CZ20032140A3

CZ20032140A3 - Cigareta a filtr s aromatickou vložkou

Info

Publication number: CZ20032140A3
Application number: CZ20032140A
Authority: CZ
Inventors: Richard Jupe; Don Earl Laslie; Arlington L. Finley; Barbara G. Taylor; Cecil M. Smith; Vivian E. Willis; Rowland William Dwyer
Original assignee: Philip Morris Products, Inc.
Priority date: 2001-02-22
Filing date: 2002-02-22
Publication date: 2004-06-16
Also published as: US20040187881A1; EP1377184A4; ES2345976T5; PT1377184E; JP4028802B2; US20020166563A1; CA2438908A1; ZA200306405B; HU230306B1; MXPA03007568A; BR0207439B1; EP1377184B2; ES2345976T3; TWI249381B; ATE468033T1; CZ301372B6; KR20030077634A; DE60236421D1; HUP0303177A2; EA200300913A1

Description

Oblast techniky

Předložený vynález se týká kuřáckých výrobků jako jsou cigarety a zvláště cigarety, jejichž část tvoří filtr obsahující adsorpční (pohlcující) a vlákninové a/nebo tkaninové filtrační materiály a které jsou vytvořeny pro prospěšné odstranění plynných fázových komponent z hlavního kouřového proudu.

Dosavadní stav

Kuřácké výrobky, zvláště cigarety, obvykle tvoří tyčinka tabáku z rozřezaného tabáku (obvykle ve tvaru naplněné seříznuté tyčky) obalená cigaretovým papírkem a válcový filtr připojený vždy ke koncům tabákové tyčinky. Filtr obvykle zahrnuje ucpávku z koudelového celulózového acetátu připojenou k tabákové tyčince stočeným papírkem. Ventilace hlavního kouřového proudu je dosaženo řadou nebo řadami perforací v tahu kolem umístění podél filtru. Taková ventilace zabezpečuje rozředění vtahovaného proudu kouře okolním vzduchem k redukci přenášeného dehtu.

Specifická účinnost filtru je obvykle odvozena jako hladina dehtu ve filtru po odečtení hladiny dehtu vycházející z filtru a to děleno hladinou dehtu vstupujícího do filtru. Ventilace má sklon snižoyat specifickou účinnost filtru.

Po zapálení cigarety, kuřák vtahuje hlavní kouřový proud s dehtem na konci cigarety. Vtahovaný cigaretový kouř nejprve vstupuje do koncové části filtru umístěné směrem proti proudu a pak prochází částí po proudu, která sousedí s ústním koncem cigarety.

Určité cigarety mají segmenty filtru obsahující adsorpční materiály jako je aktivní uhlí a příklady tohoto způsobu jsou popsány v US-A-3 101 723 (Tovey), US2 ·.. .. .........

A-3 353 543 (Sproull a jiní), US-A-3 101 723 (Seligman a jiní), a US-A-4 481 958 (Ranier a jiní). Jiné komerčně dostupné filtry obsahují samotné částečky nebo granule karbonu (například aktivní uhlíkaté materiály) nebo tyto materiály rozptýlené v koudelovém celulózovém acetátu; další komerčně dostupné filtry mají rozptýlená uhlíková vlákna; zatímco stále ještě další komerčně dostupné filtry mají tak zvané „ucpávky, dutiny nebo trojité filtry“. Jako příklady komerčně dostupných filtrů uvádíme „SCS IV Duál Solid Charcoal Filter“ a „Triple Solid Charcoal Filter“ vyráběný společností Filtrona International Ltd; „Triple Cavity Filter“ společnosti Baumgartner; a ACT společnosti Filtrona International, Ltd. Viz rovněž Clarke a jiní, World Tobacco, str. 55 (Listopad 1992). Detailní diskuse o vlastnostech a složení cigaret a filtrů je nalezena v US-A-5 404 890 a v US-A-5 568 819 - Gentry a jiní, v popisech vynálezů, na které se zde odvoláváme.

Obvykle v dosavadní praxi, cigarety typu „ucpávka-prostor-ucpávka“ mají za úkol umístit ventilaci v místě podél lůžka adsorpční látky obsažené v prostoru tak, aby bylo dosaženo dostatečného oddálení ventilačních otvorů od konce filtru, který je vkládán do úst. Při této praxi, rty kuřáka neuzavírají ventilační otvory. Takové umístění, má nicméně tendenci ke snižování filtrační účinnosti adsorpční látky, neboť to vede ke zvýšení rychlosti hlavního kouřového proudu alespoň v části adsorpčního lůžka.

Dosud jsou známy různé kroužkovité konfigurace filtrů, které mají spojitost s oblastmi prstencových filtrů opatřenými uhlíkem. Například přihláška EP číslo 579 410 znázorňuje řadu provedení cigaret s prstencovou oblastí nesoucí uhlík, která obklopuje buď porézní filtrační materiál nebo prázdnou trubičkovou dutinu vytvořenou porézní membránou. Podobně, US-A-3 894 545 (Crellin a kol.) znázorňuje různé konfigurace prstencových oblastí nesoucích uhlík, které obklopují porézní membránu nebo uvádí tyčinku materiálu nesoucího uhlík, která je obklopena porézní membránou.

Prvky cigaretového filtru, které začleňují uhlík mají schopnost odstraňovat základní složky z hlavního kouřového proudu, který jimi prochází. Zvláště aktivní uhlí má sklon k redukci hladiny jistých plynných fázových složek, které jsou přítomny • · · · v hlavním kouřovém proudu. Výsledkem pak je změna v organoleptických vlastnostech takového kouře.

Navzdory těmto výhodám u filtrů nesoucích uhlík, nejsou tyto způsoby dostatečně široce využívány. Bylo zjištěno, že hlavní kouřový proud z uhlíkatých filtrů má tendenci ztrácet aroma a to působí opačně k preferencím kuřáků. To je pak příčinou, proč jejich využívání u komerčně nabízených cigaret není tak rozšířeno.

Je žádoucí zabezpečit cigaretu opatřenou filtrem, který obsahuje uhlík a/nebo jiné materiály schopné adsorbovat a/nebo absorbující plynné fázové komponenty přítomné v hlavním kouřovém proudu při zachování příznivé absorpce/adsorpce, rozředění a tahových charakteristik a dodání aroma k přefiltrovanému kouři tak, aby se dosáhlo zvýšení přijatelnosti spotřebiteli.

Navíc, je žádoucí zabezpečit takový filtr, který by umožnil časové zadržení v oblasti absorpce/adsorpce při současném dosažení poklesu tlaku při vtahování v oblasti ředění a oblasti absorpce/adsorpce tak, aby byly zajištěny přijatelné tahové charakteristiky při přijatelné chuti a rezistenci v tahu.

Podstata vynálezu

Podle předloženého vynálezu, kuřácký předmět jako je cigareta, obsahuje tyčinku tabáku a vícesložkový filtr obsahující lůžko adsorpčního materiálu a úsek filtru uvolňující aroma, umístěný pod lůžkem adsorpčního materiálu ve směru tahu. Ve výhodném provedení, adsorpční materiál nese rovněž aromatickou složku a obsahuje vysokou povrchovou plochu aktivního uhlí. Při vtahování hlavního kouřového proudu skrz část filtru, složky plynné fáze kouře jsou odstraňovány a aroma je uvolňováno z adsorpčního lůžka. Poté je přidané aroma uvolňováno do hlavního kouřového proudu při jeho procházení skrz úsek filtru uvolňující aroma.

K omezení množství spalovaného tabáku při každém tahu z cigarety je zabezpečena ventilace, která je uspořádána po proudu v místě pod adsorpčním lůžkem a která snižuje rychlost hlavního kouřového proudu skrz adsorpční lůžko. Uhlíkaté lůžko s výhodou obsahuje alespoň 90 až 120 mg nebo větší množství uhlíku ve zcela naplněném stavu nebo 160 až 180 mg nebo více uhlíku v 85% naplněném stavu • · · ·

.........

nebo ještě lépe při kombinaci s jinými charakteristikami, které zabezpečují aromatické cigarety, které dosahují značné redukce složek v plynné fázi hlavního kouřového proudu, zahrnující 90% redukce nebo více v 1, 3 butadienu, akroleinu, isoprenu, propionaldehydu, akrylonitrilu, benzenu, toluenu, styrénu a 80% redukce nebo větší acetaldehydu a kyanovodíku.

Jak úsek uvolňující aroma tak lůžko uhlíku nesoucí aroma ve směru proudu, přispívají k uvolňování aroma po celou dobu vtahování kouře, přičemž aromatický příspěvek úseku ve směru po proudu je větší při počátečním tahu než během pozdějších tahů z cigarety.Naopak, aromatický příspěvek lůžka uhlíku je větší během pozdějších tahů z cigarety. Dodávání aroma je proto vyvážené a konsistentní během celého procesu kouření.

Výhodné je to, že předložený vynález oslovuje žádoucí dosažení optimální doby rezistence vůči kouři v oblastech filtru, nesoucích adsorpční materiál při dosažení příznivého rozředění kouře okolním vzduchem a navození přijatelné rezistence v tahu, tak jak je očekávána většinou kuřáků.

Povaha vynálezu se všemi následujícími výhodami a dalšími charakteristikami bude zřejmá a lépe pochopena pomocí referencí na následující detailní popis vynálezu, přiložené patentové nároky a několik pohledu znázorněných na výkresech.

Objasnění obrázků na výkresech

Odborníkům budou zřejmé nové charakteristiky a výhody předloženého vynálezu, dodatečné již k výše uvedeným, seznámením se s následujícím detailním popisem ve spojitosti s výkresy, přičemž stejné vztahové značky se týkají stejných částí.

Obr. 1 znázorňuje boční nárys cigarety, obsahující tabákovou tyčinku a vícesložkový filtr podle předloženého vynálezu, s odděleně vyznačenými částmi, které znázorňují detailně vnitřek cigarety.

• ·

.... ··· ·· «· ··

Obr. 2 je boční nárys cigarety obsahující tabákovou tyčinku a vícesložkový filtr podle předloženého vynálezu, s odděleně vyznačenými částmi, které znázorňují detailně vnitřek cigarety.

Obr. 3 je pohled na dílčí fragment modifikovaného úseku uvolňujícího aroma ve směru proudu podle předloženého vynálezu.

Obr. 4 je boční nárys další cigarety obsahující tabákovou tyčinku a vícesložkový filtr podle předloženého vynálezu s oddělenými částmi znázorňujícími detaily vnitřku cigarety.

Obr. 5 je boční nárys další cigarety obsahující tabákovou tyčinku a vícesložkový filtr podle předloženého vynálezu s oddělenými částmi znázorňujícími detaily vnitřku cigarety.

Obr. 6 je grafické znázornění vložení uhlíku versus redukci akroleinu u ručně vyrobené cigarety vytvořené podle předloženého výhodného provedení, které je znázorněno na Obr. 1.

Obr. 7A je grafickým znázorněním vložení uhlíku versus snížení 1,3 butadienu u ručně vyrobené cigarety vytvořené podle předloženého výhodného provedení, které je znázorněno na Obr. 1.

Obr. 7B je grafickým znázorněním vložení uhlíku versus hladinám 1,3 butadienu u strojně vyrobených cigaret, sestavených podle preferovaného provedení, které je znázorněno na Obr. 1 s dutinou v délce 12 mm.

Obr. 8 je boční nárys další cigarety obsahující tabákovou tyčinku a vícesložkový filtr podle předloženého vynálezu s oddělenými částmi znázorňujícími detaily vnitřku cigarety.

Obr. 9 je boční nárys ještě další cigarety obsahující tabákovou tyčinku a vícesložkový filtr podle předloženého vynálezu s oddělenými částmi znázorňujícími detaily vnitřku cigarety.

• · • · · ·

Obr. 10 je pohled na dílčí fragment modifikovaného úseku uvolňujícího aroma ve směru tahu podle předloženého vynálezu, a

Obr. 11 je boční nárys další cigarety obsahující tabákovou tyčinku a vícesložkový filtr podle předloženého vynálezu s oddělenými částmi znázorňujícími detaily vnitřku cigarety.

Příklady provedení vynálezu

S odkazem na Obr. 1, preferované provedení podle předloženého vynálezu předkládá cigaretu 10, která obsahuje tyčinku 12 kuřiva jako je rozřezaný tabák a vícesložkový filtr 14 připojený k tyčince 12 pomocí náústkového papíru 16. Po zapálení cigarety 10 je z tabáku vytvářen hlavní kouřový proud a tah z tabákové tyčinky 12 skrz filtr 14.

Zde použité termíny „proti proudu“ a „po proudu“ se týkají pozic mezi segmenty filtru a další charakteristiky jsou popisovány ve vztahu ke směru hlavního kouřového proudu, který je tažen z tabákové tyčinky 12 skrz vícesložkový filtr 14.

Filtr 14 s výhodou obsahuje první, protiproudu umístěný adsorpční segment 15 a koncovou komponentu 22 vkládanou do úst. U tohoto prvního preferovaného provedení, adsorpční segment 15 obsahuje filtr typu „ucpávka-prostor-ucpávka“, přidružený soubor, který zahrnuje centrální komponentu 17 filtru, koncovou komponentu 18 u tabáku, vzdálenou od centrální komponenty 17 filtru tak, aby byla mezi nimi definována dutina 19 a lůžko o vysoké povrchové ploše a aktivní uhlí 20 aby bylo umístěno v dutině 19. Koncová komponenta 18 tabáku přiléhá k tabákové tyčince 12 a s výhodou obsahuje ucpávku z koudele z acetátu celulózy o nízké rezistenci vůči tahu („RTD“). Přednostně, koncová komponenta 18 je vyrobena tak krátká jak je možné v rámci limitů vysoce rychlostních strojů a s výhodou má nejnižší částečné RTD mezi komponentami filtru, které obsahuje vícesložkový filtr 14.

Komponentu 22 u ústního konce (bukal) s výhodou tvoří ucpávka z celulózového acetátu nebo jiný vhodný vlákninový nebo tkaninový materiál mírné a nízké částečné účinnosti. Je výhodné, aby částečná účinnost byla nízká se zvolením • ·

.. ·· ··· ·· ·’ ·· deniéru a celkového deniéru tak, aby byl dosažen požadovaný celkový RTD vícesložkového filtru 14.

Uhlík v adsorpčním lůžku 20 je s výhodou ve tvaru granulí a podobně.

Uhlíkem v preferovaném provedení je aktivní uhlí se silnou povrchovou plochou, například uhlík na bázi kokosové skořepiny typické velikosti sítě ASTM nebo lepší, používané v cigaretovém průmyslu. Lůžko aktivního uhlí je přizpůsobeno adsorpčním složkám hlavního kouřového proudu, zvláště té plynné fázi, která obsahuje aldehydy, ketony a jiné těkavé organické sloučeniny a zvláště 1,3 butadien, akrolein, isoprén, propionaldehyd, akrylonitril, benzen, toluen, styrén, acetaldehyd a kyanovodík. Adsorpční materiály jiné než uhlík mohou být rovně použity. Vysvětlení následuje.

S ohledem na částice uhlíku 20, je žádoucí aby měly velikost ok od 10 do 70, a ještě raději velikost ok od 20 do 50.

Je výhodné, aby adsorpční lůžko 20 alespoň částečně, jestliže ne celé obsahovalo aromatické látky nebo jinak impregnované aromatické látky tak, aby adsorpční lůžko 20 adsorpčního nosného segmentu 15 umístěného proti proudu bylo přizpůsobeno k tomu, aby nejen odstraňovalo jednu nebo více plynných fázových kouřových složek z hlavního kouřového proudu, nýbrž též aby uvolňovalo aroma do hlavního kouřového proudu. Aroma je přidáváno k uhlíku postřikem dávky aktivního uhlí aromatickým činidlem ve směšovacích bubnech nebo alternativně ve fluidním lůžku s dusíkem ve funkci fluidního činidla, přičemž aromatické činidlo pak může být rozstřikováno na uhlík v lůžku.

Stále ještě odkazujeme na Obr. 1. Centrální komponenta 17 filtru vícesložkového filtru 14 s výhodou obsahuje ucpávku 26 vlákninového filtračního materiálu, především koudele acetátu celulózy, mírné k nízké částečné účinnosti a RTD spolu s jedním nebo více vlákny 27 nesoucími aroma. Při tahu hlavního tabákového kouře přes centrální komponentu 17 filtru a podél vlákna 27, aroma je uvolňováno do proudu hlavního proudu kouře. Vlákno nesoucí aroma v ucpávkách filtru je možno získat ze společnosti American Filtrona Company, 8410 Jefferson Davis Highway, Richmond, Virginia 23237-1341 a vhodná sestava centrální komponenty 17 filtru je popsána v US-A-4 281 671 (na tuto přihlášku patentu zde odkazujeme v její celé úplnosti).

Preferované provedení má centrální komponentu 17 filtru a její aromatická vlákna umístěna po proudu uhlíkového lůžka 20 nesoucího aroma. Výhodná praxe podle předloženého vynálezu zahrnuje uvolňování aroma jak z lůžka 20 z aromatického uhlíku, tak z aromatických vláken 27 umístěných po proudu. Takto je dosaženo vyvážené, konsistentní dodávky chuti a aroma během kouření. Nicméně, je na úvaze umístění aromatického činidla buď na komponentě 17 nebo na uhlíkovém lůžku 20 osamoceně, nebo kteréhokoliv výše uvedeného s přidáním aromatických činidel nesených podél jednoho nebo více obalů ucpávky a/nebo cigaretového papíru 16.

Skrz cigaretový papír 16 je po obvodu vytvořena jedna nebo více řad perforací 24 v místě podél centrální komponenty 17 a po proudu od lůžka 20 aromatického uhlíku přednostně v koncové části centrální komponenty 17 proti proudu v sousedství uhlíkového lůžka 20. Preferované umístění maximalizuje vzdálenost mezi koncem 9 cigarety, který je vkládán do úst a perforacemi 24. Navíc, protože rozřeďovací vzduch je zaváděn do koncové části centrálního segmentu 17 proti proudu, sám o sobě snižuje částečnou účinnost částí segmentu 17 po proudu. Umístění ventilace proti proudu podél komponenty 17 filtru napomáhá provedení komponenty 17 tak, aby zabezpečila o něco zvýšenou (stále mírnou) RTD, aniž by došlo k významnému zvýšení částečné účinnosti v centrální komponentě 17 a v celém filtru 14.

Je výhodné, aby úroveň ventilace byla v rozsahu 40 až 60 % a ještě raději přibližně 45 až 55 % v 6 mg FTC dehtu přenášeného cigaretou.

Je známo, že ventilace zabezpečuje nejen rozředění hlavního kouřového proudu, nýbrž ovlivňuje rovněž redukci množství spalovaného tabáku během každého šluku, je-li spojena s částečným filtrem 14 s nízkou účinnosti. Ventilace redukuje působení tahu na uhlí a tím redukuje množství tabáku, které je spalováno během šluku. Výsledkem je redukce absolutního množství kouřových složek. Různé komponenty filtru (centrální segment 17 filtru, tabákový koncový segment 18 filtru, uhlíkové lůžko 20 a koncová komponenta 22 ke vložení do úst, mají s výhodou

4 » 4 4 ·

I 4 44

I 4 4 4 4 » 9 9 9

9 99 nízkou částečnou účinnost a množství ventilačních otvorů je zvoleno tak, aby rozdíl mezi požadovaným přenosem FTC dehtu cigarety a výkonem tabákové tyčinky 12 byl minimalizován.Takové uspořádání zlepšuje poměr obsahu oxidu uhelnatého dodávaného kouřem kjeho úrovni FTC dehtu (CO k poměru dehtu). V kontrastu, dosavadní praxe má tendenci nejdříve ustanovit hladinu výkonu tabákové tyčinky 12 a použít zvláštní filtraci ke snížení přenosu FTC dehtu na požadovanou úroveň. Tato dosavadní praxe směřuje ke spalování nadbytečného množství tabáku a příslušně vykazuje vyšší CO k poměru dehtu než je tomu obvykle s předloženým vynálezem.

Je výhodné, aby perforace 24 v provedení podle předloženého vynálezu byly umístěny po proudu od uhlíkového lůžka 20, aby rychlost hlavního proudu kouře skrz uhlíkové lůžko 20 byla redukována a aby doba, po kterou hlavní proud kouře setrvává v oblasti uhlíkového lůžka 20 bvla prodloužena. Co nejdelší doba setrvávání zvyšuje účinnost aktivního uhlí a tím redukuje cílové nežádoucí složky hlavního proudu kouře. Kouř je ředěn okolním vzduchem procházejícím perforacemi 24 a směšován s hlavním proudem kouře tak, aby rozředění vzduchem činilo přibližně 4565%. Například, při 50% rozředění vzduchem, tah skrz cigaretu proti proudu rozřecfovacích perforací je redukován na 50%, přičemž rychlost kouře je redukována na 50%.

Uhlíkové lůžko s výhodou obsahuje alespoň 90 až 120 mg nebo více uhlíku při zcela vyplněném stavu, nebo 160 až 180 mg nebo více uhlíku při 85% naplnění stavu nebo ještě lépe v dutině 19. Toto uhlíkové lůžko v kombinaci s extra dlouhou dobou setrvání a uvolňováním chuti, tak jak je popsáno výše, poskytuje cigaretu o plné chuti, která dosahuje značné redukce složek plynné fáze v hlavním proudu kouře, které představují 90% redukci nebo vyšší 1, 3 butadienu, akroleinu, isoprenu, propionaldehydu, akrylonitrilu, benzenu, toluenu, styrénu a 80% redukci nebo vyšší acetaldehydu a kyanovodíku. Zvýšené naplnění uhlíkem rovněž zajišťuje adekvátní aktivity úrovně, dostatečné k tomu, aby byla dosažena taková redukce po celou dobu očekávané skladovatelnosti (trvanlivosti) produktu (nejvíce 6 měsíců).

Jak vyplývá z příkladu, délka tabákové tyčinky 12 je s výhodou 49 mm a délka vícesložkového filtru 14 je s výhodou 34 mm. Délka čtyř komponent filtru cigarety 10 j v preferovaném provedení následující: koncová komponenta tabáku 18 je s výhodou • ·

.............

mm; délka uhlíkového lůžka 20 je s výhodou 12 mm pro umístění uhlíku v množství 180 mg; centrální komponenta 17 je s výhodou 8 mm; koncová komponenta 22 vkládaná do úst je s výhodou 8 mm. Celková hladina „tar“ (FTC) je s výhodou v rozsahu 6 mg při 7 šlucích nebo větší. Všechny komponenty 17, 18, 20 a 22 mají nízkou prachovou vydatnost a zejména mezi všemi vláknitými nebo tkaninovými segmenty (17,18,22) koncová komponenta 18 u tabáku má nejnižší RTD a prachovou vydatnost, neboť je protiproudu ventilace a proto má větší účinek na hlavní proud kouře. Narozdíl od ostatních vláknitých nebo tkaninových komponent, koncová komponenta 18 u tabáku přijímá hlavní proud kouře za nepřítomnosti proudu ředícího vzduchu.

Tabáková tyčinky 12 může být obalena běžným cigaretovým papírem nebo proužkovaným papírem používaným k tomuto účelu. Proužkovaný papír má rozmístěné začleněné celulózové proužky 21, které obkličují dokončenou tabákovou tyčinku 10 aby modifikovaly rychlost spalování hmoty v cigaretě tak, aby se snížilo riziko zapálení substrátu v cigaretě 10 a ponecháno k doutnání. US-A-5 263 999 a US-A-5 997 691 popisuje proužkovaný cigaretový papír (na tyto patenty zde poukazujeme v celé jejich úplnosti).

• ·

ι ·« · #

Následující tabulka 1 poskytuje detaily o různých komponentách cigarety 10 která je znázorněna na výkresech na obrázku 1.

Cigareta	6 mg FTC Tar. 50% ventilace
Celkový cigaretový filtr 14:
Délka filtru, mm:	34
Délka ke špičce, mm:	38
Filtr RTD, mm H2O: Koncová komponenta 22 vkládaná do úst:	114
Koudel:	3ΌΥ deniér/35,000 celkem
Komponenta RTD, mm H2O:	deniér 28
Centrální komponenta 17:	1.8Y deniér/35,000 celkem
Koudel:	deniér
Komponenta RTD, mm H2O:	46 (nevětraná) / přibližně 30 (větraná)
Koncová komponenta 18 u tabáku :
Koudel:	5.OY deniér/35,000 celkem
Komponenta RTD, mm H2O	deniér 15
Uhlík 20:
Délka dutiny, mm:	12
Hmotnost, mg:	180
Komponenta RTD dutiny, mm H2O:	25
Přídavný soubor „ucpávka-prostor-ucpávka“
íseament 15 íkomoonentv 17,18 a 20)): Segment RTD, mm H2O:	86

• · •a ·♦··

·· ·· • a · » >

• 9 99

9 9 9 9

9 9 ·

9 9 9 ·

K pochopení informací ve výše uvedené tabulce 1 je třeba si uvědomit, že preferovaná hodnota RTD centrální komponenty 17 obsahuje hodnoty nevětrané a ventilované a že s ventilací v centrální komponentě 17 podle prvního preferovaného provedení, hodnota RTD centrální komponenty 17 je přibližně stejná jako u koncové komponenty 22 vkládané do úst nebo kolem ní. Příslušně, většina filtru RTD je uspořádána po proudu od ventilace a takové uspořádání s výhodou spojuje místo vytváření RTD s tou částí, která je vystavena dodávání ventilačního toku vzduchu, takže prachová vydatnost může být udržena na nízké úrovni zatímco současně přispívá velkým dílem k dosažení požadované celkové RTD pro filtr.

Koncová komponenta 18 u tabáku je s výhodou komponentou o nejnižší RTD a prachové vydatnosti, neboť je proti proudu ventilace a je vystavena nezředěnému proudu hlavního kouřového proudu. Při takovém uspořádání, dopad koncové komponenty při odstraňování tar je minimalizován, takže výstup tar tabákové tyčinky je minimalizován a množství tabáku, které je spalováno během šluku je rovněž minimalizováno.

V preferovaném provedení, prachová vydatnost celého filtru 14 je s výhodou v rozsahu přibližně 40 až 45% , měřeno podle USA/FTC podmínek kouření (35 kubických centimetrů při šluku po dvě vteřiny).

V preferovaném provedení je výhodné naplnit přibližně 180 mg uhlíku plus minus přibližně 10mg uhlíku k dosažení celkové 85% náplně ve 12mm dutině při tradičním obvodu cigarety (přibližně 22 až 26 mm). Tato úroveň naplnění spolu s tímto množstvím uhlíku docílí 90% redukce hmotnosti tar akroleinu a 1,3 butadienu ve vztahu k průmyslovému standardu, strojově vyráběných cigaret (známé jako cigareta 1R4F).

Menší naložení uhlíku může být použito ke stejnému účinku jako jeden z přístupů k plně naplněnému stavu o 95 % nebo více. S naložením uhlíku v napěchovaném rozsahu 70 až 100mg a více, zvláště v rozsahu 90 až 120mg, zcela naplněné filtry typu ucpávka-prostor-ucpávka zabezpečují 90% nebo větší redukci v akroleinu a 1,3 butadienu ve vztahu k úrovním cigaret typu IRAF.Takové uspořádání zabezpečuje významnou úsporu v množství uhlíku, který je možno >· ···» upotřebit k odstranění těchto kouřových komponent a nabízí podstatnou úsporu výrobních nákladů. Stlačený a/nebo zcela naplněný filtr konfigurace ucpávka-prostor ucpávka rovněž zabezpečuje lepší konsistenci výkonu ošetření plynné fáze od cigarety k cigaretě.

S ohledem na výše uvedené a s odkazem na Obr. 6, linie A je vývojovou linií bodů ve výčtu údajů, které byly pevně stanoveny z testování ručně vyráběných cigaret podle návrhu, který je znázorněn jako preferované provedení na Obr. 1 a které mají dutinu 19 o fixní délce 10 mm takže po celé vývojové linii bodů ve výčtu údajů, objem dutiny 19 zůstává konstantní, zatímco množství naplněného uhlíku vzrůstá od 100 mg do přibližně 160 mg při postupu zleva doprava podél linie A na Obr. 6. Vývojová linie indikuje to, že je-li taková dutina částečně naplněna 100 mg uhlíku (za stavu, kdy podstatný prostor zůstává nenaplněn), účinnost uhlíku při redukci akroleinu je podstatně snížena.

V kontrastu, linie B na obrázku 6 je vývojovou linií v bodech, generovaných cigaretami konstrukce znázorněné v preferovaném provedení, kde dutý prostor se rovná neboje přibližně stejný jako objem uhlíku, takže nenaplněný prostor je minimalizován a je zabráněno obejití proudu kolem uhlíkového lože. Pomocí této změny je dosaženo požadované účinnosti odstranění akroleinu s uhlíkovým ložem v rozsahu přibližně 90 až 100 mg. Naproti tomu, částečné naplněné dutiny, představované linií A nedosahují požadovaných 90% nebo větší redukce akroleinu, pokud dutina není naplněna daleko větším množstvím uhlíku, jmenovitě 160 mg nebo více.

Podobný vztah je znázorněn na obrázku 7A, kde linie A reprezentuje vývojovou řadu bodů generovaných cigaretami podobné konstrukce jako je preferované provedení na obrázku 1, přičemž 10 mm dlouhá dutina je udržována při konstantním objemu, zatímco každé zvýšení naložení uhlíku v dutině činí od 100 mg do přibližně 160 mg. Linie B na obrázku 7A představuje údaje cigaret podobné konstrukce jako je preferované provedení, ale objem dutiny je přibližně stejný jako množství uhlíku, takže nenaplněný prostor je minimalizován a obtékání proudu je zabráněno. Tento údaj indikuje to, že filtr ve zcela naplněném stavu přibližně 80 až 100 mg je adekvátní pro dosažení požadované úrovně snížení 1,3 butadienu (90%

• · · • Φ φφ • φ φ · φ φ φφ • φ φ φ φ φ φ ·

Φφ ··

φφ ·· odstranění nebo lepší), jek znázorňuje linie A, v podstatně větším množství (přibližně 160 mg).

Trendy předložené na obrázku 7A na linii A a podpůrná data linie A indikují to, že v průměru 160mg naložení uhlíku v přibližně 85% náplni dosáhne přibližně 90% redukce 1,3 butadienu. Je třeba poznamenat, že byl proveden podpůrný test využívající testovací metodu, jejíž spodní limit kvantifikace je menší než 0,45 mikrogramů, kde 90% redukce 1.3 butadienu, tak jak je znázorněna na obrázku 7A se rovná přibližně 0,42 mikrogramům 1,3 butadienu (na kalkulaci). Příslušně, efektivita naložení uhlíku blízká 90% redukci 1,3 butadienu může být ve skutečnosti větší než 90% redukce.

Na obrázku 7B je grafické znázornění naložení uhlíku versus hladiny 1,3 butadienu u cigaret strojově vyráběných, konstruovaných podle preferovaného provedení, které je znázorněno na obrázku 1 s dutinou 19 dlouhou 12 mm. Hladina náplně byla určena použitím metody neutěsněné náplně s odměřovacím válcem. Trendy zde znázorněné indikují to, že strojově vyráběné cigarety konstruované s cílem procentuálního naplnění 83 %, produkují přibližně 90% redukci 1,3 butadienu vzhledem k úrovni takových 1R4F cigaret. Cílový průměr 85 % nebo procentuálně větší náplň vystřídá větší než 90% redukci 1,3 butadienu ve vztahu k úrovním takových 4R4F cigaret v 12mm dutině pomocí velké povrchové plochy aktivního uhlí.

Přednostně, uhlík o velké povrchové ploše má specifickou povrchovou plochu (čtvereční metry na gram) přibližně 1000 čtverečních metrů na gram nebo větší.

Kuřácké testy byly prováděny chuťovými experty s cigaretami, které měly stejné složení jako preferované provedení na obrázku 1. Při kouření s těmito cigaretami, které obsahovaly chuťové vlákno 27 umístěné po proudu neochuceného uhlíkového lože 20, oznamovali, že při prvních několika šlucích byla pozorována příjemná chuť tabáku, při pozdějších několika šlucích však byla detekována méně příjemná chuť, která byla rozlišena jako typická pro tradiční „uhelnaté“ cigarety. Dodatečně, při kouření takových testovacích cigaret, obsahujících ochucené uhlíkové lůžko 20 ale bez vloženého uvolňovacího vláknitého prvku 27 po proudu od ochuceného uhlíkového lože 20, kuřáčtí experti hlásili, že prvních několik šluků mělo ·· ···· méně požadované chuti typické pro tradičnější „uhelnaté“ cigarety, ale po prvních několika šlucích, bylo dosaženo příjemnější chuti tabáku. Naopak, když kuřáčtí experti kouřili cigarety konstrukce podle preferovaného provedení znázorněného na obrázku 1, které mají vložené chuťové vlákno 27 umístěné po proudu lůžka 20 ochuceného uhlíku, hlásili mnohem vyváženější chuti tabákového kouře testované cigarety po všechny šluky.

Aniž bychom se vázali teorií, věří se, že segmenty filtru spolupracují při uvolňování chuti do kouřového proudu a oba zdroje chuti zabezpečují vyváženost aroma a chuti hlavního proudu kouře během kouření. Dále se věří, že velké množství chuti je uvolňováno v centrální komponentě 17 z chuťového vlákna 27 brzy a takové uvolňování slábne během času, zatímco chuť uvolňovaná z uhlíkového lože 20 po čase vzrůstá, později při kouření je uvolňováno chuti více. Jsou-li chuťové prvky zastoupeny jak v uhlíkovém loži 20 tak uvnitř nebo kolem centrální komponenty 17, vyvažuje chuť a zlepšuje dobu skladovatelnosti cigarety 10.

V preferovaném provedení podle obrázku 1 a ostatních , doporučované množství chuťového naložení činí 3 až 6 mg v uhlíkovém loži 20, ještě raději přibližně 4 nebo 5 mg a podobně, doporučované množství chuťového naložení je 3 až 6 mg ve vláknu 27, raději přibližně 4 nebo 5 mg. Rozumí se, že odkaz na 180mg naplnění ochuceného uhlíku jako aromatického prostředku, je zde začleněno.

Podle obrázku 2 je poskytnuto další preferované provedení modifikované cigarety 10A se stejnými segmenty filtru jako u cigarety 10 z obrázku 1, ale s lehce odlišným vzájemným uspořádáním segmentů, přičemž stejné odkazy jsou použity k identifikaci stejných částí. V cigaretě 10A vlákno 27 uvolňující chuť je umístěno v koncové komponentě 22 vkládané do úst po proudu od aromatizovaného uhlíkového lože 20 a je od něj odděleno centrální komponentou 17. V tomto provedení může být aplikován plastifikátor jako je glyceryltriacetát, aby chuťové vlákno 27 drželo v místě uvnitř komponenty 17 a aby bylo zabráněno jeho vytažení z filtru během kouření. Alternativně, chuťové vlákno 27 může být spleteno k dosažení stejného výsledku. Stejně jako u prvního preferovaného provedení, ventilační perforace 24 ie opatřena v místě podél centrální komponenty 17 filtru v blízkosti ochuceného uhlíkového lože 20 směrem po proudu.

Tabulka II poskytuje další detaily a alternativy s ohledem na různé komponenty cigarety 10A z obrázku 2 na výkrese.

Tabulka II

Popis

Aromatické vlákno/ Ústní konec Komponenta 22

Uložení Adsorpční adsorpce lůžko 20 Komponenta 17

Konec tabáku Komponenta 18

Ředění Perforace 24

Délka (mm) 7-9

6-8 10-14 6

RTD (mm vody) 15-20

10-20 20-30 25-35

Materiál(y)

Prachová účinnost

Alternativy

10-15%

Acetát celulózy

Bavlněné vlákno

Acetát celulózy Aktivní uhlí	Acetát celulózy
Kokosový	Uhlík na koudeli
ořech
o velké povrch.	Papír opatřený
ploše	uhlíkem
150-200 mg
10-15% 12-20%	10-40%

mm od úst

20-40 %

Ventilace

Perforace

CA Vlákno

Aroma na koudeli Aroma na ucpávce Obal

Aromatizovaná ucpávka Obal

Impregnovaný

Uhlík

APS

Zeolit jiná adsorpční činidla' • 4 4 • 9 44 • 9 9 • 9 9 · • 9 ·· • 9 · ·

9· · · • 9 9 9 9

4 9 9 9 • 94 49

Je třeba pochopit, že výše uvedené charakteristiky s ohledem na druhé preferované provedení (obrázek 2) jsou použitelné na ty, které se týkaly prvního provedení (obrázek 1), při uvědomění, že v provedení podle obrázku 1, aromatické vlákno 27 ie umístěno v centrální komponentě 17 filtru. Toto uspořádání předkládá tradičnější vzhled koncové komponenty vkládané do úst u cigarety 10,

Obrázek 3 ilustruje alternativní provedení komponenty 17 dodatečně uvolňující aroma, která je znázorněna na obrázku 1 a 2. Zvláště, aroma uvolňující komponenta 17A znázorněná n obrázku 3, obsahuje ucpávku 50 z acetátu celulózy ke vložení aroma do cigaretového kouře během jeho průchodu skrz ucpávku 50. Alternativně, aroma může být aplikováno do kombinovaného obalu 54 v oblasti ucpávky 50 z acetátu celulózy, nebo může být aroma začleněno jako komponenta plastifikátoru ucpávky 50.

Aromatické systémy mohou být zvoleny pro specifické subjektivní kvality (sladkost, slinění, aroma a podobně) a zvoleny tak, aby obsahovaly ingredience v rámci molekulární hmotnosti (působení bodu varu, bod zážehu, tlak okolní páry a tak dále) k zadržení v granulovaném aktivním uhlí. Aromatický systém může být uložen uvnitř aktivního uhlí dané specifikace (velikost granulí, měřená aktivita, obsah popele, distribuce v pórech, atd.) aby umožňoval aromatickému systému uvolňování aroma do cigaretového kouřového proudu graduálním kontrolovaným způsobem.

Aniž bychom se vázali na teorii, věří se, že aromatický systém je vytlačován z aktivního uhlí polotěkavými komponentami v kouřovém proudu, které podléhají adsorpci mnohem více v aktivním uhlí. Věří se, že tyto kouřové komponenty mají všeobecně vyšší molekulární hmotnost než ingredience v aromatickém systému.

Z pohledu odlišné adsorpce uvnitř odlišných adsorpčních energií uhlíku, potenciály pro teploty adsorpce jsou realizovány vytvořením graduálního uvolňování aromatického systému tak jak více a více polotěkavých komponent kouře je adsorbováno.

Bez ohledu na teorii, předložený vynález využívá zjistitelný fenomén, že aktivní uhlí (nebo jiná adsorpční činidla) nesoucí první adsorbovanou látku nízkoteplotní adsorpce uvolní zlomek první adsorbované látky za přítomnosti druhého adsorbujícího činidla vysokoteplotní adsorpce. Věří se, že dokonce s vysoce • ·

.............

naloženým aktivním uhlím, některé aktivity umístěné v uhlíku jsou ještě stále volné pro adsorpci druhého adsorbujícího činidla a je-li takové adsorbováno, uvolňované teplo adsorpce je použitelné k uvolňování frakce první adsorbované látky z uhlíku. Zvláště v kontextu předloženého vynálezu, aktivované uhlí 20 je nejdříve naplněno aromatickou přísadou,ochucovadlem, které je s výhodou dostatečně nízkoteplotní adsorpce ve vztahu k teplotám adsorpce organických plynných složek v hlavním kouřovém proudu. Má se za to, že předložený vynález využívá interakce mezi zbylou aktivitou umístěnou v uhlíkovém lůžku 20 nesoucím aromatickou látku, a organické plynné složky procházejícího hlavního proudu kouře o vysoké teplotní adsorpci produkují teplo, které uvolňuje frakce aromatické látky do procházejícího proudu kouře.

Na obrázku 4 je znázorněna další cigareta 10B, kterou tvoří tyčinka 12 tabáku a vícesložkový filtr 14 připojený k tyčince cigaretovým papírem 16. Filtr 14 obsahuje „ucpávku-prostor-ucpávku“, segment 15 filtru s náplní uhlíku, přičemž uhlíkové lůžko 20 bohatě aromatizované je umístěno mezi první a druhou výplní ucpávek 18,26. Je výhodné, aby ucpávky 18 a 26 , každá z nich obsahovala koudel z acetátu celulózy o nízké prachové účinnosti a koudel 26 zahrnovala jednu nebo více vláken 27 nesoucích aroma. Rovněž ucpávka 18 z acetátu celulózy může být poprášena uhlíkem, je-li to žádoucí.

Materiál 20 aktivovaného uhlí slouží jako látka pohlcující kouřové složky hlavního kouřového proudu, například aldehydů, ketonů a jiných organických těkavých sloučenin. Materiál z aktivovaného uhlí může mít aromatickou látku na svém povrchu a může tak uvolňovat aroma do hlavního kouřového proudu během kouření u cigarety 10B.

Perforace 24 na nebo kolem ucpávky 26 zabezpečují jak ředění hlavního kouřového proudu okolním vzduchem tak redukci množství spalovaného tabáku během šluku. Ventilace redukuje produkci a přenos složek prachové (tar) a plynné fáze (co) během šluku.

Obrázek 5 znázorňuje cigaretu 10C , která je velmi podobná cigaretě 10B ilustrované na obrázku 4 a stejné odkazy jsou použity k identifikaci stejných částí.

• · ·

Nicméně, cigareta 10C je zapuštěna v bukálním konci 60 a je použit silný cigaretový papír 62.

Obrázek 8 ilustruje další cigaretu 10D podle předloženého vynálezu, kde stejné komponenty jako u cigarety 10A (na obrázku 2) jsou identifikovány stejnými odkazy. Cigareta 10A rovněž zahrnuje vícesložkový filtr 14D ale ucpávka 30 RTD filtru je použita v místě druhé celulózové koudele 22 cigarety 10A. Ucpávka 30 filtru je umístěna mezi materiálem 20 aktivního uhlí a komponentou 17 uvolňující aroma, a ucpávka 30 může obsahovat nepropustnou dutou plastickou trubičku vloženou zkadeřením na její konec proti proudu. US-A-4 357 950 popisuje takovou ucpávku a na tento dokument odkazujeme v celé jeho úplnosti. Jako alternativa, takové komponenty filtru mohou být získány od výše zmíněné společnosti American Filtrona Company of Richmond, Virginia. Výsledkem ucpávky 30 filtru, oblast 32 přenosu je zabezpečena od všeobecně kruhového průřezu oblasti 34 materiálu 20 aktivního uhlí o nízkém poklesu tlaku ke všeobecně prstencovému průřezu oblasti 36 o vysokém poklesu tlaku. Tato přenosová oblast a umístění perforací 24 směrem po proudu ve svém důsledku přináší vysoké zadržení nebo rezidenční dobu pro hlavní kouřový proud proti směru perforací. Výsledkem je to, že je dosaženo příznivé redukce složek plynné fáze na jeden šluk cigarety 10D spolu s vhodným ředěním okolním vzduchem a s přijatelnými charakteristikami tahu. Aroma je uvolňováno do rozředěného hlavního proudu kouře, který prochází skrz komponentu 17 uvolňující aroma. Stejně jako u jiných preferovaných provedení, je žádoucí, aby adsorpční lůžko 20 obsahovalo aktivní uhlí nesoucí aroma.

Cestou příkladů, délka tabákové tyčinky 12 cigarety 10D může činit 45 mm a délka vícesložkového filtru 14D může být 38 mm. Délka čtyř segmentů filtru 14D ie následující; koudel 18 acetátu celulózy je 6 mm; délka uhlíkového materiálu je 10 mm; ucpávka 30 filtru je 14 mm; a komponenta 17 uvolňující aroma je8 mm. Celkově, úroveň FTC tar může činit 4 až 10 mg.

Ucpávka 30 filtru může na své vnější straně obsahovat rovněž koudel 38 z acetátu celulózy o nízké účinnosti. Přechod 32 od všeobecně kruhového průřezu 34 ke všeobecně prstencovému průřezu 36 a umístění vzduchových rozřeďovacích perforací 24 po proudu, zvyšuje pokles tlaku a zvyšuje dobu zadržení kouře při «· ·· ···· ···· · · · ···· ··............

kontaktu s uhlíkem v ucpávce filtru. Kouř je ředěn vzduchem, který prochází perforacemi 24 a je směšován s kouřem k dosažení zředění vzduchem přibližně v rozsahu 45-65 %. Například, s 50% zředěním vzduchem, tok cigaretou s ředícími perforacemi umístěnými proti proudu je redukován, přičemž 50% redukce způsobí zpomalení rychlosti kouřového proudu o 50 % a to podstatně zvýší dobu prodlévání kouře v ucpávce filtru momentálně dvakrát. Toto provedení vícesložkového filtru umísťuje maximální množství uhlíkatého materiálu proti proudu vzduchových rozřeďovacích perforací 24.

Zvlněná plastická trubička byla použita v cigaretě 10D jako člen, který je v podstatě neprostupný plynu nebo komponentám plynné fáze k ovlivnění přechodu z oblasti zadržení po dlouhou dobu a oblastí velkého poklesu tlaku. Je pozorováno, že jiné tvary, jako tvar kónický nebo tvar s tupým koncem, mohou být též použity. Navíc, pevný prvek, jako je ten, který je vyroben s vysokou hustotou (a tím neprostupný), to jest koudel z acetátu celulózy nebo pevná tyčinka, mohou být rovněž použity, viz obrázek 9 například a následující popis.

Jsou uvažovány rovněž jiné neprostupné membránové struktury.

Jak je poznamenáno výše, tabáková tyčinka 12 může být rovněž obalena běžným cigaretovým papírem nebo opáskovaným papírem vyrobeným k tomuto účelu. Opáskovaný cigaretový papír má rozmístěné začleněné celulózové pásky, které po obvodu obklopují dokončenou tyčinku cigarety 10D k modifikaci rychlosti spalování hmoty cigarety. Komponenta nesoucí absorpční činidlo může být dodatečně použita sama o sobě nebo v kombinaci se segmentem 15 nesoucím adsorpční činidlo ve vícesložkovém filtru 14D, je-li žádoucí.

Tabulka III poskytuje další detaily a alternativy s ohledem na různé komponenty cigarety 10D ilustrované na výkresu na obrázku 8.

• · • · • · · ·· ····

Tabulka III (Obr. 8 komponenty) • · · • ·· • · · · • · ·

Ústní konec Produkce RTD Adsorpční lůžko Konec tabáku Ředění Komponenta 26 Komponenta 30 20 Komponenta 18 Perforace 24

Délka (mm)	6-8	14-16	10-12	6
RTD (mm vody) 15-20	70-80	20-30	15-20
Prachová
účinnost	10-15%	15-20%	15-20%	10-20%
Materíál(y)	Acetát	COD*	Aktivní uhlí	Acetát
	celulózy			celulózy
	Bavlněné vlákno	Produkce	Kokos, ořech	Uhlík na koudeli
		RTD	velká povrch.
			Plocha
			120-180 mg
Alternativy	Vlákno CA	Koncentrické	impregnovaný
		Jádro	uhlík
	Aroma na	TWA*	APS
	koudeli
	Aroma na	Trubička	Zeolit
	ucpávce	v koudeli

19mm od úst 40-65 % vent

Perforace

Obal

Aromatizovaná ucpávka Obal „jiná adsorpční činidla“ ·· ·· • · · · • · ·· • · · · · • · · · ·· ·· ···

·· ···· • · · • · · • · · · • · · · ·· ·· *COD (Carbon Monooxide Dilution) = zředění oxidu uhelnatého **TWA (Thin Wrapped Acetate) viz US-A-4 614 199 a US-A-4 675 064 Acetát celulózy Rozsah všech deniérů od 3 8-8.0 dpf pro všechny výše uvedené ucpávky filtru.

Obrázek 9 ilustruje další cigaretu 10E podle předloženého vynálezu a komponenty stejné jako u cigarety 10D jsou označeny stejnými vztahovými značkami. Cigareta 10E obsahuje rovněž vícesložkový filtr 14E ale koncentrické jádro ucpávky 40 filtru je použito na místě „COD“ nebo ucpávky 30 ke zředění oxidu uhelnatého v cigaretě 10D. Ucpávka 40 filtru je umístěna mezi materiálem 20 obsahujícím aktivní uhlí a komponentou 17 uvolňující aroma, a ucpávka 40 může 3ř~ obsahovat vysoce nepropustnou pevnou válcovou tyčinku 42, obklopenou koudelí 44 z acetátu celulózy o nízké účinnosti. V důsledku použití ucpávky 40 je zajištěna výrazná přechodová oblast mezi všeobecně kruhovým průřezovým regionem materiálu 20 s aktivním uhlím o nízkém poklesu tlaku a všeobecně prstencovým průřezem oblasti o vysokém poklesu tlaku. Tento přechod a perforace 24 umístěné po proudu způsobí vysoce prodlouží dobu zadržení a residence hlavního kouřového proudu proti perforacím, jak je to vysvětleno nahoře s ohledem na cigaretu 10D z obrázku 8.

Z příkladů vyplývá, že délka tabákové tyčinky 12 cigarety 10E může být 45 mm a délka vícesložkového filtru 14E může být 38 mm. Délka čtyři komponent filtru 14E ie následující: koudel 18 z acetátu celulózy je 6 mm; uhlíkatý materiál má délku 10 mm; ucpávka 40 filtru je 14 mm dlouhá; a komponenta 17 uvolňující aroma je 8 mm. Celkově, úroveň „tar“ může být 4 až 10 mg.

V cigaretě 10E ie kouř ředěn vzduchem procházejícím perforacemi 24 a směšován s kouřem tak, aby bylo dosaženo zředění vzduchem přibližně v rozsahu od 45 do 65 %. Stejně jako v případě cigarety 10D, s 50% zředěním vzduchem, průtok skrz cigaretu 10E proti proudu zředóvacích perforací 24 je redukován na 50 % a tím je redukována rychlost proudu kouře o 50 %, což v zásadě prodlouží dobu setrvávání v ucpávce 20 filtru o dvojnásobek.

·· ····· · · · ·

Tabáková tyčinka 12 cigarety 10E může být obalena konvenčním nebo opáskovaným papírem, jak bylo popsáno výše, a segment nesoucí absorpční činidlo může být použit sám o sobě nebo v kombinaci se segmentem 15 nesoucí adsorpční činidlo ve vícesložkovém filtru 14E.

Alternativně, koncentrická ucpávka 40 filtru může být konstruována tak, že průtok touto ucpávkou je v zásadě skrz jádro s omezeným průtokem skrz prstencový prostor na vnější straně jádra.

Obrázek 10 ilustruje alternativní provedení komponenty 17 uvolňující aroma, znázorněné na obrázcích 8 a 9. Specificky, komponenta 17 uvolňující aroma, znázorněná na obrázku 10 je vytvořena z ucpávky 50 z acetátu celulózy o nízké prachové účinnosti, která je obklopena obalem 52 ucpávky. Kombinovaný obal 54 obklopuje obal ucpávky stejně jako ostatní komponenty vícesložkového filtru. Aroma je aplikováno do obalu 52 ucpávky nebo na vnější stranu ucpávky 50 z acetátu celulózy ke vložení aroma do cigaretového kouře, procházejícího ucpávkou 50. Alternativně, aróma může být aplikováno do kombinovaného obalu 54 v oblasti ucpávky 50 z acetátu celulózy, nebo aróma může být začleněno jako komponenta plastifikátoru ucpávky 50.

Obrázek 11 ilustruje další cigaretu 10F podle předloženého vynálezu a komponenty stejné jako u cigarety 10E jsou označeny stejnými vztahovými značkami. Cigareta 10F obsahuje vícesložkový filtr 14F , obsahující proti proudu umístěný segment 15 nesoucí adsorpční činidlo, přizpůsobený k tomu, aby odstranil jednu nebo více kouřových složek z hlavního kouřového proudu, který jím prochází a po proudu umístěnou komponentu 17 uvolňující aróma k uvolňování aróma do hlavního proudu, který tímto filtrem prochází.

Komponenta 17 uvolňující aróma v cigaretě 10F se liší tím, že obsahuje ucpávku 40 filtru umístěnou po proudu od materiálu 20 obsahujícího aktivní uhlí. Ucpávka 40 obsahuje relativně nebo vysoce nepropustnou pevnou válcovou tyčinku 42, obklopenou koudelí 44 z acetátu celulózy o nízké účinnosti a konstrukce a funkce ucpávky 40 je stejná jako u ucpávky znázorněné na obrázku 9. Nicméně, ucpávka 40 • · · · 4 4 4 4 4 4 4 #

4 44 444 444 • 4444 444444 4

4444 444 4444 ^β· ** ··* ** ·* '* znázorněná na obrázku 11 obsahuje aroma na kombinovaném obalu 54, které je uvolňováno do hlavního kouřového proudu procházejícího komponentou 17.

Z příkladů vyplývá, že délka tabákové tyčinky 12 cigarety 10F může být 45 mm a délka vícesložkového filtru 14F může být 38 mm. Délka tří složek filtru 14F ie následující: koudel 18 z acetátu celulózy činí 6 mm; materiál obsahující uhlík má délku 16 mm; a ucpávka 40 je 16 mm dlouhá. Celkově, hladina tar může být 4 až 10 mg.

V cigaretě 10F, kouř je ředěn vzduchem procházejícím perforacemi 24 a ie směšován s kouřem tak, aby dosáhl ředění vzduchem přibližně v rozsahu 45 až 65 %. Takové ředění rovněž slouží prodloužení doby setrvávání kouře mezi granulemi 20 uhlíku, jak je vysvětleno výše.

Jedna nebo více řad perforací 24 na nebo kolem ucpávky 40 zabezpečuje jak ředění hlavního proudu kouře okolním vzduchem tak redukcí množství spalovaného tabáku během jednoho šluku. Ventilace redukuje produkci a přenos složek prachové (tar) a plynné fáze během šluku.

Dodatečná komponenta 17 uvolňující aroma ve vícesložkovém filtru 14, 14D, 14E s výhodou obsahuje ucpávku 26 z koudele z acetátu celulózy o nízké prachové účinnosti spolu s jedním nebo více vlákny nebo páskou 27 nesoucí aroma. Ucpávka 26 je umístěna u úst nebo v bukálním konci cigarety znázorněné na obrázcích 2, 4,

5, 8 a 9 v umístění po proudu kouře. Během tahu hlavního proudu tabákového kouře skrz vlákna nebo pásky 27, aroma je uvolňováno do kouře a vytváří tak požadovaný účinek.

Jak je poznamenáno výše, US-A-4 281 671, dokument na který je zde odkazováno, popisuje tabákové kouřové filtry s vloženými vlákny a páskami s aromatickými materiály.

Zatímco tento vynález byl ilustrován a popsán v souladu s preferovanými provedeními, je samozřejmé, že variace a změny mohou být v rámci tohoto vynálezu učiněny, aniž by došlo od k odklonění z vynálezu, tak je vymezen patentovými

nároky. Z tohoto pohledu, segment 15 typu ucpávka-prostor-ucpávka nebo uhlíkové lůžko 20 , mohou být nahrazeny shluklým prvkem uhlíku nebo jinou formou adsorpčního činidla, které je pnzpůsobeno k odstranění komponent plynné fáze z hlavního proudu kouře. Z tohoto pohledu, uhlíkové lůžko může rovněž obsahovat kombinaci uhlíku a vláken. Rovněž komponenty ucpávky mohou být konstruovány z filtračního materiálu jiného než specificky zde zmíněného. Ventilace může být konstruována pomocí známých přímo či nepřímo připojovacích technik.

Navíc, předložený vynález může být uplatněn u cigaret různého obvodu, cigaret úzkých stejně jako širokých. Rovněž, zatímco předložený vynález je s výhodou uplatňován u tabákových tyčinek, které nejsou aromatizovány, může být uvažován i pro aromatické tabákové materiály.

Průmyslová využitelnost

Vynález je využitelný v tabákovém průmyslu při výrobě cigaret.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY Cigareta obsahující tabákovou tyčinku a vícesložkový filtr, která obsahuje lůžko s adsorpčním činidlem a ventilaci v místě po proudu od lůžka s adsorpčním činidlem, řečené lůžko s adsorpčním činidlem a ventilace jsou konstruovány a uspořádány k tomu, aby podstatně odstranily alespoň jednu složku kouře z hlavního proudu tabákového kouře během tahu hlavního proudu kouře skrz filtr a dále obsahuje alespoň jednu komponentu uvolňující aroma, konstruovanou a uspořádanou tak, aby uvolňovala aroma do hlavního kouřového proudu , přičemž komponenta filtru uvolňující aroma je umístěna po proudu od lůžka s adsorpčním činidlem ve směru tahu hlavního kouřového proudu skrz filtr.

1,3 Butadien

2. Cigareta podle nároku 1,vyznačuj ící se tím, že lůžko obsahující adsorpční činidlo zahrnuje aktivní uhlí nesoucí aromatickou látku.

3. Cigareta podle nároku 2, v y z n a č u j í c í se t í m, že komponenta filtru uvolňující aroma má vložená vlákna nesoucí aroma umístěná po proudu od aktivního uhlí nesoucího aromatickou látku.

4 4 4 4 4

444 44

4 44 • 4 4 « • 4 4 « • 4 44 • 44 44 4444 •• 4 4 4 4 4

4 4 4

4 4

444 44

4444

4 4 4

4 4

4 4 4

44

44 • 4 4 4

4 4 4 4

4 44

4 4 4 • 4 4 ·

4. Cigareta podle nároku 3, v y z n a č u j í c í se t í m, že lůžko obsahující adsorpční činidlo je uspořádáno v dutině, definované mezi komponentou filtru u tabákové tyčinky a centrální komponentou filtru, přičemž stav dutiny odpovídá alespoň 85% naplnění.

5'6

Butadien (ug/cig)

í q _J 99% redukce: - Limit OF 2- 90% redukce z 77^' Detekce &6— δ- z /z z/^Z ,7' y / ' /' / /' /// /// / 7/ J /; . /// / / -><□✓ I

0.75 0.85 ³⁰°^/o 0.95 % náplň ,38

7Ψ

44 • · · «

5. Cigareta podle nároku 4, vyznačující se tím, že koncová komponenta filtru u tabákové tyčinky přiléhá k tabákové tyčince, řečená centrální komponenta filtru má koncovou část přiléhající k adsorpčnímu činidlu, řečená filtrace v místě podél řečené koncové části umístěné proti proudu centrální komponenty filtru.

6'6

10D

ΡPFJ-cy.9.

10E

-P

6. Cigareta podle nároku 5, v y z n a č u j í c í se t í m, že ventilace v rozsahu 45 až 55 % a vícesložkový filtr dále tvoří komponenta u ústního konce filtru a je umístěna po proudu řečené centrální komponenty filtru.

7. Cigareta podle nároku 6, v y z n a č u j í c í se t í m, že segment filtru přiléhající k tabáku, centrální komponenta filtru, adsorpční lůžko a komponenta filtru u ústního konce jsou nízké prachové filtrační účinnosti.

8. Cigareta podle nároku 7, vy z n aču j í c í se t i m, že úroveň rezistence tahu komponenty ústního konce a centrální komponenta filtru je větší než rezistence tahu komponenty filtru u konce tabáku.

9 9 9 9 9 9 9 9 9 9

99 99999 99 ··

• · ·· · ·· ······ • · · · · · · · · · · • · ·· · · · · · · • 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9

9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 ·· 999 99 99 99

3^f€>

Redukce akroleinu ?!/ o&aŠ-GČfK?

9 99 9 9 9 9 9 9

9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 •9 99 999 99 99 99 • · · · · ·· ······ • · · · · · · · 9 9 ·

9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9

9 9 9 9 9 • ·· ·· «4 / 27y^J 20 / ~Ficr.3 /fy

J7A • · ·· · · · ······ • · · · ···· · · · • · ·· 9 9 9 9 9 9

9 9 9 9 • · 9 9 9

9 9 « • 4 44 ·· 44 9999

9. Cigareta podle nároku 8, v y z n a č u j í c í se t í m, že ventilaci tvoří obvodově rozmístěná řada perforací, procházejících přes cigaretový papír, přičemž cigaretový papír připojuje vícesložkový filtr k tabákové tyčince.

10. Cigareta podle nároku 9, v y z n a č u j í c í se t í m, že ventilace je umístěna alespoň 12 mm od bukálního konce cigarety.

11. Cigareta podle nároku 3, vyznačující se tím, že komponenta uvolňující aroma zahrnuje ucpávku z acetátu celulózy s aromatickou látkou v ní obsaženou.

12. Cigareta podle nároku 3, vyzn a čuj í c í se t í m, že komponenta uvolňující aroma zahrnuje ucpávku z acetátu celulózy obklopenou obalem ucpávky, který obsahuje na svém obalu aromatickou látku.

13. Cigareta podle nároku 3, v y z n a č u j í c í se t í m, že segment nesoucí adsorpční činidlo obsahuje aktivní uhlík v množství alespoň 90 mg ve zcela naplněném stavu.

14. Cigareta podle nároku 3, v y z n a č uj í c í se t í m, že lůžko nesoucí adsorpční činidlo obsahuje aktivní uhlí o vysoké povrchové ploše; alespoň 90 • ·

.........

až 120 mg nebo větší řečeného uhlíku při zcela naplněném stavu nebo 160 až 180 mg nebo více řečeného uhlíku ve stavu pň naplnění 85% nebo lepším.

15. Cigareta podle nároku 3, v y z n a č u j i c í se t í m, že adsorpční lůžko obsahuje aktivní uhlí o vysoké povrchové ploše v množství alespoň 90 až 12 mg ve zcela naplněném stavu.

16. Cigareta podle nároku 1,vyznačující se tím, že vícesložkový filtr obsahuje komponentu ve formě ucpávky definující cestu průtoku s přechodem od všeobecně kruhového ke všeobecně prstencovému průřezu, čímž produkuje zvýšený pokles tlaku a prodlužuje dobu setrvání hlavního kouřového proudu ve filtru.

17. Cigareta podle nároku 1,vyznačující se tím, že vícesložkový filtr zahrnuje komponentu ve formě ucpávky, zabezpečující sevření toku po proudu od adsorpčního lůžka.

18. Cigareta podle nároku 17, vyznačující se tím, že ucpávku zabezpečující zúžení toku po proudu od adsorpčního lůžka definuje prstencová cesta průtoku.

19. Cigareta podle nároku 17, v y z n a č u j í c í se t í m, že ucpávku zabezpečující zúžení toku po proudu od adsorpčního lůžka definuje prstencová cesta průtoku.

20. Cigareta podle nároku 17, vy z n a č u j í c i se t í m, že ucpávka zabezpečující zúžení toku po proudu od adsorpčního lůžka obsahuje koncentrická vlákna.

21. Vícesložkový filtr kuřáckých předmětů tvoří:

-segment nesoucí adsorpční činidlo přiléhající ve směru proti proudu ke koncové části filtru, segment nesoucí adsorpční činidlo má prachovou účinnost v rozsahu 10-20 % a menší RTD;

-segment vyvolávající RTD obsahující omezení průtoku a ventilaci, segment vyvolávající RTD je umístěn v mezilehlé části podélného filtru, segment vyvolávající RTD má prachovou účinnost v rozsahu 10-20 %; a

-segment uvolňující aroma umístěný po proudu v místě podél filtru, tento segment uvolňující aroma má prachovou účinnost v rozsahu 1020 % a nižší RTD;

nižší RTD je méně než RTD segmentu vyvolávající RTD.

22. Vícesložkový filtr podle nároku 21, v y z n a č u j í c í se t í m, že ventilace přiléhá ke koncové části segmentu k vyvolání RTD proti proudu.

23. Cigareta obsahující tabákovou tyčinku a vícesložkový filtr obsahuje alespoň jeden segment nesoucí adsorpční činidlo a uvolňující aroma, konstruovaný a uspořádaný tak, aby uvolňoval aroma do hlavního proudu tabákového kouře a odstraňoval alespoň jednu složku kouře z hlavního proudu kouře během průtahu kouře skrz filtr a alespoň jeden dodatečný segment uvolňující aroma, konstruovaný a uspořádaný tak, aby uvolňoval dodané aroma do hlavního kouřového proudu, dodatečný segment uvolňující aroma je umístěn po proudu od segmentu nesoucího adsorpční činidlo a uvolňující aroma ve směru tahu hlavního proudu kouře skrz filtr.

24. Cigareta podle nároku 23, v y z n a č u j í c í se t í m, že dodatečný segment uvolňující aroma má vložená vlákna obsahující aromatickou látku.

25. Cigareta podle nároku 23, v y z n a č u j í c í se t í m, že segment nesoucí adsorpční činidlo a uvolňující aroma obsahuje aktivní uhlí s aromatickým činidlem na uhlíku.

26. cigareta podle nároku 23, v y z n a č u j í c í se t í m, že segment nesoucí adsorpční činidlo a uvolňující aroma obsahuje tři komponenty filtru včetně aktivního uhlí s aromatickým činidlem na uhlíku a komponenty z koudele acetátu celulózy na protilehlé straně aktivního uhlí.

27. Cigareta podle nároku 23, v y z n a č u j í c í se t í m, že obsahuje cigaretový papír obklopující vícesložkový filtr, a perforace v cigaretovém papíru umístěné po proudu od segmentu nesoucího adsorpční činidlo a uvolňujícího aroma, k zavedení okolního vzduchu do hlavního proudu tabákového kouře taženého skrz filtr.

28.Cigareta podle nároku 23, v y z n a č u j í c í se t í m, že dodatečný segment uvolňující aroma obsahuje ucpávku z acetátu celulózy s aromatickou látkou v ní obsaženou.

29. Cigareta podle nároku 23, v y z n a č u j í c í se t í m, že dodatečný segment uvolňující aroma obsahuje ucpávku z acetátu celulózy, obklopenou obalem ucpávky s aromatickým činidlem na obalu této ucpávky.

30. Cigareta podle nároku 23, v y z n a č u j í c í se t í m, že segment nesoucí adsorpční činidlo a uvolňující aroma obsahuje granule uhlíku s aromatickou látkou na granulích.

31. cigareta podle nároku 30, v y z n a č u j í c í se t í m, že segment nesoucí adsorpční činidlo a uvolňující aroma obsahuje alespoň 90 až 120 mg nebo více uhlíku při zcela napleněném stavu nebo 160 až 180 mg nebo více uhlíku při 85% naplnění nebo větším.

32. Cigareta obsahuje tabákovou tyčinku a vícesložkový filtr, který tvoří:

-adsorpční lůžko a segment filtru uvolňující aroma umístěný po proudu od adsorpčního lůžka, - adsorpční lůžko nese aromatickou látku a obsahuje aktivní uhlí o vysoké povrchové ploše tak, že hlavní proud kouře je tažen skrz proti proudu umístěnou část filtru, kouřové složky plynné fáze jsou odstraněny a aroma je uvolněno do hlavního proudu kouře během jeho průchodu skrz segment filtru uvolňující aroma;

- ventilace filtru uspořádané v rozmístění po proudu od adsorpčního lůžka snižují rychlost hlavního proudu kouře procházejícího adsorpčním lůžkem; a • ·

- uhlíkové lůžko obsahující alespoň 90 až 120 mg nebo více uhlíku ve zcela naplněném stavu nebo 160 až 180 mg nebo více uhlíku při naplnění 85% nebo lepším;

přičemž cigareta dosahuje významné redukce složek plynné fáze v hlavním kouřovém proudu.

33. Cigareta podle nároku 32, v y z n a č u j í c í se t í m, že cigareta, která dosahuje významné redukce složek plynné fáze hlavního kouřového proudu, včetně 90% redukce nebo větší 1,3 butadienu, akroleinu, isoprenu, propionaldehydu, akrylonítrilu, benzenu, toluenu a styrénu.

34. Cigareta podle nároku 32, v y z n a č u j í c í se t í m, že cigareta dosahuje významné redukce složek plynné fáze v hlavním kouřovém proudu včetně 80% redukce nebo větší acetaldehydu a kyanovodíku.

35. Cigareta obsahující tabákovou tyčinku a vícesložkový filtr, který tvoří: -adsorpční lůžko obsahující aktivní uhlí o velké povrchové ploše, takže hlavní proud kouře tažený skrz protiproudu umístěnou část filtru je zbavován kouřových složek plynné fáze;

- ventilace ve filtru, uspořádané v rozmístění po proudu od adsorpčního lůžka tak, aby snížily rychlost hlavního kouřového proudu procházejícího adsorpčním lůžkem; a

- uhlíkové lůžko obsahuje alespoň 90 až 120 mg nebo více uhlíku při zcela naplněném stavu nebo 160 až 180 mg nebo více uhlíku za stavu při 85 % naplnění; a

- ventilace ve filtru jsou rozmístěny od ústního konce cigareta alespoň přibližně ve vzdálenosti 12 mm;

- přičemž řečená cigareta dosahuje významné redukce složek plynné fáze v hlavním proudu kouře.

36. Vícesložkový cigaretový filtr obsahuje alespoň jeden segment nesoucí adsorpční činidlo a uvolňující aroma, konstruovaný a uspořádaný tak, aby uvolňoval aroma do hlavního proudu tabákového kouře a odstraňoval alespoň jednu kouřovou složku z hlavního tabákového kouře a alespoň jeden • · » « • · dodatečný segment uvolňující aroma konstruovaný a uspořádaný tak, aby uvolňoval přidané aroma do hlavního proudu kouře, přidaný segment uvolňující aroma je umístěn po proudu od segmentu nesoucího adsorpční činidlo a uvolňujícího aroma.

37. Filtr podle nároku 36, v y z n a č u j i c i se t i m, že dodatečný segment uvolňující aroma obsahuje vlákna s aromatickou látkou v nich obsaženou.

38. Filtr podle nároku 36, v y z n a č u j i c i se t i m, že segment nesoucí adsorpční činidlo a uvolňující aroma zahrnuje aktivní uhlí s aromatickou látkou na uhlíku.

39. Filtr podle nároku 36, v y z n a č u j i c i se t i m, že adsorpční segment uvolňující aroma zahrnuje tři komponenty filtru včetně aktivního uhlí s aromatickou látkou na uhlíku a komponenty z koudele z acetátu celulózy na protilehlé stranách aktivního uhlí.

40. Filtr podle nároku 36, v y z n a č u j i c i se t i m, že dodatečný segment uvolňující aroma obsahuje ucpávku z acetátu celulózy s aromatickou látkou obsaženou v ní.

41. Filtr podle nároku 36, v y z n a č u j i c i se t i m, že dodatečný segment uvolňující aroma obsahuje ucpávku z acetátu celulózy obklopenou obalem ucpávky opatřeným na svém povrchu aromatickou látkou.

42. Filtr podle nároku 36, v y z n a č u j i c i se t í m, že segment nesoucí adsorpční činidlo a uvolňující aroma obsahuje granule uhlíku s aromatickou látkou na nich.

43. Filtr podle nároku 42, v y z n a č u j i c í se t i m, že segment nesoucí adsorpční činidlo a uvolňující aroma obsahuje alespoň 90 až 120 mg nebo více uhlíku při zcela naplněném stavu nebo 160 až 180 mg nebo více uhlíku při 85% naplnění nebo lepším.

99

17' W 42 PFúy.10.

) ů5

Z171E 75 fpj?'

5252 54 42