SK14122002A3

SK14122002A3 - Fajčiarsky výrobok

Info

Publication number: SK14122002A3
Application number: SK1412-2002A
Authority: SK
Inventors: Henning Seidel; Solvey Knorr; Inga Gurke
Original assignee: Reemtsma Cigarettenfabriken Gmbh
Priority date: 2000-03-01
Filing date: 2001-02-20
Publication date: 2003-02-04
Also published as: EA003912B1; BG65496B1; TW544288B; HK1054300B; ES2204833T3; CZ20023262A3; DE50100499D1; YU64802A; WO2001064061A1; KR20020075459A; CZ299205B6; BG107159A; CN1407861A; HUP0300441A3; PT1259130E; US20030140932A1; SK286989B6; UA71062C2; RS50150B; DE10009829A1

Description

Oblasť vynálezu

Tento vynález sa týka cigarety s ventilovaným filtrom podľa predvýznakovej časti patentového nároku 1.

Doterajší stav techniky

Podľa doterajšieho stavu techniky sa vo filtroch tabakových výrobkov používajú na riešenia rôznych zámerov rôzne konštrukčné riešenia pozostávajúce z viacerých dielov s rôznymi látkovými vlastnosťami. Navyše sa používa ventilácia filtrov na zjemnenie dymu a zníženie prívodu škodlivých látok.

Patenty EP 474 940 B2 a EP 608 047 BI opisujú cigaretové filtre obsahujúce stredový segment typu jadra pozostávajúci z filtračného materiálu odlišného od plášťa. Tieto cigaretové filtre sú konštruované ako filtre s jadrom alebo koaxiálne. V uskutočnení podľa EP 474 940 B2 (obrázok 5) pozostáva tento filter z dvoch pozdĺžnych úsekov, totiž z ventilovanej časti filtra s jadrom na strane tabakového prameňa a z celistvej časti na ústnej strane, v ktorej má časť filtra na strane úst estetickú úlohu. Nevýhodou tohto cigaretového filtra je, že obal vnútorného jadra časti s jadrom je z materiálu priepustného pre dym, ktorý preto môže prúdiť vertikálne k bariérovému rozhraniu medzi jadrom a obalom filtra s jadrom.

Patent EP 0 558 166 BI opisuje cigaretu s ventilovaným filtrom, ktorý taktiež má úsek celistvého monofiltra na strane úst a úsek filtra s jadrom na strane tabakového prameňa. Táto cigareta s filtrom však obsahuje medzi oboma úsekmi filtra prázdnu komôrku vyplnenú adsorpčným médiom (napríklad aktívnym uhlím). Následkom však je, že sa účinkom adsorbentu drasticky mení chuť dymu a štruktúra jeho zložiek, čo je pre mnohých fajčiarov neprijateľné.

Patentová prihláška EP 0 880 904 Al a patent DE 39 01 226 Cl plní pomocou súosového usporiadania tabakového prameňa i filtra úlohu vytvoriť cigaretu s obzvlášť nízkymi hodnotami kondenzácie, čoho sa docieľuje predovšetkým koaxiálnou štruktúrou tabakového prameňa. Nevýhodou tohto riešenia však sú vysoké náklady na špeciálne výrobné zariadenie potrebné na výrobu koaxiálneho prameňa.

Cieľom patentu EP 539 191 BI je príprava ventilovanej cigarety s obzvlášť nízkou hmotnosťou. Nevýhodou tu je, že je potrebné v záujme konštrukcie cigarety s obzvlášť nízkou hustotou minimalizovať špecifické hustoty použitých materiálov, (ako tabakového prameňa tak i filtra), čím sa extrémne obmedzujú možnosti variantov konštrukcie tejto cigarety. V tomto prípade je ventilačná zóna v časti filtra na strane prameňa.

Podstata vynálezu

Cieľom tohto vynálezu je vytvoriť cigaretu s filtrom, ktorá by nemala vyššie uvedené nedostatky a ktorej filtračné prvky by znížili podiel časticovej zložky v dyme (napríklad nikotínu) a tým zároveň privodili neúmerne veľký pokles plynných zložiek dymu, pričom má mať filtrovaný dym zloženie s chuťou prijateľnou pre fajčiara.

Okrem toho majú vyššie uvedené prednosti filtra umožniť širšie spektrum variantov vlastností senzorických vizuálnych a hmatových.

Ďalším cieľom je oddeliť ťahový odpor filtra od jeho retencie, to znamená dosiahnuť zvýšenie kapacity filtra pre zadržovanie látok obsiahnutých v dyme, bez toho aby sa úmerne zvýšil ťahový odpor, čo je podmienka pri dnešných konštrukciách filtrov nedosiahnuteľná.

Ďalším cieľom vynálezu je pripraviť výrobok s vyššie uvedenými prednosťami na trhové uplatnenie a pritom sa obísť bez filtrov s komôrkou a zvlášť s komôrkou naplnenou aktívnym uhlím, a to z dôvodov hmatových a senzorických.

Na riešenie tejto úlohy slúži cigareta s filtrom už uvedeného typu, ktorá navyše vykazuje znaky uvedené v patentovom nároku 1.

Vynález sa opisuje v ďalšom v súvislosti s príkladmi uskutočnenia.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Obrázok 1 ukazuje schematické vyobrazenie cigarety s filtrom podľa vynálezu.

Obrázok 2 ukazuje schematické vyobrazenie iného uskutočnenia cigarety s filtrom podľa vynálezu.

Cigareta s filtrom pozostáva z časti 10 s tabakovým prameňom a z filtra 20. Časť 10 tabakového prameňa je vytvorená z jednodielneho tabakového prameňa 11 a obalu 12 obklopujúceho tabakový prameň 11. Filter 20 pozostáva najmenej z dvoch častí 22 a 23 filtra a s časťou 10 prameňa je spojený obalovým papierom 13, ktorý aspoň o 3 mm presahuje filter 20. Okrem toho má tabakový prameň 11 dĺžku 55 až 75 mm, zatiaľ čo dĺžka filtra 20 je 21 až 27 mm.

Filter 20 má ventiláciu na časti filtra ná strane úst. Rozsah ventilácie je možné voliť v rozmedzí 10 % až 90 %.

Na časti 22 filtra na strane úst je obalový papier 13 opatrený ventilačnými otvormi 14 na ventiláciu, usporiadanými v 1 až 3 radoch, výhodne vo 2 radoch, okolo filtra 20, zatiaľ čo obalový papier 13 časti 23 filtra na strane tabakového prameňa je celkom nepriepustný. Pri fajčení sa ventilačný vzduch nasáva ventilačnými otvormi 14 do filtra 20, čo má za následok, že v porovnaní s poklesom časticovej zložky v tabakovom dyme dôjde k neúmerne veľkému zníženiu jeho plynnej zložky. V jednom uskutočnení sa ventilačné médium môže trochu, asi o 2 mm, posunúť za časť filtra na strane úst do časti filtra na strane tabakového prameňa. I takto sa ventilačný vzduch nasáva po zmene smeru do časti 22 filtra na strane úst.

Odborníkovi sú známe spôsoby vytvorenia ventilačných otvorov, napríklad mechanické alebo elektrostatické spôsoby alebo laserová technika. Iné bežné spôsoby ventilácie cigarety predstavujú rúročky, kanáliky alebo medzery v textúre.

Časť 22 filtra na strane úst pozostáva najmenej z jedného segmentu. Časť filtra na strane úst môže tiež pozostávať z dvoch alebo viacerých filtračných upchávok, ako ukazuje obrázok 2. Zvyšuje to možnosť variability materiálov filtra, napríklad možnosť pridať k ventilovanému prvku 22b filtra na strane úst ďalší filtračný prvok 22a, ktorý môže mať na viditeľnej ploche prierezu potlač alebo sfarbenie.

Časť 23 filtra na strane prameňa predstavujúca koaxiálnu časť filtra má jadro 24 a plášť 26 koaxiálne obklopujúci jadro. Pokles tlaku vyvolaný jadrom 24 môže byť medzi 10 a 50 mm vodného stĺpca (WC). Plášť 26 je vyrobený tak, aby vyvolával najmenej dvojnásobný pokles tlaku v porovnaní s jadrom 24. Plášť tiež môže byť voči dymu v podstate nepriepustný. Povrch 25 jadra 24 je vyrobený tak, aby bol voči dymu v podstate nepriepustný alebo má obal nepriepustný pre dym.

Konštrukcia časti 23 filtra na strane tabakového prameňa má za následok, že dym prúdi prevažne jadrom 24. V dôsledku zúženia prierezu značne vzrastie rýchlosť toku dymu vnútri tohto jadra, čo nutne vedie ku zvýšeniu ťahového odporu pri úmerne nižšej retencii. Podobný výsledok sa docieli, keď sa zmenší prierez materiálu, ktorým prúdi dym, pričom sa toho dosiahne tak, že sa jadro koaxiálnej filtračnej upchávky utvorí takmer nepriepustné, takže dym potom prúdi takmer výlučne plášťom filtra.

Iba pri niekoľkonásobnom zvýšení rýchlosti toku dymu v časti 23 filtra na strane tabakového prameňa sa môže privádzať do časti 22 na strane úst v značnom meradle ventilačný vzduch ventilačnými otvormi 14. Tým sa docieli neúmerne veľký pokles podielu plynnej fázy v pomere k fázy častíc a zároveň sa zaistí pre fajčiara prijateľný ťahový odpor.

Na rozdiel od riešenia podľa doterajšieho stavu techniky sú možnosti variantných riešení v rámci zadaných cieľov veľmi početné, pretože u cigarety s filtrom podľa vynálezu nemá neúmerne veľký pokles obsahu plynných zložiek podstatný vplyv na ťahový odpor, takže je napríklad vylúčený typický efekt fajčiarmi označovaný ako chuť vzduchu.

Filtračné materiály pre filter 20 sú ploché, vláknité alebo granulované filtračné materiály ako je celulóza, ester celulózy - hlavne acetát celulózy, filtračný materiál vyfukovaný v tavenine (melt blown) napríklad, ako sa vyrába podľa WO97/33026, air-laid spôsobom vyrobený filtračný materiál napríklad podľa patentu US 4 375 447, filtračný materiál obsahujúci prísady, tabak napríklad podľa DE 199 25 968, rekonštituovaný tabak, iné ľahko sa rozkladajúce filtračné materiály alebo termoplastické filtračné materiály.

Pokiaľ ide o chuť, dotyk alebo vzhľad môže prispieť ku zvýšeniu kvality cigarety podľa vynálezu prídavok aditív a/alebo môže mať vplyv na selektívnu retenciu. Tak napríklad filtračný prvok, ako časť 22 filtra, môže byť vybavený časticami aktívneho uhlia s cieľom zvýšiť adsorpciu plynnej fázy. Na zvýšenie príťažlivosti cigarety pre konzumentov a zlepšenie vizuálnych kvalít je možné farbiť filter na strane úst. Pri použití kyselín alebo báz je možné ovplyvniť hodnoty pH častíc, a tým i chuť dymu.

Prísady je možné vnášať kropením alebo postrekom filtračných materiálov, napríklad vláken, alebo tiež priamym vstrekovaním do prameňa materiálu.

Použiteľné prísady do filtračných materiálov sú: ochuťovadlá, kyseliny alebo bázy v suspendovanej alebo rozpustenej podobe, aditíva so selektívnym retenčným účinkom, adsorbenty ako aktívne uhlie alebo S1O2. Ďalšie prísady so selektívnym účinkom sú organické kyseliny, bázy, napríklad hydroxykarboxylové kyseliny a ich soli, kovy a oxidy kovov, dusíkaté zložky, iónomeničové systémy (napríklad zeolity), alkoholy, polyfenoly a deriváty porfyrínu.

Pre individuálnu tvorbu požadovanej konštrukcie filtra je možné použiť ďalšie prísady ako zmäkčovadlá, napríklad triacetín, diacetát trietylénglykolu alebo dietylester citrónovej kyseliny, prísady urýchľujúce degradáciu svetlom ako je oxid titaničitý, aditíva podporujúce biodegradovateľnosť, vitamíny a/alebo farebné pigmenty.

Ako rozmedzie pre ďalšie špecifikácie acetátu celulózy prichádzajú do úvahy tieto hodnoty: pre jadro 24 jemnosť jednotlivého vlákna v rozmedzí 3,0 až 8,0 denier, výhodne 8,0 denier a celková jemnosť v rozmedzí 15 000 až 50 000 denier, výhodne 17 000 denier. Pre plášť 26 je jemnosť jednotlivého vlákna v rozmedzí od 1,5 do 3,0 denier, výhodne 2,1 denier a celková jemnosť v rozmedzí od 40 000 do 75 000, výhodne 55 000 denier.

Rozmedzie pre jemnosť jednotlivého vlákna v časti 22 filtra na strane úst v prípade acetátu celulózy ako filtračného materiálu, ktorý sa môže skladať z dvoch alebo niekoľkých podobných alebo rozdielnych typov segmentov 22a a 22b, môže byť 1,5 až 5 denier a celková jemnosť 15 000 až 60 000 denier.

Príklady uskutočnenia vynálezu

PRÍKLAD 1

Cigareta A mala prameň 11 tabaku dlhý 63 mm a viacdielny filter 20 dlhý 21 mm.

Jadro 24 časti 23 filtra na strane tabakového prameňa malo priemer 5,5 mm a dĺžku 8,0 mm. Bolo z acetátu celulózy s jemnosťou jednotlivého vlákna 6,0 denier a celkovou jemnosťou 17 000 denier. Ťahový odpor alebo pokles tlaku jadra 24 bol asi 27 mm WC.

Plášť 26 koaxiálne obklopujúci jadro 24 mal vnútorný priemer 5,5 mm a vonkajší priemer 7,8 mm pri dĺžke taktiež 8 mm. Ako materiál bol použitý acetát celulózy s jemnosťou jednotlivého vlákna 2,1 denier a celkovou jemnosťou

000 denier.

Ί

Celkom teda mala koaxiálna časť filtra dĺžku 8,0 mm pri priemere 7,8 mm.

Časť 22 filtra na strane úst bola jednodielna a bola z acetátu celulózy. Mala priemer 7,8 mm pri dĺžke 13 mm. Oblasť časti 22 filtra na strane úst bola vybavená ventilačnou zónou vo forme radu perforácií vytvorených laserom. Rozsah ventilácie cigarety A dosiahol 35 %.

PRÍKLAD 2

Za účelom hodnotenia cigarety A z príkladu 1 boli zistené údaje z rozboru jej dymu a porovnané s údajmi z cigarety VI, ktorá bola vybavená bežným filtrom z acetátu celulózy dĺžky 21 mm, s jemnosťou jednotlivého vlákna 3,0 denier a s ventiláciou filtra 18 %, ktoré boli fajčené podľa normy ISO. Výsledné údaje z fajčiarskeho využitia ukazuje tabuľka 1.

Tabuľka 1

	Cigareta V1	Cigareta A	delta (%)
Kondenzát (mg/CIA)	11,9.	11,9	0,00
Nikotín (mg/CIA)	0,86	0,9	0,04
CO (mg/CIA)	10,5	8,4	20,0
NO (μΙ/CIA)	140,6	111,9	20,4
Σ ďalších podielov plynných zložiek (pg/CIA)	2169,7	1666,1	23,2

PRÍKLAD 3

Cigareta B mala prameň tabaku dlhý 59 mm a viacdielny filter 20 dlhý 25 mm.

Jadro 24 časti 23 filtra na strane tabakového prameňa malo priemer 5,5 mm a dĺžku 10,0 mm. Bolo z acetátu celulózy s jemnosťou jednotlivého vlákna

6,0 denier a celkovou jemnosťou 17 000 denier. Ťahový odpor alebo pokles tlaku jadra 24 bol asi 25 mm WC.

Plášť 26 koaxiálne obklopujúci jadro 24 mal vnútorný priemer 5,5 mm a vonkajší priemer 7,8 mm pri dĺžke taktiež 10,00 mm. Ako materiál bol použitý acetát celulózy s jemnosťou jednotlivého vlákna 2,1 denier a celkovou jemnosťou 55 000 denier.

Celkom teda mala koaxiálna časť 23 filtra dĺžku 10,0 mm pri priemere 7,8 mm.

Časť 22 filtra na strane úst bola jednodielna a bola z acetátu celulózy. Mala priemer 7,8 mm pri dĺžke 15 mm. Oblasť časti 22 filtra na strane úst bola vybavená ventilačnou zónou vo forme radu ventilačných otvorov 14 vytvorených laserom. Rozsah ventilácie cigarety B dosiahol 51 %.

PRÍKLAD 4

Za účelom hodnotenia cigarety B z príkladu 3 boli zistené údaje z rozboru jej dymu a porovnané s údajmi z cigarety V2, ktorá bola vybavená bežným filtrom z acetátu celulózy dĺžky 25 mm a s jemnosťou jednotlivého vlákna 3,0 denier a ventiláciou filtra 38 %, a ktoré boli fajčené podľa normy ISO. Výsledné údaje z fajčiarskeho využitia ukazuje tabuľka 2.

Tabuľka 2

	Cigareta V2	Cigareta B	delta (%)
Kondenzát (mg/CIA)	6,9	6,9	0,00
Nikotín (mg/CIA)	0,56	0,59	-5,36
CO (mg/CIA)	5,5	4,2	23,6
NO (μΙ/CIA)	59,9	44,5	25,7
Σ ďalších podielov plynných zložiek (pg/CIA)	1370,2	1070,0	21,9

Z príkladov je zrejmé, že u filtrov novej konštrukcie je pokles obsahu plynných zložiek v cigaretovom dyme v pomere k poklesu obsahu časticových zložiek neúmerne vysoký.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Cigareta s filtrom s obaleným tabakovým prameňom a s filtrom (20), ktorý je opatrený ventiláciou, pričom tento filter pozostáva z najmenej dvoch častí (22,23), pričom

- ventilácia je zaistená v oblasti časti (22) filtra na strane úst a

- časť (22) filtra na strane úst je najmenej jednodielna časť filtra a časť (23) filtra na strane tabakového prameňa je koaxiálna časť filtra s jadrom (24) a plášťom (26), vyznačujúca sa tým, že

- prameň (11) tabaku je jednodielny prameň; a že

- pokles tlaku v jadre (24) je menší než pokles tlaku v plášti (26).
2. Ventilovaná cigareta s filtrom podľa nároku 1, vyznačujúca sa tým, že časť (22) filtra na strane úst pozostáva z plochého, vláknitého alebo granulovaného alebo degradovateľného filtračného materiálu.
3. Ventilovaná cigareta s filtrom podľa nároku 2, vyznačujúca sa tým, že materiál filtra je celulóza, ester celulózy, výhodne acetát celulózy, filtračný materiál vyfukovaný v tavenine (melt blown), filtračný materiál vyrobený spôsobom air-laid, filtračný materiál s aditívami, tabak, ďalšie ľahko degradovateľné filtračné materiály alebo termoplastické filtračné vlákna.
4. Ventilovaná cigareta s filtrom podľa nároku 2 alebo 3, vyznačujúca sa tým, že filtračný materiál obsahuje aditívum.
5. Ventilovaná cigareta s filtrom podľa nároku 4, vyznačujúca sa tým, že sa ako aditiva používajú aromatické látky, kyseliny alebo bázy v suspenzii alebo roztoku, alebo selektívne zvolené adsorbenty ako je aktívne uhlie alebo SÍO2.
6. Ventilovaná cigareta s filtrom podľa nároku 1 až 5, vyznačujúca sa tým, že jadro (24) v koaxiálnej časti (23) filtra na strane prameňa pozostáva z vláknitého materiálu s nízkou jemnosťou, pričom táto hodnota je pre jednotlivé vlákno v rozmedzí od 3,0 do 8,0 denier a celková jemnosť je v rozmedzí od 15 000 do 50 000 denier.
7. Ventilovaná cigareta s filtrom podľa nároku 6, vyznačujúca sa tým, že jemnosť jednotlivého vlákna je 6,0 denier a celková jemnosť 17 000 denier.
8. Ventilovaná cigareta s filtrom podľa nároku 1 až 5, vyznačujúca sa tým, že plášť (26) koaxiálnej časti (23) filtra na strane tabakového prameňa z vláknitého materiálu má jemnosť jednotlivého vlákna v rozmedzí 1,5 až 3,0 denier a celkovú jemnosť v rozmedzí 40 000 až 75 000 denier.
9. Ventilovaná cigareta s filtrom podľa nároku 8, vyznačujúca sa tým, že jemnosť jednotlivého vlákna je 2,1 denier a celková jemnosť je 55 000 denier.
10. Ventilovaná cigareta s filtrom podľa nároku 1, vyznačujúca sa tým, že pomer poklesu tlaku v jadre (24) k poklesu tlaku v plášti (26) je väčší než

2.
11. Ventilovaná cigareta s filtrom podľa nároku 10, vyznačujúca sa tým, že pomer poklesu tlaku v jadre (24) k poklesu tlaku v plášti (26) je asi 6.
12. Ventilovaná cigareta s filtrom podľa nároku 1, vyznačujúca sa tým, že povrch jadra (24) je obalený tak, aby bol nepriepustný pre vzduch alebo je upravený spôsobom nepriepustným pre vzduch.
13. Ventilovaná cigareta s filtrom podľa nároku 1, vyznačujúca sa tým, že zníženie obsahu plynných zložiek dosiahnuté ventiláciou je medzi 10 a 90 %.
14. Ventilovaná cigareta s filtrom podľa nároku 13, vyznačujúca sa tým, že zníženie obsahu plynných zložiek dosiahnuté ventiláciou je medzi 10 a 50 %.
15. Ventilovaná cigareta s filtrom podľa nároku 1, vyznačujúca sa tým, že ventilačné prostriedky sú posunuté za časť filtra na strane úst do časti filtra na strane tabakového prameňa, pričom sa ventilačný vzduch privádza do časti filtra na strane úst.