PL191745B1 - Artykuł do palenia o zredukowanym strumieniu bocznym dymu - Google Patents

Abstract

1. Artykul do palenia o zredukowanym stru- mieniu bocznym dymu pomiedzy zaciagniecia- mi, zawierajacy wklad materialu do palenia i element zaplonowy, dookola których znajduja sie dwie warstwy w postaci warstwy bibulki i warstwy owijki, znamienny tym, ze element zaplonowy (36) jest umieszczony wewnatrz wkladu materialu do palenia (40), przy czym material do palenia (40) zawiera material latwiej wygaszalny w srodowisku o malym poziomie tlenu w porównaniu z materialem elementu za- plonowego (36), a ponadto warstwa owijki (38), uformowana wokól warstwy bibulki (32), jest wykonana z materialu, który redukuje spalanie materialu do palenia (40) pomiedzy zaciagnie- ciami, zas material warstwy bibulki (32) jest bardziej podatny na spalanie niz material war- stwy owijki (38) po wystawieniu na oddzialywa- nie energii cieplnej, wytworzonej przez element zaplonowy (36) i material do palenia (40). PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest artykuł do palenia o zredukowanym spalaniu strumieniu bocznym dymu podczas okresów między kolejnymi zaciągnięciami.

Typowy papieros zawiera 750 mg do 800 mg tytoniu. Około 20 mg tego tytoniu jest spalane podczas zaciągania się dymem, podczas gdy około 50 mg jest zużywane między poszczególnymi pociągnięciami dymu. Dym wytwarzany podczas spalania tytoniu w czasie zaciągania się dymem jest określany jako „główny strumień dymu”, podczas gdy dym wytwarzany między jego pociągnięciami jest określany jako „boczny strumień dymu”. Ponieważ duża część tytoniu jest tracona podczas spokojnych okresów między zaciąganiem się dymem, zatem dąży się do ograniczenia spalania tytoniu podczas tych okresów. Z opisu patentowego USA nr 5 159 940 jest znany papieros o zredukowanym bocznym strumieniu dymu. Jak przedstawiono na pos. 1, papieros 2 ujawniony w tym opisie patentowym zawiera rurowy człon 4 obejmujący wiele sekcji. Pierwsza sekcja zawiera źródło ciepła 10 stanowiące zasadniczo węgiel. Źródło ciepła 10 może również zawierać katalizatory lub dodatki palne służące do poprawy warunków spalania. Źródło ciepła 10 jest zamocowane do rurowego członu 4 za pomocą członu ustalającego 16, takiego jak metalowy klips. Druga sekcja papierosa 2 zawiera podłoże 14, które obejmuje wypełniacz tytoniowy wymieszany z prekursorem aerozolowym, takim jak gliceryna lub glikol propylenowy. Trzecia sekcja papierosa 2 zawiera komorę rozprężania 8. Czwarta sekcja obejmuje filtr ustnikowy 6, taki jak filtr wykonany z celulozy octanowej.

Opisany wyżej papieros działa w następujący sposób. Użytkownik zapala źródło ciepła 10 aż do momentu, w którym materiał węglowy zacznie się palić i wytwarzać ciepło. Ciepło wytworzone przez źródło ciepła 10 powoduje odparowanie prekuresora aerozolowego w podłożu 14 i wytwarzane są gazy zawierające substancje zapachowe wydzielane z tytoniu w podłożu 14. Gazy te przechodzą do komory rozprężania 8 gdzie rozprężają się i są chłodzone tworząc aerozol 12. Aerozol 12 jest usuwany na zewnątrz poprzez filtr 6 i wdychany przez użytkownika. W ten sposób tego rodzaju papieros wytwarza aerozol zapachowy przy spalaniu tytoniu, w związku z czym wytwarza małe ilości lub w ogóle nie wytwarza bocznego strumienia dymu, który miałby być wdychany.

Inny znany papieros o zredukowanym strumieniu bocznym dymu jest ujawniony w opisie patentowym USA nr 5 105 835. Papieros ujawniony w tym opisie również zawiera źródło ciepła stanowiące materiał węglowy. Źródło ciepła w tym papierosie jest wsunięte do warstwy tytoniu i kontaktuje się z tytoniem. Osłona o małej przenikalności otacza warstwę tytoniu, co ogranicza ilość tlenu, przechodzącego przez tę osłonę do położonego niżej tytoniu i źródła ciepła, co zapobiega wytlewaniu się tytoniu.

Papieros opisany powyżej działa w następujący sposób. Użytkownik zapala źródło ciepła i materiał palny. Podczas zaciągania się zarówno źródło ciepła, jak i materiał palny spalają się wydzielając substancje zapachowe. Gdy użytkownik przestaje zaciągać się, wówczas do materiału tytoniowego doprowadzana jest niewystarczająca ilość tlenu potrzebna do spalania, w związku z czym tytoń przestaje się palić w okresach między zaciąganiem się dymem. Węglowe źródło ciepła ma jednakże wystarczająco dużo energii cieplnej, aby mogło następować spalanie. Kiedy użytkownik zaciągnie się ponownie, wówczas do źródła ciepła doprowadzana jest zwiększona ilość tlenu, która zwiększa szybkość spalania i tym samym ilość ciepła wytwarzanego w papierosie. Ta zwiększona ilość ciepła powoduje ponowne zapalenie tytoniu. W ten sposób tego rodzaju znany papieros redukuje boczny strumień dymu między poszczególnymi pociągnięciami i w znany sposób emituje substancje zapachowe pochodzące ze spalania tytoniu.

Zastosowanie stosunkowo cienkich i/lub o dużej przenikliwości osłon lub powłok w obydwu opisanych powyżej znanych papierosach zasadniczo ogranicza dopływ tlenu do wnętrza papierosów. Wten sposób przykładowo w opisie patentowym USA nr 5 105 835 firmy Drewett pomimo zastosowania małych perforacji w osłonie zewnętrznej, tytoń w tym papierosie może spalać się niejednolicie od jednego zaciągnięcia się do drugiego zależnie od tego czy użytkownik zaciąga się mocniej czy słabiej jak również od innych okoliczności.

Celem wynalazku jest opracowanie papierosa o zredukowanym strumieniu bocznym dymu, posiadającego bardziej ujednoliconą i regulowaną charakterystykę spalania.

Artykuł do palenia o zredukowanym strumieniu bocznym dymu pomiędzy zaciągnięciami, zawierający wkład materiału do palenia i element zapłonowy, dookoła których znajdują się dwie warstwy w postaci warstwy bibułki i warstwy owijki, według wynalazku charakteryzuje się tym, że element zapłonowy jest umieszczony wewnątrz wkładu materiału do palenia, przy czym materiał do palenia zawiera materiał łatwiej wygaszalny w środowisku o małym poziomie tlenu w porównaniu z materiałem

PL 191 745 B1 elementu zapłonowego, a ponadto warstwa owijki, uformowana wokół warstwy bibułki jest wykonana z materiału, który redukuje spalanie materiału do palenia pomiędzy zaciągnięciami, zaś materiał warstwy bibułki jest bardziej podatny na spalanie niż materiał warstwy owijki po wystawieniu na oddziaływanie energii cieplnej, wytworzonej przez element zapłonowy i materiał do palenia. Warstwa owijki korzystnie stanowi warstwę kompozytową zawierającą liczne warstwy podstawowe.

W skład warstwy kompozytowej korzystnie wchodzi warstwa metalowej folii.

Warstwa kompozytowa korzystnie zawiera warstwę bibułki laminowaną do warstwy metalowej folii.

Warstwa kompozytowa korzystnie zawiera dwie warstwy bibułki laminowane po każdej stronie warstwy metalowej folii. Przez warstwę owijki przechodzi przynajmniej jedna perforacja.

Przynajmniej jedna perforacja korzystnie jest zablokowana warstwą bibułki przed użyciem artykułu.

Materiał przynajmniej tych części warstwy bibułki, które znajdują się poniżej przynajmniej jednej perforacji, jest wystarczająco palny po wystawieniu na oddziaływanie ciepła wytwarzanego przez element zapłonowy i materiał do palenia, aby te części warstwy bibułki zostały wypalone podczas używania artykułu.

Przynajmniej jedna perforacja korzystnie jest zablokowana przez osłonę w postaci palnego materiału wypełniającego. Wspomniana przynajmniej jedna perforacja korzystnie zawiera liczne perforacje, które obejmują przynajmniej jedną perforację mającą otwory o pierwszym wymiarze i przynajmniej jedną perforację mającą otwory o drugim wymiarze, większym niż pierwszy wymiar.

Przynajmniej jedna perforacja mająca otwory o pierwszym rozmiarze jest umieszczona bliżej końcówki artykułu z odsłoniętym materiałem do palenia, niż przynajmniej jedna perforacja mająca otwory o drugim wymiarze.

Przynajmniej jedna perforacja korzystnie stanowi liczne perforacje rozmieszczone według wzoru.

Element zapłonowy zawiera materiał na bazie węgla.

Owijka papierosowa, przeznaczona do papierosów o zredukowanym strumieniu bocznym dymu pomiędzy zaciągnięciami, zawierająca pierwszą i drugą warstwę materiału owijkowego w postaci warstwy bibułki i warstwy owijki, według wynalazku charakteryzuje się tym, że materiał drugiej warstwy stanowiącej warstwę owijki, przykrywającej pierwszą warstwę stanowiącą warstwę bibułki, ma własności redukujące spalanie owiniętego materiału do palenia pomiędzy zaciągnięciami, zaś materiał warstwy bibułki jest bardziej podatny na spalanie niż materiał warstwy owijki po wystawieniu na oddziaływanie energii cieplnej wytworzonej przez materiał do palenia owinięty owijką.

Warstwa owijki korzystnie stanowi warstwę kompozytową zawierającą liczne warstwy podstawowe.

Warstwa kompozytowa korzystnie zawiera warstwę metalowej folii.

Warstwa kompozytowa korzystnie zawiera warstwę bibułki laminowaną do warstwy metalowej folii lub też dwie warstwy bibułki laminowane po każdej stronie warstwy metalowej folii.

Przez warstwę owijki przechodzi przynajmniej jedna perforacja.

Przynajmniej jedna perforacja w warstwie owijki korzystnie stanowi liczne perforacje rozmieszczone według wzoru.

Liczne perforacje korzystnie obejmują przynajmniej jedną perforację mającą otwory o pierwszym wymiarze i przynajmniej jedną perforację mającą otwory o drugim wymiarze, większym niż ten pierwszy wymiar.

Przynajmniej jedna perforacja korzystnie jest zablokowana warstwą bibułki.

Materiał przynajmniej części warstwy bibułki, znajdujących się umieszczonych poniżej przynajmniej jednej perforacji, jest wystarczająco palny po wystawieniu na oddziaływanie ciepła, wytwarzanego przez element zapłonowy i materiał do palenia, aby te części warstwy bibułki zostały wypalone podczas używania artykułu.

Artykuł do palenia o zredukowanym strumieniu bocznym dymu pomiędzy zaciągnięciami, według wynalazku charakteryzuje się też tym, że zawiera opisaną powyżej owijkę według wynalazku, owiniętą wokół materiału do palenia. Wewnątrz wkładu materiału do palenia znajduje się element zapłonowy, przy czym materiał do palenia zawiera materiał łatwiej wygaszalny w środowisku o małej zawartości tlenu w porównaniu z materiałem elementu zapłonowego, który jest materiałem na bazie węgla.

Element zapłonowy ma kształt zasadniczo cylindryczny i jest ustawiony współosiowo z podłużną osią artykułu do palenia.

Materiał do palenia korzystnie zawiera materiał na bazie tytoniu.

Warstwa owijki rozciąga się do tego końca artykułu, przy którym jest odsłonięty materiał do palenia.

Warstwa owijki korzystnie rozciąga się w obrębie niezerowanej odległości Lod tego końca artykułu, przy którym jest odsłonięty materiał do palenia.

PL 191 745 B1

Warstwa owijki najkorzystniej rozciąga się w obrębie odległości wynoszącej około 1mm do 5mm od tego końca artykułu, przy którym jest odsłonięty materiał do palenia. Warstwa owijki korzystnie zawiera przynajmniej jedną perforację o pierwszym rozmiarze i przynajmniej jedną perforację o drugim rozmiarze, który jest większy niż ten pierwszy rozmiar, przy czym przynajmniej jedna perforacja o pierwszym rozmiarze jest umieszczona bliżej tego końca artykułu, przy którym jest odsłonięty materiał do palenia, niż przynajmniej jedna perforacja o drugim rozmiarze.

W korzystnym wykonaniu, perforowana zewnętrzna osłona ma selektywną przepuszczalność, aby dostarczyć wystarczającą ilość tlenu do zapalnika, potrzebną do jego zapalenia w spokojnych okresach między poszczególnymi pociągnięciami dymu ale taką ilość, która nie jest wystarczająca do podtrzymywania spalania w warstwie tytoniu między poszczególnymi pociągnięciami dymu. W ten sposób tytoń jest wygaszany (lub znacznie ograniczana jest prędkość spalania) między poszczególnymi pociągnięciami dymu, dzięki czemu eliminuje się lub znacznie ogranicza ilość dymu wytwarzanego przez papieros w jego bocznym strumieniu. Kiedy użytkownik zaciąga się papierosem to w okresie spokojnego palenia, tlen jest doprowadzany do zapalnika co zwiększa prędkość spalania i jego temperaturę. W ten sposób tytoń zapala się ponownie. Aby spełnić te warunki zapalnik posiada różne charakterystyki cieplne w środowisku o niskiej zawartości tlenu, w porównaniu do tytoniu. Zasadniczo zapalnik jest tak dobrany, że wygasza się wolniej w środowisku o niskiej zawartości tlenu, w porównaniu do tytoniu. W jednym z przykładów wykonania wynalazku zapalnik zawiera element węglowy wsunięty do warstwy tytoniu.

Podczas używania papierosa ciepło wytwarzane przez zapalnik i tytoń przechodząc przez spalaną warstwę, spala bibułkę blokującą perforację, dzięki czemu uwalnia perforację i powoduje powstanie kanałów przejściowych, które pozwalają na przejście tlenu do wnętrza papierosa poprzez zewnętrzną osłonę. Perforacje są „otwierane” sukcesywnie w miarę jak zapalnik zbliża się w kierunku od końca papierosa. Wten sposób perforacje usytuowane przy najbardziej oddalonym od ustnika zakończeniu papierosa otwierane są najpierw, a ich „otwieranie” postępuje sukcesywnie poprzez perforacje usytuowane coraz dalej od tego zakończenia. Wten sposób tlen jest dostarczany do zapalnika nawet wtedy, gdy paląca się część zapalnika jest obniżona wewnątrz zewnętrznej osłony. Początkowo jednak perforacje usytuowane z zewnątrz od najbardziej oddalonego zakończenia papierosa są zamknięte tak, że powietrze nie może być wciągane w przeciwprądzie poprzez podstawę papierosa. Stosownie do tego papieros według wynalazku redukuje strumień boczny dymu, podczas gdy charakterystyki spalania są jednolite i regulowane.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia znany artykuł do palenia, fig. 2a - pierwszy przykład wykonania artykułu do palenia według wynalazku, fig. 2b - przekrój poprzeczny artykułu według fig. 2a, fig. 3a - drugi przykład wykonania artykułu według wynalazku, fig. 3b - przekrój poprzeczny artykułu według fig. 3a, fig. 4 - przykładową konstrukcję kompozycji zewnętrznej osłony stosowanej w papierosach według wynalazku, fig. 5a - przykładowy układ perforacji w kompozycji zewnętrznej osłony według pierwszego przykładu wykonania, fig. 5b - drugi przykładowy układ perforacji w kompozycji zewnętrznej osłony, a fig. 5c trzeci przykładowy układ perforacji w kompozycji zewnętrznej osłony.

Na figurze 2a pokazano perspektywiczny widok papierosa 30 według pierwszego rozwiązania wynalazku, a na figurze 2b - przekrój tego papierosa 30. Według tych rozwiązań przykładowych, papieros 30 ma długość około 83 mm i zawiera cztery główne sekcje. Pierwsza sekcja 41 zawiera materiał do palenia 40 w postaci tytoniu (lub materiału na bazie tytoniu) i element zapłonowy 36 kontaktujący się z materiałem tytoniowym 40. Ta sekcja 41 jest połączona z drugą sekcją 42, która zawiera jedynie tytoń. Następna sekcja 44 zawiera wydrążoną rurkę, taką jak rurka z włókien octanu celulozy. Sekcja 44 jest połączona z sekcją filtra 46, która może zawierać konwencjonalny filtr (np. filtr z octanu celulozy). Według rozwiązań przykładowych, pierwsza sekcja 41 ma długość około 21 mm, druga sekcja 42 ma długość około 10 mm, trzecia sekcja 44 ma długość około 22 mm,a ostatnia sekcja 46 ma długość około 30 mm.

Element zapłonowy 36 zawiera ogólnie materiały w postaci związku węgla lub na bazie węgla. Dla zmodyfikowania początkowych temperatur spalania elementu zapłonowego 36 na bazie węgla można zastosować sole, takie jak węglany i/lub octany potasu i/lub sodu. Ogólnie na element zapłonowy 36 można zastosować dowolny materiał lub związek, który będzie łatwiej wygaszany w środowisku o małej zawartości tlenu w porównaniu z tytoniem. Można to przyrównać do elementu zapłonowego 36 mającego dłuższy „czas spalania statycznego” w porównaniu z tytoniem w środowisku o małej zawartości tlenu. W następnym rozwiązaniu, przykładowo, element zapłonowy 36 może zawierać

PL 191 745 B1 wkład tytoniowy mający dłuższy czas spalania statycznego niż otaczający materiał tytoniowy 40. Można to uzyskać przez traktowanie materiałów tytoniowych rozmaitymi opóźniaczami i/lub aktywatorami spalania dla uzyskania pożądanego stosunku szybkości spalania pomiędzy wewnętrzną i zewnętrzną sekcją tytoniową.

Jak pokazano na fig. 2a i 2b, element zapłonowy 36 według pierwszego przykładowego rozwiązania wynalazku zawiera cylindryczny pręcik, który rozciąga się współosiowo z pierwszą sekcją 41 (np. około 21 mm). Element zapłonowy 36 ma ciężar około 50 mg i średnicę około 3 mm. Oś elementu zapłonowego 36 jest zgodna z osią papierosa 30. Oczywiste jest, że element zapłonowy 36 może być uformowany w odmienne kształty. Przykładowo, element zapłonowy 36 może zawierać liczne mniejsze pręciki umieszczone w obrębie pierwszej sekcji 41 lub może zawierać jeden lub więcej pasków materiału umieszczonych wewnątrz pierwszej sekcji 41.

Rozmaite sekcje zawierające tytoń są przykryte przynajmniej jedną warstwą papierosowej bibułki 32. Bibułka 32 może stanowić konwencjonalną bibułkę papierosową lub może stanowić bibułkę o małym strumieniu bocznym, taką jak bibułka o dużym ciężarze właściwym, zawierająca węglan wapnia (np. około 53 g/m²). Jak wiadomo do pokrycia rozmaitych sekcji 41, 42,44 i 46 można zastosować inne warstwy papieru i folie.

Dookoła wewnętrznej papierosowej bibułki 32 jest owinięta kompozytowa zewnętrzna owijka 38. Jak pokazano na fig. 2a i 2b, kompozytowa zewnętrzna owijka 38 korzystnie pokrywa tytoń w sekcjach 41, 42. W szczególności, kompozytowa zewnętrzna owijka 38 w tym rozwiązaniu przechodzi od odsłoniętej odległej końcówki sekcji 41 na kilka milimetrów za koniec sekcji 42. Jednakże w papierosie 31 pokazana na fig. 3a i 3b owijka 38 rozpoczyna się około 1 mm do 5mm od osłoniętej końcówki sekcji 41. Pozostawienie odsłoniętej sekcji końcówki umożliwia łatwiejsze wnikanie tlenu do końcówki papierosa. Ułatwia to początkowe przypalenie papierosa. Należy zauważyć, że fig. 2a i 3a przedstawiają owijkę 38 częściowo usuniętą z papierosa 30, 31 dla lepszej ilustracji kompozytowej zewnętrznej owijki 38. Jednakże podczas stosowania owijka 38 jest owinięta całkowicie dookoła papierosa 30, 31.

Jak pokazano na fig. 4 w rozwiązaniu zalecanym, owijka 38 stanowi trójwarstwowy materiał utworzony z warstwy 52 folii metalowej włożonej pomiędzy dwie warstwy 50, 54 bibułki o małym strumieniu bocznym (takiej jak bibułka zawierająca wypełniacz węglanu wapnia około 53 g/m²) lub inny rodzaj bibułki. W rozwiązaniach zalecanych, folia metalowa jest utworzona z folii aluminiowej mającej grubość około 0,006 do 0,005 mm, jakkolwiek mogą być stosowane folie cieńsze i grubsze. Te trzy warstwy mogą być laminowane razem odpowiednim klejem, takim jak klej z octanu poliwinylu.

Metalowa folia 52 spełnia trzy główne zadania. Po pierwsze folia 52 jest zasadniczo nieprzepuszczalna dla tlenu, przez co wytwarza wewnątrz papierosa pomiędzy zaciągnięciami środowisko o małej zawartości tlenu przez blokowanie przepływu tlenu do papierosa przez jego ściany boczne. Po drugie folia 52 usuwa i rozprasza ciepło pochodzące z elementu zapłonowego 36 i tytoniu. Aktywuje to szybką redukcję szybkości spalania materiału tytoniowego 40 po zaciągnięciu. Po trzecie folia 52 ekranuje zewnętrzną warstwę bibułki 50 względem elementu zapłonowego 36 i wspomaga redukowanie zwęglania warstwy bibułki 50, spowodowane przez ciepło wytwarzane przez element zapłonowy 36. Redukcja zwęglania jest proporcjonalna do grubości folii 52. Stosunkowo grube folie 52 powodują minimalne zwęglanie warstwy bibułki 50, co zapewnia minimalne odbarwienie warstwy bibułki 50. Cieńsze warstwy mogą powodować pewne odbarwienie (to jest opalenie lub zaczernienie) warstwy bibułki 50. Stopień zwęglenia jest również bezpośrednio proporcjonalny do liczby perforacji w owijce 38 (co będzie to rozważone poniżej).

W innych rozwiązaniach zamiast owijki trójwarstwowej można zastosować zewnętrzną laminowaną owijkę, zawierającą pojedynczą warstwę bibułki i pojedynczą warstwę folii lub też pojedynczą warstwę folii lub innego materiału. Ponadto poza folią metalową, na zewnętrzną owijkę można zastosować inne materiały, takie jak warstwy na bazie ceramiki lub inne materiały zasadniczo niepalne.

Pokazana na fig. 2a i 3a owijka 38 korzystnie zawiera liczne perforacje 34. W przykładowych rozwiązaniach perforacje 34 stanowią liczne małe otworki. Te perforacje 34 tworzą kanały prowadzące do wnętrza papierosa dla umożliwienia dojścia do leżącego poniżej materiału tytoniowego 40 i elementu zapłonowego 36 ograniczonej ilości tlenku przez boki papierosa. Jednakże bibułka 32 leży pomiędzy owijką 38 i tytoniem, przez co początkowo blokuje te kanały. Po szeregu zaciągnięć ciepło wytwarzane przez element zapłonowy 36 i materiał tytoniowy 40 spala bibułkę 32 poniżej perforacji 34, tym samym otwierając kanały. W szczególności perforacje 34 są „otwarte” w sposób kolejny, gdy żar elementu zapłonowego 36 i części złoża tytoniu poddawanego spalaniu przesuwa się z odległego

PL 191 745 B1 końca papierosa w stronę ustnikowej końcówki papierosa. Perforacje umieszczone przy odległym końcu papierosa otwierają się najpierw, a sukcesywnie po nich otwierają się perforacje umieszczone dalej od odległego końca. W ten sposób tlen zostaje dopuszczany do elementu zapłonowego 36 nawet, gdy spalana część elementu zapłonowego 36 jest wgłębiona wewnątrz zewnętrznej owijki. Jednakże początkowo perforacje umieszczone wewnętrznie względem odległego końca papierosa są zamknięte tak, że powietrze nie będzie niepotrzebnie wciągane przez podstawę papierosa. Odpowiednio do tego, papieros według wynalazku redukuje boczny strumień dymu, jednocześnie zapewniając jednolitą charakterystykę spalania.

Wielkość i położenie perforacji 34 można dobrać odpowiednio do uzyskania rozmaitych szybkości spalania. W ogólności, dopływ tlenu można rozprowadzić równomiernie dla uzyskania jednolitej szybkości spalania przez zastosowanie wielu stosunkowo małych perforacji lub przez zastosowanie licznych rzędów małych perforacji, mających rozmaite wymiary. Przykładowo można zastosować liczne, równomiernie rozproszone, kwadratowe perforacje, mające wymiary około 0,5 mm na 0,5 mm. W rozwiązaniu przykładowym perforacje zaczynają się w odległości około 1 mm od skrajnie lewej krawędzi owijki 38 (w odniesieniu do graficznego przedstawienia na fig. 2a i 3a) i kończą się w odległości około 7 mm do 15 mm od skrajnie lewej krawędzi owijki 38. Element zapłonowy 36 wystaje korzystnie na przynajmniej krótką odległość poza koniec perforacji 34.

Pokazane perforacje 34 mają kształt zasadniczo kwadratowy, jednakże mogą mieć kształt inny. Perforacje 34 mogą mieć kształt okrągły lub owalny, szczelinowy lub inny, względnie perforacje na tej samej owijce mogą mieć różne kształty w różnych obszarach. Przedstawione perforacje tworzą uporządkowane rzędy, jednakże mogą być one rozproszone na powierzchni owijki 38 według innych wzorów lub przypadkowo.

Na fig. 5a przedstawiono owijkę 38 z fig. 2a, 2b, 3a i 3b, zawierającą liczne perforacje 34. W rozwiązaniu przykładowym, perforacje zaczynają sięw odległości około 1mm od „górnego” lub odległego końca owijki 38 i kończą się w odległości około 7 mm do 15 mm od góry owijki 38. Perforacje te mogą mieć dowolne pożądane wymiary jak wspomniano powyżej. Przykładowo, można zastosować perforacje kwadratowe mające wymiary 0,5 mm na 0,5 mm, przy czym każda perforacja jest oddzielona od sąsiedniej o 0,5 mm. Wymiary te są jedynie przykładowe i oczywiście mogą być inne.

Na figurze 5b pokazano następne rozwiązanie, w którym zastosowano odmienne rzędy małych perforacji mających rozmaite wymiary. Jak pokazano, perforacje 71 stanowiące pierwszą sekcję perforacji mają mniejsze otwory (wymiary) niż perforacje 73 stanowiące drugą sekcję perforacji. Przykładowo, perforacje 71 mogą zawierać kwadratowe otwory, mające wymiary 1,0 mm na 1,0 mm. Te większe perforacje 73 dostarczają więcej tlenu do tych części sekcji 41, które są oddalone od odsłoniętej końcówki papierosa. Te większe perforacje 73 mogą być przydatne do wzmagania dostarczania tlenu do bardziej zagłębionych części elementu zapłonowego 36. Części sekcji 41 umieszczone bliżej odsłoniętej końcówki papierosa otrzymują więcej tlenu z odsłoniętej końcówki i dlatego w tych częściach wystarczające są mniejsze perforacje 71. Pokazano tylko dwa stopniowania perforacji 71, 73, jednakże oczywiste jest, że można zastosować trzy lub więcej grup perforacji o rozmaitych wymiarach.

Na figurze 5c pokazano następne rozwiązanie owijki 38 mającej utworzony odmienny rozkład perforacji. Owijka 38 zawiera ten sam układ perforacji 34co układ pokazany na fig. 5a. Ponadto, owijka38 zawiera również szereg większych perforacji 64 usytuowanych ku tyłowi od końcówki papierosa. Te większe perforacje 64 są umieszczone w odległości około 15 mm od końcówki papierosa. W odniesieniu do fig. 2a, te większe perforacje 64 są umieszczone w przybliżeniu w miejscu 43 oznaczonym jako „x”. Perforacje 64 mogą być przykryte uzupełniającą folią lub woskiem (lub innym materiałem).

Jak wspomniano powyżej, gdy owijka 38 jest owinięta dookoła wewnętrznej bibułki, to perforacje w zewnętrznej owijce są zatkane przez wewnętrzną bibułkę. Zapobiega to początkowo dochodzeniu tlenu do wnętrza papierosa przez perforacje. Podczas stosowania, element zapłonowy 36 i materiał tytoniowy 40 dookoła niego osiągają wystarczającą energię cieplną dla spalenia bibułki poniżej perforacji. Zwykle, perforacje umieszczone najbliżej płonącego końca elementu zapłonowego 36 iotaczające tytoń (to jest część papierosa o największej energii cieplnej) otwierają się pierwsze. Tak więc, perforacje umieszczone przy odległym końcu owijki 38 zwykle otwierają się pierwsze, a po nich kolejno otwierają się coraz bardziej wewnętrzne perforacje, gdy spalany węgiel elementu zapłonowego 36 przesuwa się do wnętrza owijki 38. Jednakże należy zauważyć, że perforacje nie muszą otwierać się w opisanej powyżej kolejności. Mogą zatem otwierać się te perforacje, które są przemieszczone osiowo względem żaru. Przykładowo, jeżeli element zapłonowy 36 i otaczający tytoń wydzielają wystarczającą energię cieplną, to mogą otworzyć się większe perforacje 64 pokazane na fig. 5c nawet wówPL 191 745 B1 czas, jeżeli żar będzie usytuowany przy odległym końcu papierosa. Po otwarciu tych większych perforacji 64 powietrze jest wciągane do papierosa od jego podstawy. Podczas wciągania, część powietrza przepływa przez papieros za wkładem z częściowo spalonego tytoniu. Będzie to zmniejszało przepływ tlenu przechodzącego przez papieros i spalany element zapłonowy 36, co daje końcowy rezultat wygaszenia papierosa. Alternatywnie można zastosować mniejsze perforacje, które będą służyły do redukowania szybkości spalania papierosa zamiast całkowitego jego wygaszenia.

Zamykająca bibułka 32 została omówiona powyżej jako blokująca perforacje od spodu zewnętrznej warstwy owijki 38. Jednakże bibułka 32 blokująca perforacje może być umieszczona na wierzchu owijki 38. Alternatywnie, perforacje w zewnętrznej warstwie 38 mogą być blokowane zarówno od wewnętrznej, jak i zewnętrznej powierzchni owijki 38.

Zamiast bibułki 32 lub uzupełniająco względem bibułki 32 można utworzyć osłony blokujące perforacje w zewnętrznej warstwie owijki przez wypełnianie perforacji materiałem, który spala się lub wytapia po wystawieniu na oddziaływanie energii cieplnej elementu zapłonowego 36. Przykładowo, w perforacjach można zastosować materiał celulozowy lub woskopodobny.

Poniżej zostanie opisana charakterystyka działania papierosa według wynalazku, pokazanego na fig. 2a i 3a.

Podczas stosowania, konsument przypala koniec papierosa 30, 31 zapalniczką lub innym odpowiednim urządzeniem, korzystnie z równoczesnym zaciągnięciem się papierosem. W tym momencie, części bibułki 32 poniżej perforacji 34 w obu papierosach 30, 31 są nietknięte, przez co powietrze wciągane do papierosa pochodzi głównie z odsłoniętego otwartego końca papierosa. Ułatwia to przypalenie elementu zapłonowego 36 i materiału tytoniowego 40.

Po początkowym zaciągnięciu, tytoń kontynuuje spalanie w wyniku bliskości otwartego końca papierosa i dostępności tlenu z tego otwartego końca. Papieros 31 pokazany na fig. 3a, 3b będzie spalał się dłużej niż papieros 30 pokazany na fig. 2a i 2b wskutek zastosowania odcinka odsłoniętej bibułki 32 w pobliżu otwartego końca papierosa.

Udostępnienie tlenu maleje w miarę przesuwania się rozżarzonego węglistego elementu zapłonowego w dół papierosa poniżej owijki 38, która jest zasadniczo nieprzepuszczalna dla tlenu i innych gazów. Ten brak tlenu redukuje i ewentualnie wygasza spalanie materiału tytoniowego 40. Jest to przyspieszone przez zastosowanie aluminiowej folii 52 (fig. 4), która szybko ściąga energię cieplną poza materiał tytoniowy 40. Jednakże kompozycja elementu zapłonowego 36 na bazie węgla umożliwia utrzymanie spalania tego elementu zapłonowego 36 podczas okresów spoczynkowych pomiędzy kolejnymi zaciągnięciami. Alternatywnie, materiał na bazie węgla może nie ulegać spalaniu podczas okresów spoczynkowych, ale może po prostu utrzymywać wystarczającą energię cieplną wystarczającą dla ponownego zapalenia materiału tytoniowego 40 przy ponownym zaciągnięciu się papierosem. Można to uzyskać przez dobranie kompozycji, masy i wymiarów elementu zapłonowego 36 tak, aby jego temperatura nie spadła poniżej jego temperatury ponownego zapłonu (to jest około 250-300°C w rozwiązaniu przykładowym). Przykładowo, element zapłonowy 36 może podnieść temperaturę pomiędzy od około 700°C do 900°C podczas zaciągnięcia.

Gdy użytkownik zaciąga się ponownie papierosem, wówczas powietrze przepływa osiowo przez papieros, dostarczając tlen do elementu zapłonowego 36 i materiału tytoniowego 40. Ten dopływ tlenu zwiększa szybkość spalania elementu zapłonowego 36, co z kolei powoduje ponowne przypalanie materiału tytoniowego 40. Pod koniec zaciągnięcia materiał tytoniowy 40 ponownie ulega wygaszeniu.

Podczas pierwszych kilku początkowych zaciągnięć, element zapłonowy 36 wytwarza ciepło wystarczające do wypalenia bibułki 32, która leży poniżej przynajmniej skrajnie odległej sekcji perforacji 34 w owijce 38. Te otwarte kanały dostarczają do elementu zapłonowego 36 dodatkowy tlen pomiędzy zaciągnięciami i podczas zaciągnięć i tym samym umożliwiają utrzymywanie zapalonego elementu zapłonowego 36, gdy żarzący się węgiel przesuwa się dalej do wnętrza papierosa.

Jeżeli element zapłonowy 36 dostarcza wystarczającą energię cieplną, to mogą zostać otwarte perforacje umieszczone w położeniu przemieszczonym osiowo względem żaru. Przykładowo, jeżeli element zapłonowy 36 dostarcza wystarczającą energię cieplną, to mogą się otworzyć większe perforacje 64 pokazane na fig. 5c nawet wówczas, jeżeli żar elementu zapłonowego 36 znajduje się w pobliżu odległego końca papierosa. Po otwarciu tych dużych perforacji 64, do papierosa jest wciągane powietrze z części podstawowej sekcji 41 papierosa. Z tego względu, podczas wciągania część powietrza będzie przepływała przez papieros za wkładem częściowo spalonego tytoniu, co spowoduje zmniejszenie przepływu tlenu przechodzącego osiowo przez papieros i przytłumienie spalania elementu zapłonowego 36. Daje to końcowy rezultat wygaszenia papierosa dla stosunkowo dużych per8

PL 191 745 B1 foracji 64. Większe perforacje 64 mogą również być otwarte wówczas, gdy żar elementu zapłonowego 36 przesunie się wystarczająco blisko większych perforacji 64, aby spalić bibułkę 32 umieszczoną poniżej tych perforacji.

Ponieważ materiał tytoniowy 40 jest wygaszony pomiędzy zaciągnięciami, zatem jest tracona bardzo niewielka ilość materiału tytoniowego 40. W pierwszym rozwiązaniu można zastosować 250 mg tytoniu dla uzyskania ośmiu lub dziewięciu zaciągnięć, podczas gdy konwencjonalny papieros dla zapewnienia tej samej liczby zaciągnięć wymaga zastosowania 700 do 800 mg tytoniu.

Ponadto, zastosowanie układu perforacji na owijce 38 zapewnia jednolite spalanie leżącego pod spodem elementu zapłonowego 36 i materiału tytoniowego 40. Większe perforacje 64 w pobliżu tylnej części sekcji 41 otwierają się, gdy element zapłonowy 36 dostarcza energię cieplną wystarczającą dla zapewnienia dodatkowej kontroli szybkości przepływu.

Opisane powyżej przykładowe rozwiązania stanowią jedynie ilustrację, a nie ograniczenie zakresu obecnego wynalazku. Wynalazek można realizować w wielu odmianach, oczywistych dla fachowców ztej dziedziny. Przykładowo, jakkolwiek powyższy opis dotyczył papierosów, to wynalazek rozciąga się na dowolne artykuły do palenia. Ponadto, sekcja 41 spalanego materiału nie jest ograniczona do tytoniu, ale może zawierać dowolny substrat zawierający posmak uwalniany w wyniku spalania.

Claims (32)

1. Artykuł do palenia o zredukowanym strumieniu bocznym dymu pomiędzy zaciągnięciami, zawierający wkład materiału do palenia i element zapłonowy, dookoła których znajdują się dwie warstwy w postaci warstwy bibułki i warstwy owijki, znamienny tym, że element zapłonowy (36) jest umieszczony wewnątrz wkładu materiału do palenia (40), przy czym materiał do palenia (40) zawiera materiał łatwiej wygaszalny w środowisku o małym poziomie tlenu w porównaniu z materiałem elementu zapłonowego (36), a ponadto warstwa owijki (38), uformowana wokół warstwy bibułki (32), jest wykonana z materiału, który redukuje spalanie materiału do palenia (40) pomiędzy zaciągnięciami, zaś materiał warstwy bibułki (32) jest bardziej podatny na spalanie niż materiał warstwy owijki (38) po wystawieniu na oddziaływanie energii cieplnej, wytworzonej przez element zapłonowy (36) i materiał do palenia (40).

2. Artykuł do palenia według zastrz. 1, znamienny tym, że warstwa owijki (38) stanowi warstwę kompozytową zawierającą liczne warstwy podstawowe (50, 52, 54).

3. Artykuł do palenia według zastrz. 2, znamienny tym, że w skład warstwy kompozytowej wchodzi warstwa metalowej folii (52).

4. Artykuł do palenia według zastrz. 3, znamienny tym, że warstwa kompozytowa zawiera warstwę bibułki (50, 54) laminowaną do warstwy metalowej folii (52).

5. Artykuł do palenia według zastrz. 3, znamienny tym, że warstwa kompozytowa zawiera dwie warstwy bibułki (50, 54) laminowane po każdej stronie warstwy metalowej folii (52).

6. Artykuł do palenia według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że przez warstwę owijki (38) przechodzi przynajmniej jedna perforacja (34).

7. Artykuł do palenia według zastrz. 6, znamienny tym, że przynajmniej jedna perforacja (34) jest zablokowana warstwą bibułki (32) przed użyciem artykułu.

8. Artykuł do palenia według zastrz. 7, znamienny tym, że materiał przynajmniej tych części warstwy bibułki (32), które znajdują się poniżej przynajmniej jednej perforacji (34) jest wystarczająco palny po wystawieniu na oddziaływanie ciepła wytwarzanego przez element zapłonowy (36) i materiał do palenia (40), aby te części warstwy bibułki (32) zostały wypalone podczas używania artykułu.

9. Artykuł do palenia według zastrz. 6, znamienny tym, że przynajmniej jedna perforacja (34) jest zablokowana przez osłonę w postaci palnego materiału wypełniającego.

10. Artykuł do palenia według zastrz. 6, znamienny tym, że wspomniana przynajmniej jedna perforacja (34) zawiera liczne perforacje.

11. Artykuł do palenia według zastrz. 10, znamienny tym, że wspomniane liczne perforacje obejmują przynajmniej jedną perforację (34) (71) mającą otwory o pierwszym wymiarze i przynajmniej jedną perforację (64) (73) mającą otwory o drugim wymiarze, większym niż pierwszy wymiar.

12. Artykuł do palenia według zastrz. 11, znamienny tym, że przynajmniej jedna perforacja (34) (71) mająca otwory o pierwszym rozmiarze jest umieszczona bliżej końcówki artykułu z odsłoniętym materiałem do palenia (40), niż przy najmniej jedna perforacja (64, 73) mająca otwory o drugim wymiarze.

PL 191 745 B1

13. Artykuł do palenia według zastrz. 12, znamienny tym, że przynajmniej jedna perforacja (34, 64) (71, 73) stanowi liczne perforacje rozmieszczone według wzoru.

14. Artykuł do palenia według zastrz. 1, znamienny tym, że element zapłonowy (36) zawiera materiał na bazie węgla.

15. Owijka papierosowa, przeznaczona do papierosów o zredukowanym strumieniu bocznym dymu pomiędzy zaciągnięciami, zawierająca pierwszą i drugą warstwę materiału owijkowego w postaci warstwy bibułki i warstwy owijki, znamienna tym, że materiał drugiej warstwy stanowiącej warstwę owijki (38), przykrywającej pierwszą warstwę stanowiącą warstwę bibułki (32), ma własności redukujące spalanie owiniętego materiału do palenia (40) pomiędzy zaciągnięciami, zaś materiał warstwy bibułki (32) jest bardziej podatny na spalanie niż materiał warstwy owijki (38) po wystawieniu na oddziaływanie energii cieplnej wytworzonej przez materiał do palenia (40) owinięty owijką.

16. Owijka papierosowa według zastrz. 15, znamienna tym, że warstwa owijki (38) stanowi warstwę kompozytową zawierającą liczne warstwy podstawowe (50, 52, 54).

17. Owijka papierosowa według zastrz. 16, znamienna tym, że warstwa kompozytowa zawiera warstwę metalowej folii (52).

18. Owijka papierosowa według zastrz. 17, znamienna tym, że warstwa kompozytowa zawiera warstwę bibułki (50, 54) laminowaną do warstwy metalowej folii (52).

19. Owijka papierosowa według zastrz. 17, znamienna tym, że warstwa kompozytowa zawiera dwie warstwy bibułki (50, 54) laminowane po każdej stronie warstwy metalowej folii (52).

20. Owijka papierosowa według zastrz. 15 albo 16, znamienna tym, że przez warstwę owijki (38) przechodzi przynajmniej jedna perforacja (34).

21. Owijka papierosowa według zastrz. 20, znamienna tym, że przynajmniej jedna perforacja (34) w warstwie owijki (38) stanowi liczne perforacje rozmieszczone według wzoru.

22. Owijka papierosowa według zastrz. 21, znamienna tym, że liczne perforacje obejmują przynajmniej jedną perforację (34, 71) mającą otwory o pierwszym wymiarze i przynajmniej jedną perforację (64, 73) mającą otwory o drugim wymiarze, większym niż ten pierwszy wymiar.

23. Owijka papierosowa według zastrz. 20, znamienna tym, że przynajmniej jedna perforacja (34) jest zablokowana warstwą bibułki (32).

24. Owijka papierosowa według zastrz. 23, znamienna tym, że materiał przynajmniej części warstwy bibułki (32) znajdujących się umieszczonych poniżej przynajmniej jednej perforacji (34) jest wystarczająco palny po wystawieniu na oddziaływanie ciepła, wytwarzanego przez element zapłonowy (36) i materiał do palenia (40), aby te części warstwy bibułki (32) zostały wypalone podczas używania artykułu.

25. Artykuł do palenia o zredukowanym strumieniu bocznym dymu pomiędzy zaciągnięciami, znamienny tym, że zawiera owijkę według zastrz. 15 do 24, owiniętą wokół materiału do palenia (40).

26. Artykuł do palenia według zastrz. 25, znamienny tym, że wewnątrz wkładu materiału do palenia (40) znajduje się element zapłonowy (36), przy czym materiał do palenia (40) zawiera materiał łatwiej wygaszalny w środowisku o małej zawartości tlenu w porównaniu z materiałem elementu zapłonowego (36), który jest materiałem na bazie węgla.

27. Artykuł do palenia według zastrz. 1 albo 26, znamienny tym, że element zapłonowy (36) ma kształt zasadniczo cylindryczny i jest ustawiony współosiowo z podłużną osią artykułu do palenia.

28. Artykuł do palenia według zastrz. 1 albo 25, znamienny tym, że materiał do palenia (40) zawiera materiał na bazie tytoniu.

29. Artykuł do palenia według zastrz. 25, znamienny tym, że warstwa owijki (38) rozciąga się do tego końca artykułu, przy którym jest odsłonięty materiał do palenia (40).

30. Artykuł do palenia według zastrz. 1 albo 29, znamienny tym, że warstwa owijki (38) rozciąga się w obrębie niezerowanej odległości Lod tego końca artykułu, przy którym jest odsłonięty materiał do palenia (40).

31. Artykuł do palenia według zastrz. 30, znamienny tym, że warstwa owijki (38) rozciąga się w obrębie odległości wynoszącej około 1 mm do 5 mm od tego końca artykułu, przy którym jest odsłonięty materiał do palenia (40).

32. Artykuł do palenia według zastrz. 1 albo 25, znamienny tym, że warstwa owijki (38) zawiera przynajmniej jedną perforację (34, 71) o pierwszym rozmiarze i przynajmniej jedną perforację (64, 73) o drugim rozmiarze, który jest większy niż ten pierwszy rozmiar, przy czym przynajmniej jedna perforacja (34, 71) o pierwszym rozmiarze jest umieszczona bliżej tego końca artykułu, przy którym jest odsłonięty materiał do palenia, niż przynajmniej jedna perforacja (64, 73) o drugim rozmiarze.