HUT57562A - Cigarette and smokable cigarette filler - Google Patents

Description

A találmány tehát cigarettára és más olyan dohányipari termékekre vonatkozik, amelyek elszívásuk során viszonylag kis mennyiségű tökéletlen égésterméket bocsátanak ki, kevés kátrány mellékterméket és kátrányillatot árasztanak és az FTC ajánlásnak megfelelő dohányzási feltételek mellett folyamatos égést, parázslást biztosítanak.

A népszerű dohánytermékek, például cigaretták lényegében hengeres rúd alakú szerkezetűek és elszívható anyag töltetet vagy sodratot, például felaprított dohányt tartalmaznak, amely például felaprított cigaretta töltelékként külső papír burkolatba van becsomagolva és így alkotja az úgynevezett elszívható rudacskát. A cigaretták általában hengeres szűrőelemmel rendelkeznek, amely az elszívható rúd egyik végében van elhelyezve. Egy ilyen szűrőelem általában cellulózacetát vattát tartalmaz, amelyet külön burkolat vesz körül és a szűrőelem így van csatlakoztatva az elszívható rúdhoz egy mindkettőt körülvevő külső burkolat segítségével.

A cigarettát a dohányos általában úgy használja, hogy egyik végét meggyújtja, majd az elszívható rudacskát végig égeti. Ennek során az általában vágott dohánytöltelékből álló elszívható anyag elégése révén keletkezik a füst, amelyet a dohányos aztán a dohányfüst főáramban szájába juttat a cigaretta másik végének (azaz a szűrőelem felőli végének megszívásával. Ily módon a dohányos élvezheti a dohányzás örömeit, például a dohány vagy füst ízét, a dohányzás érzését, megelégedettséget és hasonlókat.

A cigaretta végigégése során a cigaretta megszívásakor a főáramon kívül melléktermékek is keletkeznek. Mellékterméknek, pontosabban mellékáramnak a füst azon részét nevezzük, amely a cigaretta elszívott végétől közvetlenül a környező légtérbe jut. A mellékáram a környező levegőbe bejutva látható és szagolható, és ez más, elsősorban nemdohányzó egyénre negatív hatással lehet. Az égő cigaretta által keltett látható mellékáramú füst relatív mennyisége az égő cigaretta által kibocsátott mellékáramú kátrány relatív mennyiségével is összefügg. Azok az ismert és kereskedelemben kapható cigaretták, amelyek tölteléke vágott dohányból áll és hosszúságuk hozzávetőlegesen 84 mm (azaz körülbelül 57 mm hosszú elszívható cigarettatöltetet és körülbelül 27 mm hosszú szűrőelemet tartalmaznak), gyakran 25-35 mg mellékáramú kátrány mennyiséget bocsátanak ki cigarettánként. Ezeket az adatokat az ANALIST című folyóirat 1988. évi 113. számának 1509. oldalán Proctor és társai cikkéből ismertük meg, akik az egy cigaretta által kibocsátott mellékáramú kátrány mérésére alkalmas eljárást és berendezést ismertetnek.

Számos cigarettafajta ajánlást ismerünk, amelyek ismertetőjük szerint viszonylag alacsony látható mellékáramú füstöt bocsátanak ki. Ilyen cigarettákat ismertetnek például az

US-PS	4.637.410,	az	US-PS	4.624.268,	az	US-PS	4.407.308,	az
US-PS	4.231.377,	az	US-PS	4.420.002,	az	US-PS	4.450.847,	az
US-PS	4.108.151,	az	US-PS	4.433.697,	az	US-PS	4.461.311	és

az US-PS 4.561.454 lajstromszámú szabadalmi leírások.

Az évek folyamán számos eljárást javasoltak a főáramú dohányfüst összetételének megváltoztatására. így például számos dohányhelyettesítő anyagra tettek javaslatot, és ilyen anyagok listáját tekinthetjük meg az US-PS 4.079.742 lajstromszámú szabadalmi leírásban. Ezt kiegészítendő, egyéb dohányhelyettesítő anyagok is forgalomba kerültek Európában az 1970-es években Cytrel NSM márkanevek alatt.

Számos irodalmi forrás javasolt olyan termékeket, amelyek ízesített/aromásított gőzöket és/vagy látható párát bocsátanak ki. Ezeknek a termékeknek a legtöbbje éghető fűtőanyagot tartalmaz, amely aerosolt állít elő vagy pedig aerosolt előállító anyagot éget el. Ilyen termékeket ismerhetünk meg az US-PS 4.714.082 lajstromszámú szabadalmi leírás technika állását leíró részében.

Olyan jellegű dohánytermékek, amelyek a cigarettázással összekapcsolódó élvezeteket úgy tudják biztosítani, hogy a dohányt csupán hevítik, de el nem égetik és így nem bocsátanak ki jelentős mennyiségű tökéletlen égésterméket, az USPS 4.714.082, az US-PS 4.756.318 és az US-PS 4.793.365 lajstromszámú szabadalmi leírásokból ismerhetők meg. Ezek a dohány termékek éghető tüzelőanyagot alkalmaznak a szükséges hő előállítására valamint ettől fizikailag elválasztva aerosolt létrehozó összetevőket tartalmaznak, amelyek azért a kellő mértékben hőkapcsolatban állnak a tüzelőanyaggal. A használat során a tüzelőelem által létrehozott hő elpárologtatja az aerosolt alkotó illetve kibocsátó összetevőket és az így keletkező aerosol hivatatott a dohányfüstöt utánozni. Az ilyen dohányipari termékek rendkívül kis mennyiségű lát ható mellékáramú füstöt bocsátanak ki, és az FTC ajánlások szerint mért kátránymennyiség is igen alacsonyszintű.

Kívánatosnak tűnik olyan jó ízű cigaretta létrehozása, amely megfelelő dohányzási érzést kelt, viszonylag alacsony főáramú gázfázisú terméket és alacsony szintű tökéletlen égésterméket bocsát ki, nem alszik ki az FTC ajánlások szerinti dohányzási feltételek mellett, emellett kis mennyiségű mellékáramú kátrányt és kevés mellékáramú látható füstöt bocsát ki.

A találmány szerinti dohánytermék vágott dohányt vagy pedig felsodort dohányt tartalmaz. A közkedvelt dohánytermékek cigaretta alakúak és két fő részből állnak, egyrészt az elszívható anyagból készült rudacskából vagy töltetből mésrészt külső burkolóanyagból, például papírburkolatból, amely az elszívható anyagú rudacskát veszi körül. A találmány szerinti cigaretta a későbbiekben részletesebben ismertetett elszívható tölteléket tartalmaz, amely az elszívható anyagnak legalább egy részét alkotja.

A javasolt burkolóanyag, amely az elszívható anyag rudacskát veszi körül és ezáltal elszívható rudacskát alkot, alacsony légáteresztő képességű cigarettapapír burkolat. A leginkább javasolt cigaretta burkolatok igen alacsony légáteresztő képességűek, vagy porozitásúak, és porózusságuk hozzávetőlegesen 5 CORESTA egység alatti. Egy CORESTA egység 1 cm² cigaretta papíron 1 cbar állandó nyomás hatására áthaladó levegő lineárisan mért sebessége, a mérés elvéről és módjáról részletesebben az ISO/TC 126/SC I N159E jelszámú 1986-os CORESTA publikációban olvashatunk.

Az elszívható töltelék egyik megjelenési formája a dohányt tartalmazó elszívható töltelékanyag. Ilyen találmány szerinti elszívható anyag dohányból, például aprított dohánylevelekből, dohányszár darabokból, őrölt dohánylevelekből, dohánytörmelékből, dohányporból, dohánykivonatból vagy más feldolgozott dohányipari termékből valamint egymással közvetlen kapcsolatban álló szerves összetevőt és szervetlen összetevőt tartalmazó agglomerált mátrix töltelékből álló keveréket tartalmaz. Az agglomerált mátrix töltelék célsze rűen különálló alakban van kiképezve. A szerves összetevő alginát vagy más, olyan agglomerált mátrix töltelék előállítására alkalmas szerves anyag, amely lényegében vízben oldhatatlan átlagos környezeti feltételek mellett. A szervetlen összetevő általában kalcium-karbonát. A szívható cigaretta töltelék az agglomerált mátrix töltelékkel és a dohánnyal szorosan érinkező kötőanyagot tartalmaz. Ily módon a kötőanyag szolgál arra, hogy a dohányrészecskéket valamint az agglomerált mátrix töltelék részecskéket együtt tartsa és szívható cigaretta tölteléket alakítson ki. Ilyen dohányt tartalmazó szívható cigaretta töltelék bizonyos ízesítő öszszetevőt, például kakaót, szerves savakat, mentolt és hasonlókat és/vagy azzal szorosan érintkező, aerosolt alkotó anyagokat, például glicerint, propilénglikolt és hasonlókat tartalmazhat. A dohányt is tartalmazó szívható cigaretta töltelék vizes iszapszerű lapként önthető, vagy a papírgyártásnál használatos műveletekkel rétegként alakítható ki, vagy extrudált formában is kiképezhető. Ilyen dohánytartalmú szívható cigaretta töltelék önmagában is használható mint a cigaretta kizárólagos szívható anyaga, vagy a dohánytartalmú szívható cigaretta töltelék tényleg összekeverhető vagy más módon egyesíthető más, szívható anyagokkal, például vágott dohánytöltelékkel.

A találmány szerinti szívható cigaretta töltelék egy másik lehetséges kiviteli alakja egymással közvetlen kapcsolatban álló szerves összetevőből és szervetlen összetevőből tartalmazó agglomerált mátrix töltelék keveréket tartalmaz. Az agglomerált mátrix töltelék előnyösen különálló alakban van készítve. A szerves összetevő alginát vagy más olyan szerves anyag, amely alkalmas szokásos környezeti feltételek között lényegében vízben oldhatatlan agglomerált szervetlen töltelék anyag előállítására. Közönséges esetben a szervetlen összetevő kalcium-karbonát. A szívható töltelék anyag az agglomerált mátrix töltelékkel szoros kapcsolatban álló kötőanyagot is tartalmaz. Ilyen formán a kötőanyag az agglomerált mátrix töltelék részecskéit együtt tartja és így áll össze a szívható cigaretta töltelék anyaga. Az ilyen szívha tó cigaretta töltelék ezen túlmenően bizonyos ízesítő hatóanyagokat és/vagy azokkal szoros kapcsolatban álló, aerosolt létrehozó anyagokat is tartalmazhat. Az így összeállított szívható cigaretta töltelék is vizes iszapszerű lapként önthető, a papíriparban alkalmazott eljárások valamelyikével egybefüggő rétegként kialakítható, vagy extrudált formában is előállítható. Az ilyen szívható cigaretta töltelék fizikailag keverhető vagy más módon dohánytartalmú szívható anyagokkal és/vagy vágott dohány töltelékkel feljavítható.

A találmányt az alábbiakban a mellékelt rajz segítségével ismertetjük részletesebben, amelyen a javasolt szívható cigaretta tölteléket tartalmazó cigaretta néhány példakénti kiviteli alakját tüntettük fel. A rajzon az

1. ábra a találmány szerinti cigaretta egy lehetséges kiviteli alakjának hosszmetszete, a

2. ábrán egy további lehetséges kiviteli alak hosszmetszete látható, a

3. ábra egy további lehetséges kiviteli alak hosszmetszete, és a

4. ábrán egy további kiviteli alakot tüntet- tünk fel hosszmetszetben.

A találmány szerinti cigaretta valamint szívható cigaretta töltelék csupán előnyös példaként feltüntetett kiviteli alakjai az 1-4. ábrákon láthatók. 10 cigaretta lényegében hengeres 15 rudacskát tartalmaz. A 15 rudacska 20 szívható anyag hengert tartalmaz, amely őt körülvevő 25 külső burkoló anyag, például papír legalább egy rétegébe van becsavarva. A 15 rudacskát a továbbiakban gyakran elszívható rudacskának nevezzük. A 15 rudacska végei nyitottak és rajtuk keresztül jól látható a 20 szívható anyag, melyet a 10 cigaretta elszívása során elégetünk. Az elszívható 15 rudacskát egyik végének meggyújtásával kezdjük szívni, és az éghető elszívható anyag égésének eredményeképpen valamilyen aerosol, például füst keletkezik. Ennek során az elszívható 15 rudacska a meggyújtott külső végétől másik vége felé ég el.

A 10 cigaretta a 20 szívható anyagon túlmenően az el szívható 15 rudacska egyik végénél elhelyezett 30 szűrőelemet is tartalmaz úgy, hogy a 3 0 szűrőelem valamint az elszívható 15 rudacska egymással tengelyirányban érintkezve egytengelyűén helyezkednek el a 25 külső burkoló anyagon belül. A 30 szűrőelem lényegében hengeres alakú, és átmérője lényegében megegyezik az elszívható 15 rudacska átmérőjével. A 30 szűrőelem végei ugyancsak nyitottak, hogy lehetővé tegyék a levegő és a füst keresztüláramlását a 30 szűrőelemen. Egy előnyös 30 szűrőelem legalább két szűrőszegmenssel rendelkezik. Mint az az 1. ábrán látható az első szűrőszegmens az elszívható 15 rudacska mellett helyezkedik el, és előnyösen 37 burkolóanyaggal körülvett széntartalmú 35 szűrőanyagot tartalmaz, a második szűrőszegmens pedig a 10 cigaretta legkülső, a 10 cigarettát szívó személy szájával érintkező végénél található, és előnyösen 40 szűrőanyagot tartalmaz, például összetömörített, nem-szövött polipropilén szövetet vagy cellulózacetát vattát, amelyet 45 burkolóanyag vesz körül. A szűrőszegmens 40 szűrőanyaga előnyösen olyan anyag amely esztétikus élvezetet biztosít a 10 cigarettát szívó személynek és szép fehér megjelenést a 10 cigarettának. A szűrőszegmensek mindegyike ismert szűrőrúd gyártó berendezésnek segítségével állítható elő. A két szűrőszegmens egymással ismert csősajtolási eljárás segítségével van egyesítve, és mindkét szűrőszegmenst önmagában 30 szűrőelemet kialakító 50 burkolat fogja egybe.

A 30 szűrőelem általános esetben 55 hüvellyel van az elszívható 15 rudacskához csatlakoztatva úgy, hogy az 55 hüvely körülfogja a 30 szűrőelemet annak teljes hosszán, azon némiképp túlnyúlik és körülfogja az elszívható 15 rudacska 30 szűrőelemmel szomszédos végének egy szakaszát is. Az 55 hüvely belső felülete szilárdan van az 50 burkolat és a 25 külső burkoló anyag külső felületéhez rögzítve, általában megfelelő ragasztóanyag segítségével. A 10 cigaretta természetesen ismert cigarettagyártó eljárások és berendezések segítségével állítható elő. Alkalmasan átszellőztetett vagy levegő által átjárt 10 cigaretta is előállítható abban az esetben, ha az 55 hüvelyen, az 50 burkolaton és a 37 burkoló• · · • · · · ♦ • · · ♦ · · • · · · • ·· ·· ···

- 8 anyagon 65 perforációk sorozataként kiképzett légáteresztő nyílásokat alakítunk ki. Ezek a nyílások a 10 cigarettán ugyancsak ismert eljárások, például lézerperforálási eljárás segítségével alakíthatók ki.

A találmány szerinti 10 cigaretta valamint a szívható cigaretta töltelék egy másik lehetséges kialakítása a 2. ábrán követhető nyomon. A 10 cigaretta felépítése lényegében hasonló az 1. ábránál bemutatott 10 cigaretta felépítéséhez, azzal a kivétellel, hogy a 20 szívható anyagot szegmentált, tehát elkülönített módon összeállított keverék alkotja. Az elszívható 15 rudacska egyik végénél, azaz a 10 cigaretta meggyújtandó végénél található a 20 szívható anyag 70 első szegmense. Az elszívható 15 rudacska másik végén, tehát azon a végén, amelynél fogva szívjuk és ahol a 30 szűrőelem is található, helyezkedik el a 20 szívható anyag 75 második szegmense. Mindegyik szegmenst összetétele jellemzi és különbözteti meg a másiktól, azaz a 70 első szegmens és a 75 második szegmens felépítése, összetétele különböző. A 70 első szegmens és a 75 második szegmens egytengelyűén, egymáson közvetlenül felfekvőén helyezkedik el a 10 cigarettán belül, azonban elkerülhetetlen, hogy a két 70 első szegmens és 75 második szegmens találkozásának tartományában bizonyos fokú keveredés ne jöjjön létre. Az elszívható 15 rudacskán belül az egyes 70 első szegmens és 75 második szegmens által elfoglalt hosszak igen változóak. Általános értékként megadhatjuk, hogy a 70 első szegmens hosszúsága a 75 második szegmens hosszúságához képest 1:2-től a 2:1-ig terjed, és hozzávetőlegesen azonos hosszúság esetén különösen előnyösnek tűnik. Ilyen jellegű elszívható 15 rudacskákat például az US-PS 4.009.722 valamint US-PS 4.516.585 számú szabadalmi leírásokban ismertetett gyártóberendezésekkel lehet előállítani .

A 2. ábrán látható előnyös 10 cigarettáknál a 70 első szegmens általában valamilyen elszívható alakú dohányt tartalmaz. Ilyen, elszívható alakú dohányként tekintjük a vágott dohány tölteléket, például dohányleveleket, feldolgozott dohánytermékeket, növelt térfogatú dohánytölteléket, • · _ 9 helyreállított dohánytöltelék anyagokat, és ezek keverékeit, valamint ezeknek más elszívható anyagokkal képzett keverékeit. Feldolgozott dohánytermékek például a deproteinált helyreállított dohányanyagok, az US-PS 4.887.618 és az US-PS 4.941.484 számú szabadalmi leírásokból. A feldolgozott dohánytermékekre másik példa az US-484.587 számú szabadalmi bejelentésben ismertetett eljárások szerint feldolgozott más dohánytermék. A jobb, előnyösebb 10 cigaretták a 70 első szegmensen túlmenően egy 75 második szegmens is tartalmaznak, amely a 70 első szegmens 20 szívható anyagának általános összetételétől eltérő összetételű 20 szívható anyagot vagy pedig 20 szívható anyag keveréket tartalmaz. A 70 első szegmens és/vagy a 75 második szegmens legalább egy, találmány szerinti szívható cigaretta töltelék anyagot tartalmaz.

A találmány szerinti 10 cigaretta egy további lehetséges ugyancsak előnyös kiviteli alakjának hosszmetszete a 3. ábrán látható. A 10 cigaretta ennél a kialakításnál is hozzávetőlegesen azonos az 1. és 2. ábrán bemutatott 10 cigaretták kialakításával, azzal az eltéréssel, hogy a 20 szívható anyag, amely a találmány szerinti szívható cigaretta tölteléket foglalja magában, feldolgozott 80 dohányrétegbe vagy pedig egy különálló belső burkoló anyagba van becsomagolva. A feldolgozott 80 dohányréteg általános esetben olyan helyreállított 80 dohányréteg, amelyet valamilyen ismert papírgyártó eljárással hoznak létre, és a 80 dohányréteg egyetlen rétege burkolja körül az 20 szívható anyagot. A feldolgozott 80 dohányrétegbe becsavart 20 szívható anyag pedig egy őket körülvevő külső burkoló anyagba, például cigarettapapírba vannak becsavarva.

A találmány szerinti 10 cigaretta egy további lehetséges és előnyös kiviteli alakja a 4. ábrán látható, ugyancsak hosszmetszetben. A 10 cigaretta felépítése lényegében hasonló az 1, 2, és 3. ábrák kapcsán bemutatott 10 cigaretták felépítésével, mindössze annyi a különbség, hogy a 10 cigarettában lévő 30 szűrőelem három szűrőszegmensből áll össze. Az első 35 szűrőanyag és a második 40 szurőanyag között el··** ·< · · 9 · • · · · • · ·« · · • · · « «· ·· ·««

- 10 helyezett 85 szegmens célszerűen szemcsés anyagból, például aktivált széngranulátumból, magnéziumszilikát granulátumból, szilikagél részecskékből vagy hasonlóból áll.

Az elszívható 15 rudacska gyártása során használt 20 szívható anyag változatos kialakítású lehet, leggyakrabban vágott töltelékként kerül felhasználásra. A leírásban a 20 szívható anyagoknál használt vágott töltelék kifejezés minden olyan szívható anyagra vonatkozik, amely elszívható 15 rudacskák vagy 10 cigaretták gyártásánál felhasználható. Mint ilyen, a vágott töltelék olyan 20 szívható anyagokat is magában foglalhat, amelyek már kész keverékek és a 10 cigaretta előállításánál változtatást nem igényelnek. A 20 szívható anyagok általános esetben rétegszerű vagy szalagszerű anyagból kivágott szálas vagy zúzott formában kerülnek felhasználásra. Az ilyen szalaganyagok hozzávetőlegesen 5-0,4 mm vastagságúak, előnyösen 1-0,8 mm vastagságúak. Általában az így kialakított szálak vagy zúzalékok hossza hozzávetőlegesen 6-75 mm tartományba eshet. A vágott töltelék természetesen extrudált alakú is lehet, azaz extrudált szalagok formájában is kiképezhető vagy más, mechanikusan kezelt formában is előállítható.

A találmány szerinti 10 cigaretták elszívható 15 rudacskái az ugyancsak a találmány tárgyát alkotó szívható cigaretta töltelékkel vannak megtöltve. A szívható cigaretta töltelék vágott töltelék alakjában használható fel.

A találmány szerinti szívható cigaretta töltelék egy előnyös kiviteli alakja olyan agglomerált mátrix tölteléket tartalmaz, amely szerves összetevőt és azzal szoros érintkezésben álló szervetlen összetevőt tartalmazó agglomerált mátrixot tartalmaz. Maga az agglomerált mátrix töltelék erőteljesen össze van keverve a kötőanyaggal annak érdekében, hogy megfelelő szívható cigaretta töltelék anyag jöjjön létre. Az ilyen szívható cigaretta töltelékek legtöbbször a végső keverék részeként legalább egy aerosolt képező anyagot és/vagy legalább egy ízesítő összetevőt is tartalmaznak. Szükség esetén más hatóanyagok is beépíthetők a szívható cigaretta töltelékbe, amelyek lehetőséget biztosítanak a szív···· «4 ···· * · · I· «· • * ··· ·« * * * 44 ···· *· ·4«·«

- 11 ható cigaretta töltelék által előállított aerosol összetételének megváltoztatására. Az agglomerált mátrix töltelék általában 2-99, előnyösen 5-20 súly% szervetlen összetevőt tartalmaz a töltelékben lévő szerves összetevő minden egyes súlyrészére vetítve. Egy ilyen szívható cigaretta töltelék általában 60-90, előnyösen 65-85 súly % agglomerált mátrix tölteléket foglal magában, ezen kívül legfeljebb 20, előnyösen 2-10 súly% kötőanyagot tartalmaz, és legfeljebb 20, előnyösen 3-15 súly% aerosolt előállító anyaggal rendelkezik, ezenkívül kielégítő mennyiségű ízesítő adalékot tartalmaz a 10 cigarettát megkülönböztető megkívánt karakter létrehozására. Ha szükséges, széntartalmú anyag, például pirolizált alfacellulóz is beépíthető a szívható cigaretta töltelékbe, általában legfeljebb 10, néha 30 súly%-nyi mennyiségben, a szívható cigaretta töltelék teljes száraz súlyához viszonyítva. Mindenesetre az ilyen további széntartalmú anyag nem feltétlenül szükséges összetevője a szívható cigaretta tölteléknek, az ilyen széntartalmú anyag nélkül is előállítható. Az így előállított szívható cigaretta töltelék éghető és más szívható anyaggal elegyíthető, például vágott dohánytöltelékkel keverhető annak érdekében, hogy a találmány szerinti 10 cigarettát ilyen szívható cigaretta töltelékkel tudjuk megtölteni.

A találmány szerinti, dohányt is tartalmazó szívható cigaretta töltelék egy előnyös kiviteli alakja olyan agglomerált mátrix tölteléket tartalmaz, amely szerves összetevőből és szervetlen összetevőből álló agglomerált mátrixot is tartalmaz, és az agglomerált mátrix töltelék saját maga erőteljesen össze van keverve valamennyi dohánnyal és kötőanyaggal a kívánt szívható cigaretta töltelék gyártásának lehetővé tételéhez. Az ilyen dohányt is tartalmazó szívható cigaretta töltelék előnyösen a végső keverék részét alkotó legalább egy aerosolt alkotó anyagot és/vagy legalább egy ízesítő összetevőt is tartalmaz. Szükség esetén más olyan összetevők is bekeverhetők a szívható cigaretta töltelékbe, amelyek lehetővé teszik a szívható cigaretta töltelék által előállított aerosol összetételének megváltoztatását. Az agglomerált *··· ·« • · ♦ ·· ·· • · »· ···

- 12 mátrix töltelék általános esetben 2-99, előnyösen 5 20 súlyrésznyi szervetlen összetevőt tartalmaz a szerves összetevő egységnyi súlyrészéhez viszonyítva. Ilyen, dohánytartalmú szívható cigaretta töltelék általában legfeljebb 75, jellemzően legfeljebb 50 súly%-nyi, tetszőleges formájú dohányt tartalmaz, legfeljebb 80, előnyösen 20-60 súly%nyi agglomerált mátrix tölteléket; legfeljebb 20, előnyösen

2-10 súly%-nyi kötőanyagot; legfeljebb 20, előnyösen 3 15 súly%-nyi aerosolt alkotó anyagot, ezenkívül kielégítő mennyiségű ízesítő összetevőt a 10 cigaretta kívánt zamaténak kialakítására. Ha szükséges, széntartalmú anyag, például pirolizált alfacellulóz is bekeverhető a szívható cigaretta töltelékbe, szokásosan legfeljebb 10, néhány esetben legfeljebb 30 súly%-nyi arányban, a szívható cigaretta töltelék teljes száraz súlyát alapul véve. Természetesen az ilyen további széntartalmú anyag nem feltétlenül szükséges összetevője a szívható cigaretta tölteléknek, és a szívható cigaretta töltelék ilyen széntartalmú anyag nélkül is előállítható. Az így kialakított szívható cigaretta töltelék éghető, és adott esetben a találmány szerinti 10 cigaretta egyedüli éghető anyagaként is felhasználható.

A találmány szerinti szívható cigaretta töltelék egy másik előnyös kiviteli alakja szerves összetevőből és szervetlen összetevőből álló agglomerált mátrix tölteléket tartalmaz. Az agglomerált mátrix töltelék alaposan össze van keverve a kötőanyaggal valamint legalább egy aerosolt előállító anyaggal, és így képezi a szívható cigaretta tölteléket. Ilyen szívható cigaretta töltelék előnyösen a végső keverék részeként legalább egy ízesítő összetevőt valamint tetszőleges állagú dohányt tartalmaz. Az agglomerált mátrix töltelék általános esetben 2-99 súlyrésznyi szervetlen öszszetevőt tartalmaz a szerves összetevő egységnyi súlyrészéhez viszonyítva. Ilyen szívható cigaretta töltelék általában legfeljebb húsz, előnyösen 3-15 súly %-nyi kötőanyagot legalább 20 előnyösen 25-80, még előnyösebben 30-50 súly %-nyi aerosolt képező anyagot valamint legfeljebb 80, előnyösen

30-70 súly %-nyi töltelék összetevőt tartalmaz, beleértve az előbb ismertetett agglomerált mátrix tölteléket is. Ezen belül a töltelék összetevő tartalmazhatja az előzőleg ismertetett agglomerált mátrix tölteléket, vagy pedig az előbb ismertetett agglomerált mátrix töltelékek szervetlen összetevővel, például kicsapatott kalcium-karbonáttal és/vagy szerves töltelékkel, például dohánnyal alkotott keveréket tartalmazhat. A szívható dohánykeverék kívánt jellegének biztosításához elegendő mennyiségű ízesítő összetevő ugyancsak bekeverhető a szívható cigaretta töltelékbe. Ha szükséges, széntartalmú anyag, például pirolizált alfacellulóz juttatható be a szívható cigaretta töltelékbe, általában legfeljebb 10, bizonyos esetekben legfeljebb 30 súly % értékig, a szívható cigaretta töltelék teljes száraz súlyához viszonyítva. Természetesen az ilyen járulékos széntartalmú anyag nem feltétlenül szükséges összetevője a szívható cigaretta tölteléknek, és az ilyen széntartalmú anyag nélkül is megfelelő minőségben létrehozható. Az így előállított szívható cigaretta töltelék éghető, és szükség esetén más szívható anyagokkal összekeverhető.

A találmány szerinti dohánytartalmú szívható cigaretta töltelékek különböző állagú a gyártás során hozzákevert dohányt tartalmaznak. Az ilyen dohánytartalmú szívható cigaretta töltelék előállításánál használt dohány alakja, állaga különböző lehet, beleértve a dohánykivonatokat, dohánypárlatot vagy dohányport, sodort vagy aprított dohányleveleket, dohányszárat, térfogatnövelt dohánytölteléket és más feldolgozott dohányterméket valamint ezek kombinációit. A dohánykivonatok a természetes dohány már bizonyos fokig feldolgozott változatai és a dohányanyag oldószerrel, például vízzel, széndioxiddal, hidrokarbonnal, halokarbonnal, vagy számos más szerves és szervetlen oldószerrel történő kivonásával állítják elő őket. A dohánykivonatok többek között tartalmazhatnak permetszárított kivonatokat, fagyasztással szárított kivonatokat, hőkezelt kivonatokat, amilyeneket például az 1990. április 19-én benyújtott US-511.158 valamint az 1989. december 18-án benyújtott US-452.175 számú « ·

- 14 szabadalmi bejelentések ismertetnek, továbbá olyan dohány esszenciákat, amelyeket például az EP-326.370 számú szabadalmi bejelentés ismertet, valamint az US-PS 4.506.682 számú szabadalmi leírásban valamint az 1989. február 13-án benyújtott US-310.413 számú szabadalmi leírásban foglalt aromaanyagokat és kivonatokat.

A találmány szerinti szívható cigaretta töltelék kötőanyagot is tartalmaz. Ilyen, az adott célra megfelelő kötőanyagok, például az Aqualon Co által gyártott és Klucel H. névéi forgalmazott hidroxipropil cellulózt, a Dow Chemical Company által gyártott és Methocel K4MS néven forgalmazott hidroxipropilmetilcellulózt, az Aqualon Co. által gyártott és Natrosol 250 MRCS néven forgalmazott hidroxietilcellulózt az FMC Cég által Avicel néven forgalmazott mikrokristályos cellulózt, a Dow Chemical Company által Methocel A4M néven forgalomba hozott metilcellulóz valamint a Hercules Inc. cég által CMC 7HF és CMC 7H4F néven forgalmazott nátriumkarboximetilcellulózt tartalmazhatnak. Különösen előnyös kötőanyagként alkalmazhatók azok, amelyek alginátokat tartalmaznak, például ammónium alginátot, nátriumalginátot, propilenglikol alginátot, és kálium alginátot. Az alginátok, különösen a nagy viszkozitású alginátok szabad kalciumionok vezérelt szintjeivel összekapcsoltan alkalmazhatók. Más kötőanyagok, keményítőt tartalmazhatnak, például növényi keményítőt, hínárt, mohát, szentjánoskenyér babsűrítményt, pektineket, és xantán sűrítményt. A kötőanyagok nemcsak önmagukban, hanem egymással összekeverve vagy kombinálva is alkalmazhatók.

A találmány szerinti szívható cigaretta töltelék legalább egy aerosolt képező anyagot és/vagy legalább egy ízesítő összetevőt is tartalmazhat. Az ajánlott aerosolt képező anyagok poliolokat, például glicerint, propilénglikolt, vagy trietilén glikolt, valamint más, látható aerosolt létrehozó anyagot, vagy ezek kombinációit tartalmazhatnak. Az aerosolt képező anyag a kötőanyag részeként is előállítható, például abban az esetben, ha a kötőanyag propilénglikol alginát. Természetesen aerosolt képező anyagok kombinációban is felhasználhatók. Az ízesítő összetevők erőteljesen változhat15 nak, és ebbe a csoportba tartozik a mentol, vanília, citromsav, almasav, kakaó, édesgyökér és hasonlók, valamint ezek kombinációi. Ebben a témakörben lásd Lethingwell és társai: •'Dohányízesítés cigaretta termékeknél című, 1972-ben kiadott könyvét.

Bizonyos esetekben előnyösnek tűnhet, ha a találmány szerinti szívható cigaretta töltelékbe karamellizáló anyagot is bekeverünk. Ezek a karamellizáló anyagok egyrészt javítják a 10 cigaretta égő magjának és hamujának egyben maradását, a 10 cigaretta főáramú füstjének a dohányos számára lényeges ízét. A karamellizáló anyag, vagy anyagok a szívható cigaretta töltelékbe annak előállítása során juttathatók be, vagy pedig a szívható 10 cigaretta töltelék felületére is rászórhatok, például poralakban a töltelék előállítása után. Általános esetben az egyes szívható cigaretta töltelékekhez felhasznált karamellizáló anyag mennyisége megválasztva, hogy a karamellizáló anyagot is tartalmazó eredő töltelék legfeljebb 20 súly %-nyi karamellizáló anyagot és legalább 80 súly %-nyi kezelt szívható 10 cigaretta tölteléket tartalmaz. Az ilyen megfelelő karamellizáló anyagok cukrokat, például szőlőcukrot, gyümölcscukrot, és répacukrot valamint ezek kombinációit tartalmazhatják, mint például a M.F. Neal, Inc. cég Carob Powder Code 1739 jelzésű terméke.

A találmány szerinti szívható 10 cigaretta töltelék felülete meghatározott összetevőkkel kezelhető. így például a szívható cigaretta töltelék poralakban rászórt összetevőkkel egészíthető ki. Ilyen összetevők lehetnek például a kakaópor, édesgyökérpor, poralakú szervetlen anyagok, például kálium-karbonát, vagy vasoxid, dohánypor, finomra őrölt dohánylevél vagy egyéb anyag vagy ezek megfelelő arányú keveréke. A szívható cigaretta töltelék felületi kezelésével javíthatjuk a töltelék színét és megjelenését, égési tulajdonságait és nem utolsó sorban ízesítését.

Az agglomerált mátrix töltőanyag szervetlen összetevőt és szerves összetevőt tartalmaz. Például alginát alkalmazásával agglomerált kalcium-karbonát szerves összetevőre és szervetlen összetevőre bomlik. Más szervetlen összetevők kalcium-szulfátot, magnézium-oxidot és magnézium-karbonátot tartalmaznak. Az ammónium alginát különösen előnyös és javasolt alginát. Ilyen agglomerált mátrix töltőanyag előállítható kalcium-karbonát részecskék és hidratált alginát vizet iszapjából, amelyet kalcium-karbonát agglomerált mátrix létrehozása érdekében kiszárítanak, például a kalcium-karbonát részecskék nagyrésze az alginát folytonos vagy félfolytonos fázisában helyezkedik el. Ha kívánatos, ez a vizes iszap térfogatnövelhető habosító hatóanyag hozzáadásával. Megfelelő habosító anyagként példaképpen megemlíthetjük a lineáris nátriumbenzolszulfonátokat, a lineáris alkil-szulfátokat, és a lineáris alkil-etoxi-szulfátokat. A kalcium-karbonát és az alginát viszonylag nagy szilárd összetevőt tartalmazó vizes iszapja előnyösen permetszárítással van kiszárítva és így jönnek létre a kalcium-karbonát valamint az alginát agglomerált részecskéi, azaz általános esetben gömbalakú részecskéi. Egy másik lehetséges megoldás szerint az iszapot hő hatásával száríthatjuk ki és ilyen esetben agglomerált kalcium-karbonát és alginát szilárd tömegét nyerjük, majd ezt a szilárd tömeget használhatjuk fel arra, hogy a kívánt nagyságú részecskéket nyerjünk ki belőle. Előnyösen a kalcium-karbonát aránya az algináthoz képest 99:1-től 2:1-ig terjedő tartományban van megválasztva, előnyösen 20:1-5:1 tartományban természetesen a száraz súlyhoz viszonyítva. Az alginátok felhasználásával agglomerált kalcium-karbonát részecskék lényegében a szokásos környezeti feltételek mellett vízben oldhatatlanok. Ezen belül az agglomerált mátrix töltelékben lévő alginát lényegében vízoldhatatlan jellege igen nagy mértékben korlátozza az agglomerált mátrix töltelék hajlamát arra, hogy elveszítse agglomerált jellegét, ha normál környezeti feltételek mellett vízzel érintkezik. Az agglomerált mátrix töltelék az alginát és a kalcium-karbonát kalcium ionjainak kölcsönhatása révén válik vízben oldhatatlanná. Ha szükséges, az agglomerált mátrix tölteléket sav vizes oldatával kezelhetjük, hogy a kalcium-karbonát egy részét felbontsuk és az így létrejövő kalcium ionok az agglomerált mátrix töltelék alginát összetevőjét vízben old17 hatatlanná teszik.

A szervetlen összetevőt és egy szerves összetevőt tartalmazó agglomerált mátrix töltelék számos más szerves öszszetevőt is tartalmazhat. így például a szerves összetevő lehet pektin, amely a kalcium ionokkal történő kölcsönhatás révén lényegesen jobb vízoldhatatlanságú. Más lehetőség szerint az agglomerált mátrix töltelék, amely poliszacharid szerves összetevővel rendelkezik, kétvegyértékű ionokkal, például kalcium, bárium, kobalt, vas, vagy mangán ionokkal vagy pedig háromvegyértékű ionokkal, például vas vagy alumínium ionokkal, hogy a poliszacharidot lényegében vízben oldhatatlanná tegye. Egy másik lehetséges példa szerint a poliszacharid anyagból, például etilcellulózból és szervetlen összetevő részecskékből álló iszapot nem vizes oldószerbe, például alkoholba márthatjuk majd megszáríthatjuk, minek eredményeképpen lényegében vízben oldhatatlan agglomerált mátrix töltelék formáció alakul ki.

Más szervetlen anyagok töltőanyagként építhetők bele a találmány szerinti szívható cigaretta töltelékbe. Az ilyen szervetlen anyagok gyakran szálas, pehelyszerű, kristályos, amorf, üreges vagy szemcsés alakúak lehetnek. A szervetlen töltőanyagokra példaként megnevezhetjük a kalcium-karbonátot kalcium-szulfát részecskéket, magnézium-oxidot, magnézium hidroxidot, perlitet, szintetikus csillámot, vermikulitot, agyagot, termikusán stabil karbonszálakat, cink-oxidot, dawsonitot, alacsony sűrűségű üreges kalcium-karbonát gömböket, üveggömböket, üvegbuborékokat, termikusán stabil karbon mikrogömböket, kalcium-szulfát szálakat, üreges keramikus mikrogömböket, timföldet, széntartalmú összetevő alkalmazásával agglomerált kalcium-karbonát részecskéket, kissűrűségű feldolgozott kalcium-karbonátot és más hasonló anyagokat.

Az agglomerált mátrix töltelék szervetlen összetevőből és széntartalmú összetevőből álló agglomerált mátrix alakjában jelenik meg. A szervetlen összetevő többek között tartalmazhat kalcium-karbonát, kalcium-szulfát, magnézium-oxid, magnézium-karbonát és más hasonló részecskéket. Különösen előnyösnek tartott agglomerált mátrix töltelékként megne18 vezhetjük az agglomerált kalcium-karbonátot és különösen előnyös, ha az agglomerált mátrix tölteléket agglomerált kicsapatott kalcium-karbonátból állítjuk elő. Ilyen agglomerált mátrix tölteléket kalcium-karbonát részecskék és megfelelő kötőanyag vizes iszapjával készíthetünk elő, majd ezt az iszapot kiszárítjuk és ezzel állítjuk elő a kalcium-karbonát agglomerált mátrixot, azaz a kötőanyag folyamatos vagy félfolyamatos fázisában elrendezett kalcium-karbonát részecskék mátrixát. Az agglomerált mátrix előállításánál használt kalcium-karbonát részecskék legfeljebb 20 m²/g, gyakrabban kisebb mint 10 m²/g, és időnként kisebb mint 1 m²/g felületi sűrűségűek. A fenti adatokat Brunauer, Emmet és Teller J. Am. Chem. Soc. Vol. 60 kiadványának (1938) 309.oldalán találhatjuk meg, és a köztudatban is mint BET módszer ismert. Tipikus kötőanyagok ilyen esetben olyan szerves anyagok lehetnek, mint például a cellulóz származékok, például nátrium karboximetilcellulóz és ezek előnyösen cukortartalmú anyagok, például melasz, fruktóz szirup vagy pedig az M.F. Neal. Inc. cég Carob Powder Code 1539 jelzésű anyaga. Más szerves anyagok például pektinek, alginátok és a többi korábban ismertetett szerves anyag ugyancsak felhasználható.

A találmány értelmében célszerű, a kalcium-karbonát és kötőanyag nagy szilárdanyag tartalmú vizes iszapját, például 40-55 súly % szilárdanyag tartalmú iszapját permetszárítással kalcium-karbonát részecskék és kötőanyag agglomeráltrészecskéivé, azaz általában gömbalakú részecskéivé alakítjuk át. Egy másik lehetőség szerint az iszapot az eljárás során hő segítségével is kiszáríthatjuk, hogy az agglomerált kalcium-karbonát és kötőanyagot szilárd tömbként nyerjük ki, amelyet aztán a kívánt méretű részecskék kinyerésére tovább felhasználhatunk. A kalcium-karbonátnak a kötőanyaghoz viszonyított mennyisége előnyösen 20:1-től 2:1-ig tartományba esően, még előnyösebben 15:1-től 4:1-hez tartományba esően választhatjuk meg, a száraz súlyra vonatkoztatva. Általános esetben a szacharid és poliszacharid anyagok alkalmazásával agglomerált szervetlen részecskék hajlanak arra, hogy agglo- 19 merált jellegüket elvesszék, ha normál környezeti feltételek között vízzel kerülnek érintkezésbe, annak köszönhetően, hogy a szacharid és poliszacharid anyagok vízben oldhatóak.

A szervetlen összetevőből és szerves kötőanyagból álló agglomerált mátrixot ezt követően hőkezelésnek vetjük alá. Ennek során a szerves kötőanyagból az illékony összetevők eltávoznak, és a szerves kötőanyag lényegében vízben oldhatatlan, tisztán égő széntartalmú összetevőt alkotóan kalcinálódik. Általános esetben az agglomerált mátrix töltelék hőkezelését ellenőrzött környezetben végezzük annak érdekében, hogy minimalizáljuk, hogy elkerüljük a kötőanyag oxidációját. Ennek az eljárásnak a bővebb ismertetése megtalálható az 1989. szeptember 29-én benyújtott US-414.833 számú szabadalmi bejelentésben. A hőkezelés előnyösen olyan kötőanyagot eredményez, amely széntartalmú anyagként megfelelő eszközt biztosít a szervetlen összetevő részecskék mátrix alakra történő agglomerálásához. Az agglomerált kalciumkarbonát részecskék és a kötőanyag hőkezelhető, például legfeljebb 625 C° hőmérsékletre, általában 600 °C körüli hőmérsékletre hevíthető megfelelő kemence, fluidizáló ágy, forgó kalcináló, szállítószalagos kalcináló vagy hasonló ismert berendezés segítségével. A permetszárított kalcium-karbonát részecskék melasz alkalmazásával agglomerálódott részecskéit fluidizáló ágyban hevíthetjük fel úgy, hogy közben nitrogéngázt fújatunk át az ágyon, miközben 300 °C - 625 °C közötti hőmérsékletre hevítjük fel a részecskéket majd összegyűjtjük Őket. A szervetlen összetevő és a szerves kötőanyag agglomerált mátrixát ugyancsak hőkezelésnek vethetjük alá, ahol az agglomerált mátrixot igen magas hőmérsékletre, adott esetben akár 900 °C hőmérsékletre hevítjük fel igen rövid ideig olyan körülmények között, melyek között elkerülhető a szervetlen összetevő szétbomlása, például abban az esetben, ha a szervetlen összetevőt kalcium-karbonát alkotja. Abban az esetben, ha a szervetlen összetevő kalcium-karbonát, és a kalcium-karbonát a kalcinálás folyamata során némiképp szétbomlik, az agglomerált anyagot újra karbonálhatjuk, vagy ügy, hogy az anyagot széndioxid atmoszférába helyezzük, vagy • · ·

- 20 pedig úgy, hogy az anyagot vízben diszpergáljuk és a diszperzión széndioxidot buborékoltatunk keresztül.

A kalcináló eljárás után az agglomerált kalcium-karbonát részecskék általában legalább 80, igen gyakran legalább 90 súly %-nyi kalcium-karbonát tartalommal rendelkeznek és több mint 3 súly % széntartalmúak. A keletkező agglomerált részecskék méréseink szerint -50/+325 Mesh, igen gyakran -80/+200 Mesh méretűek. Azok az agglomerált kalcium-karbonát részecskék, amelyeket kalcináltunk, lényegében vízben oldhatatlanná válnak, alakjuk gömbölyű, szabadon folynak és hozzávetőlegesen 0,1 g/cm³ - 1,1 g/cm³ , igen gyakran 0,3 g/cm³ - 1 g/cm³ térfogatsűrűségűek a higany benyomódásos mérési eljárások tanúsága szerint. Mint ilyenek a kalcinált agglomerált kalcium-karbonát részecskék 2 g/cm³ térfogatsűrűségűnél kisebb, előnyösen 1 g/cm³ -nél is kisebb térfogatsűrűségű szervetlen anyagot eredményeznek,amely 2,5 g/cm³ -t meghaladó térfogatsűrűségű szervetlen összetevőt is tartalmaz. Általában az ilyen agglomerált kalcium-karbonát részecskék 30 m²/gr-nál kisebb, igen gyakran 10-25 m²/gr felületi sűrűség értékeket tesznek lehetővé a már korábban említett BET mérési módszer tanúsága szerint.

Ha szükséges a kalcinát agglomerált szervetlen töltelék térfogatsűrűsége csökkenthető, ha a szervetlen összetevő egy részét savanyító anyaggal digeráljuk. Például a kalcinát agglomerált mátrix töltőanyagot vízben diszpergálhatjuk, és a létrejövő vizes iszaphoz vizes hidroklórsav oldatot adagolhatunk. A sav reakcióba lép a kalcium-karbonáttal, de lényegében nem lép reakcióba magávan a széntartalmú összetevővel. így a széntartalmú összetevőnek marad a feladata, hogy összetartsa a maradék kalcium-karbonátot, míg a kalcium- karbonát egy része reakcióba lép és széndioxid gázt és vízben oldható kalcium-kloridot állít elő.

A szervetlen anyagok másik típusa, amely ugyancsak belekeverhető a találmány szerinti szívható cigaretta töltelékbe, alacsony sűrűségű szervetlen töltőanyag. Ilyen töltőanyagot kalciumsó részecskéinek előállításával, a só anionjainak bontásával valamint a részecskék széndioxiddal törté- 21 nő érintkeztetésével állíthatunk elő. Megfelelő sónak bizonyultak erre a célra a kalcium propionátok, szukcinátok, tartalátok, sztearinátok, szalicilátok, palmitátok, oleátok, laktátok, glukonátok, cifrátok, aszkorbátok, acetilszalicilátok és benzoátok. Más, ugyancsak megfelelő sók szacharidok és poliszacharidok kalciumsóit tartalmazzák. Ezek a sók megfelelők arra a célra, hogy anionjaik szétbonthatok legyenek, mely folyamat általában a sónak széndioxid atmoszférában történő hőkezelésével valósul meg.

Alacsony sűrűségű szervetlen töltőanyag előállítására alkalmas egyik eljárás szerint a -80/+170 Mesh nagyságú kálciumlaktát részecskéket hozzávetőlegesen 600 °C hőmérsékleten 8 órán keresztül hőkezeljük úgy, hogy eközben állandó 228 ml/perc áramlási sebességű széndioxid gázt hajtunk át rajtuk úgy, hogy az anyag kiindulási súlyának kb. 65%-át elveszíti. Az anyag hozzávetőlegesn 20 súly %-nyi része hozzávetőlegesen 80 súly %-nyi vízzé alakul, és a visszamaradó iszapot szükséges mennyiségű hidroklórsav oldattal érintkeztetve pH értékét kb. 6,8-re csökkentjük le. Az anyagot ezt követően kivonjuk a vízből, vízzel lemossuk, megszárítjuk, majd -80/+170 Mesh méretre válogatjuk. Az ilyen anyagnak legalább 95 súly %-a kalcium-karbonát lesz, amelynek térfogatsűrűsége a szokásos higanybenyomódásos mérési módszerek eredménye alapján kb. 0,4 gr/cm³.

A találmány szerinti szívható cigaretta tölteléket általában a kötőanyagnak valamint az adott szívható cigaretta töltelék más összetevőinek vizes iszapszerű keverékeként hozzuk létre, ezt az iszapot vékony rétegben kiöntjük, majd a kiöntött anyagot megszárítjuk és így viszonylag száraz, feldolgozható lapot kapunk. Az iszap öntéséhez használt eljárások és berendezés a szakterületen jártas szakember számára nem jelent újdonságot. Más anyagok, például kalcium acetát, kálium-karbonát, a pH értéket befolyásoló hatóanyagok, karbamid, aminosavak, kálium-klorid és/vagy kalciumhidroxid ugyancsak beadagolhatok ebbe az iszapba. A szekvesztáló hatóanyagok, például diammónium hidrogén ortofoszfát, nátriumcitrát, kálium hexametafoszfát vagy tetra nátrium « · · ·

- 22 pirofoszfát ugyancsak belevegyíthető az iszapba olyan menynyiségben, amely már biztosítja az iszap szabad kalcium ion koncentrációjának vezérlését. Az öntött anyagot mind környezeti, mind növelt hőmérsékleten száríthatjuk. Fentieken túlmenően az öntött iszaphoz kalciumsók vizes oldata is adagolható. Az ezek eredményeképpen létrejövő száraz réteget szalagokra vághatjuk vagy törhetjük és a szalagokat vágott töltelék alakra vághatjuk vagy apríthatjuk. A találmány szerinti szívható cigaretta töltelék ismert papírgyártási eljárásokkal állítható elő. Ezen belül cellulóz anyag, például puhafa pép, keményfa pép, lenszálak és/vagy aprított dohányszárak vizes iszapját valamint az előbb leírt tölteléket szálas szalagra vagy drótágyra öntve szőnyeget állíthatuk elő, amelyet aztán a kívánt nedvességtartalomra szárítunk. Általános esetben az iszapot az ízesítő összetevők diszperzióját vagy oldatát a dohánykivonatokat, dohányrészeket, aerosolt alkotó anyagokat és a többit rájuttathatjuk erre a szőnyegre, például permet formájában, és a végeredményként kapott szőnyeget ezt követően tovább száríthatjuk a kívánt réteg előállítására. A kész szárított réteget ugyancsak szalag alakra vághatjuk vagy törhetjük, és ezt az utóbbit vágott töltelék alakra vághatjuk vagy apríthatjuk. Ennek a papírszerű rétegnek az előállításához használható eljárásokat és berendezéseket szakember a műszaki életből jól ismeri .

A találmány szerinti szívható cigaretta töltelék a kívánt alakra extrudálható megfelelő extrudáló eljárások segítségével. Ilyen eljárásokat ismerhetünk meg az US-PS 4.880.018 számú szabadalmi leírásból. Egy más lehetőség szerint az elszívható anyag valamint egy alginát kötőanyag összetevőinek vizes iszapját kalciumionok vizes oldatába extrudálhatjuk, például kalcium-klorid vizes oldatába, majd összegyűjthetjük és megszáríthatjuk. Ha szükséges, az extrudált szívható töltelékanyagokat fizikailag is kezelhetjük, például görgőkkel görgőzhetjük stb. és a kívánt alakra hozhatjuk.

A találmány szerinti 10 cigaretta elszívható rudacskája • « • · · · 4 · · • · · · · ···« · · · · ···

- 23 gyakran tartalmaz különböző szívható anyagokból álló fizikai keveréket. Ez a keverék két vagy több, találmány szerint előállított szívható cigaretta töltelékből, vagy legalább egy, találmány szerinti szívható cigaretta töltelékbők és legalább egy más ismert szívható anyagból álló fizikai keverékből állhat. Bizonyos előnyösnek tekintett 10 cigaretták az ilyen keverékben gyakran tartalmaznak legalább egy, a találmány szerint előállított szívható cigaretta tölteléket úgy, hogy minden egyes 10 cigarettában a szívható anyag legalább 1 % széntartalmú anyagot tartalmaz a keverék teljes súlyához viszonyítva. Ilyen jellegű szívható cigaretta tölteléket tartalmazó, alacsony porozitású papírból álló külső 25 burkoló anyaggal (azaz olyan 25 burkoló anyaggal, amelyek nem haladják meg az 5 CORESTA értéket) rendelkező 10 cigaretták megbízhatóan maguktól végigégnek, azaz önmaguktól nem alszanak ki az FTC ajánlásnak megfelelő dohányzási feltételek mellett. Az FTC ajánlás szerint minden hatvanadik másodpercben két másodperc hosszú 35 ml levegő szívódik át a cigarettán.

A találmány szerinti szívható cigaretta töltelék vágott dohánytöltelékkel keverhető. A dohány típusa igen széles körben változhat és tartalmazhat hőkezelt, Burley, Maryland, és Orientál dohányokat ugyanúgy ritka vagy speciális dohányokat és azok keverékét is. Ilyen vágott dohánytölteléket dohánylaminátűm, térfogatnövelt vagy puffasztott dohánylaminátum, kezelt dohányszár, például vágott és görgőzött vágott és felfújt szárak, helyreállított dohányanyagok, például az US-PS 4.887.618 és az US-PS 4.941.484 számú szabadalmi leírásokban ismertetett deproteinált dohányanyagok, az US-PS 3.353.541 és US-PS 3.420.241 és US-PS 3.386.449 számú szabadalmi leírásokban valamint az 1989. szeptember 13-án benyújtott US-406.637 és az 1990. január 5-én benyújtott US461.216 számú szabadalmi bejelentésekben ismertetett foszfát tartalmú helyreállított dohányanyag alakjában állíthatunk elő, de ugyanígy alkalmas az 1988. november 16-án benyújtott US-272.156 számú szabadalmi bejelentésben valamint az Tobacco Encyclopedia'’ 1984. évi kiadványának 389. oldalán

- 24 ismertetett helyreállított dohányanyag, vagy pedig az 1989. szeptember 29-én benyújtott US-416.332 és az 1989. szeptember 29-én benyújtott US-414.833 számú szabadalmi bejelentésekben ismertetett helyreállított dohányanyagok vagy ezek keveréke.

Az elszívható cigaretta töltelékek a 10 cigarettagyártás különböző fokozataiban szokásos módon burkolattal és külső köpennyel látható el. így például az ízesítő összetevők az elszívható cigaretta töltelékhez szokásos módon a 10 cigaretta vágott dohány töltelék feldolgozása során adagolhatok be. Az erre a célra alkalmas ízesítő összetevők vaníliát, kakaót, édesgyökeret, mentolt és hasonló anyagokat tartalmazhatnak. Az elszívható cigaretta töltelékhez ezen túlmenően ízt módosító összetevőket is keverhetünk. Például, levulinsav alakjában megjelenő ízt módosító összetevőt adagolhatunk az elszívható cigaretta töltelékbe, például 0,l%-2,0% tartományba eső értékben, általános esetben 0,1-1 % tartományba, előnyösen 0,2-0,6 % tartományba eső mértékben, természetesen a szívható cigaretta töltelék száraz súlyához viszonyítva. Egy másik, kálium-karbonát anyagú ízt módosító összetevőt az elszívható cigaretta töltelékhez 5%-nál kisebb mennyiségben, általános esetben 2-3% értékben adagolhatunk, az elszívható 10 cigaretta töltelék száraz súlyához viszonyítva. Az aerosolt képező anyagok valamint a nedvesítő szerek például a glicerin és propilénglikol ugyancsak belekeverhetők az elszívható 10 cigaretta töltelékbe. Ezek az összetevők hagyományos módon az elszívható cigaretta töltelékhez burkolatként és külső bevonat összetevőként kerülnek bekeverésre.

Az ajánlott burkolóanyag, amely az elszívható 15 rudacska kialakításához vezet, általában alacsony légáteresztő képességű 10 cigaretta bukoló anyag. Ilyen burkoló anyagok általában 5 CORESTA értéknél kisebb légáteresztő képességgel rendelkeznek, gyakran kisebb mint 3 és még gyakrabban kisebb mint 1 CORESTA egységű légáteresztő képességűek. A tipikus burkolóanyagokhoz tartoznak a 10 cigaretta papírok. Ilyen, megfelelő burkoló anyagként szóbajöhető 10 cigaretta papírok • · ·« ·· « • » ·· ·

- 25 például a Kimberly-Clark Corp. cégtől szerezhetők be DD-711, DD—71—6, MTR-1021, P-2831-60-2, P-2831-60-3, P-2831-60-4, P-2831-60-5, P-2674-110, P-2831-60-1, és DD-100-2 típusjelzéssel. A megfelelő alacsony porozitású 10 cigaretta papír burkolatok kereskedelmi forgalomban beszerezhető áruk, és különböző mennyiségű éghető vegyi anyagot, áramlást befolyásoló összetevőket, stb. tartalmazhatnak. Különösen előnyösnek bizonyultak azok a 10 cigaretta papír burkoló anyagok, amelyek elegendő mennyiségű polimer alapú rétegképző hatóanyagot tartalmaznak a kívánt alacsony légáteresztő képességű papír előállításához. Például a papír burkolóanyaghoz meghatározott mennyiségű polimer rétegképző hatóanyagot, például karboximetil cellulózt vagy etilcellulózt társíthatunk. A megfelelő polimer réteget kialakító hatóanyag kiválasztása szakember számára nem jelenthet nehézséget.

Az opcionális polimer rétegképező hatóanyagot a papír burkolóanyaghoz a papír gyártása során adagolhatják hozzá, vagy pedig a papír gyártási eljárásának befejezése után a papírra nyomtatott vagy festett rétegként képezhetik ki. A rétegképző hatóanyagot a papírhoz könnyű feldolgozhatóságot biztosító vizes oldatként, például az oldószerhez képest 0,2-5 súly %-nyi koncentrációként adagoljuk. A papír burkolóanyaghoz adagolt rétegképző hatóanyag mennyisége olyan tényezőktől függ, mint például a papír permeabilitása és a rétegképző hatóanyg rétegképző tulajdonságai. Jellemző módon a rétegképző hatóanyag mennyiségeket a papír száraz súlyához viszonyítva 1-10 %-nyi tartományban szokták megválasztani, így például etilalkoholban oldott etilcellulóz 5 súly %-nyi oldata, vagy pedig vízben oldott nátrium-karboximetil cellulóz 5 súly %-nyi oldata sajtolással juttatható a 10 cigaretta papírba, majd a 10 cigaretta papírt megszárítva nem nedvesedő, nedvesség ellenálló papír burkolóanyagot kapunk, amelynek porozitása kisebb lesz mint 1 CORESTA egység, előnyösebben kisebb, mint 0,5 CORESTA egység.

Az elszívható 15 rudacskákat valamint az ezekből bármilyen ismert konfigurációban ismert 10 cigarettagyártó eljá• · · · « · * t, · · · · · • · · β * *««· ·« ·· ··♦

- 26 rásokkal és berendezésekkel gyárthatjuk. Az elszívható 15 rudacskák gyakran egyetlen burkolóanyag rétegbe becsavart elszívható anyagot tartalmaznak, de ajánlatos az elszívható 10 cigaretta tölteléket két különböző típusú burkolóanyag kettős rétegébe betekerni. Ilyen megoldás ismerhető meg az 1990 május 24-én benyújtott US-528.302 számú szabadalmi bejelentésből.

Azok a 10 cigaretták, melyek elszívható 15 rudacskái kétszeresen be vannak tekerve két burkolóanyag rétegbe, egyik burkolóanyag rétegként előnyösen az előbb leírt alacsony porozitású papír burkolatot tartalmaznak külső burkolatként. Ilyen esetben a belső burkolat változó lehet, de általában dohánytartalmú burkolatanyagból készül. Például belső burkolatként olyan papírburkolóanyagok jöhetnek szóba, amelyek hozzávetőlegesen három rész Jáva dohány szárrészt és körülbelül egy rész fapépet tartalmaz, és a Kimberly-Clark Corp.-tól szerezhető be P-2249-115 és P-2831-23-3 típusszámon. Más, ugyancsak megfelelő belső burkolóanyagok dohányrészeket és széntartalmú anyagokat tartalmaznak, és ugyancsak a Kimberly-Clark Corporation-től P-2540-94-A, P-2540-94-C, és P-2540-94-D típusszámon szerezhető be. A belső burkolóanyag egyrészt éghető vegyszereket, például káliumcitrátot, káliumacetátot vagy káliumszukcinátot tartalmazhat, másrészt megfelelő hordozóként szolgálhat az ízesítő összetevők, (például mentol, vagy vanília, vagy pedig ízesítést módosító összetevők, például vanília glukozid, vagy etilvanilin glukozid számára.)

Az elszívható 15 rudacska hossza általában 30 mm és 70 mm között változik, előnyösen 35-60 mm hosszú lehet, és kerülete kb. 17-27 mm között változhat, előnyösen 22-25 mm. Ily módon viszonylag rövid elszívható 15 rudacskák azaz 3050 mm közötti hosszúságú 10 cigaretták is gyárthatók, különösen akkor, ha az elszívható cigaretta töltelék viszonylagosan erősen tömörítetten helyezkedik el a 10 cigarettában.

Az elszívható cigaretta töltelék csomagolási sűrűsége, azaz tömörsége széles tartományban változhat. A találmány szerinti 10 cigaretták elszívható 15 rudacskáira jellemző ·· ···· ·· ···· • · · · 4 · • * ·· • · · · · *«·· «· »t »·4 csomagolási sűrűség értékű. Általában az ilyen elszívható 15 rudacskák csomagolási sűrűsége 200-380 mg/cm³ tartományban, ezen belül gyakrabban 250-360 mg/cm³v tartományban változhatnak, különösen akkor, ha viszonylag rövid, azaz 50 mm-nél rövidebb elszívható 15 rudacskákat kell gyártani.

A találmány szerinti 10 cigaretta előnyösen 30 szűrőelemet, még előnyösebben több mint egy szegmensből álló 30 szűrőelemet tartalmaz. így például a javasolt 30 szűrőelemnek két vagy több szűrőszegmense van. Jellemző módon a találmány szerinti célszerű 30 szűrőelemek szegmenseinek mindegyike 10-30 mm hosszúságú lehet, kerületük 17-27 mm között, előnyösen 22-25 mm között változhat. Mindegyik szűrőszegmens 35 szűrőanyagát körülvevő burkolat, általában hagyományos papírból készült burkolat, és akár légáteresztő, akár lényegében légátnemeresztő kialakítású is lehet.

A szűrőszegmensek egyikének 35 szűrőanyaga előnyösen széntartalmú anyagokat, például aktivált szénrészecskéket, faszénrészecskéket vagy szénpapírt tartalmaz. Egy különösen előnyösnek tekintett 35 szűrőanyagot a Kimeberley-Clark Corp.-tól P-144-PAC típusszámon kapható dohány/szénpapír összeállításával állíthatunk elő. Az ilyen 35 szűrőanyagok csökkentik a főáramú füst néhány gázfázisú összetevőjének szintjét, így kevesebb jut a 10 cigarettát szívó személy szájába. A szűrőszegmens előnyösnek tekintett 35 szűrő anyagai ily módon csökkentik azoknak a füstkomponenseknek a mennyiségét, amelyek nem kívánt ízt vagy más, nemkívánt karakterisztikát kölcsönöznek a főáramú füstnek.

A szűrőszegmensek más, ugyancsak előnyös 35 szűrőanyagai általában szálas anyagokat tartalmaznak. Ilyen alkalmas 35 szűrőanyag például a vattaszerűen összeállított nemszövött polipropilén szövet. Különösen előnyös, nemszövött polipropilén babszerű szövetanyag szerezhető be PP-100-F típusszámon a Kimberly-Clark Corp.-től. Megfelelő 35 szűrőanyagra más, javasolt példa a cellulózacetát vatta. Különösen előnyös cellulóz acetát vatta anyagok 8 den-es szálakból 40000 den értéket, vagy pedig 8 den-es szálakból 15000 den • · • •· ·· ·· ··« • > «· ···» ··

- 28 értéket, vagy pedig 8 den-es szálakból 25000 den értéket, vagy végül 8 den-es szálakból 30000 den értéket tartalmaznak. A 35 szűrőanyagokkal ezenkívül lágyítószerek, például triacetát, propilénglikol vagy trietilcitrát kombinálhatok.

A másik szűrőszegmensnek nemszövött termoplasztikus, például hidrofób szálakból összeállított szövetként kialakított 35 szűrőanyagot tartalmazhat, amely szoros érintkezésben áll a vízben oldható dohánykivonattal úgy, hogy kivonatot tartalmazó 35 szűrőanyagot képez. Különösen előnyös szövetet kínál a Kimberly-Clark Corp., PP-200-SD típusszámon, amely nemszövött, polipropilén szálakból összeállított szövet. A gyakorlatban is kipróbált szűrőszegmensek és 30 szűrőelemek ismerhetők meg az 1989. szeptember 29-én benyújtott US-414.835 számú valamint az 1990. május 3-án benyújtott US—518.597 számú szabadalmi leírásból. Ezek a szegmensek a rajtuk keresztüláramló főáramú füst jellegzetességének befolyásolására erős hatású ízesítő hatóanyagként s z olgáIhatnak.

Egy másik további szűrőszegmens 35 szűrőanyagként dohány papíranyagot tartalmazhat. A 35 szűrőanyag például a Kimberly-Clark Corp.-tői P-144-B típusszámon beszerezhető, dohánypapírból készített szövet lehet.

A találmány szerinti 10 cigarettában felhasználható 30 szűrőelem szegmensek az ismert 10 cigaretta szűrő gyártási technológiával gyárthatók. A 30 szűrőelemek cellulózacetát vattából készíthetők, ismert eljárások felhasználásával. A 30 szűrőelemek ezen kívül szénpapírból, dohánypapírból és lapszerű nemszövött polipropilén szövedékből gyárthatók az US-PS 4.807.809 számú szabadalmi leírásban ismertetett gyártási eljárások segítségével. Más, ugyancsak megfelelő módon faszén részecskéket vagy aktivált szénrészecskéket építhetünk be a 30 szűrőelembe, az úgynevezett háromszoros szűrő konfiguráció segítségével, amelyben a megfelelő 35 szűrőanyagok két szegmense közé helyezzük be a részecskéket.

A 30 szűrőelemek alacsony, közepes, vagy magas szűrési hatékonyságúak lehetnek. A javasolt 30 szűrőelemek minimális főáramú aerosol, például füst visszafogó tulajdonságúak, míg a 10 cigaretta kívánt karakterisztikáját nem befolyásolják. Az ilyen minimális füst visszafogási tulajdonságokat az alacsony hatékonyságú 30 szűrőelemekkel érhetjük el. Az alacsony hatékonyságú 30 szűrőelemek szinte alig rendelkeznek olyan tulajdonságokkal, amelyek befolyásolnák vagy elősegítenék a főáramú füst részecskéinek visszafogását vagy eltávolítását. Erre vonatkozó információt tartalmaz Schemeltz's The Chemistry of Tobacco and Tobacco Smoke című könyvében (1972) a 157. oldalon Keith cikke. Általában kijelenthetjük, hogy az alacsony hatékonyságú 30 szűrőelemek 40 súly % főáramú füstrészecske eltávolítási hatékonyságot mutatnak fel.

A belső burkolat a 30 szűrőelemet valamint az elszívható 15 rudacskának a 30 szűrőelemmel érintkező végét, pontosabban annak egy részét fogja körül úgy, hogy ez a burkolat az elszívható 15 rudacskát 3-6 mm hosszan burkolja be. A burkolat általában hagyományos papírcsövecske. A találmány szerinti 10 cigaretta gyártásánál különböző porozitású burkolatokat használhatunk. így például a burkolóanyag lényegében légátnemeresztő, légáteresztő, vagy kezelt (például mechanikus vagy lézeres perforálás! technikákkal) lehet úgy, hogy kerületének egy részén perforációkat, nyílásokat vagy hasítékokat tartalmaz, melyeken keresztül a levegő beáramolhat a 10 cigarettahoz. A perforációk teljes felülete valamint a perforációknak a 10 cigaretta mentén történő elhelyezése ugyancsak számos módon megoldható annak érdekében, hogy a 10 cigaretta kívánt tulajdonságai minden esetben változatlanok maradjanak.

A találmány szerinti levegővel hígított 10 cigarettáknál a levegőhígítás mértéke változhat. Egy levegővel hígított 10 cigarettánál a levegőhígítás értéke általában nagyobb mint 25% és sok esetben meghaladja a 40 %-ot. Az egy 10 cigarettára még elfogadható levegőhígítás felső határértéke általában kisebb mint 75 %, gyakrabban kisebb, mint 65%. Az előzőleg is használt levegőhígítás kifejezés a levegőhígító eszközökön átáramló levegőnek a 10 cigarettán átáramló levegő és aerosolok, például füst teljes térfogatához viszo nyitott aránya, százalékosan kifejezve, amely a 10 cigaretta szájrészén keresztül hagyja el a 10 cigarettát. A definíció pontosabb megértéséhez lásd Selke és tsai:Beitr. Zűr Tabak. In. című folyóirat 4. évfolyamának (1978) 193. oldalon található cikket.

A találmány szerinti 10 cigaretták szívásuk során ízben gazdag főáramú aerosolt állítanak elő. Az ilyen 10 cigaretták főáramú aerosolja, ha csak kis mennyiségben is, de tökéletlen égéstermékeket valamint kis mennyiségű gázfázisú komponenst is tartalmaz. A 10 cigaretta elfogadható sebességgel ég, és folyamatosan ég, azaz nem alszik ki, legalább is az FTC ajánlások szerinti dohányzási feltételek mellett. A 10 cigarettáknak, amikor szívják őket, hamuvá égett végük valamint nem túlságosan összeálló tűzmagjuk van, mely ezért nem túlságosan hosszú. Mindenesetre a 10 cigaretták olyan hamu és tűzmagot tartalmazhatnak, amely jó integritást mutat.

A találmány szerinti 10 cigaretták elszívásuk során általában kevesebb mint 20 mg, előnyösen kevesebb mint 10 mg mellékáramú kátrányt bocsátanak ki 10 cigarettánként. Ezeket az értékeket Proctor et. al: Analyst című folyóirat 1988. évi 113. évfolyamának 1509. oldalán leírt berendezésével és vizsgáló eljárásával állapítottuk meg. Ezek a 10 cigaretták általában 5-nél több, előnyösen 6-nál több szívási ciklussal kerülnek elszívásra az FTC ajánlások szerinti dohányzási feltételek mellett. A találmány szerinti 10 cigaretták általában 20-nál kevesebb, igen gyakran 15-nél kevesebb szívással elszívhatók, a már említett FTC ajánlások szerinti dohányzási feltételek mellett.

Az alábbi példákat a találmány további illusztrálására mutatjuk be, ám ezek az igényelt oltalmi kört nem határolják be. Ahol másként külön nem jelezzük, az összes rész és százalék súlyrészt és súlyszázalékot jelent.

1. PÉLDA

A/ Dohányt tartalmazó elszívható cigaretta töltelék készítése.

• * · ·

- 31 A 10 cigaretta tölteléket az alábbi módon készítjük:

Nagy nyírási tulajdonsággal rendelkező keverőbe hozzávetőlegesen 500 rész csapvizet és körülbelül öt rész nagyviszkozitású ammonium alginátot adagolunk be, mely utóbbit Amoloid HV néven a MERC and Co. Inc. cég Kelco Division-től szerezhetünk be. Az eredő keveréket környezeti hőmérsékleten annyira megkeverjük, hogy az alginát a vízben diszpergálódik, és az alginátot hidratáljuk. Ezt követően a Pfiser Inc. cég USP Light elnevezésű kicsapatott kalcium-karbonátjának hozzávetőlegesen 95 részét hozzáadagoljuk a vízalginát keverékhez. Az így keletkező iszapot közepes erősséggel, körülbelül 10 percen át keverjük, míg egyenletes konzisztenciájú iszapot kapunk.

Az iszapot Anhydro Type Láb SÍ típusu permetszárító berendezés segítségével permetszárítjuk, ahol a berendezés levegő atomizáló fúvókájának bemeneti hőmérséklete körülbelül 290 °C, míg a kimeneti hőmérséklet kb. 220 °C. A permetszárító berendezés Masterflex Pump System-mel van ellátva, amely a Colé Parmer Instrument Co. által gyártott Model 7016-20 típusú fejét tartalmazza. A fúvókán áthaladó levegő nyomása 26xl0³ N/m², és a folyadék betáplálás! hányadost a szivattyú sebességének beállításával 2-re állítjuk be. Az eredményként kapott permetszárított részecskék alapjában véve gömbölyű alakúak. A részecskéket ezt követően méret szerint osztályozzuk és kiválogatjuk a -80/+325 US Mesh értékre.

A permetszárított részecskék szabadon áramolnak, lényegében vízben oldhatatlanok környezeti hőmérsékleten, nedvességgel szemben ellenállóak, és agglomerált részecskék sokaságából képzett agglomerált mátrix.

Az elszívható cigaretta tölteléket az alábbiak szerint állítjuk elő:

Nagy nyírási tulajdonsággal rendelkező keverőbe 225 rész csapvizet töltünk, alacsony sebességre bekapcsoljuk majd 5 rész nagyviszkozitású ammónium alginátot töltünk bele, amely Amoloid HV néven a MERC and Co. Inc. cég Kelco Division-től. Az eredő keveréket környezeti hőmérsékleten úgy keverjük, hogy az alginát a vízben diszpergálódik és az alginátot hidratájuk. Ezt követően 20 rész glicerint és 25 rész csapvizet keverünk hozzá a víz alginát keverékhez. Ezután az előbb ismertetett aglomerált kalcium-karbonát 17,2 részét is hozzáadjuk a keverékhez. Az eredő iszapot mindaddig keverjük, amíg egyenletes konzisztenciájú iszapot nem kapunk.

Ezt követően az iszapot hozzávetőleg 0,6 mm vastagságban nagy sűrűségű polietilén lapra öntjük és a levegőn megszárítjuk. Az eredő lap világosbarna színű, flexibilis anyag lesz. Ezt követően a lapot papíraprító berendezéssel kb. 0,75 mm-es csíkokra aprítjuk.

Az így készített csíkokat hozzávetőlegesen 8,5 rész finoman őrölt Pensylvania szivar dohánylevéllel porozzuk be.

B/ Egy cigaretta készítése.

A lényegében a 3. ábra szerinti 10 cigarettákat az alábbiak szerint állítjuk elő:

Mindegyik 10 cigaretta hozzávetőlegesen 84 mm hosszúságú és 24,8 mm kerületű, és körülbelül 57 mm hosszúságú elszívható 15 rudacskát tartalmaz, ezen kívül kb. 15 mm hosszú első szűrőszegmense és kb. 12 mm hosszúságú második szűrőszegmense van. Az első és második szűrőszegmensek együttesen alkotják a 30 szűrőelemet. Mindegyik szűrőszegmens nemporózus papír burkolattal van az elszívható 15 rudacskához társítva. Minden egyes 10 cigarettánál ez a burkolópapír szűrőelemet, rányúlik az teljes terjedelmében körülveszi a 30 valamint hozzávetőlegesen 4 mm hosszúságban elszívható 15 rudacskára, a 30 szűrőelem közvetlen szomszédságában. A 30 szűrőelemek hozzávetőlegesen 60 % levegőhígítást előidéző módon át vannak szellőzetetve úgy, hogy a burkolópapíron valamint a 30 szűrőelem külső, a 10 cigarettát körülbelül 12 mm-re a külső száj felőli végtől körülvevő burkolaton gyűrűalakú perforációk vannak kialakítva.

Az elszívható 15 rudacska az előbb részletesen leírt do hányt tartalmazó szívható cigaretta tölteléket vágott tölte33 lék alakjában tartalmazza.

Az első szűrőszegmenst úgy állítjuk elő, hogy dohány valamint a Kimberly-Clark Corp.-tŐl P-144-BAC típusszámon megrendelhető színpapírból készült 300 mm széles szövedéket összefogjuk, az US-PS 4.807.809 számú szabadalmi leírás

l.sz. példájában ismertetett szűrőrúd képző berendezés segítségével. A szűrőszegmenshez való külső burkolatot az Ecusta Corp.-tól 5831 hivatkozási számon szerezhetjük be. Az első szűrőszegmenst az elszívható 15 rudacska közvetlen szomszédságában helyezzük el.

A második szűrőszegmenset a Kimberly-Clark Corp-től PP100-F típusszámon beszerezhető nemszövött polipropilén szövedék összefogásával készített 300 mm széles szövedékből állítjuk elő, az US-PS 4.807.809 számú szabadalmi leírás első példájában ismertetett szűrőrúd készítő berendezést alkalmazva. A szűrőszegmens külső burkolataként az Ecusta Corp. tói 5831 rendelési számon beszerezhető anyagot használjuk. A második szűrőszegmenset az első szűrőszegmens mellett helyezzük el közvetlenül, a 10 cigaretta külső, száj felőli végén.

A 10 cigaretta külső papír burkolata hozzávetőlegesen 0 CORESTA értékű légáteresztő képességet mutat. Ez a 10 cigaretta papír a Kimberly Clark Copr.-től P-2831-60-1 típusszámon szerezhető be. Az elszívható 15 rúd belső burkolatát dohányt tartalmazó papír képezi, amelyet ugyancsak a Kimberly Clark. Corp.-tői szerezhetünk be, a P2831-23-3 típusszám alatt.

Az elszívható cigaretta 15 rudacskákat ismert eljárások, technológiák segítségével állíthatjuk elő. Részeletesebben, az elszívható cigaretta tölteléket egyetlen réteg papír burkolattal vesszük körül. Mindegyik 10 cigaretta 15 rudacskában hozzávetőlegesen 1 g tömegű elszívható cigaretta töltelék található.

A 10 cigarettákat úgy használjuk fel, hogy az elszívható rudacskát meggyújtjuk, és a papír burkolatban lévő elszívható 10 cigaretta töltelék elég, és elégése során füstöt hoz létre. Felhasználásuk, azaz elszívásuk során az ilyen cigaretták igen kis mennyiségű látható mellékáramú füstöt termelnek, és lényegében nem hoznak létre mellékáramú kátrányt. A 10 cigaretták önmaguktól nem alszanak ki az FTC ajánlások szerinti dohányzási feltételek között végzett elszívási kísérletek tanúságaképpen.

2. PÉLDA

Egy algináttal agglomerált kalcium-karbonát részecskéket az alábbi módon hozunk létre:

Egy keverőberendezésben hozzávetőlegesen 750 ml csapvizet majd hozzávetőlegesen 20 g glicerint adagolunk be. Mialatt a keveréket finoman kavarjuk az 1. példában ismertetett, körülbelül 10 g mennyiségű ammónium alginátot adagolunk lassan a keverékhez úgy, hogy az alginátot diszpergáljuk a vízben. Az eredményként kapott keveréket egy literes edénybe töltjük át tömítetten lezárjuk és finomat görgőzzük egy éjszakán keresztül az alginát hidratálásához.

A Pfizer Inc.-tői 2A kódszámon beszerezhető kicsapatott kalcium-karbonát iszapot 250 g mennyiségben ugyancsak 250 g mennyiségű csapvízhez adagolunk. Az ebből keletkező iszapot hozzáadagoljuk a víz-glicerin-alginát keverék 200 g-os tömegéhez. Az eredményként kapott iszapot ismét szelíden felkavarjuk úgy, hogy az iszap viszonylag sima, egyenletes szerkezetűvé váljon.

Az iszapot nagy sűrűségű, 10 mm vastagságú polietilén lapra öntjük, majd levegőn megszárítjuk, és így hozzávetőlegesen 150x150 mm méretű száraz lapot kapunk. Az eredményként kapott száraz szárított lapot kézzel apró részecske méretűre morzsoljuk szét majd -50 U.S. Mesh méretűre osztályozzuk.

A kalcinált agglomerált kalcium-karbonát részecskéket az alábbi módon állítjuk elő:

Gyenge nyírási tulajdonságú keverőbe hozzávetőlegesen 832 résznyi környezeti hőmérsékletű csapvizet, körülbelül 757 résznyi kicsapatott darabos kalcium-karbonátot (kapható Albacar 5970 néven a Pfizer Inc.-tői), és körülbelül 267 résznyi melaszt adagolunk. A kalcium-karbonátnak rozettaszerű szerkezete van, és körülbelül 2 μιη nagyságú átlagos i

részecske nagysága, azaz átmérője. A melaszt a Savannah Sugár Co. cégtől a finomítóban keletkező szirupból vehetjük, amelynek szilárdanyag-víz tartalm&& hozzávetőlegesen 3,7:1. Az eredő keveréket 5-10 percen át felkeverjük, hogy körülbelül 52 % szilárdanyag tartalmú és körülbelül 1200 cp viszkozitású iszapot nyerjünk, ahol a viszkozitást egy Brookfield LVT típusú viszkoziméterrel mértük 4. számú mérőpohárral.

Az iszapot az iszap hozzávetőlegesen 2,7 kg/min. tömegáramlási sebességgel, 3270xl0³-3500xl0³ N/m² betáplálás! nyomással történő folyamatos betáplálással permetszárítjuk. A permetszárító berendezés kereskedelmi forgalomban kapható Bowen típusú berendezés, amely SD-046 jelzésű fúvókával van ellátva és normál üzemmódban működik. A berendezés bemeneti hőmérséklete körülbelül 240 °C, kimeneti hőmérséklete pedig 126 °C. Az eredményként kapott permetszáritott részecskék általában gömbölyű alakúak, és nedvességtartalmuk 2% alatt van. A részecskéket ezt követően -70/+200 U.S. Mesh méretre méretosztályozzuk.

A permetszárított részecskéket egy körülbelül 30x90 cm méretű acél alapon körülbelül 12 mm vastagságúra osztjuk el. Ezt a mozgó alapot ezt követően 0,2 - 0,3 m/perc sebességgel mozgó folyamatosan haladó csőkemencébe juttatjuk, ahol nitrogén atmoszférában kb. 10 percen keresztül 600 °C feletti hőmérsékleten, majd kb. 20 percen keresztül 400 °C fölötti hőmérsékleten hevítjük. A kemence hőmérséklete hozzávetőlegesen 720 °C-ra van beállítva és a mozgó állvány körülbelül 670 °C maximum levegő hőmérsékletű téren halad át az említett idő alatt. A felhevített részecskéket a kemencéből eltávolítva hozzávetőlegesen 1 órára nitrogén atmoszférát tartalmazó hűtőzónába helyezzük és ott környezeti hőmérsékletre hűtjük le.

Az így összegyűjtött kalcinált részecskék feketék, alakjuk gömbölyű, szabadon áramlanak, és a nedvességgel szemben ellenállóak. A részecskék körülbelül 93%-a kalciumkarbonátból áll, és kb. 0,5 g/cm³ sűrűséget mutat. A részecskék mindegyike egy széntartalmú anyagba ágyazott kicsapatott kalcium-karbonát részecskékből álló agglomerált mátrixnak felel meg.

Egy dohányt tartalmazó szívható cigaretta töltelék előállítását a következőképpen végezzük:

Nagy nyíróképességü keverőbe körülbelül 225 ml csapvizet adagolunk, majd a vízbe diszpergálunk körülbelül 5 gr-nyi az egyes példánál ismertetett ammónium alginátot. Az eredő keveréket környezeti hőmérsékleten, körülbelül 15 percen keresztül enyhén keverjük, amíg az alginát hidratálódik. Ezt követően a keverékhez hozzávetőlegesen 20 g glicerint adagolunk, amelyet körülbelül 25 ml-nyi csapvíz követ. A keverékhez ezt követően körülbelül 16,7 gr American blend márkanecű vágott dohány tölteléket adagolunk, amelyet előzőleg porított alakra hoztunk. Ez után a keverékhez körülbelül 25 ml csapvizet adagolunk. Az eredményként kapott keveréket folyamatosan keverjük mindaddig, amíg lágy, egyenletes konzisztenciájú iszapot nem kapunk. Az iszaphoz körülbelül 13,8 g kalcinált agglomerált kalcium-karbonátot és ugyanannyi ammónium algináttal agglomerált kalcium-karbonát keveréket adagolunk. Az ezután kapott iszapot ismételten addig keverjük, amíg az iszap újra egyenletes szerkezetűvé nem válik. Az eredményként kapott iszapot ezt követően hozzávetőlegesen 0,6 mm vastagságú nagysűrűségű polietilén lapra öntjük majd levegőn megszárítjuk.

3. PÉLDA

A/ Agglomerált mátrix töltelék előállítása

500 résznyi csapvízbe környezeti hőmérsékleten és nagy sebességen körülbelül 5 rész ammónium alginátot adagolunk, melyet Amoloid HV néven szerezhetünk be. A keveréket mindaddig keverjük, amíg az alginát teljesen hidratálódik. A keveréket ezután ütő típusú keverőben töltjük át. Ezután az 1. példában leírt kicsapatott kalcium-karbonátból körülbelül

94,5 résznyit adagolunk a keverékbe. Folytatjuk a keverék keverését mindaddig, amíg a keverék egyenletes konzisztenciájú nem lesz. Ezt követően az Aldrich Chemical Co.-tól be• ·

- 37 szerezhető nátrium-dodecil-szulfátból körülbelül 0,5 résznyit adunk a keverékhez, majd folytatjuk annak keverését, körülbelül 15 percen keresztül, amíg a keverék habzani nem kezd.

Az iszapot körülbelül 1,2 mm vastagságú, nagy sűrűségű polietilén lapra öntjük, majd levegőn megszárítjuk. Az eredményként kapott réteg színe fehér és nagyon törékeny. Ezt követően megőröljük és méretosztályozzuk a -30/+100 U.S. Mesh részecske méretű frakció kinyerésére. Ez az anyag eredeti szerkezetét nem veszíti el és nem változtatja meg, ha vízbe merítjük. Ez annak köszönhető, hogy a kötőanyag a fentiek hatására vízben oldhatatlan anyaggá vált. Az anyag fokbeosztású hengerrel mért sűrűsége körülbelül 0,26 g/cm³. Az eredeti kalcium-karbonát ugyanilyen módszerrel mért sűrűsége kb. 0,46 gr/cm³.

B/ Elszívható cigaretta töltelék előállítása

Hozzávetőlegesen 200 résznyi csapvízhez környezeti hőmérsékleten, nagy sebességű vízkeverés mellett körülbelül 3,33 rész ammónium alginátot adagolunk, amely a már korábban ismertetett Amoloid HV típusú lehet, majd ezt követően 4,5 résznyi glicerint adagolunk be. A keveréket hozzávetőlegesen 15 percen át rázzuk és keverjük, amíg az összetevők tökéletesen hidratálódnak. Ezt a keveréket ezután ütő típusú keverőberendezésbe töltjük át, és tovább keverjük. Ettől elkülönítve, a fent leírt agglomerált kalcium-karbonátból körülbelül 60 résznyit összekeverünk 400 rész csapvízzel és az így keletkezett iszapot az előző keverékhez adagoljuk hozzá. A végeredményként kapott keveréket lágyan tovább rázzuk és keverjük mindaddig, amíg kellően egyenletes konzisztenciájú keveréket nem kapunk. Ezt a keveréket ezután körülbelül 1,2 mm vastagságú nagy sűrűségű polietilén lapra öntjük. Az eredményként kapott lap színe fehér és igen flexibilis tulajdonságú. A lap eredő sűrűsége körülbelül 0,39 g/cm³. Az eredeti nem agglomerált kicsapatott kalcium-karbonáttal készített összehasonlítható lap sűrűsége csupán tájékoztatá• · ·

- 38 sül 0,96 g/cm³. Ezt az elszívható cigaretta tölteléket ezután körülbelül 0,8 mm széles csíkokra aprítjuk, és így állítjuk elő az elszívható vágott tölteléket.

4. PÉLDA

Agglomerált mátrix töltelék készítése az alábbi módon történik:

Körülbelül 20 rész csapvízhez környezeti hőmérsékleten és nagy keverési sebességgel körülbelül 5 rész, a Hercules Chemicals cégtől LN-20 AS-Z néven beszerezhető HM cukormentes pektint adagolunk. A keveréket minaddig keverjük, amíg a pektin teljesen hidratálódik. Az így kapott keveréket ezt követően ütő típusú keverő berendezésbe továbbítjuk. Az előzőtől elkülönítetten körülbelül 60 résznyi kicsapatott kalcium-karbonátot, mint azt az 1. példánál leírtuk, körülbelül 200 résznyi csapvízhez adagolunk. Ehhez a keverékhez körülbelül 0,3 résznyi polioxietilén szorbitán mono-oleátot adagolunk hozzá, amelyet a Sigma Chemical Co. Tween 80 néven forgalmaz. Az így kapott iszapot ezt követően a pektinkeverékhez adagoljuk és az egészet újabb 15 percen át összekeverjük, melynek hatására a keverék habzani kezd.

A habzó iszapot kb. 0,12 mm vastagságú nagysűrűségű polietilén rétegre öntjük, majd levegőn megszárítjuk. A lap megszárítása után 5 % kalcium -klorid vizes oldattal megpermetezzük úgy, hogy az eredményként kapott ezután körülbelül egyrésznyi kalcium -kloridot tartalmaz. Az eredményül kapott lap színe fehér és nagyon törékeny. Őrlés és osztályozás után -30/+100 U.S.Mesh részecske méretű frakciót nyerünk ki. Az anyag csapsűrűségű, fokbeosztással ellátott hengerrel történő mérés alapján körülbelül 0,28 g/cm³ sűrűségű. Összehasonlításul, az eredeti kalcium-karbonát ugyanilyen módszerrel mért sűrűsége körülbelül 0,46 g/cm³.

Az eredményként kapott agglomerált mátrix tölteléket elszívható cigaretta töltelék gyártásához használhatjuk fel, leginkább az 1. példánál leírt módon.

Claims (24)

1. Cigaretta azzal jellemezve, hogy szervetlen összetevőből és szerves összetevőből állő agglomerált mátrix töltelékből valamint dohányból készült keveréket tartalmazó elszívható cigaretta töltelékkel valamint azt körülvevő burkolóanyaggal rendelkezik.

2. Az 1. igénypont szerinti cigaretta azzal jellemezve, hogy az elszívható cigaretta töltelék kötőanyagot tartalmaz.

3. A 2. igénypont szerinti cigaretta azzal jellemezve, hogy a kötőanyag ammónium alginátot tartalmaz.

4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti cigaretta azzal jellemezve, hogy a dohány dohánykivonat alakjában van az elszívható cigaretta töltelékben elhelyezve.

5. A 4. igénypont szerinti cigaretta azzal jellemezve, hogy az elszívható cigaretta töltelék aerosolt képező anyagot tartalmaz.

6. Az 1. igénypont szerinti cigaretta azzal jellemezve, hogy a burkoló anyag 5 CORESTA értéknél kisebb porozitású papírból van készítve.

7. Az 1 vagy 6. igénypont szerinti cigaretta azzal jellemezve, hogy az agglomerált mátrix töltelék kalcium-karbonát összetevőt és alginát összetevőt tartalmaz.

8. Az 1. igénypont szerinti cigaretta azzal jellemezve, hogy az agglomerált mátrix töltelék 10-99 súly %-nyi kalcium-karbonát összetevőt tartalmaz a szerves összetevő egységnyi súlyrészéhez viszonyítva.

9. Cigaretta, azzal jellemezve, hogy szervetlen töltelékösszetevőt és szerves összetevőt tartalmazó agglomerált • s · ·

- 40 mátrix tölteléket tartalmazó elszívható cigaretta töltelékkel valamint azt körülvevő burkolóanyaggal rendelkezik.

10. Az 9. igénypont szerinti cigaretta azzal jellemezve, hogy az elszívható cigaretta töltelék kötőanyagot tartalmaz .

11. A 10. igénypont szerinti cigaretta azzal jellemezve, hogy a kötőanyag ammónium alginátot tartalmaz.

12. Az 9. igénypont szerinti cigaretta azzal jellemezve, hogy a burkoló anyag 5 CORESTA értéknél kisebb porozitású papírból van készítve.

13. Az 9.vagy 12. igénypont szerinti cigaretta azzal jellemezve, hogy az agglomerált mátrix töltelék kalciumkarbonát összetevőt és alginát összetevőt tartalmaz.

14. Az 9. igénypont szerinti cigaretta azzal jellemezve, hogy az agglomerált mátrix töltelék 10-99 súly %-nyi kalcium-karbonát összetevőt tartalmaz a szerves összetevő egységnyi súlyrészéhez viszonyítva.

15. Elszívható cigaretta töltelék azzal jellemezve, hogy szervetlen összetevőből és szerves összetevőből álló agglomerált mátrix töltelékkel rendelkezik.

16. Az 15. igénypont szerinti cigaretta azzal jellemezve, hogy az elszívható cigaretta töltelék kötőanyagot tartalmaz .

17. A 15. vagy 16. igénypont szerinti cigaretta azzal jellemezve, hogy az elszívható cigaretta töltelék aerosolt képező anyagot tartalmaz.

18. A 15. vagy 16. igénypont szerinti elszívható cigaretta töltelék azzal jellemezve, hogy dohányt tartalmaz.

• ·

19. A 15. igénypont szerinti elszívható cigaretta töltelék azzal jellemezve, hogy a szervetlen összetevő kalciumkarbonát részecskéket tartalmaz.

20. A 15. vagy 19. igénypont szerinti elszívható cigaretta töltelék azzal jellemezve, hogy a szerves összetevő alginátot tartalmaz.

21. A 18. igénypont szerinti elszívható cigaretta töltelék azzal jellemezve, hogy a dohányt dohánykivat alkotja.

22. A 16. igénypont szerinti elszívható cigaretta töltelék azzal jellemezve, hogy a kötőanyag alginátot tartalmaz.

23. A 20. igénypont szerinti elszívható cigaretta töltelék azzal jellemezve, hogy diammónium hidrogén ortofoszfátot tartalmaz.

24. A 20. igénypont szerinti elszívható cigaretta töltelék azzal jellemezve, hogy kicsapódó habosító hatóanyagot tartalmaz.