NO172522B - ROEYKEARTIKKEL - Google Patents

Abstract

The cigarette has a carbonaceous fuel element. A separate aerosol generator has a substrate bearing an aerosol forming material. The fuel element and substrate are arranged in a conductive relationship, so that the heat-stable substrate receives conductive heat transfer throughout the burning time of the fuel element. The fuel element is less than 30mm in length, with a density of at least 5 g/cc. An insulation material can surround part of the fuel element. The insulation is resilient and at least 15 mm thick. The cigarette also has a mouthpiece.

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrørende en langstrakt sigarett-type-røykeartikkel omfattende et brenselselement og en fysisk atskilt aerosoldannelsesanordning inneholdende minst ett areosoldannende materiale. The present invention relates to an elongated cigarette-type smoking article comprising a fuel element and a physically separate aerosol-forming device containing at least one aerosol-forming material.

Mange røykeartikler er foreslått gjennom årene, spesielt gjennom de siste 20 til 3 0 år, men ingen av disse produkter har noen sinde nådd noen salgsuksess. Many smoking articles have been proposed over the years, particularly over the past 20 to 30 years, but none of these products have ever achieved any sales success.

Til tross for årtider av interesse og anstrengelser er det fortsatt ingen røykeartikkel på markedet som gir de gevinster og fordeler man finner med vanlig sigarettrøyking uten å gi betydelige mengder ufullstendig forbrente og pyrolyse-produkter. Despite decades of interest and effort, there is still no smoking article on the market that provides the gains and benefits found in regular cigarette smoking without providing significant amounts of incompletely combusted and pyrolysis products.

Foreliggende oppfinnelse vedrører en røykeartikkel som kan produsere betydelige mengder av aerosol, både i begynnelsen og gjennom produktets brukslevetid, uten nevneverdig termisk nedbrytning av aerosolgenerator og uten nærvær av betydelig pyrolyse eller ufullstendig forbrente produkter, og fortrinnsvis uten nevneverdige mengder av sidestrømrøyk. Røykeartikler ifølge foreliggende oppfinnelse kan gi brukeren følelsene og gevinstene ved sigarettrøyking uten å brenne tobakk. The present invention relates to a smoking article which can produce significant amounts of aerosol, both initially and throughout the product's useful life, without significant thermal breakdown of the aerosol generator and without the presence of significant pyrolysis or incompletely burned products, and preferably without significant amounts of sidestream smoke. Smoking articles according to the present invention can provide the user with the sensations and benefits of cigarette smoking without burning tobacco.

Disse og andre fordeler oppnåes ved at et elastisk isolasjonselement omskriver minst en del av brenselselementet og omfatter uorganiske fibre og har en tykkelse på minst 0,5 mm, f.eks. 1-2,5 mm. These and other advantages are achieved by an elastic insulating element surrounding at least part of the fuel element and comprising inorganic fibers and having a thickness of at least 0.5 mm, e.g. 1-2.5 mm.

Etter tenning gir brenselselementet varme som brukes til å forflyktige den aerosol-dannende substans eller substanser i aerosoldannelsesanordningen. Disse flyktige materialer trekkes så mot munnenden, spesielt under drag, og inn i forbrukerens munn lik som røyken fra en vanlig sigarett. After ignition, the fuel element provides heat which is used to volatilize the aerosol-forming substance or substances in the aerosol-forming device. These volatile materials are then drawn towards the end of the mouth, especially during puffs, and into the consumer's mouth similar to the smoke from a regular cigarette.

En del av brenselselementet foreligger med et omsluttende isolasjonselement såsom en mantel av isolerende fibre, idet mantelen er elastisk og minst 0,5 mm tykt, hvilket reduserer radialt varmetap og hjelper til å bibeholde og rette varme fra brenselselementet mot aerosoldannelses-anordningen. Isolasjonselementet går over i det minste en del av brensels-elementet og med fordel i det minste en del av aerosol- Part of the fuel element is provided with an enclosing insulating element such as a mantle of insulating fibers, the mantle being elastic and at least 0.5 mm thick, which reduces radial heat loss and helps to retain and direct heat from the fuel element towards the aerosol generating device. The insulation element passes over at least part of the fuel element and advantageously at least part of the aerosol

dannelsesanordningen. the formation device.

Fordi det foretrukne brenselselement er relativt kort, er den varme, brennende ild-konus alltid nær aerosoldannelses-anordningen, hvilket maksimaliserer varmeoverføring til denne og maksimaliserer den resulterende aerosolproduksjonen, spesielt i utførelsesformer som er utstyrt med et varme-lederelement. Den foretrukne bruk av et relativt kort substrat eller bærer med lav masse som aerosoldannelsesanordning tett inntil det korte brenselselement øker også aerosolproduksjonen ved å minimalisere varmetapsvirkningen til substratet. Fordi den aerosoldannende substans er fysisk adskilt fra brenselselementet, utsettes det for betydelig lavere temperaturer enn de som foreligger i den brennende ild-konus, hvilket minimaliserer muligheten for termisk nedbrytning av aerosolgeneratoren. Videre eliminerer bruk av et karbonholdig brenselselement som er i det vesentlige fritt for flyktig organisk materiale, nærværet av betydelig pyrolyse eller ufullstendige forbrenningsprodukter og eliminerer dannelsen av betydelig sidestrømrøyk. Because the preferred fuel element is relatively short, the hot, burning cone of fire is always close to the aerosol generating device, maximizing heat transfer thereto and maximizing the resulting aerosol production, particularly in embodiments equipped with a heat conducting element. The preferred use of a relatively short substrate or low mass carrier as an aerosol generating device close to the short fuel element also increases aerosol production by minimizing the heat loss effect of the substrate. Because the aerosol-forming substance is physically separated from the fuel element, it is exposed to significantly lower temperatures than those present in the burning fire cone, which minimizes the possibility of thermal breakdown of the aerosol generator. Furthermore, the use of a carbonaceous fuel element that is substantially free of volatile organic matter eliminates the presence of significant pyrolysis or incomplete combustion products and eliminates the generation of significant sidestream smoke.

Foretrukne utførelsesformer av oppfinnelsen er i stand til å gi minst 0,6 mg aerosol, målt som fuktet totalt partikkelformet stoff, i de første tre drag ved røyking under FTC-røykebetingelser. (FTC-røykebetingelser består av 2 sekunders drag (35 ml total-volum) adskilt ved 58 sekunder ulming). Enda sterkere foretrukne utførelsesformer av oppfinnelsen er i stand til å gi 1,5 mg eller mer aerosol i de første tre drag. Helst er utførelsesformer av oppfinnelsen i stand til å gi 3 mg eller mer aerosol i de første tre drag ved røyking under FTC-røykebetingelser. Videre har de foretrukne utførelsesformer av oppfinnelsen et gjennomsnitt på minst ca. 0,8 mg fuktet totalt partikkelformet stoff pr. drag i det minste ca. seks drag, fortrinnsvis minst ca. ti drag under FTC-røykebetingelser. Preferred embodiments of the invention are capable of providing at least 0.6 mg of aerosol, measured as wetted total particulate matter, in the first three puffs of smoking under FTC smoking conditions. (FTC smoking conditions consist of 2 second puffs (35ml total volume) separated by 58 seconds of smoldering). Even more strongly preferred embodiments of the invention are capable of delivering 1.5 mg or more of aerosol in the first three puffs. Preferably, embodiments of the invention are capable of providing 3 mg or more of aerosol in the first three puffs of smoking under FTC smoking conditions. Furthermore, the preferred embodiments of the invention have an average of at least approx. 0.8 mg moistened total particulate matter per drag at least approx. six drafts, preferably at least approx. ten puffs under FTC smoking conditions.

Røykeartikkelen ifølge foreliggende oppfinnelse er også i stand til å gi en aerosol som er kjemisk enkel, i det den hovedsakelig består av karbonoksyder, luft, vann og aerosolen som bærer alle ønskede smaksstoffer eller andre ønskede flyktige materialer og sporelementer av andre materialer. Aerosolen har fortrinnsvis ingen nevneverdig mutagen-aktivitet ifølge den foran omtalte Ames-test. I tillegg kan artikkelen gjøres praktisk talt askeløs, slik at brukeren ikke behøver å fjerne noen aske under bruk. The smoking article according to the present invention is also capable of providing an aerosol that is chemically simple, in that it consists mainly of carbon oxides, air, water and the aerosol carrying any desired flavors or other desired volatile materials and trace elements of other materials. The aerosol preferably has no significant mutagenic activity according to the aforementioned Ames test. In addition, the article can be made practically ashless, so that the user does not have to remove any ash during use.

Som her brukt i forbindelse med oppfinnelsen, omfatter "aerosol" damper, gasser, partikler og lignende, både synlige og usynlige, og spesielt slike kompo-nenter som røkeren opplever som "røyklignende" dannet ved virkning av varme fra det brennende brenselselement på substanser i aerosoldannelses-anordningen eller ellers i artikkelen. Slikt definert innbefatter "aerosol" også flyktige smaksmidler og/eller farmakologisk eller fysiologisk aktive midler, uavhengig av om de produserer en synlig aerosol. As used here in connection with the invention, "aerosol" includes vapours, gases, particles and the like, both visible and invisible, and especially such components that the smoker experiences as "smoke-like" formed by the effect of heat from the burning fuel element on substances in the aerosol forming device or otherwise in the article. As defined in this way, "aerosol" also includes volatile flavoring agents and/or pharmacologically or physiologically active agents, regardless of whether they produce a visible aerosol.

Slik den her brukes defineres frasen "ledende varme-veksel-forhold" som fysikalsk anordning av aerosoldannelsesanordningen og brenselselementet hvorved varme overføres ved ledning fra det brennende brenselselement til aerosoldannelsesanordning, i det vesentlige gjennom brenselselementets brenntid. Ledende varmevekselforhold kan oppnåes ved å plassere aerosoldannelsesanordningen i kontakt med brenselselementet og tett inntil den brennende del av brenselselementet, og/eller ved å anvende et ledende element for å føre varme fra den brennende brensel til aerosoldannelsesanordningen. Fortrinnsvis brukes begge metoder for å gi varmeledningsoverføring. As used here, the phrase "conductive heat-exchange ratio" is defined as the physical arrangement of the aerosol-forming device and the fuel element whereby heat is transferred by conduction from the burning fuel element to the aerosol-forming device, essentially through the burning time of the fuel element. Conductive heat exchange conditions can be achieved by placing the aerosol forming device in contact with the fuel element and close to the burning part of the fuel element, and/or by using a conductive element to conduct heat from the burning fuel to the aerosol forming device. Preferably, both methods are used to provide heat conduction transfer.

Slik det her brukes omfatter uttrykket "karbonholdig" anordning primært karbon. As used herein, the term "carbonaceous" device includes primarily carbon.

Slik det brukes her vedrører uttrykket "isolasjonsmidler" alle materialer som primært virker som isolatorer. Fortrinnsvis brenner disse materialer ikke under bruk, men de kan inneholde langsomt brennende karbon- og lignende materialer samt materialer som smelter sammen under bruk såsom lavtemperatur-kvaliteter av glassfibre. Isolatorene har en varmelednings-evne i g-kal/(sek.) (cm<2>) (°C/cm), på mindre enn ca. 0,05, fortrinnsvis mindre enn ca. 0,02, helst mindre enn ca. 0,005. Se Hackh's Chemical Dictionary, 34 (4de utg., 1969) og Lange's As used herein, the term "insulating agents" refers to all materials that primarily act as insulators. Preferably these materials do not burn during use, but they may contain slow burning carbon and similar materials as well as materials which fuse during use such as low temperature grades of glass fibers. The insulators have a thermal conductivity in g-cal/(sec.) (cm<2>) (°C/cm), of less than approx. 0.05, preferably less than approx. 0.02, preferably less than approx. 0.005. See Hackh's Chemical Dictionary, 34 (4th ed., 1969) and Lange's

Handbook of Chemistry, 10, 272-274 (lite utg., 1973). Handbook of Chemistry, 10, 272-274 (little ed., 1973).

Røykeartikkelen ifølge foreliggende oppfinnelse er beskrevet i nærmere detalj i de medfølgende tegninger og den detaljerte beskrivelse av oppfinnelsen som følger. The smoking article according to the present invention is described in more detail in the accompanying drawings and the detailed description of the invention that follows.

Fig. 1 og 2 er lengdesnitt av to utførelsesformer av oppfinnelsen; Fig. 1 and 2 are longitudinal sections of two embodiments of the invention;

Utførelsesformene som er vist i fig. 1 og 2 innbefatter en ikke-brennende isolasjonsmantel 86 rundt brenselselementet 10 for å isolere og konsentrere varmen i brenselselementet. Disse utførelsesformer hjelper også til å redusere enhver fare for ild fra den brennende ild-konus. The embodiments shown in fig. 1 and 2 includes a non-burning insulating jacket 86 around the fuel element 10 to isolate and concentrate the heat in the fuel element. These embodiments also help to reduce any risk of fire from the burning fire cone.

I utførelsesformen som er vist i fig. 1 befinner både brenselselement 10 og substrat 30 seg i en ringformet mantel eller rør 86 av isolerende fibre, såsom keramiske (for eksempel glass) fibre. Ikke-brennende karbon- eller grafitt-fibre kan brukes i stedet for keramiske fibre. Brensels-elementet 10 er fortrinnsvis en ekstrudert karbonplugg med et hull 16. I den illustrerte utførelsesformen går antennelsesenden 11 litt forbi kanten av mantelen 86 for å lette antennelse. Substratet 30 er et fast porøst karbonmateriale, selvom andre typer av substratet kan brukes. Substratet og den bakre delen av brenselselementet er omgitt av et stykke av aluminiumfolie 87. Som illustrert er denne mantlede brensel/substrat-enhet koblet til et munnendestykke såsom det langstrakte celluloseacetat-røret 4 0 vist på tegningen, med en innpakning av vanlig sigarettpapir 46. Mantelen 86 strekker seg til substratets 30 munnende, men kan erstatte cellulose-acetatstaven 42. In the embodiment shown in fig. 1, both fuel element 10 and substrate 30 are located in an annular sheath or tube 86 of insulating fibers, such as ceramic (for example glass) fibers. Non-combustible carbon or graphite fibers can be used instead of ceramic fibers. The fuel element 10 is preferably an extruded carbon plug with a hole 16. In the illustrated embodiment, the ignition end 11 extends slightly beyond the edge of the jacket 86 to facilitate ignition. The substrate 30 is a solid porous carbon material, although other types of the substrate can be used. The substrate and rear portion of the fuel element is surrounded by a piece of aluminum foil 87. As illustrated, this jacketed fuel/substrate assembly is connected to a mouth end piece such as the elongated cellulose acetate tube 40 shown in the drawing, with a wrapper of plain cigarette paper 46. The sheath 86 extends to the mouth end of the substrate 30, but may replace the cellulose acetate rod 42.

I utførelsesformen som er vist på fig. 2, brukes en aluminiums-makrokapsel 52 til å omgi et granulært substrat 54 og tobakk 56. Denne makrokapselen er fortrinnsvis plassert fullstendig inne i isola-sjonsmantelen 86. I tillegg stikker antennelsesenden 11 av brenselselementet 10 ikke forbi den fremre ende av mantelen 86. Fortrinnsvis er makrokapselen og den bakre del av brenselselementet omgitt av et stykke aluminiumfolie på lignende måte som vist i fig. 1. Alternativt er aluminiumsfoliet 52 som omgir substratet bare krympet på munnenden. I en slik utførelsesform kan den bakre ende av brenselselementet settes inn i en ende av folien og et polypropylen-rør kan tres over eller plasseres i til-slutning til munnenden av folien. Hele enheten innpakkes i glassfiber til en diameter som en vanlig sigarett. In the embodiment shown in fig. 2, an aluminum macrocapsule 52 is used to surround a granular substrate 54 and tobacco 56. This macrocapsule is preferably placed completely inside the insulating jacket 86. In addition, the ignition end 11 of the fuel element 10 does not protrude past the front end of the jacket 86. Preferably the macrocapsule and the rear part of the fuel element are surrounded by a piece of aluminum foil in a similar way as shown in fig. 1. Alternatively, the aluminum foil 52 surrounding the substrate is only crimped at the mouth end. In such an embodiment, the rear end of the fuel element can be inserted into one end of the foil and a polypropylene tube can be threaded over or placed in connection with the mouth end of the foil. The whole unit is wrapped in fiberglass to a diameter like a regular cigarette.

Etter antennelse av en av de forannevnte utførelsesformer brenner brenselselementet og gir den varme som brukes til å forflyktige den aerosoldannende substans eller substanser som foreligger i aerosoldannelsesanordningen. Disse flyktige materialer trekkes så mot munnenden, spesielt under drag, og inn i røkerens munn liksom røyken fra en vanlig sigarett. After ignition of one of the aforementioned embodiments, the fuel element burns and provides the heat that is used to volatilize the aerosol-forming substance or substances present in the aerosol-forming device. These volatile materials are then drawn towards the end of the mouth, especially during puffs, and into the smoker's mouth like the smoke from a regular cigarette.

Fordi brenselselementet fortrinnsvis er relativt kort, er den varme, brennende ildkonus alltid nær aerosoldannelses-legemet, hvilket maksimaliserer varmeoverføring til aerosoldannelsesanordningen, og resulterende produksjon av aerosol, spesielt når det foretrukne varmeledningselement brukes. I tillegg har det foretrukne isolasjonselement tendens til å avgrense, rette og konsentrere varmen mot artikkelens midtre kjerne og derved øke varmen som overføres til den aerosol-dannende substans. Because the fuel element is preferably relatively short, the hot, burning cone of fire is always close to the aerosol generating body, maximizing heat transfer to the aerosol generating device, and resulting production of aerosol, especially when the preferred heat conducting element is used. In addition, the preferred insulating element tends to confine, direct and concentrate the heat towards the central core of the article thereby increasing the heat transferred to the aerosol-forming substance.

Fordi den aerosoldannende substans er fysisk adskilt fra brenselselementet, er det utsatt for betydelige lavere temperaturer enn det som foreligger i den.brennende ild-konus. Dette minimaliserer muligheten for termisk nedbrytning av aerosoldanneren. Dette fører også til aerosolproduksjon under drag, men lite eller ingen aerosolproduksjon under ulming. I tillegg eliminerer bruken av de foretrukne karbonholdige brenselselementer og en fysisk adskilt aerosoldannelsesanordning forekomst av betydelig pyrolyse eller ufullstendige forbrenningsprodukter og unngår dannelse av betydelig sidestrømrøyk. Because the aerosol-forming substance is physically separated from the fuel element, it is exposed to significantly lower temperatures than those present in the burning cone of fire. This minimizes the possibility of thermal degradation of the aerosol generator. This also leads to aerosol production during draft, but little or no aerosol production during smoldering. In addition, the use of the preferred carbonaceous fuel elements and a physically separate aerosol generating device eliminates the occurrence of significant pyrolysis or incomplete combustion products and avoids the formation of significant sidestream smoke.

På grunn av den lille størrelsen og brennegenskapene til det foretrukne karbonholdige brenselselement som anvendes i foreliggende oppfinnelse, begynner brenselselementet normalt å brenne over i det vesentlige hele sin utsatte lengde i løpet av noen få drag. Således blir delen av brenselselementet nær aerosoldannelsesanordningen fort varm, hvilket øker varme-overforingen til aerosoldannelsesanordningen betydelig, spesielt under de tidlig og mellomliggende drag. Fordi det foretrukne brenselselement er kort, er det aldri en lang del ikke-brennende brensel som virker som varmesenkning, slik det var vanlig i tidligere termiske aerosolartikler. Varmeover-føring og derfor aerosol-vgivelse økes også ved bruk av huller gjennom brenselen, hvilken trekker varm luft til aerosolgeneratoren, spesielt under drag. Due to the small size and burning characteristics of the preferred carbonaceous fuel element used in the present invention, the fuel element normally begins to burn over substantially its entire exposed length within a few puffs. Thus, the part of the fuel element near the aerosol forming device becomes hot quickly, which significantly increases the heat transfer to the aerosol forming device, especially during the early and intermediate drafts. Because the preferred fuel element is short, there is never a long section of non-burning fuel acting as a heat sink, as was common in earlier thermal aerosol articles. Heat transfer and therefore aerosol release is also increased by the use of holes through the fuel, which draws hot air to the aerosol generator, especially during drafts.

I de foretrukne utførelsesformer av oppfinnelsen samvirker det korte karbonholdige brenselselement, varme-ledningselementet, isolasjonsanordningene og passasjene i brenselet med aerosolgeneratoren å gi et system som er i stand til å produsere betydelige mengder aerosol etter praktisk talt hvert drag. Den tette nærhet av ild-konusen til aerosolgeneratoren fører etter noen få drag sammen med isolasjonsanordningen til høy varmeavgivelse både under drag og under den relativt lanr: ulmeperiode mellom dragene. In the preferred embodiments of the invention, the short carbonaceous fuel element, the heat conduction element, the insulation devices and the passages in the fuel cooperate with the aerosol generator to provide a system capable of producing significant amounts of aerosol after practically every puff. The close proximity of the fire cone to the aerosol generator leads after a few puffs together with the insulation device to a high heat release both during puffs and during the relatively long smoldering period between puffs.

Uten å være bundet av denne teorien, antas at aerosol-dannelsesanordningene holdes på en relativ høy temperatur mellom dragene, og at den ytterligere varme som avgis under drag, hvilken1økes betydelig av hullet eller hullene i brenselselementet, primært brukes til å fordampe den aerosol-dannende substans. Denne økede varmeoverføring gjør mer virkningsfull bruk av den tilgjengelige brenselsenergi, reduserer mengden av nødvendig brensel, og hjelper til å avgi tidlig aerosol. Videre antas den ledende varmeoverføring som benyttes i foreliggende oppfinnelse å redusere karbon-forbrenningstemperaturen, hvilken videre antas å redusere CO/C02-forholdet i forbrenningsproduktene som oppstår fra brenselen. Sé for eksempel G. Hagg, General Inorganic Chemistry, s. 592 (John Wiley & Sons, 1969). Without being bound by this theory, it is believed that the aerosol generating devices are maintained at a relatively high temperature between drafts and that the additional heat given off during drafts, which is greatly increased by the hole or holes in the fuel element, is used primarily to vaporize the aerosol-forming substance. This increased heat transfer makes more efficient use of the available fuel energy, reduces the amount of fuel required, and helps to release early aerosol. Furthermore, the conductive heat transfer used in the present invention is believed to reduce the carbon combustion temperature, which is further believed to reduce the CO/C02 ratio in the combustion products arising from the fuel. See, for example, G. Hagg, General Inorganic Chemistry, p. 592 (John Wiley & Sons, 1969).

Ved tilsvarende valg av brenselselement, isolasjonsmantel, papirinnpakning og varmeledningsanordning er det videre mulig å kontrollere forbrenningsegenskapene til brenselskilden. Dette gir anledning til å kontrollere varmeoverføring til aerosolgeneratoren, som igjen henger sammen med antall drag og/eller mengden aerosol som leveres By corresponding choice of fuel element, insulation jacket, paper wrapping and heat conduction device, it is also possible to control the combustion properties of the fuel source. This gives the opportunity to control heat transfer to the aerosol generator, which in turn is related to the number of puffs and/or the amount of aerosol delivered

til røkeren. to the smoker.

Generelt er forbrenningselementene som kan anvendes i oppfinnelsen mindre enn ca. 30 mm lange. Med fordel er brenselselementet ca. 2 0 mm eller mindre, fortrinnsvis ca. 15 mm eller mindre langt. Med fordel ligger diameteren til brenselselementet mellom ca. 3 og 8 mm, fortrinnsvis ca. 4 til 5 mm. Densiteten til brenselselementene som her anvendes har variert fra ca. 0,5 g/cm<2> til ca. 1,5 g/cm<2>. Fortrinnsvis er densiteten større enn 0,7 g/cm<2>, helst større enn 0,8 g/cm<2>. In general, the combustion elements that can be used in the invention are smaller than approx. 30 mm long. Advantageously, the fuel element is approx. 20 mm or less, preferably approx. 15 mm or less long. Advantageously, the diameter of the fuel element is between approx. 3 and 8 mm, preferably approx. 4 to 5 mm. The density of the fuel elements used here has varied from approx. 0.5 g/cm<2> to approx. 1.5 g/cm<2>. Preferably, the density is greater than 0.7 g/cm<2>, preferably greater than 0.8 g/cm<2>.

De foretrukne brenselselementer som her anvendes er primært formet av et karbonholdig materiale. Karbonholdige brenselselementer er fortrinnsvis fra ca. 5 til 15 mm, spesielt fra ca. 8 til 12 mm lange. Karbonholdige brenselselementer med disse egenskaper er tilstrekkelig til å gi brensel for minst ca. 7 til 10 drag, det normale antall drag man normalt får ved å røyke en vanlig sigarett under FTC-betingelser. The preferred fuel elements used here are primarily formed from a carbonaceous material. Carbonaceous fuel elements are preferably from approx. 5 to 15 mm, especially from approx. 8 to 12 mm long. Carbon-containing fuel elements with these properties are sufficient to provide fuel for at least approx. 7 to 10 puffs, the normal number of puffs normally obtained from smoking a regular cigarette under FTC conditions.

Fortrinnsvis er karboninnholdet til et slikt brenselselement minst 60-70 %, helst minst ca. 80 % eller mer av vekten. Utmerkede resultater er oppnådd med brenselselementer med karboninnhold på over ca. 85 vekt%. Brensel med høye karboninnhold foretrekkes fordi de gir minimal pyrolyse og ufullstendige forbrenningsprodukter,. lite eller ingen, synlig sidestrøm-røyk, og minimal aske og har høy varmekapasitet. Imidlertid har brenselselementer med lave karboninnhold, for eksempel ca. 50-65 vekt%, innenfor omfanget av oppfinnelsen, spesielt når det brukes et ikke-brennende inert filter. Preferably, the carbon content of such a fuel element is at least 60-70%, preferably at least approx. 80% or more of the weight. Excellent results have been achieved with fuel cells with a carbon content of over approx. 85% by weight. Fuels with high carbon content are preferred because they give minimal pyrolysis and incomplete combustion products. little or no, visible sidestream smoke, and minimal ash and has a high heat capacity. However, fuel cells with low carbon content, for example approx. 50-65% by weight, within the scope of the invention, especially when a non-burning inert filter is used.

Videre, skjønt ikke foretrukket, kan andre brensels-materialer anvendes såsom tobakk, tobakksubstitutter og lignende, forutsatt at de danner og leder tilstrekkelig varme til aerosoldannelsesanordningen til å gi den ønskede aerosol-mengde fra det aerosoldannende materiale som ovenfor omtalt. Densiteten til brenselet som brukes bør være over ca. 0,5 g/cm<2>, fortrinnsvis over ca. 0,7 g/cm<2>, hvilket er høyere enn de densiteter som normalt brukes i vanlige røykeartikler. Når slike andre materialer brukes, foretrekkes det sterkt å bringe karbon inn i brenselet, fortrinnsvis i mengder på minst ca. 20-40 vekt%, eller minst ca. 50 vekt% og helst minst ca. 65-70 vekt%, idet resten består av andre brenselskomponenter innbefattet mulige bindemidler, forbrenningsmodifiserings-midler, fuktighet osv. Furthermore, although not preferred, other fuel materials can be used such as tobacco, tobacco substitutes and the like, provided that they generate and conduct sufficient heat to the aerosol forming device to provide the desired amount of aerosol from the aerosol forming material as discussed above. The density of the fuel used should be above approx. 0.5 g/cm<2>, preferably over approx. 0.7 g/cm<2>, which is higher than the densities normally used in ordinary smoking articles. When such other materials are used, it is strongly preferred to introduce carbon into the fuel, preferably in amounts of at least about 20-40% by weight, or at least approx. 50% by weight and preferably at least approx. 65-70% by weight, with the rest consisting of other fuel components including possible binders, combustion modifiers, moisture etc.

De karbonholdige materialer som brukes i eller som det foretrukne brensel kan stamme fra praktisk talt alle de tallrike karbonkilder som vil være kjent for en fagmann. Fortrinnsvis får man det karbonholdige materiale ved pyrolyse eller karbonisering av cellulose-materialer såsom tre, bomull, rayon, tobakk, kokosnøtter, papir og lignende, selv om karbonholdige materialer fra andre kilder kan brukes. The carbonaceous materials used in or as the preferred fuel may be derived from virtually any of the numerous carbon sources that will be known to one skilled in the art. Preferably, the carbonaceous material is obtained by pyrolysis or carbonization of cellulosic materials such as wood, cotton, rayon, tobacco, coconuts, paper and the like, although carbonaceous materials from other sources can be used.

I de fleste tilfeller bør det karbonholdige brenselselement kunne tennes med vanlig sigarett-tenner uten bruk av et oksydasjonsmiddel. Forbrenningskarakteristikker av denne type kan generelt erholdes fra et cellulosemateriale som har vært pyrolysert yed temperaturer mellom ca. 400°C og 1000°C, fortrinnsvis mellom ca. 500°C og 950°C gjennom en inert atmosfære eller under et vakuum. Pyrolysetiden antas ikke å være kritisk så lenge temperaturen midt i den pyrolyserte masse har nådd det forannevnte temperaturområde i minst 5 minutter. Imidlertid antas en langsomt pyrolyse ved bruk av gradvis økende temperaturer gjennom flere timer å gi et jevnere materiale med et høyere karbonutbytte. In most cases, the carbonaceous fuel element should be able to be ignited with an ordinary cigarette lighter without the use of an oxidizing agent. Combustion characteristics of this type can generally be obtained from a cellulose material that has been pyrolyzed at temperatures between approx. 400°C and 1000°C, preferably between approx. 500°C and 950°C through an inert atmosphere or under a vacuum. The pyrolysis time is not believed to be critical as long as the temperature in the middle of the pyrolyzed mass has reached the aforementioned temperature range for at least 5 minutes. However, a slow pyrolysis using gradually increasing temperatures over several hours is believed to produce a smoother material with a higher carbon yield.

Skjønt uønsket i de fleste tilfeller, ligger karbonholdige brenselselementer som krever tilsetning av et oksydasjons-middel for å gjøre dem antennelige med en sigarett-tenner innenfor omfanget av oppfinnelsen liksom karbonholdige materialer som krever bruk av en glødningsdemper eller annen type forbrenningsmodifiserende middel. Slike forbrennings-modifiserende midler er beskrevet i mange patenter og publikasjoner og er kjent for en vanlig fagmann på området. Although undesirable in most cases, carbonaceous fuel elements that require the addition of an oxidizing agent to make them ignitable with a cigarette lighter are within the scope of the invention as are carbonaceous materials that require the use of a glow suppressant or other type of combustion modifier. Such combustion modifiers are described in many patents and publications and are known to one of ordinary skill in the art.

De fleste foretrukne karbonholdige brenselselementer som brukes i oppfinnelsen er idet vesentlige fri for flyktig organisk materiale. Med dette menes at brenselselementet ikke er;forsettlig impregnert eller blandet med vesentlige mengder av flyktige organiske materialer såsom flyktige aerosoldannende eller smaksmidler, hvilket kunne nedbrytes i det brennende brensel. Imidlertid kan små mengder vann som er naturlig adsorbert av brenselet foreligger dette. På lignende måter kan små mengder aerosoldannende substanser bevege seg fra aerosoldannelsesanordningen og således også være til stede i brenselselementet. Most of the preferred carbonaceous fuel elements used in the invention are essentially free of volatile organic material. This means that the fuel element is not intentionally impregnated or mixed with significant amounts of volatile organic materials such as volatile aerosol-forming or flavoring agents, which could break down in the burning fuel. However, small amounts of water that is naturally adsorbed by the fuel can be present. In similar ways, small amounts of aerosol-forming substances can move from the aerosol-forming device and thus also be present in the fuel element.

Et foretrukket karbonholdig brenselselement er en presset eller ekstrudert karbonmasse fremstilt fra karbon og et bindemiddel med vanlig trykkformings- eller ekstruderingsteknikker. Et foretrukket aktivert karbon for et slikt brenselselement er PCB-G, og et foretrukket ikke-aktivert karbon er PXC, begge kan kjøpes fra Calgon Carbon Corporation, Pittsburgh, PA. Andre foretrukne karboner for trykkforming og/eller ekstru-dering fremstilles fra pyrolysert bomull eller pyrolysert papir. A preferred carbonaceous fuel element is a pressed or extruded carbon mass prepared from carbon and a binder by conventional pressure forming or extrusion techniques. A preferred activated carbon for such a fuel element is PCB-G, and a preferred non-activated carbon is PXC, both available from Calgon Carbon Corporation, Pittsburgh, PA. Other preferred carbons for pressure forming and/or extrusion are made from pyrolyzed cotton or pyrolyzed paper.

Bindemidlene som kan brukes ved fremstilling av et slikt brenselselement er velkjente på området. Et foretrukket bindemiddel er natriumkarboksymetylcellulose (SCMC) som kan brukes alene, hvilket foretrekkes, eller i forbindelse med materialer såsom natriumklorid, vermikulitt, bentonitt, kalsiumkarbonat og lignende. Andre anvendelige bindemidler er gummier såsom guargummi og andre cellulosederivater såsom metylcellulose og karboksymetylcellulose (CMC). The binders that can be used in the production of such a fuel element are well known in the field. A preferred binder is sodium carboxymethyl cellulose (SCMC) which can be used alone, which is preferred, or in conjunction with materials such as sodium chloride, vermiculite, bentonite, calcium carbonate and the like. Other useful binders are gums such as guar gum and other cellulose derivatives such as methyl cellulose and carboxymethyl cellulose (CMC).

Et stort spektrum av bindemiddelkonsentrasjoner kan anvendes . Fortrinnsvis er mengden bindemiddel begrenset for å minimalisere bindemidlets bidrag til uønskede forbrenningsprodukter. På den annen side må tilstrekkelig bindemiddel inngå til å holde brenselselementet sammen under fremstilling av bruk. Den anvendte mengde vil således avhenge av sammen-hengningsevnen til karbonet i brenselselementet. A wide range of binder concentrations can be used. Preferably, the amount of binder is limited to minimize the binder's contribution to unwanted combustion products. On the other hand, sufficient binder must be included to hold the fuel element together during manufacture for use. The amount used will thus depend on the cohesiveness of the carbon in the fuel element.

Om ønsket kan de forannevnte brenselselementer pyro-lyseres etter dannelsen, for eksempel til ca. 650°C i 2 timer for å overføre bindemidlet i karbon og derved danne et praktisk talt 100 % karbon-brenselselement. If desired, the aforementioned fuel elements can be pyrolysed after formation, for example to approx. 650°C for 2 hours to transfer the binder into carbon and thereby form a virtually 100% carbon fuel element.

Brenselselementene som brukes i foreliggende oppfinnelse kan også inneholde ett eller flere additiver for å forbedre brenningen, således opp til ca. 5 vekt% natriumklorid for å forbedre ulmingsegenskapene og som et gløderetarderingsmiddel. Også opp til ca. 5 %, fortrinnsvis 1 til 2 vekt% kaliumkarbonat kan inngå for å bedre antenneligheten. Additiver for å bedre fysikalske egenskaper såsom leirer, for eksempel kaoliner, serpentiner, attapulgitter og lignende kan også brukes. The fuel elements used in the present invention may also contain one or more additives to improve combustion, thus up to approx. 5 wt% sodium chloride to improve smoldering properties and as a glow retardant. Also up to approx. 5%, preferably 1 to 2% by weight of potassium carbonate can be included to improve ignitability. Additives to improve physical properties such as clays, for example kaolins, serpentines, attapulgites and the like can also be used.

Et annet karbonholdig brenselselement er en karbonfiber-brensel som kan fremstilles ved karbonisering av et fiberaktig forstadium såsom bomull, rayon, papir, polyakrylonitril og lignende. Generelt er pyrolyse ved fra ca. 650°C til 1000°C, fortrinnsvis ca. 950°C i 30 minutter i en inert atmosfære eller vakuum tilstrekkelig til å gi en egnet karbonfiber med gode brennegenskaper. Forbrenningsmodifiserende tilsetninger kan også settes til disse fiberaktige brensler. Another carbonaceous fuel element is a carbon fiber fuel that can be produced by carbonizing a fibrous precursor such as cotton, rayon, paper, polyacrylonitrile and the like. In general, pyrolysis of wood from approx. 650°C to 1000°C, preferably approx. 950°C for 30 minutes in an inert atmosphere or vacuum sufficient to produce a suitable carbon fiber with good burning properties. Combustion modifying additives can also be added to these fibrous fuels.

De aerosol-dannende midler som brukes i oppfinnelsen er fysisk adskilt fra brenselselementet. Ved fysikalsk adskilt menes at substratet, beholderen eller kammeret som inneholder de aerosoldannende materialer ikke er blandet med, eller en del av det brennende brenselselement. Som tidligere bemerket hjelper denne anordning til å redusere eller eliminere termisk nedbrytning av den aerosoldannende substans og nærvær av sidestrøm-røyk. Selv om de aerosoldannende anordninger ikke er en del av brenselet, står de i varmeledende sammenheng med brensels-elementet, og støter fortrinnsvis til eller ligger nær brenselselementet. The aerosol-forming agents used in the invention are physically separated from the fuel element. Physically separated means that the substrate, container or chamber containing the aerosol-forming materials is not mixed with, or part of, the burning fuel element. As previously noted, this device helps to reduce or eliminate thermal decomposition of the aerosol-forming substance and the presence of sidestream smoke. Although the aerosol-forming devices are not part of the fuel, they are in a heat-conducting relationship with the fuel element, and preferably abut or lie close to the fuel element.

Fortrinnsvis inneholder de aerosoldannende anordninger ett eller flere termisk stabile materialer som inneholder en eller flere aerosoldannende substanser. Slik det her brukes er et termisk stabilt materiale et som kan motstå de høy-temperaturer, for eksempel 400°C-600°C, som foreligger nær brenselet uten avsetning eller brenning. Bruken av et slikt materiale antas å hjelpe å opprettholde den enkle 11 røyk" - kjemien til aerosolen som bevises i mangelen på Ames-aktivitet i de foretrukne utførelsesformer. Om en ikke foretrukket ligger andre aerosol-dannende anordninger såsom varmebrytbare mikrokapsler eller faste aerosoldannende substanser innenfor oppfinnelsens ramme, forutsatt at de er i stand til å frigjøre tilstrekkelig aerosoldannende damper til å tilfredsstille lignende tobakksrøyk. Preferably, the aerosol-forming devices contain one or more thermally stable materials containing one or more aerosol-forming substances. As used here, a thermally stable material is one that can withstand the high temperatures, for example 400°C-600°C, which exist near the fuel without deposition or burning. The use of such a material is believed to help maintain the simple "smoke" chemistry of the aerosol as evidenced by the lack of Ames activity in the preferred embodiments. If not preferred, other aerosol-forming devices such as heat-breakable microcapsules or solid aerosol-forming substances are within scope of the invention, provided they are capable of releasing sufficient aerosol-forming vapors to satisfy similar tobacco smoke.

Termisk stabile materialer som kan brukes som et substrat eller bærer for den aerosoldannende substans er velkjente for en fagmann. Anvendelige substrater bør være porøse og må være i stand til å holde på en aerosoldannende forbindelse når den ikke er i bruk og i stand til å avgi en potensiell eller aerosoldannende damp ved oppvarming av brenselselementet. Thermally stable materials that can be used as a substrate or carrier for the aerosol-forming substance are well known to a person skilled in the art. Useful substrates should be porous and must be capable of retaining an aerosol-forming compound when not in use and capable of releasing a potential or aerosol-forming vapor upon heating of the fuel element.

Anvendelige termisk stabile materialer er termisk stabile adsorberende karboner såsom karboner av porøs kvalitet, grafitt, aktivert eller ikke-aktivert karboner og lignende. Andre egnede materialer er uorganiske faste stoffer såsom keramiske materialer, glass, aluminiumoksyd, vermikulitt, leire såsom bentonitt og lignende. De hyppigst foretrukne substrat-materialer er karbonfilter, fibre og matter, aktivert karboner og porøse karboner såsom PC-25 og PG-60 fra Union Carbide samt SGL-karbon fra Calgon. Useful thermally stable materials are thermally stable adsorbent carbons such as carbons of porous quality, graphite, activated or non-activated carbons and the like. Other suitable materials are inorganic solids such as ceramic materials, glass, aluminum oxide, vermiculite, clay such as bentonite and the like. The most frequently preferred substrate materials are carbon filter, fibers and mats, activated carbons and porous carbons such as PC-25 and PG-60 from Union Carbide as well as SGL carbon from Calgon.

Avhengig av de enkelte aerosoldannende anordninger som her anvendes kan sammensetningen og konfigurasjonen av disse generelt velges fra partikkelformede, fiberaktige, porøse blokker, faste blokker med en eller flere aksialt-gående passasjer gjennom seg og lignende. Substrater, spesielt partikkelformede, kan plasseres i en beholder, fortrinnsvis dannet av et metallfolie. Depending on the individual aerosol-forming devices used here, the composition and configuration of these can generally be selected from particulate, fibrous, porous blocks, solid blocks with one or more axial passages through them and the like. Substrates, especially particulate ones, can be placed in a container, preferably formed of a metal foil.

Aerosoldannende midler som brukes i oppfinnelsen befinner seg normalt ikke mer enn ca. 60 mm, fortrinnsvis ikke mer enn 30 mm, helst ikke mer enn 15 mm fra antennelsesenden av brenselselementet. Aerosolgeneratoren kan variere i lengde fra ca. 2 mm til ca. 60 mm, fortrinnsvis fra ca. 5 mm til 40 mm og helst fra ca. 20 mm til 35 mm. Hvis et ikke-partikkelformet substrat brukes, kan være forsynt med en eller flere huller for å øke substratets overflateområde, og for å øke luftstrøm og varmeoverføring. Aerosol-forming agents used in the invention are normally located no more than approx. 60 mm, preferably no more than 30 mm, preferably no more than 15 mm from the ignition end of the fuel element. The aerosol generator can vary in length from approx. 2 mm to approx. 60 mm, preferably from approx. 5 mm to 40 mm and preferably from approx. 20mm to 35mm. If a non-particulate substrate is used, one or more holes may be provided to increase the surface area of the substrate, and to increase airflow and heat transfer.

Den aerosoldannende substans eller substanser som brukes i oppfinnelsen må kunne danne en aerosol ved de temperaturer som foreligger i aerosoldannelsesanordningen ved oppvarming av det brennende brenselselement. Slike substanser vil fortrinnsvis bestå av karbon, hydrogen og oksygen, men de kan inneholde andre materialer. De aerosoldannende substanser kan foreligge i fast, halvfast eller flytende form. Kokepunktet til substansen og/eller blandingen av substanser kan variere opp til ca. 500°C. Substanser med slike egenskaper er flerverdige alkoholer såsom glycerol og propylenglykol, samt alifastiske estere av mono-, di- eller poly-karboksylsyrer såsom et metylstearat, dodekandioat, dimetyltetradodekandioat og andre. The aerosol-forming substance or substances used in the invention must be able to form an aerosol at the temperatures present in the aerosol-forming device when heating the burning fuel element. Such substances will preferably consist of carbon, hydrogen and oxygen, but they may contain other materials. The aerosol-forming substances can be in solid, semi-solid or liquid form. The boiling point of the substance and/or mixture of substances can vary up to approx. 500°C. Substances with such properties are polyhydric alcohols such as glycerol and propylene glycol, as well as aliphatic esters of mono-, di- or polycarboxylic acids such as methyl stearate, dodecanedioate, dimethyl tetradodecanedioate and others.

Fortrinnsvis vil de aerosoldannende substanser inneholde en blanding av én høytkokende substans med lavt damptrykk og en lavtkokende substans med høyt damptrykk. Ved tidligere drag vil således en lavtkokende substans gi det meste av begynnelses-aerosolen, mens når temperaturen i aerosolgeneratoren øker, vil den høytkokende substans gi det meste av aerosolen. Preferably, the aerosol-forming substances will contain a mixture of one high-boiling substance with a low vapor pressure and a low-boiling substance with a high vapor pressure. In earlier drafts, a low-boiling substance will thus produce most of the initial aerosol, while when the temperature in the aerosol generator increases, the high-boiling substance will produce most of the aerosol.

De foretrukne aerosoldannende substanser er flerverdige alkoheler eller blandinger av flerverdige alkoholer. Spesielt foretrukne aerosolgeneratorer er valgt fra glycerol, propylenglykol, trietylenglykol eller blandinger derav. The preferred aerosol-forming substances are polyhydric alcohols or mixtures of polyhydric alcohols. Particularly preferred aerosol generators are selected from glycerol, propylene glycol, triethylene glycol or mixtures thereof.

Den aerosoldannende substans kan dispergeres på eller i aerosoldannelsesanordningen i en tilstrekkelig konsentrasjon til å gjennomtrenge eller belegge substratet, bæreren eller beholderen. For eksempel kan den aerosoldannende substans påføres i full styrke eller i en fortynnet løsning ved dypping, sprøyting, dampavsetning eller lignende teknikker. Faste aerosoldannende bestanddeler kan blandes med substratet og fordeles jevnt gjennom dette før dannelsen. The aerosol-forming substance can be dispersed on or in the aerosol-forming device in a sufficient concentration to permeate or coat the substrate, carrier or container. For example, the aerosol-forming substance can be applied at full strength or in a diluted solution by dipping, spraying, vapor deposition or similar techniques. Solid aerosol-forming components can be mixed with the substrate and distributed evenly through it before formation.

Skjønt fylling med aerosoldannende substans vil variere fra bærer til bærer og fra aerosoldannende substans til aerosoldannende substans kan mengden av flytende aerosol-dannende substanser generelt variere fra ca. 20 mg til ca. Although filling with aerosol-forming substance will vary from carrier to carrier and from aerosol-forming substance to aerosol-forming substance, the amount of liquid aerosol-forming substances can generally vary from approx. 20 mg to approx.

120 mg, fortrinnsvis fra ca. 35 mg til 85 mg, og helst fra ca. 120 mg, preferably from approx. 35 mg to 85 mg, and preferably from approx.

4 5 mg til 65 mg. Så mye som mulig av aerosolgeneratoren som først satt på aerosoldannelsesanordningen bør avgis til brukeren som WTPM. Fortrinnsvis avgis over ca. 2 vekt%, eller over ca. 15 vekt% og helst over ca. 2 0 vekt% av aerosolen som først satt på aerosoldannelsesanordningen til røkeren som 4 5 mg to 65 mg. As much as possible of the aerosol generator initially placed on the aerosol generating device should be delivered to the user as WTPM. Preferably issued over approx. 2% by weight, or over approx. 15% by weight and preferably over approx. 20% by weight of the aerosol that was first placed on the aerosol forming device of the smoker which

WTPM. WTPM.

De aerosoldannende midler kan også inneholde ett eller flere flyktige smaksmidler såsom mentol, vanillin, kunstig kaffe, tobakksekstrakter, nikotin, kaffein, brennvin og andre midler som kan gi aerosolen smak. Den kan også inneholde ethvert annet ønskelig flyktig fast eller flytende materialer. The aerosol-forming agents may also contain one or more volatile flavoring agents such as menthol, vanillin, artificial coffee, tobacco extracts, nicotine, caffeine, spirits and other agents that can give the aerosol flavor. It may also contain any other desirable volatile solid or liquid materials.

Som tidligere påpekt kan røykeartikkelen ifølge foreliggende oppfinnelse også inneholde en fylling eller plugg av tobakk som kan brukes for å gi aerosolen en tobakksmak. Fortrinnsvis plasseres tobakken i munnenden av aerosoldannelsesanordningen, eller kan blandes med bæreren for aerosoldannelsessubstansen. Smaksmidlet kan også innebygges i artikkelen for å gi aerosolen som avgis til røkeren smak. As previously pointed out, the smoking article according to the present invention can also contain a filling or plug of tobacco which can be used to give the aerosol a tobacco flavour. Preferably, the tobacco is placed in the mouth end of the aerosol forming device, or can be mixed with the carrier for the aerosol forming substance. The flavoring agent can also be incorporated into the article to give the aerosol delivered to the smoker flavor.

Hvis en tobakkfylling anvendes, går varme damper gjennom tobakksj iktet for å ekstrahere og fordampe de flyktige bestanddeler i tobakken uten at tobakken behøver å brenr^. Således mottar røkeren av denne røykeartikkel en aerosol som inneholder kvaliteten og smakene til naturlig tobakk uten forbrenningsproduktene som produseres av en vanlig sigarett. If a tobacco filling is used, hot vapors pass through the tobacco layer to extract and vaporize the volatile constituents in the tobacco without the tobacco having to be burned. Thus, the smoker of this smoking article receives an aerosol containing the quality and flavors of natural tobacco without the combustion products produced by a regular cigarette.

Alternativt kan disse fakultative midler plasseres mellom den aerosoldannende anordning og munnenden, slik som i et separat substrat eller kammer i passasjen som fører fra den aerosol-dannende anordning til munnenden, eller i den fakultative tobakksfylling. Om ønsket kan disse flyktige midler i stedet for en del eller all den aerosoldannende substans, slik at artikkelen avgir en ikke-aerosol smak eller annet materiale til røkeren. Alternatively, these facultative means may be placed between the aerosol generating device and the mouth end, such as in a separate substrate or chamber in the passage leading from the aerosol generating device to the mouth end, or in the facultative tobacco filling. If desired, these volatile agents can replace some or all of the aerosol-forming substance so that the article emits a non-aerosol flavor or other material to the smoker.

Artikler av den her beskrevne type kan brukes eller kan modifiseres for bruk som medikament-avgivelsesartikler for avgivelse av flyktige farmakologiske eller fysikalske aktive materialer såsom efedrin, metaproterenol, terbutalin eller lignende. Articles of the type described here can be used or can be modified for use as drug delivery articles for the delivery of volatile pharmacological or physically active materials such as ephedrine, metaproterenol, terbutaline or the like.

Det varmeledende element som fortrinnsvis anvendes i foreliggende oppfinnelse er gjerne et metallfolie såsom aluminiumfolie varierende i tykkelse fra mindre enn ca. The heat-conducting element that is preferably used in the present invention is often a metal foil such as aluminum foil varying in thickness from less than approx.

0,01 mm til ca. 0,1 mm eller mer. Tykkelsen og/eller typen 0.01 mm to approx. 0.1 mm or more. The thickness and/or type

ledende materiale kan varieres for å oppnå praktisk talt enhver ønsket grad av varmeoverføring. Som vist i de illustrerte utførelsesformer kommer det varmeledende element fortrinnsvis i kontakt med eller overlapper en del av brenselselementet og den aerosoldannende anordning, og kan danne containeren som innelukker den aerosoldannende substans. conductive material can be varied to achieve virtually any desired degree of heat transfer. As shown in the illustrated embodiments, the thermally conductive element preferably contacts or overlaps a portion of the fuel element and the aerosol-forming device, and may form the container enclosing the aerosol-forming substance.

Isoleringselementer som kan brukes i foreliggende oppfinnelse omfatter generelt uorganiske eller organiske fibre såsom de laget av glass, aluminiumoksyd, silisiumdioksyd, glassaktige materialer, mineraler, karboner, silikoner, boron, organiske polymerer, cellulosematerialer og lignende innbefattet blandinger av disse materialer. Isolerende ikke-fibermaterialer såsom silika-aerogel, pearlitt, glass og lignende dannet i matter, strimler eller annen form, kan også brukes. Foretrukne isolasjonselementer er elastiske for å hjelpe til å simulere følelsen av en vanlig sigarett. Disse materialer virker primært som en isolasjons-martel, bibeholder og retter en betydelig del av varmen som er dannet av brenselselementet mot aerosoldannelsesanordningen. Fordi den isolerende mantel blir varm nær det brennende brenselselement en viss grad, kan den også lede varme mot aerosoldannelses-anordningen. Insulating elements that can be used in the present invention generally comprise inorganic or organic fibers such as those made of glass, aluminum oxide, silicon dioxide, glassy materials, minerals, carbons, silicones, boron, organic polymers, cellulose materials and the like including mixtures of these materials. Insulating non-fibrous materials such as silica airgel, pearlite, glass and the like formed in mats, strips or other form can also be used. Preferred insulating elements are elastic to help simulate the feel of a regular cigarette. These materials act primarily as an insulating mortar, retaining and directing a significant portion of the heat generated by the fuel element towards the aerosol generating device. Because the insulating mantle gets hot near the burning fuel element to a certain extent, it can also conduct heat towards the aerosol generating device.

Vanlig foretrukne isolasjonsmaterialer.er keramiske fibre såsom glassfibre. To spesielt foretrukne glassfibre kan kjøpes fra Manning Paper Company of Troy, New York under angivelsene Manniglas 1000 og Manniglas 1200. I alminnelighet er den isolerende fiber pakket over i det minste en del av brenselselementet og enhver annen ønsket del av artikkelen til en slutt-diameter fra ca. 7 til 8 mm. Således er den foretrukne tykkelse av isolasjonssjiktet fra ca. 0,5 mm til 2,5 mm, fortrinnsvis fra ca. 1 mm til 2 mm. Om mulig har glassfiber-materialene et lavt mykningspunkt, for eksempel under ca. 650°C er foretrukket. Commonly preferred insulation materials are ceramic fibers such as glass fibers. Two particularly preferred glass fibers are available from the Manning Paper Company of Troy, New York under the designations Manniglas 1000 and Manniglas 1200. Generally, the insulating fiber is packed over at least a portion of the fuel element and any other desired portion of the article to a final diameter from approx. 7 to 8 mm. Thus, the preferred thickness of the insulation layer is from approx. 0.5 mm to 2.5 mm, preferably from approx. 1 mm to 2 mm. If possible, the fiberglass materials have a low softening point, for example below approx. 650°C is preferred.

Når isolasjonsanordningen er fiberaktig, anvendes fortrinnsvis en barriere ved munnenden av artikkelen. En slik barriere omfatter et ringformet element av høydensitets-celluloseacetat strie som støter til isolasjonsfiberen og som er tettet, fortrinnsvis ved munnenden, med for eksempel lim for å blokkere luftstrøm gjennom strien. When the insulating device is fibrous, a barrier is preferably used at the mouth end of the article. Such a barrier comprises an annular element of high-density cellulose acetate web that abuts the insulation fiber and is sealed, preferably at the mouth end, with, for example, glue to block air flow through the web.

I de fleste utførelsesformer av oppfinnelsen vil brenn/- aerosoldannelseskombinasjonen være fristet til et munnendestykke såsom et foliekledd papir eller celluloseacetat/- plastrør illustrert i figurene, selvom et munnendestykke kan anordnes separat, for eksempel i form av en sigarettholder. Dette elementet av artikkelen gir gjennomløp som kanaliserer den fordampede aerosoldannende substans inni munnen til røkeren. På grunn av lengden, fortrinnsvis ca. 50 til 60 mm eller mer, holder den også den varme ild-konus vekk fra munnen og fingrene til røkeren. In most embodiments of the invention, the combustion/aerosol generation combination will be attached to a mouthpiece such as a foil-covered paper or cellulose acetate/plastic tube illustrated in the figures, although a mouthpiece may be arranged separately, for example in the form of a cigarette holder. This element of the article provides passageways that channel the vaporized aerosol-forming substance into the smoker's mouth. Due to the length, preferably approx. 50 to 60 mm or more, it also keeps the hot cone of fire away from the smoker's mouth and fingers.

Egnede munnendestykker bør være inerte med hensyn til de aerosol-dannende substanser, bør ha et vann- eller væske-tett innvendig sjikt, bør gi minimal aerosoltap ved kondensasjon eller filtrering, og bør kunne motstå temperaturer på grense-flaten til artikkelens andre elementer. Foretrukne munnendestykker er celluloseacetat-røret som anvendes i utførelsesformene på figurene 1 og 2. Suitable mouthpieces should be inert with respect to the aerosol-forming substances, should have a water or liquid-tight inner layer, should provide minimal aerosol loss by condensation or filtration, and should be able to withstand temperatures at the interface of the article's other elements. Preferred mouthpieces are the cellulose acetate tube used in the embodiments of figures 1 and 2.

Munnendestykkene kan inneholde en eventuell "filter11-tupp, som brukes for å gi artikkelen utseende av den vanlige filtersigarett. Slike filtere inneholder lav-densitets-celluloseacetat-filter og hule eller avbøyde plast-filtere såsom de som er laget av polypropylen. I tillegg kan hele artikkelens lengde eller en del derav være pakket inn med sigarettpapir. The mouthpieces may contain an optional "filter11" tip, which is used to give the article the appearance of a regular filter cigarette. Such filters include low-density cellulose acetate filters and hollow or deflected plastic filters such as those made of polypropylene. In addition, the entire length of the article or part of it be wrapped in cigarette paper.

Aerosolen som produseres av de foretrukne artikler ifølge foreliggende oppfinnelse er kjemisk enkle, består hovedakelig av luft, karbonoksyder, aerosolen som bærer de ønskede smaksstoffer eller andre flyktige materialer, vann og spormengder av andre materialer. Det fuktige totale partikkelformede materiale (WTPM) fremstilt av de foretrukne artikler ifølge oppfinnelsen har ingen mutagen aktivitet målt med Ames-prøven, dvs. det er ikke noe nevneverdig doseavhengig forhold mellom WTPM i foreliggende oppfinnelse og antallet revertanter som opptrer i standard-test mikroorganismer utsatt for slike produkter. Ifølge talsmenn for Ames-prøven tyder en signifikant doseavhengig reaksjon på tilstedeværelsen av mutagene materialer i produktene som undersøkes. Se Ames et al., Mut. Res., 31:347-364 (1975); Nagas et al., Mut. Res., 42:335 (1977). The aerosol produced by the preferred articles according to the present invention are chemically simple, consisting mainly of air, carbon oxides, the aerosol carrying the desired flavors or other volatile materials, water and trace amounts of other materials. The moist total particulate matter (WTPM) produced by the preferred articles according to the invention has no mutagenic activity as measured by the Ames test, i.e. there is no appreciable dose-dependent relationship between the WTPM in the present invention and the number of revertants appearing in standard test microorganisms exposed for such products. According to proponents of the Ames test, a significant dose-dependent response indicates the presence of mutagenic materials in the products being examined. See Ames et al., Mut. Res., 31:347-364 (1975); Nagas et al., Mut. Res., 42:335 (1977).

En videre fordel ved de foretrukne utførelsesformer av foreliggende oppfinnelse er den relative mangel på aske som produseres under bruk i sammenligning med aske fra en vanlig sigarett. Ettersom den foretrukne karbon-brenselskilde brennes, overføres den hovedsakelig til oksyder av karbon med relativ liten askedannelse, og det er således ikke noe behov for å kaste aske mens artikkelen brukes. A further advantage of the preferred embodiments of the present invention is the relative lack of ash produced during use as compared to ash from a regular cigarette. As the preferred carbon fuel source is burned, it is primarily converted to oxides of carbon with relatively little ash formation, and thus there is no need to dispose of ash while the article is in use.

Røykeartikkelen ifølge foreliggende oppfinnelse vil illu-streres nærmere under henvisning til det følgende eksempel som bidrar til forståelsen av foreliggende oppfinnelse. Alle her angitte prosentdeler, med mindre annet er angitt, er vekt%. Alle temperaturer er uttrykt i grader celsius og er ukorri-gerte. I alle tilfeller har røykeartikkelen en diameter på ca. 7 til 8 mm, diameteren til en vanlig sigarett. The smoking article according to the present invention will be illustrated in more detail with reference to the following example which contributes to the understanding of the present invention. All percentages given here, unless otherwise stated, are % by weight. All temperatures are expressed in degrees Celsius and are uncorrected. In all cases, the smoking article has a diameter of approx. 7 to 8 mm, the diameter of a regular cigarette.

EKSEMPEL EXAMPLE

En modifisert utgave av røykeartikkelen på fig. 2 ble laget som følger: En 9,5 mm lang karbonbrenselskilde med en 4,5 mm diameter og en 1 mm i diameter langsgående passasje ble ekstrudert fra en blanding av 10 % SCMC, 5 % kaliumkarbonat og 85 % karbonisert papir blandet med 10 % vann. Blandingen hadde en deiglignende konsistens og ble ført til en ekstruder. Det ekstruderte materiale ble skåret i lengde etter tørking ved 80°C natten over. Makrokapselen var laget av et 22 mm langt stykke av 0,0089 mm tykk aluminium formet til en sylinder med 4,5 mm innvendig diameter. Makrokapselen ble fylt med (a) 70 mg vermikulitt inneholdende 50 mg av en 1:1 blanding av propylenglykol og glycerol, og (b) 30 mg burley-tobakk som i var blitt tilsatt 6 % glycerol og 6 % propylenglykol. Brenselskilden og makrokapselen ble forenet ved å sette brenselskilden ca. 2 mm inn i enden på makrokapselen. Et 35 mm langt polypropylenrør med 4,5 mm innvendig diameter ble satt inn i den andre enden av makrokapselen. Brenselskilden, makrokapselen og polypropylenrøret ble således forenet til et 65 mm langt, 4,5 mm diameters segment. Dette segmentet ble innpakket i flere sjikt av Manniglas 1000 fra Manning Paper Company inntil man hadde nådd en omkrets på 24,7 mm. Enheten ble så kombinert med et 5 mm langt celluloseacetat-filter og pakket med sigarettpapir. Røyking under FTC-betingelser avga artikkelen 8 mg WTPM gjennom de første tre drag; 7 mg WTPM gjennom drag 4-6; og 5 mg WTPM gjennom drag 7-9. Total aerosolavgivelse over de ni drag var 2 0 mg. Når artikkelen ble plassert horisontalt på et stykke silkepapir, hverken tente eller svidde den silke-papiret. A modified version of the smoking article of FIG. 2 was made as follows: A 9.5 mm long carbon fuel source with a 4.5 mm diameter and a 1 mm diameter longitudinal passage was extruded from a mixture of 10% SCMC, 5% potassium carbonate and 85% carbonized paper mixed with 10% water. The mixture had a dough-like consistency and was fed to an extruder. The extruded material was cut lengthwise after drying at 80°C overnight. The macrocapsule was made from a 22 mm long piece of 0.0089 mm thick aluminum formed into a cylinder with a 4.5 mm internal diameter. The macrocapsule was filled with (a) 70 mg of vermiculite containing 50 mg of a 1:1 mixture of propylene glycol and glycerol, and (b) 30 mg of burley tobacco to which 6% glycerol and 6% propylene glycol had been added. The fuel source and the macrocapsule were united by placing the fuel source approx. 2 mm into the end of the macrocapsule. A 35 mm long polypropylene tube with a 4.5 mm internal diameter was inserted into the other end of the macrocapsule. The fuel source, macrocapsule and polypropylene tube were thus united into a 65 mm long, 4.5 mm diameter segment. This segment was wrapped in several layers of Manninglas 1000 from Manning Paper Company until a circumference of 24.7 mm was reached. The device was then combined with a 5 mm long cellulose acetate filter and wrapped with cigarette paper. Smoking under FTC conditions, the article emitted 8 mg WTPM through the first three puffs; 7 mg WTPM through puffs 4-6; and 5 mg WTPM through puffs 7-9. Total aerosol release over the nine puffs was 20 mg. When the article was placed horizontally on a piece of tissue paper, it neither ignited nor burned the tissue paper.

Claims (7)

1. Langstrakt sigaretttype-røykeartikkel omfattende et brenselselement (10) og en fysisk atskilt aerosoldannelsesanordning inneholdende minst ett aerosoldannende materiale, karakterisert ved at et elastisk isola.-sjonselement (86) omskriver minst en del av brensels-elementet (10) og omfatter uorganiske fibre og har en tykkelse på minst 0,5mm, f.eks. 1-2,5 mm.1. Elongated cigarette-type smoking article comprising a fuel element (10) and a physically separate aerosol-forming device containing at least one aerosol-forming material, characterized in that an elastic insulation element (86) circumscribes at least part of the fuel element (10) and comprises inorganic fibers and has a thickness of at least 0.5 mm, e.g. 1-2.5 mm. 2. Røykeartikkel ifølge krav 1, karakterisert ved at de uorganiske fibrene er valgt blant sådanne som smelter sammen under brenningen av brenselselementet.2. Smoking article according to claim 1, characterized in that the inorganic fibers are selected from those which fuse together during the burning of the fuel element. 3. Røykeartikkel ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at isolasjonselementet (86) er omhyllet av en papiroverpakning (46).3. Smoking article according to claim 1 or 2, characterized in that the insulation element (86) is enveloped by a paper overwrap (46). 4. Røykeartikkel ifølge krav 1-3, karakterisert ved at isolasjonselementet (86) er ikke-brennbart.4. Smoking article according to claims 1-3, characterized in that the insulation element (86) is non-combustible. 5. Røykeartikkel ifølge krav 1-4, karakterisert ved at isolasjonselementet (86) i tillegg omgir minst en del av aerosoldannelses-anordningen .5. Smoking article according to claims 1-4, characterized in that the insulation element (86) additionally surrounds at least part of the aerosol-forming device. 6. Røykeartikkel ifølge krav 1-5, karakterisert ved at isolasjonselementet (86) omfatter en lavtemperaturkvalitet av glassfibre.6. Smoking article according to claims 1-5, characterized in that the insulation element (86) comprises a low-temperature quality of glass fibres. 7. Røykeartikkel ifølge krav 1-6, karakterisert ved at isolasjonselementet (86) omfatter glassfibre med et mykningspunkt under ca. 650°C.7. Smoking article according to claims 1-6, characterized in that the insulation element (86) comprises glass fibers with a softening point below approx. 650°C.