SI9300148A - Components for smoking articles and process for making same - Google Patents

Description

SESTAVINE ZA KADILSKE IZDELKE IN POSTOPEK ZA IZDELAVO LE-TEH

Področje izuma

Pričujoči izum se nanaša na kadilske izdelke, kot so cigarete, predvsem pa na gorivne sestavine za tovrstne kadilske izdelke, na kadilske izdelke, kot so cigarete, ki vključujejo gorivne sestavine, ki so narejene v skladu s tem izumom, in na postopke ter naprave za izdelavo tovrstnih sestavin in izdelkov.

Ozadje izuma

Cigarete, cigare in tobaki za pipo so priljubljene oblike tobačnih kadilskih izdelkov. Tekom let je bilo bodisi kot izboljšave ali kot alternative k tem priljubljenim oblikam tobačnih kadilskih izdelkov predlaganih mnogo kadilskih proizvodov in kadilskih izdelkov. Primeri izboljšanih kadilskih izdelkov so cigarete in tobaki za pipo, kot so opisani v patentih ZDA št. 4.793.365, 4.771.795, 4.756.318, 4.714.082 in 4.708.151, ki v splošnem obsegajo gorivni element, fizično ločeno sredstvo za ustvarjanje aerosola in ločen ustničen kos.

V evropskih patentnih objavah št. 0174645(A2) in 0212234(A2), ki ju tu jemljemo za referenci, je razkritih nekaj alternativnih oblik kadilskih izdelkov, v katerih so, tipično, vgrajeni (1) patrona za ustvarjanje aerosola, vsebujoča gorivni element za ustvarjanje toplote za prenos k materialu, ki oblikuje aerosol in ki lahko vsebuje material, ki ustvarja vonj po tobaku, (2) tulec ali srajčka, ki obdaja patrono, pri čemer tulec smotrno vsebuje izolacijsko gradivo okoli gorivnega elementa in material, ki vsebuje tobak, okoli materiala za oblikovanje aerosola ali, alternativno, izolacijsko gradivo okoli vse patrone za ustvarjanje aerosola in, po prosti izbiri, (3) ustničen kos, ki lahko vsebuje filtrski element. Patrona za ustvarjanje aerosola v splošnem obsega kapsulo, ki vsebuje material za ustvarjanje aerosola z gorivnim elementom na enem koncu.

V ZDA-patentu št. 5.129.133 (White et al.) je razkrita ekstrudirana cigareta, pri kateri je oglje vsebujoč material ekstrudiran okoli ovitega aerosol ustvarjajočega materiala, tako da ogljik vsebujoči material in aerosol ustvarjajoči material družno potekata vzdolžno z vmesno pregradno plastjo. Material, ki ustvarja aerosol, lahko, alternativno, omejuje ogljik vsebujoči material z vmesno pregradno steno.

Pred pojavom pričujočega izuma je bilo pri izdelavi cigaret in drugih kadilskih izdelkov, pri katerih gre za uporabo ogljik vsebujočih gorivnih elementov z ločenim sredstvom za ustvarjanje aerosola, v splošnem potrebno najprej ločeno oblikovati ogljik vsebujoč gorivni element, nato pa oblikovani gorivni element vložiti v cigaretno zgradbo s pravo usmeritvijo. Gorivni element se je tipično izdeloval s pomočjo izdelave vodne paste ogljičnega ali ogljik vsebujočega gradiva, s tem da se ga je ekstrudiralo skozi ekstrudimo orodje želene oblike preseka, strjevalo ekstrudirano pasto, tako da seje dobilo samonosilen ogljik vsebujoč čep, in z rezanjem strjenega ekstrudiranca na gorivne elemente, ki imajo želeno dolžino.

Vgrajevanje takih gorivnih elementov v cigareto ali drug kadilski izdelek je bilo zamotan postopek, ki je terjal usmerjanje gorivnega elementa, vlaganje usmerjenega gorivnega elementa v napravo za sestavljanje gorivnega elementa s fizično ločenim sredstvom za ustvarjanje aerosola, tipično s pomočjo vlaganja usmerjenega gorivnega elementa v odprti konec votle kovinske cevi, ki vsebuje substrat, ki nosi material za formiranje aerosola. Kombinirani gorivni element/generator aerosola je bilo zatem treba, značilno, usmeriti, ga vložiti v napravo za vložke in vložiti v preostanek zgradbe cigarete. Glej npr. ZDA-patent št. 4.893.637, ki opisuje naprave in postopke za izdelavo sestavin kadilskega izdelka. Tam je opisan postopek izdelave tulčne ali srajčne sestavine, ki ima odstranljiv nosilni element, pri čemer je nosilni element, prednostno votla cev, obdan s stisljivim in prožnim materialom, uporabljajoč novo oblikovalno napravo v kontinuimem smislu za proizvodnjo z visoko hitrostjo. Nastajanje kadilske naprave je vključevalo vložitev gorivnega elementa/generatorja aerosola v tulec ali srajčko, medtem ko seje odstranjeval odstranljivi nosilni element.

Pričujoči izum daje postopek kontinuirnega oblikovanja gorivne komponente, obsegajoče tulec ali srajčko, ki obdaja ekstrudirano gorivno sestavo za uporabo pri kadilskih izdelkih, kot npr. kadilskih izdelkih cigaretne vrste.

Ta izum nadalje daje nove gorivne sestavine in naprave za izdelavo takih gorivnih sestavin, ki rešijo mnoge od izdelovalnih zamotanosti in dajejo izboljšane kadilske izdelke.

Bistvo izuma

Po tem izumu se gorivna sestavina za kadilski izdelek oblikuje s pomočjo kontinuirnega ekstrudiranja sestavka za tvorbo vnaprej izbrane oblike, z obdajanjem kontinuirno ekstrudiranega sestavka s plastjo materiala za tvorbo ovite palice ali kompozitnega člena, prednostno z vezavo gorivnega elementa k plasti materiala in z rezanjem dobljenega kompozitnega člena na vnaprej določene dolžine za uporabo pri sestavljanju kadilskih izdelkov. Plast materiala, ki obdaja gorivni element, prednostno deluje za zadrževanje gorivnega elementa v gorivni sestavini. Zadrževalna plast prednostno obsega stisljiv, prožen material, kot je vlaknat izolacijski material. Obdajajoči material lahko s pridom obsega več plasti, npr. plast izolacijskega materiala, kot so steklena vlakna, plast materiala, ki vsebuje vir arome kajenja, kotje tobak ali tobačni papir, ali druge materiale, ki vsebujejo tobačne ekstrakte ali sredstva za aromo. Če se želi, lahko katero koli od dodatnih plasti obdamo z dodatno izolacijsko plastjo. Obdajajoča plast (plasti) je prednostno čez prekrita s papiijem ali drugim primernim materialom za potrebe rokovanja in za opredelitev zunanjega premera. Tako lahko uporabimo npr. razne vrste cigaretnega papirja za zvezno ovitje obdajajočih plasti pred operacijo rezanja.

Pred pojavom pričujočega izuma se je iz več razlogov ocenjevalo za nepraktično neposredno ekstrudiranje gorivnega elementa v gorivno sestavino. En razlog je bil, da ima gorivni sestavek, ko ga ekstrudiramo, zelo nizko strukturno povezanost, in tako je skrajno neprikladen za to, da prenese grobosti potrebnega izdelovalnega postopka. Drug problem je izviral iz lastne narave ekstrudiranja. Ekstrudorji zaradi sprememb v zmesi, reologiji materialov, potujočih skozi ekstrudirno orodje, in drugih činiteljev znatno nihajo v hitrosti na izstopu. Tipi strojev, potrebnih za združitev gorivnih sestavin za kadilske izdelke, pa teijajo konstanten dovod materiala za neprekinjeno iztekanje. Nadaljnji problemi vključujejo strukturno povezanost gotove sestavine - ekstrudiranje premočrtnega goriva v obdajajočo plast se je ocenjevalo kot da vodi k problemu osipa. Z drugimi besedami, gorivni element kot tak lahko bodisi pred prižiganjem ali zatem izpade iz obdajajoče (obdajajočih) plasti.

Zdaj pa smo ugotovili, da se da gorivne elemente ekstrudirati direktno in gorivne elemente izdelovati v učinkovitem izdelovalnem postopku in ustvariti gorivno sestavino, v kateri je gorivni element vezan na obdajajočo zadrževalno plast materiala, tako da so preprečeni problemi osipa.

V prednostni izvedbi izuma sestavina, ki je tako oblikovana, vsebuje podolgovat ekstrudiran gorivni element, ki je obdan z zadrževalno plastjo in zvezan z njo, pri čemer je ta plast narejena prednostno iz stisljivega prožnega materiala in obdana s papirnatim ovojnim materialom ali podobnim. Kot je rabljeno tu, se izraza vezan in zvezan nanašata na material v zadrževalni plasti, ki je zvezan ali sprijet z zunanjo površino ekstrudiranega gorivnega elementa na način, da mora kak odsek zadrževalnega materiala, gorivnega elementa ali sredstva, ki ustvaija sprijetje ali zvezo, biti prekinjen ali prebit, da se material loči od ekstrudiranca.

Pri določenih prednostnih izvedbah ekstrudirani gorivni element obsega ogljik vsebujoč material, ki je uporaben kot gorivo in prednostno vsebuje pasto ogljika, veziva in vode z drugimi sredstvi za aromo ali materiali ali brez njih, ki se zatem suši, da tvori gorivni element.

Pri določenih prednostnih izvedbah gorivni element vsebuje tudi tobak ali vir tobaka ali druge arome. Tako lahko gorivni element vsebuje npr. do okoli 20 ut.%, prednostno okoli 5 ut.% do okoli 15 ut.% tobaka, da se dobljenemu kadilskemu proizvodu podeli okus po tobačnem dimu.

Stisljiva, prožna zadrževalna plast je narejena prednostno z uporabo vlaknatega materiala v obliki traku, katerega širina zadošča za ovitje okoli ekstrudiranega sestavka in katerega debelina zadošča za ustvaritev želenega zunanjega premera sestavine.

Pri nekaj prednostnih izvedbah je uporabljenih več prožnih plasti. Zlasti prednostne so izvedbe, pri katerih je gorivni element obdan s plastjo izolatorja, kot so steklena vlakna, ki je po svoji plati obdana s plastjo tobačnega papirja, ki je po svoji plati obdana z nadaljnjo plastjo steklenih vlaken.

Prednostno je ovita palica nadalje obdana z nadaljnjim, na papir spominjajočim ovojem za tvorbo kompozitnega člena za dosego vnaprej določenega zunanjega premera za sestavino.

Obstaja niz činiteljev, ki prispevajo k uspehu pričujočega izuma. En prednostni vidik pričujočega izuma je uravnavati vsebnost vlage gošče, ki vsebuje ogljik in ki se ekstrudira v gorivni element. Ugotovili smo, da naj bi bila vsebnost vlage v gošči, vsebujoči ogljik, vzdrževana med okoli 20 ut.% in 45 ut.%, prednostno med okoli 34 ut.% in 40 ut.%, odvisno od okoliščin ekstrudiranja in sestave gorivne zmesi, za dosego gošče, ki ima reološke lastnosti, ki dopuščajo ekstrudiranje, a dovoljujejo manipuliranje z ekstrudirancem, kot je opisano spodaj, da se dobi nepretrgan (koherenten) gorivni element.

Raven znotraj tistih območij, pri katerih naj bi bila vsebnost vode vzdrževana za dosego optimalne ekstrudibilnosti, je do neke stopnje odvisna od izstopne temperature ekstrudoija in ekstrudimega orodja, ki se uporabljata za oblikovanje ekstrudiranca. Tako naprimer ekstrudorji batne vrste, čeprav niso kontinuirni, težijo za ekstrudiranjem pri nižjih temperaturah, in tako se da uporabiti nižje vsebnosti vlage v gorivnem sestavku. Kontinuirni ekstrudorji vijačne vrste pa težijo k proizvodnji ekstrudiranca pri višji temperaturi, npr. 50 - 80°C. V takih primerih mnogo vode uide iz gorivnega sestavka, ko ekstrudiranec zapušča ekstrudimo orodje. Kot rezultat takega upaijanja se ekstrudiranec ohlaja, dobljeni ekstrudiranec pa utegne imeti prenizko vsebnost vode, da bi se dalo ekstrudiranec nadalje obdelovati v izdelovalnih operacijah. V takih okoliščinah bi bilo potemtakem treba uporabljati višje začetne vsebnosti vode.

Drug prednostni vidik pričujočega izuma je uporaba dejanske proizvodne hitrosti ekstrudiranca iz ekstrudorja za uravnavanje hitrosti stroja, ki obdaja plast materiala okoli ekstrudiranega gorivnega elementa. To je prednostno narejeno s pomočjo srečanja ekstrudiranca s sredstvom za merjenje hitrosti, potem ko on zapušča ekstrudor, in uporabe tako ugotovljene hitrosti za uravnavanje hitrosti ovojnega sredstva. Ta pristop pripomore pri kompenzaciji spreminjanja hitrosti izdajanja, do česar včasih pride na izhodu iz ekstrudoijev.

Druga pot za kompenziranje spreminjanja na izhodu iz ekstrudoija je vključitev zakasnilne zanke v polnilno linijo med ekstrudorjem in ovojnim sredstvom. Zakasnilna zanka naj bi po velikosti in geometriji zadoščala za kompenzacijo normalnega spreminjanja dotoka ekstrudiranca in naj bi se izognila ostrim lomom v liniji ekstrudiranca, da se izognemo pokanju ali lomljenju ekstrudiranca. Prednostno se uporabita tako krmiljenje ovojnega sredstva kot tudi zakasnilna zanka za stabiliziranje hitrosti dovoda ekstrudiranca k ovojnemu sredstvu.

Drug vidik tega izuma, ki je poudarjeno prednosten pri izdelovalni operaciji, je uporaba zračne blazine pri podpiranju ekstrudiranca med potovanjem na poti od ekstrudoija do ovojnega sredstva. Zračna blazina je podporno sredstvo, s pomočjo katerega je ekstrudiranec, ko potuje med ekstrudoijem in ovojnim sredstvom, vsaj delno podprt z zračnimi curki, ki imajo prednost pred podpiranjem z mehanskim dotikom. Tako podprtje je lahko pomembno v tem, da se izognemo proizvodnji neenakomernih, mehansko defektnih gorivnih sestavin. Zračna blazina med transportiranjem ekstrudiranca k ovijalni pripravi prav tako deluje do neke mere hladilno in sušilno.

Zelo pomemben element pri uspešni operaciji pričujočega izuma je postopek, s pomočjo katerega se gorivni element zveže (zlepi) z obdajajočim gradivom. Obdajajoče gradivo je prednostno obdelano z materialom za vnos lepilne lastnosti, predno je ovito okoli gorivnega elementa. Tako se naprimer v slučaju obdajajočega gradiva iz steklenih vlaken zveza med obdajajočo steklenovlakensko plastjo in ogljik vsebujočim gorivnim elementom lahko doseže s pomočjo reaktiviranja pektinskega veznega sredstva, ki je normalno vključeno kot majhen utežni odstotek steklenovlakenskega gradiva, kakršno je tržno dosegljivo. Prednostno je steklenovlakensko gradivo navlaženo z majhno količino vode, preden se uporabi za ovitje ekstrudiranca. Prednostno je, da steklena vlakna omočimo z majhno količino vode zadosti navzgomje glede na njihov stik z ekstrudirancem, tako da ima pektin priliko biti navlažen in se aktivirati s pomočjo dodane vlage. Količina vode, dodane po tem postopku, je majhna, prednostno ravno zadostna za aktiviranje pektina za držanje gorivnega elementa v gorivni sestavini. Tipično je količina dodane vode velikostnega reda 1-2% končne teže gorivnega elementa. Vodo lahko vnašamo s pomočjo cevi majhne svetline, prednostno cevi, ki ima odprtino velikosti 18-20 μπι. V poštev pride tudi pršilen valj, tako daje voda, ki sejo dovaja na prožni material, razpršena čez vsaj del področja steklenovlakenskega runa, ki se bo dotikal zunanje površine gorivnega elementa.

Runo iz steklenih vlaken ali drugo obdajajoče gradivo je dobljeno in dovedeno prednostno na način, kot je opisan v ZDA-patentu št. 4.893.637, ki opisuje sredstvo za formiranje lijaka ali troblje, ki ima ločni površini za vodenje robov traku okoli gorivnega elementa. Kjer je treba rabiti več kot eno traku podobno plast, se lahko uporabi več oblikovalnih sredstev za oblikovanje vsake od plasti okoli gorivnega elementa. Iste traku podobne materiale pa se da oblikovati hkrati z uporabo enega samega oblikovalnega sredstva po tem patentu. Tako naprimer se da za izdelavo gorivnih sestavin, ki imajo zgoraj opisano sendvičasto zgradbo, t.j., gre za uporabo dveh plasti steklenih vlaken z vmesno plastjo tobačnega papirja, tobačni papir vlagati v isto oblikovalno sredstvo hkrati z eno ali drugo od plasti steklenih vlaken. V tem slučaju oblikovalno sredstvo vodi robove tako plasti steklenih vlaken kot tudi tobačnega papiija, tako da obe plasti obdajata gorivni element.

Končne stopnje izdelave gorivne sestavine so ovijanje sestavine v cigaretni ali drug primerni papir, zlepljenje papirja, tako da sestavina drži skupaj, in rezanje le-te na želene dolžine. Vse to je prednostno narejeno na isti napravi, in tržno je na voljo nekaj strojev, ki izpolnjujejo omenjene naloge. Trenutno dajemo prednost stroju KDF-2, stroju za izdelavo cigaretnega filtra, kakršne izdeluje Hauni, Hamburg, Nemčija. Izrazito je prednostno, da se hitrost stroja KDF-2 uravnava z linearno hitrostjo ekstrudiranca, izhajajočega iz ekstrudorja, kot je omenjeno zgoraj.

Nedvomno je največja korist, ki je dobljena s pričujočim izumom, tista v zvezi s hitrostjo in produktivnostjo. Pri znanem postopku je ekstrudiranec moral potovati skozi dolg niz sušilnih sredstev, kot so zračne blazine, da se sušijo segmenti gorivnega gradiva, tako da se z njimi da rokovati in se jih da spraviti. Segmente je zatem bilo treba zbrati, naložiti na pladnje, te pa spet naložiti v polnilne stroje za vlaganje gorivnih elementov v vložni stroj s primemo usmeritvijo, kot je opisano naprimer v ZDA-patentu št. 4.782.644, izišlem 8. novembra 1988.

Novi postopek je primeren za proizvodnjo gorivnih elementov v mnogokratnikih (po več naenkrat), ki se jih da zatem združiti z drugimi deli kadilskih izdelkov z dobro znano tehnologijo izdelave cigaret. Ko obratuje s polno hitrostjo, lahko KDF-2 porabi okoli 400 dolžinskih čevljev ekstrudiranca v minuti. Če so razrezani v mnogokratnike po 4 ali več, lahko postopek potemtakem proizvede tisoče gorivnih sestavin v minuti.

Primarni namen zračne blazine je doseči na minimalnem stiku zasnovan transport med ekstrudoijem in napravo za ovijanje in rezanje; namen le-te kot sredstvo za sušenje ekstrudiranca je šele drugoten. S postopkom neposrednega vbrizgavanja, kakršen je možen po pričujočem izumu, je vsebnost vode v gorivnem elementu v bistvu še visoka, npr. okoli 28 ut.% do okoli 30 ut.%, če je vključena v gorivno sestavino. Do glavnine sušenja pride, ko so gorivni elementi v gorivnih sestavinah, pri čemer je vsebnost končne vlažnosti med okoli 2 ut.% do okoli 10 ut.%, prednostno okoli 4 ut.% do okoli 6 ut.%. Tako se večini sušilne opreme izognemo, enako tudi pladnjem, rokovanju, polnilni opremi, vlagalni opremi in pravzaprav celotnemu vlagalnemu postopku.

Ne le da so bistveno zmanjšani obseg tretiranja in potrebna oprema ter rokovanje, temveč so dobljeni proizvodi v bistvu izboljšani. Dejstvo, da je gorivni element vezan na okolišni material, je učinkovito pri preprečevanju osipa gorivnega elementa. Zmanjšanje v obsegu tretiranja pomeni, da so gorivni elementi podvrženi daleč manj sunkom, drobljenju, pokanju in napačnemu rokovanju, posledica česar je bistveno izboljšanje skupne kakovosti proizvoda in bistveno zmanjšanje stopnje odpadkov.

V nadaljnjem je lokacija gorivnih elementov znotraj gorivne sestavine bolj trdna v primerjavi z rezultati vlagalnega postopka. Tako so tudi končni kadilski proizvodi lahko bolj trdni, ne da bi kadilec imel težave pri prižiganju gorivnega elementa, ki je v procesu vlaganja ušel v cigareto.

Gorivni elementi pričujočega izuma so prednostno rabljeni v zvezi s fizično ločenim sredstvom za ustvarjanje aerosola, ki vsebuje substrat, ki nosi material za formiranje aerosola. Sredstvo za ustvarjanje aerosola je prednostno razporejeno vzdolžno sosedno z gorivnim elementom, prednostno na razmiku 1 do 10 mm za gorivnim elementom, da se zmanjša učinek stenja. Prednosten substrat je papirnat substrat.

Kadilski izdelki, kot so cigarete, ki vključujejo gorivne elemente iz pričujočega izuma, prednostno nadalje uporabljajo ustničen kos na koncu cigarete, ki pride v usta, s katerim se aerosol, ki ga ustvarja cigareta, vodi h kadilcu. Prednostni ustnični kosi vsebujejo segment zvitega tobačnega papirja, razporejen nadolnje glede na sredstvo za ustvarjanje aerosola, s filtrom nizke učinkovitosti, npr. polipropilenskim filtrom, razporejenim nadolnje glede na čep tobačnega papirja, ob ustnem koncu cigarete.

Med kajenjem se toplota od gorečega gorivnega elementa ob uporabi sestavin tega izuma hitro prenaša na sredstvo za ustvarjanje aerosola v cigaretah in ta toplota povzroča izhlapevanje materiala za formiranje aerosola, vsebujočega v njem, ki kot tak za uporabnika deluje skozi ustnični kos kadilskega izdelka kot dimu podoben aerosol.

Poleg zgoraj omenjenih ugodnosti je nekaj prednostnih sestavin pričujočega izuma v stanju ustvariti aerosol, ki je kemijsko preprost, sestoječ v bistvu iz zraka, oksidov ogljika, vode, snovi za formiranje aerosola vključno poljubne želene arome ali drugi hlapljivi materiali ter sledne količine drugih materialov.

Druge prednostne izvedbe vključujejo malo tobaka v gorivnem sestavku in/ali vsebujejo nekakšno obliko tobaka, npr. rezanico, tobačni papir, tobačni ekstrakt itd. v izolacijski plasti, ki obdaja gorivni element in/ali ki obdaja generator aerosola. Taki kadilski izdelki izdajajo k dimu izboljšano aromo.

WTPM, ki ga proizvajajo prednostne cigarete tega izuma, ima prednostno malo ali nobene merljive aktivnosti, merjene po Ames testu, t.j., gre za majhno ali neznatno razmerje odziva doze med WTPM, ustvarjenim s prednostnimi cigaretami pričujočega izuma, in številom revertantov, ki se pojavijo v standardnih testnih mikroorganizmih, izpostavljenih takim proizvodom. Po zagovornikih Ames testa opazen odziv, odvisen od doze, nakazuje prisotnost mutagenih materialov v testiranih proizvodih. Glej Ames et al., Mut. Res., 31: 347-364 (1975); Nagao et al., Mut. Res., 42: 335 (1977).

Kot je rabljeno tu, ko gre samo za potrebe te prijave, se pod pojmom aerosol razume vsebnost par, plinov, delcev in podobnega bodisi v vidni ali nevidni obliki, zlasti pa tiste sestavine, ki jih kadilec doživlja kot dimu podobne, nastale z delovanjem toplote od gorečega gorivnega elementa na osnovi substanc, ki jih vsebuje sredstvo za ustvarjanje aerosola ali kar koli drugega v izdelku. V skladu z dano definicijo pojem aerosol vsebuje tudi hlapljiva aromatična sredstva in/ali druga hlapljiva sredstva ne glede na to, ali ta ustvarjajo viden aerosol.

Kot je rabljeno tu, se pod pojmom ogljik vsebujoč razume uporaba vsaj 50% ogljika v trdnem materialnem delu gorivnega elementa ali paste, uporabljene za izdelavo tega.

Kratek opis skic

Sl. 1 je vzdolžni prerez, ki ponazaija izvedben primer gorivne sestavine za kadilski izdelek, pripravljen v skladu z nauki pričujočega izuma.

Sl. 2 je pogled skoncema izvedbe s sl. 1.

Sl. 3 je vzdolžni prerez, ki ponazarja izvedbo cigarete, pri kateri je uporabljena gorivna sestavina, kakršna je predstavljena v slikah 1 in 2.

Sl. 4 je shematična ponazoritev izvedbe naprave za izdelavo sestavin za kadilske izdelke v skladu s pričujočim izumom.

Sl. 5 je shematična predstavitev druge izvedbe naprave za izdelavo sestavin za kadilske izdelke v skladu s pričujočim izumom.

Sl. 6 je shematična predstavitev prednostnega pršilnega sistema, uporabljivega z napravo, predstavljeno na sl. 4.

Podroben opis prednostne izvedbe

V skladu s pričujočim izumom se da gorivne sestavine za kadilske izdelke narediti v kontinuirnem postopku. Če preidemo k skicam, zlasti k skici sl. 1, vsaka gorivna sestavina 10 obsega ekstrudiran sestavek 12, katerega obdaja in je z njim zlepljen zadrževalen material 15 in je prednostno ovit z zunanjim papirju podobnim ovojem

18. Sestavine imajo tipično premer okoli 7-8 mm, pri čemer se dolžina menja v odvisnosti od želenih značilnosti ustvarjanja toplote gorivnega elementa v kadilskem izdelku. Tudi dolžina je prednostno izbrana tako, da, ko gorivni element ugasne, ostane del gorivnega elementa, ki je še zlepljen z zadrževalno plastjo. Gorivni elementi, ki imajo drugačne premere in zasnove, se da prav tako narediti.

Pri izvedbah pričujočega izuma, pri katerih gre za uporabo ekstrudiran sestavek 12, ki vsebuje ogljik vsebujoč gorivni material za gorivni element, je gorivni material tipično pripravljen iz vlaknatega celuloznega gradiva s pirolizo pri temperaturi od okoli 400°C do 900°C, prednostno od okoli 550°C do 750°C, v neoksidacijski atmosferi. Pirolizirani material je razsekan (sekljan) na kratke dolžine vlakna, zmešan z vezivom, vodo in drugimi primernimi gradivi, kot je natrijev karbonat ali drug vir natrija za optimalno vžigljivost in karakteristike tlenja, asparagin za krojenje kadilskih proizvodov, neko obliko tobaka za proizvodnjo arome ali z drugimi materiali, po želji, nato pa ekstrudiran v želeno obliko. Uravnavanje nivoja natrija v gorivu in uporaba asparagina sta opisana v ZDA-patentu št. 5.178.167 (Riggs et al.), katerih razkritje je tu upoštevano kot referenca.

Zasnova in sestava goriva sta odvisni od karakteristik, ki jih mora imeti gorivni element, ko je rabljen v kadilskem izdelku. Tako naprimer lahko gorivne elemente izdelamo iz zmesi, vsebujoče 90 ut.% karbonizirane papirne kaše iz trdega lesa vrste Kraft, zmlete na povprečno velikost delca 12 μτη, in 10% amonij-alginatnega veziva. Ta zmes ogljikovega prahu in veziva je prednostno zmešana skupaj z vodno raztopino natrijevega karbonata primerne trdnosti za oblikovanje ekstruzijske zmesi, iz katere se gorivni elementi naredijo v njihovo končno obliko, pri čemer gre za vsebnost od okoli 2.000 do okoli 20.000 ppm natrija (Na), merjeno z uporabo atomske emisijske spektroskopije, zasnovane na induktivno sklopljeni plazmi (ICP-AES¹). Približno 30 ut.% raztopine Na₂CO₃ se lahko mešanici doda namesto dela ali vse vode za tvorbo raznih ekstruzijskih zmesi.

Drugi primerni viri materialov, ki vsebujejo ogljik, so ogljiki iz lupine kokosovega oreha, kot so ogljiki PXC, ki so na voljo kot PCB, in eksperimentalni ogljiki, ki so na voljo kot Lot B-11030-CAC-5, Lot B-11250-CAC-115 in Lot 089-A12-CAC-45 proizvajalca Calgon Carbon Corporation, Pittsburgh, PA.

Ogljik papirne kaše trdega lesa se lahko pripravi naprimer s karbonizacijo brezlojevčne stopnje papirja iz trdega lesa vrste Grand Prairie Canadian Kraft pod dušikovim plaščem z naraščanjem temperature na stopenjski način, kot to zadošča za minimiziranje oksidacije papirja, do finalne temperature karbonizacije vsaj 750°C. Dobljeni ogljkov material ohladimo pod dušikom na manj kot okoli 35°C in zatem zmeljemo v droban prah s povprečno velikostjo premera delca okoli 12 μτα (merjeno z uporabo instrumenta Microtrac).

Gorivna zmes se ekstrudira skozi ekstrudimo orodje, katerega presek ustreza gorivnim elementom. Kot se vidi na primeru s sl. 1-3, imajo ekstrudirane gorivne palice šest enakomerno razmaknjenih obodnih rež ali utorov, vsak globine okoli 0,03 cole in širine okoli 0,024 cole. Prednostno je, kot je predstavljeno, notranja površina utora zaokrožena, s čimer je dosežena izboljšana strukturna povezanost.

Kot je opisano zgoraj, je gorivni element držan v gorivni sestavini pričujočega izuma s

1. Inductivefy coupled plasma atomic emission spectroscopy.

pomočjo zadrževalne plasti. Zadrževalno sredstvo prednostno obdaja vso vzdolžno zunanjost gorivnega elementa. Omenjena plast lahko sega tudi čez enega od ali čez oba konca gorivnega elementa, učinkovito skrivajoč gorivni element in ločujoč ga od drugih sestavin cigarete. Prednostna, prožna narava zadrževalnega sredstva lahko temu dovoljuje delno seganje v kateri koli utor na zunanjosti gorivnega elementa. Prednostno zadrževalno sredstvo tudi pripomore pri zadrževanju toplote in omejevanju količine radialnega atmosferskega zraka, ki bi sicer lahko tekel v gorivni element med uporabo. Prednostno zadrževalno sredstvo potemtakem deluje kot izolacijski člen.

Zadrževalno gradivo lahko vsebuje steklena vlakna (npr. C steklo proizvajalca Owens-Coming), mešanico tobačnega polnila in steklenih vlaken, v plasti nabran ali na trakove narezan tobačni papir, v plasti nabran ali v trakove narezan ogljični papir, tobačno narezano polnilo ali podobno.

Kot je predstavljeno na sl. 3, tipična, cigareti podobna kadilska naprava, ki vsebuje prednostne gorivne sestavine pričujočega izuma, obsega gorivno sestavino 10, ki je vzdolžno sosedna s sredstvom 20 za ustvarjanje aerosola. Sredstvo za ustvarjanje aerosola, kot je narisano, obsega substrat 21, ki nosi material za formiranje aerosola, naprimer glicerol, in ovoj 22, npr. povrhnji papir. Sredstvo 20 za ustvarjanje aerosola je lahko prikladno obdano z ovojem ali cevjo 23 iz togega papirja ali drugega primernega gradiva. Sredstvo kot generator aerosola je razporejeno v cevi 23, tako da je odmaknjeno od koncev le-te. V odvisnosti od dolžine substrata lahko med substratom in naprednjim koncem ustničnega kosa 30 obstaja praznina ali prostor 26. Ta prostor lahko vsebuje tobak, kot je narezano polnilo ali tobačni papir, če se tako želi. Generator aerosola in gorivna sestavina sta prednostno medsebojno spojena s pomočjo drugega ovojnega papirja 25, ki je lahko odmaknjen od prižigalnega konca gorivne sestavine. Substrat 21 in gorivni element 12 sta prednostno ločena s prostorom 24, ki pripomore pri odpravi selitve materiala za oblikovanje aerosola in pri odpravi pregrevanja substrata.

Cigareta nadalje obsega ustnični kos 30, kije narejen iz zvitka 31 tobačnega papirja ali drugega primernega gradiva, priključenega k filtru 35 nizke učinkovitosti, ki je narejen npr. iz polipropilena ali drugega primernega gradiva.

Za potrebe lahkosti rokovanja sta zvitek 31 tobačnega papirja in filter 35 čez ovita s papirjema 32 oz. 36, ti dve sestavini pa sta kot taki lahko združeni z ovojem 33.

Ustnični kos 30 je prednostno združen s prednjim koncem cigarete s pomočjo drugega ovoja papirja 37, kot je predstavljeno na sl. 3.

Prednostno sredstvo za ustvaijanje aerosola vsebuje material za oblikovanje aerosola (npr. glicerin), tobak v poljubni obliki (npr. tobačne praške, tobačni ekstrakt ali tobačni prah) in druge materiale za oblikovanje aerosola in/ali sredstva za ustvarjanje tobačne arome, kot je kokos, sladki koren in sladkorji. Material za oblikovanje aerosola je v splošnem spravljen v substratu, kot je papir v plasteh, tobačni papir v plasteh ali druga oblika substrata. Tobačno gradivo lahko obdaja gorivni element, substrat in/ali je lahko uporabljeno kjer koli v kadilskih izdelkih pričujočega izuma.

Substrat je prednostno monoliten substrat. Če je substrat gradivo papirne vrste, je skrajno prednostno, da je tak substrat razporejen v razmaknilnem razmerju do gorivnega elementa. Razmaknilno razmerje je zaželeno za minimiziranje stika med gorivnim elementom in substratom, s čimer se prepreči selitev materialov za formiranje aerosola v gorivo kot tudi omejitev morebitnega smojenja ali gorenja papirnega substrata. Razmik 24 je lahko ustvarjen z nazaj pomaknjeno naravo gorivnega elementa v izolacijskem in zadrževalnem sredstvu ali s tem, da je narejen fizičen razmik (t.j. vrzel) med gorivnim elementom in substratom med izdelavo.

Ustnični kos 30 je zasnovan za izdajanje aerosola v kadilčeva usta. Tipično ima ustnični kos v splošnem cevasto obliko in vsebuje tobačne materiale (npr. cilindričen vložek tobaka v plasteh) in filtrirni element.

Ena od primernih gorivnih sestav vsebuje od okoli 60 do okoli 90 utežnih odstotkov ogljika, od okoli 1 do okoli 20 utežnih odstotkov primernega veziva, od okoli 1 do okoli 5 utežnih odstotkov spojine, ki sprošča amoniak, in od okoli 2.000 do okoli 20.000 ppm natrija (Na), merjeno z uporabo atomske emisijske spektroskopije, zasnovane na induktivno sklopljeni plazmi (ICP-AES). Spojine, ki so v stanju sprostiti amoniak pod pogoji gorenja gorivne sestave, vključujejo spojine kot so urea, neorganske in organske soli (npr. amonijev karbonat, amonijev alginat ali mono-, di- ali triamonijev fosfat), aminosladkoiji (npr. prolino fruktoza ali asparaginska fruktoza), aminokisline, zlasti alfa aminokisline (npr. glutamin, glicin, asparagin, prolin, alanin, čistin, aspartinska kislina, fenilalanin ali glutaminska kislina), di- ali tripeptidi, kvateme amonijeve spojine in podobno. Te gorivne sestave so opisane v podrobnostih v ZDA-patentu št. 5.178.167 (Riggs et al.), katerega razkritje se tu uporablja kot referenca.

Prehajamo na skico sl. 4. Vlažna zmes se ekstrudira z uporabo batnega ekstrudorja 50, kakršen je stroj HET-120A proizvajalca Hydramet American Inc. Ekstrudirana zmes 12 zapušča ekstrudirno orodje kot kontinuiren ekstrudiranec, ki ima želeno presečno obliko, in se odlaga na zračnoblazinski transporter 52. Ekstrudiranec 12 se od tedaj dotika valja 53, ki je lahko tahometer, za merjenje linearne hitrosti toka ekstrudiranca, pri čemer se izmerjena hitrost lahko uporabi za uravnavanje hitrosti ovijalnega sredstva 60, kot je modificiran KDF-2. Normalno se ekstrudiranec oblikuje v zakasnilno ali zaostajalno zanko 55 med tahovaljem 53 in jalovim valjem 54, da se uravnavajo spremembe v hitrosti med sestavinami naprave, v tem primeru ekstrudorjem 50 in KDF-2 60. Zadrževalni material 58 je pripravljen za obdajanje ekstrudiranca s plastjo materiala. Prednostno je zadrževalna plast z materialom, ki bo pripomogel pri oblikovanju zveze z zunanjo površino gorivnih elementov, zasnovana pred ovijanjem okoli teh gorivnih elementov. Če je zadrževalna plast steklenovlakenska plast, vsebujoča naprimer okoli 3 ut.% do okoli 5 ut.% pektina, se zveza lahko vzpostavi z naprševanjem vode vsaj na del površine steklenovlaknatega runa, pri čemer količina vode zadošča vnaprej pred ovijanjem gorivnega elementa, da se pektin v steklenem vlaknu aktivira za zvezo z gorivnimi elementi.

Prednostni zračnoblazinski transporter 52 je kanal, vsebujoč vzorec lukenj v tlačni posodi, ki dovaja zrak nizkega tlaka za podpiranje ekstrudiranca, ko le-ta zapušča ekstrudor in ko se giblje za dosego zlitja ali združitve s trakom materiala, ki vstopa v stroj KDF-2. Zračnoblazinski transporter je lahko prekinjen npr. z uporabo jalovih koles, da nastane zanka 55 ekstrudiranca, tako da spremembe hitrosti KDF-2 in ekstrudorja ne privedejo do prekinitve ekstrudiranca.

Ovijalno sredstvo 60 je prednostno trgovsko razpoložljiv stroj za izdelavo filtra, ki je na trgu dosegljiv pri proizvajalcu Hauni iz Hamburga pod oznako KDF-2. Ovijalno sredstvo dela dvoje, v papirni ovitek ovija gorivni element, ki je obdan z zadrževalno plastjo, in seka sestavljeni element na vnaprej določeno dolžino.

Druga prednostna izvedbena oblika naprave ža izdelavo gorivnih sestavin pričujočega izuma je shematično predstavljena na sl. 5. Kot je predstavljeno, se zmes ekstrudira v želeno obliko z uporabo ekstrudorja v navezi (kompaunden ekstrudor), kot je dvovijačni kompaundni ekstrudor 80. Primeren ekstrudor te vrste je ekstrudor Baker-Perkins MP-50-35 DE XLT, kije prednostno opremljen z vijakom, vključno niz navsprednjih vijačnih segmentov, mešalnih segmentov in polnilnovijačnih segmentov.

Po izstopu iz ekstrudorja se ekstrudiranec 12 dotakne tahometrskega kolesa 81, katerega linearna obodna hitrost se s primernimi sredstvi tekoče meri. Tako se naprimer hitrost vrtenja tahokolesa lahko meri s fotosenzorjem (ni prikazan), razporejenim za ujemanje na zobeh zobnika, pripetega k tahokolesu 81. Signali od hitrostnega senzorja se prenašajo s krmilno napravo 82 h krmiljenju, ki vodi hitrost ovijalne in rezalne naprave 100.

Ko zapusti tahokolo 81, ekstrudiranec 12 pade v zakasnilno ali zadrževalno zanko 83, ki pomaga kompenzirati razliko v proizvodni hitrosti med ekstrudorjem ter ovijalno in rezalno napravo.

Ekstrudiranec zatem vstopi v zračnoblazinski transporter 84, da pride v postajo 85, kjer se zadrževalna plast tračnega materiala 90 ovije okoli gorivnega elementa. Tako se naprimer gorivni element lahko ovije s prožnim runom iz vlaken Owens-Corning C-glass. Za podrobnosti v zvezi z lastnostmi tega materiala glej strani 48-52 monografije z naslovom Chemical and Biological Studies of New Cigarette Prototvpes That Heat Instead of Bum Tobacco, R. J. Reynolds Tobacco Co. (1988).

V ovijalnem in rezalnem stroju 100 se steklenovlakenska plast ovije s papirnim ovojem, prednostno s papirji, opisanimi v ZDA-patentu št. 4.938.238, katerega razkritje je tu vključeno kot referenca.

Sestavine se lahko izdelujejo z vlaganjem ekstrudiranca in traku materiala naprimer v Hauni KDF-2 stroj 60 za izdelavo filtra, opremljen s strojem za oblikovanje, kot je opisan v ZDA-patentu št. 4.839.637. Kompozitni element je v ovijalni napravi ovit s papirjem, opisanim v ZDA-patentu št. 4.938.238, ali drugim cigaretnopapimim ovojem. Ko je ovoj 18 (sl. 2) ovit in sklenjen okoli prožne plasti 15, je premer sklopa fiksiran. Rezalna naprava je razporejena prečno na ovijalno napravo za rezanje ovitega sklopa v vnaprej določene dolžine za nadaljnje rokovanje pri izdelavi kadilskih izdelkov. Tipično so dolžine mnogokratnik velikosti, kakršna je zaželena za uporabo za vsak kadilski izdelek. Naprimer, če se za vsak kadilski izdelek uporablja dolžina sestavine 10 mm, je dolžina ovitega sklopa lahko naprimer 40 mm, ustvarjajoča mnogokratnik 4 gorivnih sestavin, ki jo je moč nato razrezati in združiti s pripadajočimi substrati, da se naredi prednji konec cigarete, ki se ga da po drugi plati združiti z vsakokratnimi ustničnimi kosi za izdelavo cigarete.

Kot je predstavljeno na sl. 5, sredstvo za zvezo zadrževalnega materiala ali runa s površino gorivnega elementa vsebuje vir 91 materiala, ki vodi k lepljenju, vod 92, ki nosi ta material do runa, ki se uvaja za potrebe ovijanja okoli ekstrudiranca, in cev 93 malega premera za razprševanje materiala za dosego lepljenja na površino tračnega materiala 90 pred ovijanjem okoli ekstrudiranca. Lokacija sredstva za vnos materiala za dosego lepljenja je odvisna od količine materiala za dosego lepljenja, ki se ga uporablja, in danega časa zakasnitve, potrebnega za zlepljenje, ki naj bo izvedeno v zadostni meri, tako da so zveze dosežene z razpoložljivim stikom med gorivnim elementom in obdajajočim materialom.

Naprimer, v slučaju steklenovlaknatega runa, vsebujočega pektin, je uporabljen tak material za dosego lepljenja, ki aktivira pektin za oblikovanje zvez. Prednostni material za dosego zveze je voda. Lokacija sredstva za vnos materiala za dosego lepljenja je odvisna od vsebnosti pektina v runu, hitrosti sistema itd., tako da se steklenovlaknato runo vlaži z aktivirajočim materialom zadosti pred trenutkom, ko se pektin ali drug lepilni material aktivira tekom ovijanja okoli gorivnega elementa, ali tik zatem. Količina vode, uporabljene za aktiviranje runskega materiala, je zelo majhna, velikostnega reda okoli 1 ut.% do okoli 3 ut.% gorivne sestavine.

Sredstvo za dosego lepljenja se lahko vnaša v ekstrudiranec z uporabo dovodne cevi in igli podobnega elementa s pretočno hitrostjo, ki se uravnava z gravitacijskim vnosom od dovoda pri vnaprej določenem razvoju ali z odmerjanjem ali drugimi primernimi sredstvi, kakršna že uporablja strokovnjak z zadevnega področja.

Bolj podrobna shema primerne naprave za vnos materiala za dosego lepljenja je predstavljena na sl. 6. Voda ali drug material 112 za dosego lepljenja prihaja iz vira 110 in se razpršuje skozi cev 111 malega premera na razprševalni ali razdelilni valj 113. Razdelilni valj 113 se dotika dela površine zadrževalne plasti, ki se bo dotaknila površine gorivnega elementa v gotovi gorivni sestavini. Kot je predstavljeno, je valj razporejen za dotikanje zadrževalne plasti 90, ko le-ta potuje vzdolž ločne površine 114 ovijalnega sredstva, kot je opisano v ZDA-patehtu št. 4.893.637, z zgornje strani. V praksi je položaj za uporabo materiala, ki povzroča lepljenje, določen s hitrostjo ekstrudiranca in drugih faktorjev, kot je bilo rečeno zgoraj, tako da je na obdajajoči material nanesenega zadosti materiala za dosego lepljenja za zadosti dolgo dobo, tako da lahko pride do primernega lepljenja. V primeru steklenovlakenskega runa pride voda v stik z zadrževalno plastjo zadosti dolgo, da pride do aktiviranja pektina ali drugega materiala, ki tvori zvezo. Površina porazdeljevalnega valja 113 je prednostno narebričena, s čimer se pripomore pri porazdeljevanju materiala za dosego lepljenja.

Da se oblikuje spoj med ekstrudirancem in prožno plastjo, prožno plast, ki vsebuje vezni material, ki se aktivira z vodo, prednostno navlažimo tik pred ovijanjem gorivnega elementa. Prednostno kot sredstvo za vlaženje uporabljamo vodo za topljenje ali kako drugačno aktiviranje veznih materialov na površini materialne plasti za adhezijo ali zlepljenje s površino ekstrudiranca, ko voda izhlapi. Druga primerna topila se lahko uporabijo v odvisnosti od sestave obdajajoče plasti, sestave veznega sredstva in sestave ekstrudiranca. V topilu ali sredstvu za vlaženje ali na površini ekstrudiranca lahko uporabimo tudi dodatno lepilno sredstvo za nadaljnje izboljšanje adhezije ali lepljenja. Tako lahko v vodi raztopimo pektin ali NaCMC za izboljšanje ali ustvarjanje adhezije med prožno plastjo in ekstrudirancem.

V prednostnih gorivnih sestavinah pričujočega izuma je gorivni element material, ki vsebuje ogljik, obsegajoč vsaj okoli 50 ut. odstotkov elementarnega ogljika. Gorivna komponenta je v splošnem dolga vsaj okoli 10 mm, prednostno dolga vsaj okoli 12 mm. Največja dolžina gorivnega elementa znaša prednostno okoli 20 mm, pri čemer znaša prednostna dolžina okoli 16 mm ali manj. Prednostno je, da je gorenju izpostavljena pretežna dolžina gorivnega elementa in da je pretežni del gorivnega elementa tako razporejen v kadilskem izdelku, da ne gori, ko kadilski izdelek kadimo. To dovoljuje zvezo med pretežnim delom gorivnega elementa, ki ostane nemoten od toplote, ki nastaja v procesu kajenja. Tako je lahko pri 16 mm dolgem gorivu prvih 6 mm izpostavljeno gorenju, pri čemer je kisikova pregrada ali element ponora toplote tako razporejen, da gorivo samo od sebe normalno ugasne pri približno 6 mm. Pri kajenju takega kadilskega izdelka se pričakuje, da se zveza med gorivnim elementom prekine malo čez točko ugašanja, npr. do 8 mm od prvotnega prižigalnega konca gorivnega elementa. Vendar pa zveze med gorivnim elementom in obdajajočim materialom še držijo, npr. tiste med 8 mm in 16 mm od prižigalnega konca elementa, s čimer se v bistvu zagotovi varovanje proti izpadu iz gorivnega elementa.

Gorivni element po pričujočem izumu lahko ekstrudiramo v široki beri oblik.

Materiali, ki pridejo v poštev za stisljivo prožno ovojno plast 15, so v praksi pričujočega izuma lahko sleherni material, ki se ga da oviti okoli ekstrudiranca 12, da se dobi gorivna sestavina 10, ki ima zunanjo cilindrično površino, ki prednostno ustvarja gotovo prožnost za izdelavo in med uporabo. Prožni material je prednostno toplotno stabilen pod pogoji uporabe v kadilskem izdelku.

Primer uporabnih materialov vključuje steklena ali keramična vlakna, tobak, elastomeme sestavke, v plasti nabrane papirnate trakove in podobno.

Če za izdelavo prožne plasti uporabimo tobak ali papir, ki vsebuje tobak, lahko tobak sprosti aerosol, npr. arome, tako kot ko je uporabljen za sestavino, ki ustvarja aerosol, v skladu s tem izumom.

Materiali, uporabljeni za izdelavo zadrževalne plasti v gorivnih sestavinah, so v skladu s pričujočim izumom prednostno tudi izolacijski materiali.

Kot je rabljeno tu, se pojem izolacijski material nanaša na vse materiale, ki delujejo primarno kot izolatorji. Ti materiali med uporabo v bistvu ne gorijo, lahko pa se med uporabo topijo, tako kot nizkotemperatume stopnje steklenih vlaken. Primerni izolatorji imajo toplotno prevodnost v g-cal/s (cm²) (°C/cm) manjšo od okoli 0,05, prednostno manjšo od okoli 0,02, še bolj prednostno pa manjšo od okoli 0,005. Glej Hach’s Chemical Dictionarv, 34, 4. izd., 1969, in Lange’s Handbook of Chemistrv, 10, 272-274, 11. izd., 1973. Prednostni izolacijski materiali tvorijo plast 15 debeline v splošnem vsaj okoli 0,5 mm, bolj prednostno vsaj okoli 1,0 mm. Sestavine izolacijskega in/ali zadrževalnega materiala, ki obdaja gorivni element, se lahko menjajo. Ta material je prednostno tak, da ne teži po zgorevanju, ali tak, ki zgori, a ne razpade. Primeri primernih materialov vključujejo steklena vlakna in druge materiale take vrste, kot so opisani v ZDA-patentu št. 5.105.838 (White et al.), Evropski patentni objavi št. 336.690 in na straneh 48-52 monografije z naslovom Chemical and Biological Studies of New Cigarette Prototvpes That Heat Instead of Bum Tobacco,

R. J. Reynolds Tobacco Co. (1988).

Gorivna sestavina 10 je prednostno čez ovita z eno ali več plastmi cigaretnega papirja

18. Prednostni papirji naj ne bi ustvarjali odprtega plamena med gorenjem gorivnega elementa. Razen tega naj bi papir prednostno imel nadzorljive lastnosti tlenja in naj bi proizvajal siv, cigaretnemu podoben pepel.

Pričujoči izum smo opisali v podrobnostih vključno njegove prednostne izvedbene primere. Ni pa seveda nemogoče, da strokovnjaki z zadevnega področja na osnovi naukov iz predloženega razkritja naredijo modifikacije in/ali izboljšave na tem izumu, kakršen je zajet s spodaj podanimi patentnimi zahtevki.

Claims (25)

1. Postopek kontinuirnega oblikovanja gorivne sestavine za kadilski izdelek, pri čemer postopek obsega:

kontinuirno ekstrudiranje gorljive sestave za oblikovanje ekstrudiranca, ki ima vnaprej izbrano obliko, ovijanje kontinuirno ekstrudirane sestave z zadrževalno plastjo materiala za oblikovanje kompozitnega elementa in zlepljanje zadrževalne plasti z gorljivo sestavo.

2. Postopek po zahtevku 1, pri katerem je gorljiva sestava taka, da vsebuje ogljik.

3. Postopek po zahtevku 1, nadalje obsegajoč korak rezanja kompozitnega elementa v vnaprej določene dolžine.

4. Postopek po zahtevku 1, nadalje obsegajoč ovijanje kompozitnega elementa za določitev zunanjega premera kompozitnega elementa.

5. Postopek po zahtevku 1 ali 2, pri katerem postopek nadalje vsebuje vlaženje ekstrudiranca pred operacijo ovijanja.

6. Postopek po zahtevku 2, pri katerem zadrževalna plast obsega steklena vlakna, ki vsebujejo pektin.

7. Postopek kontinuirnega oblikovanja gorivne sestavine za kadilski izdelek, pri čemer postopek obsega:

kontinuirno ekstrudiranje sestavka, vsebujočega material, ki vsebuje ogljik, za oblikovanje ekstrudiranca, ki ima vnaprej izbrano obliko, ovijanje kontinuirno ekstrudiranega sestavka s stisljivo, prožno plastjo materiala za oblikovanje kompozitnega elementa, in rezanje dobljenega kompozitnega elementa v vnaprej določene dolžine.

8. Postopek po zahtevku 7, nadalje vsebujoč ovijanje kompozitnega elementa za določitev zunanjega premera pred operacijo rezanja.

9. Postopek po zahtevku 7 ali 8, pri katerem postopek pred operacijo ovijanja nadalje vsebuje vlaženje ekstrudiranca.

10. Sestavina za kadilski izdelek, pri čemer sestavina obsega ekstrudiran, ogljik vsebujoč gorivni element, katerega zunanja površina je obdana s stisljivo, prožno plastjo materiala, zlepljeno z vzdolžno površino gorivnega elementa.

11. Sestavina po zahtevku 10, nadalje obsegajoča zunanji ovoj, ki obodno obdaja prožno plast.

12. Sestavina po zahtevku 10, pri kateri ekstrudirani sestavek obsega material, ki vsebuje ogljik.

13. Sestavina po zahtevku 12, pri kateri dolžina znaša od 12 do 16 mm.

14. Sestavina po zahtevku 12, pri kateri prožna plast obsega steklena vlakna.

15. Sestavina po zahtevku 12, pri kateri prožna plast vsebuje v plasti nabran trak tretiranega papirja.

v

16. Sestavina po zahtevku 15, pri kateri je trak nagrbančen.

17. Sestavina po zahtevku 10, pri kateri prožna plast obsega tobak.

18. Sestavina po zahtevku 10, pri kateri prožna plast obsega v plasti nabran trak papirja.

19. Sestavina po zahtevku 18, pri kateri trak vsebuje tobak ali tobačni proizvod.

20. Sestavina po zahtevku 18 ali 19, pri kateri je trak nagrbančen.

21. Kadilski izdelek, obsegajoč gorivno sestavino, pri čemer gorivna sestavina vsebuje vnaprej določeno dolžino ekstrudiranega sestavka, katerega zunanja površina je obdana s stisljivo, prožno plastjo, zlepljeno z vzdolžno površino ekstrudiranega sestavka, pri čemer ekstrudirani sestavek vsebuje material, ki vsebuje ogljik.

22. Kadilski izdelek po zahtevku 21, pri katerem prožna plast vsebuje izolacijski material.

23. Kadilski izdelek po zahtevku 21, pri katerem prožna plast vsebuje izolacijski element.

24. Naprava za izdelavo gorivne sestavine za kadilski izdelek, obsegajoča ekstrudor, sredstvo za merjenje linearne hitrosti ekstrudiranca, ovijalno sredstvo za ovijanje ekstrudiranca, transportno sredstvo za transportiranje ekstrudiranca od ekstrudorja do ovijalnega sredstva in sredstvo za kompenzacijo med hitrostjo ekstrudiranca od ekstrudorja in hitrostjo ovijalnega sredstva.

25. Naprava po zahtevku 24, pri kateri kompenzacijsko sredstvo obsega sredstvo za merjenje linearne hitrosti ekstrudiranca in sredstvo za menjanje hitrosti ovijanja kot odziv na izmerjeno hitrost ekstrudiranca.