PL167771B1

PL167771B1 - Cigarette

Info

Publication number: PL167771B1
Application number: PL91292172A
Authority: PL
Inventors: Peter J Molloy
Original assignee: Rothmans International Ltd
Priority date: 1990-10-26
Filing date: 1991-10-25
Publication date: 1995-11-30
Also published as: CN1061331A; NO176862B; MA22324A1; PT8860U; JPH04262773A; GB9023368D0; ZA918002B; HUT66931A; SG15695G; CS317291A3; HU913264D0; PL292172A1; NO914076D0; DK0482872T3; ES2068522T3; RU2001591C1; ATE115368T1; IE913717A1; DE69105914T2; GR3015084T3

Abstract

A smoking article comprising a rod of smoking material (1) and a filter portion, said filter portion including means (6) for collecting particulate matter in the smoke from the rod of smoking material in a collection zone (7), and means (3) for heating said collection zone to release the semivolatile compounds whilst allowing the involatiles to be retained in the filter. <IMAGE>

Description

Przedmiotem wynalazku jest papieros, w którym materiałem do palenia może być tytoń lub jakikolwiek inny materiał do palenia.The invention relates to a cigarette, the smoking material of which may be tobacco or any other smoking material.

Skład aerozolu dymu papierosowego jest złożony. Zawiera on wiele związków zarówno w fazie gazowej, jak i w fazie cząstek stałych zawieszonych w gazie. Jest możliwe usystematyzowanie związków występujących w fazie cząstek stałych przez ich podział na frakcję nielotną i frakcję półlotną.The composition of the cigarette smoke aerosol is complex. It contains many compounds in both the gas phase and the solids phase suspended in the gas. It is possible to systematize the compounds present in the particulate phase by dividing them into a non-volatile fraction and a semi-volatile fraction.

Frakcja półlotna składa się ze związków, które wyparowują z chemicznie nieczynnego podłoża ogrzewanego do temperatury 200'C. Wiele związków, które zidentyfikowano jako takie, które nadają smak i aromat dymowi papierosowemu, zawartych jest we frakcji półlotnej. Stwierdzono także doświadczalnie, że około 50% całej substancji papierosa mającej charakter cząstek stałych zawieszonych w gazie jest substancją półlotną.The semi-volatile fraction consists of compounds that evaporate from a chemically inactive substrate heated to a temperature of 200 ° C. Many of the compounds that have been identified as imparting flavor and aroma to cigarette smoke are contained in the semi-volatile fraction. It has also been found experimentally that about 50% of the total particulate matter in a cigarette is semi-volatile.

Znany jest z opisu patentowego USA nr 3457927 filtr papierosowy posiadający komorę, której część wejściowa ma wypukłą do środka ściankę, ściankę ciągną się w jednym kierunku w węższej części, a następnie zakrzywiają się w przeciwnym kierunku tworząc wylotową część dyszy. Ścianki ciągnące się w drugim kierunku stopniowo ulegają zakrzywieniu tworząc ściankę pierścieniową, która łączy się z wewnętrzną powierzchnią ścianki filtru. Poprzeczne przegrody są umieszczone z jednej strony wylotowej części dyszy wewnątrz filtru. Komora jest tak skonstruowana, aby spowodować przepływ gazu lub dymu z dużą prędkością przez dysze, który następnie ulega rozproszeniu wraz z cząsteczkami zawieszonymi w nim płynąc w kierunku przegrody, która to powoduje gładki przepływ dymu i zasadniczo zmniejsza turbulencję w filtrze. Zanieczyszczenia takie jak cząsteczki stałe w strumieniu gazu ulegają odchyleniu w kierunku przeciwnym od przegrody, z odpowiednią dużą prędkością za pomocą strumienia gazu. Centralna część służy jako pułapka, która wychwytuje zanieczyszczenia usuwane z dymu.It is known from U.S. Patent No. 3,457,927 a cigarette filter having a chamber whose inlet portion has an inwardly convex wall, the wall extends in one direction in the narrower portion, and then curves in the opposite direction to form the outlet portion of the nozzle. The walls extending in the other direction gradually curve to form an annular wall that joins the inner surface of the filter wall. Transverse baffles are located on one side of the outlet portion of the nozzle inside the filter. The chamber is designed to cause gas or smoke to flow at high velocity through the nozzles, which then disperses with suspended particles to flow towards the septum, which causes a smooth flow of smoke and substantially reduces turbulence in the filter. Contaminants such as solids in the gas stream are deflected away from the partition at a corresponding high speed by the gas stream. The central part serves as a trap to trap the pollutants removed from the smoke.

Celem niniejszego wynalazku jest opracowanie takiej konstrukcji papierosa, który dostarczy palaczowi półlotne związki o zwiększonym stężeniu, oraz związki nielotne o mniejszymThe object of the present invention is to provide a cigarette structure which provides the smoker with increased concentration of semi-volatile compounds and non-volatile compounds of lower concentration.

167 771 stężeniu otrzymując w ten sposób smak i aromat (dymu) przy niższej całkowitej ilości substancji w postaci cząstek stałych zawieszonych w gazie.167 771 concentration, thus obtaining (smoke) flavor and aroma with a lower total amount of particulate matter suspended in the gas.

Papieros zawierający wałek z materiału do palenia oraz filtr tworzący ustnik według wynalazku charakteryzuje się tym, że posiada umieszczony wzdłużny w wałku kanalik połączony z komorą znajdującą się pomiędzy końcem wałka a filtrem, w której znajduje się element magazynujący.A cigarette comprising a rod of smoking material and a filter forming a mouthpiece according to the invention is characterized in that it has a longitudinal passage in the shaft connected to a chamber between the end of the shaft and the filter in which the storage element is located.

Korzystnie element magazynujący stanowi poprzecznie umieszczony krążek, którego środkowa część stanowi strefę magazynującą otoczoną otworami.Preferably, the storage element is a transversely disposed disc, the central part of which is a storage zone surrounded by holes.

Korzystnie w komorze zawiera krążek przyśpieszający przejście gorących gazów lub gorących gazów i dymu wykonany z nieprzepuszczalnego materiału mający co najmniej jeden otwór o średnicy od 0,1 do 1,0 mm.Preferably, the chamber comprises a disk to accelerate the passage of hot gases or hot gases and smoke made of impermeable material having at least one orifice with a diameter of 0.1 to 1.0 mm.

Korzystnie element magazynujący stanowi filtr o dużej retencji.Preferably, the storage element is a high retention filter.

Korzystnie filtr jest umieszczony w pewnej odległości od końca w komorze przylegającej do strefy magazynującej.Preferably, the filter is positioned at a distance from the end in the chamber adjacent to the storage zone.

Korzystnie filtr jest umieszczony przy ustniku.Preferably, the filter is positioned at the mouthpiece.

Korzystnie kanalik stanowi rurka o niskiej porowatości/przepuszczalności.Preferably, the channel is a low porosity / permeable tube.

Dzięki takiemu rozwiązaniu polepszony zostaje smak i aromat dymu, a jednocześnie zostaje zmniejszona ilość substancji w postaci cząstek stałych zawieszonych w gazie.Thanks to this solution, the taste and aroma of the smoke is improved, and at the same time the amount of particulate matter suspended in the gas is reduced.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia papieros w przekroju wzdłużnym w pierwszym przykładzie wykonania, fig. 2 - papieros z fig. 1 w przekroju poprzecznym wzdłuż linii II-II, fig. 3 - papieros z fig. 1 w przekroju poprzecznym wzdłuż linii III-III z fig. 1, fig. 4 - papieros z fig. 1 w przekroju poprzecznym wzdłuż linii IV-IV z fig. 1 oraz fig. 5 - papieros w drugim przykładzie wykonania - w przekroju wzdłużnym.The subject of the invention is shown in the drawing, in which fig. 1 shows the cigarette in a longitudinal section in the first embodiment, fig. 2 - the cigarette of fig. 1 in cross-section along line II-II, fig. 3 - the cigarette of fig. 1 in a cross section along the line III-III of Fig. 1, Fig. 4 - the cigarette of Fig. 1 in a cross section along the line IV-IV of Fig. 1, and Fig. 5 - a cigarette in a second embodiment - longitudinal section.

Jak to pokazano na fig. 1 - fig. 4 papieros, zgodnie z wynalazkiem, posiada wałek 1 z materiału do palenia, na przykład z tytoniu, który znajduje się w zewnętrznej papierowej osłonie 2. Wałek 1 posiada umieszczony wzdłużnie kanał 3 utworzony przez rurkę z materiału o niskiej porowatości (przepuszczalności), który może być wykonany z papieru lub z przetworzonej warstwy tytoniu. Typowa średnica rurki wynosi w zakresie od 0,5 do 5 mm. W osłonie papierowej 2 umieszczony jest również filtr 5, który znajduje się przy ustnikowym końcu papierosa, oraz nieprzepuszczalny, umieszczony poprzecznie element w formie przegradzającego krążka 6 wykonanego z materiału, którego temperatura jest stała. Krążek 6 może być wykonany z metalu na przykład aluminium, tworzywa ceramicznego lub tworzywa sztucznego, takiego jak nylon, polietylen lub octan celulozy. Jest wskazane, by krążek f miał niską pojemność cieplną Może się on charakteryzować także niską przewodnością cieplną, na przykład wówczas, gdy jest wykonany z tworzywa ceramicznego lub z Nylonu 66. Środkowa, przegradzająca powierzchnia 7 krążka f jest otoczona umieszczonymi na obwodzie otworami 8, o typowej średnicy 1 mm.As shown in Figs. 1-4, a cigarette according to the invention has a shaft 1 of a smoking material, e.g. tobacco, which is contained in an outer paper casing 2. The shaft 1 has a longitudinally extending channel 3 formed by a tube of smoking material. a material with low porosity (permeability), which can be made of paper or a processed tobacco layer. The typical diameter of the tube is in the range 0.5 to 5 mm. The paper cover 2 also houses a filter 5, which is located at the mouth end of the cigarette, and an impermeable, transversely arranged element in the form of a partition disc 6 made of a material whose temperature is constant. The disc 6 can be made of a metal, for example aluminum, ceramic or a plastic such as nylon, polyethylene or cellulose acetate. It is advisable that the disc f has a low heat capacity. It may also have a low thermal conductivity, for example if it is made of ceramic material or Nylon 66. The central, partitioning surface 7 of the disc f is surrounded by holes 8 along its perimeter, o typical diameter 1 mm.

Pomiędzy położonym wewnątrz papierosa końcem 9 wałka tytoniowego 1 a powierzchnią krążka f znajduje się komora 10, w której jest umieszczony drugi krążek 11. Krążek 11 może także być wykonany z materiału wybranego spośród materiałów, z których jest wykonany krążek 6. Może być to materiał taki sam, lub inny niż ten, z którego wykonano krążek f w ramach szczególnej konstrukcji (stanowiącej wariant realizacji wynalazku). Krążek 11 posiada jeden lub więcej otworów 12 (na rysunku pokazano trzy) o małej średnicy. Typowa średnica mieści się w zakresie 0,1-1 mm, preferowana jest średnica 0,4-1 mm.Between the end 9 of the tobacco rod 1 located inside the cigarette and the surface of the disc f is a chamber 10 in which the second disc 11 is placed. The disc 11 can also be made of a material selected from the materials from which the disc 6 is made. It can be such a material. alone or different from the one from which the disc f is made as part of a specific structure (being an embodiment of the invention). The disc 11 has one or more holes 12 (three are shown in the drawing) of small diameter. Typical diameter is in the range 0.1-1mm, with 0.4-1mm being preferred.

Otwory 12 działają jako dysze przyśpieszające przepływ dymu.The openings 12 act as nozzles to accelerate the flow of smoke.

Kiedy pali się papierosa i koniec 13 jest zapalony, to dym przechodzi do komory 10 przez dysze 12. W czasie przechodzenia przez dysze 12 zwiększa się prędkość dymu i pomaga w zatrzymywaniu się dymu na powierzchni przegradzającej 7 krążka 6, co sprawia, że substancja w postaci cząstek stałych zawieszonych w gazie jest osadzona na powierzchni 7, która działa jak strefa magazynująca.When a cigarette is lit and end 13 is lit, the smoke enters chamber 10 through the nozzles 12. As it passes through the nozzles 12, the speed of the smoke increases and helps to trap the smoke on the partition surface 7 of the disc 6, rendering the substance in the form of the particulate matter in the gas is deposited on the surface 7 which acts as a storage zone.

Gorące gazy z zapalonej końcówki 13 przechodzą przez kanalik 3, przyśpieszane są za pomocą otworów 12 i zderzają się z powierzchnią 7 ogrzewając w ten sposób strefę magazynującą oraz osadzoną tam substancję w postaci cząstek stałych zawieszonych w gazie. Ogrzewanie to wystarcza do uwolnienia związków półlotnych, które przechodzą w kierunku promieniowym wrazHot gases from the lit tip 13 pass through the channel 3, are accelerated by the holes 12 and collide with the surface 7, thus heating the storage zone and the gas-suspended solids therein. This heating is sufficient to release semi-volatile compounds that pass radially together

167 771 z dymem, przedostając się przez otwory 8 do filtru 5 i do ust palacza. Niektóre ze związków półlotnych mogą być uwolnione, gdy wchodzą do strefy magazynującej jeszcze przed zderzeniem, co jest spowodowane gorącem panującym w strefie magazynującej.167 771 with smoke, getting through the holes 8 to the filter 5 and into the mouth of the smoker. Some of the semi-volatile compounds may be released when they enter the storage area prior to impact due to the heat in the storage area.

Powierzchnia magazynująca utworzona przez powierzchnię 7 jest zazwyczaj umieszczona w odległości 2 mm od dysz 12. W tym przykładzie wykonania wynalazku kanalik 3 jest umieszczony współosiowo z wałkiem 1, ale mógłby być przemieszczony według życzenia w kierunku jednego z boków.The storage surface formed by the surface 7 is usually positioned 2 mm from the nozzles 12. In this embodiment of the invention, the channel 3 is coaxial with the shaft 1, but could be displaced towards one of the sides as desired.

W drugim przykładzie wykonania wynalazku, przedstawionym na fig. 5 - użyto tych samych odnośników co na figurach od 1 do 4 wskazujących podobne części. W przypadku tej konstrukcji elementem służącym do gromadzenia substancji w formie cząstek stałych w dymie pochodzącym z wałka z materiału do palenia jest filtr 15 o dużej retencji. Filtr 15 jest odsunityy od kocca 9 wałka 1. Filtr 15 jjet umieszczony w komorze 10 zamiast krążka 11. Nie ma aakże krrżka 6.In the second embodiment of the invention, shown in Fig. 5, the same reference numerals are used as in Figures 1 to 4 to indicate similar parts. With this design, the high retention filter 15 is the means for collecting particulate matter in the smoke coming from the rod of smoking material. Filter 15 is moved away from end 9 of shaft 1. Filter 15 is placed in chamber 10 in place of disk 11. There is no more disk 6.

W tym układzie dym z wałka 1 uderza o przednią powierzchnię 16 filtru 15. Filtr 15 zatrzymuje frakcję całości substancji w formie cząstek stałych zawieszonych w gazie w obrębie pierwszych kilku (dziesięciu) mm materiału filtracyjnego tworząc obszar 17. Ta zatrzymana całość substancji w formie cząstek stałych zawieszonych jest znów ogrzewana przez gorące powietrze lub dym ściągnięty przez kanalik 3, tak jak w poprzednim przykładzie wykonania.In this arrangement, the smoke from the roller 1 hits the front surface 16 of the filter 15. Filter 15 traps a fraction of the total solids suspended in the gas within the first few (ten) mm of the filter material, forming area 17. This retained total solids the suspended ones are again heated by hot air or smoke drawn through the duct 3, as in the previous embodiment.

Drugi filtr 5 może być umieszczony w pewnej odległości od filtru 15 - tak jak to przedstawiono na rysunku - lub może stykać się z nim. Pod wpływem gorącego powietrza lub dymu osadzona substancja w postaci, cząstek stałych zawieszonych w gazie ogrzewa się i uwalnia półlotne frakcje, które są następnie pociągnięte przez palacza i przechodzą przez filtr 5. Drugi filtr 5 może charakteryzować się inkluzją (wytrącenie) z węgla aktywnego w celu ograniczenia stężenia niektórych składników pary w aerozolu dymu.The second filter 5 may be spaced from the filter 15 - as shown - or may be in contact with it. Under the influence of hot air or smoke, the deposited substance in the form of solid particles suspended in the gas is heated and releases semi-volatile fractions, which are then drawn by the smoker and pass through the filter 5. The second filter 5 may be characterized by inclusion (precipitation) with activated carbon for the purpose of limiting the concentration of some vapor components in a smoke spray.

Jeśli zachodzi taka potrzeba powietrze wentylacyjne może być wprowadzone przez osłonkę 2 do filtru 15 poprzez otwory 18, aby ograniczyć aerozol, oraz strumień gorącego powietrza (dymu) wchodzącego do środkowej części filtru 15. W podobny sposób w konstrukcji przedstawionej na fig. 1 powietrze wentylacyjne może być wprowadzone przez osłonkę 2 otworami 19 aby aerodynamicznie skupić aerozol na krążku 6, co z kolei służy podwyższeniu wydajności filtru 5.Ventilation air may, if desired, be introduced through the sheath 2 into the filter 15 through the openings 18 to restrict the aerosol and the flow of hot air (smoke) entering the center of the filter 15. In a similar manner, in the structure shown in Figure 1, the ventilation air may be be inserted through the shell with 2 holes 19 to aerodynamically focus the aerosol on the disk 6, which in turn serves to increase the efficiency of the filter 5.

Zgodnie z życzeniem powietrze wentylacyjne może być użyte także do chłodzenia odparowanych związków półlotnych aby ułatwić ich ponowną kondensację przed doprowadzeniem ich do palacza. Do tego służą otwory 20.If desired, the ventilation air can also be used to cool the evaporated semi-volatile compounds in order to facilitate their re-condensation before feeding them to the smoker. The holes 20 are for this.

167 771167 771

Fig.lFig. L

3 4 9 19'3 4 9 19 '

Fig. 2 Fig. 3Fig. 2 Fig. 3

Departament Wydawnictw UP RP Nakład 90 egzThe Publishing Department of the Polish Patent Office of the Republic of Poland Circulation 90 copies

Cena 150 złPrice PLN 150

Claims

Patent claims

A cigarette comprising a rod of smoking material and a filter forming a mouthpiece, characterized in that it has a passage (3) disposed longitudinally in the shaft (1) connected to a chamber (10) between the end (9) of the shaft (1) and the filter (5), in which the storage element (6, 15) is located.

2. A cigarette according to claim 1 The storage element as claimed in claim 1, characterized in that the storage element is a transversely disposed disc (6), the central part (7) of which forms a storage zone surrounded by openings (0).

3. A cigarette according to claim 1 2. A device according to claim 2, characterized in that in the chamber (10) there is a disk (11) for accelerating the passage of hot gases or hot gases and smoke made of impermeable material having at least one opening (12) with a diameter of 0.1 to 1.0 mm

4. A cigarette according to claim 1 The method of claim 1, characterized in that the storage element is a high retention filter (15).

5. The cigarette according to claim 1 A, characterized in that the filter (15) is disposed at a distance from the end (9) in the chamber (10) adjacent to the storage zone.

6. A cigarette according to claim 1 The method of claim 5, characterized in that the filter (15) is disposed at the mouthpiece.

7. The cigarette of claim 1 The method of claim 1, characterized in that the channel (3) is a tube of low porosity / permeability.

* * *