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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Zigarettenpapier, das einen Aromastoff
aufweist, der den Geruch des Nebenstromrauches verbessert, und betrifft
eine Zigarette.
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Viele
Arten von Aromastoffen oder Aromasubstanzen werden Tabakartikeln,
wie beispielsweise Zigaretten, zugesetzt, um das Aroma und den Geschmack
des Tabakrauches zu verbessern. In den letzten Jahren wurde, um
den Geruch des Nebenstromrauches zu verbessern, der während des
Rauchens an die Umgebung freigesetzt wird, vorgeschlagen, einem
Zigarettenpapier einen Aromastoff zuzusetzen, der den unangenehmen
Geruch maskiert. Jedoch sind beinahe alle Aromastoffe, die in Tabakartikeln
verwendet werden, wie beispielsweise solche, die Zigarettenpapier
zugesetzt werden, bei einer üblichen
Temperatur stark flüchtig
und werden durch Verdampfen oder Sublimation verflüchtigt.
Deswegen wird das aus dem Aromastoff freigesetzte Aroma im Verfahren
zur Herstellung des Tabakartikels an den Stellen eingebaut, an denen
der Tabakartikel erzeugt wird, so dass die Eigenschaften des Tabakmaterials
beeinträchtigt
werden, beispielsweise Aroma und Geschmack, oder verursachen über die
Zeit hinweg eine Verschlechterung der Qualität des Tabakartikels während der
Lagerung. Der dem Zigarettenpapier zugesetzte Aromastoff wird an
den Schnitttabak oder das Verpackungsmaterial für den Tabakartikel übertragen,
und beeinträchtigt
Tabakaroma und Geschmack.
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Somit
wurden Aromastoffe und Aromastoff freisetzende Mittel vorgeschlagen,
die modifiziert wurden, um die Verflüchtigung des Aromastoffes während des
Nichtrauchens zu unterdrücken,
die in der Produktion und Lagerung von Tabakartikeln stabil und
nicht flüchtig
sind und das Aroma durch thermische Zersetzung oder durch Desorption
während
des Rauchens freisetzen. Beispielsweise offenbart das japanische
Patent mit der inländischen
Anmeldenummer 2-501 075 oder das US-Patent Nr. 4,804,002 einen Aromastoff,
der aus einem Glycosid einer Aromasubstanz zusammengesetzt ist.
Die japanische Patentanmeldung KOKAI Veröffentlichungsnummer 5-146 285
oder US-Patent Nr. 5,144,964 und das japanische Patent Nr. 7-504
080 oder US-Patent
Nr. 5,479,949 offenbaren die Technik, ein Aromamaterial in Cyclodextrin
einzuschließen.
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Es
besteht jedoch im oben erwähnten
Stand der Technik die Möglichkeit,
dass das Kohlenhydratglycosid oder Cyclodextrin, das zur Unterdrückung der
Verflüchtigung
der Aromasub stanz oder des aromatisierenden Materials während des
Nichtrauchens zugesetzt wird, während
des Rauchens ein thermisch zersetztes Produkt erzeugt und dieses
Produkt wird in den Tabakrauch eingebaut und verschlechtert das
Tabakaroma und den Geschmack. Es kann ebenfalls die Kosten für die Produktion
des Tabakartikels erhöhen.
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Es
ist deswegen eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Zigarettenpapier
bereitzustellen, das ein Mittel zur Verbesserung des Nebenstromrauches
aufweist, das während
des Nichtrauchens im Wesentlichen keinen Geruch freisetzt, jedoch
einen unangenehmen Geruch des Nebenstromrauches während des Rauchens
maskieren kann, um den Geruch des Nebenstromrauches zu verbessern,
obwohl es eine relativ einfache Struktur aufweist, ebenso, wie eine
Zigarette bereitzustellen.
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Um
dieses Ziel zu erreichen haben die Erfinder zahlreiche Untersuchungen
und Forschungsarbeiten an Mitteln zur Verbesserung des Nebenstromrauches
durchgeführt,
die an einem Zigarettenpapier durchgeführt wurden. Sie haben als Resultat
herausgefunden, dass ein Lacton eine ausreichende Menge an Aroma während des
Rauchens sogar dann freisetzt, wenn es in einer kleinen Menge verwendet
wird, und es setzt kaum irgendein Aroma frei und hält seinen
Zustand im Zigarettenpapier stabil sogar dann bei, wenn es sich
in seinem freien Zustand befindet.
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Auf
der Basis der zweiten Erkenntnis stellt die vorliegende Erfindung
ein Zigarettenpapier nach Anspruch 1 bereit.
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In
der vorliegenden Erfindung ist das Salz der Hydroxysäure vorzugsweise
ein Alkalimetallsalz oder ein Erdalkalimetallsalz.
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Es
wird weiterhin bevorzugt, dass das Salz der Hydroxysäure ein
Salz einer Hydroxysäure
ist, das einem Lacton mit 5 oder mehr Ringelementen entspricht.
Ein derartiges bevorzugtes Salz der Hydroxysäure ist ein Salz einer Hydroxysäure, das
einem Lacton entspricht, das aus der Gruppe ausgewählt ist,
die aus γ-Butyrolacton, γ-Valerolacton, γ-Heptalacton, γ-Hexalacton, γ-Octalacton, γ-Nonalacton, γ-Decalacton, γ-Undecalacton,
Sautalon, Abhexon, δ-Octalacton, δ-Nonalacton, δ-Decalacton, δ-Undecalacton, ω-Pentadecalacton und
Gemischen hiervon besteht. Das Salz der Hydroxysäure ist besonders bevorzugt
ein Salz einer Hydroxysäure,
das einem γ-Lacton oder δ-Lacton entspricht.
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In
der vorliegenden Erfindung kann das Salz der Hydroxysäure auf
das Zigarettenpapier als eine Lösung
in einem wässrigen
Lösungsmittel
aufgetragen und getrocknet werden.
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Weiterhin
stellt die vorliegende Erfindung auf Basis der zweiten Erkenntnis
eine Zigarette bereit, die von einem Zigarettenpapier umhüllt ist,
wobei das Zigarettenpapier ein Mittel zur Verbesserung des Nebenstromrauches
aufweist, das ein Salz einer Hydroxysäure umfasst, die einem Lacton
entspricht.
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In
diesem Fall kann das Zigarettenpapier durch einen flüssigen Klebstoff
verklebt werden und das Salz der Hydroxysäure kann durch das Zigarettenpapier
mitgetragen werden, indem das Salz in den Klebstoff mit eingebaut
wird.
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Diese
Zusammenfassung der Erfindung beschreibt nicht notwendigerweise
alle notwendigen Merkmale, so dass die Erfindung auch in einer Unterkombination
dieser beschriebenen Merkmale liegen kann.
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Die
Erfindung ist durch die nachfolgende ausführliche Beschreibung vollständiger zu
verstehen, wenn sie in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen
zur Hand genommen wird, in denen:
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1 eine
teilweise perspektivische Explosionsansicht ist, die einen Teil
der Zigarette der vorliegenden Erfindung zeigt.
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2 ein
Protonen-NMR-Spektrum von γ-Undecalacton
ist.
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3 ein
Protonen-NMR-Spektrum eines Hydroxysäuresalzes ist, das durch Behandlung
von γ-Undecalacton mit
einer Base gewonnen wird.
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Die
vorliegende Erfindung wird unten ausführlich beschrieben werden.
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In
der vorliegenden Erfindung kann ein Salz einer Hydroxysäure (ein
Hydroxysäuresalz),
das durch Zusetzen einer Base zur vorher erwähnten Lactonlösung, um
den Lactonring zu öffnen,
erzeugt wird, auf das Zigarettenpapier aufgebracht werden. Weil
das Zigarettenpapier, das ein solches Hydroxysäuresalz aufweist, eine niedrige
Verflüchtigbarkeit
aufweist und geruchlos ist, kann das Übertragen des Aromas während der
Herstellung oder Lagerung der Zigaretten stärker reduziert werden als dies
der Fall ist, wenn das Lacton in seinem freien Zustand verwendet
wird. Während
des Rauchens (d.h. während
das Zigarettenpapier verbrannt wird) durchläuft das Hydroxysäuresalz,
das einem Lacton entspricht, auf das Zigarettenpapier aufgebracht
einen Ringschluss, so dass sich das Lacton ergibt, und setzt somit
eine ausreichende Menge an Aroma frei, wie es der Fall ist, wenn
freies Lacton verwendet wird. Deswegen wird unangenehmer Geruch
des Nebenstromrauches maskiert, so dass der Geruch des Nebenstromrauches
effektiv maskiert wird. Die Bildung eines Lactons und des Hydroxysäuresalzes,
das dem Lacton entspricht, basiert auf einer Gleichgewichtsreaktion.
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Das
Hydroxysäuresalz,
das einem Lacton entspricht, kann auf das Zigarettenpapier wie folgt
aufgebracht werden. Eine wässrige
Lösung,
die das Lacton enthält,
zusammen mit einer geeigneten, darin gelösten Base, wird auf das Zigarettenpapier
in der selben Weise aufgebracht wie im Falle des Lactons in seinem
freien Zustand. Alternativ kann das Lacton und eine Base einem Ausgangsmaterial
bzw. Rohmaterial eines Papiers zugesetzt werden und darauf kann
das Zigarettenpapier aus dem Ausgangsmaterial hergestellt werden.
Das Hydroxysäuresalz,
das einem Lacton entspricht, und das durch Zusetzen einer Base zur
wässrigen
Lösung des
Lactons gewonnen wird, weist in Wasser eine hohe Löslichkeit
auf; deswegen kann die Konzentration hiervon in der wässrigen
Lösung
im Vergleich zu derjenigen erhöht
werden, die das Lacton in seinem freien Zustand aufweist und eine
größere Menge
hiervon kann im Zigarettenpapier enthalten sein.
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Das
durch das Ringschließen
des Hydroxysäuresalzes
nach Verbrennen erzeugte Lacton ist das selbe, wie das Lacton in
seinem freien Zustand. Somit ist das Hydroxysäuresalz vorzugsweise ein Salz
einer Hydroxysäure,
die einem Lacton entspricht, das 5 oder mehr Lactonringelemente
aufweist. Bevorzugte Beispiele hiervon schließen Salze von Hydroxysäuren ein,
die einem γ-Butyrolacton, γ-Valerolacton, γ-Heptalacton, γ-Hexalacton, γ-Octalacton, γ-Nonalacton, γ-Decalacton, γ-Undecalacton,
Sautalon, Abhexon, δ-Octalacton, δ-Nonalacton, δ-Decalacton, δ-Undecalacton, ω-Pentadecalacton
und Gemischen hiervon entspricht. Das Hydroxysäuresalz ist besonders bevorzugt
ein Salz einer Hydroxysäure,
das einem γ-Lacton
oder δ-Lacton
entspricht.
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Die
zur Ringöffnung
des Lactones zur Erzeugung eines entsprechenden Hydroxysäuresalzes
verwendete Base ist nicht speziell beschränkt. Vorzugsweise können Carbonate,
Hydrogencarbonate und Hydroxide von Alkalimetallen oder Erdalkalimetallen
oder Gemischen hiervon verwendet werden. Somit sind bevorzugte Hydroxysäuresalze
Alkalimetallsalze oder Erdalkalimetallsalze. Unter Berücksichtigung
der Zeit, während
der das Hydroxysäuresalz
bei einer üblichen
Temperatur erzeugt wird (d.h. 25°C)
ist es erwünscht,
dass der pH der basischen Lösung
10 oder mehr beträgt.
Wenn der pH jedoch 8 oder mehr beträgt, schreitet die Produktion des
Hydroxysäuresalzes
voran und die zur Erzeugung des Hydroxysäuresalzes notwendige Zeit wird
bei einer höheren
Temperatur verkürzt.
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Wenn
die Basenkonzentration der basischen wässrigen Lösung, die das Hydroxysäuresalz
enthält, das
einem Lacton entspricht, zu hoch ist, kann die Möglichkeit bestehen, dass, wenn
die wässrige
Lösung
auf das Zigarettenpapier aufgebracht wird, sich das Zigarettenpapier
gelb verfärbt.
Um dies zu vermeiden ist es wünschenswert,
dass die Basenkonzentration sich in einem solchen Bereich bewegt,
dass sich das Papier nicht gelb verfärbt. Beispielsweise ist im
Falle von Natriumhydroxid die Basenkonzentration, d.h. die Konzentration
an Natriumhydroxid, 1 Gew.-%
oder weniger und im Falle von Natriumcarbonat ist die Basenkonzentration
4 Gew.-% oder weniger. Wenn die Konzentration des Lactons unter
basischen Bedingungen erhöht
wird, können
Blasen erzeugt werden (Verseifung); deswegen besteht die Möglichkeit,
dass das Lacton auf dem Zigarettenpapier nicht stabil gehalten wird.
Um solche Blasen nicht zu erzeugen wird bevorzugt, dass die Lactonkonzentration
im Falle der Konzentrationsbedingung einer 1%igen Natriumhydroxidlösung 5 Gew.-%
oder weniger beträgt.
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In
der vorliegenden Erfindung ist die Menge des Hydroxysäuresalzes,
das im Zigarettenpapier enthalten ist, und das in ein Gewicht des
entsprechenden Lactons umgewandelt wird, vorzugsweise von 0,1 bis 10.000
mg und mehr, vorzugsweise von 0,5 bis 100 mg pro m2 Zigarettenpapier.
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Eine
Zigarette der vorliegenden Erfindung kann in einer herkömmlichen
Weise durch Verwendung des Zigarettenpapiers der Erfindung hergestellt
werden, das das Lacton in seinem freien Zustand oder das Hydroxysäuresalz,
hergestellt im Voraus, enthält.
Die Zigarette wird in ein solches Zigarettenpapier eingewickelt,
das das Mittel zur Verbesserung des Nebenstromrauches der Erfindung
enthält,
und darauf wird das Zigarettenpapier an seinen Endanteilen mit überlap pender
Kante mit einer so genannten Fugenpaste verklebt, die einen wässrigen
Klebstoff (beispielsweise einen Klebstoff auf Carboxymethylcellulosebasis
oder einen wässrigen Klebstoff
auf Vinylacetatbasis) umfasst. Alternativ kann eine Zigarette in
ein Zigarettenpapier eingewickelt werden, das das Mittel zur Verbesserung
des Geruchs des Nebenstromrauches der Erfindung nicht aufweist und das
Zigarettenpapier kann an seinen Endanteilen mit überlappender Kante durch Verwendung
einer Fugenpaste verklebt werden, die das Mittel zur Verbesserung
des Geruchs des Nebenstromrauches der Erfindung von vorneherein
enthält.
Natürlich
kann an der Zigarette der vorliegenden Erfindung ein Filter befestigt
sein. Tatsächlich
kann die Zigarette der vorliegenden Erfindung die selbe Struktur
wie übliche
Zigaretten aufweisen, außer
dass das Zigarettenpapier der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
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1 ist
eine teilweise perspektivische Explosionsansicht, die teilweise
eine Zigarette der vorliegenden Erfindung darstellt. Die in 1 dargestellte
Zigarette weist einen Zigarettenanteil 10 auf, der aus
einer Tabaksäule 11 besteht,
die im Allgemeinen eine zylindrische Form aufweist, umhüllt durch
ein Zigarettenpapier 12, das das Mittel zur Verbesserung
des Geruchs des Nebenstromrauches der Erfindung mit sich trägt (nicht dargestellt).
Die Tabaksäule 11 kann
Schnitttabak umfassen. Das Zigarettenpapier 12 wird an
seinen Endanteilen mit überlappender
Kante mit einer Fugenpaste 13, wie oben erwähnt, verklebt.
Am einen Ende des Zigarettenanteils 10 wird ein Filteranteil 20 befestigt.
Der Filteranteil 20 ist aus einem Filterelement 21 zusammengesetzt,
das beispielsweise aus Bündeln
von Celluloseacetatfasern besteht, umhüllt von einer dünnen Filterumhüllung 22.
Der Zigarettenanteil 10 und der Filteranteil 20 werden
zusammen verbunden, indem sie durch das so genannte Spitzenpapier
(tip paper) 30 umhüllt
werden. Im Spitzenpapier 30 kann eine Vielzahl von Ventilationslöchern 31a bis 31n in
einer Reihe oder in Reihen entlang der Umfangsrichtung der Zigarette
hergestellt werden. In 1 werden solche Ventilationslöcher in
Form von zwei Reihen durchgeführt.
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Wenn
die Zigarette der vorliegenden Erfindung geraucht wird, wird unangenehmer
Geruch des Nebenstromrauches durch das Aroma maskiert, das aus dem
Mittel zur Verbesserung des Geruchs des Nebenstromrauches der Erfindung
freigesetzt wird. Das aus dem Mittel zur Verbesserung des Geruchs
des Nebenstromrauches während
des Rauchens freigesetzte Aroma wird im Wesentlichen nicht in den
Hauptstromrauch freigesetzt, sondern im Wesentlichen selektiv nur
im Nebenstromrauch freigesetzt, so dass das Aroma und der Geschmack
der Zigarette im Wesentlichen nicht beeinträchtigt werden.
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Wie
oben beschrieben, kann das Mittel zur Verbesserung des Geruchs des
Nebenstromrauches der Erfindung ein Lacton in seinem freien Zustand
oder ein Hydroxysäuresalz
umfassen und kann als Lösung
in einem wässrigen
Lösungsmittel,
insbesondere Wasser, auf das Zigarettenpapier aufgebracht werden.
Deswegen ist die vorliegende Erfindung unter dem Gesichtspunkt der
Funktionsfähigkeit
oder Sicherheit von Vorteil.
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Die
vorliegende Erfindung wird weiter nachstehend durch Beispiele beschrieben
werden. Einige dieser Beispiele fallen nicht notwendigerweise unter
den Umfang der Ansprüche.
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Beispiel 1
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Herstellung
eines Zigarettenpapiers mit einem Lacton
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Eine
wässrige
Lösung
aus γ-Undecalacton
(γ-Undecalactonkonzentration:
7,5 bis 100 mg/l) wurde auf ein im Handel erhältliches Zigarettenpapier mit
geringem Nebenstromrauch aufgebracht. Dieses Zigarettenpapier wurde
in einem Vakuum für
1 h bei 300°C
erhitzt. Der erzeugte Dampf des γ-Undecalactons
wurde durch flüssigen
Stickstoff eingefangen und die Menge hiervon wurde durch Gaschromatographie
gemessen. Das Verfahren, bei dem ein Zigarettenpapier erhitzt und
zersetzt bzw. abgebaut wird, und die Menge des Lactons, die bestimmt
wird, wird hierin nachstehend als ein „thermisches Zersetzungsverfahren" bezeichnet.
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Tabelle
1 nachstehend zeigt die Konzentration von γ-Undecalacton in der wässrigen
Lösung
(mg/λ) und
die Menge (anfängliche
Menge) an γ-Undecalacton,
die pro m2 Zigarettenpapier enthalten ist
(mg/m2).
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Veränderung
der Menge eines verbleibenden Lactons über die Zeit
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Als
nächstes
wurde der folgende Beschleunigungstest als Konservierungs- bzw-
Lagerungstest durchgeführt,
um eine Veränderung
der Menge des γ-Undecalactons,
das im Zigarettenpapier zurückbleibt, über die Zeit
hinweg zu testen.
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Insbesondere
wurden die vorher erwähnten
jeweiligen Zigarettenpapierproben, die das Lacton enthielten, in
einen Adsorptionsbehälter
eingebracht, der eine Gaseinlassöffnung
und eine Gasauslassöffnung
aufwies und darauf wurde Stickstoffgas bei einer Temperatur von
30°C und
einer relativen Feuchtigkeit von 60% aus der Gaseinlassöffnung in
den Behälter
zugeführt,
bis das Stickstoffgas und die Zigarettenpapierproben einen Gleichgewichtszustand
erreichen würden
(einen stabilen Zustand) (über
48 h). Die Menge des γ-Undecalactons
in den Zigarettenpapierproben, die den Gleichgewichtszustand erreichen,
wurde durch das thermische Zersetzungsverfahren bestimmt. Die erzielten
Ergebnisse sind ebenfalls in Tabelle 1 als „Gleichgewichtsmenge, die
nach dem Beschleunigungstest zurückbleibt" dargestellt.
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Wie
aus den in Tabelle 1 dargestellten Ergebnisses ersichtlich ist,
verbliebt γ-Undecalacton
im Zigarettenpapier und die Menge des nach dem Beschleunigungstest
verbleibenden Lactons war im Wesentlichen die gleiche wie seine
anfängliche
Menge. Es hat sich deswegen herausgestellt, dass die Menge an γ-Undecalacton,
die im Zigarettenpapier zurückbliebt,
im Wesentlichen während
der Lagerung bei Raumtemperatur konstant blieb.
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Die
jeweiligen Lacton-enthaltenden Zigarettenpapierproben wurden im
Vakuum bei einer Temperatur von 30°C und einem Druck von 10-2 Pa oder weniger für 2 Tage getrocknet, mit dem
Ergebnis, dass die Menge an γ-Undecalacton
kaum verändert
war.
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Beispiel 2
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Eine
wässrige
Lösung
aus γ-Undecalacton
(Konzentration von γ-Undecalacton:
90 mg/l) wurde auf ein im Handel erhältliches Zigarettenpapier mit
geringem Nebenstromrauch in einer Leimpresssektion (Breite: 2,5 m × Länge: 2.700
m) in einem Papierherstellungsverfahren aufgebracht.
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Die
Menge des Lactons, die im Zigarettenpapier verblieb, wurde unter
Verwendung eines GC-MS (SIM)-Detektors
durch das thermische Zersetzungsverfahren (Bedingung: 300°C für 1 min)
gemessen. Als Ergebnis war der durchschnittliche Wert der Menge
an verbleibendem γ-Undecalacton 1,5
mg/m2 mit einer Standardabweichung von 0,17
mg/m2. Es hat sich deswegen herausgestellt,
dass γ-Undecalacton
im Wesentlichen gleichförmig
gehalten wurde.
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Beispiel 3
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Die
jeweiligen Lacton-enthaltenden Zigarettenpapierproben, die in Beispiel
1 erzielt wurden, wurden zur Herstellung von Zigaretten in einer
konventionellen Weise verwendet. Die jeweiligen Zigaretten wurden
bei einer Temperatur von 22°C
und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 60% für 40 Tage oder 100 Tage aufbewahrt. Anschließend wurden
die Zigarettenpapierstücke
aus den jeweiligen Zigaretten entnommen und darauf wurde die Menge
an verbleibendem γ-Undecalacton durch
das thermische Zersetzungsverfahren (Temperatur von 300°C für 1 h) bestimmt.
Die erzielten Ergebnisse sind in Tabelle 2 dargestellt.
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Wie
aus den in Tabelle 2 dargestellten Ergebnissen ersichtlich ist,
wurde die Menge an γ-Undecalacton im Zigarettenpapier
im Wesentlichen konstant gehalten.
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Bei
den jeweiligen Zigaretten wurde die Abgabemenge an γ-Undecalacton
im Hauptstromrauch gemessen. Die Rauchbedingungen waren gemäß den Bedingungen,
die in ISO 3308 spezifiziert sind (35 ml, 2 sec Saugen pro min).
20 Stücke
wurden für
jede der Zigaretten geraucht. Die Menge an γ-Undecalacton wurde als Teer,
eingefangen in einem Cambridge-Filter, gemessen.
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Als
Folge war bei allen Zigaretten die Lactonmenge im Hauptstromrauch
unter der Nachweisgrenze des GC-MS (Massenspektrum)-Detektors, d.h.
100 pg oder weniger pro Zigarette.
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Dieses
Ergebnis zeigte ebenfalls, dass gemäß den Zigaretten der vorliegenden
Erfindung γ-Undecalacton kaum
an den Hauptstromrauch übertragen
wurde.
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Beispiel 4
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Unter
Verwendung von 3 Lactonen, die unten in Tabelle 3 dargestellt sind,
wurden Lactonenthaltende Zigarettenpapierproben hergestellt. Für jede der
Proben wurde die initiale Menge des Lactons und die Gleichgewichtsmenge
des Lactons, die nach dem Beschleunigungstest verblieb, in der selben
Weise, wie in Beispiel 1, gemessen. Die so erzielten Ergebnisse
sind ebenfalls in Tabelle 3 dargestellt.
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Aus
den in Tabelle 3 dargestellten Ergebnissen ist klar, dass die verbleibende
Menge von selbst anderen Lactonen als γ-Undecalacton 80% oder mehr
der anfänglichen
Menge nach dem Beschleunigungstest stabil gehalten wurde.
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Beispiel 5
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Bestätigung der Bildung eines Hydroxysäuresalzes
entsprechend einem Lacton
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Um
zu bestätigen,
dass ein Hydroxysäuresalz
aus einem Lacton in Gegenwart einer Base erzeugt wird, wurde ein
Protonen-NMR-Spektrum einer wässrigen
Lösung
aus γ-Undecalacton
(γ-Undecalactonkonzentration:
200 mg/l) und diejenige einer wässrigen
Lösung,
die 0,1 Gew.-% Kaliumhydroxid und 800 mg/l γ-Undecalacton enthielt, erzielt. 2 zeigt
das Spektrum der wässrigen
Lösung
aus γ-Undecalacton
und 3 zeigt das Spektrum der wässrigen Lösung aus γ-Undecalacton in Gegenwart von
Kaliumhydroxid. Aus 2 und 3 wurde
bestätigt,
dass das Lacton in Gegenwart von Kaliumhydroxid ringgeöffnet wurde,
um das entsprechende Hydroxysäuresalz
zu erzeugen.
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Bildungsgeschwindigkeit
eines Hydroxysäuresalzes
in Gegenwart verschiedener Basen
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γ-Undecalacton
wurde einer 0,1 Gew.-%igen wässrigen
Lösung
von Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid, Magnesiumhydroxid, Natriumcarbonat
(Monohydrat), Kaliumcarbonat (1,5 Hydrat), Calciumcarbonat und Natriumhydrogencarbonat
zugesetzt, so dass die Konzentration an γ-Undecalacton 100 mg/l sein würde, und wurde
darauf kontinuierlich bei Raumtemperatur (25°C) für 9 h gerührt. Zu diesem Zeitpunkt wurde
die Rate an γ-Undecalacton,
die in der wässrigen
Lösung
nach Rühren
für 5 h
zurückblieb,
und die Rate an γ-Undecalacton,
die in der wässrigen
Lösung
nach Rühren
für 9 h
zurückblieb,
gemessen, um die Rate bzw. Geschwindigkeit eines gebildeten Hydroxysäuresalzes
zu erzielen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 dargestellt.
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Es
hat sich durch diese Ergebnisse herausgestellt, dass die Bildung
des Hydroxysäuresalzes
entsprechend dem Lacton in allen basischen Lösungen voranschritt und dass
die Geschwindigkeit der Erzeugung des Hydroxysäuresalzes in den Fällen größer war,
in denen eine starke Base zugesetzt wurde als in den Fällen, in denen
eine schwache Base zugesetzt wurde.
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Darüber hinaus
wurde mit der wässrigen
Lösung
aus Magnesiumhydroxid, dessen Erzeugungsgeschwindigkeit des Hydroxysäuresalzes
relativ klein war, ein Experiment bezüglich der Bildung des Hydroxysäuresalzes
bei einer höheren
Temperatur durchgeführt.
Insbesondere wurde die wässrige
Lösung
bei einer Temperatur von 80°C
gerührt
und die Erzeugungsgeschwindigkeit des Hydroxysäuresalzes wurde erzielt. Als Folge
wurde eine Geschwindigkeit von 0,04 mM/min erreicht, was ungefähr zehnmal
der Herstellungsgeschwindigkeit des Hydroxysäuresalzes bei einer Temperatur
von 25°C
entspricht.
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Aus
den vorher erwähnten
Ergebnissen wurde bestätigt,
dass die Berücksichtigung
der Zeit, die zur Bildung des Hydroxysäuresalzes bei einer üblichen
Temperatur notwendig ist, der pH der basischen Lösung wünschenswerterweise 10 oder
mehr ist, jedoch die Bildung sogar bei einem pH von 8 oder mehr
voranschreitet, und dass die zur Bildung des Hydroxysäuresalzes
notwendige Zeit bei höheren
Temperaturen verkürzt
werden kann.
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Bestätigung der
Bildung eines Lactons aus dem Hydroxysäuresalz
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Die
wässrigen
Lösungen,
in denen die Hydroxysäuresalze
gebildet wurden, wurden einer Heizbehandlung bei einer Temperatur
von 300°C
für 1 min
unterworfen. Für
jede der so behandelten wässrigen
Lösungen wurde
die Bildung von γ-Undecalacton
durch das thermische Zersetzungs-GC-MS überprüft. Als
Ergebnis wurde die Bildung von γ-Undecalacton
in allen wässrigen
Lösungen
bestätigt.
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Herstellung
eines Zigarettenpapiers mit einem Hydroxysäuresalz
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γ-Undecalacton
und eine Base wurden in Wasser bei Konzentrationen gelöst, die
in Tabelle 5 dargestellt sind, um eine geruchlose wässrige Lösung zu
erzielen. Diese wässrige
Lösung
wurde auf ein im Handel erhältliches
Zigarettenpapier mit geringem Nebenstromrauch aufgebracht und dann
für 2 h
bei 100°C
getrocknet. Aus den erzielten Hydroxysäuresalz-enthaltenden Zigarettenpapieren
wurde ein für γ-Undecalacton
eigentümlicher
Geruch bzw. Aroma nicht bestätigt.
Die Menge des Hydroxysäuresalzes
in jedem der Hydroxysäuresalz-enthaltenden
Zigarettenpapiere wurde als die Menge an verbleibendem γ-Undecalacton
durch das thermische Zersetzungsverfahren bestimmt. Die erzielten
Ergebnisse sind ebenfalls in Tabelle 5 dargestellt.
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γ-Undecalacton
wurde in 80 gew.-%iger wässriger
Lösung
von Ethanol gelöst
und darauf wurde diese Lösung
auf ein Zigarettenpapier aufgebracht und in der selben Weise getrocknet,
um ein γ-Undecalacton enthaltendes
Zigarettenpapier zu erzielen. Die Menge an verbleibendem γ-Undecalacton wurde
durch das thermische Zersetzungsverfahren bestimmt. Die Ergebnisse
hiervon sind in Tabelle 5 dargestellt.
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Wie
aus den in Tabelle 5 dargestellten Ergebnissen ersichtlich ist,
war die Menge an im Zigarettenpapier enthaltenem γ-Undecalacton,
das mit der wässrigen
Lösung
beschichtet wurde, indem das Lacton durch Zusatz von Kaliumhydroxid
in das Hydroxysäuresalz
umgewandelt wurde, im wesentlichen die selbe, wie im Fall, in dem γ-Undecalacton
direkt zugesetzt wurde. Es wurde deswegen bestätigt, dass unter Verwendung der
Lacton-basischen Lösung
das Lacton in einer Form, die vorher in das Hydroxysäuresalz
umgewandelt wurde, auf das in der Produktion einer Zigarette verwendete
Zigarettenpapier oder Rohmaterialien zugesetzt werden konnte.
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Beispiel 6
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γ-Undecalacton
wurde in einer 0,1 gew.-%igen Lösung
aus Natriumhydroxid, Kaliumcarbonat (1,5 Hydrat), Natriumcarbonat,
Magnesiumhydroxid oder Kaliumhydroxid zugesetzt und darauf bei Raumtemperatur (25°C) für 23 h gerührt. Anschließend wurde
ein Zigarettenpapier mit geringem Nebenstromrauch in jede der gewonnenen
Lösungen
eingetaucht und darauf bei 100°C
für 2 h
getrocknet, um die erwünschten
Zigarettenpapiere jeweils herzustellen. Die Konzentration an γ-Undecalacton
betrug 500 mg/l, die fünfmal
so hoch, wie diejenige in Beispiel 4 war. Als Kontrolle wurde eine
30 gew.-%ige wässrige
Ethanollösung,
die γ-Undecalacton enthielt,
auf das Zigarettenpapier aufgebracht und darauf in derselben Weise
wie oben getrocknet, um ein Lacton-enthaltendes Zigarettenpapier herzustellen.
Unter Verwendung der GC-MS (SIM) wurde die Menge an verbleibendem γ-Undecalacton
in diesen Zigarettenpapieren durch das thermische Zersetzungsverfahren
(thermische Zersetzungsbedingung: 300°C für 0,1 min) gemessen. Die so
erzielten Ergebnisse sind in Tabelle 6 dargestellt.
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Wie
aus Tabelle 6 ersichtlich ist, wurden auch in Fällen, in denen verschiedene
Basen verwendet wurden, γ-Undecalacton
im gewonnenen Zigarettenpapier gebildet. Die Menge des verbleibenden
Undecalactons in diesen Fällen
war sechs- bis siebenmal mehr als in denjenigen der Kontrolle. Somit
wurde durch Verwendung der basischen Lösung das Lacton effektiv in
das Zigarettenpapier eingetragen und die Erzeugung des Lactons wurde
durch thermische Zersetzung bestätigt.
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Beispiel 7
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In
diesem Beispiel wurde ein übliches
Zigarettenpapier, das Calciumcarbonat und das Salz einer organischen
Säure enthielt,
drei im Handel erhältliche
Zigarettenpapiere mit niedrigem Nebenstromrauch und ein Zigarettenpapier,
das Tabakpulver enthielt, verwendet. Eine 0,1 gew.-%ige wässrige Natriumhydroxidlösung, die
250, 500 oder 1.000 mg/l γ-Undecalacton
enthielt, wurde gerührt,
bis das γ-Undecalactonaroma
erloschen war. Die vorher erwähnten
Zigarettenpapierproben wurden in die jeweiligen Lösungen eingetaucht
und wurden bei einer Temperatur von 100°C für 2 h getrocknet. Die Menge
an verbleibendem γ-Undecalacton
in den erzielten Zigarettenpapierproben wurde durch das thermische
Zersetzungsverfahren mit dem Ergebnis gemessen, dass die Menge an γ-Undecalacton,
die in den jeweiligen Zigarettenpapierproben zurückblieb, unabhängig von
den Bestandteilen, die die Zigarettenpapierproben bildeten, im Wesentlichen
konstant war.
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Die
Menge an verbleibendem Lacton war im Verhältnis zur Konzentration von γ-Undecalacton
in der Lösung
und die verbleibende Menge in den jeweiligen Zigarettenpapierproben,
in denen das Lacton durch Verwendung der 1.000 mg/l Lösung aufgebracht
wurde, betrug ungefähr
13,4 bis 41,2 mg/m2. Somit hat sich herausgestellt,
dass die vorliegende Technik auf verschiedene Zigarettenpapiere
angewendet werden kann.
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Beispiel 8
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Das
folgende Experiment wurde durchgeführt, um zu überprüfen, wie viel Lacton im Zigarettenpapier enthalten
war.
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Insbesondere
wurde eine 1 gew.-%ige wässrige
Natriumhydroxidlösung
5% (V/V) γ-Undecalacton zugesetzt
und darauf in einem heißen
Wasserbad von 80°C
für 4 h
stehengelassen. Anschließend
wurde das Zigarettenpapier in die Lösung eingetaucht und getrocknet.
Die Menge an verbleibendem γ-Undecalacton
im erzielten Zigarettenpapier wurde durch das thermische Zersetzungsverfahren
gemessen. Sie betrug 1.800 mg/m2.
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Beispiel 9
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Die
Wirkung der Geruchsverbesserung des Nebenstromrauches durch ein
Lacton, das im Zigarettenpapier enthalten war, wurde durch einen
organoleptischen Evaluationstest ausgewertet. Die Auswertung basierte
auf einem Ein-Paar-Vergleichsverfahren des Geruches des Nebenstromrauches,
der aus einer Zigarettenprobe erzeugt wurde, die in einem Zigarettenpapier
eingewickelt war, das keine Lactone enthielt (eine Kontrollprobe)
und desjenigen, der aus einer Zigarettenprobe erzeugt wurde, die
in Zigarettenpapier eingehüllt
war, die ein Lacton oder ein entsprechendes Hydroxysäuresalz
enthielt. Die Auswertung wurde gemäß dem Sheffe-Verfahren durchgeführt, in
dem der Differenzgrad zwischen den Proben auf eine Auswertungsindex-Tabelle aufgezeichnet
wurde. Um einen Effekt der Reihenfolge zu eliminieren, abhängig von
der Reihenfolge des Riechens der Proben, wurden wiederholte Auswertungen
durchgeführt,
wobei die Reihenfolge des Riechens der Proben für die jeweiligen Paare entgegengesetzt
war. Die verbessernde Wirkung wurde durch die Beurteilung bestimmt,
ob oder ob nicht eine Differenz bzw. Unterschied, der zwischen den
Probenstücken
erzielt wurden, statistisch signifikant war.
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Der
Nebenstromrauch, der eine Geruchsprobe war, dessen Geruch gerochen
wurde, wurde durch Verwendung von zwei benachbarten Nebenstromrauch-erzeugenden
Maschinen erzeugt. Die Rauchkonzentration bei einem Rauchanteil
war ein Wert unter einer schweren Bedingung, d.h. ungefähr 2 Rauchströme/m3 unter der Annahme, dass der Rauch den Weg
zu einer Nase fand. Das Forum zur Auswertung des Geruches bestand
aus 10 bis 15 Männern
und Frauen jeweils im dritten und vierten Lebensjahrzehnt, die eine
gute Geruchsempfindung aufwiesen, ausgewählt durch ein Olfactometerverfahren.
Die Spezifikation aller Zigarettenproben war die selbe, außer für das Zigarettenpapier.
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Tabelle
7 zeigt Zigarettenproben zur Auswertung und Tabelle 8 zeigt die
Auswertungsergebnisse.
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Der
Nebenstromrauch von Proben Nr. 1 und 2 wies ein fruchtiges Aroma
auf und ist bezüglich
des Tabakgeruches, repräsentiert
als Verbrennungsgeruch und Teergeruch, reduziert. Sogar wenn das
Lacton in der Basenlösung
bei der Herstellung von Beispiel Nr. 3 aufgelöst wurde, wurde die selbe verbessernde
Wirkung beobachtet. Für
den Nebenstromrauch aus Beispiel Nr. 2 wurden sogar Eigenschaften,
die aus Rauchteilchen herrührten,
beispielsweise Reizstoffe bzw. Stimuli und Rauchigkeit, verbessert.
D.h. es wurde eine große
Verbesserung erreicht in Verbindung mit der Reduktion unangenehmer
Empfindungen. Der Nebenstromrauch der Beispiele Nr. 4 und 5 wies
ein cremiges und Kokosnuss-artiges Aroma und einen reduzierten Tabakgeruch
auf. Die Probe Nr. 6 wies ein Currygewürz-artiges Aroma auf, wodurch
der Tabakgeruch maskiert wurde.
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Wie
oben beschrieben, wurde der Geruch des Nebenstromrauches der Zigarette,
die in dem Zigarettenpapier eingewickelt war, das das Mittel zur
Verbesserung des Nebenstromrauches enthielt, deutlich verbessert,
indem es durch das Lactonaroma maskiert wurde, obwohl der Umfang
der Verbesserung abhängig
von der Art und der Menge des verwendeten Lactons variierte.
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Beispiel 10
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In
diesem Beispiel wurde die Wirkung eines Mittels zur Verbesserung
des Nebenstromrauches gemäß der Erfindung,
das einer Fugenpaste zugesetzt wurde, überprüft. Als Fugenpaste wurde eine
auf Vinylacetatcopolymer basierende Fugenpaste oder eine auf Carboxymethylcellulose
basierende Fugenpaste verwendet. 1.000 mg/l γ-Undecalacton wurden jeder der
Fugenpasten zugesetzt und darauf wurde jede der Pasten auf im Handel
erhältliches
Zigarettenpapier mit geringem Nebenstromrauch aufgebracht.
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Als
Kontrolle wurde ein Experiment auch für den Fall durchgeführt, in
dem eine wässrige
Lösung
aus γ-Undecalacton
auf das Zigarettenpapier aufgebracht und getrocknet wurde.
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Nach
den Aufbringungen wurde jedes der Zigarettenpapiere bei 100°C für 2 h getrocknet
und darauf wurde der selbe Beschleunigungstest wie in Beispiel 1
durchgeführt.
Danach wurde die Menge des im Zigarettenpapier enthaltenen Lactons
durch das thermische Zersetzungsverfahren bestimmt. Die Ergebnisse,
die erzielt wurden, sind in Tabelle 9 dargestellt.
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Aus
den in Tabelle 9 dargestellten Ergebnissen wurde bestätigt, dass γ-Undecalacton
im Zigarettenpapier stabil enthalten war, sogar wenn γ-Undecalacton
der Fugenpaste zugesetzt wurde. Es hat sich weiter herausgestellt,
dass, wenn γ-Undecalacton
der Fugenpaste zugesetzt wurde, das Aroma von γ-Undecalacton schwach wurde.
Das γ-Undecalactonaroma
wurde kaum aus insbesondere der Vinylacetatcopolymer-basierenden
Fugenpaste freigesetzt.
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Wie
oben beschrieben, wird gemäß der vorliegenden
Erfindung ein Zigarettenpapier, das ein Mittel zur Verbesserung
des Nebenstromrauches aufweist, das während des Nichtrauchens im
Wesentlichen keinen Geruch freisetzt, sondern unangenehmen Geruch
des Nebenstromrauches während
des Rauchens maskieren kann, um den Geruch des Nebenstromrauches
zu verbessern, obwohl es eine relativ einfache Struktur aufweist,
ebenso wie eine Zigarette bereitgestellt.
