DE69029309T2

DE69029309T2 - Zigarette und ihr rauchbarer Füllstoff

Info

Publication number: DE69029309T2
Application number: DE69029309T
Authority: DE
Inventors: Paul Fischer Bernasek; Richard Lee Blakley; Johnny Lee Brooks; Olivia Dawn Furin; Jeffery Scott Gentry; Rhonda Fae Hayden; Stephen Walter Jakob; Richard Long Lehman; Alan Benson Norman; Thomas Albert Perfetti; James Lee Resce; Michael David Shannon; Gary Roger Shelar; Karen Marie Womble
Original assignee: RJ Reynolds Tobacco Co
Current assignee: Japan Tobacco Inc
Priority date: 1989-09-29
Filing date: 1990-09-15
Publication date: 1997-06-12
Anticipated expiration: 2010-09-16
Also published as: HU905964D0; ATE145793T1; CN1028347C; HUT57560A; KR910005793A; CA2108440A1; CN1050493A; ES2095228T3; EP0419974B1; KR0155148B1; DK0419974T3; EP0419974A3; CA2026538C; CA2108440C; DE69029309D1; CA2026538A1; EP0419974A2; JPH03175968A; JP3215702B2; GR3022407T3

Description

Die Erfindung betrifft ein aerosolbildendes Material zur Verwendung in einem Rauchartikel und einen zigarettenartigen Rauchartikel, der ein derartiges aerosolbildendes Material aufweist, wobei der Rauchartikel beim Verrauchen verhältnismäßig geringe Gehalte an Produkten unvollständiger Verbrennung ergibt, geringe Mengen an Nebenstromrauch-"Teer" und -Geruch erzeugt und in der Lage ist, ein Glosten unter FTC-Abrauchbedingungen aufrechtzuerhalten.
Beliebte Rauchartikel, wie Zigaretten, haben eine im wesentliche zylindrische stäbchenförmige Struktur und weisen eine Rolle oder Ladung rauchbaren Materials auf, beispielsweise ein zerkleinertes Tabakmaterial (z.B. in Form eines geschnittenen Füllers), welches in eine Papierumhüllung gewickelt ist, wodurch ein sog. "rauchbares Stäbchen" gebildet wird. Normalerweise weist eine Zigarette ein zylindrisches Filterelement auf, welches so ausgerichtet ist, daß das Filterelement und das rauchbare Stäbchen mit ihren Enden hintereinander liegen. Typischerweise umfaßt ein Filterelement einen von einer Pfropfenumhüllung umschlossenen Celluloseacetat-Strang und ist an dem rauchbaren Stäbchen mittels eines außen umlaufenden Mundstückbelagpapiers gehalten.
Typischerweise werden Zigaretten vom Raucher so benutzt, daß ein Ende der Zigarette angezündet und das rauchbare Stäbchen abgebrannt wird. Somit wird Rauch normalerweise dadurch erhalten, daß rauchbares Material verbrannt wird, welches typischerweise von geschnittenem Tabakfüller gebildet ist. Der Raucher nimmt dann Hauptstromrauch (z.B. Hauptstrom-Tabakrauch) in den Mund auf, indem er an dem entgegengesetzten Ende (z.B. dem Filterende) der Zigarette zieht. So werden dem Raucher die Annehmlichkeiten des Rauchens (z.B. Geschmack, Gefühl, Befriedigung des Rauchens und dergleichen) vermittelt.
Während des Zeitraums, in dem die Zigarette brennt, entsteht Nebenstromrauch. Nebenstromrauch ist Rauch, der von dem angezündeten Ende der Zigarette direkt in die Atmosphäre übergeht. Der Nebenstromrauch diffundiert in die Atmosphäre und seine charakteristische sichtbare Beschaffenheit und sein charakteristischer Geruch wird möglicherweise von manchen Menschen als negativ empfunden. Die relative Menge an sichtbarem Nebenstromrauch, die durch eine brennende Zigarette erzeugt wird, hängt mit der Menge an Nebenstrom-"Teer" zusammen, die von dieser brennenden Zigarette gebildet wird. Typische kommerziell erhältliche Zigaretten, bei denen geschnittener Tabakfüller zur Verbrennung kommt und die Längen von circa 84 mm aufweisen (z.B. mit einer Länge des rauchbaren Stäbchens von circa 57 mm und einer Filterelementlänge von circa 27 mm), geben oft circa 25 bis circa 35 mg Nebenstrom-"Teer" pro Zigarette ab. Siehe Proctor et al., Analyst, Vol 113, S. 1509 (1988) bezüglich einer Vorrichtung und eines Verfahrens zur Bestimmung des Nebenstrom-"Teers einer Zigarette.
Es sind bereits zahlreiche Zigaretten vorgeschlagen worden, die angeblich verhältnismäßig geringe Mengen an sichtbarem Nebenstromrauch ergeben. Siehe beispielsweise die US-Patente 4 637 410 (Luke); 4 624 268 (Baker et al.); 4 407 308 (Baker); 4 231 377 (Cline et al.); 4 420 002 (Cline); 4 450 847 (Owens); 4 108 151 (Martin); 4 225 636 (Cline); 4 433 697 (dine); 4 461 311 (Mathews et al.) und 4 561 454 (Guess).
Im Laufe der Jahre sind verschiedene Methoden zur Änderung der Zusammensetzung von Hauptstrom-Tabakrauch vorgeschlagen worden. Beispielsweise sind zahlreiche Tabakersatzstoffe vorgeschlagen worden, von denen sich eine umfangreiche Auflistung in der US-PS 4 079 742 (Rainer et al.) findet. Außerdem wurden zum Rauchen geeignete Tabakersatzstoffe mit den Handelsbezeichnungen Cytrel und NSM in den siebziger Jahren in Europa eingeführt.
In zahlreichen Literaturstellen sind Artikel vorgeschlagen worden, die aromatisierten Dampf und/oder sichtbares Aerosol erzeugen. Bei der Mehrzahl dieser Artikel hat eine brennbare Brennstoffquelle Anwendung gefunden, um ein Aerosol zu erhalten und/oder ein aerosolbildendes Material zu erhitzen. Siehe beispielsweise den in der US-PS 4 714 082 (Banerjee et al.) angeführten Stand der Technik.
Rauchartikel, die in der Lage sind, die mit dem Zigarettenrauchen verbundenen Annehmlichkeiten dadurch zu verschaffen, daß Tabak erhitzt, nicht jedoch notwendigerweise verbrannt wird, und ohne dabei erhebliche Mengen an Produkten unvollständiger Verbrennung abzugeben, sind in den US-Patenten Nr. 4 714 082 (Banerjee et al.), Nr. 4 756 318 (Clearman et al.) und Nr. 4 793 365 (Sensabaugh Jr. et al.) beschrieben. Diese Rauchartikel benutzen ein brennbares Brennstoffelement zur Wärmeerzeugung und aerosolbildende Substanzen, die körperlich gesondert von dem Brennstoffelement angeordnet sind und mit diesem in einer wärmeaustauschenden Beziehung stehen. Im Gebrauch bewirkt durch das Brennstoffelement erzeugte Wärme, daß die aerosolbildenden Substanzen flüchtig werden, wobei ein Aerosol erhalten wird, welches Tabakrauch ähnelt. Derartige Rauchartikel ergeben extrem kleine Mengen an sichtbarem Nebenstromrauch sowie niedrige Gehalte an "Teer" (nach FTC-Definition).
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein aerosolbildendes Material zur Verwendung in einem Rauchartikel zu schaffen, wobei das aerosolbildende Material bei seiner Erwärmung ausreichende Mengen an Aerosol zu bilden vermag, jedoch nur eine verhältnismäßig kleine Menge an Tabakmaterial enthält, und erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch das aerosolbildende Material nach Anspruch 1 erfüllt.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, einen zigarettenartigen Rauchartikel zu schaffen, der im Gebrauch einen guten Geschmack und hohe Anteile an rauchartigem Aerosol liefert, dabei jedoch verhältnismäßig geringe Mengen an Produkten unvollständiger Verbrennung ("Teer" nach FTC-Definition) und an sichtbarem Nebenstromrauch bildet, und erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch den Rauchartikel nach Anspruch 12 erfüllt.
Neben den vorstehend genannten Zielsetzungen werden mit dem erfindungsgemäßen aerosolbildenden Material bzw. Rauchartikel guter Rauchgenuß und verhältnismäßig hohe Hauptstrom-Gasphasen- Ausbeuten erlangt, eine Asche mit wünschenswerten physikalischen Eigenschaften erhalten, und der erfindungsgemäße Rauchartikel ist in der Lage, ein Glosten unter FTC-Abrauchbedingungen aufrechtzuerhalten.
In der US-A-3 042 552 ist ein Tabak-Blattmaterial offenbart, welches die notwendige Elastizität aufweisen sollte, um es als Zigarrenumhüllung geeignet zu machen. Dieses bekannte Tabak- Blattmaterial enthält einen größeren Anteil an feinzerteiltem Tabak (bis zu circa 72 Gew.-%) und Ethylhydroxyethylcellulose als Bindemittel. Weil dieses Bindemittel normalerweise zu einem zähen Blattmaterial führt, wird ein Feuchthaltemittel in das blattbildende Material eingebracht, um die Blätter flexibel zu machen. Solche Feuchthaltemittel können in Form von Triethylenglycol oder Tetraethylenglycol vorliegen und in einer Menge von bis zu circa 24 Gew.-% vorhanden sein.
Bevorzugt enthalten erfindungsgemäße Rauchartikel Tabak in Form von geschnittenem Füller und/oder in einer aufbereiteten Form.
Meistbevorzugt enthalten erfindungsgemäße Rauchartikel ein rauchbares aerosolbildendes Material gemäß der Erfindung als mindestens einen Teil des rauchbaren Materials des Rauchartikels.
Das bevorzugte Umhüllungsmaterial, welches das Röllchen rauchbaren Materials umgibt, um dadurch ein rauchbares Stäbchen zu bilden, ist eine Zigarettenpapierhülle mit niedriger Luftdurchlässigkeit. Hochbevorzugte Hüllen mit niedriger Luftdurchlässigkeit oder niedriger Porosität weisen eine Porosität auf, die unter circa 5 CORESTA-Einheiten liegt. Eine CORESTA-Einheit ist ein Maß für die lineare Luftgeschwindigkeit durch eine 1 cm² große Fläche einer Hülle bei einem konstanten Druck von 1 Zentibar. Siehe CORESTA-Schrift ISO/TC 126/SC 1 N159E (1986).
Eine bevorzugte Ausführungsform des rauchbaren Füllermaterials der Erfindung umfaßt ein inniges Gemisch von Tabak (z.B. zerkleinerte Tabakplättchen, gemahlene Tabakplättchen, Stücke von Tabakstengeln, Tabakfeingut, Tabakstaub oder einen Tabakextrakt oder eine andere Form von aufbereitetem Tabak) und einem anorganischen Füllermaterial.
Das erfindungsgemäße aerosolbildende Material umfaßt ein Bindemittel, um die Bestandteile des aerosolbildenden Materials zusammenzuhalten. Ein besonders bevorzugtes Bindemittel ist ein Alginat, z.B. Ammoniumalginat.
Das erfindungsgemäße tabakhaltige rauchbare Füllermaterial kann auch gewisse Geschmacks- und Geruchsstoffe oder Aromastoffe (z.B. Kakao, Lakritze, organische Säuren, Menthol und dergleichen) in innigem Kontakt hiermit aufweisen. Das tabakhaltige rauchbare Füllermaterial kann als Blatt aus einer wäßrigen Aufschlämmung gegossen werden oder in extrudierter Form vorliegen. Ein derartiges tabakhaltiges rauchbares Füllermaterial kann eine Form von rekonstituiertem Tabak sein und kann eigenständig als das alleinige rauchbare Material des Rauchartikels Verwendung finden. Alternativ kann ein derartiges tabakhaltiges rauchbares Füllermaterial mechanisch vermischt (d.h. vermengt) mit anderen rauchbaren Materialien, z.B. mit geschnittenem Tabakfüller, oder in einer anderen Form mit diesen zusammen verwendet vorliegen.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 11 und 13 bis 15 definiert.
Die beigefügten Figuren 1 bis 4 zeigen Längsschnitte bevorzugter Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Rauchartikels.

Detailbeschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Eine bevorzugte Ausführungsform einer Zigarette und eines rauchbaren Füllermaterials gemäß der Erfindung ist in Fig. 1 gezeigt. Die Zigarette 10 weist ein im wesentlichen zylindrisches Stäbchen 15 auf. Das Stäbchen umfaßt eine Rolle rauchbaren Materials 20, welches in mindestens eine Lage eines außen umlaufenden äußeren Umhüllungsmaterials 25 (z.B. Papier) gehüllt ist. Das Stäbchen 15 wird im folgenden als "rauchbares Stäbchen" bezeichnet. Die Enden des rauchbaren Stäbchens 15 sind offen, so daß das rauchbare Material freiliegt. Der Gebrauch des rauchbaren Stäbchens erfolgt dadurch, daß eines seiner Enden angezündet wird, wobei infolge der Verbrennung des brennenden rauchbaren Materials ein Aerosol (z.B. Rauch) hervorgebracht wird. Somit brennt das rauchbare Stäbchen von seinem angezündeten Ende gegen sein entgegengesetztes Ende hin.
Die Zigarette 10 weist ferner ein Filterelement 30 auf, welches einem Ende des rauchbaren Stäbchens 15 benachbart angeordnet ist, derart, daß das Filterelement und das rauchbare Stäbchen axial ausgerichtet mit ihren Enden hintereinander liegen, wobei sie bevorzugt aneinander anliegen. Das Filterelement 30 weist eine im wesentlichen zylindrische Gestalt auf, und sein Durchmesser ist im wesentlichen gleich dem Durchmesser des rauchbaren Stäbchens. Die Enden des Filterelements sind offen, um den Durchtritt von Luft und Rauch hierdurch zu gestatten. Das bevorzugte Filterelement hat mindestens zwei Filterabschnitte. Wie in Fig. 1 gezeigt, ist ein erster Filterabschnitt dem rauchbaren Stäbchen benachbart angeordnet und weist bevorzugt ein kohlenstoffhaltiges Filtermaterial 35 auf, welches von einem Umhüllungsmaterial 37 umschrieben ist; während ein zweiter Filterabschnitt am äußersten Mundende der Zigarette angeordnet ist und bevorzugt ein Filtermaterial 40 aufweist, z.B. ein gerafftes nichtgewebtes oder sog. non-woven Polypropylen- Vlies oder einen Celluloseacetat-Strang, welches von einem Umhüllungsmaterial 45 umschrieben ist. Das Filtermaterial 40 des Abschnitts ist bevorzugt ein Material, mit dem ein ästhetisch gefälliges, weißes Aussehen erhalten wird. Jeder der Filterabschnitte wird unter Verwendung bekannter Einrichtungen zur Herstellung von Filterstäbchen gefertigt. Die beiden Abschnitte werden unter Anwendung bekannter Techniken zum Verbinden eines Pfropfens mit einem Röhrchen zusammengefügt und unter Verwendung einer außen umlaufenden Hülle 50 zusammengehalten, um so das Filterelement zu bilden.
Das Filterelement 30 ist normalerweise an dem rauchbaren Stäbchen 15 mittels Mundstückbelagpapier 55 gehalten, welches sowohl die gesamte Länge des Filterelements wie einen benachbarten Bereich des rauchbaren Stäbchens umschreibt. Die innere Oberfläche des Mundstückbelagpapiers 55 ist mittels eines geeigneten Klebstoffs fest an der äußeren Oberfläche der Pfropfenumhüllung 50 und der äußeren Oberfläche des Umhüllungsmaterial 25 des rauchbaren Stäbchens gehalten. Die Zigarette 10 kann mittels bekannter Techniken und Einrichtungen zur Zigarettenherstellung gefertigt werden. Gegebenenfalls ist eine Zigarette mit Ventilation oder Luftverdünnung mit Mitteln zur Luftverdünnung versehen, beispielsweise mit einer Reihe von Perforationen 65, die sich durch das Mundstückbelagmaterial 55, die Pfropfenumhüllung 50 und das Umhüllungsmaterial 37 hindurch erstrecken. Eine solche Belüftung kann der Zigarette unter Anwendung bekannter Techniken, wie Laserperforationstechniken, verliehen werden.
Eine andere bevorzugte Ausführungsform einer Zigarette und eines rauchbaren Füllermaterials gemäß der Erfindung ist in Fig. 2 gezeigt. Die Zigarette 10 ist im allgemeinen ähnlich der unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschriebenen Zigarette, ausgenommen, daß das rauchbare Material die Form einer Mischung aufweist, die in in Abschnitte unterteilter Form vorliegt. An einem Ende des rauchbaren Stäbchens 15 (d.h. am anzuzündenden Ende der Zigarette) ist ein erster Abschnitt 70 rauchbaren Materials angeordnet. Am anderen Ende des rauchbaren Stäbchens 15 (d.h. an dem dem Filterelement benachbarten Ende des rauchbaren Stäbchens) ist ein zweiter Abschnitt 75 rauchbaren Materials angeordnet. Jeder Abschnitt ist durch seine Zusammensetzung definiert oder gekennzeichnet (d.h. jeder Abschnitt weist eine andere Zusammensetzung auf). Die Abschnitte sind so ausgerichtet, daß ihre Enden gegeneinander anliegend hintereinander liegen; jedoch kann ein gewisser Grad der gegenseitigen Vermischung rauchbarer Materialien in dem Bereich, in dem die beiden Abschnitte zusamentreffen, vorliegen. Die Länge, mit der sich jeder Abschnitt rauchbaren Materials entlang des rauchbaren Stäbchen erstreckt, kann variieren. Jedoch ist die relative Ausdehnung in Längsrichtung des ersten Abschnitts bezogen auf den zweiten Abschnitt gewöhnlich in einem Bereich von circa 1:2 bis circa 2:1, vorzugsweise circa 1:1, angesiedelt. Derartige rauchbare Stäbchen lassen sich mit in den US-Patenten 4 009 722 (Wahle et al.) und 4 516 585 (Pinkham) beschriebenen Vorrichtungen herstellen.
Für bevorzugte Zigaretten der in Fig. 2 dargestellten Art weist der erste Abschnitt 70 normalerweise Tabak in irgendeiner Art von rauchbarer Form auf. Zu solchen Formen von Tabak gehören beispielsweise geschnittener Tabakfüller (z.B. Tabakplättchen, aufbereitete Tabakmaterialien, volumenexpandierter Tabakfüller, rekonstituierte Tabakfüllermaterialien und dergleichen sowie Mischungen hiervon) und Mischungen hiervon mit anderen rauchbaren Materialien. Beispiele für aufbereitete Tabakmaterialien sind entproteinierte rekonstituierte Tabakmaterialien, wie in den US-Patenten 4 887 618 (Bernasek et al.) und 4 941 484 (Clapp et al.) beschrieben, deren Inhalt durch Bezugnahme in den vorliegenden Text eingefügt wird. Ein weiteres Beispiel für ein aufbereitetes Tabakmaterial ist ein Tabakmaterial, welches nach den Verfahren aufbereitet wird, wie sie in der am 23. Februar 1990 eingereichten US-Patentanmeldung Serial No. 484 587 dargelegt sind, deren Inhalt durch Bezugnahme in den vorliegenden Text eingefügt wird. Bevorzugte Zigaretten weisen ferner einen zweiten Abschnitt 75 auf, der ein rauchbares Material oder eine Mischung von rauchbaren Materialien aufweist, deren Gesamtzusammensetzung sich von der Gesamtzusammensetzung des rauchbaren Materials oder der rauchbaren Materialien des ersten Abschnitts 70 unterscheidet. Der erste Abschnitt 70 und/oder der zweite Abschnitt 75 weisen mindestens eine Form von erfindungsgemäßem rauchbarem Material auf.
Eine andere bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Zigarette ist in Fig. 3 dargestellt. Die Zigarette 10 ist im allgemeinen der unter Bezugnahme auf die Figuren 1 und 2 beschriebenen Zigarette ähnlich, ausgenommen, daß das rauchbare Material 20, welches das erfindungsgemäße rauchbare Füllermaterial aufweist, in ein aufbereitetes Tabak-Blattmaterial 80 oder ein anderes inneres Hüllmaterial gehüllt ist oder darin enthalten ist. Das aufbereitete Tabak-Blattmaterial 80 ist für gewöhnlich von einem rekonstituierten Tabak-Blattmaterial gebildet, welches nach einem Verfahren zur Papierherstellung erzeugt ist, wobei eine einzelne Lage des Blattmaterials das rauchbare Material 20 umschließt. Das in das aufbereitete Tabak-Blattmaterial 80 gehüllte rauchbare Material 20 wiederum ist in eine einzelne Lage eines außen umlaufenden äußeren Umhüllungsmaterials 25 (z.B. Zigarettenpapier) gehüllt.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Zigarette ist in Fig. 4 gezeigt. Die Zigarette 10 ist im wesentlichen ähnlich der unter Bezugnahme auf die Figuren 1, 2 und 3 beschriebenen Zigarette, ausgenommen, daß das Filterelement drei Abschnitte aufweist. Ein Abschnitt 85, der zwischen einem ersten Filtermaterial 35 und einem Filtermaterial 40 angeordnet ist, ist bevorzugt aus einem partikulären Material zusammengesetzt, beispielsweise aus Aktivkohle-Körnchen, Magnesiumsilicat-Körnchen, Silicagel-Partikeln oder dergleichen.
Das rauchbare Material, welches bei der Herstellung des rauchbaren Stäbchens Anwendung findet, kann variieren und liegt meistbevorzugt in der Form von geschnittenem Füller vor. Im Sinne der vorliegenden Beschreibung ist die Bezeichnung "geschnittener Füller" bezogen auf rauchbare Materialien so zu verstehen, daß sie rauchbare Materialien umfaßt, die eine zur Verwendung bei der Herstellung von rauchbaren Stäbchen für Zigaretten geeignete Form aufweisen. Somit kann geschnittener Füller rauchbare Materialien umfassen, die gemischt sind und in einer für die Zigarettenherstellung bereiten Form vorliegen. Rauchbare Materialien werden für gewöhnlich in der Form von Strängen oder Schnitzeln verwendet, wie in der Zigarettenherstellung üblich. Beispielsweise kann geschnittener Füller in Form von Strängen oder Schnitzeln, die aus blattartigen oder "Streifen"-Materialien geschnitten sind, vorliegen. Solches Streifenmaterial wird in Breiten geschnitten, die in einem Bereich von circa 5 mm (1/5 Inch) bis circa 0,4 mm (1/6 Inch), im besonderen von circa 1 mm (1/25 Inch) bis circa 0,7 mm (1/35 Inch) liegen. Im allgemeinen weisen die resultierenden Stränge oder Schnitzel Längen in einem Bereich von circa 6,3 mm (0,25 Inch) bis circa 76 mm (3 Inch) auf. Geschnittener Füller kann auch in extrudierter Form (z.B. als extrudierte Stränge) oder einer anderen physikalisch aufbereiteten Form vorliegen.
Die erfindungsgemäßen rauchbaren Zigarettenstäbchen weisen erfindungsgemäßes rauchbares Füllermaterial auf. Das rauchbare Füllermaterial kann in Form von geschnittenem Füller verwendet werden.
Das erfindungsgemäße rauchbare Füllermaterial weist normalerweise mindestens 40 Gew.-% an aerosolbildendem Material auf. Typischerweise weist das rauchbare Füllermaterial bis zu circa 70 und gewöhnlich bis zu circa 60 Gew.-% aerosolbildendes Material auf. Das rauchbare Füllermaterial weist ferner typischerweise bis zu circa 20, im besonderen circa 3 bis circa 15 Gew.-% eines Bindemittels und bis zu circa 80 Gew.-%, im besonderen circa 40 bis circa 75 Gew.-% einer Füller-Komponente auf. Im besonderen kann die Füller-Komponente anorganische Füllermaterialien aufweisen (z.B. gefälltes Calciumcarbonat) und/oder ein organisches Füllermaterial (z.B. Tabakstaub oder gemahlene Tabakplättchen). In das rauchbare Material können Aromastoffmengen eingebracht sein, die hinreichend sind, um dem rauchbaren Füllermaterial die gewünschten Aromaeigenschaften zu verleihen. Gegebenenfalls kann ein kohlenstoffhaltiges Material (z.B. pyrolysierte Alphacellulose) in das rauchbare Material eingebracht sein, häufig bis zu circa 10 Gew.-%, bezogen auf das Gesamttrockengewicht des rauchbaren Materials. Jedoch ist ein derartiges kohlenstoffhaltiges Material keine notwendige Komponente des rauchbaren Materials, und das rauchbare Material kann frei von einem solchen kohlenstoffhaltigen Material sein. Das rauchbare Material kann verbrennlich sein, und es kann mit anderen rauchbaren Materialien gemischt sein.
Eine bevorzugte Art von erfindung sgemäßem rauchbarem Füllermaterial ist ein rekonstituierter Tabak mit irgendeiner Form von Tabak und aerosolbildendem Material. Ein derartiges rauchbares Füllermaterial weist typischerweise eine Menge an aerosolbildendem Material, bezogen auf den Tabak, von circa 4:1 bis circa 1:2 auf, im besonderen circa 2:1 bis 1:2, häufig circa 1,5:1 bis circa 1:1,5, bezogen auf das Gewicht. Ein derartiges rauchbares Füllermaterial weist eine Menge an aerosolbildendem Material und Tabak auf, derart, daß deren Gesamtgewicht in dem rauchbaren Füllermaterial mehr als 40, vorzugsweise mindestens circa 45 und noch besser mindestens circa 50 % des Gewichts des rauchbaren Füllermaterials ausmacht. Gewöhnlich liegt das Gesamtgewicht des aerosolbildenden Materials und Tabaks nicht höher als circa 95, oft nicht höher als circa 90 und häufig nicht höher als circa 85 % des Gewichts des rauchbaren Füllermaterials. Ein Beispiel für ein bevorzugtes rauchbares Füllermaterial weist circa 50 bis circa 70 % an aerosolbildendem Material und Tabak auf, bezogen auf das Gesamtgewicht des rauchbaren Füllermaterials. Gegebenenfalls können Aromastoffe, anorganische Füllermaterialien etc. in das rauchbare Material eingebracht sein.
Bei den erfindungsgemäßen tabakhaltigen rauchbaren Füllermatenahen wird irgendeine Form von Tabak während der Herstellung in dieselben eingebracht. Der Tabak, der verwendet wird, um ein derartiges tabakhaltiges rauchbares Füllermaterial zu schaffen, kann in einer Vielfalt von Formen vorliegen, zu denen z.B. Tabakextrakte, Tabakfeingut oder -staub, zerschnitzelte oder feinzerkleinerte Tabakplättchen, Tabakstengel, volumenexpandierter Tabakfüller und andere aufbereitete Formen von Tabak und dergleichen sowie Kombinationen hiervon gehören. Tabakextrakte sind aufbereitete Formen von Tabak und werden gewonnen, indem ein Tabakmaterial mit einem Lösungsmittel, z.B. mit Wasser, Kohlendioxid, einem Kohlenwasserstoff oder einem Halogenkohlenwasserstoff sowie verschiedenen anderen organischen und anorganischen Lösungsmitteln, extrahiert wird. Tabakextrakte können sprühgetrocknete Extrakte; gefriergetrocknete Extrakte; wärmebehandelte Extrakte, wie die in den US-Patentanmeldungen Serial No. 511 158, eingereicht am 19. April 1990, und Serial No. 452 175, eingereicht am 1. Dezember 1989, beschriebenen Extrakte; Tabakessenzen, wie die in der Europäischen Patentanmeldung Nr. 326 370 beschriebenen Essenzen; und Aromaöle und -extrakte, wie in der US-PS 4 506 682 (Mueller) und in der am 13. Februar 1989 eingereichten Europäischen Patentanmeldung Serial No. 310 413 beschrieben, umfassen.
Die erfindungsgemäßen rauchbaren Füllermaterialien weisen ein Bindemittel auf. Besonders bevorzugte Bindemitteln umfassen die Alginate, wie Ammoniumalginat, Propylenglycolalginat, Kaliumalginat und Natriumalginat. Die Alginate, und im besonderen die hochviskosen Alginate, können in Verbindung mit kontrollierten Anteilen an freien Calciumionen verwendet werden. Andere geeignete Bindemittel umfassen Hydroxypropylcellulose, wie Klucel H von der Firma Aqualon Co.; Hydroxypropylmethylcellulose, wie Methocel K4MS von der Firma The Dow Chemical Co.; Hydroxyethylcellulose, wie Natrosol 250 MRCS von Aqualon Co.; mikrokristalline Cellulose, wie Avicel von der Firma FMC; Methylcellulose, wie Methocel A4M von der Firma The Dow Chemical Co.; und Natriumcarboxymethylcellulose, wie CMC 7HF und CMC 7H4F von der Firma Hercules Inc. Andere Bindemittel umfassen Stärken (z.B. Maisstärke), Guar Gum, Carrageen, Johannisbrotgummi, Pectine und xanthanlösung. Es können Kombinationen oder Mischungen von Bindemitteln (z.B. ein Gemisch von Guar Gum und Johannisbrotgummi) verwendet werden.
Die erfindungsgemäßen rauchbaren Füllermaterialien enthalten mindestens ein aerosolbildendes Material. Die bevorzugten aerosolbildenden Materialien umfassen Polyole (z.B. Glycerin, Propylenglycol und Triethylenglycol) und beliebige andere Materialien, die ein sichtbares Aerosol ergeben, und Kombinationen hiervon. Das aerosolbildende Material kann als ein Teil des Bindemittels vorgesehen sein (z.B. wenn das Bindemittel Propylenglycolalginat ist). Es können Kombinationen von aerosolbildenden Materialien verwendet werden.
Die erfindungsgemäßen rauchbaren Füllermaterialien können mindestens einen Aromastoff enthalten. Die Aromastoffe können variieren und umfassen Menthol, Vanillin, Zitronensäure, Äpfelsäure, Kakao, Lakritze und dergleichen sowie Kombinationen hiervon. Siehe Leffingwell et al., Tobacco Flavoring for Smoking Products (1972).
Gegebenenfalls kann ein karamelisierendes Material in den erfindungsgemäßen rauchbaren Füllermaterialien enthalten sein. Karamelisierende Stoffe können bewirken, daß (i) der Zusammenhalt des Aschen- und Glutkegels der Zigarette, (ii) das Erscheinungsbild des rauchbaren Füllermaterials und (iii) die Geschmacks- und Geruchseigenschaften des Hauptstromrauchs der Zigarette verbessert werden. Das karamelisierende Material kann in das rauchbare Füllermaterial während dessen Herstellung eingebracht und/oder im Anschluß an die Herstellung desselben auf seine Oberfläche aufgebracht werden (z.B. als Pulver). Normalerweise ist die zur Behandlung eines bestimmten rauchbaren Füllermaterials verwendete Menge an karamelisierendem Material so ausgewählt, daß das resultierende Material, welches das karamelisierende Material enthält, bis zu circa 20 Gewichtsteile an karamelisierendem Material und mehr als circa 80 Gewichtsteile des behandelten rauchbaren Materials enthält. Beispiele für geeignete karamelisierende Stoffe umfassen Zucker, wie Glucose, Fructose und Sucrose; und Zusammensetzungen, wie Carob Powder Code 1739 von der Firma M. F. Neal Inc.
Die erfindungsgemäßen rauchbaren Füllermaterialien können mit bestimmten Substanzen oberflächenbehandelt sein. Beispielsweise können pulverförmige Substanzen auf die Oberflächen der rauchbaren Füllermaterialien aufgebracht werden. Beispielhafte Substanzen umfassen Kakaopulver, Lakritzepulver, pulvrige anorganische Materialien (z.B. Kaliumcarbonat oder Eisenoxid), Tabakstaub, feinzerteilte Tabakplättchen oder dergleichen oder Mischungen hiervon. Die Oberflächenbehandlung der rauchbaren Füllermaterialien kann diesen Materialien eine verbesserte Farbe und ein verbessertes Aussehen, verbesserte Ascheeigenschaften und verbesserte Geschmacks- und Geruchseigenschaften verleihen.
Die erfindungsgemäßen rauchbaren Füllermaterialien können anorganische Materialien als Füller aufweisen. Solche anorganischen Materialien weisen häufig eine faserige, flockenartige, kristalline, amorphe, hohle oder partikuläre Form auf. Beispiele für anorganische Füllermaterialien umfassen Calciumcarbonat, Calciumsulfat-Partikel, Magnesiumoxid, Magnesiumhydroxid, Perlit, synthetischen Glimmer, Vermiculit, Erden, thermisch stabile Kohlenstoff-Fasern, Zinkoxid, Dawsonit, niedrigdichte Calciumcarbonat-Hohlkugeln, Glaskugeln, Glashohlkugeln, thermisch stabile Kohlenstoff-Mikrokügelchen, Calciumsulfat-Fasern, keramische Mikrohohlkügelchen, Aluminiumoxid, mittels einer kohlenstoffhaltigen Komponente agglomeriertes Calciumcarbonat, mittels eines organischen Materials agglomeriertes Calciumcarbonat, niedrigdichtes aufbereitetes Calciumcarbonat und dergleichen.
Das erfindungsgemäße rauchbare Füllermaterial kann einen agglomerierten Matrix-Füller aus einer anorganischen Komponente und einer kohlenstoffhaltigen Komponente aufweisen. Die anorganische Komponente kann Partikel von Calciumcarbonat, Calciumsulfat, Magnesiumoxid und dergleichen umfassen. Ein besonders bevorzugter agglomerierter Matrix-Füller ist agglomeriertes Calciumcarbonat, am besten agglomeriertes gefälltes Calciumcarbonat. Ein derartiger agglomerierter Matrix-Füller läßt sich herstellen, indem eine wäßrige Aufschlämmung von Calciumcarbonat-Partikeln und einem Bindemittel bereitet und die Aufschlämmung getrocknet wird, um eine agglomerierte Matrix von Calciumcarbonat (d.h. eine Matrix aus einer Mehrzahl von Calciumcarbonat-Partikeln, die innerhalb einer kontinuierlichen oder halbkontinuierlichen Phase eines Bindemittels voneinander beabstandet sind) zu bilden. Gegebenenfalls kann die Aufschlämmung volumenexpandiert werden, indem ein schaumbildendes Mittel in dieselbe eingebracht wird. Beispiele für geeignete schaumbildende Mittel sind lineare Natriumbenzolsulfonate, lineare Alkylsulfonate und lineare Alkylethoxysulfate. Calciumcarbonat- Partikel, die zur Bereitstellung der agglomerierten Matrix Anwendung finden, zeigen typischerweise eine Oberfläche von weniger als circa 20 m²/g, häufig von weniger als circa 10 m² /g und manchmal von weniger als circa 1 m²/g, wie mittels des in J. Am. Chem Soc., Vol 60, S. 309 (1938) beschriebenen Verfahrens nach Brunauer, Emmet und Teller (BET-Verfahren) bestimmt. Typische Bindemittel sind organische Materialien, wie Cellulose-Derivate (z.B. Natriumcarboxymethylcellulose), und sind bevorzugt zuckerhaltige Stoffe, wie Melasse, Stärkezuckersirup aus Mais mit hohem Fructoseanteil oder Carob Powder Code 1739 von der Firma M. F. Neal Inc. Andere organische Materialien, wie Pectine und Alginate, können ebenfalls Verwendung finden.
Bevorzugt wird eine wäßrige Aufschlämmung mit hohem Feststoffgehalt (z.B. eine Aufschlämmung mit einem Feststoffgehalt von circa 40 bis circa 55 Gew.-%) aus Calciumcarbonat und Bindemittel sprühgetrocknet, um agglomerierte Partikel (z.B. normalerweise kugelige Partikel) aus Calciumcarbonat-Partikeln und Bindemittel zu erhalten. Alternativ kann die Aufschlämmung durch Anwendung von Wärme getrocknet werden, um eine feste Masse von agglomeriertem Calciumcarbonat und Bindemittel zu erhalten, und die feste Masse kann aufgemahlen werden, um Partikel von der gewünschten Größe zu gewinnen. Bevorzugt ist die Menge an Calciumcarbonat bezogen auf das Bindemittel in einem Bereich von circa 20:1 bis circa 2:1, noch besser von circa 15:1 bis circa 4:1 angesiedelt, bezogen auf das Trockengewicht. Normalerweise tendieren die unter Verwendung von Saccharid- und Polysaccharid-Materialien aggiomerierten anorganischen Partikel dazu, ihren Agglomerat-Charakter zu verlieren, wenn sie mit Wasser unter Umgebungsbedingungen in Berührung kommen, was aus der Neigung zur Wasserlöslichkeit der Saccharid- und Polysaccharid-Materialien resultiert.
Die agglomerierte Matrix aus anorganischer Komponente und organischem Bindemittel wird einer wärmebehandlung unterworfen. Somit werden flüchtige Komponenten aus dem organischen Bindemittel ausgetrieben, und das organische Bindemittel wird calciniert, wobei eine im wesentlichen in Wasser unlösliche, rückstandsfrei abbrennende kohlenstoffhaltige Komponente gebildet wird. Normalerweise wird die Wärmebehandlung des agglomerierten Matrix-Füllers in kontrollierter Atmosphäre vorgenommen, um eine Oxidation des Bindemittels auf ein Minimum zu reduzieren oder zu verhindern. Siehe beispielsweise die am 29. September 1989 eingereichte US-Patentanmeldung Serial No. 414 833, deren Inhalt durch Bezugnahme in den vorliegenden Text eingefügt wird. Bevorzugt schafft die Wärmebehandlung ein Bindemittel, welches in der Form eines kohlenstoffhaltigen Materials vorliegt und seinerseits ein Mittel zum Agglomerieren der Partikel der anorganischen Füller-Komponente zu einer Matrixform darstellt. Im besonderen können die Partikel aus agglomeriertem Calciumcarbonat und Bindemittel unter Zuhilfenahme eines Ofens, einer Wirbelschicht, eines Drehrohr-Calcinierofens, eines Band-Calcinierofens oder dergleichen wärmebehandelt werden (z.B. bei einer Temperatur von bis zu circa 625 ºC, üblicherweise bis zu circa 600 ºC). Beispielsweise können Partikel aus mittels Melasse agglomerierten, sprühgetrockneten Calciumcarbonat-Partikeln in einer Wirbelschicht, die von gasförmigem Stickstoff durchströmt wird, der auf Temperaturen erhitzt ist, die hinreichend sind, um die Partikel beim Durchströmen auf circa 300 ºC bis circa 425 ºC aufzuheizen, erhitzt und sodann aufgefangen werden. Die agglomerierte Matrix aus anorganischer Komponente und organischem Bindemittel kann einer Wärmebehandlung unterzogen werden, die hinreichend ist, um das organische Bindemittel zu calcinieren, indem die agglomerierte Matrix sehr hohen Temperaturen (z.B. bis zu circa 900 ºC) über eine kurze Zeitspanne und unter Bedingungen, die angemessen sind, um eine Zersetzung der anorganischen Komponente zu verhindern (z.B. wenn die anorganische Komponente Calciumcarbonat ist), ausgesetzt wird. Jedoch kann, für den Fall, daß die anorganische Komponente von Calciumcarbonat gebildet ist und das Calciumcarbonat während des Calcinier- Schrittes einen gewissen Abbau erfährt, das agglomerierte Material wiederaufcarbonisiert werden, indem (i) dieses Material einer Kohlendioxid-Atmosphäre ausgesetzt wird oder (ii) dieses Material in Wasser dispergiert und Kohlendioxid in die Dispersion eingeperlt wird.
Nach dem Calcinierprozeß weisen die agglomerierten Calciumcarbonat-Partikel für gewöhnlich einen Calciumcarbonat-Gehalt von mehr als circa 80, häufig von mehr als circa 90 Gew.-%, und einen Kohlenstoff-Gehalt von mehr als circa 3 Gew.-% auf. Normalerweise werden die resultierenden agglomerierten Partikel auf Teilchengrößen von circa - DIN Nr. 20/+ DIN Nr. 140 (-50/+325 US-Mesh), häufig circa - DIN Nr. 35/+ DIN Nr. 80 (-80/+200 US-Mesh) abgesiebt. Bevorzugte agglomerierte Calciumcarbonat-Partikel, die calciniert worden sind, sind im wesentlichen wasserunlöslich, weisen eine kugelige Form auf, sind freifließend und zeigen eine Schüttdichte von circa 0,1 g/cm³ bis circa 1,1 g/cm³, häufig von circa 0,3 g/cm³ bis circa 1 g/cm³, wie mittels Quecksilbereindring-Techniken bestimmt. Somit wird mit calcinierten agglomerierten Calciumcarbonat- Partikeln ein anorganisches Material mit einer Schüttdichte von weniger als circa 2 g/cm³, im besonderen von weniger als circa 1 g/cm³ erhalten, welches eine anorganische Komponente mit einer Schüttdichte von mehr als circa 2,5 g/cm³ aufweist. Normalerweise zeigen solche calcinierten agglomerierten Calciumcarbonat-Partikel eine Oberfläche von weniger als circa 30 m²/g, häufig von circa 10 m²/g bis circa 25 m²/g, wie nach dem BET-Verfahren bestimmt.
Gegebenenfalls kann die Schüttdichte des calcinierten agglomerierten anorganischen Füllers herabgesetzt werden, indem ein Teil der anorganischen Komponente mittels eines Säuerungsmittels digeriert wird. Beispielsweise kann das calcinierte Agglomerat in Wasser dispergiert und eine wäßrige Salzsäurelösung zu der resultierenden Aufschlämmung hinzugefügt werden, die bewegt wird. Die Säure reagiert mit dem Calciumcarbonat und reagiert im wesentlichen nicht mit der kohlenstoffhaltigen Komponente. Somit wirkt die kohlenstoffhaltige Komponente dahingehend, daß sie das verbleibende Calciumcarbonat zusammenhält, während ein Teil des Calciumcarbonats unter Bildung von Kohlendioxidgas und wasserlöslichem Calciumchlorid reagiert.
Eine andere Art von Füller, die in die erfindungsgemäßen rauchbaren Füllermaterialien eingebracht werden kann, ist ein niedrigdichter anorganischer Füller. Ein derartiger Füller wird erhalten, indem Partikel eines Calciumsalzes bereitgestellt werden, das Anion das Salzes zersetzt wird und die Partikel mit Kohlendioxid kontaktiert werden. Beispiele für geeignete Salze umfassen Calciumpropionat, Succinat, Tartrat, Stearat, Salicylat, Palmitat, Oleat, Lactat, Gluconat, Citrat, Ascorbat, Acetylsalicylat und Benzoat. Andere geeignete Salze umfassen Calciumsalze von Sacchariden und Polysacchariden. Ein derartiges Salz wird Bedingungen unterworfen, die hinreichend sind, um das Anion des Salzes zu zersetzen, was in der Regel damit verbunden ist, das Salz einer Wärmebehandlung unter einer Kohlendioxid-Atmosphäre zu unterwerfen.
Ein Verfahren zur Schaffung eines niedrigdichten anorganischen Füllers beinhaltet ein Erhitzen von Calciumlactat-Partikeln, die auf - DIN Nr. 35/+ DIN Nr. 70 (-80/+170 US-Mesh) abgesiebt sind, bei circa 600 ºC über circa 8 Stunden unter einem stetigen Kohlendioxidgasstrom von 228 ml/min, um ein Material zu erhalten, das einen Gewichtsverlust von circa 65 % erfahren hat. Circa 20 Gewichtsteile des Materials werden in circa 80 Gewichtsteile Wasser gegeben, und die resultierende Aufschlämmung wird mit genügend Salzsäurelösung kontaktiert, um ihren pH-Wert auf circa 6,8 herabzusetzen. Das Material wird sodann aus dem Wasser entfernt, mit Wasser gewaschen, getrocknet und auf eine Partikelgröße von - DIN Nr. 35/+ DIN Nr. 70 (-80/+170 US-Mesh) abgesiebt. Ein derartiges Material ist zu mehr als 95 Gew.-% von Calciumcarbonat gebildet und zeigt eine Schüttdichte von circa 0,4 g/cm³, wie mittels Quecksilber-Eindringver fahren bestimmt.
Der agglomerierte Matrix-Füller kann die Form einer anorganischen Komponente und einer organischen Komponente aufweisen. Andere anorganische Komponenten umfassen Calciumsulfat, Magnesiumoxid und Magnesiumcarbonat. Mittels Ammoniumalginat agglomeriertes Calciumcarbonat ist ein Beispiel für einen agglomerierten Matrix-Füller mit einer anorganischen Komponente in einer Alginat-Komponente. Ein derartiger agglomerierter Matrix-Füller kann erhalten werden, indem eine wäßrige Aufschlämmung aus Calciumcarbonat-Partikeln und hydratisiertem Alginat bereitgestellt und die Aufschlämmung unter Bildung einer agglomerierten Matrix von Calciumcarbonat (d.h. einer Matrix aus einer Mehrzahl von Calciumcarbonat-Partikeln, die innerhalb einer kontinuierlichen oder halbkontinuierlichen Alginat-Phase voneinander beabstandet sind) getrocknet wird. Gegebenenfalls kann die Aufschlämmung volumenexpandiert werden, indem ein schaumbildendes Mittel darin eingebracht wird. Beispiele für geeignete schaumbildende Mittel umfassen lineare Natriumbenzolsufonate, lineare Alkylsulfonate und lineare Alkylethoxysulfate. Bevorzugt wird eine wäßrige Aufschlämmung mit hohem Feststoffgehalt aus Calciumcarbonat und Alginat sprühgetrocknet, um agglomerierte Partikel (z.B. normalerweise kugelige Partikel) aus Calciumcarbonat-Partikeln und Alginat zu erhalten. Alternativ kann die Aufschlämmung durch Anwendung von Wärme getrocknet werden, um eine feste Masse von agglomeriertem Calciumcarbonat und Alginat zu erhalten, und die feste Masse kann aufgemahlen werden, um Partikel von der gewünschten Größe zu erhalten. Bevorzugt ist die Menge an Calciumcarbonat bezogen auf das Alginat in einem Bereich von circa 99:1 bis circa 2:1, im besonderen von circa 20:1 bis circa 5:1 angesiedelt, bezogen auf das Trockengewicht. Typischerweise sind die mittels Alginat agglomerierten Calciumcarbonat-Partikel im wesentlichen in Wasser unlöslich. Im besonderen neigt der im wesentlichen unlösliche Charakter des Alginats in dem agglomerierten Matrix-Füller dazu, jegliche Neigung des agglomerierten Matrix- Füllers, seinen Agglomerat-Charakter bei Berührung mit Wasser unter Umgebungsbedingungen zu verlieren, in hohem Maße zu begrenzen. Der agglomerierte Matrix-Füller wird unlöslich gemacht durch die Wechselwirkung des Alginats mit Calciumionen des Calciumcarbonats. Gegebenenfalls kann der agglomerierte Matrix-Füller mit einer verdünnten Säurelösung behandelt werden, um einen Teil des Calciumcarbonats zu zersetzen und Calciumionen freizusetzen, wobei die resultierenden Calciumionen dahingehend wirken können, die Alginat-Komponente des agglomerierten Matrix-Füllers unlöslich zu machen.
Der agglomerierte Matrix-Füller mit einer anorganischen Komponente und einer organischen Komponente kann eine Vielfalt von anderen organischen Komponenten aufweisen. Beispielsweise kann die organische Komponente Pectin sein, welches die Neigung zeigt, nach Wechselwirken mit Calciumionen im wesentlichen in Wasser unlöslich zu werden. Alternativ kann ein agglomerierter Matrix-Füller mit einer von Polysaccharid gebildeten organischen Komponente mit divalenten Ionen (z.B. Calcium-, Barium-, Cobalt-, Eisen-, oder Mangan-Ionen) oder mit trivalenten Ionen (z.B. Eisen- oder Aluminium-Ionen) behandelt werden, um das Polysaccharid im wesentlichen wasserunlöslich zu machen. Als noch ein weiteres Beispiel kann eine Aufschlämmung aus einem Polysaccharid-Material (z.B. Ethylcellulose) und Partikeln einer anorganischen Komponente in einem nichtwäßrigen Lösungsmittel (z.B. Alkohol) bereitgestellt und getrocknet werden, was zur Bildung eines agglomerierten Matrix-Füllers führt, der im wesentlichen wasserunlöslich ist.
Typischerweise werden die erfindungsgemäßen rauchbaren Füllermaterialien dadurch erhalten, daß eine wäßrige Aufschlämmung aus aerosolbildendem Material, Bindemittel und den anderen Komponenten dieses rauchbaren Füllermaterials gebildet, die Aufschlämmung als Blatt gegossen und das gegossene Material getrocknet wird, um ein relativ trockenes, verarbeitungsfähiges Blattmaterial zu erhalten. Techniken und Einrichtungen zum Gießen einer Aufschlämmung als Blatt sind dem Fachmann bekannt. Andere Materialien, wie Calciumacetat, Kaliumcarbonat, Agenzien zur Beeinflussung des pH-Wertes, Urea, Aminosäuren, Kaliumchlorid und/oder Calciumhydroxid, können in die Aufschlämmung eingebracht werden. Maskierungsmittel (Komplexbildner) (z.B. Diammoniumwasserstofforthophosphat, Natriumcitrat, Kaliumhexametaphosphat oder Tetranatriumpyrophosphat) können in die Aufschlämmung eingebracht werden, in Mengen, die hinreichend sind, um die Konzentration an freien Calciumionen in der Aufschlämmung zu beherrschen. Das gegossene Material kann bei Umgebungstemperaturen oder bei erhöhten Temperaturen getrocknet werden. Ferner kann eine wäßrige Lösung von Calciumsalzen auf die gegossene Aufschlämmung angewendet werden. Das resultierende getrocknete Blattmaterial kann in "Streifen"-Form geschnitten oder gebrochen werden und später zu geschnittenem Füller geschnitten oder zerschnitzelt werden.
Die erfindungsgemäßen rauchbaren Füller-Materialien können unter Anwendung geeigneter Extrusionstechniken in die gewünschte Form extrudiert werden. Siehe beispielsweise die Arten von Verfahren, die in der US-PS 4 880 018 (Graves Jr. et al.) beschrieben sind, deren Inhalt durch Bezugnahme in den vorliegenden Text eingefügt wird. Bevorzugt wird eine wäßrige Aufschlämmung aus den Komponenten des rauchbaren Materials und einem Alginat-Bindemittel in eine wäßrige Lösung von Calciumionen (z.B. eine wäßrige Lösung von Calciumchlorid) hineinextrudiert, aufgefangen und getrocknet. Gegebenenfalls können extrudierte rauchbare Füllermaterialien physikalisch aufbereitet werden (z.B. einer Behandlung durch Walzen etc. unterzogen werden) und in die gewünschte Form gebracht werden.
Die erfindungsgemäßen rauchbaren Zigarettenstäbchen umfassen häufig ein mechanisch hergestelltes Gemenge oder Gemisch von rauchbaren Materialien. Das Gemisch kann mindestens eine Art von erfindungsgemäßem rauchbarem Füllermaterial und mindestens ein weiteres rauchbares Material aufweisen. Das Gemisch kann zwei oder mehr erfindungsgemäße rauchbare Füllermaterialien aufweisen oder eine mechanisch hergestellte Mischung von mindestens einem erfindungsgemäßen rauchbaren Füllermaterial mit mindestens einem weiteren rauchbaren Material. Bestimmte Zigaretten enthalten in einem solchen Gemisch eine ausreichende Menge von mindestens einem der erfindungsgemäßen rauchbaren Füllermaterialien, derart, daß das rauchbare Material in jeder Zigarette mindestens circa 1 % des kohlenstoffhaltigen Materials ausmacht, bezogen auf das Gesamtgewicht des Gemischs Typischerweise weist ein derartiges fakultatives Gemisch kohlenstoffhaltiges Material als die kohlenstoffhaltige Komponente des calcinierten agglomerierten Matrix-Füllers auf. Im besonderen zeigen Zigaretten mit derartigen rauchbaren Füllermaterialien und niedrigporösen papierenen äußeren Umhüllungen (z.B. äußeren Umhüllungen mit weniger als etwa 5 CORESTA-Einheiten) die Neigung, ein Glosten zu unterhalten (d.h. nicht von selbst auszugehen), wenn sie nach FTC-Abrauchbedingungen verraucht werden. FTC-Abrauchbedingungen bestehen aus 35-ml-Zügen von 2 Sekunden Dauer im Abstand von jeweils 60 Sekunden.
Die erfindungsgemäßen rauchbaren Füllermaterialien können mit geschnittenem Tabakfüller gemischt sein. Der Tabaktyp kann variieren und kann heißluftgetrocknete, Burley-, Maryland- und Orienttabake sowie die Edel- und Spezialtabake und Mischungen hiervon umfassen. Ein derartiger geschnittener Tabakfüller kann vorliegen in Form von Tabakplättchen; volumenexpandierten oder aufgeblähten Tabakplättchen; aufbereiteten Tabakstengeln wie geschnittene und gewalzte oder geschnittene und aufgeblähte Stengel; rekonstituierten Tabakmaterialien, z.B. (i) entproteinierte Tabakmaterialien wie in den US-Patentschriften 4 887 618 (Bernasek et al.) und 4 941 484 (Clapp et al.) beschrieben, (ii) ein phosphathaltiges rekonstituiertes Tabakmaterial wie in den US-Patentschriften Nr. 3 353 541 und 3 420 241 (Hind et al.) und Nr. 3 386 449 (Hind) sowie in den am 13. September 1989 bzw. am S. Januar 1990 eingereichten US-Patentanmeldungen Serial No. 406 637 und Serial No. 461 216 beschrieben, (iii) ein rekonstituiertes Tabakmaterial, wie in der am 16. November 1988 eingereichten US-Patentanmeldung Serial No. 272 156 und in Tobacco Encyclopedia, Voges (Hrsg.), S. 389, TJI (1984) beschrieben, (vi) die in der am 29. September 1989 eingereichten US-Patentanmeldung Serial No. 416 332 und in der am 29. September 1989 eingereichten US-Patentanmeldung Serial No. 414 833 beschriebenen rekonstituierten Tabakmaterialien; oder Mischungen hiervon.
Rauchbare Materialien können einem sog. Casing und Top Dressing unterzogen werden, wie während verschiedener Stufen der Zigarettenherstellung üblich. Beispielsweise können Aromastoffe auf das rauchbare Material angewandt werden, wie dies üblicherweise geschieht, wenn geschnittener Zigaretten-Füller verarbeitet wird. Geeignete Aromastoffe umfassen Vanillin, Kakao, Lakritze, Menthol und dergleichen. Auf das rauchbare Material können aromamodifizierende Stoffe angewandt werden. Ein Aroma-modifizierender Stoff in Form von Lävulinsäure kann auf das rauchbare Füllermaterial angewandt werden (z.B. in Mengen von circa 0,01 bis circa 2 %, normalerweise von circa 0,1 bis circa 1 %, vorzugsweise von circa 0,2 bis circa 0,6 %, bezogen auf das Trockengewicht des rauchbaren Materials). Ein anderer aromamodifizierender Stoff in Form von Kaliumcarbonat kann auf das rauchbare Material angewandt werden (z.B. in Mengen von weniger als circa 5 %, normalerweise von circa 2 bis circa 3 %, bezogen auf das Trockengewicht des rauchbaren Materials). Aerosolbildende Materialien und Feuchthaltemittel wie Glycerin und Propylenglycol können auf das rauchbare Material angewandt werden. Derartige Komponenten werden zweckmäßig als Casing- und Top-dressing-Komponenten auf das rauchbare Füllermaterial angewandt.
Das bevorzugte Umhüllungsmaterial, mit dem das rauchbare Stäbchen geschaffen wird, ist ein Zigarettenumhüllungsmaterial mit einem niedrigen Luftdurchlässigkeitswert. Ein derartiges Umhüllungsmaterial hat normalerweise eine Luftdurchlässigkeit von weniger als circa 5 CORESTA-Einheiten, oft weniger als circa 3 CORESTA-Einheiten und häufig weniger als circa 1 CORESTA-Einheit. Typische Umhüllungsmaterialien sind Zigarettenpapierhüllen. Geeignete Umhüllungsmaterialien sind Zigarettenpapierhüllen, die als DD-71-1, DD-71-6, MTR-1021, P-2831-60-2, P-2831-60-3, P-2831-60-4, P-2831-60-5, P-2674-110, P-2831-60-1 und DD-100-2 von der Firma Kimberly-Clark Corp. erhältlich sind. Geeignete niedrigporöse Zigarettenpapierhüllen sind kommerziell erhältlich und können abbrandmodifizierende Chemikalien, Flußmittel etc. in verschiedenen Gehalten aufweisen. Besonders bevorzugt sind Zigarettenpapierumhüllungen, die eine Menge eines polymeren Filmbildners aufweisen, die ausreichend ist, um ein Papier zu schaffen, welches den erwünscht niedrigen Luftdurchlässigkeitswert aufweist. Beispielsweise kann eine ausreichende Menge einer Lösung eines polymeren (z.B. Carboxymethylcellulose- oder Ethylcellulose-)Filmbildners auf eine Papierumhüllung angewendet werden. Die Wahl des polymeren Filmbildners wird für den Fachmann klar sein.
Die Anwendung des fakultativen polymeren Filmbildners auf die Papierumhüllung kann während der Herstellung des Papiers erfolgen oder als Druck oder Anstrich nach beendeter Herstellung des Papiers vorgenommen werden. Aus Gründen der Verarbeitungsfreundlichkeit wird der Filmbildner typischerweise als eine verdünnte Lösung auf das Papier angewendet (z.B. in einer Konzentration von circa 0,2 bis circa 5 Gew.-%, bezogen auf das Lösungsmittel). Die auf das Papier angewendete Menge an Filmbildner ist abhängig von Faktoren wie die Durchlässigkeit des Papiers und das Filmbildungsvermögen des Filmbildners. Typischerweise ist die eingesetzte Menge an Filmbildnern in einem Bereich von circa 1 bis circa 10 % angesiedelt, bezogen auf das Trockengewicht des Papiers. Beispielsweise kann eine 5 Gew.-%ige Lösung von Ethylcellulose in Ethanol oder Natriumcarboxymethylcellulose in Wasser auf Zigarettenpapier unter Zuhilfenahme einer Leimpresse aufgebracht und das Papier getrocknet werden, um eine nicht benetzbare, feuchtigkeitsbeständige Papierumhüllung mit einer Porosität von weniger als circa 1 CORESTA-Einheit, im besonderen von weniger als circa 0,5 CORESTA-Einheiten zu erhalten.
Die rauchbaren Stäbchen und die resultierenden Zigaretten können in jeder beliebigen bekannten Form der Ausbildung mittels bekannter Verfahren und Vorrichtungen zur Zigarettenherstellung hergestellt werden. Rauchbare Stäbchen weisen häufig rauchbares Material auf, welches in eine einzelne Lage eines Umhüllungsmaterials gehüllt ist; es kann jedoch auch eine doppelte Lage aus zwei Arten von Umhüllungsmaterialien zur Anwendung kommen. Siehe beispielsweise die am 24. Mai 1990 eingereichte US-Patentanmeldung Serial No. 528 302, deren Inhalt durch Bezugnahme in den vorliegenden Text eingefügt wird.
Zigaretten mit rauchbaren Stäbchen, die mit zwei Lagen von Umhüllungspapier doppelt umhüllt sind, weisen bevorzugt eine der vorstehend beschriebenen niedrigporösen Papierumhüllungen als die äußere Umhüllung auf. Die innere Umhüllung kann variieren, ist jedoch typischerweise von einem tabakhaltigen Umhüllungsmaterial gebildet. Beispielhafte innere Umhüllungen sind Papierumhüllungen, die circa 3 Teile Javatabak-Stengelteile und circa 1 Teil Holzstoff aufweisen, und sind von der Firma Kimberly-Clark Corp. unter der Bezeichnung P-2249-115 und P-2831-23-3 erhältlich. Andere geeignete innere Umhüllungsmaterialien weisen Tabakteile und kohlenstoffhaltige Materialien auf und sind von der Firma Kimberly-Clark Corp. unter der Bezeichnung P-2540-94-A, P-2540-94-C und P-2540-94-D erhältlich. Die inneren Umhüllungsmaterialien können (i) abbrandmodifizierende Chemikalien (z.B. Kaliumcitrat, Kaliumacetat oder Kaliumsuccinat) aufweisen und/oder (ii) als ein Substrat für Aromastoffe (z.B. Menthol oder Vanillin) oder Aromastoffvorläufer (z.B. Vanillinglucosid oder Ethylvanillinglucosid) fungieren.
Typischerweise weist das rauchbare Stäbchen eine Länge auf, die in einem Bereich von circa 30 mm bis circa 70 mm angesiedelt ist, im besonderen von circa 35 bis circa 60 mm; und einen Umfang von circa 17 mm bis circa 27 mm, vorzugsweise circa 22 mm bis circa 25 mm. Kurze rauchbare Stäbchen (d.h. mit Längen von circa 30 bis 50 mm) können Anwendung finden, im besonderen dann, wenn rauchbare Materialien mit einer relativ hohen Packungsdichte verwendet werden.
Die Packungsdichte des innerhalb des äußeren Umhüllungsmaterials enthaltenen rauchbaren Materials kann unterschiedlich sein. Typische Packungsdichten für rauchbare Zigarettenstäbchen gemäß der Erfindung liegen in einem Bereich von circa 150 bis circa 400 mg/cm³. Normalerweise liegen die Packungsdichten derartiger rauchbaren Stäbchen in einem Bereich von circa 200 bis circa 380 mg/cm³, häufig von circa 250 bis circa 360 mg/cm³, insbesondere wenn relativ kurze (d.h. weniger als 50 mm lange) rauchbare Stäbchen benutzt werden.
Die erfindungsgemäßen Zigaretten weisen bevorzugt ein Filterelement auf, meistbevorzugt ein Filterelement, welches mehr als einen Abschnitt aufweist. Beispielsweise hat ein bevorzugtes Filterelement zwei oder mehr Filterabschnitte. Typischerweise sind die Abschnitte der bevorzugten Filterelemente jeweils circa 10 mm bis circa 30 mm lang und circa 17 mm bis circa 27 mm, im besonderen circa 22 mm bis circa 25 mm im Umfang. Die Pfropfenumhüllung, die das Filtermaterial eines jeden Filterabschnitts umschreibt, ist typischerweise eine herkömmliche Papierpfropfenumhüllung und kann entweder luftdurchlässig oder im wesentlichen luftundurchlässig sein.
Bevorzugte Filtermaterialien von einem der Filterabschnitte umfassen kohlenstoffhaltige Materialien (z.B. Aktivkohlepartikel, Holzkohlepartikel oder Kohlepapier). Ein Beispiel für ein besonders bevorzugtes Filtermaterial wird durch Raffen eines Tabak/Kohle-Papiers geschaffen, welches unter der Bezeichnung P-144-BAC von der Firma Kimberly-Clark Corp. erhältlich ist. Solche Filtermaterialien reduzieren die Gehalte gewisser Gasphasenkomponenten des Hauptstromrauchs, der zum Mund des Rauchers geht. Somit fungieren bevorzugte Filtermaterialien dieses Abschnitts dahingehend, die Gehalte jeglicher Rauchkomponenten, die dem Hauptstromrauch möglicherweise einen Fehlgeschmack oder Fehlgeruch oder eine andere unerwünschte Eigenschaft verleihen, zu reduzieren.
Bevorzugte Filtermaterialien eines anderen der Filterabschnitte umfassen normalerweise faserige Materialien. Ein Beispiel für ein geeignetes Filtermaterial ist ein gerafftes non-woven Polypropylen-Vlies. Ein besonders bevorzugtes blattartiges non- woven Polypropylen-Vlies ist als "PP-100-F" von der Firma Kimberly-Clark Corp. erhältlich. Ein anderes Beispiel für ein geeignetes Filtermaterial ist ein Celluloseacetat-Strang. Besonders bevorzugte Celluloseacetat-Strangartikel weisen Titer von (i) 8 Denier pro Filament/40 000 Denier Gesamttiter und (ii) 8 Denier pro Filament/15 000 Denier Gesamttiter, (iii) 8 Denier pro Filament/25 000 Denier Gesamttiter und (iv) 8 Denier pro Filament/30 000 Denier Gesamttiter auf. Weichmacher wie Triacetin, Propylenglycol oder Triethylcitrat können mit den Füllermaterialien kombiniert werden.
Ein anderer Filterabschnitt kann ein Filtermaterial in Form eines gerafften Vlieses aus nichtgewebten thermoplastischen (d.h. hydrophoben) Fasern in inniger Berührung mit einem wasserlöslichen Tabakextrakt aufweisen, so daß ein extrakthaltiges Filtermaterial geschaffen wird. Ein hochbevorzugtes Vlies ist ein non-woven Vlies aus Polypropylen-Fasern, welches als "PP 200 SD" von der Firma Kimberly-Clark Corp. erhältlich ist. Beispielhafte Filterabschnitte und Filterelemente sind in den US-Patentanmeldungen Serial No. 414 835, eingereicht am 29. September 1989, und Serial No. 518 597, eingereicht am 3. Mai 1990, beschrieben. Solche Abschnitte können dem Hauptstromrauch, der sie durchströmt, verbesserte Aromaeigenschaften verleihen.
Noch ein anderer Filterabschnitt kann ein Tabakpapiermaterial als das Filtermaterial aufweisen. Beispielsweise kann ein Filtermaterial die Form einer gerafften Bahn von Tabakpapier aufweisen, die als "P-144-B" von der Firma Kimberly-Clark Corp. erhältlich ist.
Erfindungsgemäß geeignete Filterelementabschnitte können nach bekannten Zigarettenfilter-Herstellungsverfahren hergestellt sein. Filterelemente können aus Celluloseacetat-Strangmaterial nach bekannten Verfahren hergestellt sein. Filterelemente können aus Kohlepapier, Tabakpapier und einem blattförmigen non-woven Polypropylen-Vlies nach bekannten Filterherstellungsverfahren hergestellt sein, wie in der US-PS 4 807 809 (Pryor et al.) beschrieben, deren Inhalt durch Bezugnahme in den vorliegenden Text eingefügt wird. Alternativ können Holzkohle- oder Aktivkohle-Partikel in dem Filterelement enthalten sein, wobei eine sog. "Dreifachfilter"-Konfiguration zur Anwendung kommt, bei der die Partikel zwischen zwei Abschnitte geeigneter Filtermaterialien angeordnet werden.
Die Filterelemente können niedrige, mäßige oder hohe Filtrationswirkungsgrade aufweisen. Bevorzugte Filterelemente zeigen minimale Hauptstrom-Aerosol- (d.h. Rauch-)Abscheidegrade, unter Aufrechterhaltung der erwünschten Zugeigenschaften der Zigarette. Solche minimalen Rauchabscheidegrade werden durch "schwach wirkende" Filterelemente erhalten. Schwach wirkende Filterelemente haben eine minimale Fähigkeit zur Entfernung von im Hauptstromrauch enthaltenen Partikeln. Siehe Keith in Schemeltzs "The Chemistry of Tobacco and Tobacco Smoke", S. 157 (1972). Im allgemeinen bewirken schwach wirkende Filterelemente, daß weniger als circa 40 Gew.-% der im Hauptstromrauch enthaltenen Partikel abgeschieden werden.
Mundstückbelagpapier umschreibt das Filterelement und einen benachbarten Bereich des rauchbaren Stäbchens derart, daß sich das Mundstückbelagpapier circa 3 mm bis circa 6 mm entlang der Länge des rauchbaren Stäbchens erstreckt. Typischerweise ist das Mundstückbelagpapier ein herkömmliches papierenes Mundstückbelagmaterial. Es können Mundstückbelagmaterialien von unterschiedlicher Porosität verwendet werden. Beispielsweise kann das Mundstückbelagmaterial im wesentlichen luftundurchlässig sein, luftdurchlässig oder behandelt sein (z.B. mittels mechanischer oder Laserperforations-Techniken), so daß es einen Bereich mit Perforationen, Öffnungen oder Belüftungsöffnungen aufweist, wodurch Mittel geschaffen werden, mit denen der Zigarette eine Luftverdünnung verschafft wird. Die Gesamtoberfläche der Perforationen und die Anordnung der Perforationen entlang der Peripherie der Zigarette kann unterschiedlich gestaltet werden, um die Gebrauchseigenschaften der Zigarette zu steuern.
Bei erfindungsgemäßen Zigaretten mit Luftverdünnung oder Ventilation kann der Grad der Luftverdünnung variieren. Typischerweise ist der Grad der Luftverdünnung für eine Zigarette mit Luftverdünnung größer als circa 25 %, häufig größer als circa 40 %. Die obere Grenze der Luftverdünnung für eine Zigarette liegt typischerweise unterhalb circa 75 %, noch häufiger unterhalb circa 65 %. In der vorliegenden Beschreibung bedeutet der Ausdruck "Luftverdünnung" das Verhältnis (ausgedrückt in Prozent) des durch die Luftverdünnungsmittel gesaugten Volumens an Luft zum Gesamtvolumen an Luft und Aerosol (d.h. Rauch), das durch die Zigarette gesaugt wird und am äußersten Mundendebereich der Zigarette austritt. Siehe Selke et al., Beitr. Zur Tabak. In., Vol 4, S. 193 (1978).
Erfindungsgemäße Zigaretten liefern beim Verrauchen ein aromavolles Hauptstrom-Aerosol. Das Hauptstrom-Aerosol solcher Zigaretten kann niedrige Gehalte an Produkten unvollständiger Verbrennung sowie niedrige Gehalte an Gasphasenkomponenten liefern. Die Zigaretten brennen mit einer akzeptablen Geschwindigkeit ab und glosten gleichmäßig, zumindest beim Verrauchen unter FTC-Abrauchbedingungen. Die Zigaretten weisen beim Verrauchen einen Aschen- und Glutkegel auf, der nicht übermäßig kohäsiv und somit nicht übermäßig lang ist. Dennoch liefern die Zigaretten auch einen Aschen- und Glutkegel, der guten Zusammenhalt zeigt.
Erfindungsgemäße Zigaretten geben beim Verrauchen im allgemeinen weniger als circa 20 mg, im besonderen weniger als circa 10 mg Nebenstrom-"Teer" pro Zigarette ab, wie mittels der bei Proctor et al., Analyst, Vol 113, S. 1509 (1988) beschriebenen Vorrichtung bzw. Verfahren bestimmt. Solche Zigaretten liefern normalerweise mehr als circa 5 Züge, im besonderen mehr als circa 6 Züge pro Zigarette, wenn sie nach FTC-Bedingungen verraucht werden. Normalerweise liefern erfindungsgemäße Zigaretten beim Verrauchen nach FTC-Bedingungen weniger als circa 20 Züge, häufig weniger als circa 15 Züge.
Die nachfolgenden Beispiele dienen der weiteren Veranschaulichung der Erfindung, ohne jedoch den Rahmen der Erfindung einzuschränken, der durch die Ansprüche definiert ist. Wenn nichts anderes spezifiziert ist, verstehen sich alle Teile- und Prozentangaben als gewichtsbezogen.

Beispiel 1

A. Herstellung eines tabakhaltigen rauchbaren Füllermaterials

Ein agglomerierter Matrix-Füller wird wie folgt bereitgestellt:
Ein scherungsarmer Mischer wird mit circa 832 Teilen Leitungswasser bei Umgebungstemperatur, circa 757 Teilen partikulärem gefälltem Calciumcarbonat, als "Albacar 5970" von der Firma Pfizer Inc. erhältlich, und circa 267 Teilen Melasse beschickt. Das Calciumcarbonat hat eine rosettenartige Struktur und eine mittlere Teilchengröße (d.h. Durchmesser) von circa 2 µm. Die Melasse ist unter der Bezeichnung Refiner's Syrup von der Firma Savannah Sugar Co. erhältlich und weist einen Feststoff/Wasser- Gehalt von circa 3,7:1 auf. Das resultierende Gemisch wird über circa 5 bis circa 10 Minuten bewegt, um eine Aufschlämmung zu erhalten, die einen Feststoffgehalt von circa 52 % und eine Viskosität von circa 1 200 cP aufweist, wie in einem Brookfield LVT-Viskosimeter mit zylindrischer LV-Spindel Nr. 4 bestimmt.
Die Aufschlämmung wird sprühgetrocknet, wobei die Aufschlämmung mit circa 2,7 kg/min (6 lbs/min) und einem Speisedruck von circa 33 bis circa 35 kg/cm² (circa 475 bis circa 500 psig) kontinuierlich in einen Sprühtrockner gepumpt wird. Der Sprühtrockner ist eine kommerzielle Anlage vom Typ "Bowen", die mit einer Düse "SD-046" bestückt ist und in einer großtechnischen Betriebsweise betrieben wird. Die Eintrittstemperatur beträgt circa 470 ºF, die Austrittstemperatur circa 260 ºF. Die resultierenden sprühgetrockneten Partikel weisen eine im wesentlichen kugelige Gestalt auf und einen Feuchtigkeitsgehalt von unter circa 2 %. Die Partikel werden auf eine Partikelgröße von - DIN Nr. 30/+ DIN Nr. 80 (-70/+200 US Mesh) abgesiebt.
Die sprühgetrockneten Partikel werden in circa 2 cm Dicke auf eine Aluminiumablage der Größe 30,5 cm (12 Inch) auf 91,5 cm (36 Inch) gegeben. Die Ablage wird sodann in einen kontinuierlich arbeitenden Bandofen mit einer Geschwindigkeit von circa 20,3 bis circa 30,5 cm/min (circa 8 bis circa 12 Inch/min) überführt und einer Erhitzung in einer Stickstoffatmosphäre bei über circa 600 ºC über circa 10 Minuten und bei über circa 400 ºC über circa 20 Minuten unterworfen. Die Ablage ist während dieser Zeit einer maximalen Lufttemperatur von circa 670 ºC ausgesetzt. Die aufgeheizten Partikel werden aus dem Ofen in eine Kühlzone entlassen, in der sie über circa 1 h in einer Stickstoffatmosphäre auf Umgebungstemperatur abgekühlt werden.
Die so gewonnenen calcinierten Partikel sind schwarz, weisen eine kugelige Gestalt auf, sind freifließend und beständig gegenüber Benetzung. Die Partikel sind zu circa 93 % von Calciumcarbonat gebildet und zeigen eine Schüttdichte von circa 0,5 g/cm³. Jedes Partikel ist eine agglomerierte Matrix einer Mehrzahl von gefällten Calciumcarbonat-Partikeln, die innerhalb eines kohlenstoffhaltigen Materials voneinander beabstandet sind.
Das rauchbare Füllermaterial wird wie folgt bereitgestellt:
In circa 720 Teile Leitungswasser werden circa 12 Teile eines als "Amoloid HV" von der Kelco Division der Firma Merck & Co. Inc. erhältlichen hochviskosen Ammoniumalginats gegeben, daran anschließend circa 48 Teile Glycerin und schließlich circa 40 Teile des vorstehend beschriebenen calcinierten agglomerierten Calciumcarbonats. Die resultierende Aufschlämmung wird mittels eines schneebesenartigen Mischers bewegt, bis die Aufschlämmung eine gleichförmige Textur zeigt.
Die Aufschlämmung wird in circa 0,38 mm (0,015 Inch) Dicke auf ein Blattmaterial aus Polyethylen hoher Dichte gegossen und luftgetrocknet. Das resultierende getrocknete Blattmaterial hat (i) eine Dicke von circa 0,18 mm (0,007 Inch), (ii) zeigt eine Dichte von circa 0,503 g/cm³ und (iii) einen flexiblen und biegsamen Charakter. Das Blattmaterial liegt in Streifenform vor, mit einer Größe von circa 5 cm (2 Inch) auf circa 7,6 cm (3 Inch). Die Streifen werden mit circa 32 Schnitten pro 2,54 cm (Inch) zerkleinert, um einen tabakhaltigen, rauchbaren geschnittenen Füller zu erhalten.

B. Herstellung einer Zigarette

Zigaretten, die im wesentlichen der in Fig. 1 dargestellten entsprechen, werden wie folgt hergestellt:
Die Zigaretten haben jeweils eine Länge von circa 84 mm und einen Umfang von circa 24,8 mm und weisen ein rauchbares Stäbchen mit einer Länge von circa 57 mm, einen ersten Filterabschnitt mit einer Länge von circa 15 mm und einen zweiten Filterabschnitt mit einer Länge von circa 12 mm auf. Der erste und der zweite Filterabschnitt bilden ein Filterelement. Ein jeder Filterabschnitt ist an einem jeden rauchbaren Stäbchen mittels nichtporösem Mundstückbelagpapier gehalten. Bei jeder Zigarette umschreibt das Mundstückbelagpapier das Filterelement sowie einen circa 4 mm langen Bereich des rauchbaren Stäbchens in dem dem Filterelement benachbarten Bereich. Die Filterelemente sind nicht belüftet.
Das rauchbare Stäbchen weist das bereits beschriebene rauchbare Füllermaterial in Form von geschnittenem Füller auf. Das rauchbare Füllermaterial ist innerhalb von zwei Lagen einer Umhüllung angeordnet. Die innere Oberfläche der äußeren Hülle steht in direktem Kontakt mit der äußeren Oberfläche der inneren Hülle. Die innere Hülle umschreibt das rauchbare Füllermaterial.
Der erste Filterabschnitt wird erhalten durch Raffen einer 29,85 cm (11,75 Inch) breiten Bahn von Tabak- und Kohlepapier, erhältlich unter der Bezeichnung P-144-BAC von der Firma Kimberly-Clark Corp., wobei die in Beispiel 1 der US-PS 4 807 809 (Pryor et al.) beschriebene Vorrichtung zur Bildung von Filterstäbchen zur Anwendung kommt. Die Pfropfenumhüllung für den Filterabschnitt ist als "Reference No. 5831" von der Firma Ecusta Corp. erhältlich. Der erste Filterabschnitt ist dem rauchbaren Stäbchen benachbart angeordnet.
Der zweite Filterabschnitt wird erhalten durch Raffen einer 29,85 cm (11,75 Inch) breiten Bahn eines non-woven Polypropylen-Vlieses, erhältlich unter der Bezeichnung PP-100-F von der Firma Kimberly-Clark Corp., wobei die in Beispiel 1 der US-PS 4 807 809 (Pryor et al.) beschriebene Vorrichtung zur Bildung von Filterstäbchen zur Anwendung kommt. Die Pfropfenumhüllung für den Filterabschnitt ist als "Reference No. 5831" von der Firma Ecusta Corp. erhältlich. Der zweite Filterabschnitt ist dem ersten Filterabschnitt benachbart, am äußersten Mundende der Zigarette angeordnet.
Die äußere Zigarettenpapierhülle zeigt eine Luftdurchlässigkeit von circa 0 CORESTA-Einheiten. Das Zigarettenpapier ist als "P-2831-60-1" von der Firma Kimberly-Clark Corp. erhältlich.
Die innere Hülle ist eine rekonstituiertes Tabakmaterial enthaltende papierartige Hülle, die Javatabak-Stengelteile und Holzst,off enthält. Die innere Hülle ist als "P-2831-23-3" von der Firma Kimberly-Clark Corp. erhältlich.
Rauchbare Zigarettenstäbchen werden nach bekannten Verfahren erhalten. Im besonderen ist das rauchbare Material von einer einzelnen Lage einer Papierhülle umschlossen. Das Gewicht des rauchbaren Materials in jedem Zigarettenstäbchen beträgt circa 0,9 g.
Der Gebrauch der Zigaretten erfolgt durch Verbrennen des rauchbaren Stäbchens, derart, daß das rauchbare Material innerhalb der Papierumhüllung unter Bildung von Rauch brennt. Im Gebrauch ergeben solche Zigaretten sehr geringe Mengen an sichtbarem Nebenstromrauch und im wesentlichen keinen Nebenstromgeruch.

Beispiel 2

Ein rauchbares Füllermaterial wird wie folgt hergestellt:
In circa 300 ml Leitungswasser bei Umgebungstemperatur werden circa 5 g des in Beispiel 1 beschriebenen Ammoniumalginats hydratisiert. Hierzu werden circa 20 g Glycerin und sodann circa 40 g des in Beispiel 1 beschriebenen calcinierten agglomerierten Calciumcarbonats gegeben. Die resultierende Aufschlämmung wird über circa 15 Minuten unter Verwendung eines schneebesenartigen Mischers schonend gemischt. Die resultierende Aufschlämmung wird bei Umgebungstemperatur unter Zuhilfenahme einer 50-ml-Spritze durch eine Düse extrudiert, die eine im wesentliche kreisförmige Öffnung mit einem Durchmesser von circa 1 mm aufweist. Das Extrudat tritt aus der Düse in eine Lösung von circa 98 Teilen Leitungswasser und circa 2 Teilen Calciumchlorid bei Umgebungstemperatur ein. Innerhalb von circa 30 Sekunden wird das Extrudat aus der wäßrigen Calciumchlorid- Lösung entfernt und ähnelt einem Zylinder mit einem Durchmesser von circa 1 mm. Das Extrudat wird unter Umgebungsbedingungen getrocknet. Das Extrudat wird durch den Walzenspalt von zwei eng benachbarten Metallwalzen mit glatter Oberfläche geführt, wobei ein Band von circa 2 mm Breite und circa 0,4 mm Dicke erhalten wird. Das resultierende Material ist zur Verwendung als rauchbares Füllermaterial geeignet.

Beispiel 3

Ein rauchbares Füllermaterial wird wie folgt hergestellt:
In circa 240 Teile Leitungswasser werden circa 4 Teile des in Beispiel 1 beschriebenen Ammoniumalginats gegeben, daran anschließend circa 17,5 Teile Glycerin, sodann circa 17,5 Teile Propylenglycol und schließlich circa 61 Teile des in Beispiel 1 beschriebenen calcinierten agglomerierten Calciumcarbonats. Die resultierende Aufschlämmung wird mittels eines schneebesenartigen Mischers bewegt, bis die Aufschlämmung eine gleichförmige Textur zeigt. Die Aufschlämmung wird in circa 0,38 mm (0,015 Inch) Dicke auf ein Blattmaterial aus Polyethylen hoher Dichte gegossen und luftgetrocknet. Das resultierende getrocknete Blattmaterial hat eine Dicke von circa 0,28 mm (0,011 Inch) und zeigt eine Dichte von circa 0,745 g/cm³.

Beispiel 4

Ein rauchbares Füllermaterial wird wie folgt hergestellt:

In circa 720 Teile Leitungswasser werden circa 12 Teile des in Beispiel 1 beschriebenen Ammoniumalginats gegeben, daran anschließend circa 24 Teile Glycerin, sodann circa 24 Teile Propylenglycol und schließlich circa 40 Teile des in Beispiel 1 beschriebenen calcinierten agglomerierten Calciumcarbonats. Die resultierende Aufschlämmung wird mittels eines schneebesenartigen Mischers bewegt, bis die Aufschlämmung eine gleichförmige Textur zeigt. Die Aufschlämmung wird in circa 0,38 mm (0,015 Inch) Dicke auf ein Blattmaterial aus Polyethylen hoher Dichte gegossen und luftgetrocknet. Das resultierende getrocknete Blattmaterial hat eine Dicke von circa 0,18 mm (0,007 Inch) und zeigt eine Dichte von circa 0,47 g/cm³.

Beispiel 5

Ein tabakhaltiges rauchbares Füllermaterial wird wie folgt hergestellt:
In circa 400 ml Leitungswasser bei Umgebungstemperatur werden circa 24,2 g Glycerin und circa 12,1 g Propylenglycol gegeben, und das resultierende Gemisch wird mit großer Geschwindigkeit unter Verwendung des Mischers bewegt. Dem resultierenden Gemisch werden circa 7,2 g des in Beispiel 1 beschriebenen Ammoniumalginats hinzugefügt, und das resultierende Gemisch wird unter Zuhilfenahme des Mischers mit hoher Scherkraft über circa 15 Minuten bewegt, um das Alginat in der Flüssigkeit zu dispergieren und das Alginat zu hydratisieren. Circa 10 g gefälltes Calciumcarbonat, unter der Bezeichnung Code No. 2A von der Firma Pfizer Corp. erhältlich, werden in circa 100 ml Leitungswasser dispergiert, der wäßrigen Aufschlämmung von Glycerin, Propylenglycol und Alginat zugegeben, und das erhaltene Gemisch wird bewegt, bis sich eine gleichmäßige Aufschlämmung ergibt. Die resultierende Aufschlämmung wird in einen schneebesenartigen Mischer überführt, und der Aufschlämmung werden circa 10 g des in Beispiel 1 beschriebenen calcinierten agglomerierten Calciumcarbonats hinzugefügt, wobei das Gemisch schonend bewegt wird. In die Aufschlämmung werden circa 36,4 g eines Gemischs von volumenexpandierten heißluftgetrockneten und Burley-Tabakplättchen gegeben, die auf eine Partikelgröße von - DIN Nr. 12/+ DIN Nr. 35 (-35/+80 US Mesh) aufgemahlen wurden, und das Gemisch wird schonend bewegt. Circa 3 g Diammoniumhydrogenorthophosphat werden in circa 200 g Wasser gelöst, der Aufschlämmung zugegeben, und die resultierende Aufschlämmung wird über circa 5 Minuten schonend bewegt.
Die erhaltene Aufschlämmung wird in circa 0,76 mm (0,03 Inch) Dicke auf ein Blattmaterial aus Polyethylen hoher Dichte gegossen und über circa 30 Minuten luftgetrocknet. Sodann wird eine wäßrige Lösung von 1 % Calciumchlorid auf die Oberseite der gegossenen Aufschlämmung gesprüht, um so circa 1 % Calciumchlorid, bezogen auf das Trockengewicht, auf die gegossene Aufschlämmung aufzubringen. Die Aufschlämmung wird sodann an der Luft trocknen gelassen, wobei ein relativ steifes Blattmaterial erhalten wird. Das resultierende Blattmaterial wird mit circa 32 Schnitten pro 2,54 cm (Inch) zerkleinert, um ein rauchbares Füllermaterial zu erhalten.

Beispiel 6

Ein rauchbares Füllermaterial wird wie folgt hergestellt:
In circa 480 ml Leitungswasser bei Umgebungstemperatur werden circa 8 g des in Beispiel 1 beschriebenen Ammoniumalginats dispergiert. Hierzu werden circa 48 g Glycerin gegeben und sodann circa 44 g eines gefällten Calciumcarbonats, welches unter der Bezeichnung Code No. 2A von der Firma Pfizer Inc. erhältlich ist. Die resultierende Aufschlämmung wird in einem Mischer mit hoher Scherkraft über circa 15 Minuten gemischt. Der pH-Wert der resultierendenaufschlämmung beträgt circa 9,2. Nach Stehenlassen bildet sich die Aufschlämmung zu einem rötlichbraunen Gel aus, kehrt jedoch nach weiterem Mischen in die Form eines Sols zurück. Die Aufschlämmung wird in eine 50-ml-Spritze überführt und durch eine Düse mit einer Öffnung von circa 0,38 mm (0,015 Inch) auf 1,5 mm (0,06 Inch) extrudiert. Das Extrudat tritt aus der Düse in ein Gemisch oder Bad aus circa 99 Teilen Leitungswasser und circa 1 Teil eines sprühgetrockneten wäßrigen Burley-Tabakextrakts ein. Das Wasser/Tabakextrakt- Gemisch liegt bei Umgebungstemperatur vor und zeigt einen pH-Wert von circa 5,4. Das Extrudat wird nach circa 5 Minuten aus dem Bad entfernt. Das resultierende Extrudat ähnelt einem kontinuierlichen Band mit Querschnittsabmessungen, die annähernd den Abmessungen der Düsenöffnung entsprechen. Es erscheint, daß das Extrudat winzige Luftbläschen im Inneren eingeschlossen trägt. Das Extrudat wird luftgetrocknet. Das resultierende Material ist zur Verwendung als ein rauchbares Füllermaterial geeignet.

Beispiel 7

Ein rauchbares Füllermaterial wird wie folgt hergestellt:
In circa 480 ml Leitungswasser bei Umgebungstemperatur werden circa 8 g des in Beispiel 1 beschriebenen Ammoniumalginats dispergiert. Hierzu werden circa 48 g Glycerin gegeben und sodann circa 44 g eines unter der Bezeichnung Code No. 2A von der Firma Pfizer Inc. erhältlichen gefällten Calciumcarbonats. Die resultierende Aufschlämmung wird in einem Mischer mit hoher Scherkraft über circa 15 Minuten gemischt. Der pH-Wert der erhaltenen Aufschlämmung beträgt circa 9,2. Nach Stehenlassen bildet sich die Aufschlämmung zu einem rötlichbraunen Gel aus, kehrt jedoch nach weiterem Mischen in die Form eines Sols zurück. Die Aufschlämmung wird in eine 50-ml-Spritze überführt und durch eine Düse mit einer Öffnung von circa 0,38 mm (0,015 Inch) auf 1,5 mm (0,06 Inch) extrudiert. Das Extrudat tritt aus der Düse in ein Bad aus Leitungswasser und Salzsäure bei Umgebungstemperatur ein und zeigt einen pH-Wert von circa 5,4. Das Extrudat wird nach circa 5 Minuten aus dem Bad entfernt. Das resultierende Extrudat ähnelt einem kontinuierlichen Band mit Querschnittsabmessungen, die annähernd den Abmessungen der Düsenöffnung entsprechen. Es erscheint, daß das Extrudat winzige Luftbläschen im Inneren eingeschlossen trägt. Das Extrudat wird luftgetrocknet. Das erhaltene Material ist zur Verwendung als ein rauchbares Füllermaterial geeignet.

Beispiel 8

A. Herstellung eines tabakhaltigen rauchbaren Füllermaterials

In circa 547 ml Leitungswasser bei Umgebungstemperatur werden circa 24,2 g Glycerin und circa 12,1 g Propylenglycol eingemischt. Das Gemisch wird mittels eines "Waring Blender"- Mischers bewegt. Hierzu werden unter Bewegen circa 7,2 g des in Beispiel 1 beschriebenen Ammoniumalginats gegeben und sodann Stücke von circa 36,4 g eines türkischen Tabakblatts, die in einer ungefähren Partikelgröße von - DIN Nr. 8/+ DIN Nr. 35 (-25/+80 US Mesh) vorliegen. Schließlich werden dem Gemisch circa 20 g eines gefällten Calciumcarbonats zugegeben, welches unter der Bezeichnung Code No. 2A von der Firma Pfizer Inc. erhältlich ist. Das resultierende Gemisch wird über circa 5 Minuten bewegt, in circa 1 mm (0,04 Inch) Dicke auf ein flaches Blattmaterial aus Polyethylen hoher Dichte gegossen und an der Luft trocknen gelassen. Das resultierende getrocknete tabakhaltige Blattmaterial hat ein texturiertes Aussehen und den Griff von Tabakplättchen. Das resultierende tabakhaltige Blattmaterial wird mit circa 25 Schnitten pro 2,54 cm (Inch) zerkleinert. Das resultierende geschnittene Füllermaterial wird bei circa 75 ºC über circa 25 Minuten getrocknet, um ein tabakhaltiges rauchbares geschnittenes Füllermaterial zu erhalten.

B. Herstellung einer Zigarette

Zigaretten, die im wesentlichen der in Fig. 1 dargestellten entsprechen, werden wie folgt hergestellt:
Die Zigaretten haben jeweils eine Länge von circa 84 mm und einen Umfang von circa 24,8 mm und weisen ein rauchbares Stäbchen mit einer Länge von circa 57 mm, einen ersten Filterabschnitt mit einer Länge von circa 15 mm und einen zweiten Filterabschnitt mit einer Länge von circa 12 mm auf. Der erste und der zweite Filterabschnitt bilden ein Filterelement. Ein jeder Filterabschnitt ist an einem jeden rauchbaren Stäbchen mittels eines nichtporösen Mundstückbelagpapiers gehalten. Bei jeder Zigarette umschreibt das Mundstückbelagpapier das Filterelement sowie einen circa 4 mm langen Bereich des rauchbaren Stäbchens in dem dem Filterelement benachbarten Bereich. Die Filterelemente sind auf circa 60 % Luftverdünnung belüftet, indem ein Ring von Perforationen durch das Mundstückbelagpapier und die Pfropfenumhüllung des Filterelements vorgesehen ist, der die Zigarette circa 12 mm von deren äußerstem Mundende umschreibt.
Das rauchbare Stäbchen weist das bereits beschriebene tabakhaltige rauchbare Material in Form von geschnittenem Füller auf.
Der erste Filterabschnitt wird erhalten durch Raffen einer 11,75 inch breiten Bahn von Tabak- und Kohlepapier, das unter der Bezeichnung P-144-BAC von der Firma Kimberly-Clark Corp. erhältlich ist, wobei die in Beispiel 1 der US-PS 4 807 809 (Pryor et al.) beschriebene Vorrichtung zur Bildung von Filterstäbchen zur Anwendung kommt. Die Pfropfenumhüllung für den Filterabschnitt ist als "Reference No. 5831" von der Firma Ecusta Corp. erh.ltlich. Der erste Filterabschnitt ist dem rauchbaren Stäbchen benachbart angeordnet.
Der zweite Filterabschnitt wird erhalten durch Raffen einer 29,85 cm (11,75 Inch) breiten Bahn eines non-woven Polypropylen-Vlieses, welches unter der Bezeichnung PP-100-F von der Firma Kimberly-Clark Corp. erhältlich ist, wobei die in Beispiel 1 der US-PS 4 807 809 (Pryor et al.) beschriebene Vorrichtung zur Bildung von Filterstäbchen zur Anwendung kommt. Die Pfropfenumhüllung für den Filterabschnitt ist als "Reference No. 5831" von der Firma Ecusta Corp. erhältlich. Der zweite Filterabschnitt ist dem ersten Filterabschnitt benachbart, am äußersten Mundende der Zigarette angeordnet.
Die Zigarettenpapierhülle zeigt eine Luftdurchlässigkeit von circa 0 CORESTA-Einheiten. Das Zigarettenpapier weist circa 4,2 % Kaliumcitrat und circa 1,1 % Natriumcarboxymethylcellulose auf. Das Zigarettenpapier ist als "P-2831-60-1" von der Firma Kimberly-Clark Corp. erhältlich.
Rauchbare Zigarettenstäbchen werden nach bekannten Verfahren erhalten. Im besonderen ist das rauchbare Material von einer einzelnen Lage einer Papierhülle umschlossen. Das Gewicht des rauchbaren Materials innerhalb jedes Zigarettenstäbchens beträgt circa 0,9 g.
Der Gebrauch der Zigaretten erfolgt durch Verbrennen des rauchbaren Stäbchens, derart, daß das rauchbare Material innerhalb der Papierumhüllung unter Bildung von Rauch brennt. Im Gebrauch ergeben solche Zigaretten sehr geringe Mengen an sichtbarem Nebenstromrauch und im wesentlichen keinen Nebenstromgeruch. Auf diese Weise verrauchte und geprüfte Zigaretten liefern jeweils 17 Züge, 19,6 mg Rohkondensat (Gesamtmenge feuchter Teilchen; WTPM), 0,165 mg Nikotin, 2,5 mg Wasser, 6,7 mg Glycerin und 2,7 mg Propylenglycol, unter FTC-Abrauchbedingungen. Die Zigaretten gehen während der unter FTC-Abrauchbedingungen erfahrenen Glostzeit nicht von selbst aus.

Beispiel 9

Mit einem Alginat agglomerierte Calciumcarbonat-Partikel werden wie folgt bereitgestellt:
In einen Mischer werden circa 750 ml Leitungswasser gegeben und sodann circa 20 g Glycerin. Während das Gemisch schonend bewegt wird, werden circa 10 g des in Beispiel 1 beschriebenen Ammoniumalginats langsam hinzugegeben, um das Alginat in dem Wasser zu dispergieren. Das resultierende Gemisch wird in ein 1-1-Gefäßüberführt, verschlossen und über Nacht schonend gerollt, um das Alginat zu hydratisieren.
Es wird eine Aufschlämmung von 250 g gefälltem Calciumcarbonat, erhältlich unter der Bezeichnung Code No. 2A von der Firma Pfizer Inc., in 250 g Leitungswasser bereitgestellt. Sodann wird die Aufschlämmung zu 200 g der Wasser/Glycerin/Alginat- Mischung gegeben. Die resultierende Aufschlämmung wird schonend bewegt, um eine Aufschlämmung mit gleichförmiger Textur zu erhalten.
Die Aufschlämmung wird in circa 1 mm (0,04 Inch) Dicke auf ein Blattmaterial aus Polyethylen hoher Dichte gegossen und luftgetrocknet, um Stücke eines getrockneten Blattmaterials mit einer Größe von circa 15,2 cm (6 Inch) auf circa 15,2 cm (6 Inch) zu erhalten. Das erhaltene getrocknete Blattmaterial wird von Hand zu einer feinen Partikelgröße aufgemahlen und auf - DIN Nr. 20 (-50 US Mesh) abgesiebt.
Ein tabakhaltiges rauchbares Füllermaterial wird wie folgt bereitet:
In einen Mischer mit hoher Scherkraft werden circa 225 ml Leitungswasser gegeben, und in dem Wasser werden circa 5 g des in Beispiel 1 beschriebenen Ammoniumalginats dispergiert. Das resultierende Gemisch wird schonend bei Umgebungstemperatur über circa 15 Minuten bewegt, bis das Alginat hydratisiert ist. Sodann werden dem Gemisch circa 20 g Glycerin zugefügt und daran anschließend circa 25 ml Leitungswasser. Dem Gemisch werden circa 16,7 g einer "American Blend"-Mischung geschnittenen Tabakfüllers zugegeben, der zu einem Pulver aufgemahlen wurde. Sodann werden dem Gemisch circa 25 ml Leitungswasser zugegeben. Das resultierende Gemisch wird bewegt, bis eine gleichmäßige Aufschlämmung erhalten wird. Der Aufschlämmung wird ein Gemisch von circa 13,8 g des in Beispiel 1 beschriebenen calcinierten agglomerierten Calciumcarbonats und circa 13,8 g des mit Ammoniumalginat aggiomerierten Calciumcarbonats gegeben. Die resultierende Aufschlämmung wird bewegt, bis die Aufschlämmung eine gleichförmige Textur zeigt. Die erhaltene Aufschlämmung wird in circa 0,64 mm (0,025 Inch) Dicke auf ein Blattmaterial aus Polyethylen hoher Dichte gegossen und luftgetrocknet.

Beispiel 10

Ein tabakhaltiges rauchbares Füllermaterial wird wie folgt hergestellt:
In circa 225 Teile Leitungswasser in einem Mischer werden circa 5 Teile des in Beispiel 1 beschriebenen Ammoniumalginats gegeben. Zu dem Alginat/Wasser-Gemisch werden circa 20 Teile Glycerin gegeben.
Die resultierende Aufschlämmung wird als Blatt gegossen und luftgetrocknet. Das resultierende gegossene Material ist elastisch in seiner Beschaffenheit und etwas klebrig im Griff. Das Material wird mit circa 5 Teilen Tabakstaub oberflächenbehandelt, der durch Aufmahlen einer "American Blend"-Mischung von geschnittenem Tabakfüller erhalten wurde.

Beispiel 11

Ein rauchbares Füllermaterial wird wie folgt hergestellt:
In Leitungswasser in einem Mischer werden circa 13 Teile des in Beispiel 1 beschriebenen Ammoniumalginats gegeben, wobei im wesentlichen wie in Beispiel 10 beschrieben verfahren wird. Zu dem Alginat/Wasser-Gemisch werden circa 51 Teile Glycerin und circa 16 Teile an Partikeln von gefälltem Calciumcarbonat gegeben.
Die resultierende Aufschlämmung wird als Blatt gegossen und luftgetrocknet. Das resultierende rauchbare Füllermaterial wird mit circa 20 Teilen Tabakstaub in der in Beispiel 10 beschriebenen Weise oberflächenbehandelt

Beispiel 12

Ein rauchbares Füllermaterial wird wie folgt hergestellt:
In Leitungswasser in einem Mischer werden circa 9 Teile des in Beispiel 1 beschriebenen Ammoniumalginats gegeben, wobei im wesentlichen in gleicher Weise wie in Beispiel 10 beschrieben verfahren wird. Zu dem Alginat/Wasser-Gemisch werden circa 37 Teile Glycerin und circa 34 Teile an Partikeln von gefälltem Calciumcarbonat gegeben.
Die resultierende Aufschlämmung wird als Blatt gegossen und luftgetrocknet. Das resultierende rauchbare Füllermaterial wird mit circa 20 Teilen Tabakstaub in der in Beispiel 10 beschriebenen Weise oberflächenbehandelt

Beispiel 13

Ein rauchbares Füllermaterial wird wie folgt hergestellt:
In Leitungswasser in einem Mischer werden circa 6 Teile des in Beispiel 1 beschriebenen Ammoniumalginats gegeben, wobei im wesentlichen in gleicher Weise wie in Beispiel 10 beschrieben verfahren wird. Zu dem Alginat/Wasser-Gemisch werden circa 26 Teile Glycerin und circa 48 Teile an Partikeln von gefälltem Calciumcarbonat gegeben.
Die resultierende Aufschlämmung wird als Blatt gegossen und luftgetrocknet. Das resultierende rauchbare Füllermaterial wird mit circa 20 Teilen Tabakstaub in der in Beispiel 10 beschriebenen Weise oberflächenbehandelt

Beispiel 14

Ein tabakhaltiges rauchbares Füllermaterial wird wie folgt hergestellt:
In Leitungswasser in einem Mischer werden circa 12 Teile des in Beispiel 1 beschriebenen Ammoniumalginats gegeben. Zu dem Alginat/Wasser-Gemisch werden circa 48 Teile Glycerin und circa 40 Teile Tabakplättchenstaub gegeben.
Die erhaltene Aufschlämmung wird in circa 0,76 mm (0,03 Inch) Dicke als Blatt gegossen und luftgetrocknet.

Beispiel 15

Ein tabakhaltiges rauchbares Füllermaterial wird wie folgt hergestellt:
In Leitungswasser in einem Mischer werden circa 12 Teile des in Beispiel 1 beschriebenen Ammoniumalginats gegeben. Zu dem Alginat/Wasser-Gemisch werden circa 24 Teile Glycerin, circa 24 Teile Propylenglycol und circa 40 Teile Tabakplättchenstaub gegeben.
Die resultierende Aufschlämmung wird in circa 0,76 mm (0,03 Inch) Dicke als Blatt gegossen und luftgetrocknet.

Beispiel 16

Ein tabakhaltiges rauchbares Füllermaterial wird wie folgt hergestellt:
In Leitungswasser in einem Mischer werden circa 10 Teile des in Beispiel 1 beschriebenen Ammoniumalginats gegeben. Zu dem Alginat/Wasser-Gemisch werden circa 38 Teile Glycerin, circa 32 Teile Tabakplättchenstaub und circa 20 Teile an Partikeln von gefälltem Calciumcarbonat gegeben.
Die erhaltene Aufschlämmung wird in circa 0,76 mm (0,03 Inch) Dicke als Blatt gegossen und luftgetrocknet.

Beispiel 17

Ein tabakhaltiges rauchbares Füllermaterial wird wie folgt hergestellt:
In Leitungswasser in einem Mischer werden circa 7 Teile des in Beispiel 1 beschriebenen Ammoniumalginats gegeben. Zu dem Alginat/Wasser-Gemisch werden circa 29 Teile Glycerin, circa 24 Teile Tabakplättchenstaub und circa 40 Teile an Partikeln von gefälltem Calciumcarbonat gegeben.
Die resultierende Aufschlämmung wird in circa 0,51 mm (0,02 Inch) Dicke als Blatt gegossen und luftgetrocknet.

Beispiel 18

A. Herstellung eines tabakhaltigen rauchbaren Füllermaterials

In einen Mischer mit hoher Scherkraft werden circa 1000 Teile Leitungswasser und circa 13 Teile des in Beispiel 1 beschriebenen Ammoniumalginats gegeben, und das Gemisch wird circa 15 Minuten lang bewegt. Sodann werden circa 10 Teile Glycerin und circa 10 Teile Propylenglycol dem Gemisch zugegeben. Zu dem resultierenden Gemisch werden circa 5 Teile Diammoniumhydrogenorthophosphat gegeben. Sodann circa 10 Teile eines gemahlenen Amarelinho-Tabakblatts, circa 7 Teile eines gemahlenen heißluftgetrockneten Tabakblatts und circa 15 Teile eines sprühgetrockneten wäßrigen Burley-Tabakextrakts. Sodann circa 20 Teile an Partikeln eines gefällten Calciumcarbonats, welches unter der Bezeichnung Code Na. 2A von der Firma Pfizer Corp. erhältlich ist, und circa 10 Teile des in Beispiel 1 beschriebenen calcinierten gefällten Calciumcarbonats.
Das Gemisch wird bewegt, um eine gleichmäßige Aufschlämmung zu erhalten, in 1 mm (0,04 Inch) Dicke auf ein Polyethylen-Blattmaterial gegossen und bei einer Temperatur von circa 65 ºC (150 ºF) zwangsluftgetrocknet. Das resultierende rekonstituierte Tabakblattmaterial wird mit circa 25 Schnitten pro 2,54 cm (Inch) in Stränge zerkleinert. Die Stränge werden über Nacht bei circa 24 ºC und circa 40 % relativer Luftfeuchtigkeit konditioniert.

B. Herstellung einer Zigarette

Zigaretten, die im wesentlichen der in Fig. 3 dargestellten entsprechen, werden wie folgt hergestellt:
Die Zigaretten haben jeweils eine Länge von circa 78 mm und einen Umfang von circa 24,8 mm und weisen ein rauchbares Stäbchen mit einer Länge von circa 38 mm, einen ersten Filterabschnitt mit einer Länge von circa 16 mm und einen zweiten Filterabschnitt mit einer Länge von circa 24 mm auf. Der erste und der zweite Abschnitt bilden ein Filterelement. Ein jeder Filterabschnitt ist an einem jeden rauchbaren Stäbchen mittels eines nichtporösen Mundstückbelagpapiers gehalten. Bei jeder Zigarette umschreibt das Mundstückbelagpapier das Filterelement sowie einen circa 4 mm langen Bereich des rauchbaren Stäbchens in dem dem Filterelement benachbarten Bereich. Die Filterelemente sind auf circa 60 % Luftverdünnung belüftet, indem ein Ring von Perforationen durch das Mundstückbelagpapier und die Pfropfenumhüllung des Filterelements vorgesehen ist, der die Zigarette circa 24 mm von deren äußerstem Mundende umschreibt.
Das rauchbare Stäbchen weist das rauchbare Füllermaterial in zwei Lagen einer Umhüllung gewickelt auf. Die innere Oberfläche der äußeren Hülle steht in direktem Kontakt mit der äußeren Oberfläche der inneren Hülle. Die innere Hülle umschließt das rauchbare Material.
Der erste Filterabschnitt wird erhalten durch Raffen einer 11,75 Inch breiten Bahn von Tabak- und Kohlepapier, das unter der Bezeichnung P-144-BAC von der Firma Kimberly-Clark Corp. erhältlich ist, wobei die in Beispiel 1 der US-PS 4 807 809 (Pryor et al.) beschriebene Vorrichtung zur Bildung von Filterstäbchen Anwendung findet. Die Pfropfenumhüllung für den Filterabschnitt ist eine Papierpfropfenumhüllung. Der erste Filterabschnitt ist dem rauchbaren Stäbchen benachbart angeordnet.
Der zweite Filterabschnitt ist ein Celluloseacetat-Strang (8 Denier pro Filament/40 000 Denier Gesamttiter), der mit Triacetin weichgemacht ist, und ist von einer nichtporösen Papierpfropfenumhüllung umschrieben. Der zweite Filterabschnitt ist dem ersten Filterabschnitt benachbart, am äußersten Mundende der Zigarette angeordnet.
Die äußere Zigarettenpapierhülle des rauchbaren Stäbchens ist von einem Calciumcarbonat/Flachs-Papier gebildet, welches unter der Bezeichnung Reference No. 854 von der Firma Kimberly-Clark Corp. erhältlich ist.
Die innere Hülle des rauchbaren Stäbchens ist als "P-2674-157" von der Firma Kimberly-Clark Corp. erhältlich.
Der Gebrauch der Zigaretten erfolgt durch Verbrennen des rauchbaren Stäbchens, derart, daß das rauchbare Material innerhalb der Papierumhüllung unter Bildung von Rauch brennt. Im Gebrauch ergeben solche Zigaretten sehr geringe Mengen an sichtbarem Nebenstromrauch und im wesentlichen keinen Nebenstromgeruch. Die Zigaretten gehen während der unter FTC-Abrauchbedingungen erfahrenen Glostzeit nicht von selbst aus.

Beispiel 19

Es wird eine Zigarette hergestellt, wobei wie in Beispiel 18 verfahren wird, ausgenommen, daß die äußere Zigarettenpapier umhüllung als P-2831-60-1 von der Firma Kimberly-Clark Corp. erhältlich ist.

Beispiel 20

Ein rauchbares Füllermaterial wird wie folgt hergestellt:
In circa 225 Teile Leitungswasser werden circa 2,8 Teile Natriumcarboxymethylcellulose eingemischt, welche als CMC 7HF von der Firma Hercules Inc. erhältlich ist. Dem Gemisch werden circa 25 Teile Glycerin und circa 25 Teile Propylenglycol hinzugefügt. Sodann werden dem Gemisch circa 47 Teile des in Beispiel 1 beschriebenen calcinierten agglomerierten Calciumcarbonats zugegeben.
Die erhaltene Aufschlämmung wird als Blatt gegossen und luftgetrocknet.

Beispiel 21

Ein tabakhaltiges rauchbares Füllermaterial wird wie folgt hergestellt:
In circa 400 ml Leitungswasser bei Umgebungstemperatur werden circa 7,2 g des in Beispiel 1 beschriebenen Ammoniumalginats gegeben, und das Gemisch wird mit hoher Geschwindigkeit unter Zuhilfenahme des Mischers bewegt. Dem resultierenden Gemisch werden circa 24,2 g Glycerin und ct[rca 12,1 g Propylenglycol zugefügt, und das resultierende Gemisch wird unter Verwendung des Mischers mit hoher Scherkraft erneut circa 5 Minuten lang bewegt. Circa 2 g Diammoniumhydrogenorthophosphat werden in circa 20 g Wasser gelöst und dem Gemisch zugegeben. Circa 10 g gefälltes Calciumcarbonat, erhältlich unter der Bezeichnung Code No. 2A von der Firma Pfizer Corp., und circa 10 g des in Beispiel 1 beschriebenen calcinierten agglomerierten Calciumcarbonats werden in circa 100 ml Leitungswasser dispergiert, der wäßrigen Aufschlämmung von Glycerin, Propylenglycol und Alginat zugegeben, und das erhaltene Gemisch wird bis zur Erzielung einer gleichmäßigen Aufschlämmung bewegt. In die erhaltene Aufschlämmung werden circa 36,4 g eines Gemischs von volumenexpandierten heißluftgetrockneten und Burley-Tabakplättchen gegeben, die auf eine Partikelgröße von - DIN Nr. 12/ + DIN Nr. 35 (-35/+80 US Mesh) aufgemahlen wurden, und das Gemisch wird schonend bewegt.
Die resultierende Aufschlämmung wird in circa 1 mm (0,04 Inch) Dicke auf ein Blattmaterial aus Polyethylen hoher Dichte gegossen und über circa 30 Minuten luftgetrocknet. Sodann wird eine wäßrige Lösung von 1 % Calciumchlorid auf die Oberseite des gegossenen Blattmaterials gesprüht, um circa 1 % Calciumchlorid, bezogen auf das Trockengewicht, auf das gegossene Blattmaterial aufzubringen. Die Aufschlämmung wird sodann an der Luft trocknen gelassen, wobei ein relativ steifes Blattmaterial erhalten wird. Das resultierende Blattmaterial wird mit circa 32 Schnitten pro 2,54 cm (Inch) zerkleinert, um ein rauchbares Füllermaterial zu erhalten.

Claims

1. Ein Aerosol bildendes Material zur Verwendung in einem Rauchartikel, welches aufweist:

(i) ein Tabakmaterial;

(ii) mindestens 40 Gew.% wenigstens einer ein Aerosol bildenden Substanz; und

(iii) wenigstens ca. 3 Gew.% eines Bindemittels.

2. Aerosol-bildendes Material nach Anspruch 1, bei dem das Bindemittel Ammoniumalginat enthält.

3. Aerosol-bildendes Material nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die ein Aerosol bildende Substanz einen Polyalkohol enthält.

4. Aerosol-bildendes Material nach Anspruch 3, bei dem die ein Aerosol bildende Substanz Glyzerin enthält.

5. Aerosol-bildendes Material nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, bei dem das Verhältnis der Menge der ein Aerosol bildenden Substanz zur Menge des Tabakmaterials, auf das Gewicht bezogen, ungefähr 2:1 bis ungefähr 1:2 beträgt.

6. Aerosol-bildendes Material nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, bei dem das Tabakmaterial ein Tabakextrakt ist.

7. Aerosol-bildendes Material nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, bei dem das Tabakmaterial Tabakstengelmaterial ist.

8. Aerosol-bildendes Material nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5 und 7, welches einen Komplexbildner enthält.

9. Aerosol-bildendes Material nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, welches ein gegossenes Blattmaterial ist.

10. Aerosol-bildendes Material nach Anspruch 9, bei dem das gegossene Blattmaterial ein geschnittener Füller ist.

11. Aerosol-bildendes Material nach Anspruch 9 oder 10, bei dem das gegossene Blattmaterial mit fein zerkleinertem Tabak überzogen ist.

12. Zigarettenartiger Rauchartikel, welcher aufweist:

(a) ein Füllermaterial, welches ein Aerosolbildendes Material nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11 enthält, und

(b) ein Umhüllungsmaterial, welches das Füllermaterial umhüllt.

13. Rauchartikel nach Anspruch 12, bei dem das Füllermaterial eine solche Menge an Tabakmaterial und an aerosolbildender Substanz enthält, daß deren Gesamtgewicht wenigstens ca. 40 % des Gewichts des Füllermaterials ausmacht.

14. Rauchartikel nach Anspruch 13 oder 14, bei dem das Umhüllungsmaterial ein Papier mit einer Porosität von weniger als ca. 5 Coresta-Einheiten ist.

15. Rauchartikel nach einem oder mehreren der Ansprüche 12 bis 14, welcher zwei Lagen von Umhüllungsmaterial aufweist, die um das Füllermaterial herum verlaufen.