DE2136084A1

DE2136084A1 - Zigarette und Verfahren zu ihrer Herstellung

Info

Publication number: DE2136084A1
Application number: DE19712136084
Authority: DE
Inventors: Andrew Ferdinand Louisville Ky. Frisch (V.StA.)
Original assignee: British American Tobacco Co Ltd
Current assignee: British American Tobacco Investments Ltd
Priority date: 1970-08-31
Filing date: 1971-07-19
Publication date: 1972-03-09
Also published as: AU3132871A; US3699972A; FI51650C; BE770182R; CA929437A; NL159870B; GB1306054A; NL7109754A; BR7105702D0; NL159870C; ZA714796B; FI51650B; DE2136084C2; DK125726B; CH559521A5

Description

BRITISH-AMERICAN TOBACCO COMPANY LIMITED, London, S.W.1,

Großbritannien

Zigarette und Verfahren zu ihrer Herstellung Zusatz zu Patent (Patentanmeldung P 21 01 597.4)

Die Erfindung bezieht sioh auf eine Zigarette mit verbesserten Einrichtungen zur Verringerung der Abgabe von unerwünschten Begleitstoffen im Rauch.

Auf dem Gebiet der Zigarettenherstellung werden in Bezug auf die Vermeidung oder Verringerung unerwünschter Begleit-

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Stoffe im Rauch erhebliche Bemühungen unternommen. Eine angestrebte Lösung für dieses Problem sah die Ausbildung von Löchern in einer Zigarette vor, welche den Zutritt von Luft zu dem die Zigarette durchströmenden Rauch gestatten, um den Rauch während des Rauchens zu verdünnen. Ein weiterer Lösungsversuch sah vor, entlang dem Umfang der Zigarette angeordnete Öffnungen mit einem Dichtungsmittel auszudecken, welches dann bei Annäherung der Glut verdampft, so daß dann Luft über die Öffnung in den Rauchstrom einströmen kann, um das Ansteigen der Verbrennungstemperatur über einen vorbestimmten Wert hinaus zu verhindern. Diese und weitere Lösungsversuche haben den Anteil der im Zigarettenrauch enthaltenen unerwünschten Bestand-teile zwar zu verringern vermocht, erzielten jedoch keine Verringerung des im Rauch mitgeführten Teers auf ein annehmbares Maß.

Die Erfindung löst die Aufgabe, eine verbesserte Zigarette zu schaffen, bei der die Abgabe von Teer und anderen Begleitstoffen im Rauch weitgehend verringert ist.

Die Erfindung schafft eine Zigarette mit einer Tabakfüllung und einer diese umgebenden, mit einem verbrennungsfördernden Mittel behandelten Umhüllung, wobei ein Teil der Umhüllung zunächst wenigstens einem Ende der Zigarette nicht behandelt ist und somit als Mundstück verwendbar ist. Die Zigarette ist dadurch gekennzeichnet, daß das verbren-

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nungsfordernde Mittel auf jeweils ein Teil der Umhüllung aufgetragen ist und daß an diesem Teil das verbrennungsfördernde Mittel und die Umhüllung durchsetzende Öffnungen gebildet sind, so daß eine Verdünnung des Rauchs mit Luft beim Rauchen der Zigarette bewirkt ist.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Darin zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Zigarette, deren Umhüllung an dreieckigen, perforierten Flächenteilen mit einem verbrennungsfordernden Mittel behandelt ist,

Pig. 2 eine Seitenansicht einer Zigarette, deren Umhüllung entlang einem perforierten Streifen mit dem verbrennungsf ordernden Mittel behandelt ist,

Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung der Perforation und der behandelten Fläche nach Fig. 2,

Fig. 4 eine Teil-Schnittansicht entsprechend der Linie 4-4 in Fig. 3,

Fig. 5 eine Seitenansicht einer Zigarette, deren Umhüllung entlang einem mit vom Mundstück ausgehend in Längsrichtung der Zigarette verlaufenden Schlitzen versehenen Streifen mit dem verbrennungsfördernden Mittel behandelt ist, und

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Figo 6 eine Querschnittsansicht entsprechend der Linie 6-6 in Fig. 5.

Gemäß der Erfindung sind bestimmte Flächen der Umhüllung einer Zigarette mit einem verbrennungsfördernden Mittel behandelt, um die Brenngeschwindigkeit der Umhüllung zu erhöhen. In diesen Flächen sind die Schicht des verbrennungs-

^ fördernden Mittels und die Umhüllung durchsetzende Öffnungen vorgesehen. Beim Rauchen der Zigarette verbrennen die behandelten Flächen der Umhüllung schneller und gestatten somit den Zutritt von Luft in den Rauchstrom an einem vor der Glut liegenden Punkt, welche, zusammen mit der über die Öffnungen einströmenden Luft, die Abgabe von Teer und anderen Begleitstoffen im Rauch beträchtlich herabzusetzen vermag. Durch die Öffnungen dringt bei jedem Zug etwas Luft in die Umhüllung ein. Der Durchtritt der Luft durch die Öffnungen bewirkt wahrscheinlich das Abheben des die

" Öffnung umgebenden Teils der Umhüllung von der Tabakfüllung und damit eine beschleunigte Verbrennung bei Annäherung der Glut.

Die in Fig. 1 gezeigte Zigarette 10 hat ein Mundstück 11 und eine Umhüllung 20, auf die ein verbrennungsforderndes Mittel in einer Anzahl sich vom Mundstück bis nahe vor das anzuzündende Ende 25 der Zigarette erstreckender, dreieckiger Flächen 12, 13, 14 aufgetragen ist. Die Flächen 12,

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13 und 14 sind sämtlich perforiert, wenngleich die Zeichnung nur auf der fläche 13 über die gesamte Länge derselben verteilte Perforationen zeigt. Beim Rauchen der Zigarette nähert sich die Glut vom Anzündende her den Spitzen der dreieckigen Flächen 12, 13 und 14. Daraufhin bewirkt das verbrennungsfördernde Mittel eine beschleunigte Verbrennung dieser Teilflächen der Umhüllung 20, so daß Luft an einem Punkt vor der Glut in den Tabakrauchstrom einzuströmen vermag. Die behandelten Flächen verbreitern sich fortschreitend in .Richtung auf das Mundstück 11 der Zigarette 10, so daß beim Abbrand der Zigarette zum Mundstück 11 hin ein größeres Luftvolumen in den Hauchstrom einströmt. Die dadurch erzielte Verdünnungswirkung vermindert den beim Rauchen beträchtlich anwachsenden Teeranteil in erheblichem Maße. Die Perforationen 15 durchsetzen den auf der Fläche 13 befindlichen Niederschlag des verbrennungsfordernden Mittels sowie die darunterliegende Umhüllung, bis zur darin enthaltenen Tabakfüllung. Daraus ergibt sich eine kombinierte Verdünnungswirkung des Rauchstroms mit Luft, durch das Einströmen derselben durch die Perforationen 15 und die beschleunigt abbrennenden Teilflächen 12, 13, 14 der Umhüllung 20.

Fig. 2 zeigt eine Zigarette 10, deren Umhüllung 20 entlang einem Streifen 16 mit einem verbrennungsfordernden Mittel behandelt ist. Der Streifen 16 verläuft vom Mundstück 11

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zum anzuzündenden Ende 25 der Zigarette. Da die Wirkung einer Verdiinnung mit Luft auf den Teer und andere Begleitstoffe im Bereich des Endes 25 äußerst gering ist, endet der Streifen 16 in gewissem Abstand vor dem Ende 25. -Für den Zutritt von Luft ist der behandelte Streifen 16 mit Perforationen 17 versehen. Fig. 3 zeigt eine vergrößerte Ansicht des behandelten Streifens 16 und der Perforation 17. Darin ist zu erkennen, daß der i'abak 18 über die den Niederschlag auf den behandelten Streifen 16 und die Umhüllung 20 durchsetzende Perforation 17 mit der Außenluft in Strömungsverbindung steht. In dieser Hinsicht zeigt Fig. 4» wie sich die Perforation 17 durch den behandelten Streifen 16 und die Umhüllung 20 bis zum i'abak 18 erstreckt. Der behandelte Streifen 16 ist in Fig. 4 zwar als besondere Schicht dargestellt, diese Darstellung dient jedoch lediglich der Erläuterung. In der praktischen Anwendung der Erfindung kann das verbrennungsfördernde Mittel P durch die Umhüllung 20 aufgesaugt sein, so daß sich kein Niederschlag bzw. keine Beschichtung wie in Fig. 4 bildet. Die in Fig. 1 bis 4 dargestellten Perforationen sollten Durchmesser von jeweils mindestens 0,5 mm aufweisen.

Fig. 5 zeigt eine weitere Ausfuhrungsform der Erfindung, bei der eine behandelte Fläche 21 vom Mundstück 11 über die Länge der Zigarette 10 zum Ende 25 verläuft. In der Umhüllung 20 der Zigarette 10 sind mehrere in Längsrichtung

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_ Π —

verlaufende Schlitze 22 gebildet« Bei fortschreitender Annäherung der Glut an die einzelnen Schlitze 22 ^klaffen die Händer der Schlitze auseinander, um zusätzlicher Luft Zutritt zu gewähren. Die Schlitze 22 durchsetzen die behandelte Fläche und die Umhüllung 20 und gestatten den Zustrom von Luft zusätzlich zu der am brennenden Ende einströmenden zur besseren Verdünnung des 'Xabakrauchstroms. Bei Annäherung der Glut unterstützt das Auseinanderklaffen der Ränder der Schlitze die beschleunigte Verbrennung an der behandelten Fläche. In der Schnittansicht der Fig. 6 ist zu erkennen, wie der Schlitz 22 (in übertriebener Darstellung) die behandelte Fläche 21 und die Umhüllung 20 bis zur Tabakfüllung 18 durchsetzt. Die Schlitze 22 weisen vorzugsweise eine Länge von jeweils 0,5 bis 2,0 mm auf.

Als verbrennungsförderndes Mittel findet vorzugsweise Kaliumnitrat (KNO.,) Verwendet. Zur Behandlung der Fläche 16 in Fig. 2 trägt man auf die Umhüllung eine 30 Gew.$ enthaltende wäßrige Lösung von Kaliumnitrat in einer Breite von etwa 4 mm auf. Bei der Verdunstung des Wassers aus der Lösung bleibt dann ein dünner Kaliumnitrat-lTiederschlag auf der Umhüllung zurück. Anschließend bildet man in der Umhüllung Öffnungen in Form von Schlitzen, Perforationen oder dergl., welche die behandelte Fläche und die Umhüllung bis zur Tabakfüllung durchsetzen. Neben Kaliumnitrat sind auch andere verbrennungsfördernde Mittel anwendbar.

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Wenngleich die in der Zeichnung dargestellten Zigaretten Filterzigaretten sind, ist die Erfindung auch auf ungefilterte Zigaretten anwendbar. Die vorstehend erläuterte Behandlung der Umhüllung "braucht sich nicht über deren gesamte Länge zu erstrecken, sondern kann sich auch, vom Mundstück ausgehend, auf ein Drittel der Länge oder jede "beliebige "bis zur vollen Länge erstrecken,. Wenngleich sich fc die kombinierte Wirkung der Behandlung und der Luftöffnungen auf die Verminderung von Begleitstoffen des Rauchs auch bei-einer sich aber eine geringere Länge der Zigarette erstreckenden Behandlung erzielbar ist, so tritt dabei doch eine Abnahme der Wirksamkeit ein.

Zum besseren Verständnis der Erfindung und der damit erzeilbaren Vorteile sind nachstehend einige Daten zur Erläuterung der beträchtlich verbesserten Wirksamkeit hinsichtlich der Verringerung der Abgabe von Teer und anderen unerwünschten Begleitstoffen bei einer gemäß, der Erfindung ausgeführten Zigarette angeführt.

In der Tabelle I zeigt das Beispiel 1 eine Zigarette, die zur Beschleunigung der Verbrennung der Hülle in der in Fig. 2 gezeigten Weise mit Kaliumnitrat behandelt ist. Die Beispiele A, B und C liegen außerkalb der Erfindung und sind in Tabelle I zum Vergleich mit der erfindungsgemäßen Zigarette enthalten. Die Zigarette nach Beispiel C

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wurde perforiert und dann mit Kaliumnitrat behandelt, so daß die Perforationen durch einen Niederschlag des Kaliumnitrats abgedeckt waren. Bei Annäherung der Glut an die durch das Kaliumnitrat verschlossenen Perforationen verschwindet das Kaliumnitrat durch die Verbrennung, so daß Luft durch die Perforationen eindringen kann. In den Beispielen wurden sämtliche Zigaretten mittels einer Rauchvorrichtung mit konstantem Unterdruck und mit einem Zug pro Minute bis auf 3 mm an das Mundstück heran geraucht. Jeder Zug dauerte 2 Sekunden und hatte ein Volumen von
35 cm³.

- 10 -

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- ίο -

Tabelle I

Bei	Behandlung	Teerabgabe	Nikotin	Teer/Niko	7,2
spiel		pro Zigaret	pro Zi	tin-Verhält
		te (mg)	garette	nis
			(mg)
1	Behandlung mit KNO,,	8,3	1,16	13,9
	Perforationen durcn			12,4
	Niederschlag und Um
	hüllung zum Tabak
A	unbehandelt	22,6	1,63
B	perforiert, sonst	17,8	1,44

unbehandelt

perforiert und mit 13,8 1,19 11,6 KNO3 behandelt, Perforationen in Umhüllung durch KNO, abgedeckt °

Man erkennt aus tabelle I, daß die Abgabe von Teer und Nikotin beim Beispiel 1 gegenüber den Beispielen A, B und C beträchtlich verringert war. Besonders zu bemerken ist, daß die Teerabgabe in Beispiel G 13,8 mg betrug, während sie beim erfindungsgemaßen Beispiel 1 nur 8,3 mg ausmachte, was eine beträchtliche Verringerung dieser Komponente darstellt. Ferner sind die Abgabe von Nikotin sowie das Teer/ Nikotinverhältnis spürbar verkleinert*

In Tabelle II bezeichnet das Beispiel 2 eine in der in Pigβ 5 dargestellten Weise behandelte Zigarette. Die Beispiele D, E, F und G liegen außerhalb des Bereichs der Erfindung und dienen lediglich zum Vergleich mit dem Bei-

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spiel 2. Die Zigaretten der verschiedenen Beispiele wurden in gleicher Weise geraucht wie die in der Tabelle I enthaltenen. Das Beispiel D ist eine unbehandelte Zigarette. Beispiel E ist eine in Form eines Streifens mit Kaliumnitrat behandelte Zigarette ohne irgendwelche Öffnungen durch die Beschichtung oder die Umhüllung. Beispiel F ist eine Zigarette mit einer Anzahl in Richtung vom Mundstück zum anzuzündenden Ende angeordneter Schlitze, jedoch ohne verbrennungsfordernde Behandlung. Beispiel G ist eine Zigarette, welche zunächst mit Schlitzen versehen und darauf mit Kaliumnitrat behandelt wurde, so daß die Schlitze mit Kaliumnitrat abgedeckt waren. Dabei verschwindet das Kaliumnitrat bei Annäherung der Glut aus den Schlitzen, so daß Luft dadurch einströmen kann.

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Tabelle II

Bei- Behandlung spiel Nikotin- Teer Phenol Gfesamtabgabe cyanid

mg/Zig. mg/Zig. /u/Zig. /u/Zig.

Stickstoff- Acetaldehyd oxyde /

behandelt mit KNO,, Schlitze durch Beschichtung und Hülle bis zum Tabak

8,3

70

behandelt

G- geschlitzt, dann mit KNO, behandelt, so daß Schlitze in Umhüllung verschlossen 161

340

D	unbehandelt	1	,40	20	,6	51	268	305	860
E	behandelt mit KNO,	1	,25	19	,4	46	257	322	840
I	geschlitzt, sonst un-	1	,04	12	,0	37	122	184	424

11,7

32

98

205

435

Am Beispiel 2 in Tabelle II erkennt man eine bemerkenswerte Verringerung der Abgabe von Rauchbestandteilen wie Nikotin, Teer, Phenol, Cyanid, Stiffi'kstoffoxyden und Acetaldehyd. Insgesamt betrachtet ergibt sich daraus eine beträchtliche Verringerung der Rauchbestandteile.

Die folgende Tabelle III zeigt die prozentuale Verringerung der Abgabe von Rauchbestandteilen einschließlich Feststoffteilchen, Nicotin, Teer, Phenol, Cyanid, Stickstoffoxyde und Acetaldehyd des -Beispiels 1 gegenüber dem Beispiel B. In gleicher tfeise ist das Beispiel 2 mit dem Beispiel F verglichen, welches sich auf eine geschlitzte, aber sonst unbehandelte Zigarette bezieht.

Tabelle III Verringerung der Abgabe von Rauchbestandteilen in j>

Beispiels- GTF Nikotin Teer Phenol Gesamt- Acetvergleich cyanid aldehyd

B 50 19 53 49 39 12

F 30 24 31 38 43 20

GTF = Gesamtmenge teilchenförmiger Feststoffe in trockenem Zustand

Aus Tabelle III ist eine beträchtliche Verringerung der gesamten, angeführten Rauchbestandteile ersichtlich. Ins besondere ist zu bemerken, daß die Zigarette nach Bei-

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spiel 1 im Vergleich, zu einer perforierten, sonst unbehandelten Zigarette eine um 53°/° verringerte Teerabgabe hat, während die Zigarette nach Beispiel 2 gegenüber der nach Beispiel F eine um 31$ verringerte Teerabgabe, um 38$ weniger Phenol und um 43$ weniger ^yanid aufweist. Somit ist die Gesamtverringerung der Rauchbestandteile sehr beträchtlich.

Tabelle IV zeigt die Verringerung der Abgabe von Rauchbestandteilen bei den Zigaretten nach Beispiel 1 und 2 gegenüber denen nach Beispiel C bzw. G.

Tabelle IV

Verringerung der Abgabe von Rauchbestandteilen in ⁰Jo

Beispiels- GTi¹ Nikotin Teer Phenol Gesamt- Stick- Acetvergleich cyanid stoff- alde-

oxyde hyd

1 mit G	37	3	40	10	7	Ϊ2	7
2 mit G	28	22	29	28	29	21	22

Die in Tabelle IV angeführten Ergebnisse erweisen die beträchtliche und überraschende Verringerung der Abgabe bestimmter Rauchbestandteile bei den erfindungsgemäßen Zigaretten in Beispiel 1 und 2. Die Zigarette nach Beispiel 1 verringert die Teeräkgabe um 40$, während die

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Zigarette nach Beispiel 2 diese um 29% herabsetzt. Da jeder der in Tabelle IV angeführten Bestandteile des Rauchs verringert wird, ergibt sich eine sehr beträchtliche Gesamtverringerung.

wenngleich die der Erfindung zugrundeliegenden Gegebenheiten derzeit noch nicht gänzlich erkennbar sind, ist anzunehmen, daß die Kombination der Öffnungen in Form von Schlitzen oder Perforationen mit einem auf die Umhüllung der Zigarette aufgetragenen, verbrennungsfördernden Mittel eine synergistische Wirkung zur Verminderung der Abgabe der angeführten Rauchbestandteile erbringt. Die in den Tabellen III und IV angeführten Ergebnisse deuten darauf hin, daß sich die Wirkungen der Perforationen bzw. Schlitze und der -behandlung mit Kaliumnitrat bei der erfindungsgemäßen Zigarette nicht nur addieren, sondern daß eine über das erwartete Maß hinausgehende Verminderungswirkung erzielt wird.

Sämtliche aus der Beschreibung, den Ansprüchen und der zeichnung hervorgehenden Merkmale und Vorteile der Erfindung einschließlich konstruktiver Einzelheiten, räumlicher Anordnungen und Verfahrensschritte können sowohl für sich als auch in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.

-Patentansprüche-209811/1094 - 16 -

Claims

Patentansprüche :

i1 i Zigarette mit einer Tabakfüllung und einer diese umgebenden, mit einem verbrennungsfordernden Mittel behandelten Umhüllung, wobei ein Teil der Umhüllung zunächst wenigstens einem Ende der Zigarette nicht behandelt ist und damit als Mundstück verwendbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das verbrennungsfordernde Mittel auf jeweils ein Teil (12,13,14;16;21) der Umhüllung (20) aufgetragen ist und daß an diesem Teil das verbrennungsfördernde Mittel und die Umhüllung durchsetzende Öffnungen (15j 17,22) gebildet sind, so daß eine Verdünnung des Rauchs mit Luft beim Rauchen der Zigarette (10) bewirkbar ist.

2. Zigarette nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Fläche (12,15 bzw.14) in der Form eines mit der Basis dem Mundstück (11) zugekehrten Dreiecks mit dem verbrennungsf ordernden Mittel behandelt ist.

3. Zigarette nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dreieckige, behandelte Fläche (12,13 bzw. 14) vor dem anzuzündenden Ende (25) der Zigarette (10) in einer Spitze ausläuft.

4. Zigarette nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spitze der Dreiecksfläche um etwa ein Drittel der Zigarettenlänge vom anzuzündenden Ende (25) entfernt ist.

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5o Zigarette nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein in Längsrichtung der Zigarette (10) verlaufender, schmaler Streifen (16;21) mit dem verbrennungsfördernden Mittel behandelt ist.

6. Zigarette nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung(en) in dem mit dem verbrennungsfordernden Mittel behandelten Teil schlitzförmig ist bzw. sind.

7. Zigarette nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in dem sich in Längsrichtung der Umhüllung (20) der Zigarette (10) erstreckenden Teil eine Anzahl von Schlitzen (22) gebildet sind.

8. Zigarette nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich die mit dem verbrennungsfördernden Mittel behandelte Fläche vom Mundstück an über wenigstens ein Drittel der Zigarettenlänge erstreckt.

9. Zigarette nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der mit dem verbrennungsfördernden Mittel behandelten Fläche mehrere die verbrennungsfördernde Beschichtung und die Umhüllung durchsetzende Öffnungen gebildet sind.

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10. Zigarette nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das verljrennungsfördernde Mittel Kaliumnitrat ist»

11. Zigarette nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Filtermundstück (11) hat.

12. Verfahren zum Herstellen einer Zigarette nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, worin ein verbrennungsförderndes Mittel auf die Umhüllung der Zigarette aufgetragen wird, dadurch gekennzeichnet, daß das verhrennungsfördernde Mittel auf eine vorbestimmte Teilfläehe der Umhüllung aufgetragen wird und daß diese 3?eilfläehe der Umhüllung anschließend mit Öffnungen versehen wird,

-13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, ^ daß man als verbrennungsförderndes Mittel Kaliumnitrat verwendet.

14· Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß man das Kaliumnitrat in wäßriger Lösung aufträgt·

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß man eine etwa 30 Gew.56 Kaliumnitrat enthaltende lösung verwendet·

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16. Zigarette im wesentlichen wie vorstehend anhand
der Zeichnung beschrieben.

17. Verfahren zum Herstellen einer Zigarette nach Anspruch 12 und im wesentlichen wie vorstehend beschrieben.

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