RO106069B1 - Articol de fumat, cu mijloace imbunatatite pentru degajarea de substanțe aromate - Google Patents

Abstract

Articolul pentru fumat conține un element combustibil, un mijloc de generare a aerosolului, separat fizic si care include cel puțin un material care formează aerosoli, dispus in asa fel, incit sa primească căldură de Ia elementul combustibil, si un mijloc, separat, pentru furnizarea aerosolului (produs de mijlocul de generate a aerosolului) la fumător, care se caracterizează prin aceea ca conține un segment format dintr-o foita cu conținut de carbon, care conține cel puțin un odorant, iar segmentul este dispus longitudinal, in spatele mijlocului de generare a aerosolului, pentru a reduce migrarea odorantului spre alte parii componente ale articolului de fumat.

Description

Prezenta invenție se referă la articole de fumat având în general un element combustibil, un dispozitiv separat fizic de generare de aerosol și o piesă separată de introdus în gură, având mijloace îmbunătățite pentru a degaja una sau mai multe substanțe aromate către fumător, care mijloace conțin un material în formă de foiță cu conținut de carbon și așezat întro porțiune nearzătoare a articolului de fumat care poartă sau suportă ori conține în alt fel una sau mai multe substanțe aromate. In sensul folosit aici, termenul articol de fumat include țigarete, trabucuri, tutun pentru pipă și alte produse pentru fumat care generează un aerosol cum este fumul. Mai particular, prezenta invenție este orientată de preferință asupra unei foițe cu conținut de carbon, conținând de preferință tutun, foița fiind folosită ca cel puțin o porțiune a piesei de introdus în gură a unor asemenea articole pentru a purta substanțe aromate, în special substanțe aromate foarte volatile, ca mentolul.

Țigaretele, trabucurile și tutunul pentru pipe sunt formele cele mai populare ale articolelor de fumat. In decursul anilor au fost propuse numeroase produse de fumat și articole de fumat, ca îmbunătățiri sau alternative ale acestor forme populare de articole de fumat, în special țigarete.

Se cunosc astfel materiale de fumat cu înlocuitor de tutun, ca de exemplu în Brevetul SUA nr. 4079742. Două din asemenea materiale au fost introduse în Europa (Cytrel și NSM) în anii '70, ca înlocuitoare parțiale de tutun, dar nu au realizat un succes comercial de durată.

Alții au propus articole de fumat, în special țigări, bazate pe fenomenul de generare a unui aerosol sau de vapori, ca de exemplu, Brevetul SUA nr. 4714082.

După cunoștințele autorilor prezentei invenții, nici unul din articolele anterioare de fumat nu a realizat vreun succes co2 mercial semnificativ și nici unul din ele nu a fost vândut pe scară largă. Absența unor asemenea articole de fumat de pe piețe se crede că se datorează unor motive multiple, inclusiv generarea insuficientă dc aerosol, atât inițial, cât și în timpul utilizării produsului, gust prost, terminarea aromei datorită degradării termice a generatorului de fum și/sau a agenților de aromatizare, prezența unor cantități însemnate de produse de piroliză și de fum secundar și aspect neestetic.

Astfel, în pofida deceniilor de interes și de efort, încă nu există pe piață un articol de fumat care să furnizeze beneficiile, avantajele și plăcerile asociate cu fumatul fără să degaje cantități considerabile de produse de combustie incompletă și de piroliză.

Totuși, recent, în Brevetele Europene nr. 0174645 ; 0212234, ca și în Brevetul SUA nr. 4714082 sunt descrise articole de fumat, în special țigarete, care sunt capabile să furnizeze beneficiile, avantajele și plăcerile asociate fumatului, fără a degaja cantități apreciabile de produse de ardere incompletă sau de piroliză. Mijlocul îmbunătățit de degajare de substanțe aromate din prezenta invenție este deosebit de indicat spre a fi utilizat cu asemenea articole.

Articolele de fumat mentolate reprezintă un volum important al pieței totale. Intradevăr, aproape o treime din toate țigaretele produse sunt mentolate într-o oarecare măsură. Totuși, una din problemele majore ivite în cazul introducerii de mentol sau de alte substanțe aromate volatile și semivolatile în articolele de fumat este aceea că, substanțele aromate migrează de obicei spre alte componente ale articolului. Asemenea migrare este bine documentată în literatură, ca de exemplu: Brozinski M s.a.: Beitrăge zur Tabakforschung. International nr. 6 (1972) pp. 124-130.

La țigarete migrația are loc, fie că substanțele aromate sunt încorporate în tutun.

în filtru, în materialele de înfășurare, fie în materialele de ambalat (de exemplu folie mentolată). Rezultatul final al tuturor acestor utilizări este similar. în timpul depozitării are loc stabilirea unui nivel de echilibru al substanței aromate, materialul aromatizant migrând prin tot articolul de fumat și prin ambalajul asociat. Gradul de migrare depinde, printre altele, de presiunea de vapori a aromatizantului, de solubilitatea lui în diverșii componenți ai articolului, de condițiile de mediu, incluzând temperatura și umiditatea relativă, de rezistența la migrare a diverselor materiale (de exemplu, tutun, învelitoare, materialul de filtru, clei, etc.)

S-au făcut numeroase încercări de a rezolva problemele legate de migrare, dar ele au avut succese limitate. De exemplu, s-au utilizat diverse chimicale, ca de pildă substanțe nevolatile, nelegate chimic, pentru a reduce migrarea (de exemplu, complecși de Ztera-ciclodextrină și mentol, glucozide de mentol, amide de mentol, esteri, etc.) ca de exemplu, Brevetele SUA nr. 3426011; 3344796. în general, toți acești compuși au doar utilizări limitate din cauza prețului și din cauza mirosului slab al fumului produs.

S-a mai studiat utilizarea așa-numiților aromatizanți microcapsulați în diferitele locuri ale articolului de fumat.

Alții la rândul lor au înfășurat aromatizanți volatili în sisteme polimere, cum sunt filtrele de polietilenă lineară de joasă densitate și anorganice, de exemplu CaCOj, alumine, etc, și au așezat aceste materiale în formă de peleți sau fire ori particule în filtru sau în mijloacele de ambalare. Problemele în cazul acestor variante sunt acelea că migrarea are loc cu toate acestea (deși într-o formă controlată), că încărcăturile de aromatizanți necesari cu asemenea materiale sunt adesea foarte mari și prețul lor este prohibitiv și că ratele de degajare de aromatizanți sunt în medie mici, de obicei între 1...18% în greutate, raportat la nivelurile folosite.

S-a propus, de asemenea, și utilizarea carbonului în diverse componente ale țigaretelor, în particular, s-a utilizat carbon în mijloacele de înfășurare, ca material de umplutură și în sistemele de filtru pentru reducerea constituenților fumului în fază gazoasă, precum și pentru intoducerea aromatizanților în țigarete. Totuși, carbonul și, în speță, carbonul activat nu s-a dovedit a fi rentabil spre a fi utilizat drept suport al aromatizanților cum este mentolul, deoarece, printre alte motive, carbonul activat adsoarbe partea majoră a mentolului înainte de a-1 degaja către fumător. Pentru a compensa acest fenomen, materialul de carbon este în general saturat cu aromatizantul. Totuși, după cum s-a remarcat mai sus, aceasta duce la o migrare nedorită a aromatizantului spre alți componenți ai articolului de fumat. Vezi, de exemplu, Brevetul SUA nr. 3236244 în care se descrie utilizarea carbonului activat, atât pentru a îndepărta constituenții indezirabili din fum, cât și pentru a introduce agenți aromatizanți în acesta.

Brevetul SUA nr. 3972336 confirmă această problemă. Autorul dezvăluie blocarea porilor mici din carbonul activat cu un agent modificator de pori, cum este zaharoza. Agentul modificator de pori este arătat ca fiind utilizat în cantități astfel alese, încât porțiunile mai puțin retentive ale carbonului activat să nu fie blocate, ci să rămână disponibile pentru adsorbția aromatizantului. Se afirmă că aceasta mărește perioada de depozitare a articolului de fumat prin reducerea migrării aromatizantului, permițând totodată o degajare eficientă a aromatizantului în cursul fumatului. Totuși, se pare că are loc o migrare importantă, aproximativ de peste 40%. Drept rezultat, filtrele din carbon sau înfășurările din carbon nu au fost în general recomandate pentru articole de fumat men106069 s

tolate.

Prezenta invenție se referă, în general, la un articol de fumat având un element combustibil, un dispozitiv fizic separat generator de aerosol, o piesă separată de introdus în gură și un mijloc îmbunătățit pentru degajare de mentol și de alți aromatizanți volatili împreună cu aerosolul, fără o migrare apreciabilă a aromatizantului spre elementul combustibil sau spre alți componenți ai articolului de fumat. Mijlocul îmbunătățit de degajare de aromatizant constă dintr-o foiță cu conținut de carbon, așezat într-o porțiune nearzătoare a articolului de fumat, de exemplu, într-o parte a articolului care este dispusă longitudinal în urma elementului combustibil și este distanțat de elementul combustibil. Totuși, el are de preferință forma unui segment cilindric sau a unei plombe așezate între dispozitivul generator de aerosol și capătul de pus în gură al articolului de fumat.

De preferință, articolele de fumat care folosesc mijlocul îmbunătățit de degajare a aromatizantului sunt țigaretele care utilizează un element combustibil scurt, adică mai mic de aproximativ 30 mm în lungime, de preferință cărbunos. De preferință, mijlocul generator de aerosol este dispus longitudinal după elementul combustibil și se află în relație de schimb termic prin conductivitate cu elementul combustibil. Piesa de introdus în gură conține de preferință un segment de filtrare, de preferință unul cu eficiența relativ mică, astfel încât să se evite interferența cu degajarea de aerosol produs de către dispozitivul de generare a aerosolului. Mijlocul de generare a aromatizantului din prezenta invenție conține o foiță cu conținut de carbon, care poate fi folosit în porțiunile nearzătoare ale articolului de fumat, adică într-unul din componenții dispuși longitudinal în urma elementului combustibil sau în alt mod, într-o relație de distanțiere. De preferință, el este așezat între segmentul de filtrare și dispozitivul generator de aerosol. In unele variante preferate, mijlocul de degajare de aromatizant conține un segment de foiță rulată sau adunată sau pliată, cu conținut de carbon, de foaie de tutun, cu lungimea de aproximativ 5 ... 15 mm.

S-a dovedit că mijlocul îmbunătățit de degajare de aromatizant din prezenta invenție ajută la reducerea migrării de aromatizante, în special, de mentol și de alți aromatizanți volatili spre alți componenți ai articolului de fumat sau spre echipamentul folosit la fabricarea unor asemenea articole. Reducerea migrării spre sursa combustibilă este deosebit de importantă dat fiind mirosul secudar indezirabil ce poate rezulta din descompunere termică și piroliză aromatizanților prezenți în elementul combustibil arzând. Această reducere a migrării contribuie, de asemenea, la creșterea perioadei de depozitare a articolelor de fumat conținând aromatizanți volatili, cum este mentolul. S-a văzut de asemenea că aromatizanții sunt degajați ușor și uniform din foița cu conținut de carbon în timpul consumării articolului de fumat, iar gazele fierbinți de la dispozitivul generator de aerosol trec peste sau prin foiță. Se crede că temperaturi ceva mai ridicate decât cele ale aerosolului normal, de aproximativ 150°C, chiar după dispozitivul de generare a aerosolului, ajută la degajarea unor cantități uniforme de aromatizant în cursul vieții articolului de fumat. în afară de aceasta, articolele de fumat utilizând foița cu conținut de carbon drept un component al piesei de introdus în gură asigură o asemenea migrare redusă în degajarea uniformă de aromatizanți fără o reducere substanțială în degajarea de alți componenți de aerosol, de exemplu, glicerina, apă și altele similare. Cu alte cuvinte, eficiența de filtrare a foiței cu conținut de carbon este substanțial mai mică decât a altor materiale de filtru din țigarete, cum este firul de acetat de celuloză. Lucrul acesta este important pentru menținerea degajării dorite a aerosolului produs de articolele de fumat din prezenta invenție.

Materialul preferat de foiță cu conținut de carbon din prezenta invenție acționează și ca un reducător de căldură care ajută la micșorarea temperaturii aerosolului percepută de fumător și ajută, de asemenea, la prevenirea degradării nedorite sau a topirii materialului de filtru.

Articolele de fumat preferate utilizând mijlocul îmbunătățit de degajare de aromatizant în conformitate cu prezenta invenție sunt capabile să degaje cel puțin 0,6 mg aerosol, exprimat în material umed total, în formă de particule (M.U.T.P.), în primele trei aspirații fumându-se în condiții de fumat FTC, care constau în 35 ml aspirații cu durata de 2 s, separate prin 58 s de ardere înnăbușită. Variantele invenției sunt capabile sâ degaje 1,5 mg sau mai mult aerosol în primele trei aspirații. Variantele optime ale invenției sunt capabile să degaje 3 mg sau mai mult aerosol în primele trei aspirații, fumându-se în condiții de fumat FTC. în afară de aceasta, variante preferate ale invenției degajă o medie cel puțin 0,8 mg (M.U.T.P.) la o aspirație, timp de cel puțin șase aspirații, de preferință cel puțin zece aspirații, în condiții de fumat FTC.

' A

In afară de avantajele mai sus-menționate, articolele de fumat preferate din prezenta invenție sunt capabile să asigure un aerosol care din punct de vedere chimic simplu, constă în esență din aer, oxizi de carbon, apă și generator de aerosol, unele aromatizante dorite sau alte materiale volatile dorite și urme de alte materiale. De preferință, aerosolul nu are nici o activitate mutagenică semnificativă, măsurată prin testul Ames. în afară de aceasta, articolele preferate pot fi făcute în mod virtual lipsite de cenușă, așa că fumătorul nu mai trebuie să îndepărteze s

cenușa în timpul fumatului.

în sensul folosit aici și numai în scopurile acestei cereri de brevet, aerosolul este definit să includă vapori, gaze, particule și altele similare, atât vizibile, cât și invizibile, iar în special, acele componente percepute de fumător drept asemănătoare fumului, generate prin acțiunea căldurii de elementul combustibil arzând asupra substanțelor conținute în mijlocul de generare a aerosolului sau în altă parte din articolul de fumat.

în sensul folosit aici, expresia relație de schimb termic prin conductivitate este definită ca un aranjament fizic al mijlocului generator de aerosol și al elementului combustibil, în care căldura este transferată prin conducție de la elementul combustibil arzând la mijlocul generator de aerosol în esență în cursul perioadei de ardere a elementului combustibil. Relația de schimb termic prin conductivitate poate fi realizată așezând mijlocul generator de aerosol în contact cu elementul combustibil și astfel în imediata apropiere a porțiunii arzânde a elementului combustibil și/sau utilizând o piesă conductivă pentru a transfera căldură de la elementul combustibil arzând la mijlocul generator de aerosol. De preferință, sunt folosite ambele metode de a asigura transfer termic conductiv.

în sensul utilizat aici, termenul cu conținut de carbon înseamnă în primul rând că conține carbon.

în sensul utilizat aici, termenul piesă izolatoare se aplică la toate materialele care acționează în primul rând ca izolatori. De preferință, aceste materiale nu ard în cursul utilizării, dar ele pot include carbon cu ardere lentă și materiale similare, precum și materiale care se topesc în cursul utilizării, cum sunt fibrele de sticlă cu punctul de topire scăzut. Izolatorii corespunzători au o conductivitate termică exprimată în gcal (sec.)(cm²)(°C/cm) mai mică de aproximativ 0,05, de preferință mai mică de aproximativ 0,02, în mod preferențial mai mică de aproximativ 0,005.

In cele ce urmează se prezintă articolele de fumat care utilizează mijlocul îmbunătățit de degajare de aromatizanți, conform invenției, în legătură cu fig. 1 ... 5, care, reprezintă:

- fig. 1, reprezintă o secțiune longitudinală a unei țigarete utilizând mijlocul îmbunătățit de degajare de aromatizanți;

- fig. 2, reprezintă o configurație preferată a canalelor pentru elementul combustibil, văzută de la capătul de ardere;

- fig. 3, reprezintă rezultatele studiului de migrare care are loc în țigaretele cu și fără foița cu conținut de carbon din prezenta invenție;

- fig. 4, prezintă schematic o metodă de modelare a foiței cu conținut de carbon într-un segment cilindric de forma unei plombe de filtrare;

- fig. 5, prezintă un sistem în formă de con dublu utilizat pentru a aduna sau a plia materialul în forma plombei de filtrare.

în conformitate cu prezenta invenție, se oferă un mijloc îmbunătățit de degajare de aromatizanți spre a fi folosit în articole de fumat. Mijlocul de degajare de aromatizanți este deosebit de indicat pentru articole de fumat având un mic element combustibil, un mijloc fizic separat, generator de aerosol și o piesă separată de introdus în gură.

în general mijlocul îmbunătățit de degajare de aromatizanți constă dintr-o foiță cu conținut de carbon, formată în mod tipic prin adăugare de cărbune (activat, neactivat sau amestecuri ale acestora) la pastă obișnuită de hârtie, cum este pasta de lemn sau fibrele de in și/sau pasta din tulpini de tutun. Acest material este modelat apoi în forma unei foi prin tehnici convenționale de fabricare a hârtiei.

io

Deși porozitatea foiței cu conținut de carbon poate varia între limite largi, este preferabil să aibă o porozitate inerentă cuprinsă între aproximativ 100 și 250 unități CORESTA și o porozitate netă mai mare decât aproximativ 150 unități CORESTA, de preferință, între 300 și 30000 unități CORESTA. Porozitatea netă se realizează asigurând găuri cu ajutorul unor dispozitive mecanice, electrostatice sau cu laser și/sau prin despicarea foiței. Foițele având o porozitate în acest domeniu sunt deosebit de avantajoase, întrucât aceasta permite încărcarea unor cantități mai mari de aromatizante în foița cu conținut de carbon printr-un mecanism adsorbtiv și/sau absorbtiv și deoarece suprafața totală a mijlocului de degajare de aromatizante poate fi mult crescută, tară a crește eficiența de filtrare a foiței cu conținut de carbon.

Conținutul de carbon al foiței poate varia între limite largi, depinzând de un număr de factori incluzând tipul și cantitatea de carbon și/sau aromatizant utilizat, poziția foiței cu conținut de carbon în articolul de fumat și forma sau configurația foiței. în general, conținutul de carbon poate varia între aproximativ 5 și 75% în greutate din foiță, de preferință între aproximativ 10 și 40%, cel mai de preferat între aproximativ 15 și 30%. Deși se pot utiliza cantități mai mari de carbon, foițele conținând mai mult de aproximativ 75% în greutate carbon ridică îngrădiri la fabricarea hârtiei, cât și îngrădiri ale caracteristicilor hârtiei, de exemplu rezistența la întindere, formare excesivă de praf și probleme înrudite.

Cu toate că se poate folosi, atât cărbune activat, cât și cărbune neactivat, drept componentă de carbon a foiței, este preferat cărbunele activat. După cum știu bine cei de specialitate, există o multitudine de sorturi de cărbune activ disponibile in comerț și care pot fi utilizate în conformitate cu cele arătate în prezenta invenție.

Există astfel cărbune activ pe bază de cărbune de lemn și pe bază de coji de cocos, care se pot procura din diferite surse. Un cărbune activ deosebit de preferat, unul pe bază de coji de cocos, este PCB produs de Calgon Carbon Corporation, Pittsburgh, Pennsylvania. Acest carbon special poate fi pulverizat în multiple dimensiuni. Deși se pot folosi mai toate dimensiunile de particule pentru foiță, în conformitate cu prezenta invenție, domeniul preferat de mărimi este cuprins între aproximativ 250 și 600 mesh SUA.

După cum își dau seama cei de specialitate, în foiță se pot încorpora și alte materiale adsorbtive/absorbtive în locul componentei de carbon a foiței sau împreună cu această componentă de carbon. Asemenea materiale includ cărbunele vegetal, silicagelul, zeoliții, perlita, sepiolitul, alumina activată, silicații de magneziu și altele similare.

După cum s-a menționat mai sus, foița cu conținut de carbon poate fi obținută utilizând pastă de hârtie obișnuită. De preferință, ea este făcută dintr-un amestec de pastă de lemn și o pastă preparată din tulpini de tutun. Componenta de carbon a foiței se adaugă în general la o pastă, iar amestecul acestora este modelat într-o foaie folosind mașini convenționale de fabricat hârtia. Foița preferată este o folie de tutun cu conținut de carbon, preparată prin încorporarea cantității dorite de carbon în pasta de hârtie de tutun folosită la fabricarea hârtiei de tutun Kimberl-Clark cu denumirea P144185-GAPF. Hârtia P144-185-GAPF nemodificată include aproximativ 60% tutun, în principiu, sub formă de tulpini de tutun burley uscat în coș și 35% pastă de lemn de esență moale (raportat la greutatea în stare uscată a materialului). Conținutul de umiditate al materialului în formă de folie nemodificat este cuprins de preferință între aproximativ 11 și 14%. Materialul are o rezistență la întindere în stare uscată de aproximativ 1600 până la aproximativ 3300 g/țol și o greutate în stare uscată de aproximativ 38 până la aproximativ 44 g/m². Materialul este produs folosind un procedeu convențional de fabricare a hârtiei, inclusiv adăugarea de aproximativ 2% glicerină sau alt umectant, aproximativ 1,8% carbonat de potasiu, aproximativ 0,1% aromatizanți și aproximativ 1% dintr-un agent de încleiere din comerț. Agentul de încleiere este disponibil în comerț sub denumirea de Aquapel 360 XC Reactive Size, de la Hercules Corp., Wilmington, Delaware.

Aromatizanții pot fi încorporați în/sau pe foița cu conținutul de carbon prin mai multe metode, cum ar fi pulverizarea, imersarea, vopsirea, depunerea de vapori și altele similare. De preferință, aromatizantul este aplicat pe foaie printr-o tehnică de depunere din stare de vapori. Depunerea în stare de vapori este o tehnică ce constă în încălzirea aromatizantului până la un punct când devine foarte volatil și trecerea sau contactarea foiței cu conținut de carbon cu vaporii o perioadă de timp suficientă pentru a permite absorbția/adsorbția cantității dorite de aromatizant pe foița cu conținut de carbon. O tehnică preferată de depunere de vapori constă în punerea în contact a foiței cu conținut de carbon cu un material a cărui afinitate pentru aromatizant să fie mai mică decât cea a foiței cu conținut de carbon din prezenta invenție.

O altă metodă preferată pentru aplicarea aromatizantului pe foiță constă în imprimarea aromatizantului. în general, imprimarea constă în trecerea foiței pe un tambur care se rotește printr-o baie conținând aromatizanții corespunzători.

Alte metode de aplicare a aromatizanților pe carbon, fie înainte, fie după încorporarea lui în foiță sunt evidente pentru cei de specialitate.

Un mare număr de aromatizanți se pot utiliza în punerea în practică a prezentei invenții, cum sunt: mentolul, vanilina, cafeaua artificială, extractele de tutun, nicotină, sărurile de nicotină, cofeină, băuturile alcoolice, untul de cacao și alți agenți care conferă aromă aerosolului produs de articolul de fumat. Alți aromatizanți care pot fi utilizați includ pe cele enumerate în articolul Leffingwell et al. Tobacco Flavorings for Smoking Products R.J. Reynolds Tobacco Comp.(1972).

Cantitatea de aromatizant impregnată sau adusă în alt mod pe foiță poate varia între limite largi, depinzând de tipul de aromatizant, încărcătura de aromatizant, conținutul de carbon al foiței, activitatea carbonului, poziția foiței în articolul de fumat, modul în care este rulată, pliată, adunată foița în articolul de fumat sau este aranjat în așa fel, precum și de alți factori similari. De pildă, dacă se utilizează un aromatizant puternic ca alfaionona, sunt de dorit cantități mici, cam de 0,00001% din greutatea foiței. Când aromatizantul este mentolul, cantitatea lui poate varia între 0,001% până la saturație. în articolele de fumat preferate, ca cele descrise la exemplul 1, cantitatea de mentol încorporată în foița cu conținut de carbon este cuprinsă între aproximativ 3 și 6%, cel mai de preferat între aproximativ 4 și 5%.

Așa cum s-a menționat mai sus, în unele variante preferate, foița cu conținut de carbon este așezată între dispozitivul generator de aerosol și un filtru de la capătul de introdus în gură și are de preferință forma unei plombe filtrante cilindrice. Foița poate fi adusă în formă cilindrică sau altă formă corespunzătoare prin tehnici convenționale de făcut plombele filtrante, cum sunt dispozitivele obișnuite de făcut plombe pentru țigarete utilizate pentru confecționarea firului de acetat de celuloză.

Fig. 4 ilustrează un mod de modelare a foiței cu conținut de carbon în forma plombei filtrante. Așa cum se vede schematic în fig. 4, o rolă 1 de foiță cu conținut de carbon aromatizant 2 este desfășurată și trasă într-un con de preformare 3 care adună sau pliază foița 2 într-o formă cilindrică adecvată pentru a trece în dispozitivul cilindric de făcut plombe. Se pot prelucra două sau mai multe foi cu conținut de carbon cu proprietăți diferite, aromatizanți diferiți, de exemplu, având diverse conținuturi de carbon, aromatizanți etc., separat sau simultan, producând un mijloc de degajare de aromatizant cu mai multe segmente sau mai multe straturi. Acest cilindru modelat 4 primește o învelitoare din hârtie 5 și combinația este tăiată la lungimea dorită 6 folosind o lamă 7. înainte de a intra în garnitură, pe una din muchiile hârtiei înfășurătoare 5 se aplică o bordură continuă de adeziv, prin intermediul unui dispozitiv de aplicare. Când aceste componente trec prin garnitură, cilindrul modelat 4 este comprimat mai departe într-o bară cilindrică în secțiune, fiind în același timp înfășurat în hârtie 5. Când bordura de adeziv vine în contact cu secțiunea suprapusă a barei înfășurate, ea este izolată printr-o baretă de izolare. Această bară cilindrică fără sfârșit este tăiată apoi la lungimea corespunzătoare 6 cu ajutorul unui cuțit 7.

într-o altă variantă se preferă sistemul cu con dublu ilustrat în fig. 5 în locul conului simplu 3. Sistemul conține un con într-un con ca aparat de preformare. Foița cu conținut de carbon este alimentată întrun spațiu inelar între conuri într-o stare lipsită de tensiune, astfel ca în punctul de intrare foița să se înfășoare în jurul porțiunii radiale a conului interior. Conurile pot fi mișcate unul față de celălalt pentru a realiza uniformitatea de rezistență dorită a segmentului cilindric.

Deși nu este esențial pentru confecționarea unor segmente cilindrice, din foița cu conținut de carbon aromatizat, materialul se pretează la adăugare de aromatizant înainte de a fi modelat în segmentul cilindric. Două asemenea tratamente ilustrate în fig. 4, pot include o pereche de role cu șanțuri 8 utilizate pentru încrețire și un aplicator de lichid utilizat 9 pentru tratamentul de suprafață al foiței, de exemplu, un mentol, glicerină sau alți aromatizanți sau agenți de umectare.

In variantele preferate, în care foița cu conținut de carbon este interpus între dispozitivul de generare de aerosol și filtrul de la capătul de introdus în gură în forma unui segment sau plombă cilindrică, lungimea segmentului de foiță cu conținut de carbon aromatizat variază în general cu tipul de aromatizant utilizat și cu cantitatea lui. Pentru țigaretele utilizând piesa de introdus în gură descrisă în exemplul 1, segmentul de material de foiță cu conținut de carbon are lungimea cuprinsă între aproximativ 5 și 30 mm, de preferință între aproximativ 5 și 15 mm, iar optim de aproximativ 10 mm lungime.

Din punct de vedere al performanței și/sau al esteticii, rezistența segmentului de foiță cu conținut de carbon aromatizat folosit în conformitate cu prezenta invenție poate varia între limite largi. Totuși, este de dorit să se aibă un segment care are tușeul și fermitatea unei țigarete care folosește filtre convenționale de acetat de celuloză.

Căderea de presiune globală a articolelor de fumat utilizând mijlocul îmbunătățit de degajare de aromatizante în conformitate cu prezenta invenție este, de preferință, similară sau mai mică decât la alte țigarete. Căderea de presiune a foiței cu conținut de carbon și a materialului filtrant în piese de introdus în gură variază în funcție de căderea de presiune din capătul din față al articolului de fumat. Pentru articole de fumat preferate, cum sunt cele descrise la exemplul 1, căderea de presiune va fi în general mai mică decât la plombele convenționale de țigarete în mod normal, în domeniul cuprins aproximativ între 0,1 și 6,0 cm col. dc apă/cm lungime a filtrului, de preferință între aproximativ 0,5 și 4,5 cm col. de apă/cm lungime de filtru, iar cel mai de preferat între aproximativ 0,7 și aproximativ 1,5 cm col. de apă/cm lungime de filtru. Căderea de presiune în filtru este căderea de presiune în cm coloană de apă când 1050 cm³ aer/min, se trec printr-o plombă filtrantă. Aceste căderi de presiune pot fi normalizate la unitatea de lungime a plombei filtrante, împărțind căderea de presiune la lungimea reală a filtrului.

Un articol de fumat preferat este ilustrat în fig. 1. Referindu-se la fig. 1, se prezintă o țigaretă având un mic element combustibil cu conținut de carbon 10 cu o multitudine de canale 11 care îl străbat, de preferință aproximativ 13 dispuse în modul arătat în fig. 2. O altă variantă preferată utilizează un element combustibil având 11 canale similare ca aranjament celor din fig. 2, dar cu numai cinci canale centrale dispuse în formă de X. Acest element combustibil este format dintr-un amestec extrudat de carbon (de preferință, din hârtie cii conținut de carbon), sodiu-carboximetilceluloză (SCMC) ca liant, K₂CO₃ și apă, așa cum se descrie în cererile de brevet din stadiul tehnicii.

Periferia elementului combustibil 10 este încercuită de o manta de fibre izolatoare 16, cum sunt fibrele de sticlă.

O capsulă metalică 12 se suprapune peste o porțiune din capătul de pus în gură al elementului combustibil 10 și cuprinde mijlocul de generare de aerosol care conține un material de substrat 14 ce poartă unul sau mai multe materiale care formează aerosol. Substratul poate fi în formă de particule în formă de bară sau în altă formă arătată detaliat în stadiul cunoscut al tehnicii.

Capsula 12 este înconjurată de o rolă de umplutură de tutun 18. Două canale în formă de perforație 20 sunt prevăzute la capătul de introdus în gură al capsulei în centrul tubului încrețit.

La capătul de introdus în gură al rolei de tutun 18 este o piesă 22 de introdus în gură, de preferință conținând un segment cilindric de foiță cu conținut de carbon aromatizat 24 conform acestei invenții și un segment de fibre termopiastice nețesute 26 prin care aerosolul trece spre fumător. Articolul, sau porțiuni ale lui, este înfășurat cu unul sau mai multe straturi de hârtie de țigaretă, 30 ... 36.

Așa cum s-a menționat mai sus, foița cu conținut de carbon poate fi așezată în una sau mai multe din celelalte componente nearzătoare ale articolului de fumat. De pildă, materialul poate fi mărunțit și inclus în rola de tutun ca o parte a ei sau ca iotalitatea ei, sau poate fi utilizat ca unul sau mai multe din învelișurile nearzâtoare utilizate pentru a combina diversele componente ale articolului de fumat.

La aprinderea țigaretei de mai sus, elementul combustibil arde, generând căldura utilizată pentru a volatiliza materialul aromatizant al tutunului și eventualele substanțe adiționale care formează aerosolul din dispozitivul generator de aerosol și din rola de tutun. Deoarece elementul combustibil preferat este relativ scurt, conul de ardere fierbinte este întotdeauna închis față de mijlocul generator de aerosol care mărește transferul de căldură spre mijlocul generator de aerosol și rola de tutun, cât și producția rezultantă de aerosol și arome de tutun, în special, când se utilizează piesa preferată de conducere a căldurii. Gazele fierbinți, aerosolul și aroma de la dispozitivul generator de aerosol și rola de tutun, încălzesc materialul de foiță cu conținut de carbon aromatizat din această invenție, care degajă aromatizanții conținuți.

Datorită dimensiunii mici și caracteristicilor de ardere ale elementului combustibil, de obicei elementul de ardere începe să ardă practic pe toată lungimea lui expusă în decurs de câteva aspirații. Astfel, porțiunea de element de combustie învecinată cu generatorul de aerosol devine repede fierbinte, ceea ce mărește semnificativ transferul termic către generatorul de aerosol și rola de tutun, în special în cursul aspirațiilor prime și medii. Deoarece elementul combustibil preferat este atât de scurt, niciodată nu există o secțiune lungă de combustibil nearzând care să acționeze în sensul coborârii temperaturii, așa cum se întâmplă de obicei în articolele cu aerosol termal anterioare. Aceasta la rândul ei mărește temperatura la care este expus materialul cu conținut de carbon aromatizant și se crede că aceasta mărește degajarea de aromatizant din componenta de carbon a foiței. Totuși, din cauză că substanțele generatoare de aerosol și aromatizantul din foița cu conținut de carbon sunt separate fizic de elementul combustibil, ele sunt expuse la temperaturi considerabil mai joase decât cete generate de combustibilul arzând, minimizând astfel posibilitatea degradării termice a aromatizanților și a substanțelor care formează aerosol.

în variantele preferate, elementul combustibil cărbunos, scurt, piesa conducătoare de căldură și piesa izolatoare cooperează cu generatorul de aerosol și rola de tutun, furnizând un sistem care este capabil să producă cantități substanțiale de aerosol, aromatizanți de tutun și aromatizant din foița cu conținut de carbon, în principiu la fiecare aspirație. Strânsa apropiere a conului de ardere de generatorul de aerosol și rola de tutun după câteva aspirații, împreună cu piesa de izolare, duc la o intensă degajare de căldură atât în timpul aspirației, cât și în cursul unei perioade relativ lungi de ardere înăbușită între aspirații.

In general, elementele combustibile care pot fi folosite în variantele preferate au un diametru nu mai mare de cel al țigaretei (adică, mai mic sau egal cu 8 mm) și în general au lungimea mai mică decât aproximativ 10 mm înainte de fumat. In mod avantajos, elementul combustibil are lungimea de aproximativ 15 mm, de preferință aproximativ 10 mm sau mai puțin. în mod avantajos, diametrul elementului combustibil este cuprins între aproximativ 2 și 8 mm, de preferință între aproximativ 4 și 6 mm. Densitatea elementelor combustibile utilizate aici pot varia în general între aproximativ 0,7 g/cm³ și aproximativ 1,5 g/cm³. De preferință, densitatea este mai mare de aproximativ 0,85 g/cm³.

Materialul preferat utilizat pentru modelarea elementelor combustibile este carbonul. De preferință, conținutul de carbon al acestor elemente combustibile este cel puțin de 60 ... 70%, cel mai de preferat aproximativ 80% sau mai mult, în greutate. Elementele combustibile cu un conținut ridicat de carbon sunt preferate, deoarece ele dau o piroliză minimă și un minim de produse de combustie incompletă, nu dau deloc sau foarte puțin fum secundar vizibil și cenușă minimă, având și o mare capacitate termică. Totuși, se poate utiliza un conținut de carbon mai mic în elementele combustibile, de exemplu, aproximativ 50 ... 60% în greutate, în special, când se utilizează o cantitate minoră de tutun, extract de tutun sau o umplutură inertă nearzătoare. Elementele combustibile preferate sunt descrise mai amănunțit în cererile de brevet din stadiul tehnicii.

Mijlocul generator de aerosol utilizat în punerea în practică a acestei invenții este separat fizic de elementul combustibil. Prin separat fizic se înțelege că, substratul, recipientul sau camera care conține materiale generatoare de aerosol nu sunt amestecate cu elementul combustibil sau cu o parte a lui. Acest aranjament ajută la reducerea sau eliminarea degradării termice a substanței ce dă aerosolul și prezența fumului secundar. Deși nu este o parte a elementului de combustie, mijlocul generator de aerosol se sprijină de preferință, este legat de sau este altfel învecinat cu elementul combustibil, așa încât combustibilul și mijlocul generator de aerosol se află în relație de schimb termic conductiv. De preferință, relația de schimb termic conductiv se realizează prin asigurarea unei piese conductive, cum este o folie metalică retrasă de capătul luminos al elementului combustibil, care conduce sau transferă eficient căldura de Ia elementul combustibil arzând spre mijlocul generator de aerosol.

Mijlocul generator de aerosol este distanțat de preferință la nu mai mult de 15 mm de capătul arzând al elementului combustibil. Mijlocul generator de aerosol poate avea o lungime ce variază între aproximativ 2 mm și aproximativ 60 mm, de preferință între aproximativ 5 mm și aproximativ 40 mm, iar cel mai de preferat între aproximativ 20 mm și 35 mm. Diametrul mijlocului generator de aerosol poate varia între aproximativ 2 mm și aproximativ 8 mm și este de preferință de aproximativ 3 până la· 6 mm.

De preferință, mijlocul generator de aerosol include unul sau mai multe materiale termic stabile, care poartă una sau mai multe substanțe dătătoare de aerosol. în sensul utilizat aici, un material termic stabil este un material capabil să reziste la temperaturi ridicate, totuși controlate, de exemplu, între aproximativ 400°C și aproximativ 600°C, care pot exista eventual în apropierea combustibilului fără descompunere semnificativă sau ardere. Utilizarea unui asemenea material pare să ajute la menținerea chimismului simplu de fum al aerosolului, după cum arată testul Ames de activitate în variantele preferate. Deși nu sunt preferate, alte mijloace generatoare de aerosol, cum sunt microcapsulele care se rup la căldură sau substanțele ce dau aerosol solid, se includ și ele în sfera acestei invenții, cu condiția să fie capabile să degaje suficienți vapori ce dau aerosol.

Materialele termic stabile care se pot utiliza ca purtător sau substrat pentru substanța ce dă aerosol sunt bine cunoscute celor de specialitate. Purtători utili trebuie să fie poroși și să fie capabili să rețină un compus ce dă aerosol degajând vapori ce pot da aerosol prin încălzirea combustibilului. Materiale termic stabile utile includ cărbuni adsorbanți, cum sunt cărbunii poroși, grafitul, cărbunii activați sau. neactivați și altele similare, cum sunt PC-25 și PC-60 furnizate de Union Carbide Corp., precum și carbonul SGL livrat de Calgon Carbon, Corp. Alte materiale corespunzătoare includ solide anorganice, cum sunt ceramicele, sticla, alumina, vermiculitul, argilele, ca bentonită sau amestecuri ale acestora. Substraturile din carbon și alumină sunt preferate.

Un substrat din alumină deosebit de util este o alumină cu aria superficială mare (aproximativ 280 m²/g), cum este alumina livrată de Davison Chemical Division of W.R. & Co. sub denumirea SMR-14-1896. Această alumină (-14 ... +20 mesh SUA) este de preferință sinterizată timp de aproximativ 1 h la o temperatură ridicată, adică mai mare de 1000°C, de preferință între aproximativ 1400 și 1550°C, urmând o spălare adecvată și uscare, înainte de utilizare.

Substanța sau substanțele ce dau aerosol utilizate în articolele din prezenta invenție trebuie să fie capabile să formeze aerosol la temperaturile prezente în mijlocul generator de aerosol prin încălzire de către elementul combustibil. Asemenea substanțe sunt de preferință de natură diferită de a tutunului, substanțe care formează aerosoli neapoși și sunt compuse din carbon, hidrogen §i oxigen, dar pot include și alte materiale. Asemenea substanțe pot fi în formă solidă, semisolidă sau lichidă. Punctul de fierbere sau de sublimare a substanțelor și/sau a amestecurilor de substanțe poate ajunge până la aproximativ 500°C. Substanțele având asemenea caracteristici includ: alcooli polihidrici ca glicerine, trietilenglicolul și propilenglicolul, precum și esterii alifatici ai mono-, bi- sau policarboxilici, cum sunt metil-stearatul, dimetil-dodecandioatul, dimetil-tetradecandioatul și altele.

Substanțele preferate care formează aerosoli sunt alcooli polihidrici sau amestecuri de polialcooli. Substanțele preferate care formează aerosoli sunt selecționate dintre glicerina, trietilen-glicol și propilengiicol.

Când un material de substrat este utilizat ca un purtător, substanța care formează aerosol poate fi dispersată prin orice tehnică cunoscută pe sau în substrat, într-o concentrație suficientă pentru a pătrunde sau a acoperi materialul. De exemplu, substanța care formează aerosolul poate fi aplicată ca atare sau într-o soluție diluată prin imersare, pulverizare, depunere din stare de vapori sau tehnici similare. Componente, care formează aerosoli, solide pot fi amestecate cu materialul de substrat și distribuite uniform în el, înainte de formarea substratului final.

Dacă încărcarea substanței care formează aerosol variază de la un purtător la altul și de la o substanță generatoare de aerosol la alta, cantitatea de substanțe lichide care formează aerosoli poate varia în general de la aproximativ 20 mg la aproximativ 140 mg, iar de preferință de la aproximativ 40 mg la aproximativ 110 mg. Pe cât posibil, cât mai mult din generatorul de aerosol purtat de substrat să fie furnizat fumătorului sub formă de M.U.T.P. De preferință, peste aproximativ 2% în greuta106069

2J te, de preferat peste aproximativ 15% în greutate și optim peste aproximativ 20% în greutate din generatorul de aerosol purtat pe substrat este furnizat fumătorului ca M.U.T.P.

Dispozitivele generatoare de aerosoli mai pot include unul sau mai mulți agenți aromatizanți volatili, ca mentolul, vanilina, cafeaua artificială, extractele de tutun, nicotină, cofeina, băuturile alcoolice și alți agenți care conferă aromă aerosolului. Ele mai pot include alte materiale dorite, volatile, solide sau lichide cum sunt cele descrise în Leffingwell et al. Tobacco Flavorings for Smoking Products (1972). într-o altă alternativă, acești agenți facultativi pot fi așezați în piesa de introdus în gură sau în încărcătura de tutun.

Un mijloc generator de aerosol deosebit de preferat conține substratul mai-sus menționat de alumină conținând extract de tutun uscat prin pulverizare, acid levulinic sau pentaacetat de glucoză, unul sau mai mulți agenți aromatizanți și un generator de aerosoli, ca de exemplu glicerina.

Se poate folosi o încărcătură de tutun în aval de elementul de combustie. în asemenea cazuri, vapori fierbinți sunt antrenați prin tutun pentru a extrage și distila componentele volatile din tutun, fără ardere sau piroliză substanțială. Astfel, fumătorul primește un aerosol care conține mirosurile și aromele tutunului natural fără numeroase produse de combustie produse de o țigaretă convențională.

Materialul conductor de căldură utilizat în variantele preferate ca un recipient pentru mijlocul generator de aerosol este în mod tipic o folie metalică, ca una de aluminiu, cu grosimea variabilă de la sub aproximativ 0,01 mm și aproximativ 0,1 mm sau mai mult. Grosimea și/sau tipul de material conductiv poate varia (de exemplu, Grafoil, de la Union Carbide) pentru a realiza gradul dorit de transfer termic.

Așa cum se vede în varianta ilustrată în fig. 1, piesa conductivă de căldură de preferință contactează sau se suprapune peste partea din spate a elementului combustibil și poate forma recipientul sau capsula care închide substratul producător de aerosol din prezenta invenție. De preferință, piesa conducătoare de căldură nu se extinde mai mult decât peste aproximativ o jumătate din lungimea elementului combustibil. Mai de preferat, piesa conducătoare de căldură se suprapune peste sau vine în contact cu nu mai mult de aproximativ 5 mm, de preferință 2 ... 4 mm de pe partea de spate a elementului combustibil. Piesele retrase preferate de acest tip nu interferă cu caracteristicile de aprindere sau de ardere ale elementului combustibil. Asemenea piese ajută Ia stingerea elementului combustibil după se s-a consumat până la punctul de contact cu piesa conductoare, acționând ca o capcană de căldură. Aceste piese, de asemenea, nu ies în evidență la capătul arzând al articolului nici după ce elementul combustibil s-a consumat.

Piesele izolatoare folosite în articolele de fumat preferate sunt formate de preferință ca o manta rezilientă, din unul sau mai multe straturi dintr-un material izolator. în mod avantajos, această manta este de cel puțin 0,5 mm grosime, de preferință de cel puțin 1 mm grosime. De preferință, mantaua se extinde peste mai mult de aproximativ o jumătate, dacă nu chiar peste toată lungimea elementului combustibil. Mai de preferat, ea se extinde practic peste toată periferia externă a elementului combustibil și a capsulei pentru dispozitivul generator de aerosol. Așa cum se vede la varianta din fig. 1, se pot utiliza diferite materiale pentru a izola aceste două componente ale articolului.

Materialele izolatoare curente, preferate, în special, pentru elementul combustibil, sunt fibre ceramice, ca fibrele de sticlă. Fibrele de sticlă preferate includ materialele experimentale produse de OwensComing of Toledo, Ohio, sub denumirea de C GLASS S-158, 6432 și 6437. Pot fi, de asemenea, utilizate și alte materiale izolatoare corespunzătoare, de preferință materiale anorganice necombustibile.

Pentru a maximiza degajarea de aerosol, care altfel ar putea fi, diluat prin infiltrare radială (din afară) de aer prin articol, se poate utiliza o hârtie neporoasă de la mijlocul generator de aerosol la căpătui de introdus în gură.

Hârtii, ca cele cunoscute în industria de țigarete și/sau de hârtie pot fi folosite pentru diverse efecte funcționale. Hârtiile preferate utilizate în articolele din prezenta invenție includ hârtia RJR Archer’s 8817234, RJR Archer’s 8-0560-36 Tipping (pentru dactilografiat) cu hârtie Lip Release, Ecusta’s 646 Plug Wrap și ECUSTA 30637-801-12001 produsă de Ecusta o. Piagah Forest, NC și hârtiile Kimberley-Clark Corporation Pl768-182, P780-63-5, P850-186-2, P1487-184-2 și P 850-1487-125. De preferință, filtrul este prevăzut cu o serie de găuri așezate la aproximativ 23 mm de capătul de introdus în gură al articolului de fumat pentru a asigura diluarea cu aproximativ 22% aer.

Aerosolul produs de articolele de fumat preferate din prezenta invenție este simplu chimic, constând în esență din aer, oxizi de carbon, aerosol incluzând dinainte aromatizante dorite sau alte materiale volatile dorite, apă și urme de alte materiale. M.U.T.P. produs de articolele preferate din această invenție nu are acțiune mutagenică, după cum arată testul Ames, adică nu există o relație semnificativă de răspuns la doză între M.U.T.P. produs de articolele de fumat preferate din prezenta invenție și numărul de revertanți care apar în microorganismele expuse la ase26 menea produse, în testele standard. în conformitate cu propunerile din testul Ames, un răspuns dependent de două, semnificativ indică prezența de materiale mutagcnice în produsele testate. (Vezi Ames et al.: Mut. res. 31:347-364; Nagao et al., Mut. res. 42:335 (1977)).

Un alt avantaj al variantelor preferate ale prezentei invenții este lipsa relativă de cenușă produsă în timpul utilizării, în comparație cu cenușa de la alte țigarete. Pe măsură ce elementul combustibil preferat din carbon este ars, el este transformat în esență în oxizi de carbon, cu formare relativ mică de cenușă și astfel nu se simte nevoia depozitării cenușii atunci când se folosesc articolele de fumat din prezenta invenție.

Utilizarea mijlocului îmbunătățit de degajare de aromatizanți din prezenta invenție în țigarete va fi ilustrată în cele ce urmează cu referire la exemplele de mai jos, care toate ajută la înțelegerea prezentei invenții, dar care nu trebuie interpretate ca o îngrădire a ei. Toate procentajele menționate în text sunt procente în greutate, dacă nu se specifică altfel. Toate temperaturile sunt exprimate în grade Celsius și nu sunt corectate.

Exemplul 1. S-a confecționat o țigaretă de tipul ilustrat în figura 1 în modul următor:

A. Prepararea sursei de combustibil. Elementul combustibil (lungimea 10 mm, diametrul exterior 4,5 mm) având o densitate aparentă (în vrac) de aproximativ 0,86 g/cc a fost preparat din carbon (89 procente în greutate), liant SCMC (10% în greutate) și K₂CO₃ (un procent în greutate).

Carbonul s-a preparat prin carbonizarea unei hârtii din lemn de esență tare, fără conținut de talc, de la Grand Prairie Canadian Kraft, sub o pernă de azot și o creștere treptată a temperaturii cu viteza de aproximativ 10^k’C/h, până la o temperatură finală de carbonizare de 750°C.

După răcire sub azot la mai puțin de aproximativ 35°C, carbonul a fost măcinat la o mărime a granulelor mai mică de 200 mesh (SUA). Carbonul pulverizat a fost apoi încălzit la o temperatură de până la aproximativ 850°C pentru a îndepărta volatilele.

Din nou după răcire sub azot la mai puțin de aproximativ 35°C, carbonul a fost măcinat la o pulbere fină, adică o pulbere având o mărime medie a particulelor cuprinsă între 0,1 și 50 μ.

Această pulbere fină a fost amestecată cu liant Herculers 7HF SCMC (9 părți carbon la o parte liant), un procent în greutate K₂CO₃ și apă suficientă pentru a obține o pastă rigidă, gen cocă.

Elementele combustibile au fost extrudate din această pastă având 7 găuri centrale, fiecare cu diametrul interior de aproximativ 0,021 țoii și 6 găuri periferice, fiecare având diametrul interior de aproximativ 0,01 țoii. Grosimea țesăturii sau distanța dintre găurile centrale a fost de aproximativ 0,008 țoii, iar grosimea nledie a țesăturii exterioare (distanța dintre găurile periferice și periferie) a fost de 0,019 țoii, așa cum se vede în fig. 2.

Aceste elemente combustibile au fost apoi coapte într-o atmosferă de azot la 900°C, timp de 3 h, după formare.

B. Extract uscat prin pulverizare. Un amestec de tutunuri maturizate în coș au fost măcinate ca un praf mediu și extrase cu apă într-un rezervor din oțel inoxidabil la o concentrație cuprinsă între aproximativ 0,453 și 0,730 kg (1 și 1,5 livre) de tutun la un galon de apă. Extracția a fost condusă la temperatura ambiantă folosind agitare mecanică, timp de aproximativ 1 h până la aproximativ 3 h. Amestecul a fost centrifugat pentru a îndepărta solidele aflate in suspensie și extractul apos a fost pulverizat pentru uscare prin pomparea continuă a soluției apoase într-un uscător prin pulverizare convențional.

Temperatura de ieșire a variat de la aproximativ 82 la 90^uC.

C. Prepararea aluminei sinterizate. Alumina cu aria superficială mare (aria superficială de aproximativ 280 m²/g) de la W.R. Grace & Co. cu o mărime a particulelor cuprinsă între -14 și +20 mesh (SUA) a fost sinterizată la o temperatură de aproximativ 1400 ... 1550°C timp de aproximativ 1 h, spălată cu apă și uscată. Această alumină sinterizată a fost combinată, în două trepte, cu ingredientele arătate în tabelul următor, în proporțiile indicate:

- alumină ..............68,11%;

- glicerina ..............19,50%;

- extract de cacao ........ 0,60%;

- extract uscat prin pulverizare .. 8,19%;

- HFCS (invertază) ........3,60%.

total: 100,0% în prima treaptă, extractul de tutun uscat prin pulverizare a fost amestecat cu suficientă apă pentru a forma o pastă. Această pastă a fost apoi aplicată pe purtătorul de alumină descris mai sus prin amestecare până când pasta a fost absorbită uniform de alumină. Alumina tratată a fost apoi uscată pentru a reduce conținutul de umiditate la aproximativ un procent în greutate, în a doua treaptă, această alumină tratată a fost amestecată cu o combinație a celorlalte ingrediente enumerate, până când lichidul a fost absorbit practic în interiorul purtătorului de alumină.

D. Asamblarea. Capsula utilizată pentru confecționarea țigaretei din fig. 1 a fost preparată din aluminiu obținut prin ambutisare adâncă. Capsula avea o grosime medie a peretelui de aproximativ 0,1 mm (0,004 țoii) și avea lungimea de aproximativ 30 mm, având un diametru exterior de aproximativ 4,5 mm. Spatele recipientului a fost închis, cu excepția a două orificii gen fantă (fiecare de aproximativ 0,65 x 3,45 mm, distanțate la aproximativ 1.14 mm) pentru a permite trecerea aerosolului spre cel care fumează. S-au utilizat aproximativ

330 mg substrat producător de aerosol descris mai sus, pentru a încărca capsula. Un element combustibil preparat ca mai sus a fost inserat în capătul deschis al capsulei umplute la o adâncime de aproximativ 3 mm.

E. Mantaua izolatoare. Elementul combustibil - combinația de capsulă a fost înfășurată la capătul elementului combustibil cu o manta din fibre de sticlă lungă de 10 mm din Owens-Coming C GLASS 3-158 cu 3% în greutate liant din pectină, la un diametru de aproximativ

7,5 mm. Mantaua din fibre de sticlă a fost apoi învelită cu un material de căptușeală, o hârtie experimentală Kimberley-Clark cu denumirea P780-63-5.

F. Rola de tutun. O bară de tutun cu diametrul de 7,5 mm (lungimea 28 mm) cu un înveliș exterior din hârtie Kimberley-Clark P1487-125 a fost modificată prin inserția unei sonde spre a avea un canal longitudinal interior cu diametrul de aproximativ 4,5 mm.

G. Asamblara. Elementul combustibil învelit în manta în combinație cu capsula s-au inserat în canalul din bara de tutun până când mantaua de fibre de sticlă a ajuns la tutun. Secțiunile de fibre de sticlă și de tutun au fost unite între ele printr-un material de înveliș exterior care circumscria, atât elementul combustibil combinat cu mantaua izolatoare și cu învelișul interior, cât și bara de tutun înfășurată. învelișul exterior a fost o hârtie Kimberley-Clark notată PI 768-182.

S-a construit o piesă de introdus în gură de tipul ilustrat în fig. 1 prin combinarea a două secțiuni: (1) o foiță cu conținut de carbon, având lungimea de 10 mm și diametrul de 7,5 mm, adiacent capsulei, înfășurată cu hârtie KimberleyClark P850-184-2 și (2) un segment lung de 30 mm, cu diametrul de 7,5 mm, cilindric, dintr-o țesătură de polipropilenă termoplasticâ, topită prin suflare, nețesu30 tă, obținută de la Kimberley-Clark Corporation, denumită PP-100-F, înfășurată eu hârtie Kimberley-Clark Corporation P1487184-2.

Foița de tutun cu conținut de carbon a fost preparată prin încorporarea a aproximativ 17% carbon activat de la Calgon Carbon Corporation într-o hârtie utilizată pentru a face un material de foiță obținut de la Kimberley-Clark Corporation și denumită P144-185 GAPF. Acest material a fost încărcat cu aproximativ 4,5% în greutate mentol ca aromatizant. Ambele secțiuni ale piesei de introdus în gură au fost preparate prin trecerea hârtiei de tutun și a țesăturii de fibre termoplastice prin sistemul alcătuind un con dublu, descris mai sus. Aceste două secțiuni au fost combinate cu un înveliș de combinare din hârtie KimberleyClark Corporation P850-186-2.

Secțiunea combinată de piesă de introdus în gură a fost unită cu elementul combustibil cu manta-seețiunea de capsulă printr-un înveliș din hârtie Ecusta 30637801-12001, de dactilografiat.

Țigaretele astfel preparate au produs un aerosol mentolat fără nici un gust secundar nedorit, datorită aerderii sau descompunerii termice a mentolului sau a altui material care formează aerosolul. Evaluările senzoriale comparând asemenea articole cu țigaretele mentolate, cu gudron puțin, disponibile în comerț, au arătat rezultate similare în ce privește perceperea mirosului de mentol și degajarea de aerosol.

Exemplul 2. S-au confecționat țigaretele similare celor descrise la exemplul 1 cu scopul de a studia migrarea mentolului de la locul lui inițial către sursa de combustibil în decursul unei perioade de 10 zile în condiții de 24°C și 45% umiditate relativă (75°F și 45% umiditate relativă). Toate prototipurile au fost încărcate eu aproximativ aceeași cantitate de mentol. Prototipurile A și B aveau mentol adăugat direct, atât la mantaua de tutun, cât și la substratul purtă106069 tor de aerosol. Prototipurile C și D aveau mentol în segmentul de foaie de hârtie de tutun Kimberley-Clark P144-185-GAPF (materialul de folie preparat fără nici un conținut de carbon) situată între dispozitivul generator de aerosol și filtru. Prototipul E avea mentol încărcat pe microsfere de plastic obținute de la Narrden Flavor House, Germania, sub denumire de NFM. Microsferele au fost așezate într-o cavitate făcută în piesa de filtru a articolului. Prototipul F avea mentol încărcat pe un material spongios experimental, obținut de la Advanced Polymer Systems sub denumirea de CH-43-16 și încorporat în foaie de hârtie de tutun P144-185-GAPF (materialul preparat fără nici un conținut de carbon), așezată între mijlocul generator de aerosol și porțiunea de filtru a articolului. Prototipul C preparat în conformitate cu prezenta invenție avea mentol încărcat pe un segment de 10 mm din material de foiță cu conținut de carbon, din prezenta invenție, situată între dispozitivul generator de aerosol și filtru.

După cum se poate vedea în tabelul 1, are loc o reducere substanțială a migrării mentolului spre sursa de combustibil, când mentolul este încărcat pe foița cu conținut de carbon din prezenta invenție, care este utilizat în locul plombei obișnuite de tutun.

Claims (9)

1. Articol pentru fumat cu mijloace îmbunătățite pentru degajarea de substanțe aromate, conținând un element combustibil, la capătul căruia se aprinde articolul pentru fumat, și un mijloc de generare al aerosolului, separat fizic și care include cel puțin un material care formează aerosoli, dispus în așa fel încât să primească căldura de la elementul combustibil, și un mijloc, separat, pentru furnizarea aerosolului produs de mijlocul de generare al aerosolului la fumător, caracterizat prin aceea că mijlocul pentru furnizarea aerosolului la fumător, include un segment format dintr-o foiță cu conținut de carbon și care conține cel puțin un odorant, iar segmentul este dispus longitudinal în spatele mijlocului de generare a aerosolului, pentru a reduce migrarea odorantului spre alte părți componente ale articolului de fumat.

2. Articol pentru fumat, conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că mijlocul de furnizare a aerosolului cuprinde o plombă filtrantă plasată la muștiucul articolului pentru fumat, plomba filtrantă având o lungime între 10 și 40 mm și segmentul de material din foiță cu conținut de carbon având o lungime între 5 și 30 mm și în care segmentul de material sub formă de foiță cu conținut de carbon este plasat între mijlocul de generare a aerosolului și plomba filtrantă.

3. Articol pentru fumat, conform oricăreia din revendicările anterioare, caracterizat prin aceea că materialul sub formă de foiță cu conținut de carbon este o hârtie în compoziția căreia intră tutun și carbon.

4. Articol pentru fumat, conform oricăreia dintre revendicările anterioare, caracterizat prin aceea că, conținutul de carbon al foiței este între 10 și 40%, de preferință între 15 și 30%.

5. Articol pentru fumat, conform oricăreia dintre revendicările anterioare, în care materialul odorizant este mentol, caracterizat prin aceea că mentolul este prezent într-o cantitate cuprinsă între 0,001% și 6%, de preferință de la 4% la 5%.

6. Articol pentru fumat, conform oricăreia dintre revendicările anterioare, caracterizat prin aceea că, conținutul de tutun al foiței este dc preferință 65%.

7. Articol pentru fumat, conform oricăreia dintre revendicările anterioare, caracterizat prin aceea că că elementul combustibil este un element combustibil pe bază de carbon având o lungime între 3 și 30 mm, de preferință între 5 și 15 mm.

8. Articol pentru fumat, conform oricăreia dintre revendicările anterioare, caracterizat prin aceea că mai include un element izolator care învelește cel puțin o porțiune a elementului combustibil.

9. Articol pentru fumat, conform revendicării 8, caracterizat prin aceea că elementul izolator include un material conținând tutun.