FI69954C - Tobaksprodukt - Google Patents

Description

69954

Tupakkatuote v s s Tämän keksinnön kohteena ovat tupakkatuotteet, esimerkiksi savukkeet.

5 Nykyään markkinoidaan kevytsavukkeita, joiden ko- konaishiukkasaineen (TPM) päästö on esimerkiksi 9 mg tai jopa vain 1 mg tai vähemmän. Kevytsavukkeen vetovastus voi olla tupakoitsijalle liian alhainen. Mikäli suoda-tinkevytsavukkeen vetovastus nousee hyväksyttävälle ta-10 solle, suodatusteho saattaa hyvinkin olla ylisuuri kevytsavukkeen tupakkaosaan nähden ja tästä saattaa seurauksena olla laimea ja mitäänsanomaton savuke.

Suodatinsavukkeissa on tavallista järjestää ilmaa tulemaan suodattimeen, jolloin voidaan esimerkiksi saada 15 aikaan savun väheneminen. Hyväksyttävän suuren ilma-savu-suhteen aikaansaamiseksi tarvitaaan tällöin suuri aineen putoaminen syöttö- tai tuuletusalueen etupuolella. Mikäli tämän aikaansaamiseksi käytetään tavanomaista suodatinta ja suurta aineen vähentämistä, TPM:n suodatusteho 20 on verraten suuri, josta syystä tämä keino ei sovi silloin, kun kyseessä on kevytsavuke, josta syöttö on jo valmiiksi heikko.

GB-hakemusjulkaisusta 2 012 554 tunnetaan savukkeen suodatin, johon kuuluu pituussuunnassa kulkeva kana-25 va suodattimen suun puoleiseen päähän ja useita tuuletus-ilmauria kanavaa ympäröivän hoikin ulkokehällä. Kanava on täytetty suodatusaineella, ja sen vuoksi kaikki suodattimen läpi kulkeva savu suodattuu ennen sekoittumistaan tuuletus ilman kanssa.

30 GB-patenttihakemuksesta 1 585 862 tunnetaan savuk keen suodatin, joka on varustettu ulkokehältään useilla urilla. Sekä tuuletusilma että savu menevät suodattimeen ja sekoittuvat suodattuneen savu-ilmaseoksen kanssa, joka on poistumassa suodattimen päästä.

35 EP-patenttihakemuksesta 025 327 tunnetaan savukkeen suodatin, jossa on kammio suun puoleisessa päässä, jolloin 69954 suodattavan osan suun puoleisesta päästä lähtevä suodattunut savu menee kammioon ennen suodattimesta poistumista. Tässä julkaisussa ei esitetä suodattumattoman savun poistumista suodattavasta elementistä eikä tuuletusilman se-5 koittumista savun kanssa suodattavan elementin ulkopuolella.

US-patenttijulkaisusta 3 490 461 tunnetaan lisäksi savukkeen tuuletus- ja suodatuslaite, jossa savu kulkee suukappaleen suodattavan osan läpi ja menee sitten kam-10 mioon, jossa se mahdollisesti sekoittuu tuuletusilman kanssa.

US-patenttijulkaisusta 3 389 705 tunnetaan vielä savukkeen savunsuodatuslaite, johon kuuluu useita pituussuunnassa kulkevia kanavia ja säteittäisesti ulottuvia yh-15 distäviä kanavia tuuletusilman ja savun sekoittamiseksi suodattimessa.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on saada aikaan laite tai osa käytettäväksi piensyöttötupakkavalmis-teessa, erityisesti kevytsavukkeessa, joka osa mahdollis-20 taa halutun vetovastusarvon ja riittävän tuuletuksen, mutta jonka TPM-poistoteho on kuitenkin minimaalinen.

Edellä oleva päämäärä saavutetaan tupakkatuotteella, joka käsittää tupakka-ainetangon ja jolle on tunnusomaista, että sen toisessa päässä on virtausimpedanssilai-25 te, joka käsittää tankomaisen elementin, joka on vaahtoa tai kuitumaista ainetta ja joka ei läpäise sen kautta kulkevaa savuvirtaa, ja ainakin yhden päistä avoimen savuvir-takanavan, joka ulottuu elementin päästä toiseen, jolloin kanavan paineen aleneminen määriteltynä laitteen läpi ta- 3 30 pahtuvalla virtausnopeudella 17,5 cm sekunnissa on alueella 40-200 mm ja laite on suljettu kääreeseen, joka päästää ympäristöilmaa virtaamaan lävitseen sisään laitteeseen, jossa on ilmanjohtolaite, jolloin kääreen läpi sisäänpäin virtaava ilma voidaan johtaa laitteen suun puo-35 leiseen päähän ja siitä ulos, joka laite poistaa tehokkaasti korkeintaan 25 % laitteen läpi virtaavan savun kokonais- 3 69954 hiukkasaineksesta tupakkavalmistetta poltettaessa.

Savukanavat voidaan muodostaa mainittuun materiaaliin esimerkiksi porauksina, mutta edullisesti ne muodostetaan kapillaariputkilla. Mikäli käytetään vain yhtä ka-5 navaa, sen sisähälkaisija voi olla 0,5 - 1,5 mm ja edullisesti 0,8 - 1,0 mm. Käytettäessä vain yhtä kanavaa kanavan ei tarvitse olla tankomaisessa elementissä elementin kanssa sama-akselisesti. Se voidaan sijoittaa esimerkiksi lähelle elementin kehää. Kanava tai kukin kanava on 10 sopivasti suora, mutta muutkin muodot ja rakenteet ovat mahdollisia, jolloin kysymykseen tulee esimerkiksi kieruk-karakenne.

Kanavan tai kanavien paineväheneminen on edullises- 3 ti 50 - 100 mm virtausnopeudella 17,5 cm sekunnissa.

15 Virtausimpedanssilaitteen TPM-poistokyky on edulli sesti sellainen, että se ei ylitä 20 % ja voi olla huomattavasti pienempikin.

Laitteen pituus voi olla 6-30 mm ja sopivasti 11 - 25 mm.

20 Havaittiin, että savua läpäisemättömästä muovima teriaalista valmistetulla 15 mm pitkällä ja sisähalkaisi-jaltaan 0,8 mm olevalla kapillaariputkella oli virtausno- 3 peudella 17,5 cm sekunnissa painepudotus 100 mm Η£θ ja sen TPM-poistokyky oli alle 5 %.

25 Virtausimpedanssilaitteen tankomaisen elementin ma teriaali voi olla muovia, esimerkiksi polypropyleeniä, po-lyetyleeniä tai selluloosa-asetaattia, jolla on umpikenno-vaahtorakenne, jossa tapauksessa materiaali on luonnostaan savuvirtaa läpäisemätön. Mikäli käytetään avokennovaahto-30 materiaalia, esimerkiksi selluloosa-asetaattia tai englantilaisessa patenttijulkaisussa 1,271 ,274 esitettyä materiaalia, elementti voidaan saattaa sitä pitkin virtaavalle savuvirralle läpäisemättömäksi muodostamalla siihen rengas-ura, joka ulottuu elementin poikkileikkauksen yli, jolloin 35 kyseessä on joku muu poikkileikkauskohta kuin yhden aksiaalisesta sijoitetun savukanavan sisältävä poikkileikkaus, 4 69954 jolloin ura muodostetaan suomalaisessa patenttihakemuksessa 770730 esitetyllä kuumapuristusmenetelmällä. Rengasuran pinnat voivat kovettua lämpöpuristusmenetelmän seurauksena, mutta uran seinämät voidaan saattaa savuvirtaa läpäi-5 semättömiksi tai tätä läpäisemättömyyttä parantaa kerrostamalla uraan tiivistysmateriaalia. "Avokennomateriaalil-la" tarkoitetaan sitä, että suuri osa kennoista on yhteydessä toisiina muodostaen siten materiaalin, joka on luonnostaan savua läpäisevä. Lämpöpuristusmenetelmää voidaan 10 samalla tavoin käyttää termoplastisesta kuitumateriaalista, esimerkiksi selluloosa-asetaatista tai polypropylee-nistä muodostetun elementin jonkun poikkileikkauksen muodostamiseksi savua läpäisemättömäksi. Vaihtoehtoisesti voidaan sellainen materiaalielementti, joka ei ole luonnostaan 15 läpäisemätön, saattaa läpäisemättömäksi lämpökovettamalla tai pinnoittamalla päätypinta.

Mikäli halutaan, että tupakkatuotteen suunpuolei-nen pää on tavallinen ja näyttää samalta kuin normaali suo-datinsavuke, voidaan suunpuoleiseen päähän sijoittaa suo-20 datusmateriaalitulppa, joka on esimerkiksi selluloosa-ase-taattia. Yllä mainitulla tavalla pitäisi kuitenkin välttää huomattavat suodatustehot ja tästä syystä savukanavan tai kunkin savukanavan suunpuoleisen pään ei pitäisi tulla tätä suunpuoleista tulppaa vasten. Eräs käytännön järjeste-25 ly on muodostaa tyhjä syvennys tai ontelo elementin ja tulpan väliin, jossa tapauksessa päällys on sopivasti ilmaa läpäisevää siltä alueelta, joka peittää ontelon tai uran.

Mikäli tankomainen elementti muodostetaan avokenno-tai umpikennovaahdosta, valmistusmenetelmä voi olla vaahdon 30 suulakepuristus tangon muotoon, jolloin tanko tämän jälkeen katkaistaan sopiviksi pätkiksi. Mikäli halutaan muodostaa savukanava tai kukin savukanava putken seinämistä, vaahtomateriaali voidaan suulakepuristaa putken tai putkien ympärille käyttämällä ristipääsuulaketta.

35 Mikäli elementti muodostetaan kuitumateriaalista, kuten selluuloosa-asetaatti- tai polypropyleenihahtuvasta, 69954 materiaali voidaan syöttää yhdessä jatkuvan putken-tai putkien kanssa sidontalaitteeseen, joka saattaa materiaalin tangon muotoon. Putki on sopivasti muovimateriaalia, esimerkiksi polyetyleeniä tai polypropyleeniä.

5 Keksinnön selvittämiseksi tarkemmin ja sen suori tustavan valaisemiseksi viitataan seuraavassa esimerkin muodossa oheisiin piirustuksiin, joissa:

Kuviot 1-3 ovat kaaviomaisia pitkittäisleikkauksia savukkeista, joissa on virtausimpedanssilaitteiden eri 10 suoritusmuotoja.

Kuvio 1a esittää kuvion 1 mukaisen savukkeen laitteen elementin poikkileikkauksen.

Kuvion 1 mukaisessa savukkeessa on kevyttupakkatan-ko 1, joka on kääritty savukepaperiin 2 ja lisäksi siinä 15 on virtausimpedanssilaite 3, johon kuuluu umpikennosellu-loosa-asetaattia oleva tankomainen elementti 4, joka on kiinnitetty käärittyyn tankoon tai pölliin 1 päällyksellä 6, jossa on tuuletusaukon 6' muodostama rengas. Elementin 3 vaahtoselluloosa-asetaattiin on upotettu ja sijoitet-20 tu elementin kanssa aksiaalisesti avopäinen, muovimateriaalia oleva kapillaariputki 7, joka ulottuu elementin 3 koko pituudelta. Neljä tasakulmin sijoitettua (kts. kuvio 1a) uraa 5 on muodostettu elementin 3 kehäpintaa. Urat ulottuvat lähellä tupakkapölliä 1 olevasta kohdasta ja ovat avoi-25 met elementin 4 suunpuoleisessa päässä.

Kuviossa 2 esitetyssä savukkeessa on samanlainen virtausimpedanssilaite kuin kuviossa 1, mutta tällä kertaa tankomainen elementti 8 on muodostetttu selluloosa-asetaat-tihahtuvasta, joka on saatettu tupakansavuvirran läpäise-30 mättömäksi elementin eräästä poikkileikkauskohdasta lämpö-puristamalla ura 9 elementtiin varsin kauaksi sen suunpuo-leisesta päästä ja syöttämällä uraan 9 tiivistysmateriaa-lia 10. Tuuletuksen aikaansaamiseksi suodatinpäällys 11 on huokoinen ja päällys 6 on huokoinen tai perforoitu ainakin 35 uran 9 takapuolelta.

Kuviossa 3 savukkeessa on virtausimpedanssilaite 12, 69954 jossa on suhteellisen lyhyt, umpikennopolypropyleenistä muodostettu tankomainen elementti 13, johon on muodostettu aksiaalisesta ulottuva päästä avoin poraus 14, joka muodostaa savukanavan. Laite 12 käsittää lisäksi lyhyen 5 tulpan 15, jossa on vähäinen painepudotus ja joka on sijoitettu välimatkan päähän elementin 13 takapäästä, jolloin muodostuu väliin jäävä tyhjä ontelotila 16. Suodatin-päällys 11 on huokoinen ja päällys 6 on varustettu perfo-rointireikien 6'' muodostamalla renkaalla, joka rengas si-10 joittuu ontelotilan 16 päälle.

Eräässä muunnosmuodossa kuvion 3 mukaiseen savukkeeseen jätetään tulppa 15 pois, jolloin elementin 13 takapuolelle muodostuu ontelomainen suukappale.

Sen tavan valaisemiseksi, jolla paineen vähenemi-15 nen ja TPM-poistokyky muuttuvat erään esimerkin mukaisen virtausimpedanssilaitteen virtauskanavan poikkileikkauksen mukaan valmistettiin useita tällaisia kuvion 2 kaltaisia laitteita A - F, jolloin muovimateriaaliputkilla oli eri sisähalkaisijät ja jokainen laite oli 20 mm pitkä.

20 Laitteet testattiin paineen alenemisen määrittämiseksi vir- 3 tausnopeudella 17,5 cm sekunnissa ja lisäksi määriteltiin kunkin TPM-poistokyky. Seuraavat tulokset taltioitiin.

Putken halkaisija Paineen aleneminen Poistunut TPM (mm) (mm WG) ( %) 25 A 0,4 190 45 B 0,6 140 32 C 0,8 100 24 D 1,0 70 19 E 1,2 40 15 30 F 1,4 20 12 Näistä tuloksista voidaan päätellä, että laitteet C, D ja E antavat erityisen hvyät tulosyhdistelmät, nimittäin riittävän suuren paineen alenemisen ja riittävän vähäisen TPM-poistokyvyn. Laitteet A ja B eivät ole hyväksyt-35 tävissä johtuen pääasiallisesti liian suuresta TPM-poistos-ta. Luonnollisesti muitakin parametrejä voidaan muutella, il 7 69954 esimerkiksi laitteen pituutta, jotta saavutettaisiin hyväksyttävät tulosyhdistelmät. Erityisesti kuvion 2 mukaisen laitteen tapauksessa osa kokonais-TPM-poistosta voidaan laskea sen TPM-poiston tilille, joka on seurausta sa-5 vun törmäämisestä selluloosa-asetaattihahtuvan 8 siihen osaan, joka sijaitsee tiivistysmateriaaliesteen 10 etupuolella. Tästä syystä kuvion 2 mukaisessa laitteessa voitaisiin laitteen TPM-poistokykyä heikentää lyhentämällä sel-luloosa-asetaatin mainittua etuosaa tai jättämällä se ko-10 konaan pois. Eräs käytönnön tapa modifioida tällä tavoin kuvion 2 mukaista laitetta olisi muodostaa ensin kaksois-elementti ja lämpöpuristaa ura 9 kaksoismittaisen elementin keskikohtaan ja sen jälkeen, kun tiivistysmateriaali on lisätty uraan leikata elementti uran keskitasosta kah-15 den päästä tiivistetyn yksimittaisen elementin muodostamiseksi, jolloin selluloosa-asetaattia ei ole tiivistysmate-riaalin etupuolella.

Claims (10)

69954

1. Tupakkatuote, joka käsittää tupakka-ainetangon (1), tunnettu siitä, että sen toisessa päässä on 5 virtausimpedanssilaite (3), joka käsittää tankomaisen elementin (4; 8, 10; 13), joka on vaahtoa tai kuitumaista ainetta ja joka ei läpäise sen kautta kulkevaa savuvirtaa, ja ainakin yhden päistä avoimen savuvirtakanavan (7; 14), joka ulottuu elementin päästä toiseen, jolloin kanavan pai-10 neen aleneminen määriteltynä laitteen läpi tapahtuvalla 3 virtausnopeudella 17,5 cm sekunnissa on alueella 40-200 mm ^0 ja laite on suljettu kääreeseen (6), joka päästää ympäristöilmaa virtaamaan lävitseen sisään laitteeseen (3), jossa on ilmanjohtolaite (5; 8; 15), jolloin kääreen (6) 15 läpi sisäänpäin virtaava ilma voidaan johtaa laitteen suun puoleiseen päähän ja siitä ulos, joka laite poistaa tehokkaasti korkeintaan 25 % laitteen läpi virtaavan savun koko-naishiukkasaineksesta tupakkavalmistetta poltettaessa.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tupakkatuote, 20 tunnettu siitä, että mainittu savukanava tai savu-kanavat (7) muodostuvat tankomaisessa elementissä (4;8, 10; 13. olevasta porauksesta tai porauksista tai siihen sijoitetusta kapillaariputkesta tai putkista.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen tupakkatuo-25 te,tunnettu siitä, että mainitun yhden kanavan (7) sisähalkaisija on alueella 0,5-1,5 mm ja edullisesti 0,8-1,0 mm.

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen tupakkatuote, tunnettu siitä, että mainittu kanava (7) 30 on sijoitettu sama-akselisesti tankomaiseen elementtiin.

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen tupakkatuote, tunnettu siitä, että yksi tai useampia kanavia (5) on sijoitettu tankomaisen elementin akselin ja sen kehän väliin.

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen tupakka tuote, tunnettu siitä, että virtausimpedanssilaite 9 69954 käsittää savua läpäisemättömän esteen (10), joka on järjestetty savua läpäisevään tankomaiseen elementtiin (8) suun-puoleisesta päästä kaukana olevaan kohtaan tai suunpuolei-seen päähän nähden vastakkaiseen päähän.

7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukainen tupakka tuote, tunnettu siitä, että mainittu ilmanohjaus-elin on ilmakanava (5) tai muodostuu kanavista, jotka ulottuvat elementin tupakkapöllin puoleisen pään lähellä olevasta kohdasta sen suunpuoleiseen päähän.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen tupakkatuote, tunnettu siitä, että mainittu savukanava (7) on sama-akselinen kanava ja ilmakanava tai kanavat (5) ovat tankomaisen elementin kehällä.

9. Jonkin patenttivaatimuksen 1-8 mukainen tupakka- 15 tuote, tunnettu siitä, että laitteeseen kuuluu lisäksi vähäisen paineenalennuskyvyn omaava suodatin (15), joka on välimatkan päässä elementin (13) takapäästä.

10. Jonkin patenttivaatimuksen 1-9 mukainen tupakkatuote, tunnettu siitä, että tankomaisen elementin 20 suunpuoleisessa päässä on onteloilla (16). 69954