NO302394B1 - Substrat for rökeartikler, samt sigarett - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse er rettet mot forbedringer av røkeartikler, spesielt røkeartikler inneholdende tobakk. Sigaretter, sigarer og piper er populære røkeartikler som anvender tobakk i forskjellige former. Mange røkeprodukter er foreslått som forbedringer av eller alternativer til de forskjellige, populære røkeartiklene. F.eks. er det i mange referanser foreslått artikler som genererer en smakssatt damp og/eller en synlig aerosol. De fleste slike artikler har anvendt en lettantennelig brenselkilde for å tilveiebringe en aerosol og/eller for å oppvarme et aerosoldannende materiale. Se f.eks. teknikkens stand slik den angis i US-patent nr. 4.714.082.

Foreliggende oppfinnelse gjelder et substrat for røke-artikler - som beskrevet i krav 1 - og også en sigarett, som beskrevet i krav 6. Den vedrører spesielt slike røkeartikler som har et kort brenselelement og et fysisk separat aerosolgenererende middel. Røkeartikler av denne type, såvel som materialer, metoder og/eller apparat som er anvendbare deri og/eller for fremstilling av dem, er beskrevet i følgende US-patenter nr. 4.708.151, 4.714.082, 4.732.168, 4,756.318, 4.782,644, 4.793.365, 4.802.562, 4.827.950, 4.870.748, 4.881.556, 4.893.637, 4.893.639, 4.903.714, 4.917.128, 4.928.714, 4.938.238, 4.989.619, 5.027.837 og 5.038.802, såvel som i monografien med tittelen Chemical and Biological Studies of New Cigarette Prototypes That Heat Instead of Burn Tobacco, R.J. Reynolds Robacco Company, 1988 (heretter "RJR Monograph"). Disse røkeartiklene gir røkere gleden ved røking (f.eks. røk-smak, følelse, tilfredsstillelse og liknende). Slike røke-artikler gir også typisk små mengder synlig sidestrømsrøk såvel som små mengder FTC-tjære når de røkes.

De røkeartikler som er beskrevet i de foran nevnte patenter og/eller publikasjoner anvender generelt et lett antennelig brenselelement for varmegenerering og et aerosolgenererende middel som er plassert fysisk separat fra og typisk i et varme-vekslerforhold med brenselelementet. Mange av disse aerosolgenererende midlene anvender et substrat eller en bærer for ett eller flere aerosoldannende materialer, f.eks. flerverdige alkoholer, som f.eks. glycerol. Når substratmaterialet oppvarmet ved brenningen av brenselelementet, flyktiggjøres de aerosoldannende materialene og frigjøres derfra for å danne en aerosol.

De substrater som tidligere er anvendt, har omfattet varmestabile materialer, dvs. materialer som ikke brenner eller spaltes merkbart når de underkastes den varme som genereres av det brennende brenselelementet. Slike materialer omfatter absorberende kull, som f.eks. kull av porøs kvalitet, grafitt, aktivert kull eller ikke-aktivert kull og liknende. Andre varmestabile materialer omfatter uorganiske faststoffer, som f.eks. keramikk, glass, aluminiumoksyd, vermikulitt, leirer som f.eks. bentonitt og liknende.

Andre substratmaterialer som er anvendt tidligere har omfattet cellulosematerialer, f.eks. papir, tobakkpapir og liknende. Disse materialer krever typisk at det er tilstede en stor mengde aerosoldannende materialer på substratet for å hindre sviing. Nærværet av store mengder aerosoldannende materialer har også en tendens til å forårsake migrering av aerosoldannende materiale fra substratet til andre av røke-artikkelens komponenter.

Det ville være fordelaktig å ha et substrat for røke-artikler, spesielt sigaretter, som kunne håndteres ved bruk av konvensjonelt sigarettfremstillingsutstyr og som ville inneholde tilstrekkelig aerosoldannende materiale for å tilveiebringe aerosol til sigarettens 10-12 drags varighet. Det ville også være ønskelig at et slikt substrat kunne være stabil under lagring, dvs. at det aerosoldannende materiale ikke i merkbar grad ville migrere derfra til andre deler av røkeartikkelen.

Disse og andre ønskelige egenskaper hos røkeartikler, og spesielt sigaretter, tilveiebringes av foreliggende oppfinnelse, som beskrives nedenfor.

Det er oppdaget at aerosoldannende materialer i form av flerverdige alkoholer (polyoler), som. f.eks. glycerol, propylenglykol og liknende, kan stabiliseres ved bruk av visse bindemidler. Det er videre oppdaget at disse stabiliserte blandingene er anvendbare i visse røkeartikler, spesielt de røkeartikler, som f.eks. sigaretter, som anvender et kort brenselelement og et fysisk separat, aerosoldannende middel for fremstilling av en røkliknende aerosol.

Det er spesielt oppdaget at aerosoldannende materialer kan innblandes jevnt i et bindemiddel for å danne et stabilt blandingsprodukt, fra hvilket migrering av det aerosoldannende middelet reduseres, spesielt i løpet av lange tidsperioder, f.eks. under typiske lagringsbetingelser. Slike stabile blandinger er sprøytbare, trykkbare, støpbare, ekstruderbare eller komprimerbare. Slike blandinger kan anvendes sammen med en substratbasis eller et substratmateriale, eller kan anvendes alene for å danne et substrat for røkeartikler. Når de utsettes for varme, f.eks. ved brenning av brenselelementet i en røke-artikkel, frigjøres den aerosoldannende substansen for å danne en aerosol.

Uten å ville bære bundet til noen teori antas det at de aerosoldannende materialene som er anvendbare her tjener som plastiseringsmidler for bindemiddelet. På samme måte som med alle virkelige plastiseringsmidler er det aerosoldannende materialet et relativt ikke-flyktig løsningsmiddel (ved rom-temperaturer) for harpikssubstansen (dvs. bindemiddelet) som, når det sammenblandes med bindemiddelet, øker sin fleksibilitet, bearbeidbarhet eller sjokkmotstandsevne. Se The Technology of Solvents and Plasticizers, kapittel 15,, "Plasticizers and Plasticization", John Wiley & Sons, New York (1954), hvilken beskrivelse inntas her som referanse.

I de stabiliserte substratmaterialene ifølge oppfinnelsen avhenger de relative mengdene av bindemiddel og aerosoldannende middel av den situasjon i hvilken substratmaterialet anvendes. Generelt er forholdet mellom aerosoldannende middel og bindemiddel mellom 3:1 og 40:1. Når det stabiliserte materialet anvendes på oppskåret fyllstoff, skal forholdet mellom aerosoldannende middel og bindemiddel være minst 15:1, og er fortrinnsvis 25-35:1, med et maksimalt forhold på 40:1. Dersom det formes til et støpt ark, er minimumsforholdet 3:1, det foretrukne forholdet er 8:1, og det maksimale forholdet er 15:1. Når den stabiliserte blandingen trykkes på et ark- eller vevssubstrat, er forholdet mellom aerosoldannende middel og bindemiddel generelt 10:1, det maksimale forholdet er 15:1 og det minimale forholdet er 3:1.

Én foretrukken form for et substrat ifølge oppfinnelsen anvender et oppdelt fyllstoffmateriale som substratbasis og på dette påføres en blanding av et aerosoldannende materiale som er stabilisert med et bindemiddel. Mengden av aerosol/bindemiddelblanding er tilstrekkelig til å tilveiebringe adekvat aerosol for hvert av ca. 8-12 drag under røking, og er fortrinnsvis minst 15 vektprosent av det behandlete substrat. Det aerosoldannende materialet og bindemiddelet påføres fortrinnsvis på et oppdelt fyllstoffmateriale som f.eks. tobakk, rekonstituert tobakk, volumekspandert tobakk, tobakkspapir eller liknende. Det oppdelte fyllstoffet som inneholder den stabiliserte blandingen formes typisk til en stav som omgis med et papirhylster.

Det stabiliserte, oppdelte fyllstoffsubstratet kan fremstilles enten ved hjelp av en én-trinns- eller en to-trinns-prosess. I én-trinnsprosessen sprøytes det en stabilisert blanding av aerosoldannende middel og bindemiddel sammen med tilstrekkelig vann til å gi en egnet viskositet for sprøyting på det oppdelte fyllstoffmaterialet. Det behandlete, oppdelte fyllstoffmaterialet tørkes deretter for å fjerne vannet, ved en temperatur som er tilstrekkelig lav slik at signifikant tap av aerosoldannende materialer hindres, f.eks. ved opptil 100°C.

I to-trinnsprosessen sprøytes det aerosoldannende materialet (f.eks. glycerol) på tobakk i en blandeinnretning, fulgt av sprøyting med en vandig bindemiddelblanding (f.eks. alginat) med en sprøytbar viskositet. Fortrinnsvis tørkes blandingen av tobakk og aerosoldannende middel ved oppvarming ved lave temperaturer (f.eks. opptil 100°C), mens den vandige bindemiddelblandingen påføres, for å avdrive overskudd vann, uten vesentlig tap av aerosoldannende middel. Det endelige fuktighetsinnholdet i det oppdelte fyllstoffsubstratet skal være fra 8 til 12%.

En annen foretrukken substratform ifølge foreliggende oppfinnelse anvender et ark- eller vevmateriale som substratbasis, med en film eller et belegg av en stabilisert blanding av et aerosoldannende middel og et bindemiddel som påføres på materialets overflate. Normalt omfatter blandingen minst 15 vektprosent av et aerosoldannende middel, fortrinnsvis opp til 97 vektprosent, og minst 3 vektprosent bindemiddel. Mengden av blandingen av aerosoldannende middel og bindemiddel er tilstrekkelig til å gi adekvat aerosolavlevering for ca. 8-12 drag under røking og er fortrinnsvis minst 15 vektprosent. Mer foretrukket er mengden av stabilisert aerosoldannende middel 80 til 2 00 vektprosent av det behandlete substratet. Det belagte arkmaterialet kan samles for å danne en stav omgitt av et hylster.

Det belagte arkmaterialet kan også formes til oppdelt fyllstoff og formes til en stav omgitt av et hylster. Fortrinnsvis er arkmaterialet et papirmateriale som omfatter tobakk, og kan også omfatte tremasse eller andre fyllstoffmaterialer, f.eks. for fylde, styrke eller stabilitet. Arket eller veven kan også omfatte et papir, en folie, f.eks. aluminiumfolie, en vevet eller ikke-vevet vev, f.eks. glassfibermatte, en film, som f.eks. en inert plastfilm eller liknende. Alternativt kan det belagte arkmaterialet oppdeles til strimler, som så kan samles til staver, som vist i US-patent nr. 4.889.143 og/eller 5.025.814.

I én utførelsesform av et substrat ifølge oppfinnelsen er basismaterialet av substratet en matte av glassfibre, fortrinnsvis formet til et ringformet rør, som omgir en kjerne av det stabiliserte materialet bestående av aerosoldannende middel og bindemiddel. Den stabiliserte blandingen kan innblandes i (eller påføres på) glassmatten ved hjelp av hvilke som helst metoder som er tilgjengelige for fagmannen. I utførelsesformen med det ringformige røret kan det anvendes metoder som f.eks. injeksjon eller ekstrusjon. Det ringformige glassmatterøret inneholdende den stabiliserte blandingen vil være varmestabilt ved de temperaturer som genereres i de røkeartikler som anvender et slikt substrat.

I én foretrukken utførelsesform av et substrat ifølge oppfinnelsen formes det et ark eller en vev av"tobakk, som f.eks. rekonstituert tobakk eller tobakkspapir, og dette arket belegges, f.eks. ved sprøyting eller trykking med et film-materiale omfattende en blanding av fra 2 0 vektprosent til 95 vektprosent, fortrinnsvis 50 til 9 0 vektprosent, mest foretrukket fra 79 til 85 vektprosent glycerol, og fra 1 til 25, fortrinnsvis fra 2 til 20 vektprosent, mest foretrukket fra 6 til 15 vektprosent ammoniumalginat, som f.eks. det som er tilgjengelig fra Kelco Division, Merck & Co., Inc., San Diego, CA, under betegnelsen Amoloid LV (lav viskositet) eller Amoloid HV (høy viskositet) eller Collatex A/RN (Kelco).

Det således dannete tobakksarket, på hvilket er påført det aerosoldannende middelet stabilisert med ammoniumalginat, kan oppstrimles for bruk i staver eller formes til staver av oppdelt fyllstoff, for å fremstille substrater for sigaretter og andre røkeartikler. Om ønsket kan tobakksarket, på hvilket er påført det aerosoldannende middelet stabilisert med ammoniumalginat eller et annet bindemiddel, formes til en samlet eller rullet vev, og denne formete veven kan anvendes som et substrat. Andre modifikasjoner av den måte på hvilken arket anvendes som et substrat vil være selvsagte for fagfolk.

Et annet materiale som er anvendbart for fremstilling av et substrat ifølge oppfinnelsen tilveiebringes av en blanding av minst 15 vektprosent av et aerosoldannende materiale og minst 3 vektprosent av et bindemiddel, og fortrinnsvis opptil 82 vektprosent av ett eller flere fyllstoffmaterialer, som kan være støpt, ekstrudert eller på annen måte formet til et ark- eller filmliknende materiale. Fyllstoffmaterialene inneholder fortrinnsvis tobakk i én eller annen form. Fyllstoffmaterialet kan alternativt eller i tillegg omfatte et uorganisk materiale, som f.eks. kalsiumkarbonat eller et annet uorganisk salt.

Generelt omfatter det stabiliserte arksubstratet ifølge oppfinnelsen en intim blanding av fra 30 til 55 vektprosent av (i) tobakk (f.eks. finskårne tobakkplater, malte tobakkplater, biter av tobakkstilker, tobakkfinstoffer, tobakkstøv eller en tobakkekstrakt eller en annen form for behandlet tobakk), og eventuelt fra 0 til 25 vektprosent av (ii) ett eller flere fyllstoffmaterialer, f.eks. uorganiske fyllstoffer som f.eks. utfelt kalsiumkarbonat eller liknende. Substratet omfatter også (iii) fra 40 til 50 vektprosent av ett eller flere aerosoldannende materialer (f.eks. polyoler, som f.eks. glycerol og/ eller propylenglykol). Substratet omfatter også (iv) fra 5 til 8 vektprosent av et bindemiddel, som tjener til å stabilisere de andre bestanddelene og hindre migrering av polyolen. Et spesielt foretrukket bindemiddel er et alginat, som f.eks. ammoniumalginat. Når det anvendes tobakksmaterialer i blandingen, kan det med fordel anvendes et tverrbindende destruksjons- eller frigjøringsmiddel for å frigjøre de naturlige bindemidlene som er tilstede i tobakken (f.eks. pektinmaterialet). Disse frigjorte, naturlig forekommende bindemidlene kan så anvendes for å stabilisere de aerosoldannende materialene. En kombinasjon av bindemidler, f.eks. frigjorte, naturlige tobakkbindemidler og tilsatte bindemidler (f.eks. alginater) kan om ønsket anvendes.

Substratblandingen kan også omfatte valgfrie smaksstoffer (f.eks. kakao, lakris, organiske syrer, mentol, tobakkbaserte smaksstoffer og liknende). Smaksstoffene tilsettes fortrinnsvis i væske- eller spraytørket form, fortrinnsvis på samme til som eller etter tilsetningen av det aerosoldannende materialet til bindemiddel/vann-blandingen. Alternativt kan smaksstoffene tørr-blandes med materialet i andre trinn av prosessen.

Substratblandingen kan støpes til et ark fra en vandig oppslemming, ekstruderes, støpes eller på annen måte formes til den ønskete arkformen. Et slikt substrat kan anvendes i samlet vevform, finskjæres og samles til en stav, eller anvendes i form av oppdelt fyllstoff. Det kan anvendes som det eneste substratet i en sigarett, eller alternativt kan dette substratet blandes fysisk med eller på annen måte anvendes med andre substratmaterialer, som f.eks. oppdelt tobakkfyllstoff eller uorganiske substrater, for å danne en heterogen substratblanding, eller en serie av substratsegmenter.

I en annen utførelsesform av oppfinnelsen innblandes smaksstoffer som f.eks. mentol direkte i substratblandingen. Én frem-gangsmåte for direkte å innblande mentol omfatter dannelsen av en vandig oppslemming inneholdende et bindemiddel, et aerosoldannende materiale og et mentolholdig, organisk"eller uorganisk fyllstoffmateriale. Et spesielt foretrukket organisk fyllstoffmateriale for bruk sammen med mentol er aktivert karbon, som er behandlet slik at det tilbakeholder fra 1 til 50 vektprosent, fortrinnsvis fra 5 til 30 vektprosent mentol. Karbon/mentol-blandingen kan fremstilles ved å male aktivert karbon med fast mentol. Under malingen fordampes (eller sublimeres) mentolen og det aktiverte karbonet adsorberer og/eller absorberer mentolen.

Karbon/mentol-oppslemmingen omfatter generelt fra 4 0 til

90 vektprosent av ett eller flere aerosoldannende materialer (f.eks. polyoler som f.eks. glycerol og/eller propylenglykol). Oppslemmingen omfatter også fra 5 til 15 vektprosent av et bindemiddel, som tjener til å stabilisere de andre bestanddelene, og hindrer migrering av smaksstoffmaterialet og/eller de aerosoldannende materialene. Et spesielt foretrukket bindemiddel er et alginat, som f.eks. ammoniumalginat.

Oppslemmingen kan støpes på et substrat arkmateriale som beskrevet ovenfor for de andre substratblandingene og lufttørkes under omgivelsesbetingelser for å avdrive overskudd fuktighet. Denne substratblandingen kan finskjæres til oppdelt fyllstoff eller tildannes til en samlet vev. Denne blandingen i form av oppdelt fyllstoff eller samlet vev kan fremstilles i form av staver med 7,5 mm diameter omgitt av papir og oppdeles til 10 mm seksjoner for å anvendes som substrater. Andre bestanddeler kan innblandes i oppslemmingen, f.eks. tobakk, uorganiske fyllstoffer og liknende. Avhengig av oppslemmingens tykkelse kan håndteringen av den varieres, slik det vil være klart for fagmannen. En fortynnet oppslemming kan f.eks. sprøytes eller trykkes på et substratbasismateriale. En litt tykkere oppslemming kan støpes til en arkform. Enda tykkere oppslemminger kan ekstruderes og/eller fortykkes for å danne passende substrater.

I de foretrukne utførelsesformene der ammoniumalginat anvendes som et stabiliserende bindemiddel, foretrekkes det å tilsette et sekvesteringsmiddel, som f.eks. kaliumkarbonat, kaliumacetat eller andre kjente sekvesteringsmidler, for å utøve en viss kontroll med alginatpolymerisasjonsprosessen.

Uavhengig av den form eller den sammensetning som anvendes, bibeholder substratmaterialet ifølge oppfinnelsen de aerosoldannende materialene under lagring, og frigjør materialene gradvis under røking. Temperaturer så lave som fra 180 til 200°C er typisk tilstrekkelig til å forårsake en frigjøring av aerosoldanneren, for derved å minimere mengden brensel som er nødvendig for røkeartikkelen. Det er oppdaget at bindemidler med lav viskositet er mest anvendbare i de anvendelser der den stabiliserte blandingen skal sprøytes, mens bindemidler med høy viskositet er mest anvendbare i de anvendelser der den stabiliserte blandingen skal støpes eller på annen måte formes til en ark- eller vevstruktur. Det synes ikke å være noen signifikant forskjell i holdeevnen (dvs. når det gjelder binding eller retensjon av aerosoldanneren) mellom bindemidler med lav og høy viskositet. De mest foretrukne bindemidlene er de som effektivt vil inneholde en stor mengde aerosoldanner, slik det vil fremgå for fagmannen fra denne beskrivelsen.

Foretrukne substrater ifølge foreliggende oppfinnelse tilveiebringer tobakksmak, tillater liten eller ingen migrering av aerosoldanner, er enkle å fremstille og er lette å innblande i røkeartikler ved bruk av konvensjonelt utstyr. Substratene tilveiebringer adekvate mengder av aerosol under bruk, tilveiebringer et stort antall drag, med høyt aerosolinnhold, i de typiske sigarettstrukturer som anvender substratet. Substratene ifølge foreliggende oppfinnelse tilveiebringer i forskjellige sigarettstrukturer muligheten til å unngå bruk av metalliske varmeledere, som f.eks. de ledende aluminiumstrukturene som ble anvendt i noen kjente sigaretter, og å unngå anti-migrerings-forholdsregler som tidligere ble anvendt i visse røkeartikkel-strukturer, slik som å holde avstand mellom den aerosolgenererende innretningen og brenselelementet og liknende. Foreliggende substrater er ikke bare stabile, men de har lavere . vekt enn visse kjente substratmaterialer, og tilveiebringer også andre fordeler.

Slik det anvendes her, skal uttrykket "aerosol" omfatte damper, gasser, partikler og liknende, både synlige og usynlige, og spesielt de komponenter som oppfattes av røkeren som å være "røk-liknende" dannet ved virkningen av varme s_øm genereres av brenselelementet på materialer som inneholdes i den aerosolgenererende anordningen, eller annet sted i røkeartikkelen.

Slik det anvendes her, betyr uttrykket "karbonholdig"

primært karbon.

Alle vektprosenter som er angitt her er basert på de endelige blandingsvektene, med mindre annet er angitt.

Fig. 1 viser et tverrsnitt av én utførelsesform av en sigarett med substratblanding fremstilt ifølge oppfinnelse. Fig. IA viser enden av den sigarett som er vist i fig. 1. Fig. 2 viser et tverrsnitt av en annen utførelsesform av en sigarett som kan anvende substratet ifølge oppfinnelsen. Fig. 2A viser topplanet av det brenselelement som anvendes i den sigarett som vises i fig. 2. Fig. 3 viser et snitt av en annen utførelsesform av en sigarett som kan anvende substratet ifølge foreliggende oppfinnelse. Fig. 3A viser enden av den sigarett som er vist i fig. 3.

Som beskrevet ovenfor er foreliggende oppfinnelse spesielt rettet mot et substrat som er anvendbart i røkeartikler, som f.eks. RJR Monograph-sigaretten og andre røkeartikler, slik som de som er beskrevet i US-patent nr. 4.793.365, 4.928.714, 4.714.082, 4,756.318, 4.854.331, 4.708.151, 4.732.168, 4.893.639, 4.827.950, 4.858.630, 4.938.238, 4.903.714, 4.917.128, 4.881.556, 4.991.596 og 5.027.837. Se også EP-patentpublikasjon nr. 342.538.

Fig. 1 og IA illustrerer en sigarett med et karbonholdig brenselelement 10, omgitt av en kappe omfattende alternerende lag av glassfibre 30 og 34 og tobakkspapir 32 og 36. Plassert i lengderetningen bak brenselelementet og i kontakt med en del av den bakre periferien derav er en mansjett 12. Mansjetten bærer substratmaterialet 14 ifølge foreliggende oppfinnelse, som inneholder stabilisert, aerosoldannende materiale og i avstand fra brenselelementet, for å danne gapet 16. En rull tobakk 18 i oppdelt fyllstofform omgir mansjetten 12. Sigarettens munnstykke består av to deler, et tobakkspapirsegment 2 0 og et laveffektivt polypropylenfiltermateriale 22. Som illustrert anvendes det flere papirsjikt 23, 25, 27 og 29 for å holde sigaretten og/ eller dens enkelte komponenter sammen.

Varme fra brenselelementet overføres ved konduksjon og konveksjon til substratet i mansjetten. Under røking fordampes de aerosoldannende materialene i substratet og kondenseres så for å danne en røkliknende aerosol som trekkes gjennom røke-artikkelen, absorberer ytterligere tobakk og andre smaksstoffer fra andre komponenter i røkeartikkelen og forlater munnstykket.

Idet det i detalj refereres til fig. 2 og 2A, vises henholdsvis én foretrukken utførelsesform av sigaretten ifølge foreliggende oppfinnelse og et symmetrisk brenselelement for denne. Som illustrert omfatter sigaretten et segmentert brenselelement 10 omgitt og tilbaketrukket i en holdemansjett av isolerende materiale 40. Det isolerende og tilbakeholdende mansjettmateriale 40 omfatter glassfibere.

Som illustrert i fig. 2A har brenselelementet 10 en generelt sylindrisk form og har mange kanaler 11 som strekker seg på langs i periferien. Brenselelementet har en segmentert konstruksjon som omfatter tre deler eller segmenter som er plassert på langs, bestående av to endedeler 42 og 44 og en midlere del 46. Når brenselelementet er plassert i sigaretten i fig. 2, tjener én av endedelene 42 eller 44 som det brennende segment, mens det andre 44 eller 42 tjener som basissegment. Det midlere segmentet 4 6 er separert (dvs. isolert) fra hvert av endesegmentene med to områder med redusert tverrsnittareale 41 og 43, som tjener som isolasjonssegmenter.

Som vist i fig. 2 omgir den isolerende og tilbakeholdende mansjetten 4 0 den langsgående periferi i brenselelementet 10 og strekker seg forbi hver ende av brenselelementet, slik at brenselelementet er tilbaketrukket inne i den isolerende og tilbakeholdende mansjetten. En slik plassering er en hjelp i mansjettens tilbakeholdende funksjon. Fortrinnsvis krymper fibrøse (f.eks. glassfibre) mansjetter noe når de eksponeres for varmen i det brennende brenselelementet, for derved ytterligere å omgi brenselelementet og holde det på plass.

Plassert på langs bak brenselelementet 10 er et aerosolgenererende middel, som omfatter et substrat 14 fremstilt som beskrevet her. Substratet 14 inneholder ett eller flere aerosoldannende materialer og smakskomponenter, som flyktiggjøres av varme som genereres ved brenning av brenselelementet. Substratet 14 er plassert inne i sigaretten på et sted som er fjernt fra den bakre enden av brenselelementet 10. Denne rommelige avstanden hjelper til ved å hindre migrering av de aerosoldannende materialene fra substratet til brenselelementet og hindrer substratet fra sviing eller brenning.

En luftgjennomtrengelig papiromhylling 13 omgir den isolerende og tilbakeholdende mansjetten 40. Omhyllingen 13 kan omfatte et sjikt eller kan fremstilles fra to separete sjikt, som hvert har forskjellige porøsitets- og askestabilitetsegenskaper. En ikke-brennende papiromhylling 48 med en foliebakside (f.eks. aluminium eller et annet metall) omgir det isolerte brenselelementet omtrent ved forbindelsen mellom det brennende segmentet 4 2 og det isolerende segmentet 41, og dette papiret 48 strekker seg bakover substratet 14. Omhyllingen 48 er fortrinnsvis av et materiale som ikke virker som en veke og som hindrer at de aerosoldannende materialene på substratet 14 føres til brenselelementet 10, den isolerende mansjetten 40 og/eller fra å farve de andre komponentene i den fremre enden. Denne omhyllingen minimerer eller hindrer også periferisk luft (dvs. radial luft) fra å strømme til de segmentene i brenselelementet som er plassert i lengderetningen bak det brennende segmentet, og derved forårsake oksygentap og hindre for sterk forbrenning. Selv om det ikke er foretrukket, kan omhyllingen 48 strekke seg over den brennende enden av brenselelementet 10 (eller forbi det samme) og være utstyrt med en rekke perforeringer (ikke vist) for å tillate regulert radial luftstrømning til det brennende segmentet i brenselelementet for å understøtte forbrenningen.

Bak substratet 14 i lengderetningen befinner det seg et tomrom 50. Tomrommet 50 virker som et kjøle- og kjernedannende kammer der de varme, flyktige materialene som kommer fra substratet avkjøles og danner en aerosol. Tomrommet 50 kan være delvis eller fullstendig fylt, f.eks. som vist ved 52, med tobakk eller rekonstituert tobakk, dvs. i oppdelt fyllstoffform, eller med andre tobakksmaterialer, f.eks. tobakkspapir og liknende, for å tilføre ytterligere tobakksmak til aerosolen.

I den ytterste munnenden av sigaretten befinner det seg et todelt munnstykke omfattende (i) en stav eller"rull av tobakk, som f.eks. tobakkspapir 20, og (ii) et laveffektivt filterelement 22 omfattende et filtermateriale som f.eks. en samlet vev av ikke-vevete polypropylenfibre.

Hvert av de ovenfor beskrevne elementene i sigaretten ifølge foreliggende oppfinnelse er generelt utstyrt med en papiromhylling, og individuelle, omhyllete segmenter er typisk kombinert ved bruk av papiromhyllinger. Fordelaktig er substratets papiromhylling et papir som ikke virker som veke. Disse papirene er vist i fig. 2 med henvisningstallene 23, 25, 27 og 29.

I bruk tenner røkeren brenselelementet 10 (f.eks. ved bruk av en sigarettlighter), og det brennende segmentet 3 0 brenner for å produsere varme. Under suging føres luft langs periferien av det brennende segmentet 42 (inkludert kanalene 11) såvel som gjennom den tilbakeholdende og isolerende mansjetten 40. Den innsugete luften oppvarmes ved kontakt med brenselsegmentet i brenselelementet og ved varme som avgis fra brenselelementet. Den oppvarmete luften overfører varme ved konveksjon til substratet 14 og denne overførte varme forflyktiger de aerosoldannende og smaksmaterialene som inneholdes i substratet. Det flyktiggjorte materialet i den varme innsugningsluften avgår fra substratet og avkjøles så under passasje gjennom tomrommet 50 for å danne en aerosol. Aerosolen går gjennom tobakken eller tobakkspapirene 52 og 20 for å absorbere ytterligere tobakksmak, og føres gjennom filtermaterialet 22 og inn i røkerens munn. Siden basisdelen av brenselelementet 44 ikke brenner under bruken av sigaretten, forblir brenselelementene sikkert i sigaretten og har ingen tendens til å løsne fra sigaretten under bruk. Når brenselelementet slukker seg selv og ikke lenger genererer varme, kastes sigaretten.

Som illustrert i fig. 1 og 2 er substratet plassert bak brenselelementet, i en avstand i forhold til den bakre enden av brenselelementet slik at det oppnås et luftrom eller gap mellom dem. Dette kan oppnås ved at substratet støter mot den isolerende mansjetten eller ved å tilveiebringe et gap eller et rom mellom brenselelementet i mansjetten og substratet under fremstillingen. Et slikt gap tilveiebringes typisk for å hindre sviing av substratmaterialene av de varme gassene som avgis fra den bakre enden av det brennende brenselelementet. Dette gapet hjelper også til å hindre migrering av de aerosoldannende materialene fra det aerosolgenererende middelet til andre komponenter i sigaretten, spesielt brenselelementet. Om ønsket kan den bakre enden av brenselelementet og den fremre enden av substratet ha en avstand fra 1 til 10 mm, fortrinnsvis fra 2 til 5 mm.

Som illustrert i fig. 2 kan det også anordnes et annet tomt rom umiddelbart bak substratet. Et slikt tomrom kan utgjøre en sone for aerosoldannelse, og har fortrinnsvis en lengde på fra 1 til 20 mm. En slik aerosoldannende sone befinner seg typisk foran eventuelt oppdelt tobakkfyllstoff, tobakkspapir eller liknende, slik at aerosolen kan gå gjennom dette og absorbere tobakksmak.

fig. 3 illustrerer en annen utførelsesform av en sigarett som kan anvende substratene ifølge foreliggende oppfinnelse. Som illustrert omgir en flerdelt isolerende og tilbakeholdende mansjett lengdeperiferien av brenselelementet 10 og strekker seg utenfor hver ende av brenselelementet, slik at brenselelementet er tilbaketrukket inne i den isolerende og tilbakeholdende mansjett. Som illustrert i fig. 3A omfatter den flerdelte, isolerende mansjetten alternerende lag av C-glassfibre og tobakkspapir, arrangert som konsentriske ringer som strekker seg utover fra brenselelementet i følgende rekkefølge: (a) C-glass 62, (b) tobakkspapir 64 og (c) C-glass 66, og et ytre papirhylster 13.

Plassert umiddelbart bak det isolerte brenselelementet 10, dvs. at de støter mot hverandre, er det aerosolgenererende middelet, som omfatter et substrat 14 fremstilt som beskrevet her. I denne utførelsesformen, som er mest foretrukket, er den stabiliserte naturen av substratblandingen, sammen med den tilbaketrukne naturen av brenselelementet 10 inne i en isolerende mansjett, faktorer som hjelper til med å hindre migrering av de aerosoldannende materialene ut av det aerosolgenererende middelet inn i andre av sigarettens komponenter. Substratet 14 inneholder ett eller flere stabiliserte, aerosoldannende materialer og eventuelle smakskomponenter, som flyktiggjøres ved varme som genereres ved brenning av brenselelementet .

Hylsteret 13 er et luftgjennomtrengelig hylster som kan omfatte ett lag eller det kan fremstilles av to separate lag, som hvert har forskjellige porøsitets- og askestabilitetsegenskaper. På et punkt som er ca. 2-8 mm fra tenningsenden av sigaretten er et papirhylster 48 som er ikke-brennbart eller har et foliebelegg (f.eks. aluminium eller et annet metall), som omgir det isolerte brenselelementet. Hylsteret 48 er fortrinnsvis av et materiale som ikke virker som en veke og som hindrer at aerosoldannende materiale på substratet 14 skal overføres til brenselelementet 10, den isolerende mansjetten og/eller fra å farve de andre komponentene i den fremre enden. Dette hylsteret minsker eller hindrer også periferiluft (dvs. radial luft) fra å strømme til den delen av brenselelementet som er plassert i lengderetningen bak dets fremre kant, for derved å forårsake oksygentap og hindre for sterk forbrenning. Selv om det ikke er foretrukket, kan hylsteret 48 strekke seg over brenselelementets 10 brennende ende (eller forbi det samme) og være utstyrt med en rekke perforeringer (ikke vist) for å muliggjøre regulert radial luftstrøm til det brennende segmentet i brenselelementet for å

understøtte forbrenning.

Plassert på langs bak substratet 14 er et segment av tobakkspapir 68. Dette tobakkspapiret gir generelt tobakksmak til den aerosol som avgis fra det aerosolgenererende middelet.

Plassert ved den ytterste munnenden av sigaretten er et todelt munnstykke omfattende, (i) en stav eller rull av tobakk, som f.eks. oppdelt tobakkfyllstoff 20 og (ii) et laveffektivt filterelement 22 inkludert et filtermateriale, slik som en samlet vev av ikke-vevde polypropylenfibre.

Hvert av de ovenfor beskrevne elementene i sigaretten ifølge foreliggende oppfinnelse er generelt utstyrt med et papirhylster, og individuelle innhyllete segmenter er typisk kombinert ved bruk av papirhylstre. Fordelaktig er papirhylsteret for substratet et papir som ikke virker som veke. Disse papirene er vist i fig. 3 som henvisningstall 23, 25, 26 og 27. Et tupp-papir 29 anvendes for å forene munnstykket med frontenden.

I bruk tenner røkeren brenselelementet 10, f.eks. ved bruk av en sigarettlighter, og brenselet brenner for å produsere varme. Under suging går luft langsmed periferien av det brennende brenselelementet 10, såvel som gjennom den tilbakeholdende og isolerende mantelen. Den innsugete luften oppvarmes ved kontakt med det brennende segmentet i brenselelementet og med varme som avgis fra brenselelementet. Den oppvarmete luften overfører varme ved konveksjon til substratet 14, og denne over-førte varme flyktiggjør de aerosoldannende og smaksmaterialene i substratet. Det forflyktigete materialet danner en aerosol under dets forflytning gjennom substratet, hvilken aerosol så trekkes gjennom de andre komponentene under røking. Aerosolen går gjennom tobakken eller tobakkspapirene 68 og 20 og absorberer ytterligere tobakksmak, og går gjennom filtermaterialet 22 og inn i røkerens munn.

Som beskrevet i de illustrerte utførelsesformene omfatter det aerosolgenererende middelet et substrat som inneholder det aerosoldannende materialet. Substratene ifølge foreliggende oppfinnelse omfatter typisk et basismateriale som tjener som en bærer, og en stabilisert, aerosoldannende substans, som det generelt henvises til her som substratblandingen. Foretrukne substratblandinger tilbakeholder det aerosoldannende materialet når det ikke er i bruk, og frigjør aerosoldannende materiale under røking. Mest foretrukket inneholder substratbasis-blandingene og/eller substratblandingene ifølge foreliggende oppfinnelse en form av tobakk. Tobakkens form kan variere, og om ønsket kan mer enn én tobakksform anvendes i substratblandingen.

Den stabiliserte substratblandingen ifølge foreliggende oppfinnelse omfatter et aerosoldannende materiale (f.eks. glycerol) og et bindemiddel. Tobakkekstrakter og/eller stykker av tobakksblader kan innblandes i substratblandingen, og/eller substratblandingen kan påføres på og/eller blandes med oppdelt tobakkfyllstoff. Substrater for sigaretter og andre røkeartikler tilveiebringes ved å innhylle den ferdige substratblandingen og eventuelt basis- eller bærermateriale i et papiromhyllings-materiale.

For å danne en stabilisert substratblanding kombinerer foreliggende oppfinnelse ett eller flere bindemidler med ett eller flere aerosoldannende materialer. Foretrukne bindemidler omfatter alginatene, som f.eks. ammoniumalginat, propylen-glykolalginat, kaliumalginat og natriumalginat. Alginatene, og spesielt alginatene med høy viskositet, kan anvendes sammen med regulerte mengder av frie kalsiumioner.

En rekke kommersielle kilder for alginatbindemidler er tilgjengelig verden over. Noen av kildene i USA omfatter: American Roland Chemical Corp., Farmingdale, NY, Belmont Chemicals, Inc., Passaic, NJ, Colony Import & Export Corp., Garden City, NY, Food Ingredients, Inc., Fort Lee, NJ, Grinstead Products, Industrial Airport, KS, Gum Technology, Flushing, NY, Gumix International, Fort Lee, NJ, Kelco, Inc., San Diego, CA, Meer Corp., North Bergen, NJ, Multi-Kem Corp., Ridgefield, NJ, National Stabilizers, Duarte, CA, Orion Group (USA), Ltd., San Jose, CA, Pacific Gateway, San Francisco, CA, Penta Manufacturing Co., Fairfield, NJ, Protan, Inc., Portsmouth, NH, Sanofi Bio-Indust. Inc., Germantown, WI, Skymart Enterprises, San Gabriel, CA, Spice King Corp., Culver City, CA, TIC Gums, Inc., Belcamp, MD, Wego Chemical & Mineral Corp., Great Neck, NY og Zumbro, Inc., Hayfield, MN.

En annen foretrukken klasse bindemidler for bruk her enten alene eller sammen med andre bindemidler (f.eks. alginater) er de bindemidler som naturlig forekommer i tobakk (f.eks. pektiner og liknende). Slik de anvendes her, refererer uttrykkene "naturlige tobakkspektinbindemidler" til "frigjorte" tobakk-pektiner og omfatter pektiner som er kjemisk frigjort eller på annen måte frigjort fra deres naturlige tilstand i tobakk. De frigjorte pektinene er med andre ord ikke bundet i tobakk-strukturen. Uttrykket omfatter således fri pektin eller pektin-syre, såvel som løselige salter som f.eks. natrium-, kalium- og ammonium-, pektater og pektinater, og uløselige salter som f.eks. kalsium- og magnesiumpektater og pektinater, avhengig av hvilken metode som anvendes for å frigjøre og oppnå dem fra den naturlig forekommende, uløselige kilden. Se f.eks. US-patent nr. 3.4-3 5.829, hvis beskrivelse inntas her som ..ref eranse.

Tobakk kan behandles med et middel som kan ødelegge jordalkalimetalltverrbindingene til pektiner som er tilstede i materialet. Et slikt middel refereres vanligvis til som et "tverrbindingsødeleggende middel" eller et "pektinfrigjørings-middel": Ett foretrukket tverrbindingsødeleggelsesmiddel er diammoniumhydrogenortofosfat.

Andre anvendbare bindemidler omfatter hydroksypropyl-cellulose som f.eks. Klucel H fra Aqualon Co., hydroksypropyl-metylcellulose som f.eks. Methocel K4MS fra The Dow Chemical Co., hydroksyetylcellulose som f.eks. Natrosol 250 MRCS fra Aqualon Co., metylcellulose som f.eks. Methocel A4M fra The Dow Chemical Co., og natriumkarboksymetylcellulose som f.eks. CMC 7HF og CMC 7H4F fra Hercules Inc. Andre anvendbare bindemidler omfatter stivelser (f.eks. maisstivelse), guargummi, karragen, j ohannesbrødbønnegummi og xantangummi.

Eksempler på foretrukne aerosoldannende materialer omfatter de flerverdige alkoholene (f.eks. glycerol, propylenglykol, trietylenglykol og tetraetylenglykol), de alifatiske esterne av mono-, di- eller polykarboksylsyrer (f.eks. metylstearat, dimetyldodekandioat og dimetyltetradekandioat), Hystar TPF tilgjengelig fra Lonza, Inc. og liknende, såvel som blandinger derav. F.eks. kan glycerol, trietylenglykol og Hystar TPF blandes sammen for å danne et aerosoldannende materiale. Det aerosoldannende materialet kan tilveiebringes som en del av bindemiddelet (f.eks. når bindemiddelet er propylenglykol-alginat). Kombinasjoner av aerosoldannende materialer kan anvendes.

Ved betraktning av det som er anført her, antas det at en rekke passende kombinasjoner av aerosoldanner og bindemiddel kan bestemmes av fagmannen. En slik kombinasjon kan f.eks. oppnås ved å velge et bindemiddel som kan stabilisere et valgt aerosoldannende middel, fortrinnsvis et som kan solvatiseres (eller plastiseres) av et valgt aerosoldannende middel.

De aerosoldannende materialene kan omfatte flyktige eller andre smaksstoffer og tobakksmaksmodifiseringsmidler. Egnete smaksstoffer omfatter mentol, vanillin, kakao, lakris, organiske syrer, maissirup med høyt fruktoseinnhold og liknende. Tobakk-smaksstoffmodifiseringsmidler som f.eks. levulinsyre, metall-salter (f.eks. natrium-, kalium-, kalsium- og magnesiumsalter) av levulinsyre, og liknende kan også anvendes. Andre anvendbare smaksstoffer for røkeartikler er omtalt i Leffingwell et al., Tobacco Flavoring For Smoking Products (1972) og i EP-patentpublikasjon nr. 407.792.

Om ønsket kan uorganiske materialer innblandes som fyll stoffer i substratblandingene ifølge foreliggende oppfinnelse. Slike uorganiske materialer har ofte en fibrøs, flak-, krystal-linsk, amorf, hul eller partikkelform. Eksempler på anvendbare uorganiske fyllstoffmaterialer omfatter kalsiumkarbonat, kalsiumsulfatpartikler, magnesiumoksyd, magnesiumhydroksyd, perlitt, syntetisk glimmer, vermikulitt, leirer, varmestabile karbonfibre, zinkoksyd, dawsonitt, hule kuler av kalsiumkarbonat med lav densitet, glasskuler, glassbobler, varmestabile karbon-mikrokuler, aluminiumoksyd, kalsiumkarbonat som er agglomerert ved bruk av en karbonholdig bestanddel, kalsiumkarbonat som er agglomerert ved bruk av et organisk materiale, behandlet kalsiumkarbonat med lav densitet og liknende.

Substratblandingene ifølge foreliggende oppfinnelse tilveiebringes typisk ved å danne en vandig oppslemming omfattende det aerosoldannende materialet, bindemiddelet og eventuelle andre bestanddeler i substratblandingen. Denne blandingen kan så dannes til et brukbart substrat for sigaretter og andre røke-artikler ved hjelp av hvilke som helst behandlingsmetoder som er tilgjengelige for fagmannen. Mange foretrukne metoder omfatter: (1) sprøyting av den stabiliserte blandingen av aerosoldannende middel og bindemiddel på et substratbasismateriale, som f.eks. oppdelt tobakkfyllstoff eller liknende, (2) trykking eller på annen måte danne en film av den stabiliserte blandingen av aerosoldannende middel og bindemiddel på et fast basismateriale, som f.eks. rekonstituert tobakkspapir, annet papir (f.eks. materialer som inneholder tremasse) og liknende, (3) ved å støpe en oppslemming omfattende den stabiliserte blandingen av aerosoldannende middel og bindemiddel og ett eller flere fyll-stof fmaterialer , f.eks. et uorganisk fyllstoff (f.eks. CaC03), og/eller et organisk fyllstoff (f.eks. tobakk) til et ark, og tørke det støpte materialet for å danne et relativt tørt, bearbeidbart ark, (4) ekstrudere en relativt tykk oppslemming til atskilte, formete partikler, hvori eller hvorpå det også kan forekomme én eller flere passasjer eller kanaler, for modifikasjon av overflatearealet og/eller (5) et fortettet produkt, hvori en ekstrudert, stabilisert blanding utsettes for én eller flere prosesser som øker dens densitet, f.eks. ved påføring av sentrifugalkraft. Se f.eks. US-patent nr. 4.893.639.

Andre materialer, som f.eks. kalsiumacetat, kaliumkarbonat, pH-reguleringsmidler, urea, aminosyrer, kaliumklorid og/eller kalsiumhydroksyd kan om ønsket innblandes i den oppslemming som skal støpes. Teknikker og utstyr for å danne substrater av denne type ved sprøyting, trykking, støping, ekstrudering og/eller fortetning er alle kommersielt tilgjengelige og vil være selvsagte for fagmannen.

Når det anvendes ammoniumalginat-bindemidler i blandinger ifølge foreliggende oppfinnelse av støpearktypen, kan det fortrinnsvis tilsettes sekvestreringsmidler til dem. Sekvestreringsmidler (f.eks. diammoniumhydrogenortofosfat, natriumcitrat, kaliumkarbonat, kaliumcitrat, kaliumheksametafosfat, tetrana-triumpyrofosfat og liknende) innblandes typisk i substrat-blandingsoppslemmingen i mengder som er tilstrekkelig til å regulere konsentrasjonen av frie kalsiumioner i oppslemmingen.

Det dannete substratmaterialet kan tørkes ved omgivelse-temperaturer eller ved svakt forhøyete temperaturer, som er tilstrekkelig til å avdrive overskudd av vann, men uten å avdrive ønskete bestanddeler, f.eks. de aerosoldannende materialene, smaksbestanddelene og liknende. Om ønsket kan en vandig løsning av kalsiumsalter påføres på substratene etter dannelsen.

I de mest foretrukne substratblandingene ifølge oppfinnelsen er det innblandet én eller annen form av tobakk under fremstillingen. Tobakken kan ha en rekke former, inkludert tobakkekstrakter, fine tobakkpartikler eller tobakkstøv, opptrevlede eller oppdelte tobakkblader, tobakkstammer, volumekspandert tobakkfyllstoff og andre behandlete former av tobakk, og liknende, og kombinasjoner derav.

Én tobakksform som er spesielt anvendbar her er oppdelt tobakkfyllstoff (f.eks. strenger eller trevler av tobakkfyll-stof f med bredder på 1,7 mm til 0,6 mm, og lengder på 6,4 til 76,2 mm). Oppdelt tobakkfyllstoff kan tilveiebringes i form av tobakksblader, volumekspanderte eller oppblåste tobakkblader, behandlete tobakkstilker inkludert oppdelte valsete eller oppdelte oppblåste stilker, eller rekonstituert tobakksmateriale.

Behandlete tobakker, som f.eks. de som er beskrevet i US-patent nr. 5.025.812 eller 5.065.775 og 5.131.414, kan også anvendes. Rekonstituert tobakkmateriale kan tilveiebringes ved bruk av støpearkteknikker som f.eks. de som tilveiebringes i US-patent nr. 5.099.864, eller ved papirfremstillingsteknikker, som f.eks. de som er beskrevet i US-patent nr. 4.962.774 og 4.987.906, eller ekstrusjonsteknikker, slik som de er beskrevet i US-patent nr. 4.821.749, eller ved volumekspansjonsteknikker, som f.eks. de som er beskrevet i US-patent nr. 5.095.922.

Oppdelt fyllstoff, som er fremstilt som beskrevet her som et substrat, innblandes generelt i sigaretten som en sylindrisk rull eller ladning av tobakkmateriale som er innhyllet i et omgivende papirhylster. Oppdelt tobakkfyllstoff kan tilveiebringes som en rull i et papirhylster ved bruk av sigarett-fremstillingsteknikker og apparater som er vel kjente for fagmannen.

En annen tobakksform som er anvendbar her er tobakkspapir. F.eks. kan en vev av tobakkspapir som er tilgjengelig som P-144-GNA fra Kimberly-Clark Corp. samles til et sylindrisk segment på en måte som er angitt i eksempel 2 i US-patent nr. 4.807.809.

En annen form for tobakk som er anvendbar her er findelt tobakksmateriale. En slik form for tobakk omfatter tobakkstøv og findelte tobakkblader. Typisk inneholdes findelt tobakksmateriale i det substrat som er plassert inne i det aerosolgenererende middelet. Findelt tobakksmateriale kan imidlertid også innføres i brenselelementet.

En annen form for tobakk som er anvendbar her er tobakkekstrakt. Tobakkekstrakter tilveiebringes typisk ved å ekstrahere et tobakkmateriale ved bruk av et løsningsmiddel som f.eks. vann, karbondioksyd, svovelheksafluorid, et hydrokarbon som f.eks. heksan eller etanol, et halogenkarbon som f.eks. et kommersielt tilgjengelig Freon, såvel som andre organiske og uorganiske løsningsmidler. Tobakkekstrakter kan_omfatte spray-tørkete tobakkekstrakter, frysetørkete tobakkekstrakter, tobakkaromaoljer, tobakkessenser og andre typer av tobakkekstrakter. Fremgangsmåter for fremstilling av egnete tobakkekstrakter fremgår av US-patenter nr. 4.506.682, 4.986.286, 5.005.593, 5.060.669, 5.121,757 og 5.131.415 og EP-patentpublikasjon nr. 338.831.

Brukbare er også smaksfulle tobakkblandinger slik som de som er beskrevet i US-patent nr. 5.016.654. En annen form for tobakk er enzymatisk behandlet tobakkekstrakt.

Foretrukne substratblandinger ifølge foreliggende oppfinnelse omfatter normalt minst 15, vanligvis minst 20, ofte minst 25, hyppig minst 30 og noen ganger minst 40 vektprosent aerosoldannende materiale. Typisk omfatter substratblandingen opp til 70 og vanligvis opp til 60 vektprosent aerosoldannende materiale. Substratblandingen omfatter også typisk opp til 20, fortrinnsvis 3 til 15 vektprosent bindemiddel og opp til 8 0%, fortrinnsvis 40 til 75 vektprosent fyllstoffbestanddel, spesielt kan fyllstoffbestanddelen omfatte et organisk fyllstoffmateriale (f.eks. tobakkstøv eller malte tobakkblader) og/eller uorganiske fyllstoffmaterialer (f.eks. utfelt kalsiumkarbonat).

Eventuelt kan en mengde smaksstoff som er tilstrekkelig til å tilveiebringe de ønskete smaksegenskaper i substratblandingen innblandes i substratmaterialet. Om ønsket kan på liknende måte et karbonholdig materiale (f.eks. pyrolysert alfacellulose) innblandes i substratmaterialet, ofte opp til 10 vektprosent, basert på den totale tørrvekten av substratmaterialet. Et slikt karbonholdig materiale er imidlertid ikke en nødvendig bestanddel i substratmaterialet, og substratmaterialet kan være uten et slikt karbonholdig materiale. Selv om det ikke er nødvendig i de fleste røkeartiklene, kan substratblandingen være brennbar og/ eller den kan blandes med andre brennbare substratmaterialer.

Et foretrukket substrat ifølge foreliggende oppfinnelse omfatter således en intim blanding av (i) tobakk (f.eks. opptrevlede tobakkblader, malte tobakkblader, biter av tobakkstilker, fine tobakkpartikler, tobakkstøv eller en tobakkekstrakt eller en annen form for behandlet tobakk) og eventuelt (ii) uorganisk fyllstoffmateriale. Substratet omfatter ytterligere _en relativt stor mengde av et stabilisert aerosoldannende materiale, f.eks. en polyol som f.eks. en glycerol og et bindemiddel, for å holde bestanddelene i substratblandingen sammen. Et spesielt foretrukket bindemiddel er et alginat, som f.eks. ammoniumalginat.

Dette tobakkholdige substratet kan også omfatte visse smaksstoffer (f.eks. kakao, lakris, organiske syrer, mentol og liknende) i intim kontakt med dette. Det tobakkholdige substratet kan støpes som et ark fra en vandig oppslemming, eller tilveiebringes i ekstrudert form. Et slik tobakkholdig substrat kan være en form for rekonstituert tobakk og kan anvendes individuelt som det eneste substratmaterialet i sigaretten. Alternativt kan et slikt tobakkholdig substrat være fysisk blandet med eller på annen måte anvendes med andre substratmaterialer, som f.eks. oppdelt tobakkfyllstoff eller med uorganiske substratmaterialer.

En annen foretrukken utførelsesform av foreliggende oppfinnelse omfatter smaksstoffer som f.eks. mentol, direkte innblandet i substratblandingen. I én utførelsesform omfatter det stabiliserte arksubstratet fordelaktig en intim blanding av fra 3 0 til 55 vektprosent tobakk (f.eks. opptrevlete tobakkblader, malte tobakkblader, biter av tobakkstilker, fine tobakkpartikler, tobakkstøv eller en tobakkekstrakt eller en annen form for behandlet tobakk) og fra 1 til 25 vektprosent, fortrinnsvis fra 2 til 15 vektprosent, og mest foretrukket fra 5 til 8 vektprosent av ett eller flere organiske fyllstoffmaterialer, som f.eks. aktivert karbon, ikke-aktivert karbon eller liknende organiske fyllstoffer. Det foretrukne organiske fyllstoffmaterialet, aktivert karbon, inneholder fortrinnsvis fra 1 til 50 vektprosent mentol, fortrinnsvis fra 5 til 3 0 vektprosent mentol. Substratet omfatter også fra 40 til 90 vektprosent av ett eller flere aerosoldannende materialer (f.eks. polyoler, som f.eks. glycerol og/eller propylenglykol). Substratet omfatter også fra 5 til 15 vektprosent av et bindemiddel, som tjener til å stabilisere de andre bestanddelene, hindre migrering av smaksstoffer og/eller de aerosoldannende materialene. Et spesielt foretrukket bindemiddel er et alginat, som f.eks. ammoniumalginat.

Det mentolholdige substratet kan støpes som et ark fra en vandig oppslemming, eller tilveiebringes i ekstrudert form. Et slikt mentolholdig substrat kan påføres, f.eks. støpes på et rekonstituert tobakkark, eller blandes fysisk med eller på annen måte anvendes med andre substratmaterialer, som f.eks. oppdelt tobakkfyllstoff eller med uorganiske substratmaterialer.

Som diskutert ovenfor kan substratblandingene ifølge foreliggende oppfinnelse blandes med eller på annen måte påføres på tobakk i en hvilken som helst form, spesielt oppdelt fyllstoff. Typen av tobakk kan variere, og kan omfatte røktørkete Burley, Maryland og Oriental-tobakker, såvel som de sjeldne og spesielle tobakkene, og blandinger derav. Slik oppdelt tobakkfyllstoff tilveiebringes i form av tobakkblader, volumekspanderte eller oppblåste tobakkblader, behandlete tobakkstilker som f.eks. valseoppdelte eller blåseoppdelte stilker, rekonstituerte tobakkmaterialer som f.eks. (i) deproteinerte tobakkmaterialer beskrevet i US-patent nr. 4.887.618 og 4.941.484, (ii) et fosfatholdig, rekonstituert tobakkmateriale beskrevet i US-patent nr. 3.353.541 og 3.420.241 og 3.386.449, 4.987.906 og 5.099.864, (iii) et rekonstituert tobakkmateriale beskrevet i US-patent nr. 4.962.774 og Tobacco Encyclopedia, utgitt av Voges, s. 389, TJI (1984), (iv) de rekonstituerte tobakk-materialene som er beskrevet i US-patent nr. 5.056.53 7 og 5.074.321, eller blandinger derav.

Substratmaterialene ifølge foreliggende oppfinnelse kan belegges og overflatebehandles slik det er vanlig under forskjellige trinn ved sigarettfremstillingen. F.eks. kan smaksstoffer påføres på substratmaterialet slik det vanligvis gjøres når oppdelt sigarettfyllstoff behandles. Egnete smaksstoffer omfatter vanilje, kakao, lakris, mentol og liknende. Smaksmodifiserende midler kan påføres på substratmaterialet. Et smaksmodifiserende middel i form av levulinsyre kan påføres på substratblandingen (f.eks. i mengder som varierer fra 0,01 til 2%, normalt fra 0,2 til 0,6% basert på tørrvekten av substratmaterialet) . Et annet smaksmodifiserende middel i form av kaliumkarbonat kan påføres på substratmaterialet (f.eks. i mengder på mindre enn 5%, normalt 2 til 3%, basert på tørrvekten av substratmaterialet).

Aerosoldannende materialer og fuktemidler som f.eks. glycerol og propylenglykol kan påføres på substratmaterialet etter dannelsen. Slike bestanddeler kan påføres på substratblandingen på den måte som er vanlig for påføring av belegnings-og overflatebehandlingsbestanddeler, men i en hvilken som helst ønsket mengde. Mens det er ønskelig ikke å være bundet av noen teori, antas det at slike ytterligere belegnings- eller overflatebehandlingskomponenter i tidens løp kan bli bundet eller stabilisert av bindemiddelet på eller i substratet.

De gjenværende komponentene i sigaretten (eller røke-artikkelen) inneholder også fordelaktig én eller flere former av tobakk. F.eks. kan tobakk innarbeides i og/eller rundt brenselelementet.

På liknende måte kan tobakk anbringes inne i munnstykket på forskjellige måter, slik at forskjellige tobakk-komponenter med sterk smak overføres til aerosolen. Den type og form av tobakk som anvendes i disse forskjellige segmenter av røkeartikkelen kan variere, og omfatter røktørkete Burley-, Maryland- og Oriental-tobakker, sjeldne og spesielle tobakker, såvel som blandinger derav.

De brenselelementer som anvendes her skal tilfredsstille tre kriterier: (1) de skal være lette å tenne, (2) de skal avgi tilstrekkelig varme til å danne aerosol i ca. 5-15, fortrinnsvis 8-12 drag og (3) de skal ikke medvirke med bismak eller ubehagelig aroma til sigaretten. Brenselelementer som er fremstilt fra en brennbar blanding omfattende karbon og et bindemiddel, eller karbon, tobakk og et bindemiddel, er foretrukket, men andre brennbare blandinger kan anvendes.

Om ønsket kan et ikke-brennende fyllstoffmateriale som f.eks. kalsiumkarbonat, agglomerert kalsiumkarbonat eller liknende tilsettes til brenselblandingen som hjelp ved regulering av de kalorier som genereres av brenselelementet under forbrenning, ved å redusere mengden brennbart materiale i brenselelementet. Fyllstoffmaterialet omfatter typisk mindre enn 50 vektprosent av brenselblandingen, fortrinnsvis mindre enn 30 vektprosent, og mest foretrukket fra 5 til 2 0 vektprosent. Se US-patent nr. 5.105.836.

Foretrukne brenselelementer som anvendes her omfatter karbonholdige materialer. De foretrukne karbonholdige materialene har et karboninnhold over ca. 60 vektprosent,

mer foretrukket over 7 0 vektprosent, og mest foretrukket over 80 vektprosent. Smaksstoffer, tobakkmaterialer, fyllstoffer

(f.eks. leirer eller kalsiumkarbonat), forbrenningsadditiver, forbrenningsmodifiseringsmidler og liknende, kan innarbeides i brenselelementet.

Det foretrukne brenselelementets densitet er generelt

3 . 3

større enn 0,5 g/cm , fortrinnsvis større enn 0,7 g/cm og mest foretrukket større enn 1 g/cm<3>, men overstiger typisk ikke 2 g/cm 3. Brenselelementets lengde er før brenning generelt mindre enn 25 mm, ofte mindre enn 17 mm og er typisk 10-12 mm eller mindre.

Eksempler på blandinger i karbonholdige brenselelementer er angitt i US-patenter nr. 4.714.082, såvel som i EP-patentpublikasjon nr. 236.992 og 407.792, som inntas her som referanse. Andre eksempler på karbonholdige materialer er kokosnøttskallkarboner, som f.eks. PXC-karbonene og PCB-karbonene, såvel som de eksperimentelle karbonene som er tilgjengelige som Lot B-11030-CAC-5, Lot B-11250-CAC-115 og Lot 089-A12-CAC-45, fra Calgon Carbon Corp.

Andre brenselelementer kan tilveiebringes fra findelt tobakksmateriale, rekonstituert tobakksmateriale, varme-behandlete eller pyrolyserte tobakksmaterialer, cellulosematerialer, modifiserte cellulosematerialer og liknende. Eksempler på materialer er angitt i US-patent nr. 3.931.824 og i Sittig, Tobacco Substitutes, Noyes Data Corp. (1976).

Én egnet brenselblanding omfatter fra 60 til 99 vektprosent karbon, fra 1 til 2 0 vektprosent av et egnet bindemiddel, fra 1 til 5 vektprosent av en ammoniakkavgivende forbindelse og fra 2000 til 20.000 ppm natrium (Na) slik dette måles ved bruk av induktivt koblet plasma-atom-emisjonsspektroskopi (ICP-AES). Forbindelser som kan avgi ammoniakk under brennebetingelsene for brenselblandingen omfatter forbindelser som f.eks. urea, uorganiske og organiske salter (f.eks. ammoniumkarbonat, ammoniumalginat (eller mono-, di- eller tri-ammbniumfosfat), aminosukkere (f.eks. prolinofruktose eller aspariginofruktose), aminosyrer, spesielt alfa-aminosyrer (f.eks. glutamin, glycin, asparagin, prolin, alanin, cystin, asparaginsyre, fenylalanin eller glutaminsyre), di- eller tri-peptider, kvaternære ammoniumforbindelser eller liknende.

De karbonholdige brenselelementene for røkeartikler ifølge oppfinnelsen kan støpes, maskinbearbeides, trykkformes eller ekstruderes til ønsket form. Støpte brenselelementer kan ha kanaler, spalter, spor eller hule regioner.

Foretrukne ekstruderte, karbonholdige brenselelementer kan fremstilles ved å blande opptil 95 deler karbonholdig materiale, opptil 20 deler bindemiddel og opptil 20 deler tobakk (f.eks. tobakkstøv og/eller en tobakkekstrakt) med tilstrekkelig vann (eller vandig Na2C03-løsning) for å gi en ekstruderbar blanding. Denne blandingen kan så ekstruderes ved bruk av en ekstruder av støter-, skrue- eller stempeltypen til et ekstrudat med ønsket form og med ønsket antall kanaler eller tomrom.

Om ønsket kan brenselelementet være minst delvis omgitt av en foring, som f.eks. minst ett lag papir, som omgir brenselelementets perifere lengde (se fig. 2). Som sådan er foringen plassert mellom brenselelementet og den indre overflaten av det isolerende og tilbakeholdende materiale. Fortrinnsvis strekker det ene laget eller de to foringslagene seg over lengden av det isolerende og tilbakeholdende materialets indre overflate. Mest foretrukket omgir foringen brenselelementet fullstendig og strekker seg langs totallengden av den isolerende og tilbakeholdende delens indre overflate. Foringen er mest foretrukket et tobakkspapir (f.eks. et tobakk/tremassepapir tilgjengelig som P-2831-189-AA fra Kimberly-Clark) eller et karbonholdig papir (f.eks. et karbon-tremasse-tobakkstilkpapir tilgjengelig som P-2540-136E fra Kimberly-Clark) .

Når det anvendes i en sigarett er brenselelementet (med eller uten en foring) omgitt av et isolerende og/eller tilbakeholdende mansjettmateriale. Det isolerende og tilbakeholdende materialet er fortrinnsvis (i) tilpasset slik at innsuget luft kan gå gjennom det og (ii) plassert og utformet slik at-det holder brenselelementet på plass. I.„ noen utførel-sesformer er det isolerende og/eller tilbakeholdende materialet sammenpresset rundt brenselelementet, for derved å sikre en god, stabil plassering og god tilpasning av brenselelementet i materialet.

I sigarettene ifølge foreliggende oppfinnelse kan brenselelementet være tilbaketrukket i den isolerende og/eller tilbake holdende mantelen. Den lengde av mantelen som strekker seg utenfor hver ende av brenselelementet kan være så lang eller så kort som ønsket for fremstilling av forskjellige brenne- og varmeoverføringsegenskaper. Mansjetten kan være i plan med endene av brenselelementet eller den kan strekke seg fra 0,5 til 3 mm, fortrinnsvis fra 1 til 2,5, og mest foretrukket fra 1,5 til 2 mm utenfor hver ende av brenselelementet.

Komponentene i det isolerende og/eller tilbakeholdende materialet som omgir brenselelementet kan variere. Dette materialet er fortrinnsvis ett som har tendens til ikke å brenne eller et materiale som brenner, men ikke ødelegges. Eksempler på egnete materialer omfatter glassfibere og andre materialer av den type som er beskrevet i US-patent nr. 5.105.838, EP-patentpublikasjon nr. 336.690 og sider 48-52 i den RJR Monograph, se ovenfor.

Eksempler på andre egnete isolerende og/eller tilbakeholdende materialer er blandinger av glassfiber og tobakk slik som de er beskrevet i US-patent nr. 4.756.318, 5.065.776 og 5.105.838.

Andre egnete isolerende og/eller tilbakeholdende materialer er samlete materialer av papirtypen som omgir brenselelementet spiralformig eller på annen måte. Egnete materialer av papirtypen omfatter behandlet papir, papir inneholdende karbonholdige materialer, tobakkholdig papir, tremassepapir, sulfatpapir, tremasse/kalsiumkarbonatholdig papir, papir inneholdende karbonholdige materialer, tremasse, tobakk og fyllstoffer, slik som de som er beskrevet i US-patent nr. 5.105.83 6. Materialene av papirtypen kan være samlet eller krympet og samlet rundt brenselelementet, samlet til en stav ved bruk av en stav-fremstillingsenhet tilgjengelig som CU-10 eller CU20S fra Decoufle s.a.r.b., sammen med et KDF-2 stavfremstillingsapparat fra Hauni-Werke Korber & Co., KG, eller det apparat som er beskrevet i US-patent nr. 4.807.809, omvunnet rundt brenselelementet rundt dettes lengdeakse eller anordnet som strenger av papirarktypen som strekker seg på langs ved bruk av de typer apparater som er beskrevet i US-patent nr. 4.889.14 3 og 5.025.814, hvilke beskrivelser inntas her som referanse.

Eksempler på arkmaterialer av papirtypen er tilgjengelig som P-2540-13 6-E-karbonpapir og P-2674-157-tobakkspapir fra Kimberly-Clark Corp., og fortrinnsvis strekker de strenger av slike materialer som strekker seg på langs (f.eks. strenger på 0,8 mm bredde) langs lengden av brenselelementet. Brenselelementet kan også være omgitt av oppdelt tobakkfyllstoff (f.eks. røktørket, oppdelt tobakkfyllstoff behandlet med 2 vektprosent kaliumkarbonat). Antallet og plasseringen av strengene eller mønsteret av det samlete papiret er tilstrekkelig tett til å bibeholde, tilbakeholde eller på annen måte holde brenselelementet inne i sigaretten.

Som illustrert i fig. 1-3 er det isolerende og/eller tilbakeholdende materialet som omgir brenselelementet omgitt av et papirhylster. Dette papirhylsteret kan omfatte ett eller to lag, som kan variere når det gjelder luftpermeabilitets- og askestabilitetsegenskaper. Papir med disse egenskaper er beskrevet i US-patent nr. 4.938.238 og 5.105.837. Ett eksempel på et egnet papirhylster er tilgjengelig som P-850-63-5 fra Kimberly-Clark Corp. En del av dette hylsteret er i sin tur omgitt av et andre eller ytre papirhylster. Et eksempel på et egnet ytre papirhylster er tilgjengelig fra P-850-61-2 fra Kimberly-Clark-Corp. Et annet egnet papirhylster er tilgjengelig som P-3122-153 fra Kimberly-Clark Corp.

Det ytre papirhylsteret er mest foretrukket et papir som ikke har tilbøyelighet til å brenne (dvs. på grunn av en meget lav porøsitet og/eller på grunn av kjemisk behandling), og omgir fortrinnsvis ikke det indre papirhylsteret i en lengde på 2 til 8 mm, mer foretrukket 3 til 6 mm, fra sigarettens ekstreme tenningsende. Det ytre papirhylsteret omgir også minst en del av lengden av det aerosolgenererende middel. Det ytre hylsteret virker som hjelp i å hindre brenselelementet fra å brenne i noen signifikant grad utenfor dets fremre ende. Om nødvendig eller ønsket kan det papir som anvendes nær brenselelementet, spesielt det papirhylster som er plassert ut over fra den ikke-brennende delen av brenselelementet, belegges med forbrenningsforsinkende middel, som f.eks. vandige løsninger av kalsiumklorid eller ammoniumhydrogenortofosfat.

I de fleste utførelsesformer av foreliggende oppfinnelse er kombinasjonen av brenselelementet og substratet (også kjent som frontenden) festet til et munnstykke, selv om en brenselelement/ substrat-kombinasjon som kan kastes, kan anvendes med et separat munnstykke, som f.eks. en sigarettholder som kan brukes om igjen. Munnstykket utgjør en passasje som kanaliserer fordampete, aerosoldannende materialer inn i røkerens munn, og kan også tilveiebringe ytterligere smak til de fordampete, aerosoldannende materialene. Munnstykkets lengde varierer typisk fra 40 til 85 mm.

Munnstykkets lengde er fordelaktig slik at (i) den brennende delen av brenselelementet holdes godt vekk fra røkerens fingre, og (ii) varme, fordampete, aerosoldannende materialer har tilstrekkelig tid til å avkjøles før de når røkerens munn. Det er ofte meget ønskelig å anordne et tomrom inne i munnstykket umiddelbart bak det aerosolgenererende middelet. F.eks. kan det anordnes et tomrom som strekker seg minst 10 mm langs lengden av røkeartikkelen, umiddelbart bak det aerosolgenererende middelet og foran eventuelle segmenter av oppdelt tobakkfyllstoff, tobakkspapir eller filter.

Et segment av samlet tobakkpapir eller oppdelt tobakkfyll-stof f (eller liknende) kan innarbeides i munnstykket. Et slikt segment kan plasseres direkte bak substratet eller i avstand fra dette. Et segment av samlet karbonpapir kan innarbeides i munnstykket, spesielt for å innføre mentolsmak i aerosolen. Egnete, samlete karbonpapirsegmenter er beskrevet i EP-patentpublikasjon nr. 432.538. Om ønsket kan et segment omfattende en samlet vev av ikke-vevet polypropylen eller polyester i intim kontakt med en vann-løselig tobakkekstrakt innarbeides i munnstykket. Et slikt segment er beskrevet i US-patent nr. 5.076.295 og 5.105.834.

Egnete munnstykker er normalt inerte overfor det aerosoldannende materialet, byr på minimalt aerosoltap som et resultat av kondensasjon eller filtrering og kan motstå de temperaturer som oppstår ved bruk av røkeartikkelen. Munnstykkedeler kan eksempelvis inkludere plastisert celluloseacetatrør, slike som er tilgjengelige som SCS-1 fra American Filtrona Corp., polyimidrør tilgjengelige som Kapton fra E.I. duPont de Nemours, kartong- eller tungpapirrør og papirrør foret med aluminiumfolie.

Det rørformige munnstykket er plassert i tilstøtende forhold til frontenden av sigaretten, dvs. brenselelementet og substratkombinasjonen. Munnstykkets tverrsnittsform og -dimensjoner er fortrinnsvis i det vesentlige identiske med frontenden. Frontenden og kombinasjonen av munnstykkesegmentene er festet til hverandre ved bruk av et omgivende tupp-papir.

Røkeartikkelens ekstreme munnendeområde omfatter fortrinnsvis et filterelement eller en tupp, spesielt av estetiske grunner. Foretrukne filterelementer er laveffektive filterelementer som ikke påvirker aerosolutbyttene i særlig grad. Egnete filtermaterialer omfatter laveffektive celluloseacetat- eller polypropylentau, avbøyde eller hule, støpte polypropylenmaterialer, samlete vev av ikke-vevete polypropylenmaterialer eller samlete vev eller celluloseacetat eller papir. Egnete filterelementer kan tilveiebringes ved å samle en ikke-vevet polypropylenvev tilgjengelig som PP-100-F fra Kimberly-Clark Corp. ved bruk av det filterstavfremstillingsapparat som er beskrevet i eksempel 1 i US-patent nr. 4.8 07.809.

Hele lengden av røkeartikkelen, eller en hvilken som helst del derav, kan være omhyllet med sigarettpapir. Foretrukket papir for sigaretter av fig. l-typen, f.eks. som omgir den varmeledende delen, skal ikke gi åpen flamme under bruk av røke-artikkelen, skal ha regulerbare ulmeegenskaper og skal gi en grå aske. Sigarettpapir av denne typer er eksempelvis beskrevet i US-patent nr. 4.779.631 og EP-patentpublikasjon nr. 304.766. Egnete papirhylstre er tilgjengelige som P-1981-152, P-1981-124 og P-1224-63 fra Kimberly-Clark Corp. Egnet papir for sigaretter av fig.~2- og 3-typen omfatter Kimberly-Clarks"P-2831-189-AA og P-3122-153. Tupp-papir kan omgi røkeartikkelens ekstreme munnende. Egnet tupp-papir er ikke-porøst tupp-papir som er behandlet med materialer som ikke kleber til leppene, og slikt papir vil fagmannen lett finne frem til.

Foreliggende oppfinnelse skal illustreres ytterligere med henvisning til de følgende eksemplene som hjelp for forståelse av foreliggende oppfinnelse. Alle prosenter som er angitt her er i vektprosent, med mindre annet er angitt. Alle temperaturer er uttrykt i Celsius-grader.

Eksempel 1

Generelle teknikker

De stabiliserte substratblandingene ifølge oppfinnelsen fremstilles ved hjelp av følgende generelle teknikker.

Bindemiddelet, f.eks. ammoniumalginat, blandes først med et overskudd vann (f.eks. ca. 70:1 (deler) vann til bindemiddel, i ca. 5 minutter for fullstendig å hydratisere bindemiddelet. Deretter tilsettes det aerosoldannende materialet, eller blandingen av slike materialer, f.eks. glycerol og eventuelle smaksstoffer, til den vandige alginatoppslemmingen og omrøres for å blande disse godt. Dersom ammoniumalginat anvendes som bindemiddel, kan ett eller flere sekvestreringsmidler, f.eks. vandig K2C03eller liknende, tilsettes til oppslemmingen om ønsket eller nødvendig. Til slutt tilsettes tørre ingredienser som først kan være blandet sammen (om ønsket), f.eks. utfelt CaC03 og/eller tobakk. Omrøring fortsettes for å danne en fin blanding i form av en vandig oppslemming.

Den endelige oppslemmingen kan fortynnes ytterligere med vann for å danne en sprøytbar eller trykkbar blanding. Slike blandinger påføres så på passende substratbasismaterialer, f.eks. oppdelt tobakkfyllstoff, tobakkspapirark og liknende. Om ønsket kan den ufortynnete oppslemmingen støpes på en passende overflate, f.eks. et ark av høydensitetspolyetylen, i strimler på ca. 50,8 mm x 76 mm og i en tykkelse som varierer fra ca. 0,2 5 mm til 2,0 mm og lufttørkes. Det resulterende, tørkete arket kan så finskjæres, dvs. med ca. 12,5 kutt pr. cm, og anvendes som et substrat, f.eks. i oppdelt fyllstofform eller blandet med oppdelt tobakkfyllstoff eller andre substratmaterialer for å danne et endelig substrat.

Eksempel 2

En vandig oppslemming fremstilles fra følgende ingredienser:

Denne oppslemmingen støpes med en tykkelse på ca. 1 mm på

et polyetylenark, lufttørkes og oppdeles i strimler som likner oppdelt tobakkfyllstoff. Substratmaterialet innhylles i et omgivende papirhylster og oppdeles i segmenter med diameter på 7,5 mm og lengde på 10 eller 15 mm som begge er anvendbare som substrater.

Eksempel 3

En stabilisert substratblanding fremstilles i en to-trinnsmetode, ved først å spraypåføre 3 0,5 deler av en 1:1 vann: glycerol-løsning på 69,5 deler rekonstruert oppdelt tobakkfyll-stof f. Den behandlete tobakken tørkes så ved bruk av en laboratorie-Master Heat Gun (modell nr. HG-75/B fra the Master Appliance Corp., Racine, WI) ved en lufttemperatur på ca. 90°C

i tilstrekkelig tid til å oppnå et sluttfuktighetsinnhold på 12-15%.

Deretter påføres en bindemiddelløsning bestående av et 99:1 vandig ammoniumalginat (Kelco Co. Amoloid LV) ved sprøyting på den tørkete tobakken for å gi et substratprodukt bestående av 1 del bindemiddel og 99 deler tobakk og glycerol (basert på tørrvekt). Denne blandingen tørkes med Master Heat Gun ved en lufttemperatur på ca. 90°C for å gi en substratblanding med et sluttfuktighetsinnhold" på fra ca. 8 til 12%.

Eksempel 4

Et stabilisert substrat fremstilles i en én-trinnsmetode ved spraypåføring av en vandig blanding bestående av 30 deler glycerol og 1 del Amoloid LV ammoniumalginatbindemiddel (med tilstrekkelig vann til å danne en sprøytbar blanding) på 69 deler American blend tobakkfyllstoffblanding. Den behandlete tobakken tørkes så ved bruk av en laboratorie-Master Heat Gun ved en lufttemperatur på ca. 90°C i tilstrekkelig tid til å gi en substratblanding med et sluttfuktighetsinnhold på fra ca. 8 til 12%.

Eksempel 5

A. To-trinnsfremgangsmåten fra eksempel 3 gjentas ved bruk av volumekspandert tobakk som substratbasismateriale, for å danne en substratblanding bestående av 3 0 deler glycerol, 1 del Amoloid LV bindemiddel og 69 deler tobakk.

B. Et-trinnsfremgangsmåten fra eksempel 4 gjentas ved bruk av volumekspandert tobakk som substratbasismateriale, for å danne en substratblanding bestående av 3 0 deler glycerol, 1 del Amoloid LV bindemiddel og 69 deler tobakk.

Eksempel 6

En vandig oppslemming fremstilles fra følgende ingredienser:

Denne oppslemming trykkes på et ark av Kimberly-Clarks P3122-109-A16 tobakkspapir til en sluttladning på ca. 14 0 vektprosent. Det trykte papiret tørkes med oppvarmet luft (opp til ca. 90°C) for å fjerne overskudd fuktighet slik at det oppnås en substratblanding med et sluttfuktighetsinnhold på ca. 8-12%.

Substratmaterialet innhylles i et omgivende papirhylster og oppdeles i segmenter med en diameter på ca. 7,5 mm og lengder på 10 og 15 mm, som begge er egnet for bruk som substrater her.

Eksempel 7

En vandig oppslemming fremstilles fra følgende ingredienser:

Denne oppslemmingen trykkes på et ark av Kimberly-Clarks P3122-109-A16 tobakkspapir til en sluttladning på ca. 140 vektprosent. Det trykte papiret tørkes med oppvarmet luft (opp til ca. 90% lufttemperatur) for å fjerne overskudd fuktighet slik at det oppnås en substratblanding med et sluttfuktighetsinnhold på ca. 8-12%.

Dette substratmaterialet omhylles med et omgivende papirhylster og oppdeles i segmenter med en diameter på ca. 7,5 mm og lengder på 10 og 15 mm, som begge er egnet for bruk som substrater her.

Eksempel 8

En vandig oppslemming fremstilles fra følgende ingredienser:

Denne oppslemming støpes med en tykkelse på ca. 0,76 mm på et polyetylenark, lufttørkes og oppdeles i strimler som likner oppdelt tobakkfyllstoff. Denne substratblanding innhylles i et omgivende papirhylster til en diameter på 7,5 mm og oppdeles i segmenter med lengder på 10 eller 15 mm, som begge er anvendbare som substrater.

Eksempel 9

En vandig oppslemming fremstilles fra følgende ingredienser:

Oppslemmingen støpes med en tykkelse på ca. 1 mm og luft-tørkes. Denne substratblandingen kan oppskjæres til oppdelt fyllstoff eller omdannes til en samlet vev. Denne blandingen kan i form av oppdelt fyllstoff eller samlet vev omdannes til papir-omhyllete staver med en diameter på 7 mm og oppdeles til 10 mm seksjoner for å anvendes som substrater.

Eksempel 10

Det fremstilles en vandig oppslemming fra følgende ingredienser:

Oppslemmingen støpes med en tykkelse på ca. 1 mm og luft-tørkes. Denne substratblandingen oppskjæres til oppdelt fyllstoff og omdannes til staver med en diameter på 7,5 mm og en lengde på 10 eller 27 mm, som begge er anvendbare som substrater.

Eksempel 11

Det fremstilles en vandig oppslemming fra følgende ingredienser:

To~ papirsegmenter, Kimberly-Clarks P1976-2"9-2, støpes med 370 og 375 vektprosent av oppslemmingen (på tørrvektbasis). De støpte arkene tørkes ved 50°C over natten for å gi en substratblanding som kan valses, oppdeles eller oppskjæres til strimler for bruk som substrater.

Eksempel 12

Det fremstilles en vandig oppslemming fra følgende ingredienser:

To segmenter av rekonstituert tobakksark, Kimberly-Clarks P3122-109-A15, støpes med 320 og 240 vektprosent av oppslemmingen (på tørrvektbasis). De støpte arkene tørkes ved 50°C over natten for å gi en substratblanding som kan valses, oppdeles eller oppskjæres i strimler for bruk som substrater.

Eksempel 13

Det fremstilles en vandig oppslemming fra følgende ingredienser:

Et segment av aluminiumfolie støpes med 109 vektprosent av oppslemmingen (på tørrvektbasis). Det støpte arket tørkes ved 50°C over natten for å gi en substratblanding som kan valses, oppdeles eller oppskjæres i strimler for bruk som substrater.

Eksempel 14

Det fremstilles en vandig oppslemming fra følgende ingredienser:

Karbon/mentol-blandingen fremstilles ved kulemaling av PCB-G-aktivert karbon fra Calgon Carbon Corp., Pittsburg, PA, med 30 vektprosent fast mentol. Under kulemaleprosessen blir blandingen varm, hvilket får mentolen til å fordampe, og det aktiverte karbonat adsorberer og/eller absorberer mentoldampene.

Oppslemmingen støpes med en tykkelse på ca. 1 mm på Kimberly

Clarks nr. P-3122-109-A16 papir og lufttørkes under omgivelsesbetingelser for å avdrive overskudd fuktighet. Denne substratblandingen kan oppskjæres til oppdelt fyllstoff eller omdannes til en samlet vev. Denne blandingen kan i form av oppdelt fyllstoff eller samlet vev omdannes til papirinnhyllete staver med diameter på 7,5 mm og oppdeles til 10 mm seksjoner for å anvendes som substrater.

Eksempel 15

En vandig oppslemming basert på et forhold på 4 deler vann til 1 del faststoffer fremstilles på følgende måte: Vann ved ca. 82°C tilsettes til en blandemaskin med høy skjærkraft. 61,3 vektprosent tobakkfaststoffer (inneholdende 10% fuktighet) tilsettes til vannet og blandes grundig med dette. Deretter tilsettes 3,8 vektprosent tobasisk diammoniumfosfat til blandingen, som omrøres (fordøyes) i 30-45 min. Så tilsettes 4,2 vektprosent av en 3 0%-ig, vandig ammoniumhydroksydløsning og blandes (fordøyes) i ytterligere 30-45 min. Til slutt tilsettes 3 0,7 vektprosent glycerol og blandingen omrøres i ytterligere 10-15 min.

Den resulterende oppslemmingen støpes med en tykkelse på ca. 0,7 6 mm for å danne et ark på et belte av rustfritt stål. Luft av ca. 93°C blåses over arkets øvre overflate mens damp kommer i kontakt med undersiden av beltet av rustfritt stål. De kombinerte oppvarmingsmetodene tørker arket uten å avdrive de aerosoldannende materialene. Arket skrapes av beltet. Filmen kan oppskjæres til oppdelt fyllstoff eller omdannet til en samlet vev, og så innhylles i papir og oppdeles til substratseksjoner med 7,5 mm diameter og 10-15 mm lengde.

Eksempel 16

Eksempel 15 gjentas med følgende ingredienser:

Eksempel 17

En vandig oppslemming basert på et forhold på 4 deler vann til 1 del faststoffer fremstilles på følgende måte: Vann oppvarmet til ca. 82°C tilsettes til en blandemaskin med høy skjaerkraft. 32 vektprosent tobakkf aststof f er (inneholdende 10% fuktighet) tilsettes til vannet og blandes grundig med dette. Deretter tilsettes 2 vektprosent tobasisk diammoniumfosfat til blandingen, som omrøres i 3 0-45 min. Så tilsettes 2 vektprosent av en 30%-ig, vandig ammoniumhydroksydløsning og blandes i 30-45 min. 4 vektprosent ammoniumalginat (Kelco HV) aktiveres i vann av ca. 82°C i et forhold på 1:15 mellom faststoffer og vann. 60 vektprosent glycerol tilsettes til tobakkoppslemmingen, fulgt av det aktiverte ammoniumalginatet. Denne blandingen omrøres med høy skjærkraft i 10-15 min.

Denne oppslemmingen støpes i en tykkelse på ca. 0,76 mm for å danne et ark på et belte av rustfritt stål. Luft ved ca. 93°C blåses over arkets øvre overflate, mens damp kommer i kontakt med undersiden av beltet av rustfritt stål. De kombinerte oppvarmingsmetodene tørker arket uten å avdrive de aerosoldannende materialene. Arket avskrapes fra beltet. Filmen kan oppskjæres til oppdelt fyllstoff eller omdannes til en samlet vev, så innhylles i papir og oppdeles til substratseksjoner med en diameter på 7,5 mm og en lengde på 10-15 mm.

Eksempel 18

Eksempel 17 gjentas med følgende ingredienser:

Eksempel 19

SIGARETT PÅ FIG. 1

Fremstilling av brenselelement

Et generelt sylindrisk brenselelement med lengde på 9 mm og med diameter på 4,5 mm og med en tilsynelatende (masse) densitet på 1,02 g/cm fremstilles fra ca. 72 deler hardvemassekarbon med en gjennomsnittlig partikkelstørrelse på 12 jum diameter, ca. 20 deler blandet tobakkstøv inkludert Burley, røktørket og orientalsk, idet støvet går gjennom en sikt med ca. 200 Tyler masker, og 8 deler Hercules 7HF SCMC bindemiddel.

Hardtremassekarbonet fremstilles ved å karbonisere en kvalitet av Grande Prairie Canadian krafthardtrepapir uten talk-innhold under et nitrogenteppe, øke temperaturen trinnvis tilstrekkelig til å minimere oksydasjon av papiret, til en sluttkarboniseringstemperatur på minst 750°C. Det resulterende karbonmaterialet avkjøles under nitrogen til mindre enn 35°C og males så til fint pulver med en gjennomsnittlig partikkelstørrelse på ca.

12 jum i diameter.

Det finpulveriserte hardtrekarbonet sammenblandes med tobakk-støvet, natriumkarboksymetylcellulosebindemiddelet og tilstrekkelig vann til å gi en blanding med en stiv, deigliknende pasta-f orm.

Brenselelementer ekstruderes ved bruk av en støterekstruder fra pastaen slik at det oppnås 5 perifere spalter eller spor med lik avstand som hver har en dybde på ca. 0,8 mm og en bredde på ca. 0,4 mm. Utformingen av passasjene som strekker seg på langs gjennom brenselelementet fremgår av fig. IA. Det resulterende ekstrudatet tørkes i luft for å tilveiebringe et elastisk ekstrudat, og ekstrudatet oppdeles til 9 mm lengder, for derved å tilveiebringe brenselelementer.

Substrat- og hylsesammensetning

Det fremstilles en metallkapsel fra aluminium ved bruk av en metalltrekkeprosess. Kapslene har en lengde på ca. 30 mm, en ytre diameter på ca. 4,6 mm og en indre diameter på ca. 4,4 mm. Én ende av kapslene (brenselelementenden) er åpen og den andre enden er lukket, bortsett fra to spalteliknende åpninger. Den lukkete enden av kapselen modifiseres slik at den har en enkel åpning på ca.

4 mm i diameter, for derved å omdanne kapselen til en hylse.

En stang av oppdelt tobakkfyllstoff, fremstilt fra den substratblanding som er beskrevet i eksempel 3, som har ca. 4,4 mm diameter og ca. 15 mm lengde plasseres i hylsen og plasseres mot dens bakre ende minst ca. 4-5 mm fra den åpne enden (dvs. frontenden) .

Et brenselelement innføres så i den fremre enden av hylsen til en dybde på ca. 2 mm. Som sådant strekker brenselelementet seg ca. 7 mm forbi den åpne enden av hylsen og substratet er skilt fra den bakre enden av brenselelementet med ca. 2-3 mm.

Isolerende mansjett

Et 15 mm langt plastrør med 4,5 mm diameter omhylles med et isolerende mansjettmateriale som også har en lengde på 15 mm. I disse sigarettutførelsesformene består den isolerende mansjetten av to lag av Owens-Corning C-glassmatte, som hver er ca. 1 mm tykk før de komprimeres av mansjettfremstillingsmaskinen, og etter fremstillingen er begge ca. 0,6 mm tykt. Anbragt mellom de to lagene av C-glass er ett ark av rekonstituert tobakkpapir, ca. 0,13 mm tykt, og et andre ark av 0,13 mm tykt rekonstituert tobakkspapir omgir det ytre glasslaget. Det rekonstituerte tobakkspapirarket, betegnet P2674-157 fra Kimberly-Clark Corp.,

er et papirliknende ark inneholdende en blandet tobakkekstrakt. Bredden av de rekonstituerte tobakkarkene før forming er 19 mm for det indre arket og 26,5 mm for det ytre arket. Sluttdiameteren til plastrøret med mansjett er ca. 7,5 mm.

Tobakkrull

En tobakkrull bestående av volumekspandert blanding av Burley~røktørket og orientalsk oppdelt tobakkfyllstoff innhylles i et papir betegnet som P1487-125 fra Kimberly-Clark Corp., for derved å forme en tobakkrull med en diameter på ca. 7,5 mm og en lengde på ca. 22 mm. Se US-patent nr. 5.095.922 der det beskrives en foretrukken volumekspandert tobakksprosess.

Sammensetning av den fremre enden

Den isolerende mansjettseksjonen og tobakkstaven forenes ved hjelp av et papirhylster betegnet som P2674-19 0 fra Kimberly-Clark Corp., som omgir lengden av tobakk/glassmantelseksjonen såvel som lengden av tobakkrullen. Tobakkrullens munnende gjennombores for å danne en langsgående passasje gjennom den på ca. 4,6 mm diameter. Tuppen av borehullet formes slik at det går inn i og kommer i kontakt med plastrøret i den isolerende mantelen. Innsatsanordningen innføres fra frontenden av den kombinerte isolerende mantel og tobakkrull, samtidig som boret og det tilpassete plast-røret trekkes ut fra munnenden av rullen. Innsatsanordningen innføres inntil brenselelementets tenningsende er i flukt med frontenden av den isolerende mantelen. Totallengden for den resulterende frontendeanordningen er ca. 3 7 mm.

Munnstykke

Munnstykket inkluderer et 2 0 mm langt, sylindrisk segment av et løst samlet tobakkspapir og et 20 mm langt, sylindrisk segment av en samlet vev av ikke-vevet, smelteblåst polypropylen, som hver omfatter et ytre papirhylster. Hvert av segmentene er utstyrt med oppdelende staver som er fremstilt ved bruk av det apparat som er beskrevet i US-patent nr. 4.807.809.

Det første segmentet har en diameter på ca. 7,5 mm og

tilveiebringes fra en løst samlet vev av tobakkspapir tilgjengelig som P144 0-GNA fra Kimberly-Clark Corp., som er omgitt av et papirplugghylster tilgjengelig som P1487-184-2 fra Kimberly-Clark Corp.

Det andre segmentet har en diameter på ca. 7,5 mm og tilveiebringes fra en samlet vev av ikke-vevet polypropylen tilgjengelig som PP-100 fra Kimberly-Clark Corp., som er omgitt av et papirplugghylster tilgjengelig som P1487-184-2 fra Kimberly-Clark Corp.

De~to segmentene er aksialt på linje og støter mot hverandre ende mot ende og kombineres ved hjelp av den omgivende lengden av hvert av segmentene med et papirhylster tilgjengelig som L-1377-196F fra Simpson Papir Company, Vicksburg, Michigan. Munnstykkets lengde er ca. 4 0 mm.

Sluttmontasje av sigaretten

Frontanordningen bringes aksialt på linje med munnstykket slik at de støter mot hverandre, og slik at frontanordningens beholderende er nær det samlete tobakkspapirsegmentet i munnstykket. Frontanordningen forenes med munnstykket ved å omgi hele lengden av munnstykket og en 5 mm lengde av frontanordningen nær munnstykket med tupp-papir.

Bruk

I bruk tenner røkeren brenselelementet med en sigarett-tenner og brenselelementet brenner. Røkeren innfører sigarettens munnende i leppene og suger på sigaretten. Den inntrukne, varme luften fra brenselelementet går gjennom substratet og flyktiggjør det stabiliserte, aerosoldannende middelet og frigjør det fra bindemiddelet. Etter hver som de flyktige materialene trekkes mot røkerens munn, opptar de smaksstoffer fra tobakksegmentene, og avkjøles også og danner en smakfull, synlig, røkliknende aerosol. Denne synlige aerosol med tobakksmak trekkes inn i røkerens munn.

Eksempel 2 0

SIGARETT PÅ FIG. 2.

Fremstilling av brenselelement

Et symmetrisk brenselelement med en utforming i det vesentlige som den som er vist i fig. 2 fremstilles som følger: Et generelt sylindrisk langsgående segmentert brenselelement med lengde på 12 mm og med 4,8 mm diameter, og med en tilsynelatende (masse) densitet på ca. 1,02 g/cm 3 fremstilles fra ca. 89,1 deler hardvemassekarbon med en gjennomsnittlig partikkel-størrelse på 12fim diameter, 10 deler ammoniumalginat (Amoloid HV, Kelco Co.) og 0,9 del Na2C03.

Hardtremassekarbonet fremstilles ved å karbonisere en talkfri kvalitet av Grande Prairie Canadian krafthardtrépapir under et nitrogenteppe, øke temperaturen trinnvis tilstrekkelig til å minimere oksydasjon av papiret til en sluttkarboniseringstemperatur på minst 750°C. Det resulterende karbonmaterialet avkjøles under nitrogen til mindre enn 35°C, og males så til et fint pulver med en gjennomsnittlig partikkelstørrelse på ca. 12 jum diameter.

Det finpulveriserte hardtrekarbonet tørrblandes med alginat-bindemiddelet og så tilsettes en 3%-ig, vandig løsning av natriumkarbonat for å tilveiebringe en ekstruderbar blanding med et sluttinnhold av Na2C03på 0,9 vektdel.

Sylindriske brenselstaver (hver ca. 60,9 cm lange) ekstruderes ved bruk av en skrueekstruder fra blandingen med en generelt sylindrisk form med ca. 4,8 mm diameter, med 6 (seks) perifere spor med lik avstand (ca. 1 mm x 1 mm) med avrundet bunn, som går fra ende til ende. De ekstruderte stavene har et start-fuktighetsnivå som varierer fra ca. 32 til 34 vektprosent. De tørkes ved omgivelsetemperatur i ca. 16 timer, og sluttfuktighetsinnholdet er ca. 7-8 vektprosent.

De tørkete, sylindriske stavene trimmes i endene til en lengde på 57,2 cm ved bruk av stålkutterør med diamantender. Stavene plasseres i en roterende trommel med en rekke kanaler som er tilpasset til å motta og fastholde hver brenselstav. Stavene fastholdes i trommelens kanaler ved hjelp av en rekke tynne gummistrikker. Trommelen roteres forbi et skaft med en serie tynne, sirkelformige, diamantavsluttete stålblad i avstand fra hverandre. Eksempler på blader er de som er tilgjengelige fra Norton Co. som 1AIR med en diameter på 10 cm og 100-12 0 korn. Bladene er plassert på et skaft for å danne de isolerende segmenter langs lengden av hver stav og trimme staven til den korrekte lengde for neste operasjon. Isolasjonssegmentenes dimensjoner oppnås ved bevegelse av skaftet eller ved bruk av en slingreplate. Trommelen fortsetter å rotere og staven frigjøres fra denne.

Den oppdelte staven plasseres så i en annen roterende trommel med en rekke kanaler som er tilpasset for å motta og fastholde staven. Stavene festes i trommelens kanaler ved hjelp av en rekke tykke gummistrikker. Trommelen roterer forbi et skaft med en serie diamantavsluttete blader i avstand fra hverandre som er plassert for å kutte gjennom staven på de ønskete stedene, for å danne individuelle brenselelementer. Trommelen fortsetter å rotere for å frigjøre brenselelementene fra denne i en oppsamlingsbinge.

De ferdige brenselelementene er hver 12 mm lange og har ende-segmentlengder på 2,5 mm, to isolasjonssegmenter på hver 1,5 mm og et midlere segment med en lengde på 4,0 mm. Isolasjonssegmentenes tverrsnittsareale er som sådant ca. 49% av endesegmentenes tverrsnittsareale. Hvert brenselelement veier ca. 165 mg.

Fremstilling: av den fremre enden

Brenselelementet omgis av Owens-Corning C-glassfibre. Når det gjelder detaljer angående dette metallets egenskaper henvises det til ca. 48-52 i den RJR Nonograph som er nenvt ovenfor. Glass-fibrene omgis i sin tur av et papirhylster som er tilgjengelig fra Kimberly-Clark Corp. som P-2831-189-AA, slik at det oppnås en sylinder med åpne ender for passasje av luft, en lengde på ca.

16 mm og en omkrets på ca. 7,5 mm.

Substrat

Hvilke som helst av de substrater som er angitt i eksempler 1-13 kan med hell anvendes her. Et spesielt foretrukket substrat angis i eksempel 9.

Munnstykke

Et papirrør med en lengde på ca. 63 mm og en diameter på ca. 7,5 mm fremstilles fra en papirvev som er ca. 27 mm bred. Papiret har en basisvekt på 34,5 kg og en tykkelse på ca. 0,3 mm, som er tilgjengelig fra Simpson Paper Co. som RJR-001. Papiret formes til et rør ved å forene papiret med overlapping ved bruk av et vannbasert etylvinylacetatlim. For å hindre eventuell mulig migrering av aerosoldannende middel belegges rørets indre overflate med Hercon 70 fra Hercules, Inc. ca. 10 mm inn i røret og tillates å tørke. Rørets én gang belagte indre overflate belegges så igjen, men med en vandig løsning av kalsiumklorid (for å hindre brenning), og tillates å tørke.

Et 10 mm langt substrat innføres i den belagte enden av papirrøret slik at den fremre siden av substratet er ca. 3 mm fra papirrørets fremre ende. Substratet holdes fas"t~ på plass inne i papirrøret ved en friksjonstilpasning. Et 10 mm langt segment av oppdelt tobakkfyllstoff, innhyllet i et omgivende papirhylster, innføres i den motsatte enden av røret. Dette tobakksegmentet skyves inn i røret slik at den bakre enden av tobakken er ca.

10 mm fra rørets ekstreme munnende.

Inn i enden av papirrøret motsatt substratet innføres et sylindrisk filterelemement slik at det støter mot segmentet av oppdelt tobakkfyllstoff. Filterelementet har en lengde på ca. 10 mm og en omkrets på ca. 24 mm. Filterelementet oppnås ved bruk av kjente filterfremstillingsteknikker fra celluloseacetattau som er plastisert med triacetin (8,0 denier pr. filament, 40.000 total denier) og et omgivende papirplugghylster.

Sammensetning av sigaretten

Munnstykket og den fremre enden plasseres slik at de støter mot hverandre og slik at substratets fremre side er plassert ca. 3 mm fra brenselelementets bakside. Den fremre enden og munnstykket holdes sammen med et omgivende papirhylster som virker som et tupp-papir. Papirhylsteret er et lavporøsitetspapir tilgjengelig som P-850-61-2 fra Kimberly-Clark Corp. og omgir hele lengden av frontstykket bortsett fra en lengde på ca. 3 mm av frontstykket ved dettes ekstreme tenningsende.

Sigaretten røkes og gir synlig aerosol og tobakksmak (dvs. flyktige tobakkbestanddeler) ved alle drag i ca. 10-12 drag. Brenselelementet brenner til omtrent det området der den brennende delen treffer isolasjonsdelen og sigaretten slukker seg selv.

Eksempel 21

Fremstilling av brenselelement

Et brenselelement med en lengde på 12 mm og en diameter på 4,8 mm og en tilsynelatende (masse) densitet pa ca. 1,02 g/cm<3>fremstilles fra ca. 78,7 deler hardtremassekarbon med en gjennomsnittlig partikkelstørrelse på 12/Lim diameter, 10 deler ammoniumalginat (Amoloid HV, Kelco Co.), 1,0 del Na2CC>3, 10 deler kulemalt American blandingstobakk og 0,3 del tobakkekstrakt.

Hardtremassekarbonet fremstilles ved å karbonisere en talkfri kvalitet av Grande Prairie Canadian krafthardtrepapir under et nitrogenteppe, øke temperaturen trinnvis tilstrekkelig til å minimere oksydasjon av papiret til en sluttkarboniseringstemperatur på minst 750°C. Det resulterende karbonmaterialet avkjøles under nitrogen til mindre enn 35°C og males så til et fint pulver med en gjennomsnittlig partikkelstørrelse på ca. 12 fira. diameter.

Det finpulveriserte hardtrekarbonet tørrblandes med ammonium-alginatbindemiddelet og tobakken og så tilsettes en 3 vekt-prosentig, vandig løsning av Na2C03for å gi en ekstruderbar blanding, med en sluttmengde av natriumkarbonat på ca. 1,0 del.

Sylindriske brenselstaver (hver ca. 61 cm lange) ekstruderes ved bruk av en skrueekstruder fra blandingen med en generelt sylindrisk form med ca. 4,8 mm diameter med fem (5) perifere spor med lik avstand (ca. 1 mm x 1 mm) med avrundet bunn, som går fra ende til ende. De ekstruderte stavene har et startfuktighets-innhold som varierer fra ca. 32 til 34 vektprosent. De tørkes ved omgivelsetemperatur i ca. 16 timer, og sluttfuktighetsinnholdet er ca. 7-8 vektprosent. De tørkete, sylindriske stavene oppdeles til en lengde på 12 mm ved bruk av diamantkantete stålkuttehjul.

Isolerende mantel

Et 16 mm langt plastrør med 4,5 mm diameter omhylles med et isolerende mantelmateriale som også har 16 mm lengde. I disse sigarettutførelsesformene består den isolerende mantelen av to lag av Owens-Corning-C-glassmatte som hvert er ca. 1 mm tykt før de komprimeres av mantelfremstillingsmaskinen, og etter dannelsen hver er ca. 0,6 mm tykke. Innlagt, mellom de to lagene av C-glass er ett ark av rekonstituert tobakkspapir, Kimberly-Clarks P-2831-189-AA, som er ca. 0,13 mm tykt. Et sigarettpapir, betegnet P-3122-153 fra Kimberly-Clark, omgir det ytre laget. Det rekonstituerte tobakkspapirarket er et papirliknende ark inneholdende en blandet tobakksekstrakt. Bredden av de rekonstituerte tobakkarkene før dannelse er 19 mm for det indre arket og 26,5 mm for det ytre arket. Sluttdiameteren for det mantlete plastrøret er ca. 7,5 mm.

Frontendedelen

Et 12 mm langt brenselelement innføres i den isolerende mantelen for å presse ut det 16 mm lange plastrøret. Brenselelementet plasseres i mantelen slik at hver ende er trukket tilbake ca. 2 mm.

Substrat

Et hvilket som helst av de substrater som er omtalt i eksemplene 1-13 kan med hell anvendes her. Et spesielt foretrukket substrat er angitt i eksempel 9.

Papirrør

Papirrør med en lengde på ca. 77 mm og med en diameter på ca. 7,5 mm fremstilles fra en vev av Simpson RJR-OOl-papir, med en basisvekt på 34,5 kg, med en bredde på ca. 27 mm og en tykkelse på ca. 0,3 mm. RJR-001-papiret formes til et rør ved å forene papiret ved hjelp av overlapping ved bruk av et vannbasert etylenvinylacetatlim. Papirrørets indre overflate belegges med et vannbasert etylenvinylacetatlim inneholdende etanol og fosforsyre, sammen med anti-mugg-konserveringsmiddelet Kathon LX-1.5, tilgjengelig fra Rohm og Haas. Et aluminiumfolieark med en lengde på 37 mm innhylles rundt en stålstav med en ytre diameter på ca. 6,75 mm og innføres i enden av papirrøret slik at én kant av folierøret er i flukt med én kant av papirrøret. Stålstaven fjernes så og etter-later folien laminert til papirrørets indre overflate.

Sammensetning av sigaretten

Et substrat med 15 mm lengde og 7,5 mm diameter innføres i den foliebelagte enden av papirrøret slik at den fremre siden av substratet er ca. 10 mm fra den fremre enden av papirrøret. Substratet holdes fast på plass inne i papirrøret ved en friksjonstilpasning. Et segment av rekonstituert tobakkspapir med 12 mm lengde og 7,5 mm diameter innhyllet i et omgivende papirhylster innføres i den motsatte enden av røret. Dette tobakkpapirsegmentet skyves inn i røret slik at det støter mot den bakre enden av substratet. Deretter innføres et segment av oppdelt tobakkfyllstoff innhyllet i et omgivende papirhylster med en lengde~på 20 mm og en diameter på 7,5 mm inn i"papirrøret slik at det støter mot det rekonstituerte tobakkpapirsegmentet. Et filterelement av polypropylenvev med en lengde på 2 0 mm og en diameter på 7,5 mm innføres i papirrøret slik at det støter mot segmentet av oppdelt tobakkfyllstoff. Et frontendestykke innføres i den motsatte enden av papirrøret slik at den indre enden av den isolerende mantelen støter mot frontenden av substratet. Front-endestykket strekker seg utover med minst ca. 6 mm fra den fremre enden av papirrøret.

Sigaretten røkes og gir synlig aerosol og tobakksmak (dvs. flyktiggjorte tobakkbestanddeler) ved alle drag i ca. 10-12 drag. Brenselelementet brenner til omtrent det området der den brennende delen treffer isolasjonsdelen og sigaretten slukker seg selv.

Claims (6)

1. Substrat for røkeartikler, karakterisert vedat det omfatter et basismateriale i form av et ark, en matte eller en vev, idet basismaterialet har en film eller et belegg omfattende et stabilisert aerosoldannende materiale omfattende en blanding av et aerosoldannende middel i form av en flerverdig alkohol og et bindemiddel, der vektforholdet mellom aerosoldannende middel og bindemiddel varierer fra 15:3 til 97:3.

2. Substrat ifølge krav 1, karakterisert vedat det belagte basismateriale er valgt fra gruppen av arkmaterialer bestående av papir, metallfolier og inerte plastfilmer.

3. Substrat for røkeartikler som inneholder et karbonholdig brenselelement og et fysisk separat aerosolgenererende middel,karakterisert vedat substratet omfatter et støpt ark fremstilt fra en intim blanding av: (i) fra 3 0 til 55 vektprosent tobakk, (ii) fra 0 til 25 vektprosent av ett eller flere uorganiske eller organiske fyllstoffmaterialer, (iii) fra 40 til 50 vektprosent av én eller flere fler-verdige alkoholer som aerosoldannende materiale, og (iv) fra 5 til 8 vektprosent av et bindemiddel.

4. Substrat ifølge krav 3, karakterisert vedat det omfatter et sekvestreringsmiddel.

5. Substrat ifølge krav 3, karakterisert vedat bindemiddelet omfatter ett eller flere naturlig forekommende tobakkbmdemidler som er frigjort av et tverrbindingsdestabiliseringsmiddel. i

6. Sigarett,karakterisert vedat den omfatter: (a) et karbonholdig brenselelement som har en lengde på mindre enn 3 0 mm før røking, (b) et substrat som er anbragt på langs bak brenselelementet, hvilket substrat omfatter et ark- eller vevmateriale som substratbasis, hvilken basis har et film eller et belegg omfattende et stabilisert, aerosoldannende materiale omfattende en blanding av en flerverdig alkohol som aerosoldannende middel og et bindemiddel, der vektforholdet mellom aerosoldannende middel og bindemiddel varierer fra 15:3 til 97:3, og (c) et munnstykke.