DD295080A5

DD295080A5 - Einrichtung zum erzeugen von tabakaehnlichen aerosolen

Info

Publication number: DD295080A5
Application number: DD85341719A
Authority: DD
Inventors: Andrew J Sensabaugh; Henry T Ridings; Iv John H Reynolds; Michael D Shannon; Chandra K Banerjee; Ernest G Farrier
Original assignee: �K@�K@��@��@��k��
Priority date: 1984-09-14
Filing date: 1985-09-13
Publication date: 1991-10-24
Also published as: BG46304A3; PH24137A; LT2059B; US5076292A; US4793365A; CS273608B2; TR24464A; DD295081A5; US4714082A; LV5375A3; LT2060B; MW2785A1; SU1658809A3; ZA856484B; JPH0345658B2; SU1595329A3; CA1305387C; LT2093B; JPS6192558A; LV5376A3

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Erzeugen von tabakaehnlichen Aerosolen. Es sollen sowohl am Anfang des Produktes als auch im weiteren Rauchvorgang bedeutende Aerosolmengen erzeugt, keine groeszere thermische Degradation des Aerosolerzeugers verursacht, die Anwesenheit von Produkten der Pyrolyse oder unvollstaendigen Verbrennung vermieden und keine bedeutenden Mengen eines Seitenstromrauches erzeugt werden. Dies wird erreicht durch a) ein weniger als 30 Millimeter langes brennbares Brennstoffelement, das eine Dichte von mindestens 0,5 g/cm3 aufweist, b) ein aerosolerzeugendes Mittel, das in leitender Waermeaustauschbeziehung zu dem Brennstoffelement steht und c) Mittel zum Liefern des durch das aerosolerzeugendes Mittel erzeugenden Aerosols zum Verbraucher. Fig. 1{Rauchware; Aerosol; Brennstoffelement; Stoff, kohlenstoffhaltig; Element, waermeleitend; Substrat; Tabakfuellung; Mundstueck; Papierhuelse; Filterstueck; Folienstreifen; Zigarettenpapier}

Description

Hierzu 3 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Erzeugen von tabakähnlichen Aerosolen, die im wesentlichen reduzierte Mengen an Produkten unvollständiger Verbrennung und Pyrolyse im Vergleich zu den von einer konventionellen Zigarette normalerweise erzeugten Menge enthalten.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Zahlreiche Rauchwaren wurden in der Vergangenheit - besonders in den letzten 20 bis 30 Jahren - vorgeschlagen, keine hatte jedoch einen geschäftlichen Erfolg aufzuweisen.

Tabakersatzstoffe wurden aus einer umfangreichen Menge von behandeltem und unbehandeltem Pflanzenmaterial hergestellt, wie beispielsweise aus Maisstengeln, Eukalyptusblättern, Lattichblättern, Maisblättern, frischen Maisblütengriffeln, Luzerne u.a. Zahlreiche Patente verweisen auf vorgeschlagene Tabakersatzstoffe, die durch das Verändern von Zellulosestoffen - zum

Beispiel durch Oxydation, Wärmebehandlung oder durch den Zusatz von Stoffen, um die Eigenschaften der Zellulose zu verändern - hergestellt werden. Eine der vollständigsten Aufstell jngen dieser Ersatzstoffe ist im US-Patent 4.079.742 zu finden. Trotz dieser umfangreichen Bemühungen kann von keinem dieser Produkte gesagt werden, daß es als Tabakersatzstoff überzeugt.

Viele Rauchwaren basierten auf der Erzeugung eines Aerosols oder Dampfes. Einige dieser Produkte erzeugen angeblich ein Aerosol oder einen Dampf ohne Wärme, siehe z. B. US-Patent 4.289.089. Die Aerosole oder Dämpfe dieser Waren können den Tabakrauch jedoch nicht adäquat simulieren.

Einige vorgeschlagene aerosolerzeugende Rauchwaren haben eine Wärme- oder Brennstoffquelle verwendet, um ein Aerosol zu erzeugen. Keine dieser Waren war jedoch kommerziell erfolgreich und hat einen großen Absatz gefunden. Das Fehlen solcher Rauchwaren auf dem Markt hat vielfältige Gründe, dazu gehört die unzureichende Aerosolerzeugung sowohl am Anfang als auch während der gesamten Lebensdauer des Produktes, schlechter Geschmack, Fehlgeschmack aufgrund thermischer Degradation des Rauchbildungsstoffes und/oder Geschmacksstoffes, das Vorhandensein substantieller Pyrolyseprodukte und des Seitenstromrauchos sowie unansehnliches Aussehen.

Eine der frühesten dieser vorgeschlagenen Waren wird im US-Patent 2.907.686 beschrieben. Darin ist ein Zigarettenersatzstoff vorgesehen, dereinen absorbierenden Kohlenbrennstoff enthält, vorzugsweise eine 63,5mm lange Holzkohlestange, die brennbar ist, um heiße Gase und einen vom Brennstoff getragenen Geschmacksstoff zu erzeugen, der sich zum Abdestillieren in Verbindung mit der Erzeugung der heißen Gase eignet. Es ist weiter vorgeschlagen worden, daß ein separater Trägerstoff, z. B. Lehm, für den Geschmacksstoff verwendet und ein Rauchbildungsmittel, wie z. B. Glyzerin, dem Geschmacksstoff zugesetzt werden könnte. Der vorgeschlagene Zigarettenersatzstoff ist mit einer konzentrierten Zuckerlösung beschichtet, um eine undurchlässige Schicht zu schaffen und damit zu bewirken, daß die heißen Gase und Geschmacksstoffe zum Mund des Benutzers fließen. Man geht davon aus, daß die Anwesenheit des Geschmacksstoffes und/oder rauchbildenden Mittels im Brennstoff der Rauchware eine wesentliche thermische Degradation dieser Mittel und einen damit verbundenen Fehlgeschmack verursachen würde. Des weiteren glaubt man, daß die Ware die Tendenz aufweisen würde, wesentlichen Seitenstromrauch zu erzeugen, der die unangenehmen Produkte der thermischen Degradation enthält.

Eine andere solche Ware wird im US-Patent 3.258.015 beschrieben. Darin wird eine Rauchware vorgeschlagen, die einen äußeren Zylinder aus Brennstoff mit guten Glimmeigenschaften aufweist, vorzugsweise feingeschnittenen Tabak oder rekonstituierten Tabak, der ein Metallröhrchen umgibt, das Tabak, rekonstituierten Tabak oder eine andere Nikotinquelle und Wasserdampf enthält. Beim Rauchen erhitzt der brennende Brennstoff den Nikotinquellenstoff, damit Nikotindampf und möglicherweise aerosolerzeugender Stoff - einschließlich Wasserdampf- freigesetzt werden, die mit erhitzter Luft, die in das offene Ende des Röhrchens eintritt, gemischt wird. Ein wesentlicher Nachteil dieser Ware liegt im Herausragen des Metallröhrchens, wenn der Tabakbrennstoff verbraucht ist. Andere augenscheinliche Nachteile dieser Rauchware sind die Anwesenheit wesentlicher Tabakpyrolyseprodukte, der wesentliche Tabakseitenstromrauch und die Asche, ebenso wie die mögliche Pyrolyse des Nikotinquellenstoffes in dem Metallröhrchen.

Das US-Patent 3.356.094 enthält eine Lösung, bsi der das herausragende Metallröhrchen eliminiert ist. Es wird ein Röhrchen verwendet, das aus einem Stoff, z.B. aus bestimmten anorganischen Salzen oder epoxidgebundenem Keramikmaterial, der beim Erwärmen zerbrechlich wird, hergestellt ist. Dieses zerbrechliche Röhrchen wird dann entfernt, wenn der Raucher Asche vom Ende der Rauchware entfernt. Obwohl diese Ware einer konventionellen Zigarette sogar sehr ähnelte, wurde scheinbar kein kommerzielles Produkt jemals auf den Markt gebracht.

Im US-Patent 3.738.374 ist die Verwendung von Kohlenstoff oder Graphitfasern, Vlies oder Gewebe verbunden mit einem Oxydationsmittel als Ersatzzigarettenfüllung vorgesehen. Der Geschmack wird erzielt, indem ein Geschmack oder Aroma in das Öffnungsende einer fakultativen Filterspitze gemischt wird.

Die US-Patente 3.943.941 und 4.044.777 und das GB-Patent 1.431.043 schlagen die Verwendung von faserartigem Kohlenbrennstoff vor, der mit flüchtigen Fest- oder Flüssigstoffen gemischt oder imprägniert wird, die in der Lage sind, in den Rauchstrom zu destillieren oder submilieren, um .Rauch" zu schaffen, der beim Brennen des Brennstoffes inhaliert wird. Zu den aufgezählten raucherzeugenden Mitteln gehören mehrwertige Alkohole, wie beispielsweise Propylenglykol, Glyzerin und 1,3-Butylenglykol, und Glyzerinester, wie z. B. Triacetin. Obwohl gewollt ist, daß die flüchtigen Stoffe ohne chemische Veränderung destillieren, glaubt man, daß die Mischung dieser Stoffe mit Brennstoff zu einer wesentlichen thermischen Zersetzung der flüchtigen Stoffe und zu einem bitteren Geschmack führen wird. Ähnliche Produkte werden in den US-Patenten 4.286.604 und 4.326.544 vorgeschlagen.

Im US-Patent 4.340.072 ist eine Rauchware mit einer Brennstoffstange mit einem zentralen Luftdurchgang und einer Mundstückkammer, die ein aerosolbildendes Mittel enthält, vorgeschlagen. Die Brennstoffstange ist vorzugsweise ein Formteil oder Strangpreßteil aus rekonstituiertem Tabak und/oder Tabakersatzstoff, obwohl auch die Verwendung von Tabak, einer Mischung aus Tabakersatzstoff und Kohlenstoff oder einer Natriumkarboxymethylzellulose (SCMC) und Kohlenstoffmischung vorgeschlagen wird. Es wurde auch vorgeschlagen, daß das aerosolbildende Mittel Körnchen, Mikrokapseln eines Geschmackstoffes in Triacetin oder Benzylbenzoat die Nikotinquello bilden. Beim Brennen tritt Luft in den Luftdurchgang, wo sie mit Verbrennungsgasen von der brennenden Stange vermischt wird. Der Fluß dieser heißen Gase spaltet die Körnchen oder Mikrokapseln, damit diese den flüchtigen Stoff freisetzen. Dieser Stoff bildet ein Aerosol und/oder wird in das Hauptstromaerosol überführt. Man glaubt, daß diese Waren teilweise aufgrund der langen Brennstoffstange unzureichend Aerosol aus dem Aerosolbildungsstoff produzieren, um akzeptabel zu sein, insbesondere in den ersten Zügen. Die Verwendung von Mikrokapseln oder Körnchen kann des weiteren die Aerosolzüfuhr aufgrund der zur Spaltung des Wandmaterials erforderlichen Wärme verschlechtern. Außerdem ist scheinbar die gesamte Aerosolzufuhr von der Verwendung einer großen Menge Tabaks oder Tabakersatzstoffen abhängig, die wesentliche Pyrolyseprodukte und Seitenstromrauch liefern würde, was bei dieser Art Rauchware nicht erwünscht wäre.

Das US-Patent 3.516.417 schlägt eine Rauchware mit einem Tabekbrennstoff vor, die mit der Rauchware gemäß US-Patent 4.340.072 identisch ist, mit der Ausnahme, daß ein Tabakstöpsel mit doppelter Intensität anstelle des gekörnten Geschmacksstoffes oder Mikrokapselgeschmacksstoffes verwendet wird, (siehe Abbildung 4 und Spalte 4, Zeilen 17-35). Ähnliche auf Tabak basierende Brennstoffartikel werden in den US-Patenten 4.347.855 und 4.391.285 beschrieben. Die europäische Patentanmeldung 117.355 beschreibt ähnliche Rauchwaren mit einer pyrolysierten Holzzellulosewärmequelle, die

ca. 65mm lang ist und einen axialen Durchgang aufweist. Diese Waren würden etwa die gleichen Probleme aufweisen wie die gemäß US-Patent 4.340.072 vorgeschlagenen Rauchwaren.

Im US-Patent 4.474.191 sind »Rauchvorrichtungen" beschrieben, die einen Lufteintrittskanal aufweisen, der-außer während des Anzündens der Vorrichtung - durch eine feuerresistente Wand vollständig von der Verbrennungskammer isoliert ist. Zur Unterstützung des Anzündens der Vorrichtung ist ein Mittel zum kurzen, zeitweiligen Durchgang von Luft zwischen der Verbrennungskammer und dem Lufteintrittskanal vorgesehen. Die wärmeleitende Wand dient auch als Ablagerungsfläche für Nikotin und andere flüchtige oder sublimierbare tabaksimulierende Stoffe. In einer Darstellung (Abbildungen 9 und 10) hat die Vorrichtung eine harte, wärmeübertragende Hülle. Zu den für diese Hülle nützlichen Stoffen zählen Keramik, Graphit, Metalle etc. In einer anderen Darstellung ist der Ersatz der Tabakbrennstoffquelle (oder anderer brennbarer Stoffe) durch ein gereinigtes, auf Zellulose basierendes Produkt in einer offenen Zellenanordnung vorgesehen, wobei eine Mischung mit aktivierter Holzkohle erfolgt. Es wird festgestellt, daß dieser Stoff, wenn er mit einer aromatischen Substanz imprägniert ist, rauchfreies tabakähnliches Aroma freisetzt.

Trotz jahrzehntelanger Bemühungen und Interesses gibt es noch keine Rauchware auf dem Markt, die die mit dem konventionellen Zigarettenrauchen verbundenen Vorteile bietet, ohne beträchtliche Mengen an Produkten der unvollständigen Verbrennung und Pyrolyse zu liefern, die von einer konventionellen Zigarette erzeugt werden.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, tabakähnliche Aerosole zu erzeugen, die dem Raucher das Gefühl des Zigarettenrauchens ohne ein Verbrennen von Tabak bieten.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zum Erzeugung von tabakähnlichen Aerosolen zu schaffen, die sowohl am Anfang des Produktes als auch im weiteren Rauchvorgang bedeutende Aerosolmengen erzeugt, jedoch keine größere thermische Degradation des Aerosolerzeugers verursacht, die Anwesenheit von Produkten der Pyrolyse oder unvollständigen Verbrennung vermeidet und keine bedeutenden Mengen eines Seitenstromrauches erzeugt. Erfindungsgemäß wird diese erreicht durch

a) ein weniger als 30mm langes brennbares Brennstoffelement, das eine Dichte von mindestens 0,5g/cm³ bositzt;

b) ein aerosolerzeugendes Mittel, welches in leitender Wärmeaustauschbeziehung zu dem Brennstoffelement steht und

c) Mittel zum Liefern des durch das erosolerzeugende Mittel erzeugenden Aerosols zum Verbraucher.

Das Brennstoffelement besteht erfindungsgemäß aus einem kohlenstoffhaltigen Stoff und weist eine Länge von weniger als

20mm auf.

Das Brennstoffelement besitzt erfindungsgemäß eine Länge von weniger als 15mm. Das Brennstoffelement weist erfindungsgemäß über seine gesamte Länge eine Anzahl von Längsbohrungen auf. Zwischen dem Brennstoffelement und dem aerosolerzeugenden Mittel ist erfindungsgemäß ein wärmeleitendes Element

angeordnet.

Das wärmeleitende Element besteht erfindungsgemäß aus Metall. Das wärmeleitende Element besteht erfindungsgemäß aus

einer Metallfolie, die sowohl einen Teil des Brennstoffelementes als auch einen Teil des aerosolerzeugenden Mittels umgibt.

Das wärmeleitende Element umschließt erfindungsgemäß ein Substrat, das den aerosolerzOugenden Stoff enthält. Das wärmeleitende Element besteht erfindungsgemäß aus einer Metallröhre, die zumindest teilweise sowohl im Brennstoffelement als auch im aerosolerzeugenden Mittel eingebettet ist. Das aerosolerzeugende Mittel ist erfindungsgemäß zumindest teilweise in einer Höhlung des Brennstoffelementes angeordnet. Das aerosolerzeugende Mittel enthält erfindungsgemäß ein poröses, nicht korpuskulares Substrat, welches einen Längsdurchgang aufweist. Die Einrichtung liefert erfindungsgemäß mindestens ca. 0,6mg feuchte gesamte Partikelsubstanz in den ersten drei Zügen unter FTC-Rauchbertinnungen. Das aero*alerzeugenoc Mittel enthält erfindungsgemäß ein Substrat, das mit von ca. 35 mg bis 85 mg aerosolbildender Substanz

gefüllt IM.

Zwisch )n dem Mundende des Brennstoffelementes und dem Mundende der Einrichtung ist erfindungsgemäß eineTabakfüllung

angeordnet.

Das Brennstoffelement en¹ hält erfindungsgemäß ein kohlenstoffhaltiges Material. Das wärmeleitende Glied ist erfindungsgemäß in einem Abstand vom Zündende des Brennstoffelementes angeordnet. Ausführungsbeispiel Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen Fig. 1: einen Längsschnitt eines möglichen Ausführungsbeispieles; Fig.1A: den Schnitt 1A-1A nach Fig. 1; Fig. 2: einen Längsschnitt eines weiteren Ausführungsbeispieles; Fig. 2 A: einen Längsschnitt eines modifizierten, kegelig angespitzten Brennstoffelementes des

Ausf Uhrungsbeispieles nach Fig. 2; Fig. 3: einen Längsschnitt eines weiteren Ausführungsbeispieles;

Fig. 3 A: den Schnitt 3A-3A nach Fig. 3; Fig. 4 bis Fig. 9: Längsschnitte durch weitere Ausführungsbeispiele und Fig. 10: eine Kurve der mittleren Höchsttemperaturen der Rauchware aus dem Beispiel 5 während des Rauchvorganges.

Das in Fig. 1 gezeigte Ausführungsbeispiel, das vorzugsweise deii Durchmesser einer üblichen Zigarette aufweist, besteht aus einem kurzen, brennbaren, kohlenstoffhaltigen Brennstoffelement 10, einem sich anschließenden aerosolerzeugenden Mittel 12 und einer folienbedeckten Papierhülse 14, die das Mundstück 15 der Rauchware bildet. In diesem Beispiel ist das Brennstoffelement 10 „Blasrohr'-Holzkohle, d.h. karbonisiertes Holz, mit fünf Längsbohrungen 16 (s. Fig. 1A). Das Brennstoffelement 10, das ca. 20mm lang ist, kann auch mit Zigarettenpapier zum besseren Anzünden des Holzkohlebrennstoffs umhüllt sein. Dieses Zigarettenpapier kann mit bekannten Brennzusatzstoffen behandelt sein.

Das aerosolerzeugende Mittel 12 beinhaltet eine Menge von Glasperlen 20, die mit einer oder mehreren aerosolbildenden Substanzen, wie z. B. Glyzerin, beschichtet sind. Die Glasperlen 20 sind von einer porösen Scheibe 22, die aus Zelluloseazetat gefertigt sein kann, zusammengehalten. Die Scheibe 22 kann eine Anzahl von peripheralen Rillen 24 aufweisen, die einen Durchgang zwischen der Scheibe 22 und der folienbedeckten Papierhülse 14 gewährleisten.

Die folienbedeckte Papierhülse 14, die das Mundstück 15 der Rauchware bildet, umhüllt das aerosolerzeuger^ Mittel 12 und das nicht-anzündbare Ende des Brennstoffelementes 10. Die Papierhülse 14 bildet auch einen Durchgang 26 für Aerosol zwischen dem aerosolerzeugenden Mittel 12 und dem Mundstück 15.

Die Anwesenheit der folienbedeckten Papierhülse 14, die das nicht-anzündbare Ende des Brennstoffelementes 10 mit dem aerosolerzeugenden Mittel 12 verbindet, vergrößert auch die Wärmeübertragung zum Aerosolerzeuger. Die Folie hilft auch beim Löschen des Feuerzapfens. Wenn nur eine kleine Menge des unverbrannten Brennstoffs bleibt, wirkt der Wärmeverlust in der Folie als Wärmesenkung, die den Feuerzapfen zu löschen hilft.

Die in dieser Rauchware gebrauchte Folie ist üblicherweise eine 0,35 Mil (0,0089mm) dicke Aluminiumfolie, die Dicke und/oder das verwendete Metall können jedoch verschieden sein, um einen beliebigen gewünschten Wärmeübertragungsgrad zu ei reichen. Es können auch andere wärmeleitende Stoffe, z.B. Grafoil, verwendet werden.

Die in Fig. 1 dargestellte Rauchware kann auch eine Tabakfüllung 28 oder einen Tabakstöpsel für einen Duftbeitrag zum Aerosol beinhalten. Diese Tabakfüllung 28 kann an dem Mundende der Scheibe 22, wie in Fig. 1 gezeigt, oder zwischen den Glasperlen 20 und der Scheibe 22 placiert werden. Sie kann auch im Durchgang 26, getrennt vom aerosolerzeugenden Mittel 12, liegen. In dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel ist das kurze Brennstoffelement 10 eine gepreßte Kohlestange oder ein Kohlestöpsel, ca. 20mm lang, mit einer Längsbohrung 16. Der Brennstoff kann auch aus karbonisierten Fasern bestehen, und vorzugsweise einen der Längsbohrung 16 entsprechenden Längsdurchgang haben. In diesem Ausführungsbeispiel beinhaltet das aerosolerzeugende Mittel (12) ein wärmebeständiges, leitendes, kohlenstoffhaltige Substrat 30, z. B. einen Stöpsel aus poröser Kohle, das mit einer oder mehreren aerosolbildenden Substanzen imprägniert ist. Dieses Substrat 30 kann auch mit einem Längsdurchgang 32, wie in Fig. 2 dargestellt, versehen sein. Dieses Ausführungsbeispiel beinhaltet auch eine Tabakfüllung 28, die vorzugsweise am Mundende des Substrats 30 liegt. Aus ästhetischen Gründen kann diese Rauchware auch einen stark porösen Zelluloseazetatfilter 34 aufweisen, der periphere Rillen 36 als Durchgänge für die aerosolbildenden Substanzen zwischen dem Zelluloseazetatfilter 34 und der Papierhülse 14 aufweisen kann. Das Anzündende 11 des Brennstoffelemente 110 kann auch für eine bessere Anzündbarkeit kegelig angespitzt sein.

Das in Fig.3 gezeigte Ausführungsbeispiel beinhaltet ein kurzes, brennbares, kohlenstoffhaltiges Brennstoffelement 10, das mit dem aerosolerzeugenden Mittel 12 durch eine wärmeleitende Stange 99 und eine folienbedeckte Papierhülse 14 verbunden ist. Die Papierhülse 14 ist auch mit dem Mundstück 15 der Rauchware verbunden ist. Die Papierhülse 14 ist auch mit dem Mundstück 15 der Rauchware verbunden. Das Brennstoffelement 10 kann in diesem Ausführungsbeispiel Blasrohrholzkohle, eine gepreßte oder extrudierte Kohlestange, ein gepreßter oder extrudierter Kohlezapfen oder eine andere kohlenstoffhaltige Brennstoffquelle sein.

Das aerosolerzeugende Mittel 12 beinhaltet ein wärmebeständiges, kohlestoffhaltiges Substrat 30, z. B. einen Stöpsel aus poröser Kohle, das mit einer oder mehreren aerosolbildenden Substanzen imprägniert ist. Zwischen dem Brennstoffelement 10 und dem Substrat 30 bleibt in diesem Ausführungsbeispiel ein Leerraum 97. Der Teil der folienbedeckten Papierhülse 14 rund um diesen Leerraum 97 hat viele periphere Löcher 100, die in den Leerraum 97 eine für einen geeigneten Druckabfall ausreichende Luftmenge durchlassen.

Wie in Fig. 3 und 3 A dargestellt ist, beinhaltet das wärmeleitende Mittel eine wärmeleitende Stange 99 und die folienbedeckte Papierhülse 14. Die Stange 99, vorzugsweise aus Aluminium, hat mindestens eine, vorzugsweise zwei bis fünf Rillen 96 für den Luftdurchgang durch das Substrat. Die Rauchware in Fig.3 hat den Vorteil, daß die in den Leeraum 97 zugeführte Luft weniger Kohlenoxydationsprodukte enthält, weil sie nicht durch den brennenden Brennstoff gezogen wird.

Das Beispiel in Fig.4 beinhaltet ein faseriges Brennstoffelement 10 aus Kohle, z. B. karbonisierte Baumwolle oder Chemiefaser. Das Brennstoffelement 10 hat eine Längsbohrung 16. Das Substrat 38 des aerosolerzeugenden Mittels 12 ist körnige, wärmebeständige Kohle, und unmittelbar hinter dem Substrat 38 liegt die Tabakfüllung 28. Diese Rauchware ist mit einer Zelluloseazetathülse 40 anstelle der folienbedeckten Papierhülse 14 in den vorigen Beispielen versehen und enthält ein Ringsegment 42 aus Zelluloseazetat, das ein Röhrchen 44 aus beliebigem Kunststoff, z.B. Polypropylen, umhüllt. An dem Mundstück 15 dieses Teils befindet sich ein schwachwirkendes Filterstück 45 aus Zelluloseazetat. Die Rauchware ist auf ihrer ganzen Länge mit Zigarettenpapier 46 umhüllt. Das Mundende lann mit Kork 48 oder weißer Tinte für die Simulation eines Mundstücks 15 beschichtet sein. Im Innern des Papiers, in der Nähe des Brennstofft3ils der Rauchware, befindet sich ein Folienstreifen 50, der vorzugsweise von dem Endteil des Brennstoffelementes 10 bis zum Mundende der Tabakfüllung 28 reicht. Der Folienstreifen 50 kann eine Einheit mit dem Papier bilden oder als separates Stück vor der Papierumhüllung angewandt werden.

Das Ausführungsbeispiel in Fig. 5 ist dem Beispiel in Fig.4 ähnlich. In diesem Beispiel besteht das aerosolerzeugende Mittel 12 aus einer Aluminiummakrokapsel 52, die mit körnigem Substrat, oder, wie in der Zeichnung gezeigt ist, mit einer Mischung eines körnigen Substrats 54 und Tabak 56 gefüllt wird. Die Aluminiummakrokapsel 52 ist an ihren Enden 58; 60 gefaltet, um den Stoff einzuschließen und eine Verschiebung des Aerosolerzeugers zu verhindern. Dds gefaltete Ende 58 an dem Brennstoffende berührt vorzugsweise das hintere Ende des Brennstoffelementes 10, um eine leitende Wärmeübertragung zu gewährleisten.

Auch der durch das Ende 58 gebildete Leerraum 62 hilft, eine Verschiebung des Aerosolerzeugers zum Brennstoff hin zu verhindern. Längsdurchgänge 59; 61 ermöglichen den Durchfluß von Luft und aerosolbildenden Substanzen. Die Aluminiummakrokapsel 52 und das Brennstoffelement 10 können, wie in der Zeichnung, mit üblichem Zigarettenpapier 47 oder mit perforiertem Keramikpapier oder mit einem Folienstreifen verbunden sein. Wird Zigarettenpapier verwendet, muß der Streifen 64 in der Nähe des hinteren Brennstoffendes gedruckt oder mit Natriumsilikat oder einer anderen bekannten Substanz, die ein Löschen des Papiers verursacht, beschichtet werden. Die ganze Länge der Rauchware wird mit üblichem Zigarettenpapier 46 umhüllt.

In Fig.6 wird ein anderes Ausführungsbeispiel mit einem gepreßten Brennstoffelement 10 aus Kohle gezeigt. In diesem Beispiel hat das Brennstoffelement 10 ein für ein besseres Anzünden kegelig angespitztes Anzündende 11 und ein angespitztes Hinterende 9 für eine leichtere Einpassung in eine röhrenförmige Folienhülle 66. Das hintere Brennstoffelementende stößt an eine Aluminiumscheibe 68 mit einem Loch 70 in ihrer Mitte. Eine zweite Aluminiumscheibe 72 mit einem Loch 74 kann sich an dem Mundende dos aerosolerzeugenden Mittels 12 befinden. Zwischen den Aluminiumscheiben 68; 72 liegt eine Zone 76 mit Partikelsubstrat und eine Zone 78 mit Tabak. Die Folienhülle 66, in der sich das Brennstoffelement 10 befindet, erstreckt sich nach hinten über die zweite Aluminiumscheibe 72 hinaus.

Dieses Ausführungsbeispiel enthält auch ein hohles Ringsegment 42 aus Zelluloseaztet mit einem inneren Röhrchen 44 aus Polypropylen und einem Filterstück 45 aus Zelluloseazetat. Die ganze Länge der Rauchware ist vorzugsweise mit Zigarettenpapier 46 umhüllt.

Das in Fig. 7 gezeigte Ausführungsbeispiel veranschaulicht den Gebrauch eines Substrats 80, das in einer großen Höhlung 82 im Brennstoffelement 10 eingebettet ist. Das Brennstoffelement 10 besteht in diesem Beispiel vorzugsweise aus extrudierter Kohle, und das Substrat 80 ist gewöhnlich ein verhältnismäßig steifer poröser Stoff. Die ganze Länge der Ra'jchware ist mit üblichem Zigarettenpapier 46 umhüllt. Dieses Beispiel kann auch einen Folienstreifen 84, der das Brennstoffelement 10 mit der Zelluloseazetathülse 40 verbindet und das Feuer zu löschen hilft, enthalten.

Die in Fig.8 und 9 dargestellten Ausführungsbeispiele enthalten eine unbrennbare Isolierhülse 86 rund um das Brennstoffelement 10, die das Brennstoffelement 10 isoliert und die Wärme in diesem Element konzentriert. Diese Beispiele schränken bedeutend die durch den brennenden Feuerzapfen verursachte Brandgefahr ein.

In dem Ausführungsbeispiel in Fig. 8 liegt sowohl das Brennstoffelement 10 als auch das Substrat 30 in einer Rundhülle oder Isolierhülse 86 aus Isolierfasern, z. B. Keramik- oder Glasfasern. Anstelle der Keramikfasern können auch unbrennbare Kohleoder Graphitfasern angewandt werden. Das Brennstoffelement 10 besteht vorzugsweise aus einem extrudieren Kohlestöpsel mit einer Längsbohrung 16. In dem Beispiel in Fig. 8 erstreckt sich das Anzündende 11 für ein leichteres Anzünden etwas über den Rand der Isolierhülse 86 hinaus. Das Substrat 30 ist ein fester, poröser Kohlenstoff, es können jedoch auch andere Substratarten verwendet werden. Das Substrat 30 und das Endteil des Brennstoffelementes 10 sind von einem Stück Aluminiumfolie 87 umhüllt. Wie dargestellt, ist diese umhüllte Brennstoff/Substrat-Einheit mit einem Mundstück 15, wie die längliche Zelluloseazetathülse 40, durch die Umhüllung aus üblichem Zigarettenpapier46 verbunden. Die Isolierhülse 86 erstreckt sich bis zum Mundende des Substrats 30, sie kann jedoch das Ringsegment 42 aus Zelluloseazetat ersetzen. In dem Ausführungsbeispiel in Fig. 9 wird eine ähnliche Aluminiummakrokapsel 52, wie die in Fig. 5 dargestellte, für ein Einschließen des körnigen Substrats 54 und des Tabaks 56 verv 'endet. Diese Aluminiummakrokapsel 52 befindet sich vorzugsweise völlig in der Isolierhülse 86. Außerdem erstreckt s.ui uas Anzündende 11 des Brennstoffelementes 10 nicht über das vordere Ende der Isolierhülse 86 hinaus. Die Aluminiummakrokapsel 52 und das Endteil des Brennstoffelementes 10 sind vorzugsweise von einem Stück Aluminiumfolie, ähnlich wie in Fig. 8, umhüllt.

Als Alternative kann die Aluminiummakrokapsel 52, die das Substrat 54 umhüllt, nur am Mundende gefaltet sein. In diesem Fall kann das Hinterende des Brennstoffelementes 10 in ein Ende der Aluminiummakrokapsel 52 hineingesteckt sein, und ein Propylenrohr kann darüber gesetzt oder an das Mundende der Aluminiummakrokapsel 52 anstoßend placiert werden. Die ganze Einheit wird mit Glasfasern bi? zum Durchmesser einer üblichen Zigarette umhüllt.

Nach dem Anzünden eines der vorgenannten Ausführungsbeispiele wird das Brennstoffelement 10 brennen und die für das Verflüchtigen der aerosolbildenden Substanz oder Substanzen in dem aerosolerzeugenden Mittel 12 erforderliche Wärme erzeugen. Die flüchtigen Stoffe werden zu dem Mundstück 15 und woiter in den Mund des Rauchers, besonders während des Zuges, gezogen, ähnlich wie der Rauch einer üblichen Zigarette.

Da das Brennstoffelement vorzugsweise verhältnismäßig kurz ist, ist der heiße, brennende Feuerzapfen immer in der Nähe des Aerosolerzeugers, wodurch die Wärmeübertragung zu dem aerosolerzeugenden Mittel 12 und die resultierende Aerosolproduktion vergrößert wird, und besonders, wenn ein bevorzugtes wärmeleitendes Element verwendet wird. Außerdem hat das bevorzugte Isolierelement die Tendenz, die Wärme zu beschränken, zu richten und in dem Mittelkern der Rauchware zu konzentrieren, wodurch die zu den aerosolbildenden Substanzen übertragene Wärme wächst.

Da die aerosolbildende Substanz physikalisch von dem Brennstoff separiert ist, sie bedeutend niedrigeren Temperaturen als der brennende Feuerzapfen ausgesetzt, und dadurch wird die Möglichkeit einer thermischen Degradation des Aerosolerzeugers minimalisiert. Dies verursacht auch die Aerosolproduktion während des Zuges, aber geringe oder sogar keine Produktion während des Glimmens. Außerdem eliminiert das bevorzugte kohlenstoffhaltige Brennstoffelement und ein physikalisch getrenntes aerosolerzeugendes Mittel die Anwesenheit einer bedeutenden Menge von Produkten der Pyrolyse oder unvollständigen Verbrennung, und vermeidet das Erzeugen vom Seitenstromrauch.

Wegen der kleinen Größe und des Brenncharakteristikums des erfindungsgemäß verwendeten kohlenstoffhaltigen Brennstoffelementes fängt das Brennstoffelement wesentlich auf seiner ganzen enthüllten Länge an, in den ersten Zügen zu brennen. Deshalb wird der an das aerosolerzeugende Mittel angrenzende Teil des Brennstoffelementes schnell heiß, wodurch die Wärmeübertragung zu dem aerosolerzeugenden Mittel, besonders während der ersten und mittleren Züge, bedeutend größer wird. Da das bevorzugte Brennstoffelement kurz ist, bleibt hier niemals ein langer nichtbrennender, als Wärmesenker wirkender Teil des Brennstoffelementes, wie es in den bisherigen Aerosolwaren üblich war. Die Wärmeübertragung und weiter die Aerosolzulieferung werden auch durch den Gebrauch von Bohrungen in dem Brennstoff, die heiße Luft zu dem Aerosolerzeuger, besonders während des Zuges, ziehen, erhöht.

In den bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen verursachen das kurze kohlenstoffhaltige Brennstoffelement,

das wärmeübertragende Element, das Isoliermittel und die Bohrungen im Brennstoff gemeinsam mit dem Aerosolerzeuger die

Bildung eines Systems, das imstande ist, bedeutende Aerosolmengen bei jedem Zug zu produzieren. Die Nähe des Feuerzapfens

zu dem Aerosolerzeuger nach den ersten Zügen ergibt, zusammen mit dem Isoliermittel, eine hohe Wärmeübergabe sowohl während des Zuges als während des verhältnismäßig lange dauernden Glimmens zwischen den Zügen.

Es wird angenommen, ohne zu theoretisieren, daß das aerosolerzeugende Mittel zwischen den Zügen eine verhältnismäßig

hohe Temperatur behält, und die zusätzliche, zwischen den Zügen gelieferte Wärme, die durch das Loch oder die Löcher in dem

Brennstoffelement wesentlich erhöht wird, ist vor allem für das Verdampfen der aersolbildenden Substanz gedacht. Diese

erhöhte Wärmeübertragung verbessert die Ausnutzung der verfügbaren Brenristoffenergie, vermindert die Menge des verwendeten Brennstoffs und hilft bei der frühen Bereitstellung des Aerosols. Es wird weiter angenommen, daß die erfindungsgemäß erfolgende leitende Wärmeübertragung die Verbrennungstemperatur des Brennstoffs vermindert, wodurch das CO/CCVVerhältnis in den vom Brennstoff erzeugten Verbrennungsprodukten verringert wird, siehe z. B. General Inorganic

Chemistry von G.Hagg, Seite 592 (John Wiley & Sons, 1969). Es ist ferner möglich, durch eine entsprechende Wahl des Brennstoffelementes, der Isolierhülle, der Papierumhüllung und des

wärmeübertragenden Mittels die Brenneigenschaften der Brennstoffquelle zu kontrollieren. Als Folge entstehen dabei

Möglichkeiten einer Kontrolle der Wärmeübertragung zum Aerosolerzeuger, wodurch die Anzahl der Züge und/oder die Menge

des an den Raucher gelieferten Aerosols geändert wird.

Die erfindungsgemäß verwendeten brennbaren Brennstoffelemente sind gewöhnlich weniger als ca. 30 mm lang. Es ist

vorteilhaft, wenn das Brennstoffelement ca. 20 mm oder weniger, vorzugsweise ca. 15mm oder weniger, lang ist. Ein vorteilhafter Durchmesser des Brennstoffelementes ist zwischen 3 und 8mm, vorzugsweise ca. 4 bis 5mm. Die Dichte des hier verwendeten Brennstoffelementes ist von ca. 0,5g/cm³ bis ca. 1,5g/cm³. Vorzugsweise ist die Dichte größer als 0,7g/cm³ und besser sogar größer als 0,8g/cm³. Vorzugsweise wird der Brennstoff mit einer oder mehreren Längsbohrungen, wie die

Bohrungen in Fig. 1 bis 5, versehen. Diese Bohrungen gewährleisten eine Porösität und erhöhen die frühe Wärmeübertragung

zum Substrat durch Vergrößern der Menge der heißen Gase, die zum Substrat abgegeben weiden.

Die erfindungsgemäß bevorzugten Brennstoffelemente bestehen hauptsächlich aus kohlenstoffhaltigen Stoffen. Kohlenstoffhaltige Brennstoffelemente sind vorzugsweise von ca. 5 bis 15mm, besser noch von 8 bis 12 mm, lang. Derartige

kohlenstoffhaltige Brennstoffelemente genügen für eine Brennstofflieferung während mindestens ca. 7 bis 10 Zügen, einer normalen Anzahl der Züge, die beim Rauchen einer üblichen Zigarette in FTC Umständen erreichbar ist.

Der Kohlegehalt in einem derartigen Brennstoffelement ist vorzugsweise mindestens 60 bis 70 und besser noch mindestens

80Gew.-% oder sogar mehr. Ausgezeichnete Ergebnisse werden mit Brennstoffelementen, die einen Kohlegehalt über ca.

85Gew.-% haben, erreicht. Brennstoffe mit hohem Kohletehalt sind bevorzugt, we il sie eine minimale Menge von Produkten der

Pyrolyse und unvollständigen Verbrennung, wenig oder keinen sichtbaren Seitenstromrauch und eine minimale Menge von Asche erzeugen, und dabei eine hohe Wärmeaufnahmefähigkeit haben. Brennstoffelemente mit niedrigerem Kohlegehalt, z. B. ca. 60 bis 65Gew.-%, liegen jedoch im Bereich dieser Erfindung,

besonders wenn ein unbrennbarer Inertfilter verwendet wird.

Obwohl das nicht bevorzugt ist, können auch andere Brennstoffe verwendet werden, z. B. Tabak, Tabakersatz usw., unter der Bedingung, daß sie genug Wärme für das Erzeugen der gewünschten Aerosolmenge aus dem aerosolbildenden Stoff

produzieren und abgeben, wie es vorher besprochen wurden. Die Dichte des verwendeten Brennstoffes soll über ca. 0,5g/cm³, vorzugsweise über ca. 0,7g/cm³ liegen, was höher als die üblich in konventionellen Rauchwaren vorkommenden Dichten liegt.

Es wird bevorzugt, wenn derartige andere Stoffe verwendet werden, dem Brennstoff Kohle zuzusetzen, vorzugsweise in einer Menge von mindestens ca. 20 bis 40Gew.-%, besser noch mindestens ca. 50Gew.-% und am besten mindestens ca. 60 bis

70Gew.-%, der Rest besteht aus anderen Brennstoffbestandteilen, einschließlich beliebiger Bindemittel, Verbrennmodifizierer,

Feuchtigkeit usw. Die in bevorzugten Brennstoffen oder als bevorzugte Brennstoffe verwendeten kohlenstoffhaltigen Stoffe können von einer

beliebigen der vielen Kohlequellen, die dem Fachmann bekannt sind, stammen. Vorzugsweise wird das kohlenstoffhaltige

Material durch Pyrolyse oder Karbonisation der Zellulosederivate, z. B. Holz, Baumwolle, Chemiefaser, Tabak, Kokosnuß, Papier

usw. erhalten, obwohl von anderen Quellen stammende kohlenstoffhaltige Stoffe auch verwendet werden können.

In den meisten Fällen kann das kohlenstoffhaltige Brennstoffelement mit Hilfe eines üblichen Zigarettenfeuerzeuges, ohne Gebrauch eines Oxydationsmittels, angezündet werden. Derartige Brenncharakteristiken haben gewöhnlich Zellulosederivate,

die bei Temperaturen zwischen ca. 400⁰C bis ca. 1000⁰C, und vorzugsweise zwischen ca. 500⁰C bis ca. 950°C, in einer

Inertgashülle oder im Vakuum pyrolysiert wurden. Es wird angenommen, daß die Pyrolysezeit keine Bedeutung hat, solange die Temperatur in der Mitte der pyrolysierten Masse den oben genannten Temperaturbereich mindestens während einiger Minuton

erreicht hat. Eine langsame Pyrolyse, bei der allmählich während vielen Stunden wachsende Temperaturen angewendet werden, erzeugen jedoch mehr gleichförmige Stoffe mit einem höheren Kohlegewinn.

Obwohl es in den meisten Fällen unerwünscht ist, sind die kohlenstoffhaltigen Brennstoffelemente, die eine Zugabe eines Oxydationsmittels für eine Anzündbarkeit durch ein Zigarettenfeuerzeug brauchen, in den Bereich der vorliegenden Erfindung

mit eingeschlossen, ähnlich wie kohlenstoffhaltige Stoffe, die den Gebrauch von einem Glühverzögerer oder einem anderen

Verbrennungsmodifizierer verlangen. Derartige Verbrennungsmodifizierer sind in vielen Patenten und Publikationen

veröffentlicht worden und dem Fachmann bekannt.

Die erfindungsgemäß meistbevorzugten kohlenstoffhaltigen Brennstoffelemente onthalten im wesentlichen keine flüchtigen

organischen Stoffe. Dies bedeutet, daß das Brennstoffelement nicht absichtlich imprägniert oder mit bedeutenden Mengen flüchtiger organischer Stoffe, z. B. flüchtige aerosolbildende Mittel oder Duftmittel, die in dem brennenden Brennstoff degradiert werden könnten, gemischt wird. Kleine Wassermengen, die von dem Brennstoff natürlich absorbiert werden, können jedoch vorhanden sein. Ähnlich können sich auch aus dem aerosolerzeugenden Mittel kommende kleine Mengen der aerosolbildenden

Substanzen in dem Brennstoffelement befinden. Ein bevorzugtes kohlenstoffhaltiges Brennstoffelement ist eine gepreßte oder extrudierte Kohlemasse aus Kohle und Bindemittel, die durch übliches Preßformen oder Extrudieren erzeugt wird. Bevorzugte Aktivkohle für dieses Brennstoffelement

ist PCB-G, nicht-aktivierte Kohle ist PXC, beide von Calgon Carbon Corporation, Pittsburgh, PA, USA, zu erhalten. Andere bevorzugte

Kohlen für das Preßformen und/oder Extrudieren werden aus pyrolysierter Baumwolle oder pyrolysierten Papieren erzeugt.

Die Bindemittet, die beim Vorbereiten eines derartigen Brennstoffelementes verwendet werden können, sind in der Art gut bekannt. Ein bevorzugtes Bindemittel ist Natriumzelluloseglykolat, das allein, was bevorzugt ist, oder in Verbindung mit solchen Stoffen wie Natriumchlorid, Vermiculit, Bentonit, Kalziumkarbonat usw. verwendet wird. Weitere nützliche Bindemittel sind Gummistoffe,z.B. Guargummi, und andere Zellulosederivate, wie Methylzellulose und Karboxymethylzellulose. Es kann ein breiter Bereich der Bindemittelkonzentrationen eingesetzt werden. Dabei ist es vorteilhaft, die Menge des Binders zu beschränken, um den Anteil des Bindemittels in unerwünschten Verbrennungsprodukten zu minimalisieren, andererseits muß aber eine genügende Menge des Binders zugegeben werden, die das Brennstoffelement während der Einstellung und des Gebrauches zusammenhalten wird. Die verwendete Menge hängt also von der Kohäsion der Kohle im Brennstoffelement ab. Auf Wusch kann das oben genannte Brennstoffelement nach der Formung pyrolysiert werden, z.B. bis ca. 65O⁰C während zwei Stunden, wodurch das Bindemittel in Kohle umgeformt wird und dns Brennstoffelement 100% Kohle aufweist. Die erfindungsgemäß angewandten Brennstoffelemente können auch einen oder mehrere Zusatzstoffe zum besseren Brennen enthalten, z. B. bis ca. 5Gew.-% Natriumchlorid, das die Glimmcharakteristik verbessert und als Glühverzögerer wirkt. Es kann auch Kaliumkarbonat bis 5Gew.-%, vorzugsweise 1 bis 2 Gew.-% für eine bessere Anzündbarkeit zugegeben werden. Es können auch andere Zusatzstoffe zur Verbesserung der physikalischen Eigenschaften, z. B. Kaolin, Serpentin, Attapulgit usw. verwendet werden.

Ein weiteres kohlenstoffhaltiges Brennstoffelement ist Kohlefaserbrennstoff, der durch Karbonisieren eines faserigen Vorgängers, z. B. Baumwolle, Chemiefaser, Papier, Polyacrylnitril usw. erzeugt wird. Gewöhnlich ist eine Pyrolyse bei ca. 650°C bis 1000⁰C, vorzugsweise bei ca. 950°C, während ca. 30 Minuten, in einer Inertgashülle oder im Vakuum, für das Erzeugen einer brauchbaren Kohlefaser mit guten Brenneigenschaften ausreichend. Es können auch Verbrennungsmodifizierer diesen Faserbrennstoffen zugegeben werden.

Das bei erfindungsgemäßer Anwendung verwendete aerosolerzeugende Mittel ist physikalisch von dem Brennstoffelement getrennt. Durch „physikalisch getrennt" wird gemeint, daß das Substrat, der Behälter oder die Kammer, die das aerosolbildende Mittel enthalten, nicht mit dem Brennstoffelement oder seinem Teil gemischt wird. Wie vorher erwähnt wurde, hilft diese Anordnung die thermische Degradation der aerosolbildenden Substanz zu reduzieren und die Anwesenheit des Seitenstromrauches zu vermeiden. Obwohll das aerosolbildende Mittel nicht ein Teil des Brennstoffs ist, steht es jedoch in einer leitenden Wärmeaustauschbeziehung mit dem Brennstoffelement und stößt vorzugsweise an das Brennstoffelement an oder grenzt an dieses Element an.

Vorzugsweise enthält das aerosolbildende Mittel einen oder mehrere wärmebeständige Stoffe, die eine oder mehrere aerosolbildende Substanzen tragen. Der hier verwendete Ausdruck „wärmebeständiger Stoff bedeutet einen Stoff, der imstande ist, hohe Temperaturen, z. B. 400⁰C bis 600⁰C, die in der Nähe des Brennstoffes vorkommen, ohne Zerlegung oder Brennen auszuhalten. Es wird angenommen, daß die Verwendung eines derartigen Stoffes im Beibehalten der einfachen „Rauch'-Chemie des Aerosols behilflich ist, was durch Fehlen der Arnes-Aktivität in den bevorzugten Ausführungsbeispielen bestätigt wird. Obwohl sie nicht bevorzugt sind, liegen auch andere aerosolerzeugende Mittel, z. B. bei Wärme zerbrechliche Mikrokapseln oder feste aerosolbildende Substanzen, im Bereich dieser Erfindung, sobald sie imstande sind, eine genügende Menge des aerosolbildenden Dampfes zu erzeugen, um eine Ähnlichkeit an Tabakrauch zu gewährleisten. Wärmebeständige Stoffe, die als Substrat oder Träger der aerosolbildenden Substanz verwendet werden können, sind dem Fachmann gut bekannt. Nützliche Substrate sollen porös sein und müssen imstande sein, eine aerosolbildende Zusammensetzung festzuhalten, wenn sie nicht im Gebrauch sind, und starken aerosolbildenden Dampf freizugeben, wenn sie von dem Brennstoffelement erwärmt werden.

Zu den nützlichen wärmebeständigen Stoffen gehören wärmebeständige adsorbierende Kohlenstoffe,z. B. poröse Kohlenstoffe, Graphite, aktivierte oder nicht-aktiviarte Kohle usw. Zu anderen nützlichen Stoffen gehören anorganische feste Stoffe, z. B. Keramik, Glas, Tonerde, Vermiculit, Lehm, wie Bentonit, usw. Zu den aligemein bevorzugten Substratstoffen gehören Kohle-Filze, Fasern und Matten, Aktivkohle und poröse Kohlenstoffe, wie PC-25 und PG-60 von Union Carbide und SGL Kohlenstoff von Calgon.

In Abhängigkeit von dem verwendeten aerosolerzeugenden Mittel kann seine Zusammensetzung und Gestaltung zwischen Partikel-, Faser und Porösblöcken, festen Blöcken mit einem oder mehreren Längsdurchgängen usw. gewählt werden. Das Substrat, besonders das Partikelsubstrat, kann sich in einem Behälter befinden, der vorzugsweise aus Metallfolie geformt ist. Das erfindungsgemäß verwendete aerosolerzeugende Mittel ist üblich nicht mehr als ca. 60mm, vorzugsweise nicht mehr als 30mm, und am besten nicht mehr als 15 mm von dem Anzündende des Brennstoffelementes entfernt. Die Länge des Aerosolerzeugers kann zwischen ca. 2 mm bis ca. 60 mm, besser zwischen ca. 5 mm bis 40 mm, und am besten zwischen ca. 20mm bis 35mm variieren. Wird ein nicht-korpuskulares Substrat verwendet, kann es mit einem oder mehreren Löchern für das Vergrößern der Oberfläche des Substrats, des Luftflusses und der Wärmeübertragung versehen sein. Die erfindungsgemäß verwendeten aerosolbildende Substanz (oder Substanzen) muß imstande sein, Aerosol bei den Temperaturen des durch das brennende Brennstoffelment erwärmten aerosolerzeugenden Mittels zu bilden. Derartige Substanzen werden vorzugsweise aus Kohle, Wasserstoff und Sauerstoff bestehen, sie können jedoch auch andere Stoffe enthalten. Die aerosolbildenden Substanzen können fest, halbfest oder flüssig sein. Der Siedepunkt der Substanz und/oder der Substanzmischung kann bis zu ca. 500°C betragen. Zu den Substanzen mit derartigen Eigenschaften gehören Polyalkohole, wie Glyzerin oder Propylenglykol, und aliphatisch^ Ester der Mono·, Di- oder Polykarbonsäuen, wie Methylstearat, Dodekandioat, Dimethyltetradodekandioat usw.

Vorzugsweise werden die aerosolbildenden Substanzen eine Mischung einer hochsiedenden Substanz mit niedrigem Dampfdruck und einer niedrigsiedenden Substanz mit hohem Dampfdruck sein. Auf diese Weise wird bei den ersten Zügen die niedrigsiedende Substanz den meisten Teil des ersten Aerosols liefern, und beim Steigen der Temperatur im Aerosolerzeuger wird die hochsiedende Substanz den meisten Teil des Aerosols erzeugen.

Die bevorzugten aerosolbildenden Substanzen sind Polyalkohole, oder Gemische der Polyalkohole. Zu den meisten bevorzugten aerosolbildenden Substanzen gehören Glyzerin, Propylenglykol, Triethylenglykol oder Gemische dieser Stoffe. Die aerosolbildende Substanz kann auf oder in dem aerosolerzeugenden Mittel in einer genügenden Konzentration für ein Permeieren oder Beschichten des Substrats, Trägers oder Behälters verstreut sein. Die aerosolbildende Substanz kann z. B.

konzentriert oder in einer verdünnten Lösung durch Eintauchen, Spritzen, Dampfabsetzung oder ähnliche Methode angewendet werden. Feste aerosolbildende Bestandteile können mit dem Substrat gemischt sein und vor der Formung gleichmäßig verteilt werden.

Während die Füllung der aerosolbildenden Substanz von einem Träger zum anderen und von einer aerosolbildenden Substanz

zur anderen variieren wird, kann die Menge der flüssigen aerosolbildenden Substanzen gewöhnlich von ca. 20mg bis ca. 120mg, vorzugsweise von ca. 35mg bis ca. 85mg, und am besten von ca. 45mg bis ca. 65 mg variieren. Möglichst viel der auf den

Aerosolerzeuger aufgetragenen aerosolbildenden Substanz soll dem Raucher als gesamte feuchte Partikelsubstanz (FGPS)

geliefert werden. Vorzugsweise wird über ca. 2Gew.-%, besser über ca. 15 und am besten über 20Gew.-%, der auf den

Aerosolerzeuger aufgetragenen aerosolbildenden Substanz an den Raucher als FGPS geliefert. Das aerosolerzeugende Mittel kann auch einen oder mehrere flüchtige Duftstoffe enthalten, wie Menthol, Vanillin, Ersatzkaffee, Tabakextrakte, Nikotin, Koffein, Alkohol und andere Stoffe, die dem Aerosol Duft verleihen. Es kann auch andere beliebige feste

oder flüchtige Stoffe enthalten.

Wie schon vorher erwähnt wurde, kann die Rauchware nach der vorliegenden Erfindung auch eine Tabakfüllung oder einen Tabakstöpsel für die Zugabe von Tabakduft an das Aerosol enthalten. Der Tabak befindet sich vorzugsweise an dem Mundende

des aerosolerzeugenden Mittels, er kann aber auch mit dem Träger der aerosolbildenden Substanz gemischt werden. Duftstoffe können auch in die Rauchware eingefügt werden, um dem an den Raucher gelieferten Rauch einen Duft zu verleihen.

Wird eine Tabakfüllung verwendet, wird heißer Dampf durch die Tabakschicht getrieben, um die flüchtigen Bestandteile im Tabak zu extrahieren und zu verdampfen, ohne die Notwendigkeit, den Tabak verbrennen zu lassen. Auf diese Weise erhält der Raucher dieser Rauchware ein Aerosol, das die Qualität und den Duft eines echten Tabaks aufweist, ohne die Verbrennungsprodukte, die eine konventionelle Zigarette erzeugt. Als Alternative können sich diese zusätzlichen Duftstoffe zwischen dem aerosolerzeugenden Mittel und dem Mundstück

befinden, z.B. in einem separaten Substrat oder in einer Kammer in dem Durchgang zwischen dem Aerosolerzeuger und dem

Mundstück, oder in der wahlweisen Tabakfüllung. Auf Wunsch können diese flüchtigen Stoffe anstolle eines Teils oder der

ganzen aerosolbildenden Substanz verwendet werden, so daß die Rauchware einen aerosolfreien Duft oder einen anderen Stoff an den Raucher liefert.

Erfindungsgemäße Produkte können auch für die Entnahme von Medikamenten verwendet oder für deren Gebrauch modifiziert

werden, z. B. für die Einnahme von flüchtigen pharmakologisch oder physiologisch aktiven Stoffen, wie Ephedrin,

Metaproterenol, Terbutalin usw. Das bei der erfindungsgemäßen Anwendung vorzugsweise verwendete wärmeübartragende Element ist gewöhnlich eine Metallfolie, z. B. Aluminiumfolie, die in ihrer Stärke von weniger als ca. 0,01 mm bis ca. 0,1 mm oder mehr variiert. Die Stärke

und/oder das wärmeübertragende Material können für das Erreichen eines beliebigen erwünschten Wärmeübertragungsgrades geändert werden. Wie in den erläuterten Ausführungsbeispielen gezeigt wird, berührt das wärmeübertragende Element vorzugsweise das Brennstoffelement und das aerosolerzeugende Mittel oder überlappt einen Teil dieser Elemente, und kann den

Behälter, in dem sich die aerosolbildende Substanz befindet, formen. Isolierelemente, die erfindungsgemäß verwendet werden können, enthalten gewöhnlich anorganische oder organische Fasern,

z. B. aus Glas, Tonerde, Kieselerde, glasartigen Stoffen, Mineralwolle, Kohlenstoffen, Silizium, Bor, organischen Polymeren,

Zellulosederivaten usw., oder aus Gemischen dieser Stoffe. Es können auch nichtfaserige Isolierstoffe, wie Silikaaerogel, Perlit, Glas usw., die als Matten, Streifen oder andere Formen gestaltet sind, verwendet werden. Bevorzugte Isolierelemente sind

elastisch, um das Gefühl einer üblichen Zigarette zu simulieren. Diese Stoffe wirken vor allem als eine Isolierhülle, die einen bedeutenden Teil der von dem brennenden Brennstoffelement erzeugten Wärme behält und zum aerosolerzeugenden Mittel abführt. Da die Isolierhülle in der Nähe des brennenden Brennstoffelementes heiß wird, kann die Wärme in beschränktem

Ausmaß auch durch diese Isolierhülle an den Aerosolerzeuger übertragen werden. Zu den allgemein bevorzugten Isolierstoffen gehören Keramikfasern, z. B. Glasfasern. Zwei speL.ell bevorzugte Glasfasern sind

bei Manning Paper Company of Troy, N-. ν York, USA, unter der Bezeichnung Manniglas 1000 und Manniglas 1200 erhältlich.

Das Isolierfaserglied umhüllt gewöhnlich mindestens einen Teil des Brennstoffelementes und anderer gewünschter Teile der Rauchware bis zum Enddurchmesser von ca. 7 bis 8 mm. Somit ist die bevorzugte Dicke der Isolierschicht von ca. 0,5mm bis

2,5 mm, und vorzugsweise von 1 mm bis 2 mm.

Womöglich werden Glasfaserstoffe, die einen niedrigen Schmelzpunkt, z.B. unter 650°C haben, bevorzugt. Ist das Isoliermittel faserig, wird vorzugsweise an dem Mundende der Rauchware ein Sperrmittel verwendet. Ein solches Sperrmittel enthält ein Ringglied aus dichtem gegerbtem Zelluloseazetat, welches an das faserige Isoliermittel anstößt und

vorzugsweise am Mundende mit z.B. Klebstoff abgedichtet ist, um den Luftfluß durch das Ringglied ,tu verhindern.

In den meisten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen wird die Brennstoff/Aerosolerzeuger-Einheit mit einem Mundstück,

wie die in den Zeichnungen gezeigte folienbedeckte oder Zelluloseazetat/Kunststoff-Hülse, verbunden. Ein Mundstück kann auch separat, z. B. als Zigaretterihalter, geformt werden. Dieses Element der Rauchware bietet den Durchgang, der die verdampfte aerosolbildende Substanz in den Mund des Rauchers leitet. Wegen seiner Länge, vorzugsweise ca. 50 bis 60mm oder mehr, hält es auch das heiße Feuer weit von dem Mund und den Fingern des Rauchurs ab.

Geeignete Mundstücke sollten in bezug auf die aerosolbildenden Substanzen inert sein, eine wasser- oder flüssigkeitsdichte Innenschicht aufweisen, einen minimalen Aersolverlust durch Kondensation oder Filtration bieten, und imstande sein, die Temperatur an der Berührungsfläche mit anderen Teilen der Rauchware auszuhaken. Bevorzugte Mundstücke enthalten die

folienbedeckte Hülse aus Fig. 1 bis 3 und die Zelluloseazetathülse, die in den Beispielen in Fig.4 bis 9 verwendet wird. Andere geeignete Mundstücke werden dem Fachmann bekannt sein.

Die erfindungsgamäßen Mundstücke können auch ein „Filter"-Mundstück enthalten, das gebraucht wird, um die Rauchware

einer üblichen Zigarette ähnlich zu machen. Derartige Filter enthalten Zelluloseazetatfilter mit kleiner Dichte und hohle oder durchkreuzte Kunststoffilter, z. B. aus Polypropylen. Außerdem kann die ganze Länge der Rauchware oder nur ein Teil der Ware mit Zigarettenpapier umhüllt sein.

Das von den bevorzugten erfindungsgemäßen Rauchwaren erzeugte Aerosol ist chemisch einfach, da es hauptsächlich aus Luft, Kohlenoxiden, dem Aerosol, das beliebige gewünschte Duftstoffe odor andere gewünschte flüchtige Stoffe trägt, Wasser und Spuren anderer Stoffe besteht. Die gesamte feuchte Partikolsubstanz (FGPS), die von den erfindungsgemäß bevorzugten

Rauchwaren produziert wird, hat keine nach dem Arnes-Test gemessene Mutagenität, d. h., es gibt keine bedeutende Dosis-Wirkungsbeziehung zwischen der gesamten feuchten Partikelsubstanz der vorliegenden Erfindung und der Zahl der Rückmutanten, die in den diesen Produkten ausgesetzten Standardtestorganismen erscheinen. Gemäß den Vorschlaggebern des Arnes-Tests weist eine bedeutende, von der Dosis abhängende Wirkung, auf die Anwesenheit von mutagenen Stoffen in dem untersuchten Stoff hin, siehe Arnes et al., Mut. Res., 31:347-364 (1975), Nagas et al., Mut. Res., 42:335 (1977). Ein weiterer Vorteil der bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiele ist die ιβΐΰίίν geringe Menge der während des Rauchens produzierten Asche im Vergleich zu der Asche einer üblichen Zigarette. Beim Verbrennen der bevorzugten Kohlebrennstoffquelle wird sie hauptsächlich in Kohlenoxide umgewandelt und verhältnismäßig wenig Asche wird erzeugt, wodurch es nicht erforderlich ist, die Asche während des Gebrauches der Rauchware zu entfernen. Die erfindungsgemäße Rauchware wird anhand der nachfolgenden Beispiele weiter präzisiert. Sie sollen zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung beitragen, aber nichi als Einschränkung der Erfindung betrachtet werden. Alle in den Beispielen angegebenen Prozentsätze beziehen sich auf das Gewicht, solange es nicht anders dargestellt wird. Alle Temperaturen sind in Grad Celsius angegeben und sind unkorrigiert. Die Rauchware hat in allen Fällen einen Durchmesser von ca. 7 bis 8 mm, den Durchmesser einer konventionellen Zigarette.

Beispiel 1

Es wird eine Rauchware gemäß dem Ausführungsbeispiel in Fig. 1 hergestellt. Das Brennstoffelement ist ein 25mm langes Stück Blasrohrholzkohle mit fünf 0,040ZoII (1,02 mm) Längsdurchgängen, die mit einem Bohrer Nr. 60 gebohrt werden. Das Gewicht der Holzkohle beträgt 0,375g. Das Brennstoffelement ist mit konventionell behandeltem Zigarettenpapier umhüllt. Als Substrat werden 500 mg Glasperlen (Durchschnittsdurchmesser 0,64 Zoll [1,63mm]), auf der Oberfläche mit zwei Tropfen (ca. 50mg) Glyzerin beschichtet, verwendet. Nach Einpackung in die Papierhülse ist dieses Substrat ca. 6,5mm lang. Die folienbedeckte Papierhülse besteht aus einer 0,35 Mil (0,0089 mm) Schicht Aluminiumfolie im Innern einer 4,25 Mil (0,108 mm) Schicht weißes spiralgewickeltes Papier. Die Papierhülse umhüllt das 5mm lange Endteil des Brennstoffelementes. Ein kurzes (8mm) Stück Zelluloseazetat mit vier peripheren Rillen wird zum Halten der Glasperlen an der Feuerquelle verwendet. Ein zusätliches 8mm langes Filterstü<-k aus Zelluloseazetat mit vier Rillen ist in das Mundende der Papierhülse eingelegt, um das Produkt einer üblichen Zigarette ähnlich zu machen. Die gesamte Länge der P auch ware beträgt ca. 70mm. Derartige Muster liefern eine bedeutende Aerosolmenge beim Anzündungszug, kleinere Mengen beim Zug 2 und 3 und günstige Mengen bei den Zügen 4 bis 9. Derartige Muster bringen gewöhnlich ca. 5 bis 7mg der gesamten feuchten Partikelsubstanz (FGPS) beim Rauchen in einer Maschine unter FTC Rauchumständen eines Zugvolumens von 35ml, bei einer Dauer des Zuges von 2 Sekunden und einer Frequenz der Züge von 60 Sekunden.

Beispiel 2

A. Es werden vier Rauchwaren mit 10mm langen gepreßten Kohlebrennstoffelementen und Glasperlensubstraten produziert. Die Brennstoffelemente werden aus 90% PCB-G und 10% Natriumzelluloseglykolat bei einem Druck von ca. 5000 Pfund (2 273 kg) geformt und haben ein in Fig. 2 A gezeigtes kegelilg angespitztes Feuerende. In jedem Element wird eine einzelne zentrale Bohrung 0,040 Zoll (1,02 mm) geformt. Drei von den vier Brennstoffquellen sind mit 8 mm breiten Streifen konventionellen Zigarettenpapjers umhüllt. Die Brennstoffelemente sind ca. 2 mm tief in 70mm lange Teile der im Beispiel 1 beschriebenen folienbedeckten Papierhülsen hineingesteckt. Glasperlen, die mit in Tabelle I angegebenen Glyzerinmengen beschichtet sind, werden in das offene Ende der folienbedeckten Papierhülse hineingesteckt und an das Brennstoffelement von einem 5mm langen Filter aus Schaumpolypropylen mit einer Anzahl von peripheren Längsbohrungen gedrückt. In das Mundstück jeder der Rauchwaren wird ein 5mm langes Filterstück aus schwachwirkendem Zelluloseazetat hineingelegt. Die Rauchwaren werden in einer Maschine unter FTC Rauchumständen geraucht, und die gesamte feuchte Partikelsubstanz (FGPS) wird auf einer Anzahl von Cambridge-Papierfiltern gesammelt. Die Ergebnisse dieser Experimente sind in Tabelle I zusammengestellt.

Tabelle I

Glas	400,4 mg	Aerosol	1-3	4-6	FGPS(mg)/Züge	10-12	Gesamt
perlen	405,6 mg	erzeuger	8,1	4,5		0	13,5
(Gewicht)	404,0 mg	(Gewicht)	10,2	1,9	7-9	0	12,8
A	803,8 mg	40,5 mg	7,6	6,9	0,9	0	14,9
B*	59,4 mg	5,9	2,5	0,7	0,9	13,0
C	60,6mg		0,4
D	81,0mg		3,7

* Die Brennstoffstange wird in diesem Muster nicht mit Zigarettenpapier umhüllt.

B. Drei von den im Beispiel 2 A beschriebenen ähnlichen Rauchwaren wurden mit 20 mm langen Brennstoffelementen aus Blasrohrholzkohle des in Beispiel 1 beschriebenen Types hergestellt. Diese Rauchwaren werden in einer Maschine unter FTC-Rauchumständen geraucht, und die FGPS wird auf einer Anzahl von Cambridgo-Papierfiltern gesammelt. Die Ergebnisse dieser Experimente sind in Tabelle Il zusammengestellt.

	Aerosol erzeuger (Gewicht)	1-3	4-6	FGPS(mg)/Züge 7-9	10-12	-10- 295 080
Tabellen	60,6 mg 63,1 mg 50,0 mg	0,1 0,5 0,3	5,4 0,9 2,9	6,2 2,2 3,0	0,6 3,1 0
Glas perlen (Gewicht)					Gesamt
E 402,4 mg F» 404,7 mg G 600,0 mg					12,3 7,0 6,2

Beispiel 3

A. Vier Rauchwaren werden, wie in Fig. 2 gezeigt, mit einem 10mm langen gepreßten Kohlebrennstoffelement, das ein in Fig. 2 A dargestelltes kegelig angespitztes Anzündende aufweist, hergestellt. Das Brennstoffelement wird aus 90% PCB-G Kohle und 10% Natriumzelluloseglykolat unter einem Druck von ca. 50C0 Pfund (2 273 kg) geformt. Durch die Mitte des Brennstoffelementes wird ein 0,040 Zoll (1,02 mm) Loch gebohrt. Das Substrat für den Aerosolerzeuger ist aus PC-25, porösem Kohlenstoff von Union Carbide Corporation, CT, USA, geschnitten und bearbeitet. Das Substrat wird in allen Rauchwaren verwendet, ca. 2,5mm lang, mit einem Durchmesser von ca. 8mm und durchschnittlich 27 mg eines 1:1 Gemisches von Propylenglykol und Glyzerin gefüllt. Eine folienbedeckte Mundstück-Hülse des gleichen Typs wie im Beispiel 1 umhüllt den 2 mm langen Endteil des Brennstoffelementes und das Substrat. Ein Stöpsel von Burley Tabak, ca. 100mg, ist an dem Mundende des Substrats eingelegt. Ein kurzes, ca. 5 bis 9mm langes Filterelement aus durchgekreuztem Polypropylen ist in dem Mundende der folionbedeckten Hülse placiert. Zwischen dem Tabak und dem Filterstück wird ein 32 mm langer Filter aus Zelluloseazetat mit einem Polypropylenröhrciien in seinem Kern eingelegt. Die gesamte Länge jeder der Rauchwaren beträgt ca. 78mm.

B. Es werden sechs weitere Rauchwaren, im wesentlichen wie im Beispiel 3A, produziert, die Länge des Substrat:; wird jedoch auf 5mm erhöht und ein 0,040 Zoll (1,02 mm) Loch durch das Substrat gebohrt. Diese Rauchwaren weisen keine Zelluloseacetat/ Polypropylen-Hülse auf, und es werden zwei Burley-Tabak-Stöpsel, jeder ca. 100 bis 150mg, verwendet. Der erste liegx .-n Mundende des Substrats, der zweite an dem Filterstück.

C. Es werden vier weitere Rauchwaren, im wesentlichen wie im Beispiel 3 A, hergestellt, mit dem Unterschied, daß ein Stöpsel aus ca. 100mg heißluft-getrocknetem Tabak, der ca. 6Gew.-% Diammonium-Monohydrogenphosphat enthält anstelle des Stöpsels aus Burley-Tabak verwendet wird.

D. Die Rauchwaren aus den Beispielen 3 A bis 3 C werden nach dem Ames-Standardtest geprüft, siehe Arnes et al., Mut. Res., 31: 347-364 (1975), modifiziert durch Nagas et al., Mut. Res. 42: 335 (1977) und 113:173-215 (1983). Die Proben 3 A und 3C werden in einer konventionellen Zigaretten-Rauchmaschine, bei 35mg Zugvolumen, 2 Sekunden Zugdauer und 30 Sekunden Zugfrequenz, während 10 Zügen ,geraucht". Die Rauchwaren in Beispiel 3 B werden ähnlich geraucht, es wird jedoch eine Zugfrequenz von SO Sekunden gegeben. Für jede Gruppe der Rauchwaren wird nur ein Filterpapier verwendet, und die gesammelte ges imte feuchte Partikelsubstanz (FGPS) für die einzelnen Gruppen ist wie folgt:

	FGPS
Beispiel 3A	63,4 mg
Beispiel 3B	50,6 mg
Beispiel 3C	69,2 mg

Die Filterpapiere für jedes der Beispiele mit der gesammelten FGPS werden während 30 Minuten in Dimethylsulfoxid geschüttelt, um die gesamte feuchte Partikelsubstanz zu lösen. Jedes Beispiel wird dann zu einer Konzentration von 1 mg/ml verdünnt und „as is" im Arnes-Test geraucht. Gemäß dem Verfahren nach Nagas et al., Mut. Res., 42:335-342 (1977), werden die 1 mg/ml Lösungen der FGPS mit dem S-9 aktivierenden System und den Ames-Standardbakterienzellen gemischt und 20 Minuten bei 37⁰C ausgebrütet. Die bei diesem Arnes-Test verwendeten Bakterien sind Salmonella typhimurium, TA 98, S. Purchase et al., Nature, 264:624-627 (1976). Dann wird dem Gemisch Agar zugegebon, und die Versuchsplatten werden vorbereitet. Die Agarplatten werden zwei Tage bei 37°C ausgebrütet, und die resultierenden Kulturen werden berechnet. Für jede Lösung werden vier Platten vorbereitet und untersucht, und die Standardabweichungen der Kolonien werden mit einer reinen Dimethylsulfoxid-Prüfungskultur verglichen. Wie in Tabelle III gezeigt, wird keine durch die von den geprüften Rauchwaren erhaltene FGPS verursachte Mutagenität gefunden, was durch Vergleichen der Durchschnittszahl der Rückmutanten pro Platte mit der Durchschnittszahl der Rückmutanten auf der Vergleichsplatte (Opg FGPS/Platte) festgestellt wird. Für mutagene Proben wird sich die Durchschnittszahl der Rückmutanten pro Platte mit wachsenden Dosen erhöhen.

Tabelle III	0	Rückmutanten-Durch	S.A.»
Beispiel 3A	33	schnittszahl/Platte
	66	49,3	3,4
	99	51,3	9,1
Dosis (pg FGPS/Platte)	132	50,5	7,0
	165	50,8	5,2
Vergl. Platte	1!I8	51,5	5,3
		53,8	10,1
		48,3	4,6
•

* Star.ctard-Abwelchung

Beispiel 3 B Dosis ^g FGPS/Platte) Vergl. Platte

36

72

108

144

180

216

Standard-Abweichung

Rückmutanten-Durchschnittszahl/Platte

48,3 50,3 49,0 55,3 43,0 42,3 44,3

S.A.«

Vergl. Platte	0	56	10,5
	31,5	40	7,8
	63	48,3	6,3
	94,5	54,0	8,4
	126	39	4,7
	157,5	42,5	9,3
	189	43	9,1
Beispiel 3C
Dosis (Mg FGPS/Platte)	Rückmutanten-Durch	S.A.»
	schnittszahl/Platte

5,7 9,9 3,9 4,5 6,4 8,8 7,8

Beispiel 4

Vier Rauchwaren werden, wie in Fig.2 gezeigt, produziert. Jede der Rauchwaren hat eine 10mm lange gepreßte Kohlebrennstoffquelle nach Beispiel 3 A. Dieses Brennstoffelement ist 3 mm tief in ein Ende der mit Aluminiumfolie bedeckten Papierhülse des im Beispiel 1 beschriebenen Typs hineingesteckt. Ein 5mm langes Kohlenstoffilz-Substrat, das aus Chemiefaserkohlenstoffilz von Fiber Materials Inc. geschnitten wird, stößt an die Brennstoffquelle an. Dieses Substrat ist mit ca. 97mg einer 1:1-Mischung von Glyzerin und Propylenglykol, ca. 3mg Nikotin und ca. 0,1 mg einer Mischung von Duftstoffen gefüllt. Ein 5mm langer Teil aus Tabakmischung stößt an das Mundende des Substrats an. In dem Mundende der folienbedeckten Papierhülse ist ein 5mm langes Filterstück aus Zelluloseazetat plaziert.

Diese Rauchwaren wurden unter FTC-Umständen in einer Maschine geraucht. Das Aerosol von diesen Rauchwaren wird auf einem einzigen Cambridge-Filterpapier gesammelt (133,3 mg der FGPS), in Dimethylsulfoxid bis zur Endkonzentration von 1 mg FGPS pro ml gelöst und auf Arnes-Aktivität wie in Beispiel 3D geprüft. Folgende Bakterienstämme werden dabei verwendet: Salmonella typhimurium TA 1535,1537,1538,98 und 100. Wie in Tabelle IV gezeigt, verursacht die von den geprüften Rauchwaren gesammelte FGPS keine Mutagenität.

-12- 2SI5 080

Tabelle IV	Dosis»	TA 1535	• pg FGPS/Platte	TA 100	Dosis*	schnittszahl	0	TA 1537
		Rückmutanten-Durch				110	25	Rückmutanten-Durch
Dosis»	Vergl. 0	schnittszahl		Vergl.	109	50	schnittszahl
	25	16		105	75	14
Vergl. 0	50	13		99	100	13
25	75	14		107	125	14
50	100	17		108	150	11
75	125	14		109		13
•100	150	13				13
125		12				14
150	TA 1538	Dosis»		0	TA 98
	Rückmutanten-Durch			25	Rückmutanten-Durch
schnittszahl	Vergl.		50	schnittszahl
15			75	61
13			100	62
22			125	47
16			150	42
20				44
19				39
19				40

Dosis \ig FGPS/Platte Rückmutanten-Durch-

Vergl. 0
25
GO
75
100
125
150

Beispiel 5

Eine Rauchware wird entsprechend Fig. 2 mit einem 10mm langen gepreßten Kohlenbrennstoffstöpsel nach Fig.2 A, aber ohne Tabak, hergestellt. Das Brennstoffelement wird aus einer Mischung von 90% PCB-G-Aktivkohle und 10% Dimethylsulfoxid als Bindemittel bei 5000 Pfund (2273) Druck vorbereitet und mit einem 0,040 Zoll (1,02 mm) Längsdurchgang versehen. Als Substrat wird ein 10mm langer Stöpsel aus porösem Kohlenstoff PC-25 von Union Carbide angewendet. Der Stöpsel ist mit einer 0,029 Zoll (0,74 mm) Bohrung versehen und mit 40 mg einer 1:1-Mischung von Propylenglykol und Glyzerin gefüllt. Die folienbedeckte Papierhülse, ähnlich wie in Beispiel 1, umhüllt eben 2 mm langen Endteil des Brennstoffelementes und bildet das Mundstuck. Die Rauchware hat kein Filtermundstück, ist jedoch mit konventionellem Zigarettenpapier umhüllt. Die gesamte Länge der Rauchware beträgt 80mm.

Die durchschnittlichen Höchsttemperaturen für diese Rauchware, sowohl für ,Zug" als auch für „Glimmen" sind in Fig. 10 gezeigt. Wie gezeigt, sinkt die Temperatur stetig zwischen dem hinteren Ende des Brennstoffelementes und dem Mundende, was den Raucher vor unangenehmen Empfindungen beim Rauchen des erfindungsgemäßen Produktes bewahrt.

Beispiel 6

Eine Rauchware wird gemäß dem Ausführungsbeispiel in Fig.3 produziert. Das Brennstoffelement ist ein 19mm langes Stück von Blasrohrholzkohle ohne Längsdurchgänge. Eine 28mm lange Aluminiumstange mit Ve Zoll (3,2 mm) Durchmesser ist 15mm tief in dem Brennstoffelement eingebettet. Vier 9mm x 0,025 Zoll (0,64mm) periphere Rillen werden jeweils um 90° versetzt in dem Teil der Aluminiumstange, der sich im Inneren des Substrats befindet, ausgeschnitten. Als Substrat wird 8 mm lange Union Carbide PC-25-Kohle verwendet. Die Rillen in der Aluminiumstange reichen ca. 0,5mm über das Ende des Substrats in Richtung des Brennstoffs hinaus. Das Substrat ist mit 150mg Glyzerin gefüllt. Die folienbedeckte Papierhülse, die der Hülse in Beispiel 1 gleicht, umhüllt einen Teil am Ende des Brennstoffelementes. Zwischen dem nichtbrennenden Teil des Brennstoffelementes und dem Substrat wird eine Spalte gelassen. Im Bereich dieser Spalte wird in der folienbedeckten Papierhülse eine Anzahl Löcher für einen Luftdurchfluß ausgeschnitten. Eine ähnliche Rauchware wird mit einem Brennstoffstöpsel aus gepreßtem Kohlenstoff hergestellt.

Beispiel 7

Eine Rauchw. re wird, wie in Fig.4 gezeigt, mit einer Brennstoffquelle aus karbonisierten Baumwollfasern produziert. Vier Baumwollstränge werden eng zusammen mit einer Baumwollschnur geflochten, um eine Leine von ca. 0,4 Zoll (10,2 mm) im Durchmesser zu formen. Dieser Stoff wird dann in einem Stickstoffamtosphäre-Ofen bis 95O⁰C erwärmt. Es dauert 1,5 Stunden, bis diese Temperatur erreicht wird, und sie wird dann eine halbe Stunde gehalten. Ein 16 mm langes Stück wird dann aus diesem

pyrolysierten Stoff als das Brennstoffelement ausgeschnitten und ein Längsloch von 2mm Durchmesser mit einer Senknadel in dieses Element gebohrt. Das Brennstoffelement wird 2 mm tief in eine 20 mm lange folienbedeckte Papierhülse deu Typs nach Beispiel 1 eingeführt. Die folienbedeckte Papierhülse wird mit 100 mg PC-25 von Union Carbide in körniger Form gefüllt, das 60mg des 1:1-Propylenglykoi-Glyzerin-Gemisches enthält. Ein 5mm langer Tabakstöpsel, ca. 60mg, wird unmittelbar hinter dem körnigen Substrat in die folienbedeckte Papierhülse eingelegt. Eine 48mrn lange Hülse aus Zelluloseazetat mit einem Polypropylenröhrchen von 4,5 mm Innendurchmesser wird 3mm tief in die folienbedeckte Papierhülse eingesteckt. Eine zweite, 50mm lange folienbedeckte Papierhülse wird auf die Zelluloseazetathülse biszum Anstoßen an die 20mm lange folienbedeckte Papierhülse aufgezogen. In das Ende dieser zweiten folienbedeckten Papierhülse wird ein 5mm langer Filterstöpsel aus Zelluloseazetat eingesteckt. Die gesamte Länge der Rauchware beträgt 84 mm. Nach Anzünden hat diese Rauchware während der ersten sechs Züge eine bedeutende Menge Aerosol mit Tabakduft erzeugt.

Beispiel 8

Eine Rauchware wird gemäß Fig. 5 mit einem 15 mm langen faserigen Brennstoffelement, das wesentlich dem in Beispiel 7 gleicht, erzeugt. Die Makrokapsel wird von einem 15 mm langen Stück4 Mil (0,10mm) starker Aluminiumfolie erstellt, das in eine 12mm lange Kapsel gefaltet ist. Diese Makrokapsel ist lose mit 100mg körnigen PC-60-Kohlenstoffs von Union Carbide und 50mg Tabakmischung gefüllt. Der körnige Kohlenstoff ist mit 60mij einer 1:1-Mischung von Propylenglykol und Glyzerin imprägniert. Die Makrokapsel, das Brennstoffelement und das Mundstück sind durch ein 85mm langes Stück üblichen Zigarettenpapiers zusammengefügt.

Beispiel 9

Eine Rauchware wird nach dem Ausführungsbeispiel in Fig. β produziert, mit einem 7 mm langen Brennstoffelement aus gepreßtem Kohlenstoff mit 90% PXC-Kohle und 10% Dimethylsulfoxid. Der Durchmesser des Längsdurchgangs beträgt 0,040 Zoll (1,02mm). Dieser Brennstoffstöpsel ist in eine 17mm lange aluminiumfolienbedeckte Hülse so hineingesteckt, daß 3mm des Brennstoffelementes im Innern der Hülse liegen. Eine Scheibe aus 3,5MiI (0,089mm) starker Aluminiumfolie von einem Durchmesser von 8mm und mit einem Loch von 0,049 Zoll (1,24 mm) Durchmesser in ihrer Mitte, wird in das andere Ende der Hülse hineingesteckt und an das Ende der Brennstoffquelle geschoben.

Union Carbide PG-60-Kohlenstoff wird gekörnt und zur Teilchengröße nach Siebnummer -6 bis +10 gesiebt, 80mg dieses Materials werden a!s Substrat verwendet und mit 80mg einer 1:1-Mischung von Glyzerin und Propylenglykol beschichtet. Die imprägnierten Körner werden in die Folienhülse eingeführt und an die Folienscheibe am Ende der Brennstoffquelle verschoben. Hinter den Substratkörnern wird lose 50mg Tabakmischung eingelegt. An dem Mundende der Tabakfüllung wird eine zweite Folienscheibe mit einem Loch von 0,049 Zoll (1,24mm) Durchmesser in die Folienhülse eingefügt. Eine lange hohle Stange aus Zelluloseazetat mit einem Polypropylenröhrchen, wie in Beispiel 7, wird 3 mm tief in die folienbedeckte Papierhü'se eingeführt. Eine zweite folienbedeckte Papierhülse wird auf die Zelluloseazetat-Stange bis zum Ende der 17 mm langen folienbedeckten Papierhülse aufgezogen.

Diese Rauchware liefert 11,0mg Aerosol während der ersten drei Züge beim »Rauchen" in FTC-Umständen. Die gesamte Aerosollieferung in neun Zügen beträgt 24,9 mg.

Beispiel 10

Es wird eine Rauchware mit der Gestaltung des Brennstoffelementes und Substrats nach Fig.7 produziert mit einem 15mm langen gepreßten Rundbrennstoffelement mit einem Innendurchmesser von 4mm und einem Außendurchmesser von 8 mm. Der Brennstoff besteht aus 90% PCB-G Aktivkohle und 10% Cimethylsulfoxid. Als Substrat wird ein 10mm langes Stück aus PC-25-Kohle von Union Carbide mit einem Außendurchmesser von ca. 4 mm verwendet. Das mit 55mg einer 1:1 Glyzerin/ Propylenglykol-Mischung geladene Substrat wird in das Ende des Brennstoffelementes in Richtung des Mundstücks der Rauchware eingelegt. Diese Brennstoff/Substrat-Kombination wird 7mm tief in eine 70mm lange folienbedeckte Papierhülse mit einem kurzen Zelluloseazetatfilter am Mundende eingeschoben. Die Länge der Rauchware beträgt ca. 77 mm. Die Rauchware liefert bedeutende Mengen Aerosol während der ersten drei Züge und während des Verbrennens des Brennstoffelementes.

Beispiel 11

Eine modifizierte Version der Rauchware nach Fig.9 wird wie folgt hergestellt: ein 9,5mm langes Kohlebrennstoffelement von 4,5mm Durchmesser und mit einem Längsdurchgang von 1 mm Durchmesser wird aus einer Mischung von 10% Dimethylsulfoxid, 5% Kaliumkarbonat und 85% mit Wasser gemischten karbonisierten Papiers extrudiert. Die Mischung hat eine teigähnliche Konsistenz und wird in einen Extruder geladen. Der extrudierte Stoff wird bei 8O⁰C über Nacht getrocknet und dann zu entsprechender Länge geschnitten. Die Makrokapsel wird aus einem 22 mm langen Stück 0,0089mm starker Aluminiumfolie als ein Zylinder von 4,5mm Innendurchmesser geformt. Die Makrokapsel wird gefüllt mit: (a) 70mg Vermiculit mit 50mg einer 1:1 -Mischung aus Propylenglykol und Glyzerin, (b) 30mg Burley Tabak, zu einem 6% Glyzerin und 6% Propylenglyko! zugegeben werden. Die Brennstoffquelle und die Makrokapsel werden durch Hineinstecken des Brennstoffelementes ca. 2 mm tief in das Ende dor Makrokapsel zusammengefügt. In das zweite Ende der Makrokapsel wird ein 35 mm langes Polypropylenröhrchen von 4,5mm Innendurchmesser eingeführt. Das Brennstoffelement, die Makrokapsel und das Polypropylenröhrchun werden dadurch zusammengefügt und bilden ein 65mm langes Segment mit einem Durchmesser von 4,5mm. Dieses Segment wird mit einer Anzahl von Schichten des Manniglas 1000 von Manning Paper Company umhüllt, bis ein Umfang von 24,7mm erreicht wird. Diese Einheit wird dann mit einem 5mm langen Zelluloseazetatfilter zusammengefügt und mit Zigarettenpapier umhüllt. Beim Rauchen unter FTC-Umständen liefert die Rauchware 8mg FGPS in den ersten drei Zügen, 7mg FGPS in den Zügen 4 bis 6 und 5 mg FGPS in den Zügen 7 bis 9. Die gesamte Aerosollieferung während der neun Züge beträgt 20 mg. Bei Ablegen der Rauchware horizontal auf einem Stück Seidenpapier wird das Papier weder gezündet noch verbrennt es.

Claims

1. Einrichtung zum Erzeugen von tabakähnlichen Aerosolen, gekennzeichnet durch

a) ein weniger als 30 Millimeter langes brennbares Brennstoffelement (10), das eine Dichte von mindestens 0,5g/cm³ aufweist,

b) ein aerosolerzeugendes Mittel (12), das in leitender Wärmeaustauschbeziehung zu dem Brennstoffelement (10) steht und

c) Mittel zum Liefern des durch das aerosolerzeugende Mittel (12) erzeugenden Aerosole zum Verbraucher.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Brennstoffelement (10) aus einem kohlenstoffhaltigen Stoff besteht und eine Länge von weniger als 20mm aufweist.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet dadurch, daß das Brennstoffelement (10) eine Länge von weniger als 15mm aufweist.

4. Einrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet dadurch, daß das Brennstoffelement (10) über seine gesamte Länge eine Anzahl von Längsbohrungen (16) aufweist.

5. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß zwischen dem Brennstoffelement (10) und dem aerosolerzeugenden Mittel (12) ein wärmeleitendes Element angeordnet ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet dadurch, daß das wärmeleitende Element aus Metall besteht.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet dadurch, daß das wärmeleitende Element aus einer Metallfolie besteht, die sowohl einen Teil des Brennstoffelementes (10) als auch einen Teil des aerosolerzeugenden Mittels (12) umgibt.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet dadurch, daß das wärmeleitende Element ein Substrat umschließt, das den aerosolerzeugenden Stoff enthält.

9. Einrichtung nach Anspruch 1 und 5, gekennzeichnet dadurch, daß das wärmeleitende Element aus einer Metallröhre besteht, die zumindest teilweise sowohl im Brennstoffelement (10) als auch im aerosolerzeugenden Mittel (12) eingebettet ist.

10. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß das aerosolerzeugende Mittel (12) zumindest teilweise in einer Höhlung des Brennstoffelementes (10) angeordnet ist.

11. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß das aerosolerzeugende Mittel (12) ein poröses, nicht korpuskulares Substrat enthält, das einen Längsdurchgang aufweist.

12. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß diese mindestens ca. 0,6mg feuchter gesamter Partikelsubstanz in den ersten drei Zügen unter FTC-Rauchbedingungen liefert.

13. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß das aerosolerzeugende Mittel (12) ein Substrat enthält, das mit von ca. 35mg bis 85mg aerosolbildender Substanz gefüllt ist.

14. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß zwischen dem Mundende des Brennstoffelementes (10) und dem Mundende der Einrichtung eine Tabakfüllung (28) angeordnet ist.

15. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dcß das Brennstoffelement (10) ein kohlenstoffhaltiges Material enthält.

16. Einrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet dadurch, daß das wärmeleitende Element in einem Abstand vom Zündende des Brennstoffelementes (10) angeordnet ist.