AT397027B - Rauchartikel - Google Patents

Description

AT 397 027 B

Die vorliegende Erfindung betrifft Zigaretten und ähnliche Rauchartikel.

Bisher wurde eine Anzahl von Vorschlägen für die Schaffung von Zigaretten gemacht, die geringe Abgabemengen von im Seitenstromrauch enthaltenen Bestandteilen aufweisen. Gemäß der Lehre der GB-PS 2 094 130A weisen Zigaretten, die Zigarettenpapiere mit Luftdurchlässigkeiten aufgrund von laminarer Strömung von nicht mehr als 3 Coresta-Einheiten und Do/T-Verhältnisse von 0,08 bis 0,65 crn.s"* umfassen, worin Do den Diffusionskoeffizienten von Sauerstoff durch Stickstoff in Papier und t die Dicke des Zigarettenpapieres bedeutet, geringe Gesamtabgabemengen an teilchenförmigem Material auf wasser- und nikotinfieier Basis (PMWNF) und Nikotin im Seitenstromrauch auf.

Ein weiterer Weg zur Erzielung von geringen Abgabemengen von Bestandteilen im Seitenstromrauch von Zigaretten besteht darin, Zigarettenpapiere zu verwenden, die eine oder mehrere seitenstromverringemde Vexbindung(en) enthalten. In der GB-PS 2 139 869 sind Zigarettenpapiere beschrieben, die eine oder mehrere der Verbindungen aus der Gruppe enthalten, die aus Lithiumhydroxid, Aluminiumhydroxid, Calciumhydroxid, Kaliumformat, Natriumformat und Natriumacetat besteht Die Gesamtmenge an teilchenförmigem Material im Seitenstromrauch, der von solche Zigarettenpapiere enthaltenden Zigaretten abgegeben wird, wird um wenigstens 30 % verglichen mit einer vergleichbaren Zigarette verringert, die ein herkömmliches Zigarettenpapier enthält. Ein weiteres Beispiel für die Verwendung von seitenstromverringernden Verbindungen ist in der US-PS 4,231,377 beschrieben, die das Einbringen von Magnesiumoxid in Kombination mit einem Hilfssalz in Zigarettenpapiere lehrt.

Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, Zigaretten oder ähnliche Rauchartikel zu schaffen, bei denen die Abgabe von Seitenstromrauch-Bestandteilen verringert ist.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Rauchartikel geschaffen, der einen Rauchmaterialstab umfaßt, welcher Stab Rauchmaterial und eine das Rauchmaterial umgebende Papierhülse enthält, wobei die Dichte des genannten Rauchmaterials in dem genannten Stab innerhalb eines Bereiches von 100 mg.cm'3 bis 260 mg.cnr3 liegt, das genannte Rauchmaterial wenigstens 20 Gew.-% an expandiertem Tabak enthält, die genannte Hülse ein Verbrennungsverzögerungsmittel enthält und der genannte Rauchartikel, wenn er unter genormten Maschinenrauchbedingungen geraucht wird, nicht weniger als sechs Züge ergibt.

Der hierin verwendete Ausdruck "genormte Maschinenrauchbedingungen" betrifft genormte Maschinenrauchbedingungen nach Coresta, gemäß welchen pro Minute ein 35 cm^ Zug von zwei Sekunden Dauer genommen wird.

Rauchartikel gemäß der vorliegenden Erfindung sollen vorzugsweise beim Rauchen unter genormten Maschinenrauchbedingungen eine Gesamtausbeute an teilchenformigem Seitenstrommaterial auf wasser- und nikotinfreier Basis (PMWNF) von nicht mehr als etwa 17 mg pro Rauchartikel und mehr bevorzugt nicht mehr als etwa 15 mg, noch mehr bevorzugt von nicht mehr als etwa 10 mg ergeben.

Erfindungsgemäße Rauchartikel sollen beim Rauchen unter genormten Maschinenrauchbedindungen eine Gesamtausbeute von im Seitenstromrauch enthaltenem Kohlenmonoxid (CO) von nicht mehr als etwa 35 mg, mehr bevorzugt von nicht mehr als etwa 30 mg und noch mehr bevorzugt von nicht mehr als etwa 20 mg »geben.

Rauchartikel gemäß der vorliegenden Erfindung sollen vorzugsweise beim Rauchen unter genormten Maschinenrauchbedingungen einen Rauchmaterialverbrauch in den Zeiträumen zwischen den Zügen von nicht mehr als etwa 50 % des gesamten Rauchmaterialverbrauchs, d. h. des kombinierten Rauchmaterialverbrauchs in den Zeiträumen zwischen den Zügen und während der Züge, ergeben. Mehr bevorzugt soll der Rauchmaterialverbrauch zwischen den Zügen nicht mehr als etwa 40 % des gesamten Rauchmaterialverbrauchs und noch mehr bevorzugt nicht mehr als etwa 30 % des gesamten Rauchmaterialverbrauchs ausmachen.

Bei den erfindungsgemäßen Rauchartikeln ist das Rauchmaterial, das kein expandierter Tabak ist, vorzugsweise Blattabak, geeigneterweise in Form einer Füllung von herkömmlichem Schnitttabak. Der Blattabak kann entrippter und/oder Rippentabak sein. Das Rauchmaterial mit Ausnahme von expandiertem Tabak kann einen rekonstituierten Tabak oder ein Tabakersatzmittel umfassen.

Der expandierte Tabak kann ebenfalls entrippter und/oder Rippentäbak sein. Der expandierte Tabak ist vorteilhaft ein entrippter Tabak, der das Produkt eines Tabakexpansionsverfahrens ist, das einen hohen Expansionsgrad in dem dem Verfahren unterworfenen Tabak bewirkt. Hochexpansionsverfahren sind z. B. im US-E 30,693 und deu GB-PS 1,570,270 und 2,160,408 beschrieben. Durch die Anwendung von Hochexpansions-verfahren werden Tabakexpansionswerte ausgedrückt als Füllwertzunahme von typisch etwa 75 % bis zu etwa 125 % erzielt. Ein einem Hochexpansionsverfahren unterworfen»- Tabak kann eine Fülldichte von z. B. etwa 100 mg.cm‘3 bis etwa 175 mg.cm'3 gemessen mittels Borgwaldt Densimeter aufweisen.

Der Anteil von expandiertem Tabak im Rauchmaterial beträgt vorzugsweise wenigstens etwa 30 Gew.-%.

Dem Fachmann ist klar, daß wenn der expandierte Tabak nur ein geringes Ausmaß an Expansion auf weist, es möglicherweise nötig ist, den Anteil des expandierten Tabaks im Rauchmaterial bis nahezu oder ganz auf 100 % zu erhöhen.

Der hierin verwendete Ausdruck "Verbrennungsverzögerungsmitter bedeutet eine Substanz, deren Einbringen in oder auf eine Papierhülse eine Verringerung der Glimmrate des Rauchmaterialstabes bewirkt. Es wird vorausgesetzt, daß "Verbrennungsverzögerungsmitter die Verwendung von zwei oder mehr solcher -2- 5

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Substanzen sowie auch die Verwendung nur einer einzigen solchen Substanz umfaßt. Zu den Substanzen, die einzeln oder in Kombination als Verbrennungsverzögerungsmittel verwendet .werden können, gehören Aluminiumammoniumsulfat, Diammoniumhydrogenorthophosphat, Ammoniumdihydrogenorthophosphat und Natriumdihydrogenorthophosphat. Andere Substanzen, die zum Zwecke der vorliegenden Erfindung als Verbrennungsverzögerungsmittel eingesetzt werden können, umfassen Borsäure, Aluminiumborat, Calciumborat, Ammoniumbromid, Lithiumbromid, Magnesiumbromid, Ammoniumchlorid, Magnesiumchlorid, Zinkchlorid, Aluminiumphosphat, Calciumphosphat, Kaliumsilikat, Aluminiumsulfat, Calciumsulfat, Magnesiumsulfat und Natriumcarbonat. As Verbrennungsverzögerungsmittel eingesetzte wasserlösliche Substanzen werden vorzugsweise auf das Hülsenpapier in wässeriger Lösung aufgebracht. Wenn eine als Verbrennungsverzögerungsmittel verwendete Substanz nicht wasserlöslich ist, wird sie geeigneterweise dem Papierstoffeintrag während des Papierherstellungsverfahrens in Form eines Pulvers als Füllmittel zugegeben. Wasserlösliche Substanzen als Verbrennungsverzögerungsmittel werden auf das Papier in Mengen aufgebracht, die günstigerweise eine Beschwerung von etwa 20 % nicht überschreiten. Verbrennungsverzögerungsmittel, die nicht wasserlöslich sind, können bis zu einem Beschwerungswert von etwa 30 % verwendet werden. Für erfindungsgemäße Rauchartikel verwendetes Hülsenpapier kann außer dem oder mehreren Verbrennungsverzögerungsmittel(n) einen seitenstromverringernden Füllstoff wie z. B. Aluminiumhydroxid, Lithiumhydroxid oder Magnesiumhydroxid enthalten. Geeigneterweise überschreitet die Luftdurchlässigkeit von in erfindungsgemäßen Rauchartikeln verwendetem Hülsenpapier nicht etwa 20 Coresta-Einheiten. Die Luftdurchlässigkeit eines Papiers wird in Coresta-Einheiten als die Menge an Luft in Kubikzentimetern ausgedrückt, die durch einen Quadratzentimeter des Papiers in einer Minute bei einem konstanten Druckgefälle von 1 Kilopascal strömt. Von Natur aus poröses Zigarettenpapier besteht aus einem ineinandergreifenden Netzwerk von Fasern, die üblicherweise ganz oder vorwiegend Zellulosefasem sind, die mit Teilchen eines Füllstoffes wie z. B. Calciumcarbonat durchsetzt sind. Öffnungen in der Faser/Füllstoff-Matrix weisen eine Breite in der Größenordnung von 1 μπι auf, welche Dimension gering im Vergleich zur Dicke des Papiers (üblicherweise 20 - 50 μπι) ist, die Luftströmung durch solche Öffnungen unterliegt dar Gesetzen der Viskosität Wenn jedoch das Papier nach dem Papierherstellungsverfahren perforiert wird, sind die Perforationen verhältnismäßig groß und weisen üblicherweise Breitendimensionen von der gleichen Größenordnung wie die Dicke des Papiers auf, die Luftströmung durch solche Perforationen unterliegt den Gesetzen der Trägheit Es ist daher zu beobachten, daß, wenn die Durchlässigkeit eines perforierten Papiers nach dem Coresta-Durchlässigkeitsbestimmungsverfahren bestimmt wird, der erhaltene Durchlässigkeitswert die Summe der Durchlässigkeit aufgrund von laminarer Strömung durch die Öffnungen, die vom Papierherstellungsverfahren herrühren, und der Durchlässigkeit aufgrund von Trägheitsströmung durch die Perforationen ist Ein Papier weist auch die beiden gleichen Durchlässigkeitskomponenten auf, wenn es, obwohl es nicht perforiert ist, außen den kleinen Löchern mit laminarer Strömung größere Löcher mit Trägheitsströmung enthält, die als Nadellöcher bezeichnet werden können. Papier dieser letztgenannten Struktur kann z. B. von einem fehlerhaften Papierherstellungsverfahren herrühren. Die gesamte Luftströmung durch ein Papier kann wie folgt ausgedrückt werden: Q = ZAP + Z'A(P)n worin Q die Luftströmung (cm^.min*1) ist; 45 A die Papierfläche (cm^) ist, die der Luftströmung ausgesetzt ist; P das Druckgefälle über das Papier (kPa) ist; Z die Durchlässigkeit des Papiers aufgrund von laminarer Strömung durch die naturgegeben vom Papierherstellungsverfahren herrührenden Löcher ausgedrückt in Coresta-Einheiten (cm.min"l.kPa"l) ist; 50 Z' die Durchlässigkeit des Papiers aufgrund von Trägheitsströmung durch Perforationen und/oder Nadellöcher (cm.min'l.kPa"l) ist; und n eine Konstante für einen bestimmen Satz von Perforationslöchem oder Nadellöchem ist, worin 0,5 < n < 1,0 ist, wobei der ganaue Wert von n von der Größe der Perforationen oder Nadellöcher äbhängt 55

Die Gesamtdurchlässigkeit eines Papiers, das Perforationen und/oder Nadellöcher umfaßt, ist (Z + Z'), die relativen Werte von Z und Z' für ein bestimmtes solches Papier können erhalten werden, indem die Luftströmung durch das Papier in einer Reihe von Druckgefällen quer über das Papier gemessen wird und die Q/P-Daten in der vorstehenden Gleichung unter Verwendung eines Wertes von n gemäß der mittleren 60 Abmessung der Perforationen/Nadellöcher im Papier numerisch bezogen werden.

Es wird vorausgesetzt, daß da1 Wert von 20 Coresta-Einheiten, der vorstehend im Zusammenhang mit den -3-

AT397027B Hülsen der erfindungsgemäßen Rauchartikel angeführt wurde, sich auf die Durchlässigkeit der Hülsen aufgrund von laminarer Strömung bezieht. Es ist daher verständlich, daß es möglich ist, daß eine Hülse für einen eifindungsgemäßen Rauchartikel eine Gesamtdurchlässigkeit, d. h. die Durchlässigkeit, die nach dem Coresta-Durchlässigkeitsbestimmungsverfahren bestimmt wurde, von mehr als 20 Coresta-Einheiten besitzt, falls die Hülse Perforationen und/oder Nadellöcher aufweist.

Die Länge der Rauchmaterialstäbe der erfindungsgemäßen Rauchartikel beträgt vorzugsweise nicht weniger als 45 mm und vorteilhaft wenigstens 60 mm. Die Rauchmaterialstäbe sind vorzugsweise von einheitlicher Querschnittform und einheitlichen Dimensionen über ihre gesamte Länge. Wenn, wie es häufig bei Zigaretten und ähnlichen Rauchartikeln der Fall ist, ein Rauchmaterialstab eines erfindungsgemäßen Rauchartikels von einheitlichem kreisförmigem Querschnitt ist, kann der Umfang des Stabes in einem Bereich von 10 mm bis 30 mm liegen. Obwohl bedeutende und kommerziell nützliche Vorteile in bezug auf die Verringerung des Seitenstromrauches bei erfindungsgemäßen Rauchartikeln erzielt werden können, wenn der Stäbumfang 25 ± 5 mm beträgt, werden außerordentliche Vorteile erzielt, wenn der Stabumfang unter dem Bereich von 25 ± 5 mm bis zu 10 mm liegt. Vorzugsweise beträgt der Stabumfang von erfindungsgemäßen Rauchartikeln nicht weniger als 12,5 mm.

Wenn sie unter genormten Maschinemauchbedingungen geraucht werden, ergeben die erfindungsgemäßen Rauchartikel vorteilhaft nicht weniger als sieben Züge und vorzugsweise nicht weniger als acht Züge.

Vorzugsweise umfassen die erfindungsgemäßen Rauchartikel Filter oder Mundstücke, die am Raüch-materialstab an einem Ende desselben befestigt sind.

Erfindungsgemäße Rauchartikel können Belüftungseinrichtungen umfassen.

Es ist denkbar, daß bei erfindungsgemäßen Rauchwaren das für die Hülse verwendete Papier kein übliches Papier ist. Es könnte z. B. ein rekonstituiertes Täbakfolienmaterial sein.

Die Erfindung wird anhand der nachstehenden Beispiele näher erläutert.

Fig. 1 der beiliegenden Zeichnungen zeigt eine Zigarette mit einer teilweise aufgewickelten Spitzenhülse, Fig. 2 zeigt schematisch die Vorrichtung, die für die Durchführung von Bestimmungen der Abgabemengen an Bestandteilen im Seitenstromrauch verwendet wird, die Fig. 3 bis 6 zeigen schematisch einen Fischschwanz-kamin, der einen Teil der in Fig. 2 gezeigten Vorrichtung bildet; und die Fig. 4 bis 6 zeigen Ansichten von Fig. 3 betrachtet in den Richtungen der Pfeile (A) bzw. (B) bzw. (C).

Beispiel I

Es wurde eine erfindungsgemäße Zigarette (1) hergestellt, die aus einem Zigarettenstab (2) mit einer Länge von 64 mm und einem Umfang von 24,82 mm und einem Celluloseacetatfilter (3) von 20 mm Länge bestand, der am Stab (2) mittels einer Spitzenhülse (4) befestigt war. Der Stab (2) enthielt eine Fällung (5), die ausschließlich aus geschnittenem, entripptem Tabak bestand und in eine sie umgebende Hülse (6) aus Zigarettenpapier gewickelt war. Die Füllung (5) bestand aus 80 % geschnittenem, entripptem Tabak, der nach einem als DIET-Verfahren bezeichneten Hochexpansionsverfahren expandiert worden war. Die Dichte der Füllung (5) betrug 159 mg.cm'^. Das Zigarettenpapier der Hülse (6) wies eine Luftdurchlässigkeit von 9 Coresta-Einheiten und ein Flächengewicht von 27,1 g.m*2 auf. Das Zigarettenpapier enthielt 23,7 % eines Calciumcarbonat-Füllstoffes. Eine Verbrennungsverzögerungsmittellösung von 4 Teilen Ammonium-hydrogenorthophosphat und 1 Teil Diammoniumdihydrogenorthophosphat war auf die Hülse (6) aufgebracht worden, um eine Beschwerung von 14 % auf dieser zu erzielen.

Wenn Zigaretten entsprechend der Zigarette (1) unter genormten Maschinenrauchbedingungen auf eine Zigarettenstabstummellänge von 8 mm geraucht wurden, waren die durchschnittlichen Gesamtausbeuten pro Zigarette an im Seitenstromrauch enthaltenem PMWNF und CO 10,0 mg und 21,0 mg. Die durchschnittliche . Zuganzahl bei diesen Zigaretten war 8,6.

Zweite erfindungsgemäße Zigaretten umfaßten Zigarettenstäbe mit einer Länge von 64 mm und einem Umfang von 24,87 mm und 20 mm lange Celluloseacetatfilter. Die Zigarettenstäbe enthielten eine Füllung aus ausschließlich entripptem Schnittabak, umfassend 80 % an nach dem DIET-Verfahren expandiertem Tabak und mit einer Dichte von 163 mg.cmA

Die Stäbe waren in ein Zigarettenpapier mit einer Luftdurchlässigkeit von 15 Coresta-Einheiten und einem Flächengewicht von 42 g.m'2 gehüllt. Das Zigarettenpapier enthielt als Füllstoff eine Mischung aus Calciumcarbonat und Magnesiumhydroxid, was jeweilige Beschwerungswerte im Papier von 23,5 % und 16,0 % ergab. Magnesiumchlorid als Verbrennungsverzögerungsmittel war in Lösung auf das Papier aufgebracht worden, um einen Beschwerungswert des Magnesiumchlorids von 3,9 % zu erzielen.

Wenn die zweiten Zigaretten unter genormten Maschinenrauchbedingungen geraucht wurden, ergaben die durchschnittlichen Gesamtausbeuten pro Zigarette an im Seitenstromrauch enthaltenem PMWNF und CO 9,7 mg und 23,1 mg. Die durchschnittliche Zuganzahl betrug 9,5.

Dritte erfindungsgemäße Zigaretten umfaßten Zigarettenstäbe mit einer Länge von 64 mm und einem Umfang von 24,82 mm und Celluloseacetatfiltem von 20 mm Länge. Die Zigarettenstäbe enthielten als Füllung ausschließlich entrippten Schnittabak mit einem Mengenanteil von 80 % nach dem DIET-Verfahren expandiertem Tabak und einer Dichte von 167 mg.cm*3. Die Stäbe waren in ein Zigarettenpapier mit einer -4-

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Luftdurchlässigkeit von 18 Coresta-Einheiten und einem Flächengewicht von 42 g.m'^ gehüllt. Das Zigarettenpapier enthielt als Füllstoff eine Mischung von Calciumcarbonat und Magnesiumhydroxid bei jeweiligen Beschwerungswerten im Papier von 23,5 % und 16,0 %. Aluminiumammoniumsulfat war als Verbrennungsverzögerungsmittel in Lösung auf das Papier aufgebracht worden, um einen Beschwerungswert 5 des Verbrennungsverzögerungsmittels von 2,6 % zu erzielen.

Wenn die dritten Zigaretten unter genormten Maschinenrauchbedingungen geraucht wurden, betrugen die durchschnittlichen Gesamtausbeuten pro Zigarette an im Seitenstromrauch enthaltenem PMWNF und CO 16,2 mg und 31,6 mg. Die durchschnittliche Zuganzahl war 8. 10 Beispiel Π

Vierte erfindungsgemäße Zigaretten umfaßten Zigarettenstäbe mit einer Länge von 64 mm, einem Umfang von 25 mm und einem 20 mm langen Celluloseacetatfilter. Die Füllung der Zigarettenstäbe bestand ausschließlich aus entripptem Schnittabak mit einem Mengenanteil von 80 % nach dem DIET-Verfahren expandiertem Tabak und mit einer Dichte von 166 mg.cm‘3. Die Stäbe waren In ein Zigarettenpapier gehüllt, das 15 in der nachstehenden Tabelle 2 mit (Ά') bezeichnet ist.

Wenn die vierten Zigaretten unter genormten Maschinenrauchbedingungen geraucht wurden, betrugen die Gesamtausbeuten pro Zigarette an im Seitenstromrauch enthaltenem PMWNF, gesamten Nikotinalkaloiden (TNA) und CO 16,2 mg, 2,25 mg und 31,6 mg. Die durchschnittliche Zuganzahl der vierten Zigaretten war 7,2.

Wenn erste vergleichbare Kontrollzigaretten, die 100 % einer nicht expandierten Tabakfüllung enthielten, 20 die in ein herkömmliches Zigarettenpapier mit einer Luftdurchlässigkeit von 50 Coresta-Einheiten gehüllt war, gemäß den vorstehend angeführten Bedingungen geraucht wurden, ergaben die Gesamtausbeuten pro Zigarette an im Seitenstromrauch enthaltenem PMWNF, TNA und CO 31,3 mg, 4,80 mg und 64,7 mg. Die durchschnittliche Zuganzahl der ersten Kontrollzigaretten war 9,1.

Wenn zweite Kontrollzigaretten, die die gleiche Füllung wie die vorstehend angeführten vierten Zigaretten 25 enthielten und mit einem herkömmlichen Zigarettenpapier entsprechend dem der ersten Kontrollzigaretten versehen waren, unter den gleichen Bedingungen geraucht wurden, betrug die Gesamtausbeute pro Zigarette an im Seitenstromrauch enthaltenem PMWNF, TNA und CO 19,1 mg, 3,67 mg und 35,0 mg. Die durchschnittliche Zuganzahl der zweiten Kontrollzigaretten war 6,2.

Wenn eine Füllung aus nicht expandiertem Tabak entsprechend jener der ersten Kontrollzigaretten als 30 ausschließliche Füllung für dritte vergleichbare Kontrollzigaretten verwendet wurde, die Zigarettenstabhülsen aus dem Papier (A) umfaßten und ebenfalls unter genormten Maschinenrauchbedingungen auf eine Stummellänge von 8 mm geraucht wurden, ergaben die durchschnittlichen Gesamtausbeuten pro Zigarette an im Seitenstromrauch enthaltenem PMWNF, TNA und CO 24,5 mg, 3,96 mg und 61,8 mg. Die durchschnittliche Zuganzahl der dritten Kontrollzigaretten war 11,3. 35 Aus den beim Rauchen der Kontrollzigaretten erzielten Ergebnissen ist leicht errechenbar, daß auf einer direkt linearen proportionalen Basis die erwarteten durchschnittlichen Gesamtausbeuten an im Seitenstromrauch enthaltenem PMWNF, TNA und CO bei vergleichbaren Zigaretten, die sowohl die vorstehend angeführte Füllung mit 80 % DIET-expandiertem Tabak und eine Hülse aus dem Papier (A) enthalten, d. h. den vierten Zigaretten entsprechen, pro Zigarette 14,9 mg, 3,0 mg und 33,4 mg betragen würden. Der Wert für 40 PMWNF wird z. B. als 24,5 (1 - 039) = 14,9 berechnet, wobei 24,5 der Wert von PMWNF für die dritten Kontrollzigaretten und 039 der Wert von PMWNF für die ersten Kontrollzigaretten minus jenem für die zweiten Kontrollzigaretten ausgedrückt als eine Fraktion des für die ersten Kontrollzigaretten erzielten Wertes ist, d. h. das PMWNF-Veiringerungsverhältnis. Wie vorstehend schon angeführt wurde, betragen jedoch die gemessenen Gesamtausbeuten an im Seitenstromrauch enthaltenem TNA und CO für die vierten 45 Zigaretten 2,25 mg und 31,6 mg. Es ist daher feststellbar, daß die durchschnittliche Gesamtausbeute an im Seitenstromrauch enthaltenem TNA für die den vierten Zigaretten entsprechenden Zigaretten, die erfindungsgemäße Zigaretten sind, um 25 % geringer als der berechnete Wert war. Ähnlich gaben die vierten Zigaretten im Seitenstromrauch um 6 % weniger CO als berechnet ab. In anderen Worten ausgedrückt zeigen die erfindungsgemäßen Zigaretten deutlich eine synergistische Verringerungswirkung auf die im Seitenstromrauch 50 enthaltenen Bestandteile.

In Tabelle 1 sind die durchschnittlichen Gesamtausbeuten an im Seitenstromrauch enthaltenen Bestandteilen und die Zuganzahlen für erfindungsgemäße Zigaretten angeführt Die Zigaretten, die mit einer Hülse mit dem mit (A) bezeichneten Papier versehen sind, sind die vorstehend als vierte Zigaretten angeführten. Die anderen Zigaretten waren vergleichbar, mit der Ausnahme, daß sie jeweils mit Zigarettenpapieren mit den 55 Bezeichnungen (B) bis (G) versehen waren. Die anderen Zigaretten wurden ebenfalls unter den vorstehend angeführten Bedingungen geraucht

In Tabelle 2 sind Einzelheiten der Papiere (A) bis (G) angeführt

In Tabelle 1 bedeutet der Buchstabe ('S'), der unter den Werten in den Spalten 5 bis 7 angeführt ist, eine synergistische Verringerungswiricung auf im Seitenstromrauch enthaltene Bestandteile. Aus Tabelle 1 ist 60 ersichtlich, daß Synergismus in bezug auf die Verringerung der im Seitenstromrauch enthaltenen Bestandteile ein Merkmal jeder der Zigarettenkonstruktionen ist, die Hülsen aus den Papieren (A) bis (G) aufweisen. -5- AT 397 027 B Tabelle 1

1 2 3 4 5 6 7 8 vorausgesagte Ausbeute an gemessene Ausbeute an Seitenstrombestandteilen Seitenstrombestandteilen Papier (mg.cig'l) (mg.cig-1) Zuganzahl PMWNF TNA CO PMWNF TNA CO A 14.9 3.0 33.4 16.2 2.25 31.6 72 S S B 10.7 2.63 28.2 9.7 1.74 23.1 9.8 S S C 14.6 3.18 29.4 13.9 2.02 31.1 72 S D 12.9 3.11 25.1 10.0 1.27 21.0 8.6 S S E 13.2 3.20 27.7 13.0 1.68 23.8 92 S S F 11.8 3.33 25.4 13.6 2.24 30.5 8.1 S G 11.5 2.23 27.8 9.5 1.29 21.7 95 S S

Tabelle 2

Papier Durchlässigkeit Flächengewicht Füllstoff Verbrennungs- Bezeichnung (Coresta-E.) (g.m'2) (Gew.-%) verzögerungsmittel (Gew.-%) A 12 46 23.5 CaC03 2.6 11.5 MgO A1(NH4) (S04)2 B 12 46 23.5CaC03 4.0 MgCl2 11.5 MgO C 12 46 23.5 CaCOg 5.5 der Mischung 11.5 MgO D 9 27 23.7 CaC03 14 der Mischung E 9 27 23.7 CaC03 10 MgCl2 F 9 27 23.7 CaC03 11 NaH2P04 G 9 50 15CaC03 6.9 MgCl2 8.7 MgO -6-

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Die in Tabelle 2 im Zusammenhang mit den Zigarettenpapieien C und D angeführte Verbrennungsver-zögerungsmittelmischung war eine Mischung aus 4 Teilen Ammoniumdihydrogenorthophosphat und 1 Teil Diammoniumhydrogenorthophosphat. In Tabelle 2 sind die Füllstoffbeschwerungen als Prozentsatz des Flächengewichtes vor der Zugabe des Verbrennungsverzögerungsmittels angeführt, die Beschwerungen des Verbrennungsverzögerungsmittels sind als Prozentsatz des endgültigen Papiergewichtes ausgedrückt. Die in Tabelle 2 angeführten Durchlässigkeitswerte der Papiere A bis G sind vor da Zugabe des Verbrennungsverzögerungsmittels angeführt. Die Zugabe von Verbrennungsverzögerungsmittel in wässeriger Lösung hat jedoch keine bedeutende Auswirkung auf die Durchlässigkeit eines der Papiere.

Beispiel ΠΙ

Es wurden erfmdungsgemäße Zigaretten mit einer Zigarettenstablänge von 64 mm und einem Umfang von 17 mm. und Celluloseacetatfiltem von 20 mm Länge hergestellt, wobei der Umfang der Filter selbstverständlich ebenfalls 17 mm betrug. Die Zigarettenstäbe umfaßten Füllungen aus ausschließlich entripptem Schnittabak mit einem Mengenanteil von 80 % DEET-expandiertem Tabak und einer Dichte von 181 mg.cm'3. Die Stäbe waren in ein Zigarettenpapier gehüllt, das in Tabelle 2 mit (’G*) bezeichnet ist. Wenn diese Zigaretten unter genormten Maschinenrauchbedingungen geraucht wurden, betrugen die durchschnittlichen Gesamtausbeuten pro Zigarette an im Seitenstromrauch enthaltenem PWMNF, TNA und CO 5,6 mg, 0,73 mg und 25 mg. Die durchschnittliche Zuganzahl war 14,1.

Wenn erste vergleichbare Kontrollzigaretten, die eine Füllung von 100 % nicht expandiertem Tabak enthielten und mit einem herkömmlichen Zigarettenpapier mit einer Luftdurchlässigkeit von 50 Coresta-Einheiten versehen waren, unter genormten Maschinenrauchbedingungen geraucht wurden, betrugen die durchschnittlichen Gesamtausbeuten pro Zigarette von im Seitenstromrauch enthaltenem PMWNF, TNA und CO 18,5 mg, 3,29 mg und 42,4 mg. Die durchschnittliche Zuganzahl war 7,9.

Wenn zweite vergleichbare Kontrollzigaretten mit der gleichen Füllung wie die erfindungsgemäßen Zigaretten und herkömmlichen Zigarettenpapier entsprechend dem der ersten Kontrollzigaretten unter genormten Maschinenrauchbedingungen geraucht wurden, betrugen die durchschnittlichen Gesamtausbeuten pro Zigarette an im Seitenstrom enthaltenem PMWNF, TNA und CO 10,7 mg, 1,55 mg und 25,2 mg. Die durchschnittliche Zuganzahl war 5,1.

Wenn die nicht expandierte Füllung wie die der ersten Kontrollzigarette als ausschließliche Füllung für dritte vergleichbare Kontrollzigaretten verwendet wurde, die mit Stabhülsen aus dem Papier (G) versehen waren, und. die dritten Kontrollzigaretten ebenfalls unter genormten Maschinenrauchbedingungen geraucht wurden, ergaben die durchschnittlichen Gesamtausbeuten pro Zigarette an im Seitenstromrauch enthaltenem PMWNF, TNA und CO 11,1 mg, 2,15 mg und 21,2 mg. Die durchschnittliche Zuganzahl war 14,1.

Auf der Grundlage der Abgabewerte von im Seitenstromrauch enthaltenen Bestandteilen für die Kontrollzigaretten können auf die in Beispiel II beschriebene Weise die Werte für die Gesamtabgaben an im Seitenstromrauch enthaltenem PMWNF, TNA und CO für die erfindungsgemäßen Zigaretten berechnet werden, es wäre zu erwarten, daß sie 6,4 mg, 1,01 mg und 12,5 mg betragen. Da die entsprechenden gemessenen Werte für die erfindungsgemäßen Zigaretten 5,6 mg, 0,73 mg und 25,6 mg betragen, ist feststellbar, daß die erfindungsgemäßen Zigaretten eine synergistische Verringerungswirkung auf die Abgabemengen an PMWNF und TNA im Seitenstromrauch besitzen.

Beispiel IV

Erste erfindungsgemäße Zigaretten, die in Tabelle 3 als Zigarette (1) bezeichnet sind, wiesen Zigarettenstäbe mit einer Länge von 64 mm und einem Nennumfang von 25 mm auf, die waren mit Celluloseacetatfiltem von 20 mm Länge versehen. Die Zigarettenstäbe wiesen Füllungen ausschließlich aus entripptem Schnittabak mit einem Gehalt an 80 Gew.-% an DIET-expandiertem Tabak und einer Dichte von 175 mg.cm'3 auf. Die Stäbe waren in ein dem in Tabelle 2 mit (D) bezeichneten entsprechendes Zigarettenpapier gehüllt.

Zweite erfmdungsgemäße Zigaretten, die in Tabelle 2 als Zigarette (2) bezeichnet sind, waren den vorstehend angeführten ersten Zigaretten vergleichbar, mit der Ausnahme, daß die Dichte der Stabfüllung 195 mg.cm'3 betrug und die Stabhülsen aus einem Zigarettenpapier bestanden, das in Tabelle 2 als Papier (C) bezeichnet ist.

Herkömmliche Zigaretten mit einer Stabfüllungsdichte von 280 mg.cm'3 und herkömmlichen Zigarettenpapierhülsen mit einer Luftdurchlässigkeit von 50 Coresta-Einheiten wurden als Kontrollzigaretten verwendet.

Die Ergebnisse des Maschinenrauchens der ersten und zweiten erfindungsgemäßen Zigaretten unter genormten Bedingungen sind aus Tabelle 3 ersichtlich. Aus diesen Ergebnissen ist feststellbar, daß, während die Zuganzahlen der erfindungsgemäßen Zigaretten vergleichbar den Zuganzahlen der Kontrollzigaretten waren, die Ausbeuten an im Seitenstromrauch abgegebenen Bestandteilen bei den erfindungsgemäßen Zigaretten im Vergleich zu den Kontrollzigaretten bedeutend verringert waren.

So war z. B. bei den ersten erfindungsgemäßen Zigaretten die Abgabemenge an PMWNF um 70 % -7-

AT 397 027 B verringert Es ist auch zu beobachten, daß das Verhältnis des während des Glimmens, d. h. zwischen den Zügen, verbrauchten Tabaks zum während der Züge verbrauchten Tabak im Vergleich -zu den Kontrollzigaretten bedeutend verringert war.

Die Messungen des Tabakverbrauchs während der Züge und der Perioden zwischen den Zügen wurden unter 5 Verwendung eines Verbrennungsraten-Monitors durchgeführt über den Einzelheiten im Tobacco Patents Information Bulletin, Nr. 88/29 · 30, herausgegeben von N & D. J. Foster, Amberlea, North Road, Dibden Purlieu, Southampton, S04 SPE, England, nachzulesen sind. 10

Tabelle 3 15 20

Zigarette Zuganzahl Seitenstromve PMWNF rringerung (%) CO Tabakvei während der Züge »auch (%) während des Glimmens Kontrolle 8.8 32 68 1 8.6 70 69 80 20 2 8.0 60 50 60 40 25 Die in Fig. 2 dargestellte Vorrichtung, die zur Durchführung der Bestimmungen der vorstehend angeführten Abgabemengen an im Seitenströmrauch enthaltenen Bestandteilen verwendet wurde, umfaßte eine lineare Rauchmaschine (7) des Typs'Filtrona 302, von der eine Öffnung mit dem Bezugszeichen (8) versehen war. An jeder Öffnung der Rauchmaschine (7) war vertikal ein gläserner Fischschwanzkamin mit offenem Ende angebracht der der Öffnung (8) zugeordnet war, mit dem Bezugszeichen (9) versehen. Die in Fig. 3 mit (a) und 30 (b) bezeichneten Dimensionen betragen 410 mm bzw. 80 mm. Die in Fig. 4 mit (c) bezeichnete innere Dimension (Durchmesser) beträgt 24 mm, die Dimension (d) 22 mm. Quer über den Kamin (9) war ein vorgewogener Cambridge-Füterbausch (10) angeordnet. Der mit dem Bezugszeichen (10') versehene Bestandteil ist ein Cambridge-Filterbausch, der für die Messung der Abgabemenge von im Hauptstromrauch enthaltenen Bestandteilen verwendet wurde. Ein Rohr (11) erstreckte sich γοη der Oberseite des Filterbausches (10) zu 35 einem Gasströmungsmesser (12), von dem sich ein Rohr (13) zu einer Gaspumpe (14) erstreckte.

Mit dem Rohr (13) über Einlaß- und Auslaßrohre (15), (16) verbunden war ein Infrarot-Kohlenmonoxid-Analysegerät (17), in das eine (nicht dargestellte) Gasumwälzpumpe eingebaut war. . Beim Betrieb der in Fig.. 2 dargestellten Vorrichtung zur Bestimmung der im Seitenstromrauch einer Zigarette (18), die an der Öffnung (8) der Rauchmaschine (7) geraucht wurde, abgegebenen Mengen an 40 Seitenstromrauchbestandteilen war die Pumpe (14) so eingestellt, daß eine Durchflußrate durch den Kamin (9) und die Rohre (11) und (13) von 2,0 1/min erzielt wurde. Während des Rauchens der Zigarette (18) unter genormten Rauchbedingungen an der Öffnung (8) stieg der von der Zigarette (18) abgegebene Seitenstromrauch im Kamin (9) zum Filterbausch (10) auf. Jener Anteil des Rauches, der nicht auf dem Bausch (10) oder den Innenwänden des Kamins (9) abgeschieden wurde, strömte durch die Rohre (11), (13), eine Subprobe davon 45 strömte durch das Kohlenmonoxid-Analysegerät (17) über die Einlaß- und Auslaßrohre (15), (16).

Wenn das Rauchen der Zigarette (18) und zweier identischer Zigaretten an der Öffnung (8) beendet war, wurde der Bausch (10) erneut gewogen. Von dem so bestimmten Gewicht wurde das ursprüngliche Gewicht des Bausches (10) abgezogen, um so das Gewicht des gesamten teilchenförmigen Materials (TPM) zu erhalten, das auf dem Bausch (10) abgeschieden war. Der Bausch (10) wurde dann mit einem Extraktionslösungsmittel wie z.. 50 B. Propan-2-ol extrahiert. Der so erhaltene Extrakt wurde mittels Gaschromatographie analysiert, um die Mengen an auf dem Bausch (10) abgeschiedenem Nikotin und Wasser zu bestimmen. Die Summe der so bestimmten Gewichte von Nikotin und Wasser wurde von dem vorstehend beschriebenen, gravimetrisch bestimmten Gewicht von auf dem Bausch (10) abgeschiedenem TPM abgezogen, um auf diese Weise das Gewicht des darauf abgeschiedenen PMWNF zu erhalten. 55 Das Innere des Kamins (9) wurde mit einem Extraktionslösungsmittel wie z. B. Propan-2-ol gespült. Eine Teilmenge des so erhaltenen Extraktes wurde mittels Gaschromatographie bestimmt, um die Menge an auf den Innenwänden des Kamins (9) abgeschiedenem Nikotin zu bestimmen. Das so bestimmte Gewicht des Nikotins wurden dem Gewicht des auf dem Bausch (10) abgeschiedenen Nikotins zugezählt, um das Gesamtgewicht des von den drei Zigaretten abgegebenen Seitenstromnikotins zu erhalten, welches Gewicht durch drei dividiert 60 wurde, um das Gewicht des im Seitenstromrauch abgegebenen Nikotins pro Zigarette zu erhalten.

Die verbleibende Teilmenge des durch Spülen des Kamins (9) erhaltenen Extraktes wurde nach einem -8-

Claims (13)

1. AT397 027B Verfahren unter Verwendung von UV-Strahlung bestimmt, in dem als Standard eine Teilmenge des vorstehend erwähnten, vom Bausch (10) erhaltenen Extraktes verwendet wurde, um die Menge an PMWNF zu bestimmen, die auf den Innenwänden des Kamins (9) abgeschieden war. Das so bestimmte Gewicht des PMWNF wurde dem wie vorstehend bestimmten Gewicht des auf dem Bausch (10) abgeschiedenen PMWNF zugezählt, um das 5 Gesamtgewicht des im Seitenstromrauch von den drei Zigaretten abgegebenen PMWNF zu erhalten, welches Gewicht durch drei dividiert wurde, um das Gewicht von im Seitenstromrauch abgegebenem PMWNF pro Zigarette zu erhalten. Die Ausbeute an im Seitenstromrauch abgegebenem CO pro Zigarette wurde aufgrund von Daten aus dem Analysegerät (17) bestimmt. 10 PATENTANSPRÜCHE 15 1. Rauchartikel umfassend einen Rauchmaterialstab, welcher Stab Rauchmaterial und eine das genannte 20 Rauchmaterial umgebende Papierhülse enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichte des genannten Rauchmaterials (5) im genannten Stab (2) innerhalb eines Bereiches von 100 mg.cm‘3 bis 260 mg.cm'3 liegt, das genannte Rauchmaterial (5) wenigstens etwa 20 Gew.-% an expandiertem Tabak enthält, die genannte Hülse (6) ein Verbrennungsverzögerungsmittel enthält und der genannte Rauchartikel (1), wenn er unter genormten Rauchbedingungen geraucht wird, nicht weniger als sechs Züge ergibt 25
2. 2. Rauchartikel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte Verbrennungsverzögerungs-mittel eine oder mehrere der Verbindungen Aluminiumammoniumsulfat, Diammoniumhydrogenortho-phosphat, Ammoniumdihydrogenorthophosphat, Natriumdihydrogenorthophosphat, Borsäure, Aluminiumborat, Calciumborat, Ammoniumbromid, Lithiumbromid, Magnesiumbromid, Ammoniumchlorid, Magne- 30 siumchlorid, Zinkchlorid, Aluminiumphosphat, Calciumphosphat Kaliumsilikat, Aluminiumsulfat Calciumsulfat Magnesiumsulfat und Natriumcarbonat darstellt.
3. 3. Rauchartikel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte Rauchmaterial (5) wenigstens 30 Gew.-% an expandiertem Tabak enthält 35
4. 4. Rauchartikel nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte expandierte Tabak ein Tabak ist der expandiert wurde, um eine Erhöhung des Füllwertes von wenigstens 75 % zu erzielen.
5. 5. Rauchartikel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte 40 expandierte Tabak eine Fülldichte von 100 mg.cm~3 bis 175 mg.cm~3 aufweist
6. 6. Rauchartikel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftdurchlässigkeit der genannten Hülse (6) nicht mehr als 20 Caresta-Einheiten beträgt.
7. 7. Rauchartikel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (6) eine seitenstromverringemde Füllstoffsubstanz enthält
8. 8. Rauchartikel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Umfang des genannten Rauchmaterialstabes (2) innerhalb eines Bereiches von 20 bis 30 mm liegt 50
9. 9. Rauchartikel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Umfang des genannten Rauchmaterialstabes (2) innerhalb eines Bereiches von 12,5 mm bis 20 mm liegt
10. 10. Rauchartikel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, der, wenn er unter genormten Maschinenrauch-55 bedingungen geraucht wird, eine Gesamtausbeute an im Seitenstromrauch abgegebenem teilchenförmigem Material auf wasser- und nikotinfreier Basis (PMWNF) von nicht mehr als 17 mg ergibt
11. 11. Rauchartikel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, der, wenn er unter genormten Maschinenrauchbedingungen geraucht wird, eine Gesamtausbeute an im Seitenstromrauch abgegebenem CO von nicht mehr als 60 35 mg ergibt. -9- AT 397 027 B
12. 12. Rauchartikel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, der, wenn er unter genormten Maschinenrauchbedingungen geraucht wird, einen Rauchmaterialverbrauch von nicht mehr als 50 % des gesamten Rauchmaterialverbrauchs ergibt
13. 13. Rauchartikel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, der eine Zigarette ist 10 Hiezu 2 Blatt Zeichnungen -10-