CZ301581B6

CZ301581B6 - Kurácký výrobek, obsahující obalový materiál

Info

Publication number: CZ301581B6
Application number: CZ20021942A
Authority: CZ
Inventors: Bushby@Alison; Gerard McAdam@Kevin; Leslie Timms@Nicholas
Original assignee: British American Tobacco (Investments) Limited
Priority date: 1999-12-07
Filing date: 2000-11-29
Publication date: 2010-04-21
Also published as: RU2002118337A; ES2234695T3; BR0016218B1; AU766938B2; EP1237428A1; HUP0203747A2; DE60018459T2; PL203192B1; AR026923A1; CA2382926C; HK1054490A1; PT1237428E; CN1407860A; EP1237428B1; CN100342806C; PL356163A1; ATE289758T1; DK1237428T4; GB9928853D0; NO20022548D0

Abstract

Kurácký výrobek obsahuje obalový materiál, obalující tabákový kurivový materiál. Obal je vytvoren ze suspenze a obsahuje keramické plnivo, pojivo, prípadne prísady pro horení a prípadne zlepšovac popela. Obsah keramického plniva je v rozmezí od 50 do 95 % hmotnostních sušiny v suspenzi pro výrobu obalu. Keramické plnivo je tvoreno cásticovým keramickým plnivem predem stanoveného tvaru, po jehož smísení s pojivem v obalu, má obal pórovitou samonosnou strukturu.

Description

Kuřácký výrobek, obsahujíc! obalový materiál

Oblast techniky 5

Vynález se týká kuřáckého výrobku, který obsahuje obalový materiál, přičemž se týká zejména, nikoliv však výlučně, cigaret.

Dosavadní stav techniky

Již léta jsou Činěny různé pokusy poskytnout kuřácký výrobek, který má sníženou produkci postranního kouře. Některé z těchto pokusů spočívají v použití netabákových kouřících materiálů, jako například kouřícího materiálu, obsahujícího anorganická plnidla, která jsou nehořlavá, a který sám produkuje malé množství produktů spalování.

Naše patentová přihláška WO 96/07336 popisuje kuřácký výrobek, mající vysoký obsah nehořlavého anorganického materiálu a obsahující v podstatě nehořlavý obal rozprostírající se podél celé délky sloupce kouřícího materiálu, přičemž obaluje zdroj paliva a prostředky vytvářející aerosol.

Tato přihláška se však konkrétně týká netabákových kouři cích materiálů nebo kouřících materiálů v podstatě neobsahujících tabák, totiž jejich vysokého obsahu anorganického materiálu.

Obal podle této přihlášky se ukázal poněkud neefektivní pro udrženi doutnání za normálních podmínek kouření jestliže obaluje tabákový kouřící materiál. Standardní strojové podmínky kouření jsou 35 ml bafnutí v trvání dvou sekund za minutu.

Mezinárodní patentová přihláška WO 98/16125 popisuje opakovaně použitelný keramický tru30 bičkový materiál, který vyžaduje mechanické dodání pórozity za podmínky, že štěrbiny jsou pokryty porézním materiálem. Tyto trubičkové materiály neodhořívají a obvykle vyžadují prstencový průchod vzduchu mezi trubičkovým materiálem a tabákovou vložkou pro umožnění spalování.

Jedno provedení zahrnuje vláknitou keramickou tkaninu, mající přirozenou propustnost, ve styku s tabákovou vložkou. Tkanina není hořlavá a porézní tkaný materiál je potřebný pro umožnění přístupu vzduchu do tabákové vložky, a pro spalování tabákové vložky v trubičkovém materiálu. Tato tkanina neodhořívá.

Jiné provedení popisuje trubičkovitý list vláknitého materiálu, který je mírně kalcinován pro odstranění pojivového materiálu a tím pro vytvoření pórozity. Opět, tato varianta keramického trubičkovitého materiálu se nespaluje ani neodhořívá po kalcinačním stupni a je opětně použitelná.

Nověji, mezinárodní patentová přihláška WO 99/53778 popisuje materiál pro úpravu postranního kouře cigarety vytvořený z listu nehořlavé aktivní složky zpracované v průběhu jeho výroby pro vytvoření porézní struktury schopné ovlivnit postranní kouř.

Materiál pro úpravu sestává z hydrofobního sorpčního materiálu, majícího značnou pórozitu a velké množství mikropórů, tak zvaného materiálu, majícího velký měrný povrch schopného adsorbovat Částicový materiál.

Listový materiál s výhodou obsahuje sloučeninu uvolňující kyslík, který zvyšuje oxidační úpravu adsorbovaných složek. Kouřící materiál uvnitř listového materiálu je řezaný tabák.

-1CZ 301581 B6

Tento výrobek funguje sorpcí nevodné parní fáze kouřícího materiálu a spalováním tohoto materiálu dokonaleji v prostředí se zvýšeným obsahem kyslíku. Také dochází k selektivní chemické filtraci postranního kouře.

Materiál pro úpravu postranního kouře podle tohoto dokumentu neodhořívá při pokračování kouření, takže výrobek nemá při kouření obvyklý vzhled.

Žádný z obou uvedených dokumentů z dosavadního stavu techniky nepopisuje obal, který by věrně imitoval obvyklé spalování cigarety na popel.

iú

Patent US 4 915 117 popisuje cigaretu mající tenký list pro držení tabáku. Podle jednoho vytvoření je tento list vytvořen povlečením nebo impregnací papíru anorganickým lepidlem a sušením výsledného listu pro vytvoření papíru majícího keramickou vrstvu. Tento dokument dosavadního stavu techniky popisuje obal vyžadující papírový materiál poskytující oporu na něm vytvořené keramické vrstvě.

Podstata vynálezu

Cílem vynálezu je poskytnout kuřácký výrobek, obsahující obvyklý kouřící materiál, a nekonvenční obal, obsahující část nespalitelného materiálu, přičemž obal hoří s viditelnou linií hoření, která při kouření postupuje podél délky kuřáckého výrobku.

Dalším cílem vynálezu je poskytnout kuřácký výrobek, mající v podstatě normální charakteris25 tiky přeměny na popel, přičemž popel je odstranitelný normálním kuřáckým způsobem, tak zvaným oklepáním nebo zamáčknutím nedopalku konzumentem kuřáckého výrobku.

Dalším cílem vynálezu je poskytnout obal, který nevyžaduje tepelné zrání pro vytvoření porézní struktury.

Obal podle vynálezu se může sušit pro odstranění vlhkosti, nezahřívá se však na více než 280 °C. Zahřívání nad 150 °C je nežádoucí, neboť obal by změnil barvu. Takovýto obal je znám jako „syrový keramický obal*. Termín „syrový keramický obal“ zde znamená obal, který se v žádném stupni jeho výroby nezahřívá na více než 100 °C.

Dalším cílem vynálezu je také poskytnout obal, který nevyžaduje mechanické zpracování pro zajištění pórozity, nezbytné pro spálení obalu.

V souladu s předmětem tohoto vynálezu byl proto vyvinut kuřácký výrobek, který obsahuje oba40 lový materiál, obalující tabákový kuřivový materiál. Obal je vytvořen ze suspenze a obsahuje keramické plnivo, pojivo, případně přísady pro hoření a případně zlepšovač popela. Obsah keramického plniva je v rozmezí od 50 do 95 % hmotnostních sušiny v suspenzi pro výrobu obalu. Keramické plnivo je tvořeno částicovým keramickým plnivem předem stanoveného tvaru, po jehož smísení s pojivém v obalu, má obal pórovitou samonosnou strukturu.

Obalem je s výhodou syrový keramický obal.

Předem definovaný tvar keramického plniva je s výhodou kulovitý nebo v podstatě kulovitý, oválný nebo v podstatě oválný, nebo má jiný podobný nepravidelný tvar,

Keramické plnivo má s výhodou velikost částic v rozmezí od 2 do 90 pm.

U výhodného provedení má keramické plnivo s výhodou velikost částic v rozmezí od 2 do 75 pm.

-2CZ 301581 B6

Keramické plnivo může mít rovněž s výhodou velikost Částic v rozmezí 25 až 70 pm.

Střední velikost částic je s výhodou větší než 30 pm.

U výhodného provedení je střední velikost částic větší než 35 pm.

Střední velikost částic je s výhodou zhruba 50 pm.

Keramické plnivo má s výhodou pravidelný nebo nepravidelný tvar, nikoliv destičkový.

io

Keramickým plnivem je s výhodou nerozpustný nebo málo rozpustný oxid kovu nebo sůl kovu.

Keramické plnivo je s výhodou tvořeno jednou nebo více z látek, vybraných ze skupiny, obsahující oxid hlinitý, oxid křemičitý, hlinitokřemičitan, karbid křemíku, stabilizovaný nebo nestabili15 zovaný oxid zirkoničitý, zirkon, granát, živec, nebo jiný obdobný materiál, mající potřebnou velikost Částic, nebo jiný vhodný keramický materiál mletý na potřebnou velikost nebo tvar.

Obsah keramického plnívaje s výhodou v rozmezí od 70 do 90 % hmotnostních.

Obsah keramického plniva může být s výhodou rovněž v rozmezí od 70 do 87,5 % hmotnostních. Keramickým plnivem je s výhodou neaktivované plnivo.

Pojivém je s výhodou organické pojivo.

Organickým pojivém je s výhodou jedno nebo více z organických pojiv, vybraných ze skupiny, obsahující algináty, například aíginát vápenatý, propylenglykolalginát, klovatinu, celulózu (módifikovalou nebo přírodní), pektin nebo pektinová pojivá, škrob, nebo soli těchto pojivá kovů skupiny I nebo II, zejména sodnou karboxymethylcelulózu nebo alginát sodný.

Pojivém může být s výhodou anorganické pojivo.

Anorganickým pojivém je s výhodou aktivovaný anorganický materiál.

Obsah pojívaje s výhodou v rozmezí od 2 do 30 % hmotnostních sušiny v suspenzi.

Obsah pojivá může být rovněž s výhodou v rozmezí od 3 do 10 % hmotnostních.

Obsah přísady pro hoření je s výhodou v rozmezí od 1 do 15 % hmotnostních sušiny v suspenzi, použité pro výrobu obalu.

Obsah přísady pro hoření může být s výhodou rovněž v rozmezí od 2 do 5 % hmotnostních.

Přísada pro hoření je s výhodou vybrána z jedné nebo více solí kovů skupiny I nebo II, zejména octanů a citrátů.

Obsah zlepšovače popela v obalu je s výhodou v rozmezí do 5 % hmotnostních,

Zlepšovačem popela je s výhodou jedna nebo více látek, vybraných ze skupiny, obsahující slídu, křídu, perlit a jíly.

Obal má s výhodou propustnost menší, než 200 Coresta jednotek (C.U.)

U výhodného provedení má obal propustnost v rozmezí od 5 do 50 C.U.

-3CZ 301581 B6

Obal má s výhodou hustotu od 0,5 do 3,0 g/cm³.

Tabákem je s výhodou řezaný tabák, obsahující řezané listy a stonky.

Tabák s výhodou obsahuje jeden nebo více rekonstituovaných tabákových materiálů, netabákový materiál nebo alternativní kuřivové materiály.

Přísadou pro hoření je s výhodou promotor hoření.

io Vynález tedy poskytuje kuřácký výrobek, obsahující obalový materiál, obalující tabákový kouřící materiál, přičemž obal obsahuje podíl keramického plnidla předem definovaného tvaru, pojivo, volitelně přísady pro hoření a volitelně zlepšovaČ popele.

Předem definovaný tvar keramického plnidla je takový tvar, že při smíchání s pojivém v obalu má obal porézní samonosnou strukturu a při spalování při kouření obal ztrácí svou strukturní celistvost. Obal je s výhodou syrový keramický obal.

Keramický materiál je s výhodou částicový materiál.

Předem definovaný tvar keramického plnidla je s výhodou sférický nebo v podstatě sférický, oválný nebo v podstatě oválný nebo jiný nepravidelný tvar k těmto tvarům se blížící.

Keramické plnidlo má s výhodou velikost částic v rozmezí 2 až 90 pm, výhodněji 2 až 75 pm a ještě výhodněji 25 až 70 pm. Střední velikost částic je s výhodou větší než 30 pm, výhodněji větší než 35 pm a ještě výhodněji větší než 40 pm. Jako velmi výhodná se jeví střední velikost částic asi 50 pm. Výhodná velikost částic může být dosažena mletím vhodného keramického plnidla majícího větší velikost částic na výhodné rozmezí a/nebo preferovanou velikost.

Keramické plnidlo má s výhodou pravidelný nebo nepravidelný tvar, nikoliv destičkový. S výho30 dou je keramické plnidlo nerozpustný nebo málo rozpustný oxid kovu nebo sůl kovu. S výhodou je plnidlo tepelně stabilní oxid kovu nebo sůl kovu. Keramické plnidlo může být jedna nebo více látek zvolených ze skupiny oxid hlinitý, oxid křemičitý, hlinitokřemičitan, karbid křemíku, stabilizovaný nebo nestabilizovaný oxid zirkoničitý, zirkon, granát, živec, nebo jiný materiál odborníkovi známý, mající potřebnou velikost částic, nebo jiný vhodný keramický materiál mletý na potřebnou velikost nebo tvar.

Keramické plnidlo je s výhodou přítomno v množstvím větším než 40 % hmotn. sušiny v suspenzi pro výrobu obalu, výhodněji v množství 50 až 95 % hmotn., výhodněji 70 až 90 % hmotn. a ještě výhodněji 70 až 87,5 % hmotn.

Keramické plnidlo je s výhodou neaktivované plnidlo, a má tedy malý měrný povrch, v rámci vynálezu však je možno použít i aktivovaná plnidla.

Pojivo je s výhodou jedno více organických pojiv zvolených za skupiny zahrnující algináty, například alginát vápenatý, propylenglykolalginát, klovatinu, celulózu (modifikovalou nebo přírodní), pektin nebo pektinová pojivá, škrob, nebo soli těchto pojiv a kovů skupiny I nebo II, například sodnou karboxymethylcelulózu nebo alginát sodný.

Navíc nebo alternativně, pojivo může být s výhodou anorganické keramického pojivo schopné vzájemně cementovat částice plnidla. Anorganické pojivo je s výhodou aktivovaný anorganický materiál. Anorganické pojivo může být jedna nebo více látek zvolených ze skupiny zahrnující aktivovaný oxid hlinitý, křemičitan hlinitý, křemičitan hořečnatý nebo inertní jíl.

Anorganické pojivo má s výhodou velikost částic v rozmezí 2 až 90 pm, výhodněji v rozmezí 2 až 50 pm aještě výhodněji v rozmezí 2 až 15 pm. Anorganické pojivo je s výhodou hydrofobní.

-4CZ 301581 Bó

Obsah pojívaje s výhodou větší než 2 % hmotn. sušiny v suspenzi při výrobě obalu, s výhodou 3 az 30 % hmotn., výhodněji < 20 % hmotn. a ještě výhodněji < 10 % hmotn. sušiny v suspenzi. Nej výhodněji je obsah pojivá v rozmezí 3 až 10% hmotn. Zvolený obsah keramického plnidla a pojivá závisí na pojivých vlastnostech zvoleného pojivá.

Přísada pro hoření je v obalu obvykle přítomna v množství větším než je obvyklé v papírových obalech. Obsah přísady pro hoření je s výhodou v rozmezí 1 až 15 % hmotn. sušiny v suspenzi použité pro výrobu obalu, a je výhodněji < 10 % hmotn., ještě výhodněji < 5 % hmotn. Obsah io přísady pro hoření je nejvýhodněji v rozmezí 2 až 5 % hmotn. Přísada pro hoření je s výhodou promotor hoření. Vhodné přísady pro hoření mohou být zvoleny z jedné nebo více solí kovů skupiny I nebo II, jako například octanů, citrátů a jiných promotorů hoření odborníkovi známých.

Přísada pro hoření je zvolena pro dosažení lepších charakteristik hoření a nejpřijatelnější barvy popele při kouření. Přísada pro hoření může být tvořena zbytkem srážecího činidla nebo činidel zvolených jak bude popsáno dále.

ZlepŠovač popele je přítomen pro vytvoření vzájemného spojení nebo zlepšení utěsnění mezi částicemi keramického plnidla. Cílem vynálezu je poskytnout obal, který odhořívá a tvoří popel jako obvyklý kuřácký výrobek. Složky obalu, zejména keramické plnidlo a zlepšovač popele, mají velikost a/nebo tvar částic takový, že jejich kombinace poskytuje nezbytnou pevnost obalu před spálením, avšak ztrácí pevnost při spálení, čímž umožňuje vhodnou přeměnu spálených produktů na popel.

Anorganický zlepšovač popele s výhodou má destičkovou morfologii a míchá se s keramickým plnidlem pro řízení propustnosti, pevnosti popele, barvy a spalovacích vlastností. Zlepšovač popele nemusí být přítomen, avšak s výhodou je přítomen v množství 0 až 5 % hmotn. Materiály, které mají vhodnou destičkovou morfologii ve srovnání s kulatějším tvarem částic keramického plnidla, zahrnují slídu, křídu, perlit, jíly jako například vermiculit; kaolinit a talek. Tyto materiály mohou být vhodné také jako keramická plnidla, za předpokladu že mohou být umleta na vhodnou velikost a tvar.

Alternativně může být zlepšovač popele materiál s velmi malou velikostí částic, takže jeho částice přemosťují mezery mezi většími částicemi keramického plnidla.

Podle další alternativy je zlepšovač popele s výhodou materiál, který zvyšuje pH suspenze při výrobě obalu. Vhodné materiály schopné zvyšovat pH suspenze z 8 na asi 10 zahrnují uhličitany a hydroxidy kovů skupiny I nebo II.

Obal je s výhodou propustný a přednostně má propustnost menší než 200 Coresta jednotek (CU), s výhodou 2 až 100 CU. Výhodněji je propustnost obalu v rozmezí 5 až 50 CU, s výhodou menší než 10 CU.

Obal by měl mít hustotu 0,5 až 3,0 g/cm³, s výhodou 0,8 až 1,2 g/cm³ a nejvýhodněji asi

1,0 g/cm³, a měl by mít pevnost v tahu schopnou odolávat manuální manipulaci. Obal je s výhodou schopen udržet si tloušťku 0,2 až 0,6 mm.

Obal je s výhodou vytvořen jako trubička způsobem popsaným v naší dřívější přihlášce WO 96/07336.

Obal může být vyroben vytvořením husté suspenze složek obalu, povlékáním suspenze na rotující tm a odstraněním přebytečné vlhkosti fyzikální nebo chemickou cestou. Alternativně může být suspenze lita jako list na bubnový nebo pásový odlévací stroj nebo, vytlačována jako dutá trubička skrze například „torpédovou“ formu, který má pevnou středovou část, nebo může být vytlačo-5CZ 301581 B6 vána jako listový materiál. Suspenze může být stříkána, povlékána nebo čerpána na vhodně tvarované uspořádání palivo/aerosol.

Proces vytlačování se vhodně provádí při tlaku, který nezhoršuje propustnost obalu a s výhodou není větší než 3 až 4 bar (300 až 400 kPa) na vytlaěovací hlavě například pístového extrudéru, nebo není větší než 9 bar (900 kPa) v případě šnekového extrudéru APV Baker Perkins, Proces vytlačování může vyžadovat aby na výstupu vytlačovací hlavy vznikala pěna pro vytvoření buněčné struktury, v tomto případě může být tlak na vytlačovací hlavě větší, přičemž propustnost je zachována.

io

Po vytlačení nebo povlečení se dutý extrudát nebo povlečený tm vhodně podrobí ohřevu ve vytlačovací hlavě nebo po jejím opuštění pro odstranění přebytečné vlhkosti. Obalová suspenze může zahrnovat tepelně aktivované pojivo, jako například křemičitan draselný, oxid hořečnatý nebo hydroxypropylcelulózu při teplotě například nad 40 až 50 °C. Podrobení povlečeného tmu nebo dutého extrudátu ohřevu by mělo aktivovat pojivo a zapříčinit ztuhnutí obalu. Je výhodný infračervený nebo mikrovlnný ohřev jako přímý ohřev, např. použití horkovzdušných dmýchadel může ovlivnit tvar extrudátu, zejména pri teplotách větších než 100 °C.

Vytlačování se může provádět pomocí jednošnekového nebo dvoušnekového extrudéru, písto20 vého extrudéru nebo čerpadla suspenze.

Obal má s výhodou tloušťku v rozmezí 0,1 až 1,0 mm, může však být požadována tloušťka 2 až 3 mm. Požadovaná tloušťka závisí na hmotnosti a propustnosti obalu. Může tedy být vytvořen hustý tenký obal nebo tlustý obal s nízkou hustotou, v závislosti na složení obalového materiálu.

Alternativní způsob tuhnutí obalu zahrnuje použití látek zachycujících vodu. Tyto látky odstraňují vodu ze suspenze, čímž vysušují obal. Například pálený oxid hořečnatý může být ve směsi obalové suspenze obsažen v množství až 45 % hmotn. složek sušiny suspenze, v závislosti na době zdržení v extrudéru a na teplotě v extrudéru. Přídavek oxidu hořečnatého může mít také efekt snížení viditelného postranního kouře. Obalový materiál může být alternativně vytlačován do ethanolové lázně, nebo do jiné silně hydrofilní látky, která zachycuje vodu z extrudátu. Další alternativa je srážení nerozpustného alginátu z rozpustného alginátu ve vytlačovaném obalu. Toho může být dosaženo například vytlačováním duté trubičky obalového materiálu obsahujícího alginát sodný do lázně jednoduchého elektrolytu nebo elektrolytů, například l,0M roztoku chlori35 du sodného. Vápenaté ionty nahrazují sodíkové ionty a způsobují mimořádně rychlé tuhnutí extrudátu. V posledních dvou způsobech může být místo procházení extrudátu lázní prováděno stříkání zachycovače vody na extrudát nebo obalový list.

Používají se roztoky dvoj mocných nebo troj mocných iontů; výhodná kombinace je použití alginátu sodného ve vytlačované trubičce a roztoku vápenatých iontů v lázni. Nejobvyklejší solí pro ztužování alginátů je například chlorid vápenatý. Tato sůl však snižuje rychlost hoření trubičkového obalu a proto se v rámci vynálezu dává přednost octanu.

Srážení může být dosaženo přidáním podkritického množství srážecího činidla do nádrže extru45 déru, načež následuje úplné vysrážení struktury zvýšením množství srážecího činidla po extruzi. Jiné způsoby srážení zahrnují srážení extrudátu do vysoce iontové elektrolytové lázně nebo, v případě alginátů do látky nerozpouštějící alginát, mísitelné s vodou.

Další způsoby zahrnují, jak bylo stručně zmíněno výše v souvislosti s pojivý, použití konvenčně nerozpustného alginátu solubilizovaného pomocí solubilizačního činidla jako pojivá a poté ztužení obalové struktury odstraněním solubilizačního činidla nebo přidáním sekvestračního činidla.

Tyto způsoby mohou být použity postupně, např. obal může být ztužen srážením obalového materiálu obsahujícího rozpustný alginát v lázni obsahující vápenaté ionty. Extrudát může být následně veden lázní činidla zachycujícího vodu, jako například ethanolu, a pak zahřát pro ode-6CZ 301581 B6 hnání kapalných zbytků. Alternativně může být obal po ztužení sušen pomocí výše popsaných způsobů.

Tyto způsoby jsou zvláště vhodné pro dosažení dobrého tvaru extrudátu v důsledku rychlosti reakce a protože při procesu nedochází k objemovému smrštění, zejména v krocích sušení.

Obal může mít rigidní strukturu, avšak bylo zjištěno, že flexibilní obaly mohou být získány za použití jako pojivá alginátu sodného, který se pak sráží za vzniku alginátu vápenatého a pak pomalu suší. Flexibilita je výhodná z hlediska zvýšené pevnosti produktu v průběhu strojní a ručio ni manipulace.

Doba ztužování obalu když je vytvarován jako vytlačovaná trubička je kritická a závisí na kombinace kombinaci kationtů a aniontu, na síle roztoku do kterého je trubička vytlačována a na době zdržení trubičky v iontové lázni.

ts

Pro omezení postranního kouře mohou být do obalu také zabudovány sloučeniny omezující postranní kouř, jako například oxid hořečnatý.

Kouřící materiál podle vynálezu vhodně může být řezaný tabák, obvyklá směs řezaných listů a stonků, s podílem expandovaného tabáku nebo bez něho. Pro použití v rámci vynálezu jsou preferovány, pro udržení přijatelné rychlosti doutnání, rychleji hořící tabáky, jako například marylandský nebo modifikovaný viržinský, úspěšně však mohou být použity i tabákové směsi nemodifikovaného viržinského tabáku a tabákové směsi US-Blend.

Kuřácký výrobek s výhodou obsahuje alespoň 50 % řezaného listového tabáku, výhodněji 60 % a ještě výhodněji 70 %.

Alternativně, rychlost hoření kuřáckého výrobku je upravena v požadovaném rozmezí nastavením úrovně množství přísad pro hoření ve spojení s jinými charakteristikami obalu a složením kouřícího materiálu nebo směsi.

Kouřící materiál může s výhodou zahrnovat podíl tabáku, netabákového materiálu, jejich směs, nebo některý z uvedených materiálů s přídavkem materiálu vytvářejícího aerosol. Tyto materiály mohou být rekonstituované tabáky nebo alternativní kouřící materiály, včetně alternativních kouřících materiálů popsaných v přihlášce WO 96/04336, zejména palivové zdroje obsahující uhlík, popsané v této přihlášce na str. 15 až 18, prostředky vytvářející aerosol popsané na str. 19 až 22 a palivové zdroje vytvářející aerosol popsané na str. 22 až 24; ve WO 97/32491, zejména materiál plnidla popsaný v této přihlášce na str. 2 až 6; ve WO 97/32492, zejména materiál popsaný v této přihlášce na str. 2 až 4; ve WO 97/32490, zejména materiál popsaný v této přihlášce na str. 2 až 6; ve WO 98/57556 (kouřící materiál obsahující nepolyolový generátor aerosolu, až 20 % hmotn. tabáku, pojivo v množství ne více než 20 % hmotn. a alespoň 30 % hmotn. anorganického plnidla), které všechny se odkazem v úplnosti zahrnují. Podíl rekonstituovaných nebo alternativních kouřících materiálů může být 10 až 100% hmotn. kouřícího materiálu.

Kouřící materiál je s výhodou zabalen ve vnitřním obalu, například v porézním ucpávkovém materiálu nebo porézním cigaretovém papíru. Vnitřní obal udržuje bezprostřední kontakt hořícího uhlíku a vnějším obalem. Sloupec kouřícího materiálu tedy má průměr poněkud menší než vnitřní průměr obalu kuřáckého výrobku. Vnitřní obal může obsahovat částicový uhlík pro zlepšení hoření. Alternativně mohou být zabudovány jiné látky podporující hoření.

Vnitřní obal má s výhodou propustnost větší než 6000 CU, výhodněji větší 12 000 CU. Pórozita vnitřního obalu je částečně dána potřebou způsobilosti vnitřního obalu k lepení bez prosáknutí lepidlem.

-7CZ 301581 B6

Kuřácký výrobek podle vynálezu je možno s výhodou použít v kombinaci s obvyklými vláknitými celulózovými filtry. Mohou být použity také dvojité nebo trojité filtry se zabudovaným uhlíkem.

Přehled obrázku na výkresech

Vynález bude v dalším podrobněji objasněn na příkladech jeho konkrétního provedení, jejichž popis bude podán s přihlédnutím k přiloženým obrázkům výkresů, kde:

obr. 1 znázorňuje kuřácký výrobek podle tohoto vynálezu; a obr. 2 znázorňuje schematicky dobu volného doutnání kontrolního vzorku s viržinským tabákem (čára 2) a prototypu (čára 1).

Příklady provedení vynálezu

Kuřácký výrobek J_ sestává z tabákového sloupce 2 zabaleného v obalu 3 a připojeného k vlákni20 tému filtru 4 z acetátu celulózy.

Obal 3 kuřáckého výrobku 1 byl zhotoven vytvořením viskózní pasty, obsahující 10 % alginátu sodného (organické pojivo), 82,5 % oxidu hlinitého (keramické plnidlo) majícího střední velikost Částic 45 pm, 2,5 % uhličitanu vápenatého (anorganický zlepšovač popele) a 5 % citrátu trojsod25 ného (přísada pro hoření) ve směsi tvořící 100 g a následně smísené se 60 ml vody. Pasta byla vytlačována za použití pístového extrudéru skrze torpédovou vytlačovací hlavu o vnějším průměru 7,5 mm do 0,75M roztoku octanu vápenatého. Vytlačovaná trubička byla ponechána v roztoku po dobu 10 až 60 sekund, vyjmuta, nařezána na délku a vysušena vzduchem v kondicionovaném prostoru při 60 % relativní vlhkosti a 22 °C na nosiči vhodné velikosti. Trubička měla obvod asi

23,5 mm a tloušťku stěny asi 0,5 mm. Obsah vlhkosti vysušeného sloupce byl asi 2 %.

Tabákový sloupec 2 obsahující směs viržinského tabáku byl mezitím strojově zabalen do porézního těsnícího obalu s propustností 12 000 CU pro vytvoření baleného tabákového sloupce majícího vnější průměr který zajišťuje bezprostřední kontakt sloupce s vnitřními stěnami vnějšího vytlačovaného obalu.

Následující příklady byly zhotoveny za použití dvou různých tabákových směsí balených v obvyklém papírovém obalu s propustností 80 CU jako kontrolní vzorky. Stejné směsi byly použity ve sloupci kouřícího materiálu baleného ve vnitřním obalu s novým vnějším obalem popsaným výše. Všechny výrobky byly 57 mm dlouhé s 27mm vláknitými filtry z acetátu celulózy.

Příklad 1

Srovnávací vzorky a prototypové cigarety byly zhotoveny jak je popsáno výše. Hmotnost tabáku a obvod tabákového sloupce jsou uvedeny v tabulce 1.

-8CZ 301581 B6

Tabulka 1

Označení cigarety	Hmotnost spáleného tabáku (g)	Obvod tabákového sloupce (mm)
USB, srovnávací	585	24,5
USB, prototyp	344	19
Viržinský, srovnávací	585	24,5
Viržinský, prototyp	344	19

Hodnoty produkce hlavního proudu kouře pro tyto cigarety jsou uvedeny v následující tabulce 2.

Tabulka 2

Produkce hlavního proudu kouře (mg/cig)	USB, srovnávací	USB, prototyp	Viržinský, srovnávací	Viržinský, prototyp
TPM	15,85	19,17	15,49	17,49
NFDPM	12,12	12,6	12,53	11,12
NHFDPM	10,5	10,83	11,88	10,35
voda	2,5	5,5	1,74	5,48
nikotin	1,23	1,07	1,22	0,95
glycerin	1,14	1,01	0	0
triacetin	0,48	0,76	0,65	0,77
počet bafů	6,4	5,7	6,9	5,6

TPM

NFDPM

NHFDPM

- částicový materiál celkem = suchý Částicový materiál bez nikotinu = suchý částicový materiál bez smáčecího prostředku a bez nikotinu

Hodnoty produkce postranního proudu kouře jsou uvedeny v následující tabulce 3. Tabulka 4 také obsahuje procentickou změnu postranního proudu kouře prototypu oproti srovnávací cigaretě. Záporné znamínko ukazuje snížení oproti kontrolnímu vzorku.

-9CZ 301581 B6

Tabulka 3

Produkce postranního kouře (mg/cig)	USB, srovnávací	USB, prototyp	Viržinský, srovnávací	Viržinský, prototyp
TPM		3,44		2,59
NFDPM	25,1	2,6	25, 6	2,2
nikotin		1,48	5,21	1,18
CO	46,6	28,9	51,2	25,5
CO₂	362	275	404	218

Tabulka 4

Složka hlavního	% změny prototypu	% změny prototypu
proudu kouře	proti srovnávacímu	proti srovnávacímu
(mg/cig)	vzorku s USB	vzorku s viržinským
NFDPM	-89,6	-90, 9
CO	-38	-50,2
CO₂	-24	-46
nikotin		-77,4

Výsledky ukazují, že produkce složek postranního kouře je překvapivě snížena oproti konvenčně balenému výrobku. Může být dosaženo 90% poklesu NFDPM. Je dosaženo lepšího využití tabáku a ačkoliv hoří méně tabáku, uvolňování dehtu je konzistentní s plně aromatickým výrobkem. Jsou tak získány možnosti zhotovení výrobku za použití mnohem méně tabáku s nižším uvolňo15 váním, nebo zhotovení plně aromatického výrobku.

Příklad 2

Další kompozice obalu byla také vytvořena stejným způsobem a obsahovala 7 % alginátu sodného a 3 % hydroxypropylcelulózy (organické pojivo), 20 % aktivovaného oxidu hlinitého (anorganické pojivo), 63,5 % kalcinovaného oxidu hlinitého (keramické plnidlo) mající střední velikost částic 50 pm, 1 až 5 % uhličitanu vápenatého (zlepšovač popele) a 5 % octanu draselného (přísada pro hoření).

Za použití tohoto obalu byl vyroben tabákový sloupec obsahující stejnou směs viržinského tabáku a porézního těsnicího obalu jako v předcházejícím příkladu.

Hodnoty hlavního proudu kouře a postranního kouře jsou uvedeny v následující tabulce 5 v porovnání se srovnávací cigaretou se směsí viržinského tabáku (jako v předcházejícím příkladu).

- 10CZ 301581 B6

Tabulka 5

Složky kouře	Produkce hlavního proudu kouře, prototyp II, viržinský (mg/cig)	Produkce postranního kouře (mg/cíg)
TPM	15,71	2,19
NFDPM	8,94	2,01	{-92,1)
NHFDPM	8,91
Voda	5,71
Nikotin	1,02	0,38	{-92,7)
Glycerin	0,00
Triacetin	0,02
počet baťů	7,20
CO		40,11	í-21,6)
CO₂		397,64

Údaje v závorkách představují procentické snížení produkce postranního kouře oproti srovnávací cigaretě s viržinským tabákem v tabulce 3.

Obr. 2 představuje dobu volného doutnání kuřáckého výrobku podle vynálezu. Doba volného io doutnání je podobná konvenčnímu výrobku, totiž asi 10 minut. Rychlost doutnání výrobku podle vynálezu je menší než srovnávacího vzorku. Množství spotřebovaného tabáku je u prototypu v příkladu 1 a srovnávacího vzorku s viržinským tabákem obdobné.

Vyrobený kuřácký výrobek měl popel, který byl snadno odstranitelný za podmínek normálního kouření a měl přijatelnou barvu.

Mechanismus snížení postranního kouře podle vynálezu spočívá v mechanickém zachycení Částic postranního kouře. Hlavně je zachycena vodná částicová fáze postranního kouře.

Překvapivou výhodou vynálezu je, že dosažená úroveň postranního kouře je alespoň srovnatelná s úrovní postranního kouře kouřícího materiálu obsahujícího netabákový materiál baleného do tohoto obalu, navzdory obsahu tabáku v kouřícím materiálu. Je tak dosaženo významné filtrace složek postranního kouře.

Claims

1. Kuřácký výrobek, obsahující obalový materiál, obalující tabákový kuřivový materiál, přičemž obal je vytvořen ze suspenze a obsahuje keramické plnivo, pojivo, případně přísady pro hoření a případně zlepšovač popela, přičemž obsah keramického plniva je v rozmezí od 50 do 95 % hmotnostních sušiny v suspenzi pro výrobu obalu, vyznačující se tím, že kera35 mické plnivo je tvořeno částicovým keramickým plnivem předem stanoveného tvaru, po jehož smísení s pojivém v obalu, má obal pórovitou samonosnou strukturu.

-11 CZ 301581 B6

2. Kuřácký výrobek podle nároku 1, vyznačující se tím, že obalem je syrový keramický obal.

5

3. Kuřácký výrobek podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že předem definovaný tvar keramického plnívaje kulovitý nebo v podstatě kulovitý, oválný nebo v podstatě oválný, nebo má jiný podobný nepravidelný tvar.

4. Kuřácký výrobek podle nároků 1, 2 nebo 3, vyznačující se tím, že keramické

10 plnivo má velikost částic v rozmezí od 2 do 90 pm.

5, Kuřácký výrobek podle nároku 4, vyznačující se tím, že keramické plnivo má velikost částic v rozmezí od 2 do 75 pm.

15

6. Kuřácký výrobek podle nároku 5, vyznačující se tím, že keramické plnivo má velikost částic v rozmezí 25 až 70 pm.

7. Kuřácký výrobek podle nároku 6, vyznačující se tím, že střední velikost částic je větší než 30 pm.

8. Kuřácký výrobek podle nároku 7, vyznačující se tím, že střední velikost částic je větší než 3 5 pm.

9. Kuřácký výrobek podle nároku 8, v y z n a č u j í c í se t í m , že střední velikost částic je

25 zhruba 50 pm.

10. Kuřácký výrobek podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se t í m, že keramické plnivo má pravidelný nebo nepravidelný tvar, nikoliv destičkový.

30

11. Kuřácký výrobek podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že keramické plnivo je nerozpustný nebo málo rozpustný oxid kovu nebo sůl kovu.

12. Kuřácký výrobek podle nároku 10 nebo 11, vyznačující se tím, že keramické plnivo je tvořeno jednou nebo více z látek vybraných ze skupiny obsahující oxid hlinitý, oxid

35 křemičitý, hlinitokřemičitan, karbid křemíku, stabilizovaný nebo nestabilizovaný oxid zirkoničitý, zirkon, granát, živec, nebo jiný obdobný materiál, mající potřebnou velikost částic, nebo jiný vhodný keramický materiál mletý na potřebnou velikost nebo tvar.

13. Kuřácký výrobek podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se

40 t í m , že obsah keramického plnívaje v rozmezí od 70 do 90 % hmotnostních,

14. Kuřácký výrobek podle nároku 13, vyznačující se tím, že obsah keramického plnívaje v rozmezí od 70 do 87,5 % hmotnostních.

45

15. Kuřácký výrobek podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že keramickým plnivem je neaktivované plnivo.

16. Kuřácký výrobek podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že pojivém je organické pojivo.

17. Kuřácký výrobek podle nároku 16, vyznačující se tím, že organickým pojivém je jedno nebo více z organických pojiv vybraných ze skupiny obsahující algináty, například alginát vápenatý, propylenglykolalginát, klovatinu, celulózu (modifikovalou nebo přírodní), pektin nebo pektinová pojivá, škrob, nebo soli těchto pojiv a kovů skupiny I nebo II, zejména sodnou

55 karboxymethylcelulózu nebo alginát sodný.

-12CZ 301581 B6

18. Kuřácký výrobek podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že pojivém je anorganické pojivo.

5

19. Kuřácký výrobek podle nároku 18, vyznačující se tím, že anorganickým pojivem je aktivovaný anorganický materiál.

20. Kuřácký výrobek podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že obsah pojívaje v rozmezí od 2 do 30 % hmotnostních sušiny v suspenzi.

o

21. Kuřácký výrobek podle nároku 20, vyznačující se tím, že obsah pojivá je v rozmezí od 3 do 10 % hmotnostních.

22. Kuřácký výrobek podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se 15 t í m , že obsah přísady pro hoření je v rozmezí od 1 do 15 % hmotnostních sušiny v suspenzi, použité pro výrobu obalu.

23. Kuřácký výrobek podle nároku 22, vyznačující se tím, že obsah přísady pro hoření je v rozmezí od 2 do 5 % hmotnostních.

24. Kuřácký výrobek podle nároku 22, vyznačující se tím, že přísada pro hoření je vybrána z jedné nebo více solí kovů skupiny I nebo II, zejména octanu a citrátů.

25. Kuřácký výrobek podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se 25 t í m, že obsah zlepšovače popela v obaluje v rozmezí do 5 % hmotnostních.

26. Kuřácký výrobek podle nároku 25, vy z n aČ uj í c í se tím, že zlepšovačem pope laje jedna nebo více látek, vybraných ze skupiny, obsahující slídu, křídu, perlit a jíly.

27. Kuřácký výrobek podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že obal má propustnost menší, než 200 Coresta jednotek (C.U.)

28. Kuřácký výrobek podle nároku 27, vyznačující se tím, že obal má propustnost v rozmezí od 5 do 50 C.U.

29. Kuřácký výrobek podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že obal má hustotu od 0,5 do 3,0 g/cm³.

30. Kuřácký výrobek podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že tabákem je řezaný tabák, obsahující řezané listy a stonky.

31. Kuřácký výrobek podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že tabák obsahuje jeden nebo více rekonstituovaných tabákových materiálů, netabákový materiál nebo alternativní kuřivové materiály.

32. Kuřácký výrobek podle nároku 22, vyznačující se tím, že přísadou pro hoření je promotor hoření.