DE3587954T2

DE3587954T2 - Rauchartikel.

Info

Publication number: DE3587954T2
Application number: DE3587954T
Authority: DE
Inventors: Chandra Kumar Pfafftown Nc 27040 Banerjee; Ernest Gilbert Winston-Salem Nc 27105 Farrier; John Hughes Winston-Salem Nc 27103 Reynolds Iv; Henry Thomas Lewisville Nc 27023 Ridings; Andrew Jackson Jr. Winston-Salem Nc 27103 Sensabaugh; Michael David Lewisville North Carolina 27023 Shannon
Original assignee: RJ Reynolds Tobacco Co
Current assignee: Japan Tobacco Inc
Priority date: 1984-09-14
Filing date: 1985-09-11
Publication date: 1995-06-08
Anticipated expiration: 2005-09-12
Also published as: DK416785A; EP0339689B1; DE3588051D1; PL255348A1; NO169814C; NO171823C; EP0337506A2; FI82592C; NO171823B; EP0337506B1; BR8504453A; DE3587954D1; DK173975B1; EP0336458A3; AU595483B2; EP0339690B1; EP0339689A2; YU43994B; JPH0558757B2; MX162549A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Rauchartikel, der ein Aerosol erzeugt, welches tabakrauchähnlich ist und nicht mehr als eine minimale Menge unvollständig verbrannter Verbrennungs- oder Pyrolyseprodukte enthält.
In den vergangenen Jahren, insbesondere während der letzten 20 bis 30 Jahre, ist eine Vielzahl von Rauchartikeln vorgeschlagen worden, wobei sich jedoch keines dieser Produkte erfolgreich auf dem Markt durchsetzen konnte.
US-A-4 340 072 beschreibt einen vorgeschlagenen Zigarettenartigen Rauchartikel, welcher hintereinanderangeordnet ein stäbchenartiges Brennstoffelement mit einem zentralen axialen Durchlaß, durch eine Kammer definierte Aerosolerzeugungsmittel und eine kurze Filterspitze aufweist. Die Gesamtlänge des Rauchartikels beträgt 70 mm und sein Durchmesser 7 mm. Gemäß den zu US-A-4 340 072 gehörenden Zeichnungen beträgt die Länge des stäbchenartigen Brennstoffelements etwa 73 % der Gesamtlänge des zigarettenartigen Rauchartikels, d.h. also circa 51 mm. Das Brennstoffelement ist ein aus rekonstituiertem Tabak und/oder Tabakersatz, z.B. einer Mischung aus Kohlenstoff und einem Bindemittel (NaCMC), geformtes oder extrudiertes Teil, und das vordere Ende seines axialen Durchlasses kann mit einem aus dem gleichen Material gefertigten Pfropfen verschlossen werden, um das Eindringen einer Zündflamme in den zentralen axialen Durchlaß des Brennstoffelements zu verhindern. Die Kammer der Aerosolerzeugungsmittel enthält ein Inhaliermaterial, welches bei Erwärmung vorgeblich ein Aerosol zum Inhalieren durch den Raucher bildet. Nach dem Anzünden des Brennstoffelements wird beim Ziehen ein Strom heißer, von dem brennenden Brennstoffelement erzeugter Gase durch den axialen Durchlaß des Brennstoffelements und durch die Kammer der Aerosolerzeugungsmittel gesaugt, so daß letztere erwärmt werden (siehe Spalte 2, Zeilen 32 bis 42, und Spalte 3, Zeilen 14 bis 17).
Auch EP-A-0 117 355 beschreibt einen vorgeschlagenen zigarettenartigen Rauchartikel, der eine Kohlenstoff-Wärmequelle mit einem axialen Durchlaß und einen getrennten Aroma- Erzeuger (Geschmacks- und Geruchserzeuger) aufweist. Die Bildung der Wärmequelle (Seite 2, Zeile 23, bis Seite 7, Zeile 14) erfolgt durch Pyrolysieren eines vorgeformten, röhrenförmigen ligninhaltigen Zellstoffmaterials von z.B. 90 mm oder 65 mm Länge (siehe Vergleichsbeispiel 1 bzw. Beispiel 4) unter vorgegebenen Bedingungen, gefolgt von wenigstens einem zusätzlichen vorgegebenen Verfahrensschritt. Während der Pyrolyse erfährt das röhrenförmige ligninhaltige Zellstoffmaterial eine maximale Schrumpfung seiner Abmessungen von 37,5 % (siehe Seite 12, Zeilen 3 und 4), so daß aus einem röhrenförmigen ligninhaltigen Zellstoffmaterial mit einer Länge von 65 mm eine Kohlenstoff-Wärmequelle erhalten wird, die eine Länge von über 40 mm aufweist. Der vorgebliche Aroma-Erzeuger (Seite 8, Zeilen 8 bis 27) weist nahe dem mundseitigen Ende liegend ein Substrat, wie zum Beispiel Tabak, Aluminiumoxid etc. auf, welches mit wenigstens einem durch Wärme freisetzbaren Aromastoff imprägniert ist oder einen solchen inhärent enthält. Der Aroma-Erzeuger kann auch einen aromatisierten, geschäumten Kern im Inneren der Wärmequelle enthalten. Hinter dem Aroma- Erzeuger kann ein herkömmliches Filter angeordnet werden. Die vorgebliche Wirkungsweise dieses bekannten Rauchartikels ist identisch mit der des in US-A-4 340 072 (siehe EP-A-0 117 355, Seite 8, letzter Absatz) beschriebenen Rauchartikels.
Der zigarettenartige Rauchartikel gemäß EP-A-0 117 355 stellt vorgeblich eine verbesserte Ausführung eines anderen bekannten zigarettenartigen Rauchartikels dar, welcher ein aus einem brennbaren Material geformtes Röhrchen umfaßt, sowie ein axiales inneres Röhrchen, welches in dem aus einem brennbaren Material gebildeten Röhrchen enthalten und auf seiner innenliegenden Oberfläche mit einem Zusatzstoff, zum Beispiel Nicotin, überzogen ist, so daß beim Rauchen heile Gase durch das innere Röhrchen gesaugt werden und das Nicotin vorgeblich in der Form eines zur Inhalation durch den Raucher bestimmten Aerosols freigesetzt wird (siehe EP-A-0 117 355, Seite 1, Zeilen 8 bis 20). Ein derartiger bekannter zigarettenartiger Rauchartikel, bei dem das innenliegende Röhrchen aus einem Material gebildet ist, welches bei Erwärmung zerbrechlich ist, wird in US-A-3,356 094 offenbart.
Wie in EP-A-0 117 355, Seite 1, Zeile 16 bis 20 dargelegt, hat dieser bekannte Rauchartikel den Nachteil, daß bei dieser Vorrichtung während des Glostens beträchliche Verluste an Nicotin und anderen erwünschten Verbindungen, beispielsweise Aromastoffen, auftreten und daß beim Rauchen das innenliegende Röhrchen auf unattraktive Weise über das brennende Ende des Rauchartikels hinausragt. US-A-3 258 015 offenbart eine frühere Ausführungsform dieses bekannten Rauchartikels, die noch unvorteilhafter ist, weil hier ein innenliegendes Röhrchen aus Kupfer oder Aluminium verwendet wird, so daß dieses innere Röhrchen intakt bleibt und ständig über das brennende Ende des Rauchartikels hinausragt.
Ungeachtet jahrzehntelangen Interesses und jahrzehntelanger Bemühungen gibt es bislang noch keinen Rauchartikel auf dem Markt, der den Gewinn und die Vorzüge, die mit dem herkömmlichen Zigarettenrauchen verbunden, sind, verschaffen kann, ohne gleichzeitig erhebliche Mengen unvollständig verbrannter Verbrennungs- und Pyrolyseprodukte abzugeben.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Rauchartikel der Art zu schaffen, die ein Brennstoffelement und einen getrennten Aerosolerzeuger aufweist und beim Rauchen einen höheren Wirkungsgrad erbringt.
Ausgehend von einem Rauchartikel mit einem vorderen Ende und einem Mundende, welcher ein brennbares Brennstoffelement mit einem anzuzündenden und einem hinteren Ende umfaßt, sowie körperlich gesonderte Aerosolerzeugungsmittel, die ein aerosolbildendes Material aufweisen und in Längsrichtung hinter dem Brennstoffelement angeordnet sind, wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch einen Rauchartikel gelöst, der ein wärmeleitendes Element aufweist, welches so ausgebildet und angeordnet ist, daß es während des Ziehens und zwischen den Zügen im wesentlichen während der ganzen Brennzeit des Brennstoffelements Wärme vom Brennstoffelement auf die Aerosolerzeugungsmittel überträgt.
Weitere vorteilhafte Merkmale sind in den beigefügten Ansprüchen 2 bis 91 beschrieben.
Mit der vorliegenden Erfindung wird ein Rauchartikel geschaffen, der in der Lage ist, sowohl zu Beginn als auch während der Nutzzeit des Produktes, wesentliche Mengen an Aerosol zu bilden, und zwar ohne eine merkliche thermische Zersetzung des Aerosolbildners, ohne das Auftreten wesentlicher Mengen an Pyrolyse- oder unvollständig verbrannten Verbrennungsprodukten und vorzugsweise ohne wesentliche Mengen Nebenstromrauch. Rauchartikel gemäß der vorliegenden Erfindung sind in der Lage, dem Benutzer die Wahrnehmungen und Vorteile des Zigarettenrauchens zu vermitteln, ohne Tabak zu verbrennen.
Da das bevorzugte Brennstoffelement relativ kurz ist, befindet sich der heiße, brennende Glutkegel stets dicht bei den Aerosolerzeugungsmitteln, wodurch der Wärmeübergang auf die Aerosolerzeugungsmittel sowie die resultierende Aerosolbildung maximiert wird, insbesondere bei Ausführungsformen, welche mit einem wärmeleitenden Element ausgestattet sind. Die bevorzugte Verwendung eines relativ kurzen und eine geringe Masse aufweisenden Substrats oder Trägers als Aerosolerzeugungsmittel sehr nahe bei dem kurzen Brennstoffelement erhöht ferner die Aerosolbildung dadurch, daß die Wirkung des Substrats als Wärmesenke auf ein Mindestmaß reduziert wird. Da die aerosolbildende Substanz und das Brennstoffelement körperlich voneinander getrennt sind, ist die aerosolbildende Substanz wesentlich niedrigeren als den im brennenden Glutkegel herrschenden Temperaturen ausgesetzt, wodurch die Möglichkeit einer thermischen Zersetzung des Aerosolbildners auf ein Mindestmaß reduziert wird. Ferner verhindert die besonders bevorzugte Verwendung eines Kohlenstoff-Brennstoffelements, welches im wesentlichen frei von flüchtigen organischen Stoffen ist, das Auftreten wesentlicher Mengen von Pyrolyse- oder unvollständig verbrannten Verbrennungsprodukten sowie die Bildung wesentlicher Mengen von Nebenstromrauch.
Der erfindungsgemäße Rauchartikel ist normalerweise mit einem Mundendestück versehen, welches Mittel aufweist, wie zum Beispiel einen sich in Längsrichtung erstreckenden Durchlaß, über die die durch die Aerosolerzeugungsmittel erzeugten flüchtigen Substanzen an den Benutzer abgegeben werden. Vorteilhafterweise besitzt der Rauchartikel die gleichen Gesamtabmessungen wie eine herkömmliche Zigarette; dementsprechend erstrecken sich das Mundendestück und die Aerosolabgabemittel in der Regel über mehr als die Hälfte der Länge des Rauchartikels. Alternativ dazu lassen sich das Brennstoffelement und die Aerosolerzeugungsmittel ohne integriertes Mundendestück oder Aerosolabgabemittel herstellen, um in Verbindung mit einem getrennten Mundendestück für ein- oder mehrmaligen Gebrauch verwendet zu werden.
Der Rauchartikel der vorliegenden Erfindung kann auch eine Tabakladung oder einen Tabakpfropfen enthalten, um so dem Aerosol ein Tabakaroma hinzuzufügen. Vorzugsweise wird der Tabak am mundseitigen Ende der Aerosolerzeugungsmittel angeordnet; er läßt sich jedoch auch mit dem Träger der aerosolbildenden Substanz vermischen. Ebenso können Aromastoffe (Geschmacks- und Geruchsstoffe) in dem Rauchartikel enthalten sein, um das dem Benutzer zugeführte Aerosol zu aromatisieren.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in der Lage, bei den ersten 3 Zügen unter FTC-Abrauchbedingungen wenigstens 0,6 mg Aerosol abzugeben, gemessen als Rohkondensat (Gesamtmenge feuchter Teilchen). (FTC-Abrauchbedingungen bestehen aus Zügen von 2 Sekunden Dauer (35 ml Gesamtvolumen), die durch 58 Sekunden des Glostens voneinander getrennt sind.) Noch bevorzugtere Ausführungsformen der Erfindung sind in der Lage, 1,5 mg oder mehr Aerosol bei den ersten 3 Zügen zu liefern. Die meistbevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in der Lage, 3 mg oder mehr Aerosol bei den ersten 3 Zügen unter FTC-Abrauchbedingungen abzugeben. Ferner liefern bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung unter FTC-Abrauchbedingungen im Durchschnitt wenigstens ungefähr 0,8 mg Rohkondensat pro Zug über wenigstens ungefähr 6 Züge, vorzugsweise über wenigstens ungefähr 10 Züge.
Außerdem ist der Rauchartikel der vorliegenden Erfindung in der Lage, ein chemisch einfaches Aerosol zu liefern, welches im wesentlichen aus Kohlenoxiden, Luft und Wasser besteht und das beliebige erwünschte Aromastoffe oder andere erwünschte flüchtige Substanzen sowie Spuren anderer Stoffe mit sich führen kann. Vorzugsweise weist das Aerosol gemäß dem noch zu beschreibenden Ames-Test keine wesentliche mutagene Aktivität auf. Ferner kann der Rauchartikel so ausgeführt werden, daß er praktisch aschefrei ist, so daß der Benutzer beim Gebrauch keine Asche entfernen muß.
In der vorliegenden Beschreibung und ausschließlich im Sinne der vorliegenden Anmeldung umfaßt die Definition des Ausdrucks "Aerosol" sowohl sichtbare als auch unsichtbare Dämpfe, Gase, Teilchen und ähnliches, insbesondere auch jene Komponenten, die vom Benutzer als "rauchähnlich" wahrgenommen werden, und die durch die Einwirkung der Wärme des brennenden Brennstoffelements auf die in den Aerosolerzeugungsmitteln oder einem anderen Teil des Rauchartikels enthaltenen Substanzen erzeugt werden. Entsprechend dieser Definition umfaßt die Bezeichnung "Aerosol" auch flüchtige Aromastoffe und/oder pharmakologisch oder physiologisch aktive Wirkstoffe, ungeachtet dessen, ob sie sichtbares Aerosol erzeugen oder nicht.
In der vorliegenden Beschreibung bedeutet der Ausdruck "auf Wärmeleitung beruhender Wärmeaustausch" eine solche physische Anordnung der Aerosolerzeugungsmittel und des Brennstoffelements, bei der Wärme durch Leitung vom brennenden Brennstoffelement auf die Aerosolerzeugungsmittel im wesentlichen während der ganzen Brennzeit des Brennstoffelements übertragen wird. Auf Wärmeleitung beruhender Wärmeaustausch kann erreicht werden, indem die Aerosolerzeugungsmittel so angeordnet werden, daß sie mit dem Brennstoffelement in Berührung stehen und sich ganz nahe dem brennenden Teil des Brennstoffelements befinden, und/oder durch Einsatz eines leitenden Elements, welches Wärme vom brennenden Brennstoff auf die Aerosolerzeugungsmittel überträgt. Vorzugsweise werden beide Verfahren zur Verwirklichung der Wärmeübertragung durch Leitung eingesetzt.
In der vorliegenden Beschreibung steht die Bezeichnung "Kohlenstoff( -)" für "überwiegend Kohlenstoff enthaltend".
In der vorliegenden Beschreibung steht die Bezeichnung "Isoliermittel" für alle Stoffe, die in der Hauptsache als Isolatoren wirken. Vorzugsweise brennen diese Stoffe beim Gebrauch nicht; es kommen jedoch zum Beispiel auch langsam brennende Kohlenstoffe und ähnliche Substanzen sowie beim Gebrauch schmelzende Materialien, wie zum Beispiel Niedertemperatursorten von Glasfasern, in Frage. Die Isolatoren besitzen eine Wärmeleitfähigkeit in gcal/(s) (cm²) (ºC/cm) von weniger als ungefähr 0,05, vorzugsweise weniger als ungefähr 0,02, am bevorzugtesten weniger als ungefähr 0,005. Siehe Hackhs Chemical Dictionarv, 34 (4. Ausgabe 1969) und Langes Handbook of Chemistry, 10, 272-274 (11. Ausgabe 1973).
Der erfindungsgemäße Rauchartikel ist in den beigefügten Zeichnungen und der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung der Erfindung näher erläutert.

KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN

Die Figuren 1 bis 9 zeigen verschiedene Ausführungsformen der Erfindung im Längsschnitt. Es zeigen ferner:
Figur 1A einen Schnitt durch die Ausführungsform nach Figur 1 entlang der Linie 1A-1A in Figur 1;
Figur 2A einen Längsschnitt eines abgewandelten, sich verjüngenden Brennstoffelements der Ausführungsform nach Figur 2;
Figur 3A einen Schnitt durch die Ausführungsform nach Figur 3 entlang der Linie 3A-3A nach Figur 3; und
Figur 10 das durchschnittliche Spitzentemperaturprofil des Rauchartikels nach Beispiel 5 beim Gebrauch.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Die in Figur 1 dargestellte Ausführungsform der Erfindung, die vorzugsweise den Durchmesser einer herkömmlichen Zigarette aufweist, umfaßt ein kurzes, brennbares Kohlenstoff- Brennstoffelement 10, ein daran anstoßendes Aerosolerzeugungsmittel 12 und ein mit Folie ausgekleidetes Papierröhrchen 14, welches das Mundendestück 15 des Rauchartikels bildet. In dieser Ausführungsform ist das Brennstoffelement 10 eine "Lötrohrkohle", d.h. verkohltes Holz, die mit fünf sich in Längsrichtung erstreckenden Löchern 16 versehen ist. Siehe Figur 1A. Das circa 20 mm lange Brennstoffelement 10 kann fakultativ mit Zigarettenpapier umhüllt sein, um das Anzünden des Holzkohlenbrennstoffs zu verbessern. Dieses Papier kann mit bekannten, den Abbrand modifizierenden Zusätzen behandelt sein.
Die Aerosolerzeugungsmittel 12 weisen eine Vielzahl von Glaskügelchen 20 auf, die mit einer oder mehreren aerosolbildenden Substanzen, wie zum Beispiel Glycerol, überzogen sind. Die Glaskügelchen werden durch eine poröse Scheibe 22, welche aus Celluloseacetat gefertigt sein kann, an Ort und Stelle gehalten. Diese Scheibe kann zur Schaffung von Durchlässen zwischen der Scheibe und dem mit Folie ausgekleideten Röhrchen 14 mit einer Reihe am Umfang befindlicher Rillen 24 versehen sein.
Das mit Folie ausgekleidete Papierröhrchen 14, welches das Mundendestück des Rauchartikels bildet, umschließt die Aerosolerzeugungsmittel 12 und das hintere, nicht anzuzündende Ende des Brennstoffelements 10. Ferner bildet das Röhrchen einen Aerosolabgabedurchlaß 26 zwischen den Aerosolerzeugungsmitteln 12 und dem Mundende 15 des Rauchartikels.
Das mit Folie ausgekleidete Röhrchen 14, welches das nicht anzuzündende Ende des Brennstoffs 10 mit dem Aerosolerzeuger 12 verbindet, sorgt auch für gesteigerten Wärmeübergang auf den Aerosolerzeuger. Die Folie trägt ferner dazu bei, den Glutkegel zum Erlöschen zu bringen. Sobald nur noch eine kleine Menge unverbrannten Brennstoffs übrig ist, wirkt der Wärmeverlust durch die Folie als Wärmesenke und unterstützt so das Erlöschen des Glutkegels.
Die in diesem Rauchartikel verwendete Folie ist typischerweise eine 0,35 Mil (0,0089 mm) dicke Aluminiumfolie, wobei jedoch Dicke und/oder Art des verwendeten Metalls unterschiedlich gewählt werden können, um jeden gewünschten Grad an Wärmeübergang zu erzielen. Es lassen sich auch andere Arten von wärmeleitenden Elementen verwenden, wie zum Beispiel das von der Firma Union Carbide erhältliche Produkt "Grafoil".
Der in Figur 1 dargestellte Rauchartikel weist ferner eine Tabakmenge oder einen Tabakpfropfen 28 auf, die fakultativ vorgesehen werden können, um dem Aerosol Aroma hinzuzufügen. Diese Tabakladung 28 kann, wie in Figur 1 dargestellt, am mundseitigen Ende der Scheibe 22 angeordnet werden oder zwischen den Glaskügelchen 20 und der Scheibe 22. Ebenso kann sie im Durchlaß 26, vom Aerosolerzeuger 12 beabstandet, angeordnet werden.
In der in Figur 2 gezeigten Ausführungsform ist das kurze Brennstoffelement 10 ein gepreßter Kohlenstoffstab oder -pfropfen mit einer Länge von circa 20 mm und einem axialen Loch 16. Alternativ kann der Brennstoff aus carbonisierten Fasern gebildet und vorzugsweise auch mit einem, dem Loch 16 entsprechenden, axialen Durchlaß versehen sein. In dieser Ausführungsform umfassen die Aerosolerzeugungsmittel 12 ein wärmebeständiges, leitendes Kohlenstoffsubstrat 30, beispielsweise einen mit einer oder mehreren aerosolbildenden Substanzen imprägnierten Pfropfen aus porösem Kohlenstoff. Dieses Substrat kann fakultativ mit einem axialen Durchlaß 32 gemäß Figur 2 versehen sein. Ferner umfaßt diese Ausführungsform eine vorzugsweise am mundseitigen Ende des Substrats 30 angeordnete Tabakmenge 28. Aus optischen Gründen weist dieser Rauchartikel fakultativ auch ein hochporöses Celluloseacetatfilter 34 auf, welches mit am Umfang befindlichen Rillen 36 versehen sein kann, um zwischen dem Filter 34 und dem mit Folie ausgekleideten Röhrchen 14 Durchtritte für die aerosolbildende Substanz zu schaffen. Fakultativ kann das anzuzündende Ende 11 des Brennstoffelements verjüngt sein, wie in Figur 2A gezeigt, um die Anzündbarkeit zu verbessern.
Die in Figur 3 gezeigte Ausführungsform der Erfindung umfaßt ein kurzes, brennbares Kohlenstoff-Brennstoffelement 10, welches über ein wärmeleitendes Stäbchen 99 und über ein mit Folie ausgekleidetes Papierröhrchen 14 mit Aerosolerzeugungsmitteln 12 verbunden ist, wobei das Papierröhrchen auch zum Mundende 15 des Rauchartikels führt. In dieser Ausführungsform kann das Brennstoffelement 10 eine Lötrohrkohle oder ein gepreßter oder extrudierter Kohlenstoffstab oder -pfropfen oder eine andere Kohlenstoff-Brennstoffquelle sein.
Die Aerosolerzeugungsmittel 12 umfassen ein wärmebeständiges Kohlenstoffsubstrat 30, zum Beispiel einen Pfropfen porösen, mit einer oder mehreren aerosolbildenden Substanzen imprägnierten Kohlenstoffs. Diese Ausführungsform weist einen leeren Raum 97 zwischen dem Brennstoffelement 10 und dem Substrat 30 auf. Der diesen leeren Raum umschließende Teil des mit Folie ausgekleideten Röhrchens 14 weist eine Vielzahl von am Umfang befindlichen Löchern 100 auf, die ausreichend Luft in den leeren Raum eintreten lassen, um für angemessenen Druckabfall zu sorgen.
Wie in den Figuren 3 und 3A dargestellt, umfassen die wärmeleitenden Mittel ein leitendes Stäbchen 99 und das mit Folie ausgekleidete Röhrchen 14. Das vorzugsweise aus Aluminium gebildete Stäbchen 99 weist mindestens eine, vorzugsweise von 2 bis 5 am Umfang befindliche Rillen 96 auf, welche den Durchtritt von Luft durch das Substrat erlauben. Der Rauchartikel gemäß Figur 3 bietet den Vorteil, daß die in den leeren Raum 97 eingeführte Luft weniger Kohlenstoffoxidationsprodukte enthält, weil sie nicht durch den brennenden Brennstoff gesaugt wird.
Die in Figur 4 dargestellte Ausführungsform umfaßt ein faseriges Kohlenstoff-Brennstoffelement 10, zum Beispiel carbonisierte Baumwolle oder Reyon. Das Brennstoffelement umfaßt ein einzelnes axiales Loch 16. Das Substrat 38 des Aerosolerzeugers ist ein gekörnter, wärmebeständiger Kohlenstoff. Unmittelbar hinter dem Substrat befindet sich eine Tabakmenge 28. Dieser Rauchartikel weist statt des mit Folie ausgekleideten Röhrchens vorhergehender Ausführungsformen ein Celluloseacetatröhrchen 40 auf. Dieses Röhrchen 40 umfaßt einen ringförmigen Bereich 42 aus Celluloseacetatstrangmaterial, welcher ein fakultatives Kunststoffröhrchen 44, z.B. aus Polypropylen, umschließt. Am Mundende 15 dieses Elements befindet sich ein Celluloseacetatfilterpfropfen 45 mit niederem Wirkungsgrad. Der Rauchartikel ist über seine ganze Länge mit Zigarettenpapier 46 umhüllt. Am Mundende kann als Mundstückimitat ein Belag 48 mit Kork- oder Weißdruck verwendet werden. Auf der Papierinnenseite befindet sich gegen das brennstoffseitige Ende des Rauchartikels hin ein Folienstreifen 50. Dieser Streifen erstreckt sich vorzugsweise vom hinteren Teil des Brennstoffelements zum mundseitigen Ende der Tabakladung 28. Er kann eine Einheit mit dem Papier bilden oder als separates, vor der Papierumhüllung aufgebrachtes Teil ausgebildet sein.
Die Ausführungsform nach Figur 5 ist ähnlich der in Figur 4 gezeigten. Bei dieser Ausführungsform werden die Aerosolerzeugungsmittel 12 durch eine Aluminium-Makrokapsel 52 gebildet, welche mit einem körnigen Substrat oder, wie in der Zeichnung dargestellt, einem Gemisch aus körnigem Substrat 54 und Tabak 56 gefüllt ist. Die Makrokapsel 52 ist an ihren Enden 58, 60 umgebogen, um das Material einzugrenzen und ein Abwandern des Aerosolbildners zu hemmen. Das brennstoffseitige umgebogene Ende 58 liegt vorzugsweise gegen das hintere Ende des Brennstoffelements an, um eine Wärmeübertragung durch Leitung zu ermöglichen. Ein durch das Ende 58 gebildeter leerer Raum 62 trägt ebenfalls dazu bei, die Wanderung des Aerosolbildners in Richtung Brennstoff zu hemmen. Es sind längsgerichtete Durchlässe 59 und 61 vorgesehen, die den Durchtritt von Luft und der aerosolbildenden Substanz gestatten. Die Makrokapsel 52 und das Brennstoffelement 10 können mittels eines herkömmlichen Zigarettenpapiers 47, wie in der Zeichnung gezeigt, eines perforierten Keramikpapiers oder eines Folienstreifens vereinigt werden. Bei Verwendung von Zigarettenpapier sollte ein Streifen 64 nahe dem hinteren Ende des Brennstoffs mit Natriumsilicat oder anderen bekannten Stoffen, die ein Erlöschen des Papiers bewirken, bedruckt oder behandelt werden. Der Rauchartikel ist über seine ganze Länge mit herkömmlichem Zigarettenpapier 46 umhüllt.
Figur 6 zeigt eine andere Ausführungsform mit einem gepreßten Kohlenstoff-Brennstoffpropfen 10. In dieser Ausführungsform hat das Brennstoffelement ein sich verjüngendes anzuzündendes Ende 11, um es leichter anzünden zu können, und ein sich verjüngendes hinteres Ende 9, um es bequem in eine röhrenförmige Folienumhüllung 66 einbringen zu können. Gegen das hintere Ende des Brennstoffelements anliegend befindet sich eine Aluminiumscheibe 68 mit einem zentralen Loch 70. Eine zweite, fakultative Aluminiumscheibe 72 mit einem Loch 74 befindet sich am mundseitigen Ende des Aerosolerzeugers 12. Dazwischen liegt eine Zone 76 mit einem teilchenförmigen Substrat und eine Zone 78 mit Tabak. Die Folienumhüllung 66, in welcher das Brennstoffelement angeordnet ist, erstreckt sich nach hinten bis über die zweite Aluminiumscheibe 72 hinaus. Diese Ausführungsform weist auch ein hohles Celluloseacetatstäbchen 42 mit einem innen befindlichen Polypropylenröhrchen 44 und einen Celluloseacetatfilterpfropfen 45 auf. Der Rauchartikel ist vorzugsweise über seine ganze Länge mit Zigarettenpapier 46 umhüllt.
Die in Figur 7 dargestellte Ausführungsform zeigt den Einsatz eines in einen großen Hohlraum 82 im Brennstoffelement 10 eingebetteten Substrats 80. Bei dieser Ausführungsform ist das Brennstoffelement vorzugsweise aus einem extrudierten Kohlenstoff gebildet, und das Substrat 80 ist in der Regel ein relativ steifes, poröses Material. Die gesamte Länge des Rauchartikels ist mit herkömmlichem Zigarettenpapier 46 umhüllt. Diese Ausführungsform kann auch einen Folienstreifen 84 aufweisen, um das Brennstoffelement 10 mit dem Celluloseacetatröhrchen 40 zu verbinden und das Erlöschen des Brennstoffs zu unterstützen.
Die in den Figuren 8 und 9 gezeigten Ausführungsformen umfassen eine nichtbrennende isolierende Hülse 86 um das Brennstoffelement 10, die der Isolierung und Konzentrierung der Wärme im Brennstoffelement dient. Diese Ausführungsformen tragen auch dazu bei, jegliches brandverursachende Potential des brennenden Glutkegels zu reduzieren.
In der in Figur 8 gezeigten Ausführungsform befinden sich sowohl das Brennstoffelement 10 als auch das Substrat 30 innerhalb einer ringförmigen Hülse oder Röhre 86 aus Isolierfasern, wie etwa Keramikfasern (z.B. Glasfasern). Anstelle der Keramikfasern lassen sich nichtbrennende Kohle- oder Graphitfasern verwenden. Das Brennstoffelement 10 ist vorzugsweise ein extrudierter Kohlenstoffpfropfen mit einem Loch 16. In der dargestellten Ausführungsform ragt das anzuzündende Ende 11 leicht über die Kante der Hülse 86 hinaus, um das Anzünden zu erleichtern. Das Substrat 30 ist ein festes, poröses Kohlenstoffmaterial, wobei jedoch auch andere Arten von Trägersubstanzen verwendet werden können. Das Substrat und der hintere Teil des Brennstoffelements sind von einem Stück Aluminiumfolie 87 umschlossen. Wie gezeigt, ist diese ummantelte Brennstoff/Substrat-Einheit durch eine Umhüllung aus herkömmlichem Zigarettenpapier 46 mit einem Mundendestück, wie etwa dem in der Zeichnung gezeigten länglichen Celluloseacetatröhrchen 40, verbunden. Die Hülse 86 erstreckt sich bis zum mundseitigen Ende des Substrats 30, kann jedoch auch das Celluloseacetatstäbchen 42 ersetzen.
In der Ausführungsform nach Figur 9 wird eine Aluminium-Makrokapsel 52 der in Figur 5 gezeigten Art eingesetzt, welche ein körniges Substrat 54 und Tabak 56 umgibt. Diese Makrokapsel wird vorzugsweise komplett innerhalb der Isolierhülse 86 angeordnet. Außerdem steht das anzuzündende Ende 11 des Brennstoffelements 10 nicht über das vordere Ende der Hülse 86 hinaus. Vorzugsweise sind die Makrokapsel und der hintere Teil des Brennstoffelements in einer ähnlich der in Figur 8 gezeigten Form von einem Stück Aluminiumfolie umgeben.
Alternativ ist die das Substrat umgebende Aluminiumfolie 52 nur am mundseitigen Ende umgebogen. Bei einer solchen Ausführung kann in ein Ende der Folie das hintere Ende des Brennstoffelements eingeführt werden, und über das mundseitige Ende der Folie oder an dasselbe anstoßend kann ein Polypropylenröhrchen angeordnet werden. Die komplette Anordnung wird mit einer Glasfaserumhüllung auf den Durchmesser einer herkömmlichen Zigarette gebracht.
Nach dem Anzünden brennt bei allen vorgenannten Ausführungsformen das Brennstoffelement und erzeugt die zur Verflüchtigung der in den Aerosolerzeugungsmitteln vorhandenen aerosolbildenden Substanz oder Substanzen verwendete Wärme. Diese flüchtigen Stoffe werden dann, insbesondere beim Ziehen, zum Mundende und in den Mund des Benutzers gezogen, ähnlich dem Rauch einer herkömmlichen Zigarette.
Da das Brennstoffelement vorzugsweise relativ kurz ist, befindet sich der heiße, brennende Glutkegel stets dicht beim aerosolerzeugenden Körper, wodurch der Wärmeübergang auf die Aerosolerzeugungsmittel und die daraus resultierende Aerosolerzeugung maximiert wird, insbesondere dann, wenn das bevorzugte wärmeleitende Element eingesetzt wird. Außerdem trägt das bevorzugte Isolierelement dazu bei, die Wärme auf den zentralen Kern des Rauchartikels zu begrenzen, zu orientieren und zu konzentrieren, wodurch der Wärmeübergang auf die aerosolbildende Substanz gesteigert wird.
Da die aerosolbildende Substanz vom Brennstoffelement körperlich getrennt ist, ist sie wesentlich niedrigeren als den im brennenden Glutkegel herrschenden Temperaturen ausgesetzt. Dadurch wird die Möglichkeit einer thermischen Zersetzung des Aerosolbildners auf ein Minimum reduziert. Ferner ergibt sich daraus, daß Aerosol zwar beim Ziehen, nicht oder kaum aber beim Glosten erzeugt wird. Darüber hinaus schließt die Verwendung der bevorzugten Kohlenstoff-Brennstoffelemente und körperlich getrennt angeordneter Aerosolerzeugungsmittel aus, daß Pyrolyse- oder unvollständig verbrannte Verbrennungsprodukte in wesentlichen Mengen auftreten und sich Nebenstromrauch in wesentlichen Mengen bildet.
Infolge der geringen Größe und der Brenneigenschaften des in der vorliegenden Erfindung vorzugsweise verwendeten Kohlenstoff-Brennstoffelements beginnt das Brennstoffelement in der Regel innerhalb einiger Züge im wesentlichen über seine gesamte freie Länge zu brennen. Somit wird der an die Aerosolerzeugungsmittel angrenzende Teil des Brennstoffelements schnell heiß, wodurch der Wärmeübergang auf die Aerosolerzeugungsmittel merklich gesteigert wird, insbesondere während der ersten und mittleren Züge. Da das bevorzugte Brennstoffelement kurz ist, gibt es nie einen langen Abschnitt nichtbrennenden Brennstoffs, der als Wärmesenke wirken könnte, wie das bei früheren, mit thermischer Aerosolerzeugung arbeitenden Rauchartikeln üblich war. Der Wärmeübergang, und damit die Aerosolabgabe, wird auch dadurch gesteigert, dar durch den Brennstoff hindurch Löcher vorgesehen werden, durch die heiße Luft zum Aerosolerzeuger gesaugt wird, insbesondere beim Ziehen.
Bei den bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung wirken das kurze Kohlenstoff-Brennstoffelement, das wärmeleitende Element, die Isoliermittel und die Durchlässe im Brennstoff mit dem Aerosolerzeuger zusammen, um ein System zu ergeben, welches in der Lage ist, praktisch bei jedem Zug beträchtliche Mengen Aerosol zu erzeugen. Dadurch, daß sich der Glutkegel nach einigen Zügen ganz nahe dem Aerosolerzeuger befindet, ergibt sich in Verbindung mit den Isoliermitteln eine hohe Wärmeabgabe sowohl beim Ziehen als auch während der relativ langen Glostzeiten zwischen den Zügen.
Ohne dabei in theoretischer Hinsicht verbindlich sein zu wollen, wird davon ausgegangen, daß die Aerosolerzeugungsmittel zwischen den Zügen auf einer relativ hohen Temperatur gehalten werden und daß die zusätzliche Wärmeabgabe während des Ziehens, welche durch das Loch oder die Löcher im Brennstoffelement deutlich gesteigert wird, in erster Linie dazu genutzt wird, die aerosolbildende Substanz zu verdampfen. Dieser erhöhte Wärmeübergang führt zu einer wirkungsgradgünstigeren Nutzung der verfügbaren Brennstoffenergie, reduziert den erforderlichen Brennstoffbedarf und unterstützt die frühe Aerosolabgabe. Ferner wird davon ausgegangen, daß der in der vorliegenden Erfindung genutzte Wärmeübergang durch Wärmeleitung die Verbrennungstemperatur des Kohlenstoff-Brennstoffs reduziert, wodurch, wie ferner angenommen wird, das CO/CO&sub2;- Verhältnis der von dem Brennstoff erzeugten Verbrennungsprodukte herabgesetzt wird. Siehe z.B. G. Hagg, General Inorganic Chemistry, S. 592 (John Wiley & Sons, 1969).
Außerdem ist es möglich, durch entsprechende Wahl des Brennstoffelements, der Isolierhülse, der Papierumhüllung und der wärmeleitenden Mittel, die Brenneigenschaften der Brennstoffquelle zu beeinflußen. Dadurch gewinnt man Möglichkeiten, den Wärmeübergang auf den Aerosolerzeuger zu beeinflußen, woraus sich wiederum eine Veränderung der Anzahl der Züge und/oder der an den Benutzer abgegebenen Aerosolmenge ergibt.
Im allgemeinen sind die brennbaren Brennstoffelemente, die erfindungsgemäß Verwendung finden können, weniger als ungefähr 30 mm lang. Vorteilhafterweise weist das Brennstoffelement eine Länge von ungefähr 20 mm oder weniger auf, vorzugsweise ungefähr 15 mm oder weniger. Vorteilhafterweise hat das Brennstoffelement einen Durchmesser zwischen ungefähr 3 und 8 mm, vorzugsweise ungefähr 4 bis 5 mm. Die Dichte der im Rahmen dieser Beschreibung verwendeten Brennstoffelemente lag in einem Bereich von ungefähr 0,5 g/cm³ bis ungefähr 1,5 g/cm³. Vorzugsweise ist die Dichte größer als 0,7 g/cm³, noch bevorzugter größer als 0,8 g/cm³. Vorzugsweise weist der Brennstoff ein oder mehrere, sich in Längsrichtung erstreckende Löcher auf, wie zum Beispiel die Löcher 16 in Figur 1 bis 5. Diese Löcher verleihen Porosität und steigern den frühen Wärmeübergang auf das Substrat durch Erhöhung der Menge an heißen Gasen, die das Substrat erreichen.
Die hierin verwendeten bevorzugten Brennstoffelemente bestehen in der Hauptsache aus einem Kohlenstoffmaterial. Kohlenstoff- Brennstoffelemente weisen vorzugsweise eine Länge von circa 5 bis 15 mm auf, noch bevorzugter von etwa 8 bis 12 mm. Kohlenstoff-Brennstoffelemente mit diesen Merkmalen liefern ausreichend Brennstoff für mindestens etwa 7 bis 10 Züge, die normale Anzahl von Zügen, die in der Regel beim Rauchen einer herkömmlichen Zigarette unter FTC-Abrauchbedingungen erreicht wird.
Vorzugsweise beträgt der Kohlenstoffgehalt eines derartigen Brennstoffelements wenigstens 60-70 Gew.%, am bevorzugtesten mindestens etwa 80 Gew.% oder mehr. Mit Brennstoffelementen, welche einen Kohlenstoffgehalt von über etwa 85 Gew.% aufweisen, sind ausgezeichnete Ergebnisse erzielt worden. Brennstoffe mit hohem Kohlenstoffgehalt werden bevorzugt, da sie Pyrolyse- oder unvollständig verbrannte Verbrennungsprodukte nur in geringsten Mengen erzeugen, wenig oder keinen sichtbaren Nebenstromrauch entstehen lassen, minimalen Ascheanfall und eine hohe Wärmekapazität haben. Es fallen jedoch auch Brennstoffelemente mit niedrigerem Kohlenstoffgehalt, z.B. etwa 50-65 Gewichtsprozent, in den Bereich dieser Erfindung, insbesondere wenn ein nichtbrennender inerter Füllstoff verwendet wird.
Ebenso lassen sich andere, wenn auch nicht bevorzugte Brennstoffe verwenden, wie etwa Tabak, Tabakersatzstoffe und ähnliches, unter der Voraussetzung, daß sie ausreichend Wärme erzeugen und auf die Aerosolerzeugungsmittel übertragen können, um aus dem aerosolbildenden Material das gewünschte Aerosolniveau zu erzeugen, wie bereits erläutert. Der verwendete Brennstoff sollte eine Dichte von über circa 0,5 g/cm³ aufweisen, vorzugsweise mehr als etwa 0,7 g/cm³, was höheren Dichtewerten als den in herkömmlichen Rauchartikeln in der Regel verwendeten entspricht. Werden solche anderen Stoffe eingesetzt, ist es sehr wünschenswert, dem Brennstoff Kohlenstoff zuzugeben, vorzugsweise in einer Menge von mindestens ungefähr 20-40 Gew.%, noch bevorzugter mindestens etwa 50 Gew.% und am bevorzugtesten mindestens etwa 65-70 Gew.%, wobei der Restanteil von den übrigen Brennstoffbestandteilen, einschließlich jeglicher Bindemittel, Abbrand-modifizierender Zusätze, Feuchte, etc. gebildet wird.
Die mit dem oder als der bevorzugte Brennstoff eingesetzten Kohlenstoffmaterialien können praktisch aus jeder der in der Fachwelt bekannten zahlreichen Kohlenstoffquellen gewonnen werden. Vorzugsweise wird das Kohlenstoffmaterial durch Pyrolyse oder Carbonisation von Cellulosematerial, wie z.B. von Holz, Baumwolle, Reyon, Tabak, Kokosnuß, Papier und ähnlichem, gewonnen, wobei jedoch auch aus anderen Quellen erhaltenes Kohlenstoffmaterial verwendet werden kann.
In den meisten Fällen sollte das Kohlenstoff-Brennstoffelement in der Lage sein, mittels eines herkömmlichen Zigarettenanzünders ohne Zuhilfenahme eines Oxidationsmittels entzündet zu werden. Brenneigenschaften dieser Art lassen sich im allgemeinen mit Cellulosematerial erzielen, welches bei Temperaturen zwischen ungefähr 400 ºC bis ungefähr 1000 ºC, vorzugsweise zwischen circa 500 ºC bis circa 950 ºC, in einer inerten Atmosphäre oder im Vakuum pyrolysiert wurde. Die Pyrolysezeit wird nicht als kritisch angesehen, solange die Temperatur im Kern der pyrolysierten Masse den vorgenannten Temperaturbereich für die Dauer von wenigstens einigen Minuten erreicht hat. Es wird jedoch davon ausgegangen, daß bei einer langsamen Pyrolyse, mit einer allmählichen Temperatursteigerung über mehrere Stunden hinweg, ein gleichmäßigeres Material mit höherer Kohlenstoffausbeute erzielt wird.
Obgleich in den meisten Fällen unerwünscht, fallen unter den Bereich der vorliegenden Erfindung auch Kohlenstoff- Brennstoffelemente, welche die Zugabe eines Oxidationsmittels erforderlich machen, um sie mittels eines Zigarettenanzünders entzünden zu können, ebenso wie Kohlenstoffmaterialien, die die Verwendung eines Glostverzögerungsmittels oder einer anderen Art von Abbrand-modifizierenden Zusätzen erforderlich machen. Solche Abbrand-modifizierenden Zusätze sind in zahlreichen Patenten und Veröffentlichungen offenbart und dem Fachmann bekannt.
Die bei der praktischen Umsetzung der Erfindung meistbevorzugten Kohlenstoff-Brennstoffelemente sind im wesentlichen frei von flüchtigen organischen Stoffen. Dies bedeutet, daß das Brennstoffelement nicht absichtlich mit wesentlichen Mengen flüchtiger organischer Substanzen getränkt oder vermischt ist, wie zum Beispiel mit flüchtigen aerosolbildenden oder aromatisierenden Mitteln, die sich im brennenden Brennstoff zersetzen könnten. Geringe Mengen Wasser, die vom Brennstoff natürlicherweise adsorbiert werden, können jedoch darin vorhanden sein. In ähnlicher Weise können geringe Mengen aerosolbildender Substanzen von den Aerosolerzeugungsmitteln abwandern und somit ebenfalls im Brennstoffelement vorhanden sein.
Ein bevorzugtes Kohlenstoff-Brennstoffelement ist eine gepreßte oder extrudierte, aus Kohlenstoff und einem Bindemittel durch herkömmliche Preß- oder Extrusionsverfahren hergestellte Kohlenstoffmasse. Eine bevorzugte Aktivkohle für ein solches Brennstoffelement ist PCB-G, und eine bevorzugte nichtaktivierte Kohle ist PXC, beide lieferbar von der Firma Calgon Carbon Corporation, Pittsburgh, PA. Andere bevorzugte Kohlenstoffe zum Pressen und/oder Extrudieren werden aus pyrolysierter Baumwolle oder pyrolysierten Papieren hergestellt.
Die für die Herstellung eines solchen Brennstoffelements in Frage kommenden Bindemittel sind in Fachkreisen wohlbekannt. Ein bevorzugtes Bindemittel ist Natriumcarboxymethylcellulose (NaCMC), welches - wie bevorzugt - allein oder in Verbindung mit anderen Stoffen, wie zum Beispiel Natriumchlorid, Vermiculit, Bentonit, Calciumcarbonat und ähnliche, verwendet werden kann. Weitere geeignete Bindemittel sind zum Beispiel Gummistoffe, wie Guar Gum, und andere Cellulosederivate, wie Methylcellulose und Carboxymethylcellulose (CMC).
Die Bindemittelkonzentration kann in einem weiten Bereich liegen. Vorzugsweise wird der Bindemittelanteil begrenzt, um den Beitrag des Bindemittels zu unerwünschten Verbrennungsprodukten auf ein Mindestmaß zu reduzieren. Andererseits muß ausreichend Bindemittel zugegeben werden, um das Brennstoffelement während der Herstellung und beim Gebrauch zusammenzuhalten.
Die Einsatzmenge hängt somit vom Kohäsionsvermögen des Kohlenstoffs im Brennstoffelement ab.
Wenn gewünscht, können die vorgenannten Brennstoffelemente nach der Formung pyrolysiert werden, beispielsweise zwei Stunden lang bei etwa 650 ºC, um das Bindemittel in Kohlenstoff umzuwandeln, wobei ein praktisch zu 100 % aus Kohlenstoff bestehendes Brennstoffelement erhalten wird.
Die im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendeten Brennstoffelemente können auch einen oder mehrere Zusätze zur Brandverbesserung enthalten, wie etwa bis zu ungefähr 5 Gewichtsprozent Natriumchlorid zur Verbesserung der Glosteigenschaften und als Glostverzögerer. Zur Verbesserung der Entzündbarkeit können ferner bis zu ungefähr 5, vorzugsweise 1 bis 2 Gewichtsprozent Kaliumcarbonat zugegeben werden. Ebenso können auch Additive zur Verbesserung der physikalischen Eigenschaften eingesetzt werden, zum Beispiel Tone, wie etwa Kaolin, Serpentin, Attapulgit und ähnliche.
Ein anderes Kohlenstoff-Brennstoffelement ist ein Kohlefaserbrennstoff, der durch Carbonisation eines faserigen Ausgangsstoffes, wie zum Beispiel Baumwolle, Reyon, Papier, Polyacrylnitril und ähnliches, hergestellt werden kann. Im allgemeinen ist eine Pyrolyse in einem Bereich von ungefähr 650 ºC bis 1000 ºC, vorzugsweise bei ungefähr 950 ºC über circa 30 Minuten in einer inerten Atmosphäre oder im Vakuum ausreichend, um eine geeignete Kohlenstoffaser mit guten Brenneigenschaften zu bilden. Diesen faserigen Brennstoffen können auch Abbrand-modifizierende Zusätze zugegeben werden.
Die in der praktischen Umsetzung der Erfindung eingesetzten Aerosolerzeugungsmittel sind körperlich getrennt vom Brennstoffelement angeordnet. Körperlich getrennt bedeutet, daß das Substrat, das Behältnis oder die Kammer, die die aerosolbildenden Substanzen enthalten, nicht mit dem brennenden Brennstoffelement vermischt sind oder einen Teil dessen bilden. Wie bereits erläutert, trägt diese Anordnung dazu bei, die thermische Zersetzung der aerosolbildenden Substanz und das Auftreten von Nebenstromrauch zu reduzieren oder aus zuschliefen. Zwar bilden die Aerosolerzeugungsmittel nicht Teil des Brennstoffs, sie stehen jedoch mit dem Brennstoffelement in einem auf Wärmeleitung beruhenden Wärmeaustausch und sind vorzugsweise so angeordnet, daß sie an das Brennstoffelement anstoßen oder angrenzen.
Vorzugsweise weisen die Aerosolerzeugungsmittel einen oder mehrere wärmebeständige Stoffe auf, welche eine oder mehrere aerosolbildende Substanzen tragen. Im Sinne der vorliegenden Beschreibung ist ein wärmebeständiger Stoff ein Material, welches in der Lage ist, den hohen, in der Nähe des Brennstoffs herrschenden Temperaturen, z.B. 400 ºC - 600 ºC, zu widerstehen, ohne sich zu zersetzen oder zu brennen. Es wird angenommen, daß die Verwendung eines solchen Materials dazu beiträgt, die einfache chemische "Rauch"-Zusammensetzung des Aerosols aufrechtzuerhalten, wie durch die nichtvorhandene Ames-Aktivität bei den bevorzugten Ausführungsformen nachgewiesen. Ebenso liegen andere, wenn auch nicht bevorzugte Aerosolerzeugungsmittel, wie zum Beispiel durch Wärmebeanspruchung berstende Mikrokapseln oder feste aerosolbildende Substanzen, im Bereich der Erfindung, sofern sie in der Lage sind, hinreichend aerosolbildende Dämpfe freizugeben derart, daß sich ein befriedigendes tabakrauchähnliches Bild ergibt.
Die als Substrat oder Träger für die aerosolbildende Substanz geeigneten wärmebeständigen Stoffe sind der Fachwelt gut bekannt. Entsprechende Substanzen sollten porös sein und müssen in der Lage sein, bei Nichtgebrauch eine aerosolbildende Verbindung zurückzuhalten und bei Erwärmung durch das Brennstoffelement einen Dampf freizusetzen, welcher ein potentieller Aerosolbildner ist.
Geeignete wärmebeständige Stoffe sind zum Beispiel wärmebeständige adsorbierende Kohlenstoffe, wie Kohlenstoffe der porösen Sorte, Graphit, Aktivkohle oder nichtaktivierte Kohlenstoffe und ähnliche. Andere geeignete Stoffe sind zum Beispiel anorganische Feststoffe, wie Keramik, Glas, Aluminiumoxid, Vermiculit, Tone, wie z.B. Bentonit, und ähnliche. Derzeit bevorzugte Trägermaterialien sind Kohlenstoff-Filze, -Fasern und -Matten, Aktivkohlen und poröse Kohlenstoffe, wie z.B. die von der Firma Union Carbide vertriebenen Sorten PC-25 und PG-60, sowie der von der Firma Calgon vertriebene Kohlenstoff SGL.
Je nach Art der hierin verwendeten speziellen Aerosolerzeugungsmittel kann deren Zusammensetzung und Ausbildung in der Regel teilchenförmig, faserig, als poröser Körper, fester Körper mit einem oder mehreren axial verlaufenden Durchlässen und ähnlich gewählt werden. Substrate, insbesondere teilchenförmige, können in einem vorzugsweise aus einer Metallfolie geformten Behältnis untergebracht werden.
Die in dieser Erfindung verwendeten Aerosolerzeugungsmittel befinden sich in der Regel nicht mehr als etwa 60 mm, vorzugsweise nicht mehr als 30 mm, am bevorzugtesten nicht mehr als 15 mm vom anzuzündenden Ende des Brennstoffelements entfernt. Die Länge des Aerosolerzeugers kann in einem Bereich von ungefähr 2 mm bis ungefähr 60 mm liegen, vorzugsweise von circa 5 mm bis 40 mm und am bevorzugtesten von etwa 20 mm bis 35 mm. Bei Verwendung eines nicht teilchenförmigen Substrats kann dieses Substrat mit einem oder mehreren Löchern versehen werden, um seine Oberfläche zu vergrößern und die Luftmenge sowie den Wärmeübergang zu steigern.
Die in der Erfindung verwendete/n aerosolbildende/n Substanz/en muß/müssen in der Lage sein, bei den in den Aerosolerzeugungsmitteln beim Erhitzen durch das brennende Brennstoffelement entstehenden Temperaturen ein Aerosol zu bilden. Vorzugsweise werden solche Substanzen aus Kohlenstoff, 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 des Substanzgemisches kann in einem Bereich bis zu circa 500 ºC liegen. Zu den Stoffen, welche diese Eigenschaften aufweisen, gehören zum Beispiel mehrwertige Alkohole, wie Glycerol und Propylenglycol, sowie aliphatische Ester von Mono-, Di- oder Polycarbonsäuren, wie Methylstearat, Dodecandioat, Dimethyltetradodecandioat und andere.
Vorzugsweise umfassen die aerosolbildenden Substanzen ein Gemisch aus einer hochsiedenden Substanz mit einem niedrigen Dampfdruck und einer tiefsiedenden Substanz mit einem hohen Dampfdruck. Auf diese Weise kann die leichtsiedende Substanz bei den ersten Zügen den größten Teil des anfänglichen Aerosols liefern, während mit ansteigenden Temperaturen im Aerosolerzeuger das Aerosol überwiegend von der hochsiedenden Substanz kommt.
Die bevorzugten aerosolbildenden Substanzen sind mehrwertige Alkohole oder Gemische von mehrwertigen Alkoholen. Zu den besonders bevorzugten Aerosolbildnern gehören Glycerol, Propylenglycol, Triethylenglycol oder Gemische davon.
Die aerosolbildende Substanz kann auf oder in den Aerosolerzeugungsmitteln dispergiert sein, und zwar in einer ausreichenden Konzentration, um das Substrat, den Träger oder den Behälter zu durchdringen oder zu bedecken. Beispielsweise kann die aerosolbildende Substanz unverdünnt oder in einer verdünnten Lösung durch Eintauchen, Aufsprühen, Aufdampfen oder ähnliche Techniken aufgebracht werden. Vor der Formung können dem Substrat feste aerosolbildende Komponenten zugemischt und gleichmäßig darin verteilt werden.
Während die Beladung mit der aerosolbildenden Substanz von Träger zu Träger und von aerosolbildender Substanz zu aerosolbildender Substanz unterschiedlich ist, kann bei flüssigen aerosolbildenden Substanzen die Menge in der Regel von etwa 20 mg bis circa 120 mg variieren, vorzugsweise von circa 35 mg bis circa 85 mg und meistbevorzugt von etwa 45 mg bis etwa 65 mg. Von dem auf den Aerosolerzeugungsmitteln aufgebrachten Aerosolbildner sollte so viel wie möglich als Rohkondensat (WTPM) an den Benutzer abgegeben werden. Vorzugsweise werden über ungefähr 2 Gewichtsprozent, noch bevorzugter über ungefähr 15 Gewichtsprozent und meistbevorzugt über circa 20 Gewichtsprozent des auf den Aerosolerzeugungsmitteln aufgebrachten Aerosolbildners als WTPM an den Benutzer abgegeben.
Die Aerosolerzeugungsmittel können ferner einen oder mehrere flüchtige Aromastoffe enthalten, wie zum Beispiel Menthol, Vanillin, künstlicher Kaffee, Tabakextrakte, Nicotin, Coffein, Alkoholika und andere Stoffe, die dem Aerosol Aroma verleihen. Die Aerosolerzeugungsmittel können auch andere erwünschte flüchtige feste oder flüssige Stoffe beinhalten.
Wie bereits dargelegt, kann der Rauchartikel der vorliegenden Erfindung auch eine Tabakladung oder einen Tabakpfropfen enthalten, um dem Aerosol ein Tabakaroma hinzuzufügen. Vorzugsweise wird der Tabak am mundseitigen Ende der Aerosolerzeugungsmittel angeordnet; er kann jedoch auch mit dem Träger für die aerosolbildende Substanz vermischt werden. Aromastoffe können auch in dem Rauchartikel angeordnet werden, um das an den Benutzer abgegebene Aerosol zu aromatisieren.
Bei Verwendung einer Tabakladung werden heiße Dämpfe durch die Tabakschicht geleitet, um die flüchtigen Komponenten des Tabaks zu extrahieren und zu verdampfen, ohne daß der Tabak verbrannt werden muß. Damit erhält der Benutzer dieses Rauchartikels ein Aerosol, welches die Eigenschaften und das Aroma natürlichen Tabaks aufweist, nicht jedoch die von einer herkömmlichen Zigarette erzeugten Verbrennungsprodukte.
Alternativ lassen sich diese fakultativen Stoffe zwischen den Aerosolerzeugungsmitteln und dem Mundende anordnen, zum Beispiel an einem getrennten Substrat oder in einer getrennten Kammer in dem von den Aerosolerzeugungsmitteln zum Mundende führenden Durchlaß oder in der fakultativen Tabakladung. Falls gewünscht, können diese flüchtigen Stoffe dazu verwendet werden, die aerosolbildende Substanz ganz oder teilweise zu ersetzen, so daß der Rauchartikel ein nicht in Aerosolform vorliegendes Aroma oder einen anderen Stoff an den Benutzer abgibt.
Rauchartikel der in der vorliegenden Beschreibung offenbarten Art können auch als Artikel zur Abgabe von Arzneimittelstoffen verwendet oder zur Verwendung als solche modifiziert werden, um flüchtige pharmakologisch oder physiologisch aktive Stoffe, wie Ephedrin, Metaproterenol, Terbutalin oder ähnliche abzugeben.
Das bei der praktischen Umsetzung der vorliegenden Erfindung bevorzugt verwendete wärmeleitende Element ist typischerweise eine Metallfolie, zum Beispiel eine Aluminiumfolie, deren Stärke in einem Bereich von weniger als circa 0,01 mm bis circa 0,1 mm oder darüber liegen kann. Die Dicke und/oder Art des leitenden Werkstoffes kann unterschiedlich gewählt werden, um praktisch jeden gewünschten Grad des Wärmeübergangs zu erreichen. Wie in den dargestellten Ausführungsformen gezeigt, ist das wärmeleitende Element vorzugsweise so angeordnet, daß es einen Teil des Brennstoffelements und der Aerosolerzeugungsmittel kontaktiert oder überlappt, und kann das Behältnis bilden, das die aerosolbildende Substanz umschliept.
Zu den erfindungsgemäß geeigneten Isolierelementen gehören in der Regel anorganische oder organische Fasern, zum Beispiel solche aus Glas, Aluminiumoxid, Siliciumdioxid, glasartigen Stoffen, Mineralwolle, Kohlenstoffen, Silicium, Bor, organischen Polymeren, Cellulosederivaten und ähnlichen, einschließlich deren Gemische. Ebenso können als Matten, Streifen oder in anderer Form ausgebildete nichtfaserige Isolierstoffe, wie Kieselaerogel, Perlit, Glas und ähnliche verwendet werden. Die bevorzugten Isolierelemente sind elastisch, um beim Anfassen das Gefühl einer herkömmlichen Zigarette zu vermitteln. Diese Stoffe fungieren in erster Linie als eine isolierende Hülse, die einen wesentlichen Teil der durch das brennenden Brennstoffelement gebildeten Wärme zurückhalten und auf die Aerosolerzeugungsmittel lenken. Da sich die isolierende Hülse in der Nachbarschaft des brennenden Brennstoffelements in begrenztem Umfang erwärmt, kann sie auch Wärme auf die Aerosolerzeugungsmittel leiten.
Zu den derzeit bevorzugten Isolierstoffen gehören Keramikfasern, wie z.B. Glasfasern. Zwei besonders bevorzugte Glasfasern sind von der Firma Manning Paper Company in Troy, New York, unter der Bezeichnung Manniglas 1000 und Manniglas 1200 lieferbar. In der Regel umhüllt die Isolierfaser wenigstens einen Teil des Brennstoffelements und einen anderen beliebigen Teil des Rauchartikels auf einen Enddurchmesser von circa 7 bis 8 mm. Somit ist die bevorzugte Isolierschicht von circa 0,5 mm bis 2,5 mm dick, im besonderen von circa 1 mm bis 2 mm. Soweit möglich, sind bevorzugt Glasfaserstoffe mit einem niedrigen Schmelzpunkt, z.B. unter circa 650 ºC, zu verwenden.
Bei Verwendung eines faserigen Isolierstoffs ist vorzugsweise ein Sperrmittel am Mundende des Rauchartikels vorzusehen. Ein solches Sperrmittel umfaßt beispielsweise ein ringförmiges Element aus einem Celluloseacetatstrang hoher Dichte, welches an das faserige Isoliermittel anstößt und vorzugsweise am Mundende, zum Beispiel mit Klebemittel, versiegelt ist, um zu verhindern, daß Luft durch den Strang strömt.
In den meisten Ausführungsformen der Erfindung wird die Brennstoff/Aerosolerzeugungsmittel-Kombination an einem Mundendestück angebracht, beispielsweise an einem mit Folie ausgekleideten Papier- oder Celluloseacetat/Plastik-Röhrchen, wie in den Figuren gezeigt, wobei jedoch auch ein getrenntes Mundendestück vorgesehen werden kann, z.B. in Form eines Zigarettenhalters. Dieses Element des Rauchartikels bildet den Durchlaß, der die dampfförmige aerosolbildende Substanz in den Mund des Benutzers lenkt. Aufgrund seiner Länge, die vorzugsweise circa 50 bis 60 mm oder mehr beträgt, hält es auch den heißen Glutkegel von Mund und Fingern des Benutzers fern.
Geeignete Mundendestücke sollten in bezug auf die aerosolbildenden Substanzen inert sein, eine wasser- oder flüssigkeitsdichte Innenschicht haben, minimalen Aerosolverlust durch Kondensation oder Filtration verursachen und der Temperatur an der Berührungsfläche mit den anderen Elementen des Rauchartikels widerstehen können. Bevorzugte Mundendestücke umfassen das in den Ausführungsformen nach Figur 1 bis 3 verwendete mit Folie ausgekleidete Röhrchen und das in den Ausführungsformen nach Figur 4 bis 9 verwendete Celluloseacetat-Röhrchen. Andere geeignete Mundendestücke sind dem Fachmann bekannt.
Die erfindungsgemäßen Mundendestücke können z.B. eine fakultative "Filter"-Spitze aufweisen, die eingesetzt wird, um dem Rauchartikel das Aussehen einer herkömmlichen Filterzigarette zu geben. Zu diesen Filtern gehören Celluloseacetatfilter niedriger Dichte und hohle oder mit Leiteinrichtungen versehene Kunststoffilter, wie z.B. Filter aus Polypropylen. Ferner kann der Rauchartikel über seine ganze Länge oder einen beliebigen Teil davon mit Zigarettenpapier umhüllt sein.
Das von den bevorzugten Rauchartikeln der vorliegenden Erfindung erzeugte Aerosol ist chemisch einfach und besteht im wesentlichen aus Luft, Kohlenoxiden, dem die gewünschten Aromastoffe oder anderen erwünschten flüchtigen Stoffe tragenden Aerosol, Wasser und Spuren anderer Substanzen. Das von den bevorzugten Rauchartikeln der vorliegenden Erfindung erzeugte Rohkondensat (WTPM) weist nach dem Ames-Testverfahren keine mutagene Aktivität auf, d.h. es besteht keine signifikante Dosis/Wirkungsbeziehung zwischen dem Rohkondensat (WTPM) der vorliegenden Erfindung und der Zahl der bei den derartigen Produkten ausgesetzten Standardtest-Mikroorganismen auftretenden Revertanten. Den Proponenten des Ames-Tests zufolge läßt eine merkliche dosisabhängige Wirkung auf das Vorhandensein mutagener Stoffe bei den getesteten Produkten schliefen. Siehe Ames et al., Mut. Res., 31:347-364 (1975); Nagas et al., Mut. Res., 42:335 (1977).
Ein weiterer Vorteil der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist, daß im Vergleich zu einer herkömmlichen Zigarette beim Gebrauch verhältnismäßig wenig Asche anfällt. Die bevorzugte Kohlenstoff-Brennstoffquelle wird beim Abbrennen im wesentlichen zu Kohlenoxiden umgewandelt, wobei verhältnismäßig wenig Asche gebildet wird; dadurch erübrigt sich die Notwendigkeit, während des Gebrauchs des Rauchartikels die Asche entfernen zu müssen.
Der Rauchartikel der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die nachfolgenden Beispiele noch näher erläutert, die dem besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung dienen, ohne daß die vorliegende Erfindung darauf beschränkt ist. Die hierin genannten Prozentwerte verstehen sich als Gewichtsprozentwerte, sofern nicht anders vermerkt. Alle Temperaturen sind in Grad Celsius ausgedrückt und verstehen sich als unbereinigt. In allen Fällen weisen die Rauchartikel einen Durchmesser von circa 7 bis 8 mm auf, den Durchmesser einer herkömmlichen Zigarette.

Beispiel 1

Es wurde ein Rauchartikel in Übereinstimmung mit der Ausführungsform nach Figur 1 hergestellt. Das Brennstoffelement bildete ein 25 mm langes Stück Lötrohrkohle mit fünf längsgerichteten Durchlässen, die einen Durchmesser von 0,040 Inch (1,02 mm) aufwiesen und mittels Bohrer Nr. 60 hergestellt worden waren. Die Holzkohle hatte ein Gewicht von 0,375 g. Das Brennstoffelement war mit herkömmlichem, behandelten Zigarettenpapier umwickelt. Als Substrat dienten 500 mg Glaskügelchen (durchschnittlicher Durchmesser 0,64 Inch [1,63 mm]), die mit einer Schicht aus zwei Tropfen (ca. 50 mg) Glycerol überzogen waren. Nach dem Einbringen in das Röhrchen wies dieses Substrat eine Länge von circa 6,5 mm auf. Das mit Folie ausgekleidete Röhrchen bestand aus einer sich im Inneren einer 4,25 Mil (0,108 mm) starken Schicht weißen, spiralförmig gewickelten Papiers befindlichen 0,35 Mil (0,0089 mm) starken Schicht Aluminiumfolie. Dieses Röhrchen umschloß die hinteren 5 mm des Brennstoffelements. Ein kurzes Stück Celluloseacetat (8 mm) mit vier Rillen rund um den Umfang wurde verwendet, um die Glaskugeln gegen die Brennstoffquelle zu halten. In das Mundende des Röhrchens wurde ein zusätzliches gerilltes Celluloseacetat-Filterstück von 8 mm Länge eingeführt, um dem Rauchartikel das Aussehen einer herkömmlichen Zigarette zu geben. Die Gesamtlänge des Rauchartikels betrug circa 70 mm.
Ausführungen dieser Art lieferten beträchtliche Aerosolmengen bei dem dem Anzünden dienenden Zug, reduzierte Aerosolmengen beim 2. und 3. Zug und gute Aerosolabgabewerte bei den Zügen 4 bis 9. Bei Ausführungen dieser Art ergab sich in der Regel eine Rohkondensatmenge (WTPM) von circa 5-7 mg beim maschinellen Abrauchen unter FTC-Abrauchbedingungen mit einem Zugvolumen von 35 ml, einer Zugdauer von zwei Sekunden und einer Zugfrequenz von 60 Sekunden.

Beispiel 2

Unter Verwendung von 10 mm langen geprepten Kohlenstoff-Brennstoffelementen und Glaskugel-Substraten wurden vier Rauchartikel hergestellt. Die Brennstoffelemente wurden aus 90 % PCB-G und 10 % NaCMC mit circa 5000 Pound (2273 kg) Belastung hergestellt und mit einem sich verjüngenden anzuzündenden Ende gemäß Figur 2A ausgebildet. Jedes Element wurde mit einer einzelnen, entlang seiner Mitte verlaufenden Öffnung mit einem Durchmesser von 0,040 Inch (1,02 mm) versehen. Drei der vier Brennstoffquellen wurden mit 8 mm breiten Streifen herkömmlichen Zigarettenpapiers umwickelt. Die Brennstoffelemente wurden über eine Länge von circa 2 mm in 70 mm lange Abschnitte des in Beispiel 1 beschriebenen, mit Folie ausgekleideten Röhrchens eingeführt. In das offene Ende des mit Folie ausgekleideten Röhrchens wurden Glasperlen eingebracht, die mit Glycerol in den in nachfolgender Tabelle angegebenen Mengen überzogen waren und durch 5 mm lange, geschäumte Polypropylenfilter gegen das Brennstoffelement gehalten wurden, wobei die Filter eine Reihe sich in Längsrichtung erstrekkende, am Umfang befindliche Rillen aufwiesen. In das Mundende jedes Rauchartikels wurde ein 5 mm langes Celluloseacetat-Filterstück mit niedrigem Wirkungsgrad eingeführt. Diese Rauchartikel wurden unter FTC-Abrauchbedingungen maschinell abgeraucht, und das Rohkondensat (WTPM) wurde an einer Reihe von sogenannten Cambridge-Filtern abgeschieden. Die Ergebnisse dieser Versuche sind in Tabelle I dargestellt. TABELLE I Glasperlen (Gewicht) Aerosolbildner (Gewicht) WTPM (mg)/ Züge Gesamt * Das Brennstoffstäbchen dieser Ausführung war nicht mit Zigarettenpapier umwickelt
Es wurden drei Rauchartikel ähnlich der in Beispiel 2A beschriebenen hergestellt, wobei 20 mm lange Lötrohrkohlen- Brennstoffelemente der in Beispiel 1 beschriebenen Art verwendet wurden. Diese Rauchartikel wurden unter FTC-Abrauchbedingungen maschinell verraucht, und das Rohkondensat (WTPM) wurde an einer Reihe von Cambrigde-Filtern abgeschieden. Die Ergebnisse dieser Versuche sind in Tabelle II dargestellt. TABELLE II Glasperlen (Gewicht) Aerosolbildner (Gewicht) WTPM (mg)/ Züge Gesamt * Das Brennstoffstäbchen dieser Ausführung war nicht mit Zigarettenpapier umwickelt

Beispiel 3

A. Es wurden vier Rauchartikel gemäß Figur 2 hergestellt, die ein 10 mm langes, gepreßtes Kohlenstoff-Brennstoffelement mit einem sich verjüngenden anzuzündenden Ende gemäß Figur 2A aufwiesen. Das Brennstoffelement wurde aus 90 % PCB-G und 10 % NaCMC mit circa 5000 Pound (2273 kg) Belastung hergestellt. Das Element wurde mit einer entlang seiner Mitte verlaufenden Bohrung von 0,040 Inch (1,02 mm) versehen. Das Substrat für den Aerosolbildner wurde aus PC-25, einem von der Firma Union Carbide Corporation, Danbury, CT, vertriebenen Kohlenstoff, zugeschnitten und mechanisch ausgeformt. Das Substrat für die Rauchartikel hatte jeweils eine Länge von circa 2,5 mm und einen Durchmesser von circa 8 mm. Es war mit durchschnittlich circa 27 mg einer 1:1-Propylenglycol/Glycerol-Mischung beladen. Das als ein mit Folie belegtes Röhrchen ausgebildete Mundendestück der gleichen Art wie für Beispiel 1 verwendet umschloß die hinteren 2 mm des Brennstoffelements und das Substrat. Gegen das mundseitige Ende des Substrats anliegend wurde ein Pfropfen Burley-Tabak in einer Menge von circa 100 mg angeordnet. Im Mundende des mit Folie ausgekleideten Röhrchens wurde ein kurzes, etwa 5-9 mm langes Polypropylen- Filterstück mit Leiteinrichtungen angeordnet. Zwischen Tabak und Filterstück wurde ein 32 mm langes Celluloseacetat-Filter mit einem hohlen Polypropylen-Röhrchen im Kern angeordnet. Jeder Rauchartikel hatte eine Gesamtlänge von circa 78 mm.
B. Es wurden sechs weitere Rauchartikel im wesentlichen in Übereinstimmung mit Beispiel 3A hergestellt, wobei jedoch die Länge des Substrats auf 5 mm erhöht und durch das Substrat eine Bohrung von 0,040 Inch (1,02 mm) vorgesehen wurde. Ferner wurden diese Rauchartikel ohne Celluloseacetat/Polypropylen- Röhrchen ausgeführt. Auf das Substrat wurden circa 42 mg des Propylenglycol/Glycerol-Gemischs aufgebracht. Ferner wurden zwei Pfropfen Burley-Tabak in einer Menge von jeweils 100- 150 mg verwendet. Der erste wurde gegen das mundseitige Ende des Substrats angeordnet und der zweite gegen das Filterstück.
C. Es wurden vier weitere Rauchartikel im wesentlichen in Übereinstimmung mit Beispiel 3A hergestellt, wobei jedoch anstelle des Pfropfen Burleytabaks ein Pfropfen heißluftgetrockneter Tabak verwendet wurde, welcher circa 6 Gewichtsprozent Diammoniummonohydrogenphosphat enthielt.
D. Die Rauchartikel gemäß Beispiel 3A-C wurden dem Standard-Ames-Test unterzogen. Siehe Ames et al., Mut. Res., 31:347-364 (1975), in der modifizierten Form nach Nagas et al., Mut. Res., 42:335 (1977) und 113:173-215 (1983). Die Proben 3A und 3C wurden mittels einer herkömmlichen Zigaretten-Rauchmaschine unter Rauchbedingungen mit Zügen von 35 ml Volumen, 2 Sekunden Dauer und einer Frequenz von 30 Sekunden über 10 Züge abgeraucht. Die Rauchartikel nach Beispiel 3B wurden auf die gleiche Weise abgeraucht, außer daß hierbei eine Zughäufigkeit von 60 Sekunden zur Anwendung kam. Für jede Gruppe von Rauchartikeln wurde jeweils nur ein Filterkissen verwendet. Daraus ergaben sich für die angegebenen Gruppen von Rauchartikeln die folgenden Rohkondensatwerte (WTPM): Beispiel 3A
Die für die einzelnen obengenannten Beispiele verwendeten Filterkissen, die das abgeschiedene Rohkondensat (WTPM) enthielten, wurden 30 Minuten lang in DMSO geschüttelt, um das Rohkondensat (WTPM) zu lösen. Jede Probe wurde sodann auf eine Konzentration von 1 mg/ml verdünnt und in dieser Form für den Ames-Test verwendet. Unter Anwendung des Verfahrens nach Nagas et al., Mut. Res., 42:335-342 (1977) wurden dem Aktivierungssystem 59 und den Standard-Ames-Bakterienzellen WTPM-Proben- Konzentrationen von 1 mg/ml zugemischt und bei 37 ºC zwanzig Minuten lang inkubiert. Für diesen Ames-Test wurden Bakterien vom Stamm der Salmonella typhimurium TA 98 verwendet. Siehe Purchase et al., Nature, 264:624-627 (1976). Anschließend wurde der Mischung Agar zugesetzt, und die Plattenkulturen wurden angelegt. Die Agarplatten wurden zwei Tage lang bei 37 ºC inkubiert und die hervorgegangenen Kulturen ausgezählt. Pro Verdünnung wurden vier Platten untersucht und die Standardabweichung der Kolonien einer reinen DMSO-Kontrollkultur gegenübergestellt. Wie aus Tabelle III ersichtlich, konnte bei keinem der untersuchten Rauchartikel eine durch das Rohkondensat (WTPM) verursachte mutagene Aktivität nachgewiesen werden. Dies lädt sich bestimmen, indem man die durchschnittliche Anzahl Revertanten pro Platte mit der durchschnittlichen Anzahl Revertanten aus der Vergleichsprobe (0 ug WTPM/Platte) vergleicht. Bei mutagenen Proben steigt mit steigender Dosis auch die durchschnittliche Anzahl Revertanten pro Platte. TABELLE III Beispiel 3A Dosis (ug WTPM/Platte) Durchschn. Anzahl Revertanten/Platte Standardabweichung Kontrolle Beispiel 3B Dosis (ug WTPM/Platte) Durchschn. Anzahl Revertanten/Platte Standardabweichung Kontrolle Beispiel 3C Dosis (ug WTPM/Platte) Durchschn. Anzahl Revertanten/Platte Standardabweichung Kontrolle

Beispiel 4

Es wurden fünf Rauchartikel gemäß Figur 2 hergestellt. Jeder Rauchartikel hatte eine 10 mm lange gepreßte Kohlenstoff- Brennstoffquelle wie in Beispiel 3A beschrieben. Dieses Brennstoffelement wurde über eine Länge von 3 mm in ein Ende eines 70 mm langen, mit Aluminiumfolie ausgekleideten Röhrchens der in Beispiel 1 beschriebenen Art eingeführt. Gegen die Brennstoffquelle anliegend wurde ein aus einem von der Firma Fiber Materials Inc. vertriebenen Reyon-Kohlenstoffilz zugeschnittenes 5 mm langes Kohlenstoffilzsubstrat angebracht. Dieses Substrat wurde mit durchschnittlich circa 97 mg einer 1:1-Mischung aus Glycerol und Propylenglycol, circa 3 mg Nicotin und circa 0,1 mg einer Aromastoffmischung beladen. Ein 5 mm langer Abschnitt einer Tabakmischung ("Blend") wurde gegen das mundseitige Ende des Substrats anliegend angeordnet. Im Mundende des mit Folie belegten Röhrchens wurde ein 5 mm langes Celluloseacetat-Filterstück angebracht.
Diese Rauchartikel wurden unter FTC-Abrauchbedingungen maschinell abgeraucht. Das Aerosol aus diesen Rauchartikeln (133,3 mg WTPM) wurde an einem einzigen Cambridge-Filter abgeschieden, in DMSO auf eine Endkonzentration von 1 mg WTPM per ml verdünnt und wie unter Beispiel 3D beschrieben auf eine Ames-Aktivität untersucht, wobei mit folgenden Stämme gearbeitet wurde: Salmonella typhimurium TA 1535, 1537, 1538, 98 und 100. Wie aus Tabelle IV ersichtlich, konnte keine durch das aus den Rauchartikeln isolierte Rohkondensat (WTPM) verursachte mutagene Aktivität nachgewiesen werden. TABELLE IV Dosis* Durchschn. Anzahl Revertanten Kontrolle *ug WTPM/Platte

Beispiel 5

Es wurde ein Rauchartikel gemäß Figur 2 mit einem 10 mm langen gepreßten Kohlenstoff-Brennstoffpfropfen in der in Figur 2A gezeigten Form der Ausbildung, jedoch ohne Tabak, hergestellt. Das Brennstoffelement wurde aus einem Gemisch von 90 % Aktivkohle PCB-G und 10 % NaCMC als Bindemittel mit circa 5000 Pound (2273 kg) Belastung hergestellt. Das Brennstoffelement wurde mit einem sich in Längsrichtung erstreckenden Durchlaß von 0,040 Inch (1,02 mm) versehen. Das Substrat war ein 10 mm langer poröser Kohlenstoffpfropfen aus dem von der Firma Union Carbide vertriebenen Material PC-25. Es war mit einer axialen Bohrung von 0,029 Inch (0,74 mm) versehen und mit 40 mg eines (1:1-)Gemischs aus Propylenglycol und Glycerol beladen. Das mit Folie ausgekleidete Röhrchen der in Beispiel 1 beschriebenen Art umschloß die hinteren 2 mm des Brennstoffelements und bildete das Mundendestück. Der Rauchartikel besaß keine Filterspitze, war jedoch mit herkömmlichem Zigarettenpapier umhüllt. Die Gesamtlänge des Rauchartikels betrug 80 mm.
Die durchschnittlichen Spitzentemperaturen dieses Rauchartikels beim Ziehen und Glosten sind in Figur 10 dargestellt. Wie gezeigt, nimmt die Temperatur zwischen dem hinteren Ende des Brennstoffelements und dem Mundende stetig ab. Dadurch ist sichergestellt, daß der Benutzer beim Gebrauch eines erfindungsgemäßen Produktes kein unangenehmes Brennen erfährt.

Beispiel 6

Es wurde ein Rauchartikel gemäß der Ausführungsform nach Figur 3 hergestellt. Das Brennstoffelement war ein 19 mm langes Stück Lötrohrkohle ohne längsgerichtete Durchlässe. 15 mm tief in das Brennstoffelement eingebettet befand sich ein Aluminiumstäbchen mit einem Durchmesser von 1/8 Inch (3,2 mm) und einer Länge von 28 mm. In dem das Substrat durchstopenden Teil des Aluminiumstäbchens waren vier Umfangsrillen von 9 mm x 0,025 Inch (0,64 mm) in einem Abstand von 90º angebracht. Das Substrat war ein Kohlenstoff der Sorte PC-25 der Firma Union Carbide mit einer Länge von 8 mm. Die Rillen in dem Aluminiumstäbchen erstreckten sich circa 0,5 mm über das Ende des Substrats hinaus in brennstoffseitige Richtung. Das Substrat war mit 150 mg Glycerol beladen. Das mit Folie belegte - mit dem in Beispiel 1 beschriebenen identische -Röhrchen umschloß einen Bereich des hinteren Teils des Brennstoffelements. Zwischen dem nichtbrennenden Ende des Brennstoffelements und dem Substrat wurde ein Spalt belassen. Im Bereich dieses Spalts wurde eine Reihe von Löchern durch das mit Folie ausgekleidete Röhrchen angebracht, um eine Luftströmung zuzulassen. Ein ähnlicher Rauchartikel wurde mit einem gepreßten Kohlenstoff-Brennstoffpfropfen hergestellt.

Beispiel 7

Es wurde ein Rauchartikel nach Figur 4 mit einer aus carbonisierter Baumwollfaser gebildeten Brennstoffquelle hergestellt. Vier Baumwollfaserbänder wurden mit einem Baumwollbindfaden fest verflochten, so daß sich ein Strang mit einem Durchmesser von circa 0,4 Inch (10,2 mm) ergab. Dieses Material wurde in einen auf 950 ºC aufgeheizten Ofen mit Stickstoffatmosphäre eingebracht. Nachdem das Material nach circa 1 1/2 Stunden diese Temperatur erreicht hatte, wurde es 1/2 Stunde auf dieser Temperatur gehalten. Aus diesem pyrolysierten Material wurde zur Verwendung als Brennstoffelement ein 16-mm-Stück abgetrennt. Durch das Element wurde mittels Sonde ein in axialer Richtung verlaufendes 2-mm-Loch 16 angebracht. Das Brennstoffelement wurde über eine Länge von 2 mm in ein 20 mm langes mit Folie ausgekleidetes Röhrchen der in Beispiel 1 beschriebenen Art eingeführt. In das mit Folie belegte Röhrchen wurden 100 mg gekörntes, 60 mg einer 1:1-Mischung aus Propylenglycol/Glycerol enthaltendes PC-25 der Firma Union Carbide eingebracht. Unmittelbar hinter dem körnigen Substrat in dem mit Folie ausgekleideten Röhrchen wurde ein 5 mm langer Tabakpfropfen von circa 60 mg angeordnet. In das mit Folie ausgekleidete Röhrchen wurde ein 48 mm langes ringförmiges Celluloseacetatröhrchen mit einem innen befindlichen Polypropylenröhrchen, welches einen Innendurchmesser von 4,5 mm aufwies, über eine Länge von circa 3 mm eingeführt. Ein zweites mit Folie ausgekleidetes Röhrchen von 50 mm Länge wurde über das Celluloseacetatröhrchen gebracht, bis es gegen das mit Folie ausgekleidete 20-mm-Röhrchen anlag. In das Ende dieses zweiten mit Folie belegten Röhrchens wurde ein 5 mm langer Celluloseacetat-Filterpfropfen eingeführt. Die Gesamtlänge betrug 84 mm. Der brennende Rauchartikel erzeugte während der gesamten ersten sechs Züge wesentliche Mengen Aerosol mit einem Tabakaroma.

Beispiel 8

Es wurde ein Rauchartikel gemäß Figur 5 mit einem 15 mm langen faserigen Brennstoffelement hergestellt, welches im wesentlichen dem in Beispiel 7 beschriebenen entsprach. Die Makrokapsel 52 war aus einem 15 mm langen, 4 Mil (0,10 mm) dicken Stück Aluminiumfolie gebildet, die so zurechtgebogen war, daß sich eine 12 mm lange Kapsel ergab. Diese Makrokapsel wurde mit 100 mg gekörntem PC-60, einem von der Firma Union Carbide bezogenen Kohlenstoff, und mit 50 mg einer Tabakmischung ("Blend") lose gefüllt. Der gekörnte Kohlenstoff war mit 60 mg einer 1:1-Mischung aus Propylenglycol und Glycerol imprägniert. Die Makrokapsel, das Brennstoffelement und das Mundendestück wurden mittels eines 85 mm langen Stücks konventionellen Zigarettenpapiers vereinigt.

Beispiel 9

Es wurde ein Rauchartikel gemäß der Ausführungsform nach Figur 6 hergestellt, welcher ein 7 mm langes, 90 % Kohlenstoff der Sorte PXC und 10 % NaCMC enthaltendes, gepreßtes Kohlenstoff-Brennstoffelement aufwies. Der längsgerichte Durchlaß hatte einen Durchmesser von 0,040 Inch (1,02 mm). Dieser Brennstoffpfropfen wurde in ein 17 mm langes mit Aluminiumfolie ausgekleidetes Röhrchen so eingeführt, daß sich 3 mm des Brennstoffelements innerhalb des Röhrchens befanden. In das andere Ende des Röhrchens wurde eine im Durchmesser 8 mm große Scheibe aus einer 3,5 Mil (0,089 mm) dicken Aluminiumfolie mit einem zentralen Loch von 0,049 Inch (1,24 mm) Durchmesser eingeführt, so daß sie gegen das Ende der Brennstoffquelle anlag.
Ein Kohlenstoff der Sorte PG-60 der Firma Union Carbide wurde gekörnt und auf eine Teilchengröße von -6 bis +10 Mesh gesiebt. 80 mg dieses Materials wurden als Substrat verwendet, wobei dieses Substrat mit 80 mg einer 1:1-Mischung aus Glycerol und Propylenglycol beladen wurde. Die imprägnierten Körnchen wurden in das mit Folie ausgekleidete Röhrchen eingebracht, so daß sie gegen die Folienscheibe am Ende der Brennstoffquelle anlagen. Eine Tabakmischung ("Blend") in einer Menge von 50 mg wurde so eingebracht, daß sie locker gegen die Substratkörnchen anlag. An das mundseitige Ende des Tabaks wurde eine zusätzliche Folienscheibe mit einem zentralen Loch von 0,049 Inch (1,24 mm) in das mit Folie ausgekleidete Röhrchen eingebracht. In das mit Folie belegte Röhrchen wurde ein langes, hohles Celluloseacetatstäbchen mit einem hohlen Polypropylenröhrchen der in Beispiel 7 beschriebenen Art über eine Länge von 3 mm eingeführt. Über das Celluloseacetatstäbchen, gegen das Ende des mit Folie ausgekleideten 17-mm-Röhrchens, wurde ein zweites mit Folie belegtes Röhrchen gebracht.
Beim Verrauchen unter FTC-Abrauchbedingungen lieferte diese Ausführung mit den ersten drei Zügen 11,0 mg Aerosol. Insgesamt betrug die Aerosolabgabe aus neun Zügen 24,9 mg.

Beispiel 10

Es wurde ein Rauchartikel mit einem gemäß Figur 7 ausgebildeten Brennstoffelement und Substrat hergestellt, wobei ein 15 mm langes, ringförmiges, gepreßtes Kohlenstoff-Brennstoffelement mit einem Innendurchmesser von circa 4 mm und einem Außendurchmesser von circa 8 mm verwendet wurde. Der Brennstoff wurde aus 90 % Aktivkohle der Sorte PCB-G und 10 % NaCMC gebildet. Das Substrat bildete ein 10 mm langes Stück Kohlenstoff der Sorte PC-25 der Firma Union Carbide mit einem Augendurchmesser von circa 4 mm. Das mit 55 mg einer 1:1-Mischung aus Glycerol/Propylenglycol beladene Substrat wurde in den dem mundseitigen Ende des Rauchartikels näherliegenden Bereich des Brennstoffendes eingeführt. Diese Brennstoff/Substrat-Kombination wurde über eine Länge von 7 mm in ein mit Folie ausgekleidetes 70-mm-Röhrchen eingeführt, welches am Mundende ein kurzes Celluloseacetatfilter aufwies. Die Länge des Rauchartikels betrug circa 77 mm.
Der Rauchartikel lieferte bei den ersten drei Zügen und über die Nutzdauer des Brennstoffelements beträchtliche Mengen Aerosol.

Beispiel 11

Eine modifizierte Ausführung des Rauchartikels nach Figur 9 wurde wie folgt hergestellt: Aus einem Gemisch von 10 % NaCMC, 5 % Kaliumcarbonat und 85 % carbonisiertem und mit 10 % Wasser vermischtem Papier wurde eine 9,5 mm lange Kohlenstoff-Brennstoffquelle mit einem Durchmesser von 4,5 mm und einem sich in Längsrichtung erstreckenden Durchlaß mit einem Durchmesser von 1 mm extrudiert. Das Gemisch besaß eine teigähnliche Konsistenz und wurde einem Extruder zugeführt. Das extrudierte Material wurde über Nacht bei 80 ºC getrocknet und danach auf Länge geschnitten. Die Makrokapsel wurde aus einem 22 mm langen und 0,0089 mm dicken, zu einem Zylinder mit einem Innendurchmesser von 4,5 mm geformten Stück Aluminium gebildet. Die Makrokapsel wurde mit (a) 70 mg Vermiculit, welches 50 mg einer 1:1-Mischung aus Propylenglycol und Glycerol enthielt, und (b) 30 mg Burley-Tabak, dem 6 % Glycerol und 6 % Propylenglycol zugefügt worden waren, gefüllt. Die Brennstoffquelle und Makrokapsel wurden miteinander verbunden, indem die Brennstoffquelle circa 2 mm in das Ende der Makrokapsel eingeführt wurde. Ein 35 mm langes Polypropylenröhrchen mit einem Innendurchmesser von 4,5 mm wurde in das andere Ende der Makrokapsel eingeführt. Auf diese Weise wurden Brennstoffquelle, Makrokapsel und Polypropylenröhrchen zu einem 65 mm langen Abschnitt mit einem Durchmesser von 4,5 mm zusammengefügt. Dieser Abschnitt wurde mit mehreren Lagen Manniglas 1000 der Manning Paper Company umwickelt, bis ein Umfang von 24,7 mm erreicht war. Dann wurde die Einheit mit einem 5 mm langen Celluloseacetatfilter kombiniert und mit Zigarettenpapier umhüllt. Beim Abrauchen unter FTC-Bedingungen lieferte der Rauchartikel bei den ersten drei Zügen 8 mg WTPM, 7 mg WTPM von Zug 4-6 und 5 mg WTPM von Zug 7-9. Insgesamt wurden über die 9 Züge 20 mg Aerosol abgegeben. Bei horizontaler Ablage des Rauchartikels auf einem Stück Seidenpapier entzündete sich das Papier nicht und wurde nicht einmal versengt.

Claims

1. Rauchartikel mit einem vorderen Ende und einem Mundende (15), welcher umfaßt

ein brennbares Brennstoffelement (10) mit einem anzuzündenden Ende (11) und einem hinteren Ende (9), sowie

körperlich gesonderte Aerosolerzeugungsmittel (12; 30; 28, 38; 54, 56; 76, 78), die ein Aerosol-bildendes Material (20; 28, 38; 54, 56; 76, 78) aufweisen und in Längsrichtung hinter dem Brennstoffelement (10) angeordnet sind,

gekennzeichnet durch ein wärmeleitendes Glied (14; 99; 50; 47, 52; 68, 66), welches angeordnet und ausgebildet ist, um während des Ziehens sowie zwischen den Zügen im wesentlichen während der ganzen Brennzeit des Brennstoffelements (10) Wärme vom Brennstoffelement auf die Aerosolerzeugungsmittel (12; 30; 28, 38; 54, 56; 76, 78) zu übertragen.

2. Artikel nach Anspruch 1, bei dem sich das wärmeleitende Glied (14; 99; 50; 52; 68) im Abstand hinter dem anzuzündenden Ende des Brennstoffelements (10) befindet.

3. Artikel nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das wärmeleitende Glied (14; 99; 50; 46; 66) zumindest einen Teil des Brennstoffelements (10) und einen Teil der Aerosolerzeugungsmittel (20; 30; 38, 28; 54, 56; 76, 78) berührt oder überlappt.

4. Artikel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, bei dem das wärmeleitende Glied (14; 50; 47; 66) zumindest einen Teil der Umfangsflächen sowohl des Brennstoffelements (10) als auch der Aerosolerzeugungsmittel (20; 30; 28, 38; 52, 54; 76, 78) berührt.

5. Artikel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dessen wärmeleitendes Glied (52; 66, 68) einen die Aerosolerzeugungsmittel (54, 56; 76, 78) umgebenden Behälter bildet.

6. Artikel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dessen Brennstoffelement (10) hauptsächlich Kohlenstoff als solchen aufweist.

7. Artikel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dessen Brennstoffelement (10) am anzuzündenden Ende des Artikels angeordnet ist.

8. Artikel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dessen Brennstoffelement (10) wenigstens einen sich in Längsrichtung erstreckenden Durchlaß (16) aufweist.

9. Artikel nach Anspruch 8, dessen Brennstoffelement (10) mehrere solche Durchlässe (16) hat.

10. Artikel nach Anspruch 8 oder 9, bei dem wenigstens ein Durchlaß (16) die Gestalt eines Loches hat.

11. Artikel nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dessen Brennstoffelement (10) vor dem Rauchen eine Länge von ungefähr 30 mm oder weniger hat.

12. Artikel nach Anspruch 11, dessen Brennstoffelement (10) vor dem Rauchen eine Länge von ungefähr 20 mm oder weniger hat.

13. Artikel nach Anspruch 12, dessen Brennstoffelement (10) vor dem Rauchen eine Länge von ungefähr 15 mm oder weniger hat.

14. Artikel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dessen Brennstoffelement (10) vor dem Rauchen eine Länge von ungefähr 5 mm bis 30 mm hat.

15. Artikel nach Anspruch 14, dessen Brennstoffelement (10) vor dem Rauchen eine Länge von ungefähr 5 mm bis 20 mm hat.

16. Artikel nach Anspruch 15, dessen Brennstoffelement (10) vor dem Rauchen eine Länge von ungefähr 5 mm bis ungefähr 15 mm hat.

17. Artikel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dessen Brennstoffelement (10) einen Durchmesser zwischen ungefähr 3 mm und 8 mm hat.

18. Artikel nach Anspruch 17, dessen Brennstoffelement (10) einen Durchmesser von ungefähr 4 mm bis ungefähr 5 mm hat.

19. Artikel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dessen Brennstoffelement (10) eine Dichte von mindestens 0,5 g/cm³ hat.

20. Artikel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dessen Brennstoffelement (10) eine Dichte im Bereich von ungefähr 0,5 g/cm³ bis ungefähr 1,5 g/cm³ hat.

21. Artikel nach Anspruch 20, dessen Brennstoffelement (10) eine Dichte von mehr als ungefähr 0,7 g/cm³ hat.

22. Artikel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dessen Brennstoffelement (10) eine Dichte von mindestens ungefähr 0,8 g/cm³ hat.

23. Artikel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dessen Brennstoffelement (10) mindestens 60 Gew.% bis 80 Gew.% Kohlenstoff als solchen enthält.

24. Artikel nach Anspruch 23, dessen Brennstoffelement (10) mindestens ungefähr 80 Gew.% Kohlenstoff als solchen enthält.

25. Artikel nach Anspruch 24, dessen Brennstoffelement (10) mindestens ungefähr 85 Gew.% Kohlenstoff als solchen enthält.

26. Artikel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dessen Brennstoffelement (10) ein sich verjüngendes anzuzündendes Ende (11) hat.

27. Artikel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dessen Brennstoffelement (10) eine gepreßte oder extrudierte Kohlenstoffmasse ist.

28. Artikel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dessen Brennstoffelement (10) im wesentlichen frei ist von flüchtigem organischem Material.

29. Artikel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Bestandteile der das Brennstoffelement (10) bildenden Masse so ausgewählt sind, daß während des Glostens im wesentlichen jeder sichtbare Nebenstromrauch vermieden wird.

30. Artikel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dessen wärmeleitendes Glied (14; 50; 47, 52; 66, 68) mindestens einen Teil der Aerosolerzeugungsmittel (12; 38; 80; 30; 52, 54) umfaßt.

31. Artikel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dessen wärmeleitendes Glied (99) mindestens zum Teil innerhalb des Brennstoffelements (10) liegt.

32. Artikel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das wärmeleitendes Glied (14; 50; 47, 52; 66, 68) einen Teil der sich in Längsrichtung erstreckenden äußeren Peripherie des Brennstoffelements (10) und der Aerosolerzeugungsmittel (12; 38; 80; 30; 52, 54) umschließt.

33. Artikel nach einem der Ansprüche 5 bis 32, bei dem das dem Brennstoffelement zugewandte Ende des wärmeleitenden Behälters (52; 66, 68, 72) den hinteren Teil des Brennstoffelements (10) berührt.

34. Artikel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dessen wärmeleitendes Glied (14; 99; 50; 47, 52; 66, 68) ein metallisches Glied ist, vorzugsweise aus Aluminium.

35. Artikel nach einem der Ansprüche 4 bis 34, dessen Behälter (52; 66, 68, 72) ein wärmeleitendes metallisches Röhrchen ist.

36. Artikel nach einem der Ansprüche 5 bis 35, bei dem der Behälter (50; 66) den hinteren Teil des Brennstoffelements (10) überlappt, die Aerosolerzeugungsmittel (38; 76) umgibt und den Durchgang von Luft und des Aerosol-bildenden Materials zuläßt.

37. Artikel nach Anspruch 31 oder 34, bei dem das wärmeleitende Glied ein leitfähiges Stäbchen (99) umfaßt, das zumindest in einen Teil des Brennstoffelements (10) und in einen Teil der Aerosolerzeugungsmittel (30) eingebettet ist.

38. Artikel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welcher ferner ein Isolierglied (86) aufweist, welches mindestens einen Teil des Brennstoffelements (10) umschließt.

39. Artikel nach einem der Ansprüche 5 bis 38, welcher ferner ein Isolierglied (86) aufweist, das zumindest einen Teil des leitfähigen Behälters (52) umschließt.

40. Artikel nach Anspruch 38 oder 39, dessen Isolierglied (86) nicht-brennbar ist.

41. Artikel nach einem der Ansprüche 38 bis 40, dessen Islierglied (86) mindestens 0,5 mm dick ist.

42. Artikel nach Anspruch 41, dessen Isolierglied (86) ungefähr 1 mm bis 2 mm dick ist.

43. Artikel nach einem der Ansprüche 38 ,bis 42, dessen Isolierglied (86) eine luftdurchlässige Masse von anorganischen Fasern aufweist.

44. Artikel nach einem der Ansprüche 38 bis 43, dessen Isolierglied (86) elastisch ist.

45. Artikel nach einem der Ansprüche 38 bis 44, dessen Isolierglied (86) eine luftdurchlässige, elastische Hülse aus Fasern aufweist.

46. Artikel nach einem der Ansprüche 38 bis 45, dessen Isolierglied (86) eine Wärmeleitfähigkeit von weniger als ungefähr 0,005 g-cal/(sec) (cm²) (ºC/cm) hat.

47. Artikel nach einem der Ansprüche 38 bis 46, dessen Isolierglied (86) mindestens einen Teil der Aerosolerzeugungsmittel (54) umgibt.

48. Artikel nach einem der Ansprüche 38 bis 47, dessen Isolierglied (86) ein Material aufweist, welches im Gebrauch schmilzt.

49. Artikel nach einem der Ansprüche 38 bis 48, dessen Isolierglied (86) eine Niedertemperatursorte von Glasfasern aufweist.

50. Artikel nach Anspruch 49, dessen Isolierglied Glasfasern aufweist, die einen Erweichungspunkt unter ungefähr 650 ºC haben.

51. Artikel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, in dem eine Tabakladung (28; 78; 56) vorgesehen ist.

52. Artikel nach Anspruch 51, bei dem die Tabakladung (28; 78; 56) zwischen dem hinteren Ende des Brennstoffelements (10) und dem Mundende (15) des Artikels angeordnet ist.

53. Artikel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem zwischen den Aerosolerzeugungsmitteln (20; 30; 38; 76; 54) und dem Mundende (15) des Artikels Tabak (28; 78; 56) angeordnet ist.

54. Artikel nach Anspruch 53, bei dem der Tabak (28; 78; 56) am rückwärtigen Ende der Aerosolerzeugungsmittel (20; 30; 38; 76; 54) angeordnet ist.

55. Artikel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welcher eine Tabakextraktmenge zwischen dem hinteren Ende des Brennstoffelements (10) und dem Mundende (15) des Artikels aufweist.

56. Artikel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem - in Längsrichtung des Artikels - die Aerosolerzeugungsmittel (30; 54, 56) dem Brennstoffelement (10) benachbart angeordnet sind.

57. Artikel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Aerosolerzeugungsmittel (30; 54, 56) sehr nahe am Brennstoffelement (10) angeordnet sind.

58. Artikel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Aerosolerzeugungsmittel (12; 30; 28, 38; 54, 56; 76, 78) an das Brennstoffelement (10) angrenzen.

59. Artikel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Brennstoffelement (10) und die Aerosolerzeugungsmittel (12; 30; 28, 38; 54, 56; 76, 78) sich so in auf Wärmeleitung beruhendem Wärmeaustausch miteinander befinden, daß den Aerosolerzeugungsmitteln im wesentlichen während der ganzen Brennzeit des Brennstoffelements durch Wärmeleitung Wärme zugeführt wird.

60. Artikel nach Anspruch 59, bei dem sich das Brennstoffelement (10) und die Aerosolerzeugungsmittel (12; 30; 38; 54; 76; 78) durch Berührung zwischen den Aerosolerzeugungsmitteln und einem Teil des Brennstoffelements in auf Wärmeleitung beruhendem Wärmeaustausch miteinander befinden.

61. Artikel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Aerosolerzeugungsmittel (12; 30; 28; 54; 76) so angeordnet sind, daß ihr Abstand vom anzuzündenden Ende (11) des Brennstoffelements (10) nicht mehr als ungefähr 30 mm beträgt.

62. Artikel nach Anspruch 61, bei dem die Aerosolerzeugungsmittel (12; 30; 28; 54; 76) so angeordnet sind, daß ihr Abstand vom anzuzündenden Ende (11) des Brennstoffelements (10) nicht mehr als ungefähr 15 mm beträgt.

63. Artikel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Aerosolerzeugungsmittel (12; 30; 28; 54; 76) mit ungefähr 20 mg bis 120 mg Aerosol-bildendem Material beladen sind.

64. Artikel nach Anspruch 63, bei dem die Aerosolerzeugungsmittel (12; 30; 28; 54; 76) mit 35 mg bis 85 mg Aerosol-bildendem Material beladen sind.

65. Artikel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem unter Rauchbedingungen mit Zügen von 35 ml und 2 Sekunden Dauer, die durch Glosten von 58 Sekunden Dauer voneinander getrennt sind, mehr als ungefähr 15 Gew.% des von den Aerosolerzeugungsmitteln (12; 30; 28, 38, 54, 56; 76, 78) getragenen Aerosol-bildenden Materials als Gesamtmenge feuchter Teilchen abgegeben werden.

66. Artikel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welcher unter Rauchbedingungen mit Zügen von 35 ml und 2 Sekunden Dauer, die durch Glosten von 58 Sekunden Dauer voneinander getrennt sind, bei den ersten drei Zügen mindestens ungefähr 0,6 mg Gesamtmenge feuchter Teilchen abgibt.

67. Artikel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dessen Aerosolerzeugungsmittel (12; 30; 28, 38; 54, 56; 76, 78) mit ausreichend Aerosol-bildendem Material beladen sind, um zu bewirken, daß der Artikel unter Rauchbedingungen mit Zügen von 35 ml und 2 Sekunden Dauer, die durch Glosten mit einer Dauer von 58 Sekunden voneinander getrennt sind, während der ersten drei Züge mindestens ungefähr 1,5 mg Gesamtmenge feuchter Teilchen abgibt.

68. Artikel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dessen Aerosolerzeugungsmittel (12; 30; 28; 54; 76) mit ausreichend Aerosol-bildendem Material beladen sind, um zu bewirken, daß der Artikel unter Rauchbedingungen mit Zügen von 35 ml und 2 Sekunden Dauer, die durch Glosten mit einer Dauer von 58 Sekunden voneinander getrennt sind, bei mindestens sechs Zügen im Durchschnitt mindestens ungefähr 0,8 mg Gesamtmenge feuchter Teilchen pro Zug abgibt.

69. Artikel nach Anspruch 68, welcher unter Rauchbedingungen mit Zügen von 35 ml und 2 Sekunden Dauer, die durch Glosten von 58 Sekunden Dauer voneinander getrennt sind, über mindestens 10 Züge im Durchschnitt pro Zug mindestens ungefähr 0,8 mg Gesamtmenge feuchter Teilchen abgibt.

70. Artikel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Aerosolerzeugungsmittel (54, 56; 76, 78) in einem Behälter (52; 66, 68, 72) angeordnet sind.

71. Artikel nach Anspruch 70, bei dem der Behälter (52) an seinem mundseitigen Ende umgebogen ist.

72. Artikel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dessen Aerosolerzeugungsmittel (20; 38; 54; 76) ein Tabakextrakt enthalten.

73. Artikel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem flüchtige bzw. verdampfbare Geruchs- bzw. Geschmacksmittel zwischen den Aerosolerzeugungsmitteln (30) und dem Mundende (15) angeordnet sind.

74. Artikel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dessen Bestandteile so ausgewählt und angeordnet sind, daß der von dem Artikel erzeugte Rauch im wesentlichen aus Oxiden von Kohlenstoff, Luft, Wasser, flüchtigen, in den Aerosolerzeugungsmitteln enthaltenen Substanzen, anderen erwünschten flüchtigen Substanzen und Spuren von anderen Materialien besteht.

75. Artikel nach einem der Ansprüche 6 und 23 bis 74, dessen Bestandteile so ausgewählt und angeordnet sind, daß der vom Artikel erzeugte Rauch, gemessen durch den Ames-Test, in der Gesamtmenge feuchter Teilchen keine mutagenen Aktivitäten zeigt.

76. Artikel nach einem der vorstehenden Ansprüche, welcher einen Durchmesser von ungefähr 8 mm oder weniger hat.

77. Artikel nach einem der vorstehenden Ansprüche, welcher die Größe und Form einer Zigarette hat.

78. Artikel nach einem der vorstehenden Ansprüche, welcher zusätzlich ein Mundende-Stück (45) hat.

79. Artikel nach Anspruch 78, welcher Mittel (44) zur Abgabe des Aerosol-bildenden Materials an den Benutzer aufweist, wobei das besagte Mundende-Stück (45) und die Aerosol-Abgabemittel (44) sich über mehr als die Hälfte der Länge des Artikels erstrecken.

80. Artikel nach einem der vorstehenden Ansprüche, dessen Bestandteile so ausgewählt und angeordnet sind, daß er ein sichtbares, rauchähnliches Aerosol abgibt.

81. Artikel nach einem der vorstehenden Ansprüche, welcher zur Benutzung mit einem getrennten Mundstück zurechtgemacht ist.

82. Artikel nach einem der Ansprüche 78 bis 81, welcher desweiteren Mittel (52, 44; 87, 44) zum Leiten der Gase des Brennstoffelements (10) durch die Aerosolerzeugungsmittel (54, 56; 30) und zum Mundende-Stück (45) aufweist.

83. Artikel nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Aerosolerzeugungsmittel (12) ein das Aerosolbildende Material tragendes, thermisch stabiles Substrat (20) aufweisen.

84. Artikel nach Anspruch 83, dessen thermisch stabiles Substrat (20) keramisches Material enthält.

85. Artikel nach einem der vorstehenden Ansprüche, dessen Aerosolerzeugungsmittel (12) ein teilchenförmiges Substrat (20) aufweisen.

86. Artikel nach einem der vorstehenden Ansprüche, welcher desweiteren ein Filter (45) aufweist.

87. Artikel nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem das Brennstoffelement (10) und die Aerosolerzeugungsmittel (30; 54, 56) so gestaltet und angeordnet sind, daß Wärme vom Brennstoffelement auf die Aerosolerzeugungsmittel übertragen wird, um das Aerosol-bildende Material während des Ziehens über den ganzen Rauchvorgang zu verflüchtigen bzw. zu verdampfen.

88. Artikel nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem das Brennstoffelement (10) und die Aerosolerzeugungsmittel (30; 54, 56) so gestaltet und angeordnet sind, daß Wärme vom Brennstoffelement auf die Aerosolerzeugungsmittel übertragen wird, um letztere zwischen den Zügen erwärmt zu halten.

89. Artikel nach einem der Ansprüche 1 bis 59 und 61 bis 88, bei dem die Aerosolerzeugungsmittel (12; 30; 38; 54; 76; 80) das Brennstoffelement (10) berühren, um im wesentlichen über die gesamte Brennzeit des Brennstoffelements von diesem Wärme zu erhalten.

90. Artikel nach einem der vorstehenden Ansprüche, welcher ferner ein Isolierglied (86) aufweist, das so gestaltet und angeordnet ist, daß es den Wärmeübergang vom Brennstoffelement (10) auf die Aerosolerzeugungsmittel (30; 54, 56) vergrößert.

91. Artikel nach einem der vorstehenden Ansprüche, dessen Bestandteile so ausgewählt und angeordnet sind, daß während des Gebrauchs das Brennen des Brennstoffelements (10) keine ablösbare Asche erzeugt.