FI115754B - Menetelmä suodatinsavukkeiden valmistamiseksi - Google Patents

Description

115754

Menetelmä suodatinsavukkeiden valmistamiseksi. - Förfarande för framställning av filtercigaretter.

Esillä oleva Fl-hakemuksesta 934074 jakamalla erotettu keksintö kohdistuu 5 menetelmään suodatinsavukkeiden valmistamiseksi. Monia parannettuja savukkeita on ehdotettu. Esimerkiksi useat viitejulkaisut ovat ehdottaneet savukkeita, jotka kehittävät maustettua höyryä ja/tai näkyvää aerosolia. Monet sellaisista savukkeista ovat käyttäneet hyväksi palavaa polttoainelähdettä aerosolin muodostamiseksi ja/tai aerosolinmuodostusmateriaalin kuumentamiseksi. Kts. esi-10 merkiksi US-patentissa n:o 4,714,082, Banerjee et ai., viitattua tekniikan tasoa.

Esillä oleva keksintö kohdistuu savukkeisiin, ja erityisesti niihin savukkeisiin, joissa on lyhyt polttoaine-elementti ja fyysisesti erillinen aerosolinmuodostusväli-y. ne. Tämän tyyppiset savukkeet, samoin kuin materiaalit, menetelmät ja/tai laitteet, ; : 15 jotka ovat käyttökelpoisia niissä ja/tai niiden valmistamisessa, on kuvattu seuraa- :··· vissa US-patenteissa n.ot 4,714,082, Banerjee et ai., 4.732,168, Resce; ·:··: 4,756,318, Clearman et ai., 4,782,644, Haarer et ai., 4,793,365, Sensabaugh et ai., 4,802,568, Haarer et ai., 4,807,809,. Pryor et ai., 4,827,950, Banerjee et ai., v : 4,858,630, Banerjee et ai., 4,870,748, Hensgen et ai., 4,881,556, Clearman et ai., 20 4,893,637, Hancock et ai.; 4,893,639, White; 4,903,714, Barnes et ai.; 4,917,128, » « *

Clearman et ai.; 4,928,714, Shannon; 4,938,238, Barnes et ai.; 4,989,619, ···' Clearman et ai.; 5,027,836, Shannon et ai.; 5,027,839, Clearman et ai.; I '·· 5,042,509, Banerjee et ai.; 5,052,413, Baker et ai.; 5,060,666, Clearman et ai.; 5,065,776, Lawson et ai.; 5,067,499, Banerjee et ai.; 5,076,292, Baker et ai.; *:··: 25 5,099,861, Clearman et ai.; 5,101,839, Jakob et ai.; 5,105,831, Banerjee et ai.; ; 5,105,837, Barnes et ai. ja 5,119,837, Banerjee et ai., 5,183,062, Clearman et ai.

ja 5,203,355, Clearman et ai., samoin kuin monografiassa "Chemical and Biological Studies of New Cigarette Prototypes That Heat Instead of Burn Tobacco", R.J. Reynolds Tobacco Company, 1988 (tämän jälkeen "RJR-30 monografia"). Nämä savukkeet kykenevät tarjoamaan tupakoitsijalle tupakoinnin mielihyvät (esimerkiksi tupakan maku, tuntu, tyydytys ja vastaavat). Sellaiset 115754 2 savukkeet muodostavat tyypillisesti matalan näkyvän sivuvirtaussavun saannon samoin kuin matalat FTC-tervan saannot tupakoitaessa.

Yllä mainituissa patenteissa ja/tai julkaisuissa kuvatut savukkeet käyttävät ylei-5 sesti hyväksi palavaa polttoaine-elementtiä lämmön kehittämistä varten ja aero-solinmuodostusvälinettä, joka on sijoitettu fyysisesti erilleen polttoaine-elementistä ja tyypillisesti lämpöä vaihtavaan suhteeseen sen kanssa. Monet näistä aero-solinmuodostusvälineistä käyttävät substraattia tai kantoainetta yhtä tai useampaa aerosolinmuodostusmateriaalia varten, esimerkiksi polyhydriset alkoholit, 10 kuten esimerkiksi glyseriini. Aerosolinmuodostusmateriaalit haihtuvat palavasta polttoaine-elementistä tulevan lämmön avulla ja jäähtyessä muodostavat aerosolia. Normaalisti sellaisten tupakointituotteiden polttoaine-elementit ovat ympäröidyt eristävällä vaipalla.

..: 15 Esillä oleva keksintö on kohdistettu parannettuihin menetelmiin sellaisten savuk- •. * · keiden valmistamiseksi, joissa on lyhyt hiilipitoinen polttoaine-elementti ja fyysi- • · ·: sesti erillinen aerosolinmuodostusväline.

:: : Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista patenttivaatimuksen 1 tun- 20 nusmerkkiosassa esitetyt asiat.

Esillä olevan keksinnön mukaisella menetelmällä valmistettavat etusijalle asetetut ; savukkeet sisältävät lyhyen suulakepuristetun hiilipitoisen polttoaine-elementin, :: joka on ympäröity eristävällä vaipalla. Normaalisti polttoaine-elementissä on yksi •; · ·: 25 tai useampi pituussuuntainen ura, ulottuen pitkin sen ulkokehää. Sellaiset urat : ·': avustavat polttoaine-elementin sytyttämisessä ja sallivat kuumennetun ilman vir- taavan pitkin polttoaine-elementin kehää. Urat pyrkivät myös avustamaan polttoaine-elementin pitämisessä vaipan sisäpuolella.

30 Polttoaine-elementin pituus on tyypillisesti 3 mm - noin 20 mm, edullisesti noin 5 mm - noin 16 mm, ja edullisimmin noin 6 mm -noin 12 mm pituudeltaan ennen palamista.

115754 3

Polttoaine-elementti pysytetään esillä olevan keksinnön mukaisen savukkeen sisäpuolella eristysvaipan avulla. Edullisesti eristysvaippa ympäröi polttoaine-elementin koko pituussuuntaista kehää, vaikkakin se voi ulottua polttoaine-elementin kummankin pään yli, saattaen tehokkaasti polttoaine-elementin syven-5 netyksi, erottaen sen savukkeen muista komponenteista. Eritysvaipan edullinen joustava luonne sallii sen ulottuvan polttoaine-elementin kehässä oleviin kaikkinaisiin uriin. Eristysvaippa myös auttaa pidättämään lämpöä ja sallii säteittäisen ilmakehän ilman vihaavan polttoaine-elementtiin käytön aikana.

10 Eräässä erityisen edullisessa suoritusmuodossa joustava eristysväline käsittää kuitumaista materiaalia, mikä ympäröi polttoaine-elementin pituussuuntaista kehää. Kuitumainen materiaali voi käsittää lasikuituja (Owens Corning "C"-lasi on erityisesti etusijalle asetettu), tupakkatäyteainetta/lasikuituseosta, koottua tai revittyä tupakkapaperia, koottua tai revittyä hiilipaperia, tupakkaleiketäyteainetta .,,: 15 tai vastaavaa.

; · f Tyypillisesti hiilipitoinen massa suulakepuristetaan jatkuvaksi halutun muotoiseksi : : ’: sauvaksi, sijoitetaan suoraan eristysmateriaalinauhalle, mikä ympäröidään pääl- •, ' : lisellä vaipallisen jatkuvan sauvan muodostamiseksi. Vaipallinen jatkuva sauva 20 leikataan tarkoituksenmukaiseen pituuteen, joka on käyttökelpoinen esillä olevan ...: keksinnön mukaisessa valmistusmenetelmässä. Valmistuksen aikana vesipitoi- . .: nen neste, kuten esimerkiksi vesijohtovesi, kohdistetaan tarkoituksenmukaisessa : ’ \. määrässä hiilipitoiseen sauvaan ja/tai eristysmateriaaliin, mikä avustaa sitomaan .,.: hiilipitoisen sauvan eristysmateriaaliin kuivatettaessa tarkoituksenmukaiseen 25 kosteuteen.

Savuke sisältää lisäksi aerosolinmuodostusvälineen, joka sisältää substraatin ja vähintään yhden aerosolinmuodostusmateriaalin. Etusijalle asetettu aerosolin-muodostusväline sisältää aerosolinmuodostusmateriaalin (esimerkiksi glyseriini), 30 tupakkaa jossakin muodossa (esimerkiksi tupakkajauhetta, tupakkauutetta tai tupakkapölyä) ja muita aerosolinmuodostusmateriaaleja ja/tai tupakan makuaineita, kuten esimerkiksi kaakao, lakritsi ja sokeri. Aerosolinmuodostusmateriaali on 115754 4 yleisesti kannatettu substraattimateriaalissa, kuten esimerkiksi rekonstituoitu tupakkaleiketäyteaine tai substraatin avulla, kuten esimerkiksi tupakkaleike-täyteaine, koottu paperi, koottu tupakkapaperi, tai vastaava.

5 Substraatti on edullisesti rekonstituoidun tupakkaleiketäyteaineen valuarkkimate-riaalia, mikä on muodostettu jatkuvaksi sauvaksi tai substraattiputkikokoonpanok-si perinteisessä savukkeenvalmistuskoneessa. Tyypillisesti päällystemateriaali sauvaa varten on estomateriaalia, kuten esimerkiksi paperi-foililaminaatti. Foili toimii estokerroksena, ja se on sijoitettu päällisen sisäpuolelle.

10

Vaihtoehtoisesti substraatti voi olla koottua paperia, joka on muodostettu sauvaksi tai puikoksi. Kun substraatti on paperityyppistä materiaalia, on erittäin suositeltavaa, että sellainen substraatti sijoitetaan välin päässä olevaan suhteeseen polt-. y; toaine-elementistä. Välin päässä oleva suhde on toivottavaa minimoimaan koske- •; · ·: 15 tusta polttoaine-elementin ja substraatin välillä, estäen tämän avulla aerosolin- •:' ·: muodostusmateriaalien kulkeutumisen polttoaineeseen, sekä rajoittaen paperi- ‘ · ‘' · substraatin kärventymistä tai palamista. Väli muodostetaan normaalisti savuk- keen valmistuksen aikana esillä olevan keksinnön yhden valmistusmenetelmän * mukaisesti.

20 ‘ * Tarkoituksenmukaisesti sijoitetut substraattipuikot päällystetään estokerrosmate- riaalilla muodostamaan substraattiputkikokoonpano, jossa on välin päässä olevat ’· substraattipuikot. Substraattiputkikokoonpano leikataan substraattipuikkojen ·' välistä muodostamaan substraattiosat. Substraattiosat sisältävät putken varustet- : 25 tuna substraattipuikolla ja tyhjällä tilalla, edullisesti kummassakin päässä.

Estokerrosmateriaali putken muodostamiseksi auttaa estämään aerosolinmuo-dostajan kulkeutumisen savukkeen muihin komponentteihin. Putken muodostava estokerrosmateriaali on suhteellisen jäykkää materiaalia siten, että kun se muo-30 dostetaan putkeksi, se ylläpitää muotonsa eikä luhistu savukkeen valmistuksen ja käytön aikana.

115754 5

Tarkoituksenmukainen vaipallisen polttoaine-elementin pituus yhdistetään sub-straattiosan kanssa tai substraattiputkikokoonpanon kanssa päällystemateriaalilla, jolla on taipumus olla palamatta, polttoaine/substraattiosan muodostamiseksi. Savukkeiden etusijalle asetetuissa suoritusmuodoissa päällinen ulottuu tyypil-5 lisesti substraattiosan suunpuoleisesta päästä, vaipallisen polttoaine-elementin osan päälle, minkä avulla se on välin päässä polttoaine-elementin sytytyspäästä. Päällysmateriaali avustaa rajoittamaan sen hapen määrää, mikä saavuttaa polttoaine-elementin palavan osan käytön aikana, aikaansaaden edullisesti tämän avulla polttoaine-elementin sammumisen tarkoituksenmukaisen imaisujen tai 10 kärytysten lukumäärän jälkeen. Savukkeen erityisen edullisissa suoritusmuodoissa päällinen on paperi/foili/paperilaminaatti. Foili muodostaa reitin avustamaan polttoaine-elementillä käytön aikana kehitetyn lämmön poisjohtamisessa tai siirtämisessä. Vaipallinen polttoaine-elementti ja substraattiosa yhdistetään päällisellä.

15 • J Tupakkaosa muodostetaan edullisesti rekonstituoidun tupakkaleiketäyteaine- · · sauvan avulla, joka on valmistettu tyypillisessä savukkeenvalmistuskoneessa, ja : :leikataan tarkoituksenmukaisiin pituuksiin. Suodatinsauva muodostetaan ja leika-: ; · taan tarkoituksenmukaisiin pituuksiin liitettäväksi tupakkaosaan suunpuoleisen 20 osan muodostamiseksi. Polttoaine/substraattiosa ja suunpuoleinen osa liitetään : .: kohdistamalla kunkin osan rekonstruoidut päät ja päällystetään savukkeen muo dostamiseksi.

; : Käytettäessä paperisubstraattia tupakkapaperisauva ja rekonstituoitu leiketäyte- *: ! 25 ainesauva muodostetaan edullisesti ja leikataan tarkoituksenmukaisiin pituuksiin : ‘: ja liitetään muodostamaan tupakkaosa.

Tupakkaosa ja polttoaine/substraattiosa liitetään kohdistamalla tupakkaosan tupakkapaperipuikon pää polttoaine/substraattiosan substraattipään kanssa ja 30 liittämällä osat päällisellä, joka ulottuu tupakkarullan takaosasta tarkoituksenmukaisen pituuden kyseisen kahden osan liitoksen ohi muodostamaan tupakka- 115754 6 rulla/polttoainekokoonpano. Tupakkarulla/polttoainekokoonpano liitetään sitten suodattimeen tippimateriaalin avulla.

Esillä olevan keksinnön mukaisissa savukkeissa konvektiolämpö on edullisesti 5 vallitseva energiansiirron moodi palavasta polttoaine-elementistä aerosolinmuo-dostusvälineeseen, joka on sijoitettu pituussuuntaisesti polttoaine-elementin taakse. Kun foili/paperilaminaattia käytetään ulkopäällisenä liittämään polttoaine/sub-straattiosa, jonkin verran lämpöä voidaan siirtää substraattiin foilikerroksen avulla. Kuten kuvattu yllä, lämmönsiirto substraattiin haihduttaa aerosolinmuodostus-10 materiaalin (materiaalit) ja mitkä tahansa makuainemateriaalit, joita substraatti kannattaa, ja jäähtyessään nämä haihdutetut materiaalit kondensoituvat muodostamaan savun kaltaisen aerosolin, mikä imetään savukkeen läpi kärytyksen tai imaisun aikana, ja mikä poistuu suodatinosasta.

>: 15 Tässä käytettynä termi "aerosolit" on tarkoitettu sisältämään höyryt, kaasut, hiuk- • · kaset ja vastaavat, sekä näkyvät että näkymättömät, ja erityisesti ne komponentit, ·· jotka tupakoitsija kokee olevan "savunkaltaisia" muodostettuna polttoaine- elementin avulla kehitetyn lämmön vaikutuksella materiaaleihin, jotka on sisälly-:. · tetty aerosolinmuodostusvälineeseen, tai muualle tupakointituotteeseen.

20 • : Tässä käytettynä termi "hiilipitoinen" merkitsee sitä, että se käsittää pääasialli sesti hiiltä.

Piirustuksissa: ·:··· 25 j ’ ’: Kuviot 1 ja 3 esittävät leikkauskuvantona esillä olevan keksinnön mukaisesti valmistettujen savukkeiden kahta suoritusmuotoa. Näissä esityksissä erilaisten päällystysten paksuutta on lisätty tarkastelun helpottamiseksi ja rakenteen selkeyttä varten.

Kuvio 1A on kuvioissa 1 ja 3 esitetyn savukkeen päätykuvanto.

30 115754 7

Kuviot 2A, 2B ja 2Cesittävät vuokaavion eräästä edullisesta menetelmästä valmistaa esillä olevan keksinnön mukaisen savukkeen suoritusmuodot, jotka on esitetty kuvioissa 1 ja 1A.

5 Kuviot 4A, 4B ja 4C esittävät vuokaavion eräästä edullisesta menetelmästä valmistaa esillä olevan keksinnön mukainen, kuviossa 3 esitetty savuke.

Kuvioissa 1, 1A ja 3 on esitetty esillä olevan keksinnön savukkeen 15 suoritus-10 muodot. Savuke sisältää polttoaine-elementin 10, joka on rajoitettu eristävää materiaalia 12 olevan pidätinvaipan sisäpuolelle (esimerkiksi vaipallinen polttoaine-elementti 18). Eristävä ja pidättävä vaippamateriaali 12 käsittää lasikuituja.

_ y. Kuten esitetty kuviossa 1 A, polttoaine-elementti 10, joka on edullisesti suulake- •; ·; 15 puristettua hiilipitoista materiaalia, on olennaisesti sylinterimäinen muodoltaan ja •: ί siinä on useita pituussuuntaisesti ulottuvia kehäkanavia 11.

I # i , t f I

y Eristävässä ja pidättävässä vaipassa 12 on tupakkapaperia oleva välikerros 14, V : joka on sijoitettu kahden lasikuitukerroksen väliin. Eristävää ja pidättävää vaippaa 20 12 ympäröivänä on paperipäällinen 13. Päällinen 13 voi käsittää yhden tai .: useamman kerroksen, mikä tarjoaa tarkoituksenmukaisen huokoisuuden ja tuhkan stabiliteettiominaisuuden.

‘ > .,.: Pituussuuntaisesti vaipallisen polttoaine-elementin 18 taakse sijoitettuna on •': 25 aerosolinmuodostusväline. Kuviossa 1 substraattipuikko 22, on edullisesti tehty j y kootusta selluloosamateriaalin rainasta (esim. paperi tai tupakkapaperi), ja siinä on paperipäällinen 24. Substraatti 22 pitää yhtä tai useampaa aerosolinmuodos-tusmateriaalia (kuten esimerkiksi glyseriini), tupakkaa jossakin muodossa (kuten esimerkiksi tupakkajauhetta, uutetta tai pölyä), ja makuainekomponentteja, jotka 30 haihdutetaan polttoaine-elementin palamisella kehitetyn lämmön avulla. Substraatti 22 on sijoitettu estokerrosputkeen 26 siten, että tyhjät tilat 28 ja 30 on muodostettu substraattipuikon 22 kumpaankin päähän, muodostamaan substraatti- 115754 8 osan tai komponentin 20. Välin päässä oleva suhde substraattipuikon ja polttoaine-elementin välillä avustaa estämään substraattia kärventymästä tai palamasta savukkeen käytön aikana ja, estokerrosputken myötä auttaa estämään aeroso-linmuodostusmateriaalin (materiaalien) kulkeutumisen substraatista polttoaine-5 elementtiin ja muihin savukkeen komponentteihin.

Kuviossa 3 substraatti 22 on edullisesti tehty rekonstituoidusta tupakan valuarkki-leiketäyteainemateriaalista. Sellaiset substraatit on kuvattu Eurooppa-patenttijul-kaisussa n:o 545,186, joka sisällytetään tähän viittauksella.

10

Yllä kuvattujen substraattisauvojen rinnalla muuna substraattimateriaalien sauvana voi olla revitty, paahdettu jyvä tai rae (esimerkiksi paahdettu riisi), tai tupakka/-paahdettu jyväseos, jossa on aerosolinmuodostusmateriaali ja sideaine levitetty-’ . nä paahdettuun jyvään. Aerosolinmuodostusmateriaali ja sideaine voidaan kuu- •; .: 15 mentaa muodostamaan geeli, jota kannatetaan substraattisauvan avulla. Revitty •: · j ja paahdettu jyvä, joka kannattaa aerosolinmuodostusmateriaalia, voidaan ': * sekoittaa tupakkapölyn kanssa ja muotoilla päällystetyiksi sauvoiksi käyttäen :,: ’: savukkeenvalmistuskonetta.

« * > · 20 Esimerkit edullisista aerosolinmuodostusmateriaaleista sisältävät polyhydriset •: alkoholit (esimerkiksi glyseriini, propyleeniglykoli, trietyleeniglykoli ja tetraety- leeniglykoli), mono-, di- tai polykarboksyylihappojen (esimerkiksi metyylistearaat-• ti, dimetyylidodekaanidioaatti ja dimetyylitetradekaanidioaatti), alifaattiset esterit, .. : Hystar TPF, joka on saatavissa yhtiöltä Lonza, Inc., ja vastaavat, samoin kuin ; * ; 25 niiden seokset. Esimerkiksi glyseriini, trietyleeniglykoli ja Hystar TPF voidaan j \sekoittaa yhteen muodostamaan aerosolinmuodostusmateriaali. Myös propyleeni-glykoli/glyseriiniseosta käytetään.

Esimerkit muista aerosolinmuodostusmateriaaleista sisältävät höyrystyvät maku-30 aineet ja tupakanmaun modifioijat. Höyrystyvät makuaineet sisältävät mentholin, vanilliinin, kaakaon, lakritsin, orgaaniset hapot, korkeafruktoosisen maissisiirapin ja vastaavat. Erilaisia muita makuaineita tupakointituotteita varten on esitetty 115754 9 julkaisussa Leffingwell et ai., "Tobacco Flavoring For Smoking Products" (1972) ja Eurooppa-patenttijulkaisussa n:o 407,792. Tupakan makuaineen modifioijat sisältävät levuliinihapon, levuliinihapon metallisuolat (esimerkiksi natrium, kalium, kalsium ja magnesium) ja vastaavat.

5

Vaipallista polttoaine-elementtiä ympäröivänä ja sen sytytyspäästä välin päässä olevana on ei-palava tai foilitaustainen (esimerkiksi alumiini tai muu metalli) paperipäällinen 32, joka myös ulottuu substraattiosan 20 päälle. Päällinen 32 on edullisesti ei-kastuvaa materiaalia, mikä estää substraatista 22 peräisin olevan 10 aerosolinmuodostusmateriaalin (materiaalien) imeytymisen polttoaine-elementtiin 10, eristysvaippaan 12 ja/tai värjäämästä savukkeiden muita komponentteja. Tämä päällinen myös minimoi tai estää kehäilman (säteittäisen ilman) virtaamasta polttoaine-elementin siihen osaan, joka on sijoitettu pituussuuntaisesti sen etureunan taakse, aikaansaaden tämän avulla hapen riistämisen ja estäen ; 15 liiallisen palamisen. Vaikkakaan ei etusijalle asetettua, voi päällinen 32 ulottua ; polttoaine-elementin 10 palavan pään päälle (tai sen yli) ja olla varustettu useilla j lävistyksillä (ei esitetty) sallimaan kontrolloidun säteittäisen ilmavirtauksen *. polttoaine-elementin palamissegmenttiin palamisen tukemiseksi.

20 Savukkeen 1 tyhjä tila 30 toimii jäähdytys-ja ydintymiskammiona, jossa kuumat : : höyrystyvät materiaalit, jotka poistuvat substraatista, jäähtyvät ja muodostavat : aerosolin. Mikäli halutaan, tyhjä tila 30 voidaan täyttää rullalla koottua tai revittyä • tupakkapaperia (ei esitetty). Tupakkapaperin läsnäolo tyhjän tilan sisäpuolella : lahjoittaa tupakkamakuaineita aerosoliin.

: I 25 i : Substraattiosaan 20 nähden taaksepäin ja sen viereen sijoitettuna on tupakkaosa tai komponentti 34. Kuviossa 1 tupakkaosa sisältää tupakkapaperipuikon 36 varustettuna paperipäällisellä 37, kuten esimerkiksi KC P-3284-19, joka on saatavilla yhtiöltä Kimberly Clark ("KC"), Neenah, Wl, ja tupakkaleiketäyteaineen 38 30 rullan, joka on rajattu paperipäällisellä 39. Tupakkaosa 34 on päällystetty paperipäällisellä 40. Tupakkaosan 34 tupakkapaperin puikkopää on kosketuksessa substraattiosan kanssa ja on yhdistetty siihen ulkopäällyspaperilla 42. Ulkopääl- 115754 10 lyspaperi 42 ulottuu tupakkarullan 38 takapäästä hieman eteenpäin tupakka-paperipuikon 36 ja substraattiosan 20 välisestä liitoskohdasta muodostamaan tupakka/polttoainekokoonpanon 45.

5 Haluttaessa hiilitäytteistä arkkia, joka sisältää makuainetta, kuten esimerkiksi mentholi, voidaan käyttää korvaamaan tupakkapaperipuikko tai käyttää sen yhteydessä.

Kuviossa 3 tupakkaosa 34 on rulla rekonstituoitua tupakkaleiketäyteainetta 38, 10 joka on rajoitettu paperipäällisellä 39.

Savukkeen äärimmäiseen suunpuoleiseen päähän sijoitettuna on matalatehoinen suodatinelementti 44, joka sisältää suodatinmateriaalia, kuten esimerkiksi kootun rainan ei-kudottua polypropyleenikuitua, selluloosa-asetaattia tai vastaavaa, 15 päällystettynä puikkopäällisellä (plug wrap) 47. Kuviossa 1 suodatin on kosketuksessa tupakka/polttoaineosan 45 tupakkarullan 38 kanssa ja yhdistetty siihen tippipaperilla 46. Kuviossa 3 suodatin on kosketuksessa tupakkaosaan 34 ja on .:.: yhdistetty tippipaperilla tai tippipäällisellä 46.

' ’ 20 Käytössä tupakoitsija sytyttää polttoaine-elementin 10, joka palaa muodostamaan iin· lämpöä. Imun aikana ilma kulkee pitkin polttoaine-elementin palavan osan kehää samoin kuin pidättävän järjestelmän vaipan 12 läpi. Imetty ilma kuumennetaan * kosketuksella polttoaine-elementin palavan osan kanssa ja polttoaine-elementistä ... säteilevän lämmön avulla. Kuumennettu ilma siirtää lämpöä konvektion avulla , · ”. 25 substraattiin 22. Siirretty lämpö höyrystää aerosolinmuodostus- ja makuainema- ,,· teriaalit, joita substraatti kannattaa. Höyrystetty materiaali kuuman imetyn ilman sisässä poistuu substraatista. Kun höyrystynyt materiaali jäähtyy kulkiessaan * · Ί* substraatin loppuosan läpi, tyhjän tilan 30 (mikäli se on olemassa) läpi, ja tupak- kaosan läpi muodostuu aerosolia. Aerosoli kulkee tupakkaosan läpi, ja tupakka-: * 30 paperipuikon 36 (mikäli se on olemassa) läpi, absorboiden tupakkamakuaineita ja kulkee suodatinmateriaalin 44 läpi ja tupakoitsijan suuhun.

115754 11

Koska polttoaine-elementin takapään osa ei pala savukkeen käytön aikana, polttoaine-elementti pysyy varmasti savukkeessa eikä sillä ole pyrkimystä tulla ajetuksi pois savukkeesta käytön aikana. Kun polttoaine-elementti itsesammuu eikä kehitä enää lämpöä, savuke heitetään pois.

5

Viitaten kuvioihin 2A, 2B ja 2C niissä on esitetty vuokaavio eräästä edullisesta menetelmästä valmistaa esillä olevan keksinnön mukaiset, kuviossa 1 ja 1A esitetyn savukkeen suoritusmuodot. Menetelmä sisältää savukkeen eri komponenttien erillisen valmistamisen, kuten esimerkiksi vaipallinen polttoaine-elementti, 10 substraattiosa, tupakkaosa ja suodatin, jota seuraa yksilöllisesti valmistettujen komponenttien yhdistäminen spesifioidussa järjestyksessä.

Kuten kuvattu, substraattisauva 50 muodostetaan kokoamalla paperityyppisiä rainamateriaaleja jatkuvaksi sylinterimäiseksi sauvaksi ja päällystämällä jatkuva 15 sauva päällystysmateriaalilla. Substraattimateriaali edullisesti sekä kohokuvioi-daan että kootaan muodostamaan substraattisauva. Substraattisauvat voidaan järjestää (i) käyttäen US-patentissa n:o 4,807,809, Pryor et ai., kuvattua laitetta; ,v (ii) käyttäen US-patentissa n:o 5,163,452, Marritt et ai., käytettyä laitetta; tai (iii) :: käyttäen sauvanmuodostusyksikköä, joka on saatavissa merkinnällä CU-10, CU- 20 20 tai CU-20S yhtiöltä Decouble s.a.r.b., yhdessä KDF-2-sauvanmuodostuslait- ' teen kanssa, yhtiöltä Körber & Co., A.G., Hamburg, Saksa (Körber). Rainamateri- aali muodostetaan tyypillisesti useista kohokuvioiduista linjoista, yhdensuuntai- I · • ’ ’ sesti koneen suunnan kanssa siten, että raina kootaan yhdenmukaisempaan kuvioon.

::5 25 ‘: ’ Etusijalle asetetut substraatit pidättävät aerosolinmuodostusmateriaalin, kun ne .,7 eivät ole käytössä, ja vapauttavat aerosolinmuodostusmateriaalin tupakointijak- * · T son aikana. Eräs edullinen substraattityyppi on ei-kudottu arkkimainen materiaali, * t i i » ‘ ’ kuten esimerkiksi paperi, hiilipaperi tai tupakkapaperi. Tyypillisesti sellaiset ; ·* 30 substraatit on muodostettu sylinterimäisinä sauvoina, sisältäen kohokuvioidun ja kootun paperirainan, joka on rajoitettu ulkopäällisellä. Muun tyyppiset rainasubst-raattimateriaalit sisältävät laminaatit, kuten esimerkiksi paperi/foililaminaatit.

115754 12

Erityisesti substraattimateriaalin jatkuva raina on kohokuvioitu, koottu useiksi pituussuuntaisesti ulottuviksi taitoksiksi samalla, kun aerosolinmuodostusmateri-aali levitetään jatkuvatoimisesti sen keskiosaan, muodostamaan sauva, joka sitten ympäröidään ulkopäällisellä.

5

Substraatti voi olla myös muodostettu sauvasta, jolla on samankeskinen rakenne, jossa keskusydin on muodostettu paperimateriaalista, joka absorboi ja pidättää aerosolinmuodostusmateriaalin ja ulompi kuori estokerrosmateriaalista, mikä ympäröi ytimen avustamaan aerosolinmuodostajan kulkeutumisen rajoittamises-10 sa.

Ulkopäällinen, joka ympäröi koottua substraattimateriaalia, on edullisesti paperi-materiaali, ja se voi olla päällystetty tai käsitelty materiaalilla, jotta se rajoittaa aerosolinmuodostusmateriaalin kulkeutumista. Esimerkki sellaisesta päällystyk-15 sestä on Hercon 70, joka on saatavissa yhtiöltä Hercules, Inc., tai metallifoili.

Substraattiraina kootaan muodostamaan substraattisauvat siten, että sauvan ·,·.·' poikkileikkauksen tyhjän tilan pinta-ala on tyypillisesti alueessa noin 5 - noin 30 %, edullisesti noin 8 - noin 25 %, ja usein noin 10 - noin 20 %. Poikkileikkauksen :‘1: 20 tyhjä pinta-ala (s.o. se alue, joka on muodostettu kanavilla, kun sauvaa tarkastel- ; ' laan päädystä), voidaan määrittää tyypillisesti käyttäen kuva-analyysitekniikkaa, käyttäen IBAS Image Analyser-laitetta, joka on saatavissa yhtiöltä Carl Ziess, Inc.

Aerosolinmuodostusmateriaali voidaan levittää substraattimateriaaliin ennen ‘^ 25 muotoilua tai se voidaan johtaa substraattirainaan putken läpi, joka on keskiöity ‘ 1 KDF-sauvanvalmistuskoneen 53 kokoamisheloitukseen. Mittauspumppua käyte- ,, ’ ‘ tään tarjoamaan tietty aerosolinmuodostusmateriaalin määrä substraattirainaan.

» : Jatkuva substraattisauva leikataan substraattisauvoiksi 50, likimäärin 60 mm ‘ ' pituudeltaan, ja syötetään sopiviin kuljetinelimiin sauvojen kuljettamiseksi seuraa- ·’ 30 vaan kokoamisasemaan. Sopivat kuljetinelimet tässä kuvattuja erilaisia alikokoon- panoja varten sisältävät eräkuljettimet, kuten esimerkiksi HCF 80-lautastäyttölai- 13 1 1 5754 te, saatavissa yhtiöltä Körber, tai jatkuvat kuljettimet, kuten esimerkiksi pneumaattinen tai muut kuljetinlaitteet, jotka tunnetaan alalla.

Hiilipitoinen polttoainesauva 51 muodostetaan käyttäen ruuvi- tai mäntätyyppistä 5 suulakepuristinta 55. Etusijalle asetettu hiilipitoinen seos voidaan valmistaa sekoittamalla 95 osaan asti hiilipitoista materiaalia, 20 osaan asti sideainetta ja 20 osaan asti tupakkaa (esimerkiksi tupakkapölyä ja/tai tupakkauutetta) ja riittävän veden kanssa muodostamaan pasta, ja suulakepuristamalla pasta haluttuun muotoon. Vesi voidaan edullisesti järjestää Na2C03:n vesiliuoksen muodossa.

10 Kts. myös US-patentti n:o 5,178,167, Riggs et ai., jonka selitys sisällytetään tähän viittauksella. Kts. myös US-patentit ja patenttihakemukset, jotka viitattu tekniikan tasona yllä, muita hiilipitoisten seosten esimerkkejä varten.

Suulakepuristetut hiilipitoiset sauvat voidaan muodostaa seuraavasti. Hiilipartik-15 kelit järjestetään hiukkasmaiseen muotoon kuulajauhatustekniikoiden avulla. Tupakan lehtilapoja voidaan myös kuulajauhaa hienoon hiukkaskokoon (esimerkiksi 5-15 pm, edullisesti 7 -12 pm - keskimäärin) ja sekoittaa hiilihiukkasten , v kanssa. Muut polttoainekomponentit tai lisäaineet (esimerkiksi kalsiumkarbonaat- :’ ‘: tihiukkaset tai grafiitti) voidaan sekoittaa hiilihiukkasten kanssa tai hiili- ja tupak- 20 kahiukkasten seoksen kanssa. Hiukkaset sekoitetaan sitten fyysisesti kuivan, * t‘ jauhemaisen sideaineen kanssa. Sitten tuloksena oleva kuiva sekoitus sekoite- ;taan fyysisesti samalla, kun atomisoitu vesisuihku kohdistetaan siihen. Tuloksena ‘ ’ oleva kostea seos omaa tyypillisesti kosteuspitoisuuden noin 30 - noin 40 paino ko märkäpainosta, edullisesti 32 - 38 ja edullisimmin 34 - 36. Mainittu kosteuspi- * « ' ‘ § 25 toisuus riippuu käytetyn suulakepuristimen tyypistä ja jossakin määrin hiilipitoisen sekoituksen rakenteesta. Haluttaessa vesiliukoisia materiaaleja tai lisäaineita .. ’' (esimerkiksi tupakkauutteita, suoloja ja vastaavia) voidaan sisällyttää seokseen ':' liuottamalla sellaiset materiaalit tai lisäaineet veteen. 1 ·’ 30 Kostea seos suulakepuristetaan edullisesti käyttäen yhdistelmäsuulakepuristinta (esimerkiksi kaksoisruuviyhdistelmäsuulakepuristin). Valinnaisesti kostea seos suulakepuristetaan esisekoitetuiksi pilleteiksi käyttäen Baker-Perkins MP-50-35 115754 14 DE XLT-suulakepuristinta; ja sitten pilletit suulakepuristetaan haluttuun muotoon käyttäen mäntäsuulakepuristinta, kuten esimerkiksi HET-120A, yhtiöltä Hydramet American Inc. Seos voidaan myös suulakepuristaa haluttuun muotoon käyttäen kaksoisruuviyhdistelmäsuulakepuristinta, joka on varustettuna ruuvilla, joka 5 sisältää eturuuvisegmenttien, siipisegmenttien ja syöttöruuvisegmenttien sarjan.

Kehäurat sisällytetään lopullisiin polttoaine-elementteihin suulakepuristuksen aikana. On etusijalle asetettua, että urat ovat syvempiä kuin niiden leveys, edullisesti syvyyden tulee olla noin kaksinkertaiseen leveyteen asti. Tyypilliset 10 leveydet tämän keksinnön polttoaine-elementeissä olevia uria varten ovat noin 0,25 mm - noin 1,5 mm, edullisesti noin 0,5 mm - noin 1,0 mm. Näiden urien syvyys on yleisesti alueessa noin 1 mm - noin 1,5 mm. Urilla voi olla joko pyöristetty (kovera tai kupera) pohja, tai neliömäinen tai suorakulmainen pohja. Etusijalle asetettu muoto on kovera pohja.

15

Suulakepuristettu seos poistuu muotista yhtäjaksoisena suulakepuristeena, jolla on haluttu poikkileikkausmuoto, ja se sijoitetaan ilmafoilin päälle.

I » ' Suulakepuristettu jatkuva hiilipitoinen polttoainesauva 51 kääritään eristävään 20 materiaaliin ja ulkopaperipäällykseen käyttäen modifioitua KDF 56, kuten kuvattu US-patentissa n:o 4,893,637, muodostamaan päällystetty polttoaine/eristeko-koonpano 52.

Eristävä materiaali sallii edullisesti imetyn ilman kulkevan sen lävitse, ja se avus-25 taa polttoaine-elementin pitämisessä paikallaan. Joissakin suoritusmuodoissa eristävä ja/tai pidättävä materiaali on puristettu polttoaine-elementin ympärille, 7 varmistaen tämän avulla hyvän, stabiilin polttoaine-elementin asemoinnin ja tiiviin ; sovituksen siihen. Tyypillisesti etusijalle asetetuissa suoritusmuodoissa pektiini- ‘ ' sideaine lasikuitua olevassa eristemateriaalissa reaktivoidaan kohdistamalla • ‘ 30 vettä siten, että eristävä materiaali tarttuu polttoaine-elementtiin kuivuttuaan.

115754 15

Polttoaine-elementtiä ympäröivän eristävän ja/tai pidättävän materiaalin koostumus voi vaihdella. Tämä materiaali on edullisesti sellainen, jolla ei ole taipumusta palaa tai materiaalia, joka palaa, mutta ei hajoa. Esimerkit sopivista materiaaleista sisältävät lasikuidut ja muut materiaalit, jotka ovat tyyppiä, jotka on kuvattu US-5 patentissa n:o 5,105,838, White et ai.; Eurooppa-patenttijulkaisussa N:o 366,690; ja monografian nimeltä "Chemical and Biological Studies of New Cigarette Prototypes That Heat Instead of Burn Tobacco", R. J. Reynolds Tobacco Co. (1988) sivuilla 48-52.

10 Esimerkit muista sopivista eristävistä ja/tai pidättävistä materiaaleista ovat lasikuitu ja tupakkasekoitukset, kuten esimerkiksi kuvattu US-patentissa n:o 4,756,318, Clearman et ai. ja US-patentissa n:o 5,065,776.

Kuten kuvioissa 1 ja 1A on esitetty, eristävä ja/tai pidättävä materiaali, joka 15 ympäröi polttoaine-elementtiä, on rajoitettu paperipäällisellä. Tämä paperipäälli-nen voi käsittää yhden tai kaksi kerrosta, jotka voivat vaihdella ilmanläpäisevyy-deltään ja tuhkan stabiliteettiominaisuuksiltaan. Paperit, joilla on nämä ominai-·Λ: suudet, on kuvattu US-patenteissa n:ot 4,938,238 ja 5,105,837, Barnes et ai.

Esimerkki sopivasta ulkopaperipäällisestä on saatavissa merkinnällä P-3122-153, : : 20 yhtiöltä Kimberly-Clark Corp. ja n:o 15456 Ecusta, P.H. Cladfelder'in divisioona.

Jättäessään suulakepuristusprosessin hiilipitoisen polttoainesauvan 51 kosteuspitoisuus on noin 30 - 38 paino-%. Sen jälkeen, kun polttoaine on päällystetty, jatkuva päällystetty polttoainesauva leikataan muodostamaan kuusinkertaiset -*·, 25 vaipalliset polttoainesauvat 52, likimäärin 72 mm pituudeltaan. Haluttaessa tässä , ’ kohdassa valmistusprosessia vaipallinen polttoainesauva voidaan kuivata vähen tämään hiilipitoisen sauvan kosteuspitoisuutta. Edullisesti kosteuspitoisuus tulee ’ · ’ ylläpitää tarkoituksenmukaisessa tasossa siten, että hiilipitoiset sauvat voidaan leikata seuraavien valmistusvaiheiden aikana ilman murtumista tai lohkeilemista.

·’ 30 Normaalisti kosteuspitoisuus välillä 38 ja 12 % on hyväksyttävä. Käytetty kuivaaja (ei esitetty) voi olla passiivinen kuivauslaite, kuten esimerkiksi ajastettu akkumu-laattorijärjestelmä (esimerkiksi Resy, joka saatavissa yhtiöltä Körber, tai S-90, 115754 16 joka on saatavissa yhtiöltä G-D. Societe Per Azioni, Bolognia, Italia, valinnaisesti kosteuspitoisuudeltaan ohjatussa ympäristössä) tai positiivinen kuvausjärjestelmä, kuten esimerkiksi kuumailmapuhallinjärjestelmä. Vaipalliset polttoainesauvat syötetään tippiyksikköön 60, kuten esimerkiksi Max R-1, joka on saatavissa yhti-5 öitä Körber.

60 mm substraattisauvat 50 syötetään puikkoputken yhdistyslaitteeseen, kuten esimerkiksi Mulfi R-1, koostuen GC-yksiköstä 62 ja KDF-2D-yksiköstä 63, saatavissa yhtiöltä Körber. Substraattisauvat leikataan 10 mm puikoiksi, jotka lajitel-10 laan, kohdistetaan ja sijoitetaan 10 mm välein GC-yksikköön. 10 mm välein olevat puikkoparit siirretään KDF-2D-yksikköön noin 12 mm välein ja asetetaan kohdakkain. Välin päässä olevat puikot 22 päällystetään päällisellä 26 (kuvio 1), joka muodostaa putken, jossa on substraattipuikot sijoitettuna 10 mm ja 12 mm välein. Putki katkaistaan suunnilleen 10 mm välien keskikohdasta muodostamaan 15 kaksinkertaisen substraattiputken 64, joka on noin 42 mm pituudeltaan, jossa on kummassakin päässä likimäärin 5 mm pituudeltaan olevat tyhjät tilat, kaksi subst-raattipuikkoa, likimäärin 10 mm pituudeltaan, ja noin 12 mm tyhjä tila 69 kahden ·Λ: substraattipuikon välissä.

20 Päällystysmateriaali on edullisesti foili/paperilaminaatti. Foilikerros muodostaa lisäestokerroksen auttamaan estämään aerosolinmuodostusmateriaalin kulkeutu-mistä. Päällystysmateriaali on suunniteltu siten, että putken muodostamisen jälkeen se ei taivu tai luhistu valmistusprosessin aikana tai savukkeen käytön aikana.

» 25

Edullisesti puikko/putkiyhdistämislaitteen KDF-2D 63 on suoraan yhdistetty tippi-laitteeseen 60 siten, että substraattiputket 64 siirretään sopivaan rumpuun tippi- t laitteessa. Tippilaite 60 vastaanottaa myös vaipalliset polttoainesauvat 52 aiemmin kuvatusta polttoaineen suulakepuristusprosessista. Tippilaitteessa 60 72 mm ‘ 30 vaipalliset polttoainesauvat, tai kuusinkertaiset vaipalliset polttoainesauvat leika taan noin 12 mm pituuksiin muodostamaan vaipalliset polttoaine-elementit 18. Vaipalliset polttoaine-elementit lajitellaan sitten, kohdistetaan pareittain välin 115754 17 päähän toisistaan ja sijoitetaan substraattiputken 64 vastakkaisiin päihin vaipal-lisen polttoaine-elementin 18 ollessa tyhjän tilan 28 vieressä ja substraattiputken 64 kummassakin päässä. Kohdistetut komponentit päällystetään päällisellä tai tippimateriaalilla 32 (kuvio 1) muodostamaan kaksinkertaisen polttoaine/subs-5 traattiosan 65, likimäärin 66 mm pituudeltaan, jossa on polttoaine-elementti 18 kummassakin päässä, kaksi tyhjää tilaa 28, kaksi substraattipuikkoa 22 ja keskeinen tyhjä tila 69. Edullisesti tippimateriaali 32 on noin 54 mm pituudeltaan x noin 26 mm leveydeltään ja se levitetään kaksinkertaiseen polttoaine-substraat-tiosaan 65 siten, että likimäärin 6 mm kustakin vaipallisesta polttoaine-elementis-10 tä ulottuu tippimateriaalin reunan yli ja täten ei ole päällystetty tippimateriaalilla. Tippimateriaali on edullisesti paperi/foili/paperilaminaatti.

Kun polttoaine/substraattiosa 65 poistuu tippilaitteesta 60, osa kulkee kuivaus-osan 66 läpi hiilipitoisten polttoaine-elementtien kuivaamiseksi. Kuivaaminen voi-15 daan toteuttaa passiivisella tavalla käyttäen akkumulaattoria, kuten esimerkiksi Resy tai S-90, valinnaisesti kosteudeltaan ohjatussa ympäristössä tai positiivisessa kuumennusprosessissa. Kuumennusprosessin ei tule olla niin suuri, että aero-,:: solinmuodostusmateriaali ja muut makuaineet höyrystyvät pois substraatista.

Edullisesti hiilipitoinen polttoaine kuivataan kosteuspitoisuuteen likimäärin 12-14 20 paino-%. Mikäli halutaan, kuivausosat voidaan eliminoida ja sijoittaa uudelleen, t «· koska ne riippuvat suulakepuristetun sauvan kosteuspitoisuudesta ja aikavälistä ; ·;' valmistusprosessin eri vaiheiden välillä.

Edullisesti samanaikaisesti polttoaine/substraattiosan 65 valmistuksen kanssa 'l, 25 valmistetaan savukkeen 5 tupakkaosa 34 (kuvio 1), kuten esitetty kuviossa 2B.

• ’ Jatkuva tupakkasauva muodostetaan savukkeenvalmistuskoneessa 71, kuten ,,7 esimerkiksi Protos VE/SE, saatavissa yhtiöltä Körber, käyttäen leiketäyteainema- teriaalia, kuten esimerkiksi tupakka, rekonstituoitu tupakka tai vastaava. Jatkuva ’ ’ tupakkasauva leikataan 120 mm pituuksiin muodostaen tupakkarullat tai sauvat 30 70.

115754 18

Tupakkaleiketäyteainesauva liitetään tupakkapaperipuikkoon, esitettynä merkinnällä 34 kuviossa 1. Tupakkapaperipuikko aikaansaadaan jatkuvasti tupakka-paperisauvasta, kuten kuvattu aiemmassa US-patentissa n:o 4,807,809. Tupak-kapaperipuikot päällystetään sopivalla savukepaperilla käyttäen rainansyöttö-5 laitetta ja modifioijaa KDF 77, kuten siinä on kuvattu, ja leikataan tupakkapape-risauvoiksi 75 pituudeltaan noin 80 mm.

120 mm tupakkasauva 70 ja 80 mm tupakkapaperisauva 75 syötetään puik-ko/putkiyhdistäjälaitteen, kuten esimerkiksi Multi R-2, sisältäen GC-yksikön 79 ja 10 KD-2D 80, syöttökartioihin. Tupakkasauva ja tupakkapaperisauvat leikataan 40 mm ja vastaavasti 20 mm segmenteiksi. Segmentit lajitellaan ja kohdistetaan GC-yksikössä vuorottaiseen koskettavaan asentoon siirrettäessä KDF-2D-yksikköön, missä sauvasegmentit päällystetään paperilla ja leikataan leiketäyteaine/tupakka-paperikokoonpanoiksi tai nelinkertaisiksi tupakkaosiksi 81, joissa on keskellä 20 15 mm tupakkapaperisauva 86 40 mm tupakkaleiketäyteainesegmenttien 82 parin välissä, varustettuna 10 mm tupakkapaperisegmentillä 83 kussakin päässä.

·

Kuten kuviossa 2C on esitetty, nelinkertainen tupakkaosa 81 syötetään tippiyksik-‘ " köön 85, kuten esimerkiksi Max R-2-tippilaite, saatavissa yhtiöltä Körber. Tippi- 20 laitteessa nelinkertainen osa 81 leikataan sen keskikohdassa tupakkapaperi-

M II

segmentin 86 läpi muodostamaan kaksinkertainen tupakkaosa 87, jossa on 40 :;;’ mm tupakkarullakeskussegmentti ja 10 mm tupakkapaperisegmentit kussakin päässä. Kaksinkertaiset tupakkaosat 87 lajitellaan ja kohdistetaan.

25 Kaksinkertaiset polttoaine/substraattiosat 65 syötetään tippilaitteeseen 85, mikä leikkaa kaksinkertaisen polttoaine/substraattiosan 65 sen keskikohdassa subst-raattiputken läpi, lajittelee, kohdistaa ja asemoi kyseiset kaksi puolikasta tupakka-; * osan 87 vastakkaisille puolille polttoaine/substraattiosan tyhjän tilan 30 (kuvio 1) ’ / ollessa tupakkapaperisegmenttien 83 vieressä. Tämä komponenttien kokoonpano : * ’ 30 päällystetään sitten sopivalla päällisellä 42 (kuvio 1) muodostamaan kaksinkertai set tupakka/polttoaineyksiköt 88 likimäärin 126 mm pituudeltaan, joissa on polttoaine-elementti sijoitettuna vastakkaisiin päihin. Päällisen 42 reuna ulottuu poltto- 115754 19 ainesubstraattiyksikön 32 ja tupakkaosan 87 kosketuskohdan yli. Kaksinkertainen tupakka/polttoaineyksikkö kuljetetaan tippilaiteyksikköön 92, kuten esimerkiksi Max R-3, saatavilla yhtiöltä Körber.

5 Suodatinmateriaali, kuten esimerkiksi ei-kudottu polypropyleeniraina, muodostetaan jatkuvaksi sauvaksi käyttäen rainansyöttölaitetta ja KDF 90 -suodattimenval-mistuslaitetta, joka on kuvattu US-patentissa n:o 4,807,809. Jatkuva suodatinsau-va leikataan nelinkertaisiksi suodatinsegmenteiksi 97, likimäärin 80 mm pituudeltaan. Nelinkertaiset suodatinsegmentit 97 siirretään tippilaitteeseen 92. Tippilait-10 teessä 92 nelinkertaiset suodatinsegmentit 97 leikataan kaksinkertaisiksi suodat-timiksi 98, likimäärin 40 mm pituudeltaan, lajitellaan ja kohdistetaan. Kaksinkertainen tupakka/polttoaineyksikkö 88 leikataan keskikohdastaan tupakkarullaseg-mentin 82 läpi, lajitellaan, kohdistetaan, ja yksittäiset yksiköt sijoitetaan kaksinkertaisen suodattimen 98 vastakkaisille sivuille. Tippipaperi 46 levitetään Max R-15 3 (Körber)-laitteella kokoonpantuihin komponentteihin, liittäen kaksinkertaisen suodattimen 98 tupakka/polttoaineyksiköiden väliin muodostamaan kaksinkertaisen savukkeen 102. Kaksinkertainen savuke 102 katkaistaan sitten suodatinseg-mentin 98 keskikohdasta muodostamaan yksittäinen savuke 104. Vuorottaiset ' ‘; savukkeet 104 käännetään 180° niiden saattamiseksi linjaan siten, että kaikilla 20 savukkeilla on sama suuntaus. Savukkeet 104 voidaan sitten siirtää HCF -: lautastäyttölaitteeseen 106 tai akkumulaattoriin, kuten esimerkiksi Resy, mikä voi •;' olla liitetty pakkauslaitteistoon.

Viitaten kuvioihin 4A, 4B ja 4C, niissä on esitetty vuokaavio edullisesta menetel-_ 25 mästä valmistaa esillä olevan keksinnön kuvioissa 3 ja 1A esitetty savukkeen • ’ suoritusmuoto. Jälleen menetelmä sisältää savukkeen eri komponenttien erillisen valmistamisen, ja yksilöllisesti valmistettujen komponenttien yhdistämisen määrä-: * tyssä järjestyksessä. Kuvioissa 4A, 4B ja 4C kuvattu menetelmä on yksinkertais- ’ ; tettu menetelmä.

• 30

Vaipallinen polttoaine-elementti 52 valmistetaan, kuten aiemmin kuvattu kuviossa 2 kuvatun menetelmän yhteydessä, ja leikataan 72 mm tai kuusinkertaisiin pituuk 115754 20 siin, ja syötetään Max 1 -tippilaiteyksikköön 200, joka on saatavissa yhtiöltä Körber.

Substraattisauva 50 muodostetaan järjestämällä rekonstituoitu tupakkavaluarkki-5 materiaali, kuten kuvattu esimerkissä 2 tässä selityksessä. Leiketäyteainemateri-aali muodostetaan jatkuvaksi sauvaksi ja päällystetään päällisellä käyttäen savukkeenvalmistuskonetta 202, kuten esimerkiksi Protos, saatavissa yhtiöltä Körber, ja leikataan sauvapituuksiin 62 mm tai kaksinkertaisiin pituuksiin, ja siirretään Max 1 -yksikön 200 syöttökartioon.

10

Tippilaiteyksikössä 200, 72 mm vaipalliset polttoainesauvat leikataan noin 12 mm pituuksiin muodostamaan vaipalliset polttoaine-elementit 18. Kuten kuvattu aiemmin, vaipalliset polttoaine-elementit 18 yhdistetään substraatin 50 kanssa käyttäen päällistä 32, kuvion 2 menetelmää vastaavasti. Päällinen 32 on likimäärin 74 15 mm pituudeltaan ja se levitetään siten, että sen reunat ovat likimäärin 6 mm välin päässä kunkin vaipallisen polttoaine-elementin 18 vapaasta päästä, muodostamaan kaksinkertaisen polttoaine-substraattiosan 65.

: : Edullisesti samanaikaisesti polttoaine/substraattiosan 65 valmistuksen kanssa : 20 valmistetaan savukkeen 5 tupakkaosa 34 (kuvio 3), kuten esitetty kuviossa 4B.

Il I

Jatkuva tupakkasauva muodostetaan savukkeenvalmistuskoneessa 71, kuten esimerkiksi Protos VE/SE, saatavissa yhtiöltä Körber, käyttäen leiketäyteainema-teriaalia, kuten esimerkiksi tupakka, rekonstituoitu tupakka tai vastaava. Jatkuva tupakkasauva leikataan 80 mm pituuksiin (nelinkertainen) muodostaen tupakka- ’, 25 rullat tai sauvat 70.

> t Täyteainemateriaali, kuten esimerkiksi matalatehoinen selluloosa-asetaattivanu, * » : * muodostetaan jatkuvaksi sauvaksi, käyttäen KDF -suodatinvalmistuskonetta 300

« · f * I

| ’ ja leikataan nelinkertaisiksi suodatinsegmenteiksi 97, likimäärin 80 mm pituudel- ; ·’ 30 taan.

115754 21

Nelinkertaiset tupakkasauvat 70 ja nelinkertaiset suodatinsegmentit 97 siirretään yhdistämislaitteeseen 61, kuten esimerkiksi Multi, koostuen GC-yksiköstä 62 ja KDF-2D-yksiköstä 63, saatavissa yhtiöltä Körber. Tupakkasauva 70 ja suodatinsegmentit 97 leikataan 40 mm pituuksiin, ja sijoitetaan vuorotellen GC-yksikköön, 5 lajitellaan ja kohdistetaan, ja siirretään KDF-2 D-yksikköön. Siellä ne päällystetään, ja leikataan kaksinkertaisiksi tupakka/suodatinjaksoiksi 206, noin 80 mm pituudeltaan. Kaksinkertaisilla tupakka/suodatinosilla on 40 mm keskeinen suodatinsegmentti ja 20 mm tupakkasegmentit kummassakin päässä.

10 Kuten esitetty kuviossa 4C, kaksinkertainen tupakka/suodatinyksikkö 206 ja kaksinkertainen polttoaine/substraattiosa 65 siirretään toiseen tippilaiteyksikköön 208 (kts. kuvio 4C), kuten esimerkiksi Max 2, saatavissa yhtiöltä Körber. Kaksinkertaiset polttoaine/substraattiosat 65 leikataan likimäärin niiden keskikohdista, ja lajitellaan, sekä kohdistetaan yksittäisen polttoaine/substraattiosan kanssa, missä 15 ne sijoitetaan välin päähän ja asemoidaan tupakka/suodatinosan 206 vastakkaisiin päihin, substraatin ollessa tupakkaosan vieressä. Kohdistetut komponentit päällystetään tippimateriaalilla 49, RJR tyyppi 1000011, muodostamaan kaksin- » # ·, V kertainen savuke 202. Kaksinkertainen savuke leikataan sitten likimäärin suodat- timen keskikohdasta muodostamaan yksittäinen savuke 104. Vuoroittaiset savuk-20 keet käännetään 180° siten, että kaikilla savukkeilla on sama suuntaus. Savuk- 14» keet voidaan siirtää HCF -lautastäyttölaitteeseen tai akkumulaattoriin, kuten esi-:' merkiksi Resy, joka voi olla liitetty savukkeenpakkauslaitteistoon.

I »

Esillä olevaa keksintöä kuvataan lisää viittauksella seuraaviin esimerkkeihin,

* » i I

i I ( 25 jotka auttavat esillä olevan keksinnön ymmärtämisessä, mutta joita ei ole konstru- oitu sen rajoituksiksi. Kaikki tässä ilmoitetut prosentit, jollei muutoin mainittu, ovat » f :,. 7 painoprosentteja. Kaikki lämpötilat on ilmaistu Celsius-asteina.

I I

' 1 ESIMERKKI 1

: ·: 30 KOMPONENTTIEN VALMISTAMINEN

Vaipallinen polttoainesauva 115754 22

Vaipallinen polttoainesauva, likimäärin 7,5 mm halkaisijaltaan, sisältäen hiilipitoi-sen polttoainesauvan ja eristävän materiaalin, valmistetaan suulakepuristamalla suoraan hiilipitoista polttoainesauvaa monikerroksiseen lasikuitu/tupakkapaperi-nauhaan. Vaipallinen polttoainesauva leikataan noin 72 mm pituuksiin.

5

Hiilipitoinen polttoainesauva

Hiilipitoinen polttoainesauva, jolla on noin 1,02 g/cm3 oleva näennäistiheys (irto-tiheys), valmistetaan noin 73,4 osasta lehtipuumassahiiltä, jolla on keskimäärin 10 hiukkaskoko 12 mikronia halkaisijaltaan, 10 osasta ammoniumalginaattia (Amo-loid HV, Kelco Co.), 0,2 osasta Na2C03l 8,4 osasta grafiittia, noin 8 mikronia hiukkaskooltaan, 3 osasta Ca2C03-jauhetta ja 5 osasta kuulajauhettua American blend-tupakkaa. Lehtipuumassahiili valmistetaan karbonoimalla ei-talkkia sisältävää laatua Grande Prairie Canadian -lehtipuuvoimapaperia typpivaipassa, 15 lisäten lämpötilaa askelittaisella tavalla riittävästi minimoimaan paperin hapettuminen, lopulliseen karbonointilämpötilaan vähintään 750°C. Tuloksena oleva . ^ hiilimateriaali jäähdytetään typen alaisena alle 35°C:een, ja sitten jauhetaan ] \ hienoksi jauheeksi, jolla on keskimääräinen hiukkaskoko noin 12 mikronia halkaisijaltaan.

I * 20 ; Hienoksi jauhettu kovapuuhiili kuivasekoitetaan ammoniumalginaattisideaineen, levuliinihapon ja tupakoiden kanssa, ja sitten 3-painoprosenttinen Na2C03:n vesiliuos lisätään muodostamaan suulakepuristettava seos, jolla on lopullinen : natriumkarbonaattitaso noin 0,9 osaa.

25 »« » ;* ·,, Hiilipitoiset polttoainesauvat suulakepuristetaan käyttäen ruuvisuulakepuristinta : ‘": seoksesta, jolla on likimäärin sylinterimäinen muoto halkaisijaltaan noin 4,2 mm, varustettuna kuudella tasaisesti välin päässä olevalla kehäuralla (noin 0,5 mm leveitä ja noin 1 mm syviä), joilla on pyöristetyt pohjat, kulkien päästä päähän.

30 Suulakepuristetuilla sauvoilla on alkuperäinen kosteustaso alueessa noin 36 -38 paino-%.

115754 23

Vaippamateriaali

Vaippamateriaali koostuu kahdesta kerroksesta Owens-Coming C-lasimattoa, kukin noin 1 mm paksu ennen puristamista vaipanmuodostuskoneen avulla 5 (esimerkiksi kuten kuvattu US-patentissa n:o 4,807,809), ja muotoilun jälkeen kunkin ollessa noin 0,6 mm paksu. Kyseisen kahden C-lasikerroksen väliin voileipämäisesti sijoitettuna on yksi tai kaksi arkkia rekonstituoitua tupakka-paperia, Kimberly-Clark'in P-3510-96-2. Savukepaperi, merkittynä P-3122-153, yhtiöltä Kimberly-Clark, päällystää uloimman kerroksen. Rekonstituoitu tupakka-10 paperiarkki on paperinomainen arkki, sisältäen sekoitettua tupakkauutetta. Rekonstituoitujen tupakka-arkkien leveys ennen muotoilua on noin 17 mm ja savukepaperin ulkoarkin leveys on noin 25,5 mm. Saumatartunta-aine, jota käytetään ulointa päällystä varten, voi olla kylmäsaumaustartunta-aine CS 1242, saatavissa yhtiöltä RJR Packaging, R. J. Reynolds, Winston-Salem, N.C.

15

Substraattiputki ’' \ Jatkuva substraattisauva noin 7,5 mm halkaisijaltaan, muodostetaan laajasta, . voimakkaasti kohokuvioidusta, 36 gsm, noin 7 tuumaa leveästä paperirainasta, t: 20 joka sisältää 25 % kalsiumsulfaattia, saatavissa yhtiöltä Kimberly-Clark (K-C) merkinnällä P3284-19, esimerkiksi modifioidussa KDF-2 -sauvanmuodostuslait-teessa. Substraattisauva päällystetään paperi/foililaminaatilla, jolla on noin 24,5 mm leveys, foilin ollessa jatkuvavalettua 0,0005 alumiinifoilia, ja paperin ollessa ' ’ ‘: Simpson Paper Co. ("Simpson") RJR 002A -paperia. Laminointitartunta-aine on 25 silikaattitartunta-aine n:o 06-50-05-0051, saatavissa yhtiöltä RJR Packaging.

: -. Keskiviivan tartunta-aine, kylmätartunta-aine CS 1242M, saatavissa yhtiöltä RJR

;: Packaging, ruiskutuslevitetään laminaattiin, pitämään substraatin paikallaan ,' _. päällisen sisäpuolella. Sauma tiivistetään kuumasulatartunta-aineella 444-227, yhtiöltä RJR Packaging.

Päällystetty sauva katkaistaan 60 mm segmenteiksi. Likimäärin 900 mg aerosolin-muodostusmateriaalia, joka sisältää glyseriiniä, propyleeniglykolia ja makuaineita, 30 115754 24 kuten esimerkiksi tupakkauutetta, kohdistetaan rainaan jatkuvan substraattisau-van muodostamisen aikana. Substraattisegmentti leikataan substraattipuikoiksi, noin 10 mm pituudeltaan, ja päällystetään Simpson RJR 002A/0005 -foililaminaa-tilla, joka on kuvattu yllä, jolla on noin 25,5 mm leveys. Puikot sijoitetaan vuorotte-5 levin 10 ja 12 mm välein pitkin putkea. Puikot liitetään putkeen vastaavalla kuu-masulatartunta-aineen n:o 448-37A, RJR Packaging, levittämisen avulla. Sauma suljetaan kuumasulatartunta-aineella 444-227, yhtiöltä RJR Packaging.

Jatkuva putki leikataan substraatti-tyhjätila-putkiosiksi, pituudeltaan noin 42 mm, 10 joissa on keskellä noin 12 mm tyhjä tila, kaksi substraattipuikkoa 10 mm leveitä, ja tyhjä tila kussakin päässä, leveydeltään noin 5 mm.

Tupakkaosa 15 Rekonstituoitu tupakkaleiketäyteaine, valmistettuna kuten kuvattu US-patentissa n:o 5,159,942, Brinkley et ai., muodostetaan sauvaksi, noin 7,5 mm halkaisijal-, . taan, ja päällystetään paperilla, esimerkiksi KC 646, leveydeltään 25,5 mm, käyt- ' ' . täen Protos-savukkeenvalmistuskonetta, käyttäen vakiotippitartunta-ainetta.

,,,,: Päällystetty tupakkarulla leikataan 120 mm pituisiksi segmenteiksi.

20 .·. Tupakkapaperisauva, noin 7,5 mm halkaisijaltaan, muodostetaan keskimäärin ;·; kohokuvioidusta, 127 mm leveästä tupakkapaperirainasta, merkittynä P-144- GNA-CB, saatavissa yhtiöltä Kimberly-Clark, esimerkiksi käyttäen sauvanmuo-:" ]: dostuslaitetta, kuten kuvattu US-patentissa n:o 4,807,809. Sauva päällystetään '25 KC-paperilla P1487-184-2, leveydeltään noin 25 mm, ja leikataan 80 mm pituisik-si segmenteiksi.

Tupakkarulla ja tupakkapaperisegmentit leikataan 40 mm ja vastaavasti 20 mm •. ·. segmenteiksi ja kohdistetaan vuorottelevaan järjestykseen ja päällystetään KC

30 646 -paperia olevalla päällisellä, leveydeltään 25,5 mm, käyttäen keskiviivan kuumasulatartunta-ainetta 448-37A, RJR Packaging, ja saumatartunta-ainetta, 448-195K -kuumasula, RJR Packaging. Yhdistetty tupakkarulla/tupakkapaperi- 25 1Ί 5754 kokoonpano leikataan kaksinkertaiseksi tupakkajaksoksi, pituudeltaan 60 mm, jossa on 40 mm tupakkarullakeskisegmentti ja 10 mm tupakkapaperisegmentti tupakkarullasegmentin kummassakin päässä.

5 Suodatin

Polypropyleenisuodatinsauva, noin 7,5 mm halkaisijaltaan, muodostetaan PP-100 -matosta, noin 260 mm leveä, saatavissa yhtiöltä Kimberly-Clark, ja päällystetään 25,5 mm leveällä P1487-184-2 -paperirainalla, saatavissa yhtiöltä Kimberly-Clark, 10 esimerkiksi käyttäen US-patentissa n:o 4,807,809 kuvattua laitetta, ja 448-195K -kuumasulasaumatartunta-ainetta. Päällystetty sauva leikataan 80 mm pituisiksi segmenteiksi.

SAVUKKEEN KOKOONPANO

15 Polttoaine/substraattiosa , . Vaipallinen polttoainesauva leikataan 12 mm pituisiksi polttoaine-elementeiksi.

Kaksi polttoaine-elementtiä sijoitetaan substraatti/tyhjätilaputkijakson vastakkai-, _,: siin sivuihin ja kohdistetaan. Nämä komponentit päällystetään leveydeltään noin ,,: 20 26,5 mm ja pituudeltaan noin 54 mm olevalla päällisellä, käsittäen paperi/foili/ paperilaminaatin, sisältäen Ecusta 15456 -paperi/jatkuvavalettu-0,0005 foili/ :·; Ecusta 29492 -paperi, jotka laminoidaan foiliin käyttäen Airflex-tartunta-ainetta 465. Laminaatti liitetään vaipalliseen polttoaineeseen ja substraatti/tyhjätila-putkikokoonpanoon, kylmätartunta-aineella MT-8014, RJR Packaging, joka on _ ’: 25 levitetty laminaatin koko sisäpinnalle. Päällinen ympäröi substraatti putken ja •. f § ulottuu noin 6 mm sisälle kunkin polttoaine-elementin vapaasta päästä muodosta- : ‘: maan kaksinkertaisen polttoaine/substraattiosan.

Tupakkaa käyttävä oolttoainevksikkö 30

Kaksinkertainen polttoaine/substraattiosa leikataan keskikohdassaan ja asemoidaan kaksinkertaisen tupakkaosan vastakkaisille puolille ja kohdistetaan siten, 115754 26 että kunkin polttoaine/substraattiosan tyhjä pää on tupakkapaperipuikon vieressä ja kosketuksessa siihen kaksinkertaisen tupakkaosan kussakin päässä. Kokoonpannut komponentit päällystetään Ecusta E30336 -paperilla, noin 70 mm pituudeltaan ja noin 26 mm leveydeltään. Päällinen liitetään polttoaine/substraatti-5 osaan ja tupakkaosa MT-8009 -tartunta-aineella, RJR Packaging, muodostamaan kaksinkertaisen tupakka/polttoaineyksikön, likimäärin 126 mm pituudeltaan.

Savuke 10 Kaksinkertainen tupakka/polttoaineyksikkö katkaistaan keskikohdastaan ja sijoitetaan kaksinkertaisen suodatinyksikön vastakkaisille puolille ja kohdistetaan siten, että yksittäisen tupakka/polttoaineyksikön tupakkarullan puoleinen pää on kaksinkertaisen suodattimen vieressä ja kosketuksessa siihen. Kokoonpannut komponentit päällystetään tippipäällisellä, RJR-tippi koodinumero 1000011, 15 likimäärin 50 mm pituudeltaan ja noin 26 mm leveydeltään, mikä ulottuu likimäärin 5 mm kunkin kaksinkertaisen suodatin- ja kunkin tupakka/polttoaineyksikön välisen liitoskohdan yli. Päällinen tartutetaan koko pinta-alaltaan kokoonpantuihin ’ komponentteihin tartunta-aineella MT-8009, RJR Packaging, 100-prosenttinen päällystys, muodostamaan kaksinkertaisen savukkeen. Kaksinkertainen savuke . 20 leikataan likimäärin keskikohdasta (s.o. kaksinkertaisen suodattimen keskikoh dassa) muodostamaan yksittäinen savuke.

ESIMERKKI 2

• ·: KOMPONENTTIEN VALMISTAMINEN

25 Vaipallinen polttoainesauva " ·; Halkaisijaltaan noin 4,2 mm oleva polttoaine-elementti, jossa on näennäistiheys ‘; (irtotiheys) noin 1,02 g/cm3, valmistetaan noin 72,6 osasta lehtipuumassahiiltä, : ·. -. jolla on keskimääräinen hiukkaskoko 12 pm halkaisijaltaan, 10 osasta 30 ammoniumalginaattia (Amoloid HV, Kelco Co.), 8,4 osasta grafiittijauhetta, 1 osasta Na2C03, 3 osasta CaC03, ja 5 osasta kuulajauhettua American Blend-tupakkaa.

115754 27

Lehtipuumassahiili valmistetaan karbonoimalla ei-talkkia sisältävää laatua Grande Prairie Canadian -lehtipuuvoimapaperia inertissä atmosfäärissä, lisäämällä lämpötilaa askelittaisella tavalla riittävästi minimoimaan paperin hapettuminen, lopulliseen karbonointilämpötilaan vähintään 750°C. Tuloksena oleva hiili-5 materiaali jäähdytetään inertissä ilmakehässä alle 35°C lämpötilaan, ja sitten jauhetaan hienoksi jauheeksi, jolla on keskimääräinen hiukkaskoko (kuten määritetty käyttäen Microtrac Analyser, Leeds % Northrup) noin 12 pm halkaisijaltaan.

Hienoksi jauhettu lehtipuuhiili kuivasekoitetaan grafiitin, CaC03:n, ammoniumalgi-10 naattisideaineen, levuliinihapon ja tupakoiden kanssa, ja sitten 3 painoprosent-tista Na2C03:n vesiliuosta lisätään muodostamaan suulakepuristettava seos, jolla on lopullinen natriumkarbonaattitaso noin 1 osa.

Vaipallinen polttoainesauva valmistetaan suulakepuristamalla suoraan hiilipitoi-15 nen polttoainesauva monikerroksiseen lasikuitu/tupakkapaperinauhaan. Vaipalli nen polttoainesauva leikataan noin 72 mm pituuksiin.

\ Vaippamateriaali 20 Vaippamateriaali koostuu kahdesta kerroksesta Owens-Corning C-lasimattoa, kukin noin 1 mm paksu ennen puristamista vaipanmuodostuskoneella (esimerkik-j': si kuten sellainen, joka on kuvattu US-patentissa n:o 4,893,637), ja muotoilun jäl keen kunkin ollessa noin 0,6 mm paksu. Kahden C-lasikerroksen väliin on voilei-pämäisesti sijoitettu yksi tai kaksi arkkia rekonstruoitua tupakkapaperia, 25 Kimberly-Clark'in P-3510-176-60. Savukepaperi, merkinnällä n:o 15456, Ecusta'-;' *., Itä, peittää uloimman kerroksen. Rekonstruoitu tupakkapaperiarkki on pape- i “: rinomainen arkki, joka sisältää sekoitettua tupakkauutetta. Rekonstituoitujen ,!.: tupakka-arkkien leveys ennen muotoilua on noin 17 mm, kun taas savukepaperin •. ·. uloimman arkin leveys on noin 25,5 mm. Saumatartunta-aine, jota käytetään 30 ulkopäälliseen, voi olla kylmäsaumaustartunta CS 1242, saatavissa yhtiöltä RJR Packaging, R.J. Reynolds, Winston-Salem, N.C.

28 1 1 5754

Substraattisauva

Valuarkkimateriaali muodostetaan valamalla komponenttien vesipitoinen slurri perälaatikosta noin 30 tuuman tuhannesosan nimellispaksuudella kuumennetulle 5 ruostumattomalle teräshihnalle. Valuslurrilla on kiintoainepitoisuus noin 12 %. Slurri on muodostettu dispersoimalla veteen noin 32 osaa tupakkamassaa poimittujen ruotien ja lehtilapojen muodossa, noin 8,75 osaa savukaasukuivattua tupakanlehtilapaa, noin 8,75410 osaa burleyn tupakanlehtilapaa, ja noin 14,5 osaa poimittuja burleyn ruoteja. Sellaisenaan muodostetaan slurri, jolla on noin 1 10 osa tupakkaa ja noin 8 osaa vettä. Tuloksena oleva slurri raffinoidaan käyttäen kiekkkoraffinööriä, ja siirretään sekoittimeen. Slurriin, joka sisältää noin 32 osaa tupakkaa, lisätään noin 55 osaa glyseriiniä; noin 6 osaa tupakkauutteen tyyppiä, joka on kuvattu US-patentin n:o 5,159,942, Brinkley et ai., palstan 11 riveillä 5-37, laimennettuna veteen määrässä noin 8 osaa uutetta ja noin 92 osaa vettä; ja noin 15 2 osaa kaupallista makuainetta, kuten esimerkiksi Lovage-makuaine. Kuitenkin näiden komponenttien valinta ja suhteelliset määrät, kuten esimerkiksi makuainei-. . den ja tupakkauutteiden, voi vaihdella halutulla tavalla muodostamaan halutut | [. organoleptiset ominaisuudet.

.: 20 Tuloksena oleva slurri sekoitetaan tuottamaan yhdenmukainen ominaisuus.

•. Sitten noin 5 osaa ammoniumalginaattia, saatavissa merkinnällä Amoloid HV, yhtiön Merk & Co., Inc. Kelco-divisioonasta, lisätään slurriin. Tuloksena oleva slurri sekoitetaan kauttaaltaan ympäröivissä olosuhteissa käyttäen Breddo [: Likwifier suurileikkauksista potkurisekoitinta. Slurri valetaan ruostumattomalle ,.: 25 teräshihnalle, joka on kuumennettu noin 220°F (104°C). Kuivattu valettu slurri paloitellaan ja leikataan leiketäyteainekokoon noin 25 leikettä per tuuma (n. 1 leike per mm). Leiketäyteaine konditioidaan tuottamaan substraatti, jolla on noin . ..; 15 paino-% oleva kosteuspitoisuus ja noin 6 tuuman tuhannesosan paksuus.

30 Valuarkkisubstraattimateriaali muodostetaan sauvoiksi käyttäen sauvanmuodos-tuslaitetta, kuten esimerkiksi Protos yhtiöltä Körber. Substraattisauva sisältää paperi/alumiinifoililaminaattipäällisen, jolla on noin 25,5 mm leveys, foilin ollessa 115754 29 valettua alumiinia, 0,0005 tuumaa (0,013 mm)paksu, ja paperi on saatavissa merkinnällä Ref. 29492, yhtiöltä Ecusta. Laminaatti muodostetaan silikaattitar-tunta-aineen kanssa, merkittynä RJR LAM-1-5001, saatavissa yhtiöltä RJR Packaging. Laminoitu paperi muodostetaan putkeksi (foilin ollessa sisäpuolella)

5 limitysliittämällä käyttäen CS1242 tartunta-ainetta, saatavilla yhtiöltä RJR

Packaging. Päällystetty sauva leikataan 62 mm pituisiin segmentteihin. 62 mm sauva painaa noin 800 mg.

Tupakkaosa 10

Rekonstituoitu tupakkaleiketäyteaine, joka on valmistettu kuten kuvattu US-patentissa n:o 5,159,942, muodostetaan sauvaksi, noin 7,5 mm halkaisijaltaan ja päällystetään paperilla, esimerkiksi Ecusta n:o 15456, leveydeltään 25,5 mm, käyttäen Protos-savukkeenvalmistuskonetta, käyttäen vakiosaumatartunta-ainet-15 ta. Päällystetty tupakkarulla leikataan 80 mm pituisiin segmentteihin.

Suodatin

Selluloosa-asetaattisuodatinsauva, noin 7,5 mm halkaisijaltaan, muodostetaan 20 10/35.000 denierin selluloosa-asetaattivanusta, sisältäen 0,6 % triasetiinia, ja ·. päällystetään 646 puikkopäällisen rainalla, noin 25,5 mm leveydeltään, saata- vissa yhtiöltä Kimberly-Clark tai Ecusta, vakiosuodatinsauvanvalmistuslaitteessa. Päällystetty sauva leikataan 80 mm pituisiksi segmenteiksi.

»

j 25 SAVUKKEEN KOKOONPANO

•.. Polttoaine-substraattiosa , Vaipallinen polttoainesauva leikataan polttoaine-elementeiksi 12 mm pituudella. taan. Kaksi polttoaine-elementtiä sijoitetaan substraattiosan vastakkaisille puolille 30 ja asetetaan linjaan. Nämä komponentit päällystetään päällisellä, joka on noin 26,5 mm leveydeltään ja noin 74 mm pituudeltaan, käsittäen paperi/foili/paperi-laminaatin, käsittäen Ecusta 99952 -paperin/jatkuvavaletun 0,0005 tuuman (0,013 115754 30 mm) paksuisen alumiinifoilin/Ecusta 99951 -paperin, jotka laminoidaan foiliin käyttäen RJR LAM-5001 (1,0 Ibs/ream) saatavissa yhtiöltä RJR Packaging. Laminaatti tartutetaan vaipalliseen polttoaineeseen ja substraattikokoonpanoon kylmätartunta-aineella MT-8009B, RJR Packaging, levitettynä laminaatin koko 5 sisäpinnalle. Päällinen peittää substraattiputken ja ulottuu noin 6 mm sisälle kunkin polttoaine-elementin vapaasta päästä muodostamaan kaksinkertaisen polttoaine/substraattiosan.

TUPAKKA/SUODATINOSA

10 80 mm tupakkasauva ja 80 mm suodatinsegmentti leikataan 40 mm osiksi, ja kohdistetaan vuorotellen ja päällystetään päällisellä, joka on noin 25,5 mm leveydeltään, esimerkiksi tyyppi 646, yhtiöltä Kimberly-Clark, käyttäen vakiosau-matartunta-ainetta. Tuloksena oleva sauva leikataan 80 mm segmenteiksi, joissa on 40 mm keskeinen suodatinsegmentti yhdessä 20 mm tupakkarullien kanssa 15 vastakkaisissa päissä muodostamaan kaksinkertaisen tupakka/suodatinosan.

Savuke i *»t . ,.: Kaksinkertainen polttoaine/substraattiosa leikataan keskikohdastaan ja sijoitetaan 20 kaksinkertaisen tupakka/suodatinosan vastakkaisille puolille, ja asetetaan linjaan siten, että yksittäisen polttoaine/substraattiyksikön substraattipää on kaksinkertai-: ‘: sen tupakka/suodatinosan tupakkarullan vieressä ja kosketuksessa sen kanssa.

Kokoonpannut komponentit päällystetään tippipäällisellä, RJR tipping-koodi n:o 4 1000011, likimäärin 90 mm pituudeltaan ja noin 26 mm leveydeltään, mikä ulottuu ,,: 25 likimäärin 5 mm kunkin kaksinkertaisen tupakka/suodatin- ja kunkin polttoaine/ substraattiyksikön välisen liitoksen yli. Päällinen tartutetaan koko pinta-alaltaan : kokoonpantuihin komponentteihin tartunta-aineella MT-8009 (RJR Packaging) . 100-prosenttisella peitolla, muodostamaan kaksinkertainen savuke. Kaksinkertai- ; nen savuke leikataan likimäärin keskikohdastaan (s.o. kaksinkertaisen suodatti- 30 men keskikohta) muodostamaan yksittäinen savuke.

1 1 5754 31

Esillä oleva keksintö on kuvattu yksityiskohtaisesti sisältäen sen edulliset suoritusmuodot. Kuitenkin on ymmärrettävä, että alan ammattilaiset, tarkasteltuaan esillä olevaa selitystä, voivat tehdä modifikaatioita ja/tai parannuksia tähän keksintöön ja yhä pysytellä tämän keksinnön suoja-alan ja hengen sisällä, kuten 5 esitetty seuraavissa vaatimuksissa.

Claims (15)

115754 32

1. Menetelmä valmistaa jatkuvatoimisesti suodatinsavukkeita (104), joissa on eristetty polttoaine-elementti (18) muodostaen savukkeen sytyttämispään, 5 substraatti (20), tupakkaosa (34) ja suodatinelementti (44,47), joka muodostaa savukkeen takaosan, missä vähintään kaksi mainituista komponenteista on yhdistetty päällysmateriaalilla, tunnettu siitä, että menetelmään kuuluu vaiheet: (a) järjestetään jatkuvatoimisesti eristetty polttoaine-elementti (18); (b) järjestetään jatkuvatoimisesti substraattiosa (20); 10 (c) yhdistetään jatkuvatoimisesti eristetty polttoaine-elementti (18) ja substraat tiosa (64) päällysmateriaalilla (32) polttoaine-substraattiosan (65) muodostamiseksi; (d) järjestetään jatkuvatoimisesti mainittu tupakkaosa (34); (e) kohdistetaan jatkuvatoimisesti polttoaine-substraattiosa (65) ja tupakkaosa 15 (34) siten, että substraattiosa (20) on kohdistettu tupakkaosan (34) kanssa ja rajakkain sen kanssa ja yhdistetään polttoaine-substraattiosa ja tupakkaosa päällisellä (42) tupakka-polttoaineyksikön (88) muodostamiseksi; \ (f) järjestetään jatkuvatoimisesti suodatinelementtiosa (44, 47); (g) kohdistetaan jatkuvatoimisesti tupakka-polttoaineyksikkö (88) ja suodatinele-20 menttiosa (44, 47) ja yhdistetään jatkuvatoimisesti suodatinelementti (44, 47) : tupakka-polttoaineyksikön (45, 88) kanssa suodatinsavukkeen (104) muodosta- : miseksi.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että tupakkaosa 25 (34) on tupakkaleiketäyteainerulla (38).

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä tunnettu siitä, että tupakkaosa • ; (34) muodostetaan seuraavien vaiheiden avulla: : (a) järjestetään jatkuvatoimisesti tupakkaieiketäyteaineen rulla (38), 30 (b) järjestetään jatkuvatoimisesti tupakkapitoista paperia oleva puikko (36); 115754 33 (c) yhdistetään (79, 80) jatkuvatoimisesti tupakkarulla (38, 70) ja tupakkapitoista paperia oleva puikko (36) päällisellä (40).

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että substraat-5 tiosa (20) muodostetaan seuraavien vaiheiden avulla: (a) järjestetään jatkuvan substraattimateriaalin sauva (50); (b) leikataan (62) substraattimateriaali haluttuihin pituuksiin substraattipuikkojen (22, 24) muodostamiseksi; (c) kohdistetaan ja erotetaan (62) substraattipuikko (22, 24) halutuin välein (69); 10 (d) muodostetaan yhtäjaksoinen putki (26) kohdistettujen ja välin päässä olevien substraattipuikkojen (22, 24) ympärille; (e) leikataan yhtäjaksoinen putki (26) valituissa kohdissa muodostamaan subst-raattiputkikokoonpano (64), jossa on vähintään yksi substraattipuikko (22, 24) varustettuna tyhjällä tilalla (28, 30) substraattipuikon (22, 24) vastakkaisilla puolil-15 la.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että siihen lisäksi , ’ t ’; kuuluu vaihe aerosolinmuodostusmateriaalin panemisesta substraattimateriaaliin .,..: (22) samalla kun muodostetaan yhtäjaksoinen substraattisauva (50). 20

6. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että siihen lisäksi i ;': kuuluu vaihe aerosolinmuodostusmateriaalin panemisesta substraattipuikkoon (22, 24) substraattiputkikokoonpanon (64) sisäpuolella. ,25

7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että eristetty ; ’ .. polttoaine-elementti (18) on järjestetty: :.,,: (a) suulakepuristamalla (55) yhtäjaksoinen hiilipitoinen sauva (51), jolla on haluttu .: ulkomuoto, yhtäjaksoisen eristävän päällysmateriaalin (12, 14) kääreeseen ‘; aikaansaamaan jatkuva eristetty polttoainesauva (52); ja 30 (b) leikkaamalla (56) yhtäjaksoinen eristetty polttoainesauva (52) haluttuihin pituuksiin aikaansaamaan jatkuvat eristetyt polttoaine-elementit (18). 115754 34

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että siihen lisäksi kuuluu vaihe eristettyjen hiilipitoisten polttoaine-elementtien (18) kuivaamiseksi haluttuun kosteuspitoisuuteen.

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että hiilipitoiset polttoaine-elementit (18) kuivataan kosteuspitoisuuteen välillä 12-14 paino-%.

10. Patenttivaatimuksen 8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu kuivausvaihe suoritetaan kahdessa erillisessä vaiheessa savukkeenvalmistus- 10 prosessin aikana.

11. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että eristetty polttoainesauva (52) leikataan kuusinkertaisiin pituuksiin ja siihen lisäksi kuuluu vaiheet: 15 (a) leikataan kuusinkertainen eristetty polttoainesauva (52) eristetyiksi polttoaine- elementeiksi (18); • ·. (b) erotetaan (60) eristetyt polttoaine-elementit (18); (c) asennetaan (60) kaksinkertainen substraattiosa (64) eristettyjen polttoaine-...j elementtien (18) väliin; •: 20 (d) kohdistetaan ja saatetaan rajakkain kaksinkertainen substraattiosa (64) ja • : ‘: eristetyt polttoaine-elementit (18); ja : ’: (e) päällystetään (60) kaksinkertainen substraattiosa (64) ja eristetyt polttoaine- elementit (18) päällisellä (32) kaksinkertaisen polttoaine-substraattiosan (65) muodostamiseksi. 25 ..

12. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että tupakka- ...: leiketäyteaineen rulla (38) järjestetään kaksinkertaiseen pituuteen ja tupakkapa- : · · i peripuikot (36) järjestetään kaksinkertaisiin pituuksiin, ja missä ; ': (a) tupakkaleiketäyteaineen rulla (38) ja tupakkapaperipuikot (36) kohdistetaan 30 vuorottaisessa rajakkain olevassa sekvenssissä; 35 17 £754 (b) vuorottaiset rajakkaiset tupakkarulla (38) ja tupakkapaperipuikko (36) päällystetään päällysmateriaalilla; ja (c) päällystetyt komponentit (81) leikataan kaksoistupakkaosiksi (87), joissa on kaksinkertainen tupakkaleiketäyteaineen rulla (38) keskiosassa varustettuna 5 tupakkapaperipuikolla (36) vastakkaisissa päissä.

13. Patenttivaatimuksen 11 tai 12 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että siihen lisäksi kuuluu vaiheet: (a) jaetaan kaksinkertainen polttoainesubstraattiosa (65) keskikohdastaan; 10 (b) erotetaan polttoainesubstraattiosat; (c) asennetaan tupakkaosa (34; 87) polttoainesubstraattiosien (65) väliin; (d) kohdistetaan ja saatetaan rajakkain kunkin polttoainesubstraattiosan (65) pää kaksinkertaisen tupakkaosan kanssa; ja (e) päällystetään kokoonpannut komponentit kaksinkertaisen tupakka-poltto-15 aineyksikön (88) muodostamiseksi.

. 14. Patenttivaatimuksen 13 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että suoda- , j,,; tinelementti (44, 47) järjestetään kaksinkertaiseen pituuteen ja menetelmään .,,: kuuluu lisäksi vaiheet: 20 (a) jaetaan kaksinkertainen polttoaine-tupakkayksikkö (88) keskikohdastaan; (b) asennetaan kaksinkertainen suodatin (98) kahden tupakka-polttoaineyksikön (88) väliin; (c) päällystetään kokokoonpannut komponentit päällisellä (46) muodostamaan t' kaksinkertainen suodatinsavuke (102); ja 25 (d) leikataan kaksinkertainen suodatinsavuke (102) suodattimen (98) keskikoh- .. dasta muodostamaan suodatinsavuke (104). 1 » » 115754 36