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Schadstoffarme Tabakwaren
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Die Erfindung betrifft schadstoffarmeTabakwaren insbesondere Zigaretten,
Zigarren, gestopfte Pfeifen oder dergleichen.
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Zigaretten weisen drei besonders schädliche Substanzen auf, nämlich
Nikotin, Teer und Kohlenmonoxid. Nikotin und Teer hat man durch besondere Filter
bereits tark verm;ndert. Eine weitere Reduzierung von Nikotin und Teer ist zwar
sehr erwünscht, aber nur bis zu gewissen Grenzen erstrebenswert, da diese Schadstoffe
zum Geschmack der Zigarette beitragen.
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Im Gegensatz dazu ist Kohlenmonoxid völlig geschmacklos und geruchlos,
trägt in keiner Weise zur Befriedigung beim Rauchen bei, ist vielmehr nur giftig
und deshalb völlig unerwünscht.
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Gerade dieses Gift weist aber die Eigenschaft auf, daß es durch Zigarettenfilter
nicht reduzierbar ist, da die Moleküle dieses Gases ungehindert -durch die Filterporen
schlüpfen.
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Gerade Kohlenmonoxid im Verbrennungsgas von Zigaretten ist aber die
Ursache für eine Vielzahl von Körperschädigungen und Krankheiten sowohl von aktiven
Rauchern als auch von denjenigen Nichtrauchern, welche z.B. aus beruflichen oder
gesellschaftlichen Gründen häufig passiv rauchen müssen. Es ist z.B. bekannt, daß
Kohlenmonoxid Hämoglobin inaktiviert, welches dadurch seine Funktion, Sauerstoff
im Blut zu transportieren, nicht mehr ausüben kann, so daß der Stoffwechsel des
Körpergewebes vermindert wird. Diese Wirkung wird übrigens noch dadurch erheblich
verstärkt, daß das eingeatmete Nikotin durch Vasokonstriktion die Durcnblutung des
Körpergewebes verringert. Bekannt ist außerdem, daß diese beiden Effekte an der
Pathogenese des Herzinfarktes maßgeblich beteiligt sind. Diese stark toxische Wirkung
des Kohlenmonoxid überrascht nicht, wenn man weiß, daß die Konzentration von Kohlenmonoxid
im Zigarettenrauch höher als diejenige in Autoabgasen ist, deren höchst schädliche
Wirkung allgemein bekannt ist.
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Trotz dieser Kenntnisse ist es bei en vielfältigen und sehr kostenaufwendigen
Forschungen und Bemühungen zur Entgiftung der Schadstoffe des Verbrennungsgases
von Tabakwaren bisher nicht gelungen, den Gehalt an Kohlenmonoxid im Verbrennungsgas
in nennenswerter Weise zu verringern, im Gegenteil, gerade einige Filterzigaretten
mit einem niedrigen Nikotingehalt weisen einen besonders hohen Gehalt an Kohlenmonoxid
im Verbrennungsgas auf. Es hat sich herausgestellt, daß Kohlenmonoxid durch Filter
so gut wie gar nicht entfernbar ist.
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Man hat aber noch viele andere Methoden erprobt, um den Gehalt an
Kohlenmonoxid aus dem Verbrennungsgas von Tabaken zu verringern, jedoch durchwegs
ohne Erfolg.
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So sind aus der Zeitschrift 'gTobacc Science", Vol. XIV, 1970, Seiten
78 bis 81, Bemühungen bekannt geworden, die Zusammensetzung der Verbrennungsgase
von Tabak durch Zusätze
zum Tabak zu verändern. Fast alle aus dieser
Druckschrift bekannten Zusätze hatten jedoch eine erhebliche Zunahme des CO-Anteils
im Verbrennungsgas zur Folge, vgl. die Tabelle auf Seite 80 oben. Die wenigen anderen
Zusätze jedoch, welche den CO-Gehalt, wenn auch nur geringfügig, verringerten, hatten
dafür die nachteilige Wirkung, daß sie den Anteil an giftigen Substanzen wie H2S,
NO, S02 bzw. HON erheblich erhöhten.
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Bisher sind der Fachwelt nachweislich keine Verfahren zur Reduzierung
von Kohlenmonoxid bekannt. Das geht aus dem Abschlußbericht des Weltkongresses "Smoke
and Health" hervor, der vom National Csncer Institute vom 2. bis 5. Juni 1975 in
New York durchgeführt wurde. In diesem Abschlußbericht des Work Shop on "Dechnological
Aspects of Reducing Specific Components in Cigarette Smoke, and Consumer Acceptance
of such Reduction" heißt es unter der Nr. 7 wörtlich übersetzt: "00 -- Es gibt keine
Technologie zur selektiven Entfernung von Co und diese ist extrem schwierig zu erzielen.
Verdünnung durch Erhöhung der Papierporosität und Filterperforation sind die einigen
bis heute bekannten Mittel." Rufgabe der Erfindung ist es, Tabakwaren zu schaffen,
welche, ohne erhöhte Papierporosität, ohne Filterperforation und ohne chemische
Zusätze aufzuweisen, dennoch einen verringerten Anteil von C0, von Kondensat und
von Nikotin im Verbrennungsgas enthalten.
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Diese Aufgabe ist gemäß Erfindung dadurch gelöst, daß im Tabakraum
Wärmeableitung vorgesehen ist.
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Die Erfindung weist den überraschenden Vorteil auf, daß sie den Gehalt
von Kohlenmonoxid von Tabakwaren um bis zu 90 % zu skl reduzieren ermöglichst. Diese
überraschende Wirkung beruht vermutlich darauf, daß durch Wärmeableitung aus dem
G2:dt- oder Glimabereich der Tabakusrea
in diesem Bereich das Bouduard-Gewicht in Richtung auf die Erzeugung mehr von/CO2
und weniger CO verschoben wird. Eine Senkung der Temperatur der Glutzone um 200°C
hat bereits eine Verringerung des Anteils an CO
Die Erfindung weist
aber auch den weiteren Vorteil auf, daß sie, wiederum aufgrund der Temperatursenkung,
auch eine starke Verringerung des Gehalts von Kondensat und Nikotin im Verbrennungsgas
bzw. Verbrennungsrauch bewirkt.
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Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, daß sie auf sämtliche
Tabakwaren anwendbar ist, also z.B. sowohl auf Filterzigaretten, als auch auf filterlose
Zigaretten, auf Zigarren, Zigarillos, gestopfte Pfeifen und dgl..
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Der Grad der Wirkung der Erfindung hängt dabei von dem Grad der Wärmeleitung
ab. Wohin die Wärme aus der Glutzone geleitet wird, ist dabei unerheblich. Sie kann
entweder in den Bereich niedrigerer Temperatur des Tabakraumes geleitet werden und
dort den Tabak vorwärmen, sie kann aber auch kapazitiv durch Wärmeleitung oder durch
Wärmestrahlung entfernt werden.
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Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, daß sie der Zigarettenindustrie
enorme Kosten ersparen kann, weil sie den bei der Herstellung von Tabakwaren anfallenden
Ausschuß an Tabak wesentlich verringert. Gerade Tabakstengel und Tabakrippen und
auch billige Tabaksorten erzeugen nämlich beim Verbrennen einen besonders hohen
Gehalt an C0. Da die Erfindung, wie es oben beschrieben wurde, den Gehalt von CO
in bisher nicht geahnter Weise verringert, ermöglicht sie es, gleichzeitig, auch
die billigen Tabaksorten und Tabakstengel und auch Tabakrippen zu Tabakwaren zu
verarbeiten, welche immer noch wesentlich weniger CO erzeugen, als die bisher handelsüblichen
Tabak waren.
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Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist im Tabakraum zusätzlich
zum Tabak wärmeleitendes Material so angeordnet, daß es Wärme aus dem Bereich höherer
Temperatur in den Bereich niedrigerer Temperatur leitet.
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Dieses wärmeleitende Material kann vorteilhafter Weise Metall sein,
Nach
einer bevorzugten Ausführungsform ist das wärmeleitende Material als ein Körper
ausgebildet, der sich im wesentlichen in Längsrichtung durch den Tabakraum erstreckt.
Nach einer anderen bevorzugten Ausführungsform sind im Tabakraum mehrere aus gut
wärmeleitenden Material gebildete Körper angeordnet, welche sich jeweils im wesentlich
in Längsrichtung durch den Tabakraum erstrecken.
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Diese Ausführungsformen der Erfindung weisen den Vorteil auf, daß
in diesen vorfertigbaren Körpern aus wärmeleitendem Material die Wärmeleitung stets
gewährleistet ist.
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Nach einer Weiterbildung der Erfindung können die wärmeleitenden Körper
so geformt sein, daß ihr in der Tabakasche befindlicher Teil mit dieser abstreifbar
ist. Diese Weiterbildung kann z.B. darin bestehen, daß die aus wärmeleitendem Material
hergestellten Körper in bestimmten Abständen so vorgeprägt sind, daß sie an diesen
Stellen leicht brechen. Wird die Zigarettenasche abgestreift, so werden die Körper
an diesen Stellen abgebrochen und fallen mit der Asche ab. Auf diese Weise erhält
man Zigaretten, welche auch beim Rauchen sich nicht von normalen Zigaretten unterscheiden.
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Nach einer anderen Weiterbildung der Erfindung sind eine Vielzahl
von aus wärmeleitendem Material bestehenden Körpern über den Tabakraum verteilt
8o in diesem angeordnet, dsBteswischen jeweils zwei oder mehreren dieser Körper
soviele wärmeleitende Verbindungsstellen gibt, daß Wärme von dem Bereich höherer
Temperatur in die Bereiche niedrigerer Temperatur geleitet wird. Diese Weiterbildung
der Erfindung weist den Vorteil auf, daß die wärmeleitenden Körper oder Teilchen
in jedem Fall mit der Asche der gerauchten Zigarette abstreifbar sind, da diese
wärmeleitenden Körper nicht mechanisch fest miteinander verbunden sind.
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Nach einer anderen bevorzugten Weiterbildung der Erfindung sind in
dem Tabakraum wärmeleitende Teile vorgesehen, welche, ähnlich wie die Tabakteile
geformt und angeordnet sind. In dem Tabakraum können
vorteilhafter
Weise aus Metallfolien oder Metallblättern zusammen mit den Tabakblättern verarbeitete
und dabei geformte Metallkörper angeordnet sein.
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Das wärmeleitende Material muß aber keineswegs nur Metall sein.
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Als wärmeleitendes Material kann gemäß der Erfindung auch Graphit
verwendet werden. Nach einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung sind in dem
Tabakraum Graphitfasern angeordnet. Diese Fasern, welche sehr gut Wärme leiten können,
sind leicht brüchig und können ohne Schwierigkeiten mit der Tabakasohe abgestreift
werden. Hinzu kommt der Vorteil dieser Weiterbildung, daß die Graphit streifen sich
nur wenig von der Tabakasche unterscheiden, so daß eine Zigarette wie eine normale
Zigarette aussieht.
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In einer anderen Weiterbildung der Erfindung der Erfindung kann das
wärmeleitende Material in wärmeleitenderVerbindung mit der labakware stehen. An
der Außenseite der Tabakware können Einrichtungen vorgesehen sein, welche Wärme
an die Umgebung abgeben.
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Nach einer anderen Weiterbildung der Erfindung kann die gesamte Hülle
der Tabakware, z.B. einerZigarette, aus wärmeleitendem Material bestehen, z.B. aus
einer dünnen Aluminiumfolie. Vorteilhafterweise kann diese Metallhülle so vorgeprägt
sein, z.B. in Ringen, daß sie ebenfalls mit der Asche abstreifbar ist.
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Aufgabe der Erfindung ist es ferner, ein Verfahren zur Herstellung
von Tabakwaren mit einem besonders niedrigen Gehalt an CO im Verbrennungsgas, bzw.
Verbrennungerauch zu schaffen.
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Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß Folien aus
wärmeleitendem Material zusammen mit den Tabakblättern verarbeitet werden. Diese
Folien können aus Metall, z.B. aus Aluminium bestehen.
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Diese erfindungsgemäße Lösung weist den großen Vorteil auf, daß
sie
die Herstellung von CO-armen bis nahezu CO-freien Zigaretten auf besonders billige
Weise ermöglicht. Es sind keinerlei besondere Maschinen erforderlich, diese Zigaretten
können vielmehr mit den üblichen Maschinen hergestellt werden.
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Diese Erfindung ist im folgenden anhand einiger Ausführungsbeispiele
und in Verbindung mit der Zeichnung näher beschrieben.
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Es zeigen: Fig. 1a, 2a, 3a und 4a verschiedene erfindungsgemäß ausgestaltete
Zigaretten im Schnitt, Fig. Xb, 2b, 3b und 4b jeweils Querschnitte durch Zigaretten
der Fig. 1a,2a,3a bzw. 4a, Fig. 5 eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung, Fig. 6 einen Schnitt durch eine wiederum andere Ausführungsform der
Erfindung, Fig. 7 eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 8 eine für CO-Messungen verwendete EPeßapparatur in schematischer Darstellung
Fig. 9 ein CO-Diagramm sowohl einer normalen Zigarette, als auch eincr gemäß der
Erfindung ausgebildeten Zigarette und Fig. 10 einen Schnitt durch den Filter der
Zigarette der Fig. 2a.
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In Fig. 1a sieht man einen Querschnitt durch eine Filterzigarette
10, welche einen üblichen Zigarettenfilter 11 aufweist, und die übliche Tabakfüllung
12, welche von einer Zigarettenpapierhülle 14 umgeben ist. In dieser Zigarette 10
ist ein zentraler Stift 13 angeordnet, der sich vom vorderen Ende des Tabaksraums
12 bis zu dessen hinterem,an den Filter 11 angrenzenden Teil erstreckt.
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Die Fig. 1b zeigt einen Querschnitt durch die Filterzigarette in
Fig.1a.
Aus ihr sieht man, daß der Stift 13 aus wärmeleitendem Material zentral in den Tabakraum
12 angeordnet ist.
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In der Fig. 2a ist eine Filterzigarette 20 mit einem Filter 21 und
dem üblichen, von Zigarettenpapier 24 eingehülltem Tabak raum 22im Querschnitt dargestellt.
Zentral in dem Tabakraum 22 dieser Zigarette 20 ist eine Röhre 23 angeordnet, vgl.
auch Fig. 2b.
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unten Da/noch Werte und Messungen an der Ausführungsform der Erfindung,
welche in Fig.2a, 2b dargestellt ist, beschrieben werden, wird zunächst im einzelnen
auf die Herstellung der erfindungsgemäßen Zigarette eingegangen.
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Diese Zigarette 20 wurde aus einer normalen, handelsüblichen Zigarette
hergestellt, welche in der Bundesrepublik Deutschland unter dem Handelsnamen "R
6" vertrieben wird. Diese Zigaretten haben eine Länge von 84 mm, ihr Filterteil
ist 20 mm lang und der Tabakraum ist 64 mm lang. In eine derartige Zigarette wurde
zunächst ein Glasstab eingeführt, welcher einen Durchmesser von 3 mm hatte und an
seinem vorderen Ende in einen etwa 6 mm langen Konus überging. Beim Einführen dieses
Glasstabes wurde der Tabak aus dem zentralen Bereich der Zigarette in denRingraum
verdrängt. Nach Herausziehen des Glasstabes wurde dieser mit einer Folie aus Aluminium
umwickelt, welche etwa 0,014 mm dick war und ein Flächengewicht von 40 gr /m² hatte.
Dieses Folienstück war derart bemessen, daß beim Umwickeln des Glasstabes die Längsränder
sich parallel zur Mittelachse des Glasstabes auf dessen Mantelfläche auf einer Breite
von 2 mm überdeckten. Um eine Röhre zu erhalten, welche möglichst auch unter Eitzeeinwirkung
beim Abrauchen oder Abbrennen der Zigarette formstabil bleibC , wurde das Aluminiumstück
längs einem Längskantenbereich von 2 mm Breite mit einer Klebebaste, welche unter
dem Handelsnamen "Uhu-Stick" vertrieben wird, gleichmäßigbeschichtet. Dieser beschichtete
Längskantenbereich definiert die Innenseite des bei
fertig hergestellter
Röhre oberen Klebefalzes. Die andere Längskante wurde zunächst nach innen, zur Klebe
schicht hin, umgebogen oder umgeknickt, damit sie sich beim Umwickeln des Glasstabes
nicht an ihn anlegte. Beim Aufwickeln des Folienstückes aus Aluminium auf den Glasstab,
wobei von dieser unbeschichteten Längskante zur beschichteten Längskante hin gewickelt
wurde, wurde der Falz automatisch verklebt. Danach wurde der slasstsb mit der ihn
umgebenden Aluminiumhülle, welche die Röhre 23 bilden sollte, in die Zigarette eingeführt.
Es wurde darauf geachtet, daß diese Einführung möglichst gleichmäßig geschah. Anschließend
wurde der Glasstab aus der Zigarette herausgezogen, wobei die Aluminiumröhre 23
im Tabakraum verblieb. Bei dieser erfindungsgemäßen Zigarette befand sich nach der
Präparation genausoviel Tabak im Tabakraum 22, dieser war lediglich etwas verdichtet,
da der zuvor im axialen Raum befindliche Tabak in den Ringrsum 22 verdrängt worden
war.
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Mit dieser Zigarette 20 wurden Reduzierungen des Kohlenmonoxidgehalts
von bis zu über 90 % erzielt. Die entsprechenden Messungen werden weiter unten,
im Anschluß an die Beschreibung der anderen Abmessungabeispiele, im einzelnen beschrieben.
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In der Fig. 3a sieht man eine filterlose Zigarette 30 im Schnitt.
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Diese Zigarette 30 enthält im Tabakraum 32 innerhalb der Hülle 34
eine Anzahl von wärmeleitenden Stäben oder Fäden 33, vgl. such die Fig. 3b. Diese
Ausführungsform der Zigarette 30 weist den Vorteil auf, daß die wärmeleitenden Körper
33 wegen ihrer Vielzahl jeweils einen relativ kleinen Durchmesser aufweisen können.
Sie können deshalb, insbesondere wenn sie aus Graphit bestehen, leicht bei Abstreifen
der Tabakasche abgebrochen und deshalb mit dieser abgestreift werden.
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In der Fig. 4a ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung
im Längsschnitt dargestellt. Diese Filterzigarette 40 weist etwa röhrensegmentförmige
wärmeleitende Körper 43 suf, welche sich in Längsrichtung durch den Tabakraum 42
erstrecken, vgl. auch die
Fig.4b. Diese Ausbildung der wärmeleitenden
Körper 43 mit einer größeren Erstreckung in Querrichtung der Zigarette weist den
Vorteil auf, daß ein größerer Bereich der Glutzone ii direkten Kontakt mit der Gesamtzahl
der wärmeleitenden Körper 43 steht.
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In der Fig. 5 ist eine Filterzigarette 50 in Seitenansicht dargestellt.
In dem Tabakraum 52 dieser Zigarette 50 ist ein wendelförmiger wärmeleitender Körper
53 angeordnet, welcher sich vom vorderen Ende der Zigarette 50 bis nahe der vorderen
Seite des Filters 51 erstreckt. Da in der Seitenansicht dieser wendelförmige wärmeleitende
Körper 53 nicht sichtbar ist, ist er in der Fig. 5 durchgestrichelte Linien dargestellt.
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Zu sämtlichen bisher beschriebenen Ausführungsbeispielen wird noch
darsu Wingewiesen, daß der besseren Übersichtlichkeit wegen der Tabakfilter nur
angedeutet ist.
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In der Fig. 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
In dieser Zigarette 60 sind wärmeleitende Körper 63 angeordnet, welche jeweils ähnliche
Größe und Konfiguration wie die zweckmäßiger Weise Tabakteile 66 aufweisen. Es können/so
viele wärmeleitende Teilchen 63, z.. aus Aluminium, in dem Tabakraum 62 vorhandeein,
daß einige von ihnen in wärmeleitender Berührung stehen, wie es auch in der Fig.
6 teilweise dargestellt ist. Auf diese Weise ist eine Wärmeleitung von der Glutzone
zu anderen Bereichen der Tabakware hin gewährleistet. Es wird noch daraufhingewiesen,
daß keine derartig zusammEnhtzngende, vom Vorderende der Zigarette bis zum Filter
reichende/aus wärmeleitenden Teilchen 63 in der Fig. 6 dargestellt ist. Dennoch
gibt es mehrere solche Ketten, die jedoch nicht alle in einer Ebene liegen und deshalb
in dem Längsschnitt der Fig. 6 nicht sichtbar sind.
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Es wird vorsichtshalber noch darauf hingewiesen, daß die Bezeichnung
der Teilchen im Tabakraum 62 mit dem Bezugszeichen 63 und 66 keineswegs willkürlich
gewählt wurde. Das Bezugszeichen 63
bezeichnet jeweils wärmeleitende
Teilchen, die im Ausführungsbeispiel aus Aluminium bestehen sollen, während das
Bezugszeichen 66 jeweils Tabakteilchen bezeichnet. Da jedoch die wärmeleitenden
Teilchen 63 etwa gleiche Größe und gleiche Konfiguration wie die Tabakteilchen 66
haben sollen, können sie in einer reinen Schwarz/Weiß-Zeichnung ohne die hinzugefügten
Bezugszeichen nicht unterscheidbar gemacht werden.
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Die Fig. 7 zeigt eine Seitenansicht eines weiteren Ausführungsbei
spiels der Erfindung. Die dargestellte Zigarette 70 weist an ihrer Außenseite Aluminiumstreifen
77 auf, welche- sich über einen Teil des Filterabschnitts 71 und über einen Teil
des Tabakabschnitts erstrecken. Diese Aluminiumstreifen 77 stehen in wärmeleitender
Verbindung mit den Körpern aus wärmeleitenden Teilchen, welche im Tabakraum angeordnet
sind. Diese Anbringung der Aluminiumstreifen 77 ist bei sämtlichen Ausführungsbeispielen
der Fig. 1 bis 6 möglich. Die Aluminiumstreifen 77 stehen also in wärmeleitender
Verbindung entweder mit einem zentralen Stab 13, mit einer zentral angeordneten
Röhre 23, mit einem oder mit mehreren der Stäbe 33, mit den rohrsegmentförmigen
wärmeleitenden Teilen 43, mit dem wendelförmigen Teil 53 oder mit tabakartig gekrllmmten
wärmeleitenden Teilchen 63. Die Streifen 77 können sich selbstverständlich auch
über die gesamte Zigarette 70 hin erstrecken.
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Es ist auch möglich, Aluminiumstreifen oder Streifen aus anderem wärmeleitenden
Material nicht in Längsrichtung, sondern in Umfangsrichtung an der Außenseite der
Zigarette anzubringen. Diese Ausführungsform, welche ebenfalls in den Schutzumfang
der Erfindung fällt, weist den Vorteil auf, daß diese wärmeleitenden Streifen nacheinander
jeweils mit der Tabakaache abgestreift werden können.
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Im folgenden wird die Apparatur beschrieben, mit welcher die Zigarette
20 der Fig. 2a und 2b vermessen wurden, und anschließend werden diese Meßergebnisse
besprochen.
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Die Meßapparatur der Fig. 8 weist einen Cambridge-Filter 2 auf, an
dessen Einlaßseite eine Zigarette 1 eingesetzt werden kann. Der Cambridge-Filter
2 ist über eine Kühlfalle 3 mit einer Gaseinlaßschleife 4 verbunden, welche ein
Umschaltventil (nicht dargestellt) enthält. Einem Ausgang dieser Gaseinlaßschleife
4 ist ein Gaschromatograph 5 nachgeschaltet. Der andere Ausgang der Gaseinlaßschleife
4 führt über ein Vorvakuumgefäß 9 zu einer Vakuumpumpe 10. In der Leitung zwischen
Gaseinlaßschleife 4 und dem Vorvakuumgefäß 9 liegen ein Magnetventil 7, welches
von einem Zeitgeber 6 gesteuert wird, und ein Einstellhahn 8.
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Im Betrieb wird die Zigarette 1 in zeitlichen Intervallen durch den
Unterdruck abgebrannt, welcher von der Vakuumpumpe 10 erzeugt wird. Bei diesen Zügen
werden der Rauch und das Verbrennungsgas der Zigaretten in dem Cambridge-Filter
2 filtriert. Dieser Filter 2 hält die festen Bestandteile und die flüssigen Rauch-Bestandteile
zurück, und läßt im wesentlichen lediglich das Verbrennungs -Gas hindurch. Dieses
Gas wird durch eine Kühlfalle 3 geleitet, in welcher H20 und CO2 ausgefroren werden.
Das aus der Kühlfalle 3 der Gaseinlaßschleife 4 zugeführte Gas enthält den gesamten
CO-Anteil, welcher von der brennenden Zigarette 1 bei jedem Zug in den Cambridge-Filter
2 eingesaugt wurde.
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Die Vakuumpumpe 10 arbeitet während der gesamten Messung. Sie erzeugt
jedoch nur dann einen Unterdruck am Mundstück der Zigarette 1, wenn das Magnetventil
7 geöffnet ist. Dieses Magnetventil 7 wird vom Zeitgeber 6 in Intervallen von einer
Minute jeweils zwei Sekunden lang geöffnet. Während dieser zwei Sekunden wird also
an der Zigarette 1 gezogen. Der Einstellhahn 8, welcher
den Querschnitt
der Leitung zwischen dem Magnetventil 7 und der Vakuumpumpe 10 verändern kann, ist
so eingestellt, daß während dieses Zuges von zwei Sekunden Dauer eine Gasmenge von
35 ml durch den Cambridge-* Filter 2 hindurch angesaugt wird./ Diese Menge von 35
ml reicht aus, um die gesamte Apparatur vom Cambridge-Filter 2 bis zum Magnetventil
7 hin durchzuspülen.
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Nach dem Intervall von zwei Sekunden wird das Magnetventil 7 durch
die Steuerung des Zeitgebers 6 neschlos-
sen. Jetzt aus das Drehumschaltvent < a5elnlaßschleife 4 angeschlossen ist und
das Trägergas des Gaschrom atographen 5 die zu analysierende Gasmenge aus der Gaseinlaßschleife
4 aus- und in den Gaschromatographen 5 einspült.
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In diesem Gaschromatographen 5 wird die eingespülte Gasmenge mit einem
5-i-Molekularsieb in die verschiedenen Bestandteile getrennt. Die unterschiedlichen
Wärmeleitfähigkeitswerte dieser Bestandteile werden über einen Wärmeleitfähigkeitsdetektor
(WLD) gemessen, und diese Meßwerte werden von einem Kompensographen 12 aufgezeichnet.
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Das Vorvakuumgefäß 9 zwischen dem Magnetventil 7 und der Vakuumpumpe
10 dient in üblicher Weise dazu, einen Zusammenbruch des Vakuums in dieser Unterdruckleitung
beim Öffnen des Magnetventils 7 zu verhindern.
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Die verwendete Meßapparatur arbeitet mit sehr hoher Genauigkeit. Schwankungen
der Meßergebnisse aufgrund der Meßgenauigkeit der Apparatur sind wesentlich kleiner
als diejenigen Schwankungen der Meßergebnisse, welche durch die ungleiche Konsistenz
der verschiedenen Zigaretten * Das Abrauchen erfolgte nach der üblichen CORESTA-Norm.
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hervorgerufen werden. Selbst die Kunsistenz der Zigaretten einer einzigen
Packung, welche also den gleichen Umwelteinflüssen wie Lufttemperatur, Feuchtigkeit
und dergleichen ausgesetzt sind, sind wesentlich größer als die Schwankungen der
Meßapparatur. Der Fehler der gesamten Messung wird somit durch die veränderliche
Konsistenz der einzelnen Zigaretten innerhalb einer Packung bestimmt0 Dieser Fehler
lag maximal zwischen 9 und 10 %. Bei einigen Zigarettenpackungen lag diese Schwankung
der Meßergebnisse unter den Zigaretten einer einzigen Paokung nur bei etwa 5 %.
Diese angegebenen schwaniungswerte wurden bei handelsüblichen, nicht präparierten
Zigaretten gemessen.
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Zu sämtlichen Messungen wurden handelsübliche Zigaretten verwendet,
welche in der Bundesrepublik Deutschland unter dem Handelanamen "R6" vertrieben
werden.
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unpräparierten In der Fig.9 sind ein CO-Diagramm einernormalenZigarette
und ein CO-Diagramm der Zigarette 20 in denselben Koordinatensystem dargestellt.
Die Abszisse bildet die in Minuten aufgeteilte Zeitachse, wobei der Pfeil dieser
Abszisse in Richtung zunehmender Zeit weist.
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Diese Zeitskala läuft also von rechts nach links. Die Meßergebnisse
der späteren Züge an den Zigaretten sind somit jeweils links von den Meßergebnissen
der vorhergehenden Züge aufgetragen. Die Ordinate weist eine linear geteilte Skala
auf.
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Die CO-Kurven der normalen unpräparierten Zigarette sind in der Fig.
9 mit den Kennzahlen N1, N2, N3 und N4 bezeichnet.
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Wie man aus diesem Diagramm sieht, steigt der CO-Gehalt, welcher
der Fläche unter den Kurven entspricht, vom 4. zum 8. Zug hin etwa linear an.
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Die CO-Kurven der erfindungsgemäß ausgebildeten Zigarette 20 mit der
zentral angeordneten Röhre aus Aluminium sind mit den Bezugszeichen 12, 14, 16 und
18 bezeichnet. Die Kurve 12 gibt den CO-Gehalt beim 2. Zug an, und die Kurve 18
gibt den CO-Gehalt beim
8. Zug an, der Filterzigarette 20 an. Wie
man auf einem Blick sieht, erzeugt diese Filterzigarette 20 beim Abrauchen nur ganz
minimale Mengen von Kohlenmonoxid. Beim 4. und beim 6. Zug wurden so geringe Mengen
von Kohlenmonoxid erzeugt, daß die Ausschläge des Kompensographen, welche vom Kohlenmonoxidgas
verursacht wurden, geringer als die beim einen - , nicht vom CO-Gehalt abhängigen
Ausschläge. Die CO-Mengen beim 4. und beim 6. Zug an der Filterzigarette 20 waren
so gering, daß sie mit der verwendeten Vorrichtung nicht mehr aufgezeichnet werden
konnten.
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Lediglich beim 2. oder beim 8. Zug wurden noch meßbare Mengen von
Kohlenmonoxid festgestellt, jedoch ungleich viel kleinere Mengen als bei den entsprechenden
Zügen an einer normalen Zigarette.
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In der Fig. 10 ist ein Schnitt durch einen Filter der abgerauchten
Zigarette 20 schematisoh dargestellt. Auch dieser Filter 101 weist einen intensiv
verfärbten Bereich auf, der durch die Konturlinie 102 begrenzt ist. Der Bereich
103 hinter der Linie 102 ist praktisch nicht oder nur schwach verfärbt.
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Besondere vorteilhaft ist es, wärmeleitendes Material im Tabakraum
vorzusehen, welches durch die in der Gut zone erzeugte Hitze zur Schmelze gebracht
wird - wie Lötzinn - und dadurch viel Wärme entzieht.