Результат интеллектуальной деятельности: КУРИТЕЛЬНОЕ ИЗДЕЛИЕ, СОДЕРЖАЩЕЕ ОГРАНИЧИТЕЛЬ ПОТОКА В ПОЛОЙ ТРУБКЕ

Настоящее изобретение относится к фильтру для курительного изделия и к курительному изделию, содержащему фильтр.

Сгораемые курительные изделия, такие как сигареты, в целом, содержат скрошенный табак (обычно в виде табачной мешки), окруженный бумажной оберткой, образующей табачный стержень. Для использования сигареты потребитель поджигает один ее конец, и стержень скрошенного табака начинает гореть. Затем потребитель получает вдыхаемый дым, затягиваясь на противоположном конце (мундштучном конце или конце с фильтром) сигареты. Скрошенный табак может являться табаком одного типа или смесью двух или более типов табака.

В области техники, к которой относится изобретение, также был предложен ряд курительных изделий, в которых субстрат, образующий аэрозоль, такой как табак, нагревается, а не сгорает. В нагреваемых курительных изделиях аэрозоль генерируется путем нагрева субстрата, образующего аэрозоль. К известным нагреваемым курительным изделиям относятся, например, курительные изделия, в которых аэрозоль генерируется путем электрического нагрева или путем передачи тепла от сгораемого топливного элемента или источника тепла на субстрат, образующий аэрозоль. Во время курения летучие соединения высвобождаются из субстрата, образующего аэрозоль, в результате передачи тепла от источника тепла и захватываются воздухом, втягивающимся через курительное изделие. Когда высвобожденные соединения охлаждаются, они конденсируются с образованием аэрозоля, который вдыхается потребителем. Также известны курительные изделия, в которых содержащий никотин аэрозоль генерируется из табачного материала, табачного экстракта или другого источника никотина без сгорания и в некоторых случаях без нагрева, например, посредством химической реакции.

Курительные изделия, в частности сигареты, в целом содержат фильтр, выровненный с источником материала, таким как табачный стержень или другой субстрат, образующий аэрозоль, и расположенный торец к торцу с ним. Как правило, фильтр содержит штранг из ацетилцеллюлозного волокна, прикрепленного к табачному стержню или субстрату ободковой бумагой.

Вентиляция вдыхаемого дыма может быть достигнута рядом или рядами перфорационных отверстий в ободковой бумаге вокруг места вдоль фильтра. Вентиляция рассеивает весь материал, протекающий через курительное изделие. Например, в традиционных сигаретах вентиляция уменьшает составляющие как дисперсной фазы, так и газовой фазы вдыхаемого дыма. Однако курительные изделия, имеющие высокие уровни вентиляции, могут иметь уровни сопротивления втягиванию (RTD), которые могут быть слишком низкими, чтобы считаться приемлемыми для потребителя. Включение, например, одного или более сегментов фильтра из ацетилцеллюлозы высокой плотности может быть использовано для повышения общего RTD курительных изделий с высокой вентиляцией до приемлемого уровня. Однако, несмотря на известное эффективное уменьшение выделений дисперсной фазы (например, смолы), сегменты фильтра из ацетилцеллюлозы высокой плотности могут влиять на ноты аромата, генерируемые табаком высокого качества. Кроме того, сегменты фильтра из ацетилцеллюлозы высокой плотности имеют слабое воздействие на выделения газовой фазы (например, монооксид углерода) или вовсе на них не воздействуют.

Также известны другие фильтры, которые содержат полые трубки для образования полости или полостей на мундштучном конце в других местах в фильтре. Несмотря на то, что данные фильтры имеют слабое воздействие на ноты аромата или вовсе на них не воздействуют, они также имеют слабое воздействие как на газовую фазу, так и на дисперсную фазу вдыхаемого дыма или вовсе на них не воздействуют. В то же время управление потоком воздуха и понижением давления может оказаться более сложным при использовании данных фильтров.

Одним из способов решения данной проблемы является выполнение в фильтре ограничительного элемента. Например, в документах WO-A-2010/133334 и US-A-2007/0235050 описаны ограничительные элементы, которые повышают RTD. При использовании вместе с вентиляцией ограничительный элемент может повышать RTD, при этом составляющие как дисперсной фазы, так и газовой фазы вдыхаемого дыма уменьшаются.

Необходимо предоставить фильтр для курительного изделия, который сохраняет ноты аромата для улучшения сеанса курения потребителя, при этом также предлагается механизм для управления выделением газовой фазы и дисперсной фазы во вдыхаемом дыме и поддерживаются удовлетворительные значения RTD. Кроме того, необходимо предоставить такой фильтр для курительного изделия, который также является простым и недорогим для изготовления.

В соответствии с первым аспектом изобретения предоставляется курительное изделие, содержащее фильтр, при этом фильтр содержит полую трубку, имеющую внутреннюю поверхность; ограничитель потока, расположенный в полой трубке и выполненный для отведения по меньшей мере части потока вдыхаемого дыма между наружной поверхностью ограничителя и внутренней поверхностью полой трубки; и удерживающий элемент, расположенный по ходу после ограничителя потока, при этом удерживающий элемент имеет одно или более отверстий; при этом каждое из одного или более отверстий удерживающего элемента имеет по меньшей мере один размер проходного сечения, который меньше наименьшего размера поперечного сечения ограничителя потока, для предотвращения перемещения ограничителя потока по ходу после удерживающего элемента. Кроме того, ограничитель потока имеет по существу сферическую форму, при этом по меньшей мере один размер проходного сечения одного или более отверстий удерживающего элемента меньше диаметра ограничителя потока.

В данном описании относительные положения «выше по потоку» и «ниже по потоку» компонентов курительного изделия описаны относительно направления вдыхаемого дыма, когда его втягивают из зажигаемого конца курительного изделия через компонент фильтра. Курительные изделия, как описано в данном документе, содержат расположенный сзади по ходу конец и противоположный расположенный спереди по ходу конец. При использовании пользователь осуществляет затяжку расположенного сзади по ходу конца курительного изделия. Расположенный сзади по ходу конец, который также описан в качестве мундштучного конца, расположен по ходу после расположенного спереди по ходу конца, который может быть также описан в качестве дальнего конца или зажигаемого конца.

В фильтре курительного изделия в соответствии с изобретением стандартный фильтрующий материал, использующийся во многих фильтрах известного уровня техники, со структурной и функциональной точки зрения может быть по существу заменен ограничителем потока, расположенным в полой трубке. Таким образом, вдыхаемый дым отводится в направлении периферии полой трубки и направляется в поток вокруг ограничителя потока. Это повышает RTD до удовлетворительного уровня. Поскольку ограничитель потока предпочтительно выполнен с возможностью перемещения внутри полой трубки, удерживающий элемент может быть предусмотрен по ходу после полой трубки для предотвращения выпадения ограничителя потока и его возможного попадания в рот потребителя. На практике удерживающий элемент является структурным компонентом, который предназначен для заграждения части расположенного сзади по ходу мундштучного конца полой трубки, так что воздух и дым могут протекать через него без дополнительного существенного повышения RTD, тогда как ограничитель потока надежно удерживается внутри полой трубки.

Предпочтительно, ограничитель потока является непроницаемым для воздуха и дыма, так что воздух и дым, втягивающиеся через курительное изделие, вынуждены протекать через канал, определенный между внутренней периферией полой трубки и наружной поверхностью ограничителя. Это является преимущественным, поскольку обеспечивается получение соответствующих значений RTD и потока воздуха с минимальными потерями нот аромата табака. Кроме того, поскольку ограничитель потока расположен в полой трубке между расположенным сзади по ходу концом табачного стержня или субстрата, образующего аэрозоль, и мундштучным концом фильтра, может быть эффективно предотвращено попадание нежелательных частиц, таких как частицы табака, в рот пользователя.

Ограничитель потока может быть сплошным или может содержать оболочку и центральную часть. Центральная часть может быть пустой. Ограничитель потока может иметь любую подходящую форму. Например, ограничитель потока может иметь по существу сферическую, овоидную, эллиптическую, сфероидальную, цилиндрическую, призматическую или каплеобразную форму. Однако в предпочтительном варианте выполнения ограничитель потока имеет по существу сферическую форму. Сферический ограничитель потока легко изготовить и, поскольку он симметричен в радиальном направлении, его ориентация внутри полой трубки не имеет значения.

Ограничитель потока предпочтительно содержит воздухонепроницаемый материал. Выражение «воздухонепроницаемый материал» используется по всему данному описанию для обозначения материала, не позволяющего проходить текучим средам, в частности воздуху и дыму, через промежутки или поры в материале. Если ограничитель потока содержит материал, который является непроницаемым для воздуха и дыма, воздух и дым, втягивающиеся через фильтр, вынуждены протекать вокруг ограничителя потока и через канал уменьшенного проходного сечения.

Посредством уменьшения площади проходного сечения, доступной для воздуха и дыма, протекающих через фильтр, ограничитель потока повышает RTD до уровня, который является приемлемым для потребителя. Отведение потока к краю фильтра может быть особенно эффективным для повышения RTD, поскольку поток воздуха и дыма может протекать главным образом через центральную часть фильтра. Размер и форма ограничителя потока относительно внутреннего диаметра полой трубки могут быть выбраны таким образом, чтобы обеспечить необходимое RTD. Ограничитель потока может быть выполнен для генерирования RTD по меньшей мере приблизительно 150 мм вод. ст. (приблизительно 1470 Па), предпочтительно по меньшей мере приблизительно 200 мм вод. ст. (приблизительно 1960 Па), еще более предпочтительно по меньшей мере приблизительно 250 мм вод. ст. (приблизительно 2450 Па). В качестве альтернативы или дополнения ограничитель потока может быть выполнен для генерирования RTD менее приблизительно 500 мм вод. ст. (приблизительно 4900 Па), предпочтительно менее приблизительно 400 мм вод. ст. (приблизительно 3920 Па), еще более предпочтительно менее приблизительно 350 мм вод. ст. (приблизительно 3430 Па). В некоторых предпочтительных вариантах выполнения ограничитель потока генерирует RTD от приблизительно 150 мм вод. ст. (приблизительно 1470 Па) до 500 мм вод. ст. (приблизительно 4900 Па), предпочтительно от приблизительно 200 мм вод. ст. (приблизительно 1960 Па) до 400 мм вод. ст. (приблизительно 3920 Па), более предпочтительно от приблизительно 250 мм вод. ст. (приблизительно 2450 Па) до 350 мм вод. ст. (приблизительно 3430 Па).

RTD, генерируемое ограничителем потока, может быть определено в качестве отрицательного давления, которое должно быть приложено в условиях испытания, как определено в ISO 3402, к выходному концу секции фильтра, содержащей полую трубку с ограничителем, для поддержания равномерного объемного потока воздуха 17,5 мл/с через секцию фильтра без блокировки какой-либо вентиляции. В контексте данной заявки, если фильтр содержит какие-либо сегменты фильтра, отличные от сегмента фильтра, содержащего полую трубку с ограничителями, тогда они удаляются перед выполнением измерения. На расположенном сзади по ходу конце полой трубки предусмотрен удерживающий элемент в виде пары штифтов, выступающих в радиальном направлении от периферии трубки и имеющих такую длину, чтобы предотвратить выкатывание ограничителя потока из полой трубки. Площадь проходного сечения канала, который остается доступным для воздуха и дыма благодаря данному удерживающему элементу, является настолько большой относительно канала, определенного между ограничителем потока и полой трубкой, что его наличие практически не влияет на измеренное значение RTD.

В некоторых вариантах выполнения ограничитель потока может быть свободно расположен внутри полой трубки. Другими словами, ограничитель потока может иметь такие размеры, чтобы свободно перемещаться внутри полой трубки. Таким образом, воздух и дым, втягивающиеся через фильтр, направляются в поток через канал, определенный между наружной поверхностью ограничителя потока и боковой стенкой полой трубки. Следовательно, в данных вариантах выполнения площадь проходного сечения, доступная для воздуха и дыма, протекающих вокруг ограничителя воздуха, может быть определена в качестве разницы между площадью сечения полой трубки в поперечном направлении и площадью сечения ограничителя потока в поперечном направлении, независимо от формы ограничителя потока.

Выражение «площадь сечения в поперечном направлении» элемента курительного изделия используется по всему данному описанию для обозначения площади поверхности, образованной плоскостью, пересекающей элемент в поперечном направлении и, в частности, перпендикулярно продольной оси курительного изделия. Таким образом, при использовании сферического ограничителя потока площадь проходного сечения, доступная для протекания воздуха и дыма, может быть рассмотрена в качестве имеющей по существу или приблизительно кольцевую форму.

Например, в тех вариантах выполнения, в которых ограничитель потока свободно расположен внутри полой трубки, площадь проходного сечения, доступная для воздуха и дыма, протекающих вокруг ограничителя потока, может составлять от приблизительно 0,70 квадратного миллиметра до приблизительно 1,15 квадратного миллиметра. Предпочтительно, площадь проходного сечения, доступная для воздуха и дыма, протекающих вокруг ограничителя потока, составляет от приблизительно 0,71 квадратного миллиметра до приблизительно 1,13 квадратного миллиметра. Более предпочтительно, площадь проходного сечения, доступная для воздуха и дыма, протекающих вокруг ограничителя потока, составляет от приблизительно 0,81 квадратного миллиметра до приблизительно 1,03 квадратного миллиметра. Еще более предпочтительно, площадь проходного сечения, доступная для воздуха и дыма, протекающих вокруг ограничителя потока, составляет от приблизительно 0,85 квадратного миллиметра до приблизительно 0,98 квадратного миллиметра.

В качестве примера, если ограничитель потока имеет сферическую форму и имеет диаметр приблизительно 8 мм, тогда полая трубка имеет предпочтительно внутренний диаметр от приблизительно 8,06 мм до приблизительно 8,08 мм. Еще более предпочтительно, ограничитель потока имеет сферическую форму и имеет диаметр приблизительно 8,07 мм.

В других вариантах выполнения ограничитель потока может быть по существу закреплен внутри полой трубки. Другими словами, ограничитель потока может иметь такие размеры, чтобы зацепляться с полой трубкой. Также, множество канавок образовано на наружной поверхности ограничителя потока для определения канала для протекания через него воздуха и дыма. В качестве альтернативы или дополнения канавки могут быть образованы во внутренней поверхности полой трубки. Таким образом, воздух и дым, втягивающиеся через фильтр, предпочтительно направляются в поток вдоль канавок, образованных по периферии ограничителя потока или во внутренней поверхности полой трубки.

Предпочтительно, эквивалентная площадь сечения в поперечном направлении канала, определенного канавками по периферии ограничителя потока, также находится в подобных диапазонах, описанных выше со ссылкой на площадь проходного сечения, доступную для воздуха и дыма, в случае вариантов выполнения с ограничителем потока, свободно расположенным внутри полой трубки.

Ограничитель потока может зацепляться с полой трубкой, например, за счет сопротивления, создаваемого силой трения между ограничителем потока и внутренней поверхностью полой трубки. В частности, по меньшей мере один размер поперечного сечения ограничителя потока может превышать внутренний диаметр полой трубки, так что ограничитель потока зацепляется с полой трубкой и закрепляется внутри нее.

Если как ограничитель потока, так и полая трубка имеют круглые поперечные сечения, тогда это соответствует внутреннему диаметру полой трубки, который немного меньше диаметра ограничителя потока. Следовательно, проницаемая площадь проходного сечения определяется в качестве суммы площадей проходного сечения всех отдельных каналов, определенных между каждой канавкой, образованной по периферии ограничителя потока или внутренней поверхности внутренней трубки.

В частности, внутренний диаметр полой трубки может составлять от приблизительно 75 процентов до приблизительно 99 процентов по меньшей мере одного размера поперечного сечения ограничителя потока. Предпочтительно, внутренний диаметр полой трубки составляет от приблизительно 80 процентов до приблизительно 95 процентов по меньшей мере одного размера поперечного сечения ограничителя потока. Более предпочтительно, внутренний диаметр полой трубки составляет от приблизительно 88 процентов до приблизительно 95 процентов по меньшей мере одного размера поперечного сечения ограничителя потока.

По меньшей мере один размер поперечного сечения должен быть измерен в направлении, которое гарантирует, что ограничитель потока прочно удерживается в полой трубке за счет трения. Предпочтительно, по меньшей мере один размер поперечного сечения измеряется в направлении внутреннего и наружного диаметров полой трубки, когда ограничитель потока расположен в полой трубке.

Продольное положение ограничителя потока, закрепленного внутри полой трубки, может быть выбрано таким образом, чтобы соответствовать другим элементам конструкции курительного изделия, таким как вентиляция. Например, продольное положение центра ограничителя потока, закрепленного в полой трубке, может находиться по меньшей мере приблизительно в 9,5 мм от мундштучного конца полой трубки. В качестве альтернативы или дополнения продольное положение центра ограничителя потока, закрепленного в полой трубке, может находиться менее чем приблизительно в 18 мм от мундштучного конца полой трубки. В предпочтительном варианте выполнения продольное положение центра ограничителя потока, закрепленного в полой трубке, находится приблизительно в 12 мм от мундштучного конца полой трубки. В данном описании «центр» ограничителя потока означает среднюю точку между частью ограничителя потока, расположенной ближе всего к расположенному сзади по ходу концу полой трубки, и частью ограничителя потока, расположенной ближе всего к расположенному спереди по ходу концу полой трубки.

Предпочтительно, ограничитель потока является несжимаемым. Термин «несжимаемый» используется по всему данному описанию для обозначения устойчивости к сжатию от любого из следующего: манипуляции руками при извлечении курительного изделия из пачки; сжатия пальцами (то есть пальцами пользователя на фильтре); буккального сжатия (то есть губами и зубами пользователя на мундштучном конце фильтра); или процесса ручного гашения («тушения сигареты»). То есть термин «несжимаемый» используется для обозначения того, что при нормальном обращении с курительным изделием при изготовлении и использовании оно является недеформируемым или неразрушаемым.

Предпочтительно, ограничитель потока имеет предел текучести при сжатии более чем приблизительно 8,0 кПа. Более предпочтительно, ограничитель потока имеет предел текучести при сжатии более чем приблизительно 12,0 кПа. Предел текучести при сжатии определяется как величина одноосного сжимающего напряжения, достигаемая, когда происходит остаточная деформация ограничителя потока.

Предпочтительно, ограничитель потока имеет прочность на сжатие при деформации в 10 процентов более чем приблизительно 50,0 кПа. Прочность на сжатие при деформации в 10 процентов определяется как величина одноосного сжимающего напряжения, достигаемая, когда имеется деформация в 10 процентов (то есть изменение на 10 процентов одного размера поперечного сечения) ограничителя потока.

Как предел текучести при сжатии, так и прочность на сжатие при деформации в 10 процентов могут определяться экспериментально путем испытания по стандарту ISO 604. Как будет понятно специалисту в данной области техники, в данном испытании образец (ограничитель потока) сжимается сжимающими пластинами вдоль оси, что соответствует давлению, которое прикладывается пальцами курильщика к ограничителю, когда курильщик держит курительное изделие. Испытание проводится при постоянной скорости перемещения до тех пор, пока не будет достигнуто заданное значение нагрузки или деформации. Во время процедуры измеряется нагрузка, переносимая образцом (ограничителем потока).

Ограничитель потока может содержать любой подходящий материал или материалы. Предпочтительно, ограничитель потока содержит один или более воздухонепроницаемых материалов. Примеры подходящих материалов включают, помимо всего прочего, желатин или другие типы гидроколлоидов, альгинат, карбоксиметилцеллюлозу (СМС), целлюлозу, крахмал, полимолочную кислоту, поли(бутиленсукцинат) и его сополимеры, сополимер полибутиленадипата и терефталата и их комбинации. Ограничитель потока может содержать прессованный табак, табачную пыль, измельченный табак, другие ароматизаторы или их сочетание.

Предпочтительно, ограничитель потока образован из растворимого полимерного материала, образованного из одного или более водорастворимых полимеров. Более предпочтительно, растворимый полимерный материал образован одним или более водорастворимыми термопластами. Термин «растворимый» означает, что полимерный материал способен растворяться в раствор водным растворителем. Это достигается путем использования одного или более водорастворимых материалов для образования материала. Ограничитель потока может быть полностью изготовлен из растворимого полимерного материала, или растворимый полимерный материал может быть объединен с инертными компонентами, такими как инертные неорганические наполнители, которые могут быть или не быть растворимыми. Использование растворимого материала для образования ограничителя потока предпочтительным образом повышает скорость разложения фильтра после того, как он был выброшен. В качестве альтернативы или дополнения ограничитель потока может содержать материал, который при добавлении воды диспергируется в суспензию или коллоид.

Более предпочтительно, ограничитель потока образовывается из биоразлагаемого полимерного материала. Предпочтительные полимеры являются полностью биоразлагаемыми, как определено испытанием на аэробное биологическое разложение в водной среде (испытанием Штурма), описанным в европейском стандарте EN13432. Предпочтительные биоразлагаемые полимеры включают крахмал.

Полая трубка может содержать любой подходящий материал или материалы. Кроме того, полая трубка может содержать слой покрытия на своей внутренней поверхности. Слой покрытия может способствовать предотвращению впитывания влаги в трубчатый элемент во время курения курительного изделия, следовательно, поддерживая сопротивление деформации фильтра. Подходящие материалы покрытия включают, помимо всего прочего, воск, полимерные материалы и их комбинации. Особенно подходящий воск включает растительный воск, а другими особенно подходящими материалами являются этилцеллюлоза и нитроцеллюлоза.

В некоторых вариантах выполнения полая трубка может быть образована из полимерного материала или бумажного материала. Например, полая трубка может быть образована из экструдированных пластмассовых трубок. В других вариантах выполнения полая трубка образована из множества перекрывающихся бумажных слоев, таких как множество параллельно намотанных бумажных слоев или множество спирально намотанных бумажных слоев, которые могут дополнительно повысить сопротивление деформации или короблению трубчатого элемента. Более предпочтительно, полая трубка содержит по меньшей мере два бумажных слоя. В качестве альтернативы или дополнения трубчатый элемент предпочтительно содержит менее одиннадцати бумажных слоев.

Приведенный в качестве примера способ образования полой трубки из множества намотанных бумажных слоев включает обертывание множества по существу непрерывных бумажных полосок путем перекрывания вокруг цилиндрического сердечника. Полоски обертываются параллельно или по спирали для образования по существу непрерывной трубки на сердечнике. Образованная трубка может быть повернута вокруг сердечника, например, с использованием резиновой ленты, так что бумажные слои непрерывно перемещаются и обертываются вокруг сердечника. Образованная трубка может быть затем разрезана на полые трубки необходимой длины по ходу после сердечника.

Для предотвращения перемещения влаги от одного бумажного слоя к следующему во время курения курительного изделия, включающего фильтр, смежные бумажные слои полой трубки предпочтительно склеены вместе посредством промежуточного слоя клея, который предоставляет перегородку для передачи влаги между слоями. Это может быть выполнено дополнительно к или в качестве альтернативы покрытию, предусмотренному на внутренней поверхности каждого трубчатого элемента, как описано выше. Такое покрытие может быть дополнительно или в качестве альтернативы выполнено между смежными слоями трубчатого элемента.

В курительных изделиях и фильтрах для курительных изделий в соответствии с изобретением важно, чтобы округлость и жесткость полой трубки были такими, чтобы вставка ограничителя потока происходила просто и удобно. В частности, деформации полой трубки являются нежелательными. Соответственно, необходимо, чтобы полая трубка имела очень низкую овальность после деформации. Это предпочтительным образом предоставляет последовательность в овальности внутренней полости фильтра во время курения курительного изделия. Конкретная процедура испытания для оценки деформации фильтра в соответствии с настоящим изобретением подробно описана далее.

Термин «овальность» в данном контексте означает степень отклонения от идеального круга. Овальность выражается в процентах, и математическое определение представлено далее.Для определения овальности сегмента полой трубки трубка извлекается из курительного изделия как можно более аккуратно и мундштучный конец рассматривается вдоль продольного направления трубки. Например, полая трубка может быть расположена своим мундштучным концом на прозрачной платформе, так что изображение мундштучного конца трубки записывается посредством подходящего устройства отображения, расположенного под платформой. Размер «a» берется в качестве наименьшего внешнего диаметра сегмента полой трубки по центру сегмента полой трубки, а размер «b» берется в качестве наибольшего внешнего диаметра сегмента полой трубки в том же положении вдоль сегмента полой трубки. Процесс повторяется для всех десяти трубок, имеющих одинаковую конструкцию, и среднее значение десяти измерений овальности записывается в качестве овальности для данной конструкции полой трубки.

Если необходимо измерить овальность после испытаний на деформацию, выполненных как перед, так и после курения, должно быть использовано два образца курительных изделий, имеющих одинаковую конструкцию. То есть недеформированное курительное изделие в невыкуренном состоянии должно быть использовано для испытания на деформацию перед курением, а недеформированные изделия, имеющие одинаковую конструкцию, подвергаются испытанию на курение и используются для испытания на деформацию после курения.

Удерживающий элемент выполнен с возможностью предотвращения перемещения ограничителя потока дальше по ходу и из полой трубки наружу. На практике удерживающий элемент выполнен с возможностью заграждения части расположенного сзади по ходу мундштучного конца полой трубки, так что предотвращается выпадение ограничителя потока из фильтра и его возможное попадание в рот потребителя при использовании. В то же время удерживающий элемент выполнен таким образом, чтобы по существу не способствовать повышению RTD курительного изделия.

Удерживающий элемент имеет одно или более отверстий, обеспечивающих прохождение текучих сред, в частности воздуха и дыма. Количество, форма и размер одного или более отверстий в удерживающем элементе предпочтительно выбираются для определения канала, имеющего эквивалентную доступную площадь проходного сечения, так что удерживающий элемент лишь незначительно повышает RTD. В данном контексте эквивалентная доступная площадь проходного сечения означает сумму площадей проходного сечения всех из одного или более отверстий в удерживающем элементе.

Предпочтительно, удерживающий элемент может быть выполнен для генерирования RTD в диапазоне от приблизительно 1 мм вод. ст. (приблизительно 10 Па) до приблизительно 20 мм вод. ст. (приблизительно 200 Па). Предпочтительно, удерживающий элемент выполнен для генерирования RTD от приблизительно 2 мм вод. ст. (приблизительно 20 Па) до приблизительно 10 мм вод. ст. (приблизительно 100 Па).

Кроме того, каждое из одного или более отверстий удерживающего элемента имеет по меньшей мере один размер проходного сечения, который меньше наименьшего размера поперечного сечения ограничителя потока, посредством чего предотвращается перемещение ограничителя потока по ходу после удерживающего элемента.

Одно или более отверстий удерживающего элемента могут иметь любую подходящую форму при условии, что если ограничитель потока, свободно расположенный внутри полой трубки, перемещается в направлении удерживающего элемента и частично заграждает одно или более из одного или более отверстий, то достаточный канал остается доступным для воздуха и дыма, так что RTD по существу не повышается, тогда как ограничитель потока надежно удерживается внутри полой трубки.

В некоторых вариантах выполнения удерживающий элемент может являться одним целым с полой трубкой. В частности, удерживающий элемент может содержать удерживающую часть, продолжающуюся от боковой стенки полой трубки и частично заграждающую расположенный сзади по ходу мундштучный конец полой трубки. Например, удерживающая часть может иметь по существу кольцевую форму и определять отверстие, имеющее меньший размер проходного сечения, чем внутренний диаметр полой трубки. Например, одно или более отверстий трубчатого сегмента могут иметь круглую, овальную, треугольную, многоугольную, квадратную, звездообразную, сердцеобразную, крестообразную и другую подобную форму. В других вариантах выполнения удерживающий элемент может содержать сегмент, отделенный от и расположенный по ходу после полой трубки.

В одном варианте выполнения удерживающий элемент может просто содержать выступы, выступающие в радиальном направлении от периферии трубки, например пару штифтов, выступающих в радиальном направлении от периферии трубки и имеющих такую длину, чтобы предотвратить выкатывание ограничителя потока из полой трубки. Площадь проходного сечения канала, который остается доступным для воздуха и дыма благодаря данному удерживающему элементу, настолько превышает площадь проходного сечения канала, доступную для протекания воздуха и дыма между ограничителем и полой трубкой, что наличие данного удерживающего элемента практически не влияет на общее RTD фильтра.

В других вариантах выполнения удерживающий элемент может по существу иметь форму колеса со спицами и содержать множество стержнеобразных элементов (спиц), выступающих в радиальном направлении от периферии трубки и соединяющихся в центральном узловом элементе. Предпочтительно, спицы равномерно расположены вокруг продольной оси полой трубки. В предпочтительном варианте выполнения удерживающий элемент может содержать три спицы.

В других вариантах выполнения удерживающий элемент может содержать трубчатый сегмент, отделенный от и расположенный по ходу после полой трубки, при этом внутренний диаметр трубчатого сегмента меньше внутреннего диаметра полой трубки. Таким образом, проницаемая площадь проходного сечения трубчатого сегмента меньше проницаемой площади проходного сечения полой трубки. Поскольку трубчатый сегмент, который выполняет функцию удерживающего элемента, определяет полость, ограничитель потока, свободно расположенный внутри полой трубки по ходу перед трубчатым сегментом, может быть виден с мундштучного конца. Соответственно, пользователь может визуально заметить перемещение ограничителя потока внутри полой трубки.

Расположенный сзади по ходу трубчатый сегмент может иметь шероховатую внутреннюю поверхность, так что предотвращается зацепление ограничителя потока с ним и, следовательно, его перекрытие.

В качестве альтернативы расположенный сзади по ходу трубчатый сегмент может содержать каналы или может быть изготовлен из пористого материала, который имеет поры, через которые воздух и дым могут проходить без существенного повышения RTD фильтра, вместе с тем одновременно являясь непроницаемыми для ограничителя потока. На практике, несмотря на проницаемость для воздуха и дыма, пористый материал определяет лишь каналы, которые являются слишком узкими или слишком извилистыми, или и теми, и другими для перемещения через них. В качестве альтернативы удерживающий элемент может состоять из диска или штранга, содержащего стандартный пористый материал низкой эффективности, такой как ацетилцеллюлоза.

В некоторых предпочтительных вариантах выполнения расположенный сзади по ходу трубчатый сегмент изготовлен из непористого материала и определяет отверстие, имеющее форму, отличную от формы поперечного сечения ограничителя потока. Например, если ограничитель потока имеет сферическую форму, трубчатый сегмент может определять отверстие, имеющее форму, отличную от круглой, такую как овальная, треугольная, многоугольная, квадратная, звездообразная, сердцеобразная, крестообразная. Таким образом, ограничитель потока не может перекрыть отверстие трубчатого сегмента.

Фильтр факультативно содержит один или более дополнительных фильтрующих элементов, расположенных по ходу перед полой трубкой. Также, фильтр может содержать один или более дополнительных фильтрующих элементов, расположенных по ходу после полой трубки и удерживающего элемента. Фильтр может даже содержать один или более дополнительных фильтрующих элементов, расположенных по ходу перед и по ходу после полой трубки и удерживающего элемента. Например, фильтр может дополнительно содержать штранг, или штранги, или диск, или диски, фильтрующего материала по ходу перед полой трубкой; штранг, или штранги, или диск, или диски, фильтрующего материала по ходу после полой трубки; или штранги или диски фильтрующего материала по ходу перед и по ходу после полой трубки. В качестве альтернативы или дополнения фильтр может дополнительно содержать трубчатый элемент или элементы по ходу после полой трубки, трубчатый элемент или элементы по ходу перед полой трубкой или трубчатые элементы по ходу после и по ходу перед полой трубкой. Трубчатый элемент или элементы могут иметь одинаковые или разные размеры с полой трубкой из фильтрующего материала. Если предусмотрено более одного трубчатого элемента, трубчатые элементы могут иметь одинаковые или разные размеры между собой.

Фильтр может содержать обертку фильтра, окружающую по меньшей мере полую трубку из фильтрующего материала. Обертка фильтра обеспечивает прочность и структурную жесткость полой трубки. Это снижает вероятность того, что полая трубка деформируется или повредится при вставке ограничителя потока в полую трубку. Это также снижает вероятность того, что полая трубка деформируется на своей наружной поверхности вокруг зоны, где ограничитель потока расположен внутри полой трубки. Предпочтительно, если фильтр содержит один или более дополнительных фильтрующих элементов, полая трубка и один или более дополнительных фильтрующих элементов обернуты оберткой фильтра. Обертка фильтра может содержать любой подходящий материал. Предпочтительно, обертка фильтра представляет собой жесткую фицеллу, например, содержащую жесткую бумагу или картон. Жесткая бумага или картон предпочтительно имеет массу одного квадратного метра более чем приблизительно 60 г/м² (грамм на квадратный метр). Жесткая обертка фильтра обеспечивает высокую структурную жесткость. Обертка фильтра может содержать шов, содержащий одну или более полосок клея. Предпочтительно, шов содержит две полоски клея. Это снижает вероятность того, что обертка фильтра разойдется, когда ограничитель потока будет вставлен в полую трубку. Одна полоска клея может содержать клей-расплав. Одна полоска клея может содержать поливиниловый спирт.

Предпочтительно, фильтр имеет длину L_F от приблизительно 15 мм до приблизительно 40 мм. Еще более предпочтительно, фильтр имеет длину L_F от приблизительно 18 мм до приблизительно 30 мм. В одном варианте выполнения фильтр имеет длину L_F приблизительно 27 мм. Однако в предпочтительном варианте выполнения фильтр имеет длину L_F приблизительно 21 мм. Меньшая длина возможна благодаря тому, что конструкция фильтра в соответствии с изобретением позволяет добиться необходимого RTD при более короткой длине и с использованием очень небольшого количества фильтрующего материала, а то и без него. Если фильтр не содержит дополнительных фильтрующих элементов по ходу перед или по ходу после полой трубки, длина фильтра равна длине полой трубки и удерживающего элемента. Если фильтр не содержит дополнительных фильтрующих элементов по ходу перед или по ходу после, или как по ходу перед, так и по ходу после полой трубки, длина полой трубки меньше длины всего фильтра. Длина полой трубки может зависеть от дополнительного фильтрующего элемента или элементов.

Фильтры в соответствии с настоящим изобретением могут быть предпочтительным образом использованы в сигаретах с фильтром и других курительных изделиях, в которых табачный материал сгорает для образования дыма. Фильтры в соответствии с настоящим изобретением в качестве альтернативы могут быть использованы в курительных изделиях, в которых табачный материал нагревается, а не сгорает, для образования аэрозоля. Фильтры в соответствии с настоящим изобретением также могут быть использованы в курительных изделиях, в которых содержащий никотин аэрозоль генерируется из табачного материала, табачного экстракта или другого источника никотина без сгорания и в некоторых случаях без нагрева.

В соответствии со вторым аспектом изобретения предоставляется курительное изделие, содержащее: субстрат, образующий аэрозоль; и фильтр в соответствии с первым аспектом изобретения. Признаки, описанные по отношению к одному аспекту изобретения, могут быть применимы и к другому аспекту изобретения.

Для соединения фильтра и табачного стержня курительное изделие может содержать ободковую обертку, окружающую фильтр и по меньшей мере часть табачного стержня. Ободковая обертка может содержать бумагу, имеющую массу одного квадратного метра менее чем приблизительно 70 г/м², предпочтительно менее чем приблизительно 50 г/м². Ободковая обертка предпочтительно имеет массу одного квадратного метра более чем приблизительно 20 г/м².

Ободковая обертка может обеспечивать дополнительную прочность и структурную жесткость фильтра и снизить вероятность деформации наружной поверхности фильтра в месте, где ограничитель потока расположен в полой трубке из фильтрующего материала. Ободковая обертка может содержать зону вентиляции, содержащую перфорационные отверстия, проходящие через ободковую обертку. Ободковая обертка может содержать по меньшей мере один ряд перфорационных отверстий для обеспечения вентиляции вдыхаемого дыма. Если фильтр содержит обертку фильтра, перфорационные отверстия предпочтительно проходят через обертку фильтра. В качестве альтернативы обертка фильтра может быть проницаемой. Ободковая обертка может представлять собой стандартную предварительно перфорированную ободковую обертку. В качестве альтернативы ободковая обертка может быть перфорирована (например, с помощью лазера) во время процесса изготовления в соответствии с необходимыми количеством, размером и положением перфорационных отверстий. Количество, размер и положение перфорационных отверстий могут быть выбраны таким образом, чтобы обеспечивать необходимый уровень вентиляции. Вентиляция вместе с ограничителем потока обеспечивает необходимый уровень RTD.

Предпочтительно, по меньшей мере один круговой ряд перфорационных отверстий расположен на расстоянии по меньшей мере приблизительно 9,5 мм от мундштучного конца полой трубки. В качестве альтернативы или дополнения по меньшей мере один круговой ряд перфорационных отверстий расположен на расстоянии менее чем приблизительно 18 мм от мундштучного конца полой трубки. В предпочтительном варианте выполнения по меньшей мере один круговой ряд перфорационных отверстий расположен на расстоянии приблизительно 12 мм от мундштучного конца полой трубки. В качестве альтернативы или в дополнение к вышеописанному положению перфорационных отверстий, зона вентиляции расположена таким образом, что вентиляционный воздух подается в курительное изделие по ходу после ограничителя потока. Это обеспечивает оптимальную смесь окружающего воздуха, втягивающегося через перфорационные отверстия, и смеси воздуха и дыма, протекающей через фильтр.

Курительное изделие, описанное выше, может быть собрано с использованием стандартного производственного оборудования. Ограничитель потока может быть изготовлен вне производственной линии, например, с использованием быстрого непрерывного процесса, такого как процесс с использованием ротационного штампа. Машина для вкладывания объектов может быть использована для вставки ограничителя потока внутрь полой трубки.

Настоящее изобретение будет далее описано исключительно для примера со ссылкой на прилагаемые графические материалы, в которых:

на фиг. 1 показан вид в перспективе курительного изделия в соответствии с одним вариантом выполнения изобретения;

на фиг. 2 показан вид в поперечном сечении фильтра в соответствии с первым вариантом выполнения изобретения;

на фиг. 3 показан вид в поперечном сечении фильтра в соответствии со вторым вариантом выполнения изобретения.

На фиг. 1 показан вид в перспективе курительного изделия 100 в соответствии с одним вариантом выполнения изобретения. Курительное изделие 100 содержит в целом цилиндрический табачный стержень 101 и в целом цилиндрический фильтр 103. Табачный стержень 101 и фильтр 103 выровнены по оси и расположены торец к торцу, предпочтительно, с упором друг в друга. Табачный стержень содержит наружную обертку 105, окружающую курительный материал. Наружная обертка 105 может представлять собой пористый оберточный материал или бумажную обертку. Табак предпочтительно представляет собой скрошенный табак или резаный табачный наполнитель. Табачный стержень 101 имеет расположенный по ходу спереди зажигаемый конец 107 и расположенный по ходу сзади конец 109. Фильтр 103 имеет расположенный спереди по ходу конец 111 и расположенный сзади по ходу мундштучный конец 113. Расположенный спереди по ходу конец 111 фильтра 103 является смежным с расположенным сзади по ходу концом 109 табачного стержня 101.

Компонент 103 фильтра прикреплен к табачному стержню 101 ободковым материалом 115, который окружает всю длину фильтра 103 и смежную зону табачного стержня 101. На фиг. 1 ободковый материал 115 для наглядности показан частично удаленным с курительного изделия. Ободковый материал 115, как правило, представляет собой продукт, подобный бумаге. Однако может быть использован любой подходящий материал. В данном варианте выполнения ободковый материал 115 содержит круговой ряд перфорационных отверстий 117, выровненных с фильтром 103. Перфорационные отверстия предусмотрены для вентиляции вдыхаемого дыма.

В данном описании относительные положения «спереди по ходу» (по ходу перед) и «сзади по ходу» (по ходу после) компонентов курительного изделия описаны относительно направления потока вдыхаемого дыма, когда его втягивают из табачного стержня 101 и через фильтр 103.

На фиг. 2 показан вид в поперечном сечении фильтра 103’ в соответствии с первым вариантом выполнения изобретения. Фильтр 103’ может быть использован в курительном изделии, показанном на фиг. 1. На фиг. 2 фильтр 103’ содержит полую трубку 201. Полая трубка 201 имеет наружный диаметр 202 и внутренний диаметр 203. Фильтр 103’ дополнительно содержит ограничитель 204’ потока. Ограничитель 204’ потока имеет по существу сферическую форму и диаметр 205’. Ограничитель 204’ потока расположен в полой трубке 201.

Диаметр 205’ ограничителя 204’ потока немного превышает внутренний диаметр 203 полой трубки 201, так что ограничитель 204’ потока вызывает небольшое искривление стенки полой трубки 201 и ограничитель 204’ потока удерживается в закрепленном состоянии внутри полой трубки 201 за счет трения.

Ограничитель 204’ потока имеет канавки 206’, образованные по его периферии и определяющие соответствующие каналы 207’, проницаемые для воздуха и дыма, между стенкой полой трубки 201 и ограничителем 204’ потока. Как схематически показано стрелками, воздух, втягивающийся через фильтр 103’ во время использования курительного изделия, вынужден протекать вокруг ограничителя 204’ потока и через уменьшенное поперечное сечение, по существу определенное каналами 207’.

Фильтр дополнительно содержит удерживающий элемент 208, расположенный непосредственно по ходу после полой трубки 201. Удерживающий элемент 208 содержит пару противоположных штифтов, выступающих в радиальном направлении от периферии полой трубки 201 и имеющих такую длину, чтобы предотвратить выкатывание ограничителя 204’ потока из полой трубки 201. Точнее, продолжающиеся в радиальном направлении внутренние концы двух штифтов разделены расстоянием 209, меньшим, чем диаметр 205’ ограничителя 204’ потока.

На фиг. 3 показан вид в поперечном сечении фильтра 103’’ в соответствии со вторым вариантом выполнения изобретения. Фильтр 103’’ может быть использован в курительном изделии, показанном на фиг. 1. На фиг. 3 фильтр 103’’ содержит полую трубку 201. Полая трубка 201 имеет наружный диаметр 202 и внутренний диаметр 203. Фильтр 103’’ дополнительно содержит ограничитель 204’’ потока. Ограничитель 204’’ потока имеет по существу сферическую форму и диаметр 205’’. Ограничитель 204’’ потока свободно расположен внутри полой трубки 201.

Диаметр 205’’ ограничителя 204’’ потока немного меньше внутреннего диаметра 203 полой трубки 201, так что ограничитель 204’’ потока свободно перемещается (например, катается) внутри полой трубки 201.

Ограничитель 204’’ потока имеет по существу гладкую наружную поверхность. Как схематически показано стрелками, воздух, втягивающийся через фильтр 103’’ во время использования курительного изделия, вынужден протекать вокруг ограничителя 204’’ потока и через уменьшенное поперечное сечение, по существу определенное между наружной поверхностью ограничителя 204’’ потока и боковой стенкой полой трубки 201.

Фильтр дополнительно содержит удерживающий элемент 208, расположенный непосредственно по ходу после полой трубки 201. Удерживающий элемент 208 содержит трубчатый сегмент, изготовленный из непористого материала и определяющий отверстие, имеющее квадратную форму, которая отличается от формы поперечного сечения ограничителя 204’ потока. Точнее, сторона квадратного отверстия трубчатого сегмента имеет длину 209, которая меньше диаметра 205’’ ограничителя 204’’ потока. Таким образом, даже если дым втягивается из расположенного сзади по ходу конца фильтра 103’’, ограничитель 204’’ потока не сможет перекрыть отверстие трубчатого сегмента 208.

Ни один из фильтров 103’, 103’’, показанных на фиг. 2 и 3, не содержит дополнительных фильтрующих элементов по ходу перед или по ходу после полой трубки. Однако следует понимать, что дополнительный элемент может быть выполнен, например, по ходу перед полой трубкой для предотвращения соприкосновения ограничителя 103’, 103’ потока с табачным стержнем 101 и его случайного сгорания во время использования курительного изделия потребителем. Например, пористый элемент штранга может быть расположен непосредственно по ходу перед полой трубкой 201.

Далее изобретение будет описано со ссылкой на следующий пример.

ПРИМЕР 1

В соответствии с процедурой измерения, изложенной выше, сгенерированное RTD было определено для сферического ограничителя потока с гладкой поверхностью, имеющего диаметр 8,00 мм, свободно расположенного внутри полых трубок с гладкой поверхностью, имеющих различные внутренние диаметры. Результаты представлены в следующей таблице.