FI69237C - Cigarrettfilter - Google Patents

Description

69237

Savukesuodatin Tämä keksintö koskee suodatinsavuketta, joka suodatin-tulppa käsittää huokoisen suodatinelementin, joka on kiinni-5 tetty savukkeen päähän savun imemiseksi savukkeesta suodatinelementin läpi, ja lukumäärältään vähintään kolme tuuletus-ilmakanavaa, jotka on sijoitettu ja jaettu kehämäisesti suo-datintulpan ympärille, joissa jokaisessa kanavassa on ilman poistoaukko suodatintulpan suunpuoleisessa päässä ja ilman 10 sisääntuloaukko suodatinsavukkeen ulkopinnalla erillään suunpuoleisesta päästä, kanavien ollessa muutoin suljettuja savun sisäänpääsyn estämiseksi niihin.

Alalla on hyvin tunnettua lisätä suodattimia tai tupakan käärepapereita savukkeisiin, jotka aikaansaavat tuu-15 letusilmavälineen ympäristön ilman saattamiseksi laimentamaan savuvirta. Savuvirran laimennus pienentää savuhiuk-kasten samoin kuin kaasutaasikomponenttien määrää, jotka joutuvat tupakoitsijan suuhun. Useita välineitä on ehdotettu ja käytetään tuuletusilman syöttämiseen savukkeeseen.

20 Esimerkiksi savukkeessa oleva tupakalle tarkoitettu kääre voi olla tehty huokoisesta materiaalista, joka sallii ilman syötön koko savukkeen pituudelta, jossa se sekoittuu lävitseen kulkevaan savuvirtaan laimentaen täten virrassa olevan savun. Samoin savukkeen kääre voi olla rei'itetty valituis-25 ta kohdista pitkin savukkeen pituutta, mikä aikaansaa savukkeeseen aukkoja, joiden läpi tuuletusilma tulee sisään.

Yhä edelleen on tunnettua reiJttää suodattimen kääre savukkeen suodatinpäässä, mikä sallii tuuletusilman tulla sisään suodattimeen savuvirran laimentamiseksi. On esiinty-30 nyt myös lukuisia ehdotuksia urien liittämiseksi savukkeeseen tarkoitettuun suodatintulppaan tuuletusilman lisäyksen helpottamiseksi savuvirtaan.

Esimerkiksi US-patentti nro 3 596 663 koskee tupakan savusuodatinta, jossa on aallotettu huokoinen tulppakääre 35 ympäröimässä suodatinelementtiä, jota ympäröi käärepaperi, jossa on läpivirtausrei'itykset, joiden avulla tuuletusilma tulee suoraan suodatinelementin sisään tai jatkaa pitkin 2 6Q2 37 uria tupakoitsijan suuhun. US-patentti nro 3 490 461 koskee savukkeeseen tarkoitettua suodatinta, jossa putkimainen suulakepuristettua kestomuovimateriaalia oleva kappale, jonka ulkopinnassa on useita pituussuuntaisia uria, on lii-5 tetty suodatinelementtiin, joka on sijoitettu putken sisään tai on sen vieressä, jossa tuuletusilma kulkee uria pitkin ja savu kulkee putken läpi. Muita patentteja, jotka koskevat savukesuodattimia, joissa on urat, jotka ympäröivät suodatinelementtiä tuuletusilman syöttämiseksi suodatinsa-10 vukkeen suodatinpäähän, ovat US-patentit nro 3 577 995, 3 572 347, 1 718 122, 3 788 330, 3 773 053, 3 752 165, 3 638 661 ja 3 608 561; länsisaksalainen patentti nro 2 302 677, GB-patentit nro 1 414 745, 1 360 612, 1 360 611 ja US-patentti nro 3 910 288, edellä mainittujen GB-patent-15 tien kohdistuessa käärimättömiin asetaattisuodattimiin.

Useimpien äärimmäisen vähän tervaa sisältävien savukkeiden valmistuksessa, niiden joissa on alle 5 mg tervaa savuketta kohti määritettynä menetelmällä, jonka ovat julkaisseet H.C. Pillsbury et ai. otsikolla "Tar and Nicotine 20 in Cigarette Smoke", J. Assoc. Offie. Anal. Chem., Voi. 52, sivut 458-462, päivätty 1969, josta yleisesti käytetään nimitystä komitean the Federal Trade Commission hyväksymä koemenetelmä savukkeiden terva- ja nikotiinisyöttöjen määrittämiseksi, käytetään suurta määrää tuuletusilmaa laimen-25 tamaan suodattimesta lähtevää savua. Nykyisissä suodatin-savukkeissa tämä suuri tuuletusilman suhde savuun muodostaa ilmavaipan savun ympärille, niin että tupakoitsija aistii hyvin vähän makua.

FI-patenttihakemus 801127 esittää suodattimen, jossa 30 tuuletusilma voi kulkea hvyin pienellä nopeudella, jolloin se ei aiheuta turbulenssia tai vatkausilmiötä, tai jossa urien läpi tulevan tuuletusilman määrä ei tilavuudeltaan ja nopeudeltaan ole riittävä aikaansaamaan tätä vatkausilmiötä. Urat voivat olla myös liian suuria tai pieniä tämän vatkaus-35 ilmiön synnyttämiseen tarvittavan nopeuden aikaansaamiseksi. On toisin sanoen olemassa eri muuttujia, joita käytetään haluttujen ominaisuuksien saavuttamiseksi suodattimessa. Tur- 3 6°2 37 bulenssia tai vatkausilmiötä ei välttämättä saavuteta kehittämällä edelleen FI-patenttihakemuksen 801127 mukaista suodatinta.

Tämä keksintö tarjoaa käytettäväksi savukkeeseen tar-5 koitetun suodattimen tuuletussysteemiin, jossa käytetään hyväksi tiehyitä tai kanavia, jotka on sijoitettu kehämäi-sesti savukesuodattimen suodatinelementin ympärille. Tämä keksintö tarjoaa edelleen käytettäväksi suodattimen, jonka avulla tuuletusilma ja savu sekoittuvat vasta suodattimen 10 ulostulopäässä. Tämä keksintö tarjoaa lisäksi käytettäväksi savukesuodattimen, jonka avulla suodattimesta poistuva savu sekoittuu oleellisesti silmänräpäyksellisesti.

Tämän keksinnön erilaiset muut ominaispiirteet käyvät alaan perehtyneille ilmi heidän luettuaan jäljempänä esitetyn 15 selostuksen.

Tässä keksinnössä tuuletusilma saatetaan sisään ja savukkeen suodatinelementin läpi kulkevan savuvirran ympärille sillä tavoin, että juuri kun savu tulee ulos suodattimen suun puoleisesta päästä sekä tuuletettava että ympäröivä 20 ilma dispergoi sen ja se sekoittuu niihin perusteellisesti ja silmänräpäyksellisesti. Tämä sekoittuminen tekee mahdolliseksi erittäin laimennetun savun nopean kosketuksen makuja yleisten kemiallisten tuntohermojen kanssa kaikkialla tupakoitsijan suussa.

25 On havaittu, että savukkeeseen tarkoitettu suodatin, joka aikaansaa tämän silmänräpäyksellisen sekoittumisen tai "pikasameuden" suodattimen poistopäässä, voidaan määritellä keksinnön mukaan seuraavalla yhtälöllä: UAf 30 K 100 Av n 69237 missä K on luku, joka on suurempi kuin 0,035, Ay on yksittäisten kanavien (14,34) keskimääräinen poikkipinta-ala, A^ on suodatinelementtien (10,30) kokonaispoikkipinta-ala, n on kanavien lukumäärä ja U on tuuletusilman prosenttiosuus koko-5 naisvirtauksesta suodattimen läpi, ja on välillä n. 60-95 ja määritellään yhtälöllä 100 q ^v

U = ----A

g + q v ’v missä qv on kokonaisvirtaus kanavien (14,34) läpi ja qg on 10 virtaus suodatintulpan (2,6) läpi ja että suodatinta kuvaa edelleen yhtälö: A /Af < 0,01 ν' ' jolloin suodatintulpan (2,6) läpi imetyn savun oleellinen sekoittuminen saavutetaan suunnilleen yhden senttimetrin etäi-15 syydellä suodattimen päästä, kun kokonaisvirtaus qv on 17,5 an /s.

Edelleen keksinnölle on tunnusomaista, että n on enintään seitsemän ja U on välillä 65-90.

Tarkemmin sanoen tämä keksintö tarjoaa käytettäväksi suodatinsavukkeen, jonka suodatin käsittää huokoisen tulpan, 20 joka on kiinnitetty savukkeen päähän savun imemiseksi savukkeesta tulpan läpi, ja useita, vähintään kolme tuuletusilma-tiehyttä, jotka on sijoitettu ja jaettu ulkokehälle tulpan ympärille, joissa jokaisessa tiehyessä on ilman ulostulo-aukko suodattimen suunpuoleisessa päässä ja ilman sisääntulo-25 aukko suodatinsavukkeen ulkopuolella sijoitettuna irti suodattimen päästä, tiehyen ollessa muutoin suljettu estämään savun sisäänpääsy siihen, tiehyiden koko poikkipinta-alan ollessa paljon pienempi kuin suodattimen koko poikkipinta-ala, tiehyiden ja niiden sisään- ja ulostuloaukkojen ollessa edel-30 leen valittu suhteessa tulppaan ja savukkeeseen aikaansaamaan n. 60-95 % tuuletusilmaa käyttäjän suuhun hänen polttaessaan suodatinsavuketta, jolloin saavutetaan lähes täydellinen suodattimen läpi imetyn savun sekoittuminen suunnilleen yhden senttimetrin etäisyydellä suodattimen päästä, kun imetään no-35 peudella 17,5 cm /s.

On ymmärrettävä, että jäljempänä annettua tämän keksinnön esimerkkien kuvausta ei ole tarkoitettu rajoittavaksi 69237 ja erilaisia muunnoksia tämän keksinnön suojapiirin puitteissa saattaa tulla alaan perehtyneiden mieleen heidän luettuaan jäljempänä esitetyn selostuksen.

Viitaten piirrokseen: 5 Kuvio 1 on perspektiivikuvanto eräästä tämän keksin nön suositeltavasta suodatinelementistä;

Kuvio 2 on perspektiivikuvanto kuvion 1 suodattimesta kiinnitettynä savukkeeseen kääremateriaalilla, joka on esitetty aukikäärityssä tilassa; ja 10 Kuvio 3 on perspektiivikuvanto vielä muusta suositel tavasta tämän keksinnön suodattimesta kiinnitettynä savukkeeseen kääremateriaalilla, joka on esitetty aukikäärityssä tilassa.

Kuviossa 1 esitetään tämän keksinnön suositeltava suo-15 datintulppa 2, jonka ympärysmitta on 20-27 mm. Suodatintulp- pa 2 käsittää savukkeen savulle tarkoitetun selluloosaasetaat-tisuodatinelementin 10 tai jonkin muun suodattimen, joka on tehty esimerkiksi kuitumaisista tai vaahdotetuista materiaaleista, jotka saattavat olla alalla tunnettuja ja jota ympä-20 röi ei-huokoinen kääre 12. Havaitaan, että käytettäessä sanontaa "ei-huokoinen kääre" tämä käsittää vaahdotetun materiaalin ei-huokoiset ulkopinnat, jotka ovat integraalisiä suodatinele-mentin kanssa, samoin kuin ei-huokoisen kääremateriaalin, joka ei ole integraalinen suodatinelementin kanssa. Suodatin-25 tulppa 2 on varustettu useilla siinä olevilla urilla 14, jotka kulkevat pituussuunnassa sitä pitkin. Vaikka vain neljä uraa on esitetty symmetrisesti sijoitettuna suodatinelementin ympärille, havaitaan, että urat voi olla sattumanvaraisesti sijoitettu, jolloin vierekkäisten urien keskikohdat ovat vä- 30 hintään kahdeksan urasäteen päässä toisistaan, ts. esimerkiksi 2 0,0040 cm :n uralla (säde (0,05 cm), vierekkäisten urien keskikohta on vähintään 0,4 an:n päässä sen keskikohdasta.

Suodatintulpat 2 valmistetaan yleisesti ottamalla sel-luloosa-asetaattia tms. oleva standardi suodatintanko, joka 35 on kääritty ei-huokoisella kääremateriaalilla, saattamalla sitten kääritty suodatintanko muottiin tai muuhun käsittely-välineeseen asianmukaisten urien tekemiseksi siihen.

69237

Eräs tällainen menetelmä tunnetaan lämpömuovaustekniikkana, joka tunnetaan alalla hyvin.

Kuviossa 2 kuvion 1 suodatintulppa 2 on kiinnitetty tupakkapylvääseen tai savukkeeseen 3 ja on sijoitettu kää-5 rittäväksi käärepaperilla 16, joka sisältää useita reikiä 18, jotka ympäröivät kehämäisesti suodatintulppaa 2 ja jotka on sijoitettu virtausyhteyteen urien 14 kanssa, jolloin tuuletusilma tulee säteittäisesti uriin 14 reikien 18 läpi. Kuten kuviossa 2 on esitetty, tuuletusilma tulee si-10 sään käärereikien 18 läpi kulkien pitkin uria 14 ja kohti tupakoitsijan suuta. Reikien 18 koko ja urien 14 kanssa virtausyhteydessä oleva lukumäärä määräytyy halutun tuule-tusilmamäärän mukaisesti.

Kuviossa 3 esitetään toinen tämän keksinnön suosi-15 teltava suodatintulppa 6 liitettynä tupakkapylvääseen tai savukkeeseen 7 ja se on sijoitettu käärittäväksi käärepaperilla 36, joka sisältää useita reikiä 37, jotka ympäröivät kehämäisesti suodatintulppaa 6 ja on sijoitettu virtausyhteyteen urien 34 kanssa, jolloin tuuletusilma tulee 20 säteittäisesti uriin 34 reikien 38 läpi. Suodatintulppa 6 koostuu tupakan savulle tarkoitetusta selluloosa-asetaat-tisuodatinelementistä 30 tai jostakin muusta suodattimesta, joka on tehty kuitumaisista tai vaahdotetuista materiaaleista, jotka saattavat olla alalla tunnettuja, suljettuna 25 putkimaisella muovivaipalla 32. Muovivaipassa 32 voi olla urat 34, jotka kulkevat vain osan matkaa pituudesta pitkin ulkopintaa esitetyllä tavalla tai ne voivat ulottua oleellisesti koko pituudella. Jos urat 34 ulottuvat koko pituudelle, aikaansaadaan tiivistysväline estämään savun si-30 säänpääsy tupakkapylväästä siihen tai vaipan poikkipinta-ala on riittävästi suurempi kuin tupakkapylvään poikkipinta-ala niin, että urat 34 ovat avoimina ulkoilmaan. Väline putkimaisen vaipan valmistamiseksi voi olla mikä tahansa alalla tunnettu, kuten suulakepuristin.

35 Laajempi käsitys keksinnöstä voidaan saada tarkas telemalla seuraavia esimerkkejä. On kuitenkin ymmärrettävä, ettei esimerkkien ole tarkoitus rajoittaa keksintöä.

Il 69237

Esimerkit I-XXIII

Useita savukkeita valmistettiin ottamalla standardi selluloosa-asetaatti -suodatinelementti, jonka ympärysmitta oli 24,6 mm ja pituus 27 mm ja joka oli kääritty ei-huo-5 koiseen käärepaperiin, valmistaja Schweitzer Division, Kimberly-Clark Corporation, tunnettu nimellä Type 322. Määrätty määrä uria tehtiin jokaiseen suodattimeen ja kiinnitettiin ne sitten savukkeeseen tai tupakkapylvääseen kääre-paperin avulla. Käärepaperi oli varustettu tuuletusrei-10 illä, jotka olivat virtausyhteydessä uriin ja syötetyn tuu-letusilman määrää säädettiin vaihtelemalla tuuletusreikien kokoa ja lukumäärää. Savukkeita poltettiin sitten edellä mainitun komission the Federal Trade Commision hyväksymän koemenetelmän mukaisesti.

15 Kunkin esimerkin tulokset on lueteltu alla olevassa taulukossa 1.

8 69237

Taulukko 1

Esimerkki n1 Αγ2 Af3 U4 K5 L6 I 1 0,0025 0,49 65 0,316 II 2 0,0025 0,49 68 0,164 19,1 5 III 3 0,0025 0,49 68 0,109 16,3 IV 4 0,0025 0,49 64 0,076 13,5 V 5 0,0025 0,49 67 0,063 11,2 VI 6 0,0025 0,49 65 0,051 9,5 VII 7 0,0025 0,49 65 0,043 8,3 10 VIII 8 0,0025 0,49 65 0,037 7,3 IX 8 0,0022 0,50 82 0,049 8,0 X 31 0,0004 0,52 65 0,011 4,9 XI 4 0,0040 0,48 85 0,098 10,5 XII 4 0,0040 0,48 80 0,092 10,5 15 XIII 4 0,0040 0,48 70 0,080 10,5 XIV 4 0,0040 0,48 60 0,068 10,5 XV 4 0,0040 0,48 50 0,056 10,5 XVI 4 0,0028 0,50 73 0,088 12,9 XVII 4 0,0006 0,52 68 0,088 28,3 20 XVIII 4 0,0014 0,52 79 0,102 18,9 XIX 4 0,0073 0,49 80 0,091 7,7 XX 4 0,0061 0,49 67 0,077 8,5 XXI 4 0,0091 0,50 69 0,077 6,8 XXII 4 0,0102 0,50 72 0,079 6,5 25 XXIII 8 0,0008 0,51 80 0,050 13,4 1 - Urien lukumäärä suodattimessa 2 2 - Kunkin uran keskimääräinen poikkipinta-ala, cm 2 3 - Suodattimen (urat mukaan luettuna) poikkipinta-ala, cm 4 - Tuuletusilman prosenttimäärä kokonaisvirtauksessa 30 HA, 5 - K - ToiTH - Av - _ _ Keskietäisyys vierekkäisten urien välillä

Kunkin uran keskisäde

Yllä olevista esimerkeistä havaittiin visuaalisen ulkonäön perusteella, että esimerkeissä III-VII, XI-XIII ja 35 69237 XVI-XVIII oleellisesti kaikki ulostuleva savu oli sekoittunut yhden senttimetrin matkalla suodattimen poistopäästä. Esimerkeissä VIII-X ja XIX-XXIII tuuletusilma toimi vaipan tavoin ja ympäröi ulostulevaa savua sen sijaan, että olisi 5 sekoittanut sitä. Esimerkeissä XIV ja XV osoittautui, että tuuletusilmaa oli riittämättömästi savun sekoittamiseksi. Sitä paitsi savukkeiden makukokeessa esimerkkien III-VII, XI-XIII ja XVI-XVIII savukkeilla oli poikkeuksellinen maku-runsaus, kun taas muut esimerkit osoittivat vähentynyttä 10 makua. Mitä tulee esimerkkeihin I ja II, havaittiin hyvin vähän savun sekoittumista ja saatiin hyvin vähän makua.

Todetaan, että erilaisia muutoksia voidaan tehdä esitettyihin ja kuvattuihin erikoistoteutusmuotoihin poikkeamatta tämän keksinnön periaatteista.

Claims (3)

10 69237

1. Suodatinsavuke, jonka suodatintulppa (2,6) käsittää huokoisen suodatinelementin (10,30), joka on kiinnitetty 5 savukkeen (3,7) päähän savun imemiseksi savukkeesta (3,7) suodatinelementin (10,30) läpi, ja lukumäärältään vähintään kolme tuuletusilmakanavaa (14,34), jotka on sijoitettu ja jaettu kehämäisestä suodatintulpan (2,6) ympärille, joissa jokaisessa kanavassa (14,34) on ilman poistoaukko suodatin-10 tulpan suunpuoleisessa päässä ja ilman sisääntuloaukko suo-datinsavukkeen ulkopinnalla erillään suunpuoleisesta päästä, kanavien (14,30) ollessa muutoin suljettuja savun sisäänpääsyn estämiseksi niihin, tunnettu siitä, että suodatintulppaa (2,6) kuvaa yhtälö: 15 UAf κ = ϊϋο-ή - Av missä K on luku, joka on suurempi kuin 0,035, Av on yksittäisten kanavien (14,34) keskimääräinen poikkipinta-ala,

20 Af on suodatinelementtien (10,30) kokonaispoikkipinta-ala, n on kanavien lukumäärä ja U on tuuletusilman prosenttiosuus kokonaisvirtauksesta suodattimen läpi, ja on välillä n. 60-95 ja määritellään yhtälöllä 100 q

25 U = -2L % + % missä qv on kokonaisvirtaus kanavien (14,34) läpi ja qg on virtaus suodatintulpan (2,6) läpi ja että suodatinta kuvaa edelleen yhtälö: 30 A /A, < 0,01 v f jolloin suodatintulpan (2,6) läpi imetyn savun oleellinen sekoittuminen saavutetaan suunnilleen yhden senttimetrin etäisyydellä suodattimen päästä, kun kokonaisvirtaus qv 35 on 17,5 cm^/s. 69237

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen suodatin, tunnettu siitä, että n on enintään seitsemän.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen suodatin, tunnettu siitä, että U on välillä n. 65-90. 5