NO172522B - Roeykeartikkel - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrørende en langstrakt sigarett-type-røykeartikkel omfattende et brenselselement og en fysisk atskilt aerosoldannelsesanordning inneholdende minst ett areosoldannende materiale.

Mange røykeartikler er foreslått gjennom årene, spesielt gjennom de siste 20 til 3 0 år, men ingen av disse produkter har noen sinde nådd noen salgsuksess.

Til tross for årtider av interesse og anstrengelser er det fortsatt ingen røykeartikkel på markedet som gir de gevinster og fordeler man finner med vanlig sigarettrøyking uten å gi betydelige mengder ufullstendig forbrente og pyrolyse-produkter.

Foreliggende oppfinnelse vedrører en røykeartikkel som kan produsere betydelige mengder av aerosol, både i begynnelsen og gjennom produktets brukslevetid, uten nevneverdig termisk nedbrytning av aerosolgenerator og uten nærvær av betydelig pyrolyse eller ufullstendig forbrente produkter, og fortrinnsvis uten nevneverdige mengder av sidestrømrøyk. Røykeartikler ifølge foreliggende oppfinnelse kan gi brukeren følelsene og gevinstene ved sigarettrøyking uten å brenne tobakk.

Disse og andre fordeler oppnåes ved at et elastisk isolasjonselement omskriver minst en del av brenselselementet og omfatter uorganiske fibre og har en tykkelse på minst 0,5 mm, f.eks. 1-2,5 mm.

Etter tenning gir brenselselementet varme som brukes til å forflyktige den aerosol-dannende substans eller substanser i aerosoldannelsesanordningen. Disse flyktige materialer trekkes så mot munnenden, spesielt under drag, og inn i forbrukerens munn lik som røyken fra en vanlig sigarett.

En del av brenselselementet foreligger med et omsluttende isolasjonselement såsom en mantel av isolerende fibre, idet mantelen er elastisk og minst 0,5 mm tykt, hvilket reduserer radialt varmetap og hjelper til å bibeholde og rette varme fra brenselselementet mot aerosoldannelses-anordningen. Isolasjonselementet går over i det minste en del av brensels-elementet og med fordel i det minste en del av aerosol-

dannelsesanordningen.

Fordi det foretrukne brenselselement er relativt kort, er den varme, brennende ild-konus alltid nær aerosoldannelses-anordningen, hvilket maksimaliserer varmeoverføring til denne og maksimaliserer den resulterende aerosolproduksjonen, spesielt i utførelsesformer som er utstyrt med et varme-lederelement. Den foretrukne bruk av et relativt kort substrat eller bærer med lav masse som aerosoldannelsesanordning tett inntil det korte brenselselement øker også aerosolproduksjonen ved å minimalisere varmetapsvirkningen til substratet. Fordi den aerosoldannende substans er fysisk adskilt fra brenselselementet, utsettes det for betydelig lavere temperaturer enn de som foreligger i den brennende ild-konus, hvilket minimaliserer muligheten for termisk nedbrytning av aerosolgeneratoren. Videre eliminerer bruk av et karbonholdig brenselselement som er i det vesentlige fritt for flyktig organisk materiale, nærværet av betydelig pyrolyse eller ufullstendige forbrenningsprodukter og eliminerer dannelsen av betydelig sidestrømrøyk.

Foretrukne utførelsesformer av oppfinnelsen er i stand til å gi minst 0,6 mg aerosol, målt som fuktet totalt partikkelformet stoff, i de første tre drag ved røyking under FTC-røykebetingelser. (FTC-røykebetingelser består av 2 sekunders drag (35 ml total-volum) adskilt ved 58 sekunder ulming). Enda sterkere foretrukne utførelsesformer av oppfinnelsen er i stand til å gi 1,5 mg eller mer aerosol i de første tre drag. Helst er utførelsesformer av oppfinnelsen i stand til å gi 3 mg eller mer aerosol i de første tre drag ved røyking under FTC-røykebetingelser. Videre har de foretrukne utførelsesformer av oppfinnelsen et gjennomsnitt på minst ca. 0,8 mg fuktet totalt partikkelformet stoff pr. drag i det minste ca. seks drag, fortrinnsvis minst ca. ti drag under FTC-røykebetingelser.

Røykeartikkelen ifølge foreliggende oppfinnelse er også i stand til å gi en aerosol som er kjemisk enkel, i det den hovedsakelig består av karbonoksyder, luft, vann og aerosolen som bærer alle ønskede smaksstoffer eller andre ønskede flyktige materialer og sporelementer av andre materialer. Aerosolen har fortrinnsvis ingen nevneverdig mutagen-aktivitet ifølge den foran omtalte Ames-test. I tillegg kan artikkelen gjøres praktisk talt askeløs, slik at brukeren ikke behøver å fjerne noen aske under bruk.

Som her brukt i forbindelse med oppfinnelsen, omfatter "aerosol" damper, gasser, partikler og lignende, både synlige og usynlige, og spesielt slike kompo-nenter som røkeren opplever som "røyklignende" dannet ved virkning av varme fra det brennende brenselselement på substanser i aerosoldannelses-anordningen eller ellers i artikkelen. Slikt definert innbefatter "aerosol" også flyktige smaksmidler og/eller farmakologisk eller fysiologisk aktive midler, uavhengig av om de produserer en synlig aerosol.

Slik den her brukes defineres frasen "ledende varme-veksel-forhold" som fysikalsk anordning av aerosoldannelsesanordningen og brenselselementet hvorved varme overføres ved ledning fra det brennende brenselselement til aerosoldannelsesanordning, i det vesentlige gjennom brenselselementets brenntid. Ledende varmevekselforhold kan oppnåes ved å plassere aerosoldannelsesanordningen i kontakt med brenselselementet og tett inntil den brennende del av brenselselementet, og/eller ved å anvende et ledende element for å føre varme fra den brennende brensel til aerosoldannelsesanordningen. Fortrinnsvis brukes begge metoder for å gi varmeledningsoverføring.

Slik det her brukes omfatter uttrykket "karbonholdig" anordning primært karbon.

Slik det brukes her vedrører uttrykket "isolasjonsmidler" alle materialer som primært virker som isolatorer. Fortrinnsvis brenner disse materialer ikke under bruk, men de kan inneholde langsomt brennende karbon- og lignende materialer samt materialer som smelter sammen under bruk såsom lavtemperatur-kvaliteter av glassfibre. Isolatorene har en varmelednings-evne i g-kal/(sek.) (cm<2>) (°C/cm), på mindre enn ca. 0,05, fortrinnsvis mindre enn ca. 0,02, helst mindre enn ca. 0,005. Se Hackh's Chemical Dictionary, 34 (4de utg., 1969) og Lange's

Handbook of Chemistry, 10, 272-274 (lite utg., 1973).

Røykeartikkelen ifølge foreliggende oppfinnelse er beskrevet i nærmere detalj i de medfølgende tegninger og den detaljerte beskrivelse av oppfinnelsen som følger.

Fig. 1 og 2 er lengdesnitt av to utførelsesformer av oppfinnelsen;

Utførelsesformene som er vist i fig. 1 og 2 innbefatter en ikke-brennende isolasjonsmantel 86 rundt brenselselementet 10 for å isolere og konsentrere varmen i brenselselementet. Disse utførelsesformer hjelper også til å redusere enhver fare for ild fra den brennende ild-konus.

I utførelsesformen som er vist i fig. 1 befinner både brenselselement 10 og substrat 30 seg i en ringformet mantel eller rør 86 av isolerende fibre, såsom keramiske (for eksempel glass) fibre. Ikke-brennende karbon- eller grafitt-fibre kan brukes i stedet for keramiske fibre. Brensels-elementet 10 er fortrinnsvis en ekstrudert karbonplugg med et hull 16. I den illustrerte utførelsesformen går antennelsesenden 11 litt forbi kanten av mantelen 86 for å lette antennelse. Substratet 30 er et fast porøst karbonmateriale, selvom andre typer av substratet kan brukes. Substratet og den bakre delen av brenselselementet er omgitt av et stykke av aluminiumfolie 87. Som illustrert er denne mantlede brensel/substrat-enhet koblet til et munnendestykke såsom det langstrakte celluloseacetat-røret 4 0 vist på tegningen, med en innpakning av vanlig sigarettpapir 46. Mantelen 86 strekker seg til substratets 30 munnende, men kan erstatte cellulose-acetatstaven 42.

I utførelsesformen som er vist på fig. 2, brukes en aluminiums-makrokapsel 52 til å omgi et granulært substrat 54 og tobakk 56. Denne makrokapselen er fortrinnsvis plassert fullstendig inne i isola-sjonsmantelen 86. I tillegg stikker antennelsesenden 11 av brenselselementet 10 ikke forbi den fremre ende av mantelen 86. Fortrinnsvis er makrokapselen og den bakre del av brenselselementet omgitt av et stykke aluminiumfolie på lignende måte som vist i fig. 1. Alternativt er aluminiumsfoliet 52 som omgir substratet bare krympet på munnenden. I en slik utførelsesform kan den bakre ende av brenselselementet settes inn i en ende av folien og et polypropylen-rør kan tres over eller plasseres i til-slutning til munnenden av folien. Hele enheten innpakkes i glassfiber til en diameter som en vanlig sigarett.

Etter antennelse av en av de forannevnte utførelsesformer brenner brenselselementet og gir den varme som brukes til å forflyktige den aerosoldannende substans eller substanser som foreligger i aerosoldannelsesanordningen. Disse flyktige materialer trekkes så mot munnenden, spesielt under drag, og inn i røkerens munn liksom røyken fra en vanlig sigarett.

Fordi brenselselementet fortrinnsvis er relativt kort, er den varme, brennende ildkonus alltid nær aerosoldannelses-legemet, hvilket maksimaliserer varmeoverføring til aerosoldannelsesanordningen, og resulterende produksjon av aerosol, spesielt når det foretrukne varmeledningselement brukes. I tillegg har det foretrukne isolasjonselement tendens til å avgrense, rette og konsentrere varmen mot artikkelens midtre kjerne og derved øke varmen som overføres til den aerosol-dannende substans.

Fordi den aerosoldannende substans er fysisk adskilt fra brenselselementet, er det utsatt for betydelige lavere temperaturer enn det som foreligger i den.brennende ild-konus. Dette minimaliserer muligheten for termisk nedbrytning av aerosoldanneren. Dette fører også til aerosolproduksjon under drag, men lite eller ingen aerosolproduksjon under ulming. I tillegg eliminerer bruken av de foretrukne karbonholdige brenselselementer og en fysisk adskilt aerosoldannelsesanordning forekomst av betydelig pyrolyse eller ufullstendige forbrenningsprodukter og unngår dannelse av betydelig sidestrømrøyk.

På grunn av den lille størrelsen og brennegenskapene til det foretrukne karbonholdige brenselselement som anvendes i foreliggende oppfinnelse, begynner brenselselementet normalt å brenne over i det vesentlige hele sin utsatte lengde i løpet av noen få drag. Således blir delen av brenselselementet nær aerosoldannelsesanordningen fort varm, hvilket øker varme-overforingen til aerosoldannelsesanordningen betydelig, spesielt under de tidlig og mellomliggende drag. Fordi det foretrukne brenselselement er kort, er det aldri en lang del ikke-brennende brensel som virker som varmesenkning, slik det var vanlig i tidligere termiske aerosolartikler. Varmeover-føring og derfor aerosol-vgivelse økes også ved bruk av huller gjennom brenselen, hvilken trekker varm luft til aerosolgeneratoren, spesielt under drag.

I de foretrukne utførelsesformer av oppfinnelsen samvirker det korte karbonholdige brenselselement, varme-ledningselementet, isolasjonsanordningene og passasjene i brenselet med aerosolgeneratoren å gi et system som er i stand til å produsere betydelige mengder aerosol etter praktisk talt hvert drag. Den tette nærhet av ild-konusen til aerosolgeneratoren fører etter noen få drag sammen med isolasjonsanordningen til høy varmeavgivelse både under drag og under den relativt lanr: ulmeperiode mellom dragene.

Uten å være bundet av denne teorien, antas at aerosol-dannelsesanordningene holdes på en relativ høy temperatur mellom dragene, og at den ytterligere varme som avgis under drag, hvilken1økes betydelig av hullet eller hullene i brenselselementet, primært brukes til å fordampe den aerosol-dannende substans. Denne økede varmeoverføring gjør mer virkningsfull bruk av den tilgjengelige brenselsenergi, reduserer mengden av nødvendig brensel, og hjelper til å avgi tidlig aerosol. Videre antas den ledende varmeoverføring som benyttes i foreliggende oppfinnelse å redusere karbon-forbrenningstemperaturen, hvilken videre antas å redusere CO/C02-forholdet i forbrenningsproduktene som oppstår fra brenselen. Sé for eksempel G. Hagg, General Inorganic Chemistry, s. 592 (John Wiley & Sons, 1969).

Ved tilsvarende valg av brenselselement, isolasjonsmantel, papirinnpakning og varmeledningsanordning er det videre mulig å kontrollere forbrenningsegenskapene til brenselskilden. Dette gir anledning til å kontrollere varmeoverføring til aerosolgeneratoren, som igjen henger sammen med antall drag og/eller mengden aerosol som leveres

til røkeren.

Generelt er forbrenningselementene som kan anvendes i oppfinnelsen mindre enn ca. 30 mm lange. Med fordel er brenselselementet ca. 2 0 mm eller mindre, fortrinnsvis ca. 15 mm eller mindre langt. Med fordel ligger diameteren til brenselselementet mellom ca. 3 og 8 mm, fortrinnsvis ca. 4 til 5 mm. Densiteten til brenselselementene som her anvendes har variert fra ca. 0,5 g/cm<2> til ca. 1,5 g/cm<2>. Fortrinnsvis er densiteten større enn 0,7 g/cm<2>, helst større enn 0,8 g/cm<2>.

De foretrukne brenselselementer som her anvendes er primært formet av et karbonholdig materiale. Karbonholdige brenselselementer er fortrinnsvis fra ca. 5 til 15 mm, spesielt fra ca. 8 til 12 mm lange. Karbonholdige brenselselementer med disse egenskaper er tilstrekkelig til å gi brensel for minst ca. 7 til 10 drag, det normale antall drag man normalt får ved å røyke en vanlig sigarett under FTC-betingelser.

Fortrinnsvis er karboninnholdet til et slikt brenselselement minst 60-70 %, helst minst ca. 80 % eller mer av vekten. Utmerkede resultater er oppnådd med brenselselementer med karboninnhold på over ca. 85 vekt%. Brensel med høye karboninnhold foretrekkes fordi de gir minimal pyrolyse og ufullstendige forbrenningsprodukter,. lite eller ingen, synlig sidestrøm-røyk, og minimal aske og har høy varmekapasitet. Imidlertid har brenselselementer med lave karboninnhold, for eksempel ca. 50-65 vekt%, innenfor omfanget av oppfinnelsen, spesielt når det brukes et ikke-brennende inert filter.

Videre, skjønt ikke foretrukket, kan andre brensels-materialer anvendes såsom tobakk, tobakksubstitutter og lignende, forutsatt at de danner og leder tilstrekkelig varme til aerosoldannelsesanordningen til å gi den ønskede aerosol-mengde fra det aerosoldannende materiale som ovenfor omtalt. Densiteten til brenselet som brukes bør være over ca. 0,5 g/cm<2>, fortrinnsvis over ca. 0,7 g/cm<2>, hvilket er høyere enn de densiteter som normalt brukes i vanlige røykeartikler. Når slike andre materialer brukes, foretrekkes det sterkt å bringe karbon inn i brenselet, fortrinnsvis i mengder på minst ca. 20-40 vekt%, eller minst ca. 50 vekt% og helst minst ca. 65-70 vekt%, idet resten består av andre brenselskomponenter innbefattet mulige bindemidler, forbrenningsmodifiserings-midler, fuktighet osv.

De karbonholdige materialer som brukes i eller som det foretrukne brensel kan stamme fra praktisk talt alle de tallrike karbonkilder som vil være kjent for en fagmann. Fortrinnsvis får man det karbonholdige materiale ved pyrolyse eller karbonisering av cellulose-materialer såsom tre, bomull, rayon, tobakk, kokosnøtter, papir og lignende, selv om karbonholdige materialer fra andre kilder kan brukes.

I de fleste tilfeller bør det karbonholdige brenselselement kunne tennes med vanlig sigarett-tenner uten bruk av et oksydasjonsmiddel. Forbrenningskarakteristikker av denne type kan generelt erholdes fra et cellulosemateriale som har vært pyrolysert yed temperaturer mellom ca. 400°C og 1000°C, fortrinnsvis mellom ca. 500°C og 950°C gjennom en inert atmosfære eller under et vakuum. Pyrolysetiden antas ikke å være kritisk så lenge temperaturen midt i den pyrolyserte masse har nådd det forannevnte temperaturområde i minst 5 minutter. Imidlertid antas en langsomt pyrolyse ved bruk av gradvis økende temperaturer gjennom flere timer å gi et jevnere materiale med et høyere karbonutbytte.

Skjønt uønsket i de fleste tilfeller, ligger karbonholdige brenselselementer som krever tilsetning av et oksydasjons-middel for å gjøre dem antennelige med en sigarett-tenner innenfor omfanget av oppfinnelsen liksom karbonholdige materialer som krever bruk av en glødningsdemper eller annen type forbrenningsmodifiserende middel. Slike forbrennings-modifiserende midler er beskrevet i mange patenter og publikasjoner og er kjent for en vanlig fagmann på området.

De fleste foretrukne karbonholdige brenselselementer som brukes i oppfinnelsen er idet vesentlige fri for flyktig organisk materiale. Med dette menes at brenselselementet ikke er;forsettlig impregnert eller blandet med vesentlige mengder av flyktige organiske materialer såsom flyktige aerosoldannende eller smaksmidler, hvilket kunne nedbrytes i det brennende brensel. Imidlertid kan små mengder vann som er naturlig adsorbert av brenselet foreligger dette. På lignende måter kan små mengder aerosoldannende substanser bevege seg fra aerosoldannelsesanordningen og således også være til stede i brenselselementet.

Et foretrukket karbonholdig brenselselement er en presset eller ekstrudert karbonmasse fremstilt fra karbon og et bindemiddel med vanlig trykkformings- eller ekstruderingsteknikker. Et foretrukket aktivert karbon for et slikt brenselselement er PCB-G, og et foretrukket ikke-aktivert karbon er PXC, begge kan kjøpes fra Calgon Carbon Corporation, Pittsburgh, PA. Andre foretrukne karboner for trykkforming og/eller ekstru-dering fremstilles fra pyrolysert bomull eller pyrolysert papir.

Bindemidlene som kan brukes ved fremstilling av et slikt brenselselement er velkjente på området. Et foretrukket bindemiddel er natriumkarboksymetylcellulose (SCMC) som kan brukes alene, hvilket foretrekkes, eller i forbindelse med materialer såsom natriumklorid, vermikulitt, bentonitt, kalsiumkarbonat og lignende. Andre anvendelige bindemidler er gummier såsom guargummi og andre cellulosederivater såsom metylcellulose og karboksymetylcellulose (CMC).

Et stort spektrum av bindemiddelkonsentrasjoner kan anvendes . Fortrinnsvis er mengden bindemiddel begrenset for å minimalisere bindemidlets bidrag til uønskede forbrenningsprodukter. På den annen side må tilstrekkelig bindemiddel inngå til å holde brenselselementet sammen under fremstilling av bruk. Den anvendte mengde vil således avhenge av sammen-hengningsevnen til karbonet i brenselselementet.

Om ønsket kan de forannevnte brenselselementer pyro-lyseres etter dannelsen, for eksempel til ca. 650°C i 2 timer for å overføre bindemidlet i karbon og derved danne et praktisk talt 100 % karbon-brenselselement.

Brenselselementene som brukes i foreliggende oppfinnelse kan også inneholde ett eller flere additiver for å forbedre brenningen, således opp til ca. 5 vekt% natriumklorid for å forbedre ulmingsegenskapene og som et gløderetarderingsmiddel. Også opp til ca. 5 %, fortrinnsvis 1 til 2 vekt% kaliumkarbonat kan inngå for å bedre antenneligheten. Additiver for å bedre fysikalske egenskaper såsom leirer, for eksempel kaoliner, serpentiner, attapulgitter og lignende kan også brukes.

Et annet karbonholdig brenselselement er en karbonfiber-brensel som kan fremstilles ved karbonisering av et fiberaktig forstadium såsom bomull, rayon, papir, polyakrylonitril og lignende. Generelt er pyrolyse ved fra ca. 650°C til 1000°C, fortrinnsvis ca. 950°C i 30 minutter i en inert atmosfære eller vakuum tilstrekkelig til å gi en egnet karbonfiber med gode brennegenskaper. Forbrenningsmodifiserende tilsetninger kan også settes til disse fiberaktige brensler.

De aerosol-dannende midler som brukes i oppfinnelsen er fysisk adskilt fra brenselselementet. Ved fysikalsk adskilt menes at substratet, beholderen eller kammeret som inneholder de aerosoldannende materialer ikke er blandet med, eller en del av det brennende brenselselement. Som tidligere bemerket hjelper denne anordning til å redusere eller eliminere termisk nedbrytning av den aerosoldannende substans og nærvær av sidestrøm-røyk. Selv om de aerosoldannende anordninger ikke er en del av brenselet, står de i varmeledende sammenheng med brensels-elementet, og støter fortrinnsvis til eller ligger nær brenselselementet.

Fortrinnsvis inneholder de aerosoldannende anordninger ett eller flere termisk stabile materialer som inneholder en eller flere aerosoldannende substanser. Slik det her brukes er et termisk stabilt materiale et som kan motstå de høy-temperaturer, for eksempel 400°C-600°C, som foreligger nær brenselet uten avsetning eller brenning. Bruken av et slikt materiale antas å hjelpe å opprettholde den enkle 11 røyk" - kjemien til aerosolen som bevises i mangelen på Ames-aktivitet i de foretrukne utførelsesformer. Om en ikke foretrukket ligger andre aerosol-dannende anordninger såsom varmebrytbare mikrokapsler eller faste aerosoldannende substanser innenfor oppfinnelsens ramme, forutsatt at de er i stand til å frigjøre tilstrekkelig aerosoldannende damper til å tilfredsstille lignende tobakksrøyk.

Termisk stabile materialer som kan brukes som et substrat eller bærer for den aerosoldannende substans er velkjente for en fagmann. Anvendelige substrater bør være porøse og må være i stand til å holde på en aerosoldannende forbindelse når den ikke er i bruk og i stand til å avgi en potensiell eller aerosoldannende damp ved oppvarming av brenselselementet.

Anvendelige termisk stabile materialer er termisk stabile adsorberende karboner såsom karboner av porøs kvalitet, grafitt, aktivert eller ikke-aktivert karboner og lignende. Andre egnede materialer er uorganiske faste stoffer såsom keramiske materialer, glass, aluminiumoksyd, vermikulitt, leire såsom bentonitt og lignende. De hyppigst foretrukne substrat-materialer er karbonfilter, fibre og matter, aktivert karboner og porøse karboner såsom PC-25 og PG-60 fra Union Carbide samt SGL-karbon fra Calgon.

Avhengig av de enkelte aerosoldannende anordninger som her anvendes kan sammensetningen og konfigurasjonen av disse generelt velges fra partikkelformede, fiberaktige, porøse blokker, faste blokker med en eller flere aksialt-gående passasjer gjennom seg og lignende. Substrater, spesielt partikkelformede, kan plasseres i en beholder, fortrinnsvis dannet av et metallfolie.

Aerosoldannende midler som brukes i oppfinnelsen befinner seg normalt ikke mer enn ca. 60 mm, fortrinnsvis ikke mer enn 30 mm, helst ikke mer enn 15 mm fra antennelsesenden av brenselselementet. Aerosolgeneratoren kan variere i lengde fra ca. 2 mm til ca. 60 mm, fortrinnsvis fra ca. 5 mm til 40 mm og helst fra ca. 20 mm til 35 mm. Hvis et ikke-partikkelformet substrat brukes, kan være forsynt med en eller flere huller for å øke substratets overflateområde, og for å øke luftstrøm og varmeoverføring.

Den aerosoldannende substans eller substanser som brukes i oppfinnelsen må kunne danne en aerosol ved de temperaturer som foreligger i aerosoldannelsesanordningen ved oppvarming av det brennende brenselselement. Slike substanser vil fortrinnsvis bestå av karbon, hydrogen og oksygen, men de kan inneholde andre materialer. De aerosoldannende substanser kan foreligge i fast, halvfast eller flytende form. Kokepunktet til substansen og/eller blandingen av substanser kan variere opp til ca. 500°C. Substanser med slike egenskaper er flerverdige alkoholer såsom glycerol og propylenglykol, samt alifastiske estere av mono-, di- eller poly-karboksylsyrer såsom et metylstearat, dodekandioat, dimetyltetradodekandioat og andre.

Fortrinnsvis vil de aerosoldannende substanser inneholde en blanding av én høytkokende substans med lavt damptrykk og en lavtkokende substans med høyt damptrykk. Ved tidligere drag vil således en lavtkokende substans gi det meste av begynnelses-aerosolen, mens når temperaturen i aerosolgeneratoren øker, vil den høytkokende substans gi det meste av aerosolen.

De foretrukne aerosoldannende substanser er flerverdige alkoheler eller blandinger av flerverdige alkoholer. Spesielt foretrukne aerosolgeneratorer er valgt fra glycerol, propylenglykol, trietylenglykol eller blandinger derav.

Den aerosoldannende substans kan dispergeres på eller i aerosoldannelsesanordningen i en tilstrekkelig konsentrasjon til å gjennomtrenge eller belegge substratet, bæreren eller beholderen. For eksempel kan den aerosoldannende substans påføres i full styrke eller i en fortynnet løsning ved dypping, sprøyting, dampavsetning eller lignende teknikker. Faste aerosoldannende bestanddeler kan blandes med substratet og fordeles jevnt gjennom dette før dannelsen.

Skjønt fylling med aerosoldannende substans vil variere fra bærer til bærer og fra aerosoldannende substans til aerosoldannende substans kan mengden av flytende aerosol-dannende substanser generelt variere fra ca. 20 mg til ca.

120 mg, fortrinnsvis fra ca. 35 mg til 85 mg, og helst fra ca.

4 5 mg til 65 mg. Så mye som mulig av aerosolgeneratoren som først satt på aerosoldannelsesanordningen bør avgis til brukeren som WTPM. Fortrinnsvis avgis over ca. 2 vekt%, eller over ca. 15 vekt% og helst over ca. 2 0 vekt% av aerosolen som først satt på aerosoldannelsesanordningen til røkeren som

WTPM.

De aerosoldannende midler kan også inneholde ett eller flere flyktige smaksmidler såsom mentol, vanillin, kunstig kaffe, tobakksekstrakter, nikotin, kaffein, brennvin og andre midler som kan gi aerosolen smak. Den kan også inneholde ethvert annet ønskelig flyktig fast eller flytende materialer.

Som tidligere påpekt kan røykeartikkelen ifølge foreliggende oppfinnelse også inneholde en fylling eller plugg av tobakk som kan brukes for å gi aerosolen en tobakksmak. Fortrinnsvis plasseres tobakken i munnenden av aerosoldannelsesanordningen, eller kan blandes med bæreren for aerosoldannelsessubstansen. Smaksmidlet kan også innebygges i artikkelen for å gi aerosolen som avgis til røkeren smak.

Hvis en tobakkfylling anvendes, går varme damper gjennom tobakksj iktet for å ekstrahere og fordampe de flyktige bestanddeler i tobakken uten at tobakken behøver å brenr^. Således mottar røkeren av denne røykeartikkel en aerosol som inneholder kvaliteten og smakene til naturlig tobakk uten forbrenningsproduktene som produseres av en vanlig sigarett.

Alternativt kan disse fakultative midler plasseres mellom den aerosoldannende anordning og munnenden, slik som i et separat substrat eller kammer i passasjen som fører fra den aerosol-dannende anordning til munnenden, eller i den fakultative tobakksfylling. Om ønsket kan disse flyktige midler i stedet for en del eller all den aerosoldannende substans, slik at artikkelen avgir en ikke-aerosol smak eller annet materiale til røkeren.

Artikler av den her beskrevne type kan brukes eller kan modifiseres for bruk som medikament-avgivelsesartikler for avgivelse av flyktige farmakologiske eller fysikalske aktive materialer såsom efedrin, metaproterenol, terbutalin eller lignende.

Det varmeledende element som fortrinnsvis anvendes i foreliggende oppfinnelse er gjerne et metallfolie såsom aluminiumfolie varierende i tykkelse fra mindre enn ca.

0,01 mm til ca. 0,1 mm eller mer. Tykkelsen og/eller typen

ledende materiale kan varieres for å oppnå praktisk talt enhver ønsket grad av varmeoverføring. Som vist i de illustrerte utførelsesformer kommer det varmeledende element fortrinnsvis i kontakt med eller overlapper en del av brenselselementet og den aerosoldannende anordning, og kan danne containeren som innelukker den aerosoldannende substans.

Isoleringselementer som kan brukes i foreliggende oppfinnelse omfatter generelt uorganiske eller organiske fibre såsom de laget av glass, aluminiumoksyd, silisiumdioksyd, glassaktige materialer, mineraler, karboner, silikoner, boron, organiske polymerer, cellulosematerialer og lignende innbefattet blandinger av disse materialer. Isolerende ikke-fibermaterialer såsom silika-aerogel, pearlitt, glass og lignende dannet i matter, strimler eller annen form, kan også brukes. Foretrukne isolasjonselementer er elastiske for å hjelpe til å simulere følelsen av en vanlig sigarett. Disse materialer virker primært som en isolasjons-martel, bibeholder og retter en betydelig del av varmen som er dannet av brenselselementet mot aerosoldannelsesanordningen. Fordi den isolerende mantel blir varm nær det brennende brenselselement en viss grad, kan den også lede varme mot aerosoldannelses-anordningen.

Vanlig foretrukne isolasjonsmaterialer.er keramiske fibre såsom glassfibre. To spesielt foretrukne glassfibre kan kjøpes fra Manning Paper Company of Troy, New York under angivelsene Manniglas 1000 og Manniglas 1200. I alminnelighet er den isolerende fiber pakket over i det minste en del av brenselselementet og enhver annen ønsket del av artikkelen til en slutt-diameter fra ca. 7 til 8 mm. Således er den foretrukne tykkelse av isolasjonssjiktet fra ca. 0,5 mm til 2,5 mm, fortrinnsvis fra ca. 1 mm til 2 mm. Om mulig har glassfiber-materialene et lavt mykningspunkt, for eksempel under ca. 650°C er foretrukket.

Når isolasjonsanordningen er fiberaktig, anvendes fortrinnsvis en barriere ved munnenden av artikkelen. En slik barriere omfatter et ringformet element av høydensitets-celluloseacetat strie som støter til isolasjonsfiberen og som er tettet, fortrinnsvis ved munnenden, med for eksempel lim for å blokkere luftstrøm gjennom strien.

I de fleste utførelsesformer av oppfinnelsen vil brenn/- aerosoldannelseskombinasjonen være fristet til et munnendestykke såsom et foliekledd papir eller celluloseacetat/- plastrør illustrert i figurene, selvom et munnendestykke kan anordnes separat, for eksempel i form av en sigarettholder. Dette elementet av artikkelen gir gjennomløp som kanaliserer den fordampede aerosoldannende substans inni munnen til røkeren. På grunn av lengden, fortrinnsvis ca. 50 til 60 mm eller mer, holder den også den varme ild-konus vekk fra munnen og fingrene til røkeren.

Egnede munnendestykker bør være inerte med hensyn til de aerosol-dannende substanser, bør ha et vann- eller væske-tett innvendig sjikt, bør gi minimal aerosoltap ved kondensasjon eller filtrering, og bør kunne motstå temperaturer på grense-flaten til artikkelens andre elementer. Foretrukne munnendestykker er celluloseacetat-røret som anvendes i utførelsesformene på figurene 1 og 2.

Munnendestykkene kan inneholde en eventuell "filter11-tupp, som brukes for å gi artikkelen utseende av den vanlige filtersigarett. Slike filtere inneholder lav-densitets-celluloseacetat-filter og hule eller avbøyde plast-filtere såsom de som er laget av polypropylen. I tillegg kan hele artikkelens lengde eller en del derav være pakket inn med sigarettpapir.

Aerosolen som produseres av de foretrukne artikler ifølge foreliggende oppfinnelse er kjemisk enkle, består hovedakelig av luft, karbonoksyder, aerosolen som bærer de ønskede smaksstoffer eller andre flyktige materialer, vann og spormengder av andre materialer. Det fuktige totale partikkelformede materiale (WTPM) fremstilt av de foretrukne artikler ifølge oppfinnelsen har ingen mutagen aktivitet målt med Ames-prøven, dvs. det er ikke noe nevneverdig doseavhengig forhold mellom WTPM i foreliggende oppfinnelse og antallet revertanter som opptrer i standard-test mikroorganismer utsatt for slike produkter. Ifølge talsmenn for Ames-prøven tyder en signifikant doseavhengig reaksjon på tilstedeværelsen av mutagene materialer i produktene som undersøkes. Se Ames et al., Mut. Res., 31:347-364 (1975); Nagas et al., Mut. Res., 42:335 (1977).

En videre fordel ved de foretrukne utførelsesformer av foreliggende oppfinnelse er den relative mangel på aske som produseres under bruk i sammenligning med aske fra en vanlig sigarett. Ettersom den foretrukne karbon-brenselskilde brennes, overføres den hovedsakelig til oksyder av karbon med relativ liten askedannelse, og det er således ikke noe behov for å kaste aske mens artikkelen brukes.

Røykeartikkelen ifølge foreliggende oppfinnelse vil illu-streres nærmere under henvisning til det følgende eksempel som bidrar til forståelsen av foreliggende oppfinnelse. Alle her angitte prosentdeler, med mindre annet er angitt, er vekt%. Alle temperaturer er uttrykt i grader celsius og er ukorri-gerte. I alle tilfeller har røykeartikkelen en diameter på ca. 7 til 8 mm, diameteren til en vanlig sigarett.

EKSEMPEL

En modifisert utgave av røykeartikkelen på fig. 2 ble laget som følger: En 9,5 mm lang karbonbrenselskilde med en 4,5 mm diameter og en 1 mm i diameter langsgående passasje ble ekstrudert fra en blanding av 10 % SCMC, 5 % kaliumkarbonat og 85 % karbonisert papir blandet med 10 % vann. Blandingen hadde en deiglignende konsistens og ble ført til en ekstruder. Det ekstruderte materiale ble skåret i lengde etter tørking ved 80°C natten over. Makrokapselen var laget av et 22 mm langt stykke av 0,0089 mm tykk aluminium formet til en sylinder med 4,5 mm innvendig diameter. Makrokapselen ble fylt med (a) 70 mg vermikulitt inneholdende 50 mg av en 1:1 blanding av propylenglykol og glycerol, og (b) 30 mg burley-tobakk som i var blitt tilsatt 6 % glycerol og 6 % propylenglykol. Brenselskilden og makrokapselen ble forenet ved å sette brenselskilden ca. 2 mm inn i enden på makrokapselen. Et 35 mm langt polypropylenrør med 4,5 mm innvendig diameter ble satt inn i den andre enden av makrokapselen. Brenselskilden, makrokapselen og polypropylenrøret ble således forenet til et 65 mm langt, 4,5 mm diameters segment. Dette segmentet ble innpakket i flere sjikt av Manniglas 1000 fra Manning Paper Company inntil man hadde nådd en omkrets på 24,7 mm. Enheten ble så kombinert med et 5 mm langt celluloseacetat-filter og pakket med sigarettpapir. Røyking under FTC-betingelser avga artikkelen 8 mg WTPM gjennom de første tre drag; 7 mg WTPM gjennom drag 4-6; og 5 mg WTPM gjennom drag 7-9. Total aerosolavgivelse over de ni drag var 2 0 mg. Når artikkelen ble plassert horisontalt på et stykke silkepapir, hverken tente eller svidde den silke-papiret.

Claims (7)

1. Langstrakt sigaretttype-røykeartikkel omfattende et brenselselement (10) og en fysisk atskilt aerosoldannelsesanordning inneholdende minst ett aerosoldannende materiale, karakterisert ved at et elastisk isola.-sjonselement (86) omskriver minst en del av brensels-elementet (10) og omfatter uorganiske fibre og har en tykkelse på minst 0,5mm, f.eks. 1-2,5 mm.

2. Røykeartikkel ifølge krav 1, karakterisert ved at de uorganiske fibrene er valgt blant sådanne som smelter sammen under brenningen av brenselselementet.

3. Røykeartikkel ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at isolasjonselementet (86) er omhyllet av en papiroverpakning (46).

4. Røykeartikkel ifølge krav 1-3, karakterisert ved at isolasjonselementet (86) er ikke-brennbart.

5. Røykeartikkel ifølge krav 1-4, karakterisert ved at isolasjonselementet (86) i tillegg omgir minst en del av aerosoldannelses-anordningen .

6. Røykeartikkel ifølge krav 1-5, karakterisert ved at isolasjonselementet (86) omfatter en lavtemperaturkvalitet av glassfibre.

7. Røykeartikkel ifølge krav 1-6, karakterisert ved at isolasjonselementet (86) omfatter glassfibre med et mykningspunkt under ca. 650°C.