DE3830145A1

DE3830145A1 - Rauchartikel

Info

Publication number: DE3830145A1
Application number: DE3830145A
Authority: DE
Inventors: Paul David Case; David John Dittrich
Original assignee: British American Tobacco Co Ltd
Current assignee: British American Tobacco Investments Ltd
Priority date: 1987-09-03
Filing date: 1988-09-05
Publication date: 1989-03-16
Also published as: AU617351B2; CA1307988C; NL194113C; CN1031793A; IL87630A; GR880100562A; ATA216388A; NZ225996A; NL193653C; FI884011A; HK98393A; FI87304B; NO171143C; AT399635B; NO883921L; FI87304C; NL8802189A; JP3001583B2; ATA216488A; GB2209268B

Description

Die Erfindung betrifft Rauchartikel, wie Zigaretten u. ä.

Es sind schon eine Anzahl Lösungswege zum Herstellen von Zigaretten vorgeschlagen worden, welche geringe Abgabemengen von Seitenstrom-Rauchbestandteilen aufweisen. Gemäß der Lehre des britischen Patents 20 94 130 A weisen Zigaretten mit Zigarettenpapier, das Luftdurchlässigkeiten infolge viskoser Strömung von nicht mehr als drei Coresta-Einheiten und Do/t-Verhältnisse von 0,08 bis 0,65 cm s^-1 hat, wobei Do den Diffusionskoeffizienten von Sauerstoff durch Stickstoff in Papier und t die Dicke des Zigarettenpapiers bedeuten, niedrige Abgabewerte einer wasser- und nikotinfreien Gesamtpartikelsubstanz (PMWNF) (total particulate matter, water and nicotine free) und von Nikotin in dem Seitenstromrauch.

Bei einem weiteren anderen Lösungsvorschlag, um geringe Komponentenabgaben in dem Seitenstromrauch von Zigaretten zu erhalten, werden Zigarettenpapiere mit einer oder mehreren seitenstromreduzierenden Verbindungen verwendet. In dem britischen Patent Nr. 21 39 869 A sind Zigarettenpapiere beschrieben, die eine oder mehrere der Verbindungen aus der Gruppe Lithiumhydroxid, Aluminiumhydroxid, Kalziumhydroxid, Kaliumformiat, Natriumformiat und Natriumacetat aufweisen. Das gesamte Partikelmaterial in dem Seitenstromrauch, welches von Zigaretten herrührt, die solches Papier haben, ist, verglichen mit einer vergleichbaren Zigarette, die ein herkömmliches Zigarettenpapier aufweist, um mindestens 30% reduziert. Ein weiteres Beispiel für die Verwendung von seitenstromreduzierenden Verbindungen ist in der US-PS 42 31 377 beschrieben; gemäß der Lehre dieser Druckschrift sind Magnesiumoxid und ein unterstützendes Salz in Kombination Zigarettenpapieren beigemengt.

Gemäß der Erfindung sollen daher Rauchartikel, wie Zigaretten mit einem geringen Seitenstrom geschaffen werden.

Gemäß der Erfindung ist ein Rauchartikel geschaffen, welcher einen Rauchmaterialstab oder einen -strang aufweist, welcher Rauchmaterial und eine das Rauchmaterial begrenzende bzw. umgebende Papierhülle aufweist, wobei die Dichte des Rauchmaterials in dem Stab oder dem Strang in einem Bereich von etwa 100 mg cm^-3 bis etwa 260 mg cm^-3 liegt, und das Rauchmaterial zumindest etwa 20 Gew.-% von expandiertem Tabak aufweist, die Hülle ein das Verbrennen verlangsamendes Mittel aufweist, und der Rauchartikel, wenn unter Normmaschinen- Rauchbedingungen abgeraucht wird, nicht weniger als sechs Züge liefert.

Der hier verwendete Ausdruck "Normmaschinen-Rauchbedingungen" bezieht sich auf Coresta-Normmaschinen-Rauchbedingungen, gemäß welchen ein 35 cm³-Zug von zwei Sekunden Dauer jede Minute genommen wird.

Rauchartikel gemäß der Erfindung sollten vorzugsweise, wenn sie unter Normmaschinen-Rauchbedingungen abgeraucht worden sind, eine Gesamtausbeute von Seitenstrom-PMWNF aufweisen, welche nicht über etwa 17 mg pro Rauchartikel, vorzugsweise nicht über etwa 15 mg und noch besser nicht über 10 mg hinausgeht.

Rauchartikel gemäß der Erfindung sollten vorzugsweise, wenn sie unter Normmaschinen-Rauchbedingungen geraucht worden sind, eine Gesamtausbeute von Seitenstrom-Monoxid (CO) aufweisen, welche nicht über 35 mg, vorzugsweise nicht über etwa 30 mg und besser noch nicht über 20 mg hinausgeht.

Rauchartikel gemäß der Erfindung sollten vorzugsweise, wenn sie unter Normmaschinen-Rauchbedingungen geraucht worden sind, einen Rauchmaterialverbrauch in den Perioden zwischen den Zügen aufweisen, welcher nicht über 50% des gesamten Rauchmaterialverbrauchs hinausgeht, d. h. des zusammengefaßten Rauchmaterialverbrauchs in den Perioden zwischen den Zügen und in den Zügen selbst. Vorzugsweise sollte der Zwischenzug- Rauchmaterialverbrauch nicht über etwa 40% des gesamten Rauchmaterialverbrauchs hinausgehen und sollte vorteilhafterweise nicht über etwa 30% des Gesamtrauchmaterialverbrauchs hinausgehen.

In Rauchartikeln gemäß der Erfindung weist Rauchmaterial, das nichtexpandierter Tabak ist, vorzugsweise Blattabak, zweckmäßigerweise in herkömmlicher Schnitt-Fülltabakform auf. Der Blattabak kann Blattgut und/oder Rippentabak (stem tobaco) sein. Rauchmaterial, das kein expandierter Tabak ist, kann einen rekonstituierten Tabak oder einen Tabakersatz aufweisen.

Der expandierte Tabak kann Blattgut und/oder Rippentabak sein. Der expandierte Tabak ist vorteilhafterweise ein Blattguttabak, das Produkt eines Tabakexpansionsprozesses, welcher wirksam ist, um einen hohen Expansionsgrad des diesem Prozeß unterzogenen Tabaks zu schaffen. Solche Hochexpansionsprozesse sind beispielsweise in dem US-Reissue-Patent Nr. 30 693 und in den GB-Patentschriften 15 70 270 und 21 60 408 A beschrieben. Bei Anwenden von Hochexpansionsprozessen können Tabakexpansionswerte in Form einer Füllfähigkeitszunahme von etwa üblicherweise 75% und sogar bis zu etwa 125% erhalten werden. Tabak, welcher einem Hochexpansionsprozeß unterworfen worden ist, kann eine Fülldichte von beispielsweise etwa 100 mg cm^-3 bis etwa 175 mg cm^-3 haben, was mit Hilfe eines Borgwaldt-Densimeters gemessen worden ist.

Das Verhältnis des Rauchmaterials, das durch expandierten Tabak geschaffen ist, liegt vorzugsweise mindestens bei etwa 30 Gew.-%. Wenn, wie für den Fachmann offensichtlich, die Expansion des expandierten Tabaks gering ist, kann es erforderlich sein, daß das Verhältnis des Rauchmaterials, welches durch expandierten Tabak gebildet wird, sich 100% nähert oder bei 100% liegt.

Mit dem hier verwendeten Begriff "ein das Verbrennen verlangsamendes Material" ist ein Stoff bezeichnet, dessen Einschluß in oder an einer Papierhülle eines Rauchmaterialstabes oder -stranges eine Reduzierung in der Glimmrate des Rauchmaterialstabes oder -stranges bewirkt. Selbstverständlich bezieht sich "ein das Verbrennen verlangsamendes Mittel" auch auf die Verwendung von zwei oder mehr solcher Stoffe sowie auf die Verwendung eines einzigen derartigen Stoffes. Zu den Stoffen oder Substanzen, die einzeln oder in Kombination als "das Verbrennen verlangsamende Mittel" verwendet werden können, gehören Aluminium-Ammoniumsulfat, Di-Ammonium Wasserstofforthophosphat, Ammonium Di-Wasserstoff- Orthophosphat und Natrium Di-Wasserstoff-Orthophosphat. Andere Substanzen, welche als das Verbrennen verlangsamende Stoffe gemäß der Erfindung verwendet werden können, weisen Borsäure, Aluminiumborat, Kalziumborat, Ammoniumbromid, Lithiumbromid, Magnesiumbromid, Ammoniumchlorid, Magnesiumchlorid, Zinkchlorid, Aluminiumphosphat, Kalziumphosphat, Kaliumsilikat, Aluminiumsulfat, Kalziumsulfat, Magnesiumsulfat und Natrium-Karbonat auf.

Wasserlösliche Substanzen, die als das Verbrennen verlangsamende Mittel verwendet sind, werden in das Hüllenpapier vorzugsweise in wäßriger Lösung eingebracht. Wenn eine Substanz, welche als ein das Verbrennen verlangsamendes Mittel verwendet ist, nicht wasserlöslich ist, wird die Substanz zweckmäßigerweise in Pulverform als ein Füller der Papierbeschickung während des Papierherstellungsprozesses hinzugefügt. Wasserlösliche, das Verbrennen verlangsamende Substanzen können in das Papier eingebracht werden, um ihm eine Belastung zu geben, welche zweckmäßigerweise nicht über 20% hinausgeht. Nichtwasserlösliche, das Verbrennen verlangsamende Mittel können bei einem Belastungspegel von bis zu etwa 30% vorhanden sein.

Umhüllungspapier für Rauchartikel gemäß der Erfindung können zusätzlich zu einer das Verbrennen verlangsamenden Substanz oder entsprechenden Substanzen eine seitenstrom reduzierende Füllersubstanz aufweisen, wie beispielsweise Aluminiumhydroxid, Lithiumhydroxid oder Magnesiumhydroxid.

Die Luftdurchlässigkeit von Hüllenpapier für Rauchartikel gemäß der Erfindung geht nicht über etwa 20 Coresta-Einheiten hinaus. Die Luftdurchlässigkeit eines Papiers wird in Coresta-Einheiten als die Luftmenge in Kubikzentimetern ausgedrückt, welche durch einen Quadratzentimeter des Papiers in einer Minute bei einer konstanten Druckdifferenz von 1,0 Kilopascal hindurchgeht.

An sich schon poröses Zigarettenpapier besteht aus einem sich gegenseitig durchdringenden Netzwerk von Fasern, welche üblicherweise im wesentlichen ganz oder hauptsächlich Zellulosefasern sind, welche mit Partikeln eines Füllers, wie beispielsweise Kalziumcarbonat durchsetzt sind. Öffnungen in der Faser/Füller-Matrix sind in der Größenordnung von 1 µm breit, wobei diese Abmessung klein ist im Vergleich zu der Dicke des Papiers (üblicherweise 20 bis 50 µm), der Luftstrom durch derartige Öffnungen wird durch viskose Kräfte gesteuert. Wenn jedoch Papier nach dem Papierherstellungsverfahren perforiert wird, sind die Perforationen verhältnismäßig groß, und haben üblicherweise Breitenabmessungen in derselben Größenordnung wie die Papierdicke, und der Luftstrom durch solche Perforationen wird durch Trägheitskräfte geregelt.

Somit ist zu beobachten, daß, wenn die Durchlässigkeit eines perforierten Papiers entsprechend dem Coresta-Durchlässigkeitsbestimmungsverfahren bestimmt wird, der erhaltene Durchlässigkeitswert die Summe der Durchlässigkeit infolge eines viskosen Stroms durch die Öffnungen, die von dem Papierherstellungsverfahren stammen, und der Summe infolge der Trägheitsströmung durch die Perforationen aufweist. Ein Papier kann auch dieselben zwei Durchlässigkeitskomponenten haben, wenn, obwohl nicht perforiert, das Papier zusätzlich zu den kleinen Viskosestromlöchern größere Trägheitsstromlöcher aufweist, welche letztere dann auch als Pin-Holes bezeichnet werden. Papier der zuletzt beschriebenen Ausführung kann beispielsweise aus einer fehlerhaften Papierherstellungstechnik herrühren. Der Gesamtluftstrom durch ein Papier kann ausgedrückt werden als:

Q = ZAP = Z′A(P) ⁿ

wobei
Q der Luftstrom ist (cm³ min^-1);
A die Papierfläche (cm²) ist, welche der strömenden Luft ausgesetzt ist;
P die Druckdifferenz (Kilopascal) durch das Papier hindurch ist;
Z die Durchlässigkeit des Papiers infolge des viskosen Stroms durch die von dem Papierherstellungsverfahren an sich vorhandenen Öffnungen in Coresta-Einheiten ist (cm min^-1 Kilopascal^-1);
Z′ die Permeabilität des Papiers infolge des Trägheitsstroms durch Perforationen und/oder Pin-Holes ist (cm min^-1 Kilopascal^-1), und
n eine Konstante für eine vorgegebene Gruppe von Perforationslöchern oder Pin-Holes ist, wobei 0,5 n < 1,0 ist, wobei der genaue Wert von n von der Größe der Perforationen oder Pin-Holes abhängt.

Die Gesamtpermeabilität eines Papiers mit Perforationen und/ oder Pin-Holes ist (Z + Z′), und die Relativwerte von Z und Z′ für ein gegebenes derartiges Papier können dadurch erhalten werden, daß der Luftstrom durch das Papier bei einer Reihe von Druckdifferenzen an dem Papier gemessen wird und die Q/P-Daten in der vorstehenden Gleichung mit Hilfe eines Wertes von n entsprechend der mittleren Größe der Perforationen/ Pin-Holes in dem Papier numerisch einer Regression unterworfen werden.

Der Wert von 20 Coresta-Einheiten, welcher vorstehend im Verhältnis zu den Umhüllungen von Rauchartikeln gemäß der Erfindung angeführt ist, bezieht sich selbstverständlich auf die Durchlässigkeit der Hüllen infolge viskoser Strömung. Somit ist einzusehen, daß es für eine Hülle (Umhüllung) eines Rauchartikels gemäß der Erfindung durchaus denkbar ist, daß sie eine gesamte Durchlässigkeit hat, d. h. die Durchlässigkeit oder Permeabilität, welche mit Hilfe des Coresta-Durchlässigkeits- Bestimmungsverfahrens bestimmt worden ist, die über 20 Coresta-Einheiten hinausgeht, sollte die Hülle Perforationen und/oder Pin-Holes aufweisen.

Die Länge von Rauchmaterialstäben von Rauchartikeln gemäß der Erfindung ist vorzugsweise nicht kleiner als 45 mm und beträgt vorteilhafterweise mindestens 60 mm. Die Rauchmaterialstäbe haben vorzugsweise eine gleichförmige Querschnittsform und gleichmäßige Abmessungen über ihre Länge. Wenn, wie es bei Zigaretten und ähnlichen Rauchartikeln üblicherweise der Fall ist, ein Rauchmaterialstab eines Rauchartikels gemäß der Erfindung einen gleichmäßigen kreisförmigen Querschnitt hat, liegt der Umfang des Stabes im Bereich von 10 mm bis 30 mm. Obwohl beachtliche und gewerblich durchaus brauchbare Seitenstromrauch- Reduzierungsvorteile von Rauchartikeln gemäß der Erfindung zu erhalten sind, wenn der Stab- oder Strangumfang 25 ±5 mm ist, sind außergewöhnliche Vorteile zu erhalten, wenn der Stab- oder Strangumfang bis zu 10 mm unter dem Bereich von 25 ±5 mm liegt. Vorzugsweise ist der Stab- oder Strangumfang von Rauchartikeln gemäß der Erfindung nicht kleiner als 12,5 mm.

Wenn unter Normmaschinen-Rauchbedingungen abgeraucht wird. liefern Rauchartikel gemäß der Erfindung vorteilhafter weise nicht weniger als sieben Züge und vorzugsweise nicht weniger als acht Züge.

Vorzugsweise weisen Rauchartikel gemäß der Erfindung Filter oder Mundstücke auf, welche an einem Ende an dem Rauchmaterialstab angebracht sind. Rauchartikel gemäß der Erfindung können Ventiliereinrichtungen enthalten.

Es ist vorstellbar, daß in Rauchartikeln gemäß der Erfindung das für die Hülle verwendete Papier anders als herkömmliches Papier sein könnte. Es könnte beispielsweise ein rekonstituiertes Tabak-Blattmaterial sein.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Beispielen im einzelnen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Zigarette mit einer teilweise abgewickelten Mundstückhülle;

Fig. 2 schematisch eine Einrichtung, um Bestimmungen von Abgabewerten von Seitenstrom-Rauchkomponenten durchzuführen, und

Fig. 3 bis 6 schematisch einen fischschwanzförmigen kaminbildenden Teil der in Fig. 2 dargestellten Einrichtung, wobei Fig. 4 bis 6 Ansichten der Fig. 3 in den Richtungen von Pfeilen A, B bzw. C. sind.

Beispiel I

Es wurde eine Zigarette 1 gemäß der Erfindung hergestellt, welche aus einem Zigarettenstab mit einer Länge von 64 mm und einem Umfang von 24,82 mm und einem 20 mm langen Zelluloseacetat- Filter 3 besteht, das an dem Stab 2 mittels einer Mundstückumhüllung 4 angebracht ist. Der Stab 2 der ganz durch einen Blattschnitt-Fülltabak 5 gebildet ist, ist in ein ihn umhüllendes Zigarettenpapier 6 eingewickelt. Der Fülltabak 5 war 80% geschnittener Blattguttabak, welcher mit Hilfe des Hochexpansionsverfahrens, das als der DIET-Prozeß bekannt ist, expandiert worden ist. Die Dichte des Fülltabaks 5 betrug 159 mg cm^-3. Das Zigarettenpapier der Hülle 6 hatte eine Luftdurchlässigkeit oder -permeabilität von neun Coresta-Einheiten und eine Sustanz von 27,1 g m^-2. Das Zigarettenpapier enthielt 23,7% eines Kalziumcarbonat-Füllers. Eine Lösung des das Verbrennen verlangsamenden Mittels aus vier Teilen Ammonium Di-Wasserstoff-Orthophosphat und aus einem Teil Di-Ammonium-Wasserstoff-Orthophosphat wurde auf die Umhüllung 6 aufgebracht, um eine 14%ige Belastung darauf zu schaffen.

Wenn Zigaretten wie die Zigarette 1 unter Normmaschinen- Rauchbedingungen bis auf eine Stummellänge der Zigarette von 8 mm geraucht wurden, betrugen pro Zigarette die durchschnittlichen Gesamtausbeuten des Seitenstrom-PMWNF und -CO 10,0 mg bzw. 21,0 mg. Die durchschnittliche Zuganzahl bei diesen Zigaretten betrug 8,6.

Zweite Zigaretten gemäß der Erfindung wiesen Zigarettenstäbe mit einer Länge von 64 mm und einem Umfang von 24,87 mm und 20 mm lange Cellulose-Acetat-Filter auf. Die Zigarettenstäbe wiesen einen geschnittenen Blattgut-Fülltabak mit 80% DIET- expandiertem Tabak und mit einer Dichte von 163 mg cm^-3 auf. Die Stäbe wurden in ein Zigarettenpapier mit einer Luftdurchlässigkeit von 15 Coresta-Einheiten und einer Substanz von 42 g m^-2 gewickelt. Das Zigarettenpapier enthielt als Füller eine Mischung aus Kalziumcarbonat und Magnesiumhydroxid bei entsprechenden Belastungspegeln in dem Papier von 23,5% und 16,0%. Magnesiumchlorid als ein das Verbrennen verlangsamendes Mittel wurde in Lösung auf das Papier aufgebracht, um einen Belastungswert des Magnesiumschlorids von 3,9% zu schaffen.

Wenn die zweiten Zigaretten unter Normmaschinen-Rauchbedingungen abgeraucht wurden, betrugen pro Zigarette die durchschnittlichen Gesamtausbeuten von Seitenstrom-PMWNF und -CO 9,7 mg bzw. 23,1 mg. Die durchschnittliche Zuganzahl betrug 9,5.

Dritte Zigaretten gemäß der Erfindung wiesen Zigarettenstäbe mit einer Länge von 64 mm und einem Umfang von 24,82 mm und 20 mm lange Zellulose-Acetat-Filter auf. Die Zigarettenstäbe enthielten geschnittenen Blattgut-Fülltabak mit 80% DIET-expandiertem Tabak und mit einer Dichte von 1,67 mg cm^-3. Die Stäbe waren in ein Zigarettenpapier mit einer Luftdurchlässigkeit von 18 Coresta-Einheiten und einer Substanz von 42 g m^-2 gewickelt. Das Zigarettenpapier enthielt als Füller ein Gemisch aus Kalziumkarbonat und Magnesiumhydroxid bei entsprechenden Belastungswerten in dem Papier von 23,5% und 16,0%. Aluminium-Ammoniaksulfat als ein das Verbrennen verlangsamendes Mittel wurde in Lösung auf das Papier aufgebracht, um so einen Belastungspegel bei dem das Verbrennen verlangsamende Mittel von 2,6% zu schaffen.

Wenn die dritten Zigaretten unter Normmaschinen-Rauchbedingungen geraucht wurden, betrugen pro Zigarette die durchschnittlichen Gesamtausbeuten von Seitenstrom-PMWNF und -CO 16,2 mg bzw. 31,6 mg. Die durchschnittliche Zuganzahl betrug acht.

Beispiel II

Vierte Zigaretten gemäß der Erfindung wiesen Zigarettenstäbe mit einer Länge von 64 mm und einem Umfang von 25 mm und 20 mm lange Zellulose-Acetat-Filter auf. Die Zigarettenstäbe enthielten einen geschnittenen Blattgut-Fülltabak mit 80 Gew.-% DIET-expandierten Tabak und mit einer Dichte von 166 mg cm^-3. Die Stäbe wurden in ein Zigarettenpapier wie dasjenige gewickelt, welches nachstehend in Tabelle 2 mit "A" bezeichnet ist.

Wenn die vierten Zigaretten unter Normmaschinen-Rauchbedingungen abgeraucht wurden, betrugen pro Zigarette die durchschnittlichen Gesamtausbeuten von Seitenstrom-PMWNF von Gesamtnikotin-Alkaloids (TNA) und von CO 16,2 mg, 2,25 mg bzw. 31,6 mg. Die durchschnittliche Zuganzahl der vierten Zigaretten betrug 7,2.

Wenn zuerst vergleichbare Kontrollzigaretten mit 100% eines nichtexpandierten Fülltabaks, der in ein herkömmliches Zigarettenpapier mit einer Luftdurchlässigkeit von 50 Coresta- Einheiten gewickelt war, entsprechend den vorher erwähnten Rauchbedingungen abgeraucht wurden, wurden pro Zigarette mittlere Gesamtausbeuten von Seitenstrom-PMWNF, von TNA und von CO von 31,2 mg, 4,80 mg bzw. 64,7 mg festgestellt. Die durchschnittliche Zuganzahl der ersten Kontrollzigaretten betrug 9,1.

Wenn zweite vergleichbare Kontrollzigaretten, welche denselben Fülltabak wie denjenigen aufwiesen, welcher bei den vierten Zigaretten vorstehend erwähnt worden ist, und die ferner herkömmliches Zigarettenpapier wie dasjenige der ersten Kontrollzigaretten aufweisen, gemäß denselben Rauchbedingungen abgeraucht wurden, betrugen pro Zigarette die durchschnittlichen Gesamtausbeuten von Seitenstrom-PMWNF, von TNA und von CO 19,1 mg, 3,67 mg bzw. 35,0 mg. Die durchschnittliche Zuganzahl der zweiten Kontrollzigaretten betrug 6,2%. Wenn nichtexpandierter Fülltabak wie derjenige der ersten Kontrollzigarette verwendet wurde, um 100% des Fülltabaks der dritten vergleichbaren Kontrollzigaretten zu schaffen, die als Umhüllungen das Papier aufwiesen, und die dritten Kontrollzigaretten wieder unter Normmaschinen- Rauchbedingungen bis auf eine Stummellänge von 8 mm abgeraucht wurden, betrugen pro Zigarette die durchschnittlichen Gesamtausbeuten von Seitenstrom PMWNF, von TNA und von CO 24,5 mg, 3,96 mg bzw. 61,8 mg. Die durchschnittliche Zuganzahl bei den dritten Kontrollzigaretten betrug 11,3.

Aus den Ergebnissen, die beim Abrauchen der Kontrollzigaretten erhalten worden sind, kann ohne weiteres berechnet werden, daß auf einer direkt linear proportionalen Basis die erwarteten durchschnittlichen Gesamtseitenstromausbeuten von PMWNF, TNA und CO für vergleichbare Zigaretten, die sowohl den oben erwähnten Fülltabak mit 80% DIET-expandiertem Tabak und einer Papierumhüllung A aufwiesen, d. h. Zigaretten, wie für die vierten Zigaretten, 14,9 mg, 3,0 mg bzw. 33,4 mg pro Zigarette sein würden. (Der PMWNF-Wert wurde beispielsweise als 24,5 (1-0,39) = 14,9 berechnet, wobei 24,5 der Wert von PMWNF für die dritten Kontrollzigaretten und 0,39 der Wert von PMWNF für die ersten Kontrollzigaretten minus dem Wert für die zweiten Kontrollzigaretten, der als ein Bruchteil desjenigen für die ersten Kontrollzigaretten ausgedrückt war, d. h. das PMWNF-Reduzierverhältnis.) Jedoch waren, wie bereits erwähnt, die gemessenen Gesamtseitenstromausbeuten von TNA und CO für die vierten Zigaretten 2,25 mg bzw. 31,6 mg. Folglich ist festzuhalten, daß die durchschnittliche Gesamtseitenstromausbeute von TNA für Zigaretten wie für die vierten Zigaretten, welche Zigaretten gemäß der Erfindung sind, 25% weniger betrug als der berechnete Wert. Genauso hatten für den Wert von CO die vierten Zigaretten eine Seitenstromabgabe von 6% weniger als vorhergesagt. Mit anderen Worten, die Zigaretten gemäß der Erfindung wiesen einen deutlich synergetischen Seitenstromrauchkomponenten-Reduziereffekt auf.

In Tabelle 1 sind Einzelheiten der durchschnittlichen Gesamtseitenstrom- Komponentenausbeuten und der Zuganzahl für Zigaretten gemäß der Erfindung wiedergegeben. Die Zigaretten, die eine Hülle aus einem mit A bezeichneten Papier aufwiesen, sind die, auf welche vorstehend als die vierten Zigaretten Bezug genommen ist. Die anderen Zigaretten waren vergleichbar, außer daß sie mit B bis C bezeichnete Papiere aufwiesen. Diese anderen Zigaretten wurden entsprechend den vorstehend erwähnten Rauchvorschriften abgeraucht.

In Tabelle 2 sind Einzelheiten der Papiere A bis G dargestellt. In Tabelle I bedeutet der Buchstabe "S" hinter Werten, die in den Spalten 5 bis 7 dargestellt sind, einen synergetischen Seitenstromrauchkomponenten-Reduziereffekt. Wie aus Tabelle I zu ersehen ist, ist Synergismus in Form einer Seitenstromkomponenten-Reduzierung ein Merkmal jeder der Zigarettenausführungen, die Hüllen aus Papieren A bis G aufwiesen.

Tabelle 1

Tabelle 2

Das Gemisch eines das Verbrennen verlangsamenden Mittels, auf das in Tabelle 2 in Verbindung mit Papieren C und D hingewiesen ist, war ein Gemisch aus 4 Teilen Ammonium Di-Wasserstoff-Orthophosphat und 1 Teil Di-Ammonium- Wasserstoff-Orthophosphat. In Tabelle 2 waren die Fülltabakbelastungen ausgedrückt als ein Prozentsatz der Papiersubstanz vor einem Hinzufügen des das Verbrennen verlangsamenden Mittels, und die Belastungen durch das das Verbrennen verlangsamende Mittel sind ausgedrückt als ein Prozentsatz des endgültigen Papiergewichts.

Die Durchlässigkeitswerte der in Tabelle 2 wiedergegebenen Papiere A bis G sind vor dem Hinzufügen des das Verbrennen verlangsamenden Mittels spezifiziert. Jedoch hatte das Hinzufügen des das Verbrennen verzögernden Mittels vermittels einer wäßrigen Lösung keinen nennenswerten Einfluß auf die Durchlässigkeit oder Permeabilität eines der Papiere.

Beispiel III

Zigaretten gemäß der Erfindung wiesen Zigarettenstäbe mit einer Länge von 64 mm und einem Umfang von 17 mm und 20 mm lange Zellulose-Acetat-Filter auf, wobei die Filter selbstverständlich ebenso einen Durchmesser von 17 mm hatten. Die Zigarettenstäbe wiesen alle einen geschnittenen Blattgut- Fülltabak mit 80% DIET-expandiertem Tabak und mit einer Dichte von 181 g cm^-3 auf. Die Stäbe wurden in ein Zigarettenpapier gewickelt, das in Tabelle 2 mit "G" bezeichnet ist. Wenn diese Zigaretten unter Normmaschinen-Rauchbedingungen abgeraucht wurden, waren pro Zigarette die durchschnittlichen Seitenstrom-Ausbeuten von PMWNF, TNA und CO 5,6 mg, 0,73 mg bzw. 25 mg. Die durchschnittliche Zuganzahl betrug 14,1.

Wenn zuerst vergleichbare Kontrollzigaretten, die 100% eines nichtexpandierten Fülltabaks aufwiesen, der in ein herkömmliches Zigarettenpapier mit einer Luftpermeabilität von 50 Coresta-Einheiten eingewickelt war, unter Normmaschinen- Rauchbedingungen abgeraucht wurde, waren pro Zigarette die durchschnittlichen Gesamtausbeuten von Seitenstrom-PMWNF, TNA und CO 18,5 mg, 3,29 mg bzw. 42,4 mg. Die durchschnittliche Zuganzahl betrug 7,9.

Wenn zweite vergleichbare Kontrollzigaretten, welche denselben Fülltabak wie denjenigen der Zigaretten gemäß der Erfindung aufwiesen und ferner ein herkömmliches Filterpapier wie dasjenige der ersten Kontrollzigaretten aufwiesen, unter Normmaschinen-Rauchbedingungen abgeraucht wurden, waren pro Zigarette die durchschnittlichen Gesamtausbeuten von Seitenstrom-PMWNF, TNA und CO 10,7 mg, 1,55 mg bzw. 25,2 mg. Die durchschnittliche Zuganzahl betrug 5,1.

Wenn nichtexpandierter Fülltabak derjenige der ersten Kontrollzigaretten verwendet wurde, um 100% des Fülltabaks der dritten vergleichbaren Kontrollzigaretten zu schaffen, welche Stabhüllen aus dem Papier G aufwiesen, und wenn die dritten Kontrollzigaretten wieder unter Normmaschinen- Rauchbedingungen abgeraucht wurden, betrugen pro Zigarette die durchschnittlichen Gesamtausbeuten von Seitenstrom- PMWNF, TNA und CO 11,1 mg, 2,15 mg bzw. 21,2 mg. Die durchschnittliche Zuganzahl betrug 14,1.

Aus den Seitenstromkomponenten-Abgabewerten für die Kontrollzigaretten kann auf die beim Beispiel II im einzelnen beschriebene Weise berechnet werden, daß bei Werten der Gesamtausbeuten von Seitenstrom-PMWNF, TNA und CO für die Zigaretten gemäß der Erfindung erwartet wurde, daß sie 6,4 mg, 1,01 mg bzw. 12,5 mg sind. Da die entsprechenden gemessenen Werte für die Zigaretten gemäß der Erfindung 6,5 mg, 0,73 mg und 25,6 betrugen, ist zu erkennen, daß die Zigaretten gemäß der Erfindung bezüglich der PMWNF- und der TNA-Werte synergistische Seitenstrom-Rauchkomponenten-Reduzierwirkungen aufwiesen.

Beispiel IV

Erste Zigaretten gemäß der Erfindung, die als Zigarette 1 in Tabelle 3 bezeichnet sind, wiesen 64 mm lange Zigarettenstäbe mit einem nominellen Umfang von 25 mm und 20 mm lange Zellulose-Acetat-Filter auf. Die Zigarettenstäbe wiesen einen geschnittenen Blattgut-Fülltabak mit 80 Gew.-% DIET- expandierten Tabak und mit einer Dichte von 175 mg cm^-3 auf. Die Stäbe wurden in ein Zigarettenpapier wie das Papier D, das in Tabelle 2 spezifiziert ist, gewickelt.

Zweite Zigaretten gemäß der Erfindung, welche als Zigarette 2 in Tabelle 2 bezeichnet sind, waren vergleichbar mit der gerade erwähnten ersten Zigarette, außer daß die Fülltabakdichte 195 mg cm^-3 betrug und daß die Stabumhüllungen aus einem Zigarettenpapier wie das in Tabelle 2 spezifizierte Papier C waren.

Herkömmliche Zigaretten mit einer Fülltabakdichte von 280 mg cm^-3 und mit einem herkömmlichen Zigarettenpapier als Hülle mit einer Luftdurchlässigkeit von 50 Coresta-Einheiten wurden als Kontrollzigaretten verwendet.

Die Ergebnisse des Abrauchens der Kontroll- und der ersten und zweiten erfindungsgemäßen Zigaretten gemäß den Normmaschinen- Rauchbedingungen sind in Tabelle 3 dargestellt. Aus diesen Ergebnissen ist zu ersehen, daß, obwohl die erfindungsgemäßen Zigaretten Zugzahlen aufwiesen, welche mit den Zugzahlen der Kontrollzigaretten vergleichbar sind, die Ausbeuten der Seitenstrom-Rauchkomponenten für die erfindungsgemäßen Zigaretten im Vergleich zu den Kontrollzigaretten beachtlich reduziert waren. Somit war beispielsweise bei den ersten erfindungsgemäßen Zigaretten der Wert von PMWNF um 70% reduziert. Auch ist zu erkennen, daß das Verhältnis des Tabaks, der während des Glimmens, d. h. in den Abschnitten zwischen den Zügen verbraucht wurde, zu dem Tabak, welcher während der Züge verbraucht wurde, im Vergleich zu den Kontrollzigaretten beträchtlich reduziert war.

Messungen von Tabakverbrauch während der Züge und in den Perioden zwischen den Zügen wurden mit einer Brennraten- Überwachungseinrichtung durchgeführt, deren Einzelheiten in Tobacco Patents Information Bulletin, N. 88/29-30 wiedergegeben sind, das von N. & D. J. Foster, Amberlea, North Road, Dibden Purlieu, Southampton, S04, 5 PE, England veröffentlicht worden ist.

Tabelle 3

Die in Fig. 2 dargestellte Apparatur, welche bei dem Bestimmen der vorstehend wiedergegebenen Abgabewerte der Seitenstromrauchkomponenten verwendet wurde, wies eine Filtrona 302 lineare Abrauchmaschine 7 auf, deren Mundloch mit 8 bezeichnet ist. An jedem Teil der Abrauchmaschine 7 wurde vertikal ein offen endender fischschwanzförmiger Kamin 9 aus Glas angeordnet, welcher dem Mundloch 8 zugeordnet war. In Fig. 3 betragen Abmessungen a und b 410 mm bzw. 80 mm. In Fig. 4 beträgt eine Innenabmessung (Durchmesser) c 24 mm und eine Abmessung d beträgt 22 mm. Quer über dem Kamin 9 wurde ein vorher gewogenes Cambridge-Filterkissen 10 angeordnet. Der mit 10′ bezeichnete Gegenstand ist ein Cambridge-Filterkissen, das bei der Messung von Hauptstrom-Rauchkomponentenabgaben verwendet ist. Ein Schlauch 11 erstreckte sich von der oberen Seite des Filterkissens 10 zu einem Gasdurchflußmesser 12, von welchem sich ein Rohr 13 aus zu einer Gaspumpe 14 erstreckte. Mit dem Rohr 13 war durch Einlaß- und Auslaßrohre 15 bzw. 16 ein Infrarot-Kohlenstoffmonoxid- Analysator 17 verbunden, in dem eine (nicht dargestellte) innere Gasumwälzpumpe untergebracht war.

Während des Betriebs der in Fig. 2 dargestellten Apparatur, um Seitenstrom-Rauchkomponenten-Abgaben einer Zigarette 18 zu bestimmen, welche an dem Mundloch 8 der Abrauchmaschine 7 abgeraucht wurde, wurde die Pumpe 14 eingeschaltet, um eine Strömungsgeschwindigkeit durch den Kamin 9, den Schlauch 11 und das Rohr 13 von 2,0 l/min zu erzeugen. Während des Abrauchens der Zigarette 18 unter normalen Rauchbedingungen an dem Mundloch 8 strömte der Seitenstromrauch, welcher von der Zigarette 18 herrührte, in dem Kamin 9 nach oben zu dem Filterkissen 10. Derjenige Teil des Rauchs, welcher sich nicht an dem Kissen 10 oder an den Innenwandungen des Kamins 9 niederschlug, strömte durch den Schlauch 11 und das Rohr 13, und dessen Nebenstichprobe strömte über die Einlaß- und Auslaßrohre 15 und 16 durch den Kohlenstoffmonoxid- Analysator 17.

Wenn das Abrauchen am Mundloch 8 der Zigarette 18 und von zwei identischen Zigaretten beendet worden ist, wurde das Kissen 10 wieder gewogen. Von dem so bestimmten Gewicht wurde dann das ursprüngliche Gewicht des Kissens 10 subtrahiert, so daß sich dann das Gewicht des gesamten Partikelmaterials (TPM) ergab, das sich auf dem Kissen 10 niedergeschlagen hat. Das Kissen 10 wurde dann mittels eines Extraktionsmittels, wie beispielsweise Propan-2-ol extrahiert. Der auf diese Weise erhaltene Extrakt wurde dann mittels Gas-Chromatographie analysiert, um die Mengen an Nikotin und Wasser zu bestimmen, die sich auf dem Kissen 10 niedergeschlagen hatten. Die Summe der so bestimmten Gewichte von Nikotin und Wasser wurden von dem vorerwähnten gravimetrisch bestimmten Gewicht von TPM subtrahiert, das sich an dem Polster 10 abgesetzt hat, so daß sich folglich das Gewicht des dort abgesetzten PMWNF ergab.

Das Innere des Kamins 9 wurde mit einem Extraktionsmittel, wie beispielsweise Propan-2-ol ausgewaschen. Ein Teil des so erhaltenen Extraktes wurde mittels Gas-Chromatographie analysiert, um die Nikotinmenge zu bestimmen, die sich an den Innenwandungen des Kamins 9 abgesetzt hat. Das so bestimmte Nikotingewicht wurde zu dem Gewicht des Nikotins addiert, das sich an dem Kissen 10 abgesetzt hat; auf diese Weise ergab sich das Gesamtgewicht des Seitenstrom-Nikotins, die von drei Zigaretten erzeugt worden ist; dieses Gewicht wurde durch drei geteilt, damit sich das Seitenstrom-Nikotingewicht pro Zigarette ergibt.

Der andere Teil des Extraktes, welcher bei dem Auswaschen des Kamins 9 erhalten worden ist, wurde mittels einer Ultraviolett- Technik analysiert, bei welcher als ein Normal ein Teil des oben erwähnten Extraktes verwendet wurde, der von dem Kissen 10 erhalten worden ist, um die Menge an PMWNF zu bestimmen, welche sich an den Innenwandungen des Kamins 9 abgesetzt hat. Das so bestimmte Gewicht von PMWNF wurde zu dem Gewicht von PMWNF addiert, das oben bestimmt worden ist und sich an dem Kissen 10 abgesetzt hat; folglich hat sich dann das Gesamtgewicht von Seitenstrom-PMWNF ergeben, das von dem drei Zigaretten erzeugt worden ist; das Gesamtgewicht wurde dann durch drei geteilt, damit sich das Gewicht von Seitenstrom-PMWNF pro Zigarette ergibt.

Die Seitenstromrauch-CO-Ausbeute pro Zigarette wurde aus den Daten bestimmt, welche von dem Analysator 17 erhalten worden sind.

Claims

1. Rauchartikel mit einem Rauchmaterialstab, welcher Rauchmaterial und eine Papierhülle aufweist, welche das Rauchmaterial umgibt, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichte des Rauchmaterials (5) in dem Stab (2) in einem Bereich von etwa 100 mg cm^-3 bis etwa 260 mg cm^-3 liegt, daß das Rauchmaterial (5) zumindest etwa 20 Gew.-% expandierten Tabaks aufweist, daß die Hülle (6) ein das Verbrennen verlangsamendes Mittel aufweist, und daß der Rauchartikel (1), wenn unter Normalmaschinen-Rauchbedingungen abgeraucht wird, nicht weniger als sechs Züge liefert.

2. Rauchartikel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das das Rauchen verlangsamende eines oder mehrere der folgenden Mittel ist, nämlich Aluminium-Ammoniumsulfat, Di-Ammonium-Wasserstoff-Orthophosphat, Ammonium Di-Wasserstoff-Orthophosphat, Natrium Di-Wasserstoff-Orthophosphat, Borsäure, Aluminiumborat, Kalziumborat, Ammoniumbromid, Lithiumbromid, Magnesiumbromid, Ammoniumchlorid, Magnesiumchlorid, Zinkchlorid, Aluminiumphosphat, Kalziumphosphat, Kaliumsilikat, Aluminiumsulfat, Kalziumsulfat, Magnesiumsulfat und Natriumcarbonat.

3. Rauchartikel nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Rauchmaterial (5) zumindest 30 Gew.-% expandierten Tabak aufweist.

4. Rauchartikel nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der expandierte Tabak eine Füllfähigkeits-Zunahme von zumindest 75% hat.

5. Rauchartikel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der expandierte Tabak eine Fülldichte von 100 mg cm^-3 bis 175 mg cm^-3 hat.

6. Rauchartikel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rauchdurchlässigkeit der Hülle (6) nicht mehr als 20 Coresta-Einheiten ist.

7. Rauchartikel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülle (6) eine den Seitenstrom reduzierende Füllsubstanz aufweist.

8. Rauchartikel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Umfang des Rauchmaterialstabes (2) in einem Bereich von 20 mm bis 30 mm liegt.

9. Rauchartikel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Umfang des Rauchmaterialstabes (2) in einem Bereich von 12,5 mm bis 20 mm liegt.

10. Rauchartikel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn unter Normmaschinen- Rauchbedingungen abgeraucht wird, sich eine Gesamtausbeute von Seitenstrom-PMWNF ergibt, die nicht über 17 mg hinausgeht.

11. Rauchartikel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er, wenn unter Normmaschinen-Rauchbedingungen abgeraucht wird, eine Gesamtausbeute an Seitenstrom-Kohlenstoffmonoxid aufweist, die nicht über 35 mg hinausgeht.

12. Rauchartikel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er, wenn unter Normmaschinen-Rauchbedingungen abgeraucht wird, einen Rauchmaterialverbrauch aufweist, welcher nicht über 50% des gesamten Rauchmaterialverbrauchs hinausgeht.