SI9111424A

SI9111424A - Cigarette With Tobacco/Glass Fuel Wrapper

Info

Publication number: SI9111424A
Application number: SI9111424A
Authority: SI
Inventors: Jerry Wayne Lawson; William James Casey
Original assignee: Reynolds Tobacco Co R
Priority date: 1990-08-29
Filing date: 1991-08-19
Publication date: 1997-06-30
Also published as: HU912785D0; CN1030277C; KR0175143B1; MX173610B; LV10373B; NO174871B; US5065776A; FI914046A0; EG19459A; PT98799A; HU213935B; CN1059265A; HRP940871B1; MY110505A; IE912404A1; IL98772A0; FI914046A; AU633793B2; AU8346991A; SK279023B6

Description

R.J. REYNOLDS TOBACCO COMPANY

Cigareta z gorivno ovojnico iz tobaka in stekla

Področje izuma

Predloženi izum se nanaša na kadilske izdelke, kot so cigarete, zlasti pa na cigarete, ki vsebujejo gorivni element, fizično ločeno sredstvo za generiranje aerosola, ustnični kos in vlaknato izolacijsko ovojnico, ki omejujejo vsaj del gorivnega elementa. Taki kadilski izdelki zmorejo kadilcu nuditi ugodje kajenja (npr. okus kajenja, občutek, zadovoljstvo ipd.).

'v

Ozadje izuma

Cigarete, cigare in tobak za pipe so popularni kadilski izdelki, ki uporabljajo tobak v raznih oblikah. Tekom let je bilo predlaganih mnogo izboljšav in alternativ pri teh kadilskih izdelkih.

Prav tako so že predlagali razne postopke spreminjanja sestave glavnega toka tobačnega dima. Tako lahko številne tobačne substitute najdemo npr. v US 4, 079,742 (Rainer et al.). Razen tega so se v sedemdesetih letih v Evropi vpeljala tobačna substitutna kadilska gradiva, ki so znana pod trgovskima imenoma Cytrel in NSM.

V kar nekaj patentih so predlagani proizvodi, ki - po tamkajšnjih navedbah generirajo aromatične hlape in/ali viden aerosol. Večina teh proizvodov je zasnovana na uporabi gorljivega gorivnega vira za ustvarjanje aerosola in/ali za segrevanje maateriala, ki tvori aerosol. Glej npr. ozadje izuma, navedeno v US 4,714, 082 (Baneijee et al.).

Kadilski proizvodi, ki so v stanju nuditi užitke, združene s kajenjem ciagrete, s segrevanjem, a ne nujno z zgorevanjem tobaka, ter brez izdajanja znatnih količin produktov nepopolnega zgorevanja so opisani v naslednjih US patentih, katerih razkritje se tu smatra kot reference; 4,708,151 (Shelar), 4,714,082 (Baneijee et al.), 4,732,168 (Resce et al.), 4,756,318 (Clearman et al.), 4,793,365 (Sensabaugh et al.), 4,819,665 (Roberts et al.), 4,827,950 (Banerjee et al.), 4,854,331 (Banerjee et al.), 4,858,630 (Baneijee et al.), 4,881,556 (Clearman et al.), 4,893,639 (White), 4,903,714 (Barnes et al.) in 4,938,238 (Bames et al.).

Ti kadilski izdelki uporabljajo gorljiv gorivni element za ustvaijanje toplote; ter substance za formiranje aerosola, ki so razporejene fizično ločeno od gorivnega elementa, vendar z njim v odnosu za menjanje toplote. Sredstvo za generiranje aerosola normalno vsebuje tobak v raznih oblikah, kot so stisnjeni peleti, tobačni prah in tobačni ekstrakti, kot tudi sredstva za modificiranje tobačne arome in sredstva za aromatiziranje tobaka ter substance za tvorbo aerosola, kot je glicerin. Toplota, katero ustvarja gorivni element, med kajenjem deluje v smislu upaijanja substanc za formiranje aerosola, pri čemer nastaja aerosol, ki diši po tobaku. Tovrstni kadilski proizvodi ustvarjajo skrajno nizke nivoje vidnega dima v stranskem toku kot tudi nizke nivoje FTC tar (= katran).

V US 4,756,318 (Clearman et al.) je opisan kadilski izdelek (cigareta), ki vsebuje kratek gorivni element, fizično ločeno sredstvo za ustvaijanje aerosola in ustnični kos, ki vsebuje tobačno srajčko, ki obdaja vsaj del sredstva za ustvarjanje aerosola. Kot je obrazloženo tam v stolpcu 15, vrstica 60 do stolpca 16, vrstica 35, lahko tobačna srajčka vsebuje tudi steklena vlakna, ki so lahko v obliki pole, traku ali cevi. Tobačne pole, ki vsebujejo steklena vlakna, so opisane kot rezultat uporabe običajnih tehnik proizvodnje papiija, in rečeno je, da vsebnost stekla, vgrajenega v tako gradivo, znaša okoli 30 do okoli 70 utež.%.

Očitno je, da so izboljšave v kadilskih proizvodih, kakršne so opisane v patentu Clearmana et al., zaželene. Predloženi izum predstavlja tako izboljšavo.

Kratka predstavitev izuma

Pričujoči izum ustvaija izboljšane cigarete in druge kadilske proizvode, pri katerih so plasti tobaka ali gradiv, ki vsebujejo tobak, uporabljene v zvezi s plastmi iz negorljivih, prednostno vlaknatih, izolacijskih gradiv oz. gradiva, prednostno steklenih vlaken.

Prednostne izvedbe predloženega izuma uporabljajo plasti, pri katerih gre primarno za tobak ali gradiva, ki ustvarjajo tobačno aromo, izmenično z eno ali več plastmi, ki primarno vsebuje vlaknata izolacijska gradiva, kot so steklena vlakna, razporejena na tak način, da se tobačne ali druge arome in vonji prevajajo do kadilca brez bistvene pirolize tobaka ali degradacijskih produktov. Zlasti prednostne ovojnice iz tobaka in stekla po pričujočem izumu vsebujejo laminirano gradivo v poli iz vsaj štirih plasti, ki si v smeri od zunaj proti notranjosti proizvoda sledijo takole: tobak - steklo - tobak steklo. Pri uporabi ta kombinacija zgleda kot štirje koncentrični obroči okoli gorivnega elementa v gotovi cigareti.

Predloženi izum v splošnem ustvarja kadilski proizvod, ki vsebuje (1) kratek, gorljiv gorivni element in (2) izolacijsko ovojnico, ki obdaja vsaj del zunanje periferije gorivnega elementa, pri čemer izolacijska ovojnica vsebuje vsaj eno plast vlaknatega izolacijskega gradiva in vsaj eno plast materiala, ki vsebuje tobak. Če se želi, se lahko vzdolžno za gorivnim elementom razporedi sredstvo za ustvarjanje aerosola.

Kot je opisano zgoraj, je pri določenih prednostnih izvedbah predloženega izuma gorivni element kadilskega proizvoda po zunanjosti obdan z ovojnico iz tobaka in stekla, ki prednostno vsebuje vsaj četvero plasti: (1) prvo plast steklenih vlaken; (2) prvo polo, ki vsebuje tobak; (3) drugo plast steklenih vlaken; in (4) drugo polo, vsebujočo tobak. Ta ureditev se lahko menja in/ali modificira za spreminjanje narave tobačne arome in vonja, katerega ustvarja ovojnica. Da se poveča količina izdanega aromatičnega sredstva, lahko npr. plasti steklenih vlaken vsebujejo nekaj tobaka ali enega ali več gradiv za ustvarjanje arome po tobaku ali čem drugem. Podobno lahko pola oz. pole, ki primarno vsebujejo tobak ali materiale za ustvarjanje arome po tobaku (t.j. polo oz. pole, ki vsebujejo tobak), lahko vsebujejo tudi steklena vlakna ali druga vlaknata gradiva, npr. za povečanje strukturne povezanosti plasti. Prostorska ureditev plasti, t.j., kako so le-te plastno razporejene nad gorivnim elementom in/ali druga na drugi, se na podoben način lahko menja za potrebe modificiranja lastnosti kadilskega proizvoda.

Z uporabo ovojnice iz tobaka in stekla po predloženem izumu se vonj po aerosolu, ki prihaja do kadilca, bistveno poveča v primeijavi z aerosoli, ki se proizvajajo brez take strukture, npr. z uporabo izolacijske plasti steklenih vlaken brez tobaka ali sredstva za ustvarjanje tobačne arome.

Ta izboljšava v vonju aerosola je prednostno dosežena brez bistvenega zgorevanja tobaka, pri čemer se predpostavlja, da je fizična struktura prednostnih izvedb vsaj delno odgovorna za sposobnost doseganja tega cilja. Kadilski proizvodi, ki so izdelani v skladu s tem izumom, so ugodno primerljivi glede okusa s podobnimi kadilskimi proizvodi, v katerih pa tobak zgoreva kot gorivo. Prednostno je aerosol, ki nastaja v skladu s predloženim izumom, nizko v pogledu zgorevanja in produktov nepopolnega zgorevanja tobaka.

Dolžina izolacijske ovojnice iz tobaka in stekla po predloženem izumu je smotrno samo okoli 20 mm ali manj in je tipično zadostne debeline za ustvaritev nominalnega obsega tipične tobačne cigarete (okoli 24,5 mm), ko je nameščena okoli gorivnega elementa. Skupna debelina bo odvisna od narave gorivnega elementa, čez katerega je izolacijska ovojnica iz tobaka in stekla ovita, nahaja pa se v območju od okoli 1,5 do okoli 5 ali 6 mm, v zvezi z gorivnim elementom in kakršnimkoli ovojničnim papirjem ali drugimi elementi gorivnega konca kadilskega proizvoda pa je prednostno zadosti debela za dosego skupnega zunanjega premera okoli 8 mm.

Med kajenjem tobak v laminirani ovojnici iz tobaka in stekla vsaj delno zgoreva in do določenega majhnega obsega lahko celo zgori, s čimer se v atmosfero odvede enotna aroma tobačnega dima, torej aroma, kakršno kadilci pričakujejo od cigarete. Razen ustvarjanja arome tipične tobačne cigarete tobak v ovojnici tudi prispeva k okusu po tobačnem dimu, kakršnega se da zaznati, v aerosolu glavnega toka, katerega proizvede akcija toplote gorivnega elementa na sredstvu za ustvarjanje aerosola.

Pričujoči izum potemtakem dovoljuje dodatek majhne količine tobaka, smotrno v obliki pole, k izolacijski ovojnici, s čimer se vonj po cigaretnem dimu dobljenega proizvoda v bistvu izboljša. Predpostavlja se, da uporaba predloženega tobačnega izolatorja v poli zmanjša gorenje in/ali zgorevanje vključenega tobaka, s čimer je omogočena kontrola glede vsebnosti aerosola v glavnem toku, medtem ko se hkrati izboljša okus glavnega toka in aroma stranskega. To je v skladu z izumom dosežemo brez dodatkov posebnih okusov in/ali nesprejemljivih arom.

Kot je opisano zgoraj, prednostni kadilski izdelek vsebuje kratek (t.j. dolžine manj kot okoli 30 mm pred kajenjem) prednostno oglje vsebujoč gorljiv gorivni element. Gorivni element je tipično ekstrudirana snov dolžine okoli 9 mm in premera okoli 4,5 mm in je zasnovan z več vzdolžno potekajočimi prehodi, t.j. definiranimi vzdolžnimi luknjami ali luknjo, potekajočimi skozi notranji del gorivnega elementa, in/ali režami, razporejenimi na obodu gorivnega elementa. Prehodi tvorijo površinsko polje, ki pripomore pri vžiganju gorivnega elementa kot tudi pri ohranjanju zgorevanja gorivnega elementa med tlenjem. Prehodi tudi pomagajo pri uravnavanju prenosa toplote z gorivnega elementa na sredstvo za ustvaijanje aerosola. Gostota tipičnega gorivnega elementa se nahaja med nekako 0,85 do okoli 1,25 g/cm³.

Prednostni cigaretni kadilski izdelki tega izuma vsebujejo tudi zvitek ali Šaržo tobaka, normalno v obliki rezanice, zavite v ovojni material, kot je papir, s čimer se dobi tobačna palica. Tobačni zvitek prednostno obkroža vsaj del sredstva za ustvaijanje aerosola. Tobak je lahko v procesirani obliki, kot je prostorninsko ekspandirano rezanično polnilo ali na osnovi vodne ekstrakcije prostorninsko ekspandirano rezanično polnilo. Tobačna palica lahko tudi vsebuje izolacijski material, kot so steklena vlakna, kot sestavni del le-te.

Sredstvo za ustvarjanje aerosola prednostnega kadilskega izdelka je fizično ločeno od gorivnega elementa in razporejeno v vzdolžni smeri za njim. Prednostno je sredstvo za ustvaijanje aerosola zaprto v kapsuli, vsebniku ali ohišju, ki je toplotno prevodno ali sicer toplotno odporno in je razporejeno v prehodu, ki poteka vzdolžno skozi tobačno palico.

Toplotno prevodna kapsula, vsebnik ali ohišje za sredstvo za ustvarjanje aerosola (v nadaljnjem kapsula) vsebuje eno ali več gradiv za formiranje aerosola. Taki materiali za formiranje aerosola lahko vsebujejo tobak v poljubni obliki, kot je tobačni prah, s prho sušeni tobačni ekstrakti ali tobačni izvlečki; kot tudi sredstva za dosego tobačne arome, kot so sladkorji, sladki koren in kakav. Druga gradiva za tvorbo aerosola, ki se lahko uporabljajo, pri tem vsebujejo polihidridne alkohole, kot je glicerin, propilenglikol in trietilenglikol, ki se upaijajo za proizvodnjo vidnega erosola, ki spominja na dim. Gradiva za formiranje aerosola v vsebniku so tipično vgrajena v substrat, kot so kapljice glinice, vlaknat ogljični material, zgoščen (npr. marumeriziran) tobak, oglje, glinica ali mešanice le-teh ali drugi primerni materiali, ki so strokovnjakom s tega področja znani.

Prednostni kadilski izdelki vsebujejo tudi ustnični kos za izdajanje aerosola h kadilcu, ki ima v slučaju cigaret tipično cevasto obliko. Ustnični kos pa se da predvideti ločeno npr. v obliki držala za cigareto ali kot pipo. Ustnični kos prednostnih kadilskih izdelkov tipično vsebuje segment kot filtrirni čep. Prednostni filtrirni segmenti izkazujejo nizke filtrirne učinkovitosti, tako da se minimizira interferenca s prehodom aerosola od sredstva za ustvarjanje aerosola do ust kadilca med vlekom (t.j. pri uporabi). Prednostni so tudi ustnični kosi, ki vsebujejo segment gradiva, vsebujočega aromo, kot je prosto v plasteh ali gubah nabran tobačni papir ali mentol vsebujoča nagubana, z ogljem polnjena pola med sredstvom za ustvarjanje aerosola in filtrirnim segmentom.

Kot je rabljeno tu, se pod oznako aerosol razume prisotnost par, plinov, delcev ipd., tako vidnih kot tudi nevidnih, zlasti pa tistih sestavin, katere kadilec dojema kot dimu podobne, kakršne nastajajo pri delovanju toplote, nastajajoče iz gorivnega elementa s pomočjo gradiv, vsebujočih v sredstvu za ustvarjanje aerosola ali kjerkoli v kadilskem proizvodu.

Kot se rabi tu, je fraza odnos za menjavo toplote s prevodom definirana kot fizična ureditev sredstva za ustvarjanje aerosola in gorivnega elementa, pri čemer se toplota prenaša s prevodom z gorečega gorivnega elementa na sredstvo za ustvarjanje aerosola v bistvu skozi čas gorenja gorivnega elementa. Odnos menjanja toplote s prevodom se doseže z namestitvijo sredstva za ustvarjanje aerosola v stiku z gorivnim elementom in potemtakem v sosedstvu z gorečim delom gorivnega elementa in/ali z uporabo prevodnega elementa za prenos toplote od gorečega goriva do sredstva za ustvarjanje aerosola. Prednostno se uporabljata obe metodi doseganja prenosa toplote s prevodom.

Kot je rabljeno tu, pojem ogljik vsebujoč pomeni vsebujoč primarno oglje. Količina ogljka v ogljik vsebujočem gradivu je tipično večja od okoli 60 utež.%, prednostno večja okoli 70 utež.%.

Kot je rabljeno tu, oznaka izolacijski materiali pomeni vsa gradiva, ki delujejo primarno kot izolatorji. Ta gradiva prednostno med uporabo ne gorijo, temveč lahko vsebujejo počasi goreča oglja in podobne materiale kot tudi materiale, ki se med uporabo topijo, kot so nizkotemperatume stopnje steklenih vlaken. Prednostna izolacijska gradiva, ki so rabljena tu, so vlaknata, npr. steklena vlakna, ogljična vlakna ipd. Ta gradiva se posplošeno pogosto imenujejo kar steklo. Primerni izolatorji imajo toplotno prevodnost manj kot okoli 0,05, prednostno manj kot okoli 0,02, še bolj prednostno pa manj kot okoli 0,005 gkal.s.cm².°C/cm. Glej HacktVs Chemical Dictionarv 672 (4. izd., 1969) in Lange’s Handbook of Chemistrv 10, 272-274 (11. izd., 1973).

Oznaka tobak vsebujoč je tu rabljena za opisovanje materiala, ki vsebuje tobak v poljubni količini in v poljubni od mnogih oblik, vključno tobačne ekstrakte, s prho sušene tobačne ekstrakte, zmlete tobačne laminate, tobačne rafinate ali prah, scefrane ali razrezane tobačne laminate ali stebla, prostominsko eksprandiran tobak in druge oblike procesiranega tobaka ipd.

Prednostni kadilski izdelki, ki vsebujejo izolacijsko ovojnico po predloženem izumu, so v stanju izdajati vsaj 0,6 mg aerosola, merjeno kot mokra skupna sestavljena snov (angl.: WTPM), v prvih treh vlekih, če se kadi pod kadilskimi pogoji FTC, ki sestojijo iz 35 ml vlekov v trajanju 2 s, ločenih z 58 s tlenja. Bolj prednostno je, če so izvedbe izuma v stanju izdajati 1,5 mg ali več aerosola v prvih treh vlekih, še bolj prednostno pa so izvedbe izuma v stanju izdajati 2 mg ali več aerosola v prvih treh vlekih, če se kadi po pogojih kajenja FTC. V nadaljnjem prednostne izvedbe izuma izdajajo povprečno vsaj okoli 0,2 mg WTPM na vlek, za vsaj okoli šest vlekov, prednostno vsaj okoli deset vlekov pod pogoji kajenja FTC.

Kratek opis skic

Slika 1 je vzdolžni osni prerez cigarete po predloženem izumu,

Slika IA je prečni prerez cigarete s slike 1, vzet vzdolž črte 1A-1A.

Slika IB pa je pogled na čelni konec (t.j. prižigalni konec) prednostnega gorivnega elementa po predloženem izumu, iz katerega je razvidna zasnova prehodov in položaj le-teh v njem.

Podroben opis prednostnih izvedb

Cigaretni kadilski izdelek po sl. 1 vsebuje gorivni element 12, ki obsega več vzdolžno potekajočih prehodov 11 (glej sl. IA in IB); fizično ločeno sredstvo 14 za ustvarjanje aerosola, ki vsebuje enega ali več materialov za formiranje aerosola in ki je razporejeno za gorivnim elementom in je obdano s toplotno prevodno kapsulo 16. Kapsula 16 prekriva zadnjo periferijo gorivnega elementa. Kapsula 16 je vsaj delno obdana s tobak vsebujočo srajčko 20. Kot je narisano, ustnični kos 22 sestoji iz dveh delov, namreč (1) iz segmenta prosto v lege naložene staničevine tobačnega papirja 26, ki dodaja aromo aerosolu, in (2) staničevine netkanega polipropilena, ki služi kot filtrirni element 28. Po potrebi se lahko v ustnični kos bodisi med kapsulo in tobačnim papirjem ali kjerkoli predvidi prazen prostor (ni predstavljen).

Tipična cigareta po predloženem izumu ima v splošnem krožen presek in obseg od okoli 23 mm do okoli 28 mm in dolžino od okoli 70 mm do okoli 100 mm.

Če se pobliže ozremo na sl. 1, je gorivni element 12 držan na mestu s pomočjo toplotno prevodne kapsule ali vsebnika 16 s pomočjo prekritja kapsule ali vsebnika s približno zadnjima 2 mm periferije gorivnega elementa. Premer kapsule je ravno zadosten za komoden sprejem gorivnega elementa in držanje le-tega npr. s tornim ujemom.

Kapsula je smotrno narejena iz toplotno odpornega gradiva, kot je tanka (npr. aluminijasta) pločevina. Na ta način se toplota učinkovito prevaja od gorečega gorivnega elementa skozi stene kapsule ali vsebnika na materiale za tvorbo aerosola, ki so vsebovani v njem. Kapsula je v splošnem cilindrična cev, odprta na svojem sprednjem koncu za sprejem zadnjega dela gorivnega elementa in zaprta na ustničnem koncu. Zaprti konec kapsule ima eno ali več majhnih odprtin za prehod upaijenega materiala za formiranje aerosola, katerega ustvaija toplota, od gorivnega elementa v ustnični kos.

Če pogledamo sl. 1 in 1A, je gorivni element 12 obdan z več koncentričnimi obroči (ali prstani) tobak vsebujočega materiala in vlaknatega izolacijskega materiala, prednostno steklenih vlaken. Kot je narisno na sl. 1A, prednostna izvedba vsebuje štiriprstančni sistem, ki vsebuje (1) prvo plast steklenih vlaken 100, ki meji na zunanjo periferijo gorivnega elementa 12; (2) prvi tobak vsebujoči material v poli 102; (3) drugo plast steklenih vlaken 104, ki meji na prvo tobak vsebujočo polo 102; (3) drugo tobak vsebujočo polo 106, in zunanjo papirnato ovojnico 108.

V cigaretnih izvedbah po predloženem izumu je debelina vlaknatega izolacijskega gradiva tipično od okoli 0,6 do okoli 1,5 mm, prednostno okoli 1,2 mm. Debelina tobak vsebujočega materiala v poli je tipično okoli 0,09 do okoli 0,17 mm, prednostno okoli 0,13 mm. Za druge kadilske izdelke lahko strokovnjak s tega področja menja debeline vsake komponente, kot bi bilo potrebno.

Če se vrnemo na sl. 1, je sredstvo 14 za ustvarjanje aerosola prednostno obdano z drogom, zvitkom ali kako drugo obliko tobaka 20, na splošno v obliki polnila kot rezanice. Ta tobačni segment se segreva, vendar ne nujno zgoreva na osnovi toplote od gorivnega elementa, posledica česar je sproščanje tobačne arome v glavni tok aerosola med uporabo kadilskega izdelka. Ta tobačni segment tudi ustvarja cigareto s prožnostjo, ki pride koristno v poštev pri izdelavi ob uporabi modeme, z visoko hitrostjo obratujoče opreme za proizvodnjo cigaret.

Substrat 18, ki drži oz. zadržuje gradiva za formiranje aerosola v sredstvu za ustvarjanje aerosola, ima lahko razne oblike. Eden ali več tipov substratnega gradiva je lahko vgrajen v del kapsule ali vsebnika 16. Substrat lahko npr. vsebuje (I) kapljice glinice, ki prednostno vsebujejo glicerin in tobačni ekstrakt in ki so razporejene ob hrbtni strani gorivnega elementa; (II) marumeriziran ali kako drugače zgoščen tobak, oglje in/ali glinica, ki vsebuje eno ali več aromatičnih gradiv in/ali tobačne izvlečke in glicerin; in/ali (III) v plasteh zložen tobačni papir, ki nosi glicerin in tobačni izvleček in je ovit v obdajajočo papirnato ovojnico. Druga gradiva, ki so uporabna kot substrati, so dobro znana strokovnjakom s tega področja.

Kot je opisano zgoraj, kombinacijo gorivnega elementa in kapsule ali vsebnika za ustvarjanje aerosola lahko namestimo na odmiku od ustničnega kosa 22 s pomočjo praznega prostora 24. Ta prazni prostor je razsežnosti od okoli 5 mm do okoli 30 mm, prednostno od okoli 10 mm do okoli 15 mm, pri čemer gre za prilagoditev velikostim drugih sestavin ustničnega kosa, kot to zahteva konstrukcija. Ta prazni prostor ima dve osnovi funkciji, (1) prazni prostor omogoča vročim plinom, da iz njih izhajajo sredstva za ustvaijanje aerosola na hladno, predno dosežejo kadilca, in (2) pripomore pri tvorbi vidnega dima, s tem ko služi kot komora za tvorbo jedra za aerosol. Alternativno se praznemu prostoru lahko odrečemo, t.j., prostor, ki je prikazan, lahko zapolnimo npr. z gradivi, kot aromatičnimi dodatki, materiali za filtriranje nizke učinkovitosti in podobno.

Ustnični kos 22 ima prednostno konfiguracijo in dimenzije, tako da se ujema s sklopom prednjega konca, obsegajočim s srajčko oblečen gorivni element in kapsulo s preprosto papirnato ovojnico. Alternativno se zunanja plast ustničnega kosa lahko naredi iz poljubnega razpoložljivega gradiva, npr. s kovinsko folijo oplaščene papirnate cevi, lite plastike, težkega papiija ali podobnega.

Ob praznem prostoru 24 je znotraj cevastega ustničnega kosa 22 razporejen zvitek 26 materiala v poli, vsebujoči tobak, ali materiala v poli, napolnjeni z ogljem, ki vsebuje aromatične substance, kot je mentol ali kak drug aromatični vir, ki je prednostno obdan s papirnato ovojnico. Prav tako znotraj ustničnega kosa in z razporeditvijo na skrajnem ustničnem koncu cigarete je razporejen filtrirni element 28 nizke učinkovitosti, ki vsebuje filtrirni material, kot je staničevina v plasteh iz netkanih polipropilenskih vlaken, ter obdajajoč čepni ovitek. Če je tako zaželeno, lahko papir za ošiljenje obdaja ustnični kos cigarete in povezuje ustnični kos s sklopom prednjega konca. Razen tega, če se tako želi, lahko blizu ekstremnega ustničnega končnega območja cigarete predvidimo perforacije za zrak ob uporabi znanih laserskih ali mehanskih perforacijskih tehnik.

Pri uporabi kadilec prižge gorivni element 12, ki zgoreva za proizvodnjo toplote. Toplota, ki nastaja, se prenaša s prevodom in/ali konvekcijo na kapsulo 16, ki obdaja en konec gorivnega elementa. Toplota kapsule, ki je v stiku s substratom 18 in materialom za formiranje aerosola, pripomore pri uparjanju materiala za formiranje aerosola. Medtem ko kadilec vleče, segreti zrak potuje v kapsulo, kjer se dotakne substrata 18. Ta dodana toplota, uporabljena na gradivu za formiranje aerosola, uparja slednjega. Uparjani material izstopa iz kapsule skozi odprtine (niso prikazane) v končni steni kapsule. Vlečeni zrak in upaijani materiali se zatem ohlajajo pri prehodu skozi ustnični kos. V odvisnosti od konkretnega gradiva za formiranje aerosola se ustvarja viden aerosol, ki spominja na dim. Vlečeni zrak in uparjeni material smotrno potujeta skozi aromatične materiale, razporejene v ustničnem kosu, pri čemer pobirajo komponente arome iz tega materiala in slednjič potujejo v usta kadilca.

Izolacijska ovojnica iz tobaka in stekla za gorivni element se lahko pripravi s pomočjo običajnih tehnik, ki so strokovnjakom s tega področja znane. Eden od prednostnih postopkov zaobsega ovijanje sklopa gorivnega elementa in kapsule ali tulca z izolacijskim srajčnim materialom iz tobaka in stekla, ki je dolg okoli 15 mm. Ena od prednostnih izolacijskih srajčk iz tobaka in stekla je sestavljena iz dveh plasti rogoza Owens-Corning C-glass z eno polo rekonstituiranega tobačnega papirja, vloženega kot sendvič med plasti stekla in druge pole rekonstituiranega tobačnega papirja, ki ovija zunajo plast stekla. Ena od prednostnih pol rekonstituiranega tobaka, označena s P2674-157 proizvajalca Kimberly-Clark Corp., je papirnata pola, ki vsebuje zmes tobačnega ekstrakta. Širina prednostnih pol rekonstituiranega tobaka pred formiranjem znaša 19 mm (znotraj) in 26,5 mm (zunaj). Končni premer tega prednostnega osrajčenega tulca je okoli 7,5 mm.

Prednostna koncentrična tobačno-steklena izolacijska srajčka se lahko izdela z uporabo modificirane verzije naprave, opisane v US 4,893,637 (Hancock et al.), katerega razkritje se tu vključuje kot referenca. Modificirana naprava vsebuje več navitkov, ki vsebujejo tako steklo in tobak vsebujoče gradivo, razporejeno tako, da se lahko vloži med plasti stekla, kot je zamišljeno tu. Strokovnjaku s tega področja ni težko doumeti, da se da z uporabo te naprave pripraviti poljubno število različnih menjalnih plasti stekla in/ali tobaka preprosto z zamenjavo ureditve in/ali vsebine navitkov.

Tobak in steklo se da alternativno kombinirati v skupno enoto bodisi skozi proces, ki se vodi v mokrem, ali skozi proces, ki se vodi po zraku. Zračno vodeno procesiranje ima prednost, če je v zmes vključen tobak, saj se komponente tobačne arome lahko izgubijo v procesu, vodenem v mokrem. Tvorba enotnega rogoza tobaka in stekla dopušča kontroliranje perifernega zračnega toka skozi material do gorivnega elementa. Dodatno k omejevanju gorivnega elementa lahko ta enotni rogoz omejuje tudi kapsulo za prevod toplote za sredstvo za generiranje aerosola.

Vsebnost tobaka v taki enotni srajčki lahko znaša od okoli 1 do okoli 99 utež.%, prednostno od okoli 40 do 70 utež.%, najbolj prednostno pa od okoli 50 do 60 utež.%. Prednostno steklo za uporabo pri formiranju enotne tobačno-steklene ovojnice je E-glass, ki je proizvod tvrdke Owens Corning.

Kot je opisano zgoraj, se izolacijska srajčka predloženega izuma lahko izdela z uporabo običajnih tehnik proizvodnje papirja, kar je za zadevne strokovnjake povsem očitno. Taki postopki vsebujejo procesiranje, ki poteka v mokrem, in procesiranje, ki poteka na zraku.

V procesu, vodenem v mokrem, se tobak, v splošnem v obliki kot rezanica za polnilo, primeša v belo vodo (white water) s steklenimi vlakni. Razmerje tobaka proti steklu v zmesi je lahko od okoli 4:1 do okoli 1:1. Ta zmes potuje proti glavni skrinji, kjer za iztisnjenjem vlage nastaja papirnata pola, podobna rogozu, ki vsebuje tobak in steklena vlakna.

V splošnem se tobak in steklene komponente zmešajo z vodo in gošča se dovede do mesta (papermaking wire), kjer se voda odstrani, pola pa se lahko osuši s potovanjem čez segrevane valje in med njimi. Za povečanje trdnosti srajčke se lahko dodajo ojačevalna sredstva.

V procesu, vodenem na zraku, se rezanica kot tobačno polnilo in steklena vlakna najprej zmeljejo v majhne delce, da se olajša prenos po zraku. Zmleti delci se zatem transportirajo z zrakom, ki se dovaja v komutator, kjer se zmešajo. Ta intimna zmes se zatem dovede v formo, ki deluje kot ekvivalent glavne skrinje za vodenje postopka v mokrem, kjer se s pomočjo uporabe podtlaka formira rogoz, ki je voden zračno.

Zračno vodeni rogoz se zatem lahko obdela z vezivom, kot je SCMC ali podobno za dosego strukturne povezanosti. Zračno vodeni proces se lahko alternativno vodi v ločenih stopnjah, s čimer nastaja rogoz stekla in tobaka v plasteh s tako malo različnimi plastmi, kot se to želi.

Zračno vodene in/ali v mokrem vodene tobačno-steklene izolacijske srajčke se lahko uporabijo po celotni dolžini prednjega konca kadilskega izdelka, tj. tako preko gorivnega elementa kot tudi preko sredstva za ustvarjanje aerosola. Alternativno pa se take srajčke lahko uporabijo samo na delu prednjega končnega sklopa.

Kot je opisano zgoraj, kadilski izdelek po predloženem izumu vsebuje gorivni element, ki proizvaja toploto, ki zadošča za upaijanje materiala za formiranje aerosola znotraj sredstva za ustvarjanje aerosola. Prednostni gorivni element je narejen iz gorljivega goriva na način, daje gostota gorivnega elementa večja od okoli 0,5 g/cm³, pogosto večja od okoli 0,8 g/cm³ ali več, tipično manj kot okoli 1,5 g/cnč. Razen tega ima gorivni element v splošnem dolžino, ki je manjša od okoli 20 mm, pogosto manjša od okoli 15 mm, tipično pa znaša okoli 9 mm.

Sestava gorljivih materialov gorivnega elementa se lahko menja. Prednostni gorivni elementi vsebujejo oglje, skrajni prednostni gorivni elementi pa so sestavljeni iz gradiv, ki primarno vsebujejo oglje. Prednostni oglje vsebujoči gorivni elementi imajo vsebnosti oglja nad okoli 60 utež.%, bolj prednostno nad 70 utež.%. V mnogih prednostnih izvedbah ogljik vsebujočih gorivnih elementov gorivni element vsebuje zmes oglja, tobaka in veziva (glej npr. primer 1). V drugih izvedbah ogljik vsebujočih gorivnih elementov v gorivo ni vključen nikakršen tobak (glej npr. US 4,854,331 in 4,917,128).

Razen tega, da imamo v gorivnem elementu tobak, lahko vanj vgradimo druge sestavine, kot so aromatične snovi, tobačni ekstrakti, polnila (npr. gline ali kalcijev karbonat), žgani aditivi (npr. natrijev klorid za izboljšavo topljenja in za delovanje kot zadrževalec žaljenja), sredstva za modificiranje zgorevanja (npr. kalijev karbonat za uravnavanje nagnjenosti k plamenu), veziva ipd. Primeri sestav ogljik vsebujočih gorivnih elementov so navedeni v US 4,714,082 (Banerjee et al.) in 4,756,318 (Clearman et al.).

Druge gorljive gorivne elemente lahko naredimo iz zdrobljenega tobačnega gradiva, rekonstituiranega tobačnega materiala, toplotno obdelanih ali piroliziranih tobačnih materialov, celuloznih gradiv, modificiranih celuloznih gradiv ipd. Primeri gorljivih materialov so navedeni v US-patentih št. 4,347,855 (Lanzilotti et al.), 3,931,824 (Miano et al.), 3,885,574 (Borthwick et al.) in 4,008,723 (Borthwick et al.) kot tudi v Sittig, Tobacco Substitutes, Noyes Data Corp. (1976).

Gorivni elementi za kadilske izdelke po predloženem izumu so smotrno uliti, strojno obdelani, tlačno oblikovani ali ekstrudirani v želeno obliko. Prednostni ekstrudirani ogljik vsebujoči gorivni elementi se lahko pripravijo s primešanjem do okoli 95 delov ogljik vsebujočega materiala pa do okoli 20 delov vezivnega sredstva in do okoli 20 delov tobaka (npr. tobačnega prahu in/ali tobačnega ekstrakta) z zadosti vode za dosego paste, ki ima konzistenco podobno čvrstemu testu. Pasta se nato lahko ekstrudira z uporabo ovna ali batnega ekstrudoija v želeno obliko, ki ima želeno število prehodov ali praznih prostorov. Ekstrudirana pasta se nato lahko suši do vsebnosti vlage od okoli 2 do okoli 7 utež.%. Nato se kontinuirni pramen ekstrudiranca razreže na pravilnih intervalih za dosego več individualnih gorivnih elementov.

Kadilski izdelek po pričujočem izumu vsebuje tudi sredstvo za ustvarjanje aerosola, kije fizično ločeno od gorivnega elementa. Sredstvo za ustvarjanje aerosola kot tako je gorivni element, s katerim ni niti zmešano niti ni del tega. Sredstvo za ustvarjanje aerosola je v toplotnomenjalnem odnosu z gorivnim elementom, da se toplota, ki se ustvarja z zgorevanjem gorivnega elementa prenaša na sredstvo za ustvarjanje aerosola za segrevanje materiala za formiranje aerosola in za iz tega rezultirajočo tvorbo aerosola.

Prednostna sredstva za ustvarjanje aerosola vsebujejo substrat za nošenje materiala za formiranje aerosola. Prednostni substrati so porozni, primerni za nošenje materiala za formiranje aerosola, ko niso v rabi, in primerni za sproščanje materiala za formiranje aerosola med trajanjem, ko kadilec vleče kadilski proizvod.

Eden od tipov substratnega materiala, ki se rabi tu, je toplotno stabilen material (npr. material, ki je v stanju vzdrževati temperature okoli 400 °C do okoli 600 °C brez razpada ali zgorevanja). Primeri takih materialov vsebujejo porozne stopnje oglja, grafita, ogljenih niti, aktiviranih in neaktiviranih ogljenih gradiv in keramike. Primerni ogljični substratni materiali vsebujejo PC-25 in PG-60 tvrdke Union Carbide Corp., SGL, ki ga proizvaja Calgon Carbon Corp., Pittsburgh, PA, ter kataložne številke CFY-0204-l, CN-157(HC), CN-210(HC), ACN-211-10 in ACN-157-10 od American Kynol Inc. Uporabimo lahko tudi molekulama sita, kot je Smellrite (gre za blag. znamko), ki ga dobavi Union Carbide Corp., delno ali povsem kot substrat. Drugi primerni substratni materiali vsebujejo kaplje glinice alfa, ki jih pod oznako D2-2600 Sintered Alpha Alumina proizvaja W.R. Grace & Co., ipd.

Drug primeren tip substrata ima obliko zgoščenega peleta, narejenega iz oglja, tobaka, glinice ali zmesi le-teh. Prednostni zgoščeni peleti so lahko narejeni z uporabo naprave Marumerizer, kakršno dobavi Fuji Paudal KK, Japonska. Glej US 4,893,639 (White), katerega razkritje se tu smatra kot referenca.

Drugi tip substrata, ki je tu uporaben, ima obliko celuloznega gradiva, kot je papir ali tobačni papir. Tak substrat je tipično na voljo kot cilindričen segment, ki vsebuje staničevino papirja v plasteh znotraj obdajajoče zunanje ovojnice. Taki cilindrični segmenti se lahko naredijo iz palic, ki se izdelujejo z izdelavo opreme in tehnik, opisanih v US 4,807,809 (Pryor et al.). Primeri papirjev, ki se združujejo po plasteh za izdelavo substratov, so na voljo kot P144-B tvrdke Kimberly-Clark Corp.

Druga alternativa k trdnim substratom, opisanim zgoraj, je strjen tanek filmski material, ki veže, blokira in v smislu kapsule doda tobačne delce, navlažilce in materiale za formiranje aerosola. Taki materiali se lahko naredijo s kombiniranjem tobaka, aromatičnih snovi in drugih sestavin s substancami za formiranje gela, kot je želatina, alginati, albumin, agar-agar, kazein, gumi arabikum, pektini ipd. Ko se segrejejo, ta gradiva popustijo in sprostijo zajete komponente, s čimer prispevajo k formiranju ali formirajo dimu podoben aerosol.

V sredstvu za generiranje aerosola se da uporabiti več kot en tip substratnega gradiva. Tako lahko npr. za gorivnim elementom razporedimo kapljice glinice, ki nosijo enega ali več gradiv za formiranje aerosola, za kapljicami glinice pa lahko razporedimo cilindričen segment v plasteh zloženega papirja, ki nosi dodatne materiale za formiranje aerosola.

Sredstvo za ustvarjanje aerosola vsebuje material za formiranje aerosola. Material za formiranje aerosola ima lahko tekočo, poltrdno ali trdno obliko in ga v splošnem nosi substrat. Primeri prednostnih materialov za formiranje aerosola vsebujejo polihidrične alkohole (npr. glicerin, propilenglikol in trietilenglikol), alifatske estre ali mono-, di- ali polikarboksilne kisline (npr. metilstearat, dimetildodekandioat in dimetiltetradekandioat) ter podobno. Dodatni primeri primernih materialov za formiranje aerosola vsebujejo uparljive aromatične snovi in sredstva za modificiranje arome tobaka. Uparljiva aromatična sredstva vsebujejo vanilij, kakav, rumeni koren, organske kisline, sladkorje ipd. Sredstva za modificiranje tobačne arome vsebujejo asparagin, levulinično kislino, glukozni pentaacetat ipd.

Kot je opisano zgoraj, se toplotno prevodna kapsula ali vsebnik s pridom uporabi tu za vzpostavljanje toplotno prevodnega odnosa med gorivnim elementom in sredstvom za ustvarjanje aerosola. Toplotno prevodna kapsula je prednostno narejena iz kovinskega pločevinastega traku ali folije. Debelina stene kapsule ali vsebnika se tipično izbira med okoli 0,01 mm do okoli 0,2 mm. Debelina, oblika in/ali tip materiala, uporabljenega za izdelavo kapsule, se lahko menja, da se dobi želena stopnja prenosa toplote. Prednostni element za prevajanje toplote je narejen iz tanke aluminijaste pločevine, ki je globoko vlečena za izdelavo cilindrične kapsule dolžine okoli 30 mm in zunanjega premera približno 4,6 mm.

V prednostnih izvedbah pričujočega izuma je toplotno prevodna kapsula, ki vsebuje substrat in material za formiranje aerosola, dodana k ustničnemu kosu; dasiravno lahko ustnični kos, kot je cigaretno držalo, lahko predvidimo ločeno. Ustnični kos predstavlja prehod, ki kanalizira upaijane aerosol tvoreče materiale v usta kadilca; prav tako pa lahko ustvarja nadaljnjo aromo pri materialih za formiranje uparjanega aerosola. Dolžina ustničnega kosa se prednostno izbira med 30 mm do okoli 85 mm, lahko pa se menja (daljše ali krajše), kot to diktirajo potrebe ali zahteve artikla. Dolžina ustničnega kosa je prednostno tolikšna da sta (I) zgorevalni odsek gorivnega elementa in vroči toploto prevajajoči element držana proč od ust in prstov kadilca; in (II) da imajo vroči upaijeni aerosol tvoreči materiali zadosti časa, da se ohladijo, predno dosežejo usta kadilca.

Primerni ustnični kosi so normalno inertni glede na gradivo za formiranje aerosola, povzročajo minimalne izgube aerosola kot rezultat kondenzacije filtriranja ter se lahko upirajo temperaturam, do kakršnih prihaja med uporabo kadilskega izdelka. Ustnični kosi primeroma vsebujejo plasticirane cevi iz celuloznega acetata, kakršne so na voljo pod oznako SCS-1 proizvajalca American Filtrona Corp.; poliimidne cevi, kakršne pod oznako Kapton proizvaja E. I. duPont de Nemours; kartonske cevi ali cevi iz težkega papiija; in papirne cevi, prevlečene z aluminijasto folijo.

V ustnični kos se lahko vgradi segment iz zelo ohlapno v plasti naloženega tobačnega papiija. Tak segment se lahko razporedi neposredno za toploto prevajajočim elementom, ki vsebuje material za formiranje aerosola. Če se želi, lahko v ustnični kos vgradimo segment iz plasti naloženega ogljičnega papiija, zlasti za dosego vnosa mentolne arome v aerosol. Primerni, v plasti zloženi segmenti ogljičnega papiija so opisani v EP-patentni prijavi št. 342,538.

Skrajni ustnični konec kadilskega izdelka prednostno vsebuje filtrimi element ali filtrimi vrh, zlasti iz estetskih razlogov. Prednostni filtrimi elementi so filtrirni elementi nizke učinkovitosti, ki ne vplivajo v znatni meri v polja aerosola. Primerni filtrirni materiali vsebujejo celulozni acetat ali polipropilensko predivo nizke učinkovitosti, dušene ali votlo lite polipropilenske materiale. Primerni filtrimi elementi se lahko naredijo z zlaganjem plasti netkane polietilenske staničevine, kot je na voljo pod oznako PP-100-F firme Kimberly-Clark Corp., uporabljajoč napravo za formiranje filtrskega droga, kot je opisana v primeru 1 US 4,807,809 (Pryor et al.). Nadaljnji koristni filtrimi material je visokodenierski (nizke gostote) celulozni acetat, katerega dobavlja Tennessee Eastman.

Kot je opisano zgoraj, kadilski proizvodi predloženega izuma vključujejo razne oblike tobaka. Oblike tobaka se lahko menjajo in pogosto je v določeno izvedbo vgrajenih več kot ena sama oblika tobaka. Tako se npr. poleg tobačno-steklenega ovitka, ki omejuje gorivni element, tobak vgradi v gorivni element kot tak. Kot rečeno zgoraj, lahko tobak razporedimo v sredstvu za ustvaijanje aerosola in/ali v ustničnem kosu na način, da se razne aromatične tobačne sestavine prenašajo v vlečeni aerosol, ki potuje skozi ustnični kos. Vrsta tobaka se lahko menja in vsebuje dimljen tobak, Burley-, Maryland- in Oriental tobak, redke in specialne tobake, kot tudi zmesi leteh.

Ena od oblik tobaka je tobačno rezanično polnilo, npr. prameni ali rezine tobačnega polnila, ki imajo širine od okoli 1/20 do okoli 1/40 ter dolžine okoli 1/4 do okoli 3 . Tobačno rezanično polnilo se lahko naredi iz tobačnih laminatov, procesiranih tobačnih stebel, vključno rezano-valjanih ali rezano-nabreknjenih stebel, ali rekonstruiranega tobačnega gradiva. Tobačna rezanica se normalno vgradi v cigareto kot cilindričen zvitek ali šarža tobačnega gradiva, ki se ovije v obodno papirnato ovojnico. Palice ali zvitki rezanice se lahko naredijo z uporabo tehnik in naprav za izdelavo cigaretne palice, ki so strokovnjakom iz tega področja dobro znane. Tobačna rezanica se lahko vgradi tudi v sredstvo za ustvarjanje aerosola, če se tako želi. Kot je opisano zgoraj, se ta vrsta rezanice tipično uporablja za obdajanje sredstva za ustvarjanje aerosola v prednostnih cigaretah tega izuma.

Druga oblika tobaka, ki se uporablja ekstenzivno v tem izumu, je tobačni papir. Razen njegove uporabe v tobačno-stekleni ovojnici za gorivni element se tobačni papir, kot je npr. staničevina tobačnega papirja, kakršna je na voljo pod oznako P144-B tvrdke Kimberly-Clark Corporation, prosto v legah zloži v cilindričen segment na način, kakršen je opisan v primeru 2 v US 4,807,809 (Pryor et al.). Taki cilindrični segmenti v plasti zloženega tobačnega papirja se lahko vgradijo (I) v kapsulo ali vsebnik cigarete, da deluje kot substrat za material za formiranje aerosola, in/ali (II) znotraj ustničnega kosa cigarete. Če se želi, lahko tobačni papir služi kot plašč za notranje območje ustničnega kosa kadilskega proizvoda.

Druga oblika tobaka, ki se tu uporablja, je drobno deljen tobačni material. Tovrstna oblika tobaka vsebuje tobačni prah in drobno zdrobljene tobačne laminate. Drobno zdrobljen tobačni material tipično nosi substrat, ki je razporejen znotraj kapsule ali vsebnika cigarete. Drobno zdrobljen tobačni material pa je lahko vgrajen tudi v gorivni element.

Druga oblika tobaka, ki se pri tem uporablja, je tobačni ekstrakt. Ekstrakti se dobijo po kateremkoli od številnih postopkov, znanih strokovnjakom s tega področja. Ekstrakti se tipično dobijo z ekstrahiranjem tobačnega materiala ob uporabi topila, kot je voda, ogljikov dioksid, žveplov heksafluorid, ogljikovodik, kot je heksan ali etanol, halogeniran ogljikovodik, kot je komercialno dosegljiv freon, ali druga organska in neorganska topila. Tobačni ekstrakti lahko vsebujejo s prho sušene tobačne ekstrakte, z zmrzovanjem sušene tobačne ekstrakte, tobačna aromatična olja in tobačne esence. Postopki za pridobivanje primernih tobačnih ekstraktov so navedeni v US 4,506,682 (Mueller), v evropskih patentnih objavah št. 326,370 in 338,831 ter v US pat. prijavi ser. št. 346,042, vloženi 2. maja 1989; viri se tu navajajo kot referenca.

Vsaj en tobačni ekstrakt je tipično naložen na substrat cigarete predloženega izuma, dasiravno je lahko tobačna rezanica, tobačni papir in filtrirni material razporejen kjerkoli v cigareti. Razen tega je tobačni ekstrakt lahko vgrajen v gorivni element.

Skupna dolžina kadilskega proizvoda ali kateregakoli njegovega dela je lahko od zunaj ovita s cigaretnim papirjem. Prednostni papirji, ki obdajajo toploto prevajajoč element, naj med uporabo kadilskega proizvoda ne bi goreli z odprtim plamenom, imeli naj bi lastnosti tlenja, ki se jih da kontrolirati, in proizvaja naj siv pepel. Cigaretne papirje najdemo opisane v US 4,779,631 (Durocher et al.) in v evropski patentni objavi št. 304,766. Primerne papirnate ovojnice so na voljo pod oznakami P1981-152, P1981-124 in P1224-63 tvrdke Kimberly-Clark Corp. Papir za priostrenje (angl.: tipping) artikla lahko obdaja skrajni ustnični konec kadilskega proizvoda. Primerni priostrilni papirji so neporozni priostrilni papirji, ki so obdelani z materiali, ki preprečujejo sprijemanje z ustnicami, ter drugi, ki so strokovnjakom s tega področja dostopni.

Zlasti prednostna ovojnica za konec gorivnega elementa prednostnih cigaret pričujočega izuma je opisana v sovisni prijavi izumiteljev Barnes et al. (zastopnikov akt št. 39,160), ki nosi naslov SMOKING ARTICLE WITH IMPROVED WRAPPER (= Kadilski proizvod z izboljšano ovojnico), vloženi 28. avgusta 1990. Tam opisana ovojnica, ki obdaja vsaj del izolacijskega gradiva okoli gorivnega elementa, vsebuje papir visoke poroznosti, obdelan s sredstvom za zadrževanje gorenja, v količini, ki zadošča za to, da prepreči, da bi med kajenjem zgorele znatne količine celulozne vsebnosti papirja. To ohranja integriteto prednjega konca cigarete pri uporabi. Razkritje te prijave se tu vključuje kot referenca.

Pričujoči izum bomo v nadaljnjem ilustrirali sklicujoč se na sledeče primere, ki bodo pripomogli pri razumevanju predloženega izuma, ki pa nikakor ne predstavljajo omejitve izuma. Vsi odstotki, o katerih je govor tu, so, če ni drugače pojasnjeno, utežni odstotki. Vse temperature so izražene v Celzijevih stopinjah.

PRIMER 1

Cigarete, v bistvu take, kot so predstavljene na sl. 1, smo pripravili takole:

Priprava gorivnega vira

V splošnem cilindrični gorivni element dolžine 9 mm in premera 4,5 mm, ki ima nasipno gostoto okoli 1,02 g/cm³, je narejen iz okoli 72 delov oglja iz pulpe trdega lesa, katerega povprečna velikost delcev znaša v premeru okoli 12 μτη, okoli 20 delov zmesi tobačnega prahu, sestavljene iz tobaka Burley, z dimom tretiranega tobaka in tobaka oriental, pri čemer je bil prah kakovosti približno 200 Tyler mesh, ter 8 delov veziva Hercules 7HF SCMC.

Oglje iz pulpe trdega lesa se naredi s karbonizacijo brezlojevčne stopnje papiija iz trdega lesa tipa Grand Prairie Canadian kraft pod dušično odejo z naraščanjem temperature na stopenjski način, kot zadošča za minimiziranje oksidacije papiija, do končne karbonizacijske temperature vsaj 750 °C. Dobljen ogljični material se hladi pod dušikom do manj kot 35 °C, nakar se zmelje do drobnega prahu s povprečno velikostjo delca v premeru okoli 12 μτη.

Drobno uprašeno oglje iz trdega lesa se zmeša s tobačnim prahom, z natrijevo karboksilmetilcelulozo kot vezivom in z zadosti vode za dosego mešanice, ki ima togo, testasti pasti podobno obliko.

Gorilni elementi se ekstrudirajo z uporabo ovenskega ekstrudoija iz paste, tako da se dobi 5 enakomerno razmaknjenih obodnih prehodov v obliki rež ali utorov, pri čemer ima vsak globino okoli 0,032 in širino okoli 0,016Konfiguracija prehodov, ki potekajo vzdolžno skozi gorivni element, je predstavljena na sl. IB. Dobljeni ekstrudat se suši na zraku za dosego prožnega ekstrudata, nakar se ekstrudat razreže na dolžine po 9 mm, s čimer se dobijo gorivni elementi.

Priprava substrata

Substrat je zgoščen material v delcih, sestoječ iz 45 delov sintrirane alfa glinice, ki jo pod oznako D2-2600 dobavlja v W. R. Grace & Co. v prašnati obliki, ki ima povprečno velikost delcev premera 15 μια, 15 delov ogljenega prahu, ki ima velikost delcev v premeru 15 μαι, 10 delov zmesi tobačnega prahu, kakovosti približno 200 Tyler mesh, 10 delov prevlečene (cased) zmesi tobačnega prahu kakovosti približno 200 Tyler mesh, 19 delov glicerina in 1 dela aromatičnih snovi. Substrat se izdela z ekstrudiranjem paste gornje sestave na hitro vrtečo se ploščo, kar ima za posledico tvorbo majhnih, grobih sferičnih krogel substratnega materiala. Postopek je v splošnem opisan in naprava identificirana v US 4,893,639 (White).

Sklop tulca

Votel kovinski vsebnik se izdela iz aluminija z uporabo postopka vlečenja kovine. Vsebnik ima dolžino okoli 30 mm, zunanji premer okoli 4,6 mm in notranji premer okoli 4,4 mm. En konec vsebnika je odprt, drugi konec je zaprt z izjemo dveh režastih odprtin, katerih velikost znaša okoli 0,65 mm x 3,45 mm in sta medsebojno razmaknjeni za okoli 1,14 mm.

V vsebnik je vloženega okoli 340 mg substrata. Zatem se gorivni element vstavi v odprti konec vsebnika do globine okoli 2 mm. Gorivni element kot tak sega okoli 7 mm čez odprti konec vsebnika.

Izolacijska srajčka mm dolga, 4,5 mm v premeru zasnovana plastična cev je od zunaj ovita z izolacijskim srajčnim materialom, katerega dolžina je prav tako 15 mm. V teh cigaretnih izvedbah je izolacijska srajčka sestavljena iz dveh plasti rogoza iz stekla C-glass tvrdke Owens-Corning, pri čemer je vsaka okoli 1 mm debela pred stisnjenjem s strojem za oblikovanje srajčke, po formaciji pa je vsaka debela okoli 0,6 mm.

Med dve plasti C-stekla je kot sendvič vložena pola iz rekonstruiranega tobačnega papiija debeline okoli 0,13 mm in druga pola debeline 0,13 mm rekonstituiranega tobačnega papiija od zunaj ovija zunanjo plast stekla. Pola rekonstituiranega tobačnega papiija, ki jo pod oznako P2674-157 dobavlja Kimberly-Clark Corp., je papirju podobna pola, ki vsebuje ekstrakt zmesi tobaka. Širina pol rekonstituiranega tobaka pred formiranjem znaša 19 mm za notranjo polo in 26,5 mm za zunanjo. Končni premer osrajčene plastične cevi znaša okoli 7,5 mm.

Tobačni zvitek

Tobačni zvitek, sestoječ iz prostominsko ekspandirane tobačne zmesi, sestavljene iz Burley tobaka, z dimom tretiranega tobaka in tobaka oriental kot rezanice, je ovit s papirjem, katerega pod oznako P1487-125 dobalja Kimberly-Clark Corp., s čimer se tvori tobačni zvitek premera okoli 7,5 mm in dolžine okoli 22 mm. Glej US-patentno prijavo ser. št. 07/505,339, vloženo 5. aprila 1990, za prednostni postopek prostorninskega ekspandiranja tobaka.

Sklop prednjega konca

Odsek izolacijske srajčke in tobačna palica sta medsebojno spojena s papirnato ovojnico, kakršno pod oznako P2674-190 dobavlja Kimberly-Clark Corp. in ki obdaja dolžino tobačno-steklenega srajčnega odseka kot tudi dolžino tobačnega zvitka. Ustnični konec tobačnega zvitka se prevrta, da se ustvari vzdolžni prehod premera okoli 4,6 mm. Vrh vrtine je zasnovan za vstavitev in prilagoditev plastične cevi v izolacijski srajčki. Sklop tulke je vložen od prednjega konca kombinirane izolacijske srajčke in tobačnega zvitka, istočasno z izvlačenjem svedra in vgrajene plastične cevi iz ustničnega konca zvitka. Sklop tulca se vloži do prižigalnega konca gorivnega elementa, kjer je poravnan s prednjim koncem izolacijske srajčke. Skupna dolžina dobljenega sklopa prednjega konca znaša okoli 37 mm.

Ustnični kos

Ustnični kos vsebuje 20 mm dolg cilindričen segment prosto v plasti zloženega tobačnega papirja in 20 mm dolg cilindričen segment v plasti zložene staničevine iz netkanega, v raztopljenem stanju pihanega polipropilena, od katerih vsak vsebuje zunanjo papirnato ovojnico. Vsak od segmentov se dobi z delitvijo palic, narejenih z uporabo naprave, kakršna je opisana v US 4,807,809 (Pryor et al.).

Prvi segment je premera okoli 7,5 mm in se naredi iz prosto v plasti zložene staničevine tobačnega papitja, kakršnega dobavlja pod oznako P1440-GNA tvrdka Kimberly-Clark Corp. in ki je obdan z ovojnico papirnega čepa, ki je pod oznako P1487-184-2 na voljo pri tvrdki Kimberly-Clark Corp.

Drugi segment je premera okoli 7,5 mm in se naredi iz v plasti zložene staničevine netkanega polipropilena, kakršen je pod oznako PP-100 na voljo pri tvrdki Kimberly-Clark Corp. in ki je obdan z ovojnico papirnega čepa, kakršno pod oznako P1487-184-2 dobavlja Kimberly-Clark Corp.

Segmenta sta aksialno poravnana z dotikanjem konca s koncem ter združena s pomočjo ovitja dolžine vsakega segmenta s papirnato ovojnico, ki jo pod oznako L-1377-196F dobavlja Simpson Paper Company, Vicksburg, Michigan. Dolžina ustničnega kosa znaša okoli 40 mm.

Končna sestavitev cigarete

Sklop prednjega konca aksialno poravnamo v smislu dotikanja konca s koncem z ustničnim kosom, tako da je konec vsebnika sklopa prednjega konca soseden s segmentom v plasti zloženega tobačnega papirja ustničnega kosa. Sklop prednjega konca združimo z ustničnim kosom s pomočjo ovitja dolžine ustničnega kosa in 5 mm dolžine sklopa prednjega konca ob ustničnem kosu s priostrilnim papig em.

Uporaba

Pri uporabi kadilec prižge gorivni element s cigaretnim vžigalnikom in gorilni element gori. Kadilec vloži ustnični konec cigarete med svoji ustnici in vleče cigareto. Viden aerosol, ki ima okus po tobaku, se vleče v usta kadilca.

PRIMER 2

Cigarete, ki so v bistvu take, kot na sl. 1, smo pripravili takole:

Priprava gorivnega vira

Gorivni vir je pripravljen kot v primeru 1.

Priprava substrata

Substrat smo pripravili kot v primeru 1.

Sklop tulca

Sklop tulca je pripravljen kot v primeru 1.

Izolacijska srajčka

Sestavljena kombinacija gorivnega elementa in sklopa tulca je na koncu gorivnega elementa od zunaj ovita z izolacijskim srajčnim materialom dolžine 15 mm. Izolacijska srajčka se prične v obliki dveh plasti materiala, prve plasti rogoza C-stekla tvrdke Owens-Coming in druge plasti rekonstituiranega tobačnega papiija. Rogoz C-stekla je razporejen nad tobačnim papirjem in nanj je postavljen sklop tulca. Srajčka je narejena iz spiralnega navijanja dveh pol okoli sklopa tulca na spiralni način sorodno roladi. Končni premer osrajčenega gorivnega elementa znaša okoli 7,5 mm.

Tobačni zvitek

Tobačni zvitek, sestoječ iz prostorninsko ekspandirane zmesi tobaka Burley, z dimom tretiranega tobaka in tobaka oriental kot rezanice, je ovit s papirjem, katerega pod oznako P1487-125 dobavlja Kimberly-Clark Corp., pri čemer se dobi tobačni drog premera okoli 7,5 mm in dolžine okoli 22 mm. Z vložitvijo sonde v en konec tobačnega droga se dobi vzdolžni prehod premera okoli 4,5 mm skozi tobačno palico.

Sklop prednjega konca

Odsek vsebnika sklopa izoliranega tulca je vložen v prehod v tobačnem zvitku do položaja, ko izolacijska srajčka zadene ob en konec tobačne palice. Oviti odsek izolacijske srajčke in tobačnega droga zatem medsebojno povežemo s pomočjo papirnatega ovoja, kakršnega pod oznako P2674-190 dobavlja Kimberly-Clark Corp., ki obdaja dolžino odseka tobačno-steklene srajčke kot tudi dolžino tobačne palice. Dolžina dobljenega sklopa prednjega konca znaša okoli 37 mm.

Ustnični kos

Ustnični kos vsebuje 20 mm dolg cilindričen segment prosto v plasti zloženega tobačnega papirja in 20 mm dolg cilindričen segment v plasti zložene staničevine netkanega, v raztopljenem stanju pihanega polipropilena, od katerih vsak vsebuje zunanjo papirnato ovojnico. Vsak od segmentov je dobljen s porazdelitvijo drogov, pripravljenih z uporabo naprave, opisane v US 4,807,809 (Pryor et al.).

Prvi segment je premera okoli 7,5 mm in je narejen iz v plasti zložene staničevine tobačnega papirja, kakršnega pod oznako P1440-GNA dobavi Kimberly-Clark Corp. in ki je obdan z ovojnico papirnatega čepa, kakršna je na voljo pod oznako P1487184-2 od tvrdke Kimberly-Clark Corp.

Drugi segment je premera okoli 7,5 mm in je narejen iz v plasti zložene staničevine netkanega polipropilena, kakršen se pod oznako PP-100 dobi pri Kimberly-Clark Corp. in ki je obdan z ovojnico papirnatega čepa, kot je pod oznako P1487-184-2 na voljo pri proizvajalcu Kimberly-Clark Corp.

Segmenta sta aksialno poravnana in se s koncema dotikata in sta medsebojno povezana z ovitjem dolžine vsakega od segmentov s papirnato ovojnico, kot je pod oznako L-1377-196F na voljo pri tvrdki Simpson Paper Company, Vicksburg, Michigan. Dolžina ustničnega kosa znaša okoli 40 mm.

Končna sestavitev cigarete

Sklop prednjega konca aksialno poravnamo na način stikanja konca s koncem z ustničnim kosom, tako da konec vsebnika sklopa prednjega konca meji na segment iz v plasti zloženega tobačnega papirja ustničnega kosa. Sklop prednjega konca priključimo k ustničnemu kosu z ovitjem dolžine ustničnega kosa in 5 mm dolžine sklopa prednjega konca ob ustničnem kosu s priostrilnim papirjem.

Uporaba

Pri uporabi kadilec prižge gorivni element s cigaretnim vžigalnikom in gorivni element gori. Kadilec vloži ustnični konec cigarete med svoji ustnici in cigareto vleče. Viden aerosol z vonjem po tobaku se vleče v usta kadilca.

Predloženi izum, vključno prednostne izvedbe, smo s tem opisali v podrobnostih. Strokovnjakom z zadevnega področja pa so brez nadaljnjega dane možnosti, da ob upoštevanju predloženega razkritja izpeljejo modifikacije in/ali izboljšave tega izuma, ne da bi se s tem oddaljili od duha in obsega predloženega izuma, kakršen je zajet s sledečimi zahtevki.

ff

ITERIHI USIH·

UJUBUJAHA .1

Claims

PATENTNI ZAHTEVKI

1. Kadilski izdelek, obsegajoč:

a) gorljiv gorivni element in

b) izolacijsko ovojnico, ki omejuje vsaj del zunanje periferije gorivnega elementa, označen s tem, da izolacijska ovojnica obsega vsaj dva ločena in različna segmenta;

(a) vsaj eno plast vlakninskega izolacijskega materiala in (b) vsaj eno plast tobak vsebujočega gradiva.
2. Kadilski izdelek po zahtevku 1, označen s tem, da sta v izolacijski ovojnici uporabljeni vsaj dve plasti vlakninskega izolacijskega materiala.
3. Kadilski izdelek po zahtevku 2, označen s tem, da plast vlakninskega izolacijskega materiala nadalje vsebuje tobak.
4. Kadilski izdelek po zahtevku 2, označen s tem, da izolacijska ovojnica vsebuje drugo plast tobak vsebujočega materiala.
5. Kadilski izdelek po zahtevku 4, označen s tem, da je vsaj ena od tobak vsebujočih plasti v obliki pole.
6. Kadilski izdelek po zahtevku 5, označen s tem, da je tobačni material v poli vložen med dve plasti vlakninskega izolacijskega materiala.
7. Kadilski izdelek po zahtevku 6, označen s tem, da sta obe plasti tobak vsebujočega materiala v obliki pole.
8. Kadilski izdelek po zahtevku 6, označen s tem, da je vlakninski izolacijski material stekleno vlakno.
9. Kadilski izdelek po zahtevku 6, označen s tem, da ureditev steklenih in tobačnih materialov izven gorivnega elementa vsebuje tobak, steklo, tobak, steklo.
10. Kadilski izdelek po enem od predhodnih zahtevkov, označen s tem, da je gorljiv gorivni element oglje vsebujoč.