FI82592C - Roekningsprodukt. - Google Patents

Description

1 82592

Tupakointituote. - Rökningsprodukt.

Esillä olevan FI-hakemuksesta no: Θ53486 jakamalla erotetun hakemuksen keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukainen tupakointituote, joka muodostaa tupakansavua muistuttavaa aerosolia ja joka sisältää vain mahdollisimman vähäisen määrän epätäydellisiä palamis- tai pyrolyysituotteita.

Vuosien varrella, erityisesti viimeksi kuluneiden 20 - 30 vuoden aikana on kehitelty monia tupakointituotteita, mutta yksikään näistä tuotteista ei ole koskaan saavuttavut kaupallista menestystä.

Vuosikymmeniä kestäneistä yrityksistä ja mielenkiinnosta huolimatta ei markkinoilla vieläkään ole tupakointituotet-ta, joka tarjoaa tavanomaisen savukkeenpolton hyödyt ja edut muodostamatta huomattavia määriä epätäydellisiä palamis- ja pyrolyysituotteita.

Esimerkiksi patenttijulkaisun SE - 220072 osalta on huomattava, että vaikka tämä artikkeli on esitetty yli 20 vuotta sitten, se ei ole koskaan saavuttanut minkäänlaista kaupallista menestystä. Patenttijulkaisussa esitetty tuote käsitteli useita ilmeisiä epäkohtia mukaanlukien metalli-putken 3 esiintyöntyminen tupakan kulumisen jälkeen. Muut ilmeiset epäkohdat käsittävät tupakkapyrolyysituotteiden huomattavan esiintymisen tuotteen aerosolissa, huomattavan sivuvirtaussavun ja tuhkan esiintymisen ja mahdollisen nikotiinin lähdemateriaalin pyrolyysin metalliputkessa.

2 82592

Julkaisussa US-patentti no. 4340072 tupakointituotteet koostuvat tupakka- tai tupakkakorvikepolttoainesauvasta, jossa on keskeinen ilmakanava ja suun puoleinen kammio sisältäen aerosolin muodostamaa ainetta. Tällaisessa tupakointituotteessa ei ole lämmönjohtamiselintä.

Esillä olevan keksinnön mukaiset tuotteet käyttävät johtavaa lämmönsiirtoa lämmönjohtamiselimen avulla, kuten vaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa on esitetty. Täten hakemuksen mukaisessa keksinnössä aerosolin muodostusosa vastaanottaa lämpöä sekä imaisun aikana että kytemisen aikana, kun taas US-julkaisun laite perustuu lämmönsiirtä-miseen konvektion avulla ja pääasiallisesti johtaa lämpöä suuosan aerosolikammioon vain imaisun aikana. Ero tuloksissa on dramaattinen. Esillä olevan keksinnön mukaiset edulliset tupakointituotteet muodostavat enemmän kuin nelinkertaisen aerosolin muodostumisen (mitattuna märkänä kokonaishiukkasaineksena) aerosolin muodostusosasta, verrattuna viitejulkaisun laitteen aerosolin muodostajaan (0.57 - 1.85 mg aerosolia tuotteen koko elinaikana).

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 tupakointituotteet kykenevät antamaan käyttäjälle savukkeenpolton aistimukset ja edut tupakkaa polttamatta.

Nämä ja muut edut saavutetaan muodostamalla pitkänomainen savukkeen kaltainen tupakointituote, jolle on tunnusomaista 3 82592 patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa esitetyt asiat. Sytytettäessä tupakointituote kehittää polttoaine-elementti lämpöä, jota käytetään aerosolin muodostusaineen tai aerosolin muodostusosassa olevien aineiden haihduttamiseksi. Nämä haihtuvat materiaalit kulkevat sitten suunpuo-leista päätä kohti erityisesti imaisun aikana ja edelleen käyttäjän suuhun samalla tavoin kuin tavanomaisen savukkeen savu.

Polttoaine-elementti on edullisesti pituudeltaan vähemmän kuin noin 30 mm, edullisesti alle 15 mm, sen tiheys on ainakin 0,5 g/cm3 ja se on varustettu yhdellä tai useammalla pitkittäiskanavalla. Aerosolin muodostusosaan kuuluu edullisesti yhtä tai useampaa aerosolin muodostusainetta sisältävä lämmönkestävä substraatti. Polttoaineen ja aerosolin muodostajan välinen lämmönvaihtosuhde saadaan edullisesti aikaan esimerkiksi metallikalvoa 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.

Koska edullinen polttoaine-elementti on suhteellisen lyhyt, kuuma, palava tulikartio on jatkuvasti lähellä aerosolin muodostusosaa, mikä maksimoi lämmön siirtymisen siihen ja maksimoi myös saadun aerosolintuotannon erityisesti sellaisissa suoritusmuodoissa, jotka on varustettu lämpöä johtavalla elimellä. Suhteellisen lyhyen, vähämassaisen substraatin tai kantoaineen edullinen käyttö aerosolin muodostusosana lähellä lyhyttä polttoaine-elementtiä lisää myös aerosolintuotantoa minimoimalla substraatin lämpönieluvaikutuksen. Koska aerosolin muodostusaine 4 82592 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.

Esillä olevan keksinnön mukaisessa tupakointituotteessa polttoaine-elementti ja aerosolin muodostusosa on muodostettu ilman sisäänrakennettua suukappaletta tai aerosolin siirto-osaa käyttämällä erillistä, kertakäyttöistä tai uudelleen käytettävää suukappaletta.

Keksinnön mukaiseen tupakointituotteeseen voi kuulua myös tupakka-annos tai -tulppa, jota voidaan käyttää tupakan maun lisäämiseksi aerosoliin. Tupakka sijoitetaan edullisesti aerosolin muodostusosan suun puoleiseen päähän tai se voidaan sekoittaa aerosolin muodostusaineen kanto-aineeseen. Aromi- ja makuainetta voidaan myös lisätä tuotteeseen käyttäjälle siirtyvän aerosolin maun parantamiseksi .

Keksinnön edulliset suoritusmuodot kykenevät toimittamaan ainakin 0,6 mg aerosolia mitattuna märkänä kokonaishiuk-kasaineksena kolmen ensimmäisen imaisun aikana poltettaessa niitä FTC:n tupakointisääntöjen mukaisesti (FTC:n tupakointisääntöihin kuuluu kahden sekunnin imaisu) kokonaisvolyymi 35 ml, joita erottaa toisistaan 58 sekunnin kyteminen. Keksinnön edullisemmat suoritusmuodot kykenevät 1 5 82592 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 suoritusmuodot toimittavat keskimäärin ainakin noin 0,8 mg märkää kokonaishiukkasainesta imaisua kohti ainakin ensimmäisen kuuden imaisun ajan, edullisesti ainakin noin 10 imaisun ajan FTC-tupakointimääräysten mukaisesti.

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 peruteella aerosolilla ei edullisesti ole olennaista geenejä muuttavaa vaikutusta. Lisäksi tuote voidaan tehdä olennaisesti tuhkattomaksi, joten käyttäjän ei tarvitse karistaa tuhkaa käytön aikana.

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 aineosat, jotka käyttäjä kokee "savumaisiksi" 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/tai farmakologisesti tai fysiologisesti vaikuttavat aineet riippumatta siitä, muodostavatko 6 82592 ne näkyvää aerosolia.

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 muodostusosa kosketukseen polt.to-aine-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.

Tässä käytettynä termi "hii1ipitöinen" tarkoittaa pääasiallisesti hiiltä.

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 lämmönjoh tavuus yksikköinä g-kal/(sek.) (cm^)(°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 ).

Keksinnön mukaista tupakointituotetta selvitetään yksi- , tyiskohtaisemmin seuraavassa keksinnön yksityiskohtaisessa selityksessä ja oheisissa piirustuksissa, joissa;

Kuviot 1 - 8 ovat pitkittäiskuviu keksinnön eri suoritusmuodoista.

7 82592

Kuvio IA on leikkauskuva kuvion 1 mukaisesta suoritusmuodosta pitkin kuvion 1 viivaa 1A-1A;

Kuvio 2A on pitkittäiskuva modifioidusta suipennetusta kuvion 2 suoritusmuodon mukaisesta polttoaine-elementistä;

Kuvio 3A on leikkauskuva kuvion 3 mukaisesta suoritusmuodosta pitkin kuvion 3 viivaa 3A-3A;

Kuviossa 1 esitetyn keksinnön suoritusmuodon halkaisija on edullisesti sama kuin tavanomaisen savukkeen ja siihen kuuluu lyhyt, palava hiilipitoinen polttoaine-elementti 10, siihen rajoittuva aerosolin muodostusosa 12 ja kalvolla päällystetty paperiputki 14. Tässä suoritusmuodossa polttoaine-elementti 10 on puuhiiltä, eli hiillytettyä puuta oleva "puhalluspilli", joka on varustettu viidellä pitkittäin ulottuvalla reiällä 16, kts. kuvio 1A. Polttoaine-elementti on noin 20 mm pitkä ja se voidaan vaihtoehtoisesti kääriä savukepaperiin puuhiilipolttoaineen syttymisen parantamiseksi. Tämä paperi voidaan käsitellä tunnetuilla palo-lisäaineilla.

Aerosolin muodostusosaan 12 kuuluuu useita aerosolin muo-dostusaineella tai -aineilla, kuten glyseriinillä, päällystettyjä lasihelmiä 20. Lasihelmiä pitää paikallaan huokoinen levy 22, joka voi olla valmistettu selluloosa-asetaatista. Tämä levy voi olla varustettu sarjalla kehäuria 24, jotka muodostavat kanavat levyn ja kalvolla päällystetyn putken 14 välille.

Kalvo- tai foliopäällysteinen paperiputki 14 ympäröi aerosolin muodostusosaa β 82592 12 sekä polttoaine-elementin 10 syttymätöntä takaosaa.

Putki muodostaa myös aerosolin siirtokanavan 26 aerosolin muodostusosan 12 ja tuotteen suun puoleisen pään välille.

Foliopäällysteinen putki 16 liittää toisiinsa polttoaineen 10 syttymättömän pään ja aerosolin muodostajan 12 ja lisäksi sen mukanaolo parantaa lämmön siirtymistä aerosolin muodostajaan. Folio auttaa myös tulikartion sammuttamisessa.

Kun jäljellä on vain pieni määrä palamatonta polttoainetta, lämmönhäviö folion läpi toimii lämpönieluna, joka auttaa sammuttamaan tulikartion.

Tässä tuotteessa käytetty folio on tyypillisesti alumiinifolio, jonka paksuus on 0,0089 mm, mutta paksuutta ja/tai käytettyä metallityyppiä voidaan vaihdella halutun lämmön-siirtoasteen saavuttamiseksi. Lisäksi voidaan käyttää muunkinlaisia lämmönjohdinelimiä, kuten Union Carbide-yhtiön Grafoil.

Kuviossa 1 kuvattuun tuotteeseen kuuluu myös valinnaisesti tupakkamassa tai -tulppa 28 maun antamiseksi aerosoliin.

Tämä tupakka-annos 28 voidaan sijoittaa levyn 22 suun puoleiseen päähän kuviossa 1 esitetyllä tavalla tai se voidaan sijoittaa lasihelmien 20 ja levyn 22 väliin. Se voidaan sijoittaa myös kanavaan 26 aerosolin muodostajasta 12 välimatkan päässä olevaan kohtaan.

Kuviossa 2 esitetyssä suoritusmuodossa on lyhyt polttoaine-elementti 10 puristettu hiilisauva tai -tulppa, jonka pituus on noin 20 mm ja joka on varustettu aksiaalisella reiällä 16. Vaihtoehtoisesti polttoaine voidaan muodostaa hiillytetyistä kuiduista ja edullisesti varustaa myös reikää 16 vastaavalla aksiaalisella kanavalla. Tässä suoritusmuodossa aerosolin muodostusosaan 12 kuuluu lampökestavä johtava hiilipitoinen substraatti 30, joka voi olla esimerkiksi huokoista hiiltä oleva tulppa ja joka on impregnoitu 9 82592 tai kyllästetty aerosolin muodostusaineella tai -aineilla. Tässä substraatissa voi olla valinnainen aksiaalinen kanava 32, kuten kuviossa 2 on esitetty. Myös tässä suoritusmuodossa on tupakkamassa 28, joka on edullisesti sijoitettu substraatin 30 suun puoleiseen päähän.

Kuten kuviossa 2A on esitetty, polttoaine-elementin syttyvä pää 11 voi valinnaisesti olla suipennettu syttyvyyden parantamiseksi.

Kuviossa 3 esitettyyn keksinnön suoritusmuotoon kuuluu lyhyt palava, hiilipitoinen polttoaine-elementti 10, joka on kiinnitetty aerosolin muodostusosaan 12 lämpöä johtavalla sauvalla 99 ja foliopäällysteisellä paperiputkella 14, joka johtaa myös tuotteen suun puoleiseen päähän. Tässä suoritusmuodossa polttoaine-elementti 10 voi olla puhallus-pillipuuhiiltä tai puristettu tai suulakepuristettu hiili-sauva tai -tulppa tai joku muu hiilipitoinen polttoainelähde.

Aerosolin muodostusosaan 12 kuuluu lämpöä kestävä hiilipitoinen substraatti 30, joka on esimerkiksi huokoista hiiltä oleva tulppa ja joka on kyllästetty aerosolin muodostusaineella tai -aineilla. Tässä suoritusmuodossa on tyhjä tila 97 polttoaine-elementin 10 ja substraatin 30 välillä. Tätä tyhjää tilaa ympäröivään foliopäällys-teisen putken 14 osaan kuuluu useita kehäreikiä 100, jotka päästävät riittävästi ilmaa työntymään tyhjään tilaan tarpeellisen paineen alenemisen aikaansaamiseksi.

Kuten kuviossa 3 ja 3A on esitetty, lämmönjohtoelimiin kuuluu johtava tanko 99 ja foliopäällysteinen putki 14.

Tanko 99 on muodostettu edullisesti alumiinista ja siinä t 10 82592 on ainakin yksi, edullisesti 2-5 kehäuraa 96 ilman päästämiseksi kulkemaan substraatin läpi. Kuvion 3 mukainen tuote on siinä mielessä edullinen, että tyhjään tilaan 97 lisätty ilma sisältää vähemmän hiilen hapetus-tuotteita, koska sitä ei vedetä palavan polttoaineen läpi.

Kuviossa 4 esitettyyn suoritusmuotoon kuuluu kuituhiili-polttoaine-elementti 10, joka voi olla karbonoitua puuvillaa tai raionia. Polttoaine-elementissä on yksi aksiaalinen reikä 16. Aerosolin muodostajan substraatti 38 on rakeista lärapökestävää hiiltä. Tupakkamassa 28 on sijoitettu välittömästi substraatin taakse. Tämä tuote on varustettu sellu-loosa-asetaattiputkella 40 edellisten suoritusmuotojen foliopäällysteisen putken asemesta. Tässä putkessa 40 on selluloosa-asetaattihahtuvaa oleva rengasosa 42, joka ympäröi valinnaista muovi-, esim. polypropyleeniputkea 44.

Tuote on koko pituudeltaan kääritty savukepaperiin 46. Paperin sisään on sijoitettu foliokaista 50 lähelle tuotteen polttoaineen puoleista päätä. Tämä kaista ulottuu edullisesti polttoaine-elementin takaosasta tupakka-annoksen 28 suun puoleiseen päähän. Se voi olla integraalinen paperin kanssa tai se voi olla erillinen kappale, joka on sovitettu paikalleen ennen paperilla päällystämistä.

Kuvion 5 mukainen suoritusmuoto on samanlainen kuin kuviossa 4 esitetty. Tässä suoritusmuodossa aerosolin muo-dostusosa on muodostettu alumiinisesta makrokapselista 52, joka on täytetty rakeisellla substraatilla tai piirustuksessa esitetyllä tavalla rakeisen substraatin 54 ja tupakan 56 seoksella. Makrokapseli 52 on päistään 58, 60 taitettu materiaalin sulkemiseksi siihen ja aerosolin i 11 82592 muodostajan poistumisen estämiseksi. Polttoaineen puoleinen taitettu pää 58 on edullisesti vasten polttoaine-elementin takapäätä johtavan lämmönsiirtymisen 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. Makrokapseli 52 ja polttoaine-elementti 10 voidaan yhdistää tai liittää toisiinsa tavanomaisella savukepaperilla 47 kuviossa esitetyllä tavalla, perforoidulla keraamisella paperilla tai folionauhalla. Mikäli käytetään savukepaperia, lähellä polttoaineen takapäätä oleva osa 64 pitäisi painaa tai käsitellä natriumsilikaatilla tai joillain tunnetuilla materiaaleilla, jotka aiheuttavat paperin sammumisen. Tuotteen koko pituus on päällystetty tavanomaisella savukepaperilla 46.

Kuviossa 6 on esitetty eräs toinen suoritusmuoto, jossa on puristettua hiiltä oleva polttoainetulppa 10. Tässä suoritusmuodossa polttoaine-elementissä on suipennettu sytytyspää 11 sytytyksen helpottamiseksi ja suipennettu takapää 9 sen sovittamiseksi helpommin putkimaiseen folio-päällykseen 66. Polttoaine-elementin takapäätä vasten on alumiinilevy 68, jossa on keskireikä 70. Reiällä 74 varustettu toinen, valinnainen alumiinilevy 72 on sijoitettu aerosolin muodostajan 12 suun puoleiseen päähän. Välissä on hiukkasmaista substraattia sisältävä alue 76 ja tupakkaa sisältävä alue 78. Polttoaine-elementti on kiinnitetty foliopäällykseen 66 ja tämä ulottuu toisen alumiinilevyn 72 taakse. Tähän suoritusmuotoon kuuluu myös ontto sellu-loosa-asetaattitanko 42, jossa on sisäpuolinen polypropy- i2 82592 leeniputki 44. Tuote on edullisesti koko pituudeltaan kääritty savukepaperiin 46.

Kuviossa 7 ja 8 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 tulireaktio aiheuttaisi tulipalon.

Kuviossa 7 esitetyssä suoritusmuodossa sekä polttoaine-elementti 10 että substraatti 30 on sijoitettu eristys-kuitujen, kuten keraamisten (esim. lasi) kuitujen muodostamaan rengasvaippaan tai putkeen 86. Keraamisten kuitujen sijasta voidaan käyttää palamattomia hiili- tai grafiitti-kuituja. Polttoaine-elementti 10 on edullisesti suulake-puristettu 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. Subs traattia ja polttoaine-elementin takaosaa ympäröi alu-miinifoliopala 87. Esitetyllä tavalla tämä vaipoitettu polttoaine/substraattiyksikkö on kiinnitetty selluloosa-asetaattiputkeen 40 käärimällä se tavanomaiseen savuke-paperiin 46. Vaippa 86 ulottuu substraatin 30 suun puoleiseen päähän, mutta se voidaan korvata selluloosa-asetaattitangolla 42.

Kuviossa 8 esitetyssä suoritusmuodossa käytetään kuviossa 5 esitetyn tyyppistä alumiinimakrokapselia 52 rakeisen substraatin 54 ja tupakan 56 ympäröimiseksi. Tämä makro- 13 82592 kapseli on edullisesti sijoitettu kokonaan eristinvaipan 86 sisään. Lisäksi po1ttoaine-elementin 10 sytytyspää 11 ei työnny vaipan 86 etupäan yli. Makrokapse 1 ia ja polttoaine-elementin takaosaa ympäröi edullisesti alumiini-foliokappale samalla tavoin kuin kuviossa 8 on esitetty.

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.

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.

Koska polttoaine-elementti on edullisesti suhteellisen lyhyt, kuuma, palava tulikartio on aina lähellä aerosolin muodostusyksikköä, mikä maksimoi lämmönsiirron aerosolin muodostusosaan sekä siitä seuraavan aerosolin muodostumisen erityisesti silloin, kun käytetään edullista lämmönjoh-tamiselintä. Lisäksi edullinen eristyselin pyrkii rajoittamaan, suuntaamaan ja keskittämään lämmön kohti tuotteen keskustaa lisäten siten aerosolin muodostusaineeseen siirtynyttä lämpöä.

Koska aerosolin muodostusaine on fyysisesti erillään polttoaine-elementistä, se on alttiina olennaisesti alhai- ' semmille lämpötiloille kuin palavassa tulikartiossa esiintyvät lämpötilat. Tämä minimoi aerosolin muodostajan i4 82592 lämpöhajaantumismahdol1isuuden. Tämä johtaa myös aerosolin muodostukseen imaisun aikana, mutta vähän tai ei lainkaan aerosolia muodostuu kytemisen aikana. Lisäksi edullisten hiilipitoisten polttoaine-elementtien ja fyysisesti erillisen aerosolin muodostusosan käyttö eliminoi olennaisesti pyrolyysi- tai epätäydellisten palamistuotteiden muodostumisen ja estää olennaisesti sivuvirtaussavun muodostumisen.

Johtuen keksinnössä käytetyn edullisen hii1ipitoisen polttoaine-elementin pienestä koosta ja palamisominai-suuksista, alkaa polttoaine-elementti yleensä palaa olennaisesti koko näkyvissä olevalta pituudeltaan muutaman imaisun jälkeen. Aerosolin muodostusosan välittömässä läheisyydessä oleva polttoaine-elementin osa kuumenee siis nopeasti, mikä lisää huomattavasti lämmön siirtymistä aerosolin muodostusosaan erityisesti alku- ja keski-imaisujen aikana. Koska edullinen po1ttoaine-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 parantaa myös polttoaineen läpi kulkevien reikien käyttö, jotka reiät vetävät kuumaa ilmaa aerosolin muodostajaan erityisesti imaisun aikana.

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.

Vaikka tarkoituksena ei olekaan pitäytyä teoriaan, voidaan is 82592 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 po1ttoainemäärää ja edesauttaa alkuvaiheessa aerosolin kulkua. Lisäksi keksinnössä käytetty johtava lämmönsiirto alentaa hiilipolttoaineen palamislämpöti1 aa, mikä teorian mukaan edelleen pienentää polttoaineen muodostamissa palamistuotteissa CO/Cs^-suhdetta. Kts. esim.

G. H agg, General Inorganic Chemistry, sivu 592 (John Wiley & Sons, 1969).

Edelleen valitsemalla sopivasti po1ttoaine-elementti, eristysvaippa, paperipäälly s ja lammönjohdinelin on mahdollista valvoa tai ohjata po1ttoainelähteen palamisomi-naisuuksia. Tällä tavoin on mahdollista ohjata lämmönsiirtoa aerosolin muodostajaan, mikä puolestaan muuttaa imaisujen määrää ja/tai käyttäjälle tulevaa aerosolimäärää.

Yleisesti ottaen keksinnön toteuttamisessa käytettävät palavat polttoaine-elementit ovat alle 30 mm pitkiä.

Edullisesti 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 3 3 1 q/cm . Tiheys on edullisesti suurempi kuin 0,7 g/cm , edullisemmin suurempi kuin 0,8 g/crn^. Polttoaine on edullisesti varustettu yhdellä tai useammalla pituussuuntaan ulottuvalla reiällä, kuten reikä 11 kuvioissa 1-5. Nämä reiät aikaansaavat huokoisuuden ja parantavat alkuvaiheessa lämmönsiirtoa substraattiin suurentamalla substraattiin pääsevien kuumien kaasujen määrää.

τ~ _ ΐ6 82592

Keksinnössä käytetyt edulliset po1ttoaine-elementit on pääasiallisesti muodostettu hiilipitoisesta materiaalista.

Hii1ipitois ten 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.

Tällaisen po1ttoaine-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 palamistuotteitä, 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.

Käyttökelpoisia, vaikkakaan eivät edullisia, ovat myös muut polttoainemateriaalit, kuten tupakka, tupakkakorvikkeet ja vastaavat edellyttäen, että ne kehittävät ja johtavat riittävästi lämpöä aerosolin muodostusosaan halutun aeroso-limäärän tuottamiseksi aerosolin muodostusmateriaalista, kuten yllä on selvitetty. Käytetyn polttoaineen tiheyden pitäisi olla yli noin 0,5 g/cm^, edullisesti yli noin 0,7 g/cmmikä on suurempi kuin tavanomaisissa tupa-kointituotteissa normaalisti käytetyt tiheydet. Köytettäessä tällaisia muita materiaaleja on hyvin edullista sisällyttää polttoaineeseen hiiltä määrien ollessa edullisesti ainakin noin 20 - 40 painoprosenttia, edullisemmin ainakin noin 50 painoprosenttia ja edullisimmin ainakin noin 65 -70 painoprosenttia, jolloin loppuosa muodostuu muista i7 82592 po1ttoaineosista mukaanluettuna mahdollinen sideaine, palamisen säätöaineet, kosteus jne.

Edullisessa polttoaineessa tai edullisena polttoaineena käytetyt hiilipitoiset materiaalit voidaan saada käytännöllisesti katsoen mistä tahansa monista hiililähteistä, jotka ammattimiehi1le 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.

Useimmissa tapauksissa hiilipitoinen polttoaine-elementti pitäisi kyetä sytyttämään tavanomaisella savukkeen-sytyttäjällä käyttämättä hapettavaa ainetta. Tämän tyyppiset palamisominaisuudet saadaan yleensä selluloosamateriaalista, joka on pyrolysoitu lämpötiloissa noin 400 - noin 1000°C, edullisesti noin 500 - noin 950°C inertissä ilmakehässä tai tyhjössä. Pyrolyysiaika ei ilmeisestikään ole ratkaiseva, kunhan vain lämpötila pyrolysoidun massan keskustassa on saavuttanut mainitun lämpötila-alueen ainakin muutamaksi minuutiksi. Useiden tuntien aikana asteittain nousevia lämpötiloja käyttävän hitaan pyrolyysin 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 savukkeensytyttäjäl1ä 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.

Keksinnön toteuttamisessa käytettävät edullisimmat hiilipitoiset polttoaine-elementit ovat olennaisesti täysin i8 82592 vailla haihtuvaa orgaanista materiaalia. Tällä tarkoitetaan sitä, että polttoaine-elementtiä ei tarkoituksellisesti impregnoida tai siihen sekoiteta huomattavia määriä haihtuvia orgaanisia aineita, kuten haihtuvat aerosolin muodostusta! mausteaineet, jotka saattaisivat hajota palavassa polttoaineessa. Polttoaineessa voi kuitenkin olla pieniä määriä vettä, jotka polttoaine luonnostaan adsorboi.

Samalla tavoin aerosolin muodostusosasta voi myös lähteä pieniä määriä aerosolin muodostusaineita ja niitä voi siis olla läsnä polttoaine-elementissä.

Eräs edullinen hiilipitoinen polttoaine-elementti on puristettu tai suulakepuristettu hiilimassa, joka on valmistettu hiilestä ja sideaineesta tavanomaisilla paine-puristus- tai sulakepuristusmenetelmillä. 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 painepuristamiseksi ja/tai suulakepuris-tamiseksi valmistetaan pyrolysoidusta puuvillasta tai pyrolysoiduista papereista.

Tällaisen polttoaine-elementin valmistuksessa käytettävät *. sideaineet ovat alalla hyvinkin tunnettuja. Eräs edullinen sideaine on natriumkarboksimetyyliselluloosa (SCMC), jota voidaan edullisesti käyttää yksinään tai toisaalta yhdessä muiden materiaalien kanssa, jollaisia ovat natrium-kloridi, vermikuliitti, bentoniitti, kalsiumkarbonaatti ja vastaavat. Muita käyttökelpoisia sideaineita ovat kumit, kuten guarkumi ja muut selluloosajohdannaiset, kuten metyyliselluloosa ja karboksimetyyliselluloosa (CMC).

: Erittäin monia sideainepitoisuuksia voidaan käyttää.

Sideainemäärä on edullisesti rajoitettu, jotta sideaine vaikuttaisi mahdollisimman vähän ei-toivottujen palamis- i9 82592 tuotteiden muodostumiseen. Toisaalta sideainetta pitää olla riittävästi po1ttoaine-elementin pitämiseksi koossa valmistuksen ja käytön aikana. Käytetty määrä riippuu siis polttoaine-elementissä olevan hiilen koossapysyvyydestä.

Haluttaessa mainitut polttoaine-elementit voidaan pyrolysoida muodostamisen jälkeen esimerkiksi noin 65Q°C:een 2 tunniksi sideaineen muuttamiseksi hiileksi, jolloin muodostuu käytännöllisesti katsoen 100-prosenttinen hiilipoltto-aine-element ti.

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, attapulgiitit ja vastaavat.

Eräs toinen hiilipitoinen polttoaine-elementti on hiili-kuitupolttoaine, jota voidaan valmistaa karbonoimalla kuitumainen edeltäjä, kuten puuvilla, raion, paperi, polyakryIonitii1i ja vastaavat. Yleensä riittää pyrolyysi lämpötilassa noin 650 - 1Q00°C, edullisesti noin 950°C noin 30 minuutin ajan inertissä ilmakehässä tai tyhjössä tuottamaan sopivaa hiilikuitua, jolla on hyvät palamis-ominaisuudet. Näihin kuitupolttoaineisiin voidaan myös lisätä palamisen modi fiointilisäaineita.

Keksintöä suoritettaessa käytetty aerosolin muodostusosa on fyysisesti erillään pol11oaine-e 1ementistä. Fyysisesti erillään tarkoittaa sitä, että aerosolin muodostusmateriaalit sisältävä substraatti, säiliö tai astia ei ole sekoittunut 20 8 2 5 9 2 eikä edes osa siitä ole sekoittunut palavaan polttoaine-elementtiin. Kuten aikaisemmin todettiin, tämä järjestely vähentää tai eliminoi aerosolin muodostusaineen lämpö-hajaantumisen ja sivuvirtaussavun 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 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 "savukemiän", 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.

Aerosolin muodostusaineen substraattina tai kantoaineena käytettävät lämpökestävät materiaalit ovat ämmättimiehille hyvinkin tunnettuja. Käyttökelpoisten substraattien pitäisi olla huokoisia ja niiden pitää kyetä pitämään aerosolin muodostusyhdiste silloin, kun sitä ei käytetä ja vapauttamaan, mahdollinen aerosolin muodostushöyry polttoaine-elementtiä lämmitettäessä.

Käyttökelpoisiin lämpökestäviin materiaaleihin kuuluvat lämpökestävät adsorboivat hiilet, kuten huokoiset laatu-hiilet, grafiitti, aktiivi- tai ei-aktiivihiilet ja vas- 2i 82592 taavat. Muita sopivia materiaaleja ovat kiinteät epäorgaaniset aineet, kuten keraamiset aineet, lasi, alumiini-oksidi, vermikuliitti, savet, kuten bentoniitti ja vastaavat. Nykyisin edullisia substraattimateriaaleja ovat hiilihuovat, -kuidut ja -levyt, aktiivihiilet ja huokoiset hiilet, kuten PC-25 ja PG-60 Union Carbide-yhtiöltä samoinkuin SGL-hiili, jota saadaan Calgon'lta.

Riippuen siitä, mitä tiettyä aerosolin muodostusosaa käytetään, sen koostumus ja rakenne voidaan yleensä valita hiukkasmaisista, 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 me ta 11ifoli osta.

Keksinnössä käytetty aerosolin muodostusosa sijoitetaan tavallisesti korkeintaan noin 60 mm:n, edullisesti korkeintaan 30 mm:n ja edullisimmin 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-hiukkasmais ta substraattia, se voidaan varustaa yhdellä tai useammalla reiällä substraatin pinta-alan suurentamiseksi ja ilmanvirtauksen ja lämmönsiirtymän lisäämiseksi.

Keksinnössä käytetyn aerosolin muodostusaineen tai -aineiden pitää kyetä muodostamaan aerosoli aerosolin muodostusosassa olevissa lämpötiloissa palavan polttoaine-elementin lämmit- 1 täessä ne. Aineet muodostuvat edullisesti hiilestä, vedystä ja hapesta, mutta niihin voi kuulua muitakin materiaaleja. Aerosolin muodostusaineet voivat olla kiinteitä, puolikiin-teitä tai nestemäisiä. Aineen ja/tai aineiden seoksen kiehumispiste voi olla jopa noin 500°C. Tällaisilla ominaisuuksilla varustettuja aineita ovat moniarvoiset alkoholit, 22 82592 kuten glyseriini ja propyleeniglyköli samoinkuin mono-, di- tai polykarboksyylihappojen alifaattiset esterit, kuten metyylistearaatti, do de k andioaa11i, dimetyylitetra-dodekandioaatti ja muut.

Aerosolin muodostusaineisiin kuuluu edullisesti seos, jossa on korkean kiehumispisteen omaavaa, pienihöyryn-paineista 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.

Edullisia aerosolin muodostusaineita ovat moniarvoiset alkoholit tai moniarvoisten alkoholien seokset. Erityisen edullisia aerosolin muodostajia ovat glyseriini, propyleeni-glykoli, trietyleeniglykoli tai niiden seokset.

Aerosolin muodostusaine voi olla hajaantuneena aerosolin muodostusosaan 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, höyry-levittämällä tai vastaavilla menetelmillä. Kiinteät aerosolin muodostusainesosat voidaan sekoittaa substraattiin ja jakaa tasaisesti ennen muodostamista.

Vaikka aerosolin muodostusaineen kuormitus vaihtelee ' kantoaineesta kantoaineeseen ja aerosolin muodostusaineesta aerosolin muodostusaineeseen, nestemäisten aerosolin muodostusaineiden määrä on yleensä noin 20 - 120 mg, edullisesti noin 35 - noin 85 ma ja edullisimmin noin 45 - noin 65 mg. Mahdollisimman paljon aerosolin muodostus-osassa olevaa aerosolin muodostajaa pitäisi saada kulkemaan » 23 82592 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.

Aerosolin muodostusosaan voi kuulua myös ylitä tai useampaa haihtuvaa makuainetta, kuten mentolia, vanilliinia, keinotekoista kahvia, tupakkauu11eita , nikotiinia, kofeiinia, nesteitä ja muita aineita, jotka antavat makua aerosoliin.

Se voi sisältää myös jotain muita haluttuja haihtuvia kiinteitä tai nestemäistä materiaaleja.

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 .

Mikäli käytetään tupakka-annosta, kuumat höyryt kulkevat tupakkakerroksen 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 palamistuotteitä.

Vaihtoehtoisesti nämä valinnaiset aineet voidaan sijoittaa aerosolin muodostusosan ja suun puoleisen pään väliin esimerkiksi erilliseen substraattiin tai aerosolin muodos-tusosasta suun puoleiseen päähän johtavassa kanavassa olevaan kammioon tai tilaan tai valinnaiseen tupakka-annokseen. Haluttaessa näitä haihtuvia aineita voidaan käyttää aerosolin muodostusaineen asemesta tai korvata osa tätä ainetta siten, että tuote siirtää käyttäjälle 24 82592 aerosolittoman maun tai muuta ainetta.

Tässä esitetyn kaltaisia tuotteita voidaan käyttää tai modifioida käytettäväksi lääkkeenantotuotteinä haihtuvien farmakologisesti tai fysiologisesti vaikuttavien aineiden antamiseksi, jollaisia ovat esimerkiksi efedriini, meta-protenenoli, terbutaliini tai vastaavat.

Tässä keksinnössä edullisesti käytetty lämmÖnjohtamiselin on tyypillisesti me ta 1li foiio, kuten alumiinifolio, jonka paksuus vaihtelee vähemmästä kuin 0,01 mm:stä noin 0,1 mm:iin tai ylikin. Johtavan materiaalin paksuutta ja/tai tyyppiä voidaan vaihdella minkä tahansa halutun lämmön-siirtymisasteen aikaansaamiseksi. Kuvatuissa suoritusmudoissa esitetyllä tavalla lämmÖnjohtamiselin edullisesti koskettaa tai menee päällekkäin polttoaine-elementin ja aerosolin muodostuselimen osan kanssa ja voi muodostaa säiliön, joka ympäröi aerosolin muodostusainetta.

Käytettävät eristyselimet ovat yleensä epäorgaanisia tai orgaanisia kuituja, joita on valmistettu esimerkiksi lasista, alumiinioksidista, piidioksidista, lasimateriaaleista, vuorivillasta, hiilistä, piiaineista, boorista, orgaanisista polymeereistä, selluloosista ja vastaavista mukaanluettuna näiden materiaalien seokset.

Samoin voidaan käyttää ei-kuituma isiä eristysmateriaaleja, kuten piidioksidiaerogeeli, perliitti, lasi ja vastaavat, jotka on muodostettu levyiksi, nauhoiksi tai muihin muotoihin. Edulliset eristyselimet 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 muodostusosaa.

25 82592

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 osan 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 lasikuitumateriaaleja, joilla on alhainen pehmenemispiste, esim. alle noin 650°C.

Kun ersityselin on kuitumainen, käytetään edullisesti tuotteen suun puoleisessa päässä sulkuosaa. Eräs tällainen sulkuosa on erittäin tiivistä selluloosa-asetaattihahtuvaa oleva rengasmainen osa, joka rajoittuu kuituiseen eris-tysosaan ja joka on suljettu edullisesti suun puoleisesta päästä esimerkiksi liimalla ilmavirran estämiseksi kulkemasta hahtuvan läpi.

Keksinnön useimmissa suoritusmuodoissa polttoaine/aero-solin muodostusosayhdistelmä kiinnitetään suukappaleeseen, joka on esimerkiksi savukkeen imuke. Tuotteen tämä osa muodostaa kanavan, joka 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.

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 26 82592 tuotteen muiden elementtien rajapinnoissa vallitseva lämpötila.

Keksinnön mukaisiin suukappaleisiin voi kuulua valinnainen "suodatin", jota käytetään antamaan tuotteelle tavanomaisen suodatinsavukkeen ulkonäkö. Näitä suodattimia ovat pienti-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.

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 koko-naishiukkasaineksella (WTPM) ei ole mutageenista vaikutusta Ames-testillä mitattuna, eli keksinnön mukaisen WTPM:n ja näille tuotteille alttiissa vakiotestimikroorganismeissa esiintyvien revertanttien märän välillä ei ole merkittävää annosreaktiosuhdetta. Ames-testin kehittäjien mukaan merkittävä annoksesta riippuva reaktio osoittaa mutageenisten materiaalien läsnäolon testatuissa tuotteissa. Kts. Ames et ai., Mut, Res., 31:347-364 (1975); Nages 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 olennasesti hiilen oksideiksi muodostaen suhteellisen vähän tuhkaa ja tästä syystä ei ole tarvetta karistaa . tuhkaa tuotetta käytettäessä.

Claims (25)

27 82592

1. Tupakointituote käytettäväksi erillisen suukappaleen kanssa, johon tuotteeseen kuuluu: a) hiilipätoinen polttoaine-elementti (10); b) fyysisesti erillinen aerosolin muodostusosa (12) käsittäen aerosolin muodostusmateriaalia sisältävän substraatin (20,30, 33,54,76); aerosolin muodostuselimen (12) ollessa sijoitettuna pituussuunnassa polttoaine-elementin (10) jälkeen, ja kiinnitettynä siihen, tunnettu siitä, että tuotteeseen kuuluu lisäksi c) kiinteä lämmönjohtoelin (14,50,52,66,68,87,99), tarkoitettuna ja järjestettynä johtamaan lämpöä polttoaine-elementistä (10) aerosolin muodostuselimeen (12), olennaisesti polttoaine-elementin (10) koko palamisajan.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tupakointituote, tunnettu siitä, että tupakointituote on savukemainen tupakointituote.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen tupakointituote, tunnettu siitä, että polttoaine-elementti (10) käsittää vähintään 60 paino-% hiiltä.

4. Patenttivaatimusten 1-3 mukainen tupakointituote, tunnettu siitä, että polttoaine-elementti (10) käsittää vähintään 80 paino-% hiiltä.

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen tupakointituote, tunnettu siitä, että polttoaine-elementti (10) on olennaisesti vapaa haihtuvasta orgaanisesta materiaalista.

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen tupakointituote, tunnettu siitä, että polttoaine-elementissä (10) on ueita sen läpi pituussuuntaan ulottuvia kanavia (16). 28 82592

7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukainen tupakointituote, tunnettu siitä, että polttoaine-elementin (10) pituus on alle 30 mm ennen tupakointia.

8. Jonkin patenttivaatimuksen 1-7 mukainen tupakointituote, tunnettu siitä, että polttoaine-elementin (10) pituus on alle 20 mm ennen tupakointia.

9. Jonkin patenttivaatimuksen 1-8 mukainen tupakointituote, tunnettu siitä, että polttoaine-elementin (10) pituus on noin 10 mm tai vähemmän ennen tupakointia.

10. Jonkin patenttivaatimuksen 1-9 mukainen tupakointituote, tunnettu siitä, että polttoaine-elementin (10) halkaisija on välillä noin 3-8 mm.

11. Jonkin patenttivaatimuksen 1-10 mukainen tupakointituote, tunnettu siitä, että polttoaine-elementin (11) halkaisija on noin 4-5 mm.

12. Jonkin patenttivaatimuksen 1-11 mukainen tupakointituote, tunnettu siitä, että polttoaine-elementin (10) tiheys on alueella noin 0,5 - 1,5 g/cm3.

13. Jonkin patenttivaatimuksen 1-12 mukainen tupakointituote, tunnettu siitä, että aerosolin muodostusosa (12) on polttoaine-elementin (10) välittömässä läheisyydessä.

14. Jonkin patenttivaatimuksen 1-13 mukainen tupakointituote, tunnettu siitä, että lämmönjohtoelin (14,50,52,66,87,99) on kosketuksessa sekä polttoaine-elementtiin (10) että aerosolin muodostusosaan (12).

15. Jonkin patenttivaatimuksen 1-14 mukainen tupakointituote, tunnettu siitä, että lämmönjohtamiselin 29 82592 (14,50,52,66,87) ympäröi ainakin osaa aerosolin muodostusosasta (12).

16. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 15 mukainen tupakointituote, tunnettu siitä, että lämmönjohtamiselin (99) on ainakin osittain polttoaine-elementin (10) sisässä.

17. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 15 mukainen tupakointituote, tunnettu siitä, että lämmönjohtamiselin (99) on ainakin osittain upotettu aerosolin muodostusosaan (12).

18. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 17 mukainen tupakontituote, tunnettu siitä, että lämmönjohtamiselin (14,50,52,66, 68.87.99) on sijoitettu polttoaine-elementin (10) syttymispään jälkeen.

19. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 18 mukainen tupakointituote, tunnettu siitä, että lämmönjohtamiselin (14,52,66,68, 87.99) on metallinen elin.

20. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 19 mukainen tupakointituote, tunnettu siitä, että lämmönjohtamiselin (14,66) ympäröi ainakin osaa polttoaine-elementin (10) ulkopuolisesta pituussuuntaisesta kehästä.

21. Jonkin patenttivaatimuksen 1-20 mukainen tupakointituote, tunnettu siitä, että lämmönjohtamiselin on polttoaine-elementin (10) vieressä oleva säiliö (52), joka sulkee ainakin osittain sisäänsä aerosolin muodostusmateriaalin (54,56) ja mikä johtaa lämpöä polttoaine-elementistä (10) aerosolin muo-dostusmateriaaliin.

22. Patenttivaatimuksen 21 mukainen tupakointituote, t u n n e t t u siitä, että lämpöäjohtava säiliö (52) on metallinen putki. 3o 82592

23. Patenttivaatimuksen 20 tai 21 mukainen tupakointituote, tunnettu siitä, että lämpöäjohtava säiliö (52) käsittää kiinteän seinän (60) suun puoleisessa päässään.

24. Jonkin patenttivaatimuksen 1-23 mukainen tupakointituote, tunnettu siitä, että siihen kuuluu lisäksi tupakka-annos (28), joka on sijoitettu aerosolin muodostuselimeen (12) tai aerosolin muodostuselimen (12) suun puoleisen pään ja tupakointituotteen suun puoleisen pään väliin, minkä avulla kuumat höyryt kulkevat tupakan lävitse haihtuvien aineksien haihduttamiseksi tupakkaa polttamatta.

25. Jonkin patenttivaatimuksen 1-24 mukainen tupakointituote, tunnettu siitä, että tuotteen koko ja muoto on savuke-mainen. 3i 82592