CZ291345B6 - Spalitelná složka pro kuřácký výrobek a způsob její výroby - Google Patents

Abstract

Spalitelná složka (10) pro kuřácký výrobek obsahuje vnitřní prvek ve formě vytlačovaného spalitelného prvku (12), jehož vnější povrchová plocha je obklopena stlačitelnou pružnou přídržnou vrstvou (15, 90) materiálu, spojenou s podélnou povrchovou plochou vytlačovaného spalitelného prvku (12). Při způsobu výroby spalitelné složky (10) pro kuřácký výrobek se vytváří vnitřní prvek kontinuálním vytlačováním spalitelné směsi pro vytváření vytlačovaného spalitelného prvku (12), kontinuálně vytlačovaná spalitelná směs se kontinuálně obklopuje stlačitelnou pružnou přídržnou vrstvou (15, 90) materiálu pro vytváření kompozitního dílu. Výsledný kompozitní díl se rozřezává na spalitelné složky (10).ŕ

Description

Spalitelná složka pro kuřácký výrobek a způsob její výroby

Oblast techniky

Vynález se obecně týká kuřáckých výrobků, zejména cigaret, a především spalitelných složek takových kuřáckých výrobků, jako jsou cigarety. Vynález se rovněž týká způsobu výroby spalitelné složky pro kuřácký výrobek.

Dosavadní stav techniky

Cigarety, doutníky a dýmky představují oblíbené formy kuřáckých výrobků. Mnoho kuřáckých výrobků a kuřáckých pomůcek bylo v průběhu doby zdokonalováno a byly vyvíjeny další typy oblíbených kuřáckých předmětů. Příklady zdokonaleného provedení těchto kuřáckých výrobků ve formě cigaret a dýmek jsou popsány v patentových spisech US 4 793 365, US 4 756 318, US 4 714 082 a US 4 708 151, které obecně obsahuji spalitelný prvek, oddělený díl, produkující aerosol, a samostatný náustkový díl.

V patentových spisech EP 0 174 645 aEP 0 212 234 je popsáno několik provedení různých druhů kuřáckých výrobků, které jsou podrobněji popsány v další části popisu a které jsou opatřeny nádobkou, produkující aerosol a obsahující spalitelný prvek, tvořený spalitelným materiálem produkujícím teplo, které se převádí do materiálu, uvolňujícího po svém zahřátí aerosol, který může obsahovat tabák nebo tabákové aromatické látky, pouzdrem nebo pláštěm, obklopujícím nádobku a obsahujícím izolační materiál, který obklopuje spalitelný prvek a látku, obsahující tabák, kolem materiálu, produkujícího aerosol, popřípadě v alternativním provedení izolační materiál kolem celé nádobky, produkující aerosol, a náustkový díl, který může obsahovat filtrační prvek.

Nádobka, produkující aerosol, obsahuje obecně pouzdro, obsahující látku, generující aerosol, které je opatřeno na jednom konci spalitelným prvkem.

V patentovém spisu US 5 129 409 je popsána vytlačovaná cigareta, u které je uhlíkatý materiál vytlačován kolem obaleného materiálu, produkujícího aerosol tak, že uhlíkatý materiál a látka, produkující aerosol, jsou umístěny souběžně vedle sebe v podélném směru, přičemž je mezi nimi umístěna bariérová vrstva. V alternativním provedení může látka, produkující aerosol, obklopovat uhlíkatý materiál, přičemž také v tomto případě je mezi oběma vrstvami umístěna bariérová vrstva.

Před nalezením řešení podle tohoto vynálezu bylo považováno za nutné při výrobě cigaret nebo jiných kuřáckých výrobků, které používají uhlíkaté spalitelné články a prvky se samostatnými látkami, produkujícími aerosol, aby byl nejprve samostatně vytvořen uhlíkatý spalitelný prvek, a potom aby se tento dohotovený spalitelný prvek vložil do konstrukce cigarety ve správné prostorové orientaci. Spalitelný prvek byl zejména vyráběn z pasty, obsahující vodu a uhlík nebo uhlíkatý materiál, a to vytlačováním této pasty ústím vytlačovacího stroje, přičemž ústí mělo určený tvar svého průřezu, načež se vytlačený útvar po ztuhnutí do tuhé uhlíkové tyčky rozřezal na spalitelné prvky, které měly požadovanou délku.

Vkládání takových spalitelných prvků do cigaret nebo jiných kuřáckých výrobků bylo komplexním procesem, který vyžadoval správnou orientaci spalitelného prvku, přivádění správně

- 1 CZ 291345 B6 orientovaných spalitelných prvků do zařízení, které bylo schopno kombinovat spalitelné prvky s fyzikálně oddělenými prostředky, produkujícími aerosol, zejména vkládáním správně orientovaných spalitelných prvků do otevřeného konce dutých kovových trubiček, které obsahovaly substrát, nesoucí látku, produkující aerosol. Kombinovaný spalitelný prvek 5 a aerosolový generátor potom musel být zpravidla náležitě orientován, přiveden do vkládacího přístroje a vložen do zbývajících částí konstrukce cigarety, jak je podrobněji popsáno v patentovém spisu US 4 893 637, popisujícím způsob a zařízení pro zhotovení částí kuřáckých výrobků. V tomto spisu je popsán způsob výroby pouzdra nebo plášťových prvků, majících odebratelný podpěrný člen, vytvořený zejména ve formě duté trubičky, který je obklopen 10 stlačitelnou a pružnou vrstvou materiálu pomocí nově řešeného formovacího ústrojí, kterým se provádí obalování podpěrného členu plynulým postupem pro dosažení vysoké výrobní rychlosti. Vytváření kuřáckého výrobku zahrnuje vkládání spalitelného prvku jako generátoru aerosolu do pouzdra nebo pláště při současném odebírání odebratelného podpěrného členu.

•15

Podstata vynálezu

Úkolem vynálezu je vyvinout spalitelnou složku pro kuřácký výrobek, která by vyřešila celou řadu výrobních problémů a složitostí, přičemž by zajistila vytvoření dokonalejšího kuřáckého 20 výrobku.

Dalším úkolem je vyřešit způsob plynulého vytváření spalitelné složky, obsahující pouzdro nebo plášť, obklopující vytlačovaný spalitelný prvek ze směsného materiálu, určený pro použití v kuřáckých výrobcích, zejména v cigaretách nebojím podobných předmětech.

Shora uvedené úkoly byly vyřešeny tím, že byla vyvinuta spalitelná složka pro kuřácký výrobek, která obsahuje vnitřní prvek ve formě vytlačovaného spalitelného prvku, jehož vnější povrchová plocha je obklopena stlačitelnou pružnou přídržnou vrstvou materiálu, spojenou s podélnou povrchovou plochou vytlačovaného spalitelného prvku.

Spalitelná složka podle tohoto vynálezu je opatřena vnějším obalem, obklopujícím stlačitelnou pružnou přídržnou vrstvu.

Vytlačovaná směs obsahuje materiál, sestávající převážně z uhlíku.

Spalitelná složka podle tohoto vynálezu má s výhodou délku od 12 mm do 16 mm.

Stlačitelná pružná přídržná vrstva obsahuje s výhodou izolační materiál nebo izolační člen.

Stlačitelná pružná přídržná vrstva obsahuje s výhodou skelná vlákna s obsahem pektinu, popřípadě zřasený pás papíru, který může být opatřen vytlačovaným vzorem.

Stlačitelná pružná přídržná vrstva obsahuje s výhodou tabák nebo tabákový produkt.

V souladu s dalším aspektem předmětu tohoto vynálezu byl dále rovněž vyvinut způsob výroby spalitelné složky pro kuřácký výrobek, jehož podstata spočívá v tom, že se vytváří vnitřní prvek kontinuálním vytlačováním spalitelné směsi pro vytváření vytlačovaného spalitelného prvku, kontinuálně vytlačovaná spalitelná směs se kontinuálně obklopuje stlačitelnou pružnou přídržnou vrstvou materiálu pro vytváření kompozitního dílu, a výsledný kompozitní díl se rozřezává na spalitelné složky.

-2CZ 291345 B6

Spalitelná směs obsahuje zejména uhlík.

Stlačitelná pružná přídržná vrstva se připojuje k vytlačovanému spalitelnému prvku před rozřezáváním kompozitního dílu na spalitelné složky.

Kompozitní díl se obaluje pro vymezení jeho vnějšího průměru před rozřezávací operací.

Vytlačovaný spalitelný prvek se zvlhčuje před obalovací operací.

Stlačitelná pružná přídržná vrstva obsahuje s výhodou skelná vlákna.

Takže způsob plynulého vytváření spalitelné složky kuřáckých výrobků podle vynálezu spočívá v tom, že se plynule vytlačuje spalitelná směs do tvaru vytlačovaného podlouhlého útvaru se zvoleným tvarem průřezu a plynule vytlačovaný podlouhlý útvar ze spalitelné směsi se obklopí obalovou vrstvou plášťového materiálu pro vytvoření kompozitního dílu, přičemž obalová vrstva se spojí se spalitelnou směsí a podlouhlý útvar se rozřeže na části s požadovanou délkou, která je potřebná pro použití v kuřáckých výrobcích. Vrstva obalového materiálu, která obklopuje spalitelný prvek, udržuje materiál spalitelného prvku pohromadě ve spalitelné složce. Obalová vrstva obsahuje ve výhodném provedení stlačitelný pružný plášťový materiál, zejména vláknitý izolační materiál. Obklopující obalový materiál může s výhodou obsahovat více vrstev a také vrstvu materiálu, obsahujícího zdroj vůně, připomínající kouř, například tabák nebo tabákový papír nebo jiné látky, obsahující tabákový extrakt nebo aromatickou složku. Je-li to požadováno, je možno použít dalších vrstev, obklopujících jako přídavné izolační vrstvy základní obalovou vrstvu. Obalová vrstva nebo obalové vrstvy jsou dále obaleny cigaretovým papírem nebo jiným vhodným materiálem pro usnadnění manipulace s touto částí kuřáckých výrobků a také pro dosažení požadovaného vnějšího průměru tohoto dílu. Je například možno použít různých typů Cigaretových papírů pro plynulé obalování obalové vrstvy před zahájením rozřezávací operace.

Před nalezením řešení podle tohoto vynálezu bylo považováno z mnoha důvodů za nepraktické vytlačování spalitelného prvku přímo do podoby spalitelné složky kuřáckého výrobku. Jedním z těchto důvodů byla skutečnost, že spalitelná směs má po svém vytlačení velmi malou strukturální integritu a soudržnost a že tedy vytlačený podlouhlý útvar velmi pravděpodobně nemůže přestát bez větší újmy na své celistvosti všechny otřesy, kterým je vystaven v průběhu výrobního procesu.

Další problém vyplývá zvláštní povahy vytlačovaného útvaru. Tento vytlačovaný podlouhlý útvar má velmi proměnlivou výstupní rychlost v důsledku změn ve složení směsi, změn Teologických vlastností směsi, procházející vytlačovacím ústím vytlačovacího stroje, a rovněž v důsledku dalších faktorů. Dosud používané stroje na sestavování cigaret a jiných kuřáckých výrobků z jednotlivých samostatných dílů vyžadují přívod materiálu konstantní rychlostí, aby se zajistil optimální výkon.

Další problém vyplývá z malé strukturální integrity dohotovené složky, přičemž se předpokládalo, že přímé vytlačování spalitelného prvku do obklopující vrstvy vyřeší hlavní problémy. Jinými slovy, spalitelný prvek může u dosud známých řešení vypadnout buď před nebo po zapálení kuřáckého výrobku z obalové vrstvy.

Nyní bylo zjištěno, že je možné vytlačovat spalitelné prvky přímo a vyrábět spalitelné složky kuřáckých výrobků výhodným výrobním postupem, kterým je možno vytvořit spalitelnou složku, ve které je spalitelný prvek slepen s obalovou vrstvou, která současně udržuje nesoudržný materiál spalitelného prvku pohromadě v jeho původním tvaru válcovité tyčky, a tím řeší problém s rozpadáváním spalitelného materiálu.

-3 CZ 291345 B6

Ve výhodném provedení je spalitelná složka kuřáckých výrobků podle vynálezu tvořena podlouhlým spalitelným prvkem, který je obklopen přilepeným obalovým materiálem, vytvořeným zejména ze stlačitelného pružného materiálu, přičemž obalová a současně přidržovací vrstva je dále obalena cigaretovým papírkem nebo podobným obalovým materiálem. V tomto popisu se pojmů lepený a pojený používá v souvislosti s materiálem v obalové vrstvě, která je slepena nebo jinak adhezně vázána na vnější povrch vytlačovaného podlouhlého útvaru spalitelného prvku takovým způsobem, že některé části obalového materiálu, spalitelného prvku nebo látky, zajišťující vzájemné spojení obou vrstev, musí být porušeny nebo poškozeny, aby se obalový materiál oddělil od vytlačovaného podlouhlého útvaru.

Ve výhodném konkrétním provedení obsahuje vytlačovaný podlouhlý útvar uhlíkatý materiál, použitelný jako spalitelná látka, zejména obsahující uhlíkovou pastu, pojivo a vodu, přičemž tato směs může nebo nemusí obsahovat další aromatické látky nebo materiály, přičemž po vyformování se směs vysuší na spalitelné prvky.

V jiném výhodném provedení obsahuje spalitelný prvek tabák nebo zdroj tabákové nebo jiné vůně. Spalitelný prvek může obsahovat do 20% hmotnostních tabáku, zejména 5 % až 15 % hmotnostních, aby se výslednému kuřáckému výrobku dodalo tabákové aroma.

Stlačitelná pružná obalová vrstva je vytvořena zejména z vláknitého materiálu ve formě rouna, majícího šířku dostatečnou pro obalení kolem vytlačovaného podlouhlého útvaru a majícího tloušťku dostatečnou k zajištění požadovaného vnějšího průměru spalitelné složky kuřáckého výrobku.

V některých výhodných provedeních je použito věTšího počtu pružných obalových vrstev. Zejména výhodné je takové provedení, ve kterém je spalitelný prvek obklopen vrstvou izolačního materiálu, zejména skelných vláken, která je zase na vnější straně obklopena vrstvou tabákového papíru, který může být obalen další vrstvou skelných vláken.

Takto obalený tyčkový útvar je potom obklopen dalším papírovým obalem pro vytvoření kompozitního dílu, který má předem určený vnější průměr pro vytvoření spalitelné složky.

Existuje řada různých faktorů, které podmiňují úspěšnost řešení podle tohoto vynálezu. Jedním z významných hledisek řešení podle vynálezu je řízení vlhkosti uhlíkaté směsi, která je vytlačována do spalitelného prvku. Bylo zjištěno, že vlhkost uhlíkaté kašovité hmoty by měla být udržována mezi 20 % a 40 % hmotnostními, zejména mezi 34 % a 40 % hmotnostními, a to v závislosti na podmínkách vytlačovací operace a na složení spalitelné směsi, aby se získala vlhká směs, která má reologické vlastnosti, umožňující vytlačování, a přitom současně manipulaci s vytlačeným tyčkovým útvarem, a tím vý robu soudržných spalitelných prvků.

Vlhkost, udržovaná v těchto mezích, která je podmínkou pro optimální vytlačovatelnost, závisí do jisté míry na výstupní teplotě vytlačovacího stroje a vytlačovací hubice, které jsou používány pro vytváření vytlačovaného podlouhlého útvaru. Například pístová vytlačovací zařízení, i když nejsou plynule pracujícími zařízeními, mají snahu vytlačovat hmotu s nižší teplotou, a tím je také možno používat směsí s nižší vlhkostí. Avšak plynule pracující šnekové vytlačovací stroje mají snahu produkovat extrudáty při vyšších teplotách, například při teplotách od 50 °C do 80 °C.

V takových případech uniká z vytlačovaného útvaru větší množství vody při jeho výstupu z vytlačovací hubice. Extrudát se v důsledku odpařování vody ochlazuje, ale výsledný vytlačovaný útvar může obsahovat příliš málo vody na to, aby dovolil další manipulaci s vytlačovaným útvarem v průběhu výrobního procesu. V těchto případech je nutno použít většího množství vody na počátku vytváření směsi.

Jiným důležitým hlediskem řešení podle vynálezu je využití skutečné výrobní rychlosti, se kterou vystupuje vytlačovaný útvar z vytlačovacího zařízení, pro řízení rychlosti stroje, který obaluje

-4CZ 291345 B6 obalovou vrstvu materiálu kolem spalitelného prvku. Tento proces je realizován záběrem vytlačovaného prvku s ústrojím pro měření rychlosti jeho postupu po jeho výstupu z hubice a využitím takto zjištěné rychlosti pro řízeni chodu obalovacího zařízení. Toto opatření napomáhá kompenzovat změny rychlosti výstupu vytlačovaného prvku, které se v některých případech objevují na výstupu vytlačovacího stroje.

Jinou cestou k vyrovnávání změn výstupní rychlosti vytlačovaného prvku je vytvoření zdržovací nebo zpožďovací smyčky na dráze, po které je veden vytlačovaný podlouhlý útvar mezi vytlačovacím strojem aobalovacím ústrojím. Zpožďovací smyčka by měla mít dostatečnou velikost a geometrii pro kompenzaci normálních odchylek rychlosti přívodu vytlačovaného prvku, přičemž nemá obsahovat žádné ostré ohyby a hrany v dráze vedení, aby nedošlo ke zlomení nebo vytváření trhlin ve vytlačovaném prvku. S výhodou se využívá jak řízení rychlosti obalovacího zařízení, tak také zpožďovací smyčky, aby se dosáhlo co největší stabilizace rychlosti podávání vytlačovaného podlouhlého útvaru k obalovacímu zařízení.

Dalším velmi výhodným opatřením, které se nejlépe projevuje ve výrobním procesu, je použití vzduchové vrstvičky pro podepření vytlačovaného prvku v průběhu jeho vedení mezi vytlačovacím strojem aobalovacím zařízením. Vzduchová vrstvička tvoří podpěrné ústrojí, kterým je vytlačovaný prvek podpírán při své dopravě mezi vytlačovacím strojem a obalovacím ústrojím, takže vytlačovaný prvek je podepřen spíše působením vzduchu, než mechanickým kontaktem. Toto podepření může být velmi výhodné pro zamezení produkce nerovnoměrných a mechanicky poškozených spalitelných prvků. Vzduchová vrstvička také napomáhá chlazení a sušení vytlačovaného prvku v průběhu jeho dopravy do obalovacího ústrojí.

Velmi, důležitým prvkem v úspěšném provádění způsobu podle vynálezu je takový postup, při kterém je spalitelný prvek slepen s obalovým materiálem. Obalový materiál je s výhodou upraven a je na něj ještě před ovinutím kolem spalitelného prvku nanesena látka, vyvolávající slepení. Například v případě použití skelných vláken pro obalový materiál je spojení nebo slepení mezi vrstvou obalového materiálu ze skelných vláken a uhlíkatým spalitelným prvkem dosaženo opětnou aktivací pektinového pojivového činidla, které je normálně obsaženo v malém procentovém množství z celkové hmotnosti skelných vláken v tomto komerčně dodávaném vláknitém materiálu. Vláknitý materiál ze skelných vláken je ve výhodném provedení mírně zvlhčen malým množstvím vody ještě před použitím pro obalení vytlačovaného prvku. Je výhodné, aby skelná vlákna byla zvlhčena malým množstvím vody v místě, nacházejícím se v dostatečném odstupu před místem svého dotyku s vytlačovaným prvkem, uvažováno proti směru pohybu, aby pektin měl dostatečný čas ke svému zvlhčení a aktivování přidanou vlhkostí. Množství přidané vlhkosti při tomto procesu je malé, zejména jen takové, aby to stačilo k aktivování pektinu, který potom má udržovat spalitelný prvek ve spalitelné složce kuřáckého výrobku. Objem přidané vody se pohybuje v množství mezi 1 a 2 % hmotnostními z celkové hmotnosti spalitelného prvku. Voda může být dodávána tenkou děrovanou trubičkou, zejména trubičkou, opatřenou otvory o průměru 18 až 20 pm. Je také výhodné použít nanášecího válce tak, že voda, nanášená na pružný obalový materiál, je rozváděna alespoň na část plochy skelných vláken, která je v dotyku s vnější plochou spalitelného prvku.

Rouno ze skelných vláken nebo jiný obalový materiál je zejména upraven a dopravován způsobem, popsaným v patentovém spisu US 4 893 637, který popisuje nálevkovité tvarovací díly, které mají zaoblené povrchové plochy pro vedení okrajů pavučiny vláknitého materiálu kolem spalitelného prvku. Má-li se na obvod spalitelného prvku nanést více než jedna vrstva, je možno použít většího počtu formovacích ústrojí pro vytvoření každé vrstvy kolem spalitelného prvku. Avšak stejné materiály ve formě pavučin mohou být vytvořeny současně s pomocí jednoduchých formovacích ústrojí podle shora uvedeného patentového spisu. Například pro výrobu spalitelných složek, majících sendvičový typ struktury, který byl popsán v předchozí části, to znamená, že obsahuje dvě vrstvy skelných vláken, mezi nimiž je jedna vrstva

- 5 CZ 291345 B6 tabákového papíru, může být tabákový papír přiváděn do stejného formovacího ústrojí společně s jednou nebo druhou vláknitou vrstvou. V takovém případě vede formovací ústrojí okraje obou vrstev ze skelných vláken a tabákový papír tak, že obě vrstvy obalují spalitelný prvek.

Konečnou pracovní operací při výrobě spalitelné složky kuřáckého výrobku je obalení složky cigaretovým nebo jiným vhodným papírem a utěsnění papíru, aby jednotlivé díly složky byly drženy pohromadě, a rozřezání složky na části požadované délky. Tyto operace se s výhodou provádějí na jediném zařízení, přičemž na trhu je řada takových zařízení, vhodných pro tyto pracovní operace. Výhodné je použití stroje KDF-2, vyráběného firmou Hauni z Hamburku 10 a určeného k výrobě cigaretových filtrů. Je zvláště výhodné, že rychlost práce stroje KDF-2 může být řízena lineární postupnou rychlostí vytlačovaného prvku, vystupujícího z vytlačovacího stroje.

Nepochybně největší přínos řešení podle tohoto vynálezu znamená zvýšení výrobní rychlosti 15 a produktivity. Při provádění dosud známých postupů musel vytlačovaný prvek procházet celou řadou sušicích ústrojí se vzduchovými polštáři, aby se dosáhlo vysušení segmentů spalitelného materiálu do té míry, že se s nimi mohlo dále manipulovat, a aby se mohly skladovat. Segmenty se potom musely shromažďovat a nakládat do zásobníků, které byly zase vkládány do podávačích zařízení pro podávání spalitelných prvků do vkládacích strojů, které vkládaly tyto prvky ve 20 správné prostorové orientaci do dalších dílů cigarety, jak je popsáno například v patentovém spisu US 4 782 644.

Způsob podle vynálezu je možno ještě zdokonalit a upravit pro výrobu spalitelných prvků ve větším počtu, přičemž tyto prvky potom mohou být spojovány s dalšími částmi kuřáckých 25 výrobků známými postupy, používanými při výrobě cigaret. Při své plné provozní rychlosti může shora uvedený stroj KDF-2 zpracovat asi lOOm vytlačovaného prvku za minutu. Jestliže se potom rozdělí vytlačovaný podlouhlý útvar na jednotlivé spalitelné prvky, dochází se k závěru, že způsobem podle vynálezu je možno vyrobit tisíce spalitelných složek kuřáckých výrobků za minutu.

Základním úkolem vrstvičky vzduchu na dopravním ústrojí pro dopravu vytlačovaného útvaru je omezit na co nejmenší míru kontakt s dopravníkem mezi vytlačovacím strojem a obalovacím zařízením. Tento úkol je důležitější, než vlastní sušení vytlačovaného prvku. S použitím přímé vstřikovací metody může mít spalitelný prvek vysoký obsah vody, pohybující se mezi asi 28 % 35 a 30% hmotnostními, a to ještě ve chvíli, kdy je vpravován do spalitelné složky kuřáckého výrobku. Většina sušení probíhá tehdy, až když je spalitelný prvek uložen ve spalitelné složce kuřáckého výrobku, přičemž konečná vlhkost se pohybuje v množství od 2% do 10% hmotnostních, zejména od asi 4 % do asi 6 % hmotnostních. Tím odpadá nutnost použití většiny sušicích ústrojí a zásobníků, stejně jako manipulačních a dopravních ústrojí, vkládacího zařízení 40 a vlastně celého vkládacího procesu.

Použitím způsobu podle vynálezu se nejen výrazně omezuje použití zpracovacích a manipulačních zařízení a dalšího vybavení, ale dosahuje se také podstatného zlepšení výsledného produktu. Skutečnost, že spalitelný prvek je slepen s okolním obalovým materiálem, je velmi účinným 45 opatřením, které dokonale zamezí vypadnutí spalitelného prvku. Snížením počtu manipulačních a zpracovacích ústrojí se také podstatě sníží počet otřesů, nárazů, namáhání na ohyb a dalších nepříznivých působení, což vede k podstatnému zlepšení celkové kvality výroby a k podstatnému snížení počtu odpadních kusů.

Kromě toho se umístěním spalitelných prvků uvnitř spalitelné složky získá podstatně konzistentnější výrobek, než při použití vkládacího procesu. Tím je také výsledný kuřácký výrobek podstatně soudržnější, přičemž se u něj nevyskytují obtíže se zapálením spalitelného prvku, který byl vložen do cigarety v průběhu vkládacího procesu.

-6CZ 291345 B6

Spalitelné prvky podle vynálezu jsou s výhodou používány společně s oddělenými díly, produkujícími aerosol, které obsahují substrát, nesoucí látku, tvořící aerosol. Díly nebo prostředky, produkující aerosol, jsou umístěny v podélném směru v sousedství spalitelného prvku, zejména jsou umístěny v odstupu 10 mm za spalitelným prvkem, aby se omezil přímý přenos ohně. Výhodným substrátem je papírový substrát.

Podle dalšího výhodného provedení vynálezu obsahují kuřácké výrobky, zejména cigarety, náustkový díl na náustkovém konci cigarety, kterým se dopravuje produkovaný aerosol z cigarety do úst kuřáka. Výhodně řešený náustkový díl obsahuje segment stočeného tabákového papíru, umístěného ve směru proudění vzduchu za prostředky, produkujícími aerosol, dále filtr s nízkou účinností, například polypropylenový filtr, umístěný ve směru proudění vzduchu za tyčkou z tabákového papíru na náustkovém konci cigarety.

V průběhu kouření je teplo z hořícího spalitelného prvku rychle přenášeno na prostředek, produkující aerosol v cigaretě, a tímto teplem se uvolní vypařování látky, tvořící aerosol, obsažené v těchto prostředcích nebo dílech, přičemž takto produkovaný aerosol, připomínající kouř, je dopravován náustkovým dílem kuřáckého výrobku.

Kromě již uvedených výhod jsou některé výhodné znaky vynálezu schopny zajistit produkci aerosolu, který je chemicky jednoduchý a sestává v podstatě ze vzduchu, oxidu uhlíku, vody, látek tvořících aerosol, včetně požadovaných aromatických látek nebo jiných prchavých materiálů, a ze stopových množství dalších látek.

Další výhodné provedení vynálezu se týká obsahu určitého množství tabáku ve spalitelné směsi a/nebo obsahu jistých forem tabáku, například řezaného plniva, tabákového papíru, tabákového extraktu a podobně, v izolačním materiálu, obklopujícím spalitelný prvek a/nebo obklopujícím generátor aerosolu. Takové kuřácké výrobky potom dodávají kouř s lepší chutí a vůní.

Pod pojmem aerosol se v tomto popisu rozumí páry, výpary, plyny, částice a podobně, viditelné nebo neviditelné, a zejména takové složky, které jsou uživatelem považovány za podobné kouři a které jsou produkovány působením tepla z hořícího spalitelného prvku a převáděny na sloučeniny, obsažené v prostředcích, produkujících aerosol, umístěných kdekoliv v kuřáckém výrobku. Jak již bylo řečeno, pojem aerosol také zahrnuje prchavé aromatické látky a/nebo jiná prchavá činidla bez ohledu na to, zda produkují viditelný aerosol.

Pod pojmem uhlíkatý materiál se rozumí takové materiály, které obsahují nejméně 50 % hmotnostních uhlíku v pevném látkovém podílu spalitelného prvku nebo v pastě, použité pro výrobu spalitelného prvku.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude blíže objasněn pomocí příkladů provedení zobrazených na výkresech, kde znázorňují obr. 1 podélný řez částí spalitelné složky pro kuřácké výrobky, vytvořené podle vynálezu, obr. 2 čelní pohled na spalitelnou složku kuřáckého výrobku z obr. 1, obr. 3 podélný řez příkladným provedením cigarety, opatřené spalitelnou složkou podle vynálezu, která je zobrazena na obr. 1 a obr. 2, obr. 4 boční schematický pohled na zařízení pro výrobu spalitelných složek kuřáckých výrobků podle vynálezu,

-7 CZ 291345 B6 obr. 5 schematický boční pohled na jiné příkladné provedení zařízení pro výrobu spalitelných složek pro kuřácké výrobky podle vynálezu, a obr. 6 schematický boční pohled na příkladné provedení postřikovacího ústrojí, použitého u zařízení podle obr. 4.

Příklady provedení vynálezu ' 10

Spalitelná složka 10 pro kuřácké výrobky podle tohoto vynálezu může být vyráběna v plynulém výrobním procesu. Jak je patrno z výkresů, a to zejména z obr. 1, každá spalitelná složka 10 obsahuje vytlačovanou směs pro vytlačovaný spalitelný prvek 12, obklopený stlačitelnou pružnou přídržnou obalovou vrstvou 15., a zejména obalený vnějším papírovým obalem 18. 15 Spalitelná složka 10 cigarety má zpravidla průměr kolem 7 až 8 mm a její délka se mění v závislosti na požadovaném množství produkovaného tepla a na požadovaném průběhu vývinu tepla ve spalitelné složce 10 kuřáckého výrobku. Délka spalitelné složky 10 se zpravidla volí tak, že po vyhoření spalitelného prvku 12 zůstane určitá část spalitelného prvku 12, která je stále vázána na stlačitelnou pružnou přídržnou obalovou vrstvu 1.5. Je však pochopitelně možno 20 vyrobit spalitelné prvky 12 s jinými průměry, délkami a konstrukčními provedeními.

U příkladného provedení je u spalitelného prvku 12 použita vytlačovaná směs, obsahující uhlíkatý spalitelný materiál, který je vyroben zejména z vláknitého celulózového materiálu pyrolýzou při teplotě od 400 °C do 900 °C, zejména při teplotě od asi 550 °C do asi 750 °C, a to 25 v atmosféře, neobsahující kyslík. Pyrolyzovaný vláknitý materiál se potom rozseká na krátká vlákna, která se potom smíchají s pojivém, zejména s uhličitanem sodným nebo s podobným zdrojem sodíku pro optimální zapalovací a doutnací vlastnosti, s asparaginem pro úpravu produkovaného kouře, s tabákem pro dosažení potřebného aroma nebo s použitím jiných požadovaných materiálů, které se potom vytvarují vytlačováním do požadovaného tvaru. 30 Nastavení obsahu sodíku ve spalitelné látce a použití asparaginu je popsáno v patentovém spisu US 5 178 167, jehož poznatky jsou zde uvedeny ve formě odkazu.

Tělesné vytvoření a materiálové složení spalitelné složky 10 cigarety nebo obecně kuřáckého výrobku je závislé na charakteristice spalitelného prvku 12, který má být použit v kuřáckém 35 výrobku. Spalitelné prvky 12 mohou být například vyrobeny ze směsi, obsahující 90% hmotnostních sulfátové buničiny z tvrdého dřeva, která je karbonizována a rozemleta na částice s průměrnou velikostí 12 gm, a 10 % hmotnostních pojivá Kelco HV na bázi alginátu amonného. Tato směs uhlíkového prášku a pojívaje smíchána s vodným roztokem uhličitanu sodného a má po vytvarování vytlačováním do tyčkovitého tvaru dostatečnou pevnost, aby vytvářela 40 vytlačovaný prvek, ze kterého potom může být spalitelný prvek 12 vytvořen do jeho konečné podoby, ve které spalitelný materiál obsahuje od 2 000 do 20 000 dílů sodíku Na na milion dílů směsi, měřeno indukčně vázanou plazmovou atomovou emisní spektroskopií (ICP-AES). Místo části záměsové vody nebo veškeré záměsové vody je možno použít Na₂CO3 v množství přibližně 30 % hmotnostních, aby se vytvořily různé druhy vytlačovatelných směsí.

Dalším vhodným zdrojem uhlíkatého materiálu jsou uhlíkaté materiály ze slupek kokosových ořechů, například uhlíky PXC, které jsou na trhu dostupné pod označením PCB, a experimentální uhlíkaté materiály, zejména materiály známé pod označením LotB-11030-CAC-5, Lot B-l 1250-CAC-l 15 a Lot 089-A12-CAC-45, které na trh dodává firma Calgon Carbon 50 Corporation, Pittsburg, PA.

Celulózový uhlíkatý materiál z tvrdého dřeva může být vyroben například karbonizací neběleného sulfátového papíru bez obsahu klouzku pod dusíkovou vrstvou, při které se zvyšuje

-8CZ 291345 B6 teplota stupňovitě, aby se omezila oxidace papíru na minimum, na karbonizační teplotu nejméně 750 °C. Výsledný karbonový materiál se ochladí na asi 35 °C, a potom se rozemele na jemný prášek s průměrnou velikostí částic o průměru kolem 12 pm.

Směs spalitelných látek se vytlačuje hubicí, která má průřez, odpovídající průřezu hotovené spalitelné složky 10 cigarety nebo jiného kuřáckého výrobku. Jak je například patrno z obr. 1 až obr. 3, vyformované spalitelné tyčky jsou opatřeny šesti stejnoměrně od sebe vzdálenými obvodovými podélnými štěrbinami nebo drážkami, z nichž každá má hloubku 0,76 mm a šířku 0,6 mm. Vnitřní okraje podélných drážek jsou zaobleny, jak je patrno z výkresů, aby se dosáhlo lepší konstrukční integrity.

Jak bylo uvedeno v předchozí části, spalitelný prvek 12 je udržován ve spalitelné složce 10 kuřáckého výrobku podle vynálezu obvodovou obalovou vrstvou 15. Obalová vrstva 15 zejména obklopuje spalitelný prvek po celé jeho délce. Tato obalová vrstva 15 může dokonce probíhat ještě za jeden nebo oba konce spalitelného prvku 12, a tím vytváří zahloubení na obou čelních koncích spalitelné složky 10, které odděluje spalitelný prvek 12 od ostatních částí cigarety. Obalová vrstva 15 může mít s výhodou pružný charakter, který jí umožní proniknout částečně do podélných drážek na obvodu spalitelného prvku 12. Výhodné provedení obalové vrstvy 15 ve funkci obklopujícího a přidržovacího prostředku také napomáhá udržovat teplo a omezuje množství radiálně proudícího atmosférického vzduchu, který by mohl jinak proudit do spalitelného prvku 12 v průběhu kouření cigarety. Výhodně vytvořený obalový přidržovací prostředek ve formě obalové vrst\y 15 působí také jako izolační člen.

Obalový materiál, udržující spalitelný prvek 12 pohromadě, může s výhodou obsahovat skelná vlákna, nebo směs tabákového plniva a skelných vláken, mačkaného nebo drceného karbonového papíru, řezaného tabákového plniva nebo podobně.

Jak je patrno z obr. 3, typický kuřácký výrobek cigaretového typu, obsahující spalitelný prvek 12 podle vynálezu, obsahuje spalitelnou složku 10, vedle které v podélném směru přímo sousedí aerosolový prvek 20, produkující aerosol. Aerosolový prvek 20, produkující aerosol, který je zobrazen v příkladu na výkresu, obsahuje substrát 21, který je nosičem látky, produkující aerosol, například glycerolu, a obal 22, například zábranový papír. Aerosolový prvek 20 produkující aerosol je podobně jako u jiných známých výrobků tohoto typu obklopen vnějším obalem nebo trubičkou 23 z tuhého papíru nebo podobného vhodného materiálu. Aerosolový prvek 20, produkující aerosol, je umístěn v trubičce 23 tak, že je vzdálen od obou jejích konců. V závislosti na délce substrátu 21 může být mezi substrátem 21 a předním koncem náustkového dílu 30 ponechán volný prostor nebo mezera 26. Tato mezera 26 může obsahovat tabák, pokud je to vhodné, například řezané plnivo nebo tabákový papír.

Aerosolový prvek 20 a spalitelná složka 10 jsou ve výhodném příkladném provedení vzájemně spojeny dalším vnějším obalovým papírem 25, který může být ukončen v odstupu od zapalovacího konce spalitelné složky j0. Substrát 21 a spalitelný prvek 12 jsou s výhodou od sebe odděleny druhou mezerou 24, která napomáhá omezovat unikání materiálu, tvořícího aerosol a zamezuje také přehřátí substrátu 21.

Cigareta dále obsahuje náustkový díl 30, vytvořený ze svitku 31 tabákového papíru nebo podobného vhodného materiálu, připojeného k filtru 35 s nízkou účinností, například vytvořeného z polypropylenu nebo podobného vhodného materiálu.

Pro usnadnění manipulace jsou svitek 31 tabákového papíru a filtr 35 obaleny papíry 32, 36, přičemž tyto dvě součásti cigarety mohou být zase kombinovány s vnějším obalem 33.

-9CZ 291345 B6

Ve výhodném příkladném provedení může být náustkový díl 30 spojen s předním koncem cigaret) pomocí dalšího vnějšího obalu z obalového papíru 37, jak je zobrazeno na obr. 3.

Aerosolový prvek 20, produkující aerosol, obsahuje látku, která je schopna vyvíjet aerosol, například glycerin, tabák v určité formě, například tabákový prach, tabákový extrakt nebo tabákovou drť, a další látky, tvořící aerosoly, a/nebo složky tabákové vůně, například kakao, lékořici a cukr. Látky, tvořící aerosol, jsou obvykle naneseny na substrátu jako nosiči, kterým je například zmačkaný papír, zmačkaný tabákový papír, a jiné podobné druhy materiálu, sloužícího jako substrát. Spalitelný prvek 12 může být obklopen tabákem, který může obklopovat také io substrát a/nebo může být použit na jakémkoliv místě kuřáckého výrobku podle vynálezu.

Substrátem je zejména monolitický substrát. Jestliže je tento substrát vytvořen z materiálu, podobného papíru, je výhodné, jestliže je tento substrát umístěn v odstupu od spalitelného prvku 12. Tento vzájemný odstup obou zmíněných částí kuřáckého výrobku je žádoucí, aby se omezil 15 kontakt mezi spalitelným prvkem 12 a substrátem, a aby se tím zamezilo migraci látek, produkujících aerosol, do spalitelného prvku 12. a aby se také omezilo sežehnutí nebo spálení substrátu z papíru.

Druhá mezera 24 může být vytvořena vybráním, vytvořeným odsazením čela spalitelného prvku 20 12 od konce obalové vrstvy, nebo vytvořením volného prostoru mezi konci obou těchto částí, například ve formě štěrbiny mezi spalitelným prvkem 12 a substrátem v průběhu výroby.

Náustkový díl 30 je upraven pro dodávání aerosolu do úst kuřáka. Tento náustkový díl 30 má • obecně válcový tvar a obsahuje tabákové materiály, například ve formě válcové dávky 25 slisovaného tabáku, a filtrační prvek.

Jedna z vhodných spalitelných směsí obsahuje kolem 60 až 99 % hmotnostních uhlíku, od asi 1 do 20% hmotnostních vhodného pojivá, od asi 1 do kolem 5 % hmotnostních sloučeniny, uvolňující amonium, a od asi 2000 do 20 000 dílů sodíku na milion dílů směsi, měřeno pomocí 30 sdružené plazmové atomové emisní, spektroskopie (ICP-AES). Sloučeninami, schopnými uvolňovat amonium v průběhu hoření spalitelné směsi, jsou takové sloučeniny, jako je močovina, anorganické a organické soli, například uhličitan amonný, alginát amonný, monofosforečnan, difosforečnan nebo trifosforečnan amonný, aminocukry, například prolinová fruktóza nebo asparaginová fruktóza, aminokyseliny, zejména alfa aminokyseliny, například glutamin, glycin, 35 asparagin, prolin, alanin, cystin, kyselina asparagová, kyselina fenylalaninová nebo glutamová, dipeptidy nebo tripeptidy, čtverné sloučeniny amonia a podobně. Tyto spalitelné sloučeniny jsou podrobněji popsány v patentovém spisu US 5 178 167, na který se části tohoto popisu odvolávají.

Na obr. 4 je zobrazeno zařízení pro výrobu spalitelných prvků 12 podle vynálezu, ve kterém se vlhká směs vytlačuje pomocí pístového vytlačovacího stroje 50. Vytlačovaná směs pro spalitelný prvek 12 vystupuje z vytlačovací hubice ve formě souvislého podlouhlého útvaru, vytvořeného vytlačováním, a majícího požadovaný tvar průřezu, a potom se uloží na povrchovou plochu profilového dopravníku 52. Vytlačovaná směs pro spalitelný prvek 12 potom přichází do 45 kontaktu s první kladkou 53. která je spojena s otáčkoměrem pro měření rychlosti postupu vytlačovaného podlouhlého útvaru, přičemž zjištěná rychlost posuvu se může využít pro nastavení rychlosti obalovacího ústrojí 60. Za normálních podmínek vytváří vytlačovaný podlouhlý útvar zpožďovací smyčku 55 mezi první kladkou 53 a druhou volnou vodicí kladkou 54, aby se tak vyrovnávaly nerovnoměrnosti v rychlost jednotlivých částí tohoto zařízení, 50 zejména rozdíly v rychlosti činnosti vytlačovacího ústrojí a obalovacího ústrojí 60. Obalovací plášťový materiál 58 se přivádí k vytlačovanému podlouhlému útvaru, aby vytvořil na povrchu tohoto útvaru obalovou vrstvu, která udržuje materiál jádra z vytlačované směsi pro spalitelný prvek 12 pohromadě. Obalovací plášťový materiál pro vytvoření obalové vrstvy 15 obsahuje takové složky, které se podílejí na vytváření vazby s vnějším obvodem spalitelného prvku 12

- 10CZ 291345 B6 ještě před obalením spalitelných prvků 12 vnějšími obalovými vrstvami 15. V případech, kdy je obalová plášťová vrstva 15 ze skelných vláken, obsahujících například od asi 3 % do 5 % hmotnostních pektinu, může být vzájemná vazba vytvořena nastříkáním vody na alespoň část povrchu vláknitého útvaru ze skelných vláken v dostatečném předstihu před obalováním spalitelného prvku 12, aby se pektin ve vláknitém útvaru ze skelných vláken stačil aktivovat a mohl zajistit spojení se spalitelných prvkem 12.

Profilový dopravník 52 je s výhodou vytvořen jako kanálek, obsahující ve svém dnu soustavu otvorů, uspořádaných do obrazce a napojených na přetlakový přívodní systém pro přívod vzduchu pod mírným přetlakem, aby se tak na dně kanálku vytvořil tenký vzduchový film, který nese vytlačovaný podlouhlý útvar ze spalitelného materiálu k místu setkání nebo spojení s pásem plášťového materiálu 58 před vstupem do obalovacího ústrojí 60. Profilový dopravník 52 pro dopravu vytlačovaného podlouhlého útvaru na tenké vrstvičce vzduchu může být přerušen například vložením dvojice volně otočných kladek 53, 54, mezi nimiž se může vytvářet na podlouhlém útvaru spalitelného materiálu zpožďovací smyčka 55, aby tak rozdíly v rychlosti chodu obalovacího ústrojí 60 a vytlačovacího stroje 50 nezpůsobily přerušení podlouhlého útvaru ze spalitelného materiálu.

Obalovací ústrojí 60 je s výhodou představováno běžně používaným strojem pro výrobu cigaretových filtrů, vyráběným například firmou Hauni z Hamburku pod označením KDF-2. Obalovací ústrojí 60 jednak obaluje vrstvu 15 plášťového materiálu, obklopující spalitelný prvek 12, papírovým obalem 18, a rozřezává kompozitní útvar na díly předem určené délky.

Jiné příkladné provedení zařízení pro výrobu spalitelné složky 10 kuřáckého výrobku podle vynálezu je schematicky zobrazeno na obr. 5. Jak je z tohoto příkladu patrno, směs je vytlačována do požadovaného tvaru pomocí míchacího vytlačovacího stroje 80. Vhodným typem takového dvoušnekového míchacího vytlačovacího stroje je Baker-Perkins MP-50-35 DE XLT, který je opatřen šnekem, sestaveným ze skupiny dopředných posouvacích šnekových segmentů, z lopatkových segmentů a podávačích šnekových segmentů.

Vytlačovaná směs pro spalitelný prvek 12 přichází po výstupu z dvoušnekového míchacího a vytlačovacího stroje 80 do styku s první rychloměmou kladkou 81, jejíž lineární obvodová rychlost je přesně měřena pomocí vhodného měřicího ústrojí. Rychlost otáčení první rychloměmé kladky 81 může být měřena pomocí neznázoměného fotosenzoru, upraveného pro registrování průchodu zubů ozubeného kola, spojeného s první rychloměmou kladkou 81. Signály ze snímače rychlosti jsou přenášeny řídicím ústrojím 82 na řídicí jednotku, která ovládá rychlost činnosti obalovacího a odřezávacího stroje 100.

Podlouhlý útvar z vytlačované směsi pro spalitelný prvek 12 po opuštění první rychloměmé kladky 81 padá dolů do tvaru -zpožďovací nebo zásobní smyčky 83, která napomáhá kompenzovat rozdíl v rychlostech pracovní činnosti vytlačovacího stroje 80 a obalovacího a odřezávacího stroje 100.

Vytlačovaný podlouhlý útvar ze spalitelné vytlačované směsi pro spalitelný prvek 12 potom přichází na vzduchový dopravník 84 pro dopravu na tenké vrstvičce vzduchu, kterým je dopravován do obalovací stanice 85, ve které je obalová plášťová vrstva 90, tvořená rounem nebo podobným vláknitým útvarem, nanesena kolem spalitelného prvku 12. Spalitelný prvek 12 může být například obalen pružným vláknitým útvarem ze skelných vláken. Podrobnější informace o tomto materiálu, týkající se zejména jeho vlastností, jsou uvedeny na str. 48 až 52 monografie o názvu Chemical and Biological Studies of New Cigarette Prototypes That Heat Instead of Bum Tobacco, vydané firmou R. J. Reynolds Tobacco Co. (1998).

V obalovacím a odřezávacím stroji 100 je obalová vrstva 15 ze skelných vláken ještě obalována papírovým obalem 18, například papírem, popsaným v patentovém spisu US 4 938 238.

- 11 CZ 291345 B6

Jednotlivé části kuřáckého výrobku mohou být vyráběny přívodem vytlačovaného podlouhlého útvaru a vláknitého materiálu například do obalovacího ústrojí 60 pro výrobu cigaretových filtrů, například do stroje typu Hauni K.DF-2, který je vybaven tvarovacím ústrojím, popsaným v patentovém spisu US 4 893 637. Složený díl cigarety je obalen papírem, popsaným v patentovém spisu US 4 938 238, nebo jiným cigaretovým obalovým papírem v obalovacím zařízení. Po obalení pružného plášťového materiálu pro obalovou vrstvu 15 vnějším papírovým obalem 18, zobrazeným na obr. 2, je průměr tohoto složeného prvku spolehlivě zajištěn. Řezací ústrojí je uspořádáno kolmo na obalovací ústrojí a odřezává z podlouhlého útvaru jednotlivé složené prvky s předem stanovenou délkou, přičemž tyto rozřezané prvky se. dále zpracovávají při výrobě kuřáckých výrobků. Délka jednotlivých rozřezaných dílů je zejména násobkem požadované velikosti pro použití v kuřáckých výrobcích. Je-li například pro každý kuřácký výrobek použita složka o délce 10 mm, může být délka obalených složených prvků rovna například 40 mm, takže odpovídá délce čtyř spalitelných složek 10, které se mohou vytvořit dalším rozřezáním v další pracovní operaci a následně se mohou spojit se substrátem, aby se tak vytvořila přední část cigarety, která pak může být spojena se samostatným náustkovým dílem 30 pro vytvoření cigarety.

Jak je zobrazeno na obr. 5, ústrojí pro spojení obalového materiálu nebo vláknitého útvaru s povrchem spalitelného prvku 12 obsahuje zdroj 91 materiálu, zajišťujícího vzájemné slepení nebo podobné spojení, přívodní potrubí 92 pro přívod tohoto pojivového materiálu do blízkosti vláknitého útvaru, který je přiváděn na obvod vytlačovaného podlouhlého útvaru, a trubičku 93 s malým průměrem pro nastřikování pojivového materiálu na povrch pásu rouna nebo podobného vláknitého útvaru. Umístění ústrojí pro nanášení pojivového materiálu je závislé na množství tohoto nanášeného materiálu pro zajištění vzájemného spojení a na době potřebné pro vyvolání pojivového účinku, aby tak docházelo k účinnému spojení mezi spalitelným prvkem 12 a obklopujícím materiálem v okamžiku vzájemného kontaktu obou těchto částí.

Například při použití vláknitého útvaru ze skelných vláken, obsahujícího pektin, je materiálem, vyvolávajícím vzájemné slepení, každý takový materiál, který je schopen aktivovat lepivé vlastnosti pektinu. Umístění ústrojí pro nanášení materiálu, vyvolávajícího vzájemné spojení, je závislé na obsahu pektinu ve vláknitém útvaru, na rychlosti celého systému a podobně, takže vláknitý útvar ze skelných vláken je zvlhčen aktivujícím se materiálem v dostatečném časovém předstihu, aby pektin nebo jiný pojivový materiál mohl být dostatečně aktivován v průběhu doby, kdy je ovíjen kolem spalitelného prvku 12 nebo krátce potom. Množství vody, použité pro aktivování vláknitého útvaru, je velmi malé a pohybuje se od asi 1 % do asi 3 % hmotnostních spalitelné složky 10.

Látka, vyvolávající vzájemné slepení obou částí, může být nanášena na vytlačovaný podlouhlý útvar pomocí přívodního potrubí a jehlového nanášecího prvku, v kterém je průtok pojivové látky řízen gravitačním přívodem ze zdroje, umístěného v nastavené výšce, nebo pomocí měřicího ústrojí, popřípadě pomocí jiných vhodných ústrojí a prostředků pro řízení průtoku pojivového činidla, které jsou odborníkům známé.

Detailnější zobrazení některých částí ústrojí pro nanášení činidla pro vyvolávání vzájemného slepení spojovaných částí je na obr. 6. Voda nebo jiná látka 112, vyvolávající lepicí účinek, je dodávána ze zdroje 110 a je nastřikována trubičkou 111 s malým průměrem na nanášecí nebo rozdělovači válec 113. Nanášecí a rozdělovači válec 113 je v kontaktu s částí povrchu obalové vrstvy 15, která přijde do styku s povrchem spalitelného prvku 12 v dohotovené spalitelné složce

10. Jak je patrno z obr. 6, nanášecí nebo a rozdělovači válec 113 je umístěn tak, aby přicházel do styku s vláknitým útvarem, tvořícím obalovou vrstvu 90 spalitelného prvku 12, a to v okamžiku, kdy je přiváděna obloukovou povrchovou plochu 114 obalovacího ústrojí, jak je popsáno v patentovém spisu US 4 893 637.

- 12CZ 291345 B6

V praxi je umístění ústrojí pro nanášení činidla k vyvolání lepivého účinku určeno rychlostí pohybu vytlačováného podlouhlého útvaru a jinými faktory, uvedenými v předchozí části popisu, aby tak bylo zajištěno, že dostatečné množství látky, vyvolávající lepicí účinek, bylo nanášeno na obklopující materiál po dostatečně dlouhou dobu, aby mohlo dojít k potřebnému slepení.

V případě použití vláknitého materiálu ze skelných vláken se nanáší na obalovou vrstvu voda, která se nechá dostatečně dlouhou dobu působit, aby se umožnila aktivace pektinu nebo jiného pojivového materiálu. Povrch nanášecího nebo rozdělovacího válce 113 je s výhodou rýhovaný, aby se dosáhlo účinnějšího rozdělení látky, vyvolávající lepivý účinek.

Pro slepení vytlačované tyčky spalitelného materiálu a pružné obalové vrstvy je pružná vrstva pro vytvoření obalové vrstvy 15, obsahující vodou aktivovatelný pojivový materiál, zvlhčena zejména ještě před jejím obalením kolem spalitelného prvku 12. Voda je s výhodou používána jako zvlhčovači činidlo pro rozpuštění nebo jinou aktivaci lepicích látek na povrchu vrstvy materiálu, který má přijít do styku nebo který se má slepit s povrchem vytlačovaného podlouhlého útvaru po odpaření vody. Je však možno použít také jiných rozpouštědel, jejichž druh závisí na složení obalové vrstvy 15, na složení pojivové látky a na složení vytlačovaného podlouhlého útvaru. V rozpouštědle nebo ve vodě může být popřípadě obsažena další přídavná lepicí látka nebo může být tato látka nanesena na povrch vytlačovaného podlouhlého útvaru, aby se dále podpořilo dobré slepení obou těchto částí ajejich vzájemná soudržnost. Ve vodě může být rozpuštěn například pektin nebo NaCMC, aby se zvýšila soudržnost mezi pružnou obalovou vrstvou a vytlačovaným podlouhlým útvarem.

Ve výhodném provedení spalitelné složky 10 podle vynálezu je spalitelným prvkem 12 uhlíkatý materiál, obsahující nejméně kolem 50 % hmotnostních uhlíku. Spalitelná složka 10 kuřáckého výrobku má délku nejméně asi 10 mm, a zejména nejméně asi 12 mm, přičemž maximální délka spalitelného prvku 12 byla vystavena možnosti shoření a značná část spalitelného prvku 12 je uspořádána v kuřáckém výrobku tak, aby neshořela v průběhu kouření kuřáckého výrobku. Tím se zachovává spojení mezi podstatnou částí délky spalitelného prvku 12 a obalové vrstvy 15, které není narušeno teplem, vyvíjeným v průběhu kouření.

Tak například pro spalitelný prvek 12 délky 16 mm může být vystaveno spalování prvních 6 mm -délky a zbytek je kyslíkovou bariérou nebo poklesem teploty vystaven takovým podmínkám, že spalitelný materiál po shoření 6 mm sám uhasne. Při kouření takového kuřáckého výrobku je možno předpokládat, že dojde k porušení slepené vazby mezi spalitelným prvkem 12 a obalovou vrstvou 15 v místě, nacházejícím se v malé vzdálenosti od místa uhasnutí spalitelného materiálu, například ve vzdálenosti 8 mm od počátečního zapalovacího konce spalitelného prvku 12. Ve zbývající části je spojení mezi spalitelným prvkem 12 a obalovou vrstvou 15 zachováno, například v délkovém úseku mezi 8 mm a 16 mm délky od zapalovacího konce spalitelného prvku 12 zůstává lepený spoj neporušen, takže je zajištěna značná bezpečnost proti možnosti vypadnutí spalitelného prvku 12 z kuřáckého výrobku v průběhu kouření.

Spalitelný prvek 12 podle vynálezu může být vytvářen vytlačováním v různých tvarech svého příčného průřezu.

Materiálem pro pružnou obalovou vrstvu 15, obklopující a udržující pohromadě spalitelný prvek 12. může být v praktické aplikaci vynálezu jakýkoliv materiál, který může být ovinut kolem vytlačované směsi pro spalitelný prvek 12 ve formě podlouhlého útvaru, aby se vytvořila spalitelná složka 10, mající vnější válcovou plochu, která má zejména určitou pružnost pro výrobu a pro použití. Pružný materiál je stabilní při vyšších teplotách za podmínek, při kteiých je používán kuřácký výrobek podle vynálezu.

Ve výhodném provedení je možno pro obalové materiály, udržující pohromadě spalitelný prvek 12 podle vynálezu, použít také izolačních materiálů.

- 13 CZ 291345 B6

Pod pojmem izolační materiál se v této souvislosti rozumí všechny materiály, které působí především jako izolační prvky. Tyto materiály zejména v průběhu použití nehoří, ale mohou se tavit při kouření cigarety podle vynálezu, přičemž těmito materiály mohou být skelná vlákna s nižší odolností proti vysokým teplotám. Vhodné izolační materiály, mající malou tepelnou vodivost, jsou popsány v publikaci Hach: Chemical Dictionary, 34, čtvrté vydání, 1969, Lang: Handbook óf Chemistry, 10, čtvrté vydání, 1969, a Lang: Handbook of Chemistry 10, str. 272-274, jedenácté vydání, 1973.

Výhodné druhy izolačních materiálů vytvářejí vrstvy plášťového materiálu pro obalovou vrstvu 15 s tloušťkou nejméně asi 0,5 mm, výhodněji nejméně 1,0 mm. Složení izolačního a/nebo obalového materiálu, udržujícího pohromadě spalitelný prvek 12, který obalový materiál obklopuje, může být různé. Materiálem jsou s výhodou materiály, které nemají tendenci k hoření, nebo materiály, které sice hoří, ale které se nerozpadají. Příklady takových vhodných materiálů jsou skelná vlákna a další materiály, popsané v patentových spisech US 5 105 838 aEPA 339 690, nebo na str. 48 až 52 monografie o názvu Chemical and Biological Studies of New Cigarette Prototypes That Heat Instead of Bum Tobacco, R. J. Reynolds Tobacco Co. (1988).

Spalitelná složka 10 je zejména obalena nejméně jednou vrstvou vnějšího papírového obalu 18. Vhodné druhy takových obalových cigaretových papírů nemají hořet otevřeným plamenem v průběhu hoření spalitelného prvku 12. Papír by kromě toho měl mít kontrolovanou rychlost doutnání a měl by vytvářet šedý cigaretový popel.

PATENTOVÉ NÁROKY

Claims (16)

1. Spalitelná složka (10) pro kuřácký výrobek, vyznačující se tím, že obsahuje vnitřní prvek ve formě vytlačovaného spalitelného prvku (12), jehož vnější povrchová plocha je obklopena stlačitelnou pružnou přídržnou vrstvou (15, 90) materiálu, spojenou s podélnou povrchovou plochou vytlačovaného spalitelného prvku (12).

2. Spalitelná složka (10) podle nároku 1,vyznačující se tím, že je opatřena vnějším obalem (18), obklopujícím stlačitelnou pružnou přídržnou vrstvu (15, 90).

3. Spalitelná složka (10) podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že vytlačovaná směs obsahuje materiál, sestávající převážně z uhlíku.

4. Spalitelná složka (10) podle jednoho nebo několika z nároků 1 až 3, vyznačující se t í m, že má délku od 12 mm do 16 mm.

5. Spalitelná složka (10) podle jednoho nebo několika z nároků 1 až 4, vyznačující se t í m, že stlačitelná pružná přídržná vrstva (15,90) obsahuje izolační materiál.

6. Spalitelná složka (10) podle jednoho nebo několika z nároků 1 až 4, vyznačující se t í m, že stlačitelná pružná přídržná vrstva (15, 90) obsahuje izolační člen.

7. Spalitelná složka (10) podle jednoho nebo několika z nároků 1 až 6, vyznačující se t í m, že stlačitelná pružná přídržná vrstva (15, 90) obsahuje skelná vlákna s obsahem pektinu.

8. Spalitelná složka (10) podle jednoho nebo několika z nároků 1 až 7, vyznačující se t í m, že stlačitelná pružná přídržná vrstva (15,90) obsahuje zřasený pás papíru.

- 14CZ 291345 B6

9. Spalitelná složka (10) podle nároku 8, vyznačující se tím, že pás papíru je opatřen vytlačovaným vzorem.

10. Spalitelná složka (10) podle jednoho nebo několika z nároků 1 až 9, vyznačující se t í m , že stlačitelná pružná přídržná vrstva (15,90) obsahuje tabák nebo tabákový produkt.

11. Způsob výroby spalitelné složky (10) pro kuřácký výrobek, vyznačující se tím, že se vytváří vnitřní prvek kontinuálním vytlačováním spalitelné směsi pro vytváření vytlačovaného spalitelného prvku (12), kontinuálně vytlačovaná spalitelná směs se kontinuálně obklopuje stlačitelnou pružnou přídržnou vrstvou (15, 90) materiálu pro vytváření kompozitního dílu, a výsledný kompozitní díl se rozřezává na spalitelné složky (10).

12. Způsob podle nároku 11, vyznačující se tím, že spalitelná směs obsahuje zejména uhlík.

13. Způsob podle nároku 11 nebo 12, vyznačující se tím, že stlačitelná pružná přídržná vrstva (15, 90) se připojuje k vytlačovanému spalitelnému prvku (12) před rozřezáváním kompozitního dílu na spalitelné složky (10).

14. Způsob podle jednoho nebo několika z nároků 11 až 13, vy z n a č uj í c í se tím, že kompozitní díl se obaluje pro vymezení jeho vnějšího průměru před rozřezávací operací.

15. Způsob podle jednoho nebo několika z nároků 11 až 14, vyznačující se tím, že vytlačovaný spalitelný prvek (12) se zvlhčuje před obalovací operací.

16. Způsob podle jednoho nebo několika z nároků 11 až 15, vyznačující se tím, že stlačitelná pružná přídržná vrstva (15, 90) obsahuje skelná vlákna.