Курительное изделие

(5)5 ИЕИ БРЕТЕН АТЕНТУ мпани у-млад Хьюз он, Э шии, Рейнест р Ба 46913 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР У 21) 4202037/13У 62) 3953697/13У 22) 23.02.87У 23) 13.09.85У 31) 650604У 32) 14.09.84У 33) ОЯУ 46) 23.06.91. Бюл, ЬЬ 23У 71) Р,Дж.Рейнольдс Тобакко КУ 72) Эндрю Джексон СенсабГенри Томас Ридингс, Джоннольдс К, Майкл Дэвид ШенГилберт Фарриер УОЯ) и Чанднерджи УЙ)У 53) 663.97 У 088.8)У 56) Патент Франции М 2кл. А 24 О 1/18, 1981,У 54) КУРИТЕЛЬНОЕ ИЗДЕЛИЕ У 57) Изобретение относится к удлиненному курительному изделию, создающему аэрозоль, который похож на табачный дым, и содержит не более чем минимальное количество продуктов неполного сгорания или пиролиза, Целью изобретения яляется улучшение курительных свойств иэделия путем увеличения количества выделяемого аэрозоля. Курительное изделие включает углеродистый топливный элемент 1 на конце горения, а на противоположном - мундштук 2 и отдельное средство, создающее аэрозоль, включающее подложку 3, несущую образующий аэрозоль материал. Длина топливного элемента 3-30 мм, его плотность 0,5 - 1;5 г/см, а содержание углерода380 - 100. 4 ил.Изобретение относится к удлиненномукурительному иэделию, создающему аэрозоль, который похож на табачный дым, исодержит не более чем минимальное количество продуктов неполного сгорания или 5пиролиэа.Целью изобретения является улучшение курительных свойств изделия путемувеличения количества выделяемого аэрозоля. 10На фиг,1 - 3 изображены варианты курительного иэделия, продольный разрез; нафиг,4 - топливный элемент, поперечныйразрез.Курительное изделие имеет диаметр 15обычной сигареты и включает углеродистыйтопливный элемент 1 на конце горения, а напротивоположном - мундштук 2 и отдельное средство, создающее аэрозоль, включающее подложку 3, несущую образующий 20аэрозоль материал. Средство, создающееаэрозоль, расположено с возможностьювосприятия тепла от топливного элемента,плотность которого 0,5-1,5 г/см, длина 3 з30 мм, а содержание углерода 80-1007, от 25массы содержащегося в нем сгораемого материала,Курительное изделие (фиг.1) включаетмундштук 2, образованный бумажной трубкой, покрытой фольгой, и топливный эле 30мент 1, выполненный из обожженногодревесного угля, т,е, карбонизированного,снабженный продольными каналами 4 иимеющий длину 20 мм, Топливный элемент1 может быть обернут сигаретной бумагой, 35чтобы улучшить поджигание древесного угля. Эта бумага может быть обработана известными горючими добавками,Подложка 3 средства, создающего аэрозоль, включает в себя множество стеклян 40ных шариков, покрытых веществом илиматериалами, такими как глицерин. Стеклянные шарики удерживают на месте посредством пористого диска 5, которыйможет быть выполнен из ацетата целлюлозы и может быть снабжен рядом периферических канавок 6, образующих каналымежду диском и мундштуком 2,Покрытая фольгой трубка, которая образует мундштук 2, окружает средство создания аэрозоля и задний негорящий конецтопливного элемента 1. Трубка мундштука 2образует канал подачи аэрозоля междусредством, создающим аэрозоль и оральным концом изделия. 55Покрытая фольгой трубка, которая соединяет негорящий конец элемента 1 с источником аэрозоля, также повышаеттеплопередачу к источнику аэрозоля Фольэ также способствует гашению онгнно. конуса. Когда небольшое количество несгоревшего топлива остается, потери тепла через фольгу действуют как теплоприемник, который способствует гашению конуса пламени.Используемая в этом иэделии фольга - . это обычно алюминиевая фольга толщиной 0,35 м(0,0089 мм), но толщина и/или тип используемого металла может изменяться для достижения любой требуемой степени теплопереноса,Иэделие также включает в себя пробку 7 из табака, чтобы придать аромат аэрозолю, которая может быть помещена у ораль- ного конца диска 5 (фиг,1), или может быть помещена между стеклянными шариками и диском 5, Табак может быть помещен в канале мундштука на участке, удаленном от источника аэрозоля,Короткий топливный элемент 1 (фиг,2) представляет собой прессованный угольный стержень или пробку длиной 20 мм, снабженный осевым каналом 4, В другом варианте топливный элемент может быть образован карбониэированными волокнами и снабжен осевым каналом, В этом варианте выполнения средство, создающее аэрозоль, включает в себя термостойкую теплопроводящую углеродистую подложку 3 - заглушку из пористого угля, которая пропитана материалом или материалами, образующими аэрозоль. Эта подложка может быть снабжена осевым каналом 8 (фиг,2). Этот вариант выполнения также включает в себя некоторый объем табака 7 который помещен у орального конца подложки 3.Для придания внешнего вида это изделие содержит фильтр 9 из высокопористой ацетагцеллюлозы, который может быть снабжен периферическими канавками 10, чтобы обеспечивать каналы для вещества, образующего аэрозоль, между фильтром 9 и трубкой мундштука 2, В одном из вариантов, показанном на фиг,3, конец для прикуривания топливного элемента 1 может быть выполнен коническим, чтобы улучшать способность к прикуриванию.При закуривании топливный элемент загорается, создавая тепло, используемое для улетучивания образующих аэрозоль материалов, присутствующих в средстве создания аэрозоля. Эти летучие материалы затем втягиваются в мундштук, особенно в ,.ериод затяжки, и в рот потребителя подоб о дыму обычной сигареты,Поскольку топливный элемент имеет относительно небольшую длину, горящий конус пламени всегда расположен вблизи источника аэрозоля что увеличивает тепло перепаччсредс 1 еу создания а;розоля и510 15 20 25 30 35 40 45 50 55 суммарное производство аэрозоля, особенно когда используется теплопроводящий элемент. Кроме того, изолирующий элемент имеет тенденцию ограничивать, направлять и концентрировать тепло в направлении центрального сердечника изделия, в результате чего возрастает теплоперенос к материалу, создающему аэрозоль,Поскольку материал, создающий аэрозоль, физически отделен от топливного элемента, он подвергается воздействию значительно более низких температур, чем температура в горящем факеле огня, Это снижает вероятность температурного разрушения вещества, образующего аэрозоль. а также приводит к получению аэрозоля во времени затяжки, но очень мало, или аэрозоль почти не возникает во время тления, Кроме того, использование углеродистого топлива и физическое отделение создающего аэрозоль средства исключают наличие значительного количества продуктов пиролиза или неполного сгорания и образование побочного дыма.В связи с небольшим размером и параметрами горения предлагаемого углеродистого топливного элемента последний обычно начинает горение почти по всей его длине в течение нескольких затяжек. Таким образом, часть топливного элемента, прилегающая к создающему аэрозоль средству, становится быстро нагревается, что значительно увеличивает теплоперенос к создающему аэрозоль средству, особенно в начале и середине затяжек, Поскольку топливный элемент является коротким, никогда не существует длинного участка негорящего топлива, который действует в качестве поглотителя тепла, как это было присуще обычно изделиям с термическим аэрозолем. Теплоперенос и, следовательно, подача аэрозоля также усиливаются при использовании отверстий через топливный элемент, что вызывает тягу горячего воздуха к источнику аэрозоля, особенно при затяжке,Короткий углеродистый топливный элемент, теплопроводящий элемент, изолирующее средство и каналы в топливном элементе взаимодействуют с источником аэрозоля, чтобы образовать систему, к.торая способна вырабатывать значительные количества аэрозоля на каждую затяжку. Непосредственная близость конуса пламени к источнику аэрозоля после нескольких затяжек наряду с изолирующим средством приводит к сильной подаче тепла как во время затяжки, так и во время относительно короткого тления между затяжками.Средство создания аэрозоля находится при относительно высокой температуре между затяжками и дополнительное тепо. подаваемое во время затяжек, которое зна чительно увеличивается посредством отверстия или отверстий в топливном элементе, в первую очередь используется для испарения образующего аэрозоль материала. Этот повышенный теплоперенос делает более эффективным использование существующей топливной энергии, снижает количество требуемого топлива и способствуетподаче аэрозоля. Кроме того, предлагаемый кондуктивный теплоперенос снижает температуру горения углеродистого топлива. что снижает соотношение СО/С 02 в продуктах сгорания, получаемых топливом.Кроме того, при соответствующем выборе топливного элемента, изолирующей рубашки, бумажной обертки и теплопроводящего средства можно регулировать параметры горения топлива, Это обеспечивает воэможность регулирования теплопереноса к источнику аэрозоля, что изменяет количество затяжек и/или количество аэрозоля, получаемого потребителем.Горючие топливные элементы, которые могут быть использованы в предлагаемом изобретении, имеют длину около 30 мм, Топливный элемент имеет длину 20 мм или менее, предпочтительно 15 мм и менее, Диаметр топливного элемента составляет 3-8 мм, предпочтительно 4 -5 мм. Плотность используемых в данном случае топливных эле ментов составляет 0,5 - 1,5 г/см,з предпочтительно 0,7 или 0.8 г/см". Топливо имеет одно или более продольных отверстий.Эти отверстия обеспечивают пористость и повышают теплоперенос к подлож ке путем увеличения количества горячих газов, которые достигают подложки.Предлагаемые топливные элементы в первую очередь образованы из углеродистых материалов и имеют длину 5-15 мм, предпочтительно 8-12 мм, и удовлетворяют требованиям для получения топлива для по меньшей мере 7-10 затяжек при курении сигареты в соответствии с условиями ФКТ.Содержание углерода такого топливного элемента составляет по меньшей мере 60 - 70 мас.о . предпочтительно 80 мас и более, Великолепные результаты были достигнуты с использованием топливных элементов, имеющих содержание углерода выше 85 мас., Высокое содержание углерода в топливах создает минимальное количество продуктов пиролиза или неполногосгорания, небольшое или невидимое количество побочного дыма, минимальное количество пепла и имеет высокую теплотворную способность. Однако топлив 1658809ные элементы с низким содержанием углерода, например 50 - 65 мдс, , также находятся в пределах объема предлагаемого изобретения, особенно если используется негорючий инертный фильтр,Кроме того, могут быть использованы такие топливные материалы, как табак, заменители табака и г.п, при условии, что они создают и проводят достаточное количес 1 во тепла к средсгву создания аэрозоля чтобы добиться требуемого уровня аэрозоля из образующего аэрозоль ма 1 ериала аналогично описанному, Плотность используемого топлива должна быть выше 0,5 г/см, предпочзтительно 0,7 г/см, что выше плотностей,зобычно используемых в курительных изделиях. Если используются какие-либо другие материалы, целесообразно вводить в топливо углерод в коли ествах 20-40 мас.%, предпочтительно 50 или 65 -75 мас, , при этом остальное составляют другие топливные компоненты, включая любое связующее, модификаторы горения, влагу и т,д,Углеродистые материалы используемые в качестве топливного магеридпд или его составной части. могут быть извлечены иэ любых многочисленных источников углерода, Целесообразно углеродсодержащие материалы получать с помощью пиролиэа или карбонизации целлюлозного материа ла. древесина, хлопок вискоза, табак, кокосовый орех, бумага и т,п., хотя могут быть использованы и дру ие источники,В большинстве случаев углеродистый топливный элемент должен быль пригоден для поджигания от обычного прикуривдтеля для сигарет без использования окислительного агента, Параме 1 ры воспламенения этого типа могут быть обычно получены для целлюлозного материала, который был подвергнут пиролизу при температуре 400- 1000 С, предпочтительно 500 950 ОС, в инертной атмосфере или в вакууме. Время пиролиза не является критичным, пока гемпература в центре пиролизуемой массы не достигнет указанного температурного диапазона в течение по меньшеи мере нескольких минут. Однако медленный пиролиз, использующий постепенно повышающиеся температуры в течение нескольких часов, позволяет получить более равномерный материал с большим выходом углерода,Углеродистые топливные элементы, которые требуют добавления окислителя, чтобы сделать их поджигаемыми от сигаретного прикуривателя, находятся в пределах объема предлагаемого изобретения тдк же, как и углеродистые мэтериалы, которые требуют использования замедлите 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 лательные продукты сгорания. С другой стороны, должно быть введено, достаточное количество связующего, чтобы удерживать топливный элемент при изготовлении и использовании, Используемое количество бу 55 дет таким образом зависеть от сил сцпления углерода в топливном элементе,Если необходимо, укаэанные топливные элементы могут быть подвергнуты пиролиэу после формования, например, до температуры 650"С втечение 2 ч, чтобы преля тления тлеющего разряда или другоготипа регулятора горения.Наиболее предпочтительными углеродными топливными элементами являются материалы, по существу, свободные отлетучего органического материала, т.е. топ-,ливный элемент специально не пропитанили не смешан со значительным количеством летучих органических материалов, таких как летучие вещества, образующиеаэрозоль или ароматизирующие, которыемогут разрушаться в топливе, Однако небольшие количества воды, которые поглощаются топливом, могут присутствовать внем, Аналогично небольшие количества образующих аэрозоль веществ могут перемещаться из средства образования аэрозоля итаким образом также могут присутствоватьв топливном элементе,Предпочтительным углеродистым топливным элементом является прессованныйили экструдированный уголь, приготовленный из связующего и угля с использованиемобычных приемов прессования или экструдирования. Предпочтительный активированный уголь для такого топливногоэлементаэто РСВ-С, а предпочтительныйнеактивированный - это РХС(фирма КалгонКарбон Корпорейшен, Шиттсбург, Пенсильвания), Другие углеродсодержащие материалы для прессования и экструзииприготавливают из пиролизованных хлопкаили бумаги,Связующие, которые могут быть использованы при изготовлении такого топливногоэлемента, хорошо известны в этой области.Предпочтительным связующим является натрий карбоксиметилцеллюлоза (РСМС), который может быть использован один или всочетании с такими материалами, как хлорид натрия, вермикулит, бентонит, карбонаткальция и т,п, Другие связующие включают .в себя смолы, например киэельгур, и другиепроизводные целлюлозы, такие как метилцеллюлоза и карбоксиметилцеллюлоза,Связующие могут быть использованы вшироком диапазоне концентраций. Количество связующего должно быть ограничено,чтобы уменьшить вклад связующего в неже10 1658809 Составитель Л Аникинадактор Л. Гратилло Техред М Моргентал Корректор О. Кравцова Заказ 1724 Тираж 225 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва Ж, Раушская наб., 4/5роизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 10 образовать связующее в углерод, в результате чего будет получен топливный элемент со 100-ным содержанием углерода,Предлагаемые топливные элементы могут также включать в себя одну или более добавок для улучшения горения, например 5 мас,Я хлорида натрия, чтобы улучшить параметры тления и задержку тления, Кроме того, 5 мас. карбоната калия предпочтительно 1 - 2 мас.о, может быть включено для улучшения прикуриваемости. Для улучшения физических свойств могут быть использованы каолин, серпентин, аттапульгит и т.п,Другой углеродный топливный элемент - это углеродное волокнистое топливо, которое может быть изготовлено путем карбонизации волокнистых материалов, например хлопка, вискозы, бумаги, полиакрилонитрила и т.п. Пиролиз с температурой 650 - 1000 С, предпочтительно 950 С, в течение 30 мин достаточен для получения соответствующего углеродного волокна с хорошими характеристиками горения, Добавки для изменения горения также могут быть добавлены к этим волокнистым топливам.Использование в курительном изделиитопливного элемента с указанными характе ристиками позволит увеличить количествотепла, переносимого к средству, создающему аэрозоль, что повысит количество выделяемого аэрозоля,10 Формула изобретенияКурительное изделие, содержащее наконце горения углеродистый топливный элемент. а на противоположном - мундштук и отдельное средство, создающее аэрозоль, 15 включающее подложку, несущую образующий аэрозоль материал, и расположенное с возможностью восприятия тепла от топливного элемента, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью улучшения курительных свойств пу тем увеличения количества выделяемогоаэрозоля, плотность топливного элемента составляет 0,5 - 1,5 г/см, его длина - 3 -зЗО мм, а содержание углерода в топливном элементе составляет 80-100 от массы со держащегося в нем сгораемого материала.