CS274474B2

CS274474B2 - Stick for smoking

Info

Publication number: CS274474B2
Application number: CS575488A
Authority: CS
Inventors: Russell D Barnes; Gary R Shelar; Erward P Bullwinkel; William F Cartwright; Leon E Chambers; Donald F Durocher; Robert G Geer; Loyd G Kasbo; Fred R Radwanski
Original assignee: Reynolds Tobacco Co R
Priority date: 1987-08-25
Filing date: 1988-08-24
Publication date: 1991-04-11
Also published as: SU1805884A3; NO883785L; US4903714A; JPS6471470A; MX163667B; BR8804273A; CA1306164C; EP0304759A2; CS575488A2; DK471488D0; OA08903A; PH25486A; NO167352B; MA21361A1; PL274373A1; EP0568107A3; NO167352C; DD298594A5; DE3855848T2; HUT50023A

Description

J57) Tyčinka ke kouření, napodobující cigaretu, obsahuje hořlavý element (10) na zapalovacím konci, náústek (22) na náústkovém konci a mezi nimi fyzicky oddělený generátor aerosolu obsahující alespoň jednu látku tvořící aerosol. V náústku je umístěn segment (26) z netkaných termoplastických vláken vyfukovaných z taveniny, zejména z propylenu, a distanční element (24), např. z tabáku, papíru a obsahem tabáku nebo z vláken z acetátu celulózy, který je mezi generátorem aerosolu a segmentem (26) z netkaných termoplastických vláken.

CS 274 474 B2

Vynález se týká tyčinky ke kouření na způsob cigarety.

Kuřivo ve tvaru tyčinky simulující cigaretu je navrhováno již celou řadu let a popsáno například v amerických pat. spisech Č. 4 079 742, 4 284 089, 2 907 686, 3 258 015, 3 356 094, 3 516 417, 3 943 941, 4 044 777, 4 286 604, 4 326 544, 4 340 072, 4 391 285, 4 474 191 a v evropské přihlášce č. 117 355·

Žádný z těchto typů kuřiva nebyl uveden na trh ve větší míře a nezaznamenal výrazný komerční úspěch. Neúspěch se přičítá rozličným důvodům, zejména nedostatečné tvorbě aerosolu na počátku i v průběhu celého kouření, nepříjemné chuti kouře, vyvolané tepelnou degradací látky produkující kouř a/nebo aromatizačních přísad, přítomnosti značného množství pyrolyzních produktů, jakož i nedostatečné viditelnosti kouře produkovaného při kouření těchto typů kuřiva a nepěknému vzhledu.

Vzdor veškerému úsilí není ještě na trhu kuřivo, které by kuřákovi poskytovalo kuřácký požitek, jenž se dostavuje při kouření dosud běžných konvenčních cigaret a v jehož kouři by nebylo přítomno značné množství produktů nedokonalého spalování a pyrolýzy.

Vynález odstraňuje nedostatky dosavadních tyčinek ke kouření a jeho předmětem je tyčinka ke kouření, obsahující hořlavý element na zapalovacím konci, náústek na náústkovém konci a fyzicky oddělený generátor aerosolu s nejméně jednou látkou vytvářející aerosol, umístěný mezi hořlavým elementem a náústkem. Podstata vynálezu spočívá v tom, že v náústku je umístěn segment z netkaných termoplastických vláken. Segment z netkaných termoplastických vláken je ze sloučenin ze skupiny zahrnující polyolefiny a polyestery, zejména z polypropylenu, přičemž vlákna jsou s výhodou vyfukována z taveniny. Mezi netkaným segmentem a generátorem aerosolu je v náústku uložen distanční element, který je tvořen masou materiálu ze skupiny zahrnující tabák, papír s obsahem tabáku a acetát celulózy a má š výhodou tvar trubky. Přitom může sestávat ze sevřené nebo přehnuté masy materiálu ve tvaru válce a má délku mezi 5 mm a 25 mm. Segment z netkaných termoplastických vláken má délku mezi 10 mm a 40 mm a sestává z válcového tělesa z netkaného listu případně vláken, sevřených nebo přehnutých do válcového tvaru.

Náústky konvenčních cigaret jsou obvykle ze středně až vysokoúčinných filtračních materiálů, jakým je například acetylcelulózový provazec. Takové materiály obvykle obsahují vlákna orientovaná převážně ve směru kouření, t. j. ve směru transportu kouře od zdroje kouře do úst kuřáka, což mé zpravidla za následek, že transportovaný kouř si vytvoří kanál jen v relativně velmi malé části průřezu náústku a proudí potom v průběhu kouření pouze tímto kanálem. To, že kouř při kouření prochází jen velmi malou částí průřezu náústku, je zřejmé ze skutečnosti, že po vykouření cigarety lze pozorovat zbarvení jen malé části průřezu filtrační vložky. To dokazuje, že kouř při kouření procházel pouze tudy. Tento kanálový efekt vnímá kuřák často na rtech a na jazyku jako horké místo, které leží u konce kanálu ve filtrační vložce, jímž proudí kouř do úst kuřáka.

Náústek v tyčince podle vynálezu a zejména jeho segment z netkaného rouna z termoplastických vláken pomáhá snížit teplotu aerosolu, kterou kuřák vnímá jako horké místo na rtech a na jazyku tím, že rozděluje aerosol, produkovaný v průběhu kouření generátorem aerosolu, po velké části průřezu, s výhodou po celém průřezu segmentu z netkaných termoplastických vláken a popřípadě i distančního elementu. Předpokládá se, že rozdělení produkovaného a transportovaného aerosolu po velké části náústku přispívá ke snížení jeho teploty, vnímané kuřákem, tím, že se prodlouží doba setrvání aerosolu v náústku a zejména v segmentu z netkaných termoplastických vláken.

Kromě toho se na rozdíl od konvenčních náústků, které se obvykle používají k odfiltrování rozličných nežádoucích složek tabákového kouře, dosáhne u tyčinky ke kouření podle vynálezu se segmentem z netkaných termoplastických vláken snížení teploty aerosolu bez podstatného snížení transportu aerosolových složek, kterými jsou například glycerin a aromatizující složky. Filtrační účinnost náústku podle vynálezu je podstatně nižší než filtrační účinnost konvenčních cigaretových filtrů například z vláken acetátu celulózy, což je důležité pro udržení transportu požadovaného množství aerosolu produkovaného generéCS 274 474 B2 torem do dat kuřáka. Tato okolnost současně umožňuje použít v nádstku delších segmentů uvedených materiálů a cílem prodloužení doby prodlení aerosolu v těchto materiálech a tedy i jeho dčinnějěího ochlazení.

Stejně jako segment z netkaných termoplastických vláken má i materiál distančního elementu s výhodou nízkou filtrační účinnost a nejen ochlazuje aerosol, ale působí i proti nežádoucí degradaci nebo roztavení netkaných termoplastických vláken.

Tyčinka ke kouření podle vynálezu je schopná dodat alespoň 0,6 mg aerosolu, měřeno jako celková hmotnost mokrých částic, při prvních šlucích, za předpokladu, že se kouří za podmínek FTC, které spočívají ve 35 ml dvousekundových šlucích oddělených 58-sekundovým doutnáním cigarety. S výhodou je množství aerosolu 1,5 mg a nejvýhodnčji 3 mg i víc, při prvních třech šlucích za podmínek PTC.

Ve výhodném provedení může být do úst kuřáka dodáno během jednoho šluku průměrně alespoň asi 0,8 mg aerosolu, měřeno jako celková hmotnost mokrých částic, po alespoň asi šest šluků, výhodně alespoň po asi deset šluků, za podmínek kouření FTC.

Kromě uvedených výhod je tyčinka ke kouření podle vynálezu schopná poskytovat aerosol, který mé jednoduchou chemickou strukturu, tvořenou v podstatě vzduchem, oxidy uhlíku, vodou, látkou tvořící aerosol, aromatizačními činidly nebo jinými požadovanými těkavými materiály a stopovými množstvími jiných látek. Při měření provedeném Amesovým testem bylo zjištěno, že aerosol nemá výraznou mutagenní účinnost. Kromě toho může mít tyčinka podle vynálezu formu bezpopelového provedení, tedy v průběhu kouření nevzniká popel, takže kuřák nemusí odklepávat popel během kouření.

V následující části budou definovány některé zde použité výrazy:

- výraz aerosol zahrnuje páry, plyny, částice a obdobné složky a to jak viditelné, tak i neviditelné, a zejména ty složky, které kuřák vnímá jako kouř, vznikající působením tepla vyvinutého spalováním hořlavého elementu na látky obsažené v generátoru aerosolu nebo jiným způsobem; výraz aerosol rovněž zahrnuje těkavá aromatisační činidla a/nebo farmakologioky aktivní účinné látky a to bez ohledu na to, zda produkují viditelný aerosol;

- výraz vodivý teplosměnný vztah znamená fyzické uspořádání generátoru aerosolu a hořlavého elementu, při kterém se teplo v průběhu hoření hořlavého elementu v podstatě šíří vedením z hořícího elementu do generátoru aerosolu; vodivý teplosměnný vztah může být realizován umístěním generátoru aerosolu do styku s hořlavým elementem a tím i do těsné blízkosti jeho hořící části, a/nebo použitím vodivého členu pro převod tepla z hořícího hořlavého elementu do generátoru aerosolu; s výhodou se používá obou opatření;

- výraz uhlíkatý znamená převážně obsahující uhlík;

- výraz izolační člen zahrnuje látky, které se hlavně chovají jako izolátory; s výhodou tyto materiály během použití v tyčince ke kouření nehoří, i když mohou zahrnovat pomalu hořící uhlíkaté a podobné materiály, jakož i materiály, která se v průběhu použití v tyčince podle vynálezu taví, jakými jsou například nízkoteplotní typy skleněných vláken; výhodné izolátory mohou mít tepelnou vodivost v jednotkách W.m”¹.K“¹ menší než 20,93, s výhodou menší než 8,372 a nejvýhodněji menší než asi 2,093·

Tyčinka ke kouření podle vynálezu bude v následujícím podrobně popsána v souvislosti s výkresy, kde značí obr. 1 podélný řez tyčinkou, obr. IA výhodné uspořádání průchodů v hořlavém elementu ze zapalovací strany, obr. 2 provedení náústku kontrolní tyčinky ke kouření, obr. 2A až 2D různé náústky tyčinky podle vynálezu, obr. 3 graf závislosti teploty plynu vystupujícího z náústku podle obr. 2 až 2D ve stupních Celsia na počtu vykouřených šluků, obr. 4 echema zařízení pro výhodný způsob přípravy rouna z netkaných termoplastických vláken vyfukovaných z taveniny, použitelných v náústku podle vynálezu, obr. 5 schéma zařízení pro formování rouna netkaných termoplastických vláken do válcového segmentu ve tvaru filtračního roubíku, obr. 5A dvojitý kužel pro sevření nebo přehnutí rouna do tvaru filtračního roubíku a obr. 6 graf závislosti teploty náústku v místě styku se rty kuřáka

CS 274 474 B2 ve stupních Celsia v závislosti na počtu vykouřených šluků.

Příklad tyčinky ke kouření podle vynálezu je znázorněn na obr. 1.

Tyčinka obsahuje malý uhlíkatý hořlavý element 10, opatřený několika podélnými kanálky ££; podle obr. 1A je těchto kanálků ££ třináct. Hořlavý element 10 je vyroben z vytlačované směsi uhlíku, výhodně z karbonizovaného papíru, natriumkarboxymethylcelulózy tvořící pojivo, uhličitanu draselného a vody, jak je to popsáno ve výše uvedených pat. spisech.

Obvod 8 hořlavého elementu 10 je obklopen pružným pláštěm 16 z izolačních vláken, například skleněných.

část hořlavého elementu £0 přivrácenou k nádstku 22 obklopuje kovová kapsle 12, která je naplněna fyzicky odděleným generátorem aerosolu, který obsahuje substrát £4 nesoucí jednu nebo několik látek vytvářejících aerosol. Substrát £4 může být z pevných částic, může mít tvar tyčinky nebo jiný vhodný tvar, popsaný v uvedených pat. spisech.

Kapsle je obklopena tabákovým pláštěm £8. Ve středu zadní stěny kapsle £2, přivrácené k náústku 22, jsou provedeny dvě průchozí štěrbiny 20.

Na část tabákového pláště £8 přivrácenou při kouření ke kuřákovi navazuje náústek 22, který obsahuje válcový distanční element 24 a segment 26 z netkaných termoplastických vláken, kterým prochází aerosol produkovaný fyzicky odděleným generátorem aerosolu do úst kuřáka. Tyčinka nebo alespoň její čá3t je obalena jednou nebo několika vrstvami cigaretového papíru 30 až 36.

Při zapalování tyčinky začne hořlavý element 10 hořet a uvolňovat teplo, sloužící k vypařování tabákových aromatizačních látek a případných dalších látek tvořících aerosol, obsažených ve fyzicky odděleném generátoru aerosolu. Protože hořlavý element £0 je poměrně krátký, je horký ohňový kužel vždy v těsné blízkosti generátoru aerosolu, což má za následek maximální převod tepla do generátoru aerosolu a tedy maximálně možnou produkci aerosolu.

Vzhledem k malému rozměru a charakteristice hoření začne obvykle hořlavý element £0 hořet během několika prvních kuřákových šluků v celé délce. V důsledku toho se část hořlavého elementu £0 přilehlá ke generátoru aerosolu rychle zahřeje, což výrazně zlepšuje převod uvolňovaného tepla do generátoru aerosolu, zejména v počátečním a středním stádiu kouření. Protože hořlavý element £0 je krátký, nezůstane nikdy dlouhý úsek nehořícího paliva, který by mohl snižovat objem uvolňovaného tepla, což je Jinak obvyklé u dosavadních tyčinek s tepelným uvolňováním aerosolu. Protože však látky tvořící aerosol jsou fyzicky oddělené od hořlavého elementu £0, působí na ně podstatně nižší teplota, než jakou vytváří hořící hořlavý element £0, čímž se sníží na minimum nebezpečí jejich tepelné degradace.

Ve výhodném provedení tyčinky ke kouření podle vynálezu tvoří kombinace krátkého uhlíkatého hořlavého elementu £0, tepelně vodivého členu, segmentu 26 a generátoru aerosolu systém, který je schopen skutečně při každém šluku produkovat značné množství aerosolu. Skutečnost, že se ohňový kužel již po několika málo šlucích dostane do těsné blízkosti generátoru aerosolu, má za následek vysoký převod tepla jak při Slukování, tak i při relativně dlouhých mezerách mezi jednotlivými šluky, kdy tyčinka pouze doutná.

Hořlavé elementy £0, vhodné pro tyčinku ke kouření podle vynálezu, mají průměr nepřevyšující průměr konvenčních cigaret, tedy nejvýše 8 mm, a délku, která obecně nepřesahuje 30 mm. S výhodou je hořlavý element dlouhý nejvýše asi 15 mm, nejvýhodněji nepřesahuje jeho délka 10 mm.

Průměr hořlavého elementu 10 leží mezi asi 2 a 8 mm, nejvýhodněji mezi asi 4 a asi 6 mm. Hustota hořlavého elementu £0 se může obecně pohybovat od asi 0,7 g.cm~3 do asi 1,5 g.cm“^. S výhodou je tato hustota vyšší než asi 0,85 g.cm“^.

Výhodným materiálem pro výrobu hořlavých elementů je uhlík a Jeho hmotnostní podíl tvoří alespoň 60 až 70 %, nejvýhodněji asi 80 % hmotnosti i více. Vysoký obsah uhlíku

CS 274 474 B2 v hořlavém elementu je výhodný tim, že jeho spalování produkuje minimální množství produktů pyrolýzy a nedokonalého spalování, malé nebo žádné množství viditelných vedlejších kouřových produktů a minimální množství popele, a že má vysokou tepelnou kapacitu. Nicméně je možné použit i hořlavé elementy s nižSím obsahem uhlíku, například 50 až 60 íť hmot. a to zejména v případě, kdy se používá malých množství tabáku, tabákového extraktu nebo nehořlavého inertního plniva. Výhodné hořlavé elementy jsou podrobněji popsány v uvedených pat. spisech.

Generátor aerosolu je fyzicky oddělený od hořlavého elementu. Tím se rozumí, že nosič, zásobník nebo komora obsahující látky tvořící aerosol neni smíšený s hořlavým elementem ani netvoří jeho součást. Toto uspořádání přispívá k omezení nebo k eliminaci tepelné degradace látek tvořících aerosol i přítomnosti vedlejších kouřových produktů. Třebaže generátor aerosolu netvoří čá3t hořlavého elementu, je výhodné, aby na něj dosedal, byl s ním spojen anebo s ním jinak sousedil tak, aby generátor aerosolu a hořlavý element byly ve vodivém teplosměnném vztahu.

S výhodou se tento vodivý teplosměnný vztah vytvoří tím, že použije tepelně vodivý člen z kovové fólie, který leží s mezerou od zapalovacího konce hořlavého elementu a účinně vede nebo přenáší teplo z hořlavého elementu do generátoru aerosolu. Takovým tepelně vodivým ělenem je ve znázorněném provedení kapsle |2.

Generátor aerosolu nemá od zapalovacího konce hořlavého elementu s výhodou větší vzdálenost než 15 mm. Délka generátoru aerosolu se může pohybovat od asi 2 mm do asi 60 mm, výhodně od asi 5 mm do asi 40 mm a nejvýhodněji od asi 20 mm do asi 35 mra. Průměr generátoru aerosolu může ležet v rozmezí od a3i 2 mm do asi 8 mm a výhodně od asi 3 mm do asi 6 mm.

Generátor aerosolu s výhodou obsahuje nejméně jednu tepelně stabilní látku, která nese jednu nebo několik látek tvořících aerosol. Výrazem tepelně stabilní látka ae rozumí látka, která je schopna odolávat bez významnějšího rozkladu nebo spálení vysokým, i když regulovaným teplotám, například v rozmezí mezi asi 400 °C a asi 600 °C, které se mohou vyskytovat v blízkosti hořlavého elementu. Předpokládá se, žo použití těchto látek přispívá k udržení jednoduché chemické struktury kouře tvořeného produkovaným aerosolem, jak je to prokázáno Amesovým testem, který neprokázal mutagenní účinnost. Do rozsahu vynálezu spadají i jiné generátory aerosolu, například teplem rozrušitelné mikrokapsle nebo pevné látky tvořící aerosol a to za předpokladu, že jsou schopné uvolnit dostatečné množství par tvořících aerosol.

Tepelně stabilní materiály, které mohou sloužit Jako nosič látek tvořících aerosol, jsou v oboru velmi dobře známé. Použitelné noelče mají být porézní a musí být schopné fixovat sloučeninu tvořící aerosol a uvolňovat páry tvořící tento aerosol při zahřátí teplem, uvolněným hořením hořlavého elementu. Užitečné tepelně stabilní látky zahrnují uhlí používané jako adsorbenit, například porézní uhlí, grafit, aktivní nebo neaktivní uhlí a podobné materiály. Další vhodné látky zahrnují anorganické pevné látky, například keramické látky, sklo, oxid hlinitý, vermikulit a hlinky, například bentonit, nebo jejich směsi. Výhodnými nosiči jsou uvedené aktivní uhlí a alumina.

o

Obzvláště výhodným nosičem je oxid hlinitý s vysokým specifickým povrchem asi 200 m g~' o zrnitosti -14 až + 20 mesh, který se s výhodou slinuje při teplotě nad 1000 °G, s výhodou mezi 1400 °C až 1500 °C, a potom promyje a vysuší, načež jc způsobilý pro dané použití.

Látka nebo látky tvořící aerosol musí být schopné při použití v tyčince podle vynálezu vytvářet aerosol při teplotách panujících v generátoru aerosolu při hoření hořlavého elementu. S výhodou jsou těmito látkami netabákové a nevodné látky, tvořené uhlíkem, vodíkem a kyslíkem, i když mohou obsahovat i jiné látky. Takové látky mohou být v pevném, polopevném nebo kapalném stavu. Teplota varu nebo sublimace této látky a/nebo směsi látok může činit až asi 500 °C. Látky, které mají výše uvedené vlastnosti, zahrnují vícesytné alkoholy, například glycerín, trietliylenglykol a propylenglykol, Jakož i alifatické estery mono-,

CS 274 474 B2 di- nebo polykarboxylových kyselin, například methylstearát, dimethyldodekandioát nebo dimethyl tetradodenkandioát. Výhodnými látkami tvořícími aerosol jsou vícesytné alkoholy nebo jejich směsi. Obzvláště výhodná látky tvořící aerosol jsou ze skupiny zahrnující glycerín, triethylenglykol a propylenglykol.

Látky tvořící aerosol mohou být dispergovány na povrch nosiče nebo uvnitř nosiče libovolnou technikou a to v koncentraci dostatečné k tomu, aby látka tvořící aerosol pronikla do nosiče nebo povlékla jeho povrch. Tak například látka tvořící aerosol může být nanesena z koncentrovaného nebo zředěného roztoku máčením, postřikem nebo napařovánía a/nebo jinou obdobnou technikou. Pevné látky tvořící aerosol mohou být před konečnou úpravou generátoru aerosolu smíšeny s částicemi a důkladně zhomogenizovány.

I když množství deponované látky tvořící aerosol kolísá v závislosti na jejím složení a ne nosiči, pohybuje se obecně množství kapalných látek tvořících aerosol asi od 20 mg do aai 140 mg, výhodně asi od 40 mg asi do 110 mg. Co největší množství látky tvořící aerosol a nesené nosičem by se mělo dostat ke kuřákovi. S výhodou přichází do úst kuřáka více než asi 2 hmotnostní procenta, výhodněji více než asi 15 hmotnostních procent a nejvýhodněji více než asi 20 hmotnostních procent látky tvořící aerosol a nesené daným nosičem, vyjádřeno jako celková hmotnost mokrých částic aerosolu.

Generátor aerosolu rovněž může obsahovat jedno nebo více aromatizačních činidel, například mentol, vanilin, umělá káva, tabákové extrakty, nikotin, kofein, liquor a ostatní činidla, která udílí aerosolu rozličné vůně. Rovněž může obsahovat i libovolné další požadované těkavé pevné nebo kapalné látky. Alternativně mohou být uvedená případně přítomná činidla umístěna do náústku nebo do případné tabákové náplně.

Obzvláště výhodný generátor aerosolu obsahuje uvedený aluminový nosič, nesoucí rozprášením vysušený tabákový extrakt, kyselinu levulovou nebo pentaacetát glukózy, jeden nebo více aromatizačních činidel a látky tvořící aerosol, například glycerín.

Ve 3měru pohybu aerosolu ke kuřákovi za hořlavým elementem může být umístěna šarže tabáku. V těchto případech dochází k tomu, že horká plyny vedené skrze tuto tabákovou šarži extrahují a vydestilovávají těkavé složky přítomné v tabáku, aniž by přitom došlo ke spalování nebo výrazné pyrolýze tabáku. Kuřák tskto vdechuje aerosol, který obsahuje chul a vůni přirozeného tabáku, anižby přitom byly v aerosolu přítomné četné produkty spalování, jejichž přítomnost je obvyklá v kouři konvenčních cigaret.

Tyčinka ke kouření podle vynálezu může být modifikována pro použití jako prostředek dodávající léčivou látku, zejména těkavé farmakologicky nebo fysiologicky účinné látky, jakými jsou například efedrin, metaproterenol nebo terbutalin.

Tepelně vodivý člen, použitý jako zásobník ve fyzicky odděleném generátoru aerosolu, je obvykle vytvořen z kovové fólie, například hliníkové, jejíž tloušlka se pohybuje od méně než asi 0,0! mm do asi 0,1 mm nebo více. Tloušlku a/nebo typ použitého vodivého materiálu lze zvo lit tak, aby se dosáhlo požadovaného stupně převodu tepla.

Jak je tomu v provedení podle obr. 1, dotýká se nebo přesahuje tepelně vodivý člen zadní část hořlavého elementu JO a je tvořen kapslí J2, která obsahuje fyzicky oddělený substrát !4 pro tvorbu aerosolu podle vynálezu. S výhodou přesahuje tepelně vodivý člen nejvýše asi polovinu délky hořlavého elementu, účelně nejvýše asi zadních 5 mm, nejvýhodněji zadní 2 až 3 mm hořlavého elementu JO. Duté tepelné vodivé členy tohoto typu nezhoršují zapalovací ani spalovací charakteristiku hořlavého elementu 10, pomáhají uhasit hořlavý element v okamžiku, kdy dohořel k místu styku s tepelně vodivým členem, piOtože rychle odvádějí teplo, a nevyčnívají ze zapalovacího konce tyčinky dokonce ani potom, co dohořel hořlavý element.

Izolační plášl v tyčince ke kouření je z jedné nebo více vrstev izolačního materiálu.

S výhodou je tento pružný plášl silný alespoň 0,5 mm, s obzvláštní výhodou alespoň 1 mm. Účel ně přesahuje pružný plášl přes více než asi jednu polovinu délky a výhodně přes celou délku hořlavého elementu JO a obklopuje v podstatě celý vnější obvod hořlavého elementu 10 i kapsle 12. Jak ukazuje obr. 1, může být pro izolaci hořlavého elementu JO a kapsle J2 použito růsOS 274 474 52 ných materiálů.

Běžně používanými izolačními materiály, zejména pro izolaci hořlavého elementu 10, j3ou keramická vlákna, například skleněná, ve tvaru pláště 16. Vlákna mají teplotu měknutí asi 650 °C. Je však možné použít i jiné vhodné izolační materiály, 3 výhodou nehořlavé anorganické materiály.

Za účelem transportu maximálního množství aerosolu, který by jinak mohl být zředěn radiální infiltrací vzduchu skrze stěnu tyčinky, může být od generátoru aerosolu k náústku použito neporézního papíru. Takové papíry j3ou známé v cigaretovém a/nebc· papírenském průmyslu a pro různé požadované funkční účinky může být použito jejich rozličných směsí. Výhodným papírem pro náústek je papír s úpravou nepřilnavou ke rtům kuřáka.

Jak bylo uvedeno, je v náústku 22 umístěn segment 26 z netkaných termoplastických vláken vyfukovaných z taveniny. Zařízení k výrobě vláken vyfukováním z taveniny je schematicky zakresleno na obr. 4. Šnekový vytlačovaci stroj 41 je poháněn motorem 42. Bo šnekového vytlačovacího stroje 4]_ se přivádějí pelety 44 termoplastického polymeru z násypného zásoc-níku 43· Šnekový vytlačovaci stroj 4£ je vyhříván tek, aby polymer vstupující do vytlačovací hubice 45 měl požadovanou viskozitu. V okamžiku, kdy extrudovaný polymer opouští vytlačovací hubici 45 a normálně by klesal vertikálně dolů, dopadá na něj s protilehlých stran horký vzduch, přiváděný potrubím 46.

Vytlačovaci hubice 45 může být případně vyhřívána elektricky nebo jiným vhodným způsobeni, jak naznačují přívody 47.

Vlákna 48 termoplastického materiálu jsou vedena horkým vzduchem na sběrný povrch 49 a tvoří na něm vláknité rouno 50. Sběrný povrch může být utvořen otáčivým bubnem 51, který rotuje kolem hřídele 52 (obr. 4) anebo může být tvořen pásem, sítem nebo jiným vhodným sběrným zařízením.

Vytvořené termoplastické rouno nůžetýt tvarováno do válcového nebo jiného vhodného tvaru obvyklými postupy používanými při výrobě cigaretových filtrů, zejména za použití zařízení pro výrobu konvenčních filtrů z acetylcelulózového provazce.

Na obr. 5 je schematicky zobrazeno zařízení pro tvarování rouna z netkaných termoplastických vláken do tvaru cigaretové filtrační vložky. Z válce 53 ge odvíjí pás netkaného rouna 50 z termoplastických vláken a odtahuje se do komolého kužele 54, ve kterém 30 rovuio 50 shrnuje nebo překládá do válcového tvaru, vhodného pro vstup do vlastního zařízení pro výrobu filtračních vložek. Toto zařízení je tvořeno válcem 5£, ve kterém je spojitý váleček zvrásaěného rouna termoplastických vláken opatřen obalem z pásu papíru 56 (tzv. filtrevý obal) a takto vytvořená kombinace ae potom nožem 58 řeže na filtrační roubíky 57 požadované délky.

Před vstupem do tohoto zařízení se na jeden okraj filtrového obalu nanese aplikátorem proužek lepidla. Při průchodu zařízením se tvarované rouno dál stlačuje do válcového tvaru a současně je obalováno filtrovým obalem. Když přijde lepidlo do styku s obaleným úsekem válečku, slep se spojí vytvrzovaci tyčkou. Nekonečná filtrační tyčka se potom řeže na jedno tlivé filtrační roubíky 57 požadované délky nožem 58.

Jakkoliv to není pro výrobu přijatelných filtračních roubíků nezbytné, může se plochý pás z termoplastických vláken před stočením do nekonečného válcového útvaru podrobit ještě určitému předběžnému zpracování, jak je patrné z obr. 5· 2a válcem 53, ze kterého je odvíjen plochý pás netkaného rouna termoplastických vláken, jsou zařazeny proti sobě dva rýhované válce 59 ke zkadeření plochého rouna 50, které mezi nimi prochází, a za rýhovanými vál ci 59 se nachází aplikótor 60 pro nanášení například glycerinu nebo jiných zvlhěovadei na povrch plochého rouna 50.

Alternativně je možné pro shrnutí plochého rouna 50 do válcového útvaru použít místo jednoduchého komolého kužele 54 dvoukuželový systém z obr. 5A, který je tvořen dvěma souosými, v sobě uloženými kužely. Rouno 50 zavádí do prstencového prostoru mezi oběma kuželi

CS 274 474 B2 v podstatě bez napětí, takže se pás netkaného rouna při vstupu do prstencového prostoru nabaluje kolem pláště vnitřního kužele. Oba kužele mohou být vzájemně pohyblivá, aby ae dosáhlo požadované homogenity a pevnosti filtračního roubíku.

I když při přípravě rouna vhodného pro zhotovení segmentu z netkaných termoplastických vláken je možné použít většiny termoplastických polymerů, jsou výhodnými materiály v tomto případě polyolefiny, jako například isotaktický polypropylen, a polyestery, jako například polybutylentereftalát.

Vzhledem k charakteru tvarovacího procesu vyfukováním z taveniny je možné za účelem změny struktury rouna a tím i jeho účinnosti ve filtračním roubíku vnést do taveniny polymeru nebo nastříkat nebo naprášit na její povrch při vytlačování rozličné přísady, například uhličitan vápenatý. Stejně tak je možné modifikovat již vytvořený plochý pás rouna z termoplastických vláken zpracováním dodatkovými činidly v suché nebo tekuté formě, aby měl filtrační roubík určité organoleptické a/nebo terapeutické vlastnosti.

Plošná hmotnost rouna z termoplastických vláken se mění v závislosti na několika faktorech, mezi které patří zejména použitý způsob výroby rouna i charakter použitého termoplastického polymeru. Pro výhodná polypropylenové materiály vyfukované z taveniny se plošná hmotnost výhodně pohybuje v rozmězí od asi 11,8 do asi 23,7 g.m“^2.

Pevnost v tahu, stanovená na obdélníkovém vzorku 101 x 152 mm netkaného rouna, se rovněž může podle okolností měnit, avšak obecně leží síla v rozmezí od asi 0,44 N do asi 13,33 N v příčném směru vzhledem k podélné ose produkovaného pásu a v podélném směru rovnoběžném s podélnou osou pásu je alespoň 0,44 N. Výhodně je velikost síly v podélném směru v rozmezí od asi 3,1 N asi do 10,7 Nav příčném směru mezi 2,22 až 10,21 N. Výhodná netkaná rouna mají poměr pevnosti v podélném směru k pevnosti v příčném směru rovný asi 1 : 1 až 4 : 1, s výhodou 1 : 1 až 2 : 1.

Pevnost v tahu takových materiálů závisí na několika faktorech, mezi které zejména patří orientace termoplastických vláken vzhledem k podélnému a příčnému směru netkaného rouna, dále stupeň vzájemného stavení vláken a rozložení šířky vláken.

Frazierova prodyšnost netkaných roun z termoplastických vláken se může obecně pohybovat od asi 0,508 do asi 5,08 m.^m“².s”’ a výhodně od asi 0,762 do asi 5,08 m^.m^_2,s“' pro

5-krát přehnutý vzorek. Hodnoty Frazierovy prodyšnosti udávají schopnost netkaného rouna z termoplastických vláken propouštět vzduch.

Frazierovy jednotky se normálně uvádějí v krychlových stopách vzduchu, prošlého čtvereční stopou vzorku za minutu.

Procentová volná plocha netkaných roun z termoplastických vláken se obecně pohybuje od asi 10 % asi do 60 %, výhodně od a3Í 14 % do asi 52 %. Procentová volná plocha je mírou otevřenosti netkaného rouna a může být měřena obrazovým analyzátorem a je výrazným činitelem při stanovení filtračních charakteristik filtračních segmentů vyrobených z netkaného rouna termoplastických vláken podle vynálezu.

Obzvláště výhodným materiálem, vhodným pro výrobu filtračních segmentů podle vynálezu,

je experimentální polypropylen vyfukovaný z taveniny, který mé následující vlastnosti:
Frazierova prodyšnost	m.V² s-'	3,48
Pevnost v tahu
síla (N) v podélném směru		5,7
v příčném směru		3,1
Plošná hmotnost	(g,m.~²)	17,8

Tento materiál obsahuje glycerín v množství asi 2 % hmotnosti; glycerín má usnadnit tvarování netkaného plochého rouna do válcového tvaru. Množství glycerínu nebo jiných zvlhčovadel se může pohybovat od asi 0,5 % do asi 8 %, výhodně od asi 1 % do asi 4 % a nejvýhodněji od asi 1,5 % do asi 2,5

Z hlediska účinnosti a/nebo z estetického hlediska může tuhost segmentů z netkaných

CS 274 474 B2 termoplastických vláken kolísat v Širokém rozsahu, aniž by se nepříznivě ovlivnil transport aerosolu produkovaného generátorem aerosolu do úst kuřáka. Nicméně je žádoucí, aby segmenty z netkaných termoplastických vláken měly omak a tuhost jako cigarety obsahující filtry z konvenčního acetátu celulózy.

Existuje několik způsobů vyhodnocení tuhosti materiálů používaných pro výrobu cigaretových filtrů; hodnoty tuhosti segmentů z uvedeného experimentálního materiálu byly získány umístěním filtrační vložky pod testovací přítlačnou destičku o průměru 19 mm. Poté se změří výchozí průměr nestlačeného filtru. V tomto výchozím stavu je filtr zatěžkán silou 265 mH. Přítlačná testovací destička se potom zatíží přídavnou silou 980 mN. Po asi sekundách od počátku zatížení se změří průměr takto zatíženého filtru.

Tuhost filtru se vyjádří v procentech a vypočte se jako stonásobek poměru mezi průměrem zatíženého filtru a průměrem výchozího nestlačeného filtru. Obecně se takto stanovená tuhost materiálu pohybuje od asi 94 % do asi 99 %, s výhodou od asi 96 % do asi 93 %.

Úbytek tlaku v tyčince podle vynálezu je výhodně stejný nebo nižší než v konvenčních cigaretách. Úbytek tlaku v samotném náústku závisí na úbytku tlaku v přední části na zapalovacím konci tyčinky. U výhodných tyčinek, například popsaných v následujícím příkladu 1, je úbytek tlaku obecně nižší než v konvenčních náústcích; následující hodnoty jsou uvedeny v jednotkách cm vodního sloupce na cm délky filtru podle mezinárodních norem Coresta, užívaných pro vyjádření úbytku tlaku ve filtrech cigaret na celém světe. Úbytek tlaku se obvykle pohybuje od hodnoty 0,1 do 6 cm vodního sloupce na cm délky filtru (0,0978 Pa až 5,922 Pa), s výhodou od hodnoty 0,5 do 4,5 (0,493 až 4,441 Pa) a nejvýhodněji od hodnoty 0,7 do 1,5 (0,690 až 1,480 Pa). Úbytek tlaku ve filtru je pokles tlaku v centimetrech vodního sloupce, když se filtrační vložkou vede 1050 cup za minutu vzduchu. Tyto úbytky tlaku mohou být normalizovány na jednotku délky filtrační vložky vydělením úbytku tlaku celé filtrační vložky její skutečnou délkou.

Filtrační účinnost segmentu z netkaných termoplastických vláken podle vynálezu, vztažená na jednotku jeho délky, je obecně podstatně nižší než filtrační účinnost konvenčních filtrů z acetátu celulózy. Jak bylo uvedeno, napomáhá náústek snížit teplotu aerosolu, kterou kuřák vnímá na rtech a na jazyku, například tím, že aerosol prochází větší plochou průřezu filtračního segmentu. Použití materiálů s nízkou filtrační účinností podle vynálezu rovněž umožňuje použití delších segmentů z netkaných termoplastických vláken, aniž by to nepříznivě ovlivnilo přívod aerosolu do úst kuřáka. Tím se prodlouží doba setrvání aerosolu v materiálu, což rovněž přispívá ke snížení teploty aerosolu, kterou vnímá kuřák.

Délka segmentu z netkaných termoplastických vláken v náústku se mění v širokém rozsahu v závislosti na několika faktorech, mezi které zejména patří požadované snížení teploty aerosolu vnímané kuřákem. U výhodné tyčinky podle vynálezu se délka segmentu z netkaných termoplastických vláken obecně pohybuje mezi asi 10 a asi 40 mm, výhodně mezi asi 15 a 35 mm a n<jvýhodně ji má segment z netkaných termoplastických vláken délku asi 35 mm.

Distanční element v tyčince podle vynálezu může být vyroben z několika materiálů, včetně konvenčních materiálů cigaretových filtrů, jakými jsou pramen z acetátu celulózy, a materiály Jako tabák, papír obsahující tabák a segment z konvenčních filtračních materiálů, obklopující trubku.

Výhodným materiálem pro výrobu uvedeného distančního elementu je papír obsahující tabák, zejména rekonstituovaný tabákový materiál, který obsahuje asi 60 % tabáku, hlavně ve formě stvolů uměle sušených tabákových listů a 35 % celulózy z měkkého Jehličnatého dřeva, přepočteno na sušinu. Vlhkost uvedeného rounovitého materiálu se 3 výhodou pohybuje od asi % do asi 14 %. Tento materiál má za sucha pevnost v tahu asi 63 g.m^-’ až asi 130 g.®^-’ o

a plošnou hmotnost asi 38 až asi 44 g.m .

Tento materiál se vyrábí obvyklým postupem pro výrobu papíru c přídavkem asi 2 % glycerínu nebo jiného zvlhčovadla, asi 1,8 % uhličitanu draselného, asi 0,1 % aromatizačních činidel a asi 1 % komerčního klížidla.

CS 274 474 B2

Tabákový papír může být tvarován do válečkového tvaru běžnými způsoby výroby cigaretových filtrů. Nicméně pro tyčinku podle vynálezu je výhodné zpracovat tabákový papír do válečkového tvaru dvoukuželovým systémem, používaným pro zmíněnou výrobu segmentu z netkaných termoplastických vláken.

Délka distančního elementu se bude měnit nepřímo úměrně k délce segmentu z netkaných termoplastických vláken. V tyčinkách podle vynálezu délka distančního elementu obecně činí asi 5 »2 asi 30 mm, a nejvýhodněji má distanční element délku asi 10 mm.

Aerosol produkovaný generátorem má jednoduchou chemickou strukturu a sestává v podstatě ze vzduchu, oxidů uhlíku, látky vytvářející aerosol, včetně libovolných aromatizačních a jiných těkavých látek, dále z vody a stopových množství ostatních materiálů. Produkovaný aerosol nemá mutagenní účinnost, což bylo prokázáno Amesovým testem; tzn., že neexistuje závislost mezi dávkou aerosolu produkovaného tyčinkou podle vynálezu a počtem revertantů ve standardních testovacích mikroorganismech, vystavených účinku uvedeného aerosolu. Podle Amesova testu ukazuje zvýšená odezva na dávky aerosolu na přítomnost mutagenních látek v testovaném produktu; o tom viz: Ames a kol., Mut. Res., 31: 347-364 (1975); Nagao a kol., Mut. Rest., 42: 335 (1977).

Další výhodou tyčinky ke kouření podle vynálezu je, že ve srovnání s konvenčními cigaretami dochází k omezené tvorbě popela. Když hoří uhlíkatý hořlavý element, mění se na oxidy uhlíku při napatrném vzniku popela, takže při kouření není zapotřebí odklepávat popel

Vynález bude blíže objasněn na konkrétních příkladech provedení, která mají pouze ilustrativní charakter a neomezují rozsah vynálezu.

Pokud není výslovně uvedeno jinak, jsou všechna uvedená procenta hmotnostní a teplotní údaje nejsou korigovány.

Příklad 1

Tyčinka ke kouření podle obr. 1 byla vyrobena následujícím způsobem.

A) Příprava hořlavého elementu

Hořlavý element o délce 10 mm a průměru 4,5 mm a se sypnou hmotností asi 0,86 g.cm^ se připraví ze směsi obsahující:

% hmotnostních uhlíku % hmotnostních natriumkarboxymethylcelulózy a i % hmotnostní uhličitanu draselného.

Uvedený uhlík se připraví karbonizací papíru prostého talku z tvrdého dřeva pod atmosférou dusíku při postupně zvyšované teplotě (10 °C.h^_1) až na finální karbonizační teplotu 750 °C. Po ochlazení pod atmosférou dusíku na teplotu nižší než 35 °G se uhlík rozemele na velikost částic -200 mesh. Práškový uhlík se potom zahřeje na teplotu až asi 850 °C k odstranění těkavých látek.

Po opětovném ochlazení pod atmosférou dusíku na teplotu nižší než asi 35 °C se získaný uhlík rozemele na jemný prášek o střední velikosti částic v rozmezí od asi 0,1 do asi 50 /um. Tento jemný prášek se potom smísí s pojivém na bázi natriumkarboxymethylcelulózy (9 dílů uhlíku na ! díl pojivá), 1 % hmotnostním uhličitanu draselného a dostatečným množstvím vody k vytvoření tuhé těstovité pasty.

Z pasty se potom vytlačuje hořlavý element, který má sedm podélných kanálků o průměru asi 0,53 mm a šest obvodových kanálků o průměru asi 0,25 mm. Vzdálenost mezi středovými kanálky činí asi 0,2 mm a vzdálenost mezi obvodem hořlavého elementu a obvodovými kanálky činí asi 0,48 mm. Struktura tohoto hořlavého elementu je zobrazena na obr. IA.

Hořlavé elementy se potom vypalují pod atmosférou dusíku po dobu 3 hodin při teplotě 900 °C.

B) Příprava tabákového extraktu vysušeného rozprašováním

Tabáková směs rozemletá na prach se extrahuje vodou v nádobě z nerezavějící oceli, při

CS 274 474 B2

Čemž se použije asi 100 až 150 kg tabákové směsi na 1 m^ vody. Extrakce se provádí při teplotě okolí po dobu od asi 1 hodiny do asi 3 hodin za použití mechanického míchadia.

Směs 3e potom odstředí k odstranění suspendovaného pevného podílu a získaný vodný extrakt se vysuší rozprašováním pomocí konvenční sušičky při vstupní teplotě asi 215 až asi 230 °C a výstupní teplotě mezi asi 82 až 90 °C.

C) Příprava slinovaného oxidu hlinitého

Oxid hlinitý (alumina) s vysokým specifickým povrchem asi 280 m .g o střední velikosti částic -14 až + 20 mesh (US) se slinuje při teplotě asi 1400 až 1500 °C po dobu 1 hod., promyje se vodou a vysuší. Získaná slinutá alumina se potom smísí ve dvou pracovních stupních s přísadami, které jsou společně s množstvím uvedeny v následující tabulce I.

Tabulka I

^A12°3	68,0
Glycerín	19,0
Tabákový extrakt vysušený rozprašováním	7,0
Aromatizační směs	5,0

Aromatizační směs je tvořena směsí aromatizačnich sloučenin, která simuluje vůni a chut cigaretového kouře.

V prvním pracovním stupni se uvedený tabákový extrakt vysušený rozprašováním smísí s dostatečným množstvím vody na kaši, která se potom nanese na popsaný aluminový nosič míšením aluminy a kaše tabákového extraktu tak dlouho, až je kaše rovnoměrně absorbována aluminou. Takto zpracovaná alumina se potom vysuší ke snížení vlhkosti na asi 1 % hmotnostní. Ve druhém pracovním stupni se vysušená alumina s tabákovým extraktem smísí se směsí ostatních uvedených přísad míšením tak dlouho, až jsou přísady v podstatě absorbovány.

D) Sestavení meziproduktu

Kapsle použitá v tyčince ke kouření podle obr. 1 se vyrobí z hlubokotažného hliníku. Kapsle má střední tlouštku stěny asi 0,01 mm, délku 30 mm a vnější průměr asi 4,5 mm.

Zadní část kapsle je uzavřena s výjimkou dvou štěrbinových otvorů, kde každá štěrbina má rozměry asi 0,65 x 3,45 mm a štěrbiny mají vzájemnou vzdálenost asi 1,14 mm; štěrbiny slouží jako průchod pro produkovaný aerosol ke kuřákovi. Kapsle se naplní množstvím asi 325 mg uvedeným způsobem vyrobené látky pro tvorbu aerosolu.

Do otevřeného konce naplněné kapsle se potom zasune do hloubky asi 3 mm hořlavý element, připravený výše uvedeným způsobem.

E) Izolační plášt

Sestava hořlavý element J.0 - kapsle J.2 se na konci, na kterém se nachází hořlavý element, obalí 10 mm dlouhým pláštěm J.6 ^ze skleněných vláken o teplotě měknutí asi 650 °C a ze 3 % hmotnostních pektinového pojivá až do průměru asi 7,5 mm. Plášt ze skleněných vláken se potom obalí vnitřním obalovým papírem.

F) Tabákový plášt

V tabákové tyčince o průměru 7,5 mm a délce 28 mm s obalem z papíru byl proražen podélný otvor o průměru asi 4,5 mm, čímž vznikl tabákový plášt J.8.

G) Finální sestavení tyčinky ke kouření

Hořlavý element J.0 a kapsle J.2 s izolačním pláštěm se zasune do otvoru v tabákovém plášti. Izolační plášt £6 ze skleněných vláken a tabákový plášt J8 se potom spojí dohromady vnějším obalovým papírovým materiálem, který obklopuje hořlavý element J.0, j®ho izolační plášt 16, vnitřní obal i obalený tabákový plášt J8.

Náústek 22 podle obr. 1 je sestaven ze dvou částí: první část je tvořena distančním členem 24, který má délku 10 mm a průměr 7,5 mm, je přivrácen ke kapsli, vyroben z tabákového fóliového materiálu a je z vnějšku obalen papírem.

Druhá část tvoří válcový segment 26 z netkaného rouna z termoplastických polypropy1 1 CS 274 474 B2 lenových vláken vyfukovaných z taveniny: segment 26 má délku 30 mm a průměr 7,5 mm a je z vnějšku obalen papírem.

Obě ěásti nádetku 22 se vyrobí tak, že se tabákový papír a rouno termoplastických vláken vede dvoukuželovým systémem a potom se spojí obalením papírem.

Vzniklý náústek 22 se potom spojí se spojeným hořlavým elementem J.0 a kapslí 1.2 společným obalem z náústkového papíru.

Vyrobená tyčinka ke kouření poskytuje při kouření aerosol podobný tabákovému kouři bez nežádoucích pachutí, vyvolaných tepelným rozkladem látky tvořící aerosol. Bylo provedeno zkušební kouření tyčinek za tak zvaných lidských podmínek, které spočívají v tom, že se kouří šluky o objemu 50 ml trvající 2 s, které jsou odděleny vždy 28 sekundami pouhého doutnání kuřiva, přičemž se kouří alespoň asi 6 šluků. Z obr, 6, na kterém je graf závislosti teploty asi 4 mm od konce náústku na stoupajícím počtu šluků, přičemž teplota byla měřena přenosným radiačním teploměrem, je zřejmé, že tato teplota je rovná nebo nižší než tělesná teplota.

Z uvedeného vyplývá, že tyčinka ke kouření podle vynálezu produkuje aerosol, jehož teplotu nevnímá kuřák na rtech a jazyku jako zmíněné horké místo, obvyklé u známých tyčinek.

Příklad 2

Byly vyrobeny tyčinky ke kouření s obdobnou základní strukturou jako tyčinka podle obr. 1, avšak s náústky podle obr. 2 a 2A až 2D. Tyčinka s náústkem podle obr. 2 slouží ja ko referenční pro tyčinky podle vynálezu s náústky podle obr. 2A až 2D. Tyčinky se připraví následujícím způsobem.

A) Příprava hořlavého elementu

Talkuprostý nabělený sulfátový papír z tvrdého dřeva se rozvlákní a umístí do pícky z nerezavějící oceli o průměru 23 cm a hloubce 23 cm. Prostor pícky se proplácíme dusíkem, načež se pícka vyhřeje na teplotu 200 °C a tato teplota se udržuje po dobu 2 hodin. Teplota pícky se potom zvyšuje rychlostí 5 °C za hodinu na teplotu 350 °C a tato teplota se udr žuje po dobu 2 hodin. Potom se teplota pícky déle zvyšuje rychlostí 5 °C za hodinu až na teplotu 750 °C za účelem další pyrolýzy celulózy. Tato teplota se znovu udržuje po dobu 2 hodin za účelem jednotného vyhřátí uhlíku. Pícka se potom nechá ochladnout na pokojovou teplotu a získaný uhlík se rozemele na jemný prášek (méně než 400 mesh). Tento práškový uhlík má po sklepání hustotu 0,6 g.cm^-^ a obsah vodíku a kyslíku celkem 4 %· dílů tohoto uhlíkového prášku se potom smísí s jedním dílem práškové natrinmkarboxymethylcelulózy a ke směsi se přidá 1 % hmotnosti uhličitanu draselného a dostatečné množství vody k získání řídké kaše, která se potom odlije do tvaru listu, který se vysuší. Vysušený list se potom znovu rozemele na jemný prášek, ke kterému se přidá potřebné množství vody k získáni plastické směsi, která je dosti tuhá k tomu, aby po vytlačení zachovala svůj tvar; například kulička zhotovená z této směsi jeví jen velmi malou tendenci roztěkat se v průběhu jednodenního časového úseku.

Tato plastická směs se potom zavede při pokojové teplotě do šaržovitého vytlačovacího stroje. Vytlačovací hubice pro tvarování extrudátu má zkosené plochy za účelem hladkého průtoku plastické hmoty skrze tuto hubici. Plastická hmota se nízkým tlakem 69.10^ Pa vytlačuje vytlačovací hubicí s otvorem o průměru 4,6 mm. Vytlačená vlhká tyčinka se nechá vyschnout přes noc při pokojové teplotě. Pro úplné vysušení se tyčinka ještě suší v sušárně po dobu 2 hodin při teplotě 80 °C. Takto vysušená tyčinka má hustotu 0,85 g.crn“·^, průměr 4,5 mm a průměrnou odchylku od kruhového průřezu přibližně 3 %·

Vysušená vytlačená tyčinka se potom nařeže na válečky o délce 10 mm a do těchto válečků po celé délce se provrtá 7 průchozích kanálků.

Další hořlavé elementy byly rovněž vyrobeny popsaným způsobem, avšak bez opětovného rozemletí a vysušení kaše z uhlíkového prásku. V těchto případech se hořlavé elementy vyti

CS 274 474 B2 čují přímo z tuhé těstovité pasty připravené ze směsi s obsahem práškového uhlíku.

B) Příprava tabákového extraktu vysušeného rozprašováním

Tabák, burley, turecký tabák, uměle sušený tabák atd. se rozemele na prach střední velikosti částic a extrahuje vodou v nádobě z nerezavějící oceli i>ri poměru asi 100 až ISO g tabáku na 1 m^ vody. Extrakce se provádí při teplotě okolí za použití mechanického michadla po dobu asi 1 až 3 hodin. Směs se potom odstředí k odstranění suspendovaného pevného podílu a vodný extrakt se vysuší rozprašováním. Za tím účelem se vodný roztok kontinuálně čerpá do konvenční rozprašovací sušárny pří teplotě asi 215 až 230 °C, přičemž se na výstupu sušičky jímá vysušený práškový materiál. Výstupní teplota se pohybuje od asi 82 do asi 90 °C.

C) Příprava nosiče s obsahem látky vytvářející aerosol

1

ΑΙ^Οβ s vysokým specifickým povrchem 280 m .g a 3 velikostí částic od -14 do ⁺ 20 mesh (US) se slinuje při teplotě asi 1400 °C po dobu asi 1 hodiny, načež ee ochladí. Takto zpracovaná alumina se potom promyje vodou a vysuší.

640 mg slinuté aluminy se potom uvede do styku s vodným roztokem obsahujícím 107 »g práškového, rozprašováním vysušeného tabákového extraktu, načež se vysuší na vlhkost 1 % hmotnosti. Upravená alumina se potom zpracuje směsí 233 mg glycerínu a 17 mg aromatizační složky.

D) Sestavení meziproduktu

Kovovými zásobníky pro substrát aerosolu jsou 30 mm dlouhé, spirálově vinuté hliníkové trubičky o průměru 4,5 mm. Alternativně mohou být kapsle pro substrát z hlubokotažných hliníkových trubiček, majících tloušťku stěny asi 0,1016 mm, délku asi 32 mm a vnější průměr asi 4,5 mm. Jeden konec trubiček se uzavře zalamováním kruhového okraje. Uzavřené konce hliníkových kapslí se opatří dvěma Štěrbinovými otvory; každý z nich mé velikost 0,65 x 3,45 mm a jsou vzájemně vzdáleny 1,14 mm a slouží jako průchody pro transport produkovaného aerosolu do úst kuřáka. Každý z těchto hliníkových zásobničků se naplní 170 mg aluminy zpracované výše uvedeným způsobem. Po naplnění hliníkových kapslí prostředkem pro tvorbu aerosolu se tyto kapsle spojí s hořlavými elementy, které se zasunou do otevřeného konce naplněné hliníkové kapsle asi do hloubky 2 mm.

E) Izolační plášt

Hořlavý element 22 ^{a 8} spojená kapsle Ϊ2 se potom na konci, na kterém se nachází hořlavý element, obklopí 10 mm dlouhým pláštěm 16 ze skleněných vláken, majících teplotu měknutí asi 650 °C, se 4 % hmotnosti pektinového pojivá, na průměr asi 7,5 mm, načež se obalí papírem.

F) Tabákový plášt

Tabáková tyčinka o průměru 7,5 mm a délce 28 mm a obal z cigaretového obalového papíru, například obalového papíru pro cigarety bez filtru, se prorazí podélným otvorem o průměru asi 4,5 mm, čímž vznikne tabákový plášt 2®·

G) Finální sestavení tyčinky ke kouření

Hořlavý element spojený s kapslí se zasune do otvoru tabákového pláště tak hluboko, až izolační plášt 26 ze skelných vláken dosedne na tabákový plášt 2§> ^a oba se potom společně obalí papírem.

Jek ukazuje obr. 2, spojí se dutá acetylcelulózová trubička dlouhá 30 mm, obalená ciga rétovým papírem s nízkoúčinným filtračním roubíkem o délce 10 mm, rovněž obaleným cigaretovým papírem; toto spojení se provede společným obalením papírem v úpravě nepřilnavé ke rtům

Háústková sekce byla spojena se sekcí hořlavý element-kap3le úzkým proužkem bílého papíru a lepidlem.

Tyčinky ke kouření s náústkem podle vynálezu jsou zobrazeny na obr. 2A až 2D a jsou sestaveny podobným způsobem jako referenční tyčinka podle obr. 2.

CS 274 474 B2

Náústek podle obr. 2A má 10 mm dlouhý tabákový distanční element 24 a 30 mm dlouhý segment 26 z netkaného rouna z polypropylenových vláken vyfukovaných z taveniny. Náústek podle obr. 2B má 10 mm dlouhou acetylcelulózovou trubičku, tvořící distanční element 24, a 30 mm dlouhý segment 26 z netkaného rouna z polypropylenových vláken vyfukovaných z taveniny. Náústek podle obr. 2C je shodného složení jako náústek podle obr. 2B s tím rozdílem, že jak distanční element 24 tak i segment 26 mají délku 20 mm. Náústek podle obr. 2D obsahuje 10 mm dlouhý plný tabákový distanční element 24, 10 mm dlouhý dutý distanční element 24 z acetylcelulózové trubičky a 20 mm dlouhý segment 26 z netkaného rouna z polypropylenových vláken vyfukovaných z taveniny.

Bylo provedeno zkušební kouření tyčinek za tak zvaných lidských podmínek, které spočívají v tom, že se kouří šluky objemu 50 ml trvající 2 s, které jsou vždy odděleny 28 sekundami pouhého doutnání. Výstupní teploty plynů opouštějících tyčinky jsou zakresleny na obr. 3 v závislosti na stoupajícím počtu šluků. Teplota je měřena termočlánkem umístěným asi 1 mm od konce náústku.

Jak je z obr. 3 zřejmé, je výstupní teplota plynů opouštějících tyčinku ke kouření podle vynálezu podstatně nižší než teplota opouštějící referenční tyčinku z obr. 2. Tím je dosaženo toho, že kuřák tyto vystupující plyny nevnímá na rtech a na jazyku jako horké mí sto.

PŘEDMĚT VYNÁLEZU

Claims

1. Tyčinka ke kouření, obsahující hořlavý element na zapalovacím konci, náústek na náústkovém konci a fyzicky oddělený generátor aerosolu a nejméně jednou látkou vytvářející aerosol, umístěný mezi hořlavým elementem a náústkem_r vyznačující se tím, že v náústku (22) je umístěn segment (26) z netkaných termoplastických vláken.

2. Tyčinka podle bodu 1, vyznačující se tím, že mezi netkaným segmentem (26) a generátorem aerosolu je v náústku (22) uložen distanční element (24).

3. Tyčinka podle bodů 1 a 2, vyznačující se tím, že plastických vláken je ze sloučenin ze skupiny zahrnující segment (26) z netkaných termopolyolefiny a polyestery.

4. Tyčinka podle jednoho z bodů 1 až 3, vyznačující se tím, ných termoplastických vláken je z polypropylenu.

5. Tyčinka podle jednoho z bodů 1 až 4, vyznačující se tím, z vláken vyfukovaných z taveniny.

6. Tyčinka podle Jednoho z bodů 1 až 5, vyznačující se tím, mezi 10 mm a 40 mm.

že segment (26) že segment (26) že segment (26) z netkase stává má délku

7. Týčinka podle bodů 2 až 6, vyznačující se tim, že distanční masou materiálu ze skupiny zahrnující tabák, papír s obsahem tabáku element (24) je tvořen a acetát celulózy.

8. Tyčinka podle bodu 7, vyznačující se lulózy má tvar duté trubky.

tím, že distanční element (24) z acetátu ceS. Tyčinka podle jednoho z bodů 1 až 8, vyznačující se tím, že segment (26) sestává z válcového tělosa z netkaného listu případně vláken, sevřených nebo přehnutých do válcového tvaru.

10. Tyčinka podle jednoho z bodů 2 až 9, vyznačující se tím, že distanční element (24) sestává ze sevřené nebo přehnuté masy materiálu ve tvaru válce.

11. Tyčinka podle jednoho z bodů 2 až 10, vyznačující se tím, že distanční element (24) má délku mezi 5 mm a 15 mm.

4 výkresy

OBR.1

OBR. ΙΑ

OBRA

/ // 4 ( J

30 mm 10 mm

OBR.2 A

0BR.2C

24 20 mm 20 m m