DD286104A5

DD286104A5 - Verfahren zur herstellung von rauchartikeln

Info

Publication number: DD286104A5
Application number: DD87310255A
Authority: DD
Inventors: Iii William J Casey; Calvin L Neumann
Original assignee: �K@�K@��@��@��k��
Priority date: 1986-12-12
Filing date: 1987-12-10
Publication date: 1991-01-17
Also published as: IL84516A0; AU8211587A; YU221187A; IE873108L; CA1318561C; TR23217A; KR880007020A; BG47024A3; EP0270944A2; DK649987D0; EP0270944A3; HUT47015A; JPS63167785A; FI875451A0; PL269373A1; ZA878850B; MA21129A1; PT86351B; CN87107454A; FI875451A

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Raucherartikeln mit Wirkungsmodifikationsmitteln, insbesondere die Verwendung von Levulinsaeure, einem Kohlehydratesterazetat oder einem Kohlehydratesterlevulinats in einem oder mehreren der Komponentenanteile eines Raucherartikels, welcher sowohl anfangs als auch waehrend der Nutzungsdauer des Produktes beachtliche Mengen an Aerosol ohne einen signifikanten Waermeabbau des Aerosolbildners und ohne das Vorhandensein beachtlicher Pyrolyse- oder unvollstaendiger Verbrennungsprodukte oder von Nebenstrom-Aerosol beachtliche Mengen an Aerosol erzeugen kann. Die Verwendung eines Wirkungsmodifikationsmittels in Raucherartikeln nach der vorliegenden Erfindung vermittelt dem Nutzer die Empfindungen und Vorzuege des Zigarettenrauchens, ohne Tabak zu verbrennen und ohne die unerwuenschten Wirkungen oder den unangenehmen Geschmack, die ueblicherweise bei bekannten Raucherartikeln auftreten. Fig. I, I A (Fig.){Raucherartikel; Wirkungsmodifikationsmittel; Luvetinsaeure; Kohlehydratesterazetat; Kohlehydratesterlevulinat; Aerosolbildner; Geschmacksverbesserer; Nebenwirkungsbeseitigung}

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Raucherartikeln mit Wirkungsmodifikationsmitteln. Mit den Raucherartikeln wird vorzugsweise ein Aerosol erzeugt, das dem Tabakrauch ähnlich ist und welches vorzugsweise nicht mehr als eine Minimalmenge an unvollständigen Verbrennungs- oder Pyrolyseprodukten enthält. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Wirkungsmodifikationsmiitels zur Einbeziehung in das aerosolerzeugende Element dieser Raucherartikel, um den Wohlgeschmack des während des Rauchens erzeugten Aerosols durch Modulation der Wirkung des Aerosols zu verbessern, z. B. durch Kontrolle des Grades der vom Nutzer als Störung empfundenen Strenge und Wirkung im Mund, der Nase und der Kehle des Nutzers.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Zigarettenartige Raucherartikel wurden schon vor vielen Jahren vorgeschlagen, insbesondere ausgangs der zwanziger und dreißiger Jahre. Siehe beispielsweise US-PS 4079742 von Rainer u.a.; US-PS 4284089 von Ray; US-PS 2907686 von Siegel; US-PS 3258015 und3356094 von Ellis u.a.; US-PS 3516417 von Moses; US-PS 3943941 und 4044777 von Boyd u.a.; US-PS 4286604 von Ehretsmann u.a.; US-PS 4326544 von Hardwick u.a.; US-PS 4340072 von Bolt u.a. US-PS 4391 285 von Burnett; US-PS 4474191 von Steiner und europäische Patentanmeldung 117355 von Hearn. Soweit der Anmelderin bekannt ist, hat keiner der vorstehend genannten Raucherartikel oder Tabaksubstitute jemals kommerziellen Erfolg gehabt; es ist keiner im breiten Maße auf den Markt gekommen. Es wird angenommen, daß das Fehlen solcher Raucherartikel auf dem Markt auf eine Vielzahl von Gründen zurückzuführen ist. Dazu gehört die unzuieichende Aerosolerzeugung, sowohl anfangs als auch während der Nutzungsdauer des Produktes, auch der schlechte Geschmack, die

Geschmacksänderung ajf Grund des Wärmeabb,- s des Rauchbildners und/oder der Aromastoffe. Dazu gehört auch das Vorhandensein beachtlicher Pyrolyseprodukte sowie das unansehnliche Äußere vom Nebenstromrauch. Folglich gibt es trotz jahrzehntewährenden Interesses und Anstrengungen noch keinen Raucherartikel auf dem Markt, der die Vorzüge und Vorteile des herkömmlichen Zigarettenrauchens vermittelt, ohne beachtliche Mengen an unvollständiges Verbrennung- und P* 'olyseprodukten abzugeben. Im Herbst 1985 wurdt „ine Reihe ausländischer Patente erteilt oder registriert, in denen neuartige Raucherartikel vorgeschlagen

wurden, welche die Vorzüge und Vorteile des herkömmlichen Zigarettenrauchens vermitteln, ohne erhebliche Mengen an unvollständigen Verbrennungs· oder Pyrolyseprodukten abzugeben. Das erste dieser Patente war das !iberische Patent

Nr. 13985/3890 vom 13. September 1985. Dieses Patent entspricht einer später veröffentlichten europäischen Patentanmeldung, EP-P.S 174645 vom 19.März1986. In dem Versuch, den Wohlgeschmack des Aerosols zu verbessern, das durch die Raucherartikel des in den vorstehend genannten

ausländischen Patenten beschriebenen Typs erzeugt wird, wurden zahlreiche Zusätze bewertet, einschließlich vieler der von

Gibson u.a., US-PS 3878850, beschriebenen. Tatsächlich wiesen alle diese Zusatzstoffe einen oder mehrere Nachteile auf. Beispielsweise tendierten viele dieser Zusätze, vor allem die Zusätze mit niedrigem Molekulargewicht dazu, zu verdampfen oder

aus dem Raucherartikel fortzuziehen. Diese Zusätze konnten nicht die Strenge des erzeugten Aerosols mindern, insbesondere wenn eine gewisse Lagerzeit für das Rauchererzeugnis erforderlich war. Viele dieser Zusätze hatten einen unangenehmen

Geschmack oder unangenehmen Geruch. Ziel der ierflndung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung von Raucherartikeln zur Verfügung zu stellen, welche ökonomisch günstig produziert werden können und den Rauchergewohnheiten entgegenkommen.

Darlegung des Wesens der Erfindung Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Raucherartikeln mit einem nicht aus Tabak

bestehenden Brennelement und einem physisch getrennten aerosolerzeugenden Element sowie eines aerosolbildenden Mittels zu schaffen mit einem Wirkungsmodifikationsmittel, um die flüchtigen Komponenten ohne Verbrennung oder wesentliche

Pyrolyse aus dem Tabak zu extrahieren oder zu destillieren. Erfindungsgemäß Wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Raucherartikel ein Mittel beinhaltet, das aus der aus Levulinsäure,

einem Kohlehydratesterazetat, einem Kohlehydratesterlevulinat oder deren Gemischen bestehenden Gruppe ausgewählt wird.

Zweckmäßigerweise ist das Mittel in das aerosolbildende Element einbezogen. Ein weiteres erfinderisches Mittel ist dadurch vorgesehen, daß das Kohlehydratesterazetat aus der aus Glukosepentaazetat, Sukroseoktaazetat und Fruktosepenteazetat bestehenden Gruppe ausgewählt wurde. Ebenso kann es sein, daß das Mittel Levulinsäure ist. Vorteilhafterweise ist das Mittel Glukosepentaaietat. Die weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß das Mittel in einer Menge in den Artikel einbezogen wird, der ausreichend

ist, um einen pH-Wert des Rauches zwischen etwa 4,0 und 7,5 zu gewährleisten.

Möglich ist es auch, daß das Mittel in einer Menge in den Artikel einbezogen wird, die ausreichend ist, um einen pH-Wert des Rauches zwischen etwa 5,5 und 7,0 zu gewährleisten. Nach einem weiteren Kennzeichen der Erfindung Ist vorgesehen, daß das Brennelement kohlenstoffhaltig ist. Es empfiehlt sich weiterhin, daß das aerosolerzeugende Element ein Substratmaterial einschließt, das ein aerosolbildendes Mittel trägt, wobei das Substratmaterial ausgewählt wird aus Kohlenstoff oder Aluminiumoxid. Es ist weiterhin zu beachten, daß das Mittel vom Substrat getragen wird und die Menge des eingesetzten Mittels im Bereich von

etwa 0,01 bis etwa 8,0Gew.-% des aerosoltragenden Substrats beträgt.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Mittel vom Substrat getragen wird und die Menge

des eingesetzten Mittels im Bereich von etwa 0,1 bis etwa 3,0Gew.-% dos aerosoltragenden Substrats liegt.

Es kann aber auch sein, daß das Mittel vom Substrat getragen wird und die Menge des eingesetzten Mittels im Bereich von etwa

0,4 bis 2,5Gew.-% des aerosoltragenden Substrats liegt.

Solche Wirkungsmodifikationsmittel, wie Kohlehydratesterazetate, Levulinsäure und Kohlehydratesterlevulinate und

vorzugsweise Levulinsäure und/oder Glukosepentaazetat modulieren die Wirkung des Aerosols durch Kontrolle des Grades der

Strenge des durch diese Artikel produzierten Aerosols, z.B. durch Verringerung der Reizung und Wirkung im Mund, in der Nase

und Kehle, ohne die Erzeugung unerwünschter Nebenprodukte wie Aldehyd, Ketone und Kohlenmonoxid. Außerdem tritt eine

Senkung der Migration des Wirkungsmodifikationsmittels auf, wodurch sich die Lagerfähigkeit der Raucherartikel, in denen

dieses eingesetzt ist, verlängert. Bevorzugte Raucherartikel, in denen die Wirkungsmodifikationsmittel nach der vorliegenden

Erfindung eingesetzt sind, können sowohl anfangs als auch während der Nutzungsdauer des Produktes ohne einen signifikanten Wärmeabau des Aerosolbildners und ohne das Vorhandensein beachtlicher Pyrolyse- oder unvollständiger Verbrennungsprodukte oder von Nebenstromrauch beachtliche Mengen en Aerosol erzeugen. Außerdem vermitteln sie dem Benutzer die Empfindungen des Zigarettenrauchens ohne die Notwendigkeit, Tabak zu verbrennen. In der vorstehenden Verwendung ist ein .nicht aus Tabak bestehendes Brennelement" so definiert, daß es ein Brennelement

einschließt, welches vorwiegend nicht aus Tabak bestehende brennbare Stoffe wie Kohlenstoff enthält. Diese Brennelemente können jedoch eine geringe Menge an Tabak, Tabakextrakt oder einen nichtbrennenden, trägen Füllstoff einschließen.

In der vorstehenden Verwendung ist der Begriff .Aerosol" so definiert, daß er Dämpfe, Gase, Teilchen und ähnliches einschließt,

sichtbar wie unsichtbar, und insbesondere die Komponenten, die vom Benutzer als .rauchartig" wahrgenommen werdon, welche durch die Wirkung der Wärme vom brennenden Brennelement auf die im aerosolerzeugenden Element oder an anderer

Stelle Im Artikel enthaltenden Substanzen erzeugt werden. Nach dieser Definition schließt der Begriff .Aerosol" auch flüchtige Aromastoffe und/oder pharmakologisch oder physiologisch aktivo Mittel ein, unabhängig davon, ob sie ein sichtbares Aerosol

erzeugen.

In der vorstehenden Verwendung bezeichnet der Begriff ,kohlenstoffhaltig" ein vorwiegend aus Kohlenstoff bestehendes

Material.

AusfOhningsbelsplel Dievorliegende Erfindung soll nachstehend in den beigefügten Zeichnungen in der detaillierten Beschreibung der Erfindung

näher erläutert werden.

In der zugehörigen Zeichnung zeigen

Fig. 1: den Längsschnitt eines bevorzugten Raucherartikels, welcher nach der vorliegenden Erfindung hergestellt worden ist; Fig. 1A: den Querschnitt eines Brennelementes, gesehen von der anzuzündenden Seite.

In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung wurde festgestellt, daß die Verwendung von Wirkungsmodifikationsmitteln, insbesondere von Kohlehydratesterazetaten und Kohlehydratesterlevulinaten und vorzugsweise Levulinsäure und Glukosepentaazetat in Raucherartikeln, insbesondere im aerosolerzeugenden Element dieser Raucherartikel, dazu beiträgt, dem Benutzer die Empfindungen des Zigarettenrauchens dadurch zu vermitteln, daß die Strenge des Aerosols gemindert wird und keine Reizung von Mund, Nase und Kehle erfolgt.

Levulinsäure und Glukosepentaazetat sind zwar dib bevorzugten Wirkungsmodifikationsmittel, es können aber auch andere Stoffe eingesetzt werden, um die Ziele der vorliegenden Erfindung zu erreichen. Insbesondere können andere Kohlehydrateesterazetate, wie Sukroseoktaazetat und Fruktosepentaazetat, bei der Ausführung der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden. Ebenso können, wie Fachleute erkennen werden, Kohlehydratesterlevulinate eingesetzt werden. Die Verwendung von solchen Wirkungsmodifikationsmitteln wie Levulinsäure und Glukosepentaazetat ist besonders nützlich in Raucherartikel des Typs, wie sie in der oben genannten europäischen Patentanmeldung, EP-PS 174645, beschrieben werden, besonders solchen, die mit Tabak oder Tabakextrakten arbeiten, um den Geschmack eines herkömmlichen Raucherproduktes zu simulieren.

Eine Festlegung auf eine Theorie ist nicht vorgesehen. Es wird aber angenommen, daß die Verwendung von Wirkungsmodifikationsmitteln, wie Levulinsäure und Glukosepentaazetat in den bevorzugten Raucherartikeln der vorliegenden Erfindung die Strenge des Aerosols mindert, das vom Raucherartikel erzeugt wird, durch Modifikation des pH-Wertes des Substrats, welches den Aerosolbildner, die Aromastoffe usw. trägt, des durch den Raucherartikel produzierten Aerosols oder beider. Außerdem geschieht das, wie oben vermerkt wurde, ohne die Bildung unerwünschter Nebenprodukte oder eines unangenehmen Geschmacks. Es wurde festgestellt, daß das Aerosol, das in Artikeln mit einem Wirkungsmodifikationsmittel nach der vorliegenden Erfindung erzeugt wird, einen ähnlichen pH-Wert wie der Rauch hat, der beim Rauchen herkömmlicher Zigaretten erzeugt wird. Es wurde festgestellt, daß das resultierende Aerosol dahingehend wohlschmeckender ist, als es weniger reizend für Mund, Nase und Kehle des Benutzers ist. Folglich sind derartige Artikel besser im Geschmack und vermitteln dem Benutzer ein verstärktes Rauchvargnügen.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird das Wirkungsmodifikationsmittel der vorliegenden Erfindung im aerosolerzeugenden Eloment des Raucherartikels und insbesondere auf dem Substratmaterial eingesetzt, welches als Trägermittel für die aerosolbildende(n) Substanz(en) dient.

Die Menge des Wirkungsmodifikationsmittels auf Gewichtsprozentgrundlage des im aerosolerzeugsnden Element eingesetzten Substrats kann breit schwanken und ist von verschiedenen Variablen abhängig, einschließlich der Menge an Nikotin oder anderen Aromastoffen, die vom Hauptstromaerosol abgegeben werden, der Typen der eingesetzten Aromastoffe, d. h., die Aromastoffe, die basisch sind, können zusätzliche Mengen an Wirkungsmodifikationsmitteln brauchen, dem jeweils eingesetzten besonderen Wirkungsmodifikationsmittel sowie davon, ob in einem oder mehreren der anderen Komponententeile des Raucherartikels ein Wirkungsmodifikationsmittel eingesetzt wird.

Vorzugswelse wird eine funktioneile Menge des Wirkungsmodifikationsmittels eingesetzt, so daß der pH-Wertbereich des während des Rauchens erzeugten Aerosols auf den des herkömmlichen Zigarettenrauches modifiziert wird, d.h., vorzugsweise zwischen einen pH-Wert von etwa 4,0 bis 7,5 und günstigstenfalls zwischen etwa 5,5 und 7,0 bei 8 Zügen unter FTC-Rauchbedingungen (Züge zu 35ml von 2s Dauer, getrennt durch 58s Schmauchen). Das bevorzugte Protokoll zur Bestimmung des pH-Wertes solcher Aerosole wird von AJ. Sensabaugh und R. H. Cundiff, Tobacco Science, 11; Seite 25 bis 30,1967, beschrieben, dessen Inhalt hier als Referenz einbezogen wird. Im allgemeinen liegt die Gewichtsprozentmenge des Wirkungsmodifikationsmittels im Substrat, welches den Aerosolbildner und/oder die Aromastoffe trägt, zwischen etwa 0,01 und 8,0; vorzugsweise zwischen 0,1 und 3,0 und günstigstenfalls zwischen etwc 0,4 und 2,5.

Das Wirkungsmodifikationsmittel der vorliegenden Erfindung kann auf eine Vielzahl unterschiedlicher Weisen in das aerosolerzeugende Element einbezogen werden. Wenn das aerosolerzeugende Element beispielsweise aus einem Substratmaterial für den Aerosolbildner besteht, kann das Wirkungsmodifikationsmittel mit dom aerosolbildenden Mittel gemischt, dem Substrat als Staub oder Pulver zugesetzt oder in H₂O oder EtOH aufgelöst oder disperglert und anschließend durch Sprühen, Tauchen usw. auf das Substrat aufgebracht werden. Andere Möglichkeiten, das Wirkungsmodifikationsmittel der vorliegenden Erfindung in das aerosolerzeugende Element einzubeziehen, werden Fachleuten offensichtlich sein. Diese Möglichkeit wird zwar nicht bevorzugt, das Wirkungsmodifikationsmittel kann aber auch in einer oder mehreren der anderen Komponenten des Raucherartikels eingesetzt werden. Auch in diesem Fall sollte die eingesetzte Menge ausreichend sein, damit das produzierte resultierende Hauptstromaerosol dem pH-Wert des herkömmlichen Zigarettenrauchs angenähert ist. Die Einbeziehung des Wirkungsmodifikationsmittels in das Brennelement sollte jedoch vermieden werden, um die Erzeugung unerwünschter Nebenprodukte auf ein Minimum zu beschränken.

Bevorzugte Raucherartikel, bei denen Wirkungsmodifikationsmittel nach der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden können, werden in den folgenden Patentanmeldungen beschrieben:

Anmelder	Serlen-Nr.	Eingereicht am
Sensabaughu.a.	650604	14. Sept. 1984
Shannon u. a.	684 637	21. Dez. 1984
Sensabaughu.a.	EPO 85111467.8	11. Sept. 1986
		(Veröffentlicht
		19.3.1986)

deren Offenlegungen hler als Referenz einbezogen werden.

Ein solcher bevorzugter, zigarettenartiger Raucherartikel wird in Fig. 1 gezeigt, welche der Spezifikation beigefügt ist. Es wird auf die Fig. 1 Bezug genommen. Gezeigt wird ein zigarettenartiger Raucherartikel mit einem kleinen kohlenstoffhaltigen Brennelement 10 mit mehreren Durchgängen 11, vorzugsweise etwa dreizehn Stück, die so angeordnet sind, wie das die Fig. 1A zeigt. Dieses Brennelement 10 wird aus einem extrudierten Gemisch aus Kohlenstoff (aus verkohltem Papier), Natriumkarboxymethylzellulosebindemittel (SCMC-Blnderrvttel), K₂CO₃ und Wasser hergestellt, wie das in den oben genannten Patentanmeldungen beschrieben wird.

Der Umfang 8 des Brennelementes 10 wird von einer elastischen Hülle isolierender Fasern 16, beispielsweise Glasfasern, umschlossen.

Ein Abschnitt des Mundendes des Brennelementes 10 wird von einer Metallkapsel 12 überlagert, die ein aerosolerzeugendes Element, einschließlich eines Substratmaterials 14, das eine oder mehrere aerosolbildende Substanzen, z. B. polyhydrische Alkohole wie Glyzerin oder Propylenglykol, und ein Wirkungsmodifikationsmittel, wie Levulinsäure oder Glukosepentaazetat, enthält.

Die Metallkapsel 12 wird von einer Tabakhülle 18 umschlossen. Am Mundende der Metallkapsol 12 in der Mitte des gequetschten Rohres sind zwei schlitzartige Durchginge 20 vorhanden.

Am Mundende der Tabakhülle 18 befindet sich ein Mundstück 22, das aus einem ringförmigen Abschnitt aus Zelluloseazetat 24 und einem Segment aus gerolltem, nichtgewebtem Polypropylenmull 26 besteht, durch den das Aerosol zum Benutzer gelangt. Der Artikel oder Abschnitt davon sind mit einer oder mehreren Lagen Zigarettenpapier 30; 31; 32; 33; 34; 35; 36 umwickelt. Nach dem Anzünden des oben genannten Raucherartikels brennt das Brennelement 10 und erzeugt Wärme, die zum Verflüchtigen des Tabakaromastoffes und aller zusätzlichen aerosolbildenden Substanz oder Substanzen im aerosolerzeugenden Element genutzt wird. Da das bevorzugte Brennelement 10 verhältnismäßig kurz ist, befindet sich der heiße, brennende Feuerkegel immer dicht am aerosolerzeugenden Element, wodurch die Wärmeübertragung auf das aerosolerzeugende Element und die resultierende Aerosolerzeugung maximiert werden, besonders wonn mit dem bevorzugten wärmeleitenden Element gearbeitet wird.

Auf Grund der geringen Größe und der Brenneigenschaften des Brennelementes 10 beginnt das Brennelement 10 in der Regel innerhalb weniger Züge über seine gesamte exponierte Länge zu brennen. So wird der Abschnitt des Brennelementes 10 im Anschluß an das aerosolerzeugende Element schnell heiß, wodurch sich die Wärmeübertragung auf das aorosolerzeugende Element wesentlich vergrößert, besonders während der ersten und mittleren Züge. Da das bevorzugte Brennelement 10 so kurz ist, Ist niemals ein langer Abscinitt nichtbrennenden Brennmaterials vorhanden, um als Wärmeableitung wirken zu können, wie das bei den bekannten Wärme-Aerosol-Artikeln der Fall ist.

Da die aerosolbildende Substanz in bevorzugten Ausführungsbeispielen physisch vom Bronnelement 10 getrennt ist, ist die aerosolbildende Substanz wesentlich niedrigeren Temperaturen ausgesetzt, als sie durch das brennende Brennelement 10 erzeugt worden, wodurch die Möglichkeit des Wärmeabbaus auf ein Minimum reduziert wird. Ebenso verringern die niedrigen Temperaturen, die zur Erzeugung des Aerosols angewendet werden, wesentlich die Menge der unerwünschten Nebenprodukte in Verbindung mit den Wirkungsmodifikationsmitteln, die zur Minderung der Strenge des erzeugten Aerosols eingesetzt werden. Bei den bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung wirken das kurze, kohlenstoffhaltige Brennelement 10, das wärmeleitende Element in Form der Metallkapsel 12 und das isolierende Element mit dem aerosolerzeugenden Element zusammen, um einen Raucherartikel zu schaffen, der beachtliche Mengen an Aerosol bei faktisch jedem Zug erzeugen kann. Die große Nähe des Feuerkegels am aerosolerzeugenden Element nach wenigen Zügen, verbunden mit dem isolierenden Element führen zu einer hohen Wärmeabgabe während der Züge und der relativ langen Schmauchperiode zwischen den Zügen. Im allgemeinen haben die brennbaren Brennelemente, die bei der Ausführung der Erfindung eingesetzt werden, einen Durchmesser, der nicht größer als der einer herkömmlichen Zigarette ist, d. h., kleiner als oder gleich 8mm, und sie sind im allgemeinen kürzer als etwa 20mm. Vorteilhaft ist das Brennelement etwa 15mm lang oder etwas kürzer ausgeführt, es hat vorzugsweise eine Länge von 10 mm oder etwas weniger. Der Durchmesser des Brennelementes liegt vorteilhaft zwischen etsva 2mm und 8mm, vorzugsweise zwischen etwa 4mm und 6mm. Die Dichte der hier eingesetzten Brennelemente liegt zwischen etwa 0,7g/cm¹ und etwa 1,5g/cm³. Vorzugsweise liegt die Dichte über etwa 0,85g/cm³.

Das bevorzugte Material für die Herstellung der Brennelemente ist Kohlenstoff. Der Kohlenstoffgehalt dieser Brennelemente beträgt vorzugsweise etwa 60 bis 70Gew.-% mindestens, besser noch etwa 80Gew.-% oder mehr. Brennelemente mit hohem Kohlenstoffgehalt werden bevorzugt, da sie nur minimale Pyrolyse- und unvollständige Verbrennungsprodukte wenig oder keinen sichtbaren Nebenstromrauch und minimale Asche erzeugen und eine hohe Wärmekapazität haben. Aber auch Brennelemente mit einem niedrigeren Kohlenstoffgehalt, z. B. etwa 50 bis 60 Gew.-%, liegen im Rahmen dieser Erfindung, insbesondere wenn eine geringfügige Menge an Tabak, Tabakextrakt oder ein nichtbrennender, Inerter Füllstoff verwendet werden. Bevorzugte Brennelemente werden ausführlicher in den bereits oben genannten Patentanmeldungen beschrieben. Das im Raucherartikel verwendete aerosolerzeugende Element ist physisch vom Brennelement getrennt. Unter physisch getrennt versteht man, daß das Substrat, Behältnis oder die Kammer, welche die aerosolbildenden Stoffe enthalten, nicht mit dem Brennelement gemischt oder ein Teil von diesem sind. Diese Anordnung trägt dazu bei, den Wärmeabbau der aerosolbildenden Substanz und das Auftreten von Nebenstromrauch zu verringern oder auszuschalten. Das aerosolerzeugende Element ist also kein Teil des Brennelementes, stößt aber vorzugsweise an das Brennelement an, ist mit diesem verbunden oder liegt anderweitig an ihm an, so daß das aerosolerzeugende und das Brennelement sich in einem leitenden

WärmeaustauschverhSltnis befinden. Vorzugsweise wird das leitende Wärmeaustauschverhältnis durch das Vorhandensein eines wärmeleitenden Elementes, beispielsweise einer Metallkapsel 12 aus Metallfolie, erreicht, die gegenüber dem anzuzündenden Ende des Brennelementes 10 ausgespart ist, wodurch wirksam Wärme vom brennenden Brennelement 10 auf das aerosolerzeugende Element geleitet oder übertragen wird.

Das aerosolerzeugende Element ist vorzugsweise um nicht mehr als 15mm vom anzuzündenden Ende des Brennelementes entfernt. Die Länge des aerosolerzeugenden Elementes kann zwischen etwa 2 mm und etwa 60mm betragen, sie liegt vorzugsweise zwischen etwa 6mm und etwa 40mm und günstigstenfalls zwischen etwa 20mm und 35 mm. Der Durchmesser des aerosolerzeugenden Elementes kann zwischen etwa 2mm und etwa 8 mm liegen, vorzugsweise zwischen etwa 3mm und 6mm.

Vorzugsweise gehären zum aerosolerzeugenden Element ein oder mehrere wärmestabilt Stoffe, die ein oder mehrere aerosolbildende Substanzen tragen. In der vorstehenden Verwendung versteht man unter einem „wärmestabilen" Material einen Stoff, der hohen, aber kontrollierten Temperaturen, z. B. von etwa 400°C bis etwa 60O⁰C, standhalten kann, wie sie letztlich nahe des Brennelementes vorhanden sind, ohne daß eine signifikante Zersetzung oder ein Verbrennen auftreten. Es wird angenommen, daß die Verwendung eines solchen Materials dazu beiträgt, die einfache „Rauch'-Chemie des Aerosols zu erhalten, wie sie Im Fehlen einer Ames-Test-AktivitSt bei den bevorzugten Ausführungsbeispielen zum Ausdruck kommt. Andere aerosolerzeugende Elemente, beispielsweise wärmespaltbare Mikrokapseln oder feste aerosolbildende Substanzen, werden zwar nicht bevorzugt, liegen aber im Rahmen der Erfindung, vorausgesetzt, daß sie genügend aerosolbildende Dämpfe freisetzen können, um den Tabakrauch in zufriedenstellender Weise zu ähneln.

Wärmestabile Stoffe, die als Trägermittel oder Substrat für die aerosolbildende Substanz verwendet werden können, sind Fachleuten allgemein bekannt. Brauchbare Trägermittel sollten porös und müssen in der Lage sein, eine aerosolbildende Substanz zu haiton und beim Erhitzen durch das Brennelement einen potentiellen aerosolbildenden Dampf freizusetzen. Zu den geeigneten wärmestabilen Stoffen gehören adsorbierende Kohlenstoffe, wie Kohlenstoffe poröser Qualität, Graphit, aktivierte oder nichtaktivierte Kohlenstoffe und ähnliche wie PC-25 und PG-60, die von dei Union Carbide Corp. erhältlich sind, sowie SGL-Kohlenstoff, erhältlich von der Calgon Corp. Zu den weiteren geeigneten Stoffen gehören keramische Materialien, Glas, Aluminiumoxid, Vermikulit, Tone wie Bentonit oder deren Gemische. Bevorzugt werden Kohlenstoff- und Aluminiumoxidsubstrate.

Ein besondere geeignetes Aluminiumoxidsubstrat ist ein Aluminium mit hoher wirksamer Oberfläche (etwa 28OmVg), wie die von der Davison Chemical Division of W.R.Grace & Co. unter der Bezeichnung SMR-14-1896 zur Verfügung stehende Qualität. Dieses Aluminiumoxid (US-Siebgröße -14 bis +20) wird vorzugsweise etwa eine Stunde lang bei erhöhter Temperatur (z.B. über 1000"C, vorzugsweise zwischen etwa 1400⁰C und 155O⁰C) gesintert, gefolgt von den entsprechenden Wasch- und Trocknungsvorgängen, bovor es verwendet wird.

Es wurde festgestellt, daß geeignete Partikulatsubstrate, auch aus Kohlenstoff, Tabak oder Gemischen aus Kohlenstoff und Tabak hergestellt werden können, die unter Verwendung einer unter dem Markenzeichen „Marumerizer" von der Fuji Paudal KK of Japan verkauften Maschine in einem Einschrittverfahren zur verdichtenden Teilchen geformt werden. Diese Maschine wird in der US-PS-Wiederveröffentlichung Nr.27 214 beschrieben.

Die aerosolbildende Substanz oder Substanzen, die in den Artikeln der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden, müssen ir. der Lage sein, bei den im aerosolerzeugenden Element nach dem Erhitzen durch das brennende Brennelement vorhandenen Temperatüren oin Aerosol zu bilden. Diese Substanzen sind vorzugsweise nicht aus Tabak bestehende, nichtwässerige aerosolbildende Substanzen und setzen eich zusammen aus Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff. Sie können aber auch andere Stoffe einschließen. Diese Substanzen können in fester, halbfester oder flüssiger Form vorhanden sein. Der Siede- oder Sublimationspunkt der Substanz und/oder des Gemische von Substanzen kann bis zu etwa 500°C betragen. Zu den Substanzen mit diesen Eigenschaften gehören polyhydrische Alkohole wie Glycerin, Triethylenglykol und Propylenglykol, sowie aliphatische Ester von Mono-, Di- oder Polykarboxylsäuren wie Methystearat, Dodekandioat, Dimethyltetradodekandioat und andere. Die bevorzugten aerosolbildenden Substanzen sind polyhydrische Alkohole oder Gemische von polyhydrischen Alkoholen. Besonders bevorzugte Aerosolbildner sind aus Glyzerin, Triethylenglykol und Propylenglykol auszuwählen. Wenn ein Substratmaterial als Trägermittel eingesetzt wird, kann die aerosolbildende Substanz nach jeder bekannten Methode auf oder in dem Substrat in einer ausreichenden Konzentration, um das Material zu durchdringen oder zu beschichten, dispergiert werden. Beispielsweise kann die aerosolbildende Substanz in voller Stärke oder in einer verdünnten Lösung durch Tauchen, Besprühen, Dampfauftrag oder ähnliche Methoden aufgebracht werden. F6ste aerosolbildende Komponenten können dem Substratmaterial beigemischt und gleichmäßig in diesem verteilt werden, bevor das abschließende Substrat gebildet wird. Während der Anteil der aerosolbildenden Substanz von Trägermittel zu Trägermittel und von aerosolbildender Substanz zu aerosolbildender Substanz unterschiedlich sein kann, t;ann die Menge von flüssigen aerosolbildenden Substanzen im allgemeinen zwischen etwa 20mg und etwa 140mg schwanken und vorzugsweise zwischen etwa 40mg und etwa 110mg. Soweit das möglich ist, sollte der durch das Substrat gotragene Aerosolbildner dem Benutzer als WTPM zugeführt werden. Vorzugsweise werden mehr als etwa 2Gew.-%, besser noch mehr als etwa 15Gew.-% und günstigstenfalls >^hr als etwa 20Gew.- % des vom Substrat geführten Aerosolbildners als WTPM an den Benutzer übertragen bzw. abgegeben. Das aerosolerzeugende Element kann auch einen oder mehrere flüchtige Aromastoffe enthalten, beispielsweise Menthol, Vanillin, künstlicher Kaffee, Tabakextrakte, Nikotin, Koffein, Alkohole und andere Stoffe, die dem Aerosol Aroma verleihen. Es kann auch jedes andere wünschenswerte flüchtige feste oder flüssige Material enthalten. Alternativ dazu können diese wahlweisen Substanzen zwischen dem aerosolerzeugenden Element und dem Mundstück, beispielsweise in einem gesonderten Substrat oder einer Kammer, angeordnet oder als Überzug in dem Durchgang, der zum Mundstück führt, oder in der wahlweisen Tabakfüllung aufgebracht werden.

Ein besonders bevorzugtes aerosolbildendes Clement besteht aus dem oben genannten Aluminiumoxidsubstrat, das sprühgetrockneten Tabakextrakt, Levulinsäure oder Glukosepentaazetat, einen oder mehrere Aromastoffe und eine Aerosolbildner, wie Glyzerin, enthält.

Eine Tabakfüllung, die auch das Wirkungsmodifikationsmitfel nach der vorliegenden Erfindung enthalten kann, kann unterhalb des Brennelementes eingesetzt werden. In diesen Fällen werden heiße Dämpfe durch den Tabak gespült, um die flüchtigen Komponenten ohne Verbrennung oder wesentliche Pyrolyse aus dem Tabak zu extrahieren oder destillieren. So nim-it der Benutzer ein Aerosol auf, das den Geschmack und das Aroma von natürlichem Tabak, ohne die zahlreichen Verbrennungsprodukte, die durch eine herkömmliche Zigarette erzeugt werden, enthält.

Raucherartikel des hier offengelegten Typs können als Artikel zur Drogenzufuhr, für die Zufuhr von flüchtigen pharmakologisch oder physiologisch aktiven Stoffen, wie Ephedrin, Metaproterenöl, Terbutalin oder ähnlichen verwendet oder für diese Verwendung modifiziert werden.

Das wärmeleitende Element, das vorzugsweise bei der Ausführung dieser Erfindung eingesetzt wird, ist im typischen Fall ein Metallrohr oder eine Metallfolie, in Form einer Metalikapsel 12, beispielsweise tiefgezogene Aluminiumfolie, deren Dicke zwischen weniger als etwa 0,01 mm und etwa 0,1 mm oder mehr variiert. Dicke und/oder Typ des leitenden Materials können variiert werden, beispielsweise Grafoil von der Union Carbide, um tatsächlich jedes gewünschte Maß an Wärmeübertragung zu erreichen.

Wie im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 gezeigt wird, berührt oder überlagert das wärmeleitende Element bzw. die Metallkapsel 12 vorzugsweise den hinteren Abschnitt des Brennelementes 10 und kann den Behälter bilden, der die aerosolbildende Substanz einschließt. Vorzugsweise reicht das wärmeleitende Element über nicht mehr als etwa die Hälfte der Länge des Brennelementes 10. Besser noch ist es, wenn das wärmeleitende Element nicht mehr als etwa die hinteren 5mm, vorzugsweise 2 bis 3 mm, des Brennelementes 10 überlagert oder anderweitig berührt. Bevorzugte ausgesparte Elemente dieses Typs beeinträchtigen die Anzünde· oder Brenneigenschaften des Brennelementes 10 nicht. Diese Elemente tragen dazu bei, das Brennelement 10 auszulöschen, wenn es bis zum Kontaktpunkt mit dem wärmeleitenden Element verbraucht wurde, da dieses dann als Wärmeableitung dient. Diese Elemente stehen auch nicht vom anzuzündenden Ende des Artikels vor, auch nach Verbrauch des Brennelementes nicht.

Die isolierenden Elemente, die bei der Ausführung der Erfindung eingesetzt werden, werden vorzugsweise aus einer oder mehreren Schichten eines isolierenden Materials zu einer elastischen Hülle geformt. Diese Hülle ist vorteilhaft wenigstens etwa 0,5 mm stark, vorzugsweise wenigstens etwa 1 mm und günstigstenfalls zwischen etwa 1,5 mm und 2,0 mm. Vorzugsweisereicht die Hülle über mehr als etwa die halbe Lance des Brennelementes. Vorzugsweise reicht sie über im wesentlichen den gesamten äußeren Umfang des Brennelementes und die Kapsel für das aerosolerzeugende Element. Wie im Ausführungsbeispiel in der Fig. 1 gezeigt wird, können unterschiedliche Stoffe zum Isolieren dieser beiden Komponenten des Artikels eingesetzt werden. Isolierende Elemente, die entsprechend der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden können, bestehen im allgemeinen aus anorganischen oder organischen Fasern, beispielsweise solchen aus Glas, Aluminiumoxid, Siliziumdioxid, glasartigen Materialien, Mineralwolle, Kohlenstoffen, Silizium, Bor, organischen Polymeren, zelluloseartigen Stoffen und ähnlichen, einschließlich der Gemische dieser Stoffe. Ebenso können auch nichtfcsrige Isoliermaterialien, beispielsweise Silika-Aerogel, Pearlit, Glas und ähnliche, verwendet worden. Bevorzugte isolierende Elemente sind elastisch, um den den Eindruck einer herkömmlichen Zigarette zu simulieren helfen. Bevorzugte isolierende Stoffe brennen während der Nutzung nicht. Es können aber auch langsam brennende Stoffe und insbesondere Materialien, die während des Erhitzens schmelzen, beispielsweise Niedrigtemperaturqualitäten von Glasfasern, eingesetzt werden. Diese Stoffe wirken vor allem als isolierende Hülle, welche einen signifikanten Teil der durch das brennende Brennelement erzeugten Wärme hält und zu aerosolerzeugenden Element lenkt. Da die isolierende Hülle im Anschluß an das brennende Brennelement bis zu einem gewissen Grad heiß wird, muß es auch Wärme auf das aerosolerzeugende Element leiten.

Die gegenwärtig bevorzugten Isolationsfasorn sind keramische Fasern, beispielsweise Glasfasern. Zwei bevorzugte Glasfasern sind experimentelle Stoffe, die von Owens - Corning of Toledo, Ohio, unter den Bezeichnungen 6432 und 6437 hergestellt werden. Andere geeignete Glasfasern stehen von der Manning Paper Company aus Troy, New York, unter den Bezeichnungen Manniglas 1000 und Maniglas 1200 zur Verfugung. Nach Möglichkeit sollten Glasfasermaterialien mit einem niedrigen Erweichungspunkt, z. B. unter etwa 650⁰C, bevorzugt werden.

Verschiedene kommerziell erhältliche, anorganische Isolationsfasern werden mit einem Bindemittel, z. B. PVA, hergestellt, das dazu dient, die strukturelle Integrität während der Handhabung zu erhalten. Diese Bindemittel, die beim Erhitzen ein strenges Aroma ergeben wurden, sollten vor der Verwendung in den vorliegenden Artikeln entfernt werden, z. B. durch Erhitzen an Luft auf etwa 650°C für die Dauer von etwa 15 Minuten. Wenn das gewünscht wird, kann Pektin, bis zu etwa 3Gew.-%, den Fasern zugesetzt werden, um die mechanische Festigkeit der Hülle zu gewährleisten, ohne ein strenges Aroma herbeizuführen. Bei den meisten Ausführungsbeispielen der Erfindung sind das Brennelement und das aerosolerzeugende Element an einem Mundstück angebracht, obwohl das Mundstück auch gesondert vorhanden sein kann, z. B. in Form einer Zigarettenspitze zur Benutzung mit wegwerfbaren Brennelement/Aerosolerzeugungshülsen. Das Mundstück kanalisiert die verdampfte aerosolbildende Substanz in den Mund des Benutzers. Auf Grund seiner Länge, etwa 35mm bis 50mm, hält es auch die Wärme vom Feuerkegel vom Mund und den Fingern des Benutzers fern und gewährleistet eine gewisse Kühlung des heißen Aerosols, bevor es den Benutzer erreicht.

Geeignete Mundstücke sollten gegenüber den aerosolbildenden Substanzen träge sein, sollten einen minimalen Aerosolverlust durch Kondensation oder Filtration gewährleisten und sollten der Temperatur an der Grenzfläche zu den anderen Elementen des Artikels standhalten können. Zu den bevorzugten Mundstücken gehört die Zelluloseazetat-Polypropylenmullkombination der Fig. 1, außerdem gehören dazu die in der EP-PS 174645 von Sensabaugh u.a. offengelegten Mundstücke. Die gesamte Länge des Artikels oder jeder Abschnitt davon können mit Zigarettenpapier umwickelt werden. Bevorzugte Papiere an der Brennelementseite sollten während des Brennens des Brennelementes nicht offen aufflammen. Außerdem sollte das Papier kontrollierbare Schmaucheigenschaften haben und eine graue, zigarettenartige Asche erzeugen. Bei den Ausführungsbeispielen, die eine isolierende Hülle aufweisen, wobei das Papier von dem umhüllten Brennelement wegbrennt, wird eine maximale Wärmeübertragung erreicht, da dor Luftstrom zum Brennelement nicht eingeschränkt wird. Es können aber auch Papiere vorgesehen werden, die bei Einwirkung der Wärme vom brennenden Brennelement vollständig oder

teilweise intakt bleiben. Diese Papiere bieten die Möglichkeit, den Luftstrom zum brennenden Brennelement zu beschränken, wodurch die Temperatur kontrolliert wird, bei weicher das Brennelement brennt und die anschließende Wärmeübertragung auf das aerosolerzeugende Element erfolgt.

Um die Brennrate und Temperatur des Brennelementes zu verringern und dadurch ein niedriges CO/COj-Verhältnis

aufrechtzuerhalten, kann als Hüilpapier ein nichtporösns Papier oder ein Papier mit einer Null-Porosität, das so behandelt wurde,

daß es leicht porös wurde, z.B. nichtbrennbares Glimmerpapier mit einer Vielzahl darin befindlicher Löcher, eingesetzt werden.

Ein solches Papier kontrolliert die Wärmeabgabe, insbesondere während der mittleren Züge, d. h. den Zügen 4 bis 6. Um die Aerosolabgabe auf ein Maximum zu bringen, die andernfalls durch radiale, d. h., von außen kommende Luftinfiltration

durch den Artikel verdünnt wurde, kann vom aerosolerzeugenden Element bis zum Mundende ein nichtporöses Papier eingesetzt wocden.

Papiere wie diese sind in der Zig ar«'.ten- und/oder Papierindustrie bekannt, und Gemische solcher Papiere können zur Erzielung

verschiedener funktionell Wirkungen eingesetzt werden. Zu den bevorzugten Papieren, die bei den Artikeln der vorliegenden

Erfindung eingesetzt werden, gehören die Papiere RJR Archer 8-0560-36, Ecusta 646 und EUSTA 01788, hergestellt von der Ecusta of Pisgah Forest, NC, und die Kimberley-Clark-Papiere P 868-16-2 und P 878-63-5. Das von den bevorzugten Artikeln der vorliegenden Erfindung erzeugte Aerosol ist chemisch einfach, es besteht im wesentlichen

aus Luft, Kohlenstoffoxiden, Aensolbildner einschließlich der gewünschten Aromastoffe oder anderen flüchtigen Substanzen,

Wasser und Spurenmengen von anderen Stoffen. Der von den bevorzugten Artikeln dieser Erfindung erzeugte WTPM hat keine

mutagene Wirkung, gemessen nach dem Arnes-Test, d.h., es gibt keine signifikante Dosisroaktionsbeziehung zwischen dem

WTPM, der durch die erfindungsgemäß hergestellten Raucherartikel erzeugt wird, und der Anzahl der Revertanzen, die bei Standard-Versuchsmikroorganismen auftreten, welche diesen Produkten ausgesetzt sind. Nach den Aussagen des Arnes-Tests

weist eine signifikante, dosisabhängige Reaktion auf das Vorhandensein von mutagenen Stoffen in den getesteten Produkten hin. Siehe Arnes u.a., Mut. Res., 31; 347-364 (1975); Nago u.a., Mut. Res., 42; 355 (1977).

Ein weiterer Vorteil der bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung ist das relative Fehlen von Asche, die im Vergleich zur Asche von einer herkömmlichen Zigarette erzeugt wird, wird es im wesentlichen in Kohlenstoffoxide umgewandelt,

mit nur verhältnismäßig geringer Aschebildung, und folglich entfällt die Notwendigkeit, die Asche während der Benutzung zu beseitigen.

Raucherartikel der vorliegenden Erfindung, bei denen Wirkungsmodifikatiünsmittel wie Levulinsäure und Glukosopentaazetat

eingesetzt werden, werden weiter unter Bezugnahme auf die nachfolgenden Beispiele veranschaulicht, welche das Verständnis der vorliegenden Erfindung erleichtern, nicht aber als deren Einschränkung zu verstehen sind. Alle angegebenen Prozentsätze sind, wenn nichts anderes ausgeführt ist, Gewichtsprozente. Alle Temperaturen werden in Grad Celsius angegeben und sind nicht korrigiert. In allen Fällen haben die Artikel einen Durchmesser von etwa 7 bis 8mm, also den Durchmesser einer herkömmlichen Zigarette.

Beispiel 1 Raucherartikel, ähnlich denen nach Fig. 1, wurden auf folgende Weise hergestellt. A) Herstellung der Brennelementquelle

Grand Prairie Canadian (GPC) Kraft-Papier (talkfreie Güte) das aus Hartholz hergestellt wurde und von der Buckeye Cellulose Corp., Memphis, TN, bezogen wurde, wurde zerfasert und in einen Ofen aus rostfreiem Stahl mit einem Durchmesser von 228,6mm und einer Tiefe von 228,6mm gegeben. Die Ofenkammer wurde mit Stickstoff gespült, die Ofentemperatur auf 200⁰C erhöht und zwei Stunden gehalten. Dann wurde die Temperatur im Ofen mit einer Rate von 5°C/h auf 350⁰C erhöht und 2 Stunden bei 350*C gehalten. Dann wurde die Temperatur des Ofens mit einer Rate von 5°C/h auf 750°C erhöht, um die Zellulose weiter zu pyrolysleren. Auch diese Temperatur wurde zwei Stunden beibehalten, um eine gleichmäßige Erhitzung des Kohlenstoffs zu gewährleisten. Dann wurde der Ofen auf Zimmertemperatur abgekühlt und der Kohlenstoff wurde zu einem feinen Pulver (weniger als 400 Siebgröße) unter Verwendung einer .Trost'-Mühle gemahlen. Dieser pulverisierte Kohlenstoff (CGPC) hatte eine abgezapfte Dichte von 0,6g/cm' und einen Gehalt an Wasserstoff plus Sauerstoff von 4%. Neun Teile dieses Kohlenstoffpulvers wurden mit einem Teil SCMC-Pulver gemischt, und es wurde Wasser zugesetzt, um eine dünne Aufschlämmung herzustellen, die dann zu einer Folie gegossen und getrocknet wurde. Die getrocknete Folie wurde dann wieder zu einem feinen Pulver vermählen, und es wurde genügend Wasser zugesetzt, um eine plastische Mischung herzustellen, die ausreichend steif war, um nach der Extrusion ihre Form zu halten. Zum Beispiel weist eine Kugel der Mischung innerhalb eines Tages nur eine geringe Tendenz zum Fließen auf. Diese plastische Mischung wurde dann in einen Chargen-Extruder für Zimmertemperatur gegeben. Die Extrusionsmatrize, die zum Formen o^_- Extrudats verwendet wurde, hatte konische Flächen, um den glatten Fluß der plastischen Masse zu erleichtern. Auf die plastische Masse wurde ein geringer Druck, weniger als 7,03 x 10'kg/m' ausgeübt, um diese durch die Matrize von 4,6mm Durchmesser durchzudrücken. Man ließ den nassen Stab dann über Nacht bei Zimmertemperatur trocknen. Um zu gewährleisten, daß er vollständig trocken war, wurde er dann für zwei Stunden bei B' on Ofen gegeben. Dieser getrocknete Stab hatte eine Dichte von 0,85g/cm¹, einen Durchmesser von

4,5mm und e Iheit vonetwa3%.

Dertrockena, ι .e Stab wurde in Abschnitte von 10mm geschnitten. Durch die Länge des StaLes wurden sieben Löcher zu

O^mmineineruichtbeielnanderliegendenAnordnungmiteinemKerndurchmesser.d.h.demDurchmesserdeskleinstenKreises, derdieLöcherim Brennelement umschreibt, vonetwa2,6mmundeinem Abstand vonetwaO,3mmrwischendenL5cherngebohrt.

B) Sprühgetrockneter Extrakt

Tabak (Burley, Flue Cured, Turkish, usw.) wurde zu einem mittleren Staub vermählen und mit Wasser in einem Tank aus rostfreiem Stahl bei einer Konzentration von etwa 0,4539 bis 0,6808 kg Tabak je 3,785 dm¹ Wasser extrahiert. Die Extraktion wurde bei Raumtemperatur mit mechanischer Rührung über 1 bis etwa 3 Stunden ausgeführt. Das Gemenge wurde zentrifugiert, um die in Suspension befindlichen Feststoffe zu entfernen, und der wäßrige Extrakt wurde sprühgetrocknet, wozu die wäßrige Lösung kontinuierlich zu einem herkömmlichen Sprühtrockner, beispielsweise einem Gerät Anhydro Größu 1, bei einer Einlaßtemperatur von etwa 215 bis 23O⁰C gepumpt und das getrocknete Pulvermaterial am Auslaß des Trockners aufgefangen wurde. Die Auslaßtemperatur lag zwischen etwa 82 und 9O⁰C.

C) Substratheretellung

Aluminiumoxid mit einer hohen wirksamen Oberfläche (wirksame Oberfläche - 28OmVg) von der W. R.Grace & Co. (Bezeichnung SMR-14-1896) mit einer SlebgröGe von -8 bis +14 (USA) wurde bei einer Einwelchtemperatur von etwa 1400⁰C Ober etwa ein« Stunde gesintert und dann gekühlt. Die wirksame Oberfläche des modifizierten Aluminiumoxids betrug etwa 4,OmVg. Das Aluminiumoxid wurde mit Wasser gewaschen und getrocknet. Dem Aluminiumoxid wurden folgende Komponenten zugesetzt: 29 mg sprühgetrockneter Tabak; 40mg Glyzerin; 32mg Triethylenglykol und 9mg 1,3-Butylenglykol sowie 1,2mg Levulinsäure; die Ausgangsmenge des Aluminiumoxids betrug 179mg.

D) Aerosolerzeugendes Element

Die .Metallbehälter für das Substrat waren 30mm lange, spiralförmige gewickelte Aluminiumrohre, die von Niemand, Inc., bezogen wurden und einen Durchmesser von etwa 4,5mm hatten. Als Alternative dazu kann eine tiefgezogene Kapsel, die aus Aluminiumrohr mit einer Starke von etwa 0,1016mm in einer Länge von etwa 32mm mit einem Außendurchmesser von etwa 4,5mm hergestellt wurde, verwendet werden. Ein Ende jedes dieser Rohre wurde gefaltet, um das Mundende der Kapsel abzudichten. Das abgedichtete Ende der Kapsel war mit zwei schlitzartigen öffnungen versehen, jeweils etwa 0,65mm x 3,45mm, mit einem Abstand von etwa 1,14mm, um den Durchgang des Aerosolbildners zum Benutzer zu ermöglichen. Es wurden etwa 170mg des modifizierten Aluminiumoxids verwendet, um die einzelnen Behälter zu füllen. Nachdem die Metallbehälter gefüllt waren, wurden sie durch Einführung von etwa 2 mm des Brennelementes in das offene Ende des Behälters jeweils mit einem Brennelement verbunden.

E) Isolierende Hülle

Die Kombination aus Brennelement und Kapsel wurde an der Brennelementseite mit einer 10mm langen Glasfaserhülle aus Owens-Corning 6437, mit einem Erweichungspunkt von etwa 650°C mit 4 Gew.-% Pektinbindemittel euf einen Durchmesser von etwa 7,5mm umhüllt und mit Papier P878-63-5 umwickelt.

F) Tabakhülle

Ein Tabakstab zu 5,5mm Durchmesser, 28mm lang, der mit einem Papier 646 umwickelt war, z. B. von einer Zigarette ohne Filter, wurde mit einer Sonde so modifiziert, daß er einen Längsdurchgang mit einem Durchmesser von etwa 4,5 mm erhielt.

G) Montage

Die Kombination aus ummantelten Brennelement und Kapsel wurde in den Durchgang des Tabakstabes eingeführt, bis die Glasfaserhülle gegen den Tabak stieß. Die Glasfaser- und die Tabakabschnitte wurden mit Papier Kimberly-Clark P878-16-2

umwickelt.

Ein Mundstück aus Zelluloseazetat, 30mm lang, das mit Papier 646 umwickelt war, ähnlich wie in Fig. 1, wurde mit einem Filterelement, 10mm lang, durch Papier RJR Archer Inc. 8-0560-36 verbunden. Die kombinierte Mundstücksektion wurde mit der aus ummanteltem Brennelement und Kapsel bestehenden Sektion durch

einen kurzen Abschnitt aus weißen Papier und Leim verbunden.

Die sensorische Bewertung des oben hergestellten Raucherartikels ergab, daß der Artikel dem Benutzer eine sanfte, tabakartige Wirkung in der Kehle und einen angenehmen tabakartigen Nachgeschmack vermittelte. Beispiel 2 Raucherartikel wurden im wesentlichen wie im Beispiel 1 hergestellt, dabei wurden allerdings 225mg eines granulierten Kohlenstoffs PG-60 in die Kapsel eingeführt. Der Kohlenstoff PG-60 wurde so behandelt, daß er für die Verwendung als

aerosolerzeugendes Substrat geeignet war, wozu das Material in einer nichtoxydierenden Atmosphäre etwa eine Stunde lang bei einer erhöhten Temperatur, z. B. von etwa 2 500°C, erhitzt wurde, gefolgt von einem entsprechenden Waschen und Trocknen.

Die wirksame Oberfläche des behandelten Kohlenstoffs war geringer als etwa 20OmVg. Das Substratmaterial enthielt

11,3Gew.-% sprühgetrockneten Tabak, 18,8Gew.-% Glyzerin und 1,5Gew.-% Levuli.isäure. Es wurde eine ähnliche Reihe von

Artikeln ohne das Wirkungsmodifikationsmittel hergestellt. Wenn die oben hergestellten Artikel unter FTC-Bedingungen geraucht und mit einer herkömmlichen Zigarette verglichen

wurden, z.B. Camel Lights, wurde festgestellt, daß der pH-Wert des Hauptstromaerosols, das durch den Artikel erzeugt wurde, welches die Levulinsäure enthielt, stark dem pH-Wert der herkömmlichen Zigarette ähnelte, d.h., er lag zwischen etwa 5,5 und 6,5. Die Artikel, die kein Wirkungsmodifikationsmittol enthielten, hatten über etwa 8 Zügen einen pH-Wert zwischen etwa 5,5 und 8,5. Die pH-Wertmessungen wurden so ausgeführt, wie das von Sensebaugh und Cundiff in der oben beschriebenen Quelle beschrieben wurde.

Beispiel 3 Bevorzugte zigarettenartige Raucherartikel des Typs, wie sie im wesentlichen in Fig. 1 veranschaulicht werden, wurden auf

folgende Weise hergestellt:

Das Brennelement, 10mm lang, 4,5mm Außendurchmesser mit einer scheinbaren Dichte, d. h. Schüttdichte von etwa 0,86g/cm³

wurde aus Kohlenstoff, 90Gew.-%, SCMC-Bindemittel, 10Gew.-% und K₂CO₃,1 Gew.-%, hergestellt.

Der Kohlenstoff wurde durch Karbonisieren einer talkfreien Qualität von Grand Prairie Canadian Kraft-Hartholzpapier unter einer Stickstoffdecke, bei einer schrittweisen Temperaturanstiegsrate von etwa 10°C/h auf eine abschließende Karbonisierungstemperatur von 750X, hergestellt. Nachdem der Kohlenstoff unter Stickstoff auf weniger als etwa 35⁰C abgekühlt worden ist, wurde er auf eine Siebgröße von -200

gemahlen. Dann wurde der pulverisierte Kohlenstoff auf eine Temperatur von bis zu etwa 850⁰C erhitzt, um flüchtige Bestandteile zu entfernen.

Nachdem der Kohlenstoff unter Stickstoff auf weniger als etwa 35⁰C abgekühlt worden war, wurde er zu einem feinen Pulver

vermählen, d.h., ein Pulver mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von etwa 0,1 bis SO pm.

Dieses feine Puiver wurde vermengt mit SCMC-Bindemittel Hercules 7 HF, 9 Teile Kohlenstoff :1 Teil Bindemittel, 1 Gew.-% K₂CO₁₁

und genügend Wasser, um eine steife_; talgartige Paste herzustellen.

Aus dieser Paste wurden Brennelemente mit sieben großen Mittellöchern extrudien, die jeweils einen Durchmesser von etwa

0,021 Zoll (0,5334mm) hatten, und mit sechs Umfangelöchern zu je etwa 0,254 mm, wie das in der Fig. 1A gezeigt wird. Die

StegstSrke oder der Abstand zwischen den inneren Löchern betrug etwa 0,2032 mm und die durchschnittliche äußere Stegstärke,

der Abstand zwischen dem Umfang und den Löchern betrug 0,4826mm.

Diese Brennelemente wurden dann unter einer Stickstoffatmosphäre drei Stunden lang bei 90O⁰C nach der Formung

ausgebacken.

Die Kapsel, die zur Herstellung des dargestellten Raucherartikel verwendet wurde, wurde aus tiefgezogenem Aluminium

hergestellt. Die Kapsel hatte eine durchschnittliche Wandstärke von etwa 0,01 mm und war etwa 30mm lang bei einem

Außendurchmesser von etwa 4,5 mm. Der hintere Teil des Behältnisses wurde mit Ausnahme von zwei schlitzartigen Öffnungen,

jeweils etwa 0,65mm χ 3,45mm bei einem Abstand von etwa 1,14mm ab{,e<ixr let, wobei die Öffnungen für den Durchgang des

Aerosolbildners zum Benutzer vorgesehen sind. Das Substratmaterial für das aerosolerzeugende Element war Aluminiumoxid mit hoher wirksamer Oberfläche von W. R. Grace, SMR14-896, wirksame Oberfläche = 28OmVg, mit einer Siebgröße von -14 bis +20 (USA). Vor der Verwendung wurde dieses Aluminiumoxid eine Stunde lang bei einer Einweichtemperatur gesintert, die zwischen etwa 1400 und 1550°C lag. Nach dem Abkühlen wurde dieses Aluminiumoxid mit Wasser gewaschen und getrocknet. Dieses gesinterte Aluminiumoxid wurde nach einer Zweischritt-Methode mit den in der Tabelle I gezeigten Bestandteilen in den

angegebenen Mengen gemischt:

Tabelle I	Total	67,7%
Aluminiumoxid		19,0%
Glyzerin	8,5%
sprühgetrockneter Extrakt	4,2%
Aromastoffgemisch	0,8%
Glukosepentaazetat	100,0%

Der sprühgetrocknete Extrakt ist der trockene Pulverrückstand aus der Verdampfung einer wäßrigen Tabakextraktlösi ng. Er enthält wasserlösliche Tabakkomponenten. Das Aromastoffgemisch ist eine Mischunn. aus Aromaverbindungen, die den Geschmack des Zigarettenrauches simulieren. Eines der hier verwendeten Materialien wurde von Firmenich aus Genf, Schweiz, bezogen und ist unter der Bezeichnung T69-22 erhältlich.

Im ersten Schritt wurde der sprühgetrocknete Tabakextrakt mit genügend Wasser gemischt, um eine Aufschlämmung zu bilden. Diese Aufschlämmung wurde dann durch Mischen auf das Aluminiumsubstrat aufgebracht, bis die Aufschlämmung einheitlich durch das Aluminiumoxid absorbiert war. Dann wurde das behandelte Aluminiumoxid getrocknet, um den Feuchtigkeitsgehalt auf etwa 1 Gew.-% zu senken. Im zweiten Schritt wurde dieses behandelte Aluminiumoxid mit einer Kombination der anderen aufgeführten Bestandteile gemischt, bis die Flüssigkeit gleichmäßig im Aluminiumoxidträgermittel absorbiert war. Die Kapsel wurde mit etwa 325mg dieses Substratmaterials gefüllt.

Ein Brennelement, das in der oben beschriebenen Weise hergestellt wordan war, wurde bis zu einer Tiefe von etwa 3 mm in das offene Ende der gefüllten Kapsel eingeführt. Die Kombination Brennelement-Kapsel wurde an der Brennelementseite mit einer 10mm langen Glasfaserhülle von Owens-Corning 6437 mit einem Erweichungspunkt von etwa 650⁰C mit 4Gew.-% Pektin-Bindemittel bis zu einem Durchmesser von etwa 7,5mm umwickelt. Dann wurde die Glasfaserhülle mit Kimberly-Clark-Papier P878-63-5 umwickelt.

Ein Tabakstab zu 7,5mm Durchmesser, 28mm Länge, mit einer Hülle aus Ecusta-Papier 646 so modifiziert, daß er eine Längsdurchführung mit einem Durchmesser von etwa 4,5mm erhielt. Die umhüllte Brennelement-Kapsel-Kombination wurde in den Durchgang des Tabakstabes eingeführt, bis die Glasfaserhülle gegen den Tabak stieß. Die ummantelten Sektionen wurden durch Kimberly-Clark-Papier P850-208, eine Verfahrensversion von Kimberly-Clark-Papier P 878-16-2 miteinander verbunden.

Ein Mundstück des in Fig. 1 gezeigten Typs wurde durch Kombination von zwei Sektionen hergestellt: erstens einem Hohlzylinder aus Zelluloseazetat (10mm lang/7,5 mm Außendurchmesser/4,5 mm Innendurchmesser), der mit Papier 646 umwickelt war und zweitens einer Sektion aus nichtgewebtem Polypropylenmull, der zu einem 30mm langen Zylinder mit einem Durchmesser von 7,5mm g< rollt wurde, umwickelt mit Kimberly-Clark-Papier P850-186-2, und einer verbindenden Umhüllung aus Kimberly-Clark-Papier P150-188-2.

Die kombinierte Mundstücksektion wurde mit der aus ummanteltem Brennelement und Kapsel bestehenden Sektion durch eine abschließende Hülle aus Papier RJR Archer Inc., 8-0560-36 verbunden.

Die voiliegende Erfindung wurde ausführlich beschrieben, einschließlich der bevorzugten Ausführungsbeispiele. Fachleute werden jedoch bei Betrachtung der vorliegenden Offenlegungsschrift erkennen, daß Modifikationen und/oder Verbesserungen an dieser Erfindung vorgenommen werden können, ohne vom Rahmen und Geist dieser Erfindung abzuweichen, wie sie in den beigefügten Patentansprüchen ausgeführt sind.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von Raucherartikeln mit einem nicht aus Tabak bestehenden Brennelement und einem physisch getrennten aerosolerzeugenden Element sowie einem aerosolbii'denden Mittel, dadurch gekennzeich.net, daß der Raucherartikel ein Mittel beinhaltet, das aus der aus Levulinsäure, einem Kohlehydratesterazetat, einem Kohlehydratesterlevulinat oder deren Gemischen bestehenden Gruppe ausgewählt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel in das aerosolerzeugende Element einbezogen ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kohlenydratesterazetat aus der aus Glukosepentaazetat, Sukroseoktaazetat und Fruktosepentaazetat bestehenden Gruppe ausgewählt wurde.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel Levulinsäure ist.

5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel Glukosepentaazetat ist.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel in einer Menge in den Art'kel einbezogen wird, der ausreichend ist, um einen pH-Wert des Rauches zwischen etwa 4,0 und 7,5 zu gewährleisten.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel in einer Menge in den Artikel einbezogen wird, die ausreichend ist, um einen pH-Wert des Rauches zwischen etwa 5,5 und 7,0 zu gewährleisten.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Brennelement kohlenstoffhaltig ist.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das aerosolerzougende Element ein Substratmaterial einschließt, das ein aerosolbildendes Mittel trägt, wobei das Substratmaterial ausgewählt wird aus Kohlenstoff oder Aluminiumoxid.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel vom Substrat getragen wird und die Menge des eingesetzten Mittels im Bereich von etwa 0,01 bis etwa 8,0Gew.-% des aerosoltragenden Substrats beträgt.

11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel vom Substrat getragen wird und die Menge des eingesetzten Mittels im Bereich von etwa 0,1 bis etwa 3,0Gew.-% des aerosoltragenden Substrats liegt.

12. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel vom Substrat getragen wird und die Menge des eingesetzten Mittels im Bereich von etwa 0,4 bis 2,5Gew.-% des aerosoltragenden Substrats liegt.