FI87305C - Roekartikel - Google Patents

Description

87305

Tupakointitarvike - Rökartikel Tämän patenttihakemuksen kohteena oleva keksintö koskee savukkeita ja vastaavia tupakointitarvikkeita.

Useita lähestymistapoja on ehdotettu savukkeiden aikaansaamiseksi, joilla on vähäiset sivuvirran savukomponenttien päästöt. Täten on GB-patenttijulkaisun No. 2 094 130A mukaan savukkeilla, jotka käsittävät savukepapereita, joiden vis-koosisesta virtauksesta johtuva ilman läpäisevyys ei ole suurempi kuin 3 Coresta-yksikköä ja joiden Do/t-suhteet vaihtelevat 0,08 ja 0,65 cm sek”* välillä, jossa Do tarkoittaa hapen diffuusiokerrointa typen läpi paperissa ja t tarkoittaa savukepaperin paksuutta, pienet sivuvirtasavun vedestä ja nikotiinista vapaat kokonaishiukkas-aineen (PMWNF) ja nikotiinin kokonaispäästöt.

Eräs toinen lähestymistapa vähäisten savukkeiden sivuvirtasavun komponenttipäästöjen saavuttamiseksi on käyttää savu-kepaperia, joka käsittää yhden tai useamman sivuvirtausta vähentävän yhdisteen. GB-patenttijulkaisussa No. 2 139 869A käsitellään savukepaperia, joka käsittää yhden tai useamman . . yhdisteen ryhmästä, johon kuuluu litiumhydroksidi, alumi- niumhydroksidi, kaIsiumhydroksidi, kaliumformaatti, natrium-formaatti ja natriumasetaatti. Tällaisia papereita käsittävistä savukkeista lähtevän sivuvirtasavun kokonaishiukkas-ainemäärä pienenee ainakin 30% verrattuna siihen verrattava vissa olevaan savukkeeseen, joka käsittää tavanomaista savu kepaperia. Eräs toinen esimerkki sivuvirtaa vähentävien yhdisteiden käytöstä on esitetty US-pa-tenttijulkaisussa No. 4,231,377, jonka mukaan magnesiumoksidia ja lisäainesuolaa . on yhdistelmänä sisällytetty savukepaperiin.

GB-patenttijulkaisussa 2 175 789 on esitetty sivuvirran pienennys savukkeessa, jonka ympärysmitta on alueella 10 - 19 2 87305 mm ja jonka vapaa palamisnopeus on alueella 25 - 45 mg/min. Vaikkakin julkaisussa on yleisluonteinen maininta siitä, että tupakkatäyte voi käsittää paisutettua tupakkaa, siinä ei ole tarkempaa selvitystä sopivasta tai halutusta paisutetun tupakan määrästä. Julkaisussa ei ole annettu minkäänlaista syytä tavanomaista suuremman paisutetun tupakan määrästä joten oletusarvo on noin 10 - 15 % paisutettua tupakkaa, joka on yleisesti kaupallisissa tuotteissa käytettävä määrä. Julkaisu ei mitenkään viittaa korkeampaan paisutetun tupakan tasoon, eikä mahdollisiin etuihin, jotka ovat saavutettavissa suurilla paisutetun tupakan määrillä sivu-virran savuosaan. Julkaisun sanoma on lähinnä että sivuvir-ran pienennys on saavutettavissa ohuella savukkeella, jossa on määrätyt ominaisuudet.

US-patenttijulkaisussa 4 453 553 on esitetty toinen vaihtoehtoinen sivuvirran savun pienennysmenetelmä, jossa käytetään huokoista paperia, jonka Grainer huokoisuus on ainakin noin 50 s. Tämä läpäisevyyden mitta vastaa karkeasti arvoa noin 10 Coresta yksikköä. Paperi voi lisäksi olla käsitelty eli päällystetty vedellä, etyylialkoholilla tai erityisillä lineaarisilla palamisnopeutta hidastavilla koostumuksilla sivuvirtasavun pienennyksen tehostamiseksi.

Tämän keksinnön tarkoituksena on saada aikaan parannettuja vähäisen sivuvirran omaavia savukkeita tai vastaavia vähäisen sivuvirran omaavia tupakointitarvikkeita.

Tämä keksintö saa aikaan tupakointitarvikkeen, erityisesti savukkeen, joka käsittää tupakointimateriaalitangon, joka tanko käsittää tupakointimateriaalia ja paperikääreen, joka ympäröi sanottua tupakointimateriaalia, jolloin sanotussa tangossa olevan tupakointimateriaalin tiheys on noin 100 mg cm-3 ja noin 260 mg cm-3 välillä, ja sanottu tupakointimate- 3 87305 riaali käsittää ainakin 20 painot paisutettua tupakkaa, ja sanottu kääre käsittää palamista hidastavaa ainetta ja sanottu tupakointitarvike, poltettuna standardin mukaisissa konetupakointiolosuhteissa, mahdollistaa ainakin kuusi imai-sua.

Tässä yhteydessä käytetty käsite "standardin mukaiset kone-tupakointiolosuhteet" viittaavat Coresta standardin mukaisiin konetupakointiolosuhteisiin, jonka mukaan joka minuutti suoritetaan 35 cm3:n imaisu, jonka kestoaika oli kaksi sekuntia.

Tämän keksinnön mukaisten tupakointitarvikkeiden tulisi standardin mukaisissa konetupakointiolosuhteissa poltet-ttuina sopivimmin per tupakointitarvike tuottaa sivuvirran PMWNF:n kokonaismäärä, joka ei ole suurempi kuin noin 17 mg, sopivimmin ei suurempi kuin noin 15 mg ja eroityisesti ei suurempi kuin noin 10 mg.

Tämän keksinnön mukaisten tupakointitarvikkeiden tulisi standardin mukaisissa konetupakointiolosuhteissa poltettuina sopivimmin tuottaa sivuvirran hiilimonoksidin (CO) kokonaismäärä, joka ei ole suurempi kuin noin 35 mg, sopivim-min ei suurempi kuin noin 30 mg ja erityisesti ei suurempi kuin noin 20 mg.

Tämän keksinnön mukaisilla tupakointitarvikkeilla tulisi standardin mukaisissa konetupakointiolosuhteissa poltettuina sopivimmin olla tupakointimateriaalikulutus imaisujen välisten ajanjaksojen aikana, joka ei ole suurempi kuin noin 50% 4 87 3G5 tupakointimateriaalin kokonaiskulutuksesta, so. yhdistetty tupakointimateriaalikulutus imaisujen välisten ajanjaksojen ja imaisujen aikana. Imaisujen välisen tupakointimateriaali-kulutuksen ei sopivimmin tulisi olla suurempi kuin noin 40% tupakointimateriaalin kokonaiskulutuksesta ja erityisemmin sen ei tulisi olla suurempi kuin noin 30% tupakointimateri-aalin kokonaiskulutuksesta.

Tämän keksinnön mukaisissa tupakointitarvikkeissa se tupakka, mikä ei ole paisutettua tupakkaa, on sopivimmin lehtitupakkaa, sopivimmin tavanomaisessa leikatussa täy-temateriaalimuodossa. Lehtitupakka voi olla levy- ja/tai varsi-tupakkaa. Se tupakointimateriaali, mikä ei ole paisutettua tupakkaa, voi olla rekonstituoitua tupakkaa tai tupakan korvikemateriaalia.

Paisutettu tupakka voi olla levy- ja/tai varsitupakkaa. Paisutettu tupakka on edullisesti levytupakkaa, joka on tupakan paisutusprosessin tuote, joka tehokkaasti paisuttaa prosessin kohteena olevan tupakan. Suurpaisutusprosesseja on esitetty esimerkiksi US-reissue-patentin No. 30,693 selityksessä ja GB-patenttijulkaisuissa No. 1,570,270 ja 2 160 408A. Käyttämällä suurpaisutusprosessia saavutetaan tupakan paisu-misarvoja, täyttöastekasvuna ilmaistuna, joka tyypillisesti vaihtelee noin 75%:sta aina jopa noin 125%:iin asti. Suur-paisutusprosessin kohteena olleen tupakan tiheys voi esimerkiksi vaihdella noin 100 mg cm~3 ja 175 mg cm-^ välillä mitattuna Borgwaldt tiheysmittaria käyttäen.

Paisutetun tupakan osuus tupakointimateriaalista on sopivimmin ainakin noin 30 paino%.

Jos paisutetun tupakan paisuminen on pientä suuruusluokkaa voi olla välttämätöntä, kuten ammatti-ihmiselle on ilmeistä, että paisutetun tupakan osuus tupakointimateriaalista lähestyy tai on 100%.

5 8 7 3 C 5 Tässä yhteydessä käyetetty termi "palamista hidastava aine" tarkoittaa ainetta, jonka sisällyttäminen tupakointi-materiaalitangon paperikääreeseen tai levitäminen sen päälle, lyhentää tupakointimateriaalitangon kytemisaikaa.

On ilmeistä, että "palamista hidastava aine" viittaa kahden tai useamman tällaisen aineen käyttämiseen kuten myös yhden ainoan tällaisen aineen käyttämiseen. Niiden aineiden joukossa, joita voidaan käyttää, yksittäin tai yhdistelmänä, palamista hidastavina aineina ovat aluminiumammoniumsulfaat-ti, diammoniumvetyortofosfaatti, ammoniumdivetyortofosfaatti ja natriumdivetyortofosfaatti. Muita aineita, joita voidaan käyttää palamista hidastavina aineina tämän keksinnön päämääriä varten ovat boorihappo, aluminiumboraatti, kalsiumboraatti, ammoniumbromidi, litiumbromidi, magnesiumbromidi, ammoniumkloridi, magnesiumkloridi, sinkkikloridi, aluminium-fosfaatti, kalsiumkosfaatti, kaliumsilikaatti, aluminiumsul-faatti, kalsiumsulfaatti, magnesiumsulfaatti ja natriumkarbonaatti .

Palamista hidastavina aineina käytetyt vesiliukoiset aineet sisällytetään sopivimmin käärepaperiin vesiliuoksena. Jos palamista hidastavana aineena käytetty aine ei ole vesiliukoinen lisätään tämä aine sopivimmin jauheen muodossa täyteaineena paperin raaka-aineisiin paperinvalmistuspro-sessin aikana. Vesiliukoisia palamista hidastavia aineita I voidaan sisällyttää paperiin niin paljon, että niiden * * kuormitusaste ei sopivimmin ole suurempi kuin 20%. Veteen liukenemattomia palamista hidastavia aineita voi olla läsnä aina kuormitusasteeseen asti, joka on noin 30%.

Tämän keksinnön mukaisten tupakointitarvikkeiden yhteydessä : : : käytetty käärepaperi voi palamista hidastavan aineen tai ai- _ j neiden lisäksi käsittää sivuvirtaa vähentävää täyteainetta, kuten esimerkiksi aluminiumhydroksidia, litiumhydroksidia tai magnesiumhydroksidia.

6 87305 Tämän keksinnön mukaisten tupakointitarvikkeiden yhteydessä käytetyn käärepaperin ilman läpäisevyys ei sopivimmin ole suurempi kuin noin 20 Coresta-yksikköä. Paperin ilman läpäisevyys ilmaistaan Coresta-yksikköinä sinä ilman määränä, kuutiosenttimetreissä, joka läpäisee yhden neliösenttimetrin paperia yhdessä minuutissa 1,0 kilopascal'in vakiopaine-erolla.

Luonnostaan huokoinen savukepaperi käsittää toisiinsa kiinnittyneitä kuituverkostoja, jotka kuidut yleensä ovat pääasiassa kokonaan tai suurimmalta osaltaan selluloosa-kuituja, joiden välissä on täyteainehiukkasia, esimerkiksi kalsiumkarbonaattihiukkasia. Kuitu-/täyteainematriisin aukot ovat leveydeltään suuruusluokkaa 1 /um, mikä mitta on pieni verrattuna paperin paksuuteen (yleensä 20-50 /um) ja tällaisten aukkojen läpi tapahtuva ilman virtaus määräytyy viskoosisten voimien mukaan. Kun paperi perforoidaan paperinvalmistusprosessin jälkeen ovat perforaatiot kuitenkin suhteellisen suuria, jolloin niiden leveysmitat yleensä ovat samaa suuruusluokkaa kuin paperin paksuus, ja tällaisten perforaatioiden läpi tapahtuvan ilman virtaus määräytyy inertiavoimien perusteella.

On siis ilmeistä, että kun perforoidun paperin läpäisevyys määritetään Coresta läpäisevyyden määritysmenetelmän avulla, tulee saatu läpäisevyyden arvo koostumaan paperinvalmistusprosessin jälkeen paperissa luonnostaan olevien aukkojen läpi tapahtuvasta viskoosisesta virtauksesta johtuvan läpäisevyyden ja sen läpäisevyyden summasta, joka johtuu perforaatioiden läpi tapahtuvasta inertiavirtauksesta. Paperilla tulee myös olemaan samat kaksi läpäisevyyskompo-V: nenttia jos paperi, vaikka se ei ole perforoitu, pienten viskoosisen virtauksen reikien lisäksi käsittää suurempia inertiavirtausreikiä,joihin viimeksimainittuja reikiä voidaan kutsua neulanrei'iksi. Paperi, joka rakenteeltaan vas- η 8 7 8 ΰ 5 taa tätä viimeksimainittua, voi esimerkiksi olla viallisen paperinvalmistustekniikan tuote.

Ilman kokonaisvirtaus paperin läpi voidaan ilmaista seuraavasti : Q = ZAP = Z'A(P)n jossa: Q = ilman virtaus (cm3 min-·*·) A = virtaavan ilman kohteena olevan paperin pinta-ala (cm2) P = paine-ero paperin poikki (kilopascal) Z = paperinvalmistusprosessin jälkeen paperissa luonnostaan olevien aukkojen läpi tapahtuvasta viskoosisesta virtauksesta johtuva paperin läpäisevyys Coresta-yksikköi-nä (cm min-·1· kilopascal-1) Z' = perforaatioiden ja/tai neulanreikien läpi tapahtuvasta inertiavirtauksesta johtuva paperin läpäisevyys (cm min-1 kilopascal-1) n = on vakio tietylle perforaatioreikien tai neulanreikien sarjalle, jossa 0,5 £n <1,0, jolloin n:n tarkka arvo riippuu perforaatioiden tai neulanreikien koosta.

Perforaatioita ja/tai neulanreikiä käsittävän paperin kokona is läpäisevyys on (Z + Z') ja Z:n ja Z':n suhteelliset ar-; ] vot tiettyä tällaista paperia varten voidaan saada mittaa malla ilman virtaus paperin läpi paine-erosarjalla paperin poikki ja numeerisesti regressoimalla Q/P-arvot edelläole-vassa yhtälössä käyttämällä paperissa olevien perforaatioiden ja/tai neulanreikien keskikoon mukaista n:n arvoa.

On ymmärrettävä, että tämän keksinnön mukaisten tupakointi-tarvikkeiden kääreiden yhteydessä edellä mainittu 20 Cores-ta-yksikön arvo viittaa viskoosisesta virtauksesta johtuvaan kääreiden läpäisevyyteen. On siis ilmeisesti ajateltavissa,

8 8 7 3 O S

että tämän keksinnön mukaisen tupakointitarvikkeen kääreellä voi olla kokonaisläpäisevyys, so. Coresta läpäisevyyden määritysmenetelmää käyttämällä määritetty läpäisevyys, joka on suurempi kuin 20 Coresta-yksikköä siinä tapauksessa, että kääre käsittäisi perforaatioita ja/tai neulanreikiä.

Keksinnön mukaisten tupakointitarvikkeiden tupakointimateri-aalitankojen pituus ei sopivimmin ole pienempi kuin 45 mm ja on edullisesti ainakin 60 mm. Tupakointimateriaalitangot ovat sopivimmin yhtenäiset poikkileikkausmuodoltaan ja -mitoiltaan niiden koko pituudelta. Jos tämän keksinnön mukainen tupakointitarvikkeen tupakointimateriaalitanko on poikkileikkaukseltaan yhtenäisesti ympyränmuotoinen, kuten savukkeet ja vastaavat tupakointitarvikkeet yleensä ovat, voi tangon ympärysmitta olla 10-30 mm. Vaikka tämän keksinnön mukaisilla tupakointitarvikeilla on merkittävät ja kaupallisesti käyttökelpoiset sivuvirtasavun vähenemisestä johtuvat edut kun tangon ympärysmitta on 25 + 5 mm, on mahdollista saavuttaa poikkeuksellisia tällaisia etuja kun tangon ympärysmitta on alle 25+5 mm:n alueen aina 10 mm:iin asti. Tämän keksinnön mukaisten tupakointitarvikkeiden tangon ympärysmitta ei sopivimmin ole pienempi kuin 12,5 mm.

Tämän keksinnön mukaiset tupakointitarvikkeet mahdollistavat poltettuina standardin mukaisissa konetupakointiolosuhteissa ! edullisesti ainakin seitsemän imaisua ja sopivimmin ainakin kahdeksan imaisua.

Tämän keksinnön mukaiset tupakointitarvikkeet käsittävät sopivimmin suodattimen tai suukappale-elementin, joka on kiinnitetty tupakointimateriaalitangon toiseen päähän.

Tämän keksinnön mukaiset tupakointitarvikkeet voivat käsittää tuuletuslaitteita.

9 8 7 3 C 5

On ajateltavissa, että tämän keksinnön mukaisissa tupakoin-titarvikkeissa käärettä varten käytetty paperi voisi olla jokin muu kuin tavanomainen paperi. Se voisi esimerkiksi olla rekonstituoitua tupakka-arkkimateriaalia.

Tämän keksinnön ymmärtämisen helpottamiseksi selitetään seu-raavassa muutama sen mukainen esimerkki.

Piirustuksen kuvio 1 esittää savuketta, jossa sen imukepään kääre on osittain kääritty auki, kuvio 2 esittää kaaviomai-sesti laitetta, jota käytetään sivuvirtasavun komponentti-päästöjen määrittämiseksi, ja kuviot 3-6 esittävät kaavio-maisesti kalanpyrstönmuotoista piippua, joka muodostaa osan kuviossa 2 esitetystä laitteesta; jolloin kuviot 4-6 esittävät näkymiä kuvion 3 nuolien A, B vast. C suunnassa.

Esimerkki I

Valmistettiin tämän keksinnön mukainen savuke 1, joka käsitti savuketangon 2, jonka pituus oli 64 mm ja ympärysmitta 24,82 mm ja 20 mm pitkä selluloosa-asetaattisuodatin 3 oli kiinnitetty tankoon 2 imukepään kääreen 4 avulla. Tanko 2 käsitti leikattua täyslevytupakkamateriaalia 5, joka oli kääritty sitä ympäröivään savukepaperikääreeseen 6. Täytemateriaali 5 muodostui 80%:sti leikatusta levytupakasta, joka oli paisutettu suurpaisutusprosessin avulla, joka tunnetaan DIET-prosessina. Täytemateriaalin 5 tiheys oli 159 mg cm“3. Kääreen 6 savukepaperin ilman läpäisevyys oli 9 Coresta-yksikköä ja sen paino 27 g m-2. Savukepaperi käsitti 23,7% kalsiumkarbonaattitäyteainetta. Palamista hidastava liuos, joka koostui 4 osasta ammonium-divetyortofosfaattia ja 1 osasta diammoniumvetyortofosfaattia oli sisällytetty kääreeseen 6 niin, että sen kuormitusasteeksi muodostuisi 14%.

... Kun savukkeita 1 vastaavia savukkeita poltettiin standardin mukaisissa konetupakointiolosuhteissa niin pitkälle, että ίο 8 7 305 savuketangosta jäi 8 mm, olivat keskimääräiset tuotetut si-vuvirran PMWNF:n ja CO:n keskimääräiset kokonaismäärät per savuke 10,0 mg vast. 21,0 mg. Näiden savukkeiden keskimääräinen imaisujen määrä oli 8,6.

Tämän keksinnön mukaiset toiset savukkeet käsittivät savuke-tankoja, joiden pituus oli 64 mm ja ympärysmitta 24,87 mm, ja 20 mm pitkiä selluloosa-asetaattisuodattimia. Savuketan-got käsittivät leikattua täyslevytupakkatäytemateriaalia, joka käsitti 80% Diet-paisutettua tupakkaa ja jonka tiheys oli 163 mg Tangot käärittiin savukepaperiin, jonka ilman läpäisevyys oli 15 Coresta-yksikköä ja paino 42 g m-2, Savukepaperi käsitti täyteaineena kalsiumkarbonaatista ja magnesiumhydroksidista muodostuvan seoksen, joiden kuormi-tusasteet paperissa olivat 23,5% vast. 16,0%. Magnesiumklo-ridia oli palamista hidastavana aineena sisällytetty liuoksena paperiin niin, että mag-nesiumkloridin kuormitusasteek-si muodostui 3,9%. Kun toisia savukkeita poltettiin standardin mukaisissa konetupakointiolosuhteissa olivat keskimääräiset tuotetut sivuvirran PMWNF:n ja CO:n kokonaismäärät per savuke 9,7 mg vast. 23,1 mg. Keskimääräinen imaisujen määrä oli 9,5.

Tämän keksinnön mukaiset kolmannet savukkeet käsittivät sa-vuketankoja, joiden pituus oli 64 mm ja ympärysmitta 24,82 mm, ja 20 mm pitkiä selluloosa-asetaattisuodattimia. Savuke-tangot käsittivät leikattua täyslevytupakkamateriaalia, joka käsitti 80% DIET-paisutettua tupakkaa ja jonka tiheys oli 167 mg cm"3. Tangot käärittiin savukepaperiin, jonka ilman läpisevyys oli 18 Coresta-yksikköä ja paino 42 g m“2. Savukepaperi sisälsi täyteaineena kalsiumkarbonaatista ja magnesiumhydroksidista muodostuvan seoksen, joiden kuormitusas-teet paperissa olivat 23,5% vast. 16,0%. Aluminiumammonium-fulfaattia oli palamista hidastavana aineena sisällytetty liuoksena paperiin niin, että palamista hidastavan aineen kuormitusasteeksi muodostui 2,6%.

11 87305

Kun kolmansia savukkeita poltettiin standardin mukaisissa konetupakointiolosuhteissa olivat keskimääräiset tuotetut sivuvirran PMWNF:n ja CO:n kokonaismäärät per savuke 16,2 mg vast. 31,6 mg. Keskimääräinen imaisujen määrä oli 8.

Esimerkki II

Tämän keksinnön mukaiset neljännet savukkeet käsittivät sa-vuketankoja, joiden pituus oli 64 mm ja ympärysmitta 25 mm, ja 20 mm pitkiä selluloosa-asetaattisuodattimia. Savuketan-got käsittivät leikattua täyslevytupakkamateriaalia, joka käsitti 80 paino% DIET-paisutettua tupakkaa ja jonka tiheys oli 166 mg cm-^. Tangot käärittiin savukepaperiin, joka vastasi "A"-merkittyä savukepaperia taulukossa 2.

Kun neljänsiä savukkeita poltettiin standardin mukaisissa konetupakointiolosuhteissa olivat keskimääräiset tuotetut sivuvirran PMWNF:n, kokonaisnikotiinialkaloidien (TNA) ja C0:n kokonaismäärät 16,2 mg, 2,25 mg vast. 31,6 mg. Neljänsien savukkeiden keskimääräinen imaisujen määrä oli 7,2.

Kun edellisiin verrattavissa olevia ensimmäisiä vertailu-savukkeita, jotka 100%:sti käsittivät paisuttamatonta tupak-katäytemateriaalia, jotka oli kääritty tavanomaiseen savuke-. paperiin, jonka ilman läpäisevyys oli 50 Coresta-yksikköä, ; poltettiin juuri mainitun tupakoimismenetelmän mukaan olivat keskimääräisesti tuotetut sivuvirran PMWNF:n, TNA:n ja C0:n kokonaismäärät per savuke 31,3 mg, 4,80 mg vast. 64,7 mg. Ensimmäisten vertailusavukkeiden keskimääräinen imaisujen määrä oli 9,1.

Kun toisia edellisiin verrattavissa olevia vertailusavukkei-ta, jotka käsittivät samaa täytemateriaalia kuin neljännet savukkeet, joihin on edellä viitattu, ja lisäksi käsittivät tavanomaista savukepaperia, joka vastasi ensimmäisten ver- 12 87305 tailusavukkeiden savukepaperia, poltettiin saman tupakoimis-menetelmän mukaan, olivat keskimääräiset tuotetut sivuvirran PMWNF:n, TNA:n ja CO:n kokonaismäärät per savuke 19,1 mg, 3,67 mg vast. 35,0 mg. Toisien vertailusavukkeiden keskimääräinen imaisujen määrä oli 6,2.

Kun paisuttamatonta täytemateriaalia, joka vastasi ensimmäisissä vertailusavukkeissa käytettyä, käytettiin muodostamaan 100% kolmansien edellisiin verrattavissa olevien vertailusavukkeiden täytemateriaalista, jotka käsittivät tanko-kääreitä, jotka olivat paperia A, ja kolmansia vertailusa-vukkeita poltettiin, jälleen standardin mukaisissa konetupa-kointiolosuhteissa niin pitkälle, että tangon pituudesta jäi 8 mm, olivat keskimääräiset tuotetut sivuvirran PMWNFtn, TNA:n ja CO:n kokonaismäärät per savuke 24,5 mg, 3,96 mg vast. 61,8 mg. Kolmansien vertailusavukkeiden keskimääräinen imaisujen määrä oli 11,3.

Vertailusavukkeita polttamalla saaduista tuloksista voidaan helposti lineaarisesti suoraan verrannollisesti laskea, että odotetut keskimääräiset tuotetut sivuvirran PMWNFtn, TN tn ja CO tn kokonaismäärät verrattavissa olevien savukkeiden osalta, jotka käsittivät sekä edellämainittua täytemateriaalia, joka 80%isti muodostui DIET-paisutetusta tupakasta, että paperia A olevan paperin, so. neljänsiä savukkeita vastaavien savukkeiden osalta, olisivat 14,9 mg, 3,0 mg vast. 33,4 mg per savuke. (Esimerkiksi PMWNFsn arvo lasketaan seuraavasti: 24,5 (1 - 0,39) = 14,9, jolloin 24,5 on kolmansien vertailu-savukkeiden PMWNF-arvo ja 0,39 on ensimmäisien vertailusavukkeiden PMWNF-arvo vähen-nettynä toisien vertailusavukkeiden vastaavalla arvolla ilmaistuna ensimmäisten vertailusavukkeiden vastaavan arvon murtolukuna, so. PMWNFin vähennys-suhde.) Kuten jo edellä on mainittu olivat neljänsien savukkeiden mitatut sivuvirran TNA:n ja CO:n kokonaismäärät kuitenkin 2,25 mg vast. 31,6 mg. Voidaan siis todeta, että 13 8 7 50 5 neljänsiä savukkeita vastaavien savukkeiden keskimääräinen tuotettu sivuvirran TNA:n kokonaismäärä, jotka savukkeet olivat tämän keksinnön mukaisia savukkeita, oli 25% pienempi kuin laskettu arvo. Vastaavasti oli neljännen savukkeen tuottaman sivuvirran CO:n kokonaismäärä 6% pienempi kuin ennakoitu. Tämän keksinnön mukaisilla savukkeilla oli siis toisin sanoen selvästi erottuva synergistinen sivuvirran sa-vukomponentteja vähentävä vaikutus.

Taulukossa 1 on esitetty yksityiskohtia tämän keksinnön mukaisten savukkeiden keskimääräisistä tuotetuista sivuvirta-komponenttien kokonaismääristä ja imaisujen määristä. Paperia A olevia kääreitä käsittävät savukkeet ovat niitä savukkeita, joihin edellä on viitattu neljänsinä savukkeina. Muut savukkeet olivat edellisiin verrattavia sillä erolla, että ne käsittivät papereita, jotka oli merkitty B-G. Nämä muut savukkeet poltettiin edellä esitetyn tupakointimenetelmän mukaisesti.

Taulukossa 2 on esitetty yksityiskohtia papereista A-G.

Taulukossa 1 kirjain "S" sarakkeissa 5-7 esitettyjen arvojen alla tarkoittaa synergististä sivuvirtasavun komponen-tteja vähentävää vaikutusta. Kuten taulukon 1 perusteella voidaan ··· todeta on synergismi sivuvirran komponenttien vähenemisen osalta kunkin sellaisen savukerakenteen tunnuspiirre, jossa käytetään papereita A-G olevia kääreitä.

14 87305 TAULUKKO 1 1 2 3 4 5 6 7 8

Ennakoidut sivuvir- Mitatut sivuvirta- takcnponenttien kanponenttienmää- määrät - mc/savu- rät rr.g/savuke 1

Paperi Ilmaisujen määrä

PMWNF TNA CO PMWNF TNA CO

A 14.9 3.0 33.4 16.2 2.25 31.6 7.2

S S

‘l B 10.7 2.63 28.2 9.7 1.74 23.1 9.8

S S

C 14.6 3.18 29.4 13-9 2.02 3L.1 7.2

S

D 12.9 3.11 25.1 10.0 1.27 21.0 8.6

SS

E 13.2 3.20 27.7 13.0 1.68 23.8 9.2

S S

F 11.8 3.33 25.4 13.6 2.24 30.5 8.1

S

G 11.5 2.23 27.8 9.5 1.29 21.7 9.5

S S

15 87505 TAULUKKO 2

Patterin Läpäisevyys Paino Tävteaine Palamista niinitys (C.U.) Ci -^2) Matava (paino-%) A 12 46 23.5 CaC03 2.6 11.5 MgO Al(NH4) (y04)2 B 12 46 23.5 CaC03 4.0 MgCl2

11.5 MgO

C 12 46 23.5 CaC03 5.5 11.5 MgO seosta D 9 27 23.7 CaC03 14 seosta E 9 27 23.7 CaC03 10 MgCl2 F 9 27 23.7 CaC03 11 NaH2P04 G 9 50 15 CaC03 6.9 MgCl2 8.7 Mgo 16 87305

Palamista hidastava seos, johon viitataan taulukossa 2 papereiden C ja D yhteydessä, oli seos, joka muodostui 4 osasta ammoniumdivetyortofosfaattia ja 1 osasta diammoniumvetyorto fosfaattia. Taulukossa 2 täyteainekuormitukset ovat ilmaistut prosentteina paperin painosta ennen palamista hidastavan aineen lisäämistä, ja palamista hidastavien aineiden kuormitukset ovat ilmaistut prosentteina lopullisesta paperin painosta. Taulukossa 2 esitetyt papereiden A-G läpäisevyy-sarvot vastaavat tilannetta ennen palamista hidastavan aineen lisäämistä. Palamista hidastavan aineen lisäämisellä ei kuitenkaan ole mitään merkittävää vaikutusta minkään paperin läpäisevyyteen.

Esimerkki III

Tämän keksinnön mukaiset savukkeet käsittivät savuketankoja, joiden pituus oli 64 mm ja ympärysmitta 17 mm, ja 20 mm pitkiä selluloosa-asetaattisuodattimia, joiden suodattimien ympärysmitta tietenkin myös oli 17 mm. Savuketangot käsittivät leikattua täyslevytupakkatäytemateriaalia, joka 80%:sti muodostui DIET-paisutetusta tupakasta ja jonka tiheys oli 181 mg cm-^. Tangot käärittiin savukepaperiin, joka vastasi "G"-merkittyä paperia taulukossa 2. Kun näitä savukkeita poltettiin standardin mukaisissa konetupakointiolosuhteissa olivat keskimääräiset tuotetut sivuvirran PMWNF:n, TNA:n ja C0:n kokonaismäärät per savuke 5,6 mg, 0,73 mg vast. 25 mg. Keskimääräinen imaisujen määrä oli 14,1.

Kun ensimmäisiä, edellisiin verrattavissa olevia vertailusa-vukkeita, jotka käsittivät 100% paisuttamatonta täytemateri-aalia, joka oli kääritty tavanomaiseen savukepaperiin, jonka ilman läpäisevyys oli 50 Coresta-yksikköä, poltettiin standardin mukaisissa konetupakointiolosuhteissa, olivat keski-** määräiset tuotetut sivuvirran PMWNF:n, TNA:n ja C0:n koko naismäärät per savuke 18,5 mg, 3,29 mg vast. 42,4 mg. Keskimääräinen imaisujen määrä oli 7,9.

i - 17 87305

Kun toisia, edellisiin verrattavissa olevia vertailusavuk-keita, jotka käsittivät samaa täytemateriaalia kuin tämän keksinnön mukaiset savukkeet ja lisäksi käsittivät tavanomaista savukepaperia, joka vastasi ensimmäisten vertailusa-vukkeiden savukepaperia, poltettiin standardin mukaisissa konetupakointiolosuhteissa, olivat keskimääräiset tuotetut sivuvirran PMWNF:n, TNAtn ja CO:n kokonaismäärät per savuke 10,7 mg, 1,55 mg vast. 25,2 mg. Keskimääräinen imaisujen määrä oli 5,1.

Kun ensimmäisissä vertailusavukkeissa käytettyä vastaavaa paisuttamatonta täytemateriaalia käytettiin muodostamaan 100% kolmansien edellisiin verrattavissa olevien vertailusa-vukkeiden täytemateriaalista, jotka käsittivät paperia G olevia tankokääreitä, ja kolmansia vertailusavukkeita poltettiin, jälleen standardin mukaisissa konetupakointiolosuhteissa, olivat keskimääräiset tuotetut sivuvirran PMWNFsn, TNA:N ja CO:n kokonaismäärät per savuke 11,1 mg, 2,15 mg vast. 21,2 mg. Keskimääräinen imaisujen määrä oli 14,1.

Vertailusavukkeiden sivuvirtakomponenttien päästöarvoista voidaan, esimerkissä II esitetyllä tavalla, laskea, että sivuvirran PMWNFsn, TNAsn ja COsn kokonaismäärien arvot tämän keksinnön mukaisten savukkeiden osalta tulisivat olemaan 6,4 mg, 1,01 mg vast. 12,5 mg. Koska vastaavat mitatut arvot tämän keksinnön mukaisten savukkeiden osalta olivat 5,6 mg, 0,73 mg vast. 25,6 mg voidaan todeta, että tällä keksinnöllä oli synergistinen sivuvirtasavukomponentteja vähentävä vaikutus PMWNFsn ja TNAsn osalta.

·. Esimerkki IV

Tämän keksinnön mukaiset ensimmäiset savukkeet, jotka on merkitty savukkeet 1 taulukossa 3, käsittivät 64 mm pitkiä savuketankoja, joiden ympärysmitta oli nimellinen 25 mm, 18 87305 ja 20 nun pitkiä selluloosa-asetaattisuodattimia. Savuke-tangot käsittivät leikattua täyslevytupakkatäytemateriaa-lia, josta 80% paino-% muodostui DIET-paisutetusta tupakasta, ja jonka tiheys oli 175 mg cm-3. Tangot käärittiin savu-kepaperiin, joka vastasi paperia D taulukossa 2.

Toiset keksinnön mukaiset savukkeet, jotka oli merkitty savukkeet 2 taulukossa 2, vastasivat juuri mainittuja ensimmäisiä savukkeita sillä erolla, että tankotäytemateriaalin tiheys oli 195 mg cm-3 ja tankokääreet olivat savukepaperia, joka vastasi paperia C taulukossa 2.

Vertailusavukkeina käytettiin tavanomaisia savukkeita, joiden tankotäytemateriaalin tiheys oli 280 mg cm*3 ja jotka käsittivät paperikääreitä, joiden ilman läpäisevyys oli 50 Coresta-yksikköä.

Ensimmäisiä ja toisia keksinnön mukaisia savukkeita standardin mukaisissa konetupakointiolosuhteissa polttamalla saadut tulokset on esitetty taulukossa 3. Näiden tuloksien perusteella voidaan todeta, että vaikka keksinnön mukaisten savukkeiden iraaisujen määrä oli verrattavissa vertailusavuk-keiden imaisujen määrään, olivat keksinnön mukaisten savukkeiden tuottamat sivuvirtasavukomponenttien määrät huomattavasti pienemmät kuin vertailusavukkeiden. Esimerkiksi ensimmäisten keksinnön mukaisten savukkeiden kohdalla PMWNF siis pieneni 70%. Tulisi myös huomata, että kytemisen, so. imaisujen välisinä ajanjaksoina, kuluneen tupakkamäärän suhde imaisujen aikana kuluneeseen tupakkamäärään pieneni huomattavasti verrattuna vertailusavukkeisiin.

Tupakan kulumisen mittaukset imaisujen ja imaisujen välisten ajanjaksojen aikana suoritettiin palamisastetta tarkkailevan laitteen avulla, jonka yksityiskohdat ilmenevät Tobacco Patents Information Bulletin'stä, No. 88/29-30, jota julkaisee 19 8 7 3 G 5 N. & D.J. Foster, Amberlea, North Road, Dibden Purlieu, Southampton, S04 5PE, Englanti.

TAULUKKO 3

Sivuvirran vä- Tupakan

Imaisujen bennykset (%) kulutus (%) faavul'e määrä

Tpa 1 Cl 1— PMWNF CO Kyteminen

Vertailu 8.8 - - 32 68 1 8.6 70 69 80 20 2 8.0 60 50 60 40

Kuviossa 2 esitetty laite, jota käytettiin edellä esitettyjen sivuvirran savukomponettien päästöjen määrityksien suorittamiseksi, käsitti Filtrona 302 lineaarisen tupakointiko-neen 7, jonka aukko on merkitty viitenumerolla 8. Tupakoin-tikoneen 7 kunkin aukon kohdalle sijoitettiin pystysuoraan asentoon päistään avoin lasia olevan kalanpyrstönmuotoinen piippu, joka aukon 8 kanssa yhteydessä oli merkitty viitenu-merolla 9. Kuviossa 3 ovat mitat a ja b 410 mm vast. 80 mm. Kuviossa 4 on sisämitta (halkaisija) c 24 mm ja mitta d 22mm. Poikittain piipun 9 yläpuolelle oli sijoitettu ennalta punnittu Cambridge-suodatintyyny 10. Viitenumerolla 10'merkitty esine on Cambridge-suodatintyyny, jota käytettiin pää-virran savukomponenttien päästöjen mittaamiseksi. Putki 11 ulottui suodatintyynyn 10 yläpinnasta kaasuvirtausmittarin 12, josta mittarista 12 putki 13 ulottui kaasupumppuun 14. Putkeen 13 oli tulo- ja menoputkien 15, 16 avulla liitetty infrapunahiilimonoksidianalysaattori 17, johon sisältyi sisäinen kaasun kiertopumppu (ei esitetty).

20 87305

Kuvion 2 laitetta käytettäessä tupakointikoneen 7 aukossa 8 poltetun savukkeen 18 sivuvirran savukomponenttipäästöjen määrittämiseksi säädettiin pumppu 14 siten, että läpivirta-usmäärä piipun 9, putken 11 ja putken 13 kautta oli 2 lit-raa/min. Savukkeen 18 polttamisen aikana standardin mukaisissa konetupakointiolosuhteissa aukossa 8 kulkeutui savukkeesta 18 lähtevä sivuvirtasavu piippua pitkin ylöspäin suo-datintyynyyn 10. Se osa savusta, joka ei kiinnittynyt suoda-tintyynyyn 10 tai ei laskeutunut piipun 9 sisäseinämille kulkeutui putkien 11, 13 kautta ja jälkinäyte siitä kulkeutui hiilimonoksidianalysaattorin 17 läpi tuloja menoputkien 15, 16 kautta.

Kun savukkeen 18 ja kahden identtisen savukkeen polttaminen aukon 8 kohdalla oli suoritettu, punnittiin tyyny 10 uudestaan. Täten määritetystä painosta vähennettiin tyynyn 10 alkuperäinen paino, jolloin saatiin tyynyyn 10 kiinnittyneen hiukkasaineen kokonaismäärän (TPM) paino. Tämän jälkeen tyyny 10 uutettiin uuttoliuottimella, esimerkiksi propan-2-olilla. Täten saatu uute analysoitiin kaasukromatograafises-ti tyynyyn 10 kiinnittyneen nikotiinin ja veden määrien määrittämiseksi. Nikotiinin ja veden tällä tavalla määritettyjen painojen summa vähennettiin edelläesitetystä gravimetri-sesti määritetystä tyynyyn 10 kiinnittyneestä TPM:n painosta, jolloin saatiin siihen kiinnittyneen PMWNF:n paino.

Piipun 9 sisäpinta huuhdottiin uuttoliuoksella, esimerkiksi propan-2-olilla. Osa täten saadusta uutteesta analysoitiin kaasukromatograafisesti piipun 9 sisäseinämille laskeutuneen nikotiinimäärän määrittämiseksi. Täten määritetyn nikotiinin paino lisättiin tyynyyn 10 kiinnittyneen nikotiinin painoon, jolloin saatiin näiden kolmen savukkeiden tuottama sivuvirran nikotiinin kokonaispaino, joka paino jaettiin kolmella, jotta saataisiin sivuvirtanikotiinin paino per savuke.

21 87305

Piipun 9 huuhtomisen avulla saadun uutteen toinen osa analysoitiin ultraviolettitekniikkaa käyttäen, jossa standardina käytettiin osaa tyynystä 10 saadusta uutteesta, johon edellä on viitattu, piipun 9 sisäseinämille laskeutuneen PMWNF:n määrän määrittämiseksi. Täten määritetyn PMWNF:n paino lisättiin edellä määritettyyn, tyynyyn 10 kiinnittyneen PMWNF:n painoon, jolloin saatiin näiden kolmen sa-vukkeiden tuottama sivuvirran PMWNF:n kokonaispaino, joka paino jaettiin kolmella, jotta saataisiin sivuvirran PMWNF:n paino per savuke.

Sivuvirtasavun CO-määrä per savuke määritettiin analysaattorin 17 avulla saatujen tietojen perusteella.

Claims (12)

22 87305

1. Tupakointitarvike, erityisesti savuke, joka käsittää tu-pakointimateriaalitangon, joka tanko käsittää tupakointima-teriaalia ja paperikääreen, joka ympäröi sanottua tupakoin-timateriaalia, tunnettu siitä, että sanotussa tangossa (2) olevan tupakointimateriaalin (5) tiheys on noin 100 mg cm-3 ja noin 260 mg cm-3 välillä, sanottu tupakointi-materiaali (5) käsittää ainakin 20 paino-% paisutettua tupakkaa, sanottu kääre (6) käsittää palamista hidastavaa ainetta ja sanottu tupakointitarvike (l), poltettuna standardin mukaisissa konetupakointiolosuhteissa, mahdollistaa ainakin kuusi imaisua.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tupakointitarvike, tunnettu siitä, että sanottu palamista hidastava aine on jokin tai useampi ryhmästä aluminiumammoniumsulfaatti, diam-moniumvetyortofosfaatti, ammoniumdivetyortofosfaatti, nat- riumdivetyortofosfaatti, boorihappo, aluminiumboraatti, kal-;’·siumboraatti , ammoniumbromidi, litiumbromidi, magnesiumbro-midi, ammoniumkloridi, magnesiumkloridi, sinkkikloridi, alu--·· miniumfosfaatti, kalsiumfosfaatti, kaliumsilikaatti, alumi- "! niumsulfaatti, kalsiumsulfaatti, magnesiumsulfaatti ja nat- riumkarbonaatti.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen tupakointitarvike, tunnettu siitä, että sanottu tupakointimateriaali (5) käsittää ainakin 30 paino% paisutettua tupakkaa.

./ 4. Patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen tupakointitar vike, tunnettu siitä, että sanottu paisutettu tu-pakka on tupakkaa, joka on paisutettu täyttöasteen kasvat-: ' tamiseksi ainakin 75%.

5. Jonkin edellisistä patenttivaatimuksista mukainen tupakointitarvike, tunnettu siitä, että sanotun pai- 23 87305 sutetun tupakan tiheys on 100 mg cm-^ ja 175 mg cm-^ välillä.

6. Jonkin edellisistä patenttivaatimuksista mukainen tupa-kointitarvike, tunnettu siitä, että sanotun kääreen (6) ilman läpäisevyys on 20 Coresta-yksikköä tai pienempi .

7. Jonkin edellisistä patenttivaatimuksista mukainen tupa-kointitarvike, tunnettu siitä, että sanottu kääre (6) käsittää sivuvirtaa vähentävän täyteaineen.

8. Jonkin edellisistä patenttivaatimuksista mukainen tupa-kointitarvike, tunnettu siitä, etä sanotun tupa-kointimateriaalitangon (2) ympärysmitta on 20-30 mm.

9. Jonkin patenttivaatimuksista 1-7 mukainen tupakointitar-vike, tunnettu siitä, että sanotun tupakointimate-riaalitangon (2) ympärysmitta on 12,5-20 mm.

. ; 10. Jonkin edellisistä patenttivaatimuksista mukainen tu- pakointitarvike, joka poltettuna standardin mukaisissa ko-netupakointiolosuhteissa tuottaa sivuvirran PMWNF:n koko-·· : naismäärän, joka on 17 mg tai vähemmän.

11. Jonkin edellisistä patenttivaatimuksista mukainen tu-pakointitarvike, joka poltettuna standardin mukaisissa ko-netupakointiolosuhteissa tuottaa sivuvirran hiilimonoksi- :'!*: din kokonaismäärän, joka on 35 mg tai vähemmän.

12. Jonkin edellisistä patenttivaatimuksista mukainen tu-pakointitarvike, jonka tupakointimateriaalin kulutus imaisu-jen välisten ajanjaksojen aikana, standardin mukaisissa ko- ·;··? netupakointiolosuhteissa poltettuna on 50% tupakointimateri aalin kokonaiskulutuksesta tai vähemmän. 24 87305