DE69115383T2 - Rauchartikel - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft einen Rauchartikel, der Rauch und/oder ein Aerosol erzeugt, der bzw. das Tabakrauch ähnelt bzw. gleicht.
• Es ist allgemein bekannt, daß Tabakrauch aus Tausenden Chemikalien besteht, die das Ergebnis von Pyrolyse und unvollständiger Verbrennung von Tabak sind. Viele Rauchartikel wurden vorgeschlagen, die die Mengen dieser Verbindungen verringern, während der Rauchartikel bzw. das Rauchfabrikat ihre Annehmbarkeit nicht einbüßen.
• US-PS-4.340.072 zeigt eine Brennstoffstange, die aus wiederhergestelltem Tabak und/oder Tabakersatz geformt oder extrudiert wird. Ein sich der Länge nach erstreckender Durchgang ist in der undurchlässigen Brennstoffstange so vorgesehen, daß ein Fluß heißen Gases während der Verbrennung erzeugt wird und während des Rauchens zu einer Aerosolvorläufer-Kammer gelangt. In dieser Konstruktion passiert die in den Durchgang eindringende Luft die Brennkohle und wird erhitzt und mit den Verbrennungsgasen aus der brennenden Stange vermischt; dieser Strom heißen Gases wird entlang des Durchgangs und zwischen dem Granulat des Vorläufermaterials geführt, um durch eine Filterspitze in den Mund des Rauchers auszutreten. Somit atmet der Raucher ein Aerosol eines Geschmackstoffs aus dem Vorläufermaterial ein, das auch tei lchenförm iges Material aus der verbrennenden Brennstoffstange enthält.
• US-PS4.917.121 zeigt einen Rauchartikel, der körniges Material innerhalb eines in einer Tabaksäule befindlichen Rohrs enthält. Das vom angezündeten Ende entfernte Ende der Tabaksäule ist geschlossen, sodaß alle Gase das Rohr entlangströmen. Somit vermischen sich die Gase und der Rauch vom verbrennenden Tabak und vom körnigen Material, und das teilchenförmige Material im Tabakrauch wird weiter zum Mundstückende transportiert.
• Die vorliegende Erfindung stellt einen Rauchartikel bereit, umfassend eine Tabakstange aus rauchbarem Material in einem äußeren Deckblatt und eine stromabwärtige Filtereinheit, die ein körniges Element enthält, das adsorbierte Verbindungen aufweist, die ein Aerosol erzeugen, wenn heiße Gase durch das Element hindurchströmen, und einen Durchgang, der durch eine undurchlässige Wand definiert ist und der sich der Länge nach vom Ende der Stange zum körnigen Element erstreckt, um heißes Gas zuzuleiten.
• Filtermittel sind vorgesehen, um den Rauch, der sich entlang der Tabakstange durch deren verarbeiteten und geschnittenen Tabak bewegt, zu filtern, bevor oder während der Rauch mit dem Aerosol in Kontakt kommt, das aus dem körnigen Element durch die heißen Gase erzeugt wird.
• Beim Anzünden der Tabakstange strömen heiße Gase aus der verbrennenden Kohle vorzugsweise entlang des Durchgangs zum Filterende. Diese heißen Gase gelangen durch das körnige Material und setzen dadurch adsorbierte Komponenten frei und bilden ein Aerosol. Die Menge des entlang des Durchgangs transportierten heißen Gases ist abhängig von seiner Größe, der Dichte des ihn umgebenden rauchbaren Materials und der Durchlässigkeit der äußeren Deckblätter. Der Durchgang kann einen Durchmesser im Bereich von 0,5 bis 5,0 mm, oder vorzugsweise im Bereich von 1,0 bis 5,0 mm, aufweisen. Die am Ende des Durchgangs gemessenen Temperaturen können bis zu 550ºC erreichen, wodurch für eine ausreichende Hitze gesorgt ist, um Komponenten aus dem körnigen Material freizusetzen.
• Die Filtermittel bewirken die Entfernung von teilchenförmigem Material vor oder während der Verwendung von Rauch/Gasen zur Freisetzung der Komponenten und Geschmacksstoffen, die kondensieren und das Aerosol bilden.
• Der Längsdurchgang kann eine Wand aus verbrennbarem Material wie z.B. Papier oder wiederhergestellten Tabakblättern besitzen und ist im wesentlichen undurchlässig.
• Das körnige Element kann durch ein herkömmliches Filterelement abgestützt sein.
• Körnige Materialien wie z.B. Aluminiumoxid, Magneslumsilikat, Zeolithe, Keramikmaterialien, Aktivkohle oder andere poröse Materialien, die mit ausgewählten Komponenten der Verbindungen imprägniert sind (z.B. Nikotin, Glyzerin, Tabakgeschmackstoffe, Tabakextrakte) sind in einem Hohlraum angrenzend an das Ende der den Längsdurchgang enthaltenden Tabakstange enthalten und können in einer lose gepackten oder gesinterten Form vorliegen. Somit werden adsorbierte Komponenten desorbiert, wenn das heiße Gasgemisch aus dem Durchgang durch das körnige Element der Filtereinheit strömt.
• Die desorbierten Komponenten bilden ein Aerosol, das dann vorzugsweise durch einen Filter geringer Effizienz strömt, der aus Zelluloseacetat, Polypropylen, Papier oder einem ähnlichen Filtermaterial bestehen kann.
• Die Erfindung kann in unterschiedlicher Weise durchgeführt werden. Einige ihrer Ausführungsformen werden als Beispiele und unter Bezugnahme auf die beigelegten Abbildungen beschrieben, worin:
• Figuren 1 bis 3 Längsschnittansichten durch drei unterschiedliche Ausführungsformen von erfindungsgemäßen Rauchartikeln sind.
• Der in Fig.1 dargestellte Rauchartikel umfaßt eine zylindrische Tabakstange 1 aus herkömmlich verarbeitetem und geschnittenem Tabak mit einer Fülldichte von 150 bis 300 mg cm&supmin;³, der in Zigarettenpapier 2 eingewickelt ist, dessen Porosität im Bereich von 4 bis 150 CORESTA-Einheiten, oder vorzugsweise 20 bis 80 CORESTA-Einheiten, liegt. Ein Längsdurchgang 3 erstreckt sich über die Länge der Tabakstange, wobei die Wand des Durchgangs 4 im wesentlichen luftundurchlässig ist und aus Zigarettenpapier oder wiederhergestellten Tabakblättern besteht. Beim Anzünden des Endes des Rauchartikels bewegt sich der Rauch vorzugsweise entlang der Tabakstange 1, während die heißen Gase entlang des Durchgangs 3 zu einer Filtereinheit 5 strömen.
• Ein zwischen dem Tabak und einem körnigen Bett 6 angeordnetes Filterelement 9 besteht aus einem äußerst wirkungsvollen Material wie z.B. ultrafeinen Fasern aus Polypropylen oder einem anderen Polyolefinmaterial und entfernt die meisten Rauchkomponenten, die sich vorzugsweise entlang der Tabakstange 1 bewegen.
• Gemische aus heißer Luft/Gas gelangen durch ein körniges Element 6 und desorbieren die Komponenten aus dem Granulat 7. Diese Komponenten bilden ein Aerosol und gelangen durch einen Endfilter 8 in den Mund des Rauchers. Dieser Filter sollte vorzugsweise eine sehr geringe Retention aufweisen, sodaß eine maximale Übertragung von den Körnern zum Mund des Rauchers stattfinden kann, und kann als herkömmlicher Filter aus Zelluloseacetat, Polypropylen, Papier oder einem anderen ähnlichen Filtermaterial bestehen.
• In der oben beschriebenen Anordnung kann das körnige Material Magnesiumsilikat sein, z.B. Sepiolit in körniger Form beispielsweise von 15-30 Mesh, doch zur leichteren Herstellung könnten die Körner zu einer Stange gesintert werden, die dann zur geeigneten Größe geschnitten wird, wobei zwischen 50-200 mg Körner in jeder Filtereinheit enthalten sein können.
• Typischerweise liegt die Gesamtlänge des Rauchartikels im Bereich von 50 bis 120 mm, mit einem Gesamtdurchmesser von 5 bis 8 mm, beispielsweise 7,8 mm.
• Auf Wunsch kann das körnige Material mit Nikotin und Glyzerin im Bereich von 0,5 bis 20 % G/G bzw. 0 bis 40% G/G behandelt werden, was bei der Verwendung zur Freisetzung von Nikotin führt.
• In der zweiten in Fig.2 gezeigten Ausführungsform befindet sich ein Hohlraum 10 zwischen dem Filterelement 9 und dem körnigen Element 6. Dies ermöglicht das Durchströmen des heißen Gasgemischs durch einen größeren Bereich des körnigen Elements und hilft, das Ende 11 des Durchgangs 3 vor Verstopfung mit jeglicher Asche, die sich möglicherweise den Durchgang entlangbewegt, zu schützen.
• Der sich über die Länge der Tabakstange 1 axial erstreckende Durchgang 3 kann an der Peripherie davon positioniert sein.
• Die dritte, in Fig.5 dargestellte Ausführungsform der Erfindung dient dazu, die Wärme im Bereich des Granulats 7 zurückzuhalten. Diese Ausführungsform enthält einen Wärmeisolierabschnitt 12, der z.B. aus keramischen oder anderen wärmeisolierenden Fasern besteht. Dies verhindert einen übermäßigen Wärmeverlust an die Umgebung und hält gleichzeitig das Äußere des Rauchartikels kalt genug, sodaß man ihn halten kann. Das Wärmeisoliermaterial 12 ist angeordnet, als Filter zu wirken, um den sich entlang der Tabakstange bewegenden Rauch zu entfernen. Die Materialien können feine Fasern und Webstoffmaterialien sein.
• Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, dem Raucher ein Aerosol mit stark verringerten Mengen an Pyrolyse- und Verbrennungsprodukten aus dem Tabak zuzuführen. Zur Erreichung dieses Ziels werden Komponenten und Geschmacksstoffe auf körnige Materialien im Filterelement adsorbiert. Beim Anzünden der Zigarette wird die durch das Mittelrohr gezogene Luft durch die verbrennende Kohle erhitzt, wobei diese heiße Luft das körnige Material durch Freisetzung von Komponenten und Geschmacksstoffen "aktiviert". Diese Dämpfe kondensieren und bilden ein Aerosol, das dann durch den Filterabschnitt gelangt. Die Verwendung des undurchlässigen Rohrs stellt sicher, daß es zu keiner Ausbreitung des heißen Gases aus dem Rohr auf die Tabakstange oder des Rauchs in das Rohr kommt.
• Ein zusätzliches Merkmal dieser Konstruktionen sind die Strömungseigenschaften der heißen Luft und des Rauchs, wenn der Raucher einen Zug macht. Diese Strömungseigenschaften wurden unter Verwendung eines einfachen Widerstandnetzes ermittelt, das anzeigt, daß sich der Rauch vorzugsweise entlang der Tabaksäule bewegt, während die heiße Luft das Rohr entlang strömt. Es ist ein Ziel der Erfindung, ein möglichst wirkungsvolles Filterelement 9 vorzusehen, wodurch die Menge an Rauchpartikeln, die durch den verbrennenden Tabak gebildet werden und zum Raucher gelangen, deutlich verringert wird. Gase, die durch diesen Weg strömen, besitzen eine niedere Temperatur und desorbieren keine Komponenten aus dem körnigen Material.
• In der vorliegenden Erfindung üben die heiße Luft/die Gase, die sich entlang des Rohrs bewegt bzw. bewegen, eine aktivierende Wirkung auf das Granulat aus. Es wurde gezeigt, daß bei Umgebungstemperatur der Tabakrauch selbst auf das körnige Material überhaupt keinen Einfluß ausübt, wie dies in Figuren 1 und 2 der Fall wäre.

Claims (12)

1. Rauchartikel umfassend eine Tabakstange (1) aus rauchbarem Material in einem äußeren Deckblatt (2) und eine stromabwärtige Filtereinheit (5), die ein körniges Element (6) enthält, das adsorbierte Verbindungen aufweist, die ein Aerosol erzeugen, wenn heiße Gase durch das Element hindurchströmen, und einen Durchgang (3), der durch eine undurchlässige Wand (4) definiert ist und der sich der Länge nach vom Ende der Stange zum körnigen Element (6) erstreckt, um heißes Gas zuzuleiten, dadurch gekennzeichnet, daß Filtermittel (9, 12) vorgesehen sind, um den Rauch, der sich entlang der Tabakstange (1) durch deren verarbeiteten und geschnittenen Tabak bewegt, zu filtern, bevor oder während der Rauch mit dem Aerosol in Kontakt kommt, das aus dem körnigen Element (6) durch die heißen Gase erzeugt wird.

2. Rauchartikel nach Anspruch 1, worin das Filtermittel (9, 12) aus einem äußerst wirkungsvollen Material besteht.

3. Rauchartikel nach Anspruch 2, worin das äußerst wirkungsvolle Material aus ultrafeinen Fasern aus Polypropylen- oder Polyolefinmaterial besteht.

4. Rauchartikel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die Filtereinheit (5) ein Filterelement (8) stromabwärts vom körnigen Element (6) enthält.

5. Rauchartikel nach Anspruch 4, worin das herkömmliche Filterelement (8) aus einem Material mit sehr geringer Retention besteht.

6. Rauchartikel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin das körnige Element (6) von Wärmeisolierung (12) umgeben ist.

7. Rauchartikel nach Anspruch 6, worin die Wärmeisolierung (12) auch das Filtermittel ist.

8. Rauchartikel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin der Durchgang (3) mit der Stange (1) im wesentlichen koaxial ist.

9. Rauchartikel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, worin der Durchgang parallel, aber exzentrisch zur Achse der Stange (1) angeordnet ist.

10. Rauchartikel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin das körnige Material ein poröses Material ist, das mit ausgewählten Komponenten oder Verbindungen imprägniert ist.

11. Rauchartikel nach Anspruch 10, worin das poröse Material aus Aluminiumoxid, Magnesiumsilikat, Zeoliten, Keramikmaterialien oder Aktivkohle besteht.

12. Rauchartikel nach Anspruch 10 oder 11, worin die ausgewählten Komponenten oder Verbindungen Nikotin, Glyzerin, Tabakgeschmacksstoffe oder Tabakextrakte sind.