Номер патента: 13252

Опубликовано: 30.04.2010

Авторы: Ли Пин, Расоули Фируз, Хирн Джон

Скачать PDF файл.

Формула / Реферат

1. Сигарета, содержащая

табачный стержень;

фильтр, действующий с табачным стержнем, причем фильтр содержит пучок полых волокон, в которых просветы полых волокон аксиально выровнены параллельно друг к другу; и

материал добавки во внеклеточных пространствах полых волокон, причем один конец по меньшей мере одного из полых волокон закрыт.

2. Сигарета по п.1, в которой фильтр дополнительно содержит заглушку из пористого материала, размещенную по потоку перед и/или за полыми волокнами в фильтре.

3. Сигарета по п.1, в которой полые волокна расположены в полости фильтра.

4. Сигарета по п.1, в которой закрытый конец по меньшей мере одного из полых волокон содержит первый не проницаемый для дыма материал, расположенный в просвете по меньшей мере одного из полых волокон, причем непроницаемый материал преграждает воздушный поток через закрытый конец указанного по меньшей мере одного из полых волокон.

5. Сигарета по п.1, дополнительно содержащая второй не проницаемый для дыма материал, окружающий ближний или дальний по потоку конец пучка полых волокон, причем указанный второй не проницаемый для дыма материал преграждает поток воздуха вокруг пучка полых волокон и направляет воздушный поток в просветы пучка полых волокон.

6. Сигарета по п.1, дополнительно содержащая внешний слой на полых волокнах, причем внешний слой и полые волокна содержат разные материалы.

7. Сигарета по п.1, в которой материал добавки включает ароматизатор, реагент, химически взаимодействующий и селективно отделяющий газообразный компонент потока дыма, поверхностно-активное вещество, растворитель, а также их смеси или комбинации.

8. Сигарета по п.1, в которой полые волокна включают пучок волокон, при этом сигарета дополнительно содержит кольцо, окружающее указанный пучок волокон.

9. Сигарета по п.1, в которой полые волокна содержат пучок волокон, при этом сигарета дополнительно содержит адгезив, связывающий стенки пучка волокон с другими стенками пучка волокон.

10. Сигаретный фильтр, содержащий

полые волокна;

внешний слой, покрывающий внешнюю область полых волокон; и

ацетат целлюлозы, причем указанные полые волокна и внешний слой введены в указанный ацетат целлюлозы.

11. Сигаретный фильтр по п.10, дополнительно содержащий материал добавки во внеклеточных пространствах в полых волокнах.

12. Сигаретный фильтр по п.11, в котором материал добавки содержит ароматизатор, реагент, химически взаимодействующий и селективно отделяющий газообразный компонент потока дыма, поверхностно-активное вещество, растворитель или их смесь или комбинацию.

13. Сигаретный фильтр по п.11, дополнительно содержащий первый не проницаемый для дыма материал, расположенный между внешними поверхностями полых волокон и внутренним диаметром сигаретного фильтра на одном конце по меньшей мере одного из полых волокон, и второй не проницаемый для дыма материал, расположенный на концевых участках просветов полых волокон на другом конце полых волокон.

14. Способ изготовления сигаретного фильтра, предусматривающий

получение полых волокон с не проницаемым для дыма материалом, покрывающим один конец по меньшей мере одного из полых волокон;

по меньшей мере, частичное заполнение внеклеточных пространств в полых волокнах материалом добавки и

размещение полых волокон с не проницаемым для дыма материалом и материалом добавки в сигаретном фильтре.

15. Способ по п.14, дополнительно предусматривающий образование внешнего слоя на внешней поверхности полых волокон перед помещением полых волокон в сигаретный фильтр.

16. Сигаретный фильтр, содержащий мембрану из полых волокон, которая содержит

полые волокна и

не проницаемый для дыма материал, который закрывает дальний по потоку конец просвета полого волокна.

17. Сигаретный фильтр по п.16, в котором мембрана из полых волокон содержит более одного полого волокна, собранных в пучок и выровненных параллельно друг другу и параллельно осевому направлению сигаретного фильтра, и/или при этом полое волокно состоит из пористого, проницаемого материала.

Рисунок 1


Текст

Смотреть все

013252 Множество материалов предлагалось для изготовления фильтров табачного дыма. Такие фильтрующие материалы включают хлопок, бумагу, целлюлозу и некоторые синтетические волокна. Известно,что эти фильтрующие материалы удаляют частицы и конденсируемые компоненты из табачного дыма. Они почти не удаляют из табачного дыма такие газообразные компоненты, как, например, альдегиды. См., например, принадлежащий настоящему заявителю патент США 6209543, который путем ссылки включен в данный документ полностью для всех целей. Изобретение предлагает курительные изделия, такие как сигареты и сигаретные фильтры, и способы изготовления курительных изделий. В одном примерном варианте выполнения курительное изделие содержит полые волокна, воздействующие на основной поток табачного дыма, втягиваемого через курительное изделие. В другом примерном варианте сигарета содержит табачный стержень, фильтр, присоединенный к табачному стержню, причем фильтр содержит пучок полых волокон, просветы которых аксиально выровнены параллельно друг другу; и материал добавки во внеклеточных пространствах полых волокон,причем один конец по меньшей мере одного из полых волокон закрыт. Предпочтительно полые волокна содержат полимерный материал. Предпочтительно сигарета дополнительно содержит сорбент. Предпочтительно этот сорбент расположен в фильтре по потоку перед полыми волокнами. Предпочтительно просветы полых волокон выровнены друг с другом в направлении потока дыма через сигарету. В другом примерном варианте выполнения сигаретный фильтр содержит полые волокна, внешний слой, покрывающий внешнюю область полых волокон, и ацетат целлюлозы, причем полые волокна и внешний слой введены в ацетат целлюлозы. Изобретение также касается способа изготовления сигаретного фильтра, предусматривающего получение полых волокон с не проницаемым для дыма материалом, закрывающим один конец по меньшей мере одного из полых волокон; по меньшей мере, частичное заполнение внеклеточных пространств внутри полых волокон материалом добавки и помещение полых волокон с не проницаемым для дыма материалом и материалом добавки в сигаретный фильтр. Предпочтительно, по меньшей мере, частичное заполнение внеклеточных пространств в полых волокнах материалом добавки включает пропитку полых волокон в материале добавки в течение времени,позволяющего, по меньшей мере, частично заполнить внеклеточные пространства материалом добавки. Изобретение также касается способа очистки основного потока табачного дыма, предусматривающего втягивание табачного дыма аксиально через полые волокна, причем основной поток табачного дыма втягивается в открытый расположенный ближе по потоку конец полых волокон внутрь их просветов и проходит через проницаемые стенки полых волокон к мундштучному концу курительного изделия. Изобретение также касается сигаретного фильтра, содержащего полые волокна и не пропускающий дым материал, причем не пропускающий дым материал закрывает расположенный дальше по потоку конец просвета полого волокна. Предпочтительно сигаретный фильтр дополнительно содержит материал добавки во внеклеточных пространствах полых волокон. Материал добавки может включать ароматизатор, реагент, который химически взаимодействует и селективно отделяет газообразный компонент потока дыма, поверхностноактивное вещество, растворитель, их смеси или комбинации. Фиг. 1 - примерный вариант выполнения сигареты, содержащей фильтр, включающий мембрану из полых волокон, и путь потока текучей среды через сигарету; фиг. 2 - вид в поперечном сечении пучка выровненных полых волокон с открытыми ближними по потоку концами и непроницаемый или полупроницаемый материал, заполняющий пространства между полыми волокнами; фиг. 3 - вид в поперечном сечении пучка выровненных полых волокон с закрытыми дальними по потоку концами и проницаемым материалом, заполняющим пространства между полыми волокнами; фиг. 4 - другой примерный вариант выполнения сигареты, содержащей фильтр с мембраной из полых волокон, и путь потока текучей среды через сигарету; фиг. 5 - примерный вид поперечного сечения полого волокна; фиг. 6 - микрофотография внеклеточных пространств примерного полого волокна и фиг. 7 - примерный вариант выполнения сигареты, содержащей мембрану из полых волокон и сорбент в фильтре, и путь потока текучей среды через сигарету. Предлагаемые курительные изделия содержат полые волокна, в которых полые волокна закрыты на одном конце, чтобы принудить текучую среду проходить через стенки полых волокон. Здесь термин поступающий материал используется для обозначения материала или текучей среды, которые поступают в полые волокна. Так же как это используется здесь, термин ретентат используется для обозначения той части поступающего материала, которая не проходит сквозь стенки полых волокон и улавливается внутри или на внешней поверхности просветов полых волокон. Кроме того, термин фильтрат используется для обозначения той части поступающего материала, которая проходит сквозь стенки полых волокон.-1 013252 Термин закрытый служит для обозначения блокировки, частичной блокировки, фильтрации или любого другого уменьшения потока через определенную область. Например, непроницаемый или полупроницаемый материал может использоваться для закрытия дальнего по потоку конца полых волокон с целью блокирования прохождения фильтрата или поступающего материала через дальний по потоку конец полых волокон или просто для увеличения сопротивления потоку фильтрата или поступающего материала, проходящего через дальний по потоку конец полых волокон. Пример сигареты 100 с полыми волокнами показан на фиг. 1, где полые волокна используются в качестве половолоконных мембран. Как показано на фиг. 1, при зажигании сигареты 100 у переднего конца 110 сигареты 100 и приложения усилия затяжки к мундштучному концу 120, поступающий дым 140 (основной поток табачного дыма) будет перемещаться к мундштучному концу. Поступающий дым 140 будет проходить от входного конца 110 через табачный стержень 50, потом через секцию фильтра 130 и затем через мундштучный конец 120 сигареты 100. При входе в секцию фильтра 130 поступающий дым 140 принуждают проходить в просветы или внутренние отверстия 15 полых волокон 10 внутри секции фильтра 130. На фиг. 1 просветы 15 не закрыты со стороны входных концов 25 полых волокон 10, но закрыты на дальних по потоку концах 35. Поступающий дым 140, проходя фильтр, направляется во входные концы 25 просветов 10 с помощью первого задерживающего фильтрат или не проницаемого для дыма материала 20 (здесь и далее - не проницаемый для дыма материал), который задерживает поток поступающего дыма между внешней периферией пучка волокон 10 и внутренним диаметром сигареты, как это показано на фиг. 1. Дополнительно первый не проницаемый для дыма материал 20 может быть также помещен между отдельными волокнами 10 в пучке, как показано на фиг. 2, чтобы преградить проход для потока текучей среды между волокнами в пучке. Примерное поперечное сечение первого не проницаемого для дыма материала 20, окружающего полые волокна 10 в пучке, в то же время не закрывающего входной конец 25 просветов 15, показано на фиг. 2. Кроме того, как также показано на фиг. 1, поступающий дым 140 проходит из просветов сквозь стенки полых волокон 10 вследствие того, что второй не проницаемый для дыма материал закрывает расположенные дальше по потоку ("дальние") концы 35 просветов 15 полых волокон 10. Фиг. 3 показывает примерное поперечное сечение второго не проницаемого для дыма материала, закрывающего дальние концы 35 просветов 15 полых волокон 10. Как показано на фиг. 3, дальние концы 35 полых волокон 10 могут содержать проницаемый для фильтрата материал 30 между полыми волокнами 10, так же как между внешней окружностью пучка волокон 30 и внутренним диаметром фильтра сигареты 130, если это требуется. Как описано здесь, проницаемый для фильтрата материал 30 может являться любым материалом, который позволяет фильтрату проходить через проницаемый для фильтрата материал 30 для выпуска через мундштучный конец 120 сигареты 100. Проницаемый для фильтрата материал 30 может служить для того, чтобы удерживать полые волокна 10 на месте по отношению друг к другу, так же как по отношению к фильтру 130. В противном случае, может использоваться кольцо, адгезив или другой физически удерживающий материал постольку,поскольку он не будет существенно препятствовать потоку фильтрата через фильтр 130. Примерным вариантом выполнения проницаемого для фильтрата материала 30 является пористый проницаемый для фильтрата материал, такой как ацетат целлюлозы. Благодаря закрытию дальних концов 35 полых волокон 10, дым 140 принуждают проходить через стенки полых волокон 10 за счет давления, создаваемого курильщиком на мундштучном конце 120. Когда дым 140 принуждают проходить через полые волокна 10, стенки полых волокон 10 могут использоваться тем самым для фильтрации дыма 140. Таким образом, стенки полых волокон 10 ведут себя как мембраны в том отношении, что стенки полых волокон 10 позволяют фильтрату 150 из состава дыма 140 проходить, в то время как удерживаемый материал (не показан) захватывается в просветах 15. В другом примерном варианте выполнения, показанном на фиг. 4, подобном фиг. 1, фильтр 130 может являться обратным. Другими словами, первый не проницаемый для дыма материал 20 может быть сформирован для того, чтобы закрыть дальний конец 25 просветов 15 так, чтобы не позволить дыму входить в просветы 15 на входном конце 25 полых волокон 10. Отмечают, что первый не проницаемый для дыма материал 20 на фиг. 4 формируют способом, аналогичным второму дымонепроницаемому материалу 35, изображенному на фиг. 3, в котором первый непроницаемый материал формируется внутри просветов 15 входного конца 25 полых волокон. Дополнительно, подобно фиг. 3, материал 30, проницаемый для фильтрата, может быть также размещен между полыми волокнами 10 по тем же причинам,как это обсуждалось выше относительно фиг. 3. Дополнительно, как это также показано на фиг. 4, второй не проницаемый для дыма материал 30 может использоваться для перекрывания потока среды между внешней окружностью пучка полых волокон 10 и внутренним диаметром фильтра 130 сигареты, так же как между полыми волокнами 10 подобно первому дымонепроницаемому материалу 20 в примере выполнения, изображенном на фиг. 1. Благодаря двум дымонепроницаемым материалам 20 и 30, поступающий дым 140 может быть направлен по пути между внешней окружностью пучка волокон 10 и внутренним диаметром фильтра 130-2 013252 сигареты у входного конца 25 сквозь стенки полых волокон 10 с выходом у дальнего конца 35. Пропуская фильтрат 150 дыма через стенки полых волокон, полые волокна ведут себя как мембрана из полого волокна в том отношении, что дым разделяется на удерживаемый материал и фильтрат 150, в которой удерживаемый материал (не показан) может захватываться на внешней поверхности полых волокон 10. После прохождения сквозь стенки полых волокон 10 фильтрат 150 может затем быть пропущен через дальний конец 35 полых волокон 10. Используемые здесь полые волокна предпочтительно воплощены, как показано на фиг. 5, в виде пористых или полупористых волокон 10 с просветами 15 (полые внутренние диаметры) с толщиной стенки 18, обладающей, по меньшей мере, некоторой пористостью 19. Полые волокна могут быть изготовлены из любого пористого или полупористого материала, в котором уровни пористости могут быть заданы так, чтобы обеспечить предопределенные уровни проницаемости, а также содержать в нем внеклеточные пространства. Например, полые волокна могут быть изготовлены из полимеров. Предпочтительно полые волокна включают целлюлозу, модифицированную целлюлозу, ацетат целлюлозы, полипропилен, полисульфон, акриловые соединения, кремнийорганический каучук или их смеси или комбинации. Дальнейшее обсуждение материалов для полых волокон может быть найдено в патенте США 3708071, который настоящим включается в данный документ в его полноте по обращению для разных целей. Отмечают, что материал, используемый для полых волокон 10, может быть выбран с предопределенным размером пор путем выбора материалов, применяемых для стенок. Например, если полые волокна 10 изготавливаются из материалов с большими размерами пор, то большие количества компонентов фильтратов смогут проходить через них. Таким образом, материалы, используемые для полых волокон 10, могут быть выбраны так, чтобы селективно ограничивать пропускание только фильтратов определенных диапазонов, если это требуется. В предпочтительном курительном изделии полые волокна 10 аксиально выровнены в направлении,в котором дым будет проходить через курительное изделие. Обеспечивая такую ориентацию, дым будет проходить через просветы полых волокон в направлении, приблизительно параллельном втягиванию или силе разрежения, приложенной к мундштучному концу курительного изделия, втягивающего дым от входного конца или зажженного конца. Дополнительно полые волокна 10 приблизительно параллельны по отношению друг к другу, чтобы позволить поступающему дыму 140 равномерно проникать в полые волокна 10, равномерно проходить сквозь стенки полых волокон и для соответствия пучков полых волокон оси сигареты. Например, как показано на фиг. 1, просветы 15 аксиально выровнены параллельно друг другу (а также параллельны оси сигареты), где такое расположение позволяет поступающему дыму 140 протекать через многочисленные просветы напрямую (т.е. без отходного пути или непрямого маршрута) во время курения сигареты. Данные полые волокна могут использоваться в любом курительном изделии, таком как традиционная и нетрадиционная сигарета, например в сигаретном фильтре. Предпочтительные примеры выполнения описывают полые волокна для использования в курительных изделиях, таких как сигареты и нетрадиционные сигареты. Нетрадиционные сигареты включают в качестве примера сигареты в электрических курительных системах, описанных в патентах США 6026820; 5988176; 5915387; 5692526; 5692525; 5666976 и 6499636 (заявитель), полностью включенных путем ссылки в настоящее описание. Полые волокна предпочтительно выбирают длиной меньше длины фильтра так, чтобы волокна по своей длине полностью помещались в фильтр, когда они выровнены в направлении потока дыма. Диаметры просветов полых волокон (в комбинации с материалом, используемым для изготовления полых волокон и плотностью любого пучка полых волокон) контролируют величину возможного потока, так же как и сила, необходимая для того, чтобы протянуть табачный дым через полые волокна (здесь и далее сопротивление протяжке (RTD. В дополнение к использованию полых волокон в качестве мембран из полых волокон для фильтрации материалов, таких как дым, таким способом, полые волокна можно использовать также для обеспечения добавок. Например, как показано на фиг. 6, полые волокна могут включать пористые структуры (например, внеклеточные пространства) в стенках полых волокон. Внутри данных внеклеточных пространств могут храниться материалы добавки там, где материалы добавки могут контактировать с текучими средами, такими как дым, проходящими сквозь стенки полых волокон и тем самым через внеклеточные пространства. Внешний диметр и толщин стенок полых волокон предпочтительно выбирают так, чтобы оптимизировать способность полых волокон удерживать материалы добавки и контролировать поток фильтрата сквозь стенки, а также захватывать удерживаемый материал на стенках. Отмечают, что благодаря капиллярным силам материалы добавки стремятся не абсорбироваться в просветах полых волокон; таким образом, удерживание материалов добавок производится главным образом внеклеточными промежутками в стенках. С увеличением внешнего диаметра полых волокон и/или увеличением числа полых волокон количество пористых пространств в стенках полого волокна (т.е. внеклеточных пространств, таких как трещины или щели) будет стремиться к росту. За счет увеличения количества внеклеточных пространств будет абсорбироваться больше материалов добавок. С другой стороны, более узкие просветы и/или меньшее число полых волокон могут обусловить удержание полыми волокнами меньшего количества мате-3 013252 риалов добавок благодаря их меньшей общей площади внешней поверхности стенок. В предпочтительном варианте выполнения полые волокна 10 используются для того, чтобы удерживать материалы добавки с возможностью высвобождения в пределах внутриклеточных пространств полых волокон 10. Таким образом, благодаря удержанию с возможностью освобождения, материалы добавки могут содержаться в достаточной мере в полых волокнах так, чтобы существенно избегать или минимизировать нежелательную миграцию материалов добавок, например миграцию материалов, содержащихся в курительных изделиях при их хранении. Чтобы ввести материалы добавки в полые волокна, данные материалы добавки обеспечивают для абсорбции или адсорбции во внутриклеточных пространствах полых волокон 10. Например, материалы добавки могут быть введены путем пропитки полых волокон 10 в ванне с материалом добавки, так чтобы материал добавки мог адсорбироваться во внеклеточные пространства. Поэтому в сигарете среднего размера, например в сигарете длиной между 65 и 100 мм, диаметром 6-9 мм и длиной фильтра 15-30 мм, полые волокна могут иметь диаметр просвета (т.е. внутренний диаметр) от около 50 до около 1500 мкм (например, 50-100, 100-150, 150-250, 350-500, 500-1000 или 10001500 мкм), предпочтительно от 90 до 450 мкм. Дополнительно полые волокна могут иметь высокопористую стенку толщиной от около 10 до около 100 мкм, предпочтительно от около 10 до около 50 мкм, и внешний диаметр от около 100 до около 2100 мкм, предпочтительно от 100 до около 500 мкм. Например, в примерном варианте выполнения сигарета может содержать пучок от 10 до 15 полых волокон, где каждое полое волокно имеет просвет диаметром около 200 мкм, толщину стенки около 50 мкм и внешний диаметр около 350 мкм. Полые волокна могут быть получены прядением или другими способами изготовления волокон. Например, способы изготовления полых волокон описаны в патентах США 2999296 и 4234431, которые настоящим включены в данный документ по обращению в их полноте. Для использования полых волокон 10 в курительных изделиях полые волокна 10 отрезаются или делаются определенной длины иным способом. Полые волокна могут предпочтительно использоваться уложенными по окружности в секции фильтра курительного изделия или могут быть собраны в пучки перед тем, как быть вставленными в конечный продукт. Если полые волокна 10 собраны в пучки, то полые волокна 10 могут удерживаться вместе с помощью проницаемого, полупроницаемого или непроницаемого материала, как отмечалось выше, оболочки, такой как кольцо, или адгезива, такого как триацетин, эпоксидная смола и силиконовый каучук. Дополнительно, благодаря удержанию с возможностью освобождения, материалы добавки являются предпочтительно достаточно мобильными внутри внеклеточных пространств полых волокон, чтобы освободиться из них при необходимости. Например, материал добавки может предпочтительно освободиться из полых волокон при приложении силы разрежения или действии протягивания, как отмечалось выше. Полые волокна 10 могут также заключаться в сигаретный фильтр, чтобы обеспечить средства управления сопротивления протягиванию (RTD) в сигарете. В предпочтительном варианте выполнения фильтр сигареты должен включать в себя полые волокна 10. Путем введения полых волокон в сигарету сигарета получает по необходимости большее или меньшее сопротивление затяжке. Дополнительно полые волокна 10 могут использоваться для того, чтобы дополнить или заменить многосекционные фильтрующие узлы, которые часто являются более сложными в изготовлении, чем полые волокна 10. Так, полые волокна 10 в сигаретных фильтрах могли бы использоваться для упрощения производственного процесса, при этом обеспечивая заданные уровни RTD. Материалы-заполнители. Как отмечалось выше, первый и второй закрывающие фильтрат или дымонепроницаемые материалы могут использоваться для того, чтобы перекрыть поток дыма через курительное изделие так, как это показано на фиг. 1 и 4. Эти закрывающие фильтрат или дымонепроницаемые материалы наряду с полупроницаемыми или проницаемыми материалами, используемыми для удерживания полых волокон, могут в общем случае называться "материалом-заполнителем". Как используется здесь, материал-заполнитель включает материалы, которые могут использоваться для удерживания полых волокон на месте, а также материалы, которые могут направлять поток дыма, поток фильтрата и поток удерживаемого материала в просветах, вокруг просветов и через просветы полых волокон. Как таковые, материалы-заполнители могут изготавливаться из любого нетоксичного проницаемого, полупроницаемого или непроницаемого материала, который может удерживать полые волокна в фиксированном взаимном положении относительно друг друга (т.е. параллельно друг другу). Подробное обсуждение мембран из полых волокон в материале-заполнителе может быть найдено в патентах США 3228887, 3528553 и 6685832, включенных полностью в настоящее описание путем ссылки. Предпочтительно материал-заполнитель является полимером или композитом, в котором материал может выбираться в зависимости от требуемой степени проницаемости. Для материала-заполнителя, используемого для перекрытия потока воздуха через конец полого фильтра, может потребоваться материал, непроницаемый или полупроницаемый для фильтрата. Например, эпоксидная смола является непроницаемым материалом-заполнителем. С другой стороны, для материала-заполнителя, используемого для-4 013252 удержания полых волокон на месте, когда не требуется преграждать проход фильтрата, может потребоваться проницаемый материал-заполнитель. Например, ацетат целлюлозы представляет собой проницаемый материал-заполнитель. Материал-заполнитель может быть обеспечен на любом участке полых волокон 10. Например, материал-заполнитель может быть обеспечен на участке или по всей длине полых волокон, по окружности волокон и/или на концах полых волокон. Однако, если материал выбирается для перекрывания потока воздуха, то материал-заполнитель предпочтительно образуют на поверхности меньше всей поверхности полых волокон, чтобы позволить, по меньшей мере, некоторому количеству фильтрата проходить через стенки 18 полых волокон 10. Кроме того, упомянутое менее чем полное покрытие стенок 18 полых волокон 10 может потребоваться для того, чтобы не полностью заключать и, возможно, изолировать внеклеточные пространства и материалы добавки, которые могли там содержаться. По существу, доля покрытия материаломзаполнителем полых волокон 10 предпочтительно составляет менее 90% поверхности стенок полых волокон 10 и даже более предпочтительно менее 60% поверхности стенок полых волокон 10 (например,100-90, 90-80, 80-70, 70-60, 60-50, 50-40, 30-20, 20-10 или 10-0%). Материал-заполнитель может быть обеспечен на полых волокнах любым способом, который позволяет регулировать требуемые характеристики потока воздуха в варианте выполнения. Например, способы обеспечения материала-заполнителя на полых волокнах рассмотрены в патентах США 6702561,6663745, 6623637 и 5480553, которые включены в настоящий документ для обращения во всей их полноте. Как отмечено выше, материал-заполнитель может быть изготовлен из любого материала, способного заграждать проход дыма. Как таковой, материал-заполнитель может изготавливаться из непроницаемого, полупроницаемого или проницаемого материала. Если материал-заполнитель является полупроницаемым или проницаемым материалом, тогда и материал-заполнитель может использоваться в качестве проницаемого заграждения и может тем самым увеличивать сопротивление потоку воздуха. Поэтому курительное изделие может быть снабжено полыми волокнами в устройстве так, что структура и ориентация полых волокон 10 дает возможность, по меньшей мере, некоторым из внеклеточных пространств полых волокон быть доступными для полых волокон. Дополнительно, как описано здесь, поток дыма может, кроме того, по меньшей мере, частично быть направлен через просветы 15 и стенки 18 полых волокон 10, где материалы добавки во внеклеточных пространствах могут взаимодействовать с воздушным потоком по мере его прохождения через стенки 18 полых волокон 10. Внешний слой. Полые волокна 1 могут также включать внешний слой, покрывающий или заключающий полые волокна 10 (с материалом добавки в них, если требуется). Предпочтительно внешний слой представляет собой твердую стенку или пленку, которая может служить для того, чтобы временно уплотнять или герметизировать полые волокна 10 (и материал, заключенный в полых волокнах 10) от окружающей среды. Предпочтительно внешний слой нанесен вокруг внешних поверхностей полых волокон 10 так, что материал добавки, добавленный к полым волокнам 10, может быть закрыт в полых волокнах 10 и/или в их внеклеточных пространствах. Кроме того, внешний слой предпочтительно является слабым и может разрушаться, чтобы позволить высвобождение материалов добавок из полых волокон 10. Внешний слой может быть любым хрупким материалом, таким как полимер, который способен как закрывать полые волокна, так и ломаться, разрываться или перфорироваться, когда это требуется. Предпочтительно внешний слой выполнен из сахара или пектина, который, если требуется, может также придавать вкус фильтрату, например фильтрату дыма, контактирующему с внешним слоем. Внешний слой предпочтительно используют для того, чтобы фиксировать материалы добавки внутри полых волокон, и таким образом, уменьшают рассеяние материала добавки, пока внешний слой не будет сломан, разорван тли перфорирован. Предпочтительно внешний слой является хрупкой тонкой пленкой. Благодаря обеспечению хрупкой тонкой пленки разница давлений текучей среды с обеих сторон внешнего слоя и стенках полых волокон (например, усилие затяжки сигаретой с полыми волокнами и внешним слоем в ней) может быть достаточным для разрушения внешнего слоя для высвобождения материалов добавок. Например, в сигарете внешний слой может быть выполнен так, что ломается, когда дым втягивается через стенки полых волокон, причем давление разрежения при высасывании дыма вызывает разрушение внешнего слоя. Другими словами, когда курильщик затягивается сигаретой, вызывая разрушение внешнего слоя дымом, втягиваемым через стенки полых волокон, материалы добавки могут высвобождаться в дым при его прохождении через стенки полых волокон. Внешний слой может быть образован любым способом нанесения пленки, которая является достаточно тонкой, чтобы позволить давлению разрежения разрушить пленку. Предпочтительно внешний слой наносят распылением пленкообразующего материала на внешние поверхности полых волокон, позволяя пленкообразующему материалу затвердеть в пленку, образующую внешний слой. Например, образование внешнего слоя может предусматривать распыление слоя пектина или сахара на внешнюю поверхность полых волокон.-5 013252 Курительные изделия. В предпочтительном варианте выполнения полые волокна 10 могут использоваться в курительных изделиях наряду с сорбентами, такими как микропористые материалы, для фильтрации или удаления компонентов газовой фазы сигаретного дыма. Могут использоваться сорбенты (например, микропористые сорбенты), такие как активированный уголь и/или цеолитовый сорбент. Хотя в качестве сорбента может быть использован любой подходящий материал, предпочтительным сорбентом является активированный уголь. Однако сорбенты могут затруднять возможности конструктора сигарет добавлять материалы, такие как летучие ароматизаторы, подобные ментолу, так как сорбенты могут захватывать мигрирующие летучие компоненты в период между изготовлением сигареты и ее выкуриванием. Когда в курительных изделиях с сорбентами включаются материалы добавки, такие как летучие ароматизаторы, возникают две проблемы: во-первых, материалы добавки могут мигрировать по всему курительному изделию и, во-вторых, материалы добавки могут захватываться сорбентами. Данные проблемы ранее решали путем использования центрально расположенных ароматизирующих элементов согласно опубликованной заявке США 2003/0224918 (заявитель), а также путем использования фильтров для курительных изделий, содержащих ароматизированные полые волокна по патенту США 4971078; оба указанных документа полностью включены в настоящее описание путем ссылки. При захвате материалов добавок сорбентами, материалы добавки могут не только теряться, но они могут также занимать активные сайты сорбента. Если материал добавки занимает в сорбенте активные сайты, то способность сорбента удалять нежелательные газы или компоненты из дыма может уменьшиться. Однако полые волокна 10 могут использоваться для преодоления данной проблемы за счет удерживания и изолирования материалов добавок от сорбента до курения, тем самым избегая взаимодействия между материалами добавок и сорбентом при хранении. В сигаретном фильтре в дополнение к полым волокнам 10 и сорбенту может содержаться материал молекулярного сита. Предпочтительно материал молекулярного сита может присутствовать в форме монолита или частиц размером от 0,1 до 1 мм и более предпочтительно от 0,3 до 0,9 мм (например, от 0,3 до 0,4 мм, от 0,4 до 0,5 мм, от 0,5 до 0,6 мм, от 0,7 до 0,8 мм или от 0,8 до 0,9 мм) для того, чтобы облегчить обработку в сигаретном фильтре так, чтобы достигнуть требуемого падения давления в фильтре или RTD(сопротивление затяжке). Могут использоваться различные конструкции фильтров, известные в данной области техники, которые могут содержать полые волокна 10. Примерные структуры фильтра, которые могут применяться,включают, но не ограничиваются монофильтром, двойным фильтром, тройным фильтром, одно- или многокамерным фильтром, углубленный фильтр, фильтр свободного потока, их комбинации и т.п. Элементы фильтров обычно выполняют из жгута ацетата целлюлозы или целлюлозно-бумажных материалов. Длина и падение давления в сегментах двойного фильтра могут быть выбраны такими, чтобы обеспечить оптимальную сорбцию, поддерживая при этом приемлемое сопротивление затяжке. Тройные фильтры могут включать мундштучный и курительный материал или сегменты табачной стороны и средний сегмент, состоящий из бумаги. Фильтры с полостью содержат две разнесенные фильтрующие заглушки. Фильтры могут быть также вентилируемыми и/или содержать дополнительные сорбенты (такие как активированный уголь), катализаторы или другие добавки, подходящие для использования в сигаретном фильтре. Дополнительно в примерном варианте выполнения сигарета 100 с пучком полых волокон 10 в фильтре 130 может также содержать сорбент 60. Например, как показано на фиг. 7, сигарета 100 может быть снабжена фильтром 130, который содержит полые волокна 10 с материалом добавки в них, таким как ароматизатор, и сорбент 60, размещаемый выше по потоку (в сторону от курильщика по направлению к части 50 с табаком). Так как сорбенты, как правило, эффективны по отношению адсорбции или абсорбции добавляемого материала, размещение сорбента 60 вверх по потоку от ароматизатора в полых волокнах 10 может уменьшать уровень абсорбции или адсорбции ароматизатора сорбентом 60. Предпочтительно полые волокна 10 могут быть расположены в части фильтра 130 по потоку за сорбентом 60 с секцией 70 фильтрующего материала, такого как ацетат целлюлозы, между двумя частями, как показано на фиг. 7. Предпочтительно полые волокна 10 и сорбент 60, если он имеется, размещают в полостях внутри фильтрующего узла 40. Однако полые волокна 10 и сорбент 60, если он имеется,могут быть размещены, где угодно внутри фильтра 130 курительного изделия. В то время как предпочтительный фильтр включает сорбент и полые волокна 10, полые волокна 10 могут также использоваться в курительном изделии без сорбента в фильтре, как показано на фиг. 1 и 4. Независимо от типа изделия, в который включены полые волокна 10, полые волокна 10 могут использоваться для того, чтобы обеспечить эффективную локализацию и доставку материалов, таких как летучие ароматизаторы или другие химические соединения, связанные с курением. Добавки. Полые волокна, как отмечалось выше, при необходимости можно использовать для инкапсуляции добавок в курительном изделии, в которых добавки могут быть инкапсулированы во внеклеточных пространствах полых волокон. Посредством такой инкапсуляции добавки могут как защищаться от потерь,-6 013252 так и смешиваться с вовлекаемым воздухом при прохождении воздуха через стенки полых волокон. Для уменьшения подвижности инкапсулированных добавок в полых волокнах 10 полые волокна 10 предпочтительно пропитывают в материалах добавок. Пропитывание позволяет абсорбировать добавки во внеклеточных пространствах 35 полых волокон 10, где добавки могут оставаться благодаря капиллярным силам, таким образом предотвращая рассеяние добавок. Полые волокна 10 могут быть предпочтительно помещены в курительное изделие, более предпочтительно в сигаретный фильтр, где полые волокна 10 выровнены в сигарете для воздушного потока. Например, продольные оси полых волокон 10 могут быть аксиально выровнены относительно продольной оси сигареты для воздушного потока. Материал-заполнитель 30 дальше по потоку может быть также использован для препятствия потоку текучей среды через дальний конец полых волокон 10. Дополнительно на полых волокнах 10 может быть сформирован внешний слой для того, чтобы предотвратить рассеяние и дополнительно инкапсулировать материалы добавки во внеклеточных пространствах полых волокон, как отмечалось выше. Добавками могут являться ароматизаторы, которые могут быть выбраны из любого ряда искусственных и натуральных материалов, таких, например, как перечная мята, мята кудрявая, зимолюбка, ментол, корица, шоколад, кофе, табак, ванилин, лакрица, гвоздика, анис, сандаловое дерево, гераниум, розовое масло, ваниль, лимонное масло, кассия, фенхель, имбирь, этилацетат, изоамилацетат, пропилизобутират, изобутилбутират, этилбутират, этилвалериат, бензилформиат, лимонен, цимен, пинен, линалоол,гераниол, цитронеллол, цитраль, масло перечной мяты, апельсиновое масло, масло кориандра, борнеол,фруктовый экстракт и т.п. Табачные ароматизаторы описаны, например, в патентах США 3580259; 3625224; 3722516; 3750674; 3879425; 3881025; 3884247; 3890981; 3903900; 3914451; 3915175; 3920027; 3924644; 3966989; 4318417 и т.п., которые полностью включены в настоящее описание путем ссылки. Например, сигареты по изобретению могут содержать материал добавки, содержащий ментол. Добавки могут быть химикатами, которые могут использоваться для притягивания или отталкивания аэрозолей или для взаимодействия с компонентами дыма для удаления или химического экстрагирования компонентов дыма. Например, химикаты, которые могут использоваться для притягивания или отталкивания аэрозолей,включают поверхностно-активные вещества, содержащие различные гидрофобные (аполярные) и гидрофильные (полярные) участки. Например, полярные поверхностно-активные вещества могут применяться для того, чтобы притягивать или отталкивать нежелательные компоненты табачного дыма, подобно табачным компонентам, благодаря присущим им полярным свойствам. Например, притягивая компоненты табачного дыма, такие компоненты табачного дыма могут улавливаться и удерживаться в полых волокнах химически (в дополнение к механическому отделению за счет размеров пор стенок полых волокон,как отмечено выше). Как отмечалось выше, химикаты или химические системы могут также использоваться для взаимодействия с компонентами дыма для удаления таких компонентов дыма. Например, можно использовать химические системы, такие как аминопропилсилил (АПС (APS, аминоэтиламинопропилсилил (AEAPS) и аминоэтиламиноэтиламинопропилсилил (AEAEAPS). См. принадлежащие настоящему заявителю патенты США 6595218 и 6209547, которые оба полностью включены в настоящее описание путем ссылки. Как отмечалось выше, химикаты можно также использовать для взаимодействия с компонентами дыма для извлечения компонентов дыма. Термин химическое экстрактивное курение означает обеспечение курильщика заданными компонентами табачного дыма без горения табака (т.е. "бездымное курение"). Химическое экстрактивное курение обеспечивает подачу химиката или реагента, такого как вода или спирт, для взаимодействия с табаком в табачном изделии. Предоставляя возможность химикату или реагенту взаимодействовать с табаком, можно формировать химикат или реагент, обогащенный табаком,которые в свою очередь можно вдыхать в виде паров или аэрозоля. Например, химикатами или реагентами могут являться растворители, такие как вода или спирт, например этиловый спирт. Предпочтительно химическое экстрактивное курение происходит при температурах более низких, чем температуры сгорания; однако, тепло можно использовать для того, чтобы способствовать испарению (или улетучиванию) химиката или реагента, обогащенного табаком. Однако отмечается, что тепло может быть использовано для увеличения количества пара и растворимости табачных компонентов для курения. Используя тепло, химикат или реагент, обогащенный табаком, может быть термически испарен и мобилизация табачных свойств в парах может быть потенциально увеличена. В качестве примерного варианта выполнения изделия для химического экстрактивного курения, сигарету можно изготовить с полыми волокнами, содержащими в них иммобилизованные химикаты. Во время закуривания втягивающее действие на одной стороне полых волокон 10 освобождает химикаты в табак, вследствие чего химикаты вызывают экстрактивное освобождение табачного аэрозоля. Хотя изобретение подробно описано со ссылкой на конкретные варианты его выполнения, специалисту в данной области будет понятно, что возможны различные изменения, модификации и эквиваленты без выхода из объема формулы изобретения.-7 013252 ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Сигарета, содержащая табачный стержень; фильтр, действующий с табачным стержнем, причем фильтр содержит пучок полых волокон, в которых просветы полых волокон аксиально выровнены параллельно друг к другу; и материал добавки во внеклеточных пространствах полых волокон, причем один конец по меньшей мере одного из полых волокон закрыт. 2. Сигарета по п.1, в которой фильтр дополнительно содержит заглушку из пористого материала,размещенную по потоку перед и/или за полыми волокнами в фильтре. 3. Сигарета по п.1, в которой полые волокна расположены в полости фильтра. 4. Сигарета по п.1, в которой закрытый конец по меньшей мере одного из полых волокон содержит первый не проницаемый для дыма материал, расположенный в просвете по меньшей мере одного из полых волокон, причем непроницаемый материал преграждает воздушный поток через закрытый конец указанного по меньшей мере одного из полых волокон. 5. Сигарета по п.1, дополнительно содержащая второй не проницаемый для дыма материал, окружающий ближний или дальний по потоку конец пучка полых волокон, причем указанный второй не проницаемый для дыма материал преграждает поток воздуха вокруг пучка полых волокон и направляет воздушный поток в просветы пучка полых волокон. 6. Сигарета по п.1, дополнительно содержащая внешний слой на полых волокнах, причем внешний слой и полые волокна содержат разные материалы. 7. Сигарета по п.1, в которой материал добавки включает ароматизатор, реагент, химически взаимодействующий и селективно отделяющий газообразный компонент потока дыма, поверхностноактивное вещество, растворитель, а также их смеси или комбинации. 8. Сигарета по п.1, в которой полые волокна включают пучок волокон, при этом сигарета дополнительно содержит кольцо, окружающее указанный пучок волокон. 9. Сигарета по п.1, в которой полые волокна содержат пучок волокон, при этом сигарета дополнительно содержит адгезив, связывающий стенки пучка волокон с другими стенками пучка волокон. 10. Сигаретный фильтр, содержащий полые волокна; внешний слой, покрывающий внешнюю область полых волокон; и ацетат целлюлозы, причем указанные полые волокна и внешний слой введены в указанный ацетат целлюлозы. 11. Сигаретный фильтр по п.10, дополнительно содержащий материал добавки во внеклеточных пространствах в полых волокнах. 12. Сигаретный фильтр по п.11, в котором материал добавки содержит ароматизатор, реагент, химически взаимодействующий и селективно отделяющий газообразный компонент потока дыма, поверхностно-активное вещество, растворитель или их смесь или комбинацию. 13. Сигаретный фильтр по п.11, дополнительно содержащий первый не проницаемый для дыма материал, расположенный между внешними поверхностями полых волокон и внутренним диаметром сигаретного фильтра на одном конце по меньшей мере одного из полых волокон, и второй не проницаемый для дыма материал, расположенный на концевых участках просветов полых волокон на другом конце полых волокон. 14. Способ изготовления сигаретного фильтра, предусматривающий получение полых волокон с не проницаемым для дыма материалом, покрывающим один конец по меньшей мере одного из полых волокон; по меньшей мере, частичное заполнение внеклеточных пространств в полых волокнах материалом добавки и размещение полых волокон с не проницаемым для дыма материалом и материалом добавки в сигаретном фильтре. 15. Способ по п.14, дополнительно предусматривающий образование внешнего слоя на внешней поверхности полых волокон перед помещением полых волокон в сигаретный фильтр. 16. Сигаретный фильтр, содержащий мембрану из полых волокон, которая содержит полые волокна и не проницаемый для дыма материал, который закрывает дальний по потоку конец просвета полого волокна. 17. Сигаретный фильтр по п.16, в котором мембрана из полых волокон содержит более одного полого волокна, собранных в пучок и выровненных параллельно друг другу и параллельно осевому направлению сигаретного фильтра, и/или при этом полое волокно состоит из пористого, проницаемого материала.

МПК / Метки

МПК: A24D 3/04

Метки: полыми, сигареты, волокнами

Код ссылки

<a href="https://eas.patents.su/11-13252-sigarety-s-polymi-voloknami.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Сигареты с полыми волокнами</a>

Похожие патенты