фиг.1 лежит в той же вертикальной плоскости, что и колесо 300, и также указывает направление перемещения верхней части колеса 300. Другими словами, участок колеса 300 непосредственно под ограничительными дисками 10, 20 перемещается в направлении стрелки W, следовательно, соприкасается и сметает щеткой излишек табака в направлении диска 10. (Это излишек табака затем возвращается для повторного использования в бункер, из которого вакуумный ленточный транспортер формирует табачный стержень 50.)
Колесо 300 обладает переменным радиусом, соответствующим переменной глубине обрезных дисков 10, 20. Таким образом, область 317 колеса 300 с самым малым радиусом соответствует в основном самому глубокому карману 17 на обрезных дисках. Следовательно, этот участок колеса удаляет самое малое количество табака от табачного стержня 50. Области 316 колеса 300 с промежуточным радиусом соответствуют в основном промежуточным карманам 16 на обрезных дисках. Следовательно, этот участок колеса удаляет промежуточное количество табака от табачного стержня 50. Область 315 колеса 300 с самым большим радиусом соответствует в основном самому высокому уровню 15 обрезных дисков. Следовательно, этот участок колеса удаляет наибольшее количество табака от табачного стержня 50.
Следует понимать, что рисунок края дисков 10, 20 встречается (повторяется) четыре раза на один оборот, в то время как радиальный рисунок колеса 300 встречается только один раз на один оборот.
Следовательно, колесо 300 вращается в четыре раза быстрее обрезных дисков 10, 20, так что каждый оборот колеса 300 соответствует одному появлению (повторению) рисунка края обрезных дисков 10, 20.
Радиальный профиль и фазовый угол колеса 300 конфигурированы для поддержания синхронизации с уровнем края обрезного диска. В частности, периферический обод колеса 300 удерживается вплотную к нижней стороне края обрезных дисков 10, 20, чтобы обеспечить правильное удаление излишка табака, в то же самое время, гарантируя, что колесо 300 не зацепляется на обрезных дисках 10, 20 (или наоборот). Следовательно, обод колеса 300 действует совместно с нижней стороной обрезных дисков для удаления меняющегося количества табака от табачного стержня 50.
Как указано на фиг.3, угловая (по окружности) протяженность области 317 составляет приблизительно 98 градусов, угловая протяженность области 316 составляет приблизительно 45 градусов, угловая протяженность области 315 составляет приблизительно 172 градуса. Эти углы определяются необходимостью обеспечить зазор для карманов на обрезных дисках. Отметьте, что угловая протяженность области 317 больше, чем угловая протяженность соответствующего кармана 17, даже при обеспечении четырехкратного ступенчатого повышения частоты, что обусловлено конечной шириной колеса 300 (т.е., измеренной в направлении, параллельном оси вращения). В частности, область 317 должна обеспечивать зазор от момента, когда первая часть кармана 17 наталкивается на ближнюю поверхность колеса 300 (определенную направлением вращения обрезных дисков), до момента, когда последняя часть кармана 17 освобождает дальнюю поверхность колеса 300. (Понятно, что углы, упомянутые выше, приведены только для целей иллюстрации и могут быть различны для разных вариантов осуществления.)
На фиг.4 дано схематичное представление табачного стержня 400, сформированного с использованием устройства изготовления по фиг.1 по одному варианту осуществления настоящего изобретения. На этой схеме стрелка А указывает аксиальное направление табачного стержня. На фиг.4 показан профиль или изменение массы (на единицу длины) для табачного стержня 400, создаваемого обрезными дисками 10, 20 и колесом 300. Поскольку табачный стержень 400 в основном обладает постоянной плотностью (в точки зрения массы табака на единицу объема) на этом этапе обработки, изменение массы по фиг.4 также соответствует изменению толщины, например, площади сечения или радиуса табачного стержня 400. (Следовательно, можно считать, что стрелка R на фиг.4 указывает радиальное направление табачного стержня 400.) Отметьте, что фиг.4 представлена не в масштабе и для ясности изменение массы или размера преувеличено.
Участки 414 табачного стержня 400 с самой малой площадью или массой на единицу длины соответствуют самой высокой части обрезных дисков 10, 20, а именно области 15, а также части 315 колеса 300 с самым большим радиусом. Участки 412 табачного стержня с самой большой массой на единицу длины соответствуют самой глубокой части обрезных дисков 10, 20, а именно области 17, а также части 317 колеса 300 с самым малым радиусом. Области 413 табачного стержня с промежуточной массой на единицу длины соответствуют промежуточной части обрезных дисков 10, 20, а именно области 16, а также части 316 колеса 300 с промежуточным радиусом. Следовательно, весь участок 412 имеет большую массу табака на единицу длины, чем участок 413, который, в свою очередь, имеет большую массу табака на единицу длины, чем участок 414.
Для непрерывной подачи табачного стержня 50 на устройство 1 для изготовления сигарет, рисунок изменений, показанный на фиг.4, повторяется. Период повторений соответствует длине двух сигарет. В частности, участок табачного стержня 400 между прерывистыми линиями C1 и C2 в конечном итоге используется для формирования пары сигарет. Таким образом, секции 400A, 400B, 400C и 400D табачного стержня 400 оканчиваются, как различные сигареты. Следует отметить, что один оборот обрезных дисков 10, 20 соответствует изготовлению восьми сигарет (четыре пары), поскольку рисунок края обрезных дисков встречается четыре раза по окружности обрезных дисков с равным промежутком. (Очевидно, что эти отношения могут меняться в зависимости от конкретного используемого устройства для изготовления.)
Хотя все сигареты, сформированные из табачного стержня 400, обладают одним и тем же изменением профиля, две сигареты в каждой паре сигарет имеют противоположную ориентацию. В частности, после того, как секции 400B и 400C табачного стержня образованы разрезом вдоль линий C1 и C2, два открытых конца сигарет находятся на противоположных (дальних) концах этого участка табачного стержня.
Прерывистая линия C1 делит пополам участок 412A, представляющий наибольшую толщину табачного стержня 400 (и соответствующую самую глубокую область обрезных дисков 10, 20). В результате этого участок 412A делится на секцию D1, которая заканчивается в сигарете 400A, и секцию D2, которая заканчивается в сигарете 400B. Следовательно, открытый конец сигареты 400B содержит участок 412A, или, более конкретно, половину участка 412A, обозначенную D2 на фиг.4. Аналогично, открытый конец сигареты 400C содержит первую половину участка 412B.
После выполнения разрезов C1 и C2 табачный стержень, соответствующий сигаретам 400B и 400C, заворачивается в обертку (как более подробно описано далее). Во время наложения обертки участок 412A (т.е. D2) используется для формирования плотного открытого конца сигареты 400B, поскольку он содержит максимальную массу табака на единицу длины. Аналогично, участок 412B используется для формирования плотного открытого конца сигареты 400C. На дополнительном этапе изготовления (после обертывания) участок 414 делится вдоль прерывистой линии C3, и между участком 414A и участком 414B вставляют фильтр. Этот фильтр затем сам делится на два, что завершает изготовление отдельных сигарет 400B и 400C.
Термин «основной участок» используется в настоящем документе для ссылок на участок табачного стержня, в котором исключен плотный конец(ы) - т.е. участок, за исключением области(ей) с повышенной плотностью табака, на открытом конце сигареты, и необязательно также на конце фильтра. В обычной сигарете масса табака на единицу длины в основном постоянна вдоль этого основного участка, обеспечивая, тем самым, постоянные качества при курении и обращении.
Однако предполагается, см., например, документ WO 2005/082180, что основной участок сигареты может быть предусмотрен с внутренней оберткой кроме обычной папиросной бумаги, используемой для наружной обертки. Эта внутренняя обертка может быть использована для обеспечения дополнительной ароматизации. Другое потенциальное использование внутренней обертки состоит в сокращении подачи некоторых составляющих дыма потребителю при курении. Это вызвано необходимостью обеспечить постоянную подачу дыма от сигареты по мере ее выкуривания. Таким образом, табак внутри табачного стержня обеспечивает некоторую степень фильтрации, но поскольку этот табак сгорает, соответствующая фильтрация снижается. Использование внутренней обертки, содержащей поглощающий материал, ближе к концу фильтра сигареты снижает подачу составляющих дыма курящему при заключительных затяжках, тем самым, достигается более сглаженный профиль по всем затяжкам (особенно для продуктов с низким выходом смол).
В некоторых сигаретах внутренняя обертка может быть расположена между двумя плотными концами табака, в то время как в других сигаретах внутренняя обертка может продолжаться вдоль всей длины до конца фильтра, без плотного конца на конце фильтра. Это отражает тот факт, что обеспечение плотного конца на конце фильтра сигареты способствует главным образом манипуляциям машины с табачным стержнем при изготовлении до введения фильтра (поскольку после введения фильтра сам фильтр обеспечивает удержание табака в сигарете). Дополнительное утолщение внутренней обертки (по сравнению с обычной папиросной бумагой) также может способствовать манипуляциям машины с табачным стержнем, тем самым, снижая или устраняя необходимость наличия плотного конца табака на конце фильтра (предполагается, что внутренняя обертка продолжается вдоль всей длины до конца фильтра).
Если внутренняя обертка продолжается вдоль только части основного участка сигареты, то сигарета обладает двойной оберткой (внутренняя обертка и обычная папиросная бумага) для этой части сигареты, но одиночной оберткой (просто обычная папиросная бумага) вдоль остальной части сигареты. Например, обычная папиросная бумага может обладать толщиной 0,05 мм, в то время как внутренняя обертка может иметь толщину приблизительно 0,17 мм по сравнению с общим радиусом сигареты приблизительно 3,9 мм. (Очевидно, что эти цифры приведены только в качестве примера и могут различаться для конкретных сигарет и, соответственно, оберток.)
Наличие двойной обертки, продолжающейся вдоль только части основного участка сигареты, создает разрыв по всей толщине обертки. Это может привести к ощущению неоднородности сигареты в руке, разрыву наружной бумажной обертки и/или разрыву стержня. Кроме того, табак может быть больше сжат под двойной оберткой, что приводит к непостоянным характеристикам при курении.
Поэтому по одному варианту осуществления настоящего изобретения профиль, показанный на фиг.4, используется для соответствия сигарете с (частичной) двойной оберткой. В частности, центральная область 414 сигареты с меньшей массой табака на единицу длины соответствует участку, предусмотренному с двойной оберткой, поскольку участки 413 с большей массой табака на единицу длины предусмотрены просто с одиночной оберткой. При этом также обеспечивается, чтобы внутренняя обертка в сущности была расположена в области уменьшенного радиуса табака.
В одном конкретном варианте осуществления длинный рулон (наружной) бумаги для обертки сигарет подается на периодической основе с участками внутренней обертки. Размер и промежуток для этой внутренней обертки соответствует размеру и промежутку участков 414 со сниженной толщиной табака табачного стержня 400, тем самым каждый участок 414 со сниженной толщиной табака получает двойную обертку.
Толщина внутренней обертки соответствует приблизительно глубине области 414 по сравнению с областью 413 с учетом наличия сжатия внутренней обертки и/или табака, когда накладывается наружная обертка, а именно папиросная бумага. (Таким образом, глубина 0,25 мм кармана в обрезном диске 10 несколько больше чем толщина 0,17 мм внутренней обертки, поскольку при наложении обертки табак несколько сжимается.) Это способствует сохранению постоянной плотности табака вдоль длины сигареты в месте разрыва, где начинается/заканчивается внутренняя обертка, а также снижению или устранению локального сжатия или напряжения на наружной обертке в этом месте разрыва. Это, в свою очередь, позволяет улучшить характеристики при обращении и курении сигареты с (частичной) двойной оберткой.
Профиль по фиг.4 соответствует только плотному концу табака на открытом конце сигареты, но не концу фильтра. Как упомянуто ранее, одной из причин для этого является то, что внутренняя обертка сама способствует повышению прочности на конце фильтра, тем самым, снижая или устраняя необходимость наличия плотного конца при изготовлении. Это также отражает тот факт, что механическое оборудование для формирования плотного конца на любом из концов сигареты более сложное. В частности, наличие плотных концов на обоих концах сигареты может предусматривать участок 15 обрезных дисков 10, 20, содержащий карман той же глубины, что и карман 17, но без промежуточных уступов 16 с каждой стороны. Такое резкое изменение глубины обрезного диска может привести к проблемам с обрезкой, и с точки зрения резкого изменения скорости обрезки табака, и также с точки зрения конфигурирования колеса 300 для очерчивания, но без соударения такого профиля диска. Одной из возможностей может быть введение повышенной плотности плотного конца в пределах участка с двойной оберткой, при этом радиус этого плотного конца может соответствовать только карману 16 (а не карману 17).
В одном варианте осуществления вместо двойной обертки на центральном участке сигареты двойная обертка может быть расположена на сигарете иначе. Кроме того, некоторые сигареты могут быть предусмотрены с другим или более сложным набором изменений массы на единицу длины, чем показанные на фиг.4 - например, больше уровней массы на единицу длины и/или больше промежуточных слоев между разными уровнями. Кроме того, для промежуточных слоев могут быть использованы различные профили, такие как уступ, скос, изгиб и т.д. (как описано более подробно далее).
Хотя в устройстве для изготовления по фиг.1 используются многоуровневые вращающиеся диски 10, 20 для получения изменений по толщине для табачного стержня, например, таких как показанные на фиг.4, в других вариантах осуществления может быть использован полностью плоский диск в сочетании с обрезным колесом постоянного радиуса. Затем кулачковый механизм обеспечивает регулируемую степень сжатия табачного стержня 50 до достижения ограничителя. Если приложено относительно сильное сжатие, табачный стержень 50 имеет относительно малое сечение, следовательно, ограничитель удаляет меньше табака (поскольку табак в основном ближе к центральной оси табачного стержня, следовательно, меньше табака лежит ниже плоскости ограничительных дисков). Следовательно, масса табака на единицу длины полученного табачного стержня относительно большая. И наоборот, если приложено относительно малое сжатие, табачный стержень 50 обладает относительно большим сечением, следовательно, ограничитель удаляет больше табака - т.е. масса табака на единицу длины полученного табачного стержня относительно мала. Соответственно, можно использовать такой кулачковый механизм для получения профиля толщины или массы по фиг.4 (или любого другого нужного профиля). Одно из преимуществ этого способа состоит в том, что другой профиль можно получить просто путем замены кулачкового механизма без замены обрезных дисков или колеса.
Аналогичное преимущество можно реализовать в устройстве для изготовления, в котором ограничительный диск и колесо перемещаются вверх и вниз вместе, жестко связанные друг с другом, к и от табачного стержня 50, что позволяет менять количество табака, отрезаемого от табачного стержня 50. В частности, перемещением диска и колеса можно управлять в соответствии с нужным изменением толщины выходящего табачного стержня, например, как показано на фиг.4.
Хотя вариант осуществления по фиг.1-4 относится к ограничителю с двумя ступенчатыми изменениями уровня (на сигарету), возможно множество других конфигураций. На фиг.5 показан ограничительный диск с одним ступенчатым изменением и одним постепенным изменением уровня (на сигарету). В частности, ограничительный диск 510 по фиг.5 предусмотрен с первой областью, содержащей глубокий карман 517 для формирования плотного конца, а затем второй областью промежуточного уровня 516. Наконец, предусмотрена третья область 515, которая в основном обладает самым высоким, хотя и постепенно меняющимся уровнем. Таким образом, в месте, где третья область соединяется со второй областью, уровень третьей области соответствует второй области. Уровень третьей области затем постепенно возрастает начиная от второй области, пока не достигнет уровня основной части диска. Рисунок затем повторяется в обратном направлении, тем самым уровень наружной области диска вновь постепенно снижается в направлении к другой промежуточной области, а затем другого глубокого кармана. Эти изменения уровня показаны на виде профиля фиг.6 (который соответствует по геометрии фиг.2Б).
Диск 510 позволяет получить 8 сигарет на один оборот, причем каждая четверть диска создает пару противоположно направленных сигарет (как и диски 10, 20 по фиг.1). Например, области A и A1 на фиг.5, которые сформированы в виде одиночного глубокого кармана 517, обеспечивают плотные концы для двух различных сигарет. Первая сигарета содержит первую плотную концевую область A, вторую область с промежуточной массой табака на единицу длины, обозначенную B и сформированную за счет уровня 516, и третью область с постепенно изменяющейся массой табака на единицу длины, обозначенную C и сформированную за счет постепенно изменяющегося уровня 515. Аналогично, вторая сигарета содержит первый плотный конец, сформированный за счет области A1, вторую область с промежуточной массой табака на единицу длины, соответствующую B1 и сформированную за счет уровня 516, а также третью область с постепенно изменяющейся массой табака на единицу длины, соответствующую C1 и сформированную за счет другого постепенно изменяющегося уровня.
В одном варианте осуществления область C для первой сигареты продолжается между промежуточной секцией (обозначенной B) и фильтром сигареты. Максимальная высота края ограничительного диска соответствует месту, где область C должна примыкать к фильтру. Аналогично для второй сигареты в паре, максимальная высота края ограничительного диска соответствует месту, где область C1 должна примыкать к фильтру.
В одном варианте осуществления карман 517 сформирован на глубине приблизительно на 2,5 мм ниже области 516, в то время как уровень области 516 находится приблизительно на 2,5 мм ниже самой высокой точки участка 515. Другими словами, постепенное снижение участка 515 (соответствующего области C или C1) создает общий спад примерно 2,5 мм, который примерно совпадает со спадом от участка 516 к карману 517. (Очевидно, что в других вариантах осуществления могут быть другие изменения уровня.)
На фиг.7 показана ограничительная щетка или колесо 700 для использования с ограничительным диском 510 по фиг.5 и 6 по одному варианту осуществления настоящего изобретения. Как и в предыдущем варианте осуществления по фиг.3, ограничительное колесо 700 выдает одну пару сигарет за один оборот, и, таким образом, имеет частоту вращения в четыре раза больше частоты вращения диска 510 (но в других вариантах осуществления могут быть использованы другие отношения). Самая глубокая область 717 (т.е. с самым малым радиусом) ограничительного колеса 700, обозначенная A и A1, используется для формирования пары примыкающих друг к другу плотных концов.
(Очевидно, что области A и A1 колеса 700 соответствуют областям A и A1 соответственно диска 510 на фиг.5. В частности, вращение колеса 700 и диска 510 синхронизированы так, чтобы область A диска 510 и область A колеса 700 обе достигали табачного стержня вместе, аналогично областям A1.)
Промежуточная область 716 (т.е. область с промежуточным радиусом) ограничительного колеса 700, обозначенная В (и B1), используется для формирования области со стандартной массой табака на единицу длины. Наконец, область 715 ограничительного колеса 700 с постепенно возрастающим радиусом, обозначенная C, используется для формирования области со снижающейся массой табака на единицу длины, тем самым, конец фильтра табачного стержня имеет самый низкий уровень массы табака на единицу длины. Этот рисунок затем повторяется в обратном направлении, так что при дополнительном вращении высота края обрезного диска для области C1 постепенно спадает до промежуточного уровня области B1, который, в свою очередь, спадает до уровня кармана 717, за счет чего область A1 формирует плотный конец. (Также, области B, B1, C и C1 колеса 700 соответствуют областям B, B1, C и C1 соответственно диска 510.)
Изменяющийся радиус ограничительного колеса 700 показан штриховой линией кривой W, которая образует дугу постоянного радиуса, соответствующую максимальному значению радиуса для ограничительного колеса 700. Этот максимальный радиус находится в положении 720, которое совпадает с границей между областями C и C1. (В одном варианте осуществления это - место, где в конечном итоге будет разрез между двумя сигаретами табачного стержня, сформированными при одном обороте колеса 700, чтобы обеспечить введение материала фильтра.)
Радиус колеса 700 уменьшается с изменением углового положения в направлении от положения 720, как можно видеть по возрастающему расхождению между дугой W и наружной поверхностью колеса 700. Это уменьшение радиуса колеса постепенно становится больше с увеличением угла на участке C до положения 721, которое представляет собой промежуточный слой от участка C до участка B (который имеет постоянный промежуточный радиус). Имеется соответствующее снижение на другой стороне колеса 700 в области C1 по окружности до положения 722, которое соответствует промежуточному слою от участка C1 до участка B1.
Общее изменение радиуса колеса 700 в области C или C1, т.е. изменение от положения 720 по окружности до положения 721 или 722, указано на фиг.7 стрелкой 725. Следует отметить, что это общее изменение радиуса 725 приблизительно равно ступенчатому изменению радиуса у промежуточного слоя от области B 716 до области A 717 (или ступенчатому изменению, показанному на фиг.3).
На фиг.8 схематично показан табачный стержень, сформированный с использованием ограничительного диска 510 (и колеса 70D). Фиг.8 в основном соответствует фиг.4, на котором также области 400A, 400B, 400C и 400D, каждая, заканчиваются другой сигаретой. Кроме того, каждая сигарета содержит три участка, 812, 813 и 814. Однако, в отличие от фиг.4, на фиг.8 нет ступенчатого изменения массы табачного стержня, за исключением участка от промежуточного слоя до плотного конца (т.е. между областями 812A и 813A). Вернее, после промежуточного этапа 813A, 813B, масса табака на единицу длины постепенно снижается на участке 814A, 814B В до минимального значения, которое достигается у линии разреза C3.
Профиль по фиг.8 может быть выбран, чтобы содействовать управлению характеристиками курения сигареты. Например, масса табака на единицу длины может быть снижена около конца фильтра сигареты, что обеспечивает регулирование скорости подачи составляющих дыма курящему по мере сгорания сигареты. В одном варианте осуществления это изменение массы табака на единицу длины распределено в пределах одиночной (стандартной) оберточной папиросной бумаги (что приводит в основном к сниженной плотности табака около конца фильтра).
Другая возможность состоит в замене действительно вытесненного табака с внутренней оберткой для обеспечения дополнительной ароматизации, более равномерной подаче составляющих дыма и т.д., как предлагается в вышеупомянутом документе WO 2005/082180. Однако помимо прямоугольной внутренней обертки (совмещенной с аксиальным направлением табачного стержня) для обертки могут быть использованы другие формы.
На фиг.9 показаны примеры различных форм лоскута для обертки (очевидно, что возможны многие другие формы): (а) прямоугольная; (б) треугольная; (в) ромб; и (г) эллипс. Большая стрелка внизу на фиг.9 показывает направление сгорания вдоль оси сигареты. Отметьте, что длина любой заданной обертки может быть такой, чтобы она продолжалась вдоль всего или только части табачного стержня для сигареты. Перпендикуляр к стрелке представляет собой направление вдоль окружности (когда обертка обернута вокруг сигареты). В зависимости от ширины обертки она может продолжаться или нет вокруг всей окружности сигареты.
Прямоугольная обертка (а) может быть использована с профилем табака, показанным на фиг.4. Другими словами, обертка должна совпадать с областью самой малой массы табака 414A, 414B. Как указано выше, толщина обертки может соответствовать снижению массы табака, обеспечивая, тем самым, постоянную плотность табака вдоль длины табачного стержня по любому промежуточному слою(ям) между участками без и с внутренней оберткой.
Треугольная обертка (б) может быть использована с профилем табака, показанным на фиг.8. Другими словами, обертка должна совпадать с областью сниженной массы табака 814A, 814B. Уменьшение ширины обертки (и, следовательно, охвата по окружности) вдоль длины табачного стержня может соответствовать снижению массы табака, так что плотность табака вновь постоянна вдоль длины табачного стержня по любому промежуточному слою(ям) между участками без внутренней обертки и с внутренней оберткой, а также вдоль длины самой внутренней обертки.
Одной из причин использования треугольной обертки (б) является создание за счет обертки более постепенного эффекта. Например, если обертка обеспечивает аромат, количество первоначально распространяемого ароматизатора, когда начинает гореть узкий конец треугольной обертки, относительно мало (поскольку обертка узкая). Количество ароматизатора затем начинает постепенно возрастать по мере выкуривания сигареты к более и более широким участкам обертки. Это постепенное смещение, а затем усиление аромата может быть более привлекательным для потребителей, чем резкое действие прямоугольной обертки (а).
Хотя треугольная обертка (б) обладает постепенным действием, она резко заканчивается (как и прямоугольная обертка (а)). Хотя это может быть незаметно, если внутренняя обертка примыкает к фильтру (поскольку в этой точке сигарета в любом случае заканчивается), две обертки, и в виде ромба, и в виде эллипса ((в) и (г), соответственно) обеспечивают постепенное действие, а также постепенное завершение внутренней обертки.
Другим основанием для обеспечения постепенного снижения толщины обертки вдоль длины табачного стержня может быть компенсация снижения остальной длины сигареты. Например, поскольку аромат от внутренней обертки теперь возникает ближе к курящему, ширина внутренней обертки, требуемая для достижения заданной крепости аромата для курящего, также может быть уменьшена ближе к концу фильтра сигареты.
Следовательно, очевидно, что существует множество потенциальных факторов, влияющих на нужную массу на единицу длины табака вдоль сигареты (с или без внутренней обертки). Соответственно, может быть создано множество различных конфигураций массы табака на единицу длины табака, помимо показанных на фиг.4 и 8. Более того, такие профили табака могут быть получены с использованием любого пригодного устройства, такого как ограничительная система, показанная на чертежах, кулачковый механизм и т.д.
Таким образом, специалисту в этой области будет понятна возможность многих возможных модификаций и изменений описанных вариантов осуществления. Например, хотя настоящий способ описан в основном в контексте использования для сигарет, он может быть применен к широкому диапазону курительных изделий, например к сигарам. Соответственно, объем настоящего изобретения определяется заявленной формулой изобретения и ее эквивалентами.