MC1749A1 - Article a fumer - Google Patents

Description

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No. d'enregistrement'35959 POUR

ARTICLE A FUMER

HISTORIQUE DE L'INVENTION

L'invention susdite se rapporte à un article à fumer, de préférence sous forme de cigarette, produisant un aérosol ressemblant à la fumée du tabac et qui contient avantageusement une quantité substantielle réduite de quantités de combustion incomplète et de produits polarisés 5 qui son généralement produits par une cigarette conventionnelle.

Au cours des années de nombreux articles à fumer ont été proposés surtout au cours des derniers 20 à 30 ans, mais aucun de ces produits n'a eu du succès sur le plan commercial.

Malgré des décennies d'intérêt et d'effort il n'existe sur le marché 10 actuel aucun article à fumer qui présente les bénéfices et avantages associés â ceux d'une cigarette conventionelle, sans délivrer des quantités considérables de combustion incomplète et de produits pylorisés dégagés par une cigarette conventionelle.

15 RESUME DE L'INVENTION

L'invention concerne un article à fumer, de préférence sous forme de cigarette, utilisant une petite quantité d'élément combustible en conjonction de moyens générateurs d'aérosol, comprenant un ou plusieurs matériaux de formation d'aérosol. De préférence les moyens générateurs 20 de l'aérosol se trouvent dans une situation d'échange de chaleur conductrice avec l'élément combustible et/ou au moins une partie de l'élément combustible est circonscrit par une enveloppe résiliente d'isolation réduisant la perte radiale de chaleur. A l'allumage l'élément combustible produit une chaleur qui est employée à volatiliser les

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matériaux d'aérosol formés des propriétés généractrices de l'aérosol. Ces matériaux volatiles sont attirés vers l'embouchure notamment lorsqu'une bouffée est émise et ceci vers la bouche du consommateur, ce qui est comparable à la fumée d'une cigarette ordinaire.

5 Les articles à fumer de cette invention sont capables de produire des quantités substantielles d'aérosol, tant à l'initiation qu'au cours de la consommation du produit, et sont capables de gratifier le consommateur de sensations et bénéfices similaires à ceux de la consommation d'une cigarette. L'aérosol émanant des moyens générateurs de l'aérosol lo est produit sans dégradation importante thermale et est délivré au consommateur avantageusement avec une quantité importante réduite de pylorise et d'une combustion incomplète de produits qui sont généralement délivrés par la consommation d'une cigarette conventionelle.

20 Le petit élément de combustion employé dans l'invention est de moins de 3"0 mm de long, de préférence de moins d'environ 20 mm de long, comporte une densité d'au moins d'environ 0.5 g/cc, de préférence d'au moins 0.7 g/cc et mesuré par le déplacement du mercure. Les éléments du combustible peuvent être moulés ou extrudés du tabec pulvérisé ou 25 reconstitué ou bien à partir d'un substitut de tabac, et contiendra de préférence du carbone combustible. Des éléments préférés de combustion sont également munis de passages longitudinaux, et de préférence de 5 â 9 passages ou plus, ce qui permet le contrôle de transfert de chaleur émanant de l'élément combustible vers les matériaux de formation de l'aéro-30 sol dans les moyens générateurs de l'aérosol.

Avantageusement, les moyens générateurs de l'aérosol comprennent un substrat ou porteur, de préférence d'un matériel de chaleur stable, comportant un ou plusieurs matériraujcde formation d'aérosol., De préférence, la relation d'échange de chaleur conductrice entre le combustible et le 35 générateur de l'aérosol est accompli en introduisant un élément de chaleur conductrice, tel que un métal conducteur qui met en contact l'élément combustible et les moyens générateurs de l'aérosol et conduit ôï transfère

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d'une manière efficace la chaleur de l'élément combustible aux moyens générateurs de l'aérosol. Cet élément conducteur de chaleur met de préférence en contact l'élément combustible et les'moyens générateurs de l'aérosol tout au moins autour d'une portion de leurs surfaces 5 périphériques et est de préférence placé â une distance de 3 mm de l'extrémité à allumer, et de préférence à 5 mm, afin d'éviter une interférence avec le carburant et toute protubérance de l'élément conducteur de chaleur. De préférence, l'élément conducteur de chaleur comprendra également au moins une partie du substrat des matériaux de 10 formation de l'aérosol. Alternativement, un conteneur de conduction séparé sera prévu pour inclure les matériaux de formation de l'aérosol.

De plus, au moins une partie de l'élément de combustion sera fourni d'un élément isolant périphérique, tel qu'une enveloppe de fibres 15 isolants, l'enveloppe consistera de matériaux résistants, non-inflama-bles d'au moins 0.5 mm d'épaisseur. Cet élément réduit la perte en chaleur radiale et aide a retenir et diriger la chaleur à partir de l'élément combustible vers les propirétés génératrices de l'aérosol et à réduire les propriétés inflamables du combustible. L'élément 20 isolant de choix contourne au moins une partie du combustible ainsi que les moyens générateurs de l'aérosol aidant ainsi a simuler la sensation d'une cigarette conventionelle. Les matériaux employés à isoler l'élément combustible et les moyens générateurs de l'aérosol peuvent être de même nature ou différents.

25 Etant donné que l'élément de combustion est relativement petit,

le cône brûlant est toujours â la proximité des forces génératrices de l'aérosol, augmentant ainsi le transfert de chaleur ainsi que la production de l'aérosol en particulier pour ce qui est des pénétrations qui sont munies d'un élément de passade multiple de combustible, un élément 30 conducteur, et/ou un élémenf'.isolaht..." "Une quantité "relativement .importante de combustible est employéee afin d'assurer que le petit élément de combustible brûlera assez longtemps afin d'imiter le temps de consommation

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d'une ciagarette conventionelle et de fournir une énergie suffisante pour générer les quantités nécessaires d'aérosol. La substance formée par l'aérosol étant séparée de l'élément combustible, elle sera exposée à une température moins élevée que celle du cône, réduisant ainsi la possibilité 5 de la dégradation thermale de la formation de l'aérosol.

L'article à fumer de cette invention est pourvu d'un embout permettant au consommateur le passagelongitudinal ainsi que la fourniture du produit volatile en provenance des propriétés génératrices de l'aérosol. De préférence l'embout comprendra un élément extérieur résilient, telle 10 qu'une filasse de cellulose acetate annulaire, qui aidera à imiter la sensation d'une cigarette conventionelle. L'article aura avantageusement les mêmes dimensions qu'une cigarette ordinaire. Il en résultera que l'embout et les livraisons d'aérosol dépasseront environ la moitié ou plus de la longueur de l'article. D'autrepart, l'élément combustible ainsi que 15 les propriétés génératrices de l'aérosol peuvent £re obtenus sans implantation d'un embout ou de transmission des propriétés de l'aérosol, en employant un embout séparé, disponible et ré-utilisable,

L'article à fumer de cette invention pourra inclure une trace de tabac ou un tampon qui pourra être utilisé pour ajouter un arôme de tabac 20 à l'aérosol. Cette trace de tabac pourra être placée entre les moyens générateurs de l'aérosol et l'embout de l'article. De préférence'la section annulaire de tabac sera placée autour de la périphérie des moyens générateurs de l'aérosol agissant également comme agent isolant et aidant à simuler 1'arôme et la sensation d'une cigarette ordinaire. La trace 25 de tabac pourra être mélangée ou employée comme substrat du matériel de formation de l'aérosol. D'autres substances, tels :qu'agents aromatiques pourront être également incorporés à l'article et donneront un arôme à l'aérosol délivré au consommateur.

Les articles à fumer de cette invention emploient normalement 30 moins de combustible par volume et de préférence par poids que les

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cigarettes conventionelles n'emploient â produire des niveaux acceptables d'aérosol. D'autre part, l'aérosol délivré au consommateur est normalement plus bas en pyrolise et incomplet en produits de combustion à cause de l'aérosol émanant des propriétés génératrices de l'aérosol et à cause 5 du court élément en densité de combustible, tout en particulier dans les pénétrations ayant plusieurs passages longitudinaux, produit des quantités réduites de pyrolise et/ou des produits de combustion incomplets en comparaison à la cigarette conventionelle, même si l'élément combustible comprend du tabac ou autre matériel cellulose.

10 Tel qu'indiqué dans le texte et uniquement pour cet usage

"aérosol" comporte les termes de vapeur, gaz, particule, visible et invisible, et tous les composants interprétés par le consommateur à être de nature "fumée" générée par la chaleur du combustible sur les substances dontenues dans les propriétés de production de l'aérosol ou ailleurs 15 dans l'article.

Le terme "aérosol" comprend également les agents aromatiques volatiles et/ou agents actifs pharmacologiques ou pharmaceutiques, indépendamment de leur production d'un aérosol visible.

Tel qu'employé dans le texte, le terme "une relation d'échange 20 de transmission de chaleur" est défini par une disposition physique des propriétés génératrices de l'aérosol et de l'élément combustible par lequel la chaleur est transférée par conduction â partir du combustible vers les propriétés génératrices de l'aérosol au cours de la combustion de l'élément combustible. L'échange de chaleur conductrice est effectué 25 en localisant les propriétés génératrices de l'aérosol en contact avec le combustible à proximité de combustible et/ou en utilisant un élément conducteur qui fera circuler le combustible vers le générateur de l'aérosol. De préférence, les deux méthodes de transfert de chaleur conductrice seront utilisées.

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Comme l'indique ce texte, le terme "membre isolant" s'applique

â tous les matériaux remplissant le rôle d'isolant. De préférence, ces matériaux ne brûleront pas au cours de leur consommation, mais ils peuvent contenir des carbones incandescents, il en est de même pour les matériaux

5 et ceux qui fondent au cours de la consommation tels que fibres de verre

â basse température. Les isolants ont une conductivité thermique en 2 o g-cal/(sec) (cm ) ( C/cm), de moins qu'environ 0,05, de préférence de moins que 0,02, et de préférence de moins qu'environ 0,005. Voir n

Chemical Dictionary (Dictionnaire Chimique) par Hack, 34 (4e éd., 1969) et 10 Handbook of Chemistry (Manuel de Chimie) 10, 272*-274 (lie éd., 1973). ;L'article à fumer de ladite invention est décrit en de plus amples détails dans les schémas en annexe ainsi que dans la description détaillée ci-dessous de l'invention. ;DESCRIPTION BREVE DES FIGURES ;15 Les Figures de 1 à 9 sont des chémas longitudinaux des composants de l'invention: ;La Figure 1A est une coupe des composants de la Figure 1, prise entre les lignes 1A-1A de la Figure 1; ;La Figure 2A est une coupe longitudinale des composants de la 2Q Figure 2, prise entre les lignes2A-2A de la Figure 2; ;La Figure 6A est une coupe des composants de la Figure 6, prise entre les lignes 6A-6A de la Figure 6; ;Les Figures 7A, 7B, 7C et 9A sont des schémas sont des configurations de passage de combustibles variés qui conviennent â l'emploi des ;25 composants de l'invention;8Aest une coupe des composants de la Fig 8 des des lignes 8-8 de la Figure 8: ;La Figure 8Bést vin agrandissement de l'extrémité du conteneur métallique employé dans les composants de la Figure 8; et ;La Figure 9B est une coupe longitudinale d'un élément de choix ;30 de combustible de passage convenant a l'emploi des composants de l'invention. ;DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION ;Les composants de l'invention illustrés â la Figure 1, qui a les dimensions d'une cigarette conventionelle, comprend un court élément de combustible carboné 10, de 20 mm de long; un about générateur d'aérosol 5 12; et un tube en papier doublé d'une feuille mince de métal 14, qui forme l'embouchure 15 de l'article. Dans cette configuration, l'élément combustible 10 est refoulé ou moulé d'un mélange de tabac reconstitué et/ou d'un substititu de tabac et d'une petite quantité de charbon de bois carbonisé et est muni de 5 trous longitudinaux 16. Voir Figure 1A. 10 L'incandescence du combustible 10 peut être modifié ou réduit en diamètre afin d'améliorer l'incandescence. ;Les moyens générateurs de 1'.aérosol 12 comprennent une masse poreuse de carbone 13 à un ou plisuers passages 17 et impreigné d'un ou de plusieurs matériaux de formation d'aérosol, tels que glycol triethylène, 15 glycol propylène, glycerine ou mélange. ;Le tube doublé d'une feuille de métal 14 qui forme l'embout de l'article contourne les moyens générateurs de l'aérosol 12, et l'extrémité arrière, non incandescente de l'élément combustible 10 permettant au tube recouvert d'aluminium un espace de 15 mm de l'extrémité incandescente de 20 l'élément combustible. Le tube 14 forme également un passage de livraison de l'aérosol 18 entre les moyens générateurs de l'aérosol 12 et l'embouchure 15 de l'article. ;Le tube recouvert d'une mince feuille de métal 14, qui s'allie à l'extrémité non inflammable du générateur combustible 10 au générateur de 25 l'aérosol 12, augmentant ainsi la transfert de chaleur vers le générateur l'aérosol. La Feuille mince de métal aide également à éteindre l'incandescence du cône. Lorsqu'une petite quantité du combustible non consommé demeure, la perte de chaleur à travers la feuille de métal remplira les fonctions d'un évier aidant à éteindre l'incandescence du cône. ;La mince feuille de métal employée dans cet article est une feuille d'aluminium courante de 0,35 mils (0,0089 mm) d'épaisseur, cependant l'épaisseur et/ou le genre de -métal employé peut varier pour obtenir le degré de chaleur nécessaire à la transmission de la chaleur. ;L'article illustré à la Figure 1 comprend également un tampon d'option de tabac 20 qui contribuera à l'arôme de l'aérosol. Cette trace de tabac 20 sera placée a l'embouchure de la masse de carbone 13, comme l'indique la Figure 1, ou il peut être place dans le passage 18 à un endroit espacé du générateur d'aérosol 12. Pour des raisons esthétiques, l'article comprendra un filtre de cellulose acetate 22, près de l'embouchure 15. ;Les détails illustrés à la Figure 2 indiquent un court élément combustible 24, d'environ 20 mm de long, mis en contact aux propriétés génératrices de l'aérosol 12 par une baguette conductrice de chaleur 26 et par un tube recouvert d'aluminium 14 qui conduit également s l'embouchure 15 de l'article. Les moyens générateurs de l'aérosol 12 comprennent un substrat carboné conducteur thermique stable 28, tel qu'un tampon de charbon poreux qui est impreigné d'une ou de plusieurs substances d'aérosol. Cette configuration comprend un espace 30 entre l'élément de combustion 24 et le substrat 28. La portion du tube aligné d'aluminium 14 entourant cet espace comprend une pluralité de trous périphériques 32 permettant suffisamment d'air à pénétrer les espaces vacants procurant une baisse de pression. ;Comme l'indiquent les figures 2 et 2A les moyens conducteurs de chaleur comprennent la baguette conductrice 26 et le tube d'aluminium 14 les deux sont â distance de l'extrémité incandescente de l'élément combustible, La baguette conductrice 26 est â une distance de 5 mm de l'extrémité incandescente; le tube à environ 15 mm. La baguette 26 est de préférence en aluminium et comporte au moins une, de préférence 2 à 5 rayures 34 périphériques, permettant le passage de l'air par le substrat. L'article de la Figure 2 à l'avantage que l'air introduit dans l'espace 30 contient moins de produits d'oxydation car l'air n'est pas tiré à travers le combustible carboné. ;La configuration de la Figure 3 comprend l'élément combustible 10 d'environ 10 mm de long, avec un trou axial 16. Ici encore l'extrémité incandescente due l1élémentscombustible peut être modifié ou réduit en diamètre afin d'améliorer l'incandescence. ;5 - Le substrat 38 du générateur de l'aérosol est un charbon granulé, thermique stable. Une masse de tabac 20 est placée à proximité du substrat. Cet article est pourvu d'un tube de cellulose acetate 40, au lieu du tube d'aluminium des composants précédents. Ce tube 40 comprend une section annulaire 42 de cellulose acetate qui contourne un tube 10 d'option 44 de polypropilene, Nomex, Mylar ou équivalent. A 1 ''extrémité d'embout 15 de cet élément se trouve un tampon filtre de bas rendement 45 en cellulose acetate. ;Tout l'article est enveloppé dans un papier à cigarette 46. Un bouchon impreigné ou une couche d'encre blanche 48 peut être employé 15 à l'extrémité de l'embout pour cacher le bout. Une bande d'aluminium 50 est à l'intérieur du papier du côté combustible de 1"article. Cette bande dépasse 3e préférence l'extrémité arrière de 2 ou 3 mm de l'élément du combustible et s'étend jusqu'à l'embouchure de la charge a tabac 20. Cela peut faire partie intégrale avec le papier, ou bien 20 une pièce séparée appliquée avant l'enveloppe en papier. ;Les détails illustrés â la Figure 4 sont similaires à ceux de la Figure 3. Ces détails indiquent l'élément combustible 10 de 15 mm de long et les moyens générateurs de l'aérosol 12 formés par une capsule en aluminium 52 qui est remplie d'un substrat granulé ou bien, comme 25 l'indique la Figure, un mélange d'un substrat granulé 54 et de tabas 56. La capsule 52 est frisée aux extrémités 58, 60 pour inclure le matériel et pour empêcher la migration de la formation de l'aérosol. Le bout frisé 58 à l'extrémité du combustible, enferme favorablement le bout arrière de l'élément combustible et aide au transfert de chaleur 30 conductrice. ;Un espace vide 62 formé par l'extrémité 58 aide également â arrêter la migration de la formation d'aérosol vers le combustible. ;a ;-10- ;Des passages longitudinaux 59 et 61 sont établis pour permettre le passage de l'air ainsi que de la substance génératrice de l'aérosol, La capsule 52 et l'élément combustible 10 peuvent être reunis par du papier ordinaire à cigarette 47, comme l'indique le dessin, par un 5 papier céramique perforé, ou une bande d'aluminium ou tube. Lorsque le papier à cigarette est employé, une bande 64 à l'extrémité du combustible devra être impeignée ou traitée avec du silicate de sodium ou d'autres matériaux qui provoquent l'extinction du papier. ;Si du papier en aluminium est employé, il devra être -mis en place à 10 8 ou 12 mm de l'extrémité incandescente du combustible. Le papier ordinaire à cigarette recouvre tout l'article en sa longueur. (46). ;La Figure 5 illustre illustre l'emploi d\m substrat 66 impreigné d'un ou de plusieurs matériaux de matière d'aérosol qui est intercalé dans une grande cavité 68 d'un élément combustible 10. ;15 Dans cette configuration le substrat 66 est un matériel poreux rigide. Toute la longueur de l'article est enveloppée de papier a cigarette ordinaire 46. Cette configuration peut également iclure une bande d'aluminium 70 qui couplera l'élément du combustible 10 au tube en cellulose acétate 40 et aidera à éteindre le combustible. Cette 20 bande est a une distance de 5 à 10 mm de l'extrémité à allumer. ;Les Figures 6 à 8 comprennent une enveloppe résistante qui contourne l'élément du combustible qui isole et aide à concentrer la chaleur de l'élément du combustible. Ces configurations aident aussi à réduire tout potentiel de feu en provenance du cône, et dans 25 certains cas, aide a simuler la sensation d'une cigarette conventionelle. ;Dans la configuration de la Figure 6, l'élément combustible 10 est un tampon de carbone refoulé perforé 16 et est entouré d'une enveloppe résiliente 72 d'une épaisseur d'environ 0.5 mm comme le montre la Figure 6A. Cette enveloppe est formée de fibres isolants céramique ;-11- ;(verre) ou de carbone non-inflanmable ou de fibres en graphite. ;Les moyens générateurs de l'aérosol 12 comprennent une masse poreuse de carbone 13 comprenant un seul trou axial 17. ;La configuration de la Figure 7 l'enveloppe isolante résiliente en fibre de verre 72 entoure la périphérie de l'élément combustible 10 et des moyens générateurs de l'aérosol 12 et consiste de préférence en un matériel de basse température qui fond au cours de la consommation. Cette gaine 72 est recouverte d'un papier non-poreux 73 tel que P 878-5 obtenu auprès de Kimberly-Clark. Dans cette pénétration l'élément du combustible est de 15 à 20 mm de long et est pourvu de préférence de trois ou plusieurs trous 16 ce qui augmente la circulation d'air à travers le combustible. Trois passages adéquats sont illustrés â la Figure 7A, 7B et 7C. ;Dans cette configuration, les moyens générateurs de l'aérosol 12 comprennent conteneur en métal 74 comprenant un substrat granulé 38 et/ou du tabac épais, dont l'un ou les deux comprennent une matière de formation d'aérosol. Comme illustré, l'extrémité 75 du conteneur 74 dépasse l'extrémité arrière 'de 3 à 5 mm de la portion d'élément combustible 10. Alternativement, l'extrémité 75 peut abouter l'extrémité arrière de l'élément combustible 10.L'extrémité opposée du conteneur 74 est gaufrée et forme une cloison 78 pourvue d'une pluralité de passages 80 permettant le passage d'émanations, d'arôme de tabac, et/ou de matériaux de formation d'aérosol dans le passage de livraison d'aérosol 18. ;Le tube en plastique 44 aboute ou empiète l'extrémité 78 du conteneur en métal 74 et est entouré d'une section de cellulose acetate résiliente â haute densité 42. Une couche de colle 82 ou d'autre matériel peut être appliquée à l'extrémité du combustible de la filasse 42 pour inclure la filasse et bloquer le courant d'air. Un tampon de filtre à bas rendement 45 est fourni â l'embouchure de l'article, La filasse 42 et le ;tampon 45 sont recouverts de préférence d'un papier de tampon 85, Une autre couche de papier â cigarette 86 peut être employée pour joindre la portion arrière de la gaine isolante 72 et la section filasse/filtre. ;Dans une version modifiée de la configuration de la Figure 7, la gaine isolante peut également être utilisée au lieu de la filasse de cellulose acetate 42. La gaine s'étendra donc â partir de l'extrémité a allumer jusqu'au tampon 45- Dans des configurations de ce genre, une couche de colle est appliquée de préférence à la section annulaire du tampon qui aboute l'extrémité de la gaine isolante; ou bien une courte section annulaire de la filasse est placée entre la gaine isolante et le filtre, ayant une couche de colle à chaque extrémité. ;La Figure 8 comprend une configuration dans laquelle un élément combustible 10 de 10 à 15 mm est enveloppé d'une gaine isolante 72 de fibre de verre et les moyens générateurs de l'aérosol sont restreints par une gaine de tabac 88. Les fibres de verre employés dans cette configuration ont de préférence une température en dessous de 650°C, tels que les fibres 6432 et 6437 -obtenus par Owens-Corning, Toledo, Ohio et fondïtan-tw au cours de la consommation. Le fibre de verre et la gaine de tabac sont enveloppés chacuns par un tampon 85 tel que Ecusta 646 et sont joints par un papier à cigarette 89 tel que 780-63-5 ou P 878-16-2 obtenu auprès de Kimberly-Clark. Dans cette configuration, la capsule en métal 90 dépasse l'extrémité de 3 à 4 mm de l'élément combustible de telle façon qu'il est placé â 6 ou 12 mm de l'extrémité â allumer, et la portion arrière de la capsule 90 est gaufrée sous forme de lobe comme indiqué â la Figure 8B. Un passage 91 est fourni à l'extrémité de l'embout de la capsule, au centre de la capsule. Quatre passages supplémentaires 92 sont fournis aux points de transition entre la portion gaufrée et non gaufrée de la capsule. ;-13' ;Alternativement, la portion arrière de la capsule peut avoir une section rectangulaire ou carrée au lieu des lobes, ou une simple capsule tubulaire avec une extrémité gaufrée peut également être employée avec ou sans passages périphériques 92, ;A l'embouchure de la gaine à tabac 88 est un embout 40 comprenant une section annulaire de cellulose acetate de la filasse 42, un tube en plastique 44, un tampon de filtre à bas rendement 45 et des couches de papier â cigarette 85 et 89. L'extrémité 40 est jointe â l'extrémité de la capsule/gaine du combustible par une couche de papier enveloppante 86. Comme illustré, l'extrémité de la capsule du tube en plastique 44 est à une distance de la capsule 90. Les chaudes vapeurs en provenance des passages 92 passent par la gaine à tabac 88 où des composants volatiles de tabac sont vaporisés ou extraits, et passent ensuite dans le passage 18 où la gaine à tabac est en about avec la filasse en cellulose acetate 42. ;Dans des configurations de ce genre ayant des gaines isolantes de densité de combustion 72, certaines émanations d'air passent à travers la gaine 72 et dans la gaine à tabac 88. Le passage périphérique 92 de la capsule ne sera pas nécessaire pour extraire l'arôme de tabac de la gaine de tabac 88. ;Dans la configuration de la Figure 9, la gaine 94 comprend 'du tabac ou une mixture de tabac et des fibres isolants, tels que fibres de verre. Comme indiqué la gaine â tabac 94 s'étend au delà de l'extrémité do conteneur en métal 96. Alternativement, la gaine peut s'étendre sur toute la longueur de l'article, jusqu'à l'embouchure du filtre. Dans des. configurations de ce genre, le conteneur 96 est de préférence pourvu d'un ou de plusieurs rainures 99 sur sa périphérie (de préférence deux rainures distancées à 180°) de telle façon que les imanations de l'aérosol passent par la section, annulaire de tabac qui entourel'aérosol pour extraire les arômes du tabac avant d'entrer dans le passage 18. ;Comme illustré, l'extrémité de la gaine 94 de tabac et d'élément combustible est comprimée. Ceci aide à réduire la circulation d'air à travers le tabac, réduisant ainsi le potentiel de combustion. De plus, le conteneur 96 aide à éteindre le tabac en agissant comme un évier à chaleur. Cettë caractéristique d'évier à chaleur permet d'éteindre toute incandescence de tabac entourant la capsule, et aide également à distribuer d'une manière égale la chaleur vers le tabac autour des moyens générateurs de l'aérosol, ;aidant ainsi à dégager les éléments aromatiques du tabac. De plus il serait bon de traiter la portion de papier à cigarette 85, 89 près de l'extrémité arrière du combustible avec un matériel, tel que silicate de sodium, ce qui aidera à éteindre le tabac, afin qu'il ne brûle au delà de la portion exposée de l'élément du combustible. ;Alernativement le tabac lui même pourra être traité avec un àlàment*combustible modifié qui évitera la combustion du tabac entourant le générateur d'aérosol.

A l'allumage de toute pénétration énumérée ci-,dessus,

l'élément combustible brûle, et génère la chaleur employée à volatiliser le matérial de formation d'aérosol ou matérieux existants dans les propriétés génératrices d'aérosol. Ces matériaux volatiles sont alors attirés vers l'embouchure, tout particulièrement lors des bouffées, et dans la bouche du consommateur, comparable a la fumée d'une cigarette conventionelle.

Etant donné que l'élément combustible est relativement court, le cône chaud et brûlant est toujours à proximité de l'entité génératrice de l'aérosol, ce qui rend au maximum le transfert de chaleur vers les moyens générateurs de l'aérosol et tout autre charge' de tabac, et l'arôme résultant de la production d'aérosol et de tabacf tout en particulier lorsque le composant préféré de chaleur conductive est employé.

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Etant donné que l'élément combustible est court il en résulte qu'il n'y a pas de longue section de combustible non-incandescent qui agira comme un évier à chaleur, tel qu'en était la pratique dans les autres articles thermaux aérosol qui étaient employés auparavant. 5 La petite source de combustible tend également à réduire la quantité de combustion incomplète ou de produits pylorisés, tout en particulier dans les pénétrations contenant du carbone et/ou passages multiples.

Le transfert de chaleur et par conséquent la livraison d'aérosol est également activé par l'emploi de passage â travers le 10 combustible, qui attire l'air chaud vers le générateur de l'aérosol,

tout en particulier au cours des bouffées. Le transfert de chaleur est également rehaussé par le membre de choix de conducteur de chaleur, espacé ou enfoncé à l'extrémité à allumer de l'élément de combustible afin d'éviter toute intervention d'allumage et d'incandescence de 15 combustible et d'éviter tout protrusion vilaime, même après emploi.

De plus l'élément de choix d'isolant préféré tend à confiner diriger, et concentrer la chaleur vers le noyau central de l'article, augmentant ainsi le transfert de chaleur vers la substance de formation d'aérosol.

Comme le moyen de production de l'aérosol est séparé 20 physiquement de l'élément combustible, il est exposé à des températures inférieures à celles du cône brûlant. Ceci diminue la possibilité de dégradation thermique de la substance formée par l'aérosol et celle du gout. Ceci résulte dans la production d'aérosol au cours de prises de bouffées, mais dans une production moindre d'aérosol au 25 cours d'incandescence émanant des propriétés génératrices de l'aérosol.

Dans les composants de choix de l'invention, l'élément de combustion court, l'élément de retrait de chaleur conductive, l!élément d'isolation et/ou le passage du combustible coopèrent avec l'aérosol à procurer un système qui est capable de produire des quantités importan-tes d'aérosol et d'arôme de tabac de choix, a presque chaque prise

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de bouffie. La proximité du cône incandescent au générateur de l'aérosol, après quelques prises de bouffées, ainsi que le membre conducteur, le membre isolant, et/ou les passages multiples de l'élément combustible, résultent à une livraison de chaleur tant au cours de prises de bouffées que au cours de la période relativement longue de combustion lente entre les bouffées.

Tout en ne voulant pas être tenu à la théorie, il a été établi que les moyens générateurs de l'aérosol sont maintenus à haute température entre bouffées et que la chaleur supplémentaire délivrée au cours des bouffées étant considérablement augmentée par les passages de choix dans l'élément du combustible, est principalement utilisée â vaporiser la substance de formation de l'aérosol. Ce transfert de chaleur plus élevée emploie d'une manière plus efficace l'énergie de combustible disponible, réduit la quantité de combustible nécessaire et aide â délivrer l'aérosol rapidement,

De plus, par la sélection appropriée de l'élément de composition de combustible, le nombre, taille, configuration et disposition des passages de l'élément combustible, la gaine d'isolation, le papier , et/ou les moyens conducteurs de chaleur, il est possible de contrôler les propriétés de combustion de la source de combustible jusqu'à un certain point. Ceci procure un contrôle important sur la chaleur transférée au générateur de l'aérosol, qui à son tour peut être employé a modifier le nombre de bouffées et/ou la quantité d'aérosol délivrée au consommateur

En général les éléments de combustible de choix employés dans l'application de cette invention sont de moins de 30 mm de long. De préférence, l'élément combustible est de 20 mm ou inférieur, de préférence de 15 mm de long ou inférieur. Le diamètre de l'élément combustible est de 8 mm ou inférieur, de préférence entre 3 et 7 mm ou bien entre 4 et 6 mm, La densité des éléments de combustible employés ici varient entre environ 0.5 g/cc à environ 1.5 g/cc mesuré par délacement du mercure.

De préférence, la densité sera supérieure à 0.7 g/cc ou bien supérieure â 0.8 g/cc. Dans la plupart des cas un matériel de haute densité est recommandé car il aide a assurer que l'élément du combustible brûlera assez longtemps pour imiter la période durant laquelle une cigarette conventionelle brûle et procurera de l'énergie suffisante à générer la quantité requise d'aérosol.

Les éléments combustibles employés ici sont moulés avantageusement ou extrudés du tabac, du tabac resonctitué, ou de matériaux de substitution de tabac, tels que matériaux modifiés de cellulose,du tabac dégradé ou pyrolyse et matériaux semblables. Les matériaux qui conviennent incluent ceux décrits au Brevet U,S. No. A.347.855 à Lanzilotti et al,

Brevet U.S. No. 3.931.824 à Miano et al., et Brevet U.S. Nos 3.885.574 et 4.008.723 à Borthwick et al, et dans Sittig, Tobacco Substitutes ,

Noyés Data Corp. (1976). D'autres matériaux combustibles peuvent être utilisés, tant qu'ils brûlent assez longtemps pour imiter le temps qu'une cigarette conventionelle prend pour brûler et génère assez de chaleur pour les moyens générateurs de.l'aérosol nécessaires à la production du niveau d'.aérosol, requis à partir du matériel de formation de l'aérosol.

Les éléments de combustible de choix comprennent ordinairement des matériaux de combustible carboné, tels que ceux obtenus par la pyrolyse ou la carbonisation de matériaux cellulose, tels que bois, coton, rayonne, tabac, noix de coco, papier et matières similaires. Dans la plupart des cas le combustible carboné est apprécié à cause de sa capacité de produire une chaleur élevée et aussi parce qu'il produit des quantités minimes de combustion incomplète. De préférence la teneur en carbone d'-un tel élément combustible sera de 20 à 40% ou plus par poids.

Les éléments de combustion de choix dans l'application de cette invention sont des éléments de combustible carboné ( c.a.d., des àlàments combustibles comprenant principalement du carbone) tels que décrits et revendiqués dans les applications No de Série 650.604, enregistrés

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le 14 septembre 1984 et No de Série 769.532 enregistré le 26 août, 1985.

Les éléments de combustible carboné sont particulièrement avantageux car ils produisent une quantité minimale de pyrolyse et des produits de combustion incomplète, peu de finnée de soutirage latéral, une quantité minimale de cendres, et ont une capacité de chaleur élevée.

Dans des composants de choix, l'aérosol délivré au consommateur n'a aucune activité de mutation importante tel qu'il a été mesuré par l'essai Ames. Voir Ames et. al., Mut. Res., 31:347-364 (1975); Nagas et al., Mut. Res., 42-335 (1977).

Des additifs modifiant la combustion peuvent également être ajoutés à ce combustible pour fournir les caractéristiques de combustion et de'incandescence nécessaires. Si nécessaire, des charges telles que de la terre â diatomée, et des liants tels que sodioum carboxyméthyl cellulose (SCMC) peutvent être incorporés au combustible. Des aromatisants tels que extraits de tabac peuvent être incorporés au combustible afin d'ajouter un arôme de tabac ou autre à l'aérosol.

L'élément de combustion sera pourvu d'un ou de plusieurs passages longitudinaux. Ces passages aident le contrôle de transfert de la chaleur à partir de l'élément combustible jusqu'aux propriétés génératrices de l'aérosol, ce qui est important tant pour le transfert de suffisament de chaleur nécessaire à la production suffisante d'aérosol et aussi pour éviter les transfert de tant de chaleur qui dégradera la formation de l'aérosol. En général, ces passages produisent une porosité et augmentent le transfert de la chaleur vers le substrat en augmentant la quantité d'émanations chaudes qui atteignent le substrat. Ils augmentent également le taux de combustion.

En général un grand nombre de passages, c.a.d. 5 â 9 ou plus, et particulièrement avec des espaces relativement grands entre les passages, tels qu'indiqués en Figures 1A, 7A , et -9A produit un haut

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transfert de chaleur par convection, ce qui mène à une livraison élevée d'aérosol. Un grand nombre de passages aide également à allumer l'article.

Un transfert de haute chaleur de convection tend â produire plus de 'OC dans le courant principal. Afin de réduire les niveaux

5 de 'OC . l'emploi de moins de passages ou d'un combustible â plus haute densité peut être employé, mais de tels changements tendent généralement a rendre l'allumage de l'élément combustible plus difficile, et à réduire le transfert de la chaleur de convection, diminuant ainsi le taux de livraison et la quantité de l'aérosol. Cependant il a été découvert ]_0 qu'avec des dispositions de passages espacés de plus près, comme indiqué à la Figure 7B de telle manière qu'ils se consument ou se fusionnent pour former un passage, au moins à l'extrémité d'allumage, la quantité de 0G-v dans '-vr, les produits de combustion est généralement plus petite que dans une disposition de passage plus espacée .

15

La configuration, disposition, et nombre d'éléments de passage de combustion, devra livrer une quantité égale d'aérosol,

permettra un allumage facile et produire de l'OC bas. Des combinaisons variées ont été examinées pour des dispositions de passage/configurations et/ou quantités d'éléments carbonés de combustion employés dans des 20 composants variés de l'invention. En général il a été découvert que des éléments ayant de 5 à 9 passages, espacés de près, de telle manière qu'ils se consument dans un grad passage, au moins à l'extrémité de l'allumage de l'élément combustible, paraissent â remplir avec le plus de succès les demandes d'un élément combustible de choix pour être 25 employé dans cette invention, et spécialement pour les éléments de combustion carbonés de choix. Cependant il s'est avéré que ce phénomène se présente également avec les éléments non carbonés de combustion qui peuvent être employés dans la mise en pratique de l'invention.

Des variantes qui affectent le taux avec lequel l'élément 3Q combustible des passages sera fusionné après consommation, comprennent la densité et la composition de l'élément combustible, la taille, la

forme et la quantité de passages, la distance entre les passages, et leur disposition. Par exemple, pour une source de combustible carboné de 0.85 g/cc, de sept passages d'environ 0,5 mm, les passages seront localisés dans le noyau du diamètre, c.a.d, le diamètre du plus petit cercle qui entoure l'extrémité du.passage, entre environ 1,6 mm et 2,5 mm pour qu'ils fusionnent en un passage unique au cours de la consommation. Toutefois, lorsque le diamètre des sept passages augmente jusqu'à environ 0,6 mm, le diamètre du noyau qui fusionnera lors de la consommation augmentera d'environ 2,1 mm à environ 3.0 mm.

Un autre élément combustible de passage de choix utile dans les composants de l'invention est la configuration illustrée à la Figure 9B, qui s'avère être particulièrement avantageuse pour une livraison basse de CO et en facilite l'allumage. Dans cette disposition de choix, une courte section à l'extrémité d'allumage de l'élément dè combustion est munie d'une pluralité de passages, de préférence de 5 à 9 qui emergent dans une grande cavité 97 qui s'étend a l'embouchure de l'élément combustible. La pluralité de passages à l'extrémité d'allumage fournit la grande surface nécessaire à faciliter l'allumage et la livraison rapide de l'aérosol. La cavité qui sera de 30% â 95% et de préférence de plus de 50% de la longueur de l'élément combustible, aidera à assurer un transfert de chaleur uniforme vers les moyens générateurs de l'aérosol et tendra à 'délivrer un bas CO vers le courant.

Les moyens générateurs de l'aérosol employés dans la pratique de l'invention sont séparés physiquement de l'élément combustible.

Séparé physiquement veut dire que le substrat, conteneur, ou chambre qui contient les matériaux de formation de l'aérosol, n'est pas mélangée avec, ou fait partie de, l'élément du combustible qui brûle. Comme indiqué précédemment, cette disposition aide a reduire ou à éliminer la dégradation thermale du matériel de formation de l'aérosol et la présence de fumée de

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soutirage latéral. Quoique ne faisant pas partie du combustible, les les moyens générateurs de l'aérosol sont dans"une relation d'échange de chaleur conductrice avec l'élément combustible, et est en about ou adjacent à l'élément combustible. De préférence la relation d'échange de chaleur conductive est accomplie par un membre conducteur de chaleur, tel qu'un tube en métal ou aluminiumf qui est de préférence en retrait de ou espacé de l'extrémité d'allumage du combustible.

De préférence, les capacités génératrices de l'aérosol comprennent un ou plusieurs matériaux thermiques stables qui comporte un ou plusieurs matériaux de formation d'aérosol. Comme employé ici un matériel thermique stable est un matérial capable de supporter une température élevée, c.a.d. 400°C-600°C, qui existe près du combustible sans décomposition ou combustion. D'autres moyens de production d'aérosol quoique pas de choix, telles que capsules, ou des substances de formation solides d'aérosol, sont dans la gamme de l'invention, étant donné qu'ils soient capables de dégager suffisamment de vapeurs de formation d'aérosol pour en imiter la fumée de tabac.

Les matériaux thermiques stables pouvant être employés comme substrat ou, porteurdes matériaux de formation d'aérosol sont connus par ceux qui pratiquent l'art du métier. Les substrats utiles devront être poreux et devront être capables de retenir un matériel de formation d'aérosol lorsqdil n'est pas employé et être capable de dégager une vapeur de formation potentielle d'aérosol lorsque chauffé par l'élément combustible. Les substrats, et tout particulièrement les particules, pourront être placés dans un conteneur, de préférence de matériel conducteur.

Des matériaux thermiques d'usage stable comprennent des carbones thermiques stables absorbants tels que carbone poreux,

graphite, charbon activé ou non activé. D'autres matériaux convenables comprendront des matériqux inorganiques tels que céramique, verre, alumine, matériaux vitreux, argile, tel que bentonite.

Les matériaux de substrat de carbone de choix comprendront des c'a£b'90£6 poreux tels que PC~25 et PG~60, disponibles auprès de l'Union Carbide et du carbone SGL disponible auprès de Calgon. Un substrat de choix d'alumine est le SMR-14-1896 disponible auprès de la Davidson Chemical Division de W.R. Grâce & Co.s qui est aggloméré à des températures élevées c.a.d. supérieures â environ 1000°C, lavé et séché avant l'emploi.

Des particules de choix de substrat peuvent également être formées à partir du carbone, tabac, ou mélangés de carbone et tabac en particules dans un processus employant une -machine fabriquée par Fuji Paudal KK du Japon et mis sur le marché sous la marque "Marumerizer." Cet appareil est décrit dans le brevet Allemand No. 1.294,351 et le Brevet U.S. No. 3,277.520 (maintenant enregistré sous le No. 27.214)

ainsi qu'une publication Japonaise No. 8684/1967.

Le moyen de production de l'aérosol employé dans cette invention est espacé avantageusement â pas plus de 40 mm, de pséférence â pas plus de 30 mmf ou bien a pas plus de 20 mm de l'extrémité de l'élément combustible à allumer. Le générateur de l'aérosol peut varier de 2 mm à 60 mm de longueur et de préférence de 5 mm à 40 mm et encore de 20 mm à 35 mm. Le diamètre des moyens de production de l'aérosol peut varier d'environ 2 mm à environ 8 mm, de préférence d'environ 3 à 6 mm. Lorsqu'un substrat sans particules est employé une ou plusieurs perforations seront nécessaires augmentant sïnsi l'aire de surface du substrat ainsi que le débit d'air et le transfert de chaleur.

La substance produite par l'aérosol ainsi que les substances employées par l'invention doivent avoir la propriété de production d'aérosol sous des conditions de température égale à celle existant dans les moyens de production de l'aérosol quand ce dernier est chauffé par un élément de combustion. De telles substances seront de préférence composées de carbone, hydrogène, et oxygène et pourront inclure d'autres matériaux. Les substances de production de l'aérosol seront de

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forme solide, mi-solide, ou liquide. Le point d'ébullition de la substance et/ou mélange de matériaux peut varier jusqu'à 500°C. Les substances remplissant ces caractéristiques comprennent les alcools polyhydriques tels que glycerine et glycol propylène, et les ether 5 alyphatique d'acides mono, di ou poly-carboxyle tels que méthyle,

stéarate, dodécandiodate, diméthyl, tétradodecandiodate, et autres.

Les substances de production d'aérosol préférés sont les alsools polyhydriques ou mélanges d'alcools polyhydriques. Les substances de production d'aérosol préférées sont le glycérine, le glycol 10 propylène glycol triethylene, ou mélanges.

La substance produite par l'aérosol peut être dispersée sur ou dans lés moyens de production d'aérosol dans une concentration suffisante pour pénétrer ou couvrir le porteur du substrat ou le conteneur. Par exemple, la matière de formation d'aérosol peut être 15 appliquée telle quelle ou bien dans une solution diluée, en trempant,

ou en employant des techniques telles que pulvérisation dépôt de vapeur ou techniques similaires. Les composants solides de formation d'aérosol peuvent être mélangés au substrat et distribués d'une manière égale avant la formation.

20 Tandis que la charge de la substance de formation variera de porteur en porteur et de substance de formation d'aérosol â substance de formation la quantité de matériel de formation liquide d'aérosol peut varier de 20 mg à environ 120 mg, de préférence d'environ 35 mg à environ 85 mg et encore d'environ 45 mg à environ 25 65 mg. Autant que possible la substance de formation d'aérosol contenue dans les moyens générateurs d'aérosol devra être délivrée au consommateur en matière à particule humide (KPH). De préférence au dessus d'environ 2 pourcent par poids et encore au dessus de 15 pourcent par poids ou encore au dessus de 20 pourcent par poids de la formation 30 d'aérosol contenue dans les moyens générateurs de l'aérosol seront livrés au consommateur comme matière à particule humide (MPH).

rv2

Les moyens générateurs de l'aérosol peuvent également inclure des agents volatiles aromatiques tels que menthol, vanilline? succédané de café, extraits de tabac, nicotine, ' cafféinej liqueurs, et autres agents communiquant un arôme à l'aérosol, ainsi que tout autre matériel qui communique un arôme à l'aérosol. Il peut également inclure tout autre matériel volatile solide ou liquide de choix,

Un moyen générateur d'aérosol préféré comprend le substrat s'aluminium contenant un extrait de tabac séché, des succédanés de tabac, tels que acide levuline, un ou plusieurs agents aromatiques, et un matériel de formation d'aérosol, telle que la glycérine. Ce substrat pourra être mélangé avec des particules de tabac, telles que celles produites sur un "Marumerizer" lesquelles particules peuvent également être imprégnées d'un matériel de formation d'aérosol.

Les articles du genre décrit ici peuvent être employés, ou peuvent être'modifiés pour être employés, comme des articles de débit de drogue, de débit de matériqux volatiles pharmacologiques ou physiologiques tels que ephedrine, metaproterenol, tertubaline ou similaires.

Comme indique dans les schémas configurés, l'article à fumer de ladite invention pourra également inclure une charge ou tampon de tabac ou du tabac contenant du matériel en aval du matériel combustible, et qui pourra être utilisé pour ajouter un arôme de tabac â l'aérosol. Dans de tels cas, des vapeurs chaudes émaneront du tabac, prélevant et valorisant les matières volatiles contenues dans le tabac, sans combustion ou pyrolise importante.

Un emplacement préféré pour la charge de tabac est autour de la périphérie des moyens générateurs de l'aérosol, tel qu'indiqué dans les"Figures 8 et 9 augmentant ainsi la quantité de chaleur transmise au tabac et en particulier dans les composants qui emploient un élément de chaleur conductrice ou un conteneur conducteur entre le matériel de formation d'ajérosol et la périphérie de la gaine a tabac.

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Le tabac dans ces composants agît comme un facteur isolant envers le générateur d'aérosol et aide à imiter la sensation et l'arôme d'une ciagarette conventionelle. Un autre endroit préféré de la charge a tabac se trouvera dans les moyens générateurs de l'aérosol, ou du 5 tabac ou des particules de tabac seront mélangées, ou employée au lieu du substrat des matériaux de formation d'aérosol.

La matière de tabac peut consister en n'importe quel tabac disponible auprès des fournisseurs tels que Burley, Flue Cured Turkish, du tabac reconstitué, ou des mélanges de tabac contenant 10 des feuilles ou substances similaires. Un mélange de tabc pourra être utilisé avantageusement pour contribuer à une plus grande variété d'arômes. Le matériel contenant le tabac peut également inclure des additifs conventionnels de tabac, tels que charges, (casing) centralisateurs, et agents de renforcement tels que, verre, fibres, 15 matières à humer. Des agents aromatisants peuvent également être ajoutés à la substance de tabac ainsi que des agents modifiant 1'arôme.

Le membre conducteur de choix employé dans cette invention est une feuille mince de métal, telle qu'une feuille d'aluminium, ou un tube, ou bande, ou aluminium, variant en épaisseur de moins de 0,01mm à 20 environ 0.2 mm ou plus. L'épaisseur et/ou genre de matériel conducteur (par exemple, autres métaux ou Garfoil de l'Union Carbide) peut varier afin d'obtenir n'importe quel degré de transfert de chaleur. En général, le membre conducteur de chaleur doit être enfoncé suffisamment pour éviter toute interférence avec l'allumage de l'élément combustible, mais 25 doit être assez près de l'embout â allumer pour produire le transfert de chaleur conductive au cours des première bouffées et celle du milieu.

Comme le montre le composant, l'élément conducteur de chaleur entourera de préférence la partie arrière de l'élément combustible, et au moins une partie des moyens générateurs de l'aérosol et est espacé de 3mm 30 ou plus et de préférence de 5 mm ou plus de l'extrémité à allumer.

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De préférence le membre conducteur de chaleur ne s'étendra pas plus de la moitié de l'élément combustible. De préférence, le membre conducteur de chaleur couvrira ou contactera pas plus que l'élément arrière de 5 mm de l'élément combustible. De préférence des enfoncements de ce genre n'interviendront pas à l'allumage ou à la combustion de l'élément combustible. Des membres conducteurs en retrait aideront également à éteindre le combustible lorsqu'il brûlera jusqu'au point de contact du conducteur, agissant ainsi comme bassin à chaleur, et ne dépasseront pas, même lorsque le combustible aura été consommé.

De préférence, le membre conducteur formera également un conteneur conducteur qui contiendra les matériaux de formation d'aérosol. Alternativement, un conteneur conducteur séparé peut être pourvu, en particulier dans des composants qui emploient des substrats de particules ou de matériaux de formation d'aérosol semi-liquides. Le conteneur conducteur, en plus de son rôle de conteneur des matériaux de formation d'aérosol, améliorera la distribution de chaleur aux matériaux de formation d'aérosol ainsi qu'à la gaine périphérique du tabac et aidera à empêcher la migration de la formation d'aérosol vers d'autres composants de l'article. Le conteneur procure également un moyen de vérifier la baisse de pression à travers l'article, en variant le nombre, la taille, et/ou la position des passages par lesquels la formation d'aérosol est délivrée à l'embouchure de l'article. De plus, dans des composants ayant une gaine de tabac autour de la périphérie des moyens générateurs d'aérosol, le conteneur sera pourvu de passages périphériques ou rainures qui contrôleront et dirigeront le flux de vapeur à travers le tabac. L'emploi d'un conteneur simplifiera également la fabrication de l'article en réduisant le nombre d'éléments nécessaires et/ou étapes de fabrication.

Les éléments isolants pouvant être employés dans ladite invention sont de préférence composés d'une gaine résiliente d'une ou plusieurs couches de matériel isolant. Cette gaine sera de préférence de 0.5 mm d'épaisseur, ou de 1 mm d'épaisseur, ou encore de 1.5 à 2 mm

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d'épaisseur. La gaine s'étendra de préférence sur plus de la moitié de l'élément combustible. De préférence encore cette gaine couvrira la périphérie extérieure de l'élément combustible et une partie ou l'entièreté des moyens dénërateurs de l'aérosol. Comme l'indique la configuration de la Fibure 8, des matériaux variés peuvent être employés pour isoler ces deux composants de cet article.

Les moyens isolants pouvant être employés selon ladite invention comprennent généralement des fibres organiques ou inorganiques tels que ceux faits de 'verre, alumine, silice, matériaux vitreux, laine minérale, carbones, silicones, boron, polymères organiques, celluloses, etc., ainsi que des -mélanges de ces matériaux. Des matériaux non fibreux isolants, tels que silice aerogel, pearlite, verre etc, en forme de tapis, bandes ou autres formes, peuvent également être employés. Les matériaux d'isolation de choix sont résistants aidant ainsi à 15 imiter les propriétés d'une cigarette ordinaire. Les matériaux d'isolation de choix devront fondre pendant la consommation et devront avoir une température de ramolissement bas, soit environ sous 650-700°C. Des matériaux d'isolation de choix ne devront pas brûler au cours de la consommation. Cependant, des charbons à consommation 20 lente peuvent être employés. Ces matériaux agissent principalement comme une gaine isolante, retenant et dirigeant une quantité importante de la chaleur formée par l'élément du combustible brûlant, et dans une certaine limite, il conduira la chaleur vers les moyens générateurs de l'aérosol.

25 Les matériaux courants isolants de choix comprennent les fibres de céramique, tels que fibres de verre. Deux fibres de choix sont disponibles auprès de la Manning Paper Company de Troy, New York sous la dénomination Hanniglas 1000 et Manniglas 1200. Les matériaux préférés en fibre de verre ont un point de ramolissement bas, soit environ sous 650°C en employant la méthode d'essai ASTM C 338-73. Les fibres de verre préférés comprennent les matériaux d'essai produits

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produits par la Owens-Corning de Toledo, Ohio sous la dénomination 6432 et 6437 ayant -un point de ramolissement d'environ 640°C et fond au cours de la consommation.

Plusieurs fibres inorganiques commerciaux sont faits d,kun liant par exemple PVA qui a pour rôle de maintenir l'intégrité structurale au cours de la manipulation. Ces liants, qui dégageront un arôme accentué devront être extraits par la chaleur de l'air à 650°C environ jusqu'à 15 min. avant l'emploi. Si on le désire, de la pectin peut être ajoutée aux fibres à 3 poids pourcent pour fournir une force motrice à la gaine sans pour cela en dégager de forts arômes.

Alternativement, le matériel isolant peut être remplacé en tout ou en partie par du tabac, soit entassé normalement ou d'une manière serrée. L'emploi de tabac comme un substitut pour une partie intégrale1ou partielle de la gaine isolante, en plus du rôle d'agent isolant, sert également â ajouter de l'arôme de tabac au courant de l'aérosol et à produire un arôme de soutirage de tabac. Dans des composants préférés où la gaine de tabac entoure les moyens générateurs de l'aérosol, la gaine agît comme un isolant non-combustitle, tout en contribuant à propages des arômes de tabac au courant de l'aérosol.

Dans les composants où le tabac entoure le combustible, le tabac est seulement consommé seulement si la source de combustible est consommée, c'est à dire jusqu'au point de contact entre l'élément combustible et les moyens générateurs de l'aérosol. Ceci sera obtenu en comprimant le tabac autour de l'élément combustible et/ou en employant un évier à chaleur conductive, tel que dans la configuration de la Figure 9.

Ceci peut également être obtenu en traitant le papier entourant la cigarette et/ou le tabac avec des matériaux aidant â éteindre le tabac au point où il dépasse les moyens de production de l'aérosol.

Lorsque les membres isolants comprennent des matériaux fibreux autres que le tabac, une barrière peut être utilisée entre le membre isolant et l'embouchure de l'article. Un tel moyen de

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séparation comprend une filasse de cellulose acétate de haute densité en forme d'anneau aboutant les moyens isolants fibreux, et qui est étanche, à l'une des extrémités, avec'de la colle par exemple, pour arrêter le courant d'air â travers la filasse.

5 Dans la plupart des composants de l'invention la combinaison combustible/moyens générateurs de l'aérosol sera attachée à une pièce d'embouttel que tubes alignés de papier aluminium ou cellulose acetate/ plastique comme indiqué dans les Figures, malgré qu'un embout séparé pourra être rpcuré, c'est â dire sous forme d'un porte cigarette. Cet 20 élément de l'article procure le passage qui conduit les mâtériaux vaporisés de formation d'aérosol dans la bouche du consommateur. Etant donné sa longueur, de préférence de 35 â 50 mm ou plus, il garde également le cône incandescent à distance de la bouche et des doigts du consommateur et donne suffisamment de temps à l'aérosol chaud à se 25 former et à se refroidir avant d'atteindre le consommateur.

Les embouts convenables devront être inertes en ce qui concerne la substnace de formation d'aérosol, peut avoir une couche étanche intérieure, offira une perte minima d'aérosol par condensation ou par filtration., et devra être capable de supporter la température 20 é interface avec les autres éléments de l'article. Les pièces préférées d'embout comprennent le tube de cellulose acetate employé dans plusieurs des configurations illustrées agissant comme un membre résilient à part et aide é imiter la sensation d'une cigarette conventionelle dans l'embouchure de l'article. D 'autres pièces 25 d'embout seront apparentes à ceux qui sont du métier.

Les embouts utiles de l'article de ladite invention comprendront un embout "filtré" d'option qui sera employé à donner â l'article l'apparence d'une cigarette filtrée de convention. De tels filtres comprennent des filtres de cellulose acetate de bas rendement, et des 30 filtres creux ou déflecteur en plastique, tels que ceux faits de

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polypropylène, De tels filtres n'interviennent pas dans la livraison d'aérosol.

Toute la longueur de l'article ou toute portion pourra être recouverte avec du papier à cigarette. Les papiers de choix à l'extrémité de l'élément combustible, ne s'enflammeront pas ouvertement au cours de la combustion de l'élément combustible. De plus, le papier devra avoir les propriétés dépourvues de fumée et produire une cendre grise semblable à celle de la cigarette.

Dans de tels composants employant une gaine isolante dans laquelle le papier brûle en dehors de l'élément combustible dans la gaine, un transfert de chaleur maxima est achevé car le courant d'air vers la source de combustible n'est pas restreint. Cependant des papiers peuvent être élaborés à rester intacts entièrement ou partiellement après avoir été exposésà la chaleur émanant de la combustion de l'élément combustible. De tels papiers procureront un passage d'air restreint vers l'élément combustible en combustion, aidant ainsi à contrôler la température â laquelle l'élément combustible brûle et le transfert subséquent de chaleur vers les moyens générateurs de l'aérosol.

Un papier non-poreux ou a porositë-zero traité â être légèrement poreux par exemple du'papier mica non-combustible avec plusieurs trous pourra être employé comme couve d'enveloppe et réduisant ainsi le taux de combustion et la température de l'élément combustible et servira à maintenir un taux bas de CO/CC^.

Afin d'obtenir un débit maximum d'aéerosol qui serait sinon dilué par une infiltration radiale d'air (extérieur) à travers l'article un papier non-poreux sera utilisé à partir des moyens de production d'aérosol jusqu'à l'embouchure.

De tels papiers sont connus dans le métier et un amalgame de tels papiers sera employé pour produire de tels effets fonctionnels.

\

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Xes papiers de choix employés dans ladite invention de ces articles comprennent Ecusta 01788 et 646, un tampon manufacturé par Ecusta de Pisgah Forest, North Carolina, et par Kimberly-Clark's KC-63-5, P 878-5, P 878-16-2, et 780-63-5.

5 Les composants de choix de ladite invention seront capables de délivrer au moins 0.6 mg d'aérosol mesuré comme matière â particule humide (MPH) au cours des trois premières bouffées dans des conditions de consommation FTC (conditions de consommation FTC consiste en deux secondes de bouffées (35 ml volume total) séparées 10 de 58 seconde de fumée). D'autres composants de choix de ladite invention seront capables de livrer 1,5 mg ou plus d'aérosol pendant les trois premières bouffées. De préférence, des composants de ladite invention sont capables de livrer 3 mg ou plus d'aérosol pendant les 3 premières bouffées lorsque consommé sous les conditions 15 prescrites par la FTC. Encore d'autres composants de choix de ladite invention délivreront une moyenne d'au moins 0,8 mg de matière â particule humide par bouffée pendant au moins 6 bouffées, et de préférence pendant au moins 10 bouffées, sous des conditions de consommation^requises par la FTC.

FTC: Fédéral Trade Commission (Commission Fédérale du Commerce)

Claims (63)

-32- KEVENDICATIONS

1. Un article à fumer comprenant:

(a) un élément combustible carboné

(b) des moyens de production d'aérosol comprenant un 5 matériel de formation d'aérosol; et

(c) un élément conducteur de chaleur qui transfert la chaleur de l'élément combustible vers les moyens de production d'aérosol, l'élément conducteur étant en écart de l'extrémité à allumer de l'élément combustible.

10

2. L'article de la revendication 1, par lequel l'élément conducteur est en écart au moins de 5 mm de l'extrémité à allumer de l'élément combustible.

3. L'article de la revendication 2, par lequel l'élément conducteur entoure une portion de l'élément combustible et au moins une portion

15 des moyens générateurs de l'aérosol.

4. L'article de la revendication 2, par lequel le membre conducteur de chaleur se trouve dans l'élément combustible.

5. L'article de la revendication 3 et 4, par lesquels le membre conducteur est mis en contact avec l'élément combustible au cours de

20 moins de la moitié de sa longueur.

6. Un article à fumer genre cigarette de la revendication 1, 2, 3, ou 4 par lequel l'élément combustible est de moins de 30 mm de long,

7. L'article de la revendication 6, par lequel l'élément combustible a une densité d'au moins environ 0.5g/cc,

25

8. L'article de la revendication 7, par lequel l'élément combustible contient du carbone.

-33-

9. L'article de la revendication 8, par lequel l'élément combustible a plusieurs passages longitudinaux.

10. Un article a fumer genre cigarette de la revendication 1,

2, 3 ou 4 par lequel l'élément combustible est de moins d'environ 20 -mm 5 de long et est d'une densité d'au moins 0.7 g/cc.

11. Lr article de la revendication 10, par lequel l'élément combustible comprend du carbone et l'élément combustible est pourvu de plusieurs passages longitudinaux.

12. L' article de la revendication 1, 2, 3 ou 4 comprenant un membre 10 isolant entourant au moins une portion de l'élément combustible.

13. L'article de la revendication 12, par lequel le membre isolant est résistant, non combustible et d'au moins 0.5 mm d'épaisseur.

14. L'article de la revendication 12, par lequel le membre isolant fond au cours de la consommation.

15 15. L'1 article de la revendication 13 ou 14 comprenant un membre résilient isolant qui entoure au moins une portion des moyens générateurs de l'aérosol.

16. L'article de la revendication 1, 2, 3 ou 4 par lequel l'élément conducteur enferme le matériel de formation d'aérosol.

20

17. L'article de la tëvenïliGâtiôn.: I67; compTënant~utl'membre-'.résilient non combustible d'au moins 0.5 mm d'épaisseur entourant au moins une portion de la périphérie de l'élément combustible.

-34m

18. L'article de la revendication 17, comprenant un membre résilient entourant au moins une portion des moyens générateurs de l'aérosol,

19. L'article de la revendication 17, par lequel au moins une partie des moyens générateurs d'aérosol est entourée par un matériel contenant du tabac.

5 20. L'article de la revendication 1, par lequel l'élément combustible a une densité d'au moins 0.5 g/cc est d'une longueur moindre d'environ 30 mm et dont au moins une portion de l'élément combustible est entourée d'un matériel résilient de 0.5 mm d'épaisseur.

21. L'article de la revendication 20, par lequel le matériel isolant 10 a une température de ramolissement bas d'environ 650°C ou moindre.

22. L'article de la revendication 20 ou 21, par lequel le matériel résilient fond au cours de la consommation et est épais i'au moins 1 mm.

23. L'article de la revendication 20, comprenant un membre isolant résiliént eiitourant au moins une portion des moyens générateurs de

*15 l'aérosol.

24. L'article de la revendication 20, par lequel le matérial de formation d'aérosol est placé dans un conteneur de chaleur conductrice et un membre isolant résilient entourant au moins une portion du conteneur.

25. L'article de la revendication 24, par lequel au moins une portion 20 du conteneur est entourée par la masse de tabac.

-35-

26. L'article de la revendication 20, 21, 23, 24 ou 25, par lequel le membre conducteur de chaleur est étendu sur une longueur moindre d'environ la moitié de la longueur de l'élément combustible.

27. L'article de la revendication 20, 21, 23, 24, ou 25, par lequel l'élément combustible comprend du carbone et est d'une densité supé-' rieure d'environ 0,7 g/cc.

28. L'article de la revendication 20, 21, 23, 24 ou 25, par lequel l'élément combustible est de moins de 20 mm environ de longueur et est pourvu de plusieurs passages longitudinaux.

29.L'article de la revendication 20, 21, 23, 24 ou 25, par lequel letmembre de chaleur conductive est placé à environ 5 mm de l'extrémité d'allumage de l'élément combustible.

30. L'article de la revendication 1, par lequel l'élément combustible a une densité d'au moins environ 0,5 g/cc et est de moins environ 30 mm de long; le membre conducteur de chaleur est placé à au moins 5 mm de l'extrémité d'allumage de l'élément combustible, contourne une portion de l'jélément combustible, et enferme le matériel de formation d'aérosol un membre résilient isolant d'au moins 0,5 mm d'épaisseur, contourne au moins une portion de l'élément combustible; et un membre résilient isolant contourne au moins une partie du membre conducteur de chaleur qui enferme le matériel de formation d'aérosol.

31. L'article de la revendication 30, par lequel le membre conducteur de chaleur est répandu au moins sur moins de la moitié de la longueur de l'élément combustible.

32. L'article de la revendication 30f par lequel le membre isolant entourant l'élément combustible a une épaisseur d'au moins 1 mm et fond au cours de la consommation.

-36-

33. L'article de la revendication 32, par lequel au moins une portion du membre conducteur de chaleur qui enferme le matériel de formation d'aérosol est entouré par une masse de tabac.;

34. L'article de la revendication 30, 31, 32 ou 33, par lequel le membre isolant qui entoure l'élément combustible est un matériel fibreux ayant une température de ramolissement d'environ 650°C ou moindre,

35. L'article de la revendication 30, 31, 32 ou 33, par lequel l'élément combustible compren du carbone et est d'une densité supérieure a 0,7 g/cc.

36. L'article de la revendication 30, 31, 32, ou 33, par lequel l'élément combustible est d'une longueur moindre de 20 mm environ.

37. L'article de la revendication 30, 31, 32, ou 33, par lequel l'élément combustible comporte plusieurs passages longitudinaux.

38. Un article genre cigarette, comportant:

(a) un élément combustible de combustion ayant une densité d'au moins 0,5 g/cc.

(b) un moyen de production d'aérosol séparé comprendnant un matériel de formation d'aérosol; et

(c) un membre isolant entourant au moins une portion de l'élément combustible.

39. L'article, de la revendication 38, par lequel le membre isolant est résilient et d'une épaisseur d'au moins 0,5 mm.

40. L'article de la revendication 39, par lequel le membre isolant fond au cours de la consommation.

-37-

41. L'article de la revendication 38, par lequel le membre isolant ne brûle pas au cours de la consommation.

42. L'article de la revendication 38, par lequel le membre isolant est un matériel résilient non combustible et d'au moins 1 mm d'épaisseur.

43. L'article de la revendication 38, 39, 40, 41 ou 42, par lequel le membre isolant comprend des fibrex céramiques ou de verre.

44. L'article de la revendication 43, par lequel les fibres ont une température de ramolissement de 650°C ou moins.

45. L'article de la revendication 38, 39, 40, 41, ou 42 comprenant de plus un membre isolant résilient entourant au moins une portion des moyens générateurs de l'aérosol.

46. L'article de la revendication 45, par lequel le membre isolant contient des fibres céramiques ou de verre.

47. L'article de la revendication 45 par lequel le membre isolant entourant l'élément combustible comprend des fibres en céramique ou de verre et dont le matériel isolant entourant au moins une portion des moyens générateurs de l'aérosol est du L-matériel contenant du tabac.

48. L'article de la revendication 47, par lequel les fibres en céramique ou de verre ont une température de ramolissement d'au moins 650°C ou moindre.

49. L'article de la revendication 38, 39, 40, 41, ou 42, par lequel l'élément combustible est de moins de 30 mm de long.

-38-

50, L'article de la revendication 49, par lequel l'élément combustible est pourvu de lusieurs passages longitudinaux.

51. L'article de la revendication 49, par lequel l'élément combustible contient du carbone.

5 52. L'article de la revendication 38, par lequel le matériel de formation d'aérosol est enfermé dans un conteneur de chaleur conductive.

53. L'article de la revendication 52, par lequel un membre résilient isolant contourne au moins une portion du conteneur de chaleur conductive.

54. L'article de la revendication 53, par lequel le membre isolant 10 contourne l'élément combustible fond au cours de la consommation,

55. L'article de la revendication 53, par lequel une masse contenant du tabac contourne au moins une portion du conteneur de chaleur conductive.

56. L'article de la revendication 53, par lequel le conteneur est en contact avec l'élément combustible.

15 57. L'article de la revendication 52, 53, 54 ou 55, par lequel l'élément combustible est moins de 30 mm de long et le membre isolant qui contourne le combustible est un matériel résilient d'au moins 0,5 mm d'épaisseur.

58. L'article de la revendication 57, par lequel l'élément combustible comprend du carbone et est d'une densité supérieure à environ 0.7 g/cc.

20

-39-

59. L'article de la revendication 58, par lequel l'élément combustible est muni de plusieurs passages longitudinaux.

60. L'article de la revendication 1, 3, 20, 38, 52 ou 55 par lequel l'article délivre au moins 0,6 mg environ de matière â particule humide

5 au cours des tro.is premières bouffées dans des conditions FTC régissant la fumée.

61. L'article de la revendication 1, 3, 20, 38, 52 ou 55 par lequel l'article délivre une moyenne d'au moins 0,8 mg par bouffée de matière à particule humide dans des conditions FTC régissant la fumée, pendant

10 au moins 6 bouffées.

62. L'article de la revendication 1, 20 ou 38, par lequel au moins une portion des moyens générateurs d'aérosol est entourée par la masse de tabac.

63. L'article de la revendication 62, par lequel l'élément combustible 15 est carbonés.

FTC : Fedral Trade Commission (Commission Fédérale du Commerce)

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