FI81949C

FI81949C - smoking Product

Info

Publication number: FI81949C
Application number: FI870467A
Authority: FI
Inventors: Jr Andrew Jackson Sensabaugh; Henry Thomas Ridings; Iv John Hughes Reynolds; Michael David Shannon; Chandra Kumar Banerjee; Ernest Gilbert Farrier
Original assignee: Reynolds Tobacco Co R
Priority date: 1984-09-14
Filing date: 1987-02-04
Publication date: 1991-01-10
Also published as: BG45382A3; FI853486A0; ATE114415T1; FI883458A; DK22791D0; IE79075B1; DE3588051T2; NO169814B; HK40896A; DK22691A; ES296358Y; NO172522B; MX173247B; BG46596A3; IE950597L; AU623260B2; JPH0558756B2; HK40796A; IL76195A; DE3587952D1

Abstract

The cigarette has a carbonaceous fuel element. A separate aerosol generator has a substrate bearing an aerosol forming material. The fuel element and substrate are arranged in a conductive relationship, so that the heat-stable substrate receives conductive heat transfer throughout the burning time of the fuel element. The fuel element is less than 30mm in length, with a density of at least 5 g/cc. An insulation material can surround part of the fuel element. The insulation is resilient and at least 15 mm thick. The cigarette also has a mouthpiece.

Description

1 819491 81949

Tupakointituote - RökningsproduktSmoking product - Rökningsprodukt

Esillä olevan patenttihakemuksesta 853486 jakamalla erotetun keksinnön kohteena on tupakointituote, joka muodostaa tupakansavua muistuttavaa aerosolia ja joka sisältää vain mahdollisimman vähäisen määrän epätäydellisiä palamis- tai pyrolyysi-tuotteita.The present invention, divided by division of the present patent application 853486, relates to a smoking article which forms an aerosol resembling tobacco smoke and which contains only the smallest possible amount of incomplete combustion or pyrolysis products.

Vuosien varrella, erityisesti viimeksi kuluneiden 20-30 vuoden aikana on kehitelty monia tupakointituotteita, mutta yksikään näistä tuotteista ei ole koskaan saavuttanut kaupallista menestystä.Over the years, especially in the last 20-30 years, many smoking products have been developed, but none of these products have ever achieved commercial success.

Vuosikymmeniä kestäneistä yrityksistä ja mielenkiinnosta huolimatta ei markkinoilla vieläkään ole tupakointituotetta, joka tarjoaa tavanomaisen savukkeenpolton hyödyt ja edut muodostamatta huomattavia määriä epätäydellisiä palamis- ja pyrolyysi-tuotteita.Despite decades of effort and interest, there is still no smoking product on the market that offers the benefits and advantages of conventional cigarette smoking without generating significant amounts of incomplete combustion and pyrolysis products.

Keksinnön kohteena on tupakointituote, joka kykenee muodostamaan huomattavia määriä aerosolia sekä alkuvaiheessa että tuotteen käyttöiän ajan ilman aerosolin muodostajan huomattavaa lämpöhajaantumista ja ilman huomattavien pyrolyysi- tai epätäydellisten palamistuotteiden läsnäoloa ja edullisesti ilman huomattavia määriä sivuvirtaussavua. Keksinnön mukaiset tupa-kointituotteet kykenevät antamaan käyttäjälle savukkeenpolton aistimukset ja edut tupakkaa polttamatta.The invention relates to a smoking article capable of forming significant amounts of aerosol both in the initial phase and during the life of the article without significant thermal decomposition of the aerosol former and without the presence of significant pyrolysis or incomplete combustion products and preferably without significant amounts of sidestream smoke. The smoking articles of the invention are capable of giving the user the sensations and benefits of smoking cigarettes without smoking tobacco.

Nämä ja muut edut saavutetaan muodostamalla patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukainen pitkänomainen savukkeen kaltainen tupakointituote. Keksinnön mukaiselle tupakointituotteelle on tunnusomaista se, että aerosolin muodostusosa on sijoitettu pituussuuntaisesti polttoaine-elementin taakse ja kiinnitetty siihen, ja että tupakointituote sisältää lisäksi joustavan, 2 81949 vähintään 0,5 mm paksun eristysosan, joka ympäröi polttoaine-elementin olennaisesti sen koko pituudelta.These and other advantages are achieved by forming an elongate cigarette-like smoking article according to the preamble of claim 1. The smoking article of the invention is characterized in that the aerosol generating member is positioned longitudinally behind and attached to the fuel element, and that the smoking article further includes a resilient insulating member 2 81949 at least 0.5 mm thick surrounding the fuel element along its entire length.

Sytytettäessä tupakointituote kehittää polttoaine-elementti lämpöä, jota käytetään aerosolin muodostusaineen tai aerosolin muodostusosassa olevien aineiden haihduttamiseksi. Nämä haihtuvat materiaalit kulkevat sitten suunpuoleista päätä kohti erityisesti imaisun aikana ja edelleen käyttäjän suuhun samalla tavoin kuin tavanomaisen savukkeen savu.When ignited, the smoking article generates heat from the fuel element which is used to evaporate the aerosol-forming agent or substances in the aerosol-forming member. These volatile materials then pass towards the mouth end, especially during suction, and further into the user's mouth in the same way as the smoke of a conventional cigarette.

Polttoaine-elementti on edullisesti pituudeltaan vähemmän kuin noin 30 mm, edullisemmin alle 15 mm, sen tiheys on ainakin 0,5 g/cm3 ja se on varustettu yhdellä tai useammalla pitkit-täiskanavalla. Aerosolin muodostusosaan kuuluu edullisesti yhtä tai useampaa aerosolin muodostusainetta sisältävä lämmönkestävä substraatti. Polttoaineen ja aerosolin muodostajan välinen läm-mönvaihtosuhde saadaan edullisesti aikaan esimerkiksi metalli-kalvoa olevalla lämpöä johtavalla elimellä, joka johtaa tai siirtää lämpöä tehokkaasti palavasta polttoaine-elementistä aerosolin muodostusosaan. Tämä lämpöä johtava elin koskettaa polttoaine-elementtiä ja aerosolin muodostusosaa ainakin osalta niiden kehäpintoja. Ainakin osaa polttoaine-elementistä ja/tai aerosolin muodostusosasta peittävä kehäeristyselin, esimerkiksi eristyskuitujen muodostama vaippa, on edullisesti joustava ja ainakin 0,5 mm paksu. Kehäeristyselin pienentää säteittäistä lämpöhäviötä ja auttaa pitämään ja ohjaamaan lämpöä polttoaine-elementistä kohti aerosolin muodostusosaa.The fuel element is preferably less than about 30 mm in length, more preferably less than 15 mm, has a density of at least 0.5 g / cm 3 and is provided with one or more longitudinal channels. The aerosol generating member preferably includes a heat-resistant substrate containing one or more aerosol generating agents. The heat exchange ratio between the fuel and the aerosol generator is preferably provided, for example, by a metal-film thermally conductive member that efficiently conducts or transfers heat from the combustible fuel element to the aerosol generating member. This thermally conductive member contacts the fuel element and the aerosol generating member at least with respect to their circumferential surfaces. The circumferential insulating member covering at least a part of the fuel element and / or the aerosol generating part, for example a sheath formed by insulating fibers, is preferably flexible and at least 0.5 mm thick. The circumferential insulating member reduces radial heat loss and helps to retain and direct heat from the fuel element toward the aerosol generating member.

Koska edullinen polttoaine-elementti on suhteellisen lyhyt, kuuma, palava tulikartio on jatkuvasti lähellä aerosolin muodostusosaa, mikä maksimoi lämmön siirtymisen siihen ja maksimoi myös saadun aerosolituotannon erityisesti sellaisissa suoritusmuodoissa, jotka on varustettu lämpöä johtavalla elimellä.Because the preferred fuel element is relatively short, the hot, combustible cone of fire is continuously close to the aerosol generating member, which maximizes heat transfer thereto and also maximizes the resulting aerosol production, especially in embodiments equipped with a thermally conductive member.

3 81 9493 81 949

Suhteellisen lyhyen, vähämassaisen substraatin tai kantoaineen edullinen käyttö aerosolin muodostusosana lähellä lyhyttä polttoaine-elementtiä lisää myös aerosolituotantoa minimoimalla substraatin lämpönieluvaikutuksen. Koska aerosolin muodostusai-ne on fyysisesti erillään polttoaine-elementistä, se joutuu alttiiksi olennaisesti alhaisemmille lämpötiloille kuin palavassa tulikartiossa on minimoiden siten aerosolin muodostajan lämpöhajaantumismahdollisuuden. Käyttämällä lisäksi erityisen edullisesti hiilipitoista polttoaine-elementtiä, jossa ei ole olennaisesti lainkaan haihtuvaa orgaanista materiaalia, saadaan eliminoiduksi olennaisesti kaikkien pyrolyysi- tai epätäydellisten palamistuotteiden läsnäolo ja lisäksi saadaan eliminoiduksi olennaisesti sivuvirtaussavun muodostuminen.The preferred use of a relatively short, low mass substrate or carrier as an aerosol generating member near a short fuel element also increases aerosol production by minimizing the heat sink effect of the substrate. Because the aerosol former is physically separated from the fuel element, it is exposed to substantially lower temperatures than in a combustible cone of fire, thus minimizing the potential for thermal dispersion of the aerosol former. In addition, by using a particularly advantageous carbonaceous fuel element with essentially no volatile organic material, the presence of substantially all pyrolysis or incomplete combustion products is eliminated and, in addition, the formation of sidestream smoke is eliminated.

Esillä olevan keksinnön mukaisessa tupakointituotteessa on tavallisesti suunpuoleinen pääkappale, jossa on esimerkiksi pit-kittäiskanavan muodostama elin aerosolin muodostusosan tuottaman haihtuvan materiaalin toimittamiseksi käyttäjälle. Tuotteen kokonaismitat ovat edullisesti samat kuin tavanomaisen savukkeen ja tästä syystä suunpuoleinen pääkappale ja aerosolin siirtoelin kattavat molemmat yli puolet tuotteen pituudesta. Vaihtoehtoisesti polttoaine-elementti ja aerosolin muodostusosa voidaan muodostaa ilman sisäänrakennettua suukappaletta tai aerosolin siirto-osaa käyttämällä erillistä, kertakäyttöistä tai uudelleen käytettävää suukappaletta.The smoking article of the present invention usually has a mouthpiece having, for example, a longitudinal channel member for delivering the volatile material produced by the aerosol generating member to the user. The overall dimensions of the product are preferably the same as those of a conventional cigarette and therefore the mouthpiece and the aerosol delivery member both cover more than half the length of the product. Alternatively, the fuel element and aerosol generating member may be formed without a built-in mouthpiece or aerosol transfer member using a separate, disposable or reusable mouthpiece.

Keksinnön mukaiseen tupakointituotteeseen voi kuulua myös tupakka-annos tai -tulppa, jota voidaan käyttää tupakan maun lisäämiseksi aerosoliin. Tupakka sijoitetaan edullisesti aerosolin muodostusosan suunpuoleiseen päähän tai se voidaan sekoittaa aerosolin muodostusaineen kantoaineeseen. Aromi- ja makuaineita voidaan myös lisätä tuotteeseen käyttäjälle siirtyvän aerosolin maun parantamiseksi.The smoking article of the invention may also include a dose or stopper of tobacco that can be used to add tobacco flavor to the aerosol. The tobacco is preferably placed at the mouth end of the aerosol generating member or may be mixed with the aerosol generating carrier. Flavorings and flavors can also be added to the product to improve the taste of the aerosol transferred to the user.

4 819494,81949

Keksinnön edulliset suoritusmuodot kykenevät toimittamaan ainakin 0,6 mg aerosolia mitattuna märkänä kokonaishiukkas-aineksena kolmen ensimmäisen imaisun aikana poltettaessa niitä FTC:n tupakointisääntöjen mukaisesti (FTC:n tupakointisääntöi-hin kuuluu kahden sekunnin imaisu, kokonaisvolyymi 35 ml), joita erottaa toisistaan 58 sekunnin kyteminen. Keksinnön edullisemmat suoritusmuodot kykenevät toimittamaan 1,5 mg tai enemmänkin aerosolia kolmen ensimmäisen imaisun aikana. Keksinnön kaikkein edullisimmat suoritusmuodot kykenevät toimittamaan 3 mg tai enemmänkin aerosolia kolmen ensimmäisen imaisun aikana poltettaessa niitä FTC:n tupakointimääräysten mukaisesti. Lisäksi keksinnön edulliset suoristusmuodot toimittavat keskimäärin ainakin noin 0,8 mg märkää kokonaishiukkasainesta imaisua kohti ainakin ensimmäisen kuuden imaisun ajan FTC-tupa-kointimääräysten mukaisesti.Preferred embodiments of the invention are capable of delivering at least 0.6 mg of aerosol measured as total wet particulate matter during the first three puffs when incinerated in accordance with FTC smoking rules (FTC smoking rules include two second suction, total volume 35 ml) separated by 58 seconds of smoking. . More preferred embodiments of the invention are capable of delivering 1.5 mg or more of aerosol during the first three aspirations. The most preferred embodiments of the invention are capable of delivering 3 mg or more of aerosol during the first three puffs when burned in accordance with FTC smoking regulations. In addition, preferred embodiments of the invention provide an average of at least about 0.8 mg of total wet particulate matter per aspiration for at least the first six aspirations in accordance with FTC smoking regulations.

Keksinnön mukainen tupakointituote kykenee myös muodostamaan aerosolin, joka on kemiallisesti yksinkertainen ja muodostuu olennaisesti hiilen oksideista, ilmasta, vedestä ja aerosolista, jossa on haluttuja maku- ja hajuaineita tai muita haluttuja haihtuvia materiaaleja sekä pienistä määristä muita materiaaleja. Jäljempänä selvitettävän Ames-testin perusteella aerosolilla ei edullisesti ole olennaista geenejä muuttavaa vaikutusta. Lisäksi tuote voidaan tehdä olennaisesti tuhkattomaksi, joten käyttäjän ei tarvitse karistaa tuhkaa käytön aikana.The smoking article of the invention is also capable of forming an aerosol which is chemically simple and consists essentially of carbon oxides, air, water and an aerosol with the desired flavors or other desired volatile materials and small amounts of other materials. Based on the Ames test discussed below, the aerosol preferably does not have a substantial gene-modifying effect. In addition, the product can be made substantially ash-free, so the user does not have to shed the ash during use.

Tässä käytettynä ja vain tämän hakemuksen tarkoituksia palvelemaan "aerosoli" on rajoitettu kattamaan höyryt, kaasut, hiukkaset ja vastaavat, jotka ovat sekä näkyviä että näkymättömiä sekä erityisesti ne ainesosat, jotka käyttäjä kokee "savumai-siksi" ja jotka muodostuvat palavasta polttoaine-elementistä tulevan lämmön vaikutuksesta aerosolin muodostusosassa tai muualla tuotteessa oleviin aineisiin. Tällä tavoin määriteltynä termi "aerosoli" kattaa myös haihtuvat makuaineet ja/taiAs used herein, and only for the purposes of this application, an "aerosol" is limited to cover vapors, gases, particles, and the like that are both visible and invisible, and in particular those ingredients that the user perceives as "smoky" and that consist of heat from a combustible fuel element. effects on substances in the aerosol generating component or elsewhere in the product. As defined in this way, the term "aerosol" also includes volatile flavors and / or

IIII

5 81949 farmakologisesti tai fysiologisesti vaikuttavat aineet riippumatta siitä, muodostavatko ne näkyvää aerosolia.5 81949 Pharmacologically or physiologically active substances, whether or not they form a visible aerosol.

Tässä käytettynä termi "johtava lämmönvaihtosuhde" on määritelty aerosolin muodostusosan ja polttoaine-elementin fyysiseksi järjestelyksi, jolloin lämpö siirtyy johtumalla palavasta polttoaine-elementistä aerosolin muodostusosaan olennaisesti polttoaine-elementin koko palamisvaiheen ajan. Johtava lämmönvaihtosuhde voidaan saada aikaan sijoittamalla aerosolin muodostus-osa kosketukseen polttoaine-elementin kanssa ja hyvin lähelle polttoaine-elementin palavaa osaa ja/tai käyttämällä hyväksi johtavaa elintä lämmön siirtämiseksi palavasta polttoaineesta aerosolin muodostusosaan. Edullisesti käytetään molempia menetelmiä johtavan lämmönsiirron aikaansaamiseksi.As used herein, the term "conductive heat exchange ratio" is defined as the physical arrangement of an aerosol generating member and a fuel element, wherein heat is transferred from the combustible fuel element to the aerosol generating member during substantially the entire combustion phase of the fuel element. The conductive heat exchange ratio can be achieved by placing the aerosol generating member in contact with the fuel element and very close to the combustible portion of the fuel element and / or utilizing a conductive member to transfer heat from the combustible fuel to the aerosol generating member. Preferably, both methods are used to provide conductive heat transfer.

Tässä käytettynä termi "hiilipitoinen" tarkoittaa pääasiallisesti hiiltä.As used herein, the term "carbonaceous" means primarily carbon.

Tässä käytettynä termi "eristysosa" tarkoittaa kaikkia materiaaleja, jotka toimivat pääasiallisesti eristiminä. Nämä materiaalit eivät edullisesti pala käytössä, mutta ne voivat sisältää hitaasti palavia hiiliä ja vastaavia materiaaleja sekä materiaaleja, jotka sulavat käytön aikana ja jollaisia ovat esimerkiksi pienilämpötilalaatuiset lasikuidut. Eristeiden lämmön-johtavuus yksikköinä g-kal/(sek.) (cm2) °C/cm) on vähemmän kuin noin 0,05, edullisesti vähemmän kuin noin 0,02, edullisimmin vähemmän kuin noin 0,005. Kts. Hackh's Chemical Dictionary, 34 (4. painos, 1969) ja Lange'n Handbook of Chemistry. 10, 272-274 (11. painos, 1973).As used herein, the term "insulating member" means any material that acts primarily as an insulator. These materials preferably do not burn in use, but may include slow-burning carbon and the like, as well as materials that melt during use, such as low temperature glass fibers. The thermal conductivity of the insulators in g-cal / (sec) (cm 2) ° C / cm) is less than about 0.05, preferably less than about 0.02, most preferably less than about 0.005. See Hackh's Chemical Dictionary, 34 (4th edition, 1969) and Lange's Handbook of Chemistry. 10, 272-274 (11th ed., 1973).

Keksinnön mukaista tupakointituotetta selvitetään yksityiskohtaisemmin seuraavassa keksinnön yksityiskohtaisessa selityksessä ja oheisissa piirustuksissa, joissa: 6 81949The smoking article according to the invention is explained in more detail in the following detailed description of the invention and in the accompanying drawings, in which: 6 81949

Kuviot 1 ja 2 ovat pitkittäiskuvia keksinnön eri suoritusmuodoista.Figures 1 and 2 are longitudinal views of different embodiments of the invention.

Kuvioissa 1 ja 2 esitettyihin suoritusmuotoihin kuuluu palamaton eristysvaippa 86 polttoaine-elementin 10 ympärillä polttoaine-elementissä olevan lämmön eristämiseksi ja keskittämiseksi. Nämä suoritusmuodot vähentävät myös sitä mahdollisuutta, että palava tulikartio aiheuttaisi tulipalon.The embodiments shown in Figures 1 and 2 include a non-combustible insulating sheath 86 around the fuel element 10 for isolating and concentrating the heat in the fuel element. These embodiments also reduce the possibility of a burning cone of fire causing a fire.

Kuviossa 1 esitetyssä suoritusmuodossa sekä polttoaine-elementti 10 että substraatti 30 on sijoitettu eristyskuitujen, kuten keraamisten (esim. lasi) kuitujen muodostamaan rengas-vaippaan tai putkeen 86. Keraamisten kuitujen sijasta voidaan käyttää palamattomia hiili- tai grafiittikuituja. Polttoaine-elementti 10 on edullisesti suulakepuristettu hiilitulppa, jossa on reikä 16. Esitetyssä suoritusmuodossa sytytyspää 11 ulottuu hieman vaipan 86 reunan yli sytytyksen helpottamiseksi. Substraatti 30 on kiinteätä huokoista tiilimateriaalia, vaikkakin muunkin tyyppisiä substraatteja voidaan käyttää. Substraattia ja polttoaine-elementin takaosaa ympäröi alumiinifoliopala 87. Esitetyllä tavalla tämä vaipoitettu polttoaine/substraatti yksikkö on kiinnitetty suukappaleeseen käärimällä se tavanomaiseen savukepaperiin 46, jolloin kyseinen suukappale voi olla piirustuksessa esitetty pitkänomainen selluloosa-asetaattiputki 40. Vaippa 86 ulottuu substraatin 30 suun puoleiseen päähän, mutta se voidaan korvata selluloosa-asetaattitangolla 42.In the embodiment shown in Figure 1, both the fuel element 10 and the substrate 30 are disposed in an annular sheath or tube 86 formed by insulating fibers, such as ceramic (e.g., glass) fibers. Non-combustible carbon or graphite fibers may be used instead of ceramic fibers. The fuel element 10 is preferably an extruded carbon plug with a hole 16. In the illustrated embodiment, the ignition head 11 extends slightly over the edge of the jacket 86 to facilitate ignition. Substrate 30 is a solid porous brick material, although other types of substrates may be used. The substrate and the back of the fuel element are surrounded by a piece of aluminum foil 87. As shown, this jacketed fuel / substrate unit is attached to a mouthpiece by wrapping it in conventional cigarette paper 46, which mouthpiece may be an elongate cellulose acetate tube 40 as shown in the drawing. it can be replaced by a cellulose acetate rod 42.

7 81 9497 81 949

Kuviossa 2 esitetyssä suoritusmuodossa käytetään alumiinimakro-kapselia 52 rakeisen substraatin 54 ja tupakan 56 ympäröimi-seksi. Makrokapseli 52 on päistään 58, 60 taitettu materiaalin sulkemiseksi siihen ja aerosolin muodostajan poistumisen estämiseksi. Polttoaineen puoleinen taitettu pää 58 on edullisesti vasten polttoaine-elementin takapäätä johtavan lämmönsiirtymi-sen muodostamiseksi. Pään 58 muodostama tyhjä tila 62 auttaa myös estämään aerosolin muodostajan pääsyä polttoaineeseen. Pituussuuntaiset kanavat 59 ja 61 on muodostettu ilman ja aerosolin muodostusaineen kulun sallimiseksi. Tämä makrokapseli on edullisesti sijoitettu kokonaan eristinvaipan 86 sisään.In the embodiment shown in Figure 2, an aluminum macrocapsule 52 is used to surround the granular substrate 54 and tobacco 56. The macrocapsule 52 is folded at its ends 58, 60 to enclose the material therein and prevent the aerosol former from escaping. The folded end 58 on the fuel side is preferably against the rear end of the fuel element to form a conductive heat transfer. The void space 62 formed by the head 58 also helps to prevent the aerosol former from entering the fuel. Longitudinal passages 59 and 61 are formed to allow the passage of air and aerosol generating agent. This macrocapsule is preferably located completely inside the insulating sheath 86.

Lisäksi polttoaine-elementin 10 sytytyspää 11 ei työnny vaipan 86 etupään yli. Makrokapselia ja polttoaine-elementin takaosaa ympäröi edullisesti alumiinifoliokappale samalla tavoin kuin kuviossa 1 on esitetty.In addition, the ignition end 11 of the fuel element 10 does not protrude beyond the front end of the jacket 86. The macrocapsule and the back of the fuel element are preferably surrounded by an aluminum foil body in the same way as shown in Figure 1.

Vaihtoehtoisesti substraattia ympäröivä alumiinifolio 52 on taitettu ainoastaan suun puoleisesta päästä. Tällaisessa suoritusmuodossa polttoaine-elementin takapää voidaan työntää folion toiseen päähän ja polypropyleeniputki voidaan sovittaa folion suun puoleisen pään päälle tai sijoittaa rajakkain sen kanssa. Koko yksikkö kääritään tai päällystetään lasikuidulla tavanomaisen savukkeen halkaisijaan.Alternatively, the aluminum foil 52 surrounding the substrate is folded only at the mouth end. In such an embodiment, the rear end of the fuel element may be inserted into one end of the foil and the polypropylene tube may be fitted over or adjacent to the mouth end of the foil. The entire unit is wrapped or coated with fiberglass to the diameter of a conventional cigarette.

Sytytettäessä joku yllä mainituista suoritusmuodoista polttoaine-elementti palaa kehittäen lämpöä, jota käytetään haihduttamaan aerosolin muodostusosassa oleva aerosolin muodostusaine tai -aineet. Nämä haihtuvat materiaalit vedetään sitten kohti suun puoleista päätä erityisesti imaisun aikana ja edelleen käyttäjän suuhun samalla tavoin kuin tavanomaisen savukkeen savu.When ignited, one of the above embodiments burns the fuel element to generate heat which is used to evaporate the aerosol generating agent or agents in the aerosol generating member. These volatile materials are then drawn towards the mouth end, especially during suction, and further into the user's mouth in the same way as the smoke of a conventional cigarette.

Koska polttoaine-elementti on edullisesti suhteellisen lyhyt, kuuma, palava tulikartio on aina lähellä aerosolin muodostus-yksikköä, mikä maksimoi lämmönsiirron aerosolin muodostusosaan 8 81949 sekä siitä seuraavan aerosolin muodostumisen erityisesti silloin, kun käytetään edullista lämmönjohtamiselintä. Lisäksi eristyselin pyrkii rajoittamaan, suuntaamaan ja keskittämään lämmön kohti tuotteen keskustaa lisäten siten aerosolin muo-dostusaineeseen siirtynyttä lämpöä.Because the fuel element is preferably relatively short, the hot, combustible fire cone is always close to the aerosol generating unit, which maximizes heat transfer to the aerosol generating member 8 8 8 849 and subsequent aerosol formation, especially when a preferred heat conducting member is used. In addition, the insulating member tends to limit, direct and concentrate heat towards the center of the product, thus increasing the heat transferred to the aerosol-forming agent.

Koska aerosolin muodostusaine on fyysisesti erillään polttoaine-elementistä, se on alttiina olennaisesti alhaisemmille lämpötiloille kuin palavassa tulikartiossa esiintyvät lämpötilat. Tämä minimoi aerosolin muodostajan lämpöhajaantumismah-dollisuuden. Tämä johtaa myös aerosolin muodostukseen imaisun aikana, mutta vähän tai ei lainkaan aerosolia muodostuu kyte-misen aikana. Lisäksi edullisten hiilipitoisten polttoaine-elementtien ja fyysisesti erillisen aerosolin muodostusosan käyttö eliminoi olennaisesti pyrolyysi- tai epätäydellisten palamistuotteiden muodostumisen ja estää olennaisesti sivuvir-taussavun muodostumisen.Because the aerosol-forming agent is physically separated from the fuel element, it is exposed to substantially lower temperatures than those present in a burning fire cone. This minimizes the potential for thermal decomposition of the aerosol former. This also results in aerosol formation during aspiration, but little or no aerosol formation during heating. In addition, the use of preferred carbonaceous fuel elements and a physically separate aerosol generating member substantially eliminates the formation of pyrolysis or incomplete combustion products and substantially prevents the formation of sidestream smoke.

Johtuen keksinnössä käytetyn edullisen hiilipitoisen polttoaine-elementin pienestä koosta ja palamisominaisuuksista, alkaa polttoaine-elementti yleensä palaa olennaisesti koko näkyvissä olevalta pituudeltaan muutaman imaisun jälkeen. Aerosolin muodostusosan välittömässä läheisyydessä oleva polttoaine-elementin osaa kuumenee siis nopeasti, mikä lisää huomattavasti lämmön siirtymistä aerosolin muodostusosaan erityisesti alku- ja keski-imaisujen aikana. Koska edullinen polttoaine-elementti on lyhyt, ei missään vaiheessa ole pitkää palamatonta polttoaine-kappaletta, joka toimisi lämpönieluna ja kuten asianlaita tavallisesti oli aikaisemmissa lämpöaerosolituotteissa. Lämmönsiirtoa ja tästä syystä aerosolin kulkua parannetaan myös käyttämällä ainakin yhtä polttoaineen läpi kulkevaa reikää, joka vetää kuumaa ilmaa aerosolin muodostajaan erityisesti imaisun aikana.Due to the small size and combustion characteristics of the preferred carbonaceous fuel element used in the invention, the fuel element generally begins to burn over substantially its entire visible length after a few aspirations. The part of the fuel element in the immediate vicinity of the aerosol generating part thus heats up rapidly, which considerably increases the heat transfer to the aerosol generating part, especially during the initial and central suction. Because the preferred fuel element is short, there is at no point a long non-combustible piece of fuel that would act as a heat sink and, as was usually the case with previous thermal aerosol products. Heat transfer and therefore the flow of the aerosol is also improved by using at least one hole through the fuel which draws hot air into the aerosol generator, especially during suction.

n 9 81949n 9 81949

Keksinnön edullisissa suoritusmuodoissa lyhyt hiilipitoinen polttoaine-elementti, lämmönjohtamiselin, eristysosa ja polttoaineessa olevat kanavat toimivat yhdessä aerosolin muodostajan kanssa aikaansaaden järjestelmän, joka kykenee tuottamaan huomattavia määriä aerosolia käytännöllisesti katsoen jokaisella imaisulla. Se, että tulikartio on hyvin lähellä aerosolin muodostajaa muutaman imaisun jälkeen sekä eristysosan käyttö johtaa voimakkaaseen lämmönsiirtoon sekä imaisun aikana että imaisujen välisen suhteellisen pitkän kytemisvaiheen aikana.In preferred embodiments of the invention, the short carbonaceous fuel element, the heat conducting member, the insulating member, and the channels in the fuel cooperate with the aerosol former to provide a system capable of producing substantial amounts of aerosol with virtually every aspiration. The fact that the fire cone is very close to the aerosol former after a few aspirations and the use of an insulating part results in strong heat transfer both during aspiration and during the relatively long boiling phase between aspirations.

Vaikka tarkoituksena ei olekaan pitäytyä teoriaan, voidaan uskoa, että aerosolin muodostusosa pysyy suhteellisen korkeassa lämpötilassa imaisujen välillä ja että imaisujen aikana aiheutettu lisälämpö, jota huomattavasti lisää polttoaine-elementissä oleva reikä tai reiät, toimii pääasiallisesti aerosolin muodostusaineen haihduttamiseksi. Tämä parantunut lämmönsiirto merkitsee käytettävissä olevan polttoaine-energian tehokkaampaa käyttöä, pienentää tarvittavaa polttoainemäärää ja edesauttaa alkuvaiheessa aerosolin kulkua. Lisäksi keksinnössä käytetty johtava lämmönsiirto alentaa hiilipolttoaineen palamislämpö-tilaa, mikä teorian mukaan edelleen pienentää polttoaineen muodostamissa palamistuotteissa CO/C =2“su^etta· Kts* esim.While not wishing to be bound by theory, it can be believed that the aerosol generating member remains at a relatively high temperature between aspirations and that the additional heat generated during aspirations, greatly increased by a hole or holes in the fuel element, acts primarily to evaporate the aerosol generating agent. This improved heat transfer means more efficient use of the available fuel energy, reduces the amount of fuel required and facilitates the initial flow of the aerosol. In addition, the conductive heat transfer used in the invention lowers the combustion temperature of the carbon fuel, which according to the theory further reduces the CO / C = 2 "in the combustion products formed by the fuel.

G. Hagg, General Inorganic Chemistry, sivu 592 (John Wiley & Sons, 1969).G. Hagg, General Inorganic Chemistry, page 592 (John Wiley & Sons, 1969).

Edelleen valitsemalla sopivasti polttoaine-elementti, eristys-vaippa, paperipäällys ja lämmönjohdinelin on mahdollista valvoa tai ohjata polttoainelähteen palamisominaisuuksia. Tällä tavoin on mahdollista ohjata lämmönsiirtoa aerosolin muodostajaan, mikä puolestaan muuttaa imaisujen määrää ja/tai käyttäjälle tulevaa aerosolimäärää.Furthermore, by appropriately selecting the fuel element, the insulation jacket, the paper wrapper and the heat conductor member, it is possible to monitor or control the combustion properties of the fuel source. In this way, it is possible to control the heat transfer to the aerosol generator, which in turn changes the amount of suction and / or the amount of aerosol coming to the user.

Yleisesti ottaen keksinnön toteuttamisessa käytettävät palavat polttoaine-elementit ovat alle 30 mm pitkiä. Edullisesti 10 81 949 polttoaine-elementin pituus on noin 20 mm tai vähemmän, edullisesti noin 15 mm tai vähemmän. Polttoaine-elementin halkaisija on edullisesti noin 3-8 mm, edullisemmin noin 4- 5 mm. Tässä käytettyjen polttoaine-elementtien tiheys on ollut noin 0,5 g/cm^ - noin 1,5 g/cm-*. Tiheys on edullisesti suurempi kuin 0,7 g/cm^, edullisemmin suurempi kuin 0,8 g/cm^. Polttoaine on edullisesti varustettu yhdellä tai useammalla pituussuuntaan ulottuvalla reiällä, kuten reikä 16 kuvioissa 1 ja 2. Nämä reiät aikaansaavat huokoisuuden ja parantavat alkuvaiheessa lämmönsiirtoa substraattiin suurentamalla substraattiin pääsevien kuumien kaasujen määrää.In general, the combustible fuel elements used to practice the invention are less than 30 mm long. Preferably, the length of the fuel element is about 20 mm or less, preferably about 15 mm or less. The diameter of the fuel element is preferably about 3-8 mm, more preferably about 4-5 mm. The density of the fuel elements used herein has been from about 0.5 g / cm 2 to about 1.5 g / cm -1. The density is preferably greater than 0.7 g / cm 2, more preferably greater than 0.8 g / cm 2. The fuel is preferably provided with one or more longitudinally extending holes, such as hole 16 in Figures 1 and 2. These holes provide porosity and initially improve heat transfer to the substrate by increasing the amount of hot gases entering the substrate.

Keksinnössä käytetyt edulliset polttoaine-elementit on pääasiallisesti muodostettu hiilipitoisesta materiaalista. Hiili-pitoisten polttoaine-elementtien pituus on edullisesti noin 5- 15 mm, edullisemmin noin 8-12 mm. Näillä ominaisuuksilla varustetut hiilipitoiset polttoaine-elementit sisältävät riittävästi polttoainetta ainakin noin 7-10 imaisuun, joka on yleensä normaali imaisumäärä poltettaessa tavanomaista savuketta FTC määräysten mukaisesti.The preferred fuel elements used in the invention are mainly formed of a carbonaceous material. The length of the carbonaceous fuel elements is preferably about 5 to 15 mm, more preferably about 8 to 12 mm. Carbonaceous fuel cells equipped with these properties contain sufficient fuel for at least about 7-10 puffs, which is usually the normal puff amount when burning a conventional cigarette according to FTC regulations.

Tällaisen polttoaine-elementin hiilipitoisuus on edullisesti ainakin 60-70 %, edullisemmin ainakin noin 80 painoprosenttia tai enemmänkin. Erinomaisia tuloksia on saavutettu polttoaine-elementeillä, joiden hiilipitoisuus on yli noin 85 painoprosenttia. Runsaasti hiiltä sisältävät polttoaineet ovat edullisia, koska ne muodostavat mahdollisimman vähän pyrolyysi- ja epätäydellisiä palamistuotteita, vähän tai ei lainkaan näkyvää sivuvirtaussavua ja mahdollisimman vähän tuhkaa ja lisäksi niiden lämpökapasiteetti on suuri. Tämän keksinnön piiriin kuuluvat kuitenkin myös vähemmän hiiltä, esim. noin 50-65 painoprosenttia sisältävät polttoaine-elementit erityisesti silloin, kun käytetään palamatonta inerttiä täyteainetta.Such a fuel element preferably has a carbon content of at least 60-70%, more preferably at least about 80% by weight or more. Excellent results have been achieved with fuel cells with a carbon content of more than about 85% by weight. Carbon-rich fuels are preferred because they produce as little pyrolysis and incomplete combustion products as possible, little or no visible sidestream smoke, and as little ash, and also have a high heat capacity. However, fuel elements containing less carbon, e.g. about 50-65% by weight, are also within the scope of this invention, especially when a non-combustible inert filler is used.

IIII

11 81949 Käyttökelpoisia, vaikkakaan eivät edullisia, ovat myös muut polttoainemateriaalit, kuten tupakka, tupakkakorvikkeet ja vastaavat edellyttäen, että ne kehittävät ja johtavat riittävästi lämpöä aerosolin muodostusosaan halutun aerosolimäärän tuottamiseksi aerosolin muodostusmateriaalista, kuten yllä on selvitetty. Käytetyn polttoaineen tiheyden pitäisi olla yli noin 0,5 g/cm3, edullisesti yli noin 0,7 g/cm3, mikä on suurempi kuin tavanomaisissa tupakointituotteissa normaalisti käytetyt tiheydet. Käytettäessä tällaisia muita materiaaleja on hyvin edullista sisällyttää polttoaineeseen hiiltä määrien ollessa edullisesti ainakin noin 20-40 painoprosenttia, edullisemmin ainakin noin 50 painoprosenttia ja edullisemmin ainakin noin 65-70 painoprosenttia, jolloin loppuosa muodostuu muista polttoaineosista mukaanluettuna mahdollinen sideaine, palamisen säätöaineet, kosteus jne.Other fuel materials, such as tobacco, tobacco substitutes, and the like, are also useful, though not preferred, provided they generate and conduct sufficient heat to the aerosol generating member to produce the desired amount of aerosol from the aerosol generating material, as discussed above. The density of the fuel used should be greater than about 0.5 g / cm 3, preferably greater than about 0.7 g / cm 3, which is higher than the densities normally used in conventional smoking articles. When using such other materials, it is highly preferred to include carbon in the fuel in amounts of preferably at least about 20-40% by weight, more preferably at least about 50% by weight, and more preferably at least about 65-70% by weight, with the remainder consisting of other fuels including possible binder, combustion regulators, moisture, etc.

Edullisessa polttoaineessa tai edullisena polttoaineena käytetyt hiilipitoiset materiaalit voidaan saada käytännöllisesti katsoen mistä tahansa monista hiililähteistä, jotka ammattimie-hille ovat tunnettuja. Hiilipitoinen materiaali saadaan edullisesti selluloosamateriaalin pyrolyysillä tai karbonoinnilla, jollaisia materiaaleja ovat puu, puuvilla, raion, tupakka, kookospähkinä, paperi ja vastaavat, vaikkakin muidenkin lähteiden hiilipitoisia materiaaleja voidaan käyttää.The carbonaceous materials used in the preferred fuel or as the preferred fuel can be obtained from virtually any of a variety of carbon sources known to those skilled in the art. The carbonaceous material is preferably obtained by pyrolysis or carbonation of a cellulosic material, such as wood, cotton, rayon, tobacco, coconut, paper, and the like, although carbonaceous materials from other sources may be used.

Useimmissa tapauksissa hiilipitoinen polttoaine-elementti pitäisi kyetä sytyttämään tavanomaisella savukkeensytyttäjällä käyttämättä hapettavaa ainetta. Tämän tyyppiset palamisominai-suudet saadaan yleensä selluloosamateriaalista, joka on pyroly-soitu lämpötiloissa noin 400 - noin 1000°C, edullisesti noin 500 - noin 950°C inertissä ilmakehässä tai tyhjössä. Pyrolyysi-aika ei ilmeisestikään ole ratkaiseva, kunhan vain lämpötila pyrolysoidun massan keskustassa on saavuttanut mainitun lämpötila-alueen ainakin muutamaksi minuutiksi. Useiden tuntien aikana asteettain nousevia lämpötiloja käyttävän hitaan pyro- i2 81 949 lyysin uskotaan kuitenkin tuottavan yhtenäisempää materiaalia ja suuremman hiilen saannon. Vaikka useimmissa tapauksissa tämä on ei-toivottavaa, keksinnön suojapiiriin kuuluvat myös sellaiset hiilipitoiset polttoaine-elementit, jotka vaativat hapettavan aineen lisäämistä niiden sytyttämiseksi savukkeensytyttä-jällä ja samalla tavoin keksintöön kuuluvat hiilipitoiset materiaalit, jotka vaativat hehkumishidastimen tai jonkun muun tyyppisen palamisen säätöaineen käyttöä. Tällaisia palamisen modifiointiaineita on esitetty monissa patenteissa ja julkaisuissa ja ne ovat ammattimiehille tuttuja.In most cases, the carbonaceous fuel element should be able to ignite with a conventional cigarette lighter without the use of an oxidizing agent. Combustion properties of this type are generally obtained from a cellulosic material pyrolyzed at temperatures of about 400 to about 1000 ° C, preferably about 500 to about 950 ° C in an inert atmosphere or vacuum. The pyrolysis time is obviously not decisive, as long as the temperature in the center of the pyrolyzed mass has reached said temperature range for at least a few minutes. However, slow pyro-i2 81 949 lysis using gradually increasing temperatures over several hours is believed to produce a more uniform material and a higher carbon yield. Although in most cases this is undesirable, the invention also encompasses carbonaceous fuel elements that require the addition of an oxidizing agent to ignite them with a cigarette lighter, and likewise include carbonaceous materials that require the use of an incandescent or other type of combustion regulator. Such combustion modifiers have been disclosed in many patents and publications and are familiar to those skilled in the art.

Keksinnön toteuttamisessa käytettävät edullisemmat hiilipitoiset polttoaine-elementit ovat olennaisesti täysin vailla haihtuvaa orgaanista materiaalia. Tällä tarkoitetaan sitä, että polttoaine-elementtiä ei tarkoituksellisesti impregnoida tai siihen sekoiteta huomattavia määriä haihtuvia orgaanisia aineita, kuten haihtuvat aerosolin muodostus- tai mausteaineet, jotka saattaisivat hajota palavassa polttoaineessa. Polttoaineessa voi kuitenkin olla pieniä määriä vettä, jotka polttoaine luonnostaan adsorboi. Samalla tavoin aerosolin muodostus-aineita ja niitä voi siis olla läsnä polttoaine-elementissä.The more preferred carbonaceous fuel elements used in the practice of the invention are substantially completely free of volatile organic material. This means that the fuel cell is not intentionally impregnated or mixed with significant amounts of volatile organic substances, such as volatile aerosol formers or spices, which could decompose in the combustible fuel. However, the fuel may contain small amounts of water, which are naturally adsorbed by the fuel. Similarly, aerosol-forming agents and thus may be present in the fuel element.

Eräs edullinen hiilipitoinen polttoaine-elementti on puristettu tai suulakepuristettu hiilimassa, joka on valmistettu hiilestä ja sideaineesta tavanomaisilla painepuristus- tai suulakepuris-tusmenetelmillä. Edullinen aktiivihiili tällaiseen polttoaine-elementtiin PCB-G ja edullinen ei-aktiivinen hiili on PXC, joita molempia saadaan yhtiöstä nimeltä Calgon Carbon Corporation, Pittsburgh, PA. Muita edullisia hiiliä painepuris-tamiseksi ja/tai suulakepuristamiseksi valmistetaan pyrolysoi-dusta puuvillasta tai pyrolysoiduista papereista.A preferred carbonaceous fuel element is a compressed or extruded carbon mass made from carbon and a binder by conventional compression or extrusion methods. The preferred activated carbon for such a fuel element is PCB-G and the preferred inactive carbon is PXC, both available from Calgon Carbon Corporation, Pittsburgh, PA. Other preferred carbons for compression and / or extrusion are made from pyrolyzed cotton or pyrolyzed papers.

Tällaisen polttoaine-elementin valmistuksessa käytettävät sideaineet ovat alalla hyvinkin tunnettuja. Eräs edullinen sideaine on natriumkarboksimetyyliselluloosa (SCMC), jota 13 81 949 voidaan edullisesti käyttää yksinään tai toisaalta yhdessä muiden materiaalien kanssa, jollaisia ovat natriumkloridi, vermikuliitti, bentoniitti, kalsiumkarbonaatti ja vastaavat. Muita käyttökelpoisia sideaineita ovat kumit, kuten guarkumi ja muut selluloosajohdannaiset, kuten metyyliselluloosa ja karbok-simetyyliselluloosa (CMC).The binders used in the manufacture of such a fuel element are well known in the art. A preferred binder is sodium carboxymethylcellulose (SCMC), which 13 81 949 can be advantageously used alone or in combination with other materials such as sodium chloride, vermiculite, bentonite, calcium carbonate and the like. Other useful binders include gums such as guar gum and other cellulose derivatives such as methylcellulose and carboxymethylcellulose (CMC).

Erittäin monia sideainepitoisuuksia voidaan käyttää. Sideaine-määrä on edullisesti rajoitettu, jotta sideaine vaikuttaisi mahdollisimman vähän ei-toivottujen palamistuotteiden muodostumiseen. Toisaalta sideainetta pitää olla riittävästi polttoaine-elementin pitämiseksi koossa valmistuksen ja käytön aikana. Käytetty määrä riippuu siis polttoaine-elementissä olevan hiilen koossapysyvyydestä.Very many binder concentrations can be used. The amount of binder is preferably limited so that the binder has as little effect as possible on the formation of undesired combustion products. On the other hand, there must be sufficient binder to hold the fuel element together during manufacture and use. The amount used thus depends on the cohesiveness of the carbon in the fuel element.

Haluttaessa mainitut polttoaine-elementit voidaan pyrolysoida muodostamisen jälkeen esimerkiksi noin 650°C:een 2 tunniksi sideaineen muuttamiseksi hiileksi, jolloin muodostuu käytännöllisesti katsoen 100-prosenttinen hiilipolttoaine-elementti.If desired, said fuel elements can be pyrolyzed after formation to, for example, about 650 ° C for 2 hours to convert the binder to carbon, thereby forming a virtually 100% carbon fuel element.

Esillä olevassa keksinnössä käytetyt polttoaine-elementit voivat sisältää myös yhtä tai useampaa lisäainetta palamisen parantamiseksi, jolloin kysymykseen tulee jopa noin 5 painoprosenttia natriumkloridia kytemisominaisuuksien parantamiseksi ja toimimaan hehkumisen hidastimena. Samoin syttyvyyden parantamiseksi voidaan lisätä jopa noin 5, edullisesti 1-2 painoprosenttia kaliumkarbonaattia. Samoin voidaan käyttää myös lisäaineita fyysisten ominaisuuksien parantamiseksi, jolloin kysymykseen tulevat savet, kuten kaoliinit, serpentiinit, attapul-giitit ja vastaavat.The fuel elements used in the present invention may also contain one or more additives to improve combustion, in which case up to about 5% by weight of sodium chloride may be used to improve the boiling properties and act as a glow retarder. Likewise, up to about 5, preferably 1-2% by weight of potassium carbonate may be added to improve flammability. Additives can also be used to improve physical properties, in which case clays such as kaolins, serpentines, attapulites and the like can be used.

Eräs toinen hiilipitoinen polttoaine-elementti on hiilikuitu-polttoaine, jota voidaan valmistaa karbonoimalla kuitumainen edeltäjä, kuten puuvilla, raion, paperi, polyakrylonitiili ja vastaavat. Yleensä riittää pyrolyysi lämpötilassa noin 14 81 949 650-1000°C, edullisesti noin 950°C noin 30 minuutin ajan iner-tissä ilmakehässä tai tyhjössä tuottamaan sopivaa hiilikuitua, jolla on hyvät palamisominaisuudet. Näihin kuitupolttoainei-siin voidaan myös lisätä palamisen modifiointilisäaineita.Another carbonaceous fuel element is a carbon fiber fuel that can be prepared by carbonizing a fibrous precursor such as cotton, rayon, paper, polyacrylonitrile, and the like. In general, pyrolysis at a temperature of about 14,891,949,650-1000 ° C, preferably about 950 ° C for about 30 minutes in an inert atmosphere or vacuum is sufficient to produce a suitable carbon fiber with good combustion properties. Combustion modifiers can also be added to these fibrous fuels.

Keksintöä suoritettaessa käytetty aerosolin muodostusosa on fyysisesti erillään polttoaine-elementistä. Fyysisesti erillään tarkoittaa sitä, että aerosolin muodostusmateriaalit sisältävä substraatti, säiliö tai astia ei ole sekoittunut eikä edes osa siitä ole sekoittunut palavaan polttoaine-elementtiin. Kuten aikaisemmin todettiin, tämä järjestely vähentää tai eliminoi aerosolin muodostusaineen lämpöhajaantumisen ja sivuvirtaussa-vun läsnäolon. Vaikkakaan aerosolin muodostusosa ei ole osa polttoainetta, se on kuitenkin johtavassa lämmönvaihtosuhteessa polttoaine-elementtiin ja sijaitsee edullisesti rajakkain polttoaine-elementin kanssa tai välittömästi sen vieressä. Aerosolin muodostusosa voidaan lisäksi sulkea tai upottaa polttoaine-elementtiin muodostettuun onteloon, ollen edellä esitetyn mukaisesti kuitenkin fyysisesti erillään polttoaine-elementistä.The aerosol generating member used in carrying out the invention is physically separate from the fuel element. Physically separate means that the substrate, container or container containing the aerosol-forming materials is not mixed and not even part of it is mixed with the combustible fuel element. As previously stated, this arrangement reduces or eliminates the thermal dispersion of the aerosol-forming agent and the presence of a by-pass. Although the aerosol generating member is not part of the fuel, it is in a conductive heat exchange relationship with the fuel element and is preferably located adjacent to or immediately adjacent to the fuel element. In addition, the aerosol generating member may be enclosed or immersed in the cavity formed in the fuel element, however, being physically separate from the fuel element as described above.

Aerosolin muodostusosaan kuuluu edullisesti yhtä tai useampaa lämpökestävää materiaalia, joissa on yhtä tai useampaa aerosolin muodostusainetta. Tässä keksinnössä käytetty lämpökestävä materiaali kykenee kestämään polttoaineen läheisyydessä esiintyviä korkeita lämpötiloja, esim. 400-600°C hajoamatta tai palamatta. Tällaisen materiaalin käytön uskotaan ylläpitävän aerosolin yksinkertaisen "savukemian", kuten todistaa Ames-vaikutuksen puuttuminen edullisista suoritusmuodoista. Keksinnön mukaista on käyttää, vaikkakaan ei ole edullista käyttää muitakin aerosolin muodostusosia, kuten lämmössä halkeavia mikrokapseleita tai kiinteitä aerosolin muodostusaineita edellyttäen, että ne kykenevät vapauttamaan riittävästi aerosolin muodostushöyryjä, jotka muistuttavat tyydyttävästi tupakansavua.The aerosol generating member preferably includes one or more heat-resistant materials having one or more aerosol-forming agents. The heat-resistant material used in this invention is capable of withstanding high temperatures in the vicinity of fuel, e.g. 400-600 ° C, without decomposing or burning. The use of such a material is believed to maintain the simple "smoke chemistry" of the aerosol, as evidenced by the absence of the Ames effect in the preferred embodiments. It is in accordance with the invention to use, although it is not preferred to use other aerosol-forming components, such as thermally fissile microcapsules or solid aerosol-forming agents, provided that they are capable of releasing sufficient aerosol-forming vapors that satisfactorily resemble tobacco smoke.

15 81 94915 81 949

Aerosolin muodostusaineen substraattina tai kantoaineena käytettävät lämpökestävät materiaalit ovat ammattimiehille hyvinkin tunnettuja. Käyttökelpoisten substraattien pitäisi olla huokoisia ja niiden pitää kyetä pitämään aerosolin muo-dostusyhdiste silloin, kun sitä ei käytetä ja vapauttamaan mahdollinen aerosolin muodostushöyry polttoaine-elementtiä lämmitettäessä.Heat-resistant materials used as a substrate or carrier for an aerosol-forming agent are well known to those skilled in the art. Useful substrates should be porous and should be able to hold the aerosol-forming compound when not in use and release any aerosol-forming vapor when heating the fuel element.

Käyttökelpoisiin lämpökestäviin materiaaleihin kuuluvat lämpö-kestävät adsorboivat hiilet, kuten huokoiset laatuhiilet, grafiitti, aktiivi- tai ei-aktiivihiilet ja vastaavat. Muita sopivia materiaaleja ovat kiinteät epäorgaaniset aineet, kuten keraamiset aineet, lasi, alumiinioksidi, vermikuliitti, savet, kuten bentoniitti ja vastaavat. Nykyisin edullisia substraatti-materiaaleja ovat hiilihuovat, -kuidut ja -levyt, aktiivihiilet ja huokoiset hiilet, kuten PC-25 ja PG-60 Union Carbide-yhtiöl-tä samoin kuin SGL-hiili, jota saadaan Calgon'lta.Useful heat-resistant materials include heat-resistant adsorbent carbons such as porous quality carbons, graphite, activated or inactive carbons, and the like. Other suitable materials include solid inorganic materials such as ceramics, glass, alumina, vermiculite, clays such as bentonite, and the like. Currently preferred substrate materials include carbon felts, fibers and sheets, activated carbons and porous carbons such as PC-25 and PG-60 from Union Carbide, as well as SGL carbon available from Calgon.

Riippuen siitä, mitä tiettyä aerosolin muodostusosaa käytetään, sen koostumus ja rakenne voidaan yleensä valita hiukkas-maisista, kuituisista, huokoisista kappaleista, kiinteistä kappaleista, joiden läpi ulottuu yksi tai useampia aksiaalisia kanavia sekä vastaavista. Erityisesti hiukkasmaiset substraatit voidaan sijoittaa säiliöön, joka on edullisesti muodostettu metallifoliosta.Depending on the particular aerosol forming member used, its composition and structure may generally be selected from particulate, fibrous, porous bodies, solid bodies through which one or more axial channels extend, and the like. In particular, the particulate substrates can be placed in a container, which is preferably formed of a metal foil.

Keksinnössä käytetty aerosolin muodostusosa sijoitetaan tavallisesti korkeintaan noin 60 mm:n, edullisesti korkeintaan 30 mm:n ja edullisemmin korkeintaan 15 mm:n päähän polttoaine-elementin sytytyspäästä. Aerosolin muodostajan pituus voi vaihdella välillä noin 2-60 mm, edullisesti noin 5-40 mm ja edullisimmin noin 20-35 mm. Mikäli käytetään ei-hiukkasmaista substraattia, se voidaan varustaa yhdellä tai useammalla reiällä substraatin pinta-alan suurentamiseksi ja ilmanvirtauksen ja lämmönsiirtymän lisäämiseksi.The aerosol generating member used in the invention is usually located at a maximum distance of about 60 mm, preferably at most 30 mm and more preferably at most 15 mm from the ignition end of the fuel element. The length of the aerosol former may vary between about 2-60 mm, preferably about 5-40 mm and most preferably about 20-35 mm. If a non-particulate substrate is used, it may be provided with one or more holes to increase the surface area of the substrate and to increase airflow and heat transfer.

ie 81949ie 81949

Keksinnössä käytetyn aerosolin muodostusaineen tai -aineiden pitää kyetä muodostamaan aerosoli aerosolin muodostusosassa olevissa lämpötiloissa palavan polttoaine-elementin lämmittäessä ne. Aineet muodostuvat edullisesti hiilestä, vedystä ja hapesta, mutta niihin voi kuulua muitakin materiaaleja. Aerosolin muodostusaineet voivat olla kiinteitä, puolikiinteitä tai nestemäisiä. Aineen ja/tai aineiden seoksen kiehumispiste voi olla jopa noin 500°C. Tällaisilla ominaisuuksilla varustettuja aineita ovat moniarvoiset alkoholit, kuten glyseriini ja propyleeniglykoli samoinkuin mono-, di- tai polykarboksyylihap-pojen alifaattiset esterit, kuten metyylistearaatti, dodekan-dioaatti, dimetyylitetradodekandioaatti ja muut.The aerosol generating agent or agents used in the invention must be able to form an aerosol at the temperatures in the aerosol generating member when heated by a combustible fuel element. The substances are preferably composed of carbon, hydrogen and oxygen, but may include other materials. Aerosol generating agents can be solid, semi-solid or liquid. The boiling point of the substance and / or mixture of substances can be as high as about 500 ° C. Substances with such properties include polyhydric alcohols such as glycerin and propylene glycol as well as aliphatic esters of mono-, di- or polycarboxylic acids such as methyl stearate, dodecanedioate, dimethyl tetradodecanedioate and others.

Aerosolin muodostusaineisiin kuuluu edullisesti seos, jossa on korkean kiehumispisteen omaava, pienihöyrynpaineista ainetta ja alhaisen kiehumispisteen omaavaa, suurihöyrynpaineista ainetta. Ensimmäisissä imaisuissa muodostaa siis alhaisen kiehumispisteen omaava aine suurimman osan alkuaerosolista sekä lämpötilan noustessa aerosolin muodostajassa korkean kiehumispisteen omaava aine muodostaa suurimman osan aerosolia.The aerosol-forming agents preferably include a mixture of a high boiling point low vapor pressure agent and a low boiling point high vapor pressure agent. Thus, in the first aspirations, the low-boiling substance forms the majority of the initial aerosol, and as the temperature rises in the aerosol former, the high-boiling substance forms the majority of the aerosol.

Edullisia aerosolin muodostusaineita ovat moniarvoiset alkoholit tai moniarvoisten alkoholien seokset. Erityisen edullisia aerosolin muodostajia ovat glyseriini, propyleeniglykoli, trietyleeniglykoli tai niiden seokset.Preferred aerosol-forming agents are polyhydric alcohols or mixtures of polyhydric alcohols. Particularly preferred aerosol formers are glycerin, propylene glycol, triethylene glycol or mixtures thereof.

Aerosolin muodostusaine voi olla hajaantuneena aerosolin muo-dostusosaan pitoisuuden ollessa sellainen, että se riittää substraatin, kantoaineen tai säiliön päällystämiseksi tai kyllästämiseksi. Aerosolin muodostusainetta voidaan käyttää esimerkiksi sellaisenaan eli täydellä tehollaan tai laimeana liuoksena kastamalla, suihkuttamalla, höyrylevittämällä tai vastaavilla menetelmillä. Kiinteät aerosolin muodostusaineosat voidaan sekoittaa substraattiin ja jakaa tasaisesti ennen muodostamista.The aerosol-forming agent may be dispersed in the aerosol-forming portion at a concentration sufficient to coat or impregnate the substrate, carrier, or container. The aerosol-forming agent can be used, for example, as such, i.e. at full power or as a dilute solution by dipping, spraying, steam-spreading or the like. The solid aerosol-forming ingredients can be mixed into the substrate and distributed evenly prior to formation.

17 81 94917 81 949

Vaikka aerosolin muodostusaineen kuormitus vaihtelee kanto-aineesta kantoaineeseen ja aerosolin muodostusaineesta aerosolin muodostusaineeseen, nestemäisten aerosolin muodostusai-neiden määrä on yleensä noin 20-120 mgr edullisesti noin 35 - noin 85 mg ja edullisemmin noin 45 - noin 65 mg. Mahdollisimman paljon aerosolin muodostusosassa olevaa aerosolin muodostajaa pitäisi saada kulkemaan käyttäjälle WTPM:nä. Edullisesti yli noin 2 painoprosenttia, edullisemmin yli noin 15 painoprosenttia ja edullisimmin yli noin 20 painoprosenttia aerosolin muodostusosassa olevaa aerosolin muodostajaa kulkeutuu käyttäjälle WTPM:nä.Although the loading of the aerosol-forming agent varies from carrier to carrier and from aerosol-forming agent to aerosol-forming agent, the amount of liquid aerosol-forming agents is generally from about 20 to 120 mgr, preferably from about 35 to about 85 mg, and more preferably from about 45 to about 65 mg. As much of the aerosol generator in the aerosol generating section as possible should be passed to the user as a WTPM. Preferably, greater than about 2 weight percent, more preferably greater than about 15 weight percent, and most preferably greater than about 20 weight percent of the aerosol former in the aerosol generating member is delivered to the user as a WTPM.

Aerosolin muodostusosaan voi kuulua myös yhtä tai useampaa haihtuvaa makuainetta, kuten mentolia, vanilliinia, keinotekoista kahvia, tupakkauutteita, nikotiinia, kofeiinia, nesteitä ja muita aineita, jotka antavat makua aerosoliin. Se voi sisältää myös jotain muita haluttuja haihtuvia kiinteitä tai nestemäisiä materiaaleja.The aerosol-forming component may also include one or more volatile flavors such as menthol, vanillin, artificial coffee, tobacco extracts, nicotine, caffeine, liquids, and other substances that impart flavor to the aerosol. It may also contain any other desired volatile solid or liquid materials.

Kuten edellä esitettiin, keksinnön mukainen tupakointituote voi sisältää myös tupakka-annoksen tai -tulpan, jota voidaan käyttää tupakan maun lisäämiseksi aerosoliin. Tupakka sijoitetaan edullisesti aerosolin muodostusosan suun puoleiseen päähän tai se voidaan sekoittaa aerosolin muodostusaineen kantoaineeseen. Tuotteeseen voidaan myös lisätä makuaineita käyttäjälle tulevan aerosolin maustamiseksi.As discussed above, the smoking article of the invention may also contain a dose or stopper of tobacco that can be used to add tobacco flavor to the aerosol. The tobacco is preferably placed at the mouth end of the aerosol generating member or may be mixed with the aerosol generating carrier. Flavors can also be added to the product to flavor the aerosol to the user.

Mikäli käytetään tupakka-annosta, kuumat höyryt kulkevat tupak-kakerroksen läpi uuttaen ja haihduttaen tupakan haihtuvat ainesosat ilman, että tupakkaa tarvitsee polttaa. Tämän tupakkatuotteen käyttäjä vastaanottaa siis aerosolin, joka sisältää luonnontupakan laadut ja maut, mutta ei sisällä tavanomaisen savukkeen aiheuttamia palamistuotteita.If a dose of tobacco is used, the hot vapors pass through the tobacco bed, extracting and evaporating the volatile components of the tobacco without the need to burn the tobacco. The user of this tobacco product thus receives an aerosol which contains the qualities and flavors of natural tobacco but does not contain the combustion products caused by a conventional cigarette.

ie 81949ie 81949

Vaihtoehtoisesti nämä valinnaiset aineet voidaan sijoittaa aerosolin muodostusosan ja suun puoleisen pään väliin esimerkiksi erilliseen substraattiin tai aerosolin muodostusosasta suun puoleiseen päähän johtavassa kanavassa olevaan kammioon tai tilaan tai valinnaiseen tupakka-annokseen. Haluttaessa näitä haihtuvia aineita voidaan käyttää aerosolin muodostus-aineen asemesta tai korvata osa tätä ainetta siten, että tuote siirtää käyttäjälle aerosolittoman maun tai muuta ainetta.Alternatively, these optional agents may be placed between the aerosol generating member and the oral end, for example, in a separate substrate or in a chamber or space in the channel leading from the aerosol generating member to the oral end, or in an optional tobacco dose. If desired, these volatile substances may be used in place of the aerosol-forming agent or a part of this substance may be replaced so that the product imparts an aerosol-free taste or other substance to the user.

Tässä esitetyn kaltaisia tuotteita voidaan käyttää tai modifioida käytettäväksi lääkkeenantotuotteina haihtuvien farmakologisesti tai fysiologisesti vaikuttavien aineiden antamiseksi, jollaisia ovat esimerkiksi efedriini, metaprotenenoli, terbuta-liini tai vastaavat.Products such as those set forth herein may be used or modified for use as drug delivery products for the administration of volatile pharmacologically or physiologically active agents such as, for example, ephedrine, metaprotenol, terbutalin, or the like.

Tässä keksinnössä edullisesti käytetty lämmönjohtamiselin on tyypillisesti metallifolio, kuten alumiinifolio, jonka paksuus vaihtelee vähemmästä kuin 0,01 mm:stä noin 0,1 mm:iin tai ylikin. Johtavana materiaalin paksuutta ja/tai tyyppiä voidaan vaihdella minkä tahansa halutun lämmönsiirtymisasteen aikaansaamiseksi. Kuvatuissa suoritusmuodoissa esitetyllä tavalla lämmönjohtamiselin edullisesti koskettaa tai menee päällekkäin polttoaine-elementin ja aerosolin muodostuselimen osan kanssa ja voi muodostaa säiliön, joka ympäröi aerosolin muodostusai-netta. Lämmönjohtamiselimenä voi olla lisäksi esimerkiksi metallinen sauva, joka on ainakin osittain upotettu polttoaine-elementtiin ja/tai aerosolin muodostuselimeen.The heat conducting member preferably used in the present invention is typically a metal foil, such as aluminum foil, having a thickness ranging from less than 0.01 mm to about 0.1 mm or more. As a conductor, the thickness and / or type of material can be varied to achieve any desired degree of heat transfer. As shown in the described embodiments, the heat conducting member preferably contacts or overlaps with a portion of the fuel element and the aerosol generating member and may form a container surrounding the aerosol generating agent. The heat conducting member may furthermore be, for example, a metal rod at least partially immersed in the fuel element and / or the aerosol generating member.

Keksinnön mukaisesti käytettävät eristyselimet ovat yleensä epäorgaanisia tai orgaanisia kuituja, joita on valmistettu esimerkiksi lasista, alumiinioksidista, piioksidista, lasimateriaaleista, vuorivillasta, hiilistä, piiaineista, boorista, orgaanisista polymeereistä, selluloosista ja vastaavista mukaanluettuna näiden materiaalien seokset. Samoin voidaan käyttää ei-kuitumaisia eristysmateriaaleja, kuten piidioksidia- 19 81 949 erogeeli/ perliitti, lasi ja vastaavat, jotka on muodostettu levyiksi, nauhoiksi tai muihin muotoihin. Edulliset eristyseli-met ovat joustavia tavanomaisen savukkeen tunnun matkimiseksi. Nämä materiaalit toimivat pääasiallisesti eristysvaippana säilyttäen ja ohjaten huomattavan osan palavan polttoaine-elementin muodostamasta lämmöstä aerosolin muodostusosaan. Koska eristysvaippa kuumenee palavan polttoaine-elementin vieressä rajoitetusti, se voi johtaa lämpöä myös kohti aerosolin muodos-tusosaa.The insulating members used in accordance with the invention are generally inorganic or organic fibers made of, for example, glass, alumina, silica, glass materials, rock wool, carbon, silicon, boron, organic polymers, cellulose, and the like, including mixtures of these materials. Likewise, non-fibrous insulating materials such as silica-erogel / perlite, glass and the like formed into sheets, strips or other shapes can be used. Preferred insulating means are flexible to mimic the feel of a conventional cigarette. These materials act primarily as an insulating jacket, retaining and directing a substantial portion of the heat generated by the combustible fuel element to the aerosol generating member. Since the insulating jacket heats up to a limited extent next to the combustible fuel element, it can also conduct heat towards the aerosol generating part.

Nykyisin edullisina pidettyihin eristysmateriaaleihin kuuluvat keraamiset kuidut, kuten lasikuidut. Kahta erityisen edullista lasikuitua on saatavissa yhtiöstä nimeltä Manning Paper Company of Troy, New York, tuotenimien ollessa Manniglas 1000 ja Manniglas 1200. Tavallisesti eristyskuitu kääritään ainakin polttoaine-elementin osaan ja tuotteen jonkun muun halutun osan päälle lopullisen halkaisijan ollessa noin 7-8 mm. Eristyskerroksen edullinen paksuus on siis noin 0,5-2,5 mm, edullisemmin noin 1-2 mm. Aina, kun se on mahdollista, pidetään edullisina lasikuitimateriaaleja, joilla on alhainen pehmenemispiste, esim. alle noin 650°C.Currently preferred insulation materials include ceramic fibers such as glass fibers. Two particularly preferred glass fibers are available from Manning Paper Company of Troy, New York under the trade names Manniglas 1000 and Manniglas 1200. Typically, the insulating fiber is wrapped in at least a portion of a fuel cell and some other desired portion of the product with a final diameter of about 7-8 mm. Thus, the preferred thickness of the insulating layer is about 0.5-2.5 mm, more preferably about 1-2 mm. Whenever possible, glass fiber materials with a low softening point, e.g., below about 650 ° C, are preferred.

Kun eristyselin on kuitumainen, käytetään edullisesti tuotteen suun puoleisessa päässä sulkuosaa. Eräs tällainen sulkuosa on erittäin tiivistä selluloosa-asetaattihahtuvaa oleva rengasmainen osa, joka rajoittuu kuituiseen eristysosaan ja joka on suljettu edullisesti suun puoleisesta päästä esimerkiksi liimalla ilmavirran estämiseksi kulkemasta hahtuvan läpi.When the insulating member is fibrous, a closure portion is preferably used at the mouth end of the product. One such barrier member is an annular member of high density cellulose acetate fluff bordering the fibrous insulating member and preferably closed at the mouth end, for example by an adhesive, to prevent airflow from passing through the fluff.

Keksinnön useimmissa suoritusmuodoissa polttoaine/aerosolin muodostusosayhdistelmä kiinnitetään suukappaleeseen, joka on esimerkiksi kuvioissa esitetty foliopäällysteinen paperi tai selluloosa-asetaatti/muoviputki, vaikkakin suukappale voidaan muodostaa myös erilliseksi, jolloin se voi olla esimerkiksi savukkeen imuke. Tuotteen tämä osa muodostaa kanavan, joka 20 81 949 ohjaa haihtuneen tai höyrystyneen aerosolin muodostusaineen käyttäjän suuhun. Koska sen pituus on edullisesti noin 50-60 mm tai enemmänkin, se pitää myös kuuman tulikartion kaukana käyttäjän suusta ja sormista.In most embodiments of the invention, the fuel / aerosol generating assembly is attached to a mouthpiece, such as the foil-coated paper or cellulose acetate / plastic tube shown in the figures, although the mouthpiece may also be formed separately, for example, as a cigarette suction. This part of the product forms a channel which directs the evaporated or vaporized aerosol-forming agent into the mouth of the user. Because it is preferably about 50-60 mm or more in length, it also keeps the hot cone of fire away from the user's mouth and fingers.

Sopivien suukappaleiden pitäisi olla inerttejä aerosolin muodostusaineiden suhteen, niissä pitäisi olla vesi- tai nestetiivis sisäkerros, kondensaatiosta tai suodatuksesta johtuvan aerosolin häviön pitäisi olla mahdollisimman vähäinen ja lisäksi niiden pitäisi kyetä kestämään tuotteen muiden elementtien rajapinnoissa vallitseva lämpötila. Edullisia suukappaleita ovat kuvioiden 1-3 mukainen foliopäällysteinen putki ja kuvioiden 4-7 mukaisissa suoritusmuodoissa käytetty selluloosa-asetaattiputki. Muut sopivat suukappaleet ovat alan ammattimiehille ilmeisiä.Suitable mouthpieces should be inert to aerosol-forming agents, have a water- or liquid-tight inner layer, minimize aerosol loss due to condensation or filtration, and be able to withstand the temperature at the interfaces of other elements of the product. Preferred mouthpieces are the foil-coated tube of Figures 1-3 and the cellulose acetate tube used in the embodiments of Figures 4-7. Other suitable mouthpieces will be apparent to those skilled in the art.

Keksinnön mukaisiin suukappaleisiin voi kuulua valinnainen "suodatin", jota käytetään antamaan tuotteelle tavanomaisen suodatinsavukkeen ulkonäkö. Näitä suodattimia ovat pieniti-heyksiset selluloosa-asetaattisuodattimet ja ontot tai kavennetut muovisuodattimet, jotka on valmistettu esimerkiksi polypropyleenistä. Lisäksi tuote voidaan koko pituudeltaan tai joku sen osa voidaan kääriä savukepaperiin.The mouthpieces of the invention may include an optional "filter" used to give the product the appearance of a conventional filter cigarette. These filters include low density cellulose acetate filters and hollow or tapered plastic filters made of, for example, polypropylene. In addition, the entire length of the product or any part thereof may be wrapped in cigarette paper.

Keksinnön mukaisten edullisten tuotteiden muodostama aerosoli on kemiallisesti yksinkertaista muodostuen olennaisesti ilmasta, hiilen oksideista, aerosolista, joka kuljettaa haluttuja makuaineita tai muita haluttuja haihtuvia materiaaleja, vedestä ja pienistä määristä muita aineita. Tämän keksinnön mukaisten edullisten tuotteiden muodostamalla märällä kokonaishiukkasai-neksella (WTPM) ei ole mutageenistä vaikutusta Ames-testillä mitattuna, eli keksinnön mukaisen WTPM:n ja näille tuotteille alttiissa vakiotestimikro-organismeissa esiintyvien revertant-tien määrän välillä ei ole merkittävää annosreaktiosuhdetta. Ames-testin kehittäjien mukaan merkittävä annoksesta riippuva 21 81949 reaktio osoittaa mutageenisten materiaalien läsnäoloa testa tuissa tuotteissa. Kts. Arnes et ai., Mut, Res., 31:347-364 (1975); Nagas et ai., Mut. Res., 42:335 (1977).The aerosol formed by the preferred products of the invention is chemically simple, consisting essentially of air, carbon oxides, an aerosol carrying the desired flavors or other desired volatile materials, water and small amounts of other substances. The total wet particulate matter (WTPM) formed by the preferred products of this invention is not mutagenic as measured by the Ames test, i.e. there is no significant dose-response relationship between the WTPM of the invention and the amount of revertants present in standard test microorganisms susceptible to these products. According to the developers of the Ames test, a significant dose-dependent 21,81949 reaction indicates the presence of mutagenic materials in the tested products. See Arnes et al., Mut. Res., 31: 347-364 (1975); Nagas et al., Mut. Res., 42: 335 (1977).

Eräs lisäetu keksinnön mukaisissa edullisissa suoritusmuodoissa on käytön aikana muodostuneen tuhkan suhteellinen puuttuminen verrattuna tavanomaisesta savukkeesta tulevaan tuhkaan. Edullisen hiilipolttoainelähteen palaessa se muuttuu olennaisesti hiilen oksideiksi muodostaen suhteellisen vähän tuhkaa ja tästä syystä ei ole tarvetta karistaa tuhkaa tuotetta käytettäessä.An additional advantage of the preferred embodiments of the invention is the relative absence of ash formed during use compared to ash from a conventional cigarette. When the preferred carbon fuel source burns, it essentially converts to carbon oxides, forming relatively little ash, and therefore there is no need to shed the ash when using the product.

Keksinnön mukaista tupakointituotetta selvitetään edelleen viittaamalla seuraavaan esimerkkiin, joka auttaa ymmärtämään keksintöä, mutta jota ei ole tarkoitettu rajoittamaan sitä. Ellei toisin ole ilmoitettu, ovat kaikki prosenttimäärät painoprosentteja. Kaikki lämpötilat on ilmoitettu °C:na ja ovat korj aamattomia.The smoking article of the invention will be further elucidated with reference to the following example, which helps to understand the invention but is not intended to limit it. Unless otherwise indicated, all percentages are by weight. All temperatures are in ° C and are uncorrected.

Modifioitu versio kuvion 2 mukaisesta tupakointituotteesta valmistettiin seuraavasti: 9,5 mm pitkä hiilipolttoainelähde, jonka halkaisija oli 4,5 mm ja siinä halkaisijaltaan 1 mm:n pitkittäiskanava, suulakepuristettiin seoksesta, jossa oli 10 % SCMC:tä, 5 % kaliumkarbonaattia ja 85 % karbonoitua paperia sekoitettuna 10 %:iin vettä. Seoksen konsistenssi oli taikina-mainen ja se syötettiin suulakepuristimeen. Suulakepuristettu materiaali leikattiin mittapituuteen sen jälkeen, kun sitä oli kuivattu 80°C:ssa yön yli. Makrokapseli valmistettiin 22 mm pitkästä kappaleesta 0,0089 mm paksua alumiinia, joka muokattiin sylinteriksi, jonka sisähalkaisija oli 4,5 mm. Makrokapseli täytettiin (a) 70 mg:11a vermikuliittia, joka sisälsi 50 mg propyleeniglykolin ja glyseriinin 1:1 seosta ja (b) 30 mg:11a burley-tupakkaa, johon oli lisätty 6 % glyserii-niä ja 6 % propyleeniglykolia. Polttoainelähde ja makrokapseli liitettiin yhteen työntämällä polttoainelähde noin 2 mm makro-kapselin pään sisään. Sisähalkaisijaltaan 4,5 mm oleva 35 mm 22 81 949 pitkä polypropyleeniputki työnnettiin makrokapselin toiseen päähän. Polttoainelähde, raakrokapseli ja polypropyleeniputki oli siten liitetty yhteen ja ne muodostivat 65 mm pitkän, halkaisijaltaan 4,5 mm olevan yksikön. Tämän yksikön päälle käärittiin useita kerroksia Manning Paper Company'n Manniglas 1000:ta, kunnes saavutettiin ympärysmitta 24,7 mm. Tämä jälkeen yksikkö yhdistettiin 5 mm pitkään selluloosa-asetaattisuodat-timeen ja käärittiin savukepaperiin. FTC-määräysten mukaan poltettuna tuote muodosti 8 mg WTPM kolmen ensimmäisen imaisun aikana; 7 mg WTPM imaisuilla 4-6; ja 5 mg WTPM imaisuilla 7-9. Kokonaisaerosolituotos 9 imaisun aikana oli 20 mg. Sijoitettuna vaakasuuntaisesti silkkkipaperin päälle tuote ei sytyttänyt eikä edes kärventänyt silkkkipaperia.A modified version of the smoking article of Figure 2 was prepared as follows: A 9.5 mm long carbon fuel source with a diameter of 4.5 mm and a longitudinal channel of 1 mm in diameter was extruded from a mixture of 10% SCMC, 5% potassium carbonate and 85% carbonated paper mixed with 10% water. The consistency of the mixture was dough-like and was fed to an extruder. The extruded material was cut to length after drying at 80 ° C overnight. The macrocapsule was made of a 22 mm long piece of 0.0089 mm thick aluminum, which was formed into a cylinder with an inner diameter of 4.5 mm. The macrocapsule was filled with (a) 70 mg of vermiculite containing 50 mg of a 1: 1 mixture of propylene glycol and glycerin and (b) 30 mg of Burley tobacco supplemented with 6% glycerin and 6% propylene glycol. The fuel source and the macrocapsule were connected by pushing the fuel source about 2 mm into the end of the macrocapsule. A 35 mm 22 81 949 long polypropylene tube with an inner diameter of 4.5 mm was inserted into one end of the macrocapsule. The fuel source, the raw capsule and the polypropylene tube were thus connected together to form a 65 mm long unit with a diameter of 4.5 mm. Several layers of Manning Paper Company's Manniglas 1000 were wrapped on top of this unit until a circumference of 24.7 mm was reached. The unit was then connected to a 5 mm long cellulose acetate filter and wrapped in cigarette paper. When burned according to FTC regulations, the product formed 8 mg of WTPM during the first three aspirations; 7 mg WTPM with aspirations 4-6; and 5 mg WTPM with aspirations 7-9. The total aerosol yield during 9 aspirations was 20 mg. When placed horizontally on tissue paper, the product did not ignite or even scorch tissue paper.

Claims

23 81 949

An elongate smoking article comprising: a carbonaceous fuel element (10) at the ignition end of the smoking article and a physically separate aerosol generating member (12) containing at least one aerosol generating material (30, 54) arranged to receive heat from the fuel element during smoking; that the aerosol generating member (12) is positioned longitudinally behind and attached to the fuel element (10), and that the smoking article further includes a resilient insulating member (86) at least 0.5 mm thick that substantially surrounds the fuel element (10); along its entire length.

Product according to claim 1, characterized in that the insulating part (86) surrounds at least a part of the aerosol generating part (12).

Product according to Claim 1, characterized in that the fuel element (10) and the aerosol generating part (12) are in a conductive heat exchange ratio.

Product according to Claim 1 or 3, characterized in that the fuel element (10) is less than 30 mm long.

The product according to claim 1, characterized in that it forms a wet total particulate matter which, as measured by the Ames test, has no mutagenic effect.

Product according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the insulating element (86) is made of a fibrous material. 24 81 949

Product according to claim 6, characterized in that the insulating part (86) contains inorganic fibers.

Product according to one of Claims 1 or 3, characterized in that the length of the fuel element (10) is less than 20 mm.

Product according to Claim 1 or 3, characterized in that the length of the fuel element (10) is less than 15 mm.

Product according to Claim 9, characterized in that the fuel element (10) has a plurality of channels (16) extending longitudinally therethrough.

The article of claim 1, characterized in that the aerosol generating member comprises a porous non-particulate substrate through which at least a partially longitudinal channel extends.

The product of claim 1, characterized in that the product constitutes at least about 0.6 mg of total wet particulate matter during the first three aspirations when incinerated in accordance with FTC regulations.

A product according to claim 12, characterized in that the product constitutes at least about 1.5 mg of total wet particulate matter during the first three aspirations when incinerated in accordance with FTC regulations.

The product of claim 1, characterized in that the product forms an average of at least about 0.8 mg of total wet particulate matter per aspiration for at least six aspirations when incinerated in accordance with FTC regulations. 25 8 1 9 4 9

The product of claim 1, characterized in that the aerosol generating member (12) contains a substrate loaded with about 3 to 85 mg of aerosol former.

The product of claim 1, characterized in that at least about 15% by weight of the aerosol former is formed as a wet total particulate material in accordance with FTC smoking regulations.

The article of claim 1, further comprising a dose of tobacco (56) disposed in the aerosol generating member (12) or between the mouth end of the aerosol generating member (12) and the mouth end of the product to allow hot vapors to pass. to evaporate volatile materials through the tobacco (56) without burning the tobacco.

Product according to claim 1, characterized in that the fuel element (10) does not generate substantially any visible side-flow smoke during cooking. 26 81 949