PL175470B1

PL175470B1 - Kompozycja do wytwarzania elementów paliwowych do wyrobów do palenia

Info

Publication number: PL175470B1
Application number: PL94302905A
Authority: PL
Inventors: Dennis M. Riggs; Dwayne W. Beeson; Billy T. Conner
Original assignee: Reynolds Tobacco Co R
Priority date: 1993-04-07
Filing date: 1994-04-06
Publication date: 1999-01-29
Also published as: KR940023405A; ES2107702T3; DE69405906D1; US5551451A; DK0623289T3; DE69405906T2; CA2120586C; BG61522B1; GR3025635T3; JPH06311877A; KR100294308B1; BG98697A; AU5931894A; BR9401409A; PH30299A; CA2120586A1; RU2120781C1; CN1062434C; ATE158694T1; EP0623289A1

Abstract

1. Kompozycja do wytwarzania elementów paliwowych do wyrobów do palenia, zawiera- jaca co najmniej 50% wagowych, w szczegól- nosci co najmniej 60% wagowych, korzystnie co najmniej 70% wagowych sproszkowanego wolnego wegla, przynajmniej 1% wagowy, w szczególnosci co najmniej 5% wagowych, ko- rzystnie 10% wagowych spoiwa i co najmniej jeden dodatek redukujacy ilosc ciepla wytwa- rzanego w elemencie paliwowym, znamienna tym, ze zawiera co najmniej 3% wagowych, w szczególnosci co najmniej 5% wagowych i ko- rzystnie co najmniej 8% wagowych sproszko- wanego grafitu i/lub przynajmniej 2% wagowe, korzystnie 3% wagowe weglanu wapnia jako dodatek redukujacy ilosc ciepla. FIG. 1 PL PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest kompozycja do wytwarzania elementów paliwowych do wyrobów do palenia, zwłaszcza wyrobów do palenia zawierających tytoń. Papierosy, cygara i fajka stanowią popularne wyroby do palenia, które wykorzystują tytoń w rozmaitych postaciach. Jako ulepszenie lub alternatywę rozmaitych popularnych wyrobów do palenia proponowano rozmaite produkty. Przykładowo, liczne publikacje proponowały wyroby, które powodują wytwarzanie aromatycznych oparów i/lub widzialnego aerozolu. Większość tego rodzaju wyrobów stosowała źródło spalanego paliwa dla otrzymania aerozolu i/lub dla ogrzania materiału wytwarzającego aerozol. Jako przykład należy podać stan techniki cytowany w opisie patentowym USA nr 4 714 082 dla Banerjes i in.

Wynalazek obecny dotyczy wyrobów do palenia, takich jak papierosy, a w szczególności wyrobów do palenia mających krótki element paliwowy i oddzielony fizycznie element wytwarzający aerozol. Wyroby do palenia tego rodzaju, jak również materiały, sposoby i/lub urządzenie przydatne do stosowania i/lub wytwarzania tych wyrobów, są opisane w opisach patentowych USA nr 4 708 151 dlaShelara, 4 714 082 dlaBaneijee i in., 4 732 168 dla Resce, 4 756 318 dla Clearmana i in., 4 782 644 dla Haarera i in., 4 793 365 dla Sensabaugh i in., 4 802 568 dla Haarera i in., 4.827 950 dla Baneijes i in., 4 870 748 dla Hensgena i in., 4 881 556 dla Clearmana i in.,

893 637 dla Hancocka i in., 4 893 639 dla White’a 4 903 714 dla Barnesa i in., 4 917 128 dla Clearmana i in., 4 928 714 dla Shennona, 4 938 238 dla Barnesa i in., 4 989 619 dla Clearmana i in., 5 027 837 dla Clearmana i in., 5 038 802 dla White’a i in., 5 042 509 dla Baneijes i in.,

052 413 dla Bakera i in., 5 060 666 dla Clearmana i in., 5 065 776 dla Lawsona i in., 5 067 499 dla Baneijes i in., 5 076 292 dla Sensabaugh i in., 5 076 297 dla Farriera i in., 5 088 507 dla

175 470

Bakera i in., 5 099 861 dla Clearmana i in., 5 101 839 dla Jakoba i in. 5 105 831 dla Banerjee i in., i 5 105 837 dla Barnesa i in., jak również w monografii zatytułowanej Chemiczne i biologiczne badania nowych prototypów papierosów, które ogrzewają zamiast spalać tytoń, R.J. Reynolds Tobacco Company, 1988 /poniżej Monografia RJR/. Tego rodzaju wyroby do palenia stwarzają palaczowi odczucie przyjemności palenia /np. smak palenia, odczucie, satysfakcji itp./. W tego rodzaju wyrobach do palenia jest zwykle mały udział widzialnego bocznego strumienia dymu, jak również mały udział smoły FTC podczas spalania.

Wyroby do palenia opisane we wspomnianych powyżej opisach patentowych i/lub publikacjach zasadniczo wykorzystują spalany element paliwowy dla wytwarzania ciepła i element wytwarzający aerozol, umieszczony fizycznie oddzielnie względem i zwykle w kontakcie umożliwiającym wymianę ciepła z elementem paliwowym. Wiele z tego rodzaju środków wytwarzających aerozol stosuje substrat lub nośnik jednego lub więcej materiałów tworzących aerozol, np. alkoholi wielowodorotlenowych, takich jak gliceryna. Materiały wytwarzające aerozol ulegają utlenieniu wskutek oddziaływania ciepła pochodzącego z palącego się elementu paliwowego i po ochłodzeniu tworzą aerozol. Zwykle, elementy paliwowe tego rodzaju wyrobów do palenia są zamknięte w osłonce izolacyjnej.

Elementy paliwowe zastosowane we wspomnianych powyżej wyrobach do palenia ulegają spalaniu dla wytworzenia produktów spalania, takich jak dwutlenek węgla, tlenek węgla, woda i śladowe ilości innych związków. Jednym ze znanych sposobów redukowania ilości tlenku węgla wytwarzanego przez spalanie elementu paliwowego jest redukowanie temperatury spalania tego elementu paliwowego. Zmniejszanie temperatury spalania powoduje zredukowanie wytwarzanych kalorii, a tym samym zredukowanie ilości ciepła, które musi być rozproszone podczas palenia.

Kompozycja do wytwarzania elementów paliwowych do wyrobów do palenia, zawierająca co najmniej 50% wagowych, w szczególności co najmniej 60% wagowych, korzystnie co najmniej 70% wagowych sproszkowanego wolnego węgla, przynajmniej 1% wagowy, w szczególności co najmniej 5% wagowych, korzystnie 10% wagowych spoiwa i co najmniej jeden dodatek redukujący ilość ciepła wytwarzanego w elemencie paliwowym według wynalazku wyróżnia się tym, że zawiera co najmniej 3% wagowych, w szczególności co najmniej 5% wagowych i korzystnie co najmniej 8% wagowych sproszkowanego grafitu i/lub przynajmniej 2% wagowe, korzystnie 3% wagowe węglanu wapnia jako dodatek redukujący ilość ciepła. Zwykle, ilość dodanego wypełniacza nieorganicznego, takiego jak CaCCb, nie przekracza około 15% wagowo. Jednakże, w razie potrzeby, mogą być zastosowane większe ilości.

Korzystnie kompozycja zawiera do 10% wagowych tytoniu.

Korzystnie kompozycja zawiera do 1% wagowego węglanu sodu.

Kompozycja jako spoiwo korzystnie zawiera alginian, korzystniej alginian amonowy.

Korzystnie kompozycja zawiera sproszkowany wolny węgiel z pulpy drewna twardego.

Kompozycja korzystnie zawiera sproszkowany wolny węgiel z pulpy drewna twardego, o średniej średnicy cząsteczki wynoszącej około 12 pm ,

Kompozycja korzystnie zawiera sproszkowany grafit o średniej średnicy cząsteczki wynoszącej około 8 pm. Opisane rozmiary cząstek są określone za pomocą analizatora Microtrac /Leeds i Northrup/. Zwykle, ilość grafitu dodanego do mieszaniny paliwowej nie przekracza około 20% wagowo. Jednakże, w razie potrzeby, można stosować większe ilości.

Rozwiązanie według wynalazku umożliwia redukcję monotlenku węgla wytwarzanego podczas spalania elementu paliwowego w stosunku do znanych uprzednio kompozycji paliwowych, a ponadto kompozycja paliwowa umożliwia zmniejszenie wyjściowej energii termicznej podczas palenia, zwłaszcza podczas wypuszczania dymu, co z kolei redukuje ilość wytwarzanego tlenku węgla (CO) podczas spalania elementu paliwowego i współdziała w ochronie przed przegrzaniem wyrobu do palenia lub jego elementów składowych.

Kompozycja paliwowa według obecnego wynalazku zawiera jeden lub więcej materiałów węglistych, takich jak wolny węgiel, zwłaszcza węgiel z papierowej pulpy drewna twardego, połączony z dodatkami obejmującymi grafit i/lub nieorganiczny materiał wypełniający, taki jak węglan wapnia, węglan sodu i tym podobne. W zalecanych kompozycjach paliwowych, korzyści

175 470 opisane powyżej okazały się najbardziej istotne w przypadku dodania grafitu i/lub węglanu wapnia do mieszanki paliwowej wolnego węgla i spoiwa.

Sproszkowany wolny węgiel, korzystnie uzyskuje się w kontrolowanym zwęglaniu papierowej pulpy drewna twardego.

W razie konieczności lub potrzeby, można zastosować inne dodatki do kompozycji paliwowej według obecnego wynalazku obejmujące do około 10% wagowo sproszkowanego tytoniu, mającego średni rozmiar cząstki mniejszy niż około 20 pm, korzystnie mniej niż około 15 pm, a najkorzystniej mniej niż około 10 pm i/lub do około 1,5% wagowo węglanu sodu i tym podobne. W zasadzie, elementy paliwowe utworzone z kompozycji według obecnego wynalazku, przydatnych do stosowania w wyrobach do palenia, mają średnicę do około 8 mm i długość do około 20 mm. Te elementy paliwowe są zasadniczo wytwarzane z zastosowaniem konwencjonalnej techniki wytłaczania z zastosowanej obecnej kompozycji i wystarczającej ilości wody dla utworzenia wytłaczalnej pasty.

Papierosy stanowią najbardziej popularną postać wyrobu do palenia, która ma zastosowane elementy paliwowe według obecnego wynalazku, jednakże można również wykonywać inne wyroby do palenia, np. fajki. W rozwiązaniu zalecanym, według wynalazku otrzymuje się papieros zawierający element paliwowy mający długość mniejszą niż około 20 mm, korzystnie mniejszą niż około 15 mm, a najkorzystniej około 12 mm, i· średnicę mniejszą nią około 8 mm, korzystnie mniejszą niż około 6 mm, a najkorzystniej około 4,2 mm przed paleniem. Element paliwowy ma osłonkę z elastycznego materiału izolacyjnego wokół swego obwodu, oraz fizycznie oddzielony element wytwarzający aerozol, umieszczony podłużnie za tym elementem paliwowym, przy czym ten element wytwarzający aerozol zawiera substrat z naniesioną substancją wytwarzającą aerozol.

Stosowane w opisie określenie węglisty oznacza zawierający głównie węgiel.

Przedmiot wynalazku zostanie uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia w przekroju pierwsze rozwiązanie papierosa zawierającego element paliwowy wykonany według obecnego wynalazku, fig. 2 przedstawia widok z tyłu papierosa pokazanego na fig. 1, a fig. 3 przedstawia w przekroju następne rozwiązanie papierosa z zastosowanym elementem paliwowym wykonanym według obecnego wynalazku.

Jak opisano powyżej, wynalazek obecny jest skierowany szczególnie na ulepszenie węglistych elementów paliwowych stosowanych w wyrobach do palenia. Na fig. 1 i 2 przedstawiono zalecane rozwiązanie papierosa z zastosowanym elementem paliwowym według obecnego wynalazku.

Jak przedstawiono na fig. 1, a bardziej szczegółowo na fig. 2, element paliwowy 10 zawiera liczne rowki 15, biegnące wzdłuż jego podłużnego obrzeża. Obrzeże elementu paliwowego otacza osłonka izolacyjna, która w przedstawionym rozwiązaniu zawiera naprzemienne warstwy włókien szklanych i bibułki tytoniowej, umieszczone jako współśrodkowe pierścienie rozchodzące się na zewnątrz od elementu paliwowego w następującym porządku:(a) pierwsza warstwa 11 włókna szklanego, (b) tytoniowa bibułka 12, i (c) druga warstwa włókna szklanego 13, oraz zewnętrzna papierowa owijka 14. Zewnętrzna papierowa, owijka 14 może stanowić jedną warstwę lub może być wykonana z wielu oddzielnych warstw, z których każda ma odmienną porowatość i właściwości stabilizacji popiołu.

Za izolowanym elementem paliwowym 10 znajduje się środek wytwarzający aerozol, który zawiera substrat 16, zawierający jedną lub więcej substancji wytwarzających aerozol i/lub substancje aromatyzujące. W tego rodzaju papierosach, substrat 16 jest korzystnie wykonany z zalewanego materiału arkuszowego zawierającego tytoń (w postaci zrolowanej lub ciętego wypełniacza), który jest opisany bardziej szczegółowo poniżej. Substrat 16 jest owinięty papierową owijką 14, która znajduje się nad elementem paliwowym 10. Jak przedstawiono, substrat 16 jest umieszczony w zaporowej rurce 17. Zaporowa rurka może stanowić materiał laminowany, np. foliowy laminat papieru i metalu (np. aluminium), korzystnie z folią od wewnątrz, lub podobną strukturę, która będzie współdziałała w redukowaniu lub eliminowaniu jakiejkolwiek migracji elementu wytwarzającego aerozol z substratu 16 do innych elementów składowych papierosa. W razie potrzeby, można wykonać jedną lub więcej przestrzeni pustych /nie pokazanych/ z zastosowaniem rurki zaporowej 17 dla izolowania substratu 16 względem innych elementów składowych papierosa.

W podłużnym odstępie za rurką zaporową 17 znajduje się odcinek przetworzonego tytoniu 19, owiniętego bibułką papierosową 20. Odcinek przetworzonego tytoniu jest zwykle stosowany w postaci ciętego wypełniacza, i jest stosowany dla nadania posmaku tytoniu aerozolowi emitowanemu z elementu wytwarzającego aerozol. W razie potrzeby można nie stosować odcinka tytoniowego 19 i zastąpić go pustą przestrzenią lub innym materiałem. Alternatywnie, substrat 16 może być wydłużony, a odcinek 19 przetworzonego tytoniu skrócony lub pominięty. W razie potrzeby, pomiędzy substratem 16 i odcinkiem tytoniu 19 można zastosować odcinek bibułki tytoniowej (nie pokazany), otoczony papierową owijką, lub może on być dodany za odcinkiem tytoniowym 19. W razie potrzeby, może być zastosowany wypełniony węglem arkusik zawierający substancję aromatyzującą, taką jak mentol, w połączeniu z odcinkiem przetworzonego tytoniu 19, lub może on zastąpić odcinek papieru tytoniowego.

Skrajnie przy ustniku papierosa znajduje się element filtracyjny 21 o małej skuteczności, owinięty bibułką 22. Dla przyłączenia filtru 21 do odcinka ciętego wypełniacza tytoniowego papierosa jest zastosowana papierowa bibułka 23. W razie potrzeby, odcinek wypełniacza 19 z ciętego tytoniu może być pominięty i korzystnie może być zastosowany filtr o zwiększonej długości.

Izolowany element paliwowy w miejscu około 2 do 8 mm od spalanego końca papierosa jest otoczony niepalną papierową owijką 18, która łączy go z przyłączoną zaporową rurką 17. Owijka 18 jest wykonana korzystnie z materiału zawierającego trzy laminowane warstwy, np. papier - folia aluminiowa - papier, który wspomaga w minimalizowaniu jakiegokolwiek przenoszenia materiałów wytwarzających aerozol na substracie 16 do elementu paliwowego 10, osłonki izolacyjnej, i/lub ewentualnego zabarwienia innych elementów składowych zespołu przedniego końca. Owijka ta również korzystnie minimalizuje lub zapobiega przepływowi obwodowego powietrza /to jest promieniowego powietrza/ do części elementu paliwowego, umieszczonej podłużnie za jego przednim końcem, powodując tym samym utratę tlenu i zapobiegając nadmiernemu spalaniu.

Podobnie jak papieros z fig. 1, w rozwiązaniu przedstawionym na fig. 3 pokazano element paliwowy 10, który zawiera liczne rowki 15, biegnące wzdłuż jego podłużnego obwodu. Ponownie, osłonka izolacyjna otacza obrzeże elementu paliwowego i w przedstawionym rozwiązaniu zawiera naprzemienne warstwy włókien szklanych i papieru tytoniowego, umieszczone jako współosiowe pierścienie rozchodzące się na zewnątrz od elementu paliwowego w następującym porządku: (a) pierwsza warstwa 11 włókna szklanego; (b) papier tytoniowy 12; i (c) druga warstwa włókna szklanego 13, oraz zewnętrzna papierowa owijka 14. Zewnętrzna papierowa owijka 14 może zawierać jedną warstwę lub może być wykonana z wielu oddzielnych warstw, z których każda ma odmienną porowatość i właściwość stabilizacji tytoniu.

Pokazany na fig. 3 element wytwarzający aerozol, który zawiera substrat 16, zawierający jeden lub więcej materiałów formujących aerozol i/lub substancji aromatyzujących, jest umieszczony za, w niewielkim oddaleniu od izolowanego elementu paliwowego 10. To umieszczenie dopomaga w zapobieganiu migracji materiałów formujących aerozol z substratu do innych elementów składowych papierosa. Substrat 16 jest owinięty papierową owijką 17, która korzystnie może być chroniona /np. pokrywana/ materiałem zaporowym dla zmniejszenia lub, korzystnie, uniknięcia jakiejkolwiek migracji materiałów formujących aerozol z substratu lub innych części papierosa.

W tego rodzaju papierosach, substrat 16 może stanowić do wolny z licznych materiałów, obejmujących pręcik z papieru stabilizowanego cieplnie, np. papieru traktowanego jedną lub więcej uwodnionych soli, lub pręcik utworzony z odlanego materiału arkuszowego zawierającego tytoń (w postaci zrolowanej lub ciętego wypełniacza), przy czym obydwa rodzaje są opisane szczegółowo poniżej.

Jak przedstawiono, substrat 16 jest umieszczony w zaporowej rurce 17, tak że pozostawia się przy każdym końcu pręcika substratu puste przestrzenie 5 i 6. Rurka zaporowa może stanowić laminowany,papier lub dowolną podobną strukturę, która będzie współdziałała w redukowaniu

175 470 lub eliminowaniu w jakiejkolwiek migracji środka formującego aerozol z substratu 16 do innych elementów składowych papierosa.

Oddalony podłużnie za rurką zaporową 17 znajduje się odcinek przetworzonego papieru tytoniowego 19, owinięty bibułką papierosową 20. Ten odcinek papieru tytoniowego jest stosowany dla nadania posmaku tytoniowego aerozolowi emitowanemu ze środka wytwarzającego aerozol. Odcinek papieru tytoniowego 19 można pominąć w razie potrzeby i zamiast niego zastosować pustą prz.estrzeń lub inny materiał. Alternatywnie, substrat 16 może być przedłużony, a papier tytoniowy skrócony lub pominięty. Za odcinkiem papieru tytoniowego jest umieszczony podłużnie odcinek ciętego wypełniacza tytoniowego 24, otoczony papierową owijką 25. Odcinek ten nadaje dodatkowy posmak tytoniowy przechodzącemu przez niego aerozolowi. W razie potrzeby, odcinek wypełniacza z ciętego tytoniu może być pominięty i zamiast niego zastosowany albo odcinek filtru 21 o zwiększonej długości i/lub w razie potrzeby, arkusz, wypełniony węglem, zawierający substancję aromatyzującą, taką jak mentol, zastosowany zamiennie lub w połączeniu z odcinkiem papieru tytoniowego 19.

Przy skrajnym zakończeniu ustnika papierosa jest umieszczony element filtrujący 21 o małej wydajności, owinięty bibułką 22. Dla przyłączenia filtra 21 do odcinka wypełniacza z ciętego tytoniu jest zastosowana owijka 23. Owijka 18 z materiału niepalnego otacza izolowany element paliwowy w miejscu odległym około 2 do 8 mm od zapalonego końca papierosa i łączy go z rurką zaporową 17. Owijka 18 stanowi korzystnie nie ulegający przerwaniu materiał, zawierający trzy laminowane warstwy, np. papier - folia aluminiowa - papier, który zapobiega przenikaniu materiałów formujących aerozol na substracie 16 do elementu paliwowego 10, osłonki izolacyjnej, i/lub przed przebarwieniem innych elementów składowych przedniego końca zespołu. Owijka ta również korzystnie minimalizuje lub zapobiega przepływowi powietrza obwodowego, (to jest powietrza promieniowego) do części elementu paliwowego, umieszczonej podłużnie za jego przednim końcem, powodując tym samym odcięcie dopływu tlenu i zapobiegając nadmiernemu spalaniu.

W następnym zalecanym rozwiązaniu, element paliwowy w osłonce jest skrócony, tak że dla wytworzenia wstępnie określonej ilości zaciągnięć stosuje się tylko pożądaną ilość palnego materiału węglistego. W takim rozwiązaniu, zewnętrzna owijka 18 korzystnie sięga do przedniego końca elementu paliwowego w osłonce. Owijka ta musi mieć nadany odpowiedni poziom porowatości dla umożliwienia doprowadzenia do paliwa powietrza potrzebnego do palenia, przy jednoczesnej wystarczającej spójności podczas i po spaleniu dla pozostawania w stanie nietkniętym dla utrzymania osłoniętego elementu paliwowego na papierosie. Papier do tego rodzaju zastosowania jest opisany w opisie patentowym USA nr 4 938 238. Zastosowane elementy paliwowe, powinny spełniać trzy kryteria: (1) powinny być łatwe do zapalania, (2) powinny dostarcżać wystarczającą ilość ciepła dla wytworzenia aerozolu dla około 5-15, korzystnie około 8-12 wydmuchnięć dymu, i (3) nie powinny nadawać nieprzyjemnego smaku lub aromatu papierosowi.

Badając wpływ zmian ilości grafitu w kompozycji paliwowej, stwierdzono, co następuje: gdy ilość grafitu wzrasta, wówczas ilość tlenku węgla, uzyskanego przez spalanie od około 6 do 8 mm elementu paliwowego mającego długość 12 mm i średnicę 4,2 mm, mierząc CO na wyjściu z zastosowaniem warunków spalania FTC, spadła aż do 3,0 mg, a ponadto zmalał również istotnie wydatek energii cieplnej elementów paliwowych. W niektórych badanych wyrobach do palenia z zastosowanymi elementami paliwowymi według obecnego wynalazku, substrat stanowi papier. Substraty tego rodzaju są opisane szczegółowo w Europejskim zgłoszeniu patentowym nr 569 964. Związana z grafitem redukcja wydatku cieplnego spalanych elementów paliwowych jest szczególnie korzystna przy zastosowaniu papierowych substratów, ponieważ ta redukcja powoduje również zmniejszenie tendencji papierowego substratu do przypalenia podczas spalania, eliminując tym samym niesmak. W niektórych badanych wyrobach do palenia, stosujących elementy paliwowe według obecnego wynalazku, jako część zewnętrznej owijki na tylnym obrzeżu elementu paliwowego stosowano papier podbity folią. W tego rodzaju papierosach, dodatek grafitu do kompozycji paliwowej również powodował pozostawanie pod papierową folią większego kołka po wygaszeniu elementu paliwowego. Jest to bardzo pożądany rezultat, szczególnie z punktu widzenia przetrzymywania elementu paliwowego. Jedyny negatywny

175 470 skutek, związany z dodatkiem grafitu do kompozycji paliwowej poleganatym, że dodatek grafitu wywoływał tendencję do utrudnienia przypalenia elementu paliwowego. Im więcej grafitu dodawano, tym trudniej było zapalić element paliwowy. Jakkolwiek elementy paliwowe zawierające grafit, jak opisano powyżej, mogą być zapalone, jednakże uważa się, że zastosowanie samego grafitu nie daje całkowicie odpowiedniego produktu. Prowadzono zatem następną analizę z zastosowaniem węglanu wapnia jako dodatku do podstawowej kompozycji opisanej powyżej, od około 5% do około 15% wagowo, najpierw bez dodatku jakiegokolwiek grafitu. Główne mieszanki paliwowe zawierające tego rzędu dodatek węglanu wapnia również wykazywały powodowanie redukcji zarówno CO, jak i wydatku energii cieplnej. Jednakże stwierdzono, że dla uzyskania tego samego efektu należało zastosować znacznie większą ilość węglanu wapnia w porównaniu z ilością grafitu. Co ważniejsze stwierdzono, że dodatek węglanu wapnia do kompozycji paliwowej (1) nie wpływa ujemnie na właściwości palne elementu paliwowego i (2) podczas spalania węglanu wapnia w elemencie paliwowym reagował z izolującą osłonką, która otaczała paliwo w badanych papierosach, tworząc stapiane połączenie pomiędzy osłonką i elementem paliwowym, nadając tym samym papierosowi podczas palenia właściwość doskonałego przytrzymywania elementu paliwowego. W oparciu o niezależne względem siebie korzyści wynikające ze stosowania grafitu i węglanu wapnia, jak opisano powyżej, zdecydowano połączyć te dwa dodatki w kompozycji paliwowej, dla uzyskania łącznych korzyści każdego z tych dodatków, z wyeliminowaniem jakichkolwiek szkodliwych efektów. W ten sposób opracowano najkorzystniejszą kompozycję paliwową według obecnego wynalazku, która zawiera sproszkowany węgiel z pulpy drewna twardego, sproszkowany grafit, węglan wapnia, tytoń i spoiwo. Przy spalaniu w papierosach próbnych, elementy paliwowe wykonane z tej kompozycji wykazywały znaczną redukcję zarówno odnośnie wytwarzania CO, jak i wydatku energii cieplnej, jednakże miały one lepszą właściwość przypalania i przytrzymywania elementu paliwowego niż papierosy wykonane z elementami paliwowymi wytworzonymi z kompozycji zawierającej tylko sam grafit.

Zalecane elementy paliwowe wykonane z kompozycji według obecnego wynalazku są zaprojektowane dla zmniejszenia energii potrzebnej do wytworzenia pożądanej ilości aerozolu, polepszając tym samym wydajność elementu paliwowego i redukując ilość nadmiaru energii cieplnej, która w innym przypadku zostałaby rozproszona z papierosa. Tak więc elementy paliwowe według obecnego wynalazku stanowią bardziej skuteczne źródło energii dla papierosów, w których są zastosowane. Gęstość zalecanych elementów paliwowych jest zasadniczo większa niż około 0,5 g/cm³, korzystnie większa niż około 0,7 g/cm³ a najkorzystniej większa niż około 1 g/cm3, lecz zwykle nie przekracza 2 g/cm3. Całkowita długość elementu paliwowego, przed spaleniem, jest zasadniczo mniejsza niż około 20 mm, często mniejsza niż około 15 mm, i wynosi zwykle około 12 mm. Jednakże, w razie potrzeby, można stosować krótsze elementy paliwowe, w zależności od konfiguracji papierosa, w którym są one zastosowane. Całkowita średnica zewnętrzna elementu paliwowego jest zwykle mniejsza niż około 8 mm, korzystnie mniejsza niż około 6 mm i wynosi korzystnie około 4, 2 mm.

Materiał węglisty i materiał spoiwa zawarty w kompozycjach paliwowych według wynalazku mogą stanowić dowolny materiał węglisty i materiał spoiwa opisany w opisach patentowych przytoczonych w stanie techniki. Zalecany materiał węglisty i materiał spoiwajest opisany w opisie patentowym USA nr 5 178 167 dla Riggsa i in.

Zastosowany w papierosie element paliwowy jest korzystnie otoczony osłonką izolacyjną i/lub przytrzymującą. Materiał izolujący i przytrzymujący korzystnie jest przystosowany do przepuszczania wciąganego powietrza, oraz jest umieszczony i ukształtowany tak, aby utrzymywać we właściwym miejscu element paliwowy. Korzystnie osłonka jest dopasowana do zakończenia elementu paliwowego, jednakże może ona wystawać około 0,5 mm do około 3 mm poza każdy koniec elementu paliwowego.

Elementy składowe materiału izolacyjnego i/lub przytrzymującego, otaczającego element paliwowy, mogą ulegać zmianie. Przykłady odpowiednich materiałów obejmują włókno szklane i inne materiały opisane w opisie patentowym USA nr 5 105 838, Europejskim zgłoszeniu patentowym nr 339 690, i w Monografii RjR, strony 48-52. Przykłady innych odpowiednich materiałów izolacyjnych i/lub przytrzymujących stanowią mieszaniny włókna szklanego i ty8

175 470 toniu, takie jak opisane w opisach patentowych USA nr nr 5 105 838, 5 065 776, 4 756 318 i 5 119 837. Inne odpowiednie materiały izolacyjne i/lub przytrzymujące stanowią materiały w rodzaju papieru, który jest spiralnie lub inaczej owinięty wokół elementu paliwowego, takie jak opisano w opisie patentowym USA nr 5 105 836 dla Gentry i in. Papierowe materiały mogą być obciskane lub fałdowane i obciskane wokół elementu paliwowego, nabijane do pręcika z zastosowaniem zespołu wytwarzającego pręcik, dostarczanego jako CU-10 lub CU20S z firmy DeCoufle, wraz z urządzeniem wytwarzającym pręcik, znanym jako KDF-2 z firmy Hauni-Werke Korber and Co., KG, lub urządzenie opisanym w opisie patentowym USA nr 4 807 809 dla Pryor i in., owinięte wokół elementu paliwowego wzdłuż jego osi podłużnej, lub zastosowane jako wystające podłużnie pasma papierowego arkusza z zastosowaniem urządzenia opisanego w opisie patentowym USA nr 4 889 143 dla Pryor i in. i 5 025 814 dla Rakera. W razie potrzeby, element paliwowy (10) może być wtłaczany do osłonki izolacyjnej, jak przedstawiono w Europejskim zgłoszeniu patentowym nr 562 474. Przykłady materiałów arkuszowych w rodzaju papieru są dostępne jako papier węglowy P-2540-136-E i papier tytoniowy P 2674-157 z firmy Kimberly-Clark Corp., i korzystnie wzdłuż długości elementu paliwowego rozciągają się podłużne pasma tego rodzaju materiałów, (np. pasma o szerokości około 0,8 mm). Element paliwowy również może być otoczony wypełniaczem ciętego tytoniu (np. wypełniaczem z ciętego tytoniu konserwowanego płomieniowo, poddanego obróbce za pomocą około 2% wagowo węglanu potasu). Liczba i umiejscowienie pasm lub wzór pofałdowanego papieru pozwalają na wystarczająco ciasne ułożenie dla utrzymania, przytrzymania lub innego rodzaju podtrzymania struktury mieszanki elementu paliwowego wewnątrz papierosa.

Jak przedstawiono na fig. 1 i 2 osłonka izolacyjna otaczająca element paliwowy jest otoczona papierową owijką. Papier odpowiedni do tego zastosowania jest opisany w opisach patentowych USA nr nr 4 938 238 i 5 105 837. Jak opisano powyżej, substrat utrzymuje materiały wytwarzające aerozol i inne składniki, np. substancje aromatyzujące i tym podobne, które po poddaniu działaniu ogrzanych gazów przechodzących przez środek wytwarzający aerozol podczas zaciągania ulegają utlenieniu i palacz odbiera wrażenie aerozolu podobnegodo dymu. Zalecane materiały wytwarzające aerozol obejmują glicerynę, glikol propylenowy, wodę i tym podobne substancje aromatyzujące i inne ewentualne składniki. Dodatkowe przydatnemateriały wytwarzające aerozol są przedstawione w opisach patentowych przedstawionych w' stanie techniki. Jak opisano powyżej, substrat może mieć rozmaite postacie, szczególnie jak przedstawiono w opisach patentowych cytowanych w stanie techniki. Dwa zalecane substraty do zastosowania w, wynalazku stanowią (a) substraty papierowe i (b) substraty w postaci tytoniu/lana forma spoiwa. Pręciki papierowego substratu są korzystnie formowane za pomocą dostępnego w handlu wyposażenia, szczególnie za pomocą urządzeń do wytwarzania filtrów papierosowych lub pręcików papierosowych. Dwa zalecane, dostępne w handlu urządzenia przydatne do wykonywania substratów według obecnego wynalazku stanowią urządzenie do wyrabiania filtrów DeCoufle /CU-10 lub CU2OS/, i zmodyfikowane urządzenie do wyrabiania pręcików o nazwie KDF-2, dostępne z firmy Haunie-Werke Korber and Co., KG.

Lane folie pyłu tytoniowego lub proszku, spoiwa, takiego jak spoiwo alginianowe, i gliceryny można również stosować dla wytwarzania przydatnych w wynalazku substratów. Odpowiednie folie' lane do zastosowania jako substraty są opisane w opisie patentowym. USA nr 5 101 839 i Europejskim zgłoszeniu patentowym nr 545 186.

Odpowiednie folie lane zwykle zawierają pomiędzy około 30 do 75% wagowo środka wytwarzaj ącego aerozol, takiego jak gliceryna, około 2 do 15% wagowo spoiwa, korzystnie alginianu amonu, 0 do około 2% wagowo środka wiążącego, takiego jak węglan potasu, około 15 do około,70 do 75% wagowo materiałów organicznych, nieorganicznych materiałów wypełniających lub ich mieszanin, takich jak pył tytoniowy, wodny wyciąg proszku tytoniowego, proszek skrobiowy, kwiat ryżu, zmielony przedmuchany tytoń, proszek węgla, sproszkowany węglan wapnia, i tym podobne, i od około 0 do około 20% wagowo substancji aromatyzujących, takich jak ekstrakty tytoniowe i tym podobne. Szczególnie zalecana folia lana zawiera 60% wagowo gliceryny, 5% wagowo spoiwa w postaci alginianu amonowego, 1% wagowo węglanu potasu, 2% wagowo substancji aromatyzujących takich jak ekstrakty tytoniowe i 32% wagowo wodnego wyciągu proszku tytoniowego. Folie lane są wytwarzane przez zmieszanie wodnego

175 470 wyciągu proszku tytoniowego, wody i węglanu potasu w wysoko-obrotowym mikserze, dla wytworzenia jednorodnej, płynnej pasty. Następnie dodaje się glicerynę i alginianu amonu i kontynuuje się wysokoobrotowe mieszanie aż powstanie jednorodna mieszanina. Jednorodna mieszanina zostaje odlana na ogrzanym pasie (około 200°C) z prześwitem odlewu 0,0025 do 0,089 mm i jest osuszona dla uzyskania folii o grubości 0,01 do 0,02 mm w powietrzu o wysokiej temperaturze (około 200° do 250°F). Folia zostaje zdjęta z pasa i albo nawinięta na szpulę dla przecięcia na pasma lub pocięta w prostokątne kawałki o wymiarach około 5 cm na 2,5 cm, które są formowane na cięty wypełniacz. Jeżeli materiał lanej folii jest stosowany w postaci pasma lub ciętego wypełniacza, wówczas substrat będzie miał od około 10 mm do 40 mm długości i będzie sięgał od tylnego końca elementu paliwowego do odcinka tytoniu lub przedniego końca odcinka filtra o zwiększonej długości (np. o długości około 30 mm do 50 mm). W takim przypadku można pominąć wkładkę z papieru tytoniowego.

W większości rozwiązań według wynalazku, połączenie elementu paliwowego i substratu (znanego również jako zespół przedniego końca) jest przyłączone do części ustnikowej, jakkolwiek można zastosować wyjmowalne połączenie elementu paliwowego/substratu z oddzielną częścią ustnikową, taką jak fifka papierosowa wielokrotnego użytku. Część ustnikowa stanowi kanał, który prowadzi ulotnione materiały tworzące aerozol do ust palacza, i może ona wprowadzać dodatkowy posmak do ulotnionych materiałów wytwarzających aerozol. Zwykle długość części ustnikowej mieści się w zakresie od 40 mm do około 85 mm. Odcinki aromatyzujące (to jest odcinki zagęszczonego papieru tytoniowego, wypełniacza z ciętego tytoniu lub tym podobne) mogą być zastosowane w ustnikowej części lub w odcinku substratu, np. bezpośrednio za substratem lub w odstępie względem niego, dla wprowadzania do aerozolu substancji aromatycznych. Można zastosować zagęszczony papier węglowy, zwłaszcza w celu wprowadzenia posmaku mentolu lub aerozolu. Papiery tego rodzaju są opisane w Europejskim zgłoszeniu patentowym nr 342 538. Inne przydatne w wynalazku odcinki aromatyzujące są opisane w opisach patentowych USA nr nr 5 076 295 i 5 105 834 i w Europejskim zgłoszeniu patentowym 434 339.

Przedmiot wynalazku zostanie przedstawiony w przykładach wykonania. Wszystkie ilości procentowe podane, o ile nie wyszczególniono inaczej, stanowią procenty wagowe. Wszystkie temperatury są wyrażone w stopniach Celsjusza.

Przykład I

Porównawczy element paliwowy

Porównawcze elementy paliwowe, to jest elementy paliwowe nie stanowiące mieszanki, są przygotowane następująco:

Przygotowano pierwszy element paliwowy o długości 12 mm i 4, 2 mm średnicy, mający gęstość masową około 1, 02 g/cm³ z około 82,85 części węgla z pulpy drewna twardego, mającego średni ciężar cząsteczkowy średnicy wynoszący 12 pm, 10 części alginianu amonowego /Armoloid HV, Kelco Co./, 0,9 części NA2CO3,0,75 części kwasu lewulinowego, 5 części mielonej w młynie kulowym amerykańskiej mieszanki tytoniowej i 0,5 części ekstraktu tytoniowego, uzyskanego jak opisano w opisie patentowym USA nr 5 159 942.

Przygotowano drugi element paliwowy o długości 12 mm i średnicy 4,2 mm i mający gęstość masową około 1,02 g/cm3 z około 83,55 części węgla z pulpy drewna twardego, mającego wielkość średnicy przeciętnej cząstki wynoszącą 12 pm, 10 części alginianu amonowego /Armoloid HV, Kelco Co./, 0,2 części Na2CO3,0,75 części kwasu lewulinowego, 5 części mielonej w młynie kulowym mieszanki tytoniu amerykańskiego i 0,5 części ekstraktu tytoniowego, uzyskanego i opisanego według opisu patentowego USA nr 5 159 942.

Węgiel z pulpy węgla twardego jest przygotowany przez nawęglenie nie zawierającego talku gatunku Grandę Prairie Canadian papieru z drewna twardego w atmosferze obojętne, zwiększając temperaturę stopniowo, wystarczająco dla zminimalizowania utlenienia papieru, do ostatecznej temperatury zwęglenia przynajmniej 750°C. Otrzymany materiał węglisty jest ochłodzony w atmosferze obojętnej do mniej niż 35°C, a następnie zmielony do postaci drobnego proszku, mającego średni rozmiar cząstki /określony za pomocą analizatora Microtrac, Leeds and Northrup/ wynoszący około 12 pm średnicy.

175 470

Drobno sproszkowany węgiel z drewna twardego jest zmieszany w stanie suchym ze spoiwem w postaci alginianu amonu, kwasem lewulinowym i tytoniem, a następnie dodaje się 3% roztwór wodny Na2CO3 dla otrzymania wytłaczalnej mieszaniny, mającej końcowy poziom węglanu sodu wynoszący około 0,9 części.

Następnie zostały wytłoczone pręciki paliwowe, każdy o długości około 61 cm, za pomocą wytłaczarki śrubowej z mieszaniny, mające zasadniczo cylindryczny kształt o średnicy około

4,5 mm, z sześcioma równo rozstawionymi obwodowymi rowkami (o szerokości około 0,5 mm i głębokości około 1 mm) z zaokrąglonymi spodami, biegnącymi od końca do końca. Wytłoczone pręciki mają początkowy poziom wilgotności od około 32-34 procent wagowo. Zostają one osuszone w temperaturze otoczenia przez około 16 godzin i ostateczna zawartość wilgoci wynosi około 7-8 procent wagowo. Wysuszone cylindryczne pręciki są cięte na odcinki długości 12 mm, za pomocą stalowych kół przecinających z końcówkami diamentowymi.

Przykład II

Wykonano elementy paliwowe, tak jak w przykładzie I, o następującym składzie: 75,15 części wolnego węgla (drewno twarde), 8,4 części grafitu (Aldrich Chemical Co.,), 10 części alginianu amonowego, 0,2 części węglanu sodu, 5 części tytoniu i 1,25 części substancji aromatyzującej.

Przykład III

Wykonano elementy paliwowe, jak w przykładzie I, o następującym składzie: 75,15 części wolnego węgla (drewno twarde), 8,4 części węglanu wapnia, 10 części alginianu amonowego, 0,2 części węglanu sodu, 5 części tytoniu i 1,25 części substancji aromatyzującej.

Przykład IV

Wykonano elementy paliwowe, jak w przykładzie I, mające następujący skład: 72,15 części wolnego węgla (drewno twarde), 8,4 części grafitu (Aldrich), 10 części alginianu amonowego, 3,0 części węglanu wapnia, 0,2 części węglanu sodu, 5 części tytoniu i 1,25 substancji aromatyzującej.

Przykład V

Wykonano elementy paliwowe, jak w przykładzie I, mające następujący skład: 71,45 części wolnego węgla (drewno twarde), 8,4 części grafitu (Aldrich), 10 części alginianu amonowego, 3,0 części węglanu wapnia, 0,9 części węglanu sodu, 5 części tytoniu i 1,25 części substancji aromatyzującej.

Przykład VI

Własności spalania

Własności spalania elementów paliwowych zostały określone za pomocą przyrządu Becknan Industrial Model 880 NDIR dostępnego z Rosemount Analytical Co. z LaHaber CA w połączeniu ze spektrometrem aerozolu, Phoenix Precision Instruments Model JM-6500, dostępnym z Virtis Company, Gardiner, Nowy Jork, zmodyfikowanym jak opisano w Europejskim zgłoszeniu patentowym nr 569 964.

Połączenie przyrządów NDIR i zmodyfikowanego JM-6500 tworzy urządzenie do pomiaru całkowitego dwutlenku węgla, całkowitego tlenku węgla, i całkowitej ilości kalorii wytwarzanych podczas spalania elementów paliwowych. Przyrządy te umożliwiają również analizę tych danych po każdym wypuszczeniu dymu.

Dla każdego przykładu, nałożono osłonkę na pięć elementów paliwowych i spalono je za pomocą połączonych przyrządów dla 20 wydmuchnięć dymu w warunkach spalania 50/30. Warunki te obejmują objętość 50 ml wydmuchniętego dymu w przeciągu dwóch sekund, oddzielone 28 sekundami czasu palenia. Przypalenie elementów paliwowych odbywało się przez zastosowanie standardowego płomienia zapalniczki, przyłożonego do części przedniej elementów paliwowych przez czas 5 sekund przed pierwszym zaciągnięciem w warunkach spalania 50/30.

Rezultaty uzyskane dla porównawczego elementu paliwowego z przykładu I są następujące:

Przeciętna całkowita ilość CO2 Przeciętna całkowita ilość CO

0,9 Na2CO3 87 mg 212 mg

0,2Na2CO3 90,09 mg 24,31 mg

175 470

Przeciętna całkowita ilość kalorii 209 2116

Przeciętny stosunek CO/kalorie 0,105 0,113

Rezultaty uzyskane dla elementu paliwowego z przykładu II są następujące:

Przeciętna całkowita ilość CO2 69, 20 mg

Przeciętna całkowita ilość CO 13,35 mg

Przeciętna całkowita ilość kalorii 160

Przeciętny stosunek CO/kalorie 0,083

Rezultaty uzyskane dla elementu paliwowego z przykładu III są następujące:

Przeciętna całkowita ilość CO2 75,54 mg

Przeciętna całkowita ilość CO 17,94 mg

Przeciętna całkowita ilość kalorii 184113

Przeciętny stosunek CO/kalorie 0,096

Rezultaty uzyskane dla elementu paliwowego z przykładu IV są następujące:

Przeciętna całkowita ilość CO2 76,03 mg

Przeciętna całkowita ilość CO 1^,77 mg

Przeciętna całkowita ilość kalorii 177,58

Przeciętny stosunek CO/kalorie 0,089

Rezultaty uzyskane dla elementu paliwowego z przykładu V są następujące:

Przeciętna całkowita ilość CO2 77,27 mg

Przeciętna całkowita ilośćCO 15,21 mg

Przeciętna całkowita ilość kalorii 179,70

Przeciętny stosunek CO/kalorie 00^535

Przykład VII

Papieros z figury 3

Element paliwowy

Zastosowano element paliwowy przygotowany według przykładu II, III, IV albo V. Długość elementu paliwowego wynosi 12 mm, a średnica wynosi 4,2 mm.

Osłonka izolacyjna

Plastykową rurkę o długości 12 mm i średnicy 4,2 mm owinięto osłonką izolacyjną, mającą również 12 mm długości. W tego rodzaju rozwiązaniach papierosów, osłonka izolacyjna składa się z dwóch warstw maty szklanej Owens-Coming C, każda o grubości około 1 mm przed ściśnięciem za pomocą urządzenia formującego osłonkę /np. takiego jak opisano w opisie patentowym USA nr.4 893 637/, i po uformowaniu każda z nich miała około 0,6 mm grubości. Pomiędzy tymi dwiema warstwami szkła C jest zaciśnięty jeden arkusz przetworzonego papieru tytoniowego Kimberly-Clark P-2831-189-AA. Bibułka papierosowa, oznaczona P-3122-153 z Kimberly-Clark otacza zewnętrzną warstwę. Papierowy arkusz przetworzonego tytoniu stanowi podobny do papieru arkusz, wykonany z tytoniu, zawierający dodatkowo wmieszany ekstrakt tytoniowy. Szerokość arkuszy przetworzonego tytoniu przed formowaniem wynosi 19 mm dla wewnętrznego arkusza i 26,5 mm dla zewnętrznego arkusza. Końcowa średnica osłoniętej plastikowej rurki wynosi około 7,5 mm.

Substrat

Wykonano ciągły pręcik substratu o średnicy około 7,5 mm z mocno wygniatanego, 36 g/m², pasma papieru o szerokości 152 mm zawierającego 25% wagowo siarczanu wapnia, dostępnego z Kimberly-Clark jako P3284-19, np. na zmodyfikowanym urządzeniu KDF-2 do formowania pręcików. Pręcik substratu jest owinięty laminatem folii aluminiowej z papierem, mającym szerokość około 24,5 mm, przy czym folię stanowi lane aluminium, o grubości 0,0127 mm, zaś papier stanowi produkt firmy Simpson Paper Company, znany jako papier RJR-002A. Laminat jest utworzony za pomocą przemysłowego kleju, Airflex 465. Laminowany papier jest uformowany do postaci rurki (z folią od wewnątrz) przez łączenie zakładkowe z zastosowaniem kleju w postaci octanu etylenowinylu na bazie wodnej. Owinięty pręcik jest cięty na odcinki o długości 31 mm, i załadowany środkiem wytwarzającym aerozol, np. gliceryną, glikolem propylenowym i/lub substancjami aromatyzującymi.

Wkładka z papieru tytoniowego

Wykonano pręcik z papieru tytoniowego o średnicy około 7,5 mm ze średnio wygniatanego pasma papieru tytoniowego o szerokości 127 mm, oznaczonego jako P-144-GNA-CB, dostępnego z Kimberly-Clark, np. z zastosowaniem urządzenia do wytwarzania pręcików, takiego jak ujawnione w opisie patentowym USA nr 4 807 809. Pręcik został owinięty papierem o szerokości

26,5 mm, oznaczonym P1487-184-2 z Kimberly-Clark i pocięto go na odcinki długości 10 mm.

Owijka przedniego końca

Papier owijki przedniego końca utworzono przez laminowanie kilku bibułek, obejmujących: zewnętrzną warstwę bibułki Ecusta 456, pośrednią warstwę folii aluminiowej o grubości 0,0127 mm i wewnętrzną warstwę bibułki, 12,5 funtów/ryza, 20,4 g/m². Laminowane warstwy są utrzymywane razem za pomocą przemysłowego kleju Airflex 465, stosowanego w ilości 1,5 funtów/ryzę.

Rurka z aerozolem

Wykonano papierową rurkę z aerozolem o średnicy około 7,5 mm z pasma papieru o wadze podstawowej 112 g/m2 oznaczonego Simpson RJR-002A, o szerokości około 27 mm i grubości około 0,305 mm. Papier RJR^(^(^12A został uformowany do postaci rurki przez połączenie na zakładkę, z zastosowaniem kleju w postaci octanu etylenowinylu na bazie wodnej. Wewnętrzna i zewnętrzna powierzchnia papierowej rurki jest pokryta Hercon70. Papier pocięto na odcinki o długości 31 mm.

Rurka końca ustnikowego

Wykonano papierową rurkę końca ustnikowego o średnicy około 7,5 mm z Simpson Paper, Typ RJR 002A, połączonego na zakładkę z zastosowaniem gorącego, stopionego kleju nr 448 195K dostępnego z RJ. Reynolds Tobacco Company. Utworzona rurka została pocięta na odcinki o długości 40 mm.

Wkładka filtracyjna

Wykonano pręcik filtra polipropylenowego o średnicy około 7,5 mm z maty PP-100 o szerokości około 260 mm, dostępnej z Kimberly-Clark i owiniętej pasmem papieru o szerokości 26,5 mm, oznaczonego P1487-184-2, dostępnego z Kimberly Clark, z zastosowaniem urządzenia opisanego w opisie patentowym USA nr 4 807 809. Owinięty pręcik został pocięty na odcinki o długości 20 mm.

Zwój tytoniu

Wykonano wypełniacz z ciętego przetworzonego tytoniu, przygotowany jak opisano w opisie patentowym USA nr 5 159 942, w postaci pręcika o średnicy około 7,5 mm i owinięto go bibułką. Owinięty zwój tytoniu został pocięty na odcinki długości 20 mm.

Składanie papierosa

A. Zespół części przedniego końca

Substrat o długości 10 mm zostaje włożony do jednego końca rurki aerozolowej o długości 31 mm i odsunięty na około 5 mm od końca, tworząc w ten sposób pustą przestrzeń wynoszącą około 5 mm. Na substrat zostaje nałożone około 150 mg mieszaniny zawierającej glicerynę, wyciąg tytoniu i inne substancje aromatyzujące. Do drugiego końca rurki aerozolowej zostaje włożona wkładka z papieru tytoniowego o długości 10 mm tak, aby ustnikowy koniec wkładki papieru tytoniowego był ustawiony razem z ustnikowym zakończeniem rurki aerozolowej.

W jednej linii z przednim końcem aerozolowej rurki jest ustawiona osłonka izolacyjna o długości 12 mm, tak że osłonka ta sąsiaduje z pustą przestrzenią w rurce aerozolowej. Osłonka izolacyjna i rurka aerozolowa są otoczone kawałkiem przedniego końca owijającej bibułki, mającej około 26,5 mm x 37 mm. Bibułkowa strona owijki jest zwrócona w kierunku rurki aerozolowej, zaś dla uszczelnienia połączenia na zakładkę zastosowano klej 2128-69-1, dostępny z H.B. Fuller Co., Minneapolis, MN. Odcinek owijki o długości 37 mm jest ustawiony w jednej linii w kierunku podłużnym, tak że papier owijki odchodzi od swobodnego końca rurki aerozolowej do około 6 mm poza osłonką izolacyjną, pozostawiając około 6 mm osłonki izolacyjnej odsłonięte. Plastików a rurka w osłonce izolacyjnej zostaje zdjęta i wkłada się element paliwowy o długości 12 mm, tak że zakończenie elementu paliwowego jest zgrane z zakończeniem osłonki izolacyjnej.

175 470

B. Zespół końcówki ustnikowej

Do jednego końca rurki ustnikowej jest włożona wkładka filtracyjna o długości 20 mm, a do drugiego końca jest włożona rolka tytoniu o długości 20 mm, tak, że wkładka i rolka znajdują się w jednej płaszczyźnie z zakończeniami rurki ustnikowej. Zespół ustnika i zespół przedniego końca są ustawione względem siebie w jednej linii, tak że rolka z tytoniem przylega do wkładki papieru tytoniowego i jest zamocowana do niej za pomocą kawałka taśmy dla utworzenia papierosa. Podczas spalania papieros wydziela widzialny aerozol i zapach tytoniu /to jest ulotnione składniki tytoniu/ przy wszystkich wydmuchnięciach dla około 10-12 wydmuchnięć. Element paliwowy spala się do około 6 mm wstecz, to jest w przybliżeniu do obszaru, w którym wyłożona folią rurka otacza element paliwowy i w tym miejscu papieros ulega samo zagaszeniu.

Przykład VIII

Przygotowanie elementów składowych

Osłonięty pręcik paliwowy

Przygotowano osłonięty pręcik paliwowy o średnicy około 7,5 mm, zawierający element paliwowy przygotowany według dowolnego z przykładów II, III albo IV i materiał izolacyjny przez bezpośrednie wytłaczanie węglistego pręcika paliwowego do wielowarstwowej wstęgi włókna szkłanego/papieru tytoniowego według procesu opisanego w Europejskim zgłoszeniu patentowym nr 562 474. Osłonięty pręcik paliwowy jest cięty na odcinki o długości około 72 mm.

Materiał osłonki

Materiał osłonki jest zbudowany z dwóch warstw maty szkła C, otrzymywanej z OwensComing, każda mająca grubość około 1 mm przed sprasowaniem za pomocą urządzenia formującego osłonkę, i po wytworzeniu każda ma grubość około 0,6 mm. Pomiędzy dwiema warstwami szkła-C jest umieszczony jeden lub dwa arkusze przetworzonego papieru tytoniowego, z Kimberly Clark, oznaczonego P-3510-96-2. Bibułka papierosowa, oznaczonaP-3122-153 z Kimberly-Clark otacza zewnętrzną warstwę. Przetworzony arkusz papieru tytoniowego stanowi podobny do papieru arkusz zawierający ekstrakt mieszanki tytoniowej. Szerokość arkuszy przetworzonego tytoniu przed wytworzeniem wynosi około 17 mm, zaś szerokość zewnętrznego arkusza bibułki papierosowej wynosi około 25,5 mm. Klej na połączenie stosowany do zamknięcia zewnętrznej owijki może stanowić klej do stosowania na zimno oznaczony CS 1242, otrzymywany z RJR Packaging, R.J. Reynolds, Winston-Salem, N.C.

Rurka substratu

Wytwarza się ciągły pręcik substratu o średnicy około 7,5 mm z szerokiej, mocno wygniecionej, 36 g/m² i o szerokości około 178 mm taśmy papieru zawierającego 25% wagowych siarczanu wapnia, dostępnego Kimberly-Clark (KC) jako P328419, za pomocą zmodyfikowanego urządzenia do wytwarzania pręcików KDF-2. Pręcik substratu jest otoczony laminatem papieru i folii aluminiowej, mającym szerokość około 24,5 mm, przy czym folia stanowi odlewane w sposób ciągły aluminium o grubości 0,0127 mm, zaś papier stanowi papier z firmy Simpson Paper Co. (Simpson) RJR 002A. Klej stosowany do laminowania stanowi klej krzemianowy, nr 06-50-05-0051, otrzymywany z RJR Packaging. Klej łączący linię środkową, mianowicie zimny klej CS 1242M, otrzymywany z RJR Packaging, jest natryskiwany na laminat dla przytrzymania substratu na miejscu wewnątrz owijki. Szew łączący jest uszczelniony za pomocą gorącego, stopionego kleju 444-227, otrzymywanego z RJR Packaging.

Owinięty pręcik jest cięty na odcinki o długości 60 mm. Na arkusz podczas wytwarzania ciągłego pręcika substratu jest stosowane około 900 mg materiału wytwarzającego aerozol, stanowiącego glicerynę, glikol propylenowy, i substancje zapachowe, takie jak ekstrakt tytoniu. Odcinek substratu jest cięty na wkładki substratu o długości około 10 mm i owinięty laminatem folii aluminiowej o grubości 0,0127 mm, Simpson RJR 002A, o szerokości około 25,5 mm. Wkładki są umieszczane w naprzemiennych przedziałach 10 i 12 mm wzdłuż rurki. Wkładki przylegają do rurki przez odpowiednie zastosowanie gorącego, stopionego kleju nr 448-37A, RJR Packaging. Szew łączący jest uszczelniony gorącym, stopionym klejem 444-227, z RJR Packaging. Przed uszczelnieniem rurki, jest wykonane jedno podłużne wgniecenie we wkładce substratu dla odsunięcia wkładki od szwu łączącego, co dopomaga w zmniejszeniu migracji środka formującego aerozol do innych elementów składowych papierosa.

175 470

Ciągła rurka jest cięta na odcinki rurki substratu z pustymi przestrzeniami, mające około 42 mm długości i środkową pustą przestrzeń o długości około 12 mm, przy czym dwie wkładki substratu mają szerokość 10 mm, a pusta przestrzeń przy każdym zakończeniu ma szerokość około 5 mm.

Odcinek tytoniu

Wypełniacz z ciętego przetworzonego tytoniu, przygotowany jak opisano w opisie patentowym USA nr 5 159 942, jest formowany na pręcik o średnicy około 7,5 mm i otoczony papierem, np. Kimberly-Clark 646, o szerokości 25,5 mm, za pomocą urządzenia do wyrobu papierosów Protos, z zastosowaniem stan dardowego kleju wykańczającego. Owinięta rolka tytoniowa jest cięta na odcinki o długości 120 mm.

Pręcik papieru tytoniowego o średnicy około 7,5 mm jest wytwarzany ze średnio wygniatanego arkusza papieru tytoniowego o szerokości 127 mmm, oznaczonego jako P- 144-GNA-CB, o trzymywanego z Kimberly-Clark, np. za pomocą urządzenia do wytwarzania pręcików, takiego jak ujawnione w opisie patentowym USA nr 4 807 809. Pręcik jest otoczony papierem KC oznaczonym P1487-184-2, o szerokości około 25 mm, i cięty na odcinki o długości 80 mm.

Odcinki rolki tytoniowej i papieru tytoniowego są cięte na segmenty 40 mm i odpowiednio 20 mm i są układane w jednej linii w układzie naprzemiennym i owijane owijką z papieru KC 646, o szerokości 25,5 mm, za pomocą gorącego, stopionego kleju 448-37A, z RJR Packaging na linię środkową, i kleju na szew stanowiącego gorący stopiony klej 448-195K, z RJR Packaging. Połączony zespół rolki tytoniowej i papieru tytoniowego jest cięty na dwa odcinki tytoniu 60 mm długości, mające środkowy odcinek tytoniu 40 mm i odcinek papieru tytoniowego 10 mm na każdym końcu odcinka rolki tytoniowej.

Filtr

Pręcik filtra polipropylenowego o średnicy około 7,5 mm jest wytwarzany z maty PP-100 o szerokości około 260 mm, otrzymywanej z Kimberly-Clark i owiniętej taśmą papieru P1487 -184-2, mającą szerokość 25,5 mm, dostępnego z Kimberly Clark, np. za pomocą urządzenia opisanego w opisie patentowym USA nr 4 807 809, z zastosowaniem gorącego, stopionego kleju 448-195K na szew. Owinięty pręcik jest cięty na odcinki długości 80 mm.

Zespól papierosa

Odcinek substratu paliwowego

Osłonięty pręcik paliwowy jest cięty na elementy paliwowe o długości 12 mm. Dwa elementy paliwowe są umieszczone po przeciwnych stronach odcinka pustej rurki substratu i ułożone w jednej linii. Te elementy składowe zostają owinięte owijką o szerokości około

26,5 mm i długości około 54 mm, stanowiącą laminat papier/folia/papier, zawierający papier Ecusta 15456/ ciągłą odlewaną folię aluminiową o grubości 0,0127 mm/papier Ecusta 29492, które są laminowane do folii za pomocą kleju Airflex 465. Laminatjest przytwierdzany do paliwa z osłonką i zespołu pustej rurki substratu za pomocą kleju MT-8014, RJR Packaging, stosowanego na zimno do całej wewnętrznej powierzchni laminatu. Owijka otacza rurkę substratu i rozciąga się do około 6 mm swobodnego zakończenia każdego elementu paliwowego dla utworzenia dwustronnego odcinka substratu paliwowego.

Zespół paliwa tytoniowego

Dwustronny odcinek paliwo/substrat jest cięty w środkowym punkcie i umieszczony po przeciwnych stronach dwustronnego odcinka tytoniowego i ustawiony w jednej linii, tak że pusty koniec każdego odcinka paliwo-substrat jest w sąsiedztwie i przylega do wkładki papieru tytoniowego przy każdym zakończeniu dwustronnego odcinka tytoniu. Zmontowane elementy są owinięte bibułką Ecusta E30336 o długości około 70 mm i szerokości około 26 mm. Owijka jest przytwierdzana do odcinka substratu paliwowego i zespołu odcinka tytoniu za pomocą kleju MT-8009 /RJR Packaging/ dla utworzenia dwustronnego zespołu paliwo-tytoń o długości około 126 mm.

Papieros

Dwustronny zespół paliwo-tytoń jest przecinany w punkcie środkowym i umieszczony po przeciwnych stronach dwustronnego zespołu filtra i ustawiony w jednej linii tak, że zakończenie rolki tytoniowej pojedynczego zespołu paliwo-tytoń znajduje się w sąsiedztwie i przylega do dwustronnego filtra. Zmontowane elementy zostają owinięte bibułką wykańczającą, RJR ozna175470 czenie nr 1000011, o długości około 50 mm i szerokości około 26 mm, która rozciąga się na około 5 mm ponad każdym z połączeń pomiędzy dwustronnym filtrem i każdym zespołem paliwo-tytoń. Owijka jest przyklejana po całej swej powierzchni do zmontowanych elementów za pomocą kleju MT-8009 /RJR Packaging/ przy 100% pokryciu, dla utworzenia dwustronnego papierosa. Dwustronny papieros zostaje przecięty w przybliżeniu w punkcie środkowym (tj. środkowym punkcie dwustronnego filtra) dla utworzenia pojedynczego papierosa.

Przykład IX.

Papieros z figury 1

Element paliwowy

Został przygotowany element paliwowy według przykładu I z następujących składników:

10% wagowo spoiwa w postaci alginianu amonowego

5% wagowo proszku tytoniowego mielonego w młynie kulowym

8,4% wagowo proszku grafitu

3% wagowo proszku węglanu wapnia

1% wagowo proszku węglanu sodu

72,6% wagowo sproszkowanego węgla z pulpy drewna twardego

Długość elementu paliwowego wynosi około 12 mm, a średnica wynosi około 7,5 mm. Podczas obróbki na powierzchni elementu paliwowego wykonuje się cztery do sześciu równo rozstawionych obwodowych rowków, mających głębokość 1 mm i szerokość 0,5 mm, biegnących od końca do końca. Kompozycja paliwowa zostaje zmieszana i w sposób ciągły wytłoczona dla nabrania pożądanych wymiarów do złożonej struktury warstwa włókna szklanego/papier tytoniowy, jak opisano w przykładzie VIII.

Substrat

Wykonano ciągły pręcik substratu o średmcy około 7,5 mm i długości około 31 mm, z arkusza odlewanego przetworzonego tytoniu w postaci ciętego wypełniacza. Skład materiału odlewanego arkusza jest następujący:

40-60% wagowo gliceryna

2-10% wagowo spoiwa w postaci alginianu amonowego

15-35% wagowo pulpy tytoniu (ekstrakt wodny) w postaci proszku

0-20% wagowo wypełniacza obojętnego (np. CaCOs)

0-15% wagowo substancji zapachowych (ekstrakt tytoniu, itd.)

Materiał odlewanego arkuszajest wytwarzany za pomocą konwencjonalnego wyposażenia do odlewania arkusza. Arkuszowy materiał jest cięty do postaci ciętego wypełniacza z częstotliwością 10 do 13 przecięć/cm i formowany do postaci pręcików za pomocą np. zmodyfikowanego urządzenia do wytwarzania pręcików KDF-2. Pręcik substratu jest owinięty laminatem papieru/folia aluminiowa o szerokości około 25,5 mm, przy czym folię stanowi odlewane aluminium, o grubości 0,0127 mm zaś papier stanowi produkt firmy Simpson Paper Company, znany jako bibułka RJR-002A. Laminat jest wytwarzany za pomocą przemysłowego kleju Airflex 465. Laminowany papier jest zawijany w rurkę (z folią od wewnątrz) przez połączenie na zakładkę za pomocą kleju w postaci octanu etylenowinylu na bazie wodnej. Owinięty pręcik jest cięty na odcinki o długości 31 mm, i załadowany środkiem formującym aerozol, np. gliceryną, glikolem propylenowym i/lub substancjami zapachowymi.

Wkładka ciętego wypełniacza z przetworzonego tytoniu

Wkładka lub pręcik przetworzonego tytoniu w postaci ciętego wypełniacza o średnicy około 7,5 mm jest wytwarzana z odlewanego arkusza przetworzonego tytoniu (patrz opis patentowy USA nr 5 159 942), który jest następnie cięty z częstością 10 do 13 przecięć/cm do postaci ciętego wypełniacza. Pręcik ciętego wypełniaczajest owijany papierem o szerokości 25,5 mm, oznaczonym P1487-184-2 z Kimberly-Clark i cięty na odcinki o długości 20 mm.

Wkładka filtracyjna

Pręcik filtra z upakowanego octanu celulozy o średnicy około 7,5 mm jest owinięty taśmą o szerokości 25,5 mm bibułki oznaczonej nr 29646, otrzymywanej z Ecusta, za pomocą np. zmodyfikowanego urządzenia do wytwarzania pręcików KDF-2 i jednostki załadowczej E-60, z Arjay Equipment Corporation. Owinięty pręcik jest cięty na odcinki długości 20 mm.

175 470

Montaż

Poszczególne elementy składowe są łączone za pomocą standardowego urządzenia do wytwarzania papierosów, które zostało zmodyfikowane dla przystosowania do niestandardowych długości rozmaitych elementów składowych.

Segment elementu paliwowego i pręcik substratu są ustawione w jednej linii przylegając do siebie zakończeniami. Dwa segmenty są łączone razem poprzez laminowaną owijkę, która otacza i sięga wzdłuż długości pręcika substratu, i 6 mm długości odcinka elementu paliwowego, który sąsiaduje z pręcikiem substratu. Laminowana owijka zawiera zewnętrzną warstwę bibułki Ecusta nr 99952, warstwę kleju znanego jako LAM 5001 z RJR Packaging, warstwę folii aluminiowej o grubości 0,0127 mm, następną warstwę kleju LAM-5001, i wewnętrzną warstwę bibułki Ecusta nr 99951. Klej na zakładkę stanowi klej MT-8014 z RJR Packaging. Laminowana owijka ma długość 37 mm i szerokość 24,4 mm.

Odcinek ciętego wypełniacza i odcinek filtra są ustawione w jednej linii przylegając do siebie końcami. Te dwa odcinki są połączone razem za pomocą bibułki oznaczonej nr 29646 z Ecusta. Bibułka otacza długość każdego z tych odcinków zaś klej zakładki jest oznaczony 448-195K z RJR Packaging, zaś nałożony na bibułkę klej linii środkowej jest oznaczony jako 448-37A z RJR Packaging. Owijka papierowa ma długość 40 mm i szerokość 25,5 mm. Dwa połączone odcinki są ustawione w jednej linii, przylegając do siebie końcami, przy czym na jednym końcu znajduje się odcinek elementu paliwowego, a na drugim odcinek elementu filtracyjnego. Te dwa połączone odcinki są połączone ze sobą za pomocą końcowej owijki o długości 48 mm i szerokości 24,4 mm nadrukowanej i nasączonej substancją utrudniającą przyklejanie do warg, która to owijka stanowi bibułkę dostępną jako E-30336 z Ecusta. Materiał owijki otacza długość ustnikowego odcinka i sąsiedni obszar odcinka substratu. Materiał owijki jest utrzymywany na miejscu za pomocą kleju wykańczającego MT 8014.

Papieros zostaje wypalony, i wydziela widzialny aerozol i zapach tytoniu (tj. ulotnionych składników tytoniu) przy wszystkich wydmuchnięciach dla około 10-12 wydmuchnięć. Element paliwowy spala się do około 6 mm wstecz, tj. w przybliżeniu do obszaru, w którym wyłożona folią rurka otacza element paliwowy i wówczas papieros ulega samowygaszeniu.

Przykład X

Następny papieros według figury 1.

Element paliwowy

Przygotowano element paliwowy według przykładu I, z następujących składników:

1^I0% wagowo spoiwa w postaci alginianu amonu

5% wagowo proszku tytoniowego zmielonego w młynie kulowym

8,4% wagowo proszku grafitu

3% wagowo proszku węglanu wapnia

1% wagowo proszku węglanu sodu

72,6% wagowo sproszkowanego węgla z pulpy węgla twardego

Długość elementu paliwowego wynosi około 12 mm, średnica około 7,5 mm. Podczas wytwarzania, na powierzchni elementu paliwowego wykonano cztery lub sześć równo rozstawionych obwodowych rowków mających głębokość 1 mm i szerokość 0,5 mm, biegnących od końca do końca. Zmieszano kompozycję paliwową i wytłoczono w sposób ciągły dla otrzymania pożądanych wymiarów do złożonej struktury warstwy włókna szklanego/papieru tytoniowego, jak opisano w przykładzie VIII.

Substrat

Zastosowano odlewany arkusz przez odlanie wodnej zawiesiny składników za skrzyni wlewowej na nominalną grubość około 0,76 mm na ogrzany pas ze stali nierdzewnej. Odlana zawiesina ma zawartość substancji stałej około 20%. Zawiesinę otrzymuje się przez rozproszenie w wodzie około 20 części wodnego wyciągu pulpy tytoniowej w postaci słupków i blaszek wyciągu, około 10 części konserwowanych płomieniowo płytek tytoniu i około 10 części płytek tytoniu gatunku Burley. W takiej postaci otrzymano zawiesinę zawierającą około 1 część tytoniu i około 8 części wody. Otrzymana zawiesina zostaje oczyszczona za pomocą tarczowego urządzenia oczyszczającego i przeniesiona do urządzenia mieszającego. Do zawiesiny, która zawiera około 40 części tytoniu, jest dodane około 50 części gliceryny, około 2 części ekstraktu

175 470 tytoniowego opisanego w opisie patentowym USA nr 5 159 942 dla Brinkley i in., kolumna 11, wiersz 5-37, rozcieńczonego w wodzie w ilości około 8 części ekstraktu i około 92 części wody, około 3 części kwasu lewulinowego, około 1 część mieszaniny naturalnych i/lub sztucznych substancji zapachowych (np. orzech, kakao, fruktoza, lukrecja, masło, sztuczny tytoń konserwowany płomieniowo lub wanilina), około 3 części wyciągu tytoniu gatunku Burley, który został poddany obróbce cieplnej w sposób opisany zasadniczo w opisie patentowym USA nr 5 060 669 dla White i in., i około 5 części mieszaniny gliceryny, glikolu propylenowego i wyciągu tytoniu Burley, otrzymywanego z Meer. Corp. Jednakże dobór i względne ilości tych składników, takich jak substancje zapachowe i wyciągi tytoniowe, mogą zmieniać się według potrzeby dla nadania pożądanych właściwości organoleptycznych.

Powstająca zawiesina zostaje zmieszana dla nadania jej jednolitego charakteru. Następnie do zawiesiny dodaje się około 5 części alginianu amonu otrzymywanego jako Amoloid Hv z Kelco Division of Merck and Co., Inc. Powstająca zawiesina zostaje dokładnie zmieszana w warunkach otoczenia za pomocą urządzenia mieszającego o dużej intensywności mieszania. Zawiesina jest wylewana na taśmę ze stali nierdzewnej, ogrzanej do około 220°F. Odlana zawiesina jest osuszona poprzez ogrzewanie przy około 220°F. Osuszona odlana zawiesina jest krojona w kostki i cięta na wymiar ciętego wypełniacza, wynoszący około 10 przecięć na cm. Cięty wypełniacz jest kondycjonowany dla uzyskania substratu, mającego zawartość wilgoci około 15% i grubość około 0,15 mm. Odlany arkuszowy substrat jest formowany do postaci pręcików za pomocą urządzenia do wytwarzania pręcików, takiego jak Protos z Hauni-Werke Korber and Co. KG. Pręcik substratu zawiera owijkę z laminatu papieru i folii aluminiowej, mającego szerokość około 24,5 mm, przy czym folię stanowi odlewane aluminium, o grubości 0,127 mm, zaś papierjest dostępny jako typ 29492 z Ecusta. Laminat jest wytwarzany za pomocą kleju krzemianowego, oznaczonego jako nr 06-50-05-005 przez RJR Packaging. Laminowany papier jest formowany do postaci rurki (z folią od wewnątrz) poprzez łączenie na zakładkę za pomocą kleju CS 1242, otrzymywanego z RJR Packaging. Owinięty pręcik jest cięty na odcinki długości 31 mm. Pręcik 31 mm ma wagę około 400 mg.

Wkładka wypełniacza z ciętego przetworzonego tytoniu. Rolka przetworzonego tytoniu w postaci ciętego wypełniacza jest wytworzona z ciętego wypełniacza z przetworzonego tytoniu zasadniczo jak opisano w przykładzie 6 opisu patentowego USA nr 5 159 942 dla Brinkley i in. Cięty wypełniacz uzyskuje się przy zastosowaniu 10 przecięć na centymetr. Pręcik zawierający cięty wypełniacz zawiera bibułkę o szerokości 25,6 mm, otrzymywaną jako nr 456 z Ecusta. Stosowany ciągły pręcik jest wytwarzany za pomocą znanej technologii wytwarzania papierosów /np. za pomocą urządzenia do wyrobu pręcików papierosowych Protos/, z zastosowaniem kleju na zakładkę, otrzymywanego jako CS 1242 z RJR Packaging. Pręcik ma średnicę około

7,5 mm i jest cięty na odcinki, każdy o długości 20 mm. Wypełniacz z ciętego tytoniu w odcinku o długości 20 mm ma zawartość wilgoci około 12% i waży około 220 mg.

Wkładka filtrująca

Pręcik filtra upakowany octanem celulozy o długości około 20 mm i średnicy około

7,5 mm, jest wykonywany z włóknistego materiału octanu celulozy o wymiarze ciężaru wynoszącym 10 denier na włókno/całościowo 35 000 denier, otrzymywanego z Eastman Chemical Co., który został uplastyczniony do poziomu około 6% plastyfikatora za pomocą triacetyny. Upakowany materiał filtra jest owinięty paskiem bibułki o szerokości 25,5 mm, oznaczonej nr 29646, otrzymywanej z Ecusta, np. za pomocą zmodyfikowanego urządzenia do wyrobu pręcików KDF-2 i jednostki przerabiającej pakuły filtracyjne E-60, dostępnej z Arjay Equipment Corporation, oraz gorącego wytopu kleju na szew, oznaczonego 448-195K z RJR Packaging. Owinięty pręcik jest cięty na odcinki długości 20 mm.

Montaż

Pojedyncze elementy składowe są łączone ze sobą za pomocą standardowych urządzeń do obróbki końcowej papierosów, zmodyfikowanych dla dostosowania się do niestandardowych długości rozmaitych elementów.

Odcinek elementu paliwowego i pręcik substratu są ułożone w jednej linii, przylegając do siebie końcami. Te dwa odcinki sąpołączone razem za pomocą laminowanej owijki, która otacza i zawiera w sobie długość pręcika substratu oraz 6 mm długości odcinka elementu paliwowego,

175 470 przylegającego do pręcika substratu. Laminowana owijka zawiera zewnętrzną warstwę z bibułki Ecusta nr 99952, warstwę kleju otrzymywanego jako LAM-5001 z RJR Packaging, warstwę aluminiowej folii o grubości 0,0127 mm, następną warstwę kleju LAM-5001,oraz wewnętrzną warstwę bibułki Ecusta nr 99951. Klej na zakładkę stanowi klej MT-8014 z RJR Packaging. Laminowana owijka ma długość 37 mm i szerokość 24,4 mm.

Odcinek ciętego wypełniacza i odcinek elementu filtracyjnego są ustawione jednej linii, przylegając końcami do siebie. Te dwa segmenty są połączone razem za pomocą bibułki otrzymywanej jako nr 29646 z Ecusta. Bibułka otacza długość każdego z tych segmentów, zastosowany klej na zakładkę jest oznaczony 448-195K przez RJR Packaging, a zastosowany na bibułkę klej do linii środkowej jest oznaczony jako 448-37A przez RJR Packaging. Owijka papierowa ma długość 40 mm i szerokość 25,5 mm.

Te dwa połączone segmenty są ułożone w jednej linii, przylegając do siebie końcami, z segmentem elementu paliwowego po jednej stronie i segmentem elementu filtracyjnego po drugiej. Te dwa segmenty są połączone ze sobą za pomocą materiału wykańczającego o długości 48 mm i szerokości 24,4 mm, zadrukowanego i nasyconego środkiem utrudniającym przyleganie do warg, który to materiał stanowi bibułkę otrzymywaną jako E-30336 z Ecusta. Materiał wykańczający otacza długość ustnikowego odcinka i sąsiadujący obszar odcinka substratu. Materiał wykańczający jest utrzymywany na swoim miejscu za pomocą kleju wykańczającego MT 8014.

Papieros został wypalony i wydzielił widzialny aerozol i zapach tytoniu (to jest ulotne składniki tytoniu) przy wszystkich wydmuchnięciach dla około 10-12 wydmuchnięć. Element paliwowy spala się do około 6 mm wstecz, tojest w przybliżeniu do obszaru, w którym wyłożona folią rurka otacza element paliwowy, i tutaj papieros ulega samowygaszeniu.

FIG.i

FIG.2

FIG.3

Departament Wydawnictw UP RP Nakład 90 egz. Cena 4,00 zł

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Kompozycja do wytwarzania elementów paliwowych do wyrobów do palenia, zawierająca co najmniej 50% wagowych, w szczególności co najmniej 60% wagowych, korzystnie co najmniej 70% wagowych sproszkowanego wolnego węgla, przynajmniej 1% wagowy, w szczególności co najmniej 5% wagowych, korzystnie 10% wagowych spoiwa i co najmniej jeden dodatek redukujący ilość ciepła wytwarzanego w elemencie paliwowym, znamienna tym, że zawiera co najmniej 3% wagowych, w szczególności co najmniej 5% wagowych i korzystnie co najmniej 8% wagowych sproszkowanego grafitu i/lub przynajmniej 2% wagowe, korzystnie 3% wagowe węglanu wapnia jako dodatek redukujący ilość ciepła.
2. Kompozycja według zastrz. 1 znamienna tym, że zawiera do 10% wagowych tytoniu.
3. Kompozycja według zastrz. 1, znamienna tym, że zawiera do 1% wagowego węglanu sodu.
4. Kompozycja według zastrz. 1, albo 2, albo 3, znamienna tym, że jako spoiwo zawiera alginian.
5. Kompozycja według zastrz. 1, znamienna tym, że jako spoiwo zawiera alginian amonowy.
6. Kompozycja według zastrz. 1, znamienna tym, że zawiera sproszkowany wolny węgiel z pulpy drewna twardego.
7. Kompozycja według zastrz. 6, znamienna tym, że zawiera sproszkowany wolny węgiel z pulpy drewna twardego, o średniej średnicy cząsteczki wynoszącej około 12 pm.
8. Kompozycja według zastrz. 1, znamienna tym, że zawiera sproszkowany grafit o średniej średnicy cząsteczki wynoszącej około 8 pm.