BG98697A - Composition for a combustion element - Google Patents

Description

Настоящето изобретение се отнася до подобрения на изделията за пушене и по-специално използуващи тютюн изделия за пушене. Цигарите, пурите и лулите &а популярни изделия за пушене, които използуват тютюна в различни форми. Предложени бяха множество продукти като усъвтфценствувания или алтернативи при различните популярни изделия за пушене. Така например многобройни препоръки предлагат изделия, които излъчват ароматизирани пари и/или видим аерозол. Повечето от тези изделия използуват възпламеняем горивен източник, за да осигурят аерозол и/или »а да загреят образуващия аерозол материал. Това може да се види например от нивото на техниката, цитирано в патент САЩ 4 714 082 от Be»erjee et al Предшествуващо състояние на техниката

Настоящето изобретение се отнася до изделия за пушене като цигари и в частност такива изделия за пушене, които имат къс горивен елемент и физически разделени пронавеждащи аерозол средства. Изделията за пушене от този тип, както и материалите, методите и/или уредите , използувани за приготовляването им, са описани в следните американски патенти :

708 151 - Shelar, 4 714 082 - Banerjee et al., 4 732 168 Resce, 4 756 318 - Clearman et al., 4 782 644 - Haarer et al., 4 793 365 - Sensabaugh et al., 4 802 568 - Haarer et al.,

827 950 - Banerjee et al., 4 870 748 - Hensgen et al.,

881 556 - Clearman et al., 4 893 637 - Hancock et al.,

893 639 - White, 4 903 714 - Barnes et al., 4 917 128 -

Clearman et al., 4 928 714 - Shannon, 4 938 238 -Banes et al., 4 989 619 - Clearman et al., 5 027 837 - Clearman et al. 5 038 802 - White et al., 5 042 509 -Banerjee et al.,

Ο52 413 - Baker et al., 5 060 666 - Clearmaa et al.,

065 776 - Lawson et al., 5 067 499 - Banerjee et al.,

076 292 - Sensabaugh et al., 5 076 297 -Ferrier et al.,

088 507 - Baker et al., 5 099 861 - Clearmaa et al.,

101 839 - Jakob et al., 5 105 831 - Banerjee et al.,

IO5 837 - Barnes et al., както и в монографията със заглавие Химически и биологични проучвания на нови типове цигари, които загряват вместо да изгарят (тютюна ” на фирмата В.J.Reynolds Tobacco Company 1988 /обозначена по-нататък накратко R1R Монограф/. Тези изделия за пушене осигуряват на пушача удоволствието от пушене /например вкус, усещане, задоволство и други подобни/. Тези изделия за пушене обикновено дават малко количество видим страничен поток от дим, както и незначително образуване на каран при пушене.

Изделията за пушене, описани в гореспоменатите патенти и/или публикации използуват, общо взето, възпламеняващи се горивни елементи за произвеждане на топлина и образуващи аерозол средства, разположени физически отделно от горивния

-3 елемент и намиращи се в типичните случаи в топлообменна връзка с него. Много от тези образуващи аерозол средства използуват субстрат или носител на един или повече образуващи аерозол материали като например многоатомни алкохоли като глицерин. Образуващите аерозол материали се изпаряват чрез топлината от изгаряне на горивния елемент и след охлаждане образуват аерозол. В нормалните случаи горивните елементи на такива изделия за пушене са обгърнати от изоQ лационен кожух.

Горивните елементи, използувани в описаните по-горе изделия за пушене изгарят с образуване на продукти от горенето като въглероден двуокис, въглероден акис, вода и минимални количества други съединения. Един познат метод за снижаване количеството на въглероден окис, образуван при изгаряне на горивния елемент,се състои в намаление на температурата на горене на горивния елемент. Чрез снижаване на температурата на горене се намаляват калориите, които се освобождават, благодарение на което се ограничава топлината, подлежаща на разсейване през време на пушенето.

*·> Техническа същност на изобретението

Настоящето изобретение е насочено към подобрения в съставите на горивния елемент, чрез което се найалява образувания въглероден окис през време на изгаряне на горивния елемент в сравнение с познатите горивни състави, а горивния състав позволява намалено освобождаване на топлинна енергия през време на пушенето и по-специално през време на всмукването, което от своя страна понижава нивата на въглероден окис, създадени през време на изгаряне на горивния елемент, и помага за избягване на прегряването на изделието за пушене или неговите компоненти.

~ 4 Горивният състав съгласно настоящето изобретение включва един или повече въглеродни яатериали като елементарен въглерод и по-специално въглерод от твърда дървесина, комбинирани с добавки включително графит и/или неорганичен филтърен материал като калциев карбонат, натриев карбонат и други подобни. В предпочитаните горивни състави описаните по-горе благоприятни ефекти са най-силно изразени според наблюденията тогава, когато към сместа от елементарен въглерод и свързващо вещество се доб'ави графит и/или калциев карбонат.

В едно изпълнение на настоящето изобретение горивният състав, подходящ за изработване на горивни елементи за изделия за пушене, включва най-малко около 50 тегл.^, предимно най-малко около 60 тегл. и най-вече най-малко около 70 тегл. прахообразен елементарен въглерод и предимно въглерод, получен чрез контролирано овъгляване на хартиедав каша от твърда дървесина. Както е дефиниран и използуван тук, прахообразният елементарен въглерод има средна величина на частиците под около 30 микрометра в диаметър, предимно под * около 20 микрометра и най-вече около 12 микрометра. Описаните тук величини на частиците са определени с помощта на Микротрак аналайзер /фирма Лийдс и Нортруп/. Горивният състав включва също така най-малко около 1 тегл. предимно наймалко около 5 тегл. $ и най-вече най-малко около 10 тегл. % подходящо свързващо вещество.

Както беше посочено по-горе, горивният състав съгласно настоящето изобретение включва една или повече добавки като графит и/или неорганичен филтърен материал като калциев карбонат, натриев карбонат и други подобни. Така гореописаният горивен състав може да включва освен това най малко около 3 тегл. %, предимно най-малко около 5 тегл, $ и най-вече най-малко около 8 тегл. прахообразен графит. В типичните случаи количеството на добавения ктм горивния състав графит не надвишава около 20 тегл. По желание обаче могат да се използуват и по-големи количества. Графитът се добавя предимно в прахообразна форма и има среден диаметър, определен както е посочено по-горе, под около 20 микрометра, предимно под около 14 микрометра и най-вече около 8 микрометра.

По сходен начин гореописаните горивни състави можат да включват по-нататък най-малко около 1 тегл. предимно около най-малко 2 тегл. % и найа-вече най-малко около 3 тегл.$ подходящ неорганичен пълнител като калциев карбонат или други подобни. В типичните случаи количеството на добавения не-

По желание обаче могат да се използуват и по-големи количества .

Ако е необходимо или желателно, в горивните състави съгласно настоящето изобретение могат да се включат и тютюн със средна величина на частиците под около 20 микрометра, предимно под около 15 микрометра и най-вече под около 10 микрометра и/или до около 1,5 тегл. % натриев карбонат и други подобни.

Особено предпочитана категория свързващи вещества, които се използуват тук, са алгинатните свързващи вещества и по-специално амониев алгинат. В специално предпочитаните изпълнение прахообразният въглерод /например от твърда дървесна каша/ има средна величина на частиците около 12 микрометра, а прахообразният графит има средна величина на частиците около 8 микрометра.

Общо взето, горивните елементи, получени от съставите съгласно настоящето изобретение, които са подходящи за употреба в изделията за пушене, имат диаметър до около 8 мм и дължина около 20 мм. Горивните елементи се формоват в общи линии с помощта на конвенционални методи за екструзия при използуване на настоящия състав и достатъчно количество вода, за да се образува годна за екструзия паста.

Настоящето изобретение е насочено също така към изделия за пушене, използуващи изготвени от състава съгласно настоящето изобретение горивни елементи. Цигарите са най-популярната форма на изделието за пушене, използуващо горивните елементи съгласно настоящето изобретение, но е възможно да се изготвят също така и други изделия за пушене като например лули. В едно предпочитано изпълнение настоящето изобретение предлага цигари, състоящи се от горивен елемент, който преди пушенето има дтлжина по-малко от около 20 мм., предимно по-малко от около 15 мм. и най-вече около _Л 12 мм и диаметър по-малко от около 8 мм, предимно по-малко * от около 6 мм и най-вече около 4,2 мм. Споменатият горивен елемент се оформява чрез екструзия на горивен състав, който включва най-малко около 50 тегл. % прахообразен въглерод от твърда дървесина, най-малко около 1 тегл. $ амониев алгинат като свързващо вещество, най-малко около 3 тегл. % прахообразен графит и най-малко около 1 тегл. % калциев карбонат; споменатият горивен елемент има кожух от еластичен изолационен материал по своята обиколка и е физически отделен от образуващи аерозол средства, разположени по дължина зад споменатия горивен елемент, а споменатите образуващи аерозол средства включват субстрат, съдържащ образуващо аерозол вещество.

Използуваният тук термин въглероден означава съдържащи предимно въглерод вещества.

Описание на приложените фигури фиг. 1 илюстрира надлъжен разрез на дано изпълнение на цигарата, включваща горивния елемент, приготвед съгласно настоящето изобретение.

фиг. 1А показва крайният участък на цд гарата съгласно фигура 1.

Фиг. 2 илюстрира в напречен разрез друго изпълнение на цигарата, включваща горивния елемент, приготвен съгласно настоящето изобретение.

Подробно описание на предпочитаните изпълнения

Както беше посочено, насхящето изобравние е насочено по-специално към подобрения на използувани в изделия за пушене въглеродни горивни елементи, фигури 1 и 1А илюстрират предпочитано изпълмение на цигарата, включваща горивен елемент съгласно настоящето изобретение.

Както е показано във фиг. 1 и по-специално фиг. 1А, горивният елемент включва известен брой канали 15, преминаващи но протежение на надлъжната периферия. Изолационен кожух заобикаля периферията на горивния елемент и в илюстрираното изпълнение той включва последователни слоеве от стъклени нишки и тютюнова хартия, разположени като концентрични пръстени, които се отдалечават от горивния елемент в следния ред : а/ първа тъкан от стъклени нишки 11; б/ тютюнова хартия 12 и с/ втора тъкан от стъклени нишки 13 и външна хартиена обвивка 14. Външната хартиена обвивка 14 може да включва един слой или може да се изготви от мюжество отделни слоеве, всяки от които има различни показатели на порьозност и стабилност на пепелта.

Разположена зад изолирания горивен елемент 10, се намира второ образуващо аерозол средство, включващо субстрата 16, който съдържа един или повече образуващи аерозол материали и/или ароматизиращи вещества. В цигарите от този тип субстратът 16 е оформен предимно от лят листов материал, съдържащ тютюн /в навита или нарязана форма/, който е описан по-подробно в следващия текст. Субстратът 16 е обвит с xq? тиена обвивка 14, простираща се по протежение на горивния елемент 10.

Както е показано, субстратът 16 е поместен в една преградна тръбичка 17. Преградната тръбичка може да бтд.е от слоест /ламиниран/ материал като например книжен и метален /например алуминиев/ листов ламинат предимно е фолио откъм вътрешната страна, но тя може да има и сходна структура, която спомага, за да се намали или предотврати миграцията на образувания от субстрата 16 аерозол към другите компоненти на цигарата. По желание с помощта на преградната тръбичка 17 могат да се оформят едно или повече кухи пространства /не са показани/ с цел бубтратът 16 да се изолира от останалите компоненти на цигарата.

Разположен в. надлъжна посока зад преградната тръбичка 17, се намира един сегмент от преструктуриран тютюн 19, който е обвит с цигарена хартия 20. В типичните слу чай сегментът от преструктуриран тютюн се предвижда в нарязана филтърна форма и е предназначен д.а придаде тютюнов аромат на аерозола, който се освобождава от образуващото аерозол средство. По желание тютюневият сегмент 19 може да се избегне и на негово място да дойде кухо пространство или друг материал. Алтернативно субстратът 16 може да се удължи, а сегментът от преструктуриран тютюн 19 да се ‘•W·

- 9 скъси или да се избегне. По желание една обвита с хартиена обвивка секция от тютюнова хартия /не е показаана/ може да се включи между субстрата 16 и тютюновия сегмент 19 или да се постави зад тютюновия сегмент 19. Също така по желание може да се използува примесен с въглерод лист, който съдържа ароматизиращо вещество като ментол, и това може да стане чрез свързване със сегмента от преструктуриран тютюн 19 или на мястото на секцията от тютюнова хартия.

Обвит с хартия 22 нискоефективен филтърен елемент 21 е разположен във външния край на цигарата при мундщука. Връхната хартия 23 се използува за свързване на филтъра 21 със запълнения с рязан тютюн сегмент на цигарата. По желание запълнения с рязан тютюн сегмент 19 може да се избегне и тогава се използува с предимство извънредно дълъг филтър.

Обвивката от негоряща хартия абвжвка 18 обгръща изолирания горивен елемент в точка на разстояние 2 до 8 мм от запалвания край на цигарата и комбинира този елемент с преградната тръбичка 17. Обвивката 18 е предшно от непропускащ материал, включващ три ламинирани слоеве като например хартия-алуминиево фолио-хартия, които помагат, за да се намали до минимум преносът на образуващ аерозол материали от субстрата 16 към горивния елемент 10, изолационния кожух и/или да се избегне потенциалното зацапване на другите компоненти в челния щрай на цигарата. Обвивката също така ограничава или предотвратява проникването на периферен въздух /т.е. радиален въздух/ към тази част от горивния елемент, разположена надлъжно зад предния край, чрез което се предизвиква недостиг на кислород и се избягва прекомерното изгаряне.

- 10 Както цри цигарата съгласно фигура 1 показаното във фигура 2 изпълнение има горивен елемент 10, който включва известен брой канали 15, преминаващи по протежение на неговата надлъжна периферия. Отново един изолационен кожух обгръща периферията на горивния елемент и в илюстрираното изпълнение той включва последователни слоеве от стъклени нишки и тютюнова хартия, разположени като концентрични пръстени, които се отдалечават от горивния елемент в следния ред : а/ първа тъкан от стъклени нишки 11 ; б/ тютюнова хартия 12 и б/ втора тъкан от стъклени нишки 13 и външна хартиена обвивка 14. Външната хартиена обвивка 14 може да включва един слой или може да се изготви от множество отделни слоеве, всяки от които има различни показатели на порьозност и стабилност на пепелта.

Във фигура 2 образуващото аерозол средство, включващо субстрат 16, който съдържа един или множество образуващи аерозол материали и/или ароматизиращи вещества, е разположено зад и се намира малко настрана от изолирания горивен елемент 10. Това разположение помага, за да се избегне Ч»· миграцията на аерозолобразуващите материали от субстрата към другите компоненти на цигарата. Субстратът 16 е обгърнат с хартиена обвивка 17, която предимно може да бъде третирана /например снабдена с покритие/ от преграден материал, за да се намали и дори да се избегне миграцията на образуващи аерозол материали от субстрата към другите части на цигарата.

В цигарите от този тип субстратът 16 може да бъде такъв от множество материали включително една пробка от топлинно стабилизирана хартия като например хартия, третирана с една или повече хидратирани соли, или пробка от лят листов материал, съдържащ тютюн във вид на ролка или нарязана форма , като и двете форми са описани по-подробно в следващия текст.

Както е показано, субстратът 16 е разположен в преградната тръбичка 17, така че във всяки край на субстратната пробка се предвиждат празни пространства 5 и 6. Преградната тръбичка може да представлява ламинирана хартия или друга сходна структура, която помага, за да се предотврати или намали миграцията на образуващия аерозол мате'щ* риал от субстрата 16 към другите компоненти на цигарата.

Разположен в надлъжна посока зад преградната тръбичка 17,се намира един сегмент от преструктуриран тютюн 19, който е обвит с цигарена хартия 20. Този сегмент от тютюнова хартия се използува с цел да се придаде тютюнов аромат на аерозола, излъчен от образуващото аерозол средство. По желание тютюновият сегмент 19 може да се избегне и на негово масто да дойде кухо пространство или друг материал. Алтернативно субстратът 16 може да се удължи, а сегментът от тютюнова хартия да се скъси или избегне.

Разположена надлъжно зад сегмента от тютюнова хартия се намира секцията 24 от нарязан тютюн, обвита с хартиена обвивка 25. Пози сегмент придава допълнително тютюнов аромат на преминаващия през него аерозол. По желание секцията от рязан тютюн може да се избегне и да се използува изключително дълъг филтърен сегмент 21 и/или на нейно място да се използува по желание съдържащ ароматизиращо вещество като ментол примесен с въглерод лист или секцията може да се свърже със сегмента 19 от тютюнова хартия.

Разположен във външия край ктм мундщука на цигарата, се намира нискоефективен филтърен елемент 21, обгър %цг нат c хартия 22. Връхната хартия 23 се използува за свързване на филтъра 21 със запълнения с рязан тютюн сегмент на цигарата.

Обвивката от негоряща хартия 18 обгръща изолирания горивен елемент в точка на разстояние 2 до 8 мм от запалвания край на цигарата и комбинира този елемент с преградната тръбичка 17. Обвивката 18 е предимно от непропус.кащ материал, включващ три ламинирани слоеве като наприре хартияалуминиево фолио- хартия, които помагат, за да се намали до минимум преносът на образуващ аерозол материал от субстрата 16 към горивния елемент 10, изолационния кожух и/или да се избегне зацапването на другите компоненти от челния край на цигарата. Тази обвивка също така ограничава или предотвратява проникването на периферен въздух /т^е. радиален въздух/към тази част от горивния елемент, разположена надлъжно зад предния края,, чрез което се предизвиква недостиг на кислород и се избягва преком.ерното горене.

В друго предпочитано изпълнение снабденият с кожух горивен елемент е скъсен, така че за осигуряване на предварително определен брой смуквания е предвидено само необходимото количество изгарящ въглероден материал. При това изпълнение външната обвивка 18 достига прдимно до предния край на снабдения с кожух горивен елемент. Тази обвивка трябва тогава да се обезпечи с подходящо ниво на порьозност, която да позволи на горивото да получи необходимия за горенето въздух, но същевременно обвивката трябва да има достатъчно сцепление през време на горенето и след това, за да остане цялостна и да придържа снабдения с кожух горивен елемент към цигарата. Такива хартии са описани в патент САЩ 4 938 238.

Използуваните тук горивни елементи трябва да отговарят на три критерии : 1/ те трябва лесно да се запалват, 2/ те трябва да осигурят достатъчно топлина, за да произведат аерозол за около 5 до 15 и пр-едимно около 8 до 12 смуквания и 3/ те не трябва да придават страничен вкус или неприятен аромат на цигарата.

Както беше описано по-горе, един предназначен за настоящето изобретение горивен състав включва от около 50 до около 80 тегл. $ елементарен въглерод и предимно например въглерод от твърда дървесина, от около до около 10 тегл. % свързващо вещество и прахообразен графит, добавени в нива, движещи се от 5 до 15 тегл. ¢. Други компоненти в горивния състав включват тютюн от около 5 до 10 тегл. %, натриев карбонат по-малко от около 2 тегл. % и предимно по-малко от около 1 тегл. % и ароматизиращи вещества помалко от около 2 тегл. и предимно от около 0,5 до около 1,5 тегл. %.

Изследването на ефекта от изменение на графитните нива в горивните състави разкрива следното : с нарастване на графитното ниво въглеокисните нива, получени привгаряне на около 6 д,о 8 мм от горивния елемент с дължина 12 мм и диаметър 4,2 мм и измерване на излъчения CO при стандартни условия на пушене, спадат ниско до 3,0 мг и излъчената топлинна енергия от горивните елементи също спада значително.

В някои от изделията за пушене, изпитани с приложение на горивните елементи съгласно настоящето изобретение, субстратът включва хартия. Такива субстрати са подробно описани в Европейски патент 569 964. Свързаното с графита намаление на излъчената топлина при изгаряне на горивните елементи е особено благоприятно при използуване на хартиени субстрати, тъй като това намаление снижава също така тенденцията на хартиения субстрат да изгаря, о което се избягва страничен вкус.

В некои изпитвания на изделията за пушене с прилагане на горивните елементи съгласно настоящетопизобретение се използува подложена върху фолио хартия като част от външната обвивка по протежение на задната периферия на горивния елемент. При такива цигари добавката на графит към горивния състав също води до по-голяма угарка“, която остава под подложената върху фолио хартия, когато горивото се изразходва. Това е един много желателен резултат по-специално с оглед на задържане на горивото.

Единственият отрицателен признак, свързан с добавката на графит към горивния състав, е фактът, че добавката на графит показва тенденция да затруднява запалването на горивния елемент. Колкото порече графит се добави, яолкова по-трудно е запалването на горивния елемент. Тъй като горивните елементи, които включват графит, както беше описано погоре, трябва да се запалват, счита се, че употребата само на графит не осигуряват изцяло задоволителен продукт.

Така бяха проведени допълнителни проучвания при използуване на калциев карбонат като добавка към описания по-горе основен състав в количество от около 5 д,о около 15 тегл. ^s/<> първоначално без никаква добавка от графит. Основните горивни състави, включващи добавка от калциев карбонат,също показват намаление на освободения въглеокис и топлинна енергия. Намерено беше обаче, че е необходимо значително по-високо ниво на калциевия карбонат, за да се постигне същият ефект какъвто се получава с по-малко количество графит.

1ά

Намерено беше нещо по-важно, а именно, че добавката на калциев карбонат към горивния състав : 1/ няма отрицателно влияние върху показателите на изгаряне на горивния елемент и 2/ през време на горенето калциевият карбонат в горивния елемент реагира с изолационния кожух, който обгръща горивото в изпитваните цигари, при което се получава стопяема връзка между кожуха и горивния елемент. Така се осигурява превъзходно задържане на елемента към цигарата през време на пушене.

Бъз основа на описаните по-горе независими благоприятни ефекти на графита и калци^евия карбонат беше взето решение тези две добавки да се комбинират в горивния състав с цел да се използува благоприятния принос на всяка добавка при избягване на всякакви вредни ефекти.

Така беше разработен най-предпочитания горивен състав съгласно настоящето изобретение, който състав включва прахообразен въглерод от твърда дървесина, прахообразен графит, калциев карбонат и свързващо вещество. При изгаряне в изпитваните цигари приготвеният от този състав горивен елемент показва значително намаление както на образуването на въглеокис, така и на топлинна енергия в сравнение с цигарите, приготвени с горивни елементи, съдържащи състав, в който има само графитна добавка.

Така в едно особено предпочитано изпълнение на настоящето изобретение горивният състав включва следните компоненти /в тегловни проценти/ :

1Q % амониев алгинат като свързващо вещество

8,4 $ графит /величина на частиците около микрометра/

3,0 прахообразен калциев карбонат

1G 1,0 /· натриев карбонат

5,0 0 тютюн

72,6 $ въглерод от твърда дървесина /величина на частиците около 12 микрометра/

Предпочитаните горивни елементи, изготвени от състав съгласно настоящето изобретение, са предназначени да намалят енергията, с която разполагаме за образуване на желаното количество аерозол, чрез което се подобрява ефективността на горивния елемент и се намалява количеството на излишната топлинна енфгия, което в противщ случай се разсейва от цигарата. Така горивните елементи съгласно настоящето изобретение представляват по-ефйктивен източник н.а енергия за цигарите, в които се използуват.

Плътността на предпочитаните горивни елементи, общо взето, е над около 0,5 г/куб.см, предимно над около 0,7 г/куб.см и най-вече над около 1 г/куб.см, но в типичния случай тя не надвишава 2 г/куб.см.

Общата дължина на горивния елемент преди изгарянето възлиза, общо взето, на по-малко от около 20 мм, често пъти по-малко от около 15 мм и в типичния случай тя възлиза на около 12 мм. Могат да се желаят обаче по-къси горивни елементи в зависимост от конфигурацията на цигарата, в която се прилагат. Общият външен диаметър на горивния елемент в типичния случай е по-малка от около 8 мм, предимно по-малко от около 6 мм и в предпочитания случай диаметърът е около 4,2 мм.

Относителният дял на въглеродния компонент и свързващото вещество в използуваните тук горивни състави може да бъде сь щия както и на въглеродните и свързващи материали, .описани в патентите, които са изброени по-горе в предшест- 17 вуващото състояние на техниката· Предпочитаните въглеродни и свъреващи материали са описани в патент САЩ 5 178 167, чието описание е приложено тук за справка·

При използване в цигари горивният елемент е обгърнат предимно с изолационен и/или задържащ материал на кожуха. Изолационният и задържащият материал 1/ е предимно тайй приспособен, че през него минава васмукания въздухи 2/ е така разположен и оформен, че да продължи на място гоw ривния елемент. Предимно,обаче кожухът е приравнен с краищата на горивния елемент, но той може да се простира от около О»5 мм до около 3 мм извън краищата на горивния елемент.

Компонентите на изолационния и/или задържащия материал, който обгръща горивния елемент могат да бъдат различни. Примерите за подходящи материали включват стъклени тъкани и други материали, описани в патент на САЩ 5 105 838, Европейски патент 339 690 и стр. 48-52 на посочената по-горе монография щя . Примери за други подходящи изолационни и/или задържащи материали са стъклени тъкани и тютюнови

Чщ. - смеси като тези, описани в патенти на САЩ 5 105 838, 5 065 776, 4 756 318 и 5 119 837.

Други подходящи изолационни и/или задържащи материали са материалите от типа на набрана хартия, които са спирално навити или намотани по друг начин около горивния елемент като тези, описани в патент САЩ 5 105 836. Материалите от хартиен тип могат да бъдат набрани или прегънати и набрани около горивния елемент; тези материали могат да се набират или прегъват във вид на прът с помощта на агрегат за изработване на пръти тип СУ-Ю или СУ 20С от фирмата DeCoafie s.a. заедно с апарат за изработване на пръти тип

- 18 апарата, описан в патент САЩ 4 807 809; материалите се намотават около горивния елемент по неговата надлъжна ос или пък те се преработват във вид на надлъжно простирани се снопчета от хартиени листове с помощта на типовете апарати, описани в патент САЩ 4 889 143 и 5 025 814, чието описание е приложено тук за справка.

По желание горивният елемент 10 може да се екструдира във вид на изолационен кожушен материал както е обяснено в Европейски патент 562 474, чието описание е приложено тук за справка.

Примери за хартиения тип листови материали могат да се получат като хартия Р-2540-136-Е и Р-2674-157 тютюнова хартия от фирмата Kimberly-Clark ; предимно надлъжно простиращи се снопчета от такива материали /например снопчета с ширина около 0,80 мм/ се разполагат по протежение на надлъжната ос на горивния елемент. Горивният елемент може също така да се обгърне с пълнител от рязан тютюн /например изкуствено сушен тютюн, третиран с около 2 тегл. калиев карбонат/. Броят и разположението на снопчетата или видът на набраната хартия осигуряват достатъчна плътност, за да се придържа, подпира или задържа по друг начин сложната структура на горивния елемент в рамките на цигарата.

Както е показано във фигури 1 и 1А, изолационният кожух, който обгръща горивния елемент, е обвит с хартиена обвивка. Подходящи хартии за тази цел са описани в патенти САЩ 4 938 238 и 5 105 837.

Както е описано по-горе, субстратът съдържа образуващи аерозол материали и други добавки като например ароматизиращи вещества и други подобни, които след излагане на горещите газове, преминаващи през образуващото аерозол

- IS средство през време на засмукването, се изпаряват и идват до пушача като сходен на тютюнов дим аерозол. Предпочитани образуващи аерозол материали, които се използуват тук, са глицерин, пропилен-гликол, вода и други подобни, ароматизиращи вещества и други алтернативни добавки. Патентите, изброени по-горе в предшествуващото състояние на техниката, описват допълнителни образуващи аерозол материали, чието повтаряне тук е излишно.

Както е описано по-горе, субстратът може да има различна форма и по-специално такава, каквато е разгледана по-горе в предшествуващото състояние на техниката. Два предпочитани субстрати, които се използуват тук, са а/ хартиени субстрати и б/ субстрати, които се изливат във вид на листове от тютюн и свързващо вещество.

Прътите от хартиени субстрати са оформяват предимно с помощта на предлагани на пазара устройства и по-специално устройства за изработване на цигарени филтри или устройства за изработване на цигарени пръти. Два предпочитани и предлагани на пазара апарати, които моиат да се използуват за оформяване на субстратите съгласно настоящето изобретение са уредите за изработване на филтри DeCoufle /СУ-10 и СУ20С/ на фирмата DeCoufle а.а.и модифицираният апарат за изработване на пръти КДф-2, предлаган от фирмата Hawaie-Werke Korber & Co*,КС.

За оформяване на подходящи субстрати тук могат да се използуват ляти листове от тютюнов прах или ситнеж, свързващо вещество като алгинатно свързващо вещество и глицерин. Подходящи материали от ляти листове за използуване като субстрати са описани в патент САЩ 5 101 839 и Европейски патент 545 186.

В типичния случай подходящите материали от ляти

- 20 листове, които се използуват като субстрати, съдържат от около 30 до 75 тегл. % образуващо аерозол вещество като глицерин, около 2 до 15 тегл. % свързващо вещество и предимно ; амониев алгинат, от нула до около 2 тегл. % свтрзващо вещество като калиев карбонат, около 15 до около 70-75 тегл. % органични или неорганични материали като пълнители или смеси от тях като например тютюнов прах, прахообразен воден тютюнов извлек, прахообразно нишесте, оризов цвят, смлян набъбнал тютюн, прахообразен въглен, прахообразен калциев карбонат и други подобни, както и от нула до около 20 тегл. % ароматизиращи вещества като тютюнов извлек и други подобни.

Един особено предпочитан лят листов материал включва 60 тегл.% глицерин, 5 тегл. % амониев алгинат като свързващо вещество, 1 тегл.% калиев карбонат, 2 тегл. % ароматизиращи вещества като тютюнов извлек и 32 тегл. % прахообразен воден тютюнов извлек.

Лятите листове се оформяват чрез смесване на прахообразен тютюнов воден извлек, вода и калиев карбонат с помощта на смесител с режещо действие, за да се получи гладка и течлива паста. След това се добавят амониев алгинат и глицерин и омесването с помощта на същия смесител продължава докато се получи хомогенизирана смес. Хомогенизираната смес се излива върху загрята лента / около 94 С/ с отвор за изливане 0,063-0,089 мм. След сушене се получава лист с дебелина 0,01-0,02 мм при условия на силно загрят въздушен поток /94-122°С/. Листът се остъргва от лентата и се намотава около макара за нарязване на ивици или се нарязва във вид на правоъгълни парчета с размери около 5 х2,.5 см, които се преработват във вид на нарязан материал за пълнеж.

Ако лятият листов материал се използва като тъкан или се нарязва за пълнеж, субстратът има обийновено дължина от около 10 до 40 мм и се простира от задния край на горивния елемент до тютюновия сегмент или челния край на изключително дългия филтърен сегмент / дължина например около 30 до 50 мм/, такива случаи може да се избегне изработването на пръти от тютюнова хартия·

В повечето изпълнения на настоящето изобретение комбинацията от горивен елемент и субстратите /позната също като агрегат в челния край/ е прикрепен към мундщука, макар че комбинацията от горивен елемент и субстрат може да се използва с отделен мундщук като многократно използвано цигаре· Мундщукът представлява проход^ чиито канали изпаряват образуващите аерозол материали в устата на пушача и той може да осигури също така допълнителен аромат към изпарените образуващи аерозол материали. В типичния случай дължината на мундщука са движи от до около 85 мм·

Сегментите с ароматизиращи вещества / например сегw меити с нйбра^ тютюнова хартия, нарязан тютюн и други подобни/ могат да се поместят в мундщука или субстратния сегмент например директно зад субстрата или да се разположат отделно от последния с цел да се ароматизира аерозолът. Може да се помести набрана въглеродна хартия по-специално с цел да се придаде ментолов аромат на аерозолите. Такива хартии са описани в Европейски патент 342 538. Други полезни в случая ароматизиращи сегменти са описани в патенти САЩ 5 076 295 и 5 105 834, както и Европейски патент 434 339« Примери за изпълнение на изобретението

Настоящето изобретение ще се разясни по-нататък във основа на следните примери, които улесняват разбирането

- 22 на настоящето изобретение,но те н.е са предвидени като ограничения на изобретението. Всички посочени тук проценти са тегловни проценти, ако не е посочено нещо друго. Всички температури са изразени в градуси по Целзий.

Сравнителен горивен елемент

Сравнителните горивни елементи т.е. елементи без горивния състав се приготовляват както следва :

^w Първият горивен елемент с дължина 12 мм и диаметър

4.2 мм има обемно тегло /привидна плътност/ около 1,02 г/куб.см и се приготовлява от около 82,85 части въглерод от твърда дървесина със среден диаметър на частищ те 12 микрометра, 10 части амониев алгинат, 0,9 части Na CO , £ ο 0,75 чвчти левулинова киселина, 5 части смляна с топкова мелница смес от американски тютюн и 0,5 части тютюнов екстракт, получен както е описано в патент САЩ 5 159 942.

Вторият горивет елемент с дължина 12 мм и диаметър

4.2 мм има обемно тегло /привидна плътност/ около 1,02 г/куб.см и се приготовлява от около 83,55 части въглерод от твърда дървесина със среден диаметър на частиците 12 микрометра, 10 части амониев алгинат, 0,2 части Na CO ,

Сл О 0,75 части левулинова киселина, 5 части смляж с топкова мелница смес от американски тютюн и 0,5 части тютюнов екстракт, получен както е описано в патент САЩ 5 159 942.

Въглеродът от твърда дървесина се приготовлява чрез овъгляване на несъдържаща талк сулфатна целулоза от твърда дървесина в инертна атмосфера, при постепенно повишаване на температурата, така че да се ограничи окислението на хартията, до окончателно овъгляване при температура наймалко 750°С. Полученият въглероден материал се охлажда в инертна атмосфера до под 35°С и тогава се смила във вид на ситен прах със среден диаметър на частиците около 12 микрометра /определен с помощта на Микротрак Аналайзер на фирмата Лийдс и Нортруп/.

Прахообразният въглерод от твърда дървесина се смесва на сухо с амониевия алгинат като свързващо вещество, левулинова киселина и тютюна и тогава се прибавят 3 тегл. воден разтвор от Na CO , за да се получи годна за екструзия смес, която има крайна концентрация на натриев карбонат около 0,9 части.

Горивни пръти с дължина около 61 см се екструдират с помощта на шнеков екструдер от горната смес и те, общо взето,имаш цилиндрична форма с диаметър 4,5 им, като притежават шест равномерно разпределени по периферията канали /около 0,5 мм широки и около 1 мм дълбоки/ със закръглено дъно; каналите се простират от край до край. Екструдираните пръти имат намално влагосъдържание в гграниците от около 32 до 34 тегл. Те се сушат при стайна температура за около 16 часа и крайното влагосъдържание възлиза на около 7-8 тегл. % Изсушените цилиндрични пръти се нарязват на дължина 12 мм с помощта на стоманени дискове с диамантни резци.

Пример 2

Оформените съгласно пример 1 горивни елементи имат следния състав : 75,15 части елементарен въглерод /твърда дървесина/, 8,4 части графит /фирма Алдрич Кемикъл/, 10 части амониев алгинат, 0,2 части натриев карбонат, 5 части тютюн и 1,25 части ароматизиращо вещество.

Пример 3

Оформените съгласно пример 1 горивни пръти имат

- 24 следния състав : 75,15 части елементарен въглерод /твърда дървесина/, 8,4 части калциев карбонат, 10 части амониев алгинат, 0,2 части натриев карбонат, 5 части тюткн и 1,25 части ароматизиращо вещество.

Пример 4

Оформените съгласно пример 1 горивни елементи имат следния състав : 72,15 части елементарен въглерод /твърда дървесина/, 10 части амониев алгинат, 3,0 части калциев карбонат, 0,2 части натриев карбонат, 5 части тютюн и 1,25 части ароматизиращо вещество.

Пример 5

Оформените съгласно пример 1 горивни елементи имат следния състав : 71,45 части елементарен въглерод /твърда дървесина/, 8,4 части графит /фирма Алдрич/, 10 части амониев алгинат, 3,0 части калциев карбонат, 0,9 части натриев карбонат, 5 части тютюн и 1,25 части ароматизиращо вещество.

Пример 6

Характеристика на горенето ‘ш- Характеристиката на горене на горивните елементи се определя с помощта на инфрачервен спектрометър Бекман модел 880 на фирмата Роземаунт А налитикал, Калифорния в ком·бинация с аерозолен спектрометър модел 1М-6500 на фирмата феникс Инструментс, който се доставя от фирмата Виртик Къмпани, Ню Йорк и е модифициран както е описано в Европейски патент 569 964, чието описание е приложено за справка.

Комбинирането на двата уреда осигурява начин за определяне на въглероден окис, общия въглероден д^г окис и сумата от калории, освободени през време на ϊΌρβΗβ на горивния елемент. Уредите дават такива данни от анализа на всяко отделно смукване.

- 25 Във всяки пример са снабдени с кожух и изгорени по 5 горивни елементи, което става с помощта на комбинираните уреди за 20 смуквания при условия на пушене 50/30. Тези условия включват смукване на обем 50 мл в течение на 2 секунди, като всяко смукване се предшествува от 28 секунди време на тлеене. Запалването на горивните елементи става с помощта на стандартна пламъчна запалка откъм челото на горивните елементи в течение на 5 секунди преди

осъществяване на първото смукване при горепосочените усло-
вия 50/30. Резултатите, получени със	сравнит	елния елемент
съгласно пример 1, са следните :	добавка	добавка
	На С0о	NanC0„
	2 3	2 3
	0,9 части 0,2 части
средно общ COg	87 мг	90,09 мг
средно общ CO	22 мг	24,31 Μ.Γ
средно общо калории	209	216
средно съотношение СО/калории	0,105	0,113
Резултатите, получени с горивния	елемент съгласно
пример 2, са следните : средно общ СО^	69	,20 мг
средно общ CO	13	,35 мг

средно общо калории 160 средно съотношение СО/калории 0,083

Резултатите, получени с горивния елемент съгласно

пример 3, са следните :
средно	общ COg	75,54 мг
средно	общ CO	17,94 мг
средно	общо калории	184,13
средно	съотношение СО/калории	0,096

Резултатите, получени с горивния елеьеант съгласно пример 4, са следните :

средно общ COg средно общ CO

76,03 мг

15,77 мг средно общо калории средно съотношение СО/калории 0,089

Резултатите, получени с горивния елемент съгласно пример 5, са следните :

средно общ COg средно общ 00

77,27 мг

15,21 мг средно общо калории

179,70 средно съотношение С0/калории 0,085

Пример 7

Цигара съгласно фигура 2

Горивен елемент

Използува се горивен елемент, приготвен както е описано в пример 2, 3, 4 или 5. Дължината на горивния елемент е 12 мм, а диаметърът 4,2 мм.

Изолационен кожух

Пластмасова тръбичка с дължина 12 мм и диаметър

4,2 мм се обвива с изолационен материал на кожуха, който има дължина 12 мм. В тези изпълнения на цигарите изола- ционният кожух се състои от 2 слоя тъкани от стъкрени влакна, които тъкани имат дебелина 1 мм преди да се пресоват в машината за оформяване на кожуха /например тази, описана в патент САЩ 4 893 637/. След формоването тъканите имат дебелина около 0,6 мм. Разположен между два слоя стъклени влакна, се намира лист от преструктурирана тютюнова хартия

Р-2831-189-АА на фирмата Кимберли-Кларк. Цигарена хартия тип Р-3122-153 на същата фирма обгръща външния слой. Листът от преструктутирана тютюнова хартия прилича на хартиен лист, приготвен от тютюн, и той съдържа допълнително екстракт от тютюнова смес. Ширината на листовете от преструктуриран тютюн преди оформяването възлиза на 19 мм за вътрешния лист и 26,5 мм за външния лист. Окончателният диаметър на снабдената с кожух пластмасова тръбичка е около 7,5 мм.

Субдтрат w Непрекъснат субстратен прът с диаметър около 7,5 мм се приготовлява от силно гофрирана лента от хартия г/кв.м с ширина 152 мм, съдържаща 25 тегл. % калциев сулфат марка Р3284-19 на фирмата Кимберли-Кларк, при което се използува например уред на оформяване на пръта КДФ-2. Субстратният прът се обгръща с ламинат от хартия и алуминиево фолио с ширина около 24,5 мм, като фолиото е от лят алуминий с дебелина 0,013 мм, а хартията е тип R1R-001A на фирмата Симпсон Пейпър Къмпани. Ламинатът е приготвен с предлагано на пазара лепило Айрфлекс 465. Ламинираната хартия е оформена във вид на тръбичка /с алуминиевото фолио *“ откъм вътрешната страна/ чрез съединение с препокриване при използуване на етилен-винил-ацетатно лепило на водна база. Полученият чрез препокриване прът се нарязва на сегменти с дължина 31 мм и се зарежда с образуващо аерозол средство като например глицерин, пропилен-гликол и/или ароматизиращо средство.

Пробка от тютюнова хартия Прът от тютюнова хартия с диаметър около 7,5 мм се оформява от средно гофрирана лента от тютюнова хартия с ширина 127 мм марка P-144-CNA-CB, доставяна от фирмата Кимберли-Кларк, като се използува например уредът, опи28 сан в патент САЩ 4 807 809. Прътът се обгръща с хартия тип P14S7-184-2 на същата фирма с ширина z6,5 мм и се нарязва на сегменти с дължина 10 мм.

Обвивна хартия за челния край

Обвивната хартия за челния край се приготовлява чрез ламиниране на няколко вида хартии, а именно външен слой от хартия Екуста 456, среден слой от алуминиево фолио с дебелина 0,013 мм и вътрешен слой от тънка хартия с тегло

20,4 г/кв.м. Ламинираните слоеве се придържат един към друг с помощта на предлагано на пазара лепило Айрфлекс 465 в количество 0,68 кг на топ.

Аерозолна тръбичка

Хартиена аерозолна тръбичка с диаметър 7,5 мм се приготовлява от лента с ширина около 27 мм от хартия R1R002А Симпсон с основно тегло 112 г и дебелина около 0,030 мм. Хартията R1R-002A се оформява във вид на тръбичка чрез съединяване е препокриване като се използува етилен-винилацетатно лепило на водна база. Външната и вътрешната повърхност на хартиената тръбичка се снабдява co покритие от Херкон-70. Хартията се нарязва на сегменти с дължина 31 мм.

Тръбичка за мундщука

Хартиена тръбичка за мундщука с диаметър около 7,5 мм се оформява от хартия тип R1R-002A на фирмата Симпсон чрез съединяване с препокриване при използуване на стопилково лепило 448-195К, което се доставя от фирмата R1R Рейнолдс. Оформената тръбичка се нарязва на сегменти с дължина 40 мм.

филтърна пробка

Полипропиленов филтърен прът с диаметър около 7,5 мм се оформява от кече РР-ЮО с ширина около 260 мм, което се доставя от фирмата Кимберли-Кларк, и се обгръща с хартиена лента Р1487-184-2 с ширина 26,5 мм, доставяна от същъта фирма. Използува се например уредът, описан в патент САЩ 4 807 809. Снабденият с обвивка прът се нарязва на сегменти с дължина 20 мм.

Тютюнова ролка

Приготвен както е описано в патент САЩ 5 159 942, пълнител от нарязан преструктуриран тютюн се оформява във вид на прът с диаметър 7,5 мм и се обгръща с хартия. Обвитата тютюнова ролка с нарязва на сегменти с дължина 20 мм.

Комплектоване на цигарата

А. Комплектоване на челния край

Къс от субстрат с дължина 10 мм се вмъква в единия край на аерозолна тръбичка с дължина 31 мм и се разполага на около 5 мм от края, чрез което се получава кухо пространство от около 5 мм. Към субстрата се добавят 150 мг смес, която се състои от глицерин, тютюнов извлек и други ароматизиращи вещества. В другия край на аерозолната тръбич ка се вмъква книжна пробка с дължина 10 мм докато мундщука на пробката от тютюнова хартия се изравни с мундщука на аерозолната тръбичка.

Къс от изолационен кожух с дължина 12 мм се изравнява с челния край на аерозолната тръбичка, така че изолационният кожух д.а бъде в съседство с кухото пространство на аерозолната тръбичка. Изолационният кожух и аерозалната тръбичка ое обгръщат с къс хартия за обвиване на челния край с размери приблизително 26,5 х 37 мм. Обвивната хартия /виж по-горе/ откъм страната на тънката хартия се поставя към аерозолната тръбичка и за уплътняване на връзка- 30 Че»·* та, която се получава чрез препокриване, се инползува лепило парка 2128-69-1, доставяно от фирмата Х.Б.Фулер, Миниаполис, Минесота. Обвивката с дължина 37 мм се изравнява в надлъжна посока така, че обвивната хартия се простира от свободния край на аерозолната тръбичка до приблизително 6 мм извън изолационния кожух, при което приблизително 6 мм от изолационния кожух остават открити.

Пластмасовата тръбичка в изолационния кожух се отатранява и се поставя горивен елемент с дължина 12 мм, така че краят на горивния елемент да се изравни с края на изолационния кожух.

В. Комплектоване на мундщука

Филтърна, пробка с дължина 20 мм се вмъква в единия край на мундщука, а тютюнова ролка с дължина 20 мм се вмъква в другия край на мундщука, така че пробката и ролката д,а се изравнят с краищата на мундщука.

Комплектът от мундщука и този от челния край се изравняват, така че тютюновата ролка да приляга челно с пробката от тютюновата хартия и се прикрепват взаимно в парче от лента, за да образуват цигарата.

Цигарата се изпушва и дава видим аерозол и тютюнов аромат /т.е. изларени тютюнови компоненти/ при всяко от общо 10-12 смуквания. Горивният елемент изгаря на разстояние около 6 мм т.е. приблизително до участъка, където облицованата с фолио тръбичка покрива горивния елемент,при което цигарата се самоизгасва.

Пример 8

Приготовляване на компонентите

Снабден с кожух горивен прът

Снабден с кожух горивен прът с диаметър приблизи31 телно 7,5 мм, включващ приготвен съгласно някой от примери 2, 3 или 4 горивен елемент, и изолационен материал се приготовляват чрез директно екструдиране на въглероден горивен прът във вид на многослоеста лента от стъклени нишки и тютюнова хартия съгласно описания в Европейски патент 562 474 процес. Снабденият с кожух горивен прът се нарязва на сегменти с дължина около 72 мм.

Материал за кожуха

Материалът за кожуха се състои от два слоя тъкан от стъклени нишки, всяки от които има дебелина 1 мм преди пресоването с машината за формоване на кожуха. След пресоването дебелината намалява на около 0,6 мм. Във вид на оандвич между двата слоя стъклени нишки се поставят един или два листа хартия от преструктуриран тютюн тип Р-3510-96-2 на фирмата Кимберли-Кларк. Цигарена хартия тип Р-3122-153 на същата фирма обгръща външния слой на материала. Хартиеният лист от преструктуриран тютюн прилича на хартиен лист и съдържа извлек от тютюнова смес. Преди формоването ширината на листовете от преструктуриран тютюн възлиза на около w 17 мм, докато ширината на външния лист от цигарена хартия е около 25,5 мм. Лепилото, използувано за горната обвивка, може да бъде студено лепило тип С5 1242, което се доставя от фирмата R1R Рейнолдс, Уинстон-Залем, Северна Каролина.

Субстратна тръбичка

Непрекъснат субстратен прът с диаметър около 7,5 мм се оформява от ивица хартия с ширина около 17,8 см, която е силно гофрирана, има тегло 36 г и съдържа 25 тегл. $ калциев сулфат. Хартията се доставя като тип Р3284-19 от фирмата Кимберли-Кларк и оформяването на пръта се извърши с помощта на уреда КДф-2 след известна модификации. Субстрат- 32 ният прът се обгръща с ламинат от хартия и алуминиево фолио с ширина около 24,5 мм, като фолиото се излива непрекъснато от алуминий с дебелина 0,013 мм и се приготовлява от хартия R1R 002А на фирвата Симпсон. Лепилото за изготвяне на ламината е силикатно лепило тип 06-50-05-0051, доставяно от фирмата R1R Пекиджинг. Студеното лепило С5 1242М на същата фирма се разпръсква върху ламината, така че субстратът да се придържа в рамките на обвивката. Шевът се заварява с помощта на стопилково лепило 444-227 на същата фирма.

Обвитият прът се нарязва на сегменти с дължина 60 мм. През време на оформяване на непрекъснатия субстратен прът върху тъканта се нанасят приблизително 900 мг образуващ аерозол материал, включващ глицерин, пропилен-гликол и ароматизиращи вещества като тютюнов извлек. Субстратните сегменти се нарязват във вид на субстратни пробки с дължина около 10 мм и се обвиват с алуминиево-хартиен ламинат с дебелина 0,013 мм, който е описан по-горе и има ширина около

25,5 мм. Пробните се поставят на алтернативни интервали от 10 и 12 мм по протежение на тръбичката. Пробните се|аридържат към тръбичката чрез съответна употреба на стопцлково лепило тип 448-37А на фирмата R1R. Шевът се заварява със стопилково лепило тип 444-227 на същата фирма. Преди заваряване на тръбичката в субстратната пробна се правят нащърбвания в надлъжна посока, така че пробната да се фиксира от шевната връзка, което помага за намаляване на миграцията на образуващото аерозол средство към другите компоненти на цигарата.

Непрекъснатата тръбичка се нарязва във вид кухи субстратни секции с дължина около 42 мм, които имат централ- 33 на кухина от около 12 мм, две субстратни пробки с ширина 10 мм и празно пространство във всяки от краищата с ширина около 5 мм.

Тютюнова секция

Приготвеният както е описано в патент САЩ 5 159 942 пълнител от преструктуриран тютюн се оформява във вид на прът с диаметър около 7,5 мм и се обгръща с хартия като например Кимберли Кларк 646 с ширина 25,5 мм при използуване f‘ на машина за цигари Протос и стандартно лепило за залепване на краищата. Обвитата тютюнова ролка се нарязва на сегменти с дължина 120 мм.

Прът от тютюнова хартия с диаметър около 7,5 мм се оформява от средно гофрирана ивица от тютюнова хартия © ширина 127 мм тип P-144-CNA-CB на фирмата Кимлерли-Кларк с помощта на уред за оформяване на пръти какъвто е описано в патент САЩ 4 807 809. Прътът се обвива с хартия КС тип Р1487-184-2 с ширина около 25 мм и се нарязва на сегменти с дължина 80 мм.

Сегментите от тютюновата ролка и тютюновата хартия w* се нарязват на сегменти с дължина съответно 40 мм и 20 мм, изравняват се в последователно подреждане и се обвиват в хартия КС 646 с ширина 25,5 мм при използуване на стопилково лепило 448-37А на фирмата R1R, както и шевово лепила 448-195К на същата фирма. Комбинацията от тютюнова ролка и тютюнова хартия се нарязва във вид на двойна тютюнова секция с дължина 60 мм, състояща се от сегмент от тютюнова ролка 40 мм в центъра и сегмент от тютюнова хартия 10 мм в двата края на сегмента от тютюнова ролка.

Фил т ър

Полипропиленов филтърен прът с диаметър 7,5 мм се

- 34 оформява от кече ΪΤ-100 с ширина около 260 мм, доставяно от фирмата Кимберли-Кларк, и се обгръща с ивица от хартия Р1487-184-2 с ширина 25,5 мм, доставяна от същата фирма, което става с уреда, описан в патент САЩ 4 807 809 при използуване на шевово лепило 448-195А. Обвитият прът се нарязва на сегменти с дължина 80 мм.

Комплектоване на цигарите

Секция от горивен субстрат

Снабден с кожух горивен прът се нарязва във вид на горивни елементи с дължина 12 мм. Два горивни елементи се разполагат в противоположните страни на секцията от субстратна кухи тръбичка и се изравняват. Тези компоненти се обгръщат с обвивка с ширина около 26,5 мм и дължина около 54 мм, състояща се от ламинат хартия-фолио-хартия. Даминатът включва хартия Екуста 15456, след това нфрекъснато алуминиево фолио с дебелина 0,013 мм и накрая хартия Екуста 29492, която се присъединява към фолиото с помощта на лепило Айрфлекс 465. Даминатът се придържа към комбинацията от снабдено с кожух гориво и субстратна куха тръбичка с помощта на студено лепило МТ-8014 на фирмата R1R, което се нанася върху цялата вътрешна повърхност на ламината. Обвивката обгръща субстратната тръбичка и се простира в рамките на около 6 мм от свободния край на всяки горивен елемент, при което се образува двойна горивна субстратна секция.

Тютюново-горивен комплект

Двойният горивен субстрат във вид на секция се прерязва в цунтъра и се разполага в противоположните страни на двойната тютюнова секция, след което се изравнява така, че кухият край на всяка горивно-субстратна секция е съседен и граничи с пробката от тютюнова хартия в двата края

- 35 на двойната тютюнова секция. Обединените компоненти се обгръщат с хартия Екуста Ξ30336 с дължина около 70 мм и ширина около 26 мм. Обвивката се прикрепва към горивно-субстратната секция и тютюновата секция с помощта на лепило МТ-8009 /фирма R1R/,при което се образува двоен тютюново-горивен комплект с дължина приблизително 126 мм.

Цигара

Двойният тютюново-горивен комплект се разрязва в средата и се поставя в противоположните страни на двойния филтър, така че краят на тютюновата ролка на единичния тютюново-горивш комплект да бъде съседен и да подпира двойния филтър. Обединените компоненти се обгръщат с обвивка тип R1R 1000011 с дължина приблизително 50 мм и ширина около 26 мм, която се простира приблизително 5 мм над всяка от връзките между двойния филтър и тютюново-горивния комплект. Обвивката се придържа по цялата си повърхност към обединените компоненти с помощта на лепило МТ-8009 /фирма R1R/, което покрива 100 % от обвивката, при което се образува двойна цигара. Двойната цигара се разрязва приблизително в средата /т.е. в центъра на двойния филтър/ и се образуват единични цигари.

Пример 9

Цигара съгласно шример 1

Горивен елемент

Приготовлява се горивен елемент както в пример 1 от следните компоненти :

тегл. ^а!<> амониев алгинат като свързващо вещество тегл. fo смлян на топкова мелница тютюнов прах

8,4 тегл. % праиобразен графит тегл. ^а/о прахообразен калциев карбонат тегл. % прахообразен натриев карбонат

72,6 тегл. % прахообразен въглерод от твърда дървесина

Дължината на горивния елемент е около 12 мм, а диаметърът около 7,5 мм. През време на приготовлението се оформяват четири или шест еднакво разпределени периферни канали с дълбочина 1 мм и ширина 0,5 мм, които минават по повърхността на горивния елемент и се простират от край до край. Горивният състав се смесва и се екструдира непрекъснато, така че да има желаните размери в комбинираната структура от слоя от стъклени нишки и тютюнова хартия както е описано в пример 8.

Субстрат

Непрекъснат субстратен прът с диаметър около 7,5 мм и дължина около 31 мм се оформява от преструктуриран тютюнов лист. Съставът на листния материал е следния :

40-60	тегл
2-10	тегл.
15-35	тегл.
0-20	тегл.
0-15	тегл.

. ^ϋ/ο глицерин °/о амониев алгинат като свързващо вещество % прахообразен тютюнов извлек % инертен пълнител /напр. СаСО / % ароматизиращи вещества /тютюнов извлек и други/

Листовият материал се приготовлява с помощта на уред за леене на листове. Листовият материал се нарязва на ивици от 0,79 до 1,0 мм и се получава пълнител, който се оформява във вид на пръти например с помощта на модифициран уред КДФ-2 . Субдтратният прът се обгръща с ламинат от хартия и алуминиево фолио с ширина около 25,5 мм, като фолиото представлява лят алуминий с дебелина 0,013 мм, а хартията е продукт тип R1R-002A на фирмата Симпсон. Ламинатът се приготовлява с предлаган на пазара продукт - лаило Айрфлекс 465. Ламинираната хартия се преработва във вид на тръбичка /е фолиото откъм вътрешната страна/ чрез съеданение с препокриване при използуване на етилен-винил-ацетатно лепило на водна база. Обвитият прът се нарязва на сегменти с дължина 31 мм и се зарежда с образуващо аерозол средство като например глицерин, пропиленгликол и/или ароматизиращи вещества.

Пълнежна пробка от нарязан преструктуриран тютюн

Прът или пробка от нарязан преструктриран тютюн с диаметър около 7,5 мм се оформява от лист от преструктуриран тютюн /виж патент САЩ 5 159 942/, които след това се нарязва на ивици от 0,79 до 1,0 мм. Прътът от нарязан тютюн се обгръща с хартия Р-1487-184-2 на фирмата Кимберли-Кларв с ширина 25,5 мм, след което прътът се нарязяв на сегменти с държина 20 мм.

филтърна пробка филтърен прът от влакна от ацетатна целулоза с диаметър около 7,5 мм се приготовлява от целулозн-о-ацетатни влакна, които се обгръщат с хартия тип 29646 на фирмата Екуста например с помощта на модифициран у ред КДФ-2 и агрегат за преработка на влакната Е-60, доставян от фирмата Arjay Equipment Corporation. Обвитият прът се нарязва на сегменти с дължина 20 мм.

Комплектоване

Отделните компоненти се комбинират с помощта на стандартна цигарена машина, която беше модифицирана, за да се приспособи към нестандартните дължини на различните компоненти.

Сегментът от горивен елемент и оубтратният прът се изравняват, така че краищата им да се допират. Двата сегмента се присъединяват с помощта на хартия тип 29646, която се доставя от фирмата Екуста. По-добре е обаче това да стане с ламинирана обвивка, която обгръща и се простира по дължината на субстратния прът и дължина от 6 мм на сегмента от горивния елемент, който е съседен на субстратния прът. Ламинираната обвивка включва външен слой от хартия тип 999 52 н.а фирмата Екуста, слой от лепило, което се доставя като АМ-5001 от фирмата R1R, слой от алуминиево фолио с дебелина 0,013 мм, друг слой лепило АМ-5001 и вътрешен слой хартия тип 999 51 на фирмата Екуста. Лепилото за съединение с препокриване е тип МТ-8014 на фирмата R1R. Ламинираната обвивка има дължина 37 мм и ширина 24,4 мм.

Сегментът от нарязан пълнител и сегментът от филтърен елемент се изравняват, така че краищата им да се допират. Двата сегмента се присъединяват с хартия тип 29646, доставяна от фирмата Екуста. Хартията обгръща дънжината на всяки от сегментите, лепилото за съединяване чрез препокриване е тип 448-195К на фирмата R1R, а лепилото за закрепване на хартията е тип 448-37А на същата фирма. Книжната обвивка има дължина 40 мм и ширина 25,5 мм.

Двата обединени сегмента се изравняват, така че краищата им да се допират. Двата обединени сагменти се комбинират е помощта на връхна хартия, която е напечатана и има елемент за освобождаване; този материал е хартия тип А-30336 на фирмата Екуста. Връхният материал обгръща дължината на мундщука и съседния участък на субстратния сегмент. Връхният материал се закрепва с помощта на лепило тип МТ 8014.

Цигарата се изпушва и дава видим аерозол и тютк>нов аромат /т.е. изпарени тютюнови компоненти/, което става чрез 10-12 смуквания. Горивният елемент изгаря около 6 мм

- 3S

т.е. приблизително до този участък, където облечената с фолио тръбичка покрива горивния елемент, след което цигарата се самоизгасва.

Пример 10

Алтернативна цигара съгласно пример 1

Горивен елемент

Горивен елемент съгласно пример 1 се приготовлява

от следните компоненти :

тегл. % амониев алгинат като свързващо вещество тегл· % смлян на топкова мелница тютюнов прах

8,4 тегл. % прахообразен графит тегл. % прахообразен калциев карбонат тегл. % прахообразен натриев карбонат

72,6 тегл. % прахообразен въглен от твърда дървесина

Дължината на горивния елемент е около 12мм, а диаметърът около 7,5 мм. През време на приготовлението се оформяват четири или шест еднакво разпределени периферни канали с дълбочина 1 мм и ширина 0,5 мм, които минават по повърхността на горивния елемент и се простират от край до край. Горивният състав се смесва и се екструдира непрекъснато, така че да има желаните размери в комбинираната структура на слоя от стъклени нишки и тютюнова хартия както е описано в пример 8.

Субстрат

Листов материал се приготовлява чрез леене на водна суспензия от долу.посочените компоненти във вид на листове с номинална дебелина около 0,762 мм върху загряти ленти от неръждаема стомана. При леенето суспензията има съдържание на сухо вещество около 20 %. Суспензията се получава чрез диспергиране във вода на около 20 части водна каша от екс- 40 трахиран тютюн във вид на екстрахирани стебла и листа, около 10 части изкуствено сушени тютюнови листа и около 10 части листа от тютюн Бърлей. Така се получава суспензия съдържаща около 1 % тютюн и около 8 части вода. Получената суспензия се пречиства с помощта на дискова пречистваща машина и се прехвърля в смесителя. Към суспензията, която съдържа около 40 части тютюн, се прибавят около 50 части глицерин, около 2 части тютюнов извлек, описан в колона 11, редове 5-37 на патент САЩ 5 159 942, който е разреден в съотношение около 8 части извлек на около 92 части вода ; около 3 части левулинова киселина и около 1 паст смес от естествени и/или изкуствени ароматизиращи вещества /например какао, фруктоза, сладък корен, масло, изкуствено сушен тютюн или ванилия/; около 3 части извлек от тютюн Бърлей, който е топлинно третиран по описания в патент САЩ

060 669 начин, и около 5 части см.ес от глицерин, пропиленгликол и извлек от тютюн Бърлей, доставян от фирмата Meer Corp. Изборът и относителните количества на тези компоненти като ароматизиращи вещества и тютюнова извлеци обаV че могат да се колебаят по желание, за да се постигнат желаните органолептични свойства.

Получената суспензия се бърка, за да придобие консистентен характер. След това към сулензията се добавят около 5 части амониев алгинат, предлаган от фирмата Мерк под марката Амолоид HV. Получената суспензия се смесва щателно при стайна температура с помощта на витлова бъркачка с режещо действие Бредо. Суспензията се излива върху лента от неръждаема стомана с температура около 105°С, а след това се суши при същата температура. Изсушената суспензия се нарязва на ивици с ширина около 1,0 мм и се кондиционира, за да се получи субстрат, който има влагосъдържание около 15 процента и дебелина на материала около 0,15 мм.

Полученият чрез леене листов субстратен материал се оформява във вид на прът с помощта на машина за тази цел модел Протос на фирмата Науни-Верке. Субстратният прът включва обвивка от ламинат от хартия и алуминиево фолио с ширина около 24,5 мм, като фолиото е от лят алуминий с дебелина 0,013 мм, а хартията е тип 29492 на фирмата Екуста. Ламинатът се изготвя със силакатно лепило тип 06-50-05-005 на фирмата R1R. Ламинираната хартия се оформява във вид на тръба /с фолиото откъм вътрешната страна/ чрез съединяване е препокриване като се използува лепило 05 1252 от фирмата R1R. Обвивната тръба се нарязва на сегменти с дължина 31 мм. Една тръба с дължина 31 мм има тегло около 400 мг.

Пробка от преструктуриран нарязан тютюн

Ролка на нарязан преструктуриран тютюн се оформява от рязан преструктуриран тютюн, приготвен както е описано в пример 6 на патент САЩ 5 159 942. Нарязването става на ивици с ширина около 1,0 мм. Прътът, съдържащ нарязан тютюн, се състои от хартия тип 456 на фирмата Екуста с ширина 26,5 мм. Прътът се изработва като непрекъснат такъв с помощта на познатите технологии за производство на цигари /например машина Протос за цигарени пръти/ при използуване на лепило за съединяване чрез препокриване тип 05 1242 на фирмата R1R. Прътът има диаметър около 7,5 мм и се нарязва на сегменти с единична дължина 20 мм. Пълнителят от нарязан тютюн в сегмента от 20 мм има влагосъдържание около 12 процента и тегло около 220 мг.

филтърна пробка

Целулозно-ацетатен влакнест филтър във вид на прът с диаметър около 7,5 мм и дължина около 20 мм се приготов-

- 42 лява от целулозно-ацетатен влакнест материал на фирмата Истман Кемикъл с дебелина на влакното 10 дение и общо 35000 дение. С помощта на триазин този материал ое пластифицира до съдържание на около 6 процента пластификатор. Ацетатните влакна се обвиват с хартия тип 29646 на фирмата Екуста с ширина 25,5 мм например с помощта на машина КДф-2 за изработване на пръти и агрегат за обработка на кълчища Е-60 на фирмата Arjay Equipment CorporatioM при употреба на стопилково лепило тип 448-195К на фирмата R1R. Обвитият с хартия прът се нарязва на сегменти с дължина 20 мм.

Комплектоване

Отделните компоненти се комбинират с помощта на стандартна цигарена машина, която беше модифицирана, за да се приспособи към нестандартните дължини на различните компоненти.

Сегментът от горивен елемент и субстратният прът се изравняват, така че краищата им да се допират. Двата сегмента се присъединяват с помощта на хартия тип 29646, която се доставя от фирмата Екуста. По-добре е обаче това да стане с ламинирана обвивка, която обгръща и се простира по дължината на субстратния прът и дължина от 6 мм на сегмента от горивния елемент, който е съседен на субстратния прът. Ламинираната обвивка включва външен слой от хартия тип 999 52 на фирмата Екуста, слой от лепило, което се доставя като АМ-5001 от фирмата R1R, слой от алуминиево фолио с дебелина 0,013 мм, друг слой лепило АМ-5001 и вътрешен слой хартия тип 999 51 на фирмата Екуста. Лепилото за съединение с препокриване е тип МТ-8014 на фирмата R1R. Ламинираната обвивка има дължина 37 мм и ширина 24,4 мм.

Сегментът от нарязан пълнител и сегментът от филтъ43 рен елемент се изравняват, така че краищата им да се допират. Двата сегмента се присъединяват с хартия тип 29646, доставяна от фирмата Екуста. Хартията обгръща дължината на всяки от сегментите, лепилото за присъединяване чрез препокриване е тип 448-195К на фирмата R1R, а лепилото за закрепване на хартията е тип 448-37А на същата фирма. Хартиената обвивка има дължина 40 мм и ширина 25,5 мм.

Двата обединени сегмента се изравняват, така че краищата им да се допират. Двата обединени сегмента се комбинират с помощта на връхна хартия,която е напечатана и има елемент за освобождаване; този материал е хартия тип А-30336 на фирмата Екуста. Връхният материал обгръща дължината на мундщука и съседния участък на субстратния сегмент. Връхният материал се закрепва с помощта на л«Шло тип МТ 8014.

Цигарата се изпушва и дава видим аерозол и тютюнов аромат /т.е. изпарени тютюнови комноненти/, което става чрез 10-12 емуквания. Горивният елемент изгаря около 6 мм т.е. приблизително до този участък, където облечената с фолио тръбичка покрива горивния елемент, след което цигарата се самоизгасва.

Настоящето изобретение беше описано в подробности включително предпочитаните изпълнения на изобретението. Трябва обаче да се разбира, че въз основа на настоящето описание специалистът може да направи модификации и/или усъвършенствувания на настоящето изобретение без да излезе от обсега и смисъла на настоящето изобретение както те са изложени в следващите патентни претенции.

Claims (17)

1. Състав за горивен елемент, предназначен за изделия за пушене, характеризиращ се с това, че включва най-малко 50 Т(Гл. % прахообразен елементарен въглерод, най-малко

1 тегл. % свързващо вещество, най-малко 3 тегл. % прахообразен графит и най-малко 1 тегл. % калциев карбонат.

2. Състав за горивен елемент предназначен за изделия за пушене, характеризиращ се с това, че включва най-малко

60 тегл. % прахообраз® елементарен въглерод, най-малко 5 тегл. % свързващо вещество, най-малко 5 тегл. $ прахообразен графит и най-малко 2 тегл. % калциев карбонат.

3. Състав за горивни елементи, предназначен за изделия за пушене, характеризиращ се с това, че включва наймалко 70 тегл. % прахообраз® елементарен въглерод, най-малко 10 тегл. % свързващо вещество, най-малко 8 тегл. % прахообраз® графит и най-малко 3 тегл. % калциев карбонат.

4. Състав съгласно претенция 1, 2 или 3, характеризиращ се с това, че включва освен това до около 10 тегл. тютюн.

5. Състав :съгласно претенция 1, 2 или 3, характеризиращ се с това, че включва освен това до около 1 тегл'. % натриев карбонат.

6. Състав съгласно претенция 1, 2 или 3, характеризиращ се с това, че свързващото вещество представлява алгинатно свързващо вещество.

7. Състав съгласно претенция 4, характеризиращ се с това, че алгинатното свързващо вещество е амониев алгинат.

8. Състав съгласно претенция 1, 2 или 3, характеризиращ се с това, че прахообразният елементарен въглерод представлява въглерод от твърда дървесина, който има средна

45 величина на частиците около 12 микрометра.

9. Състав съгласно претенция 1, 2 или 3, характеризиращ се с Това, че прахообразният графит има средна величина на частиците около 8 микрометра.

10. Горивен елемент, предназначен за използуване в изделия за пушене, характеризиращ се с това, че има диаметър до около 8 мм и дължина до около 20 мм, същият елемент е оформен чрез екструзия на горивен състав, състоящ се от най-малко 50 тегл. прахообразен въглерод от твърда дървесина, най-малко 1 тегл. °/о свързващо вещество, най-малко 3 тегл. $ прахообразен графит и най-малко 1 тегл. калциев карбонат.

11. Горивен елемент, предназначен за използуване в изделия за пушене, характеризиращ се с това, че има диаметър около 8 мм и дължина около 20 мм, същият елемент е оформен чрез екструзия на горивен състав, състоящ се от най-малко 60 тегл. $ прахообразен въглерод от твърда дървесина, най-малко 5 тегл. % свързващо вещество, най-малко

5 тегл. 5¾ прахообразен графит и най-малко 2 тегл. $ кал** циев карбонат.

12. Горивен елемент, предназначен за използуване в изделия за пушене, характеризиращ се с това, че има диаметър до около 8 мм и дължина до около 20 мм, същият елемент е оформен чрез екструзия на горивен състав, състоящ се от най-малко 70 тегл. % прахообразен въглерод от твърда дървесина, най-малко 10 тегл. / свързващо вещество, най-малко 8 тегл. % прахообразен графит и най-малко 3 тегл. калциев карбонат.

13. Горивен елемент съгласно претенция 10, 11 или

12, характеризиращ се е това, че горивният състав съдържа

- 46 оовен това до около 10 тегл. % тютюн.

14. Горивен елемент съгласно претенция 10, 11 или

12, характеризиращ се с това, че горивният състав съдържа освен това до около 1 тегл. $ натриев карбонат.

15. Горивен елемент съгласно претенция 10, 11 или

12, характеризиращ се с това, че свързващото вещество в горивния състав представлява алгинатно свързващо вещество.

16. Горивен елемент съгласно претенция 15, характе-

Г^,ч‘ ризиращ се с това, че алгинатното свързващо вещество в състава представлява амониев алгинат.

17. Горивен елемент съгласно претенция 10, II или

12, характеризиращ се с това, че прахообразният въглерод от твърда дървесина в горивния състав има средна величина на частиците около 12 микрометра.

1S. Горивен елемент съгласно претенция 10, 11 или

12, характеризиращ се с това, че прахообразнит графит в горивния състав има средна величина на частиците около 8 микрометра.