NO875085L - Roeyke-artikkel med forbedret aerosoldannende substrat. - Google Patents

Description

BAKGRUNN FOR OPPFINNELSEN

Foreliggende oppfinnelse gjelder et aerosolproduserende substratmateriale for anvendelse i en røykeartikkel, og spesielt et porøst bæremateriale som har absorbert hovedsakelig i sine porer et tobakksmakende materiale og et ikke-vandig stoff, som danner en aerosol som ikke består av tobakk. Foreliggende oppfinnelse gjelder også fremgangsmåter for å fremstille det aerosolproduserende substratet, og spesielt en ett-trinns og to-trinns prosess. Slike substratmaterialer er spesielt nyttige til å lage røykeartikler som gir en aerosollignende tobakksrøyk, men som inneholder bare en minimal mengde pyrolyseprodukter fra ufullstendig forbrenning.

Sigarettlignende røykeartikler har vært foreslått i mange år, spesielt i de siste 20 til 30 år. Se f.eks. U.S. patent nr. 4.079.742 til Rainer et al; U.S. patent 4.284.089 til Ray; U.S. patent nr. 2.907.686 til Siegel; U.S. patent nr. 3.258.015 og 3.356.094 til Ellis et al.; U.S. patent nr. 3.516.417 til Moses; U.S. patent nr. 3.943.941 og 4.044.777 til Boyd et al.; U.S. patent nr. 4.286.604 til Ehretsmann et al.; U.S. patent nr. 4.326.544 til Hardwick et al.; U.S. patent nr. 4.340.072 til Bolt et al.; U.S. patent nr. 4.391.285 til Burnett; U.S. patent nr. 4.474.191 til Steiner; og europeisk patentsøknad nr. 117.355 (Hearn).

Så vidt nærværende oppfinnere vet, har ingen av de forannevnte røykeartikler eller tobakkserstatninger noen gang oppnådd kommersiell suksess, og ingen er noen gang blitt markedsført i betydelig utstrekning. Fraværet av slike røykeartikler fra markedet antas å skyldes en rekke årsaker, omfattende utilstrek-kelig aerosolproduksjon, både til å begynne med og over produktets levetid, dårlig smak, en gal smak p.g.a. termisk nedbrytning av røykdanneren og/eller smaksmidlene, nærværet av betydelige pyrolyseprodukter og røyk i sidestrømmen, og et mindre vakkert utseende.

Til tross for flere tiårs interesse og anstrengelser er det derfor enda ingen røykeartikkel på markedet som gir de fortrinn og fordeler som man forbinder med vanlig sigarettrøyking, uten å gi betydelige mengder pyrolyseprodukter og ufullstendig forbrenning.

Sent i 1985 ble det gitt eller registrert en rekke uten-landske patenter angående nye røykeartikler som var i stand til å gi de fortrinn og fordeler som man forbinder med vanlig sigarettrøyking, uten å gi betydelige mengder pyrolyseprodukter eller ufullstendig forbrenning. Det tidligste av disse patentene var Liberia patent nr. 13985/3890, utgitt 13. september 1985. Dette patentet svarer til en senere publisert europeisk patentsøknad, publikasjon nr. 174.64 5 publisert 19. mars 1986.

SAMMENDRAG AV OPPFINNELSEN

Foreliggende oppfinnelse gjelder et aerosolproduserende substratmateriale for anvendelse i en røykeartikkel, og spesielt til et porøst bæremateriale som har absorbert hovedsakelig i porene et tobakkssmaksmateriale og et ikke-vandig aerosoldannende materiale som ikke inneholder tobakk. Foreliggende oppfinnelse gjelder også fremgangsmåter for å fremstille det aerosolproduserende substratet, og spesielt en ett-trinns og to-trinns prosess. Røykeartikler som anvender det aerosolproduserende substratet i den foreliggende oppfinnelse er i stand til å produsere betydelige mengder aerosol, både til å begynne med og i løpet av produktets nyttige levetid, fortrinnsvis uten betydelig termisk nedbrytning av aerosoldanneren og uten at det foregår betydelig pyrolyse eller dannes ufullstendige forbrenningsprodukter eller sidestrømsrøyk. Slike røykeartikler gir brukeren de følelsesmessige reaksjoner og fordeler som følger med sigarettrøykingen uten å behøve å brenne tobakk.

Foreliggende oppfinnelse gir en forbedret aerosolgenerering i røykeartikler forskjellige fra vanlige sigaretter, sigarer og piper ved å fremskaffe et forbedret aerosolproduserende substrat som inneholder et tobakkssmaksmateriale og et ikke-vandig aerosoldannende materiale som ikke inneholder tobakk. Det aerosolproduserende substratet som fremstilles ifølge foreliggende oppfinnelse gir mulighet for å kontrollere både mengden og egenskapene av den aerosol som fremstilles under røykingen ved å underlette jevn tilsetning av tobakkssmaksmaterialet til substratet, som derfor fører til forbedret avgivelse av aerosol når man røyker produktet, uten noen særlig uønsket brenning eller sviing av tobakkssmaksmaterialet.

Foretrukne røykeinnretninger som anvender det aerosolproduserende substratet i den foreliggende oppfinnelsen består av en aerosolgenererende innretning som omfatter det aerosolproduserende substratet. Denne kombinasjonen produserer en røyklignende aerosol som har aromaen, lukten, utseendet, strupepåvirkningen og følelsen av tobakksrøyk, men fortrinnsvis uten å proudsere betydelige mengder pyrolyseprodukter av tobakk. Bærematerialet som anvendes til å fremstille det aerosolproduserende substratet må være porøst og skal fremstilles fra et materiale som lett trekker til seg tobakkssmaksmaterialet og det ikke-vandige aerosoldannende materialet som ikke inneholder tobakk. Bærematerialet skal fortrinnsvis være upåvirket av tobakkssmaksmaterialet og andre aerosolprodukter som produseres, og er termisk stabilt ved de temperatuerer som er aktuelle under bruken av røykeartiklene som anvender det aerosolproduserende substratet. Egnede bærematerialer omfatter karbon, aluminiumoksyd, silisiumoksyd, keramiske materialer, vermikulitt, leire, o.l.. Aktivert karbon og sintret aluminiumoksyd er bærematerialer som foretrekkes .

I foretrukne utførelser blir bærematerialet blandet med en blanding eller velling av i) et tobakkssmaksmateriale som kan være findelt tobakk, tobakksekstrakt (enten vandig eller organisk f.eks. alkohol), sprøytetørket tobakksekstrakt, e.l., og ii) et ikke-vandig, ikke-tobakkholdig aerosoldannende materiale som f.eks. glyserin, propylenglykol, trietylenglykol o.l.. Man har funnet at det aerosolproduserende substratet som er fremstilt i samsvar med foreliggende oppfinnelse, vil forbedre virkemåten av disse artiklene når det gjelder (a) smak, (b) økonomi ved bruk av materialene i det aerosolgenererende utstyret, (c) hvor lett det blir å levere forskjellige typer tobakkssmak, samt blandinger av slike, (d) evnen til å levere en konsistent smak og mengde av aerosol, både til å begynne med og i løpet av produktets nyttige levetid, og (e) og redusere migreringen av det aerosoldannende materialet og andre flyktige bestanddeler til brenselkilden og andre deler av røykeartikkelen.

Det aerosolproduserende substratet i den foreliggende oppfinnelsen kan fremstilles ved flere metoder, men fremstilles fortrinnsvis ved å anvende en ett-trinns eller to-trinnsmetode.

I ett-trinnsmetoden blir tobakkssmaksmaterialet fortrinnsvis blandet med et ikke-vandig, ikke-tobakkholdig aerosoldannende materiale slik at det dannes en velling. Vellingen blir så tilsatt til bærematerialet ved blanding, sprøyting eller ved lignende teknikker inntil vellingen er i det vesentlige absorbert av bæreren. I to-trinnsmetoden blir tobakkssmaksmaterialet som fortrinnsvis er i fast partikkelform, f.eks. sprøytetørket tobakksekstrakt, først blandet med vann (eller annen passende væske) slik at det dannes en velling. Vellingen blir så tilsatt til et bæremateriale som i ett-trinnsprosessen. Vannet eller annen væske blir deretter i det vesentlige fjernet ved passende midler, f.eks. tørket i konvensjonelle ovner, og det ikke-vandige, ikke-tobakksholdige aerosoldannende materialet tilsettes i et annet trinn. I en variant av to-trinnsmetoden kan tobakkssmaksmaterialet tilsettes til bæreren ved kondensering av en damp av tobakkssmaksmaterialet på bæreren og deretter kan det ikke-tobakksholdige aerosoldannende materialet tilsettes i et andre trinn.

Vanligvis omfatter røykeartikler som anvender det aerosol-produserende substratet fremstilt ifølge nærværende oppfinnelse (1) et brenselselement; (2) en fysisk adskilt aerosolproduserende innretning inneholdende det aerosolproduserende substratet i den foreliggende oppfinnelse; og (3) en aerosolleverende innretning slik som en langsgående passasje i form av en munnstykkedel. Fortrinnsvis er røykeartikkelen av sigarett-typen, som anvender et kort, d.v.s. mindre enn om lag 30 mm langt, fortrinnsvis karbonbasert brenselselement i samband med en fysisk adskilt aerosolgenererende innretning som anvender det aerosolproduserende substratet i den foreliggende oppfinnelse, og som fortrinnsvis står i et varmeledningsutvekslingsforhold med brenselselementet.

Foretrukne røykeartikler som anvender det aerosolproduserende substratet i den foreliggende oppfinnelsen er i stand til å levere minst 0,6 mg aerosol, målt som våt total partikkelmengde (WTPM), i de første 3 dragene, røkt under FTC røykebetingelser, som består av 3 5 ml drag av to sekunders varighet, adskilt ved 58 sekunders pause. Enda bedre utførelser av oppfinnelsen er i stand til å levere 1,5 mg eller mer aerosol i de første 3 dragene. Aller helst skal utførelser av oppfinnelsen være i stand til å levere 3 mg eller mer aerosol i de første 3 dragene, røykt under FTC røykebetingelser. Enn videre leverer foretrukne utførelser av oppfinnelsen i gjennomsnitt minst om lag 0,8 mg WTPM pr. drag i løpet av minst om lag 6 drag, fortrinnsvis minst om lag 10 drag, under FTC røykebetingelser.

I tillegg til de foran nevnte fordelene er foretrukne røykeartikler i den foreliggende oppfinnelsen i stand til å frembringe en aerosol som er kjemisk enkel, bestående hovedsakelig av luft, oksyder av karbon, vann, aerosoldanneren, hvilken som helst ønsket smak eller andre ønskede flyktige bestanddeler, og spormengder av andre materialer. Aerosolen har fortrinnsvis heller ikke noen betydelig mutagen aktivitet, som målt med Ames-testen. I tillegg kan foretrukne artikler lages i det vesentlige fri for aske, slik at brukeren ikke behøver å fjerne noe aske under bruken.

Som anvendt her, og bare for bruk i denne forbindelse, er

"aerosol" definert til å omfatte damper, gasser, partikler, o.l., både synlige og usynlige, og spesielt de komponentene som oppfat-tes av brukeren som "røyk-lignende" fremstilt ved varmevirkningen fra det brennende varmeelementet på stoffer som inneholdes i den aerosolgenererende innretningen, eller annet sted i artikkelen. Slik definert omfatter begrepet "aerosol" også flyktige smaksstoffer og/eller farmakologisk eller fysiologisk aktive agenser, uten hensyn til om de produserer en synlig aerosol.

Som her anvendt betyr begrepet "tobakkssmaksmaterialer" de materialer som frembringer en tobakkslignende smak, omfattende, men ikke begrenset til findelt tobakk, tobakksekstrakt omfattende vandige og/eller organiske ekstrakter, sprøytetørket tobakksekstrakt, o.l..

Som her anvendt betyr begrepet "hovedsakelig absorbert i" hovedsakelig absorbert i porene i bærematerialet og ikke hovedsakelig på ytre overflater av bærematerialet.

Som anvendt her defineres uttrykket "varmeledningsutvekslingsforhold" som et fysisk arrangement av det aerosolgenererende utstyret og brenselselementet, hvorved varme overføres ved ledning fra det brennende brenselselementet til det aerosolgenererende utstyret hovedsakelig i løpet av brenselselementets brennetid. Varmeledningsutvekslingsforhold kan oppnås ved å plassere det aerosolgenererende utstyret i kontakt med brenselselementet, og således i umiddelbar nærhet av den brennende delen av brenselselementet, og/eller ved å anvende en ledende del til å overføre varme fra det brennende brenselet til det aerosolgenererende utstyret. Fortrinnsvis anvendes begge metodene til å oppnå ledende varmeoverføring.

Som anvendt her betyr uttrykket "karbonholdig" hovedsakelig omfattende karbon.

Slik som det brukes her anvendes uttrykket "isolerende del" på alle materialer som virker hovedsakelig som varmeisolatorer. Fortrinnsvis skal disse materialene ikke brenne når de anvendes, men de kan inneholde langsomtbrennende karbon o.l. materialer,

så vel som materialer som smelter når de brukes, slik som lavtemperaturtyper av glassfibre. Passende varmeisolatorer har en termisk ledningsevne i g-cal(sec) / (cm<2>) / (°C/cm) på

mindre enn omtrent 0,05, fortrinnsvis mindre enn ca. 0,02,

aller helst mindre enn ca. 0,005. Se Hackh^ s Chemical Dictionary 34 (4th ed., 1969) og Lange<r>s Handbook of Chemistry 10, 272-274 (llth ed., 1973) .

Det aerosolproduserende substratet og fremgangsmåte i den foreliggende oppfinnelsen er beskrevet i større detalj i de vedlagte tegningene og den detaljerte beskrivelse av oppfinnelsen som følger.

KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGEN

Figur 1 viser i lengderetningen én foretrukket røykeartik-kel som kan anvende det aerosolproduserende substratet i den foreliggende oppfinnelsen. Figur IA illustrerer fra den enden som antennes, en foretrukket konfigurasjon av passasjen i brenselselementet.

DETALJERT BESKRIVELSE AV DEN FORETRUKNE UTFØRELSEN

I ett-trinnsmetoden for å fremstille det aerosolproduserende substratet i den foreliggende oppfinnelsen lages en velling for trinnsvis ved å blande sammen en ikke-vandig, ikke-tobakksholdig aerosoldanner, som glyserin, propylenglykol, tri-etylenglykol eller blandinger av disse, med et tobakkssmaksmateriale som sprøytetørket tobakksekstrakt, findelt tobakk, tobakksekstrakt e.l.. Sprøytetørket tobakk foretrekkes. Blanding med høy skjærkraft foretrekkes, ved samtidig oppvarming for å redusere viskositeten av vellingen. En foretrukket maskin til å blande disse materialene er en Breddo Likwifier (Breddo Food Products, Kansas City, Kansas), modell LORWW, 30 hestekrefter, med tanksek-sjon med varmekappe. En tilstrekkelig mengde av et porøst ikke-tobakksholdig materiale, som karbon, aktivert karbon, aluminiumoksyd e.l. tilsettes til vellingen og blandes til vellingen er i det vesentlige absorbert i porene av bærematerialet, og det resulterende aerosol-produserende substratet flyter lett. Man foretrekker en blandemaskin med midlere skjærkraft og lav styrke for å oppnå jevn blanding av vellingen og bærematerialet med minst mulig nedbrytning av bærematerialet. En slik blander er Littleford-modellen FM-130-D (Littleford Brothers, Florence, Kentucky). Når fremstillingen av det aerosolproduserende substratet er ferdig, ser substratet vanligvis tørt ut på overflaten, og det aerosolproduserende substratet er i det vesentlige frittflytende.

Alternativt, og avhengig av viskositeten på hver enkelt velling, kan bærematerialet sprøytes sammen med vellingen i konvensjonelle sprøytesystemer. Likeledes kan andre fremgangsmåter kjent i teknikken anvendes for å tilsette vellingen til bærematerialet.

Avhengig av det ikke-vandige, ikke-tobakksholdige aerosoldannende materialet som anvendes, kan det være ønskelig å varme opp vellingen før og/eller under innblandingen i bærematerialet. Temperaturen kan være innenfor vide grenser avhengig av viskositeten på vellingen. F.eks., når vellingen består av en blanding av glyserin og sprøytetørket tobakksekstrakt, har man funnet at oppvarming av vellingen til en temperatur på omtrent 4 0°C har gjort det lettere å absorbere vellingen i bærematerialet. For høye temperaturer bør dog unngås for å forhindre termisk nedbrytning av komponentene i vellingen.

Som tidligere bemerket vil det foretrukne tobakkssmaksmaterialet for ett^trinnsmetoden være sprøytetørket tobakksekstrakt. Sprøytetørket tobakksekstrakt foretrekkes da det vanligvis er ønskelig å ha et aerosolproduserende substrat med et sluttinnhold av vann lavere enn omtrent 10 vekt-%, fortrinnsvis mindre enn ca.

5 vekt-% og aller helst mindre enn om lag 2 vekt-%.

I to-trinnsmetoden lages vellingen i et første trinn ved å blande tobakkssmaksmaterialet med vann eller en annen passende væske som alkohol. Denne fremgangsmåten er spesielt fordelaktig når man anvender sprøytetørket tobakksekstrakt, da sprøytetørket tobakksekstrakt er i det vesentlige løselig i vann, som til slutt resulterer i større absorpsjon i bærematerialet. Denne frem-gangsmtåen gjør det også lettere å tilsette vellingen til bærematerialet siden den vellingen som dannes er mindre viskøs eller klebrig.

Mengden av sprøytetørket tobakksekstrakt i forhold til vann kan variere meget, avhengig av typen av sprøytetørket tobakksekstrakt og det bærematerialet som anvendes for å absorbere vellingen. F.eks., til 25 g vann kan mengden sprøytetørket tobakksekstrakt variere fra 1,0 g til 16,0 g, fortrinnsvis fra 5,0 g til 12,0 g, og aller helst fra 7,0 g til 9,0 g. Det sprøytetørkede tobakksekstraktet bør blandes med vann slik at det dannes en jevn dispersjon, og at man unngår dannelsen av klumper. Røring kan utføres med en magnetrører eller annet passende utstyr.

Alternativt kan man bruke et vandig tobakksekstrakt istedenfor den sprøytetørkede/vann-vellingen og tilsette det direkte til bærematerialet, og således eliminere sprøytetørketrinnet, se nedenfor. En hvilken som helst av et antall vanlige blandemaski-ner kan anvendes for å blande vellingen med bærematerialet. En foretrukket blandemaskin er Patterson-Kelly Zig-Zag blanderen, modell CLS (Patterson-Kelly, Inc., East Stroudsburg, PA) hvor de hunde-benlignende armene er fjernet for å redusere nedbrytningen av bærematerialet. Konvensjonelle væske- og faststoff-målein-strumenter anvendes fortrinnsvis for å sikre levering av de ønskede mengder og forhold av komponentene.

Etter blandingen blir substratet/vellingen tørket på passende måte for å redusere fuktighetsinnholdet til mindre enn omtrent 10 vekt-%. Fortrinnsvis skal det endelige vanninnholdet være mindre enn omtrent 5 vekt-%, aller helst mindre enn omtrent 2 vekt-%. Tørking kan utføres i vanlige ovner, d.v.s. konvek-sjonsovner, ved temperaturer omkring 95°C eller i fluidiserte tørkere som f.eks. en MBD 400 tilgjengelig fra Fuji Paudal KK, Japan. Svært høye temperaturer, d.v.s. over omtrent 115°C i lengre tid, bør unngås, da nikotin og andre ønskelige tobakks-smakskomponenter kan drives av ved slike temperaturer.

I det andre trinnet tilsettes de ikke-tobakksholdige aerosoldannende stoffene og andre ønskede smaksstoffer eller andre tilsetningsstoffer til bærematerialet som inneholder det tørre tobakkssmaksmaterialet, og blandes om i en passende blandemaskin som Patterson-Kelly Zig-Zag-blanderen beskrevet ovenfor.

I en variant av to-trinnsmetoden blandes tobakks-smaksmate-rialet inn i bærematerialet i et første trinn ved å fordampe tobakkssmaksmaterialet og bringe dampen i kontakt med bærematerialet. Det dampformige tobakkssmaksmaterialet tillates derpå

å kondensere på bærematerialet, og det ikke-tobakksholdige aerosoldannende materialet tilsettes i et andre trinn som beskrevet ovenfor.

Den foretrukne tobakkssmakskomponenten i vellingen er sprøytetørket tobakksekstrakt. Andre tobakkssmaksmaterialer omfatter findelt tobakk, tobakksekstrakt omfattende vandige og/eller organiske ekstrakter, freonekstrakt av tobakk, frysetør-ket tobakksekstrakt o.l..

Det foretrukne ikke-vandige, ikke-tobakksholdige aerosoldannende materialet omfatter polyhydriske alkoholer, eller blandinger av polyhydriske alkoholer. Bedre egnede ikke-tobakksholdige aerosoldannere kan velges fra glyserin, trietylenglykol og propylenglykol.

Vektforholdet mellom tobakkssmaksmaterialet og det aerosoldannende materialet som fremstilles enten ved ett-trinns- eller to-trinnsmetoden, kan variere meget, avhengig av den tobakkssmak som ønskes. Vanligvis er vektforholdet mellom tobakkssmaksmateriale og aerosoldannende materiale i området mellom omtrent 1:100 og 3:1, fortrinnsvis mellom om lag 1:30 og 2:1, aller helst mellom ca. 1:4 og 1:1.

Ett foretrukket bæremateriale er et aluminiumoksyd med høyt overflateareal, som f.eks. et produkt fra W. R. Grace & Co., betegnet som SMR-14-1896, med et overflateareal på omtrent 280 m<2>/g. Dette aluminiumoksyd (-14 til +20 mesh) er behandlet for å gjøre det skikket for bruk i det aerosolproduserende substratet i den foreliggende oppfinnelsen ved sintring i omtrent én time ved høy temperatur, f.eks. høyere enn 1000°C, fortrinnsvis fra omtrent 1400°C til 1550°C, etterfulgt av passende vasking og tørking. Fortrinnsvis er overflatearealet på det behandlede aluminiumoksyd mindre enn omtrent 50 m<2>/g og medianporediameteren (volum) er større enn omtrent 0,1 mikron.

Når det ovenfor behandlede aluminiumoksyd anvendes som bærematerialet, inneholder det aerosolproduserende substratet i

foreliggende oppfinnelse fremstilt enten ved ett-trinns- eller to-trinnsmetoden, vanligvis omtrent 20 til 90 vekt-% aluminiumoksyd, om lag 5 til 50 vekt-% ikke-vandig, ikke-tobakksholdig aerosoldannende materiale og omtrent 0,1 til 20 vekt-% tobakkssmaksmateriale. Fortrinnsvis inneholder det aerosolproduserende substratet om lag 50 til 75 vekt-% aluminiumoksyd, omtrent 10 til 30 vekt-% ikke-vandig, ikke-tobakksholdig aerosoldannende materiale og om lag 0,5 til 15 vekt-% tobakkssmaksmateriale. Aller helst inneholder det aerosolproduserende substratet om lag 65 til 70 vekt-% aluminiumoksyd, omtrent 15 til 25 vekt-% ikke-vandig, ikke-tobakksholdig aerosoldannende materiale og omtrent

7 til 10 vekt-% tobakkssmakende materiale.

Andre foretrukne bærematerialer omfatter karbonmaterialer som f.eks. PG-60 fra Union Carbide og aktiverte karbontyper slik som APC fra Calgon Corporation. Slike aktiverte karbonmaterialer blir fortrinnsvis behandlet for å gjøre dem egnet til anvendelse i det aerosolproduserende substratet i den foreliggende oppfinnelse ved oppvarming av materialet i ikke-oksyderende atmosfære i omtrent én time ved høy temperatur, f.eks. høyere enn 1000°C, fortrinnsvis høyere enn 1800°C, og aller helst ved omtrent 2500°C, etterfulgt av passende vasking og tørking. Fortrinnsvis er overflatearealet på det behandlede aktiverte karbon mindre enn omtrent 200m<2>/g.

Når det ovenfor behandlede karbon anvendes som bærematerialet, inneholder det aerosolproduserende substratet i foreliggende oppfinnelse fremstilt enten ved ett-trinns- eller to-trinnsmetoden, vanligvis omtrent 15 til 75 vekt-% karbon, omtrent 5 til 45 vekt-% ikke vandig, ikke-tobakksholdig aerosoldannende materiale og omtrent 0,1 til 15 vekt-% tobakkssmaksmateriale. Fortrinnsvis inneholder det aerosolproduserende substratet omtrent 40 til 65 vekt-% karbon, om lag 7,5 til 25 vekt-% ikke-vandig, ikke-tobakksholdig aerosoldannende materiale og omtrent 0,4 til 13 vekt-% tobakkssmaksmateriale. Aller helst inneholder det aerosolproduserende substratet omtrent 55 til 60 vekt-% karbon, om lag 10 til 20 vekt-% ikke-vandig, ikke-tobakksholdig aerosoldannende materiale og omtrent 6 til 8,5 vekt-% tobakkssmaksmateriale.

Det aerosolproduserende substratet kan også i tillegg inneholde ett eller flere flyktige smaksmidler, som f.eks. mentol, vanillin, kunstig kaffe, tobakksekstrakter, nikotin, koffein, brennevin, og andre stoffer for å gi smak til aerosolen. Man kan også ta med andre ønskelige flyktige faste eller flytende stoffer. Slike alternative midler kan også eller alternativt tilsettes separat til den aerosolgenererende innretningen eller plasseres mellom den aerosolgenererende innretningen og munnstykket, slik som i et separat substrat eller kammer, eller dekket innenfor passasjen som leder til munnstykket, eller i en alterna-tiv tobakksporsjon som kan anvendes nedstrøms fra brenselselementet.

På tilsvarende måte kan man inkludere i det aerosoldannende substratet forskjellige syrer eller salter av disse, f.eks. i vellingen, for å jevne ut smaken og de fysiologiske effektene av aerosolen. Slike materialer omfatter levulinsyre, koffeinsyre, klorogensyre, benzosyre, maleinsyre, melkesyre, maursyre, glukosepentaacetat, natriumoktaacetat o.l.. Mengden av slikt materiale i vekt prosent av det behandlede substratet kan variere stort sett mellom 0,5 og 3,0%, fortrinnsvis mellom 0,5 og 1,5%, og aller helst om lag 0,8%. Det er f.eks. funnet at tilsetning av omtrent 1,5% levulinsyre (inklusive vekten av substratet) gir en pH i røyken omtrent tilsvarende vanlig sigarettrøyk.

Det aerosolproduserende substratet i foreliggende oppfinnelse kan med fordel belegges med en substans som grafitt, etylcellulose, tobakkvoks o.l.. Slike belegg reduserer ytter ligere migreringen av aerosoldannere, nikotin, smaksstoffer o.l. fra det aerosolproduserende substratet til brenselskilden. Dessuten vil slike belegg redusere opptaket av fuktighet og kan befordre varmeutvekslingen som mellom de enkelte partikler i substratet, spesielt når det behandlede substratet er belagt med substanser som grafitt. Slike belegg kan påføres ved vanlige metoder avhengig av det spesielle belegg som skal påføres.

Foretrukne sigarettlignende røykeartikler som kan anvende det modifiserte substratet i foreliggende oppfinnelse er beskrevet i de følgende patentsøknader:

Beskrivelsene i disse er herved tatt inn ved henvisning.

En slik foretrukket røykeartikkel av sigarettypen er fremsatt i figur 1 som er vedlagt denne spesifikasjonen. I fig. 1 er det vist en røykeartikkel av sigarettypen som har et lite karbonholdig brenselselement 10 med flere passasjer 11 gjennom dette, fortrinnsvis omtrent tretten arrangert som vist i figur IA. Dette brenselselementet er laget av en ekstrudert blanding av karbon (fortrinnsvis fra karbonisert papir), natriumkarboksy-metylcellulose (NKMC) bindemiddel. K2C03, og vann, som beskrevet i de ovenfor refererte patentsøknader.

Omkretsen 8 av brenselselementet 10 er omgitt av en myk kappe av isolerende fibre 16, som f.eks. glassfibre.

Overlappende en del av munnstykket av brenselselementet 10 er en metallkapsel 12 som inneholder et substratmateriale 14 som i det minste delvis inneholder det aerosolproduserende substratet i den foreliggende oppfinnelse, enten i partikkelform eller alternativt i form av en stang.

Kapselen 12 er omgitt av en kappe av tobakk 18. Ved munnstykkeenden av kapselen i senter av det krympede røret er det to slisselignende passasjer 20.

Ved munnstykkeenden av tobakkskappen 18 er det en munnstykkedel 22 omfattende en ringformet del av celluloseacetat 24 og et segment av sammenrullet, non-woven polypropylen foring 2 6 som aerosolen passerer igjennom til brukeren. Artikkelen, eller deler av den, er innpakket med ett eller flere lag av sigarettpapir 30 - 36.

Etter tenning av den forannevnte utførelse vil brenselselementet brenne og generere den varmen som trengs til å fordampe tobakkssmaksmaterialet og eventuelle andre aerosoldannende materialer eller substanser i den aerosolgenererende innretning. Fordi det foretrukne brenselselementet er relativt kort, er den varme brennende ildkonusen alltid meget nær til den aerosolgenererende innretningen, som maksimerer varmeoverføringen til den aerosolgenererende innretningen og den resulterende aerosolpro-duksjonen, spesielt når man anvender den foretrukne varmeledende delen.

P.g.a. den lille størrelse og å brenne karakteristikken til brenselselementet, begynner brenselselementet vanligvis å brenne over praktisk talt hele den eksponerte lengden i løpet av et par drag. Den delen av brenselselementet som ligger nærmest til aerosolgeneratoren blir derfor meget snart varm, hvilket betydelig øker varmeoverføringen til aerosolgeneratoren, særlig under de tidlige og midlere dragene. Fordi det foretrukne brenselselementet er så kort, er det aldri en lang seksjon med ikke-brennende brensel som kan virke som varmelager, hvilket var vanlig i noen tidligere varmebaserte aerosolartikler.

Fordi tobakkssmaksmaterialet og eventuelle tilleggsaerosol-dannende materialer er fysisk adskilt fra brenselselementet, blir de utsatt for betydelig lavere temperaturer enn de som genereres av det brennende brenselet, og derved gjøres muligheten for termisk nedbrytning så liten som mulig.

I foretrukne utførelser virker det korte karbonbaserte brenselselementet, den varmeledende delen og den isolerende innretningen sammen med aerosolgeneratoren til et system som er i stand til å produsere betydelige mengder aerosol, i praktisk talt hvert enkelt drag. Den betydelige nærhet av brenselskonusen til aerosolgeneratoren etter et par drag, sammen med den isolerende innretningen, resulterer i stor varmeavgivelse både under dragene og under den relativt lange hvileperioden mellom dragene.

Vanligvis har det brennbare brenselselementet som kan anvendes i foretrukne utførelser, en diameter ikke større enn en vanlig sigarett (d.v.s. mindre enn eller lik 8 mm), og er vanligvis mindre enn omtrent 30 mm langt. Med fordel har brenselselementet en lengde på omtrent 15 mm eller mindre, fortrinnsvis omtrent 10 mm eller kortere. Med fordel er diameteren på brenselselementet mellom ca. 2 og 8 mm, fortrinnsvis omtrent 4 til 6 mm. Tettheten på de brenselselementene som anvendes her kan variere fra omtrent 0,7 g/cm<3>til omtrent 1,5 g/cm<3>. Fortrinnsvis er tettheten større enn omtrent 0,85

<g>/cm3.

Karbon er det foretrukne materialet som anvendes for å lage brenselselementene. Karboninnholdet i disse brenselselementene er fortrinnsvis minst 60 til 70%, aller helst omtrent 80% eller mer, etter vekt. Brenselselementer med høyt karboninnhold foretrekkes fordi de gir minimal pyrolyse og ufullstendige forbrenningsprodukter, lite eller ingen synlig sidestrømsrøyk,

og minimal askemengde, og har stor varmekapasitet. Brenselselementer med lavere karboninnhold, f.eks. om lag 50 til 60 vekt-%, kan dog anvendes, spesielt hvor en mindre mengde tobakk, tobakksekstrakt, eller et ikke-brennende inert fyllstoff anvendes.

Den aerosolgenererende innretningen som omfatter det aerosolproduserende substratet i den foreliggende oppfinnelsen er fortrinnsvis adskilt ikke mer enn 15 mm fra den enden av brenselselementet som antennes. Den aerosolgenererende innretningen kan variere i lengde fra omtrent 2 mm til omtrent 60 mm, fortrinnsvis fra om lag 5 mm til 40 mm, og aller helst fra ca. 20 mm til 3 5 mm. Diameteren på den aerosolgenererende innretningen kan variere fra ca. 2 mm til ca. 8 mm, fortrinnsvis fra omtrent 3 til 6 mm.

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

Som vist i den beskrevne utførelse kontakter eller overlap-per den varmeledende delen fortrinnsvis den bakre delen av brenselselementet, og kan utgjøre beholderen eller kapselen som omslutter det aerosolproduserende substratet i foreliggende oppfinnelse. Fortrinnsvis rekker den varmeledende delen over ikke mer enn ca. halvparten av brenselselementets lengde. Helst skal den varmeledende delen overlappe eller på annen måte kontakte ikke mer enn omtrent de bakre 5 mm, fortrinnsvis 2-3 mm av brenselselementet. Foretrukne deler av denne typen som er trukket tilbake, innvirker ikke på tenningen eller brennekarakte-ristikkene til brenselselementet. Slike deler hjelper til å slukke brenselselementet når det er forbrukt opp til kontaktpunk-tet med den ledende delen, ved å virke som varmelager. Disse delene stikker heller ikke frem fra antennelsesenden av artikkelen, selv etter at brenselselementet er brukt opp.

De isolerende delene som anvendes i de foretrukne røykear-tiklene, blir fortrinnsvis formet til en myk kappe av ett eller flere lag av et isolerende materiale. Med fordel er denne kappen minst omtrent 0,5 mm tykk, fortrinnsvis minst om lag 1 mm tykk. Fortrinnsvis strekker kappen seg over mer enn omtrent halve, hvis ikke hele lengden av brenselselementet. Helst rekker den også over praktisk hele den ytre omkretsen av brenselselementet og kapselen for den aerosolgenererende innretningen. Som vist i utførelsen i figur 1 kan forskjellige materialer anvendes for å isolere disse to komponentene i artikkelen.

De isolasjonsmaterialene som nå foretrekkes, spesielt for brenselselementet, er keramiske fibre, slik som glassfibre. Foretrukne glassfibre er eksperimentelle materialer laget av Owens - Corning i Toledo, Ohio under betegnelsene 6432 og 6437, som har mykningspunkter på omtrent 650°C. Andre passende isolasjonsmaterialer, fortrinnsvis ikke-brennbare uorganiske materialer, kan også anvendes.

I de mest foretrukne utførelsene vil brenselet og den aerosolgenererende innretningen være forbundet med en munnstykkedel, skjønt en munnstykkedel kan fremskaffes separat, f.eks. i form av en sigarettholder som brukes sammen med brensel/aerosol genererende patroner som kastes etter bruk. Munnstykkedelen leder de fordampede aerosoldannende stoffene inn i brukerens munn. P.g.a. lengden, omtrent 35 til 50 mm, holder den også varmen fra ildsonen vekk fra brukerens munn og fingre, og kjøler ned den varme aerosolen en del før den rekker frem til brukeren.

Passende munnstykkedeler må være upåvirkelige av de aerosoldannende stoffene, må gi minst mulig aerosoltap ved kondensasjon eller filtrering, og må være i stand til å stå imot temperaturen ved overgangen til de andre delene av artikkelen. Foretrukne munnstykkedeler omfatter foringskombinasjonen av celluloseacetat - polypropylen i figur 1, og munnstykkedelene beskrevet i Sensabaugh et al., European patent publikasjon nr. 174.645.

Den totale lengden av artikkelen eller en hvilken som helst del av den, kan være innpakket i sigarettpapir. Foretrukne papirtyper i brenselselementenden må ikke gi åpen flamme mens brenselselementet brenner. I tillegg må papiret ha kontroller-bare smuldreegenskaper og må gi en grå, sigarettlignende aske.

I de utførelsene som anvender en isolerende kappe hvor papiret brenner vekk fra det omviklete brenselselementet, oppnår man maksimal varmeoverføring fordi luftstrømmen til brenselselementet ikke er begrenset. Man kan dog anvende papirtyper som forblir helt eller delvis intakt når de utsettes for varme fra det brennende brenselselementet. Slike papirtyper gir anledning til å begrense luftstørmmen til det brennende brenselselementet, og derved å kontrollere temperaturen som brenselselementet brenner ved, og den påfølgende varmeoverføring til det aerosolgenererende utstyret.

For å redusere brennehastigheten og temperaturen i brenselselementet, og derved opprettholde et lavt CO/C02-forhold, kan man anvende som omviklingslag et ikke-porøst papir eller papir med null-porøsitet som er behandlet slik at det blir svakt porøst, f.eks. ikkebrennbart glimmerpapir med et flertall av hull. Et slikt papir kontrollerer varmeavgivelsen, spesielt i de midlere dragene (d.v.s. 4 - 6).

For å maksimere leveringen av aerosol, som ellers kunne bli fortynnet ved radiell (d.v.s. fra utsiden) infiltrering av luft gjennom artikkelen, kan man anvende et ikke-porøst papir fra den aerosolgenererende innretningen til munnstykkeenden.

Papirtyper som disse er kjent i sigarett- og/eller papirtek-nikken, og blandinger av slike papirtyper kan anvendes for forskjellige funksjonelle effekter. Foretrukne papirtyper som anvendes i artiklene i den foreliggende oppfinnelsen omfatter RJR Archer's 8-0560-36 Tipping med "Lip Release" papir, Ecusta's 646 Plug Wrap og ECUSTA 01788 fremstilt av Ecusta i Pisgah Forest, NC og papirtypene Kimberly-Clarks P868-16-2 og P878-63-5.

Aerosolen som produseres av de foretrukne artiklene i foreliggende oppfinnelse er kjemisk enkle, og består hovedsakelig av luft, oksyder av karbon, aerosoldanner omfattende et hvilket som helst ønsket smaksstoff eller andre ønskede flyktige stoffer, vann og spormengder av andre stoffer. Den WTPM som produseres av de foretrukne artiklene i denne oppfinnelsen har ingen mutagen aktivitet målt ved Ames-testen, d.v.s. at det er intet signifikant doseresponsforhold mellom den WTPM som produseres av foretrukne artikler i foreliggende oppfinnelse og det antall revertanter som forekommer i de standard test mikroorganismer som utsettes for slike produkter. Ifølge forslagsstillere bak Ames-testen indikerer en signifikant doseavhengig respons nærværet av mutagene stoffer i de produktene som er testet. Se Ames et al., Mut. Res.. 31: 347 - 364 (1975); Nagao et al., Mut. Res., 42: 335

(1977) .

En videre fordel ved de foretrukne utførelser av foreliggende oppfinnelse er den relative mangel på aske som produseres under anvendelsen, sammenlignet med aske fra en vanlig sigarett. Etter som det foretrukne karbonbrenselselementet brennes opp omdannes det i det vesentlige til oksyder av karbon med relativt liten askedannelse, og det er derfor intet behov for å bli kvitt asken når man bruker artikkelen.

Anvendelsen av substratmaterialet i foreliggende oppfinnelse i sigarettlignende røykeartikler vil bli ytterligere illustrert med henvisning til de følgende eksemplene som vil hjelpe til å forstå den foreliggende oppfinnelsen, men som ikke skal forstås som en begrensning av denne. Alle prosentsatser som er nevnt her, er vekt-% dersom intet annet er spesifisert. Alle temperaturer er uttrykt i °C og er ukorrigerte.

EKSEMPEL I

En røykeartikkel av den typen som er illustrert i figur 1 ble laget på følgende måte.

A. Fremstilling av brenselkilden

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

Karbonet ble fremstilt ved å karbonisere en ikke-talkholdig kvaltiet av Grand Prairie Canadian Kraft hardvedpapir under en nitrogenatmosfære, ved en temperatur som økte trinnvis med omtrent 10°C pr. time til en sluttemepratur på 750°C.

Etter kjøling under nitrogen til mindre enn ca. 35°C ble karbonet nedmalt til en partikkelstørrelse på minus 200 mesh. Det pulverformede karbonet ble derpå oppvarmet til en temperatur på opptil om lag 850°C for å fjerne flyktige bestanddeler.

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

Dette fine pulveret ble blandet sammen med Hercules 7HF SCMC bindemiddel (9 deler karbon : 1 del bindemiddel), 1 vekt-% K2C03og tilstrekkelig vann til å danne en stiv, deiglignende pasta.

Brenselselementer ble ekstrudert fra denne pasta med syv store sentrale hull, hvert om lag 0,53 mm i diameter og seks perifere hull hvert om lag 0,25 mm diameter. Vevtykkelsen eller avstanden mellom de indre hullene var omtrent 0,20 mm og den gjennomsnittlige ytre vevtykkelsen (avstanden mellom omkretsen og hullet) var 0,48 mm som vist i figur IA.

Disse brenselselementene ble så stekt i nitrogenatmosfære ved 900°C i tre timer etter utformingen.

B. Sprøytetørket ekstrakt

Tobakk (Burley, Flue Cured, tyrkisk etc.) ble malt til et middels støv og ekstrahert med vann i en rustfri ståltank ved en konsentrasjon på fra om lag 0,12 til 0,18 kg tobakk pr. liter vann. Ekstraksjonen ble utført ved omgivende temperatur med mekanisk røring i fra om lag 1 time til om lag 3 timer. Blandin gen ble sentrifugert for å fjerne suspenderte faste stoffer og det vandige ekstraktet ble sprøytetørket ved å pumpe kontinuerlig den vandige løsningen til en vanlig sprøytetørker, slik som en Anhydro Size nr. 1, ved en innløpstemperatur på fra om lag 215° - 2 3 0°C og samle opp det tørkede pulvermaterialet ved ultøpet av tørkeren. Utløpstemperaturen varierte fra omtrent 82° - 90°C.

C. Fremstilling av sintret aluminiumoksyd

Aluminiumoksyd med høyt overflateareal (overflateareal på omtrent 280 m<2>/g) fra W.R. Grace & Co. (betegnet SMR-14-1896) med en partikkelstørrelse på fra -8 til +14 mesh (U.S.) ble sintret ved en neddykningstemperatur på om lag 1400°C til 1550°C for omtrent én time og nedkjølt. Overflatearealet av det modifiserte aluminiumoksyd var om lag 4,0 m<2>/g. Dette aluminiumoksyd ble vasket med vann og tørket. I et første trinn ble en vandig løsning inneholdende 107 mg sprøytetørket røykpreservert tobakksekstrakt blandet med det sintrede aluminiumoksyd (640 mg), og deretter tørket til et fuktighetsinnhold på ca. 1 vekt-%. I et andre trinn ble dette materialet blandet med 233 mg glyserin og 17 mg av en luktkomponent fra Firmenich, Geneve, Sveits, under betegnelsen T69-22 inntil det var i det vesentlige absorbert i det tobakksaromaholdige aluminiumoksyd for å frembringe det aerosolproduserende substratet i den foreliggende oppfinnelse.

D. Sammensetning

Den kapselen som ble anvendt til å konstruere røykeartik-kelen i figur 1, ble fremstilt av dyptrukket aluminium. Kapselen hadde en gjennomsnittlig veggtykkelse på om lag 0,01 mm, og var ca. 3 0 mm lang, med en ytre diameter på omtrent 4,5 mm. Den bakre delen av beholderen var lukket med unntak av to slisselignende åpninger (hver omtrent 0,65 x 3,45 mm, med en avstand på ca. 1,14 mm) for å tillate passasje av aerosoldanneren til brukeren. Om lag 325 mg av det aerosolproduserende substratet beskrevet ovenfor ble fylt i kapselen. Et brenselelement fremstilt som ovenfor ble stukket inn i den åpne enden av den fylte kapselen til en dybde på omtrent 3 mm.

E. Isolerende kappe

Brenselelementet - kapselkombinasjonen ble omviklet i brenselelementenden med en 10 mm lang glassfiberkappe av Owens-Corning 6437 (med et mykningspunkt på om lag 650°C) med 3 vekt-% pektinbindemiddel, til en diameter på omtrent 7,5 mm. Glassfiberkappen ble derpå omviklet med Kimberly Clark P878-63-5 papir.

F. Tobakkskappe

En 7,5 mm diameter tobakksstav (28 mm lang) med en 646 pluggomvikling (f.eks. fra en ikke-filtersigarett) ble modifisert ved å stikke inn en pinne for å få en langsgående passasje på omtrent 4,5 mm diameter i tobakken.

G. Sammensetning

Den omviklede brenselelement - kapselkombinasjonen ble puttet inn i passasjen i tobakksstaven inntil glassfiberkappen buttet imot tobakken. Glassfiber- og tobakkseksjonene ble sammenføyet med Kimberly Clark's P850-208 papir (en prosess-skalaversjon av deres P878-16-2 papir).

Et munnstykke av typen illustrert i figur 1 ble konstruert ved å kombinere to seksjoner; (1) en hul sylinder av cellulose-acetet (10 mm lang/7,5 mm ytre diameter/4,5 mm indre diameter) omviklet med 646 pluggomvikling; og (2) en seksjon av non-woven polypropylenforing, rullet til en 30 mm lang, 7,5 mm diameter sylinder omviklet med Kimberly-Clark<7>s P850-186-2 papir; med en sammenbindende omvikling av Kimberly-Clark's P850-186-2 papir.

Den kombinerte munnstykkeseksjonen ble føyet sammen med den omviklete brenselelement - kapselseksjonen med en sluttomvikling av RJR Archer Inc. 8-0560-36 tipping med leppeslippepapir.

H. Analyse

Analyse av aluminiumoksyd-type aerosolproduserende substrat fremstilt ifølge foregående to-trinnsmetode ble utført for å bestemme jevnheten av glyserin-aerosoldanneren, vann og sprøyte-tørket tobakksekstrakt målt etter nikotininnholdet. Resultatene av nitten prøver viste at innholdet av glyserin, vann og sprøyte-tørket tobakksekstrakt i prøvene var i det vesentlige jevnt. Det gjennomsnittlige glyserininnholdet var 22,56 vekt-%. Det gjennomsnittlige vanninnholdet var 0,63 vekt-%. Det gjennomsnittlige innholdet av sprøytetørket tobakksekstrakt målt etter nikotininnholdet var 0,72 vekt-%.

Røykeartikler fremstilt slik ga en aerosollignende tobakks-røyk uten noen uønsket avvikende smak p.g.a. sviing eller termisk spaltning av det aerosoldannende materialet.

EKSEMPEL II

En røykeartikkel som ligner røykeartikkelen beskrevet i eksempel I ble fremstilt på følgende måte.

A. Fremstilling av brenselskilden

En ekstrudert karbonbrenselstav ble fremstilt som beskrevet i avsnitt A i eksempel I. Den tørre ekstruderte staven ble kuttet i 10 mm lengder og tre sentralt plasserte 0,5 mm hull ble boret gjennom stavens lengde.

B. Sammensetning

De metalliske beholdere for substratet var 30 mm lange aluminiumrør med en diameter på om lag 4,5 mm. En ende av hvert av disse rørene ble klemt sammen for å gi en ende med et lite hull. Omtrent 200 mg av det aerosolproduserende substratet ble fylt i hver av beholderene. Substratet var fremstilt ifølge ett-trinnsmetoden som følger. Glyserin (8,0 g) ble blandet med 4 g sprøytetørket tobakksekstrakt fremstilt som beskrevet i eksempel I til en velling. Pg-60 granulert karbon (12 g) ble tilsatt til vellingen som derpå ble omrørt til det aerosolproduserende substratet kjentes tørt ved berøring. Denne blandingen ga et substrat med 17 vekt-% tobakk eller tobakksekstrakt. Etter at de metalliske beholderene var fylt, ble hver av dem føyet sammen med en brenselsstav ved å stikke ca. 2 mm av brensels-staven inn i beholderens åpne ende. Hver av disse enhetene ble så føyet sammen med et 3 5 mm langt polypropylenrør med 4,5 mm indre diameter ved å føre én ende av røret inn over den sammenklemte enden av beholderen.

Hver av disse kjerneenhetene ble plassert på et ark Manniglas 1200 forbehandlet ved omtrent 600°C i opp til omtrent 15 min. i luft for å fjerne bindemiddel, og rullet inntil artikkelen var omtrent like tykk som en sigarett. En ekstra dobbelt omvikling av Manniglas 1000 ble påført utenpå omviklingen av Manniglas 1200. Kappen av keramisk fiber ble kuttet vekk fra 10 mm av munnstykkeenden av polypropylenrøret slik at et 10 mm langt ringformet segment av celluloseacetatfiltermateriale kunne plasseres over polypropylenrøret. Munnstykkeenden av dette segmentet ble godt dekket med vanlig lim for å hindre luften i å trenge gjennom filtermaterialet. En vanlig celluloseacetatfil-terplugg på 10 mm lengde ble buttet mot limet. Hele enheten ble så omviklet med ECUSTA 01788 perforert sigarettpapir, og en vanlig "tipp" ble satt på munnenden.

EKSEMPEL III

Røykeartikler ble fremstilt som i eksempel II med ett-trinnsmetoden, unntatt at substratmaterialet som ble anvendt i den aerosolgenererende innretningen var et spesielt behandlet aluminiumoksyd, fremstilt som følger: Sintrin<q>- Aluminiumoksyd med høy overflate fra W. R. Grace & Co. (overflateareal = 280m<2>/g), med en partikkelstørrelse på fra -8 til +14 mesh (U.S.) ble behandlet for anvendelse i artiklene i denne oppfinnelsen ved sintring ved høy temperatur som følger. Aluminiumoksyd ble raskt oppvarmet til en neddykket temperatur over omtrent 1400°C, fortrinnsvis fra omtrent 1400°C til 1550°C, holdt ved den neddykkede temperatur for om lag én time, etterfulgt av rask nedkjøling, vasking og tørking.

Fylling - Glyserin (4,0 g) ble blandet med 2,5 g sprøytetør-ket tobakksekstrakt (røykpreservert). Tørket, sintret aluminiumoksyd (15,0 g) ble tilsatt til vellingen og omrørt inntil aluminiumoksydet kjentes tørt ved berøring. Omtrent 3 50 mg av et slikt behandlet substrat ble fylt i den metalliske kapselen.

Analyse - En analyse av aluminiumoksydsubstrat blandet med sprøytetørket tobakksekstrakt og glyserin ifølge ett-trinnsmetoden ble utført for å bestemme innholdet av sprøytetørket tobakks-ekstarkt målt etter nikotin- og glyserininnholdet. Basert på ti repeterte analyser var det gjennomsnittlige glyserininnholdet 18,24 vekt-%. Det gjennomsnittlige innholdet av sprøytetørket tobakksekstrakt målt etter nikotininnholdet var 1,01 vekt-%. For sammenligning ble utført en instrumentell presisjonstudie før analysen (kromatografisk) av disse prøvene. Instrumentpresi-sjonen var 0,2% RSD og 2,2% RSD for hhv. nikotin og glyserin. Prøvene ble fremstilt ved utmattende (d.v.s. 4 timer rysting,

68 timer ro) isopropanolekstraksjon.

EKSEMPEL IV

En røykeartikkel ble fremstilt hovedsakelig som i

eksempel I, unntatt at et fast 10 mm langt segment (120 mg) av aluminiumoksyd i form av en stav ble anvendt istedenfor det granulære aluminiumoksyd. Staven ble fremstilt som følger: et aluminiumoksydhydratbindemiddel (Catapal SB. Vista Chemical Co., Houston, Texas) ble blandet med aluminiumoksyd fra Alcan Chemical Products, Cleveland, Ohio (betegnet C-71-UNG) i forholdet

60:40. Blandingen ble utført i en valsemølle i 4 timer. Peptisering av aluminiumoksyd ble oppnådd ved behandling med eddiksyre. Aluminiumoksydhydratet og aluminiumoksydsubstratet ble blandet med vandig 5% eddiksyre til et fuktighetsinnhold på 31%. Blandingen ble holdt i 4 timer ved romtemperatur i en lufttett beholder. Blandingen ble ekstrudert i tynne tråder med forskjellige diametere i en stempelekstruder med en Forney kompresjonstester. Det ekstruderte materialet ble tørket ved romtemperatur og oppvarmet ved en kammertemperatur på 500°C i 3 timer. Oppvarmingen ble utført i mindre enn 2,5 cm lagtykkelse. Materialet sintret ved 500°C ble videre modifisert ved sintring ved 1300°C i 1 time for å omdanne aluminiumoksydet fra gamma- til alfaformen. Staven ble så behandlet i samsvar med to-trinnsmetoden. Den behandlede staven inneholdt 19,4 mg sprøytetørket tobakk tørket til omtrent 4% fuktighetsinnhold og 46 mg glsyerin (tilsatt i det andre trinnet).

EKSEMPEL V

Foretrukne sigarett-lignende røykeartikler av typen beskrevet i figur 1, og som anvender det aerosolproduserende substratet i foreliggende oppfinnelse ble fremstilt hovedsakelig som beskrevet i eksempel I: Bærematerialet for den aerosolgenererende innretningen var et aluminiumoksyd med høyt overflateareal (overflateareal =

280 m<2>/g), med en partikkelstørrelse på fra -14, +20 mesh

(U.S.). Før anvendelse ble dette aluminiumoksyd sintret i omtrent 1 time ved en temperatur på om lag 1400° til 1550°C. Etter nedkjøling ble dette aluminiumoksyd vasket med vann og tørket.

Dette sintrede aluminiumoksyd ble blandet i en to-trinns-prosess med ingrediensene i tabell I i de viste forhold:

Det sprøytetørkede ekstraktet er den tørre pulverresten som blir igjen etter fordampningen av en vandig tobakksekstraktløs-ning. Den inneholder vannløselige tobakkskomponenter. Aroma-blandingen er en blanding av aromaforbindelser som simulerer smaken av sigarettrøyk. Ett slikt stoff som er anvendt her ble levert av Firmenich i Geneve, Sveits under betegnelsen T69-22.

I det første trinnet ble det sprøytetørkede tobakksekstratet blandet med tilstrekkelig vann til å danne en velling. Denne vellingen ble så tilsatt til aluminiumoksydbæreren som er beskrevet ovenfor ved innblanding inntil vellingen var jevnt absorbert av aluminiumoksydet. Det behandlede aluminiumoksyd ble derpå tørket for å redusere fuktighetsinnholdet til omtrent 1 vekt-%. I det andre trinnet ble dette behandlede aluminiumoksyd blandet med en kombinasjon av de andre listede ingre-diensene inntil væsken var fullstendig absorbert i aluminium-oksydbærematerialet. Kapselen ble fylt med omtrent 325 mg av dette substratmaterialet.

Claims (39)

1. Aerosolproduserende substrat for anvendelse i en røykeartikkel, karakterisert ved at det inneholder et porøst aluminiumoksydmateriale som har i det vesentlige absorbert i sine porer et tobakkaromastoff og et ikke-vandig, ikke-tobakksaerosoldannende materiale.

2. Aerosolproduserende substrat ifølge krav 1, karakterisert ved at bæreren består av materialet i partikkelform.

3. Aerosolproduserende substrat ifølge krav 2, karakterisert ved at substratet er tørt og frittflytende.

4. Aerosolproduserende substrat ifølge krav 1, karakterisert ved at vektforholdet av tobakk-aromastoff til ikke-tobakksaerosoldannende materiale er i området mellom omtrent 1:100 og omtrent 3:1.

5. Aerosolproduserende substrat ifølge krav 4, karakterisert ved at vektforholdet av tobakk-aromastoffet til ikke-tobakksaerosoldannende materiale er i området mellom omtrent 1:30 og omtrent 2:1.

6. Aerosolproduserende substrat ifølge krav 4, karakterisert ved at vektforholdet av tobakk-aromastoffet til ikke-tobakksaerosoldannende materiale er i området mellom omtrent 1:4 og omtrent 1:1.

7. Aerosolproduserende substrat ifølge krav 1, 2, 3, 4, 5 eller 6, karakterisert ved at tobakkaromastoffet utvelges fra gruppen av findelt tobakk, tobakksekstrakt, sprøyte-tørket tobakksekstrakt og blandinger av disse.

8. Aerosolproduserende substrat ifølge krav 1, 2, 3, 4, 5 eller 6, karakterisert ved at nevnte ikke-tobakksaerosoldannende materiale er valgt fra gruppen av glyserol, trietylenglykol, propylenglykol eller blandinger av disse.

9. Aerosolproduserende substrat ifølge krav 1, 2, 3, 4, 5 eller 6, karakterisert ved at det aluminiumoksyd som anvendes er sintret aluminiumoksyd.

10. Aerosolproduserende substrat ifølge krav 9, karakterisert ved at overflatearealet av aluminiumoksyd er mindre enn en 50 m <2> /g og mildere porediameter større enn ca. 0,1 mikron.

11. Aerosolproduserende substrat ifølge krav 10, karakterisert ved at det aerosolproduserende substratet inneholder omtrent 20 til 90 vekt-% aluminiumoksyd, ca. 5 til 50 vekt-% ikke-tobakksaerosoldannende materiale og ca. 0,1 til 20 vekt-% tobakk-aromastoff.

12. Aerosolproduserende substrat ifølge krav 10, karakterisert ved at det aerosolproduserende substratet inneholder omtrent 50 til 75 vekt-% aluminiumoksyd, ca. 10 til 30 vekt-% ikke-tobakksaerosoldannende materiale og ca. 0,5 til 15 vekt-% tobakk-aromastoff.

13. Aerosolproduserende substrat ifølge krav 10, karakterisert ved at det aerosolproduserende substratet inneholder ca. 65 til 70 vekt-% aluminiumoksyd, ca. 15 til 25 vekt-% ikke-tobakksaerosoldannende materiale og ca. 7 til 10 vekt-% tobakk-aromastoff.

14. Aerosolproduserende substrat for anvendelse i en røykeartikkel, karakterisert ved at nevnte aerosolproduserende substrat inneholder en porøs karbonbærer som har i det vesentlige absorbert i sine prorer et tobakk-aromastoff og et ikke-vandig, ikke-tobakksaerosoldannende materiale.

15. Aerosolproduserende substrat ifølge krav 14, karakterisert ved at bæreren inneholder materialet i partikkelform.

16. Aerosolproduserende substrat ifølge krav 14, karakterisert ved at substratet er fritt-strømmende.

17. Aerosolproduserende substrat ifølge krav 14, karakterisert ved at vektforholdet mellom tobakk-aromastoffet og ikke-tobakksaerosoldannende materiale er i området mellom ca. 1:100 og ca. 3:1.

18. Aerosolproduserende substrat ifølge krav 17, karakterisert ved at vektforholdet mellom tobakk-aromastoffet og ikke-tobakksaerosoldannende materiale er i området mellom ca. 1:30 og ca. 2:1.

19. Aerosolproduserende substrat ifølge krav 17, karakterisert ved at vektforholdet mellom tobakk-aromastoffet og ikke-tobakksaerosoldannende materiale er i området mellom ca. 1:4 og ca. 1:1.

20. Aerosolproduserende substrat ifølge krav 14, 15, 16, 17, 18 eller 19, karakterisert ved at tobakk-aromastoffet er valgt fra gruppen av findelt tobakk, tobakksekstrakt, sprøyte-tørket tobakksekstrakt og blandinger av disse.

21. Aerosolproduserende substrat ifølge krav 14, 15, 16, 17, 18 eller 19, karakterisert ved at nevnet ikke-tobakksaerosoldannende materiale er utvalgt fra gruppen av glyserol, trietylenglykol, propylenglykol eller blandinger av disse.

22. Aerosolproduserende substrat ifølge krav 14, 15, 16, 17, 18 eller 19, karakterisert ved at karbonet er aktivert karbon.

23. Aerosolproduserende substrat ifølge krav 14, 15, 16, 17, 18 eller 19, karakterisert ved at karbonet består av partikler med et overflateareal mindre enn ca. 200 m <2> /g.

24. Aerosolproduserende substrat ifølge krav 23, karakterisert ved at det aerosolproduserende substratet består av omtrent 15 til 75 vekt-% karbon, ca. 5 til 45 vekt-% ikke-tobakksaerosoldannende materiale og ca. 0,1 til 15 vekt-% tobakk-aromastoff.

25. Aerosolproduserende substrat ifølge krav 23, karakterisert ved at det aerosolproduserende substratet inneholder omtrent 40 til 65 vekt-% karbon, ca. 7,5 til 25 vekt-% ikke-tobakksaerosoldannende materiale og ca. 0,4 til 13 vekt-% tobakk-aromastoff.

26. Aerosolproduserende substrat ifølge krav 23, karakterisert ved at det aerosolproduserende substratet inneholder ca. 55 til 60 vekt-% karbon, ca. 10 til 2 0 vekt-% ikke-tobakksaerosoldannende materiale og ca. 6 til 8,5 vekt-% tobakk-aromastoff.

27. Fremgangsmåte til å fremstille et aerosolproduserende substratmateriale for anvendelse i røykeartikler, karakterisert ved at nevnte fremgangsmåte omfatter følgende trinn: (a) lage en velling av et tobakkaromastoff og et ikke-vandig, ikke-tobakksaerosoldannende materiale; og (b) å tilsette vellingen til en porøs ikke-tobakksholdig bærer, slik at vellingen blir i det vesentlige absorbert i bæreren.

28. Fremgangsmåte ifølge krav 27, karakterisert ved at det som porøs ikke-tobakksholdig bærer anvendes materiale i partikkelform.

29. Fremgangsmåte ifølge krav 28, karakterisert ved at absorpsjonen av vellingen i den porøse ikke-tobakksholdige bæreren er tilstrekkelig til å produsere et frittflytende substrat.

30. Fremgangsmåte ifølge krav 27, 28 eller 29, karakterisert ved at tobakkaromastoffet velges fra gruppen av findelt tobakk, tobakksekstrakt, sprøyte-tørket tobakksekstrakt eller blandinger av disse.

31. Fremgangsmåte ifølge krav 27, 28 eller 29, karakterisert ved at det ikke-tobakksaerosoldannende materialet velges fra gruppen bestående av glyserol, trietylenglykol, propylenglykol, eller blandinger av disse.

32. Fremgangsmåte ifølge krav 27, 28 eller 29, karakterisert ved at den porøse ikke-tobakksholdige bæreren velges fra gruppen bestående av karbon, aluminiumoksyd, silisiumoksyd, keramiske materialer, vermikulitt, leire, eller blandinger av disse.

33. Fremgangsmåte for fremstilling av et aerosolproduserende substratmateriale for anvendelse i røykeartikler, karakterisert ved at nevnte fremgangsmåte omfatter følgende trinn: (a) å lage en velling av et tobakkaromastoff og vann; (b) å tilsette vellingen til et bæremateriale; (c) å redusere vanninnholdet av det resulterende materialet til mindre enn omtrent 10 vekt-%; og (d) å tilsette et ikke-vandig, ikke-tobakksaerosoldannende materiale til bærematerialet, slik at det ikke-vandige, ikke-tobakksaerosoldannende materiale blir i det vesentlige absorbert i bærematerialet.

34. Fremgangsmåte ifølge krav 33, karakterisert ved at bærematerialet er en porøs ikke-tobakksholdig bærer.

35. Fremgangsmåte ifølge krav 33, karakterisert ved at bæreren består av materialet i partikkelform.

36. Fremgangsmåte ifølge krav 33, karakterisert ved at det for absorpsjonen av det ikke-tobakksaerosoldannende materialet i bæreren anvendes tilstrekkelig til å produsere et frittstrømmende substrat.

37. Fremgangsmåte ifølge krav 33, 34, 35 og 36, karakterisert ved at tobakk-aromastoffet velges fra gruppen bestående av findelt tobakk, tobakksekstrakt, sprøytetørket tobakksekstrakt eller blandinger av disse.

38. Fremgangsmåte ifølge krav 33, 34, 35 og 36, karakterisert ved at det ikke-tobakksaerosoldannende materialet velges fra gruppen bestående av glyserol, trietylenglykol, propylenglykol eller blandinger av disse.

39. Fremgangsmåte ifølge krav 33, 34, 35 og 36, karakterisert ved at bæreren velges fra gruppen bestående av karbon, aluminiumoksyd, silisiumoksyd, keramiske materialer, vermikulitt, leire, eller blandinger av disse.