FI57528C - Ventilerad filterfoersedd cigarrett - Google Patents

Description

RSF^l [B] (11)KUU,LUTUSJULKA,SU ς ? - mA L J j11'utlAggningsskrift 3 /5 2 0 c (45) Patentti Π C? :503

Patent s. :J del at V v (51) Kv.ik.3/Int.ci.3 A 24 D 1/02, 1/04 SUOMI—FINLAND (21) p·*·"»"»*·"····~Λ****βωι« 3483/74

(22) H*k«ml»ptlvi — AnaOknlngvdtf Q2 7U

^^ (23) AlkupUvi—Glltl(h«tsdk| 02.12.7¾ (41) Tullut |ulklMk*l — Blhrit offmcllg , /.

Patentti· ja rekisterihallitut .... ,. , . ,, ,. ^* *' _ ' (44) NlhtivUulptnon Ja kuuL|ulkaltun pvm. —

Patent· och registerstyrelsen Antttkan utl«gd och utl.»krlft*n publk*r»d 30 Q0 (32)(33)(31) Pyydetty etuolkeu»—Begird prloritet ('(I) British-American Tobacco Company Limited, Westminster House, 7 Mill-bank, London S.W.l, Englanti-England(GB) (72) Thomas Wade Summers, Fern Creek, Kentucky, USA(US) (7^) Oy Heinänen Ab (51*) Ilmastoitu suodatinsavuke - Ventilerad, filterförsedd cigarrett rämän keksinnön kohteena on ilmastoitu suodatinsavuke, joka käsittää t up a k ka tango n , pääasiassa tasaisen huokoisuuden omaavalla kääreellä ympäröidyn suodattimen sekä niinikään pääasiassa tasaisen huokoisuu(ien omaavan ulomman päällyksen, joka peittää ainakin osan kääreen ympäröimästä suodattimesta.

Valmistettaessa ilmastoituja savukkeita, jotka kuluttajat ovat hyväksyneet rajoitetussa määrin, on välttämätöntä saada aikaan järjestely, jossa määrätty osuus savukkeeseen polton aikana vedetyltä ilmasta ohittaa pal amisvyöhykkeen. Viimeisten 50 vuoden aikana on käytetty erilaisia ilmastoi ntitapoja, joilla on pyritty aikaansaamaan viileämpi ja maultaan parempi savuke. Viime aikoina on myös huumattu, että ilmastoidut savukkeet ovat eräs keino vähentää siivussa olevien kiinteiden ja kaasumaisten aineosien koko naismäärää.

lmas toi 11 ti mukani smi t voidaan jakaa kahteen pääluokkaan, jotka -2- 57528 perustuvat ilmakanavien muodostamiseen ja kääreen reitittämiseen, Näiden kahden kombinaatiota voidaan myös käyttää. Taloudellisista syistä ensisijaisesti käytettynä savukkeen ilmastointimenetelmänä on tähän saakka ollut ilmavirtauksen järjestäminen savukkeen jollakin osalla olevan rei'itetyn kääreen läpi.

Näkyvänä haittana revitetyissä savukkeissa on ollut savun tuleminen reikien läpi silloin, kun savuketta ei imetä. Tämä haitta onnistuttiin kuitenkin poistamaan, kun saataville tuli tupakkakääre, jolle oli luonteenomaista tasainen ja suuri huokoisuus. Rei'itetty paperi sijoitettiin tasaisesti huokoisen tupakkakääreen päälle. Tupakkakääreen mikroskooppiset huokoset vähensivät huomattavasti savun näkyvää poistumista.

USA-patenteissa 2 98Θ 0B8 ja 3 046 994 on kuvattu tasaisen huokoista paperia, jolla on ollut kaupallista menestystä suodattimen kääreenä. Tähän paperiin on saatu aikaan tasainen huokoisuus paperinvalmistus-prosessin aikana. Ilma kulkee helposti paperin mikrohuokosten läpi. Toisaalta rei'itetty paperi ei tietenkään ole huokoista muualla kuin mikroskooppisten huokosten kohdilla. Termeillä ’’tasaisesti huokoinen" ja "tasainen huokoisuus" tarkoitetaan ominaisuutta aineessa, jonka pinnan luontainen huokoisuus on tasainen ja joka eroaa aineesta, jolle annetaan tietty huokoisuus mekaanisesti. Siitä seuraa, että tasaisen huokoisuuden omaavat aineet saavat tämän ominaisuuden valmistusvaiheessa toisin kuin rei'itetyt aineet.

Ongelmana, joka on aiemmin jatkuvasti esiintynyt ilmastoiduissa savukkeissa, joissa on rei'itetty kääre tai sekä mainittu kääre että tasaisen huokoisuuden omaava tupakkakääre, on ollut maun ja paineen aleneman suuret vaihtelut samaa merkkiä ja rakennetta olevien savukkeiden välillä. Nykyisistä laaduista tehdyt tutkimukset ovat osoittaneet keskimääräisen tervantulon vaihtelevan 14-30 %:iin.

Muut tutkimukset ovat osoittaneet, että myös paineen alenema vaih-telee suuresti. Useita yrityksiä on tehty löytää ongelman syy ja sille taloudellinen ratkaisu.

kräs ratkaisu yllämainittuun ongelmaan on esitetty suomalaisessa kuulutusjulkaisussa 66104. Tässä julkaisussa esitetään ilmastoitu suodatinsavuke, joka käsittää suodatinta ympäröivän, tasaisesti huokoisen kääreen sekä niinikään tasaisesti huokoisen ulomman päällyksen, joka peittää suodattimen ja mainitun kääreen. Kääre ja -3- 57528 ulompi päällys, jotka sijaitsevat vastakkain, on kiinnitetty toisiinsa liimaamalla niin, että niiden vastakkaisten pintojen alueelle jää myös liimaton vyöhyke. Liiman läpäisemättömyyden johdosta ovat liimatut alueet oleellisesti huokosettomia, kun taas liimatto-mat alueet ovat tasaisesti huokoisia. Tällaisessa savukkeessa on hiukkasmuodossa olevan paineen kokonaismäärän vaihtelua ja keskimääräistä paineen alenemista pystytty olennaisesti pienentämään aikaisemmin tunnettuihin savukkeisiin verrattuna.

Tämän keksinnön tarkoituksena on muodostaa ratkaisu, jossa kuulu-tusjulkaisun 56104 mukaisen savukkeen ominaisuudet on saavutettu entistä yksinkertaisemman ja helpommin valmistettavan rakenteen avulla. Tunnusomaista keksinnölle on se, että ainakin osa ulomman päällyksen tai kääreen pinnasta on ainakin yhdellä määrätyllä alueella varustettu ilmatiivii1lä pinnoitteella, joka jättää päällyksen ja kääreen irti toisistaan, että päällyksen ja kääreen vastakkaiset pinnat ovat muilta osin vailla mainittua pinnoitetta ja että suodattimen ilmastointi-indeksi, jolla tarkoitetaan ilmastointipinnan kautta tavanomaisella imaisulla sekunnissa virtaavaa ilmamäärää 3 mitattuna cm :nä jaettuna ilmastoitujen alueiden kokonaispinta- 2 alalla mitattuna cm :nä, on 0,5-20 cm/s.Keksinnössä on toisin sanoen tunnetun ratkaisun mukainen, kääreen ja päällyksen toisiinsa kiinnittävä liimakerros korvattu ilmatiiviillä pinnoitteella, joka sijaitsee päällyksen ja kääreen välissä mutta ei sido niitä toisiinsa. Tämä perustuu siihen oivallukseen, että kääreen ja päällyksen välinen materiaalikerros sinänsä vaikuttaa merkittävästi savukkeen ominaisuuksiin, kun taas materiaalin 1iimausvaikutus on niiden kannalta täysin yhdentekevä.

Pinnoitemateriaalin tulee olla paitsi ilmaa läpäisemätöntä myös myrkytöntä ja sen on kyettävä liimautumaan päällykseen tai kääreeseen. Tällöin voidaan sopivasti käyttää tupakkateollisuudessa tunnettua läpäisemätöntä liimaa. Edellä mainitulle alueelle tai edellä mainituille alueille tuodun liiman annetaan kuivua ennenkuin päällys ja kääre pannaan päällekkäin, jolloin ne eivät liimaudu toisiinsa. Johtuen pinnoitteen läpäisemättömyydestä tulevat päällystetyt alueet olennaisesti huokosettomiksi päinvastoin kuin päällystämättömät alueet, joissa pysyy tasainen huokoisuus. Näin saadaan aikaan vailla pinnoitetta olevat ”ilmastointialueet", joiden kokonais-huokoisuus on sellainen, että ilmastointi-indeksi on 0,5-20 cm/s.

I lm,js toi nti - i ndeksi määritellään i lmati lavuutena, joka tultje ilmas- '4' 57528 tointialueelle sekunnissa standardipolton (U.S. Federal Trade Commission) aikana ("ilmastointinopeus"), jaettuna ilmastointialu-een kokonaispinta-alalla.

Keksinnön suoritusmuotoja kuvataan seuraavassa esimerkkien avulla viitaten oheiseen piirustukseen, jossa

Kuva 1 esittää erästä keksinnön mukaista ilmastoitua suodatin-savuketta ja

Kuvat 2a, 2b ja 2c esittävät pinnoitteella varustettujen alueiden malleja, joita voidaan käyttää keksinnön mukaisissa savukkeissa .

Ennen suomalaisen kuulutusjulkaisun 56104 mukaista ratkaisua tunnetun ilmastointitekniikan ongelmana oli vaikeus saada aikaan yhdenmukainen paineen aleneminen ja erottuvan hiukkasmateriaalin määrä eri savukkeitten välillä. Esimerkiksi tervan erottuminen voi vaihdella jopa 30 % suhteellisena standardipoikkeamana. Kuulutusjulkaisun 56104 mukaisissa savukkeissa päästiin olennaisesti pienempään paineen aleneman ja erottuneen ainemäärän vaihteluun ja näin on laita myös kuvissa 1 ja 2 esitetyissä, keksinnön mukaisissa suodatinsavuk-keissa. Keskimääräiset mitatut paineen aleneman vaihtelut keksinnön mukaisissa suodatinsavukkeissa ovat itse asiassa yhtä suuret kuin vaihtelut normaaleissa suodatinsavukkeissa, joita ei ole ilmastoitu.

Kuvassa 1 on esitetty suodatinsavuke 20, jossa on tupakkatanko 21 yhdistettynä suodattimeen yhtymäkohdassa 23. Suodatinta 22 ympäröi tasaisen huokoinen kääre 26. Savukkeen kärkiosan päällys 24, joka myös on tasaisesti huokoinen, on sijoitettu kääreen 26 peittämän suodattimen 22 ympärille niin, että se ulottuu jonkin verran tupak-katangon 21 päälle. Joko kääreen 26 tai päällyksen 24 pinnan määrättyihin osiin on tuotu ilmaa läpäisemäti"n pinnoite, joka jättää kääreen ja päällyksen irti toisistaan, jolloin saadaan aikaan seuraavassa selostettava ilmastointi.

Seuraavassa selostuksessa eri papereitten huokoisuus ilmoitetaan 2 arvoina, jotka saadaan 2,5 N/m :n paineen alaisen ilmavirtauksen 2 kulkiessa 143.1 mm :n suuruisen paperin läpi. Aiemmin tunnettujen paperien mi ttaarni seen on sovellettu Greiner-huokoisuusindeksiä, 3 joka on se aika sekunneissa, mikä tarvitaan 50 cm :n ilmamäärän '5" 57528 kulkemiseen ympyrämäisen 2,5 cm:n läpimittaisen paperi näytteen 2 läpi paineen aleneman ollessa noin 11,3 N/m . Keksinnön mukaisille papereille Greiner-mittaus on merkityksetön, koska huokoisuus on niin suuri, että Greiner-huokoisuusindeksi olisi alle arvon yksi. Esitetyllä tavalla saatua arvoa pidetään huokoisuuden mittana.

Jotta saataisiin aikaan oikea yhdistelmä ilmastoidun alueen (pinnoitetta vailla olevat alueet päällyksessä ja tupakkakääreessä) pinta-alan ja suodattimessa tapahtuvan paineen kokonaisaleneman välillä, on käytettävä ainetta, esimerkiksi paperia, jonka huokoisuus 3 on noin 3-40 cm /s. Käytettäessä tämän huokoisuuden omaavaa ainetta 2 ja ilmastoitujen alueiden kokonaispinta-alan ollessa 0,5-5,0 cm on huomattu voitavan pienentää erottuvan aineen määrää, mikä yhdessä paineen aleneman kanssa vaihtelee vain vähän savukkeesta toiseen.

Lisätutkimukset ovat paljastaneet kriittisen suhteen ilmastoitujen alueiden kokonaispinta-alan ja paineen kokonaisaleneman välillä, joka ollessaan tietyissä rajoissa varmistaa pienet vaihtelut. Tämän suhteen eli yllämainitun ilmastointi-indeksin täytyy olla alueella 0,5-20 cm/s ja sen tulisi olla ensisijaisesti välillä 2,0-6,0 cm/s.

Käytännön syistä ilmastoidun alueen tai alueiden pinta-alalla on 2 2 alarajana 0,5 cm ja ylarajana 5,0 cm .

Ilmastoidun alueen tai alueiden kokonaishuokoisuudella on käytännössä myös rajansa. Liian suuri huokoisuus ei anna riittävää vastusta savun sisäänvedolle ja on vaikeata, jollei mahdotonta, polttaa savuketta. Liian pienellä huokoisuudella tulokset ovat samanlaiset kuin 3 mitä saadaan ilmastoidun alueen ollessa pieni. 1-10 cm /s:n koko-naishuokoisuudet on huomattu sopiviksi.

Vaikkakaan ilmastoitujen alueiden mallit suodattimessa eivät ole keksinnön kannalta kriittisiä, on kuvissa 2a, 2b ja 2c hahmoteltu eri malleja ilmastoiduille alueille 30, 31, 32, jotka muodostuvat tuotaessa päällykselle tai kääreelle pinnoitetta 33. Kuvissa 2a ja 2b on esitetty pituussuuntaiset ja rengasmaiset alueet 30, 31. Kuvassa 2c on esitetty yhdistelmä kuvien 2a ja 7b mukaisista malleista, niin että i lmanvai htoa 1 uei sta tulee muodoltaan ruuturnai set.

Vaikka kuvissa 2a, 2b ja 2c päällystetyt alueet on esitetty visuaalisesti, on tämä tehty vain havainnollisuuden vuoksi eikä käytännössä ilmastoiduilla alueilla ja päällystetyillä alueilla ole -6- 57528 silmin havaittavaa eroa, jollei toisin haluta. Merkillepantavaa on, että voidaan käyttää myös yhtä ainoaa ilmastoitua aluetta, jossa edellä kuvatut kriittiset suhteet on huomioitu.

Mekanismia, joka antaa keksinnön mukaisille suodatinsavukkeille vakiomman toiminnan, ei täysin tunneta. Kuitenkin uskotaan, että keksinnön mukaisissa savukkeissa esiintyvien vaihtelujen vähäisyys johtuu osittain ilmastoitujen alueiden suuresta koosta. Ilmastoiduilla alueilla esiintyvät paikalliset materiaalivirheet ovat vähäisiä verrattuna alueiden pinta-alaan eivätkä sanottavasti vaikuta ilmanvaihtoalueitten toimintaan, sillä virheet kumoavat tilastollisesti toinen toisiaan. Toisaalta kääreeseen muodostetuissa reisissä esiintyvät virheellisyydet ovat lähempänä ilmastointiin käytetyn alueen mittoja ja tästä johtuen niillä on paljon suurempi vaikutus kääreen kokonaishuokoisuuteen,

Kun lisäksi keksinnön mukaisesti käytetään kahta kerrosta luontaisesti huokoista paperia, mahdollisuudet virheiden vaikutuksen ku-moutumiseen lisääntyvät.

Keksinnön mukaisten ilmastoitujen suodatinsavukkeiden valmistuksessa voidaan soveltaa tavanomaista tekniikkaa muuten paitsi, että liimatelan profiili katkaistaan siten, että se jättää rengasmaiset 2 päällystämättömät alueet, joiden ilmastointipinnat ovat 200 mm ja 2 250 mm , suodattimen ympärille. Kääreenä ja ulompana päällyksenä 3 on sopivaa käyttää papereita, joiden huokoisuudet ovat 8 cm/s ja 4 crrfVs.

Käytettävä suodatintyyppi ei ole rajoittavana tekijänä ja keksinnössä voidaan käyttää selluloosa-asetaattia, aktivoidun hiilen rakeita ja muita suodatus aineita. Keksintö ei ole sovellettavissa vain yhtenäisiin suodattimiin, vaan myös kaksi- ja moniosaisiin suodatti-mi i n.

Keksintö on sovellettavissa suodatinsavukkeiden lisäksi muihin suodattimena varustettuihin tupakkatuotteisiin, kuten sikaareihin, sikaarisavukkeisiin ja mani11 asikääreihin.

Yllämainituissa esimerkeissä päällys ympäröi koko suodatinta 22 kääreineen 26 ulottuen jonkin matkaa tupakkaosan 21 päälle. Tämä järjestely on ensisijaisesti käytössä. Keksinnön yllämainittujen -7- 57528 etujen saavuttamiseksi ei kuitenkaan ole välttämätöntä, että päällys ympäröi kääreen ja suodattimen kokonaisuudessaan, vaan riittää, kun ainakin osa päällyksen tai kääreen pinnasta on varustettu pinnoitteella mainittujen pintojen ollessa muilta osin vailla pinnoitetta ja kääreellä varustettu suodatin on ainakin osittain ympäröity päällyksellä niin, että suodattimen ilmastointi-indeksi on 0,5-20,0 cm/s.

Claims (1)

1. 57528 PATENTTIVAATIMUS Ilmastoitu suodatinsavuke, joka käsittää tupakkatangon (21), pääasiassa tasaisen huokoisuuden omaavalla kääreellä (26) ympäröidyn suodattimen (22) sekä niinikään pääasiassa tasaisen huokoisuuden omaavan ulomman päällyksen (24), joka peittää ainakin osan kääreen ympäröimästä suodattimesta, tunnettu siitä, että ainakin osa päällyksen (24) tai kääreen (26) pinnasta on ainakin yhdellä määrätyllä alueella varustettu ilmatiivii1lä pinnoitteella (33), joka jättää päällyksen ja kääreen irti toisistaan, että päällyksen ja kääreen vastakkaiset pinnat ovat muilta osin vailla mainittua pinnoitetta ja että suodattimen ilmastointi-indeksi, jolla tarkoitetaan ilmastointipinnan kautta tavanomaisella imaisulla sekunnissa 3 virtaavaa ilmamäärää mitattuja cm :nä jaettuna ilmastoitujen alu- 2 eiden (30,31,32) kokonaispinta-alalla mitattuna cm :nä, on 0,5-20 cm/s.