NO167352B - Roeykeartikkel med forbedret munnstykke. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en sigarett-type røykeartikkel som omfatter et aerosoldannende materiale som danner en aerosol som ligner tobakksrøyk ved innvirkning av varme under røyking og som inneholder et munnstykke i form av en sylinderisk filterpluss inneholdende termoplastiske fibre.

Røykeartikler som anvender det forbedrede munnstykket hjelper til å redusere den temperaturen av aerosolen som oppfattes av brukeren uten å påvirke leveringen av aerosolen. Slike artikler gir også en aerosol som ligner tobakksrøyk, men som inneholder ikke mere enn en minimal mengde av ufullstendige forbrennings- eller pyrolyseprodukter.

Sigarettlignende røykeartikler er blitt produsert i mange år. Se f.eks. U.S. patent nr. 4.079.742 til Rainer et al.;

U.S. patent 4.284.089 til Ray; U.S. patent nr. 2.907.686 til Siegel; U.S. patent nr. 3.258.015 og 3.356.094 til Ellis et

al.; U.S. patent nr. 3.516.417 til Moses; U.S. patent nr. 3.943.941 og 4.044.777 til Boyd et al.; U.S. patent nr. 4.286.604 til Ehretsmann et al.; U.S. patent nr. 4.326.544 til Hardwick et al.; U.S. patent nr. 4.340.072 til Bolt et al.;

U.S. patent nr. 4.391.285 til Burnett; U.S. patent nr. 4.474.191 til Steiner; og europeisk patentsøknad nr. 117.355 (Hearn).

Så vidt som de foreliggende oppfinnerene vet, har ingen av de foregående røykeartiklene noen gang oppnådd noen kommersiell suksess, og ingen har noen sinne blitt markedsført i vidt omfang. Fraværet av slike røykeartikler fra markedet antas å skyldes flere forskjellige årsaker, omfattende utilstrekkelig aerosolgenerering, både til å begynne med og over produktets levetid, dårlig smak, avvikende smak p.g.a. termisk nedbrytning av røykdanneren og/eller aromastoffene, nærværet av betydelige pyrolyseprodukter og røyk i sidestrømmen, og et ikke tiltalende utseende.

På tross av flere tiår med interesse og anstrangelser, er det således fremdeles ikke noen røykeartikkel på markedet som gir de fortrinn og fordeler som forbinrie^ med konvensjonell sigarettrøyking, uten å levere betydelige mengder av ufullstendige forbrennings- og pyrolyseprodukter.

Sent i 1985 ble det gitt eller registrert en serie utenlandske patenter som åpenbarte nye røykeartikler som var i stand til å gi de fortrinn og fordeler som forbindes med konvensjonell sigarettrøyking, uten å levere betydelige mengder av ufullstendige forbrennings- eller pyrolyseprodukter. De tidligste av disse patentene var liberiansk patent nr. 13985/3890, gitt 13. september 1985. Dette patentet svarer ..til en senere publisert europeisk patentansøning, publikasjon nr. 174.645, publisert 19. mars 1986.

Foreliggende oppfinnelse vedrører en røykeartikkel av den innledningsvis nevnte art hvori munnstykkets sylinderiske filterplugg består av termoplastiske fibre i form av en non-woven vev, samt at det i munnstykket mellom det aerosoldannende materialete og filterpluggen er anordnet et avstandselement.

Man har funnet at til forskjell fra konvensjonelle munnstykker såsom celluloseacetatfibermasse, vil anvendelse av det forbedrede munnstykket ifølge den foreliggende oppfinnelse redusere den aerosoltemperaturen som oppfattes av brukeren uten å påvirke leveringen av ønskede mengder av aerosolen.

Fortrinnsvis anvender røykeartiklene som det forbedrede munnstykket, et kort, d.v.s. mindre enn om lag 30 mm langt brenselelement, fortrinnsvis av karbon. Fortrinnsvis er også den aerosolgenererende innretningen i et ledende varmeutvekslingsforhold med brenselementet. Munnstykket i den foreliggende oppfinnelsen omfatter fortrinnsvis et sylindrisk segment av en vev av non-woven smelteblåste termoplastiske fibrer, som er samlet eller foldet til formen av en vanlig filterplugg om lag 10 til 40 mm,, fortrinnsvis 15 til 35 mm lang, sammen med et foldet eller sammensatt adskillende element av tobakkspapir om lag 5 til 30 mm, fortrinnsvis 5 til 15 mm, i lengde, plassert mellom segmentet av non-woven vev og den aerosolgenererende innretningen.

Konvensjonelle sigarettmunnstykker består vanligvis av filtermaterialer med moderat til høy virkningsgrad, såsom fibermasse av celluloseacetat. Slike materialer har vanligvis fibrer som er orientert hovedsakelig i røykeretningen, hvilket kan føre til at luften kanaliseres gjennom en relativt liten del av filteret. Man merker seg f.eks. ved røyking av filter-sigaretter, at bare en del av filteret virker misfarget, noe som tyder på kanalisering av røyk i den delen av filteret. Denne kanaliserende effekten blir ofte oppfattet av brukeren som et "varmt punkt" på leppene eller tungen.

Man har funnet at det forbedrede munnstykket i samsvar med den foreliggende oppfinnelsen, og spesielt den non-woven termoplastiske vevkomponenten, virker som et varmelager og hjelper til å redusere det som oppfattes som varme punkter ved å fordele den aerosolen som fremstilles under røykingen over et stort overflateareal, fortrinnsvis over i det vesentlige hele overflatearealet av komponentene i munnstykket. Det antas at fordelingen av aerosolen over et stort overflateareal bidrar til den oppfattete reduksjonen i temperaturen ved å øke oppholdstiden for aerosolen i munnstykket, og spesielt i segmentet av non-woven termoplastisk materiale. Dessuten, i motsetning til konvensjonelle munnstykker som vanligvis anvendes for å filtrere ut betydelige mengder av forskjellige uønskede komponenter i tobakksrøyk, vil røykeartikler som anvender det non-woven termoplastiske materialet som munnstykket i samsvar med den foreliggende oppfinnelsen, gi en slik oppfattet temperaturreduksjon uten betydelig reduksjon i leveringen av aerosolkomponentene, f.eks. glyserin, aroma-komponenter o.l.. Med andre ord er virkningsgraden av filteret av slike materialer betydelig lavere enn virkningsgraden av konvensjonelle sigarettfiltermaterialer såsom filtermasse av celluloseacetat, som er viktig for å opprettholde ønsket levering av den aerosolen som fremstilles av røykeartiklene ifølge den foreliggende oppfinnelsen, og som tillater bruk av lengre seksjoner av materiale for å gi øket oppholdstid og avkjøling av aerosolen.

Det foretrukne adskillende elementet, i likhet med segmentet av non-woven termoplastisk materiale, er fortrinnsvis et materiale med lav filtereffektivitet og virker også som et varmelager som ikke bare hjelper til å redusere den aerosoltemperaturen som oppfattes av brukeren, men også hjelper til å forhindre uønsket nedbrytning eller smelting av det non-woven termoplastiske materialet.

Foretrukne røykeartikler som anvender det forbedrede munnstykket i samsvar med den foreliggende oppfinnelsen, er i stand til å levere minst 0,6 mg aerosol, målt som vått totalt partikkelmateriale (WTPM), i løpet av de første 3 dragene, når de røykes under FTC røykebetingelser, som består av 35 ml drag av to sekunders varighet, adskilt av 58 sekunders pause. Helst skal utførelser av oppfinnelsen være i stand ti å levere 1,5 mg eller mer aerosol i de første 3 dragene. Aller helst skal utførelser av oppfinnelsen være i stand til å levere 3 mg eller mer aerosol i de første 3 dragene, når de røykes under FTC røykebetingelser. Dessuten vil foretrukne utførelser av oppfinnelsen levere et gjennomsnitt på minst om lag 0,8 mg WTPM pr. drag, i løpet av minst om lag 6 drag, fortrinnsvis minst om lag 10 drag, under FTC røykebetingelser.

I tillegg til de foran nevnte fordelene er foretrukne røykeartikelr ifølge den foreliggende oppfinnelsen i stand til å frembringe en aerosol som er kjemisk enkel, og som i det vesentlige består av luft, oksyder av karbon, vann, aerosoldanneren, eventuelle ønskede aromastoffer eller andre ønskede flyktige stoffer, og spormengder av andre stoffer. Fortrinnsvis har aerosolen heller ingen signifikant mutagen aktivitet målt ved Ames-testen. I tillegg kan foretrukne artikler lages praktisk talt askefrie, slik at brukeren ikke behøver å fjerne noen aske ved bruk.

Som det brukes her, og bare for formålene ved denne anvendelsen, defineres "aerosol" slik at det omfatter damper, gasser, partikelr o.l., både synlige og usynlige, og spesielt slike komponenter som oppfattes av brukeren å være "røyk-lignende", fremstilt ved varmevirkningen fra det brennende brenselelementet på stoffer som inneholdes i den aerosolgenererende anordningen, eller andre steder i artikkelen. Slik definert omfatter begrepet "aerosol" også flyktige aromastoffer og/eller farmakologisk eller fysiologisk aktive agenser, uten hensyn til om de frembringar en synlig aerosol.

Slik som det anvendes her defineres begrepet "ledende varmeutvekslingsforhold" som et fysisk arrangement av den aerosolgenererende anordningen og brenselelementet, hvorved varme overføres ved ledning fra det brennende brenselelementet til den aerosolgenererende anordningen i det vesentlige gjennom hele brenneperioden for brenselelementet. Ledende varmeutvekslingsforhold kan oppnås ved å plassere den aerosolgenererende anordningen i kontakt med brenselelementet, og således tett opptil den brennende delen av brenselelementet, og/eller ved å anvende et ledende element til å overføre varme fra det brennende brenselet til den aerosolgenererende anordningen. Fortrinnsvis brukes begge metodene for å fremskaffe ledende varmeoverføring.

Som anvendt heri betyr begrepet "av karbon" først og fremst omfattende karbon.

Som anvendt heri, brukes begrepet "isolerende element" for alle materialer som først og fremst virker som isolatorer. Fortrinnsvis vil disse materialene ikke brenne under bruk, men de kan omfatte langsomtbrennende karobner o.l. materialer, så vel som materialer som smelter under bruk, såsom lavtemperatur-kvaliteter av glassfibrer. Egnede isolatorer har en termisk ledningsevne i g-cal(sek) (cm<2>) (°C/cm), på mindre enn om lag 0,05, fortrinnsvis mindre enn om lag 0,02, aller helst mindre enn om lag 0,005. Se Hackh' s Chemical Dictionary 672 (4. ut-gave 1969) og Langes Handbook of Chemistry 10, 272-274 (11. ut-gave 1973) .

Røykeartikler som anvender det forbedrede filtermaterialet i samsvar med den foreliggende oppfinnelsen, er beskrevet i større detalj i de vedlagte tegningene og den detaljerte beskrivelse av oppfinnelsen som følger. Figur 1 er et lengdesnitt av én foretrukket røykeartikkel som anvender det forbedrede filtermaterialet i samsvar med den foreliggende oppfinnelsen. Figur IA illustrerer, fra antennelsesenden, en foretrukket utforming av passasjene gjennom brenselelementet. Figur 2 illustrerer et munnstykke for en kontroll røyke-artikkel. Figurene 2A - 2D illustrerer forskjellige munnstykker konstruert i samsvar med den foreliggende oppfinnelsen. Figur 3 viser temperaturene i utløpsgassen fra røyke-artikler som anvender munnstykkene i figur 2. Figur 4 viser én foretrukket fremgangsmåte for å lage den non-woven smelteblåste termoplastiske veven som brukes til å fremstille munnstykket ifølge den foreliggende oppfinnelsen. Figur 5 illustrerer skjematisk en fremgangsmåte for å omdanne den smelteblåste termoplastiske veven til et sylindrisk segment i form av en filterplugg. Figur 5A illustrerer et dobbeltkonisk system som anvendes til å samle eller folde et materiale i form av en filterplugg. Figur 6 viser leppetemperaturen for et munnstykke som er konstruert i samsvar med foreliggende oppfinnelse.

Ifølge foreliggende oppfinnelse tilveiebringes et forbedret munnstykke for anvendelse i røykeartikler. Munnstykket er spesielt egnet til røykeartikler som har et brennbart brenselelement og en fysisk adskilt aerosolgenererende anordning i likhet med dem som er beskrevet i den ovenfor refererte EPO publikasjon nr. 174.645 så vel som i EPO publikasjon nr. 212.234.

Vanligvis omfatter det forbedrede munnstykket et segment som er laget av en non-woven vev av termoplastiske fibrer eller filamenter, og kan også omfatte et adskillende element plassert mellom segmentet av termoplastiske fibrer og den aerosolgenererende anordning.

Den foretrukne måten til å lage en slik termoplastisk vev er ved smelteblåsing slik som den er beskrevet i U.S. patent nr. 3.849.241 til Buntin et al. utgitt 19. november 1974, idet åpenbaringen av denne er inntatt heri ved referanse.

Fig. 4 illustrerer konvensjonell smelteblåsing. Ekstruderen 41 som drives av motoren 42, mates med termoplastiske polymerpellets 44 fra siloen 43. Ekstruderen oppvarmes som nødvendig for å bringe polymeren til den ønskede viskositeten når den går til munnstykket 45. Når den ekstruderte polymeren kommer ut av munnstykket 45, vanligvis vertikalt nedover, kontaktes den fra motstående sider av varm luft fra rørene 46. Etter behov kan munnstykket 4 5 oppvarmes elektrisk eller på andre måter ved hjelp av rørene 47. Fibrene 48 bæres av luftstrømmen over til den samlede overflaten 49 slik at det dannes en matte 50. Den samlede overflaten 49 kan omfatte en roterende sylinder 51 som drives om aksen 52, som vist, eller kan være et belte, en duk eller andre oppsamlingsanordninger som vil være velkjent for fagfolk på dette området.

Den termoplastiske veven kan omdannes til en sylindrisk eller andre passende former ved konvensjonell teknikk for å lage filterplugger, såsom vanlige pluggmakere som brukes til å fremstille cellulosefibermasse.

Fig. 5 illustrerer én måte for å omdanne veven til en filterplugg. Som vist skjematisk i fig. 5 blir rullen 53 av termoplastisk fibervev 50 rullet ut og trukket inn i en pre-formende innsnevrende konus 54 som "samler" eller "folder" den flate veven 50 til en sylindrisk form som egner seg til innmatning i filterpluggmakeren. Det sylinderformede røret 55 mottar en innpakning av papirvev 56 (såkalt plugginnpakning) og kombinasjonen kuttes til ønskede lengder 57 med bladet 58. Før den kommer til garnityren, blir en kontinuerlig dråpe av klebestoff lagt på én kant av plugginnpakningen med en appli-kator. Når disse komponentene passerer gjennom garnityren,

blir den formede veven ytterligere komprimert til en stav med sylindrisk tverrsnitt, mens den samtidig blir innpakket med plugginnpakningen 56. Når klebestoffdråpen kommer i kontakt med den overlappede seksjonen av innpakket stav, blir den forseglet ved hjelp av en forseglingsstav. Denne endeløse filterstaven kuttes deretter i lengder 57 ved hjelp av kniven 58.

Selv om det ikke er vesentlig for å lage akseptable filterplugger, kan den termoplastiske veven lett forbehandles før den omdannes til en stav. To slike behandlinger, illustrert i figur 5, kan omfatte et par valser 59 med spor som brukes for krymping, og en væskeapplikator 60 for overflate-behandling av materiale med f.eks. glyserin eller andre fuktighetsmidler.

Alternativt foretrekkes det å bruke det dobbeltkoniske systemet illustrert i figur 5A istedenfor den enkle konusen 54. Dette systemet omfatter en konus inne i en konus som pre-formingsapparat. Det termoplastiske vevsmaterialet mates inn i det ringformede rommet mellom konusene i hovedsakelig spen-ningsfri tilstand, slik at vevsmaterialet ved innf©ringspunktet legger seg rundt den radielle delen av den indre konusen. Konusene kan beveges i forhold til hverandre for å oppnå den ønskede jevnhet og fasthet av filterpluggen.

Selv om de fleste termoplastiske polymerene kan anvendes til å fremstille vevsmaterialet som anvendes for å lage segmentet av termoplastiske fibrer, er de foretrukne termoplastiske polymerene polyolefiner såsom isotaktisk polypropylen, og polyestere såsom poly (butylenterftalat). P.g.a. karakteren av termoformingprosessen for smelteblåsing, kan forskjellige tilsetninger (f.eks. kalsiumkarbonat) lett tilsettes internt i polymersmelten eller blåses inn på den smeltede polymerover-flaten etter som den ekstruderes, for å forandre strukturen av den smelteblåste veven og således også dens oppførsel i et filterelement. Etter fremstillingen kan smelteblåste vever også lett utsettes for kjente etterbehandlinger med hjelpe-stoffer i tørr eller flytende form for å fremskaffe bestemte organoleptiske og/eller medisinske særtrekk.

Basisvekten av en slik vev kan variere avhengig av et antall faktorer omfattende den fremgangsmåten som brukes til å utforme vevsmaterialet, så vel som den spesielle termoplastiske polymeren som anvendes. For foretrukne smelteblåste polypro-pylenmaterialer, er basisvekten fortrinnsvis i området mellom om lag 0,5 oz/yd<2> til 1,0 oz/yd<2> (17 g/m<2> til 34 g/m<2>).

Gripefastheten for en slik vev kan også variere, men er vanligvis i området på fra om lag 0,045 kg til om lag 1,4 kg på tvers av maskinretningen (CD) og minst om lag 0,045 kg i maskinretningen (MD). Foretrukne områder er fra om lag 0,3 kg til om lag 1,1 kg i maskinretningen, og fra om lag 0,2 til om lag 1,0 kg på tvers av maskinretningen. Foretrukne vevstyper vil også ha en gripefasthet som gir et forhold mellom MD og CD i et område på om lag 1:1 til 4:1, og fortrinnsvis i området mellom 1:1 og 2:1. Gripefastheten for slike materialer bestemmes vanligvis i samsvar med the Method 5100-Federal Test Methods Standard No. 19IA ved bruk av en Instron Model 1122 Testing Instrument som er tilgjengelig fra Instron Corporation. Disse fasthetene avhenger vanligvis av et antall faktorer som omfatter vevens fiberorientering i maskinretningen og på tvers av maskinretningen, graden av sammensmelting av fibrene med hverandre og fiberfordelingen i bredden.

Frazier-porøsiteten for en slik vev kan også vanligvis ligge i området fra om lag 30 m<3>/m<2>/min. til om lag 3 05 m<3>/m<2>/min., og fortrinnsvis i området på fra om lag 46m<3>/m2/min. til om lag 305 m<3>/m<2>/min. (for en 5-lags prøve).

Frazier porøsitetstester av slike materialer utføres ved å

bruke en Frazier luftpermeabilitetstester som er tilgjengelig fra Frazier Precision Instrument Company. Disse porøsitets-målingene gjenspeiler vevens luftpermeabilitet. Fremgangs-måtene er i overensstemmelse med Method 5450, Federal Test Methods Standard No. 19IA unntatt at den prøvestørrelsen som brukes er 20 cm x 20 cm, og en 5-lags prøve måles med en 20 mm luftdyse. Frazier-enhetene uttrykkes i kubikkfot luft pr. kvadratfotprøve pr. min. (tilsvarende 0,3048 m<3> luft pr. m<2 >prøve pr. min.).

Prosenten av åpent areal i en slik vev vil vanligvis være fra om lag 10% til 60% med et foretrukket område på fra om lag 14% til 52%. Prosenten åpent areale er et mål på vevens åpenhet og kan måles med en Quantimet Model 970 image analyzer som er tilgjengelig fra Cambridge Instruments. Denne egen-skapen er signifikant for å bestemme filtreringskarakteristik-kene for sylindere som er laget av vevsmaterialer i samsvar med den foreliggende oppfinnelsen.

Et spesielt foretrukket vevsmateriale som kan brukes til å lage den forbedrede filterpluggen ifølge foreliggende oppfinnelse er et eksperimentelt smelteblåst polypropylenmateriale som leveres fra Kimberly-Clark Corporation og som bestegnes PP-100-F. Dette spesielle materialet har en Frazier permeabilitet på om lag 600 kubikkfot pr. kvadratfot pr. min. (183 m<3>/m<2>/min.), en gripefasthet på om lag 1,3 punkd (MD) (0,59 kg) og 0,7 pund (CD) (0,32 kg), og en basisvekt på om lag 0,75 oz/yd<2> (25

g/m<2>). Til dette materialet var også blitt tilsatt glyserin i en mengde på om lag 2 vekt-% for å lette omdanningen av materialet til en sylinder. Mengden av anvendt glyserin, eller andre fuktighetsdannere, kan variere mellom om lag 0,5 og 8%, fortrinnsvis mellom om lag 1 og 4%, og aller helst mellom om lag 1,5 og 2,5%. Slike stoffer er beskrevet i større detalj i United States Application Serial No. 003.980 innlevert 16. januar 1987. Åpenbaringen av denne er herved inntatt ved referanse.

Fra et ytelses- og/eller estetisk synspunkt kan filterfastheten av de termoplastiske segmentene som anvendes ifølge foreliggende oppfinnelse, variere innen vide grenser uten å påvirke i vesentlig grad leveringen av aerosol til brukeren. Det er allikevel ønskelig å ha et segment som føles som og har den samme fastheten som en sigarett som har et vanlig celluloseacetatfilter. Selv om det er flere måter å vurdere fastheten av et filtermateriale på, fikk man resultater for fastheten av segmenter av termoplastiske fibrer fremstilt av Kimberly-Clark Corporation's PP-100-F ved å plassere en filterplugg under en 19 mm diameter plate. Platen ble brakt i kontakt med filteret, og en startavlesning ble tatt av den ikke-komprimerte diameteren. I denne tilstanden ble filteret utsatt for en virkelig kraft på om lag 27 g. Deretter ble platen belastet med ytterligere 100 g vekt. Etter om lag 10 sek. under denne lasten ble tatt en avlesning nr. 2. Fastheten ble rapportert som en prosentsats, og ble beregnet ved å multiplisere forholdet mellom den andre avlesningen og den første avlesningen med 100. Vanligvis vil området for filterfastheten være fra om lag 94% til om lag 99% med et foretrukket område på fra om lag 96% til om lag 98%.

Det samlede trykktapet i artikler som anvender det forbedrede munnstykket i samsvar med den foreliggende oppfinnelsen er fortrinnsvis lik eller mindre enn trykktapet i konvensjonelle sigaretter. Trykktapet gjennom selve munnstykket vil variere i samsvar med trykktapet gjennom den fremre endedelen av røykeartikkelen. For foretrukne røykeartikler, såsom de som er beskrevet i eksempel I nedenfor, vil trykktapet vanligvis være mindre enn trykktapet i vanlige munnstykker, og vanligvis i området mellom om lag 0,1 og 6,0 cm vannsøyle pr. cm filterlengde, fortrinnsvis i området på fra om lag 0,5 til om lag 4,5 cm vannsøyle pr. cm filterlengde, og aller helst i ormådet mellom om lag 0,7 og om lag 1,5 cm vannsøyle pr. cm. filterlengde. Trykktapet over filteret er trykktapet i cm vannsøyle når 1050 cm<3> luft pr. min. blir ledet gjennom en filterplugg. Disse trykktapene kan normaliseres til/lengdeen-heten av filterpluggen ved a dividere med den virke/lige filterlengden.

Filtervirkningsgraden pr. lengdeenhet av segmentet av non-woven termoplastiske fibrer fremstilt i samsvar med den foreliggende oppfinnelsen vil vanligvis være betydelig mindre enn virkningsgraden for et konvensjonelt celluloseacetatfilter. Fortrinnsvis vil filtervirkningsgraden for slike materialer være mindre enn virknignsgraden for filtermasser av celluloseacetat med lav virkningsgrad som er laget av et 8.0/40K materiale levert fra Celanese Corporation. Som bemerket ovenfor vil munnstykket ifølge den foreliggende oppfinnelsen hjelpe til å redusere den aerosoltemperaturen som oppfattes av brukeren, ved f.eks. å fordele aerosolen som fremstilles under røykingen over et større overflateareal. Anvendelse av materialer med lav virkningsgrad ifølge foreliggende oppfinnelse, tillater imidlertid også å anvende lengre segmenter av de non-woven termoplastiske fibrene uten å påvirke den ønskede aerosolleveringen. Dette øker oppholdstiden for aerosolen i munnstykket, hvilket også hjelper til å redusere temperaturen på aerosolen slik som den oppfattes av brukeren.

Lengden av segmentet av non-woven termoplastiske fibrer som brukes i munnstykket, kan variere innen vide grenser avhengig av flere faktkorer, omfattende den ønskede temperatur-reduksjonen av aerosolen slik som den oppfattes av brukeren. For foretrukne røykeartikler som anvender munnstykket ifølge foreliggende oppfinnelse, vil det termoplastiske segmentet vanligvis være mellom om lag 10 mm og 40 mm langt, og fortrinnsvis mellom om lag 15 mm og 35 mm langt, og aller helst om lag 30 mm langt.

Det adskillende elementet som fortrinnsvis anvendes til å praktisere den foreliggende oppfinnelsen, kan fremstilles av flere materialer omfattende konvensjonelle sigarettfiltermaterialer, såsom celluloseacetatfibermasse, og materialer såsom tobakk, tobakksholdig papir, og et semgent av konvensjonelle filtermaterialer som omgir et rør.

Det foretrukne materialet som anvendes til å konstruere det adskillende elementet, er tobakksholdig papir. Det

foretrukne tobakksholdige papiret omfatter en vev av rekonsti-tuert tobakksmateriale som leveres fra Kimberly Clark Corporation som P144-185-GAPF Reconstituted Tobacco Sheet. Materialet inneholder om lag 60% tobakk hovedsakelig i form av røyk-tørket/burley tobakksstammer og 35% bløt tremasse (basert på materialets tørrvekt). Fuktighetsinnholdet i det arklignende

materialet er fortrinnsvis mellom om lag 11 og 14%. Materialet har en tørr strekkfasthet på om lag 630 til om lag 1300 g/cm, og en tørr basisvekt på om lag 38 til om lag 44 g/m<2>. Materialet fremstilles ved å bruke en konvensjonell prosess av papirfremstillingstypen som omfatter tilsetning av om lag 2% glyserin eller andre fuktighetsmidler, om lag 1,8% kalium-karbonat, om lag 0,1% aromastoffer og om lag 1% av et kommersielt sizing-middel. Sizing-midlet er kommersielt tilgjengelig som Aquapel 360XC Reactive Size fra Hercules Corp., Wilmington, Delaware.

Tobakkspapiret kan formes til en plugg ved konvensjonelle pluggmakerteknikker. For røykeartikler som anvender munnstykket ifølge den foreliggende oppfinnelsen formes den imidlertid fortrinnsvis ved hjelp av det dobbeltkonussystemet som anvendes til å lage segmentet av non-woven termoplastiske fibrer.

Lengden av det adskillende elementet vil vanligvis variere omvendt med lengden av segmentet av non-woven termoplastiske fibrer. For foretrukne røykeartikler som anvender munnstykket ifølge den foreliggende oppfinnelsen er det vanligvis mellom om lag 5 og 30 mm langt, fortrinnsvis mellom om lag 5 og 15 mm langt, og aller helst om lag 10 mm langt.

Foretrukne røykeartikler av sigarett-typen som anvender det forbedrede munnstykket ifølge foreliggende oppfinnelse er beskrevet i følgende patentsøknader:

åpenbaringene av hvilke er herved inkorporert ved referanse.

En slik foretrukket røykeartikkel av sigarett-typen er fremsatt i figur 1 som er vedlagt denne spesifikasjonen. Med referanse til figur 1 er det illustrert en røykeartikkel av sigarett-typen som har et lite brenselelement 10 av karbon med flere passasjer 11 gjennom seg, fortrinnsvis om lag tretten arrangert som vist i figur IA. Dette brenselelementet er laget av en ekstrudert blanding av karbon (fortrinnsvis av karboni-sert papir), natriumkarboksymetylcellulose (SCMC) bindemiddel, K2C03 og vann, som beskrevet i de ovenfor refererte patent-søknadene.

Omkretsen 8 av brenselelementet 10 er omgitt av en myk kappe av isolerende fibrer 16, såsom glassfibrer.

En metallkapsel 12 overlapper en del av munnenden av brenselelementet 10 og omslutter den fysisk adskilte aerosolgenererende anordningen som inneholder et substratmateriale 14 som bærer ett eller flere aerosoldannende stoffer. Substratet kan være i partikkelform, i form av en stav, eller i andre former som detaljert i de ovenfor refererte patentsøknadene.

Kapselen 12 er omviklet med en kappe av tobakk 18. To slisselignende passasjer 20 er laget i munnenden av kapselen i senteret av det krympede røret.

Ved munnenden av tobakkskappen 18 er et munnstykke 2 2, som fortrinnsvis omfatter et sylindrisk segment av et adskillende element 24 og et segment av non-woven termoplastiske fibrer 26 gjennom hvilket aerosolen passerer til brukeren. Artikkelen, eller deler derav, er omviklet med ett eller flere lag av sigarettpapir 30 - 36.

Ved antennelse av den foran nevnte utførelsen vil brenselelementet brenne, og frembringe den varmen som brukes til å forflyktige tobakksaromamaterialet og eventuell ytterligere aerosoldannende stoff eller stoffer i den aerosolgenererende anordningen. Fordi det foretrukne brenselelementet er relativt kort, er den varme brennende ildkjeglen alltid i nærheten av den aerosolgenererende anordningen, hvilket maksimerer varme-overføringen til den aerosolgenererende anordningen og den resulterende produksjonen av aerosol, særlig når det foretrukne varmeledende elementet blir brukt.

P.g.a. den lille størrelsen og brennende karkateristikkene for brenselelementet, vil brenselelementet vanligvis begynne å brenne i det vesentlige over hele dets eksponerte lengde i løpet av et par drag. Den delen av brenselelementet som er nær til aerosolgeneratoren blir derfor raskt varmt, hvilket signifikant øker varmeoverføringen til aerosolgeneratoren, spesielt under de tidlige og midlere dragene. Fordi det foretrukne brenselelementet er så kort, vil det aldri være en lang seksjon av ikke-brennende brensel som kan virke som varmelager, hvilket var alminnelig i tidligere termiske aerosol-artikler.

Fordi de aerosoldannende stoffene er fysisk adskilt fra brenselelementet, blir de eksponert for betydelig lavere temperaturer enn de som frembringes av det brennende brenselet, og minimaliserer derved muligheten for termisk nedbrytning.

I foretrukne utførelser vil det korte brenselelementet av karbon, det varmeledende elementet og den isolerende anordningen samarbeide med aerosolgeneratoren for å gi et system som er i stand til å frembringe betydelige mengder aerosol i praktisk talt hvert drag. Nærheten av ildkjeglen til aerosolgeneratoren etter et par drag, sammen med den isolerende anordningen, resulterer i høy varmeavgivelse både under dragene og under den relativt lange hvileperioden mellom dragene.

Vanligvis vil de brennbare brenselelementene som kan anvendes i foretrukne utførelser, ha en diameter som ikke er større enn diameteren på en vanlig sigarett (d.v.s. mindre enn eller lik 8 mm), og er vanligvis mindre enn om lag 30 mm lange. Brenselelementet er fordelaktig om lag 15 mm eller mindre i lengde, fortrinnsvis om lag 10 mm eller mindre i lengde. Diameteren på brenselelementet er fortrinnsvis mellom om lag 2

og 8 mm, fortrinnsvis om lag 4 til 6 mm. Tettheten av brenselelementene som anvendes heri kan vanligvis ligge i området fra om lag 0,7 g/cm<3> til om lag 1,5 g/cm<3>. Fortrinnsvis er tettheten større enn om lag 0,85 g/cm3.

Det foretrukne materialet som brukes til å lage brenselelementene er karbon. Fortrinnsvis er karboninnholdet i disse brenselelementene minst 60 til 70%, helst om lag 80% eller mer etter vekt. Brenselelementer med høyt karboninnhold foretrekkes fordi de gir minimale mengder pyrolyse- og ufullstendige forbrenningsprodukter, lite eller ingen synlig røyk i side-strømmen, og minimale mengder aske, og har høy varmekapasitet. Brenselelementer med lavere karboninnhold f.eks, om lag 50 til 60 vekt-%, kan allikevel anvendes, spesielt når en mindre mengde tobakk, tobakksekstrakt eller et ikke-brennende inert fyllstoff blir anvendt. Foretrukne brenselelementer er beskrevet i større detalj i de ovenfor refererte patensøk-nadene.

Den aerosolgenererende anordningen som anvendes for å praktisere denne oppfinnelsen, er fysisk adskilt fra brenselelementet. Ved fysisk adskilt menes at substratet, beholderen, eller kammeret som inneholder de aerosoldannende stoffene, ikke er blandet med, eller en del av brenselelementet. Dette arrangementet hjelper til å redusere eller eliminere termisk nedbrytning av det aerosoldannende stoffet og nærværet av røyk i sidestrømmen. Selv om den ikke er en del av brenselelementet, vil den aerosolgenererende anordningen fortrinnsvis butte mot, være forbundet med, eller på annen måte være nær opptil brenselelementet, slik at brenselet og den aerosolgenererende anordningen er i et ledende varmeutvekslingsforhold. Fortrinnsvis oppnås det ledende varmeutvekslings-forholdet ved å tilveiebringe et varmeledende element, såsom en metallfolie, tilbaketrukket fra den enden av brenselelementet som antennes, hvilket effektivt leder eller overfører varmen fra det brennende brenselelementet til den aerosolgenererende anordningen.

Den aerosolgenererende anordningen er fortrinnsvis adskilt ikke mer enn 15 mm fra den enden av brenselelementet som antennes. Den aerosolgenererende anordningen kan variere i lengde fra om lag 2 mm til om lag 60 mm, fortrinnsvis fra om lag 5 mm til 40 mm, og aller helst fra om lag 20 mm til 35 mm. Diameteren av den aerosolgenererende anordningen kan variere fra om lag 2 mm til om lag 8 mm, og er fortrinnsvis fra om lag 3 til 6 mm.

Fortrinnsvis omfatter den aerosolgenererende anordningen

ett eller flere termisk stabile materialer som bærer ett eller flere aerosoldannende stoffer. Slik som det her anvendes er et "termisk stabilt" materiale ett materiale som er i stand til å motstå de høye, skjønt kontrollerte temperaturene, f.eks. fra om lag 400°C til om lag 600°C, som til slutt kan oppstå nær

brenselet, uten signifikant nedbrytning eller brenning. Bruken av slike materialer antas å hjelpe til å opprettholde den enkle "røyk" kjemien i aerosolen, hvilket fremgår av mangelen på Ames-test-aktivitet i de foretrukne utførelsene. Selv om de ikke foretrekkes er andre aerosolgenererende anordninger, såsom varmefølsomme mikrokapsler, eller faste aerosoldannende stoffer, innenfor rammen av denne oppfinnelsen, forutsatt at de er i stand til å avgi tilstrekkelige mengder aerosoldannende damper.

Termisk stabile materialer som kan anvendes som bærer eller substrat for de aerosoldannende stoffene er vel kjent for spesialister på området. 'Brukbare bærere bør være porøse, og må være i stand til å inneholde en aerosoldannende forbindelse, og avgi en potensiell aerosoldannende damp ved oppvarming av brenselet. Nyttige termisk stabile materialer omfatter absorberende karbontyper, såsom porøse kvaliteter av karbon, grafitt, aktivert eller ikke-aktivert karbon o.l., såsom PC-25 og PG-60 som er tilgjengelig fra Union Carbide Corp., så vel som SGL-karbon, tilgjengelig fra Calgon, Corp.. Andre egnede materialer omfatter uorganiske faste stoffer, såsom keramiske materialer, glass, alumina, vermikulitt, leirer såsom bento-nitt, eller blandinger derav. Substrater av karbon og alumina blir foretrukket.

Et spesielt anvendbart aluminasubstrat er en alumina med høy spesifikk overflate (om lag 280 m<2>/g), såsom den kvaliteten som er tilgjengelig fra the Davison Chemical Division i W.R. Grace & Co. under betegnelsen SMR-14-1896. Denne alumina (-14 til +20 U.S. mesh) blir fortrinnsvis sintret i om lag én time ved høy temperatur, f.eks. høyere enn 1000°C, fortrinnsvis fra om lag 1400°C til 1550°C, etterfulgt av passende vasking og tørking, før bruk.

Det aerosoldannende stoffet eller stoffene som anvendes i artiklene ifølge foreliggende oppfinnelse må være i stand til å danne en aerosol ved de temperaturene som e1- tilstede i den aerosolgenererende anordningen ved oppvarming av det brennende brenselelementet. Slike stoffer er fortrinnsvis ikke-tobakk, ikke-vandige aerosoldannende stoffer som er sammensatt av karbon, hydrogen og oksygen, men de kan omfatte andre materialer. Slike stoffer kan være i fast, halv-fast eller flytende form. Koke- eller sublimasjonspunktet for stoffene og/eller blandingen av stoffer kan ligge i området opp til om lag 500°C. Stoffer som har disse egenskapene omfatter: polyhydriske alkoholer, såsom glyserin, trietylenglykol, og propylenglykol, så vel som alifatiske estere av mono-, di-eller poly-karboksylsyrer, såsom metylstearat, dimetyldodekan-dioat, dimetyltetradodekandioat, og andre.

De foretrukne aerosoldannende stoffene er polyhydriske alkoholer, eller blandinger av polyhydriske alkoholer. Mere foretrukne aerosoldannere velges fra glyserin, trietylenglykol og propylenglykol.

Når et substratmateriale anvendes som en bærer, kan det aerosoldannende stoffet dispergeres ved hvilken som helst kjent teknikk på eller i substratet i en konsentrasjon som er tilstrekkelig til å gjennomtrenge eller belegge stoffet.

F.eks. kan det aerosoldanende stoffet anvendes i full styrke eller i fortynnet løsning ved dypping, sprøyting, damppålegging e.l. teknikker. Faste aerosoldannende komponenter kan blandes inn i substratmaterialet og fordeles jevnt i dette før fremstillingen av det endelige substratet.

Selv om ifyllingen av det aerosoldannende stoffet vil variere fra bærer til bærer og fra det ene aerosoldannende stoffet til det andre, kan mengden av flytende aerosoldannende stoff vanligvis variere fra om lag 20 mg til om lag 140 mg, og fortrinnsvis fra om lag 40 mg til om lag 110 mg. Så mye som mulig av aerosoldanneren som bæres på substratet bør leveres til brukeren som WTPM. Fortrinnsvis leveres mer enn om lag 2 vekt-%, helst mer enn om lag 15 vekt-%, og aller helst mer enn om lag 20 vekt-% av aerosoldanneren som bæres på substratet, til brukeren som WTPM.

Den aerosolgenererende anordningen kan også omfatte ett eller flere flyktige aromastoffer, såsom mentol, vanillin, kunstig kaffe, tobakksekstrakter, nikotin, kaffein,

brennevin, og andre midler som gir aroma til aerosolen. Den kan også inneholde hvilke som helst andre ønskelige flyktige faste eller flytende materialer. Alternativt kan disse mulige

midlene plasseres i munnstykket, eller i den mulige tobakksfyl-1ingen.

En spesielt foretrukket aerosolgenererende anordning omfatter det forannevnte aluminasubstratet inneholdende sprøytetørket tobakksekstrakt, levulinsyre eller glukosepenta-acetat, ett eller flere aromastoffer, og en aerosoldanner såsom glyserin.

En tobakksfylling kan anvendes nedstrøms fra brenselelementet. I slike tilfeller blir varme damper sveipet gjennom tobakken for å ekstrahere og destillere de flyktige komponentene fra tobakken, uten forbrenning eller vesentlig pyrolyse. Brukeren mottar således en aerosol som inneholder den naturlige tobakkens smak og aroma uten de mange forbrennings-produktene som fremkommer i en vanlig sigarett.

Artikler av den typen som er åpenbart heri kan anvendes eller kan modifiseres for anvendelse som medikamentleverende artikler, for levering av flyktige farmakologisk eller fysiologisk aktive materialer såsom efedrin, metaproterenol, terbuta-lin, e.1..

Det varmeledende materialet som anvendes som beholder for den aerosolgenererende anordningen er typisk en metallfolie, såsom aluminiumfolie, varierende i tykkelse fra mindre enn om lag 0,01 mm til om lag 0,1 mm eller mer. Tykkelsen og/eller typen av ledende materiale kan varieres (f.eks. Grafoil, fra Union Carbide) for å oppnå den ønskede grad av varmeoverføring.

Som vist i utførelsen illustrert i fig. 1, vil det varmeledende elementet fortrinnsvis kontakte eller overlappe den bakre delen av brenselelementet, og kan utgjøre beholderen eller kapselen som omslutter det aerosolproduserende substratet ifølge foreliggende oppfinnelse. Fortrinnsvis strekker det varmeledende elementet seg over ikke mer enn om lag halvparten av lengden av brenselelementet. Helst skal det varmeledende elementet overlappe eller på annen måte kontakte ikke mer enn om lag de bakre 5 mm, fortrinnsvis 2-3 mm, av brenselelementet. Tilbaketrukne elementer av denne typen som foretrekkes inn-virker ikke på brenselelementets tenne- eller brennekarakteri-stikker. Slike elementer hjelper til å slukke brenselelementet når det er oppbrukt til kontaktpunktet med det ledende elementet ved å virke som et varmelager. Disse elementene stikker heller ikke frem fra den enden av artikkelen som antennes; heller ikke etter at brenselelementet er blitt oppbrukt.

De isolerende elementene som anvendes i de foretrukne røykeartiklene blir fortrinnsvis laget som en myk kappe av ett eller flere lag av et isolerende materiale. Denne kappen er fordelaktig minst om lag 0,5 mm tykk, fortrinnsvis minst om lag 1 mm tykk. Fortrinnsvis strekker kappen seg over mere enn om lag halvparten, hvis ikke hele lengden av brenselelementet. Helst strekker den seg også over praktisk talt hele den ytre omkretsen av brenselelementet og kapselen for den aerosolgenererende anordningen. Som vist i utførelsen i figur 1, kan forskjellige materialer anvendes for å isolere disse to komponentene i artikkelen.

De isolasjonsmaterialene som for tiden foretrekkes, spesielt for brenselelementet, er keramiske fibrer, såsom glassfibrer. Foretrukne glassfibrer er eksperimentelle materialer produsert av Owens - Corning i Toledo, Ohio under betegnelsene 6432 og 6437, som har myknepunkter på om lag 650°C. Andre egnede isolasjonsmaterialer, fortrinnsvis ikke-brennbare uorganiske materialer, kan også anvendes.

For å maksimere aerosolleveringen, som ellers ville fortynnes med radiell (d.v.s. fra utsiden) infiltrering av luft gjennom artikkelen, kan et ikke-porøst papir anvendes fra den aerosolgenererende anordningen til munnstykket.

Papirtyper såsom disse er kjent i sigarett- og/eller papir-industrien, og blandinger av slike papirtyper kan anvendes for å gi forskjellige funksjonelle effekter. Foretrukne papirtyper som anvendes i artiklene ifølge foreliggende oppfinnelse omfatter RJR Archer's 8-0560-36 Tipping med Lip Release papir, Ecusta's 646 Plug Wrap og ECUSTA 30637-801-12001 fremstilt av Ecusta i Pisgah Forest, NC og Kimberly-Clark Corporation's papirtyper P850-186-2, P1487-184-2 og P850-1487-125.

Aerosolen som frembringes av de foretrukne artiklene ifølge foreliggende oppfinnelse er kjemisk enkle, bestående hovedsakelig av luft, oksyder av karbon, aerosoldanner som omfatter eventuelle ønskede aromastoffer eller andre ønskede flyktige stoffer, vann og spormengder av andre stoffer. Den WTPM som proudseres av de foretrukne artiklene ifølge denne oppfinnelsen har ingen mutagen aktivitet målt ved Ames-testen, d.v.s. det er intet signifikant doseresponsforhold mellom den WTPM som produseres av foretrukne artikler ifølge den foreliggende oppfinnelsen, og antallet revertanter som forekommer i standard testmikroorganismer som eksponeres for slike produk-ter. Ifølge forslagsstillerne bak Ames-testen skal en signifikant doseavhengig respons indikere nærværet av mutagene stoffer i de produktene som testes. Se Ames et al.. Mut. Res.. 31: 347 - 364 (1975); Nagao et al., Mut. Res.. 42: 335 (1977).

En ytterligere fordel ved de foretrukne utførelsene av den foreliggende oppfinnelsen er den relative mangel på aske som fremkommer under bruk, sammenlignet med aske fra en vanlig sigarett. Etter som det foretrukne karbonbrenselelementet brennes, blir det hovedsakelig omdannet til oksyder av karbon, med relativt lite askedannelse, og det er således ikke noe behov for å bli kvitt asken når man bruker artikkelen.

Bruken av det forbedrede munnstykket ifølge den foreliggende oppfinnelsen i sigarett-lignende røykeartikler vil bli ytterligere illustrert med referanse til de følgende eksemplene som vil hjelpe til å forstå den foreliggende oppfinnelsen, men som ikke skal oppfattes som en begrensning derav. Alle prosentsatser som er rapportert heri, er vekt-prosenter dersom intet annet er spesifisert. Alle temperaturer er uttrykt i grader celsius og er ukorrigert.

EKSEMPEL I

En røykeartikkel av den typen som er illustrert i figur l ble laget på følgende måte.

A. Fremstilling av brenselkilden

Brenselelementet (10 mm langt, 4,5 mm y.d.) har en tilsynelatende (bulk) tetthet på om lag 0,86 g/cm<3>, ble fremstilt fra karbon (90 vekt-%), SCMC bindemiddel (10 vekt-%) og K2C03 (1 vekt-%).

Karbonet ble fremstilt ved å karbonisere en ikke-talk-holdig kvalitet av Grand Prairie Canadian Kraft hardvedpapir o under nitrogenatmosfære, ved trinnvis å øke temperaturen med om lag 10°C pr. time til en endelig karboniseringstemperatur på 750°C.

Etter avkjøling under nitrogen til lavere enn om lag 35°C, ble karbonet malt til en maskestørrelse på minus 200. Det pulveriserte karbonet ble deretter oppvarmet til en temperatur på opp til om lag 850°C for å fjerne flyktige bestanddeler.

Etter avkjøling igjen under nitrogen til lavere enn om lag 35°C, ble karbonet malt til et fint pulver, d.v.s. et pulver med en midlere partikkelstørrelse på fra om lag 0,1 til 50 mikron.

Dette fine pulveret ble blandet sammen med Hercules 7HF SCMC bindemiddel (9 deler karbon : 1 del bindemiddel), 1 vekt-% K2C03 • 0<3 tilstrekkelig vann til å lage en stiv, deiglignende pasta.

Brenselelementer ble ekstrudert fra denne pastaen med syv sentrale hull på om lag 0,53 mm i diameter og seks perifere hull på om lag 0,25 mm i diameter. Godstykkelsen eller avstanden mellom de sentrale hullene var om lag 0,20 mm og den midlere ytre godstykkelsen (avstanden mellom omkretsen og de perifere hullene) var 0,48 mm som vist i figur IA.

Disse brenselelementene ble så bakt ut under nitrogenatmosfære ved 900°C i tre timer etter formingen.

B. Sprøytetørket ekstrakt

En blanding av røyktørkede tobakkstyper ble malt til et middels støv og ekstrahert med vann i en rustfri ståltank ved en konsentrasjon på fra om lag 0,12 til 0,18 kg tobakk pr. liter vann. Ekstraksjonen ble utført ved omgivende temperatur med mekanisk røring i fra om lag 1 time til om lag 3 timer. Blandingen ble sentrifugert for å fjerne suspenderte faste stoffer, og det vandige ekstraktet ble sprøytetørket ved kontinuerlig å pumpe den vandige løsningen til en konvensjonell sprøytetørker, såsom en Anhydro Size No. 1 ved en innløpstem-peratur på fra om lag 215° - 230°C og oppsamling av det tørkede pulvermaterialet ved utløpet av tørkeren. Utløpstemperaturen varierte fra om lag 82° - 90°C.

C. Fremstilling av sintret alumina

Alumina med høy spesifikk overflate (spesifikk overflate på om lag 280 m<2>/g) fra W. R. Grace & Co. med en maskestørrelse på fra -14 til +2 0 (U.S.) ble sintret ved en ovnstemperatur på om lag 1400°C til 1550°C i om lag én time, vasket med vann og tørket. Denne sintrede alumina ble blandet, i en to-trinns-prosess, med ingrediensene vist i tabell I i de viste forhold:

Aromapakken er en blanding av aromaforbindelser som simulerer smaken av sigarettrøyk. Ett slikt stoff som er blitt brukt i denne ble levert fra Firmenich i Geneve, Sveits under betegnelsen T69-22.

I det første trinnet ble det sprøytetørkede tobakks-ekstraktet blandet med tilstrekkelig vann til å danne en suspensjon. Denne suspensjonen ble deretter tilført til aluminabæreren beskrevet ovenfor ved blanding inntil suspensjonen var jevnt absorbert av aluminiumoksydet. Det behandlede aluminiumoksydet ble deretter tørket for å redusere fuktighetsinnholdet til om lag 1 vekt-%. I det andre trinnet ble denne behandlede alumina blandet med en kombinasjon av de andre oppførte ingrediensene inntil væsken var i det vesentlige absorbert i aluminabæreren.

D. Sammenstilling

Kapselen som ble brukt til å konstruere røykeartikkelen i figur 1 ble fremstilt av dyptrukket aluminium. Kapselen hadde en midlere veggtykkelse på om lag 0,004 tommer (0,01 mm) og var om lag 30 mm lang, med en ytre diameter på om lag 4,5 mm. Den bakre enden av beholderen Lie forseglet med unntak av to slisselignende åpninger (hver på om lag 0,65 x 3,45 mm, om lag 1,14 mm fra hverandre) for å tillate passasje av aerosoldanneren til brukeren. Om lag 325 mg av det aerosoldannende substratet beskrevet ovenfor ble brukt til å fylle kapselen.

Et brenselelement fremstilt som ovenfor, ble innsatt i den åpne enden av den fylte kapselen til en dybde på om lag 3 mm.

E. Isolerende kappe

Kombinasjonen av brenselelement og kapsel ble omviklet i brenselelementenden med en 10 mm lang glassfiberkappe av Owens-Corning 64 3 7 (med et myknepunkt på om lag 650°C), med 3 vekt-% pektinbindemiddel, til en diameter på om lag 7,5 mm. Glassfiberkappen ble deretter omviklet med et indre innpakningsmateriale, et Kimberly Clark eksperimentelt papir betegnet P780-63-5.

F. Tobakkskappe

En 7,5 mm diameter tobakksstav (28 mm lang) med en innpakning av Kimberly Clark's P1487-125 papir ble modifisert ved innsetting av en sonde, slik at den fikk en langsgående passasje med om lag 4,5 mm diameter i midten.

G. Sammenstilling

Kombinasjonen av omkappet brenselelement og kapsel ble innsatt i passasjen i tobakksstaven inntil glassfiberkappen buttet imot tobakken. Glassfiber- og tobakksseksjonene ble sammenføyd med et ytre innpakningsmateriale som omsluttet både kombinasjonen a.v brenselelement/isolerende kappe/innerinn-pakning og den innpakkede tobakksstaven. Den ytre innpakningen var et Kimberly Clark papir betegnet P1768-65-2.

Et munnstykke av typen illustrert i figur 1 ble konstruert ved å sammenføye to seksjoner; (1) et 10 mm langt, 7,5 mm diameter adskillende element nær til kapselen, fremstilt av et tobakksarkmateriale levert fra Kimberly-Clark Corporation betegnet P144-185-GAPF, omviklet med Kimberly Clark's P850-186-2 papir og (2) et 3 0 mm langt, 7,5 mm diameter sylindrisk segment av en non-woven smelteblåst termoplastisk polypropylen-vev levert fra Kimberly-Clark Corporation betegnet PP-100-F omviklet med Kimberly-Clark Corporations P1487-184-2 papir. Begge seksjonene av munnstykket ble fremstilt ved å føre tobakkspapiret og veven av termoplastiske fibrer gjennom dobbeltkonussystemet beskrevet ovenfor. Disse to seksjonene ble sammenføyd med en sammenføyende omvikling av Kimberly-Clark Corporations P850-186-2 papir.

Den kombinerte munnstykkeseksjonen ble sammenføyd med det omkapslede brenselelementet - kapselseksjonen med en omvikling til slutt av Ecustas 30637-801-12001 tipping papir.

Røykeartikler fremstilt på denne måten frembrakte en aerosol som lignet tobakksrøyk uten noen uønsket avvikende smak p.g.a. sviing eller termisk nedbrytning av det aerosoldannende stoffet. Artikler fremstilt på denne måten ble røkt under såkalte humane betingelser som består av 50 ml dragvolum av 2 sekunders varighet, adskilt av 28 sekunders henstand, i løpet av minst om lag seks drag. Som man kan se av figur 6 var leppetemperaturen målt med et Cyclops bærbart Radiation Thermometer om lag 4 mm inn fra enden av munnstykket, mindre enn eller lik kroppstemperaturen. Med andre ord frembrakte slike artikler aerosol uten den uønskede "varme" som oppfattes av brukere av lignende artikler som ikke anvender det forbedrede munnstykket.

EKSEMPEL II

Røykeartikler i likhet med dem som er beskrevet i eksempel I ble konstruert med munnstykker illustrert i figur 2 og figurene 2A - 2D på følgende måte. Artikkelen illustrert i fig. 2 tjente som en kontrollartikkel for artiklene i figurene 2A - 2D som har munnstykker i samsvar med foreliggende oppfinnelse.

A. Fremstilling av brenselelement

Grand Prairie Canadian (GPC) Kraft papir (ikke-talk-kvalitet) laget av hardved og levert av Buckeye Cellulose Corp., Memphis, TN, ble oppkappet og plassert i en 2 3 cm

diameter, 2 3 cm dyp rustfri stålovn. Ovnskammeret ble gjennom-blåst med nitrogen, og ovnstemperaturen ble hevet til 200°C og holdt i 2 timer. Temperaturen i ovnen ble deretter øket med en hastighet på 5°C pr. time til 350°C og ble holdt ved 350°C i 2 timer. Temperaturen på ovnen ble så øket med 5°C pr. time til 750°C for ytterligere å pyrolisere cellulosen. Ovnen ble

så holdt ved denne temperaturen i 2 timer for å sikre jevn oppvarming av karbonet. Ovnen ble så avkjølt til romtempera-tur, og karbonet ble malt til et fint pulver (mindre enn 400 mesh) med en "Trost" mølle. Dette pulveriserte karbonet (CGPC) hadde en innfylt tetthet på 0,6 g/cm<3> og hydrogen pluss oksygennivå på 4%.

Ni deler av dette karbonpulveret ble blandet med én del SCMC-pulver, K2CO3 ble tilsatt i 1 vekt-%, og vann ble tilsatt for å lage en tynn suspensjon, som deretter ble støpt til et ark og tørket. Det tørkede arket ble så malt igjen til et fint pulver, og tilstrekkelig vann ble tilsatt for å lage en plastisk blanding som var stiv nok til å beholde formen etter ekstrudering, f.eks. vil en kule av blandingen vise bare en svak tendens til å flyte i løpet av ett døgn. Denne plastiske blandingen ble så fylt i en porsjonsekstruder ved romtempera-tur. Hunnformen i ekstruderen for å danne ekstrudatet hadde innsnevrende overflater for å lette en jevn strøm av den plastiske massen. Et lavt trykk (mindre enn 5 tonn pr. kvadrat tomme eller 7,03 x IO<6> kg pr. kvadratmeter) ble anvendt på den plastiske massen for å tvinge den gjennom et hunn-munnstykke på 4,6 mm diameter. -Den våte staven fikk så tørke ved romtem-peratur over natten. For å sikre at den var fullstendig tørr ble den så plassert i en ovn ved 80°C i to timer. Denne tørkede staven hadde en tetthet på 0,85 g/cm<3>, en diameter på 4,5 mm og en ikke-rundhet på om lag 3%.

Den tørre ekstruderte staven ble kuttet i 10 mm lengder, og syv hull ble boret gjennom stavens lengde.

Andre brenselelementer er blitt laget på foregående måte uten å male om igjen eller tørke suspensjonsblandingen av karbonpulveret. I slike artikler blir brenselelementene direkte ekstrudert fra en stiv, deiglignende pasta fremstilt av karbonpulverblandingen.

B. S<p>røytetørket ekstrakt

Tobakk (Burley, røyktørket, tyrkisk, etc.) ble malt til et midlere støv og ekstrahert med vann i en rustfri ståltank ved en konsentrasjon på fra om lag 0,12 til 0,18 kg tobakk pr. liter vann. Ekstraksjonen ble utført ved omgivende temperatur med mekanisk omrøring i fra om lag 1 time til om lag 3 timer. Blandingen ble sentrifugert for å fjerne suspenderte faste stoffer, og det vandige ekstraktet ble sprøytetørket ved kontinuerlig å pumpe den vandige løsningen til en konvensjonell sprøytetørker, såsom en Anhydro Size No. 1, ved en innløps-temperatur på fra om lag 215° - 2 3 0°C, og oppsamling av det tørkede pulvermaterialet ved utløpet av tørkeren. Utløps-temperaturen varierte fra om lag 82° - 90°C.

C. Fremstilling av substrat

Alumina med høy spesifikk overflate (spesifikk overflate = 280 m<2>/g) fra W. R. Grace & Co. med en maskestørrelse på fra -14 til +20 (U.S.) ble sintret ved en ovnstemperatur på om lag 1400°C i om lag én time og avkjølt. Aluminaen ble vasket med vann og tørket. Den sintrede alumina (640 mg) ble ytterligere behandlet med en vandig løsning inneholdende 107 mg sprøyte-tørket røykmodnet tobakksekstrakt og tørket til et fuktighets-innhold på om lag 1 vekt-%. Dette materialet ble så behandlet med en blanding av 233 mg glyserin og 17 mg av en aroma-komponent levert av Firmenich, Geneve, Sveits under betegnelsen T69-22.

D. Sammenstilling

De metalliske beholderene for substratet var 30 mm lange spiralviklede aluminiumrør levert fra Niemand, Inc., med en diameter på om lag 4,5 mm. Alternativt kan anvendes en dyptrukken kapsel fremstilt av aluminiumrør om lag 4 mil tykk (0,1016 mm), om lag 32 mm lang, med en ytre diameter på om lag 4,5 mm. En ende av hvert av disse rørene ble krympet for å forsegle munnenden av kapselen. Den forseglede enden av kapselen ble forsynt med to slisse-lignende åpninger (hver om lag 0,65 x 3,45 mm, med en avstand på 1,14 mm fra hverandre) for å tillate passasje av aerosoldanneren til brukeren. Om lag 170 mg av den modifiserte alumina ble brukt for å fylle hver av beholderene. Etter at de metalliske beholderene var fylt, ble hver av dem sammenføyd med et brenselelement ved innføring av om lag 2 mm av brenselelementet i den åpne enden av beholderen.

E. Isolerende kappe

Kombinasjonen av brenselelement og kapsel ble omviklet i brenselelementenden med en 10 mm lang, glassfiberkappe av Owens-Corning 6437 (med et myknepunkt på om lag 650°C), med 4 vekt-% pektinbindemiddel, til en diameter på om lag 7,5 mm og omviklet med P878-63-5 papir.

F. Tobakkskappe

En 7,5 mm diameter tobakksstav (28 mm lang) med en omvikling av 64 6 plugginnpakning (f.eks. fra en ikke-filter-sigarett) ble modifisert med en sonde for å lage en langsgående passasje (om lag 4,5 mm diameter) gjennom staven.

G. Sammenstilling

Kombinasjonen av omkappet brenselelement og kapsel ble innsatt i passasjen i tobakksstaven inntil glassfiberkappen buttet imot tobakken. Glassfiber- og tobakksseksjonene ble omviklet med Kimberly-Clark Corporation P878-16-2.

Som vist i figur 2 ble et hult celluloseacetatrør (30 mm langt) som var omviklet med 646 plugginnpakning, sammenføyd med et 8,0/40K filterelement av lav virkningsgrad fra Celanese Corp. (10 mm langt) som også var omviklet med 646 plugginnpakning, ved hjelp av RJR Archer Inc. 8-0560-36 tipping med leppeslippepapir.

Den sammensatte munnstykkeseksjonen ble sammenføyd med den omkappede brenselelement - kapselseksjonen med en liten seksjon av hvitt papir og lim.

Røykeartikler med munnstykkeutforming i samsvar med den foreliggende oppfinnelsen er vist i figurene 2A - 2D. Disse artiklene ble sammensatt på en måte i likhet med den såkalte kontrollrøykeartikkelen i figur 2. Munnstykket i fig. 2A hadde en 10 mm seksjon av puffet tobakk og en 30 mm seksjon av en non-woven vev av smelteblåste polypropylenfibrer i likhet med det ovenfor beskrevne Kimberly-Clark Corporation PP-100-F materiale. Munnstykket i fig. 2B hadde en 10 mm seksjon av et celluloseacetatrør sammen med en 30 mm seksjon av polypropylenmaterialet ovenfor. Fig. 2C er den samme som fig. 2B med unntak av at begge seksjonene er 20 mm lange. Fig. 2D har en 10 mm seksjon av puffet tobakk, en 10 mm seksjon av et cellu-loseacetatrør og en 20 mm seksjon av polypropylenmaterialet.

Disse artiklene ble røkt under humane betingelser som består av 50 ml dragvolum av 2 sekunders varighet, adskilt av 28 sekunders pause. Gasstemperaturene i utløpet fra slike artikler er illustrert i fig. 3. Disse temperaturene ble målt ved å plassere et termoelement om lag 1 mm fra enden av munnstykket. Som man kan se av fig. 3 ble gasstemperaturene i utløpet fra røykeartikler som bruker munnstykker i samsvar med den foreliggende oppfinnelsen betydelig redusert, sammenlignet med kontrollrøykeartikkelen. Denne reduksjonen i gasstempera-turen i utløpet svarer til reduksjonen i aerosolens "varme"

slik som den oppfattes av brukeren.

Claims (4)

1. Sigarett-type røykeartikkel som omfatter et aerosoldannende materiale som danner er aerosol som ligner tobakksrøyk ved innvirking av varme under røyking og som inneholder et munnstykke (22)i form av en sylinderisk filterplugg (26) inneholdende termoplastiske fibre, karakterisert ved at munnstykkets sylinderiske filterplugg (26) består av termoplastiske fibre i form av en non-woven vev, samt at det i munnstykket (22) mellom det aerosoldannende materialet (14) og filterpluggen (26) er anordnet et avstandselement(24)

2. Røykeartikkel ifølge krav 1, karakterisert ved at avstandselementet (24) er en materialmasse valgt fra gruppen tobakk, tobakksholdig papir, celluloseacetat og celluloseacetat som omgir et rør.

3. Sigarett-type røykeartikkel ifølge kravene 1 og 2, karakterisert ved at de termoplastiske fibre i non-woven veven omfatter polyolefin eller polyesterfibre.

4. Sigarett-type røykeartikkel ifølge kravene 1 -3, karakterisert ved at de termoplastiske fibre i non-vowen veven omfatter polypropylen-fibre.