PL197771B1 - Artykuł do palenia - Google Patents

Abstract

1. Artyku l do palenia, zawieraj acy cylin- dryczn a wk ladk e filtra wykonan a z jednorodne- go materia lu filtracyjnego, nieprzepuszczaln a dla powietrza owijk e wk ladki przeznaczon a dla wk ladki filtra, rozstawione obwodowo rowki rozci agaj ace si e pod lu znie wzd lu z wk ladki filtra tak ze wyt loczone do wn etrza owijki wk ladki, oraz ko ncówkow a bibu le s luzac a do polaczenia wk ladki filtra z laseczk a tytoniu, znamienny tym, ze wszystkie rowki (20) s a otwarte od strony laseczki tytoniu (12) i biegn a nieprzerwanie tylko na cz esci d lugo sci wk ladki filtra (16), a wi ec nie do ustnikowego ko nca wk ladki filtra (16), a tak ze tym, ze wszystkie rowki (20) pokryte s a wentylacyjn a ko ncówkow a bibu la (22), tak ze powietrze wentylacyjne wchodzi do rowków (20) poprzez wentylowan a ko ncówkow a bibule (22). PL PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest artykuł do palenia, a w szczególności papieros zawierający filtr, na którego obwodzie wytłoczone są rowki.

Ze stanu techniki znane są rozmaite przykłady wykonania tego rodzaju filtrów. Na przykład w opisie patentowym US 4 406 294 ujawniono filtr papierosowy z cylindryczną wkładką filtra, z przenikalną dla powietrza owijką wkładki filtra oraz z rowkami wyciśniętymi w obwodzie wkładki filtra, biegnącymi na części długości filtra od ustnikowego końca filtra. Rowki te są jednak nieprzepuszczalne. Cylindryczna wkładka filtra a stąd także rowki przymocowane są za pośrednictwem przepuszczalnej dla powietrza bibułki końcówkowej zaopatrzonej w otwory wentylacyjne. Filtr ten odznacza się nieskomplikowaną budową i zasadniczo typowym spadkiem ciśnienia na papierosie.

Opis patentowy US 4 256 122 ujawnia filtr papierosowy o podobnej budowie, w którym jednakże powierzchnia obwodowa wkładki filtra, włączając w to ścianki rowków, jest nieprzepuszczalna dzięki nieprzepuszczalnej owijce filtra. Tutaj jednakże niektóre z rowków są otwarte na ustnikowym końcu wkładki filtra. Na fig. 2, 3 i 5 przedstawiono przykłady wykonania, które zawierają także rowki, które są cały czas otwarte na końcu od strony tytoniu. W przypadku tego filtra otrzymuje się papieros o silnym aromacie tytoniowym, który utrzymuje dużą redukcję niepożądanych składników dymu oraz dobrą łatwość obróbki na standardowych maszynach do wyrobu papierosów. Jednakże niektóre spośród tych przykładów wykonania wymagają precyzyjnego rozmieszczenia obwodowych rowków na perforowanej końcówkowej owijce, co stwarza problemy związane z wytwarzaniem i jakością.

W opisie patentowym US 4 649 943 przedstawiono inną modyfikację tego rodzaju filtra, w której rowki są otwarte na ustnikowym końcu filtra. Ponadto przynajmniej jedna perforacja znajduje się w obszarze rowków, co służy wprowadzeniu powietrza poprzez owijkę wkładki do wkładki filtra, dając lepsze rozprowadzanie powietrza w laseczce filtra. Ponadto przyczynia się do tego końcówkowa owijka z nieprzepuszczalnego materiału, która zawiera przepuszczalny dla powietrza obszar. Okładzinowa bibułka (owijka wkładki) jest nieprzepuszczalna ale zaopatrzona w otwory wentylacyjne.

Ponadto w opisie patentowym DE-PS 21 07 850 ujawniono końcówkę filtra, której obwód zaopatrzony jest w podłużne rowki. Nie wymieniono owijki wkładki, zaś rowki są korzystnie otwarte na ustnikowym końcu filtra.

W opisie patentowym US 4 362 171 ujawniono filtr papierosowy z rowkami, które nie są otwarte ani na końcu od strony tytoniu ani też na ustnikowym końcu, wobec czego rozciągają się tylko w centralnej części filtra. Każdy rowek zaopatrzony jest w otwór, dzięki czemu wentylujące powietrze prowadzone jest podłużnie wzdłuż laseczki filtra w kierunku ustnikowego końca. Tak więc zewnętrzne powietrze jest łatwo wprowadzane z dużą prędkością do filtra papierosowego, bez ryzyka zablokowania pod wpływem nacisku warg i/lub utraty ciśnienia.

W opisie patentowym US 4 343 319 ujawniono podobny filtr papierosowy z nieprzepuszczalną dla dymu owijką wkładki filtra oraz z centralnym kanałem biegnącym osiowo poprzez wkładkę filtra, który jest połączony z otworem w rowkach. Dzięki temu dym opuszczający laseczkę tytoniu ulega podziałowi na dwie części. Jedna część przepływa poprzez centralny kanał zaś druga część przepływa przez materiał filtracyjny. Obecność kanałów oraz połączonych wzajemnie przewodów komplikuje proces wytwarzania filtra.

Ponadto w opisie patentowym DE 30 48 905 A1 ujawniono filtr papierosowy z nieprzepuszczalną dla powietrza owijką rdzenia filtra oraz rowkami znajdującymi się na obwodzie rdzenia filtra i który rozciąga się na całej długości rdzenia filtra. Filtr ten może być wytwarzany z większą łatwością, gdyż nie jest konieczne dokonywanie zmiany kierunku produkcji.

Ze zgłoszenia GB 2102271 znany jest filtr dymu tytoniowego zaopatrzony w rowki znajdujące się na jego obwodzie, które tworzone są przez falisty materiał owinięty wokół filtra właściwego. Owijka filtra otaczająca materiał filtracyjny jest nieprzepuszczalna dla dymu. Rowki znajdują się pomiędzy owijką wkładki a falistym materiałem, a także pomiędzy końcówkową owijką a falistym materiałem. Końcówkowa owijka zaopatrzona jest w otwory wentylacyjne. Ten element filtrujący powinien być uniwersalny i odznaczać się elastycznością użycia.

W opisie patentowym GB 2 089 641 A ujawniono filtr przeznaczony dla papierosa z centralnym, pustym w środku kanałem, który biegnie od jednego końca filtra do wnętrza materiału filtracyjnego. Rdzeń filtra jest otoczony przez nieporowatą owijkę zaś wkładka filtra oraz owijka zawierają przynajmniej jeden rowek, który rozciąga się wzdłużnie od jednego końca wkładki filtra. W ten sposób osiąga

PL 197 771 B1 się normalny spadek ciśnienia na papierosie dla filtra o niskiej do umiarkowanej skuteczności. Utworzenie wydrążonego kanału zwiększa wymagania produkcyjne.

Ponadto w opisie patentowym GB 2 136 669 A przedstawiono filtr papierosowy z wkładką filtra, która otoczona jest przez przepuszczalny dla dymu materiał. Filtr ten posiada podłużne pofałdowania, które tworzą rowki znajdujące się na zewnątrz przepuszczalnej dla dymu owijki, które są otwarte na jednym końcu filtra i rozciągają się w kierunku podłużnym od tego końca, lecz nie na całej długości wkładki filtra. Przepuszczalna dla dymu owijka zawiera środki, na przykład powłokę, która sprawia, iż jest ona nieprzepuszczalna dla dymu na obszarze, który rozciąga się tylko na części długości rowków i oddziela od odpowiedniego końca filtra zawierający rowki obszar owijki, który jest przepuszczalny dla dymu.

W opisie patentowym GB 2 095 093 A ujawniono filtr z wkładką filtra posiadającą nieporowatą owijkę oraz rowki, które biegną od jednego końca filtra na pewną odległość w kierunku drugiego końca filtra. Rowki te mogą być otwarte do atmosfery i tak wyrównane, iż rozciągają się do ustnikowego końca filtra lub końca filtra od strony tytoniu. Możliwa jest także naprzemienna konfiguracja rowków, które rozpoczynają się na ustnikowym końcu oraz na końcu od strony tytoniu. Filtr jest przymocowany do laseczki tytoniu przez wąską taśmę materiału, co ma na celu zapobieżenie rozerwaniu wejścia otworów wentylacyjnych do rowków.

W opisie patentowym US-A-3 752 165 przedstawiono filtr przeznaczony dla artykułu do palenia z wkładką filtra, która jest owinięta cienką porowatą bibułką owijki. W bibułce owijki wykonane są liczne rowki biegnące do wnętrza materiału filtracyjnego na jednym końcu filtra. Rowki biegną od jednego końca filtra do punktu znajdującego się w pobliżu przeciwległego końca i otoczone są przez nieprzepuszczalną dla dymu owijkę wkładki. Rowki te rozciągają się od jednego końca filtra do punktu, który znajduje się w pewnej odległości od drugiego końca. Przy zastosowaniu tego filtra uzyskać można wysoką skuteczność usuwania substancji smolistych z dymu tytoniowego przy możliwym do zaakceptowania spadku ciśnienia.

Z opisu patentowego US-A-3 910 288 znany jest ponadto filtr z wkładką filtra zaopatrzoną w znajdujące się na jej obwodzie rowki, które biegną od końca filtra od strony tytoniu do miejsca znajdującego się przed ustnikowym końcem filtra. Rowki wykonane są w sztywnej owijce z tworzywa sztucznego, która otacza materiał filtracyjny. Na jednym końcu każdego rowka znajduje się otwór, który umożliwia połączenie z materiałem filtracyjnym. Brak jest wentylacji filtra.

Filtr ten jest bardzo odporny na zgniatanie, dzięki czemu każdy z rowków może pozostać otwarty w trakcie całego procesu palenia artykułu. Dzięki stopniowej zmianie części dymu jaka przepływa przez rowek od predefiniowanej wstępnie wartości do zera, filtr ten wykazuje prawie jednorodną charakterystykę podawania materiału cząsteczkowego na jeden wydmuch przy stosunkowo stałym wzroście skuteczności filtra.

W opisie patentowym US-A-3 596 663 przedstawiono filtr przeznaczony dla artykułu do palenia, zawierający wkładkę filtra z rowkami, których długość nie jest określona. Owijka filtra oraz okładzinowa bibuła są w każdym wypadku porowate i/lub zaopatrzone w perforacje. Przepuszczalna dla powietrza owijka jest pofałdowana w celu zwiększenia wielkości przepuszczalnej dla powietrza powierzchni i uproszczenia dzięki temu ścieżki powietrza, która jest dozwolona przez wentylowaną bibułę owijki do materiału filtracyjnego wkładki filtra. Dzięki temu powstaje wentylowany filtr, który znacznie zmniejsza ograniczenie dla przepływu powietrza do ośrodka filtracyjnego.

Można wobec powyższego stwierdzić w podsumowaniu, iż od wielu lat dostarczane są filtry papierosowe z rowkami, które pozwalają na różne kierowanie dymu i/lub powietrza zależnie od położenia i długości rowków oraz porowatości i/lub wentylacji bibułki końcówkowej bibułki owijki filtra. Możliwe jest dzięki temu uzyskanie rozcieńczenia dymu, turbulencji dymu w obszarze ust oraz oddzielne prowadzenie wentylacji powietrza i dymu, jak również pewnych innych efektów.

W ostatnich latach zwrócono uwagę na jeden składnik dymu, to jest tlenek węgla (CO), dla którego nie jest jeszcze znany skuteczny, ekonomiczny filtr. Szczególnie w świetle nowych regulacji prawnych, które określają maksymalną ilość tlenku węgla jaka może znajdować się w dymie tytoniowym papierosa, czynione są wysiłki mające na celu zredukowanie zawartości tlenku węgla w dymie poniżej pewnej wartości maksymalnej.

Celem wynalazku jest opracowanie artykułu do palenia zawierającego filtr, który umożliwia skuteczne, w szczególności kontrolowane zmniejszenie zawartości tlenku węgla w dymie w stosunku do innych składników, takich jak substancje smoliste i nikotyna.

Artykuł do palenia, zawierający cylindryczną wkładkę filtra wykonaną z jednorodnego materiału filtracyjnego, nieprzepuszczalną dla powietrza owijkę wkładki przeznaczoną dla wkładki filtra, rozsta4

PL 197 771 B1 wione obwodowo rowki rozciągające się podłużnie wzdłuż wkładki filtra także wytłoczone do wnętrza owijki wkładki, oraz końcówkową bibułę służącą do połączenia wkładki filtra z laseczką tytoniu, według wynalazku charakteryzuje się tym, że wszystkie rowki są otwarte od strony laseczki tytoniu i biegną nieprzerwanie tylko na części długości wkładki filtra, a więc nie do ustnikowego końca wkładki filtra, a także tym, że wszystkie rowki pokryte są wentylacyjną końcówkową bibułą, tak że powietrze wentylacyjne wchodzi do rowków poprzez wentylowaną końcówkową bibułę.

Wkładka filtra ma materiał filtracyjny, który jest jednorodny na całej długości wkładki filtra.

Rowki rozciągają się maksymalnie na 80% długości wkładki filtra.

Długość rowków wynosi od około 40 do 70% długości wkładki filtra.

Długość rowków wynosi od 55 do 65% długości wkładki filtra.

Artykuł ma dwa do dziesięciu rowków.

Artykuł ma trzy do pięciu rowków.

Artykuł ma cztery rowki.

Rowki rozmieszczone są symetrycznie na obwodzie wkładki filtra.

Rowki mają kształt litery V lub litery U.

Rowki mają głębokość od 0,5 do 2 milimetrów.

Rowki znajdujące się na obwodzie mają szerokość od 1 do 3 milimetrów.

Rowki znajdujące się na obwodzie mają szerokość od 1,5 do 2,5 mm.

Wkładka filtra jest w postaci filtrowego korka wykonanego z acetylocelulozy.

Wkładka filtra zawiera dodatki wybrane z grupy na którą składa się węgiel aktywowany, zeolity, Duolit i dodatki modyfikujące smak.

Końcówkowa bibuła jest porowata.

Końcówkowa bibuła zaopatrzona jest w otwory wentylacyjne wykonane za pomocą środków wybranych z grupy, na którą składają się środki mechaniczne, środki elektrostatyczne i wiązka laserowa.

Stopień wentylacji końcówkowej bibuły wynosi od 30 do 80%.

Stopień wentylacji końcówkowej bibuły wynosi pomiędzy 40 a 70%.

Wkładka filtra ma owijkę, która jest wyposażona w otwory wentylacyjne.

Otwory wentylacyjne są utworzone poprzez perforację na maszynie ustawionej szeregowo.

Dzięki mechanice przepływu charakterystycznej dla filtra artykułu według wynalazku, retencja materiału filtracyjnego jest zmniejszona ze względu na dobrze znaną zależność prędkości przepływu liniowego: retencja maleje ze wzrostem prędkości przepływu. Ze względu na fakt, iż na poziom zawartości tlenku węgla nie wpływa materiał filtracyjny, stosunek zawartości CO/substancje smoliste maleje.

Jeżeli wraz z filtrem artykułu według wynalazku zastosowana zostanie nieprzepuszczalna dla powietrza owijka filtra, to w trakcie palenia papierosa, w kierunku laseczki tytoniu przepływa za pośrednictwem rowków wentylujące powietrze i z powrotem poprzez materiał filtracyjny do ust osoby palącej.

Jako rozwiązanie alternatywne możliwe jest zastosowanie owijki wkładki, która jest z natury porowata lub wentylowana i stąd zaopatrzona w otwory wentylacyjne. Pewna część wentylującego powietrza przepływa następnie tą ścieżką i w wyniku tego także przez przepuszczalną owijkę wkładki do filtra i do ust osoby palącej. Wielkość tej części może być regulowana poprzez odpowiednie dopasowanie naturalnej lub sztucznej porowatości owijki wkładki, dzięki czemu wpływać można na spadek ciśnienia i/lub mechanikę palenia jak również na stosunek zawartości tlenku węgla/substancji smolistych.

W innym alternatywnym rozwiązaniu w charakterze materiału owijki zastosowane mogą być porowate lub wentylowane arkusze tworzywa sztucznego lub folie.

Zastosowanie maszynowej laserowej perforacji końcówkowej bibułki, wykonywanej na linii oraz nieprzepuszczalnej owijki wkładki jest szczególnie przydatne do uzyskania produktów odznaczających się niskimi ilościami podawania substancji szkodliwych, na przykład odznaczających się podawaniem substancji smolistych mniejszym niż 3 mg, zaś korzystnie mniejszym niż 1 mg. Dla tego rodzaju produktów o niskim podawaniu może być korzystne utworzenie dwóch rzędów otworów wentylacyjnych, z których to rzędów jeden znajduje się powyżej osiowo rozciągających się rowków zaś drugi rząd usytuowany jest poniżej tych otworów. W procesie maszynowej perforacji na linii wykonywana jest perforacja zarówno owijki wkładki jak i znajdującego się poniżej materiału filtracyjnego, co pozwala na wejście powietrza do jego wnętrza. Następuje dzięki temu mieszana wentylacja, to znaczy za pośrednictwem rowków i materiału filtracyjnego.

Szczególnie przydatne mogą być także syntetyczne lub termoplastyczne owijki wkładek, jak na przykład opisane w patentach brytyjskich o numerach 2058543, 2056841 lub 2134365, stosowane przy realizacji niniejszego wynalazku w charakterze formowanych cieplnie owijek wkładek.

PL 197 771 B1

Doświadczenia wykazały, iż stosunek zawartości tlenku węgla/substancje smoliste ulega zmniejszeniu dzięki zwiększeniu wentylacji filtra, co stwarza kolejną zmienną korygującą dla stosunku zawartości tlenku węgla/substancji smolistych.

W korzystnym przykładzie wykonania obecnych jest od dwóch do dziesięciu rowków, gdyż zastosowanie tylko jednego rowka prowadzi do bardzo asymetrycznej dystrybucji wentylującego powietrza wewnątrz strumienia dymu, co może pogarszać satysfakcję z palenia. Z kolei obecność więcej niż dziesięciu rowków znacznie komplikuje proces produkcji i prawie nie pozostawia wystarczającej ilości przestrzeni dla prawidłowego przekroju poprzecznego poszczególnych rowków. Dobre rezultaty osiągnięto przy zastosowaniu czterech rowków.

Rowki odznaczają się przekrojem poprzecznym w kształcie litery V lub korzystnie litery U, gdyż jest to korzystne ze względów produkcyjnych i reologicznych.

Poprzez dobór odpowiedniej liczby rowków, ich prawidłowej głębokości, szerokości oraz długości, możliwe jest dostosowanie właściwości filtra oraz docelowych właściwości produkowanego papierosa.

W charakterze materiału filtracyjnego zastosowane mogą być wszystkie stosowane typowo materiały filtracyjne, przy czym zastosować można jeden lub kilka z tych materiałów. Korzystnie stosowana jest konwencjonalna wkładka filtra z acetylocelulozy. Do zwiększenia twardości filtrów stosowane są konwencjonalne techniki, na przykład dodatek triacetyny lub Tegda do wkładki filtra.

Możliwe jest także dodanie do filtra takich dodatków jak węgiel aktywowany, zeolity, modyfikatory zapachu lub żywica z wymianą jonową, jak na przykład Duolite (patrz opisy patentowe USA nr-y 3 716 500 lub 3 943 832), która stanowi porowatą, cząsteczkową sól słabo zasadowej żywicy z wymianą jonową, w celu zmniejszenia innych składników fazy gazowej.

Korzystnie materiał filtracyjny jest jednorodny. Termin jednorodny użyty w niniejszym opisie na określenie materiału filtracyjnego oznacza, iż nie występują dostępne dla przepływu otwory, kanały lub inne elementy obecne w materiale filtracyjnym. Jednorodny materiał filtracyjny może jednak składać się z różnych materiałów filtracyjnych, na przykład w odmiennych sekcjach filtrujących filtr może być filtrem wieloskładnikowym. Jednorodny materiał filtracyjny odznacza się łatwością wykonania.

Korzystnie w obszarze filtra, który nie zawiera rowków znajduje się dodatek. Zapobiega to termicznemu rozkładowi dodatku w procesie formowania mającym na celu utworzenie rowków.

Według korzystnego przykładu wykonania rowki rozciągają się na mniej niż 80% długości filtra, przy czym dobre rezultaty otrzymano przy około 60%.

Głębokość rowków powinna być w zakresie od 0,5 do 2 milimetrów, korzystnie około 1 mm, przy których to wartościach uzyskuje się odpowiednie wielkości przepływu.

Biorąc pod uwagę to właśnie kryterium, szerokość rowków, mierzona na obwodzie filtra, powinna leżeć w zakresie pomiędzy 1 a 3 mm, korzystnie pomiędzy 1,5 a 2,5 mm.

Głębokość rowków wzdłuż osi laseczki tytoniu niekoniecznie musi być stała. Może przykładowo wzrastać w kierunku otwartego końca, tytoniowej strony filtra. Rowki mogą także być nieliniowe, na przykład kręcone lub spiralne wokół filtra.

W niektórych przypadkach może być konieczne dodanie do filtra dodatkowego rowka, który biegnie promieniowo wokół obwodu filtra. Rowek ten łączył będzie rowki osiowe. Przydatne jest, ażeby ten promieniowy rowek znajdował się bezpośrednio pod obszarem wentylacji końcówkowej bibuły, co zwiększa efekt wentylowania. W przypadku większych stref wentylacji może być także konieczne zastosowanie dwóch lub większej liczby promieniowych rowków.

Filtr artykułu według wynalazku może oczywiście stanowić część podwójnego lub potrójnego urządzenia filtrującego.

Końcówkowa bibuła służąca do mocowania filtra do laseczki tytoniu może mieć konwencjonalną strukturę, zakładając, iż pozwala ona na wentylację. Można to osiągnąć albo poprzez zastosowanie porowatej, a przez to naturalnie przepuszczalnej dla powietrza końcówkowej bibuły lub też poprzez wykonanie otworów wentylacyjnych z wykorzystaniem mechanicznych lub elektrostatycznych środków albo przy zastosowaniu promieni lasera.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w korzystnych przykładach wykonania na załączonym rysunku, na którym fig. 1 przedstawia widok perspektywiczny filtra przymocowanego do laseczki tytoniu z częściowo owiniętą bibułą końcówkową, fig. 2 - krzywą stosunku zawartości tlenku węgla/substancji smolistych w funkcji wentylacji filtra dla filtra według wynalazku oraz filtra referencyjnego, fig. 3 - przykład wykonania filtra ze znajdującym się wewnątrz niego dodatkiem cząsteczkowym, a fig. 4 - inny przykład wykonania filtra ze znajdującym się wewnątrz niego dodatkiem cząsteczkowym.

PL 197 771 B1

Na fig. 1 przedstawiono widok perspektywiczny części proponowanego filtra papierosa oznaczonego ogólnie numerem referencyjnym 10, zawierającego konwencjonalną laseczkę tytoniu 12 oraz filtr 14 połączony z jednym końcem laseczki tytoniu 12. Filtr 14 składa się z cylindrycznej wkładki filtra 16 wykonanej z acetylocelulozy w charakterze materiału filtracyjnego, który jest jednorodnie rozmieszczony w całej objętości filtra 14. Wobec powyższego we wkładce filtra 16 brak jest jakichkolwiek otworów przepływowych, kanałów czy innych środków umożliwiających przepływ. Określenie jednorodnie zastosowane w odniesieniu do materiału filtracyjnego oznacza, iż brak jest w materiale filtracyjnym przepływowych otworów, kanałów bądź innych elementów. Jednorodny materiał filtracyjny może jednak składać się z różnych materiałów filtracyjnych, takich jak odmienne sekcje filtracyjne opisane poniżej w odniesieniu do fig. 4, z których żadna nie zawiera przepływowych otworów, kanałów ani innych elementów.

Wkładka filtra 16 pokryta jest owijką wkładki 18, która jest nieprzepuszczalna dla powietrza, chociaż w innych przykładach wykonania (nie pokazanych) może ona być inherentnie porowata i/lub zaopatrzona w otwory wentylacyjne, zależnie od wymagań, biorąc pod uwagę szczególnie pożądany smak tytoniu.

W przedstawionym przykładzie wykonania na obwodzie filtra 14 znajdują się wytłoczone rowki 20, które rozmieszczone są symetrycznie na obwodzie filtra 14. Rowki 20 rozciągają się aż do końca filtra 14 od strony tytoniu, gdzie są one otwarte, tak iż istnieje przepływowe połączenie między rowkami 20 a laseczką tytoniu 12.

Rowki 20 biegną na obwodzie wkładki filtra 16 w kierunku osiowym i kończą się w odległości od ustnikowego końca filtra 14, która jest odpowiednia pod względem właściwości reologicznych, a więc w odległości, na której ani powietrze ani też dym z rowków 20 nie mają możliwości bezpośredniego dostania się ustnikowego końca filtra 14.

Badania wykazały, iż osiowa długość rowków 20 powinna być mniejsza niż 80% długości wkładki filtra 14. Korzystną wartością jest 60%.

Rowki 20 mają głębokość wynoszącą w przybliżeniu 1,5 mm oraz przekrój poprzeczny w kształcie litery U i szerokość wynoszącą około 2 mm na obwodzie.

Filtr 14 otoczony jest w typowy sposób przez końcówkową bibułę 22, która w przedstawionym przykładzie wykonania zaopatrzona jest w dwa obwodowo równoległe rzędy otworów wentylacyjnych 24. Obecnych może być większa lub mniejsza liczba otworów wentylacyjnych albo też końcówkowa bibuła 22 może być inherentnie porowata. Konieczne jest tylko zagwarantowanie tego, ażeby porowatość i/lub liczba oraz wielkość otworów wentylacyjnych 22 zapewniały pożądany poziom wentylacji.

Istnieją w ogólności dwie możliwości rozmieszczenia owijki wkładki 18, to znaczy zastosowanie nieprzepuszczalnej dla powietrza bibuły lub też bibuły przepuszczalnej dla powietrza. W przypadku zastosowania w charakterze owijki wkładki 18 bibuły nieprzepuszczalnej dla powietrza wentylujące powietrze wpływa poprzez otwory wentylacyjne 24 podczas palenia papierosa do rowków 20, po czym z rowków 20 w kierunku laseczki tytoniu, gdzie kierunek ulega odwróceniu, zaś wentylujące powietrze wpływa razem z dymem pochodzącym z laseczki tytoniu 12 poprzez wkładkę filtra 16 do ust osoby palącej.

Jeżeli owijka wkładki jest przepuszczalna dla powietrza, albo porowata ze swojej natury lub zaopatrzona w otwory wentylacyjne, to regulowana część wentylującego powietrza wpływa tą ścieżką poprzez przepuszczalną dla powietrza owijkę wkładki do wnętrza filtra oraz do ust osoby palącej. Stanowi to dodatkową część w odniesieniu do powietrza płynącego przez rowki 20. Dzięki temu rozwiązaniu rozcieńczanie dymu może być regulowane za pośrednictwem wentylacji powietrznej w dwóch miejscach, to znaczy po pierwsze przez wentylację za pośrednictwem końcówkowej bibuły 22 i wzdłuż rowków 20, a po drugie przez wentylujące powietrze, które wchodzi bezpośrednio poprzez owijkę wkładki 18 do wnętrza wkładki filtra 16.

Jeżeli jest to konieczne, dodatkowo w zewnętrzną powierzchnię końcówkowej bibuły 22 mogą być wytłoczone krótkie rowki otwarte tylko do ustnikowej strony filtra 14. Nie pełnią one funkcji reologicznej, gdyż nie są połączone ze strefą wentylacji 24, ale informują jedynie osobę palącą o obecności rowków w filtrze 14.

Na fig. 2 przedstawiono wykres oddziaływania wentylacji filtra na stosunek zawartości tlenku węgla/substancji smolistych dla filtra według wynalazku z konwencjonalną acetylocelulozową wkładką filtra, nieprzepuszczalną dla powietrza owijką wkładki oraz czterema rowkami 20 z powyższymi wymiarami, które są symetrycznie rozmieszczone na obwodzie wkładki filtra 16 i które, poczynając od tytoniowego końca, rozciągają się na 60% długości filtra 14.

PL 197 771 B1

W eksperymentach wentylacja filtra 14 była zmieniana, a mianowicie od zera do maksymalnego poziomu wentylacji wynoszącego 70%. Dla produktów odznaczających się wartością podawania 3 mg lub mniej w celu uzyskania wymaganego poziomu wentylacji konieczne jest zastosowanie dodatkowej perforacji laserowej jak również perforowanej wstępnie końcówkowej bibuły. Taki zwiększony poziom wentylacji ułatwia także zmniejszenie spadku ciśnienia na papierosie. Otrzymywane zmniejszenie stosunku zawartości tlenku węgla/substancji smolistych równoważone jest wielkością zastosowanej wentylacji.

Na fig. 2 pełne kółka oznaczają wartości zmierzone dla konwencjonalnego filtra wykonanego z wkładki acetylocelulozowej nie zawierającej rowków, zaś kwadratami zaznaczono zmierzone wartości dla filtra 14 według wynalazku o budowie i takich samych wymiarach jak porównawczy filtr opisany wyżej.

Łatwo można stwierdzić, iż filtr 14 według niniejszego wynalazku zmniejsza zawartość tlenku węgla w dymie względem podawanych ilości substancji smolistych i stąd stosunek zawartości tlenku węgla/substancji smolistych wynosi od około 1,4 do około 0,7, zaś poprzez samą tylko wentylację, a więc bez zastosowania rowków, stosunek zawartości tlenku węgla/substancji smolistych może zostać obniżony do wartości wynoszącej tylko około 1,12.

W związku z tym stosunek zawartości tlenku węgla/substancji smolistych może zostać zmniejszony do wartości mniejszej niż granica ustalona przez nowe regulacje w przypadku filtra 14 według niniejszego wynalazku poprzez odpowiedni poziomu wentylacji dla końcówkowej bibuły 22.

Dodatkowe badania papierosów z filtrami według niniejszego wynalazku wykazały, iż wyniki te zostały potwierdzone także dla różnych mieszanek tytoniu w tytoniowej części papierosa. W tabelach 1-3 przedstawiono wyniki dla kolumny tytoniu trzech komercyjnie dostępnych papierosów, do których dołożono filtr według niniejszego wynalazku. Odpowiednie papierosy z konwencjonalnymi filtrami dawały poziomy zawartości substancji smolistych o wartościach wynoszących w przybliżeniu odpowiednio 10 mg, 6 mg i 3 mg. Pomiary wykonane zostały zgodnie z normami DIN oraz ISO.

Filtry zastosowane w tych pomiarach odznaczały się następującymi parametrami rowków: 4 rowki, długość 17 milimetrów, szerokość około 1,5 mm i głębokość 0,5-1 mm. Owijka wkładki była nieprzepuszczalna dla powietrza i nie była dodatkowo wentylowana.

Wyniki jasno pokazują, iż filtry według niniejszego wynalazku (określone nazwą EF) umożliwiły wyprodukowanie papierosów o spadkach ciśnienia porównywalnych z papierosami posiadającymi standardowe filtry (nazwane filtrami SF), dzięki regulacji poziomu wentylacji, ale o wyraźnie zmniejszonych stosunkach zawartości tlenku węgla/substancji smolistych.

T a b e l a 1

	SF	EF	EF	EF	EF	EF
Spadek ciśnienia na filtrze w mm (H2O)	72	76	76	74	73	72
Wentylacja filtra	22,6	0,0	12,0	51,8	57,2	62,1
Substancje smoliste w mg	10,25	12,4	11,7	8,8	7,2	5,7
Tlenek węgla w mg	11,21	13,3	12,1	6,7	4,5	2,9
Spadek ciśnienia na papierosie w mm (H2O)	117	137	121	104	93	93
CO/substancje smoliste	1,09	1,07	1,03	0,76	0,63	0,51

PL 197 771 B1

T a b e l a 2

	SF	EF	EF	EF	EF
Spadek ciśnienia na filtrze w mm (H2O)	108	90	89	91	89
Wentylacja filtra	43,0	0,0	50,6	58,3	69,1
Substancje smoliste w mg	5,6	11,4	7,8	6,1	4,3
tlenek węgla w mg	6,7	13,1	5,8	3,5	1,8
Spadek ciśnienia na papierosie w mm (H2O)	112	144	114	110	107
CO/substancje smoliste	1,19	1,15	0,74	0,57	0,42

T a b e l a 3

	SF	EF	EF	EF	EF
Spadek ciśnienia na filtrze w mm (H2O)	124	100	98	99	98
Wentylacja filtra	56,7	0,0	45,2	51,1	62,5
Substancje smoliste w mg	3,33	8,8	6,3	5,2	4,4
tlenek węgla w mg	4,24	11,3	5,4	3,6	2,6
Spadek ciśnienia na papierosie w mm (H2O)	107	144	125	121	120
CO/substancje smoliste	1,27	1,28	0,86	0,69	0,59

Na fig. 3 przedstawiono w przekroju poprzecznym filtr 14 według wynalazku przymocowany do laseczki tytoniu 12, przy czym podobne elementy oznaczono zgodnie z oznaczeniami zastosowanymi na fig. 1. Owijka wkładki 18, zastosowana do otoczenia wkładki filtra 16, zawiera część, która posiada cząsteczkowy węgiel aktywowany przywierający do niej w obszarze 26. Po nawinięciu owijki wkładki 18 wokół wkładki filtra 16, w owijce wkładki 18 wykonywane są rowki 20. Filtr stanowi więc element zintegrowany.

Na fig. 4 przedstawiono alternatywny przykład wykonania dotyczący tego samego tematu. Jednakże w tym przykładzie wykonania filtr zawiera trzy sekcje: rowkowaną sekcję, na powierzchni której utworzone są rowki 20, sekcję 28 węgla Dalmatyńskiego, zawierającą cząstki węgla aktywowanego rozproszone w acetylocelulozowej wkładce, a także sekcję 30 konwencjonalnej wkładki acetylocelulozowej. Te trzy sekcje mogą być wzajemnie połączone przez jedną owijkę wkładki, która może być formowana w celu wykonania rowków w rowkowanej sekcji. Ewentualnie rowki formowane są albo w powierzchni samonośnej nieowijanej sekcji octanowej (NWA) albo w powierzchni owijki wkładki otaczającej sekcję acetylocelulozową. Te trzy sekcje są następnie wzajemnie wyrównywane, a następnie owijane jeszcze jedną owijką wkładki (nie pokazaną).

W przykładach wykonania z fig. 3 i 4 uniknięto problemu konieczności uformowania rowków w sekcji filtra zawierającej materiał cząsteczkowy, w trakcie którego to procesu występować może niekorzystne oddziaływanie na materiał cząsteczkowy, jeżeli wchodzi on w styczność z elementami grzewczymi. Jednakże możliwe jest termiczne uformowanie rowków w sekcji zawierającej węgiel, szczególnie jeżeli wykorzystuje się termoplastyczną owijkę wkładki i opcja ta jest otwarta dla projektanta papierosa.

Ponadto obecność materiału dodatku wpływa na inne składniki fazy gazowej i może być szczególnie korzystna dla selektywnego usuwania niektórych spośród tych związków na liście analitów

PL 197 771 B1

Hofmana (patrz Hoffman, D., Hoffman, I., Tobacco Smoke Components, Beitrage zur Tabakforschung International 18 (1998) 49).

Claims (21)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Artykuł do palenia, zawierający cylindryczną wkładkę filtra wykonaną z jednorodnego materiału filtracyjnego, nieprzepuszczalną dla powietrza owijkę wkładki przeznaczoną dla wkładki filtra, rozstawione obwodowo rowki rozciągające się podłużnie wzdłuż wkładki filtra także wytłoczone do wnętrza owijki wkładki, oraz końcówkową bibułę służącą do połączenia wkładki filtra z laseczką tytoniu, znamienny tym, że wszystkie rowki (20) są otwarte od strony laseczki tytoniu (12) i biegną nieprzerwanie tylko na części długości wkładki filtra (16), a więc nie do ustnikowego końca wkładki filtra (16), a także tym, że wszystkie rowki (20) pokryte są wentylacyjną końcówkową bibułą (22), tak że powietrze wentylacyjne wchodzi do rowków (20) poprzez wentylowaną końcówkową bibułę (22).
2. 2. Artykuł według zastrz. 1, znamienny tym, że wkładka filtra (16) ma materiał filtracyjny, który jest jednorodny na całej długości wkładki filtra (16).
3. 3. Artykuł według zastrz. 1, znamienny tym, że rowki (20) rozciągają się maksymalnie na 80% długości wkładki filtra (16).
4. 4. Artykuł według zastrz. 3, znamienny tym, że długość rowków (20) wynosi od około 40 do 70% długości wkładki filtra (16).
5. 5. Artykuł według zastrz. 4, znamienny tym, że długość rowków (20) wynosi od 55 do 65% długości wkładki filtra (16).
6. 6. Artykuł według zastrz. 1, znamienny tym, że ma dwa do dziesięciu rowków (20).
7. 7. Artykuł według zastrz. 6, znamienny tym, że ma trzy do pięciu rowków (20).
8. 8. Artykuł według zastrz. 7, znamienny tym, że ma cztery rowki (20).
9. 9. Artykuł według zastrz. 1 albo 3 albo 6 albo 7 albo 8, znamienny tym, że rowki (20) rozmieszczone są symetrycznie na obwodzie wkładki filtra (16).
10. 10. Artykuł według zastrz. 1, znamienny tym, że rowki (20) mają kształt litery V lub litery U.
11. 11. Artykuł według zastrz. 1, znamienny tym, że rowki (20) mają głębokość od 0,5 do 2 milimetrów.
12. 12. Artykuł według zastrz. 1, znamienny tym, że rowki (20) znajdujące się na obwodzie mają szerokość od 1 do 3 milimetrów.
13. 13. Artykuł według zastrz. 12, znamienny tym, że rowki (20) znajdujące się na obwodzie mają szerokość od 1,5 do 2,5 mm.
14. 14. Artykuł według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że wkładka filtra (16) jest w postaci filtrowego korka wykonanego z acetylocelulozy.
15. 15. Artykuł według zastrz. 14, znamienny tym, że wkładka filtra (16) zawiera dodatki wybrane z grupy na którą składa się węgiel aktywowany, zeolity, Duolit i dodatki modyfikujące smak.
16. 16. Artykuł według zastrz. 1, znamienny tym, że końcówkowa bibuła (22) jest porowata.
17. 17. Artykuł według zastrz. 1 albo 16, znamienny tym, że końcówkowa bibuła (22) zaopatrzona jest w otwory wentylacyjne (24) wykonane za pomocą środków wybranych z grupy, na którą składają się środki mechaniczne, środki elektrostatyczne i wiązka laserowa.
18. 18. Artykuł według zastrz. 16, znamienny tym, że stopień wentylacji końcówkowej bibuły (22) wynosi od 30 do 80%.
19. 19. Artykuł według zastrz. 18, znamienny tym, że stopień wentylacji końcówkowej bibuły (22) wynosi pomiędzy 40 a 70%.
20. 20. Artykuł według zastrz. 1, znamienny tym, że wkładka filtra (16) ma owijkę, która jest wyposażona w otwory wentylacyjne.
21. 21. Artykuł według zastrz. 20, znamienny tym, że otwory wentylacyjne są utworzone poprzez perforację na maszynie ustawionej szeregowo.