HU216810B - Javított dohányáru - Google Patents

Abstract

A találmány tárgya javítőtt dőhányárű (10), mely egy bebűrkőltdőhányrúddal (40) és szűrőelemmel (20, 30) rendelkezik, a szűrőelem(20, 30) magában főglal egy őlyan zónát, amely a dőhányfüst gőzfázisúalkőtórészeinek mennyiségét csökkentő anyagőt tartalmaz, tővábbá egyőlyan zónát, amely a szűrőelem (20, 30) egész hősszában kiterjedve egydőhányfüst-áramlási űtat képez, az első említett óna a másődik zónátkörülölelő körgyűrűként (70) helyezkedik el, valamint a dőhányárűszellőzőelemmel (55) van ellátva. A találmány lényege, hőgy aszellőzőelem (55) a szűrőelem (20, 30) és a dőhányrúd (40)találkőzásánál vagy annak közelében van, és a szellőzőelemen (55)beáramló levegő elősegíti a füst gőzfázisú alk tórészeinekbediffűndálását a dőhányfüst gőzfázisú alkőtórészeinek mennyiségétcsökkentő anyagőt tartalmazó zónába, és a dőhányfüst többi részételvezeti a dőhányfüst gőzfázisú alkőtórészeinek mennyi égét csökkentőanyagőt tartalmazó zónától. ŕ

Description

A leírás terjedelme 18 oldal (ezen belül 9 lap ábra)

A bejelentés tárgyát dohányáru képezi, közelebbről olyan szűrőelemmel rendelkező cigaretta, szivar és szivarka, amely szűrőelem a dohányáruból származó gőzfázisú alkotórészek csökkentésére szolgáló anyagokat tartalmaz.

A dohányfüstszűrő elemekben szénnek vagy aktivált szénnek a füst gőzfázisú komponenseinek csökkentése céljából történő alkalmazása bizonyos ideje már ismert. Általában a szenet egyrészt egy kettős szűrőelrendezésben alkalmazzák; a szénszemcséket ragadós cellulóz-acetát szálakra szórják rá, majd a szálakat hagyományos úton összehúzzák, és kétegységnyi hosszúságúra vágják. A kétegységnyi hosszúságú, széntartalmú acetátot ezt követően kétegységnyi hosszúságú, sima cellulóz-acetát szűrőelemekkel dolgozzák össze. Az egymásba kapcsolódó anyagokat füstszűrő burkolattal beburkolják, majd a kétegységnyi hosszúságú, széntartalmú szűrőelemeket és a kétegységnyi hosszúságú, sima cellulóz-acetátot mindkettőnek a középpontjánál elvágják, s így olyan beburkolt szűrőelemeket nyernek, amelyben egymás mellett helyezkedik el egy széntartalmú réteg és egy szenet nem tartalmazó réteg. Az ilyen típusú szűrő aktív acetátszűrő vagy AA filter néven ismert.

Egy másik megoldás értelmében a szenet egy hármas szűrőelrendezésben alkalmazzák, amelyben a szén vagy a cellulóz-acetát szálakba van beépítve, amint az a fentiekben és az 1087 909 számú nagy-britanniai szabadalmi leírásban ismertetésre került, vagy pedig - amint az a 4185 645 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásban található - a dohányfustszűrő anyag, például cellulóz-acetát két rétege közötti üregekben szabadon helyezkedik el. További megoldást jelent a Filtrona (Nagy-Britannia) cég által nagy mennyiségben gyártott, úgynevezett ACT (/étivé Carbon 7hread) vagy aktív szénszálas filter, amelyben a szén, gyapotfonálhoz tapadva, a középső rétegben van, s ezt a középső réteget cellulóz-acetát veszi körül. A szénszálas réteg nyújtja a legkisebb ellenállású utat, s így a füst legnagyobb része a széncentrumon keresztül halad át.

Ezeknek az elrendezéseknek az az egyik hátránya, hogy a dohányfüst legnagyobb része, esetleg egésze a szűrőelemnek azon a rétegén halad keresztül, amelyik a szenet tartalmazza.

Az olyan széntartalmú, füstszűrös cigaretták esetében, ahol a füst teljes mennyisége a szénrétegen áramlik keresztül, gyakorta jelentkező probléma az úgynevezett szenes „rossz íz” („off-taste”). Ennek megoldására tett kísérletet az 1410 048 számú nagy-britanniai szabadalmi leírás. Olyan filterek előállítását írták le, amelyek a gőz számára átjárható diafragmával, illetve diafragmákkal elválasztott, hosszirányban kinyúló zónákat tartalmaztak. Az egyik zóna magában foglalt egy áramlási utat a füst számára, míg egy másik zóna a szenet tartalmazta, s ez utóbbi el volt zárva a füst elől. Az irodalmi előzményhez tartozó fenti szabadalmi leírás 1. ábráját ugyancsak 1. ábraként jelölve feltüntettük a jelen bejelentés ábrái között is. Ennek a megoldásnak megfelelően egy hármas szűrőelem látható, amely két koncentrikus 5 és 6 csatornát magában foglaló 1 szűrőréteggel rendelkezik.

A 6 csatorna a gőzt rendkívül jól áteresztő papírból (>1000 Coresta-egység), míg a külső 5 csatorna egy füst számára átjárhatatlan burkolatból áll. A 7’ gyűrű alakú tér szénszemcsékkel van megtöltve. Az ezen belül lévő belső 6 csatorna egy üres és centrális 7 füstcsatornát határol. A 7’ gyűrű alakú tér mindkét végét át nem eresztő 8 záróréteg zárja le. Az 1 szűrőréteg végeinél cellulózacetát 2 és 3 szűrődugaszok vannak. Az alkalmazás során a füstöt keresztülszívják a 7 füstcsatornán, anélkül azonban, hogy a füst átáramlana a szénen. Az illékony összetevők mennyisége lecsökken, annak köszönhetően, hogy a füst illékony komponensei a belső 6 csatornán keresztül bediffundálnak a szénnel töltött 7’ gyűrű alakú térbe, ahol aztán abszorbeálódnak. Ebben az esetben nincs szenes „rossz íz”, mivel a füst szemcsés anyaga nem kerül érintkezésbe a füsttel.

Az 1410048 számú nagy-britanniai szabadalmi leírás szerinti 1 szűrőréteget úgy állították elő, hogy a füstszűrő burkolat teljes belső felületét szénszemcsékkel beszórták, majd a belső 6 csatorna magját a szénnel kezelt füstszűrőburkolattal beburkolták. A szétvágott szűrőrétegeket - a szokásos hármas szűrők esetén alkalmazott módszerrel - a gyűrű alakú, lemezes 8 záróréteggel együtt a 2 és 3 szűrődugaszok végéhez illesztették.

Ennek az elrendezésnek az az egyik hátránya, hogy meglehetősen bonyolult az olyan filter előállítása, amelyben a gyűrű alakú tér végei megfelelőképpen vannak lezárva, továbbá nehézséget jelent a sokféle komponens nagy sebességgel történő összeállítása is.

A fentieken túlmenően a gőzfázisú alkotórészekre nézve a hagyományos, széntartalmú hármas filterek szűrési hatékonysága mindösszesen csak körülbelül 20%, például az acetaldehid és az akrolein esetében.

A jelen találmány célul tűzi ki egy olyan, szénréteggel rendelkező dohányfüstszűrő elem megalkotását, amelynek szénrétege nem érintkezik a szemcsés füstfázissal, valamint, amely szűrőnek a gőzfázisú összetevőkre nézve a szokásosnál nagyobb a szűrési hatékonysága.

A találmány tárgya olyan dohányáru, amely egy beburkolt dohány töltőanyagból álló rúddal és egy dohányfüstszűrő elemmel rendelkezik, a szűrőelem magában foglal egy olyan zónát, amely a dohányfüst gőzfázisú alkotórészeinek mennyiségét csökkentő anyagot tartalmaz, továbbá egy olyan zónát, amely a szűrőelem egész hosszában kiterjedve egy dohányfüst-áramlási utat képez, az első említett zóna a második zónát körülölelő körgyűrűtémél helyezkedik el, valamint a dohányáru szellőzőelemmel van ellátva, azzal jellemezve, hogy a szellőzőelem a szűrőelem felfelé áramlási iránnyal szemben lévő végénél vagy annak közelében van, és a szellőzőelem elrendezése olyan, hogy - alkalmazás közben - a dohányfüstöt elvezeti a dohányfüst gőzfázisú alkotórészeinek mennyiségét csökkentő anyagot tartalmazó zónától, és megengedi a füst gőzfázisú alkotórészeinek bediffundálását a dohányfüst gőzfázisú alkotórészeinek mennyiségét csökkentő anyagot tartalmazó zónába.

Előnyösen a dohányfüst áramlási útját alkotó zónát elkülönítjük a dohányfüst gőzfázisú alkotórészeinek mennyiségét csökkentő anyagot tartalmazó zónától.

HU 216 810 Β

A dohányfüst gőzfázisú alkotórészeinek mennyiségét csökkentő anyag előnyösen egy abszorbens anyag, amely még előnyösebben szén lehet. A szén lehet szemcsés formájú és lehet aktivált szén is. A szakterületen ismert más hasonló anyagok is felhasználhatók.

Előnyösen a dohányfüst gőzfázisú alkotórészeinek mennyiségét csökkentő anyagot tartalmazó zóna az elem hosszanti irányában kiteqedő és a dohányfüst áramlási útját képező zónát körülölelő körgyűrűként helyezkedik el.

Még előnyösebben a dohányfüst gőzfázisú alkotórészeinek mennyiségét csökkentő anyagot tartalmazó zóna egész terjedelmében folytonos (megszakítás nélküli), jóllehet a zóna tartalmazhat a dohányfüst gőzfázisú alkotórészeinek mennyiségét csökkentő anyag számára szolgáló, egymáshoz szoros közelségben elhelyezett zsebeket. A dohányfüst gőzfázisú alkotórészeinek mennyiségét csökkentő anyagot tartalmazó zóna lényegében a szűrőelem teljes hosszában kiteijedhet és a füst áramlási útját képező zónával azonos teqedelmű lehet.

A dohányfüstszűrő elem tartalmazhat közös burkolattal egymáshoz illesztett, különálló rétegeket, de a szűrőelem lehet egyetlen egész egység is. Előnyösen - bármilyen is a szűrőelem elrendezése - a dohányfüst gőzfázisú alkotórészeinek mennyiségét csökkentő anyagot tartalmazó zóna a dohány töltőanyagból álló rúd tőszomszédságában vagy a rúdhoz legközelebb lévő szűrőelem végénél vagy ahhoz közel lehet elhelyezve. Ilyen elrendezés lehet egy kettős szűrőelrendezés vagy egy egész szűrőelem.

Egy másik megoldás szerint a dohányfüst gőzfázisú alkotórészeinek mennyiségét csökkentő anyagot tartalmazó zónát elhelyezhetjük a szűrőelem centrumának irányában is. Ilyen elrendezés lehet egy hármas szűrőelrendezés vagy egy egész szűrőelem.

Egy találmány szerinti, különálló rétegekből álló és kettős szűrőelrendezésben lévő szűrőelemben a gőzfázisú alkotórészek mennyiségét csökkentő anyagot tartalmazó zóna előnyösen vagy a - porózus membránnal beburkolt, illetve be nem burkolt - dohányfüstszűrő anyagot, vagy pedig egy porózus membránanyagból álló, üres vagy lényegében üres, cső alakú üreget körülölelő körgyűrű formájában van elrendezve. A porózus membrán előnyösen csak a dohányfüst gőzfázisú alkotórészei számára átjárható.

Egy kettős vagy hármas szűrőelrendezésben a szűrőanyagrészek nyomásesése változtatható.

A korábbiakban alkalmazott kettős vagy hármas szűrő kifejezés olyan szűrőelemeket jelent, amelyekben két vagy három különálló vagy diszkrét réteg van. Jóllehet a találmány szerinti szűrőelemek egyetlen egész egységből is állhatnak, általában mégis kettős vagy hármas szűrőelemként jelennek meg.

A szellőzőelem előnyösen a szűrőelem és a beburkolt dohány töltőanyagból álló rúd egymáshoz illesztéséhez alkalmazott szopókaburkoló anyagban lévő perforációs nyílásokból áll.

Egy másik megoldás szerint a szellőzőelem egy perforált füstszűrő burkolattal együtt alkalmazott porózus szopókaburkoló anyag felhasználásával is kialakítható.

A porózus szopókaburkoló anyag porózus lehet teljes terjedelmében, illetve csak egy szűkebb terjedelemben, amely utóbbinak a méretét az alatta fekvő, perforált füstszűrőburkolat határozza meg.

Egy további megoldás értelmében a szellőzőelem elhelyezhető a beburkolt dohány töltőanyagból álló rúd végénél vagy ahhoz közel. A szellőzőelem elhelyezhető a dohány töltőanyagot beburkoló szopókaburkoló anyagban vagy a cigarettapapír burkolóanyagban.

Még egy további megoldás szerint a szellőzőelem lehet egy, a szűrőelem és a beburkolt dohány töltőanyagból álló rúd közötti helyzetben lévő elemnél is.

Előnyösen a szellőzőelemet a szűrőelem áramlásiránnyal szembeni végénél vagy ahhoz közel helyezzük el. A szellőzőelemet úgy alakíthatjuk ki, hogy a füstnek a dohányfüst gőzfázisú alkotórészeinek mennyiségét csökkentő anyagot tartalmazó zónától történő elvezetése céljából ezen a zónán levegő halad keresztül, úgy azonban, hogy eközben a gőzfázisú alkotórészek képesek bediffündálni ebbe a zónába.

A találmány könnyebb megértése és megvalósításának bemutatása céljából az alábbiakban a mellékelt vázlatrajzokra hivatkozunk.

Az l.ábra (ismert megoldás) az 1410408 számú nagy-britanniai szabadalmi leírás 1. ábrája szerint ismertetett szűrőelemet mutatja be.

A 2. ábra a találmány szerinti, hármas szűrőt tartalmazó cigaretta részleges, hosszirányú keresztmetszetét mutatja be.

A 3. ábra a találmány szerinti, egy darabból készült szűrőelemet tartalmazó cigaretta részleges, hosszirányú keresztmetszetét mutatja be.

A 4. ábra a találmány szerinti, kettős szűrőt tartalmazó cigaretta részleges, hosszirányú keresztmetszetét mutatja be.

Az 5. ábra a találmány szerinti, egy darabból készült szűrőelemet tartalmazó cigaretta részleges, hosszirányú keresztmetszetét mutatja be.

A 6. ábra egy találmány szerinti cigaretta részleges, hosszirányú keresztmetszetét mutatja be.

A 7. ábra a találmány szerinti, egy darabból készült szűrőelemet tartalmazó cigaretta részleges, hosszirányú keresztmetszetét mutatja be.

A 8. ábra a találmány szerinti kettős szűrőt és egy hármas szűrőelrendezésben lévő további, csó alakú tagot tartalmazó cigaretta részleges, hosszirányú keresztmetszetét mutatja be.

A 9. ábra a találmány szerinti cigarettákkal történő összehasonlításra kiválasztott cigaretták felületi felszíni terület/szopóka és a szopókán fellépő nyomásesés értékeit oszlopdiagram formájában mutatja be.

A 10. ábra a nikotinnak és a kátránynak a füsttel szállított alapmennyiségeit oszlopdiagram formájában mutatja be a 9. ábra szerinti, nem szellőző cigaretták esetében.

HU 216 810 Β

A 11. ábra a 10. ábra szerinti cigaretták 30%-os szellőzés melletti nikotin- és kátrányszállítását mutatja be.

A 12. ábra a 9. ábra szerinti cigaretták acetaldehidés akroleinhatékonyságának átlagértékét mutatja be.

A 13. ábra a 9. ábra szerinti cigaretták esetében megfigyelt olaj/víz megoszlási arányt mutatja be.

A 14. ábra a 9. ábra szerinti, nem szellőző cigaretták közül négy esetében a gőzfázisnak a töltött (packed) kolonnás gázkromatográfiás vizsgálatát mutatja be.

A 15. ábra a 14. ábra szerinti mérés csúcsmagasságainak további százalékos csökkenését mutatja be.

Az 1. ábrát részletesen ismertettük a fentiekben, a technika állásának bemutatása során.

A 2. ábra egy 10 cigarettát mutat be, amely egy beburkolt dohány töltőanyagból álló 40 rudat, két - cellulóz-acetát szűrőanyagból készült - 20 és 30 szűrőelemet és egy 90 centrális réteget foglal magában, s az utóbbiak együttesen egy 100 hármas szűrőt alkotnak. A 100 hármas szűrőt egy porózus 110 füstszűrő burkolat burkolja be. A dohányfüst gőzfázisú alkotórészeinek mennyiségét csökkentő anyagot tartalmazó zóna a 90 centrális réteg, amely egy, a 110 füstszűrő burkolatra tapadt szénből álló 70 körgyűrűt és egy 65 belső magot foglal magában, és a belső magot egy 60 porózus membrán veszi körül. A 60 porózus membrán kívánság szerint, adott esetben van jelen. A 65 belső mag cellulóz-acetát szűrőanyagból áll. A 60 porózus membrán a dohányfüst gőzfázisú alkotórészei számára átjárható. A 100 hármas szűrőt egy 50 szopókaburkoló anyag kapcsolja a beburkolt dohány töltőanyagból álló 40 rúdhoz. Az 50 szopókaburkoló anyag perforációs nyílások formájában lévő 55 szellőzőelemmel van ellátva. A füst áramlási útjának megfelelő zóna ily módon átteijed a 30 szűrőelemen, a 65 belső magon és a 20 szűrőelemen.

A 10 cigaretta hármas szűrőjét általában az 1410048 számú nagy-britanniai szabadalmi leírás szerinti cigarettákra vonatkozóan az előzőekben ismertetett eljárásnak megfelelően állítjuk elő.

Használat közben, mialatt a cigarettát szívják, a 30 szűrőelemen lévő 55 szellőzőelemen keresztül levegő jut be a szűrőelembe. A belépőlevegő hatására egy légköpeny alakul ki a beburkolt 40 dohányrúdból beszívott füst körül. A füst ily módon keresztülhalad a cellulózacetátos 65 belső magon. A dohányfüst szemcsés fázisa nem, vagy csak csekély mértékben érintkezik a 70 körgyűrűben lévő szénnel. A gőzfázisú alkotórészek képesek bediffimdálni a széntartalmú 70 körgyűrűbe, ahol aztán a szénen abszorbeálódnak. A füst elhalad a széntartalmú 70 körgyűrű mellett, miáltal a szenet nem szennyezi a teljes dohányfüst, és az ilyen érintkezést követően a füst nem kap szenes rossz ízt. Azt találtuk, hogy egy ilyen - valamint valamennyi, a találmány szerinti - cigaretta segítségével elérhető gőzfáziscsökkenés mértéke nagyobb, mint ami a vizsgált cigaretta esetén a szellőzés mértékéből várható volna.

Egy - jóllehet nem ábrázolt, de szerkezetében és működésében a 2. ábrán bemutatott megoldáshoz nagyon hasonló megoldás - olyan cigarettára vonatkozik, amelynek centrális rétegében a belső mag üres, és egy, a gőzfázisra nézve porózus membránból álló csőből áll. A füst áramlási útjának megfelelő zóna ily módon átterjed a 30 szűrőelemben lévő szűrőanyagon, a 65 belső magban lévő üres üregen és a 20 szűrőelemben lévő további szűrőanyagon.

A 3. ábrán bemutatott 11 cigaretta egy 240 dohányrudat és egy egységes 200 szűrőelemet tartalmaz. A 200 szűrőelem magában foglal egy centrális rész feletti 220 dohányfüstszűrő anyagot. A centrális rész egy széntartalmú 270 körgyűrűvel van ellátva. A szén a 210 füstszűrőburkolat hosszára keresztben elrendezett csíkokra tapad. A 250 szopókaburkoló anyag 255 szellőzőperforációkkal van ellátva.

Használat közben all cigaretta az 1. ábra szerinti cigarettával azonos módon működik, a füst kényszerűen a szűrőelem centruma mentén áramlik.

A 4. ábra egy további megoldást mutat be, amelyben a 12 cigaretta egy kettős 300 szűrőelemmel van ellátva. Egy cellulóz-acetát szűrőanyagból álló 320 zárófilter van elhelyezve a 12 cigaretta szívott vagy áramlásirányú végénél. A beburkolt dohány töltőanyagból álló 340 rúd szomszédságában egy záróréteg van, amely egy 310 filterburkolathoz hozzátapadt szénből álló 370 körgyűrűt tartalmaz. A 365 belső mag, egy, a gőzfázis számára porózus membránból álló 360 csatorna által kialakított üres üreg. A beburkolt dohány töltőanyagból álló 340 dohányrudat csatlakoztató 350 szopókaburkoló anyag 355 szellőzőelemmel rendelkezik, amely szívás közben lehetővé teszi a szellőzőlevegőnek a 370 körgyűrűben lévő szénen keresztül a füstcsatornába történő beáramlását; a füst áramlási útja nem érinti a 370 körgyűrűben lévő szenet. A gőzfázisú alkotórészek kifelé irányuló folyamatos diffúziója révén ezek a komponensek bejutnak a széntartalmú 370 körgyűrűbe, ahol a szén azokat megköti. Egy másik megoldás szerint a 365 belső magot megtölthetjük egy szűrőanyaggal.

Az 5. ábrán egy, a 4. ábrán bemutatott megoldáshoz nagyon hasonló változatot mutatunk be. A 410 füstszűrőburkolathoz tapadó szén 470 körgyűrűje körülöleli a 400 szűrőelem 420 szűrőanyagát, amely lehet például cellulóz-acetát. A 400 szűrőelem egyetlen elemből áll. A 400 szűrőelemet egy 450 szopókaburkoló anyag kapcsolja a beburkolt dohány töltőanyagból álló 440 dohányrúdhoz, és a 440 dohányrúd, valamint a 400 szűrőelem érintkezési felületénél vagy ahhoz közel 455 szellőzőelemmel van ellátva.

Használat közben a szén 470 körgyűrűjén keresztül a 400 szűrőelembe belépő szellőzőlevegő a füstöt a 400 szűrőelem centrumába tereli. A gőzfázisú alkotórészeknek a befelé áramló szellőzőlevegővel szembeni, kifelé irányuló folyamatos diffúziója bejuttatja ezeket a komponenseket a szénbe.

A 6. ábra egy olyan 14 cigarettát mutat be, amely egy, egyetlen darabból álló 500 szűrőelemmel rendelkezik. A szűrőelem magában foglal egy 510 füstszűrőburkolatba beburkolt 520 szűrőanyagból álló 565 belső

HU 216 810 Β magot. Az 510 füstszűrőburkolat teljes belső felületéhez szén tapad. A szűrőelem egész hosszában kiterjedő, széntartalmú 570 körgyűrű körbeveszi az 520 szűrőanyagból álló 565 belső magot. Az 550 szopókaburkoló anyagban elhelyezett 555 szellőzőelemen keresztül lép be az 500 szűrőelembe a szellőzőlevegő. Az 540 dohányrúdból származó füst körül ily módon a szellőzőlevegő egy burkot alkot, amely meggátolja, hogy a füst a szénnel érintkezzen, ugyanakkor lehetőség van a gőzfázisú alkotórészeknek az 570 körgyűrűbe történő, kifelé irányuló diffúziójára.

A 7. ábra szerinti megoldás megegyezik az 5. ábra szerinti változattal, kivéve azt az eltérést, hogy a 650 szopókaburkoló anyagban lévő 655 szellőzőelem a 640 dohányrúd és a 600 szűrőelem találkozásánál vagy érintkezési felületénél kerül elhelyezésre. A szellőzőlevegő által létrehozott burkolat a füstöt a 600 szűrőelem centrumába kényszeríti.

Végül a 8. ábra egy olyan 16 cigarettát mutat be, amely egy 740 dohányrudat és egy 700 szűrőelemet foglal magában. A 700 szűrőelem egy hármas szűrőből áll, amely egy cellulóz-acetát szűrőanyagból álló 720 záródugasszal, egy szénből lévő 770 körgyűrűvel rendelkező 790 centrális réteggel, valamint egy, a gőzfázis számára porózus 760 membránnal beburkolt, cellulóz-acetát szűrőanyagú 765 belső maggal, továbbá egy 800 légáteresztő anyagból álló, cső alakú 730 záróréteggel rendelkezik. A 750 szopókaburkoló anyagában lévő 755 szellőzőelem a 730 záróréteg felett kerül elhelyezésre.

A találmány szerinti cigaretták működésének kvantitatív jellemzése céljából a következő cigarettákat állítottuk elő.

Négy különböző fajta, hagyományos méretű, azaz körülbelül 24,5 mm-es körkerületű cigarettát készítettünk. A négy cigarettafajta magában foglalta a hagyományos, cellulóz-acetát szűrőelemekkel rendelkező cigarettákat, a hagyományos, széntartalmú hármas szűrőelemekkel rendelkező cigarettákat, alternatív, széntartalmú szűrőelemmel rendelkező cigarettákat, valamint a találmány szerinti cigarettákat. A következő 1. táblázat vázlatosan megadja a szűrők gyári jellemzőit. (A zárójelben lévő számok az aktuálisan mért nyomásesések számértékei.)

HU 216 810 B

1. táblázat

A szűrők gyári jellemzői

CA	24	CA	24,55	120	4119	824 (794)	824 (794)	©	©
Hármas	6+9+6	NWA+CAV+NWA	24,51	76	3815	951 (932)	422+0+510 (422+0+422)	55	56
ACS-cső	6+12+6	NWA+ACS+NWA	CN	<5 r-	3295	824 (785)	363+0+334 (402+0+382)	62	48
ACS-lo	6+12+6	NWA+ACS+NWA	24,47	© Γ-	3177	843 (785)	324+137+324 (324+108+324)	© <5	© ΙΖΊ
ACS-hi	6+12+6	NWA+ACS+NWA	24,55	© r-	3648	892 (873)	304+206+304 (343 + 186+343)	©	CN VT
ACT-lo	6+12+6	NWA+ACT+NWA	24,51	76	3315	824 (824)	343+137+343 (294+196+294)	Γ*Ί	OO <5
ACT-hi	6+12+6	NWA+ACT+NWA	24,49	76	3295	824 (794)	324+196+324 (304+196)	64	56
	Hármas szűrő- konfiguráció (mm)	Anyagok	Körkerület (mm)	A dohányrúd hosszúsága (mm)	A dohányrúd nyomásesése (Pa)	A szűrő nyomásesése (Pa)	A szűrő nyomásesése (Pa)	Szén/szűrő tömeg (mg)	Felületi felszíni terület/szipóka (nF)

T5 •ss

Si ε

ⁿ τι t:

;©

ΕΝ N S Öö

EZ EZ SS ς>

nagyobb nyomáscscs kisebb nyomásesés

Λ □ jz

II	II	II	II	II
<	C/5	Ε-		>
&	U	υ	<	<
z	<	<	u

II o

HU 216 810 Β

Összehasonlítási célokra a négy cigarettatípus magában foglalta a fentiekben ismertetett ACT-filterekkel rendelkező cigaretták két olyan csoportját, amelyekben a szén a szűrőelem centrális rétegének belső magját kitöltő szálakhoz kapcsolva van jelen. Egymáshoz viszonyítva ezeknek a cigarettáknak az egyik csoportja nagyobb (higher) nyomásesésű réteggel, míg a másik csoportja kisebb (lower) nyomásesésű réteggel rendelkezett; ennek megfelelően az egyik csoportot „ACT-hi”, a másik csoportot pedig „ACT-lo” jelzéssel láttuk el.

Három, a találmány szerinti típusú cigarettát állítottunk elő. Ezek a cigaretták olyan ACS-szűrőelemekkel rendelkeztek, amelyekben a szén a centrális magréteget szalagként veszi körül. Az előállított, nagyobb nyomásesésű centrális réteggel rendelkező cigarettákat „ACShi” jelzéssel láttuk el. Az előállított, kisebb nyomásesésű centrális réteggel rendelkező cigarettákat „ACS-lo” jelzéssel láttuk el. Olyan cigarettákat is készítettünk, amelyek egy 2,5 mm-es belső átmérőjű, koaxiális csőnek megfelelő centrális réteggel rendelkeznek. Ezeket a cigarettákat „ACS-cső” névvel tüntettük fel. Az ÁCS típusú cigaretták szerkezeti elrendezése a 2. ábrán bemutatott megoldásnak felelt meg.

A 9. ábra oszlopdiagram formájában mutatja be a cigaretták felszín/szopóka értékeit, valamint az egyes cigaretták esetén a szopóka nyomásesését. Látható, hogy ezeknek a paramétereknek a szempontjából az egyes cigaretták igen hasonló formát mutatva, jól illenek egymáshoz. Ez azt is biztosítja, hogy az egyes cigarettatípusok kátrányjellemzői ugyancsak hasonlóak. A szűrőelemek szénrétegein átáramló azonos füstmennyiség, s ebből következően azonos kátránymennyiség esetén az egyes cigarettatípusok szénaktivitása is nagymértékű hasonlóságot mutatott.

Ezt a hét cigarettát gépi úton, standard körülmények mellett szívtuk el; percenként egyszeri, két másodperces időtartamú, 35 cm³-es térfogatú szívást alkalmaztunk. A nem szellőző cigaretták fő füstáramából nyert füstalapmennyiségeket az alábbi 2. táblázatban adjuk meg.

2. táblázat

A nem szellőző cigaretták füstjének mennyiségi értékei

	Kátrány (mg)	Nikotin (mg)	Víz (mg)	Szívás- szám
ACT-hi	14,6	1,24	3,2	8,7
ACT-lo	13,3	1,21	3,0	8,7
ACS-hi	12,1	1,06	2,5	8,9
ACS-lo	13,3	1,23	2,8	8,9
ACS-cső	16,8	1,33	4,0	8,8
Hármas	14,4	1,22	3,9	8,9
CA	13,2	1,13	1,9	8,5

A 10. ábra a nem szellőző cigaretták esetén a füstben lévő nikotin és kátrány alapmennyiségeit mutatja be, oszlopdiagram formájában. Az oszlopdiagramból látható, hogy az ACT és az ÁCS típusú cigaretták kátrány- és nikotinmennyiségei változnak, annak ellenére, hogy valamennyi cigarettatípus esetén nagyon hasonló marad a szűrőelem teljes nyomásesése. Úgy véljük, hogy az ACT és ÁCS típusú cigaretták esetében a kátrány- és nikotinmennyiségek közötti különbségeket eltérő mechanizmusok eredményezik.

Egy további csoportot hoztunk létre a hét cigaretta esetében: a szűrőelemek szívott végétől 20 milliméterre lézeres perforációkat alkalmaztunk a szopókaburkoló anyagban, 30%-os szellőzési szintet biztosítva. Ezeket a perforált cigarettákat gépi úton, standard körülmények között szívtuk el, és a cigarettákból nyert füstalapmenynyiségeket az alábbi 3. táblázatban tüntetjük fel.

3. táblázat

A szellőző cigaretták füstjének mennyiségi értékei

	Kátrány (mg)	Nikotin (mg)	Víz (mg)	Szívás- szám
ACT-hi	10,9	1,04	0,8	9,4
ACT-lo	11,7	1,18	0,9	9,4
ACS-hi	10,2	0,96	0,6	9,3
ACS-lo	10,9	1,07	0,7	9,3
ACS-cső	12,2	1,11	0,9	9,1
Hármas	11,6	1,09	1,0	9,2
CA	10,7	1,0	0,5	9,4

All. ábra a 30%-os szellőzésű cigaretták nikotinés kátránymennyiségeit mutatja be, oszlopdiagram formájában. A szellőzés a füstöt a szűrőelemek mindegyikének centrális részén vezeti keresztül. Valamennyi cigaretta esetén hasonló módon kisebb kátrány- és nikotinmennyiség látható.

A 2. és a 3. táblázatok mindegyike azt mutatja, hogy a találmány szerinti cigarettákkal nyert mennyiségek hasonlóak azokhoz, amelyeket hagyományos cellulózacetáttal és hármas szűrőkkel kaptunk, akár szellőző, akár nem szellőző körülmények között.

A fő füstáramból származó acetaldehid- és akroleinmennyiségek méréseit nem szellőző és szellőző cigaretták esetén egyaránt elvégeztük. A mérések középértékeit az acetaldehid és az akrolein közös mennyiségeire vonatkoztatott átlagos szűrési hatékonyságként kifejezve az alábbi 4. táblázatban adjuk meg.

4. táblázat

Az acetaldehidre és az akroleinre vonatkozó szűrési hatékonyságok átlagos értékei

Szűrő	Szűrőhaté- konyság (%)	A szellőzésnek tulajdonítható csökkenés (%)	A teljes csökkenés (%)
ACT-hi	20,2	35,1	47,9
ACT-lo	27,1	30,7	49,4
ACS-hi	17,2	38,5	48,9
ACS-lo	16,2	34,6	44,9
ACS-cső	14,8	21,5	33,1
Hármas	15,8	22,3	34,6
CA	1,0	28,5	29,2

HU 216 810 Β

Látható, hogy az ACT- és az ACS-szűrőtípusok szűrési hatékonysága általában nagyobb, mint a hagyományos hármas szűrőé és a cellulóz-acetát szűrőelemeké. Úgy véljük, hogy az ACT-szűrőelemek esetében a nagyobb hatékonyság annak tulajdonítható, hogy a füst legnagyobb része keresztülhalad a szénrétegen. Ugyanakkor az is megfigyelhető, hogy a szellőzés eredményeképpen létrejövő csökkenés az ACS-hi és az ACS-lo szűrőelemek esetében nagyobb, mint az ACT-hi és az ACT-lo szűrőelemek esetében. Valószínű, hogy az ACT-filtereknél a szellőzés eredményeképpen fellépő csökkenés kizárólag a hígításnak köszönhető. Az is valószínű azonban, hogy az ACS-hi és az ACS-lo szűrőelemeknél jelentkező fokozott csökkenés tulajdonképpen a fő fíistáramnak a centrális réteg tengelyéből kifelé, a körben elhelyezkedő, szenet tartalmazó területek irányában történő további diffúziójának tulajdonítható; ezen a helyen a gőzfázisban további csökkenés következik be.

A teljes csökkenést egy szűrő nélküli szopókás, azaz egy egyszerű dohányrúd méréseire vonatkoztatva állapítjuk meg. A teljes csökkenés magában foglalja mind a szűrésnek, mind a szellőzésnek tulajdoníthatóan elérhető csökkenést.

A 12. ábrán oszlopdiagram formájában láthatók az acetaldehid- és az akroleinhatékonyságok középértékei; bemutatjuk a nem szellőző szűrőelemek szűrési hatékonyságát (filter), a szellőzésnek tulajdonítható csökkenést (30% vént), valamint az elért teljes csökkenést (totál).

Amellett, hogy minél több információt kívántunk nyerni a hét különféle cigarettából származó dohányfüst szemcsés és gőzfázisáról, úgy véltük, hogy hasznos volna a füst félig illékony (semi-volatile) komponenseinek vizsgálata is. Hagyományosan ezt az olaj/víz megoszlási arány (Oil fkater Partition; OWP-arány) meghatározásával végzik. A 13. ábrán - mind a szellőző, mind a nem szellőző cigarettákra vonatkozóan - valamennyi cigarettatípus esetén feltüntettük az olaj/víz megoszlási arányokat.

Elvégeztük az OWP-meghatározások során észlelt vegyületek egy további vizsgálatát is. Egy hagyományos hármas szűrőelemmel rendelkező cigaretta és egy hagyományos cellulóz-acetát szűrőelemes cigaretta OWPvizsgálatát összehasonlítottuk az ACT-hi cigaretta és az ACS-hi cigaretta OWP-meghatározásával. A 14. ábra a négy cigaretta esetén a százalékos csúcsmagasság-csökkenést a gőzfázis töltött kolonnás gázkromatográfiával végzett vizsgálatának csúcsszáma függvényében mutatja be (összehasonlítva egy egyszerű dohányrúd vizsgálatának csúcsmagasságával). A 14. ábra alapján látható, hogy a nem szellőző cigaretták esetén a csúcsmagasság csökkenését bemutató diagram mind a négy cigarettánál nagyon hasonló.

A 15. ábra a 14. ábrán látható, nem szellőző cigaretták egyedi csúcsszáma esetén végzett OWP-vizsgálathoz viszonyított további százalékos csúcsmagasságcsökkenést egy gázkromatográfiával végzett vizsgálat csúcsszámának függvényében mutatja be.

A 15. ábra alapján látható, hogy amennyiben a négy cigaretta szellőző (30%-os szellőzési szinttel), az ACThi, a hármas és a CA szűrő alacsonyabb csúcsszámai között meglehetősen szoros korreláció van. Az ÁCS szűrőelem ugyancsak hasonló görbét mutat az alacsonyabb csúcsszámok esetén, azonban az OWP-csúcsmagasságban még nagyobb csökkenés figyelhető meg.

A 70 feletti csúcsoknál, azaz a fenolvegyületek esetén az ACT-hi és a hármas szűrők nagyon hasonló módon viselkednek, miközben jelentősen eltérnek a hagyományos CA-szűrők által mutatott jellemzőktől.

Ezzel szemben az ACS-hi szűrős cigaretták OWPcsúcsmagasságai - miközben nem követik szorosan a CA-trendet - a szellőzés hatására kevésbé változnak, mint az ACT-hi és a hármas szűrős cigaretták hasonló jellemzői. A CA-szűrő OWP-arányaihoz közelebb állnak, mint az ACT-hi és a hármas szűrős cigaretták megfelelő arányaihoz.

A találmány szerinti cigaretták az acetaldehid és az akrolein átlagértékeinek olyan teljes csökkenését mutatják, amely hasonló, mint az ACT-szűrős cigaretták alkalmazásával elérhető csökkenés, és amely ugyanakkor lényegesen nagyobb, mint a hagyományos hármas szűrők esetén bekövetkező acetaldehid és akrolein átlagérték-csökkenés. Ugyanakkor a találmány szerinti cigaretták esetén az OWP-csúcsmagasságok által jelzett vegyületek egyensúlya olyan, hogy a magasabb csúcsszámok esetében a CA-szűrőelemekénél nagyobb affinitás következtében a dohányos által tapasztalt íz- és illatjellemzők szempontjából a cigaretta tervezője pozitív következtetésekhez jut.

Claims (11)

1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK

   1. Javított dohányáru, mely egy beburkolt dohány töltőanyagból álló rúddal és dohányfüstszűrő elemmel rendelkezik, a szűrőelem magában foglal egy, a dohányfüst gőzfázisú alkotórészeinek mennyiségét csökkentő anyagot tartalmazó zónát, továbbá egy dohányfüstáramlási zónát, amely a szűrőelem egész hosszában kiterjed, az első említett zóna a második zónát körülölelő körgyűrűként helyezkedik el, valamint a dohányáru szellőzőelemmel van ellátva, azzal jellemezve, hogy a szellőzőelem (55, 255, 355, 455, 555, 655, 755) a szűrőelem (20, 30, 200, 300, 400, 500, 600, 700) és a dohányrúd (40, 240, 340, 440, 540, 640, 740) találkozásánál vagy annak közelében van, és a szellőzőelemen (55,255, 355, 455, 555, 655, 755) beáramló levegő elősegíti a füst gőzfázisú alkotórészeinek bediffundálását a dohányfüst gőzfázisú alkotórészeinek mennyiségét csökkentő anyagot tartalmazó zónába, és a dohányfüst többi részét elvezeti a dohányfüst gőzfázisú alkotórészeinek mennyiségét csökkentő anyagot tartalmazó zónától.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti dohányáru, azzal jellemezve, hogy a dohányfüst áramlási útját képező zóna el van választva a dohányfüst gőzfázisú alkotórészeinek mennyiségét csökkentő anyagot tartalmazó zónától.
3. 3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti dohányáru, azzal jellemezve, hogy a dohányfüst gőzfázisú alkotórészeinek mennyiségét csökkentő anyag egy abszorbens anyag.

   HU 216 810 Β
4. 4. A 3. igénypont szerinti dohányáru, azzal jellemezve, hogy az abszorbens anyag szén.
5. 5. A 4. igénypont szerinti dohányáru, azzal jellemezve, hogy a szén aktivált szén.
6. 6. Az 1-5. igénypontok bármelyike szerinti dohányáru, azzal jellemezve, hogy a dohányfüst gőzfázisú alkotórészeinek mennyiségét csökkentő anyagot tartalmazó zóna lényegében a szűrőelem (20, 30, 200, 300, 400, 500, 600, 700) teljes hosszában kiteljed.
7. 7. Az 1-6. igénypontok bármelyike szerinti dohányáru, azzal jellemezve, hogy a dohányfüst gőzfázisú alkotórészeinek mennyiségét csökkentő anyagot tartalmazó zóna a dohányrúd (40, 240, 340, 440, 540, 640, 740) tőszomszédságában, vagy a dohányrúdhoz (40, 240, 340, 440, 540, 640, 740) legközelebb lévő szűrőelem (20, 30, 200, 300, 400, 500, 600, 700) végénél vagy ahhoz közel helyezkedik el.
8. 8. Az 1-6. igénypontok bármelyike szerinti dohányáru, azzal jellemezve, hogy a dohányfüst gőzfázisú alkotórészeinek mennyiségét csökkentő anyagot tartalmazó zóna a szűrőelem (20, 30, 200, 300, 400, 500, 600, 700)

   5 centrumának közelében helyezkedik el.
9. 9. Az 1-8. igénypontok bármelyike szerinti dohányáru, azzal jellemezve, hogy a szűrőelem (20, 30, 200, 300, 400, 500, 600, 700) egy füstszűrőburkolattal (110, 210, 310,410, 510) egymáshoz illesztett, különálló szű10 rőrészeket tartalmaz.
10. 10. Az 1-8. igénypontok bármelyike szerinti dohányáru, azzal jellemezve, hogy a szűrőelem (20, 30, 200, 300,400, 500, 600, 700) egy egész egység.
11. 11. A 6. igénypont szerinti dohányáru, azzaljellemez15 ve, hogy a szellőzőelem (55, 255, 355, 455, 555, 655,

    755) a dohányfüst gőzfázisú alkotórészeinek mennyiségét csökkentő anyagot tartalmazó zónában van.