Курительное изделие типа сигареты

)5 А 24 О 1/18 О НИЕ ОБРЕ ПАТЕНТ ко Компани (0 Я)тти и Амос Ерл О 1/18, опублик. ИЕ ТИПА СИГАя к курительным астности к курибным вырабатыл маваг иг Ос ЬЭ Од ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(72) Томас Альберт ПерфеВестморлэнд (05)(57) Изобретение относитсизделиям типа сигарет, в чтельным изделиям, спосо вать ароматизированный аэрозоль, Целью изобретения является обеспечение высокой степени ароматизации и низкого уровня содержания частиц, являющихся продуктами пиролиза и/или горения. Курительное изделие содержит топливный элемент 1, мундштук 2 и размещенный между ними источник 3 аромата, способный воспринимать поток дыма от топливного элемента и имеющий длину 15 - 40 мм, Между топливным элементом 1 и источником 3 аромата образован канал 4 длиной 4 - 40 мм. Топливный элемент 1 содержит табак, а его длина составляет 25 - 40 мм. В изделии вы пол не на перфорация для проникновения воздуха внутрь изделия и разбавления проходящего через него дыма. 7 з,п.ф-лы, 3 ил, 1 табл.Изобретение относится к курительнымизделиям типа сигарет, в частности к курительным изделиям, способным вырабатывать ароматизированный аэрозоль,Цель изобретения - обеспечение высокой степени ароматизации и низкого уровнясодержания частиц, являющихся продуктами пиролиза и/или горения,На фиг,1 представлено курительное изделие, продольный разрез; на фиг 2 и3 - варианты изделия, продольный разрез.Курительное изделие типа сигареты содержит на одном конце цилиндрическийтопливный элемент 1, а на другом - мундштук 2 и размещенный между ними на расстоянии от топливного элемента отдельныйисточник 3 аромата, способный воспринимать поток дыма от топливного элементадля контактирования с ним и увеличиватьтаким образом аромат дыма.Длина источника аромата составляет15 - 40 мм, между топливным элементом 1 иисточником 3 аромата образован канал 4длиной 4-40 мм для прохода табачного дыма от топливного элемента 1 к источнику 3аромата. Топливный элемент 1 содержит табак 5 для образования при его сгораниитабачного дыма и имеет длину 25 - 40 мм.Курительное изделие снабжено средством для разбавления табачного дыма воздухом в виде перфораций 6, обеспечивающимпроникновение воздуха внутрь изделия через его наружную поверхность, и расположенное в зоне, отстоящей по длине как оттопливного элемента, так и от источникааромата,Мундштук 2 представляет собой фильтрующий элемент 7 длиной 10-30 мм, Табак5, содержащийся в топливном элементе,включает частицы вспученного или восстановленного табака, Кроме того, источник 3аромата может включать никотин. Топливный элемент может быть заключен в два илиболее слоя 8 и 9 обертки и включать частицытабака, при этом длина окружности топливного элемента 1 составляет 19 - 28 мм, Топливный элемент 1 может обладать линейнойскоростью горения при затяжках 1 - 3 мм назатяжку и скоростью горения при самостоятельном тлении 2-5 мм на интервал горенияпри курении изделия,Источник 3 аромата содержит материал10, который несет, содержит или вырабатывает по меньшей мере один ароматизирующий агент. Например, надлежащаяподложка может нести или содержать ароматиэирующий агент(ы). Форма и расположение источника аромата должныобеспечить прохождение основного потокатабачного дыма в контакте с ним, Например, источник аромата может содержать подложку иэ волокнистого материала или из нарезанного табачного материала с пустотами, допускающими прохождение через него основного потока дыма в контакте со сравнительно большой площадью поверхности подложки. Как показано на фиг.1 и 3, такая подложка может быть заключена в оберточный материал 11, который способствует удержанию подложки в желаемом положении внутри изделия (например, на некотором расстоянии от топливного элемента), Как показано на фиг.2, подложка может быть заключена внутри наружного оберточного материала 12 и удерживаться на месте эа счет трения или каким-либо другим способом. Размеры источника могут изменяться. Топливный элемент 1 и источник 3 аромата физически разделены и расположены на некотором расстоянии один от другого, Канал 4 представляет собой зону, вытянутую вдоль длины изделия и обеспечивающую возможность протекания потока между топливным элементом 1 и источником 3 аромата, Длина этого канала определяется расстоянием между задним (т.е. ближайшим к мундштуку) концом топливного элемента и передним (т.е. ближайшим к топливному элементу) концом источника 3 аромата. Как правило, длина этого канала выбрана так, чтобы ароматизирующий агент извлекался из источника аромата под действием "холодного" аэрозоля (т,е. табачного дыма, имеющего температуру ниже примерно 50 С). Кроме того, температура вырабатываемого топливным элементом аэрозоля понижается под действием разбавляющего воздуха, поступающего иэ перфорации(ий) 6, Извлечение ароматизирующего агента из источника ароматаявляется более предпочтительным, нежели его испарение (которое осуществляется в основном под действием тепла), поскольку желательно сохранить постоянное количество ароматизирующего агента, выделяющегося в изделии в течение всего срока его использования.Канал может быть образован путем пространственного разделения топливного элемента 1 и источника 3 аромата. На фиг.З показано, например, чтО наружные границы канала 4 могут быть образованы наружным оберточным материалом 12. В предпочтительном варианте внешние границы канала реализуются с помощью материала, состав и форма которого обеспечивают некоторую степень изделия. Кроме того, желательно, чтобы материал, образующий этот канал, в заметной степени не фильтровал и не взаимодействовал с основным потоком аэрозоля. Желательно также, чтобы конфигурацияматериала, образующего канал, не влияла в сильной степени на падение давления и гидравлическое сопротивление изделия. Например, как показано на фиг.1 и 2, трубчатый элемент 13, образующий канал 4, может быть расположен между топливным элементом 1 и источником 3 аромата.Показанный на фиг.1 и 2 трубчатый элемент 13 примыкает к заднему концу топливного элемента и переднему концу источника 3 аромата, Как правило, наружный диаметр трубчатого элемента 13 приблизительно равен дидметру источника 3 аромата и топливного элемента 1. Внутренняя окружность трубчатого элемента 13 может изменяться и может приближаться к внутренней окружности, образуемой внешней оболочкой, Внутренняя окружность трубчатого элемента 13 обычно лежит в диапазоне 8-12 мм, Длина трубчатого элемента может изменяться и обычно лежит в диапазоне 10 - 80 мм, а в предпочтительном варианте 15 40 мм, Трубчатый элемент может быть изготовлен из производного целлюлозы, например ацетатцеллюлозы, бумаги или картона, фольгированной бумаги, пластика, например, полиэтилена или полипропилена, пластика, устойчивого к воздействию тепла, например полиимида, а также из других материалов, Могут быть также использс дны трубчатые элементы, образующие не дин, а несколько каналов.Как показано на фиг,2, второй трубчатый элемент 14, изготовленный из полиимида, фольги или т.п, материала, может быть расположен внутри кольцевого сечения трубчатого элемента 13 для образования сквозного прохода через него.Непосредственно за источником 3 аро. мата расположена зона мундштука 2 Мунд. штук может содержать фильтрующий элемент 7, состоящий из фильтрующего материала в бумажной обертке 15. Длина фильтра может изменяться, но, как правило, она лежит в диапазоне 10-30 мм. Обычно диаметр фильтра равен диаметру источника аромата. Б качестве фильтрующего материала может быть использована ацетатцеллюлозная пакля, польпропиленовая пакля или другой проходящий материал, Состав и конструкция фильтра может изменяться с тем, чтобы достичь желаемой степени фильтрации и пропускной способности, Однако для определенных применений желательно использовать фильтр малой эффективности. Как показано на фиг,З мундштук может представлять собой трубчатый элемент 16 или другое средство для создания упругой эоны, а также канал 17 или другое средство для прохода ароматизированного аэрозоля в рот потребителя.В наиболее предпочтительном варианте перфорации 6 в наружном оберточном материале 12 располагают в зоне, рдсположенной над зоной физического отделения от топливного элемента 1. Дополнительные средства для доступа разбавляющего воздуха могут быть расположены по всему изделию, Например, перфорации или отверстия могут быть расположены так, чтобы воздух из окружающей атмосферы входил в изделие по его периферии через фильтр или источник аромата, С помощью надлежащего расположения средств для разбавления дыма воздухом можно оптимизировать различные характеристики изделия (например, падение давления, содержание частиц, являющихся продуктали пиролиза или горения. содержание паровой фдзы, степень ароматизации и г.п.) Во многих применениях желательно располагать перфорации непосредственно за топливным элементом. Например, перфорации могут бы гь расположены по периферии изделия нд расстоянии 2-10 мм от заднего конца тоцливного элемента, Для типового курительноГо иэделия число перфораций лежит в диапазоне 3-10 мл 1. э размер каждой перфорации лежит в диапазоне 1. 0,0015 мм . Для типового изде 2лия степень разбавления воздухол 1 лежит в диапазоне 30 - 90;, чаще 50 85";, а наиболее часто 60-80;, Общдя площадь перфораций и их расположение по периферии иэделия может изменяться с целью подбора рабочих характеристик курительного изделия,Наиболее предпочтительным является размещение средств для ввода рэзбдвляющего воздуха кдк л 1 ожно ддльше от мундштука изделия, но в зоне, физически отделенной от топливного злеменга. Такое размещение средств для ввода воздуха обеспечивает разбавление аэрозоля воздухом (часто в сравнительно высокои степени) и последующую его дромдсиздцию посредством пропускания в контакте с источником аромата, В чдстности, предпочтительным является разбавление основного потока дыма до того, как дым войд т в контакт с источником аромата Наиболее предпочтительным явлчесся рдзбдвление воздухом сдбдчн 1 со дыма, выходящего из горящего тс,цливгнн о злемен 1 и цоследующая арс)л 1 дтиздцч ддрцзоля, сс:д, ржащего небольшое ксди асят,и гдстиц, являющихся продук сдгли сп 1 рцлизд или сорс:ния, д не разбавление дрцмдгизрвдннс го д,аэрозоля,Например, ра збавление дрцмд с изировднного дзрлзолч,.гн 1 гкдс.с нс только лонцЕнт 1667623рацию частиц, являющихся продуктами пиролиза или горения топливного элемента, но и концентрацию ароматизирующего вещества в аэрозоле,Топливный элемент 1 является источником аэрозоля, в котором табачный материал поджигается и в результате горения и/или пиролиза выделяет табачный дым. Примерами табачных материалов могут быть обработанные методом огневой сушки сорта табака Мэриленд, Берли и Ориентал, восстановленные табачные материалы, вспученные табачные материалы, а также табачные материалы, обработанные другим образом, обработанные стебли табака, а также смеси различных материалов, К табачным материалам при желании могут быть подмешаны карбониэированные материалы или продукты пиролиза, а также заменители табака. В предпочтительном варианте табачные материалы используются в виде частиц, а в наиболее предпочтительном варианте - в виде полос, как, например, резаный наполнитель. Ширина типовых полос лежит в диапазоне 1/20 - 1/90 дюйма(1,27-0,28 мм), в предпочтительном варианте 1/25-1/50 дюйма (1 - 0,5 мм), а длина - в диапазоне 0,25 - 3 дюймов (6.35 - 16,2 мм).В предпочтительном варианте топливные элементы изготавливают из плотно набитого табачного материала, т,е, частицы или полоски, образующие топливный элемент, уплотнены в такой степени, что между ними остается небольшой свободный объем. В наиболее предпочтительном варианте топливные элементы имеют малый или умеренный вес и низкую скорость горения, Сильно уплотненные вспученные табачные материалы (т,е, с небольшим объемом пустот) позволяют изготовить топливные элементы малого веса, характеризующиеся желаемой низкой скоростью горения как при затяжке, так и при тлении. Вспученными табачными материалами являются такиетабачные материалы (обычно в виде частиц или полосок), которые пропитываются летучими веществами (например, промышленно-выпускаемыми фреонами, пропаном, двуокисью углерода и т.п.), после чего пропиточные вещества быстро удаляются из табачного материала, в результате чего табачный материал вспучивается и приобретает ячеистую структуру,Низкая скорость горения топливных элементов может быть реализована за счет использования табачных материалов в виде сравнительно мелких частиц или сравнительно тонких полос, благодаря чему уменьшается объем пустот в топливном элементе.50 55 5 1 О 15 20 25 30 35 40 45 Топливные элементы с низкой скоростью тления изготавливают иэ более плотных и медленно горящих табачных материалов с плотной набивкой, Примерами таких сравнительно плотных табачных материалов могут служить восстановленные табачные материалы, плотный лист такого табака, как Ориентал или "Грин ривер". Хотя плотность топливных элементов по изобретению может изменяться, как правило, она лежит в диапазоне 0,15-0,35 г/см, а более частоз0,2-0,25 г/см . Топливные элементы с плотзной набивкой и низкой скоростью горения характеризуется падением давления в диапазоне 50-900, а более часто 100-500 мм вод.ст, при расходе воздуха 17,5 мл/с и длине топливного стержня 100 мм.Обертки 8 и 9 могут влиять на характеристики горения (например, на скорость горения) топливного элемента, Например, оберточные материалы, изготовленные из льняной или древесной массы и содержащие замедлители горения (например, силикат натрия), могут быть использованы для изготовления топливного элемента с низкой скоростью горения. Кроме того, низкая скорость горения топливного элемента как во время затяжки, так и во время тления может быть реализована эа счет использования оберточных материалов со сравнительно низкой воздухопроницаемостью и/или более одного слоя оберточного материала.Источник аромата содержит подложку, которая, в свою очередь, содержит или несет по меньшей мере один ароматизирующий или другой агент, который может изменять характер табачного дыма. Предпочтительные подложки характеризуются малым или умеренным сродством к (т.е. способностью удерживать, связывать или содержать) ароматизирующему агенту (ам) с тем, чтобы эти агенты могли быть извлечены из подложки путем возгонки в основной поток табачного дыма. Следовательно, ароматизирующие агенты не долины необратимо адсорбироваться на подложке или необратимо реагировать с ней, Кроме того, должно существовать равновесие между сродством ароматизирующих агентов к подложке и способностью основного потока табачного дыма извлекать ароматиэирующие агенть Иэ ПОДЛОЖКИ.Примерами подходящих подложек могут служить полимерные материалы, такие как полипропиленовая пакля, целлюлозные материалы, например ацетат целлюлоза, карбонизированные материалы, например растительный уголь, глины или глинозем, графитные или углеродные волокна, табачПри сборке курительного изделия на35 оси совмещали топливный элемент, ацетатцеллюлозную трубку, источник аромата ифильтр. Иэделие связывали оберточной бумагой, приклеенной к наружной поверхности фильтра. ацетатцеллюлозной трубки и40 топливного элемента на длине 61 мм, Внешняя обертка покрывала полностью фильтр,источник аромата. ацетатцеллюлоэнуютрубку и примыкающий к трубке конец топливного элемента длиной 4 мм. Наружная45 обертка была изготовлена из непористойдревесной мундштучной бумаги,Длина цилиндрического фильтра равна10 мм, а окружность 24,53 мм. Фильтр содержал в основном продольно вытянутую50 ацетатцеллюлозную паклю. Весовой номерволокна пакли составлял 8 денье при суммарном весовом номере 40000 денье, Пакляимела сечение в виде буквы У, Пакля заключена в непористую обертку из древесной55 массы.Такой фильтр изготавливали по обычной технологии изготовления сигаретногофильтра.Длина ацетатцеллюлозной трубки равна 20 мм, наружный диаметр около 8 мм, а ные материалы, такие как резаный восстановленный табак или ароматиэированный восстановленный табак и т,п. Форма и расположение подложки, а также ее структура (например, полоски, волокна, частицы, порошок и т,п,) должны обеспечивать достаточно большую площадь поверхности контактирования с основным потоком табачного дыма, проходящего мимо подложки, Такой контакт необходим для переноса или извлечения ароматизирующего агента из подложки в аэрозоль,Желательно, чтобы источник аромата имел сравнительно большую площадь поверхности контакта с аэрозолем. Зачастую источник аромата занимает сравнительно большую долю длины изделия с целью увеличения площади поверхности,При желании ароматизирующие агенты могут содержаться и в фильтре, из которого они попадают в табачный дым.В предлагаемом изделии могут быть использованы различные ароматиэирующие агенты или их комбинации. Типовыми ароматизирующими агентами являются летучие или полулетучие вещества, придающие желаемый аромат табачному дыму. Могут быть использованы органические или неорганические ароматиэирующие вещества, ароматизирующие комплексы, сложные ароматиэирующие составы и т,п. Примерами конкретных ароматизирующих агентов могут служить масла со средним или высоким молекулярным весом, никотин, соли никотина, ментол, анетол, ванил ин, шоколадное масло, терпены, пиразины и т.п. Кроме того, в число желаемых веществ входят такие, которые взаимодействуют с табачным дымом для переноса ароматиэирующего агента в основной поток дыма, Например, бетациклодекстрин захватывает ароматизирующие агенты и может обратимо взаимодействовать с табачным дымом для освобождения и переноса ароматизирующего агента в основной поток дыма. Выбор ароматизирующего агента или комбинации ароматизирующих агентов зависит от способности ароматизирующего агента извлекаться табачным дымом, характеристик аромата и его порогового значения.Предлагаемые иэделия могут быть изготовлены сравнительно простым способом с использованием известных материалов для изготовления сигарет, оборудования и технологии, которая может при необходимости модифицироваться.П р и м е р . Курительное изделие, в основном соответствующее фиг.1 и имеющее длину 84 мм. было изготовлено по описанной ниже технологии. Это изделие обозначено как образец 1.Была приготовлена смесь иэ подвергнутого огневой сушке вспученного табака и 5 табака Берли. Оба табака были взяты в видеполосок, полученных разрезанием табачного листа с частотой реэов примерно 32 на дюйм. Длина полосок в основном лежала в диапазоне 0,25-3 дюймов (6,35 - 76,2 мм).10 Полоски подвергали вспучиванию в ходе периодического процесса с использованием второуглеродного летучего агента, Табак после огневой сушки подвергали вспучиванию на 110, а таоак ьерли - на Ю 7 ь. Смесь 15 состояла из 35 табака огневой сушки и65;ь табака Берли.Табак огневой сушки и табак Берли всмеси формовали в непрерывный стержень с использованием машины для изготовления 20 сигарет типа Молинс 686, Окружность стержня составляла 24.8 мм, а в качестве оберточной бумаги использовали льняную сигаретную бумагу с пористостью около 30 см/с (СОЕЕЕТА) и ллотностькт около 25 25 г/м . Цилиндрический отрезок стержнядлиной 27 мм использовали в качестве топливного элемента. Табак в стержне был уплотнен в такой степени, что масса топливного элемента составила 0,2930 г. По лоски вспученного табака были спрессованы с тем, чтобы обьем пустот оказался сравнительно небольшим.внутренний диаметр около 4,5 мм, Трубка была пластифицирована и обладала упругостью.Источник аромата длиной 27 мм изготовлен из полосок восстановленного табачного материала, обработанного никотином. Восстановленный табачный материал изготавливали по обычной бумагоделательной технологии из смеси табачных стеблей дисковой очистки, табачного лома и табачной пыли путем формирования основы изтабачной Ленты или бумаги и нанесения на нее табачного экстракта, Этот лист высушивали и нарезали на полоски с частотой 32 реза на дюйм. Восстановленный лист содержал органические и неорганические вещества исходного табачногоматериала. Содержание никотина в восстановленном табачном материале составляло около 1, Образец восстановленного табачного материала массой 0,3014 г обработали с помощью шприца 24,03 мг 1-никотина для получения массы подложки 0,3038 г и общего содержания никотина около 10 ,Ввод воздуха для разбавления дыма осуществляется через четыре перфорации, выполненные в наружной обертке и ацетатцеллюлозной трубке, Перфорации разнесены равномерно по Периферии изделия на расстоянии 47 мм от конца мундштука, Каждая перфорация истлеет в общем круглую форму и диаметр около 0,5 мм, Перфорации обеспечивают разбавление дыма воздухом примерно на 85%. Графики содержания "дегтя" и никотина при затяжках были сняты с использованием курительной майины и модулей, Таким образом были получены профили вырабатываемого дыма. Термин "профиль вырабатываемого дыма" в отношении сигареты означет график компонентов собранного и анализировэнного дыма, затяжка за затяжкой, в стандартном режиме ЕТС (режим курения ЕТС соответствует двухсекундным затяжкам, общий обьем 35 мл, разделенным на 58 с тления).Данные представлены в таблице.Приведенные в таблице данные указывают на то, что незажженное курительное изделие не выделяет ни "дегтя", ни никотина. В частности, без табачного дыма ароматизирующий агент не переносится ни в виде "дегтя", ни в виде никотина. После зажигания изделие обеспечивает получение затяжек 2 - 7. Приведенные данные показывают, что профили "дегтя" и никотина очень похожи на профили обычной сигареты в режиме ЕТС. После гашения изделия путем урале 5 10 ния эолы и угля между затяжками 7 и 8 изделие выделяет малое количество "дегтя" и не выделяет никотина, Эти данные показывают, что для извлечения ароматизирующего агента, в данном случае никотина, необходимо наличие основного потока табачного дыма.Вкусовые характеристики образца хорошие, Образец обладает высокой крепостью и хорошим вкусом табака. Формула изобретения 1. Курительное изделие типа сигареты, имеющее на одном конце топливный элемент, а на другом - мундштук и размещенный между ними на расстоянии от топливного элемента отдельный источник аромата, способный воспринимать поток дыма от топливного элемента для контактирования с ним и увеличивать таким образом аромат дыма, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения высокой степени ароматизации и низкого уровня содержания частиц, являющихся продуктами пиролиэа и/или горения, топливный элемент содержит табак для образования при его сгорании табачного дыма и имеет длину 25-40 мм, длина источника аромата составляет 15-40 мм, между топливным элементом и источником аромата образован канал длиной 4 - 40 мм для прохода табачного дыма от топливного элемента к источнику аромата, при этом изделие снабжено средством для разбавления табачного дыма воздухом, обеспечивающим проникновение воздуха внутрь изделия через его наружную поверхность, и расположенное в зоне, отстоящей по длине как от топливного элемента, так и от источника аромата. 5055 15 20 25 30 35 40 2. Изделие по п 1, о тл ич а ю ще еся тем, что мундштук представляет собой фильтрующий элемент длиной 10-30 мм.3. Изделие по п,1, отл ича ю ще ес я тем, что табак, содержащийся в топливном элементе, включает частицы вспученного табака.4. Изделие по п,1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что источник аромата включает частицы восстановленного табака.5, Изделие по п.1, отл ич а ю щееся тем, что источник аромата включает никотин.6. Изделие по п,1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что топливный элемент заключен в два или более слоя обертки. в содержащийся в нем табак представлен в виде частиц,7. Изделие по п.1 ол и ч а ю щ е е с я тем, что длина окружности топливного элемента составляет 19-28 мм,14 13 1667623 анные для затяжки получены при незажженом изделии.Данные для затяжек получены на погашенном изделии. г 9 5 Составитель Л. Аникинаедактор Н. Киштулинец Техред М,Моргентал Коррект ундрик каз 2535 Тираж 217 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГК 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 8. Иэделие по п 7, от л и ч а ю щ ее с я тем, что топливный элемент обладает линейной скоростью горения при затяжках 13 мм на затяжку и скоростью горения присамостоятельном тлении 2-5 мм на интервал горения при курении изделия.