CZ294121B6 - Kuřácký výrobekŹ obal kuřáckého výrobku a způsob tohoto obalu - Google Patents

Abstract

Kuřácký výrobek má tyčku }@B kuřáckého materiáluŹ která obsahuje nehořlavý obal }QBŹ rozkládající se po délce tyčky }@B kuřáckého materiálu a obklopující kuřácký materiál@ Kuřácký materiál obsahuje palivový zdroj }@B hořlavého palivaŹ probíhající po délce tyčky }@B kuřáckého materiáluŹ a prostředek produkující aerosolŹ rozkládající se podél délky tyčky }@B kuřáckého materiálu@ Obal }QB sestává z převážně nehořlavéhoŹ částicového anorganického plnivového materiáluŹ z pojivaŹ popřípadě z plastifikátoruŹ a popřípadě z malého množství celulózového vláknitého materiálu@ Obsah anorganického plnivového materiálu je nejméně @Q @ hmotnostních celkové hmotnosti obalu }QB@ U způsobu výroby tohoto v podstatě nehořlavého obalu }QB kuřáckého výrobku se připraví směs nehořlavého anorganického plnivového materiálu a pojivaŹ směs se vytlačuje a vytváří se dutá trubička a tato dutá trubička s kontaktuje s materiálem vyvolávajícím rychlé tvrdnutí duté trubičkyŕ

Description

Kuřácký výrobek, obal kuřáckého výrobku a způsob výroby tohoto obalu

Oblast techniky

Vynález se týká kuřáckého výrobku, majícího tyčku kuřáckého materiálu, která obsahuje nehořlavý obal, rozkládající po délce tyčky kuřáckého materiálu a obklopující kuřácký materiál, přičemž kuřácký materiál obsahuje palivový zdroj hořlavého paliva, probíhající po délce tyčky kuřáckého materiálu, a prostředek produkující aerosol, rozkládající se podél tyčky kuřáckého materiálu. Vynález se týká zejména takového kuřáckého výrobku, který má jinou než konvenční strukturu a jiný režim spalování, přičemžjeho vnější vzhled připomíná kuřácké výrobky. Vynález se dále týká v podstatě nehořlavého obalu pro tento kuřácký výrobek a způsobu výroby tohoto obalu.

Dosavadní stav techniky

Mnoho známých řešení se pokoušelo vyrábět kuřácké výrobky zásobující kuřáka aerosolem podobným tabákovému kouři. Některé návrhy se zaměřovaly na produkování aerosolových výparů z látek schopných produkovat aerosol zahříváním těchto látek produkujících aerosol okolním hořlavým materiálem, například řezavým tabákem. Přívodu kouře z doutnajícího hořlavého materiálu do úst kuřáka brání kouřové bariéry, zatímco aerosolové výpary mohou ke kuřákovi volně procházet. Taková řešení jsou popsána v patentu US 3 258 015 a US 3 356 094. První z těchto známých kuřáckých výrobků je opatřen vnějším válcovým pláštěm hořlavého materiálu s dobrými doutnavými vlastnostmi, zejména vytvořeným z řezaného tabáku nebo z rekonstituovaného tabáku nebo jiného zdroje nikotinu a vodních par. Základní nevýhodou takových výrobků je skutečnost, že nakonec po shoření tabákového materiálu vyčnívá ze zbytku kuřáckého výrobku kovová trubička. Další nevýhodou je vznik značného podílu zplodin tepelného rozkladu tabáku a značný podíl vedlejšího proudu tabákového kouře. Toto řešení bylo později modifikováno provedením podle druhého zmíněného patentového spisu použitím trubky vytvořené z materiálu jako jsou anorganické soli nebo keramické materiály pojené pryskyřicí, které zahřátím výrazně křehkou a mohou se potom odklepávat při však vzniká při kouření značné množství zplodin tepelného rozkladu a protože dochází ke spalování tabáku, vzniká také viditelný proud kouře.

Aerosolové inhalační přístroje, popsané například v EP 0 174 645 A a EP 0 330 690 A, obsahují ústrojí využívající přestupu tepla ze spalovacího prvku do fyzikálně oddělených prvků produkujících aerosol. Základní znak tohoto známého řešení spočívá v tom, že prvky produkující aerosol jsou vždy fyzikálně odděleny od spalovacího prvku a jsou vždy zahřívány přenosem tepla z prvku s dobrou vodivostí tepla, nikdy spalováním. Důsledkem toho je vždy kratší spalovací prvek, umístěný na jednom konci kuřáckého výrobku a udržovaný mimo přímý kontakt s prvkem produkujícím aerosol.

Další novější známá řešení jsou popsána v dokumentu GB 1 185 887, US 5 060 667 a EP 0 405 190 A. Ve všech těchto zařízeních je palivový prvek ve formě prstence uspořádán kolem prvku produkujícího aerosol.

V GB 1 185 857 je popsán výrobek dodávající kuřákovi v podstatě anorganický kouř snadno absorbovatelných solí a produkující popel, který by se mohl odstraňovat podobně jako u běžných kuřáckých výrobků. U kuřáckých výrobků se však předpokládá, že budou vyvíjet určité množství viditelného kouře, produkovaného celulózovými složkami uvnitř některých částí kuřáckého výrobku.

US 5 060 667 popisuje souose uspořádaný spalovací prvek s obsahem tabáku, obklopený kovovou tepelně vodivou trubičkou a přírubovou částí na jednom konci, která má zamezovat proudění kouře ze spalovaného tabáku materiálem, který je zdrojem aromatických látek a který obklopuje

-1 CZ 294121 B6 trubičku vedoucí teplo. Ke kuřákovi se tak dostává pouze aerosol produkovaný materiálem tvořícím zdroj aromatických látek. Celý kuřácký výrobek v tomto provedení neshoří, ale jen se spálí tabákový materiál stejně tak jako materiál tvořící zdroj aromatických látek a tím se produkuje viditelný proud kouře a využívá se značné procento drahého materiálu jako je tabák.

EP 0 405 190 A se snaží vytvořit kuřácký výrobek, který by poskytoval uživateli požitek z kouření zahříváním náplně kuřáckého výrobku bez spalování tabáku. Většina těchto výrobků obsahuje prstencový uhlíkový spalovací segment, fyzicky oddělený prvek produkující aerosol, umístěný soustředně uvnitř spalovacího prvku, oddělovací člen mezi spalovacím prvkem a prostředky produkujícími aerosol, zamezující v podstatě proudění látky v radiálním směru kuřáckým výrobkem, a který se při kouření výrobku postupně spotřebovává, a náustkový člen. Protože zdroj spalovacího materiálu je uspořádán prstencově kolem prvku produkujícího aerosol, je výhodné obklopit zdroj spalovací látky v podélném směru izolačním pláštěm, který potom může být zabalen v konvenčním cigaretovém papírku. V tomto spisu je také obsaženo alternativní provedení obsahující souose umístěný zdroj uhlíkového spalitelného materiálu s malou rychlostí hoření, obklopený podél své délky izolačním prvkem, který je zase z druhé strany obklopen tabákem zabaleným v papírovém obalu. Tabák se v tomto provedení pouze zahřívá a nespaluje jako v jiných provedeních, avšak na rozdíl od jiných provedení popsaných v EP 0 405 190 A se kuřácký výrobek v tomto případě nespálí, protože ani tabák při kouření nehoří. V tomto spisu není popsáno žádné praktické upotřebení výrobku, takže tato varianta se jeví jako teoretický a stěží použitelný návrh. Je zřejmé, že by autoři tohoto návrhu měli značné obtíže s uvedením tohoto konstrukčního konceptu do praktické podoby. Tato konstrukční varianta také používá značného množství drahého tabáku jako jedné složky materiálu pro vytvoření zdroje aerosolu, které kuřák nikdy dostatečně nevyužije.

US 2 998 012 popisuje kuřácký výrobek mající nehořlavý obal z tkaných skleněných vláken s nejméně jedním adhezivním materiálem, uhličitanem vápenatým pro zamezení hoření, propylenglykolem jako plastifikátorem a křemelinou, která by měla udržovat nepropustnost obalu a jeho chladný dotykový povrch. Nevýhodou tohoto řešení je skutečnost, že obal si stále udržuje převážně vláknitou strukturu, způsobenou obsahem tkaných skleněných vláken. Takový obal by byl nepoužitelný pro komerční kuřácké výrobky. US 4 961 438 popisuje kuřácký výrobek, který při kouření nehoří podél své délky, ale u kterého se doutnáním zdroje tepla ohřívá vzduch, vtahovaný do ústrojí z materiálu produkujícího aerosol, který je nanesený na substrátu. Obal tohoto ústrojí je tvořen nehořlavou trubičkou s vysokou vodivostí tepla. Taková velká vodivost teplaje nevhodná pro komerční kuřácké výrobky. Obal podle vynálezu se snaží především odstranit tyto základní nedostatky.

Úkolem vynálezu je proto vyřešit kuřácký výrobek, který by při svém užití neprodukoval výraznější množství zplodin pocházejících z tepelného rozkladu materiálů.

Dalším úkolem vynálezu je vytvořit kuřácký výrobek, který by při kouření produkoval velmi malý viditelný proužek kouře, podstatně menší než u dosud známých kuřáckých výrobků, obsahujících tyčku řezaného tabáku balenou v cigaretovém obalovém papírku, do kterého je přidána složka omezující množství viditelného produkovaného kouře nebo vytvořeném z papíru obsahujícího složku redukující množství produkovaného viditelného kouře, vycházejícího stranou.

Jiným úkolem vynálezu je odstranit vady známých kuřáckých výrobků, popsané v úvahu, při zachování v podstatě konvenčního vnějšího vzhledu kuřáckých výrobků, které jsou do současnosti známy.

Ještě jiným úkolem vynálezu je zachování fyzikálních jevů vznikajících při kouření včetněvytváření popela na cigaretě, který by se mohl odstraňovat například odklepáváním podobně jako u běžných cigaret v průběhu kouření.

-2 CZ 294121 B6

V tomto popisu používané pojmy „tyčka kuřáckého materiálu“ nebo „kyřácký materiál“ mají označovat tu část kuřáckého výrobku, která je obsažena uvnitř v podstatě nespalitelného a nehořlavého obalu a nemá žádnou souvislost se spalitelností nebo jinými vlastnostmi individuálních složek tyčky kuřáckého výrobku.

Podstata vynálezu

Uvedené úkoly splňuje kuřácký výrobek, mající tyčku kuřáckého materiálu, která obsahuje nehořlavý obal, rozkládající po délce tyčky kuřáckého materiálu a obklopující kuřácký materiál, přičemž kuřácký materiál obsahuje palivový zdroj hořlavého paliva, probíhající po délce tyčky kuřáckého materiálu, a prostředek produkující aerosol, rozkládající se podél délky tyčky kuřáckého materiálu, podle vynálezu, jehož podstatou je, že obal sestává z převážně nehořlavého, částicového anorganického plnivového materiálu, z pojivá, popřípadě z plastifikátoru, a popřípadě z malého množství celulózového vláknitého materiálu, přičemž obsah anorganického plnivového materiálu je nejméně 65 % hmotnostních celkové hmotnosti obalu.

Podle výhodného provedení se palivový zdroj a prostředek produkující aerosol rozkládají po celé délce tyčky kuřáckého materiálu, přičemž prostředek produkující aerosol je umístěn mezi palivovým zdrojem a obalem.

Palivový zdroj a/nebo prostředek produkující aerosol s výhodou obsahuje podélně probíhající tyčky, provazce nebo vlákna.

Palivový zdroj s výhodou obsahuje řezavý plnivový materiál.

Palivový zdroj a/nebo prostředek produkující aerosol s výhodou obsahuje stočenou vrstvu.

Prostředkem produkujícím aerosol je s výhodou řezaný plnivový materiál.

Palivový zdroj a prostředek produkující aerosol s výhodou obsahují řezaný plnivový materiál.

Řezané plnivové materiály jsou s výhodou dobře promíseny směsmi.

Prostředek produkující aerosol a palivový zdroj jsou s výhodou zkombinovány pro vytvoření palivového zdroje, produkujícího aerosol.

Prostředek produkující aerosol a palivový zdroj mají s výhodou formu jádra a obvodového prstence.

Prostředek produkující aerosol a palivový zdroj mají s výhodou formu jádra a obvodového prstence z pěnových složek.

Buď palivový zdroj nebo prostředek produkující aerosol je s výhodou tvořen pěnovým materiálem.

Kuřácký výrobek dále s výhodou obsahuje filtrační prvek.

Alespoň 50 % hmotnostních kuřáckého výrobku je s výhodou tvořeno anorganickým materiálem.

Uvedené úkoly dále splňuje obal kuřáckého výrobku, v podstatě nehořlavý, podle vynálezu, jehož podstatou je, že obal sestává z převážně nehořlavého, částicového anorganického plnivového materiálu, z pojivá, popřípadě z plastifikátoru, a popřípadě z malého množství celulózového vláknitého materiálu, přičemž obsah anorganického plnivového materiálu je nejméně 65 % hmotnostních celkové hmotnosti obalu.

- J CZ 294121 B6

Nehořlavý anorganický plnivový materiál je s výhodou tvořen nekovovým materiálem.

Nehořlavý anorganický plnivový materiál je s výhodou tvořen nejméně jedním materiálem vybraným ze skupiny obsahující perlit, vermikulit, křemelinu, koloidní oxid křemičitý, křídu, oxid hořečnatý, síran hořečnatý, uhličitan hořečnatý nebo jiné nehořlavé plnivové materiály podobné hustoty.

Anorganický plnivový materiál tvoří s výhodou nejméně 70 % hmotnostních celkové hmotnosti obalu.

Anorganický plnivový materiál tvoří s výhodou nejméně 80 % hmotnostních celkové hmotnosti obalu.

Anorganický plnivový materiál tvoří nejméně s výhodou 90 % hmotnostních celkové hmotnosti obalu.

Obal s výhodou obsahuje méně než 10 % hmotnostních vláknitého materiálu z celkové hmotnosti obalu.

Obal s výhodou obsahuje pojivo a/nebo plastifíkátor do 30 % hmotnostních celkové hmotnosti obalu.

Hmotnostní množství pojívaje s výhodou do 25 % hmotnostních celkové hmotnosti obalu.

Hmotnostní množství pojivá je s výhodou v rozsahu od 8 do 10 % hmotnostních celkové hmotnosti obalu.

Hmotnostní množství pojívaje s výhodou do 5 % hmotnostních celkové hmotnosti obalu.

Pojivém je s výhodou organické pojivo vybrané z nejméně jedné třídy derivátů celulózy, etherů,, celulózy, alginických pojiv, klovatin, gelů, pektinů nebo škrobů.

Organickým pojivém je s výhodou nejméně jedna látka ze skupiny obsahující sodnou sůl karboxymethylcelulózy, methylcelulózu, hydroxypropylcelulózu, hydroxyetylcelulózu, alginát amonný, alginát sodný, alginát sodnovápenatý, alginát vápenatoamonný, alginát draselný, alginát hořečnatý, alginát triethanolaminový, alginát propylenglykolový, alginát hliníku, alginát mědi, alginát zinku, alginát stříbra, arabskou gumu, ghatti klovatinu, tragakantovou klovatinu, karajskou gumu, klovatinu rohovníku, akáciovou klovatinu, guarovou klovatinu, klovatinu ze semen kdouloně, xantanovou klovatinu, agar, agarózu, karagény, složky chaluh nebo furcelan.

Pojivém je s výhodou nehořlavé anorganické pojivo.

Pojivém je s výhodou nejméně jedna látka ze skupiny obsahující křemičitan draselný, oxid hořečnatý v kombinaci s křemičitanem draselným nebo cement.

Plastifíkátor je s výhodou přítomen do 20 % hmotnostních celkové hmotnosti obalu.

Plastifíkátor je s výhodou přítomen do 10 % hmotnostních celkové hmotnosti obalu.

Plastifíkátor je s výhodou přítomen do 5 % hmotnostních celkové hmotnosti obalu.

Plastifíkátor je s výhodou nejméně jedna látka ze skupiny obsahující glycerin a propylenglykol.

Obal má s výhodou propustnost v rozsahu od 1 do 150 jednotek Coresta.

-4CZ 294121 B6

Obal s výhodou obsahuje dezodorant vybraný ze skupiny obsahující citronelel, geraniol nebo vanilin.

Uvedené úkoly dále splňuje způsob výroby v podstatě nehořlavého obalu kuřáckého výrobku, obsahujícího převážně nehořlavý anorganický plnivový materiál a pojivo, podle vynálezu, jehož podstatou je, že se připraví směs nehořlavého anorganického plnivového materiálu a pojivá, směs se vytlačuje a vytváří se dutá trubička a tato dutá trubička se kontaktuje s materiálem vyvolávajícím rychlé tvrdnutí duté trubičky.

Materiálem vyvolávajícím tvrdnutí duté trubičky je s výhodou buď látka odsávající vodu, kterou se odstraňuje voda obsažená v trubičce, roztok měnící rozpustné pojivo ve směsi trubičky na nerozpustné, nebo hydrofílní látka odebírající vodu z vodné směsi pro výrobu trubičky.

Vytlačovací proces se s výhodou provádí šnekovým nebo pístovým vytlačovacím lisem při tlaku nepřesahujícím 300 až 400 kPa.

Vytlačovací proces se s výhodou provádí šroubovým lisem při tlaku nepřesahujícím 900kPa.

Látkou odsávající vodu je s výhodou lehký oxid hořečnatý.

Rozpustný alginát se s výhodou změní na nerozpustný přidáním rozpouštěcích činidel, jako je hydroxid amonný nebo chlorid vápenatý.

Hydrofílní látkou je s výhodou ethanol.

Do zásobníku vytlačovacího lisu se s výhodou přidá podkritické množství srážecího činidla ještě před vytlčováním a po vytlačování se hladina srážecího činidla zvýší na kritickou úroveň pro vyvolání úplného vysrážení.

Jednotlivé operace se s výhodou provádějí postupně.

Směs pro obal s výhodou obsahuje obětované molekuly, které se mohou odstranit po vytvoření obalu působením tepla nebo chemickou reakcí.

V podstatě nehořlavý obal

V podstatě nehořlavý obal je vytvořen z převážně nehořlavého anorganického plnivového materiálu. Pojem „převážně“ v tomto popisu znamená, že obal obsahuje nejméně 65 % a zpravidla 70 % tohoto materiálu. Anorganický plnivový materiál výhodně produkuje při kouření velmi málo viditelného kouře nebo dokonce neprodukuje žádný kouř. Zejména nehořlavý obal obsahuje nejméně 80 % a zejména nejméně 90 % anorganického plnivového materiálu z celkové hmotnosti obalu. Výhodně je nehořlavý anorganický plnivový materiál tvořen nejméně jedním materiálem ze skupiny obsahující perlit, vermikulit, křemelinu, koloidní oxid křemičitý, křídu, oxid hořečnatý, síran hořečnatý, uhličitan hořečnatý nebo jiné nehořlavé plnivové materiály s nízkou hustotou, které jsou odborníkům známy.

Nehořlavý obal může obsahovat malé množství celulózového vláknitého materiálu. Obsah tohoto vláknitého materiálu v nehořlavém obalu je v hmotnostním množství menší než 10 %, výhodně menší než 5 % a zejména menší než 2 %. Nejvýhodnější je takové provedení, u kterého v obalu není obsažen žádný vláknitý materiál.

Obal obsahuje ve výhodném provedení pojivo a/nebo plastifíkátor. Tyto složky mohou být v obalu přítomny v hmotnostním množství do 30 % celkové hmotnosti obalu. Hmotnostní množství pojivá je do 25 % celkové hmotnosti obalu. Přesný podíl bude závislý na chuťových

-5CZ 294121 B6 charakteristikách, na přijatelných mezích viditelného proužku kouře a pevnosti hotového výrobku, popřípadě na použitých výrobních technologiích. Pojivo může být přítomno v hmotnostním množství kolem 8 až 10 % hmotnosti obalu, i když je možné, aby množství pojivá nepřekračovala 5 % hmotnosti obalu. Pojivém může být organické pojivo, například deriváty celulózy, například sůl karboxymethylcelulózy, methylcelulóza, hydroxypropylcelulóza, hydroxyethylcelulóza nebo ethery celulózy, alginická pojivá včetně rozpustných alginátů jako je alginát amonný, alginát sodný, alginát sodnovápenatý, alginát vápenatoamonný, alginát draselný, alginát hořečnatý, alginát triethanolaminový, alginát propylenglykolový, nerozpustné algináty, které mohou být přeměny na rozpustné algináty přidáním rozpouštěcích činidel, například hydroxidu amonného. Příklady takových alginátů jsou alginát hliníku, alginát mědi, alginát zinku, aginát stříbra. Algináty, které jsou původně nerozpustné, ale také jsou při výrobním procesu podrobeny zpracování, které by jim dodalo nerozpustnost ve finálním výrobku, mohou být rovněž používány, což platí zejména pro alginát sodný přecházející do alginátů vápenatého, jak bude popsáno v další části. Další organická pojivá zahrnují arabskou gumu, ghatti klovatinu, tragakantovou klovatinu, karajskou gumu, klovatinu rohovníku, akáciovou klovatinu, guarovou klovatinu, klovatinu ze semen kdouloně, xantanovou klovatinu, agar, agarózu, karagény, složky chaluh nebo furcelan. Jako pojivá mohou být používány také pektiny a pektinové materiály a také škroby. Další vhodné kiovatinové materiály je možno vybrat z různých dokumentačních materiálů, například z Industrial Gums, Ed. Whistler (Academie Press). Je také možno používat kombinace těchto materiálů. Pojivém mohou být také anorganická nehořlavá pojivá jako je křemičitan draselný, oxid hořečnatý v kombinaci s křemičitanem draselným nebo například některé cementy, popřípadě směsi těchto materiálů.

Tento obal, přestože nevyvíjí nebo téměř nevyvíjí žádný viditelný kouř, produkuje popel s přijatelnou barvou a kvalitou. Kuřácký výrobek má tedy v průběhu kouření viditelnou linii hoření, která postupuje po délce výrobku a umožňuje kuřákovi zjistit, zda výrobek hoří a sledovat proces kouření. Viditelná linie hoření může být vytvářena jako výsledek spalování organického pojivá.

V alternativním provedení může směs pro výrobu obalu obsahovat složky, které mění svou barvu. Tato směs může obsahovat také barviva, která dodávají obalu barvu odlišnou od bílé. Tato barviva mohou měnit svou barvu také zahřátím a tím vytvářejí viditelnou linii hoření, jak je tomu například u CUSO4. 5H₂O.

Druh zvoleného pojivá bude mít vliv na propustnost vnějšího obalu. Bylo zjištěno, že pojivá jako je sodná sůl karboxymethylcelulózy a propylenglykolový alginát jsou zvláště účinná pro vytváření vnějšího obalu s dostatečnou propustností, aby se udrželo spalování zdroje paliva uvnitř obalu. Druhé z těchto pojiv poskytuje větší propustnost stejné směsi pro vnější obal. Hydratační doba některých pojiv může hrát roli při určování účinnosti pojiv. Pojivá, která jsou považována za silná pojivá, například hydroxypropylcelulóza, mohou být používána v menších množstvích, aby se zvýšila propustnost obalu, ale dávka pojivá musí být na druhé straně udržována dostatečně velká pro zajištění potřebné pevnosti obalu.

V obalu může být také přítomen plastifíkátor až do hmotnostního množství 20 % hmotnosti obalu. Plastifíkátor je výhodně obsažen v hmotnostním množství kolem 10 % nebo méně, zejména 5 % nebo méně z celkové hmotnosti obalu. Plastifíkátorem může být glycerin, propylenglykol, tuky s nízkým bodem tavení nebo oleje. Podle vybraného způsobu výroby obalu však může být plastifíkátor ze směsi pro výrobu vynechán. Plastifíkátor pomáhá ve fázi sušení obalu zamezovat tvarovým změnám a borcením obalu, zejména jestliže je sušicí látkou například horký vzduch nebo jiné přímé působení tepla. Množství plastifikátoru, pojivá nebo jiného organického plnivového materiálu ovlivní vzhled linie hoření, například její šířku, a množství viditelného vedlejšího proudu kouře. Šířka linie hoření není zpravidla větší než 5 mm a zejména má šířku mezi 2 a 3 mm. Šířka linie hoření je závislá na složení spalitelného materiálu ve výrobku.

Obal může obsahovat materiály, které zajišťují vůni vedlejšího produkovaného kouře, který může vycházet z výrobku. Vhodnými aromatizačními látkami jsou například citronelan, geraniol nebo vanilin.

-6CZ 294121 B6

Obal může být vyráběn postupem, při kterém se vytvoří tuhá kaše ze složek obalu, touto kaší se pokiyje povrch rotujícího tmu a potom se přebytečná vlhkost odstraní fyzikálními nebo chemickými prostředky. V alternativním postupu se kaše může odlévat jako vrstva na bubnovém nebo pásovém odlévacím zařízení, popřípadě se může vytlačovat jako dutá trubička například vytlačovací hlavou se středovým trnem, tvořícím pevnou střední čásf popřípadě se může vytlačovat jako pás. Kaši je možno stříkat, nanášet povlékáním nebo čerpat na vhodně tvarovanou soustavu obsahující spalitelné látky a látky produkující aerosol.

Vytlačování se vhodně provádí při tlaku, který neohrozí propustnost obalu a který zpravidla není větší než 300 až 400 kPa na vytlačovací hlavě například pístového vytlačovacího zařízení a který není větší než 900 kPa u šnekového vytlačovacího zařízení APV Baker Perkins. Vytlačovací proces může vyžadovat, aby na výstupu vytlačovací hlavy docházelo v materiálu k vypěňování, aby se vytvořila komůrková struktura, přičemž v tomto případě se může působit v lisovacím ústrojí větší silou, protože propustnost je v takovém případě zachována.

Po vytlačování nebo nanesení směsi ve formě povlaku na formu se dutý polotovar nebo povlečený tm vystaví působení tepla nebo se forma otevře pro odstranění přebytečné vlhkosti. Kaše pro výrobu obalu může obsahovat pojivo aktivované teplem, například křemičitan draselný, oxid hořečnatý nebo hydroxypropylcelulózu, které se aktivují při 40 °C až 50 °C. Vystavením povlečeného tmu nebo dutého polotovaru získaného vytlačováním teplu by se mělo pojivo aktivovat a obal by se měl vytvrdit. Pro přímé zahřívání jsou vhodné infračervené paprsky a nebo mikrovlnné zahřívání, přičemž použití ventilátorů na horký vzduch může ovlivnit tvar polotovaru získaného protlačováním, zejména při teplotách větších než 100 °C.

Vytlačování se může provádět pomocí jednoduchého nebo dvojitého šnekového vytlačovacího stroje nebo pístového vytlačovacího stroje, popřípadě čerpadla kašovitých směsí.

Obal má výhodně tloušťku 0,1 až 1,0 mm, i když může mít tloušťku stěn 2 až 3 mm. Požadovaná tloušťka závisí na hmotnosti a propustnosti obalu. Proto je možné vytvářet buď tenké a hutné obaly nebo obaly s tlustšími stěnami, ale z materiálu s menší hustotou, takže tloušťka je závislá na složení obalových materiálů.

Alternativní vytvrzovací postupy pro vytvrzování obalů používají látky odsávající vodu. Tyto látky odstraňují vodu z kašovitého materiálu obalu a tím vysoušejí obal. Kašovitá směs pro výrobu obalu tak může obsahovat v hmotnostním množství do 45 % levého oxidu hořečnatého, přičemž konkrétní množství je závislé na době setrvání kašovitého materiálu ve vytlačovacím stroji a na teplotě vytlačovacího stroje. Přidání oxidu hořečnatého může mít také výhodné účinky na omezování vedlejšího viditelného proužku kouře, vystupujícího z kuřáckého výrobku. V alternativním provedení se materiál pro výrobu obalu může vytlačovat do ethanolové lázně nebo jiné silně hydrofilní látky, přičemž ethanol odsává vodu z vytlačovaného výrobku. Další alternativou je srážení nerozpustného alginátu z rozpustného alginátu ve vytlačeném obalu. Toho je možno dosáhnout například vytlačováním duté trubičky z obalového materiálu, obsahujícího například alginát sodný, do lázně nejméně jednoho elektrolytu, například do roztoku 1.0M chloridu vápenatého. Vápenaté ionty substituují sodné ionty a způsobují velmi rychlé vytvrzení vytlačované trubičky. V těchto posledních dvou metodách je možno používat místo zavádění vytlačované trubičky do lázně stříkání látky odsávající vodu na vytlačovaný prvek nebo plošný materiál používaný pro výrobu obalu.

Část srážení může být dosahována přidáním podkritického množství srážecího činidla do zásobníku vytlačovacího stroje a následným úplným srážením struktury materiálu zvýšením hladiny srážecího činidla v materiálu po vytlačování. Jiné srážecí metody jsou založeny na srážení výrobku získaného vytlačováním do vysoce iontové elektrolytické lázně nebo do látky zajišťující nerozpustnost alginátu, mísitelné s vodou.

-7CZ 294121 B6

Další způsob výroby obalu podle vynálezu, jak již bylo uvedeno v předchozí části ve vztahu k pojivům, zahrnuje použití konvenčně nerozpustného alginátu jako pojícího materiálu jeho přeměnou na rozpustný alginát pomocí činidla zajišťující rozpustnost a následným vytvrzením obalového materiálu odstraněním činidla zajišťující rozpustnost nebo přidáním odlučovacího činidla.

Tyto způsoby mohou být prováděny postupně, například obal může být vytvrzován srážením rozpustného alginátu obsahujícího obalový materiál v lázni obsahující ionty vápníku. Výrobek vytvořený vytlačováním se potom může přivádět do lázně s činidlem odebírajícím vodu, například s ethanolem, a potom se může zahřívat, aby se odstranily zbytky kapalin. V dalším alternativním výhodném provedení se obal po svém vytvrzení může sušit některým ze způsobů uvedených v předchozí části.

Tyto způsoby výroby obalu jsou zvláště výhodné pro dosažení dobrého tvaru výrobku získaného vytlačováním, protože se dosahuje vysoké rychlosti reakce a nedochází ke změnám objemu obalu zejména při sušících stadiích.

Obal může mít tuhou a pevnou strukturu, i když bylo zjištěno, že použitím alginátu sodného jako pojívaje možno vyrábět také ohebné obaly, přičemž tento alginát se potom sráží na alginát vápenatý a potom se pomalu suší. Ohebnost je výhodná z hlediska zvětšené odolnosti výrobku proti poškození v průběhu strojní výroby a ruční manipulace.

Obal je výhodně propustný pro vzduch v rozsahu 1 až 300 jednotek Coresta (cm³/min/l cm²/10 cm vodního sloupce). Propustnost může být kontrolována řadou metod, například pokrytím obalu vyrobeného vytlačováním látkou vytvářející film nebo jinak omezující propustnost.

V alternativním provedení se do směsi pro výrobu obalu mohou zavádět obětované molekuly, které zase mohou být odebírány po vytváření příslušné struktury změnou teploty nebo chemickou reakcí pro zvýšení propustnosti struktury obalu.

V alternativním výhodném provedení může být obal tvořen obalem na bázi celulózy, například běžným cigaretovým papírkem, který byl zpracován, aby byl nehořlavý a tím nemohl vyvíjet viditelný kouř, vystupující z cigarety. Zpracovaný obal se potom zpopelňuje a tím vytváří viditelnou linií spalování. Papír může také vytvářet popel, který může kuřák odklepávat.

Zpopelňovací charakteristiky obalu by měly být takové, že obal má mít dostatečnou pevnostnebo dostatečnou ohebnost, aby byl schopen odolávat tlaku prstů před kouřením a v jeho průběhu, ale aby po tepelné degradaci struktura obalu výrazně změkla a zanechala po sobě popel, který se může snadno rozrušit tlakem nebo odklepávacím pohybem. Některé obaly mohou vyžadovat přítomnost činidel, která se spálí na popel a která při svém spalování zanechávají černé zbytky, které napodobují běžný cigaretový popel.

Palivový zdroj

Palivový zdroj výhodně prochází plynule od náustkového konce kuřáckého výrobku k jeho zapalovacímu konci s výjimkou filtru nebo náustkového prvku. V alternativním provedení může palivový zdroj obsahovat určitý počet úseků, navazujících těsně na sebe, takže hoření tohoto palivového zdroje probíhá nepřerušovaně.

Konec kuřáckého výrobku, který je určen k zapálení, má výhodně vzhled konvenčního kuřáckého výrobku. Výhodně je zapalovaný konec kuřáckého výrobku vytvořen v barvě tabáku nebo jiné tmavé barvě, například v hnědé barvě.

Palivový zdroj může být opatřen třemi vymezenými systémy, u kterých však může docházet k jejich přesahování. V těchto systémech je palivový zdroj fyzicky oddělen od prostředků produkujících aerosol.

- 8 CZ 294121 B6

Jestliže je palivový zdroj fyzicky oddělen od prostředků produkujících aerosol a má tvar tyčinky, pak je v prvním systému připraven z uhlíkatého materiálu pyrolýzou dřeva, například z tyčky balzového dřeva, z bavlny, viskózového hedvábí nebo jiných materiálů obsahujících celulózu a upravených do tvaru, který je vhodný pro výrobek podle vynálezu. V tomto systému obsahuje palivový zdroj nejméně 85 % hmotnostních pyrolýzovaného uhlíkatého materiálu. Palivový zdroj obsahuje výhodně v hmotnostním množství nejméně 90 % uhlíkatého materiálu. V palivovém zdroji je také obsažen promotor spalování, jako je například dusičnan draselný, citronan draselný nebo chlorečnan draselný, v hmotnostním množství do 10 %. Odborníkům jsou známy také další promotory spalování. Alternativní druhy systému obsahujícího téměř výhradně uhlík obsahují využití uhlíkových vláken nebo uhlíkových aerogelů.

Pojem „uhlík“ používaný v tomto popisu zahrnuje materiál obsahující materiál, který je v podstatě tvořen pouze uhlíkem a také všechny prekurzory uhlíku jako je uhlíkový materiál. Pojem „uhlíkatý materiál“ obsahuje materiál, který byl zpracován pyrolýzou a který obsahuje převážně uhlík, i když v něm mohou být přítomny produkty nedokonalého spalování. Uhlíkatým materiálem může být například pyrolýzované bavlněné vlákno, ze kterého se odvozuje uhlík.

V druhém systému může být palivový zdroj tvořen v podstatě anorganickým systémem a obsahovat anorganické nespalitelné pojivo, vybrané ze skupiny materiálů uvedených v předchozí části jako pojivo ve směsi pro výrobu obalu, například portlanský cement nebo křemičitan draselný. Palivový zdroj může obsahovat pojivo v hmotnostním množství 10 až 65 %, přičemž výhodné množství přítomného pojivá se pohybuje kolem 40 % hmotnostních. Palivový zdroj může také obsahovat 5 až 20 % promotoru spalování, zejména do 10 % hmotnostních celkového množství palivového zdroje. Palivový zdroj může obsahovat v hmotnostním množství 25 až 70 % uhlíku, výhodně nejméně 55 % uhlíku a nejvýhodněji nejméně 60 % uhlíku. Zjistilo se však, že přijatelné spalovací charakteristiky se mohou ještě udržovat při přítomnosti hmotnostních množství 30 % uhlíku, 60 % anorganického nehořlavého pojivá a do 10 % promotoru spalování, jestliže je palivový zdroj vytvořen ve formě tyčinky. Do tohoto alternativního materiálového složení je možno ještě zahrnout podíl anorganického nehořlavého plniva v hmotnostním množství do 60 %, aby se snížila hustota palivového zdroje nebo zvýšila jeho pevnost.

Palivový zdroj může být v tomto příkladu vytvořen ve formě tvarované tyčinky z uhlíku majícího pórovitou strukturu pro udržení plynulého spalování po celé délce palivového zdroje. Při tomto tvarování je výhodné využít formovací techniky, při které nedochází k nevýhodným ztrátám vody v průběhu tvarování tyčinky. Tvarování husté kaše obsahující uhlík a pojivo uvnitř duté trubky a odstraňování tvarované tyčinky z trubky po ztuhnutí nebo ztvrdnutí tyčinky představuje jeden ze způsobů výroby palivového zdroje. V alternativním postupu je možno využít vytlačovacího procesu.

V třetím systému je palivový zdroj tvořen v podstatě organickým systémem a obsahuje v hmotnostních množstvích 15 až 70 % uhlíku, 84 až 5 % nehořlavého plniva, například nejméně jednoho anorganického plnivového materiálu, uvedeného v předchozí části v popisu obalu, do 5 % plastifíkátoru, například nejméně jednoho tuku s nízkým bodem tavení nebo oleje s nízkým bodem tavení, a 1 až 20 % organického pojivá, například celulózového, alginátového nebo pektinového pojivá a/nebo jiných pojiv popsaných v souvislosti s obalem. Je možno používat také směsi anorganických a organických pojiv, přičemž podíl anorganického pojivá by měl být do 20 % hmotnostních palivového zdroje. Plastifíkátor se přidává po zvýšení mechanické pevnosti a ohebnosti palivového zdroje a jeho podíl má být takový, aby při jeho přítomnosti společně s podílem organického pojivá nevznikalo větší množství kouře nasávaného kuřákem. Vysoký podíl organického pojivá by mohl být použitelný v takovém případě, když pojivo produkuje malé množství kouře, který pak prochází v hlavním proudu kuřáckým výrobkem a který obsahuje kouřové částice. Množství uhlíku je přizpůsobeno druhu a množství pojivá a/nebo paliva, takže horní meze by neměly být považovány za striktně limitující. Množství potřebného uhlíku bude také závislé na složení vnějšího obalu. Spodní hranice podílu použitého uhlíku vyžadují, aby

-9CZ 294121 B6 vnější obal byl více propustný než při větších podílech uhlíku. Podíl uhlíku se nejvýhodněji pohybuje mezi 25 % a 35 % hmotnostními.

Vytlačování může být realizováno nízkotlakovým vytlačováním hubicí pomocí vytlačovací síly, která není o mnoho větší než atmosférický tlak, nebo vysokotlakým vytlačováním. V některých případech může být také žádoucí vypěňování materiálu tvořícího výrobek, aby se dosáhlo komůrkové struktury, zejména v druhých nebo třetích systémech v závislosti na vytvoření konečného výrobku. V druhém systému by mohlo být dosaženo vypěňování zaváděním činidel strhávajících vzduch místo části anorganického nehořlavého pojivá a/nebo anorganického plniva, pokud je přítomné. Činidla vnášející do směsi vzduch mohou být tvořena práškovými nebo kapalnými přísadami nebo pórovitými částícovými materiály. V třetím systému je možno dosáhnout případného vypěnění například přidáním polysacharidové expandující látky, například škrobu, a rozpínavým účinkem přidání vody za vysokého tlaku a teploty. Expanzní látka by mohla nahradit pojivo nebo plastifikátor, popřípadě plnivo, pokud je přítomno ve směsi. V alternativním provedení je možno používat i jiné expandující látky, jako je pullulan nebo jiné polysacharidy. Jinými činidly, schopnými vyvolat vypěňování, mohou být tuhá vypěňováaví činidla, jako je kyselý uhličitan sodný, anorganické soli a organické kyseliny vytvářející na místě plynná činidla, propan nebo izobutan jako organická plynná činidla, oxid uhličitý nebo vzduch jako anorganická plynná činidla, prchavé kapalné vypěňovací látky jako je ethanol nebo aceton. Polysacharidové expanzní substance jsou pokládány za výhodnější pro jejich snadné používání a také z bezpečnostních hledisek.

Vytlačováním se mohou vytvářet tenké podlouhlé jednotlivé žíly, uspořádané v podélném směru, nebo skupiny tuhých tlustších tyčinek, uspořádaných zejména souose uvnitř tyčky kuřáckého materiálu. V prvních dvou alternativách, to znamená v pyrolýzované struktuře a v anorganickém systému, může být střední tyčinka nahrazena skupinou několika tenčích žil. Vytlačováním je možno vytvářet plošný útvar, který se potom roztrhá nebo rozřeže, aby se vytvořila náplň podobná řezané tabákové náplni. Všechny tyto procesy jsou vhodné pro výrobu palivového zdroje, prostředků produkujících aerosol a kombinovaného palivového zdroje produkujícího aerosol, který bude popsán v další části. Pro tuto výrobu je možno využít také lití na formovací pás, na vyhřívaný buben nebo jiné techniky pro výrobu plošných výrobků.

Ve všech alternativních provedeních palivového zdroje s výjimkou pyrolyzovaných tyček je výhodná přísada vláken do 2 %. To platí také pro ty metody přípravy prostředků produkujících aerosol, které jsou používány pro odlévání výrobků nebo výrobu papíru.

Prostředky generující aerosol

Prostředky generující nebo produkující aerosol mohou být vytvořeny ve formě tří různých systémů, které se však mohou vzájemně částečně překrývat.

Prvním systémem může být v podstatě anorganický systém obsahující 95 až 30 % anorganického nehořlavého pojivá, například jednoho z těch pojiv, která byla popsána u palivového zdroje, do 65 % nehořlavého anorganického plniva podobného druhu, jako byla popsána při popisu výhodných provedení palivového zdroje, a 5 až 30 % prostředku produkujícího aerosol, popsaného rovněž v předchozí části.

Druhý systém je tvořen částečně anorganickým systémem obsahujícím 1 až 25 % organického pojivá, 45 až 94 % nehořlavého anorganického plnivového materiálu a 5 až 30 % prostředku produkujícího aerosol. Třetí systém může být částečně organickým systémem obsahujícím v hmotnostních množstvích 1 až 25 % organického pojivá, 1 až 94 % organického plnivového materiálu pojivá, do 93 % anorganického plnivového materiálu a 5 až 30 % prostředku produkujícího aerosol. Tyto systémy se pokládají za v podstatě nespalitelné. Anorganický plnivový materiál je proto vybrán v kombinaci s podíly dalších materiálů tak, aby se vytvořil v podstatě nehořlavý prostředek produkující aerosol. Některá anorganická plniva jako je perlit, hydroxid

-10CZ 294121 B6 hořečnatý a oxid hořečnatý snadno slouží k zajištění nehořlavosti prostředku produkujícího aerosol. Jiná plniva například křída, při určitých množstvích nesnižují hořlavost prostředku produkujícího aerosol a tato množství proto nejsou k tomuto účelu vhodná.

Organickým plnivovým materiálem je zejména jiný materiál než tabák a může obsahovat anorganické soli organických kyselin nebo polysacharidy a měl by zajistit tvorbu kouře s přijatelnými chuťovými charakteristikami.

Tyto dva systémy představují dva konce spektra, ve kterém anorganické a organické složky pojivá a výplňového materiálu mohou být postupně nahrazovány jinými. Třetí systém může také obsahovat určitá množství expanzní látky popsané v předchozím popisu, jako části organického plnivového materiálu. Příklad směsi pěnového prostředku produkujícího aerosol obsahuje v hmotnostním množství 20 % organického pojivá, 20 % prostředku produkujícího aerosol, 15 % škrobu jako rozpínavé přísady a 45 % anorganického plnivového materiálu. Tento druh prostředku produkujícího aerosol může obsahovat také aromatizační přísady.

V uvedených systémech může být vhodná přítomnost malého množství vláknitého materiálu, který napomáhá vytváření plošného útvaru v závislosti na použité výrobní technologii.

Prostředek generující aerosol obsahuje zejména látku tvořící aerosol, zejména polyhydrické alkoholy, glycerin, propylenlykol a triethylenglykol, popřípadě estery jako je triethylencitronan nebo triacetin, popřípadě uhlovodíky s vysokým bodem varu.

Aromatizační přísady v tyčce kuřáckého materiálu jsou určeny pro podpoření aerosolu, který dodává kouři jednotnou, ale velmi příjemnou chuť a dobré aromatické vlastnosti. Chuť a vůně nemusí být nutně určeny k nahrazení chuti a vůně tabákového kouře. Aromatizační prostředky mohou obsahovat vůni například tabákového extraktu, mentolu, vanuilinu, karamelu, čokolády nebo kakaa. Barvicí prostředky, například potravinářská barviva, karamel, slad nebo jejich extrakty mohou být používány pro ztmavnutí plnivového materiálu, přítomnost vermikulitu nebo jiného anorganického materiálu, například oxidu železa, mohou rovněž způsobit ztmavnutí náplňového materiálu kuřáckého výrobku.

Aromatizační prostředky mohou být také přidávány na substrát nebo do něj, přičemž substrátem může být prostředek produkující aerosol a/nebo palivový zdroj. Tyto prostředky se přidávají do blízkosti ústního konce tyčky kuřáckého materiálu v kuřáckém výrobku nebo podél celé délky tyčky kuřáckého materiálu, aby nebyly příliš ovlivňovány spalovacími teplotami. Procentové podíly uvedené v předchozích částech popisu se týkají množství látky bez jakéhokoliv aromatizačního prostředku, přičemž pokud se přidávají aromatizační prostředky, snižují se tyto procentové podíly. Je-li v prostředku produkujícím aerosol nebo palivovém zdroji přítomen anorganická nebo organický plnivový materiál procentová množství těchto látek se s přibývajícím množstvím aromatizačních látek snižují. Není-li plnivový materiál přítomen, pak se buď redukuje množství uhlíku nebo prostředku produkujícího aerosol v závislosti na tom, jak se zvyšuje množství aromatické látky.

Jak již bylo uvedeno v předchozí části, prostředek produkující aerosol může být vyroben běžnými technologickými postupy používanými při výrobě papíru nebo při vytlačování tvarovaných výrobků. Plošný materiál se může řezat nebo stáčet. Anorganický plnivový materiál těchto systémů může být používán v systémových směsích bez předběžných zpracovávacích operací, prováděných ještě před vytvářením úplné směsi produkující aerosol.

Palivový zdroj produkující aerosol

Jak bylo popsáno v předchozích částech popisu, jak palivový zdroj, tak také prostředek produkující aerosol jsou udržovány v podstatě odděleně od sebe a každá z těchto částí kuřáckého výrobku tvoří zřetelně vymezenou oblast jak palivového zdroje tak prostředku produkujícího

-11 CZ 294121 B6 aerosol. V některých případech však může být výhodné tyto dva prvky kombinovat. Toho je možno dosáhnout smíšením fyzikálně odděleného palivového zdroje a materiálu produkujícího aerosol nebo vytvořením zcela kombinovaného palivového zdroje, produkujícího aerosol. V prvním případě je výhodným provedením smíchání palivového zdroje jako řezaného náplňového materiálu s prostředkem produkujícím aerosol jako řezaným náplňovým materiálem. Tak je vytvořen palivový zdroj produkující aerosol, obsahující směs fyzicky od sebe oddělených částic řezaného náplňového materiálu, přičemž tento náplňový materiál probíhá v celé délce tyčky kuřáckého výrobku. Toto provedení je zvláště výhodné z toho důvodu, že může být vyrobeno postupem velmi podobným konvenčnímu výrobnímu postupu při výrobě cigaret, při kterém se připravuje řezaný náplňový materiál pro stroje na výrobu cigaret. V druhém případě se do směsi tvořící prostředek produkující aerosol přidává uhlík.

Palivový zdroj produkující aerosol může být vytvořen třemi odlišnými systémy, které se však mohou svým rozsahem částečně překrývat. První systém je převážně anorganickým systémem, obsahujícím v hmotnostních množstvích do 35 % anorganického náplňového materiálu, 5 až 30 % prostředku vytvářejícího aerosol, 30 až 60 % anorganického pojivá, 30 až 65 % uhlíku a do 10 % promotoru spalování. Prostředek vytvářející aerosol je vybrán ze skupiny látek, popsané v předchozích částech popisu, s ohledem na druh prostředku produkujícího aerosol. Také další složky směsi mají být vybrány z příslušných skupin, popsaných v předchozích částech, objasňujících další prvky kuřáckého výrobku podle vynálezu. To platí také pro systémy, které budou popsány v další části popisu.

Druhý systém je tvořen částečně anorganickým systémem, obsahujícím v hmotnostních množstvích nejvýše 86 % anorganického náplňového materiálu, 5 až 30 % prostředku vytvářejícího aerosol, 1 až 25 % organického pojivá a 8 až 60 % uhlíku.

Třetí systém je spíše organickým systémem obsahujícím v hmotnostních množstvích nejvýše 93 % organického náplňového materiálu, do 93 % anorganického náplňového materiálu, 5 až 30 % prostředku vytvářejícího aerosol, 1 až 25 % organického pojivá a 1 až 60 % uhlíku. Převážně organický systém může být vypěňovaný přítomností expanzní látky a/nebo expanzního činidla v množstvích popsaných v předchozích částech popisu.

Prostředek vytvářející aerosol obsahuje výhodně 5 až 25 % hmotnostních směsi.

Pojivá a prostředky vytvářející aerosol pro palivový zdroj produkující aerosol mohou být tvořeny nejméně jedním pojivém a prostředky vytvářejícími aerosol, uvedenými v předchozích částech popisu.

Se zvýšením podílu organických složek a s případným zvětšením vedlejšího proudění je třeba kontrolovat propustnost vnějšího obalu pro redukování viditelného vedlejšího výstupu kouře, pocházejícího ze spalování a závislého na složení palivového zdroje, přičemž do obaluje možno přidávat látky omezující množství částicových látek, tvořících vedlejší kouř. Tloušťka vnějšího obalu se rovněž může měnit s ohledem na omezování množství viditelného vedlejšího proudu kouře.

Struktura výrobku

Kuřácký výrobek může být vytvořen v různých tělesných provedeních. U všech tří palivových systémů může být palivový zdroj vytvořen ve formě podélně probíhající tyčinky, skupiny žil nebo vláken, umístěných výhodně souose s podélnou osou kuřáckého výrobku. Tyčinky, žíly nebo vlákna mohou mít v průřezu různé tvary, například mohou mít kruhový, oválný, čtvercový, hvězdicový nebo mnohoúhelníkový tvar průřezu, přičemž všechny tyto tvary mohou být plné nebo duté a mohou být shromážděny do souosé skupiny. V druhém a třetím systému palivového zdroje je možno použít také plošný materiál, který může řezaný pro vytvoření proužků, materiál třetího systému může být také srolován do požadovaného tvaru.

- 12CZ 294121 B6

Je-li palivový zdroj vytvořen ve formě střední tyčinky ze zuhelnatělého dřeva nebo vytlačované tyčinky z materiálu druhého nebo třetího palivového systému, to znamená z palivového zdroje obsahujícího cement a uhlík nebo z částečně organického palivového zdroje, může být prostředek produkující aerosol vytvořen ve formě prstence z řezaného materiálu produkujícího aerosol nebo ze svitku takového materiálu, svinutého do tvaru dutého válce, který by měl dostatečnou tuhost svého prstencového tvaru a hustotu postačující k podepření palivové tyčinky a přitom současně umožňoval nasávání vzduchu kuřákem a tím průchod vzduchu kuřáckým výrobkem.

Výhodnou možností je vytvoření tyčkového náplňového materiálu z řezaného náplňového materiálu. V jednom případě je možno vytvořit střední jádro z řezaného palivového materiálu, obklopené prstencem řezaného materiálu, produkujícího aerosol. Toto uspořádání může být také realizováno s prostředkem produkujícím aerosol jako jádrovým materiálem a palivovým zdrojem jako prstencovým materiálem. Pro tento účel je možno použít známých technologických postupů pro výrobu souosých prvků z řezaného náplňového materiálu, kterými se například vytváří první obalovaná tyčinka s malými rozměry, která se zavádí do dalšího příslušenství a kolem první tyčinky se potom umístí řezaný náplňový materiál.

V alternativním provedení, u kterého je zajištěn palivový zdroj produkující aerosol, mohou být odděleně řezané částice materiálu generujícího aerosol dokonale promíchány se samostatně řezaným materiálem, tvořícím zdroj spalitelných látek.

Celkové hmotnostní procentové množství smíchaného řezaného spalitelného materiálu s řezaným materiálem generujícím aerosol výhodně spadá do rozsahu 30 až 35 % uhlíku, 5 až 10 % pojivá, do 2 % vláken, 5 až 10 % plastifikátoru a 40 až 60 % anorganického materiálu. Tento rozsah může být obsažen v jednotlivých vrstvách materiálů majících následující složení v hmotnostních množstvích:

Palivový zdroj: 60 až 70 % uhlíku, 7 % pojivá tvořeného alginátem propylenglykolu, 1 % vláken a 32 až 22 % perlitového anorganického materiálu.

Prostředky produkující aerosol: 7 % pojivá tvořeného alginátem propylenglykolu, 1 % vláken, 15 % glycerinového plastifikátoru a 77 % perlitového anorganického materiálu.

Tyto materiály by se zejména měly smíchat v poměru 1:1. Je však možno použít i jiných poměrů míchání, aby se dosáhlo požadovaného celkového rozsahu složek popsaných v předchozí části.

Je-li prostředek uvolňující aerosol kombinován se zdrojem spalitelných látek, může se plát materiálu rozřezat a vpravit do vnějšího obalu podobně jako řezná náplň. Může být výhodné zvýšit podíl spalitelného materiálu v dalším kombinovaném plošném materiálu ve formě plátu nebo pásu a tento materiál použít pro vytvoření střední oblasti z materiálu s vyšším obsahem uhlíku, obklopené potom řezaným plošným kombinovaným materiálem snižším obsahem uhlíku.

Jsou-li palivové a aerosolové složky vyráběny vytlačovací technikou, mohou se vytvářet ve formě tyčinek, žil nebo vláken. Souosé jádro z několika žil nebo tyčinek, popřípadě vláken může být vytvořeného ze spalovacího materiálu a obklopeno prstencem shromážděných žil vytvořených z materiálu uvolňujícího aerosol. Je však možné také opačné uspořádání. Další možností uspořádání těchto složek je promíchání žil samostatných spalitelných materiálů s prostředky produkujícími aerosol uvnitř vnějšího obalu. Tyčinky, žíly nebo průběžná vlákna mohou být vytvořena také z chemicky kombinovaného materiálu tvořícího palivový zdroj produkující aerosol. Tyto tyčinky, žíly a průběžná vlákna mohou být v případě potřeby částečně vypěněné.

Kde je pokládáno za výhodné zajištění komůrkové struktury materiálu, může být jádro z pěnového palivového zdroje obklopeno prstencem vypěněného materiálu produkujícího aerosol. Takový výrobek může být vytvářen technikou společného vytlačování například pomocí šnekového

- 13 CZ 294121 B6 vytlačovacího stroje s dělenou hlavou. Je však možné také opačné uspořádání. Je však také možné, že u všech popsaných tělesných provedení je vypěněno buď jen jádro nebo jen materiál v obvodovém prstenci.

Kuřácký výrobek

Kuřácký výrobek výhodně zahrnuje filtrační prvek, který může být z konvenčního vláknitého acetátu celulózy, polypropylenu nebo polyethylenového materiálu nebo shrnutého papírového materiálu. Je možno použít také několika filtračních prvků. Je však možno používat také filtrační prvky mající speciální charakteristiky poklesu tlaku, například filtry prodávané firmou Filtrona a známé pod názvem The Ratio Filtr. Na filtračním prvku nebo uvnitř mohou být naneseny další aromatizační materiály, popsané v předchozí části popisu, které uvolňují nebo vypařují z filtračních prvků působením aerosolu generovaným zahřívaným nebo spalovaným prostředkem generujícím aerosol. Kolem náústkového konce zdroje spalovacího materiálu a/nebo mezi zdrojem spalovacího materiálu a filtračním prvkem může být ochrana proti žáru. Tato ochrana může výhodně obsahovat více slisovaný úsek materiálu obsahujícího prostředek produkující aerosol. Ochrana proti žáru také obsahuje látky uvolňující aerosol pro zvýšení dodávky aerosolu kuřákovi a pro ochranu kuřáka před potenciálně přehřátým kouřem při zmenšování délky kuřáckého výrobku. V alternativním provedení může být ochrana proti žáru tvořena například páskem materiálu zpomalujícího spalování na vnější straně obalu. Ochrana proti žáru může být obecně vytvořena ze spalitelného nebo nehořlavého materiálu.

Podíly anorganických materiálů jsou voleny s ohledem na vytvoření kuřáckého výrobku, ze kterého se uvolňuje stranou co nejmenší množství viditelného kouře. Běžně vyráběné cigarety obsahují řezaný tabák obalený papírovým obalem. Kuřácký výrobek, ze kterého se uvolňuje kromě vnitřního proudu kouře procházejícího výrobkem malé množství stranou unikajícího a viditelného kouře, má dosahovat snížení tohoto vedlejšího unikajícího množství kouře alespoň o 30 %, to znamená je třeba dosáhnout snížení emise vedlejší částicové látky, známé jako NFDPM (beznikotinové látka ze suchých částic), aby se omezil viditelný unikající vedlejší produkt, který je možno pozorovat prostým okem. EP 0 404 580 A popisuje kuřácký výrobek s papírovým obalem, kteiý je mimořádně účinný při omezování tohoto vedlejšího viditelného proudu kouře. U kuřáckého výrobku obsahujícího papírky podle vynálezu, je možno dosáhnout snížení emise částicových látek mimo vnitřní části kuřáckého výrobku o 60 % oproti kontrolním cigaretám, které nejsou opatřeny papírky podle vynálezu. Jsou-li kuřácké výrobky podle vynálezu a kuřácké výroby podle EP 0 404 580 A kouřeny vedle sebe, je zřejmé, že kuřácké výrobky podle vynálezu uvolňují do vzduchu ještě méně viditelného proudu kouře než cigarety podle EP 0 404 580 A. Kuřácké výrobky podle vynálezu tak mají vysokou účinnost při omezování vedlejších emisí viditelných látek, která je vyšší než u všech dosud známých výrobků.

Kuřácké výrobky podle vynálezu výhodně obsahují nejméně 50 % hmotnostních anorganického materiálu.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude blíže objasněn pomocí příkladů provedení zobrazených na výkrese, kde znázorňují obr. 1 podélný řez kuřáckým výrobkem podle vynálezu, obr. Ia příčný řez příkladným provedením kuřáckého výrobku zobr. 1, obr. 2 podélný řez druhým kuřáckým výrobkem, obr. 3 podélný řez třetím příkladným provedením kuřáckého výrobku a obr. 4 podélný řez čtvrtým příkladným provedením kuřáckého výrobku.

-14CZ 294121 B6

Příklady provedení vynálezu

První příkladné provedení kuřáckého výrobku podle vynálezu je zobrazeno na výkrese na obr. 1. Obr. 1 zobrazuje cigaretu 1, obsahující tyčku 2 kuřáckého materiálu a filtrační prvek 3. Filtrační prvek 3 je vytvořen z obdobného materiálu jako konvenční cigaretové filtry, to znamená z provazce vláknité acetátové celulózy, ale může být vyroben i z jiného typu vláknitého materiálu, ve kterém dochází k poklesu tlaku procházejícího proudu plynu a filtračnímu účinku, popřípadě je také možno použít materiálu, ve kterém dochází k velkému poklesu tlaku a nízkému filtračnímu účinku a který není tvořen vlákny, pokud je to pro daný účel výhodné. Filtrační prvek 3 je připojen k tyčce 2 kuřáckého materiálu náustkovým obalem 4. Filtrační prvek 3 může být provzdušňovaný buď použitím ventilačních perforací vytvářených například laserem nebo použitím materiálu pro náustkový obal 4, majícího přirozenou propustnost pro vzduch, a libovolné spodní balicí vrstvy. Tyčka 2 kuřáckého materiálu obsahuje vnější obal 5, souose umístěný palivový zdroj 6 hořlavého paliva a řezaný kuřácký materiál 7, umístěný mezi palivovým zdrojem 6 hořlavého paliva a vnějším obalem 5.

Vnější obal 5 obsahuje v hmotnostních množstvích 1 % vláken, 4 % propylenglykolového alginátu jako hořlavého pojivá, 5 % glycerinu jako plastifikátoru a 90 % perlitu jako anorganického nehořlavého plniva. Vnější obal 5 má bílou barvu, tloušťku kolem 1 mm a vzhled velmi podobný vzhledu konvenčního papírového obalu konvenčního kuřáckého výrobku nebo cigarety.

Souosý palivový zdroj 6 je vyroben v souladu s pevním provedením z válcové tyčky z balzového dřeva, mající průměr kolem 4 mm. Tvar balzové tyčky je ideální pro vytvoření podlouhlého zdroje paliva s kruhovým průřezem. Pyrolýzou upravená tyčka má přijatelnou pevnost a po obalení řezaným kuřáckým materiálem 7 je správně robustní. Při výrobě kuřáckých výrobků je důležitá hustota výchozí tyčky a také hustota tyčky v konečné formě. Bylo zjištěno, že má-li zdroj paliva po pyrolýze příliš velkou hustotu, nemůže se ke střední části zdroje dostat postačující množství kyslíku a palivový zdroj nemůže dokonale prohořet. Je-li na druhé straně hustota pyrolýzovaného zdroje paliva příliš nízká, pak palivový zdroj hoří příliš aktivně a tedy příliš rychle. Zkouškami bylo zjištěno, že nejvhodnějšími druhy dřeva pro použití v kuřáckém výrobku jsou balza a jasan, i když také další druhy dřeva mohou být použitelnými materiály.

Kuřácký materiál 7 je materiálem produkujícím aerosol, obsahujícím vysoký podíl nespalitelného anorganického materiálu, konkrétně 80% perlitu, 12% látky produkující glycerinový aerosol, 7 % pojivá tvořeného propylenglykolovým alginátem a 1 % vláken, to znamená částečně anorganický systém. Kuřácký materiál se vyrábí z kaše připravené z příslušených složek a vytvořením rekonstituovaného plošného materiálu standardními výrobními technikami, používanými pro výrobu plošného materiálu. Vrstva rekonstituovaného anorganického materiálu se potom rozřeže, aby se tak vytvořil řezavý kuřácký materiál 7, který se potom umístí kolem palivového zdroje 6 se spalitelným palivem, tvořeného zejména pyrolýzovanou balzou.

U náůstkového konce kuřáckého výrobku je umístěna oblast 9 s materiály produkujícími aerosol, do které byla vpravena aromatická činidla, například vanilka nebo mléčný karamel. Další aromatické látky byly umístěny do filtračního prvku 3.

Při použití se cigareta 1 zapálí a po zapálení hoří po délce palivového zdroje 6 a současně produkuje velmi malé množství viditelného kouře, uvolňujícího se mimo nasávaný proud vzduchu. Tento viditelný vedlejší kouř je produktem spalování organických složek kuřáckého výrobku a je nejvíce viditelný na konci každého tahu z cigarety. V podstatě nehořlavý obal se spaluje a vytváří křehký bílý popel, podobný cigaretovému popelu, který kuřák může oklepávat podle potřeby. Nehořlavý vnější obal 5 při svém spalování také vytváří tmavou čáru v oblasti hoření, která postupuje podél kuřáckého výrobku v průběhu spalovacího procesu. Kuřácký výrobek se postupně spaluje po délce palivového zdroje 6. Při spalování vzniká z řezaného kuřáckého materiálu 7 aerosol, který kuřák vtahuje do úst. Aerosol je tvořen v tomto případě převážně glycerinem a vodou, ale obsahuje také aroma vanilky a mléčného karamelu. Další aromatické látky jako je

- 15 CZ 294121 B6 tabákový extrakt a nikotinové složky, popřípadě jiné aromatické látky s vůní podobnou tabáku dodávají aerosolu přijatelnou chuť a kvalitu i bez spalování jakéhokoliv tabákového materiálu. Přídavné aromatické látky jsou rovněž nanášeny na filtrační prvek, přičemž tyto materiály se mají uvolňovat při kontaktu s „kouřem“ nebo aerosolem ze spalované tyčky 2 kuřáckého materiálu, produkující aerosol. Aromatické látky ve filtru nejsou nutné, pokud je dostatek aromatického materiálu nanesen na látce produkující aerosol.

Obr. Ia znázorňuje příkladné provedení velmi podobné příkladu z obr. 1, které se odlišuje pouze tím, že tato cigareta obsahuje tyčku 2 kuřáckého materiálu, která není tvořena řezaným kuřáckým materiálem 7, ale kuřáckým materiálem 7' vytvořeným ze stočené vrstvy 8 kuřáckého materiálu, která je svinuta kolem podélné osy palivového zdroje 6. Stočená vrstva 8 je udržována v tomto stavu proužkem pojivá nebo lepidla, tvořeného propylenglycerinovým alginátem, naneseným po délce palivového zdroje 6. Stočená vrstva 8 kuřáckého materiálu musí být svinuta tak, aby umožňovala přístup vzduchu k hořlavé části cigarety 1.

Kuřácký výrobek 10 znázorněný na obr. 2 má podobné vytvoření jako příkladné vytvoření cigarety 1 z obr. 1 obsahující tyčku 12 kuřáckého materiálu. Stejné části cigarety 11 jsou označeny stejnými vztahovými značkami jako na obr. 1, zvětšenými o číslo deset.

V tomto příkladném provedení obsahuje vnější obal 15 1 % vláken, 4,5 % alginátu propylenglykolu a 94,5 % perlitu jako anorganického nehořlavého materiálu. V obalu nebyl přitom obsažen žádný plastifikátor.

Palivový zdroj 16 je v tomto příkladu tvořen hořlavým materiálem, udržovaným pohromadě nehořlavým pojivém. Palivový zdroj 16 obsahuje uhlík ve formě pyrolýzovaných kokosových vláken, portlandského cementu a malého množství dusičnanu draselného pro podporování hoření v poměru 8:4:1. Palivový zdroj 16 byl vyroben hydratací cementu s 1,3M roztokem dusičnanu draselného pro vytvoření kaše, přidáním práškového uhlíku do kaše s malým množstvím detergentu pro „zvlhčení“ uhlíkového materiálu a přidáním vody pro vytvoření palivového materiálu se vyformovala vpravením kašovité směsi do duté trubičky, ze které byla potom vytlačena zjejího vnitřního prostoru tyčka po dosažení dostatečné mechanické pevnosti po určité době sušení, ztuhnutí a vytvrzení. Veškerá přebytečná vlhkost se potom odstraní zahříváním tyčky po jejím vytlačení z duté trubičky. Palivový zdroj 16 měl průměr kolem 4 mm. Po obklopení řezaným kuřáckým materiálem 17 je palivový zdroj 16 dostatečně tuhý a robustní a je schopen odolávat normálnímu zacházení při balení a při manipulaci u uživatele.

V tomto příkladném provedení je kakaové aroma zajištěno v části pro vytváření aerosolu, umístěné ve směru proudění za materiálem 17 produkujícím aerosol a uvnitř filtračního prvku 13.

Kuřácký výrobek 20 zobrazený na obr. 3 je příkladem dalšího možného zdokonalení příkladu z obr. 2. Vztahové značky stejných prvků byly opět zvětšeny o číslo deset. V této cigaretě 21 obsahuje tyčka 22 kuřáckého materiálu řezaný kuřácký materiál 27 umístěný kolem uhlíkového palivového zdroje 26. Vnější obal 25 je vytvořen ze dvou vrstev. Vnitřní vrstva 40 je vytvořena z obalového materiálu popsaného v příkladech z obr. 1 a 2. Vnější vrstva 41 je vytvořena z povlaku tvořícího viditelný vnější obal, omezující pronikání vedlejšího vzduchu, například z oxidu hořečnatého, pojeného malým množstvím alginátu propylenglykolu. Celkově obal obsahoval 79,5 % perlitu, 1 % vláken, 4,5 % alginátu propylenglykolu a 15 % oxidu hořečnatého. Povlak z oxidu hořečnatého je schopen dále redukovat viditelný vedlejší proud kouře unikající například z kuřáckého výrobku z obr. 2. U kuřáckého výrobku 20 prakticky vedlejší proud kouře neexistuje. Avšak vnější obal 25 stále ještě produkuje tmavou linií hoření, jejíž postup umožňuje kuřákovi pozorovat, zdaje cigareta 21 zapálena a tím sledovat postup hoření.

Alternativou k povlaku tvořícímu obal redukující viditelný vedlejší proud může být plnivo redukující tvorbu vedlejšího proudu zahrnuto do nanášeného obalového materiálu pro vytvoření jediného obalu. Typické složení upraveného vnějšího obalu 25 sestává z 87,5 % perlitového

-16CZ 294121 B6 anorganického materiálu, 4 % alginátu propylenglykolu jako pojivá, 7,5 % oxidu hořečnatého jako plniva redukujícího tvorbu vedlejšího proudu a 1 % vláken. Hladiny 15 % oxidu hořečnatého byly využívány efektivně s 80 % perlitu.

V tomto příkladném provedení byl tabákový extrakt jako aromatická látka umístěn uvnitř filtračního prvku 23 obaleného obalem 24·

Obr. 4 znázorňuje další příkladné provedení vynálezu, ve kterém jsou stejné prvky opět označeny stejnými vztahovými značkami, zvětšenými opět o číslo deset. Tyčka 32 kuřáckého materiálu cigarety 31 je uložena uvnitř obalu 35 obklopujícího řezaný kuřácký materiál, kteiý je také kombinován s palivovými prostředky, aby se tak vytvořil palivový zdroj 37 paliva produkující aerosol. Zdroj 37 paliva produkující aerosol obsahuje podélně probíhající zdroj paliva a podélně probíhající prvek produkující aerosol. Zdroj 37 paliva produkující aerosol obsahuje 55 % uhlíku (pyrolýzovaná kokosová vlákna), 12 % glycerinové látky produkující aerosol, 7 % propylenglykolového alginátového pojivá, 1 % vláken a 25 % perlitového anorganického materiálu. Tento materiál je vyráběn postupem využívajícím rekonstituovaného plošného materiálu, popsaným v předchozí části a odléváním materiálu buď na povrch bubnových nebo páskových odlévacích zařízení. Na jeden konec zdroje 37 paliva produkujícího aerosol je naneseno čokoládové a mentolové aroma. Aromatický materiál je také přítomen ve filtračním prvku33.

Byly také vyráběny příklady systémů jiných zdrojů paliva, produkujícího aerosol, které obsahovaly nejméně 10 % uhlíku a 70 % perlitového anorganického materiálu.

Obal 35 obsahoval v jednom příkladném provedení 4,5 % propylenglykolového alginátového pojivá a 94,5 % perlitu jako anorganického nehořlavého plnivového materiálu. V druhém příkladu obsahoval vnější obal 4,5 % propylenglykolového alginátu, 5 % glycerinového plastifíkátoru a 90 % perlitu.

Všechny složky směsi, produkující aerosol, mohou modifikovat svou barvu náhradou nejvýše 10% anorganického plniva barvivém, například karamelem nebo lékořicí, popřípadě jejich extrakty.

Procentový podíl všech uváděných složek v tomto popisu určuje hmotnostní množství v suchém stavu. Množství vody potřebné pro vytvoření vhodné kaše z tuhých složek v množství do 500 g (včetně glycerinu) je obvykle kolem 1200 ml.

Následující tabulky uvádějí další podrobnosti o vytvořených příkladných provedeních kuřáckého výrobku podle vynálezu.

Tabulka 1 obsahuje detaily týkající se vlivu složení materiálu na fyzikální vlastnosti vnějšího obalu.

Kaše byla připravena z hydratovaného pojivá a anorganického materiálu podle receptury uvedené v tabulce 1. Vnější obaly se vytvořily pomocí pístového vytlačovacího stroje v délce 70 mm a s tloušťkou stěny 0,5 mm. Vnější obaly se na výstupu z ústí lisovacího stroje suší pomocí dvou infračervených topných těles umístěných ve vzdálenosti 5 až 10 cm od profilu vytvořeného vytlačováním. Fyzikální vlastnosti vnějších obalů jsou podrobněji popsány vtabulce 1.

Tabulka 2 podrobněji popisuje vliv výrobních podmínek na účinnost tvrdnutí vnějších obalů s využitím roztoku chloridu vápenatého.

Kaše byla připravena z 10 g alginátu sodného, 45 g křídy a 45 perlitu s 200 ml vody. Pístový vytlačovací lis se naplnil kaší a vnější obaly se vytvářely vytlačováním kaše hubicí vytlačovacího lisu s vnitřní vložkou, mající vnější průměr 8 mm a vnitřní průměr 7 mm do roztoku chloridu vápenatého. Pevnost vnějších obalů se posuzovala subjektivně skupinou tří odborníků pomocí

- 17CZ 294121 B6 desetistupňové stupnice v rozsahu od 1 (označující, že vytlačený profil se ponořením do lázně vůbec nezměnil) až do 10 (označující, že se vytlačený profil kompletně vytvrdil aje tuhý).

Tabulka ukazuje, že se zvyšováním počtu použití lázně se postupně zmenšuje pevnost vnějšího obalu. Pevnost a tuhost vnějšího obalu roste se zvyšováním koncentrace elektrolytického roztoku a s prodlužováním doby ponoření do lázně.

Tabulka 3 poskytuje podrobnější informace o spalovacích mezích uhlíku a palivového zdroje produkujícího aerosol, vytvořeného na bázi glycerinu, zkoušených na jednom pramenu vytlačovaného materiálu o průměru 1,0 mm.

Tabulka 4 ukazuje účinek pojivá na spalovací charakteristiky různých zdrojů paliva produkujícího aerosol, vytvořených na bázi uhlíku a glycerinu, zjišťovaný na jednom pramenu vytlačovaného materiálu o průměru 1,00 mm. Některá pojivá jsou více hořlavá než jiná, a proto svým podílem ovlivňují vlastnosti zdroje paliva produkujícího aerosol.

Tabulka 5 ukazuje účinek druhu plniva na spalovací charakteristiky různých zdrojů paliva, produkujících aerosol a vytvořených na bázi uhlíku a glycerinu, přičemž tyto účinky byly zjišťovány na jednom pramenu vytlačovaného materiálu o průměru 1,00 mm. Některá anorganická plniva usnadňují hoření v oblasti směsí paliva, produkujícího aerosol. V popisovaných případech je výhodným plnivem křída. Tato tabulka by neměla být považována za informaci, že plniva použitá ve směsích majících jiné než uvedené rozsahy by neměla být spalována.

Zkoušky prováděné při přípravě tabulek 3, 4 a 5 byly prováděny na jednotlivých tyčkách nebo pramenech materiálu doutnajících volně na vzduchu spíše než na určitém počtu pramenů materiálu uvnitř vnějšího obalu, aby se vyloučil jakýkoliv vliv vnějšího obalu na spalování pramenů materiálu.

Tabulka 6 uvádí množství produkovaného kouře z cigaret ukončených filtrem, majících následující konstrukci:

Filtr délky 5 mm byl získán z cigarety Statě Express Intemational a obsahoval vláknitý acetát celulózy z vláken s průřezem tvaru Y a majících jednotlivě hmotnost 2,8 denier a celkovou hmotnost 34 000 denier, přičemž ve filtru docházelo k poklesu tlaku o 13 mm vodního sloupce.

V podstatě nehořlavý vnější obal se vytlačoval pomocí pístového vytlačovacího stroje s hubicí opatřenou vnitřní vložkou a mající vnější průměr 8 mm a vnitřní průměr 7 mm a zdroj paliva produkujícího aerosol se vytlačoval ve formě tyček nebo pramenů o průměru 1,00 mm z pístového vytlačovacího stroje, přičemž jednotlivé prameny se sdružily dohromady a zasunuty do vysušeného vytlačovaného vnějšího obalu. Délka cigaretové tyčky, to znamená bez filtračního prvku, byla 67 mm. Jedna cigareta z vytvořeného množství byla kouřena za normálních podmínek v příslušném stroji, ve kterém každou minutu proběhne kouření tahy trvajícími dvě sekundy a majícím objem 35 cm³.

Prvních pět příkladů z tabulky 4 ukazuje, že prameny vytvořené z uhlíku jako paliva hoří bez produkování znatelného množství celkových pevných částic (TPM) i při přítomnosti organického materiálu (PGA) v palivových provázcích nebo pramenech.

Cigarety podle vynálezu mají velmi nízkou úroveň viditelného postranního proudu kouře. Avšak povaha postranního proudu kouře z výrobků podle vynálezu neumožňuje jeho zachycení konvenčním rybinovým měřicím zařízením, popsaným v časopisu Analyst z října 1988, svazek 113, str. 1509 až 1513 jako vhodné měřicí zařízení. Proto není možno v tomto směru poskytnout podrobnější informace.

-18CZ 294121 B6

V tabulce 1 se jedná o procenta hmotnostní z celkové hmotnosti obalu. V tabulkách 3 a 4 se jedná o procenta hmotnostní hmotnosti palivového zdroje. V tabulce 6 se jedná o procenta hmotnostní z celkové hmotnosti obalu a obsah složek tvořících palivový zdroj je vyjádřen v procentech hmotnostních palivového zdroje.

Tabulka 1

Vliv složení materiálu na fyzikální vlastnosti vnějšího obalu

% perlitu	% křídy	% pojivá	Pojivo typu	% Plastifikátoru (glycerin)	Sušina (g)	Voda (g)	Propustnost (CU)	Energie potřebná ke zmáčknutí obalu (J)	Bčlost obalu (DE)
85		15	PGA		100	300	94
22,5	67,4	10	PGA		100	200	14	5,3	6,6
	90	10	PGA		100	200	3,8	5,2	9,2
80		20	PGA		100	200	77		4,6
	80	20	PGA		100	200	0,6		9,6
	97,5	2,5	PGA		100	70	6,5		9,2
	95	5	PGA		100	40	4,5		9,5
75		25	PGA		100	500	110,7
75		25	PGA		100	260
90		10	PGA		100	200		5,2	3,7
90		10	HEC		100	150	cnm
45	45	10	HEC		100	130	57
45	45	10	AA		100	120	21
90		10	AA		100	135	160
88		10	PGA	2	100	180	185
85		10	PGA	5	100	160	145
80		10	PGA	10	100	140	215
70		10	PGA	20	100	135	105
72		8	PGA	20	100	120	cnm
75		5	PGA	20	100	115	cnm
77,5		2,5	PGA	20	100	110
90		10	SCMC		100		14
95		5	SCMC		100	70	17,5		4,4
97,5		2,5	SCMC		100	110	34		3,8
85		15	SCMC		100				2,9
77,5	9	13,5	SCMC		100	100	12
85	5	10	PGA		100	300	161	9,3
70	20	10	PGA		100		129	9,2
65	25	10	PGA		100		79
40	50	10	PGA		100		19,5	12
45	45	10	HPC		100	95	111
90		10	NaA		100	160	65
45	45	10	NaA		100	120	6
90		10	NaCaA		100	205	70,7
45	45	10	NaCaA		100	190
90			karajská guma		100	175	285
45	45	10	karajská guma		100	130	cnm
90		10	rohovníková klovatina		100	150	295
45	45	10	rohovníková klovatina		100	130	60
45	45	10	arabská guma		100	8

PGA polypropylenglykolový alginát

HEC hydroxyethylcelulóza ίο AA alginát amonný

SCMC karboxymethylcelulóza sodná

NaA alginát sodný

NaCaA alginát sodno-vápenatý

DE celková barevná odlišnost od srovnávacího papíru cnm neměřitelné množství

- 19CZ 294121 B6

Tabulka 2

Vliv výrobních podmínek na účinnost vytvrzování vnějšího obalu působením roztoku chloridu vápenatého

Koncentrace roztoku chloridu vápenatého Μ Γ1)	Doba ponoření v lázni (s)	Počet použití lázně před tímto měřením	Subjektivní tuhost vnějšího obalu
0	0	0	1
1	2	0	4
1	4	0	6,5
1	6	0	7,5
1	8	0	8
1	10	0	8
1	60	0	9,5
0,1	10	0	2,5
0,5	10	0	4,7
1	10	0	6,7
2	10	0	7,7
1	10	1	7
1	10	2	6
1	10	3	6
1	10	4	5
1	10	5	5
1	10	6	4
1	10	7	3,6
1	10	8	3

io Tabulka 3

Meze spalování zdrojů paliva na bázi uhlíku a glycerinu, produkujících aerosol (ve formě jednoho plamene)

Spalování paliva, které nehoří	Spalování paliva, které nehoř
% uhlíku	% glycerinu	% PGA	% křídy	% uhlíku	% glycerinu	% PGA	% křídy
				0	10	10	80
				4	10	10	76
5	20	10	65	5	20	10	65
7	20	10	63
8	26	10	56	8	5	10	77
8	30	10	52	8	10	10	72
				8	15	10	67
				8	21.5	10	60.5
9	15	10	66
9	20	10	61
10	15.5	10	64.5	10	0	10	80
				10	10	10	70
11	15	10	64	11	3	10	76
11	20	10	59	11	11	10	68
11	21	10	58
11	30	10	49

-20CZ 294121 B6

Tabulka 3 - pokračování

Spalování paliva, které nehoří	Spalování paliva, které nehoř
% uhlíku	% glycerinu	% PGA	% křídy	% uhlíku	% glycerinu	% PGA	% křídy
12	8	10	70	12	0	10	78
12	9	10	69	12	6	10	72
12	10	10	68	12	7	10	71
12	11	10	67
13	20	10	57
15	6	10	69	15	0	10	75
15	20	10	55	15	3	10	72
20	6	10	64	20	0	10	70
20	10	10	60	20	3	10	67
30	0	10	60
30	3	10	57
30	6	10	54
50	0	10	40

Tabulka 4

Vliv druhu pojivá na spalovací charakteristiky různých palivových směsí, produkujících aerosol

	Typ poj iva
	propylenglykolový alginát	sodný alginát	vápenatý alginát	pektin	hydroxypropylcelulóza
8 % uhlíku	ne	ano	ne	ne	ano
11 °/o glycerinu
71 % křídy
10 % pojivá
12 % uhlíku	ano	ano	ne	ano	ano
11 %glycerinu
67 % křídy
10 % pojivá
16 % uhlíku	ano	ano	ne	ano	ne
11 %glycerinu
63 % křídy
10 % pojivá
8 % uhlíku	ano	ano	ne	ano	ano
11 % glycerinu
61 % křídy
20 % pojivá
12 % uhlíku	ano	ano	ne	ano	ano
11 % glycerinu
57 % křídy
20 % pojivá
16 % uhlíku	ano	ano	ne	ano	ano
11 % glycerinu
53 % křídy
20 % pojivá
8 % uhlíku	ano	ne	ne	ano	-
11 % glycerinu
51 % křídy
30 % pojivá

-21 i

Tabulka 4 - pokračování

12 % uhlíku	ano	ne	ne	ano	-
11 % glycerinu
47 % křídy
30 % pojivá
16 % uhlíku	ano	ne	ne	ano	-
11 % glycerinu
43 % křídy
30 % pojivá

Tabulka 5

Vliv druhu pojivá na spalovací charakteristiky různých palivových směsí, produkujících aerosol

	Druh plniva
Palivová směs	perlit	oxid hořečnatý	bentonit	křída	síran vápenatý	hydroxid hořečnatý	křemelina
18,2 % uhlíku	ne	ne	ne	ano	ne	ne	ano
11,4% PGA
12,5 % glycerinu
58 % plniva
16,3 % uhlíku	ne	ne	ne	ano	ne	ne	ano
10,2 % PGA
11,2 % glycerinu
62,2 % plniva
15,8 % uhlíku	ne	ne	ne	ano	ne	ne	-
13,2% PGA
14,5 % glycerinu
56,6 % plniva
14,8 % uhlíku	ne	-	ne	ano	ne	ne	ne
9,3 % PGA
10,2 % glycerinu
65,7 % plniva
13,9 % uhlíku	ne	-	ne	ano	ne	ne	ne
11,6% PGA
12,8 % glycerinu
61,6 % plniva
12,5 % uhlíku	-	ne	-	ano	ne	ne	ne
10,4% PGA
11,5 % glycerinu
65,6 % plniva
10,5 % uhlíku	ne	ne	ne	ano	-	ne	ne
13,2% PGA
14,5 % glycerinu
61,8 % plniva
9,3 % uhlíku	-	ne	ne	ne	-	ne	ne
11,6% PGA
12,8 % glycerinu
66,3 % plniva

-22 CZ 294121 B6

Tabulka 5 - pokračování

	Druh plniva
Palivová směs	perlit	oxid hořečnatý	bentonit	křída	síran vápenatý	hydroxid hořečnatý	křemelina
8,3 % uhlíku	ne	-	-	ne	-	ne	ne
10,4 %PGA
11,5 % glycerinu
69,8 % plniva

- směs nebyla připravena

Tabulka 6

Výtěžek kouře z cigaret s filtrem podle vynálezu

Hmotnost (g)	% perlitu	% alginátu sodného	Hmotnost (g)	% uhlíku	% glycerinu	% křída	%PGA pojivá	počet tahů	TPM (mg)	glycerin (mg)
0,6035	90	10	0,5865	12	0	78	10	DNB	0,0	0
0,4925	90	10	0,7355	15	0	75	10	5	0,0	0
0,4335	90	10	0,7791	20	0	70	10	10	0,2	0
0,4774	90	10	0,6896	30	0	60	10	6	0,0	0
0,3812	90	10	0,5973	50	0	40	10	5	0,1	0
0,6001	90	10	0,6848	8	5	77	10	DNB	0,0	0
0,6344	90	10	0,7186	12	6	72	10	7	4,3	2
0,6555	90	10	0,7691	15	6	69	10	7	3,3	1
0,6777	90	10	0,6818	20	6	64	10	8	3,0	<1
0,4730	90	10	0,7691	30	6	54	10	6	2,2	<1
0,6312	90	10	0,6530	40	6	44	10	8	1,9	<1
0,5103	90	10	0,4808	12	8	70	10	9	1,3	<1
0,5845	90	10	0,6990	4	10	76	10	DNB	0	0
0,6219	90	10	0,7192	8	10	72	10	6	3,8	2
0,5060	90	10	0,6780	10	10	70	10	DNB	0	0
0,4872	90	10	0,6916	11	10	69	10	5	4,3	3
0,6035	90	10	0,5865	12	10	68	10	DNB	0	0
0,5665	90	10	0,6215	9	15	66	10	8	5,7	2
0,4838	90	10	0,7133	10	15,5	64,5	10	7	5,4	3
0.5161	90	10	0,7092	11	15	64	10	6	7,5	3
0,6103	90	10	0,6443	8	21,5	60,5	10	6	6,4	3
0.4461	90	10	0,7446	8	26	56	10	6	12,7	6

PATENTOVÉ NÁROKY

Claims (47)

1. Kuřácký výrobek mající tyčku (2,12, 22, 32) kuřáckého materiálu, která obsahuje nehořlavý obal (5, 15, 25, 35), rozkládající po délce tyčky (2, 12, 22, 32) kuřáckého materiálu a obklopující kuřácký materiál, přičemž kuřácký materiál obsahuje palivový zdroj (6, 16, 26) hořlavého paliva, probíhající po délce tyčky (2, 12, 22, 32) kuřáckého materiálu, a prostředek produkující aerosol, rozkládající se podél délky tyčky (2, 12, 22, 32) kuřáckého materiálu, vyznačující se tím, že obal (5,15,25,35) sestává z převážně nehořlavého, částicového anorganického plnivového materiálu, z pojivá, popřípadě z plastifikátoru, a popřípadě z malého množství celulózového vláknitého materiálu, přičemž obsah anorganického plnivového materiálu je nejméně 65 % hmotnostních celkové hmotnosti obalu (5, 15, 25, 35).

-23 CZ 294121 B6

2. Kuřácký výrobek podle nároku 1, vyznačující se tím, že palivový zdroj (6, 16, 26) a prostředek produkující aerosol se rozkládají po celé délce tyčky (2, 12, 22, 32) kuřáckého materiálu, přičemž prostředek produkující aerosol je umístěn mezi palivovým zdrojem (6,16, 26) a obalem (5, 15, 25, 35).

3. Kuřácký výrobek podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že palivový zdroj (6, 16, 26) a/nebo prostředek produkující aerosol obsahuje podélně probíhající tyčky, provazce nebo vlákna.

4. Kuřácký výrobek podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že palivový zdroj (6,16, 26) obsahuje řezaný plnivový materiál.

5. Kuřácký výrobek podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že palivový zdroj (6, 16,26) a/nebo prostředek produkující aerosol obsahuje stočenou vrstvu (8).

6. Kuřácký výrobek podle nároků laž4, vyznačující se tím, že prostředkem produkujícím aerosol je řezaný plnivový materiál.

7. Kuřácký výrobek podle nároků 1 až 4 nebo 6, vyznačující se tím, že palivový zdroj (6, 16, 26) a prostředek produkující aerosol obsahují řezaný plnivový materiál.

8. Kuřácký výrobek podle nároku 7, vyznačující se tím, že řezané plnivové materiály jsou dobře promísenými směsmi.

9. Kuřácký výrobek podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že prostředek produkující aerosol a palivový zdroj (6, 16,26) jsou zkombinovány pro vytvoření palivového zdroje, produkujícího aerosol.

10. Kuřácký výrobek podle nároků I až 7, vyznačující se tím, že prostředek produkující aerosol a palivový zdroj (6, 16, 26) mají formu jádra a obvodového prstence.

11. Kuřácký výrobek podle nároků 1 až 10, vyznačující se tím, že prostředek produkující aerosol a palivový zdroj (6,16,26) mají formu jádra a obvodového prstence z pěnových složek.

12. Kuřácký výrobek podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že buď palivový zdroj (6, 16, 26) nebo prostředek produkující aerosol je tvořen pěnovým materiálem.

13. Kuřácký výrobek podle nároků lažl2, vyznačující se tím, že kuřácký výrobek dále obsahuje filtrační prvek (3, 13, 23, 33).

14. Kuřácký výrobek podle nároků 1 až 13, vyznačující se tím, že alespoň 50 % hmotnostních kuřáckého výrobku je tvořeno anorganickým materiálem.

15. Obal kuřáckého výrobku, v podstatě nehořlavý, vyznačující se tím, že sestává z převážně nehořlavého, částicového anorganického plnivového materiálu, z pojivá, popřípadě z plastifíkátoru, a popřípadě z malého množství celulózového vláknitého materiálu, přičemž obsah anorganického plnivového materiálu je nejméně 65 % hmotnostních celkové hmotnosti obalu (5, 15, 25, 35).

16. Obal podle nároku 15, vyznačující se tím, že nehořlavý anorganický plnivový materiál je tvořen nekovovým materiálem.

17. Obal podle jednoho z nároku 15 nebo 16, vyznačující se tím, že nehořlavý anorganický plnivový materiál je tvořen nejméně jedním materiálem vybraným ze skupiny

-24CZ 294121 B6 obsahující perlit, vermikulit, křemelinu, koloidní oxid křemičitý, křídu, oxid hořečnatý, síran hořečnatý, uhličitan hořečnatý nebo jiné nehořlavé plnivové materiály podobné hustoty.

18. Obal podle nároku 15, vyznačující se tím, že anorganický plnivový materiál tvoří nejméně 70 % hmotnostních celkové hmotnosti obalu (5, 15, 25, 35).

19. Obal podle nároku 18, vyznačující se tím, že anorganický plnivový materiál tvoří nejméně 80 % hmotnostních celkové hmotnosti obalu (5, 15, 25, 35).

20. Obal podle nároku 19, vyznačující se tím, že anorganický plnivový materiál tvoří nejméně 90 % hmotnostních celkové hmotnosti obalu (5, 15, 25, 35).

21. Obal podle jednoho z nároků 15 až 20, vy z n a č uj í c í se t í m , že obsahuje méně než 10 % hmotnostních vláknitého materiálu z celkové hmotnosti obalu (5, 15,25, 35).

22. Obal podle jednoho z nároků 15 až 21, vyznačující se tím, že obsahuje pojivo a/nebo plastifikátor do 30 % hmotnostních celkové hmotnosti obalu (5, 15, 25, 35).

23. Obal podle nároku 22, vyznačující se tím, že hmotnostní množství pojivá je do 25 % hmotnostních celkové hmotnosti obalu (5, 15, 25, 35).

24. Obal podle nároku 22 nebo 23, vyznačující se tím, že hmotnostní množství pojívaje v rozsahu od 8 do 10 % hmotnostních celkové hmotnosti obalu (5, 15, 25, 35).

25. Obal podle nároku 22 nebo 23, vyznačující se tím, že hmotnostní množství pojívaje do 5 % hmotnostních celkové hmotnosti obalu (5, 15, 25, 35).

26. Obal podle jednoho z nároků 22 až 25, vyznačující se tím, že pojivém je organické pojivo vybrané z nejméně jedné třídy derivátů celulózy, etherů celulózy, alginických pojiv, klovatin, gelů, pektinů nebo škrobů.

27. Obal podle nároku 26, vyznačující se tím, že organickým pojivém je nejméně jedna látka ze skupiny obsahující sodnou sůl karboxymethylcelulózy, methylcelulózu, hydroxypropylcelulózu, hydroxyetylcelulózu, alginát amonný, alginát sodný, alginát sodnovápenatý, alginát vápenatoamonný, alginát draselný, alginát hořečnatý, alginát triethanolaminový, alginát propylenglykolový, alginát hliníku, alginát mědi, alginát zinku, alginát stříbra, arabskou gumu, ghatti klovatinu, tragakantovou klovatinu, karajskou gumu, klovatinu rohovníku, akáciovou klovatinu, guarovou klovatinu, klovatinu ze semen kdouloně, xantanovou klovatinu, agar, agarózu, karagény, složky chaluh nebo furcelan.

28. Obal podle jednoho z nároků 22 až 25, vyznačující se tím, že pojivém je nehořlavé anorganické pojivo.

29. Obal podle nároku 28, vyznačující se tím, že pojivém je nejméně jedna látka ze skupiny obsahující křemičitan draselný, oxid hořečnatý v kombinaci s křemičitanem draselným nebo cement.

30. Obal podle nároku 22, vyznačující se tím, že plastifikátor je přítomen do 20 % hmotnostních celkové hmotnosti obalu (5, 15, 25, 35).

31. Obal podle nároku 30, vyznačující se tím, že plastifikátor je přítomen do 10 % hmotnostních celkové hmotnosti obalu (5, 15, 25, 35).

32. Obal podle nároku 31, vyznačující se tím, že plastifikátor je přítomen do 5 % hmotnostních celkové hmotnosti obalu (5, 15, 25, 35).

-25CZ 294121 B6

33. Obal podle jednoho z nároků 22 až 32, vyznačující se tím, že plastifikátorem je nejméně jedna látka ze skupiny obsahující glycerin a propylenglykol.

34. Obal podle jednoho z nároků 15 až 33, vyznačující se tím, že má propustnost v rozsahu od 1 do 150 jednotek Coresta.

35. Obal podle jednoho z nároků 15 až 34, vyznačující se tím, že obsahuje dezodorant vybraný ze skupiny obsahující citronelal, geraniol nebo vanilin.

36. Způsob výroby v podstatě nehořlavého obalu kuřáckého výrobku, obsahujícího převážně nehořlavý anorganický plnivový materiál a pojivo, vyznačující se tím, že se připraví směs nehořlavého anorganického plnivového materiálu a pojivá, směs se vytlačuje a vytváří se dutá trubička a tato dutá trubička se kontaktuje s materiálem vyvolávajícím rychlé tvrdnutí duté trubičky.

37. Způsob podle nároku 36, vyznačující se tím, že materiálem vyvolávajícím tvrdnutí duté trubičky je buď látka odsávající vodu, kterou se odstraňuje voda obsažená v trubičce, roztok měnící rozpustné pojivo ve směsi trubičky na nerozpustné, nebo hydrofilní látka odebírající vodu z vodné směsi pro výrobu trubičky.

38. Způsob podle nároku 36 nebo 37, vyznačující se tím, že vytlačovací proces se provádí šnekovým nebo pístovým vytlačovacím lisem při tlaku nepřesahujícím 300 až 400kPa.

39. Způsob podle nároku 36 nebo 37, vyznačující se tím, že vytlačovací proces se provádí šroubovým lisem při tlaku nepřesahujícím 900 kPa.

40. Způsob podle nároku 37, vyznačující se tím, že látkou odsávající vodu je lehký oxid hořečnatý.

41. Způsob podle nároku 37, vyznačující se tím, že rozpustný alginát se změní na nerozpustný přidáním rozpouštěcích činidel, jako je hydroxid amonný nebo chlorid vápenatý.

42. Způsob podle nároku 37, v y z n a č u j í c í se t í m, že hydrofilní látkou je ethanol.

43. Způsob podle jednoho z nároků 36 až 42, vyznačující se tím, že do zásobníku vytlačovacího lisu se přidá podkritické množství srážecího činidla ještě před vytlačováním a po vytlačování se hladina srážecího činidla zvýší na kritickou úroveň pro vyvolání úplného vysrážení.

44. Způsob podle nároku 36, vyznačující se tím, že jednotlivé operace se provádějí postupně.

45. Způsob podle jednoho z nároků 36 nebo 37, vyznačující se tím, že směs pro obal obsahuje obětované molekuly, které se mohou odstranit po vytvoření obalu (5, 15, 25, 35) působením tepla nebo chemickou reakcí.

46. Kuřácký výrobek podle jednoho z nároků 1 až 10, vyznačující se tím, že obalem (5, 15, 25, 35) je obal podle jednoho z nároků 15 až 35.

47. Kuřácký výrobek, vyznačující se tím, že je vyroben způsobem podle jednoho z nároků 36 až 45.