DE4336160A1 - Rauchartikel - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verbesserun­ gen bei Rauchartikeln, insbesondere bei Rauchartikeln, die das Erscheinungsbild einer traditionellen Zigarette haben. Ganz besonders betrifft die vorliegende Erfindung einen Rauchartikel, der in sich eine Zusammensetzung aufweist, die unter dem Einfluß von Wärme und ohne eine Verbrennung ausgewählte Aromadämpfe freisetzt.

Über die letzten vergangenen Jahre gab es eine Vielzahl von Rauchartikeln, die Zigaretten glichen. Jedoch sind die bei der Verbrennung entstandenen Produkte dabei vom Raucher des Rauchartikels nicht inhaliert worden, sobald der Rauchartikel angezündet war. Vielmehr hat die Hitze der Verbrennung von brennbaren Materialien des Rauchar­ tikels genügend Hitze erzeugt, um ausgewählte Aromen zu verdampfen, die von dem brennbaren Abschnitt des Rauch­ artikels getrennt in diesem enthalten waren. Die ver­ dampften Aromen wurden vom Raucher des Rauchartikels aufgenommen, jedoch nicht die Verbrennungsprodukte der die Hitze erzeugenden Quelle.

Ein Großteil der früher geleisteten Arbeit auf dem Ge­ biet der "zigarettenartigen Produkte wird in einer Viel­ zahl von US-Patenten beschrieben. Beispielsweise be­ schreibt die US-PS 32 58 015 ein Rauchgerät, das eine abbrennbare Tabaksäule enthält, in der ein konzentri­ sches, rauchundurchlässiges Rohr durchgehend vorgesehen ist, wobei das Rohr aus einem wärmeleitfähigen Material wie Kupfer oder Aluminium hergestellt und mit Aerosole erzeugenden Materialien gefüllt ist. Die US-PS 33 56 094 beschreibt einen Rauchartikel mit einer Tabaksäule und einem darin durchgehend untergebrachten konzentrischen Rohr, wobei die Innenwandoberfläche des Rohres mit einem Aromamaterial und einem Aerosole erzeugenden Material beschichtet ist. Das Rohr besteht aus einem anorgani­ schen Salz wie Magnesium-Sulfat-Heptahydrat. Weiterhin beschreibt die US-PS 40 27 679 einen Rauchartikel mit einer Tabaksäule, die von einer Papierumhüllung einge­ faßt ist und sich in einem Rohr befindet, das aus einem wärmeleitfähigen Material wie Keramik, einem Metall oder einem granulatartigen Material besteht, das gepreßt oder geformt ist, so daß es sich konzentrisch durch die Ta­ baksäule erstreckt. Es gibt ferner wenigstens zwei Pa­ tente, die Zigaretten betreffen, in denen Tabakstangen durch wärmeisolierendes Material umhüllt sind. Die US- PS 20 98 619 betrifft eine Zigarette mit einem Tabak­ stab, der durch eine unbrennbare Umhüllung umfaßt ist, die ihrerseits durch eine gewellte äußere Umhüllung aus wärmeisolierendem Material umschrieben ist. Auch in der (A/US-PS 28 90 704 wird eine Zigarette erläutert, die ei­ nen Tabakstab enthält, der mit einer Umhüllung aus nicht abbrennbarem Material wie miteinander verwobenen Glas­ fasern umschrieben ist.

Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen ver­ besserten Rauchartikel zu schaffen, der einer Zigaret­ te im Erscheinungsbild und in den Raucheigenschaften möglichst nahekommt. Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung liegt in der Schaffung eines Rauchartikels, bei dem die bei der Verbrennung einer Brennstoffquelle freigesetzten Produkte durch den Raucher des Rauchar­ tikels nicht aufgenommen werden. Schließlich liegt ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung darin, einen verbesserten Rauchartikel zu schaffen, bei dem der Rau­ cher nur ausgewählte verdampfte Aromakomponenten auf­ nimmt.

Um die vorerwähnten Ziele zu erreichen, wird bei der vorliegenden Erfindung ein Rauchartikel geschaffen, der aus den folgenden Komponenten besteht:

Einem Rauchabschnitt, einem mit dem Rauchabschnitt axial ausgerichteten Mundstück, einer zwischen dem Rauchab­ schnitt und dem Mundstück angeordneten, rauchundurchläs­ sigen Trennwand, wobei der Rauchabschnitt ein erstes isolierendes Rohr aufweist, in dem eine Aerosol erzeu­ gende Zusammensetzung untergebracht ist, ferner ein zweites isolierendes Rohr, das das erste isolierende Rohr umschreibt, ein Brennstoffrohr, das das zweite iso­ lierende Rohr umschreibt, ein Zigaretten-Umhüllungsmate­ rial um das Brennstoffrohr, wobei die rauchundurchlässi­ ge Trennwand in einem Mittelabschnitt eine Öffnung als Durchströmmittel zwischen der Aerosol erzeugenden Zusam­ mensetzung und dem Mundstück aufweist.

Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend an­ hand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Vorderansicht eines bevor­ zugten Rauchartikels gemäß der Erfindung,

Fig. 2 einen Längsschnitt des Rauchar­ tikels von Fig. 1 in Richtung der Pfeile 2-2 in Fig. 1, und

Fig. 3 einen Längsschnitt einer ande­ ren Ausführungsform eines Rauch­ artikels in Richtung der Pfeile 2-2 von Fig. 1.

In den Fig. 1 und 2 wird ein Rauchartikel 8 der vorlie­ genden Erfindung angedeutet, der das äußere Erschei­ nungsbild einer konventionellen Filterzigarette hat.

Der Rauchartikel 8 weist einen Rauchabschnitt 9 und ein Mundstück 20 auf. Der Rauchabschnitt 9 enthält ein im allgemeinen zylindrisches Brennstoffrohr 12, das zwei koaxiale und ausgerichtete Isolierrohre 14 und 16 von außen umgibt und umschreibt. Das innere oder erste iso­ lierende Rohr 16 ist mit einer Aerosol erzeugenden Zu­ sammensetzung 18 gefüllt, die eine verdampfbare Aroma­ komponente enthält. Die Aerosol erzeugenden Materialien, die in der Zusammensetzung 18 verwendbar sind, enthalten beispielsweise Glycerin, Propylenglykol oder andere in dieser Technik übliche Aerosol erzeugende Materialien. Weiterhin kann die verdampfbare Aromakomponente jede Komponente sein, die in dieser Technik üblich ist, und die ein ausgewähltes Aroma verdampfen kann, das zum Auf­ nehmen durch den Raucher bestimmt ist. Ein bevorzugtes Material zum Freigeben ausgewählter Aromen ist bei­ spielsweise Tabak.

Bei einem bevorzugten Rauchartikel 8 wird das außenlie­ gende Brennstoffrohr 12 durch eine Zigarettenhülle 10 umschrieben. Am dem Mund zugewandten oder abströmseiti­ gen Ende des Rauchabschnittes 9 des Rauchartikels 8 ist ein Mundstück 20 angebracht. Das Mundstück 20 kann auch durch die Zigarettenhülle 10 umschrieben sein.

Zwischen dem Mundstück 20 und dem Rauchabschnitt 9 be­ findet sich eine rauchundurchlässige Trennwand 24. Die­ se Trennwand liegt quer zur Längsachse des Raucharti­ kels 8 und ist mit einer mittig angeordneten Öffnung 26 versehen. Die Öffnung 26 besitzt einen Durchmesser, der im wesentlichen dem Innendurchmesser des Rohres 16 ent­ spricht.

Das Brennstoffrohr 12 ist im allgemeinen aus einem ge­ formten Bogen gebildet, z. B. aus einem verbrennbaren Kohlenstoffmaterial, das einen zweckmäßigen Haftvermitt­ ler mit wenigstens einem passenden Abbrennverzögerer enthält. Beispiele bevorzugter Abbrennverzögerer sind z. B. Ammoniumchlorid, Natriumchlorid und dgl. Das zu­ meist gegossene Brennstoffrohr 12 wird im allgemeinen hergestellt mit einer Bandgießmethode. Der Kohlenstoff ist normalerweise feingemahlene Aktivkohle, die zwi­ schen 40 und 60 Gew.-% der gegossenen Kohlenstoffzu­ sammensetzung ausmacht. Ein solches gegossenes Brenn­ stoffrohr enthält üblicherweise zwischen ca. 5 und 10 Gewichtsteile Methocel, ca. 10 bis 25 Gewichtsteile eines Füllmaterials wie Carboxymetholzellulose, ca. 5 bis 15 Gewichtsteile eines feuchtigkeitshaltenden Zu­ satzes wie Glycerin, in etwa 2 bis 6 Gewichtsteile ei­ nes Lösungsmittels wie Glyoxol, zwischen ca. 0,1 bis 0,8 Gewichtsteile eines pH-Einstell-Zusatzes wie Zitronen­ säure oder Kaliumzitrat, ca. 5 bis 15 Gewichtsteile von Fasern wie Holzpulpe oder Sägemehl, zwischen ca. 30 bis 70 Gewichtsteile einer Kohlenstoff-Brennstoffquelle wie aktivierte Holzkohle oder feingemahlene Aktivkohle, zwi­ schen etwa 1 bis 3 Gewichtsteile eines Abbrennverzöge­ rers, wie Ammoniumchlorid und zwischen etwa 4 und 6 Ge­ wichtsteile Wasser. Ein fertiggestellter gegossener Bo­ gen hat üblicherweise eine Dicke von 5 bis 10 mils in trockenem Zustand (5 bis 10/000 Zoll oder 0,127 bis 0,254 mm). Ein Rohr, das in der erfindungsgemäßen Weise verwendbar ist, wird hergestellt durch gemeinsames Rol­ len zweier Bögen der Kohlenstoff-Brennstoff- Zusammen­ setzung auf einem Kern vorbestimmter Größe, normaler­ weise auf einem Kern mit einem Außendurchmesser von ca. 7 mm, da dies genau die richtige Größe für einen Rauch­ artikel konventioneller Abmessungen ist.

Das innere oder erste isolierende Rohr 16 ist üblicher­ weise rauchundurchlässig und besitzt einen relativ ge­ ringen Wärmeübertragungskoeffizienten. Im Gebrauch hat es das Erscheinungsbild und die Charakteristika von Zi­ garettenaschen. Ein solches Rohr wird hergestellt aus einem ausgewählten Isoliermaterial wie Aluminiumtri­ hydrat. Ein bevorzugtes Herstellverfahren für dieses Rohr ist Bandgießen. Ein zweckmäßiger, bandgegossener Bogen wird hergestellt durch Aufschlämmen von ca. 2 bis 5 Gewichtsteilen Methocel, von ca. 5 bis 15 Gewichtstei­ len Carboxymethylzellulose, mit ca. 3 bis 8 Gewichtstei­ len Glycerin, mit ca. 1 bis 3 Gewichtsteilen Glyoxol, mit ca. 0,2 bis 0,8 Gewichtsteilen Zitronensäure oder Kaliumcitrat, mit ca. 2 bis 6 Gewichtsteilen Holzpulpe oder Sägemehl, mit ca. 50 bis 100 Gewichtsteilen Alumi­ niumtrihydrat, mit ca. 3 bis 8 Gewichtsteilen Natriumbo­ rat, und mit ca. 200 bis 600 Gewichtsteilen Wasser. Die­ se Aufschlämmung wird dann in einen Bogen gegossen, der zweckmäßigerweise eine Dicke von 5 bis 15 mils in ge­ trocknetem Zustand hat (0,127 mm bis 0,381 mm). Für ein solches Rohr werden zwei Streifen aus dem Bogenmaterial auf einen Kern gewickelt. Ein Kern für diesen Zweck hat einen zweckmäßigen Durchmesser von ca. 3 mm.

Das Zwischen- oder zweite isolierende Rohr 14 wird aus einem leichtgewichtigen Material hergestellt, das einen Wärmeübertragungskoeffizienten besitzt, der erheblich niedriger ist als der Wärmeübertragungskoeffizient des ersten isolierenden Rohres. Zweckmäßigerweise wird die­ ses Rohr z. B. aus Graphitfilz gemacht. Eine hierbei be­ sonders bevorzugte Graphitfilzisolierung wird herge­ stellt durch Erhitzen eines Rayon-Vorläufers bis auf ca. 2500°C in sauerstoffreier Umgebung, wobei der Kohlen­ stoff im Rayon in Graphit umgewandelt wird. Das sich da­ bei ergebende Material wird in Rollen von ca. 5 bis 8 mm Durchmesser gebracht. Diese Rollen können in rohrförmige Abschnitte geformt werden, die einen vorgewählten Innen­ durchmesser, einen vorbestimmten Außendurchmesser und eine bestimmte Länge für einen spezifischen Rauchartikel haben. Bei einer Ausführungsform, wie sie z. B. in Fig. 3 gezeigt ist, ist das innere isolierende Rohr 14a aus ei­ ner Vielzahl aufeinander ausgerichteter Ringe oder "De­ nuts" hergestellt, die vorbestimmte Innen- und Außen­ durchmesser haben. Allgemein läßt sich sagen, daß für einen gewünschten Rauchartikel der vorliegenden Erfin­ dung das Rohr 14 einen Innendurchmesser von ca. 4 mm und einen Außendurchmesser von ungefähr 7 mm hat. Ein Mittel zum Herstellen der Ringe oder Donuts ist es, die Ringe oder Donuts aus einem Stapel von Graphitfilzbögen auszu­ stanzen. Beispielsweise läßt sich aus einem 6 mm dicken Filzmaterial ein Rohr herstellen, das 60 bis 72 mm lang ist, wobei 10 bis 12 Bögen aufeinandergestapelt werden und dann mit einem Stanzwerkzeug einer vorbestimmten Ab­ messung und Form die Ringe oder Donuts aus dem Stapel ausgestanzt werden. Für die jeweils gewünschte Länge des Rohres für unterschiedlich lange Rauchartikel werden un­ terschiedliche Anzahlen aufeinandergestapelter Filzbögen benutzt, die aufeinandergelegt werden, ehe mit dem Stanzwerkzeug die vorbestimmte Anzahl von Ringen ausge­ stanzt werden, die dann über ein inneres Rohr 16 gefä­ delt werden, um darauf die Isolierschicht zu bilden. Da das Graphitfilzrohr üblicherweise nicht vollständig rauchundurchlässig ist, und da der Filz kein Rohr formt, das innenseitig gleichförmig ist, und da Fasern oder Stanzränder des Filzes von der Innenwand des Rohres he­ rabhängen können, ist ein inneres und rauchundurchlässi­ ges Rohr wünschenswert.

Wie in Fig. 3 ferner gezeigt ist, wird ein Mundstück 22 mit einem Filtermaterial 28 benutzt.

Bei einem zweckmäßigen Rauchartikel gemäß vorliegender Erfindung ist der Innendurchmesser des inneren Rohres 16 zwischen 3 und 4 mm, während der Außendurchmesser des ge­ gossenen Brennstoffrohres ca. 8 mm beträgt. Normales Zi­ garettenpapier schafft die äußere Papierumhüllung 10. Eine ausgewählte Aerosol erzeugende Zusammensetzung 18 kann beispielsweise eine Mischung von Tabak mit bei­ spielsweise 50 bis 80 Gewichtsteilen und eine Aerosol erzeugende Komponente in 2 bis ca. 8 Gewichtsteilen enthalten, wie z. B. Propylenglykol. Carboxymethylzellu­ lose, und zwar üblicherweise weniger als 5 Gewichtstei­ le, kann ebenfalls benutzt werden, um die Mischung zu binden.

In einem Rauchartikel, gemäß vorliegender Erfindung liegt die Temperatur, die an der Innenwand des inneren Rohres 16 gemessen wird, typischerweise zwischen etwa 300°C und 400°C, abhängig von den Dicken der isolieren­ den Rohre 14 und 16 und des gegossenen Brennstoffrohres 12.

Bei der Benutzung wird das gegossene Brennstoffrohr 12 angezündet. Es schwelt, sobald durch das Brennstoffrohr Luft gezogen wird. Ein gesteuerter Teil der Hitze des angezündeten Brennstoffrohres 12 wird durch die Wände der Rohre 14 und 16 übertragen, so daß die Zusammenset­ zung 18 an der Innenseite des Rohres 16 erhitzt wird und die Aerosol erzeugenden Komponenten und Aromen, die da­ mit vereint sind, zu verdampfen. Sobald dann der Raucher inhaliert oder am Filterende 20 des Rauchartikels 8 saugt, wird die Umgebungsluft durch das offene Ende des Rohres 16 eingezogen, die dann durch die Zusammensetzung 18 hindurchgeht und schließlich durch den Filter 20 in den Mund eintritt. Die Luft wird erhitzt und nimmt die verdampften Aerosolsubstanzen mit. Die erhitzte Luft und die mitgenommene Aerosolsubstanzen und der Tabakge­ schmack gehen dann durch den Filter 20 in den Mund des Rauchers.

Claims (14)

1. Rauchartikel, gekennzeichnet durch

• - einen Rauchabschnitt (9), einen Mundstückabschnitt (20), der mit dem Rauchabschnitt (9) axial ausge­ richtet ist, und eine rauchundurchlässige Trennwand (24) zwischen dem Rauchabschnitt (9) und dem Mund­ stück (20);
• - wobei der Rauchabschnitt (9) ein erstes isolierendes Rohr (14) enthält, das mit einer innenliegenden, Aerosol erzeugenden Zusammensetzung (18) ausgestattet ist, wobei ferner das zweite isolierende Rohr (16) das erste isolierende Rohr (14) außen umschreibt, und wo­ bei ein Brennstoffrohr (12) das zweite isolierende Rohr (16) umschreibt und seinerseits von einem Umhül­ lungsmaterial (10) umgeben ist,
• - und wobei die rauchundurchlässige Trennwand (24) Durchströmmittel (26) zwischen der Aerosol erzeugenden Zusammensetzung (18) und dem Mundstück (20) aufweist.

2. Rauchartikel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste isolierende Rohr (14) Aluminiumtriyhydrat enthält.

3. Rauchartikel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste isolierende Rohr (14) ein gegossener Bo­ gen ist.

4. Rauchartikel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der gegossene Bogen in ein 6-schichtiges Rohr ge­ wickelt ist, das eine mittlere Dicke zwischen ca. 0,5 mm bis 1,0 mm besitzt.

5. Rauchartikel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite isolierende Rohr (16) ein Graphitfilz ist.

6. Rauchartikel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Graphitfilz einen Rayon-Vorläufer verwendet.

7. Rauchartikel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Graphitfilz ein gegossener Bogen ist.

8. Rauchartikel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der gegossene Bogen des Graphitfilzes eine Dicke von etwa 5 bis 10 mils (0,127 mm bis 0,254 mm) aufweist und in einer zweischichtigen Konfiguration gewickelt ist.

9. Rauchartikel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Brennstoffrohr (12) aus einem gegossenen Bogen eines brennbaren Kohlenstoffmaterials hergestellt ist.

10. Rauchartikel nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich­ net, daß das Brennstoffrohr (12) gemäß Anspruch 9 aus der Gruppe hergestellt ist, die aktivierte Holzkohle und fein gemahlenen aktivierten Kohlenstoff enthält.

11. Rauchartikel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Aerosol erzeugende Zusammensetzung (18) Ta­ bak enthält.

12. Rauchartikel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß daß der innere Durchmesser des ersten isolie­ renden Rohres (14) zwischen ca. 3 bis 4 mm liegt, und daß der Außendurchmesser des Brennstoffrohres (12) bei ca. 8 mm liegt.

13. Rauchartikel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß das erste isolierende Rohr (14) rauchundurch­ lässig ist und einen niedrigen Wärmeübertragungskoeffi­ zienten besitzt.

14. Rauchartikel nach Anspruch 13, dadurch gekennzeich­ net, daß das zweite isolierende Rohr (16) einen Wärme­ übertragungskoeffizienten aufweist, der niedriger, vor­ zugsweise beträchtlich niedriger, als der Wärmeübertra­ gungskoeffizient des ersten isolierenden Rohres (14) ist.