CZ278126B6 - Combustible element for a smoker's article - Google Patents

Description

Oblast techniky

Vynález se týká kuřáckého výrobku, produkujícího aerosol, který nahrazuje tabákový kouř a který obsahuje pouze minimální množství zplodin nedokonalého hoření nebo pyrolýzy.

Dosavadní stav techniky

V průběhu let, zejména v posledních 20 až 30 letech, bylo již navrženo mnoho kuřáckých výrobků. Mnohé z těchto výrobků obsahují náhražky tabáku, které byly připraveny z široké palety zpracovávaných nebo neupravených rostlinných materiálů, například z lodyh kukuřice, eukalyptových listů, listů hlávkového salátu, listů kukuřice, kukuřičných vláken, z vojtěšky a podobně. Mnohá známá řešení navrhují jako tabákové náhražky modifikované celulózové materiály, zpracované například oxidací, tepelným zpracováním nebo přidáním dalších látek, které by pozměnily vlastnosti celulózy. Poměrně rozsáhlý přehled těchto tabákových náhražek je uveden v US-PS 4 079 742. Přestože bylo řešení tohoto problému věnováno značné úsilí, nepodařilo se zatím najít takový výrobek, který by dokázal uspokojivě nahradit tabák a byl jeho vyhovující náhražkou.

Jeden z nejstarších výrobků tohoto druhu je popsán v US-PS 2 907 686; tento výrobek má tvořit náhražku cigarety a obsahuje absorpční uhlíkový spalitelný prvek ve formě 63,5 mm dlouhé tyčky dřevěného uhlí, které se při použití spalovalo a produkovalo horké plyny a přitom se uvolňovaly aromatické látky, kterými byl spalitelný prvek napuštěn a které se začínaly uvolňovat při vzniku horkých plynů. Toto známé řešení také navrhuje použití samostatného nosiče aromatických látek, například jílu, přičemž k aromatické látce může být přimíšena látka, produkující kouř, například glycerin. Podle tohoto spisu je náhražka cigarety povlečena koncentrovaným cukrovým roztokem, aby se vytvořil nepropustný plášť a umožnilo se proudění horkých plynů a aromatických látek k ústům kuřáka. Má se za to, že přítomnost aromatických a/nebo kouř produkujících látek ve spalovaném materiálu podle tohoto známého řešení může způsobovat výraznou tepelnou degradaci těchto látek a vznik nežádoucích aromatických zplodin. Kromě toho tento výrobek produkuje značné množství vedlejší kouře, obsahujícího chuťově nepříjemné produkty tepelné degradace.

Jiný takový známý výrobek je popsán v US-PS 3 258 015, podle kterého je tento kuřácký výrobek opatřen vnějším válcovým pláštěm ze spalitelného materiálu, majícího dobré doutnací vlastnosti, zejména z j - Tě řezaného tabáku nebo rekonstituovaného tabáku, který obklopuje kovovou trubičku, obsahující tabák, rekonstituovaný tabák nebo jiný zdroj nikotinu a vodní páry. Při kouření zahřívá spalovaný spalitelný materiál zdroj nikotinu a tím uvolňuje nikotinové výpary a materiál, potenciálně produkující aerosol včetně vodní páry. Tyto výpary se mísí se zahřátým vzduchem, který vstupuje otevřeným koncem trubičky. Základní nevýhodou tohoto výrobku je vyčnívající kovová trubička, která zbývá po odhoření tabákového spalitelného materiálu. Další výraznou nevýhodou tohoto řešení je přítomnost velkého množství zplodin tepelného rozkladu, značný podíl tabákového kouře a popela a možnost tepelného rozkladu zdroje nikotinu v kovové trubičce.

V US-PS 3 356 094 je popsáno určité zdokonalení původního návrhu, kterým má být odstraněna vyčnívající kovová trubička. Nové řešení obsahuje trubičku, vyrobenou z materiálu jako jsou určité anorganické soli nebo epoxidem pojená keramika, které se zahřátím stávají křehkými. Tato zkřehlá trubička se potom odlamuje současné s odklepáváním popela z konce tohoto výrobku. I když je vzhled tohoto výrobku velmi blízký cigaretám, nepodařilo se jej prosadit na trh. Podobný kuřácký výrobek je popsán také V GB-PS 1 185 887.

Řešení podle US-PS 3 738 374 navrhuje použití uhlíkových nebo grafitových vláken, vláknitých útvarů nebo tkaniny ve spojení s oxidačním činidlem jako náhražky náplně cigarety. Potřebná vůně se zajišťuje příměsí vonných nebo aromatických látek do náústku filtrační tyčky.

teriálu. Mezi jsou uváděny polyhydrické alkoholy, glycerin, 1,3 butylenglykol a glycerylestery, řešení předpokládají

US-PS 3 943 941 a 4 044 777 a GB-PS 1 431 045 navrhují použití vláknitého uhlíkového spalitelného materiálu, smíchaného nebo impregnovaného s prchavými pevnými nebo kapalnými látkami, které jsou schopné destilace nebo sublimace do proudu kouře a dodávají tak zdání tabákového kouře při spalování spalitelného mařadou navrhovaných materiálů, produkujících kouř, například propylénglykol, například triacetin. Tato řešení předpokládají, že prchavé látky destilují bez chemických změn, přičemž se předpokládá, že směs těchto materiálů s palivem může vést ke značnému rozkladu prchavých látek a ke vzniku trpké chuti. Podobné výrobky jsou popsány také v US-PS 4 286 604 a 4 326 544.

V US-PS 4 340 072 je popsán kuřácký výrobek se spalitelnou tyčkou, opatřenou středovým otvorem pro průchod vzduchu a s náústkovou komůrkou, obsahující látku uvolňující aerosol. Spalitelná tyčka je vyrobena lisováním nebo vytlačováním z rekonstituovaného tabáku a/nebo tabákových náhražek, popřípadě z přírodního tabáku nebo směsi tabákových náhražek a uhlíku nebo směsi sodné soli karboxymethylcelulózy a uhlíku. Látkou uvolňující aerosol může být zdroj nikotinu nebo granule, popřípadě malé tobolky s aromatickou látkou v triacetinu nebo benzylbenzoátu. Při spalování tohoto výrobku vstupuje vzduch do vzduchového kanálku, kde se směšuje se spalinami z hořící tyčky. Proud tohoto horkého plynu rozrušuje granule nebo malé tobolky a uvolňuje prchavé látky. Tyto látky pak produkují aerosol a/nebo jsou převáděny do hlavního proudu aerosolu. Protože tyčka spalitelného materiálu je poměrně dlouhá, nedosahuje cí/^dokonalého uvolnění aerosolu z jeho zdroje, zejména na začátku kouření. Použití granulí nebo malých tobolek zhoršuje uvolňování aerosolu, protože mnoho tepla se spotřebuje na porušení stěn tobolek. Kromě toho je možno dosáhnout úplného uvolnění aromatických látek jen při použití tabáku nebo tabákových náhražek, které produkují značný podíl zplodin tepelného rozkladu a kouře, uvolňujícího se do okolí, což není žádoucí u tohoto typu kuřáckých výrobků.

V US-PS 3 516 417 je popsán kuřácký výrobek, který obsahuje stejně jako předchozí řešení tabák jako spalitelnou látku, ale místo aromatických látek v granulích nebo malých tobolkách tabákovou tyčku s dvojnásobnou hustotou (obr. 4, odstavec 4, řádky 17-35). Podobný kuřácký výrobek s tabákem je popsán v US-PS 4 347 855 a US-PS 4 391 285. EP-PS 117 355 popisuje podobný kuřácký výrobek, opatřený pyrolyzovaným lignocelulózovým zdrojem tepla, ve kterém je vytvořen středový, osový kanálek. Také tento výrobek má však řadu nevyřešených problémů.

US-PS 4 474 191 popisuje kuřácké zařízení, obsahující vstupní kanálek pro vzduch, který je kromě zapalování zařízení zcela izolován od spalovací komory nehořlavou stěnou. Pro usnadnění zapalování je zařízení opatřeno prostředky pro dočasné umožnění proudění vzduchu mezi spalovací komorou a vstupním kanálkem pro přívod vzduchu. Nehořlavá a tepelně vodivá stěna slouží jako místo pro uložení nikotinu a jiných prchavých látek nebo sublimovatelných materiálů, nahrazujících tabák. V jednom příkladném provedení (obr. 9 a 10) je zařízení opatřeno tvrdým a tepelně vodivým obalem. Vhodnými materiály pro tento obal jsou především keramické materiály, grafit, kov a podobně. V jiném příkladném provedení doporučuje toto známé řešení nahrazení tabáku nebo jiného spalitelného materiálu rafinovanými materiály na bázi celulózy, majícími otevřené buňky, které jsou smíchány s dřevěným uhlím. Tento materiál je impregnován aromatickými látkami a může produkovat kouřové aroma bez produkce kouře. Podobné řešení je uvedeno v US-PS 4 569 258.

Podle dostupných informací řádný z uvedených kuřáckých výrobků nedosáhl obchodního úspěchu a nepředpokládá se, že by některý z nich byl ve větším rozsahu vyráběn a prodáván. Nedostatek takových kuřáckých výrobků na trhu je vysvětlován různými důvody, zejména nedostatečným uvolňováním aromatických látek jak na začátku používání tak i po delším skladování výrobku, nevyhovující chuť, výskyt nepříjemných vedlejších vůní nebo pachů v důsledku tepelné degradace látek, produkujících kouř a/nebo vonných látek, přičemž další nevýhodou je přítomnost velkého množství zplodin tepelného rozkladu a nevěrohodný vzhled.

Přes desetiletí pokusů a snažení není dosud na trhu kuřácký výrobek, který by zajišťoval stejné vjemy jako kouření běžných cigaret bez uvolňování značného množství zplodin nedokonalého hoření a tepelného rozkladu.

Koncem roku 1985 byla udělena řada patentů na kuřácké výrobky, které jsou lépe schopny zajistit vjemy a výhody spojené s kouřením běžných cigaret bez uvolňování většího množství zplodin nedokonalého spalování a tepelného rozkladu a z nichž je nejstarší liberijský patent 13985/3890, odpovídající později publikovanému EP-PS 174 645.

Podstata vynálezu

Nedostatky těchto dosud známých výrobků jsou odstraněny kuřáckým výrobkem podle vynálezu, využívajícím nový spalitelný prvek, který je schopen produkovat značné množství aerosolu jak ňa začátku, tak i v dalším průběhu životnosti výrobku bez výrazněj ších tepelných degradací látky, produkující aerosol, a bez přítomnosti většího množství zplodin tepelného rozkladu nebo nedokonalého spalování, popřípadě kouře, unikajícího do okolí. Výrobek podle vynálezu je schopen zajistit kuřákovi stejné vjemy jako při kouření běžné cigarety bez nutnosti spalování tabáku.

Spalitelný prvek podle vynálezu, který je vytvořen především ve formě podlouhlého výrobku podobného tvaru jako má cigareta, obsahuje krátkou tyčku, která má délku menší než 30 mm, s výhodou menší než 20 mm a je vytvořena z uhlíkatého materiálu a která je opatřena podélnými kanálky, rozmístěnými na jejím obvodu nebo v jeho bezprostřední blízkosti a probíhajícími celou délkou této tyčky. Spalitelný prvek je s výhodou použit ve spojení s prostředky pro uvolňování aerosolu, fyzicky oddělenými od spalitelného materiálu. Prostředky pro uvolňování aerosolu jsou nejvýhodně ji uspořádány ve vztahu ke spalitelnému prvku, umožňujícím výměnu tepla vedením.

V popisu používaný pojem obvodové kanálky může mít vztah jednak k otevřeným kanálkům, probíhajícím podél obvodu spalitelných prvků zejména od jejich jednoho konce ke druhému, a jednak k podélným průchozím otvorům, umístěným v blízkosti obvodu spalitelného prvku a probíhajícím zejména od jeho jednoho konce ke druhému, které prohořívají směrem k obvodu spalitelného prvku a vytvářejí tak v průběhu hoření otevřené kanálky.

Otvory a/nebo kanálky mohou mít jakýkoliv běžný profil. Nejvýhodnější je pochopitelně kruhový tvar průřezu otvoru, přičemž u otevřených kanálků je nejvýhodnější v podstatě pravoúhelníkový tvar průřezu, který se nejsnáze vyrábí. Mohou však být používány i jiné tvary průřezů.

Podle výhodného provedení vynálezu je spalitelný prvek opatřen otevřenými kanálky, uspořádanými do skupin vedle sebe, které jsou vyříznuty do obvodu spalitelného prvku a probíhají od zapalovacího konce ke druhému konci.

V jiném výhodném provedení vynálezu je spalitelný prvek opatřen nejméně dvěma obvodovými kanálky, tvořenými podélnými průchozími otvory, umístěnými v blízkosti obvodu spalitelného prvku a probíhajícími od jeho zapalovacího konce až ke druhému konci. Tyto otvory jsou umístěny v takové blízkosti obvodu spalitelného prvku, že spalitelný materiál prohořívá směrem k obvodu a otvory se otevírají do otevřených kanálků.

U některých z výhodných provedení mohou být obvodové kanálky nebo podélné průchozí otvory umístěny těsně vedle sebe do skupin, aby mohly v průběhu hoření splynout do průchodu většího průřezu.

Spalitelný prvek může být podle jiného výhodného provedení opatřen kombinací obvodových kanálků a podélných průchozích otvorů. Spalitelný prvek může být také opatřen středovými podélnými otvory, které jsou umístěny dostatečně daleko od jeho obvodu, aby nedošlo k jejich prohoření na obvodovou plochu. Je-li použito většího počtu středových podélných otvorů, může docházet k jejich postupnému spojení prohořením dělicích stěn. Je-li spalitelný prvek opatřen středovými podélnými otvory, je možno dosáhnout sní žení množství kysličníku uhelantého, uvolňovaného při hořehí, tím, že se prvek po vyformování vypálí. Toto vypalování se provádí při zvýšených teplotách, například od 750 C do 1000 °C, zejména při teplotě od 850 °C do 950 ’C, po dobu několika hodin.

Bylo zjištěno, že použitím obvodových kanálků ve spalitelném prvku pro kuřácké výrobky, napodobující cigarety, se snižuje množství kysličníku uhelnatého CO, vznikajícího při kouření a dopravovaného do plic kuřáka, ve srovnání s jinými spalitelnými prvky, které nejsou opatřeny obvodovými podélnými kanálky. Ve výhodném provedení výrobku podle vynálezu je množství kysličníku uhelnatého CO, uvolňovaného při kouření, jak bylo zjištěno nedi-r sperzní infračervenou analýzou, obecně asi 15 mg nebo nižší, zejména nižší než 9 mg a nejvýhodněji nižší než 7 mg při deseti tazích.

Uspořádání obvodových kanálků podle vynálezu usnadňuje zapalování, takže použití výrobku je snadnější. Navíc bylo zjištěno, že opatřením spalitelného prvku takovými podélnými kanálky se uspíší uvolňování aromatických látek při prvních tazích.

Výrobek podle vynálezu poskytuje také uživateli estetický požitek. U kuřáckého výrobku podle vynálezu dochází k rychlému odhořívání papírového obalu, obklopujícího spalitelný prvek, a tím se vytváří dobře vyhlížející šedý popelavý obal. Tento popel slouží ke dvěma účelům, jednak upozorňuje uživatele, že výrobek je zapálen a jednak pórovitá struktura popela podporuje hoření spalitelného prvku, protože umožňuje snadný přístup kyslíku.

Dále bylo zjištěno, že přidáním obvodových kanálků k hutnému *5 spalitelnému prvku, majícímu hustotu alespoň 0,5 g/cm , se zlepší zapalovací a spalovací charakteristiky kuřáckého výrobku.

Spalitelné prvky podle vynálezu jsou krátké, jejich délka je menší než 30 mm a výhodněji menší než 20 mm, nejvýhodněji se pohybuje od 10 do 15 mm. Průměr tohoto spalitelného prvku semůže pohybovat od 2 do 8 mm, zejména od 4 do 6 mm. Pro podporu spalování po celou dobu kouření, to znamená pro 8 až 12 tahů, má spalitelný prvek hustotu kolem 0,7 g/cm³, zejména nejméně 0,85 g/cm³.

Spalitelný prvek a prostředek pro uvolňování aerosolu, které jsou od sebe fyzicky odděleny, jsou výhodně uspořádány v tepelně vodivém vztahu. Tento tepelně vodivý vztah je výhodně realizován tepelně vodivým prvkem, například kovovým vodičem tepla, který účinně převádí teplo ze spalitelného prvku do prostředku pro uvolňování aerosolu.

Tento tepelné vodivý prvek obklopuje část spalitelného prvku a část prostředku pro uvolňování aerosolu alespoň v části jej-ich obvodové plochy a vytváří zásobník pro uložení prostředku pro uvolňování aerosolu. Tepelně vodivý prvek je vybrán ze strany zapalovacího konce do hloubky nejméně 3 mm, zejména nejméně 5 mm, aby nerušil zapalování a hoření spalovacího prvku a aby nevýčníval z odhořeného spalitelného prvku.

Alespoň část spalitelného prvku je opatřena obvodovým izolačním prvkem, například pláštěm z izolačních vláken, který je zejména pružný a má tloušťku alespoň 0,5 mm; tento plášť snažuje tepelnéztráty v radiálním směru a spolupracuje při zadržování a usměrňování tepla ze spalitelného prvku do prostředku, produkujícího aerosol, přičemž může také omezovat sklon spalitelného prvku k volnému hoření. Izolační prvek také především a výhodně obklopuje alespoň část prostředku, produkujícího aerosol, a tak napomáhá dosáhnout vzhledu běžné cigarety.

Kuřácké výrobky tohoto druhu jsou zvláště výhodné, protože hořící horký kužel spalitelného materiálu je vždy v blízkosti prostředků, produkujících aerosol, což zvyšuje na maximum přenos tepla a zvyšuje produkci aerosolu, zejména u výrobků, které jsou opatřeny tepelně vodivými a/nebo izolačními prvky. Protože je látka, produkující aerosol, oddělena fyzicky od spalitelného prvku, je vystavena podstatně nižším teplotám než jaké se vyskytují v hořícím kuželu a tím se podstatně snižuje nebezpečí tepelné degradace nosiče aerosolu.

Kuřácký výrobek podle vynálezu je obvykle opatřen náustkem, opatřeným průchody pro dopravu, aerosolu, uvolňovaného z nosiče aerosolu,, k ústům kuřáka. Kuřácký výrobek podle vynálezu má s výhodou stejné rozměry jako běžná cigareta, takže náustek s prostředky pro uvolňování aerosolu probíhají asi v délce, odpovídající polovině celkové délky výrobku. V jiném alternativním provedení může být kuřácký výrobek vyroben bez připojeného náustku nebo prostředků pro uvolňování aerosolu, aby mohl být použit v samostatné uspořádaném nebo opětovně použitelném pouzdru nebo náustkovém tělese, například v cigaretové špičce.

Kuřácký výrobek podle vynálezu může být také opatřen dávkou tabáku, která má dodat aerosolu tabákovou vůni. Tabák je s výhodou umístěn v náustku nebo kolem obvodu prostředků pro uvolňování aerosolu a/nebo může být přimíšen k nosiči aerosolu. Podobným způsobem mohou být přidány k nosiči aerosolu další složky, například aromatické látky. V některých výhodných provedeních může sloužit tabák přímo jako nosič aerosolu. Tabák nebo tabákový extrakt může být alternativně nebo přídavně přidán do spalitelného prvku pro získání intenzivnější tabákové vůně.

Výhodné provedení výrobku podle vynálezu může produkovat nejméně 0,6 mg aerosolu, měřeného ve formě vlhkých částic, v prvních třech tazích kuřácké zkoušky, při kterých prochází výrobkem 35 ml vzduchu v časovém intervalu 2 sekund, přičemž jednotlivé tahy jsou odděleny 58 sekundami volného doutnání. Výrobek podle výhodného provedení vynálezu je schopen produkovat nejméně 1,5 mg aerosolu v prvních třech tazích. Nejvýhodnější provedení výrobku podle vynálezu je schopno produkovat nejméně 3 mg aerosolu v prvních třech tazích. Navíc dokáže výrobek podle vynálezu produkovat průměrně nejméně 0,8 mg aerosolu, měřeného ve formě vlhkých částic, při nejméně šesti tazích, výhodněji při nejméně deseti tazích.

Kromě uvedených schopností je kuřácký výrobek podle vynálezu schopen produkovat aerosol, který je chemicky jednoduchý a sestává v podstatě ze vzduchu, oxidů nebo uhlíku, vody a nosiče aero sólu, obsahujícího libovolnou vůni nebo požadované prchavé látky a stopové množství jiných látek. Produkovaný aerosol nemá žádnou patrnou mutagenní aktivitu, jak bylo zjištěno Amesovým testem. Navíc mohou být výrobky vyráběny tak, že při jejich kouření nevzniká žádný popel, takže uživatel nemá starosti s jeho odstraňováním.

Pod pojmem aerosol jé v tomto popisu definováno, že se jedná o páry a výpary, plyny, částice a podobně, viditelné a neviditelné a zejména takové, které vypadají jako kouř a jsou produkovány působením tepla z hořícího spalitelného prvku na látky, obsažené v nosiči aerosolu nebo někdy jinde ve výrobku. Tento pojem tedy zahrnuje prchavé vonné látky a/nebo farmakologicky nebo fyziologicky aktivní látky bez ohledu na to, zda produkují viditelný aerosol.

V popisu používaný pojem tepelně vodivé propojení pro výměnu tepla se vztahuje k takovému fyzikálnímu uspořádání mezi prostředky pro uvolňování aerosolu a spalitelným prvkem, při kterém je teplo převáděno vedením z hořícího spalitelného prvku do prostředků pro vytváření aerosolu po celou dobu hoření spalitelného prvku. Tepelně vodivé propojení pro výměnu tepla může být dosaženo umístěním prostředků pro vytváření aerosolu do styku se spalitelným prvkem a tak vlastně do těsné blízkosti hořící části spalitelného prvku a/nebo využitím tepelně vodivého prvku pro převod tepla z hořícího spalitelného prvku do prostředku pro vytváření aerosolu. U výhodných provedení vynálezu se mohou využívat obě tyto metody převodu tepla.

Další používaný pojem uhlíkový označuje v první řadě uhlík. Pojem izolační prvek se vztahuje na všechny materiály, které působí v prvé řadě jako izolátory tepla, jsou-li použity v kuřáckém výrobku podle vynálezu. Tyto materiály v průběhu použití nehoří, ale mohou obsahovat pomalu hořící uhlíky a podobné materiály a také látky, které se v průběhu použití taví, například skleněná vlákna s nízkým bodem tavení. Vhodné izolační materiály mají tepelnou vodivost v g - J (sec) (cm²) (°C/cm) menší než 0,2, zejména menší než 0,08 a nejvýhodněji menší než 0.02.

Přehled obrázků na výkrese

Příklady provedení kuřáckého výrobku podle vynálezu, jsou zobrazeny na výkrese, kde obr. 1 znázorňuje podélný řez příkladným provedením kuřáckého výrobku, využívajícího nový spalitelný prvek podle vynálezu, na obr. 2 až 10 je znázorněn čelní pohled na zapalovací konec několika spalitelných článků, opatřených průchozími kanálky v různém uspořádání, na obr. 2A je boční pohled na jeden ze spalitelných prvků, zobrazený na obr. 2, a na obr. 11 je čelní pohled na jiné příkladné provedení průchozích kanálků ve spalitelném prvku.

Příklady provedení vynálezu

Obr. 1 zobrazuje kuřácký výrobek cigaretového typu, který je opatřen spalitelným prvkem 10 z uhlíkatého materiálu. Náustkový konec spalitelného prvku 10 je obklopen kovovým pouzdrem 12, kté ré obsahuje substrát 14, tvořící prostředky pro vytváření aerosolu a nasycený nejméně jednou látkou, produkující aerosol, například polyhydrické alkoholy jako je glycerin nebo propylénglykol.

Kovové pouzdro 12 je obklopeno pláštěm z tabáku 18 a jeho ústní konec je vytvarován do čelní stěny na jeho ústním konci, ve které jsou vytvořeny dva štěrbinové průchody 20.

Na ústním konci tabákového pláště 18 je náustek 22, obsahující prstencový díl 24 z acetátu celulózy a segment ze stáčeného netkaného polypropylénového mulu. Celý výrobek nebo alespoň jeho část je obalena nejméně jednou vrstvou cigaretového papírku 30, 32, 34, 36.

Obr. 2 zobrazuje výhodné příkladné provedení spalitelného prvku 10 s prvním uspořádáním průchozích průchodu. V tomto příkladném provedení jsou na obvodu 8 spalitelného prvku 10 vytvořeny čtyři skupiny těsně vedle sebe uspořádaných drážek nebo kanálků 11, z nichž každá je umístěna na obvodu 8. a vzdálených od sebe o 90°. V každé skupině těchto podélných drážek jsou jednotlivé podélné kanálky 11 od sebe odděleny podélnými žebry 13 z uhlíku.

V průběhu hoření spalitelného prvku 10 podle příkladu z obr. 2 nebo podobného spalitelného prvku 10 malá uhlíková žebra 13 postupně odhoří od místa styku s tepelně vodivým kovovým pouzdrem 12 a sousední dva podélné kanálky 11 se spoji do jednoho většího kanálku. Výsledný shořelý spalitelný prvek 10 z příkladu na obr. 2 má čtyři stejně od sebe vzdálené kanálky většího průřezu, probíhající od zapalovacího konce k místu uložení a dotlačení do kovového pouzdra 12.

Spalitelný prvek 10 tohoto typu umožňuje větší zředění aerosolu vzduchem a snižuje tak množství kysličníku uhelnatého, přiváděného do úst kuřáka. Spalitelný prvek 10 podle tohoto příkladného provedení také převádí velmi rychle teplo k prostředku pro vytváření aerosolu, takže přispívá k velmi rychlému uvolňování aerosolu.

V příkladu provedení opatřen čtyřmi skkupinami podle obr. .3 je spalitelný prvek 10 podélných kanálků 11, umístěných na jeho obvodu 8, přičemž dvě skupiny podélných kanálků 11 jsou umístěny těsně vedle sebe a druhé dvě skupiny jsou umístěny asi o 120° od širšího uhlíkového žebra 15., oddělujícího od sebe dvě blízké skupiny podélných kanálků 11.

Je-li spalitelný prvek 10 opatřen dvěma sousedícími skupinami podélných kanálků 11, oddělených od sebe širším uhlíkovým žebrem 15, dochází při použití k pomalému odhořívání širšího uhlíkového žebra 15 teprve po několika tazích. Na rozdíl od toho odhořívají malá podélná žebra 13., oddělující od sebe dva sousední podélné kanálky 11, velmi rychle, takže dva sousední podélné kanálky 11 se slučují do jednoho většího kanálku. Stejně jako v předchozím příkladném provedení odhořívají podélná žebra 13 jen do místa styku s kovovým pozdrem 12.

V příkladném provedení podle obr. 4 je spalitelný prvek 10 opatřen třemi skupinami sousedních podélných kanálků 11, z nichž každá je umístěna na obvodu 8 spalitelného prvku 10 a vzdálena od sousední o 120°. V každé této skupině je dvojice sousedních podélných kanálků 11 od sebe oddělena malým uhlíkovým podélným žebrem 13/ takže v průběhu hoření postupně splývají dva sousední podélné kanálky 11 v jeden větší, který probíhá až do místa styku s kovovým pouzdrem 12. Výsledný hořící spalitelný prvek 10 tak má tři stejné od sebe vzdálené větší kanálky, probíhající od zapalovacího konce až do odhalené části protilehlého konce.

Spalitelný prvek 10 podle příkladu z obr. 4 je také opatřen středovým průchodem 9, majícím v průřezu tvar kříže, který probíhá od zapalovacího konce spalitelného prvku 10 až k jeho opačnému konci. Spalitelný prvek 10, opatřený tímto středovým průchodem 9, hoří velmi rychle a produkuje velmi malé množství kysličníku uhelnatého CO.

Jak znázorňují obr. 2 až 4, podélné kanálky 11 na obvodu 8 spalitelného prvku 10 se mohou měnit co do velikosti, počtu a umístění na obvodu 2 spalitelného prvku 10,. Podélné kanálky 11 mají v tomto příkladném provedení hloubku od asi 0,13 mm do asi 2,5 mm, zejména od asi 0,25 mm do asi 1,3 mm, nejvýhodněji od asi 0,62 mm do 0,88 mm.

Šířka každého podélného kanálku 11 se může měnit od asi 0,13 mm do asi 1,3 mm, zejména od 0,25 mm do 0,64 mm, nejvýhodněji od 0,35 mm do 0,50 mm.

Části, oddělující od sebe sousední podélné kanálky 11, mohou mít šířku od 0,3 mm do 1,0 mm, zejména od asi 0,38 mm do asi 0,76 mm, nejvýhdněji od asi 0,51 mm do asi 0,64 mm. Jsou-li dvě skupiny podélných kanálků 11 umístěny vedle sebe (obr. 3), může mít širší uhlíkové žebro 15 šířku rovnou asi dvojnásobné šířce dělicího podélného žebra 13 mezi sousedními kanálky 11.

V příkladném provedení podle obr. 5 je spalitelný prvek 10 opatřen skupinou deseti rovnoměrně po obvodu 8 rozmístěných podélných kanálků 11. V průběhu hoření spalitelného prvku 10 odhořívají spalitelná podélná žebra .13, oddělující od sebe sousední podélné kanálky 11 až ke kovovému pouzdru 12 a vytvářejí tak větší průchod pro vzduch a odpovídající zředovací proud vzduchu pro ředění proudu aerosolu.

Další typy spalitelných prvků jsou zobrazeny v příkladech na obr. 6 až 10. Tyto spalitelné prvky 10 jsou opatřeny nejméně dvěma podélnými průchozími otvory, vytvářejícími podélné kanálký 11 a umístěnými v bezprostřední blízkosti obvodu 2 spalitelného prvku 10. Ve výhodném příkladném provedení spalitelného prvku 10 je také v jeho středu vytvořen nejméně jeden středově umístěný průchod. U těchto spalitelných prvků 10 nrohořívá hořlavý materiál kolem podélných průchozích otvorů zejména v částech 17 mezi otvorem a obvodem 2 ^a postupně se tak alespoň na zapalovacím konci spalitelného prvku 10 vytvářejí otevřené podélné kanálky. Táto prohořívací schopnost je zajštěna jednak velikostí podélných průchozích otvorů a jednak vhodnou blízkostí těchto otvorů od obvodové plochy spalitelného prvku 10, to znamená tloušťku dělicí stěny od obvodové plochy.

Průměr těchto podélných průchozích otvorů se může pohybovat od 0,38 mm do asi 1,14 mm, zejména od asi 0,51 mm do asi 1,0 mm, nejvýhodněji od asi 0,64 mm do asi 0,99 mm.

V zásadě bylo zjištěno, že tloušťka vnější dělicí stěny mezi podélným průchozím otvorem a obvodem 8. menší než 0,62 mm, zejména menší než asi 0,38 mm, výhodněji menší než asi 0,25 mm a nejvýhodně ji menší než asi 0,15 mm zajišťuje potřebné prohořívací vlastnosti a malé množstaví. kysličníku uhelnatého CO.

V příkladu podle obr. 6 je spalitelný prvek 10 opatřen třemi skupinami sousedících podélných průchozích otvorů, tvořících podélné kanálky 11, z nichž každá je umístěna v blízkosti obvodu 8. spalitelného prvku 10 a které jsou od sebe vzdáleny přibližně o 120°. V každé skupině jsou sousední podélné průchozí otvory od sebe odděleny tenkou stěnou z uhlíkatého materiálu, tvořící dělicí podélné žebro 13., které v průběhu hoření odhoří a umožní vzájemné propojení sousedních podélných kanálků 11. Malou tloušťku mají také vnější části 17 spalitelného materiálu mezi otvory a obvodem 8, takže podélné kanálky 11 prohořívají rychle směrem k obvodu a vytvářejí se větší kanálky. Spalitelné prvky 10 podle tohoto příkladného provedení s obvodovými většími kanálky hoří velmi rychle a produkují velmi malé množství kysličníku uhelnatého CO.

V příkladu podle obr. 7 je spalitelný prvek 10 opatřen čtyřmi podélnými průběžnými otvory, vytvářejícími podélné kanálky 11, z nichž každý je umístěn v blízkosti obvodu 8. a které jsou od sebe vzdáleny o 90°. Spalitelný prvek 10 je také opatřen jedním středovým podélným otvorem 2· V nejvýhodnějším příkladném provedení tohoto druhu spalitelných prvků ltf je část 13.' spalitelného materiálu, nacházející se mezi obvodovými podélnými průchozími otvory, tvořícími vnější podélné kanálky 11, a středovým podélným otvorem 7, stejně široká jako vnější část 17 spalitelného materiálu mezi obvodovými podélnými kanálky 11 a obvodem 2 spalitelného prvku 10.

Při hoření spalitelného prvku 10 odhořívá vnější část 17 spalitelného materiálu poměrně rychle a vytvářejí se tak čtyři otevřené kanálky, probíhající podél vnější obvodové plochy spalitelného prvku 10 až do místa styku s kovovým pouzdrem 12, to znamená po celé volné délce spalitelného prvku.

V příkladném provedení podle obr. 8 je spalitelný prvek 10 opatřen dvěma skupinami těsně vedle sebe umístěných podélných průchozích otvorů, tvořících podélné kanálky 11, z nichž každá je umístěna v blízkosti obvodu 8 a které jsou od sebe vzdáleny přibližně o 180°. V každé skupině jsou sousední podélné průchozí otvory od sebe odděleny dělicí stěnou z uhlíkatého materiálu, která při hoření spalitelného prvku 10 odhořívá a ze dvou průchozích otvorů se vytváří jedna společná díra většího průměru. Také v tomto příkladu jsou podélné průchozí otvory odděleny od obvodu spalitelného prvku 10 vnější částí 17 spalitelného materiálu, takže otvory rychle prohořívají přes vnější část 17 k obvodové ploše a vytvářejí tak jediný společný podélný kanál většího průřezu. Spalitelný prvek s těmito obvodovými kanály hoří rychle a produkuje malé množství kysličníku uhelnatého CO.

Příkladné provedení podle obr. 9 představuje nejvýhodnější realizaci řešení podle vynálezu. V tomto příkladu je spalitelný prvek 10 opatřen sedmi středovými podélnými otvory 7, uspořádanými tak, že jeden z nich je umístěn, uprostřed a kolem něj je rozmístěno šest stejně od sebe vzdálených středních podélných otvorů 7. Spalitelný prvek 10 je dále opatřen šesti menšími podélně probíhajícími obvodovými otvory, tvořícími obvodové podélné kanálky 11, umístěnými v poloviční vzdálenosti mezi obvodem 8 spalitelného prvku 10 a každým z vnějších středových podélných otvorů 7.

V průběhu hoření tohoto spalitelného prvku 10 pomalu odhořívá spalitelný materiál v prostoru mezi obvodovými otvory, tvořícími podélné kanálky 11, a obvodem 8 spalitelného prvku 10, takže na obvodu spalitelného prvku vznikají větší podélné kanálky, dosahující až ke konci nevsunuté části spalitelného prvku 10. Kromě toho také vyhořívá rychle uhlík mezi sedmi středovými podélnými otvory 7, takže vzniká středová díra velkého průřezu. Spalitelný prvek 10, mající takové tělesné vytvoření s dostatečnými průchody, rychle hoří a vyvíjí podstatně menší množství kysličníku uhelnatého CO než podobné spalitelné vložky bez obvodových děr.

Spalitelný prvek 10 podle příkladu provedení z obr. 10 je opatřen dvanácti podélnými kanálky 11, tvořenými podélnými dírami, umístěnými v poloviční vzdálenosti mezi obvodem 8 spalitelného prvku 10 a trojicí středových podélných otvorů 7, uspořádaných do trojúhelníka.

Při hoření tohoto spalitelného prvku 10 vyhořívájí dělicí stěny mezi obvodovými podélnými kanálky 11 a obvodem 8 spalitelného prvku 10 a vzniká tak dvanáct otevřených kanálků, probíhajících v celé délce spalitelného prvku 10, která je mimo kovového pouzdra 12. Navíc také vyhořívá rychle uhlíkový materiál mezi středovými podélnými otvory 7, takže vzniká středový otvor velkého průřezu. Spalitelný prvek 10 tohoto provedení proto hoří rychle a produkuje malé množství kysličníku uhelnatého ve srovnání se spalitelnými prvky bez obvodových průchodů.

Obr. 11 zobrazuje jiné příkladné provedení spalitelného prvku 10., použitelného v kuřáckých výrobcích podle obr. 1. Jak je z tohoto příkladu patrno, spalitelný prvek 10 je opatřen třemi úzkými štěrbinovými středovými podélnými otvory 7 a třemi po όέ>vodu 8 rovnoměrně rozmístěnými podélnými kanálky 11. Spalitelný prvek 10 tohoto typu hoří rychle a vyvíjí dobře aerosol a malé množství kysličníku uhelnatého CO.

Po zapálení spalitelného prvku 10 podle vynálezu se záčíná uvolňovat teplo, které působí na látku, produkující aerosol, popřípadě na skupinu takových látek, umístěnou v prostředku pro produkci aerosolu. P_ tože spalitelný prvek 10 je ve výhodném provedení krátký, je horký hořící kužel spalitelného materiálu vždy v dostatečné blízkosti prostředků, produkujících aerosol. Tato bezprostřední blízkost aerosolu od horkého hořícího kužele spalitelného materiálu napomáhá společně se soustavou podélných průchozích otvorů ve formě podélných kanálků 11, které zvyšují rychlost hoření, v přenosu tepla z hořícího spalitelného prvku 10 do prostředků, produkujících aerosol.

Tento přenos tepla na prostředky pro produkování aerosolu dopravuje zejména dostatek tepla k uvolňování potřebného množství aerosolu bez tepelné degradace jeho nosiče nebo vyvíječe.

Přestup tepla může být podporován použitím tepelně vodivého prvku, například kovové fólie nebo kovového obalu prostředků pro uvolňování aerosolu, který se dotýká nebo vzájemně spojuje spalitelný prvek 10 s prostředky pro uvolňování aerosolu. Tento tepelně vodivý prvek je zapuštěn, to znamená končí v odstupu od zapalovacího konce, který činí nejméně 3 mm, zejména ale nejméně 5 mm, aby se zamezilo vzájemnému rušení zapalování a hoření spalitelného prvku 10 a jeho vyčnívání po spotřebování spalitelného prvku 10.

f

Přestup tepla může být podporován opatřením spalitelného prvku 10 alespoň v části jeho délky izolačním prvkem ve formě obvodového obalu, který částečně překrývá také obvod prostředku pro uvolňování aerosolu. Takový izolační prvek napomáhá dobré produkci aerosolu tím, že zadržuje a usměrňuje teplo, vyvozované hořícím spalitelným prvkem, do prostředku, produkujícího aerosol.

Protože látka, produkující aerosol, je podle výhodného provedení fyzicky oddělena od spalitelného prvku 10 a protože počet, uspořádání nebo sestava podélných kanálků 11 a středových otvorů 7 nebo jejich kombinace ve spalitelném prvku 10 umožňují kontrolovaný přenos tepla z hořícího spalitelného materiálu na prostředek pro uvolňování aerosolu, je látka produkující aerosol vystavena působení podstatně nižších teplot než jaké jsou vyvíjeny při hoření spalitelného materiálu a tím se omezuje možnost její tepelné degradace. Tyto skutečnosti mají za následek vyvíjení aerosolu téměř výhradně v průběhu tahů, zatímco v přestávkách mezi tahy probíhá pouze doutnání s minimálním vývojem aerosolu. Navíc odstraňuje použití uhlíkového spalitelného prvku 10 ve větším , rozsahu výskyt produktů tepelného rozkladu a nedokonalého spalování a unikání aerosolu do okolí.

Protože spalitelný prvek 10 má výhodné rozměry a příznivou charakteristiku hoření, začne hořet v celé své délce mimo uložení v kovovém pouzdru 12 po několika tazích. Proto se část spalitelného prvku 10, nacházející se v bezprostředním sousedství látky, produkující aerosol, zahřívá velmi rychle, což výrazně zvyšuje přenos tepla do vyvíječe aerosolu, zejména v průběhu počátečních a středních tahů.

Přenos tepla a tím i uvolňování aerosolu je zvláště podporován přítomností soustavy průchodů ve spalitelném prvku 10., které umožňují rychlý průchod horkých plynů do vyvíječe aerosolu, zejména v průběhu jednotlivých tahů. Protože spalitelný prvek 10 je ve výhodném provedení poměrně krátký; nevyskytuje se u tohoto řešení dlouhý úsek nehořícího paliva, který by snižoval teplotu plynů jako je tomu u dosud známých výrobků s látkou, produkující aerosol.

Ve výhodném provedení výrobku podle vynálezu vytvářejí uhlíkový spalitelný prvek 10, tepelně vodivý prvek, izolační prvek a průchody v palivu, spolupracující s prostředky pro uvolňování nebo vyvíjení aerosolu, soustavu, která je schopna produkovat značné množství aerosolu při každém tahu. Těsná blízkost hořícího kužele u vyvíječe aerosolu po několika tazích má společně s izolačním prvkem za následek přenos značného množství tepla jak při tazích, tak i v přestávkách mezi tahy, které jsou poměrně dlouhé a ve kterých materiál pouze doutná.

Spalitelný prvek 10, který je využit u několika konkrétních příkladných provedení kuřáckého výrobku podle vynálezu, nemá zpravidla větší průměr než běžná cigareta, to znamená jeho průměr je zpravidla menší než 8 mm, a je také kratší než 30 mm. Výhodněji je spalitelný prvek 10 kratší než 15 mm a nejvýhodněji je kratší než 10 mm. Průměr spalitelného prvku 10 se pohybuje výhodně od 2 do 8 mm, nejvýhodněji mezi 4 a 6 mm.

Spalitelný prvek 10 může mít v jiných příkladech provedení i jiný tvar průřezu než je uvedený kruh, například může být čtvercový, obdélníkový, oválný a podobně. V takových případech se rozměrové hodnoty, uvedené v předchozí části, vztahují na největší příčný rozměr, který má ve všech případech zůstávat menší než 8 mm. Maximální průřezová plocha zapalovacího konce jakéhokoliv spalitelného prvku 10 má být kolem 64 mm^.

Hustota spalitelného prvku 10, použitého u popsaných řešení, se má pohybovat od asi 0,7 g/cm³ do asi 1,5 g/cm³. Výhodně je tato hustota větší než 0,7 g/cm³, nejvýhodněji je větší než asi 0,85 g/cm³.

.Výhodným materiálem pro spalitelný prvek 10 je uhlík. Obsah uhlíku v tomto spalitelném prvku 10 je nejméně 60 až 70% hmotnostních, nejvýhodněji nejméně 80% hmotnostních. Vysoký obsah uhlíku je výhodnější, protože potom tato látka produkuje minimum zplodin tepelného rozkladu a nedokonalého spalování, malý nebo neviditelný postranní proud kouře, minimální množství popela a má vysokou tepelnou kapacitu. Avšak do rozsahu vynálezu spadají i látky s nízkým obsahem uhlíku. Například spalitelné prvky 10. s obsahem kolem 50 až 60% hmotnostních uhlíku, zejména obsahují-li malé množství tabáku, tabákového extraktu nebo nehořlavé inertní plnivo, mohou být rovněž využívány ve výrobcích podle vynálezu.

Pro kuřácké výrobky je možno použít i jiných druhů spalitelného materiálu, například lisovaného nebo vytlačovaného tabáku, rekonstituovaného tabáku, tabákových náhražek a podobně, které vyvíjejí a dopravují dostatečné množství tepla do prostředku pro uvolňování aerosolu, aby zajistily dostatečnou produkci aerosolu za podmínek, uvedených v předchozím popisu; tyto materiály jsou však .> 'ně výhodné. Hustota takových materiálů má být zejména větší než 0,7 g/cm³, výhodněji větší než 0,85 g/cm³, přičemž tato hustota je vyšší než jsou hustoty normálně používané v konvenčních kuřáckých výrobcích. Jsou-li použity tyto druhy spalitelných materiálů, je velmi výhodné přidat k těmto materiálům uhlík v hmotnostním množství nejméně 20 až 40%, výhodněji nejméně 50% a nejvýhodněji nejméně 65 až 70%, přičemž je třeba zajistit vyváženost s dalšími složkami spalitelného materiálu jako jsou poj i va, modifikátory hoření, vlhkost materiálu a podobně.

Uhlíkový spalitelný materiál, používaný pro spalitelné prvky 10 kuřáckých výrobků podle vynálezu, může být odvozen z libovolné látky, představující zdroj uhlíku, který je odborníkům známý. Uhlíkový materiál je získáván především tepelným rozkladem nebo karbonizací celulózových materiálů, například dřeva, bavlny, umělého hedvábí, tabáku, kokosových ořechů, papíru a podobně, přičemž mohou být používány i celulózové materiály z jiných zdrojů.

Ve většině případů musí být takový uhlíkový spalitelný materiál zapalovatelný běžnými zapalovači pro zapalování cigaret bez použití oxidačního činidla. Charakteristiky hoření, potřebné pro výrobek podle vynálezu, mohou být obecně získány zpracováním celulózového materiálu, který byl pyrolyzován při teplotách od asi 400° do asi 1100 ^eC, zejména mezi asi 500° a asi 950 °C, nejvýhodněji při teplotě asi 750 °C v inertní atmosféře nebo ve vakuu. Předpokládá se, že doba tepelného rozkladu není podstatná a že je postačující, dosáhne-li teplota uprostřed hmoty požadované teploty na dobu několika minut, například 15 minut. Vhodná je pomalá pyrolýza, při které se teplota pomalu zvyšuje po dobu několika hodin, protože se tím získává rovnoměrná struktura materiálu s velkým výnosem uhlíku. Pyrolyzovaný materiál se potom ochlazuje na teplotu nižší než 35 °C, mele se na jemný prášek a zahřívá se v proudu inertního plynu na teplotu vyšší než 850 °C, aby se odstranily ještě před dalším zpracováním zbývající prchavé látky.

Výhodným uhlíkovým spalitelným prvkem 10 je lisovaný nebo vytlačovaný útvar z uhlíku, připravený z práškového uhlíku a pojivá běžnými formovacími postupy pod tlakem nebo vytlačovacími technikami. Výhodný neaktivovaný uhlík pro spalitelné prvky je připraven z pyrolyzovaného papíru, například z neklouzkovaných typů, například z neběleného sulfátového papíru.

Také pojivá, používaná pro přípravu spalitelných prvků 10. podle vynálezu, jsou odborníkům dobře známá. Výhodným pojivém je například sodná sůl karboxymethylcelulózy SCMC, která může být použita samostatně, což je výhodnější, nebo ve spojení s dalšími látkami, například chloridem sodným, bentonitem, uhličitanem vápenatým a podobně. Jinými použitelnými pojivý jsou pryskyřice, například guarová pryskyřice, nebo jiné celulózové deriváty jako je methylcelulóza a karboxymethylcelulóza CMC.

Je možno používat celé řady koncentrovaných pojiv. Množství pojivá v materiálu je voleno především s ohledem na maximální snížení nežádoucích zplodin hoření pojivá. Na druhé straně musí být množství pojivá voleno s ohledem na to, aby pojivo drželo pohromadě uhlíkový materiál po celou dobu jeho výroby a použití. Množství pojivá bude tedy závislé na soudržnosti uhlíku ve spalitelném materiálu.

Obecně je možno připravovat vytlačovaný uhlíkový spalitelný materiál smícháním 50 až 99% hmotnostních, zejména 80 až 95% hmotnostních uhlíkatého materiálu s hmotnostním množstvím 1 až 50%, zejména 5 až 20% pojivá a dostatečným množstvím vody, aby se dala připravit pasta s tuhou těstovitou konzistencí. Do této pasty je možno přidat malé množství, například do 35% hmotnostních, zejména kolem 10 až 20% hmotnostních tabáku, tabákového extraktu a podobně společně s určitým množstvím vody, aby se udržela tuhá těstovitá konzistence hmoty. Těsto je potom vytlačováno pomocí běžných pístových vytlačovacích zařízení do požadovaného tvaru', opatřeného popřípadě požadovanými podélnými kanálky 11 nebo průchody; výtlaček se potom suší při teplotě asi 95 °C pro snížení obsahu vlhkosti na asi 2 až 7% hmotnostních. V alternativním provedení je možno podélné průchody ve spalitelném prvku 10 vytvářet dodatečně vrtáním nebo vyřezáváním, popřípadě je možno tak vytvořit některé průchody navíc.

V určitých výhodných provedeních spalitelného prvku 10 podle vynálezu je směs uhlíku a pojivá pyrolyzována v inertní atmosféře při teplotách od asi 750 °C do 1150 °C, zejména od asi 850°a do asi 950 C, po dobu několika hodin, aby se pojivo převedlo na uhlík a tím se získal spalitelný prvek 10 se 100%ním obsahem uhlíku.

Spalitelný prvek 10, tepelně zpracovaný za uvedených podmínek, produkuje podstatně menší množství kysličníku uhelnatého CO, než je tomu u tepelně nezpracovaných výrobků, ale může být obtížnější jejich zapalování. Tepelně zpracovaný spalitelný prvek 10 podle vynálezu, opatřený obvodovými podélnými průchody, produkuje rovněž velmi malé množstaví kysličníku uhelnatého, ale jeho zapalování není o nic obtížnější než u tepelně nezpracovávaných výrobků .

»

Spalitelný. prvek 10 podle vynálezu může obsahovat nejméně jednu další přísadu pro zlepšení charakteristik hoření, například do 5% hmotnostních, zejména od 1 do 2% hmotnostních uhličitanu draselného. Další příměsi mohou zlepšovat fyzikální vlastnosti a mohou jimi být například jíly, zejména kaoliny, serpentinity, atapulgity a podobně.

I když je to v mnoha případech nežádoucí, do rozsahu předmětu vynálezu spadají také uhlíkaté materiály, které vyžadují pro umožnění zapalování běžným cigaretovým zapalovačem oxidační činidla, a také uhlíkaté materiály, vyžadující zpomalovače doutnání nebo jiné druhy příměsí, modifikujících průběh spalování. Tyto modifikační přísady jsou popsány v četných patentních spisech a dalších materiálech a jsou odborníkům dobře známy.

V některých případech je uhlíkatý spalitelný prvek 10 podle vynálezu vytvořen v podstatě bez obsahu prchavých organických látek. Tím je rozuměno, že spalitelný prvek 10 není impregnován nebo smísen s větším množstvím organických prchavých látek, například aerosol nebo aroma produkujících činidel, které by mohly v hořícím spalitelném materiálu degradovat. Ve spalitelném prvku 10 však může být obsaženo malé množství látek jako je voda, která je přirozenou cestou absorbována ve spalitelném prvku 10. Podobně mohou do spalitelného prvku proniknout malá množství látky, produkující aerosol, z prostředků pro uvolňování aerosolu.

V jiném příkladném provedení může spalitelný prvek 10 obsahovat tabák, tabákový extrakt a/nebo jiné látky, které v prvé řadě dodávají aerosolu potřebnou vůni. Množství těchto látek se může pohybovat nad 25% hmotnostních, přičemž konkrétní hodnota zá visí na druhu příměsi, na druhu spalitelného materiálu a na vytvoření spalitelného prvku 10. Tabák a/nebo tabákové extrakty mohou být přidávány k uhlíkatému spalitelnému prvku 10 například v hmotnostním množství od 10 do 20% a tím je možno dodávat hlavnímu proudu aromatických látek tabákovou vůni podobně jako je tomu u konvenční cigarety, běz podstatného ovlivnění aktivity ve smyslu Amesova testu.

Prostředky pro vytváření aerosolu, použité u výrobky podle vynálezu, jsou fyzicky odděleny od spalovacího prvku. Fyzickým oddělením se rozumí, že substrát, nádobka nebo komůrka, obsahující látku, vytvářející aerosol, nejsou smíseny se spalitelným materiálem nebó jeho částí. Toto uspořádání umožňuje omezovat nebo zcela vylučovat tepelnou degradaci látky, vytvářející aerosol, a vytváření vedlejšího proudu kouře. Prostředek pro vyvíjení aerosolu, i když není částí spalitelného prvku, je spojen se spalitelným prvkem nebo je umístěn těsně vedle něj, zejména se vzájemně dotýkají, takže mezi oběma těmito částmi může docházet k přenosu tepla. Tepelně vodivé propojení těchto částí je především dosaženo jejich oddělením tepelně vodivým prvkem, například kovovou fólií, odsazenou od zapalovacího konce spalitelného prvku, která účinně vede teplo z hořícího spalitelného materiálu do prostředků, produkujících aerosol.

Prostředek, produkující aerosol, je vzdálen zejména nejvýše 15 mm od zapalovacího konce spalitelného prvku. Nádobka pro prostředek, produkující aerosol, může mít délku od asi 2 do asi 60 mm, zejména od asi 5 mm do asi 40 mm, nejvýhodněji od asi 20 do 35 mm. Průměr nádobky na prostředek, produkující aerosol, může kolísat Ood asi 2 mm do asi 8 mm, zejména od 3 do 6 mm. Stejně jako u spalitelného prvku může mít i tato nádobka různé tvary příčného průřezu, je-li to požadováno. Uvedené maximální hodnoty průměru se proto vztahují k největšímu příčnému rozměru jejich průřezu z vybraných tvarů.

Prostředky, produkující aerosol, mohou zahrnovat jeden nebo několik tepelně stálých materiálů, které nesou nejméně jednu látku, vytvářející aerosol. Pojem tepelně stálý materiál označuje takové látky, které jsou schopny odolávat vysokým, i když kontrolovaným teplotám, například od 400 °C do asi 600 °C, které se mohou popřípadě vyskytovat v blízkosti hořícího paliva, aniž by při těchto teplotách docházelo k výraznějšímu rozkladu tohoto materiálu nebo jeho hoření. Předpokládá se, že použití takového materiálu napomáhá udržovat jednoduchou kouřovou chemii aerosolu. Je však možno používat i jiných prostředků, produkujících aerosolů, například mikrotobolky, které teplem praskají, nebo pevné látky, vytvářející aerosol, které jsou schopny produkovat dostatečné množství aromatických látek, připomínajících dostatečně věrně vůní tabákového kouře.

Tepelně stálé materiály, které mohou být použity jako nosiče nebo substráty pro látky, produkující aerosol, jsou odborníkům dostatečně známy. Vhodné nosiče jsou pórovité a musí být schopny pohltit a udržovat složky, vytvářející aerosol a také musí být schopny tento aerosol uvolňovat po zahřátí. Vhodnými tepelně stálými materiály jsou adsorbční uhlíky, například pórovité uhlíkové materiály, grafit, aktivované nebo neaktivované uhlíky. Jinými vhodnými materiály jsou anorganické pevné látky, například keramika, sklo, kysličník hlinitý, vermikulit, jíly, například bentonit, směsi takových materiálů a podobně. Nejvýhodnější jsou substráty na bázi uhlíku a kysličníků hlinitého.

Nejvýhodnějším substrátem na bázi kysličníku hlinitého jsou zase takové kysličníky, které mají velkou povrchovou plochu, například kolem 280 m²/g; takovým vhodným kysličníkem je kysličník hlinitý, který je zpracován tak, že je vhodný pro použití do výrobků podle vynálezu, přičemž základní zpracovatelskou operací je slinování po dobu asi jedné hodiny při teplotách zejména vyšších než 1000 ^eC, výhodně od asi 1400 °C do asi 1550 °C, načež se provádí vhodné promývání a sušení.

Bylo zjištěno, že vhodnými zrnitými substráty mohou být látky, připravené z uhlíku, tabáku nebo směsi uhlíku a tabáku, a zhuštěné do částic v jednooperačním zařízení.

Látka nebo skupina látek, produkujících aerosol a neobsahujících tabák a vodu a použitých pro kuřácké výrobky podle vynálezu, musí být schopna produkovat aerosol při teplotách, které se vyskytují v prostředku pro uvolňování aerosolu v důsledku zahřívání hořícím spalitelným prvkem. Takové látky obvykle obsahují uhlík, vodík a kyslík, ale mohou obsahovat i jiné látky. Tyto látky mohou být tuhé, polotuhé nebo tekuté. Bod varu nebo sublimace těchto látek a/nebo směsí má být vyšší než 500 C. Látkami, které vyhovují těmto požadavkům, jsou zejména polyhydrické alkoholy, zejména glycerin, trietylénglykol a propylenglykol a také alifatické estery mono-, di-, popřípadě polykarbonové kyseliny, například methylstearát, dodekandioát, dimethyl tetradodekandioát a jiné.

Vhodnými látkami, produkujícími aerosol, jsou polyhydrické alkoholy nebo směsi takových polyhydrických alkoholů. Nejvýhodnější látky tohoto druhu jsou vybrány ze skupiny, obsahující glycerin, triethylenglykol a propylenglykol.

Je-li použit substrát jako nosič aerosolu, může být látka, produkující aerosol, dispergována na substrátu nebo v něm v koncentraci, která je postačující k proniknutí do materiálu nebo k pokrytí materiálu. Například může být látka, produkující aerosol, nanášena ve formě koncentrovaného nebo ředěného roztoku ponořováním, stříkáním, nanášením ve formě výparů nebo podobnou technikou, pevné látky pro produkci aerosolu mohou být smíchány se substrátem a rovnoměrně v něm rozptýleny mícháním do formy konečného substrátu.

Zatímco se může technika nanášení látky, produkující aerosol, měnit v závislosti na použitém nosiči a na druhu látky, pr< dukující aerosol, množství bezvodých a beztabákových látek, produkujících aerosol, se může měnit od asi 20 mg do asi 140 mg, zejména od asi 40 mg do asi 110 mg. Pokud je to možné, má být látka, produkující aerosol a nesená nosičem, dopravována ke kuřákovi v hmotnostním množstvím alespoň 2%, výhodněji 15% a nejvýhodněji 20% látky, produkujiící aerosol a nesené nosičem.

Prostředky pro tvorbu aerosolu mohou obsahovat nejméně jedno vonné prchavé činidlo, například mentol, vanilin, syntetickou kávu, tabákový extrakt, nikotin, kofein, lihoviny a jiné látky, které dodávají aerosolu vůni. Mohou také obsahovat jiné prchavé pevné nebo kapalné látky. V alternativním provedení mohou být tyto vhodné složky umístěny mezi prostředky, produkujícími aerosol, a ústním koncem zejména na samostatném substrátu nebo v komoře, popřípadě mohou být naneseny na stěnách kanálků, vedoucích k ústnímu konci, nebo na případné dávce tabáku.

Jeden z výhodných prostředků pro tvorbu aerosolu je představován již uvedeným kysličníkem hlinitým, obsahujícím tabákový extrakt, modifikátory tabákové vůně jako je kyselina levulová nebo pentaacetát glukózy, nejméně jednu vonnou látku a látku produkující aerosol, například glycerin.

Ve směru proudu vzduchu za spalitelným prvkem a prostředkem produkujícím aerosol z bezvodého a beztabákového materiálu může být umístěna dávka tabáku. V takových případech proudí horké výpary tabákem a extrahují a destilují z něj vonné složky, aniž by přitom docházelo k jeho tepelnému rozkladu nebo spalování. Ke kuřákovi se tak dostává aerosol, který obsahuje chuť a vůni přírodního tabáku bez výraznějšího množství zplodin spalování, které se vyskytují při hoření normální cigarety.

Kuřácké výrobky tohoto typu mohou být používány nebo modifikovány pro podávání farmaceutických látek a pro dopravu prchavých farmakologicky nebo fyziologicky účinných látek, například efedrinu, metaproterenolu, terbutálinu a podobné.

Tepelně vodivým prvkem, používaným ve výrobcích podle vynálezu, je především kovová trubička nebo fólie, například z tvarovaného nebo hluboko taženého hliníku, přičemž tloušťka tohoto materiálu se pohybuje od 0,01 do 0,1 mm. Tloušťka nebo druh použitého materiálu se může podle potřeby měnit, aby se dosáhlo požadovaného stupně přenosu tepla.

Jak je patrno z příkladného provedení kuřáckého výrobku na výkresu, tepelně vodivý prvek se dotýká nebo obklopuje zadní část spalitelného prvku a může vytvářet nádobku, která odsahuje prostředek pro tvorbu aerosolu. Tepelně vodivý prvek podle tohoto příkladného provedení probíhá po délce necelé poloviny délky spalitelného prvku. Podle výhodnějšího provedení překrývá tepelně vodivý prvek, popřípadě jinak se dotýká kratší délky spalitelného prvku, pohybující se kolem 5 mm, výhodněji mezi 2 a 3 mm. Výhodně zapuštěné tepelně vodivé prvky tohoto druhu nijak neruší vlastnosti zapalování a hoření spalitelného prvku. Tyto prvky napomáhají uhasit spalitelné prvky po jejich dohoření až do místa styku s tepelně vodivým prvkem tím, že snižují jejich teplotu. Tyto tepelně vodivé prvky také nevyčnívají ze zapalovacího konce výrobku po spotřebování spalitelného prvku 10.

Izolační vrstvy, použité u výrobku podle vynálezu, mohou být výhodně vytvarovány do pružného pláště výrobku z nejméně jedné vrstvy izolačního materiálu. Tento plášť má výhodně tloušťku nejméně 0,5 mm, zejména nejméně 1 mm a nejvýhodněji nejméně 1,5 až 2,0 mm. Tento plášť probíhá výhodně po délce, která je větší než polovina délky spalitelného prvku. Podle výhodnějšího provedení probíhá plášť po v podstatě celém vnějším obvodu spalitelného prvku a pouzdra pro prostředek, produkující aerosol. Jak je patrno z obr. 1, pro izolaci těchto dvou částí kuřáckého výrobku mohou být použity různé materiály.

Izolačními materiály, použitými u výrobku podle vynálezu, mohou být organická nebo anorganická vlákna, vyrobená například ze skla, kysličníku hlinitého, kysličníku křemičitého, sklovitých látek, minerální vlny, uhlíku, křemíku, boru, organických polymerů, celulózy a podobně včetně směsí těchto látek. Nevláknité izolační materiály jako je aerogel kyseliny křemičité, perlit, sklo a podobně mohou být rovněž používány. Nejvhodnějšími izolačními materiály jsou pružné materiály, které napomáhají vzhledu běžné cigarety, přičemž tyto materiály nemají obecně shořet v průběhu použití. Je však možno použít pomalu hořících materiálů a materiálů, které se zahříváním taví, například skleněných vláken s nízkým bodem tavení a podobně. Tyto materiály slouží především jako izolační plášť, zadržující a usměrňující podstatné množství tepla ze spalitelného prvku do prostředku produkujícího aerosol. Protože izolační plášť se v bezprostřední blízkosti hořícího spalovacího prvku zahřívá, může rovněž napomáhat převádět teplo do prostředku produkujícího aerosol.

Výhodnými izolačními vlákny jsou keramická vlákna, například skleněná vlákna. Je-li to možné, jsou výhodnější skleněná vlákna s nižším bodem tavení, například nižším než 650 °C.

Některé druhy průmyslově vyráběných anorganických izolačních vláken jsou upravovány pojivém, které napomáhá udržovat strukturální celistvost útvaru v průběhu celého použití. Tato pojivá, která mohou vyvíjet nepříznivé aromatické látky při zahřívání, mohou být odstraňována například zahříváním ve vzduchu na teplotu asi 650 °C po dobu do 15 minut před jejich použitím. K vláknům může být podle potřeby dodáván pektin v hmotnostním množství do 3 %, aby se zvýšila mechanická pevnost pláště bez vzniku nepříznivých aromatických látek.

V mnoha provedeních kuřáckého výrobku podle vynálezu je spalovací prvek 10 a prostředek produkující aerosol připojen k náustkovém dílu, i když tento náustkový díl může být zcela samostatný, může být vytvořen napříkad ve formě cigaretové špičky. Tento díl výrobku představuje obal, který vede vyprodukovaný aerosol k ústům kuřáka. Jeho délka, která se pohybuje od 35 mm do 50 mm, udržuje hořící kužel spalovaného prvku v odstupu od úst a rtů kuřáka a také od jeho prstů a poskytuje dostatek času na zchlazení proudu plynu s aerosolem před dosažením úst kuřáka.

Vhodný náustkový díl má být inertní vůči 'tkám, produkujícím aerosol, má v něm docházet k minimální kondenzaci a filtraci aerosolu a má být odolný proti působení teplot, vyskytujících se na styku s dalšími částmi výrobku. Výhodný náustkový díl obsahuje kombinaci acetátu celulózy a polypropylenového mulu, jak je znázorněn v příkladu na obr. 1, přičemž je možno také použít náustku podle EP-PS 174 645.

Kuřácký výrobek podle vynálezu může být obalen v celé své délce nebo jen v části délky cigaretovým papírkem 30., 32., 34, 36. Vhodné druhy těchto papírků nemají na konci výrobku se spalitelným prvkem 10 hořet otevřeným plamenem. Papír pro tento obal má mít také kontrolovatelné doutnání a má produkovat šedý popel, podobný cigaretovému popelu.

U těch provedení kuřáckého výrobku, která používají izolační plášť a u kterých papír odhořívá od oplášťovaného konce se spalitelným prvkem, je dosaženo maximálního přenosu tepla, protože proud vzduchu ke spalitelnému prvku není omezován. Avšak papír může být navržen tak, že zůstává zcela nebo částečně nedotčen působením tepla z hořícího spalitelného prvku. Takový papír poskytuje možnost omezovat proud vzduchu k hořícímu spalitelnému prvku a tím kontrolovat teplotu, kterou spalitelný prvek hoří a tím i množství tepla, dopravovaného k prostředku produkujícímu aerosol.

Pro redukování rychlosti hoření a teploty hořícího spalovacího prvku a tím i udržování nízkého poměru produkového kysličníku uhelnatého ke kysličníku uhličitému CO/CO₂ může být pro obalovou vrstvu použit nepórovitý papír nebo papír s nulovou pórovitostí, který je zpracován tak, aby byl mírně pórovitý, například nehořlavý slídový papír, opatřený množstvím drobných otvorů. Takový papír zajišťuje rovnoměrnější dodávání tepla zejména v průběhu středních tahů, například čtvrtého až šestého tahu.

Pro co největší dodávání aerosolu, který může být navíc ředěn radiálními vzduchovými infiltracemi, je vhodné použít nepórovitého papíru zeména v úseku od prostředku produkujícího aerosol k ústnímu konci výrobku.

Pro dosažení různých funkčních efektů je možno použít různých druhů papíru, používaných pro cigaretové papírky a/nebo druhy papíru, sestávající z různých směsí.

Aerosol, produkovaný výrobkem podle vynálezu, je chemicky jednoduchý a sestává v podstatě ze vzduchu, kysličníků uhlíku, tvořiče aerosolu, obsahujícího jakoukoliv aromatickou látku nebo požadovanou prchavou látku, vodu a stopové množství jiných látek.

Dalším přínosem výhodného provedení kuřáckého výrobku podle vynálezu je poměrně malé množství popela, který zbývá po použití výrobku, srovnáme-li to s množstvím popela, zbývajícím po vykouření normální cigarety. Po shoření spalitelného prvku na bázi uhlíku je tento spalitelný materiál převeden v podstatě do formy oxidů uhlíku s poměrně malou tvorbou popela, takže není třeba odstraňovat popel v průběhu užití výrobku.

Kuřácký výrobek podle vynálezu s novým spalitelným prvkem bude dále blíže objasněn pomocí několika příkladů provedení, které však nijak neomezují původní rozsah předmětu vynálezu. Všechna množství, uváděná v procentech, se rozumějí v hmotnostních množstvích, všechny teploty jsou uváděny ve stupních Celsia. Ve všech příkladech mají výrobky podle vynálezu maximální průměr mezi 7 a 9 mm, aby se blížily průměru běžné cigarety.

Příklad 1

Spalitelný prvek podle vynálezu, mající hustotu 0,86 g/cm³, byl připraven z vytlačované směsi uhlíku, sodné soli karboxymethylcelulózy SCMC a uhličitanu draselného K₂CO₃ ^nasl^edujícím postupem:

Uhlík byl připraven karbonizací neklouzkového papíru, vyrobeného z tvrdého dřeva, přičemž karbonizace probíhala v dusíkové vrstvě postupným zvyšováním teploty o asi 10 C za hodinu až na konečnou karbonizační teplotu 750 ’C.

Po ochlazení v dusíkové atmosféře na teplotu nižší než 35 °C byl uhlík mlet na částice, propadávající oky síta. Práškový uhlík byl potom zahřát v dusíkové atmosféře na teplotu kolem 850 °C, aby se odstranily prchavé látky.

Po ochlazení v dusíkové atmosféře na nižší hodnotu než 35 °C se uhlík mlel na jemný prášek, to znamenána prášek s velikostí částic od asi 0,1 do 50 mikronů.

Tento jemný prášek byl smíchán s pojivém, tvořeným sodnou solí kyrboxymethylcelulózy, v poměru 9 dílů uhlíku: 1 dílu pojivá, s uhličitanem draselným K₂CO₃ a s potřebným množstvím vody pro vytvoření tuhé těstovité pasty.

Spalitelný prvek byl potom vytlačován z této pasty ve tvaru, zobrazeném v podstatě v příkladech na obr. 2 až 10, a byl opatřen podélnými průchody. Z vytlačované dlouhé tyčky byly potom odřezávány jednotlivé spalitelné prvky, které se potom sušily. Podrobnější informace o jednotlivých spalitelných prvcích jsou uvedeny v dalších příkladech provedení.

Spalitelný prvek 10 podle příkladu z obr. 9, byl připraven postupem, uvedeným v předchozí části. Sedm středových podélných otvorů 7 ^ma průměr kolem 0,533 mm a obvodové podélné otvory, tvořící podélné kanálky 11, mají průměr kolem 0,254 mm. Tloušťka dělicích stěn mezi středovými podélnými otvory 7 byla kolem 0,203 mm a průměrná tloušťka vnější dělicí stěny byla kolem 0,483 mm.

Výhodný spalitelný prvek 10 rozměrů 10 x 4,48 mm byl tepelně zpracován v dusíkové atmosféře při teplotě 900 C po dobu tří hodin po vyformování.

Kuřácký výrobek výhodného provedení, napodobující cigaretu a zobrazený v příkladném provedení na obr. 1, byl připraven následujícím postupem:

Kovové pouzdro 12 kuřáckého výrobku podle příkladu z obr. 1, bylo vyrobeno z hliníkového plechu hlubokým tažením. Tloušťka stěny tohoto kovového pouzdra 12 je kolem 0,01 mm, délka tohoto kovového pouzdra 12 je kolem 30 mm a jeho vnitřní průměr je asi 4,5 mm. Zadní strana kovového pouzdra 12 je uzavřena dnem, ve kterém jsou vytvořeny dva štěrbinové průchody 20, každý o rozměrech 0,65 x 3,45 mm, vzdálené od sebe 1,14 mm, které umožňují průchod aerosolu k ústům kuřáka.

Substrátem pro prostředek produkující aerosol je kysličník hlinitý s velkou povrchovou plochou, pohybující se kolem 280 m²/g a propadávající sítem. Před použitím se tento kysličník hlinitý slinoval přiAprohřívací teplotě od asi 1450 °C do asi 1550 ’C. Po ochlazení se tento kysličník hlinitý propláchl vodou a vysušil.

Slinutý kysličník hlinitý byl potom kombinován ve dvoustupňovém procesu se složkami, uvedenými v tabulce I, v uvedených hmotnostních množstvích:

Tabulka I kysličník hlinitý 67,7% glycerin 19,0% rozprašováním sušený extrakt 8,5% aromatická směs 4,2% pentaacetát glukózy 0,6% celkem 100,0%

Rozprašováním sušený extrakt je suchý práškový zbytek, zbývající po odpaření vodného roztoku tabákového extraktu, který obsahuje ve vodě rozpustné tabákové složky. Aromatickou směsí je směs vonných složek, které nahrazují vůni a chuť tabáku a cigaretového kouře.

V první fázi přípravy této složky byl sušený tabákový extrakt smíchán s potřebným množstvím vody, aby se vytvořila tekutá kaše. Tato kaše byla potom aplikována na kysličník hlinitý jeho smícháním s kaší, až tato kaše byla rovnoměrně absorbována nebo adsorbována kysličníkem hlinitým. Zpracovaný kysličník hlinitý byl potom vysušen na vlhkost kolem 1 %. Ve druhé fázi výrobního procesu byl tento zpracovaný kysličník hlinitý smíchán s kombinací zbývajících uvedených složek, až byla veškerá kapalina rovnoměrně absorbována nebo adsorbována kysličníkem .hlinitým. Kovové pouzdro 12 bylo potom naplněno 325 mg tohoto substrátu.

Spalitelný prvek 10, vyrobený tímto postupem, byl potom vložen do otevřeného konce kovového pouzdra 12 a zasunut do něj do hloubky asi 3 mm. Agregát sestávající ze spalitelného prvku 10 a kovového pouzdra 12 byl obalen na konci se spalitelným prvkem 10 mm dlouhým obalovým pláštěm ze skleněných vláken, majících teplotu tavení kolem 650 °C a nasycených 3% hmot, pektinového pojivá, přičemž tento plášť má průměr kolem 7,5 mm. Plášť ze skleněných vláken byl potom obalen papírem.

Tabáková tyčka o průměru 7,5 mm a délc«=· 28 mm s obalem byla upravena tak, aby měla podélný průchod o průměru 4,5 mm. Oplášťovaná jednotka, obsahující spalitelný prvek 10 a kovové pouzdro 12, byla vložena do této duté tabákové tyčky, až plášť 16 ze skleněných vláken dosedl na čelo tabákové tyčky, tvořící tabákový plášť 18. Oplášťované úseky byly vzájemné spojeny papírem.

Ústní konec výrobku podle vynálezu byl v příkladném provedení podle obr. 1 vytvořen kombinací dvou dílů, jednak dutým válcem ‘ z acetátu celulózy, majícím délku 10 mm a vnější průměr 7,5 mm, zatímco vnitřní průměr je 4,5 mm, obaleným obalovým materiálem, a z úseku netkaného polypropylénového mulu, stočeného do 30 mm dlouhého válečku s průměrem 7,5 mm a obaleného papírem, který je dále obalen další vrstvou papíru.

Kombinovaný náustek 22 byl připojen k plášťované soustavě, obsahující spalitelný prvek 10 a kovové pouzdro 12., horní vrstvou papíru.

Kuřácký výrobek podle příkladu z obr. 1, opatřený spalitelným prvkem 10 podle obr. 9, byl testován na produkci kysličníku uhelnatého za podmínek kouření, měřenou pomocí nedisperzního analyzátoru. Kuřácký výrobek, zkoušený tímto zařízením, produkoval v průměru 13,5 mg CO na 10 tahů a velmi snadno se zapaloval. Produkce aerosolu byla vyhovující v celém rozsahu tahů.

Na rozdíl od toho spalitelný prvek druhu podle obr. 9 o rozměrech 10 x 4,5 mm, ale neopatřený šesti obvodovými podélnými otvory a vypalovaný při teplotě pouze 850 ’C, produkoval v průměru 13,1 mg CO na 10 tahů, ale velmi obtížně se zapaloval.

Příklad 2

Spalitelný prvek 10 podle příkladů provedení z obr. 2 a 3 byl připravován v podstatě podobně jako v příkladu 1, ale nebyl po vyformování vypalován. Podélné kanálky 11 tohoto příkladného provedení byly vytvářeny stejně jako v příkladu 1 v průběhu vytlačování pasty, sestávající z uhlíku a sodné soli karbonethylcelulózy.

Spalitelný prvek 10 o rozměrech 10 x 4,5 mm, opatřený podélnými kanálky 11 podle obr. 2, má následující rozměry podélných kanálků 12: hloubka je kolem 0,762 mm, šířka kanálků je kolem 0,406 mm a šířka dělicího podélného žebra 13 je kolem 0,533 mm.

Spalitelný prvek 10 o rozměrech 10 x 4,5 mm, mající podélné kanálky 11 podle příkladu z obr. 3, má následující rozměry: hloubka podélných kanálků 11 je kolem 0,762 mm, šířka kolem 0,406 mm, šířka dělicího podélného žebra 13 je kolem 0,533 mm, šířka širšího uhlíkového žebra 15 mezi dvojicí sousedních podélných kanálků 11 je kolem 1,067 mm.

Kuřácký výrobek byl připraven postupem podle příkladu 1 a byl opatřen spalitelným prvkem 10 podle příkladu z obr. 2 nebo 3.

Tento kul -i.ký výrobek byl potom kouřen mechanickým testovacím zařízením s objemem jednoho tahu 50 ml, s dobou trvání jednoho tahu 2 sekundy a s přestávkami mezi jednotlivými tahy 30 sekund. Za těchto podmínek byl počet tahu u obou typů spalitelných prvků 10 kolem 15. Produkce aerosolu jak na začátku tak v celém průběhu byla u kuřáckých výrobků, využívajících těchto spalitelných prvků 10, dobrá.

Při zkoušení za podmínek, při kterých je objem jednoho tahu 35 ml, doba trvání 2 sekundy a frekvence jednotlivých tahů 60 sekund, byla zjišťována u kuřáckých výrobků podle příkladu z obr. 1 produkce kysličníku uhelnatého. Kuřácké výrobky, opatřené spalitelným prvkem 10 podle příkladů z obr. 2 a 3, produkovaly při’ kouření v prvních 10 tazích kolem 8 mg CO.

Příklad 3

Spalitelný prvek 10 podle příkladu z obr. 4 byl připraven v podstatě stejně jako v příkladu 1, ale po vyformování nebyl tepelně zpracováván.

Podélné kanálky 11 i středový průchod 9. byly vyformovány v průběhu vytlačování pasty, sestávající z uhlíku*a sodné soli karboxymethylcelulózy. Rozměry podélných kanálků 11 byly v podstatě stejné jako u spalitelného prvku 10 podle obr. 2 v příkladu 2. Rozměry středového průchodu 9 jsou kolem 1,52 x 0,25 mm a 0,762 x 0,25 mm.

Kuřácký výrobek, používající spalitelný prvek 10 o rozměrech 6,5 x 4,5 mm, opatřený touto soustavou podélných průchodů, byl testován za podmínek z příkladu 2 na produkci aerosolu. Kuřácké výrobky byly v podstatě shodné s výrobky podle příkladu 1 až na to, že komora obsahující látku produkující aerosol bylajen asi 23 mm dlouhá. Produkce aerosolu ve všech čtrnácti tazích s 50 ml objemu na jeden tah-byla dobrá.

Kuřácký výrobek, opatřený uvedenou sestavou podélných průchodů, byl také testován na produkci kysličníku uhelnatého postupem podle příkladu 1. V průběhu 10 tahů byla produkce kysličníku uhelnatého CO kolem 10 mg.

Příklad 4

Spalitelný prvek 10 podle příkladu z obr. 5 byl připraven postupem, popsaným v příkladu 1, ale po vyformování nebyl vypalován. Podélné kanálky 11 byly vytvářeny na jeho obvodu v průběhu vytlačování pasty, obsahující uhlík a sodné soli karboxymethylcelulózy. Šířka každého podélného žebra 13 byla kolem 0,533 mm, šířka každého podélného kanálku 11 je kolem 0,533 mm a jeho hloubka kolem 0,762 mm.

Kuřácký výrobek z příkladu 1, používající spalitelný prvek 10 o rozměrech 10 x 4,5 mm s podélnými kanálky 11 podle obr. 5, byl testován na produkci aerosolu a kysličníku uhelnatého stejně jako v předchozích příkladech. Produkce aerosolu byla při všech 15 tazích s objemem 50 ml dobrá. Produkce kysličníku uhelnatého v průběhu 10 tahů byla kolem 9 mg.

Příklad 5

Spalitelný prvek 10 podle obr. 6 byl připraven v podstatě postupem podle příkladu 1. Podélné otvory, tvořící podélné kanál ky 11, byly vyformovány po vytlačení pasty, obsahující uhlík a sodné soli karboxymethylcelulózy, rozřezání a vysušení vytlačené tyčky ručním vyvrtáním. Průměr těchto podélných otvorů je kolem 0,635 mm, tloušťka vnější krycí části 17 je kolem 0,127 mm, tloušťka dělicích podélných žeber 13 je kolem 0,102 mm a celkové rozměry spalitelného prvku 10 jsou 10 x 4,5 mm.

Kuřácký výrobek podle příkladu 1, používající spalitelný prvek 10 se soustavou podélných průchodů podle obr. 6, byl testován na produkci kysličníku uhelnatého jako v předchozích příkladech. Tento spalitelný prvek 10 produkoval v průběhu 11 tahů kolem 7,5 mg kysličníku uhelnatého co.

Příklad 6

Spalitelný prvek 10 podle obr. 7 byl připraven v podstatě postupem podle příkladu 1, ale po vyformování nebyl vypalován. Podélné kanálky 11 ve formě podélných otvorů byly vytvářeny ručním vrtáním po vytlačení tyčky ze směsi uhlíku a sodných solí karboxymethylcelulózy, po jejím vysušení a rozřezání. Průměr každého podélného otvoru byl kolem 0,635 mm, tloušťka vnějších podélných žeber v částech 17 mezi otvory a obvodem 8. byl kolem 0,635 mm..

Spalitelný prvek 10, opatřený těmito podélnými průchody, byl testován na produkci kysličníku uhelnatého při použití v kuřáckém výrobku podle příkladu 1. Spalitelný prvek 10 o rozměrech 10 x 4,5 mm s podélnými průchody podle obr. 7 produkoval v průběhu 9 tahů kolem 8 mg kysličníku uhelnatého CO.

Příklad 7

Spalitelný prvek 10 podle příkladu z obr. 8 byl připraven v podstatě postupem podle příkladu 1, který však nebyl vypalován po svém vyformování. Podélné průchody podle obr. 7 byly vytvořeny po vytlačení pasty, sestávající z uhlíku a sodných solí karboxymethylcelulózy. Průměr otvorů, tvořících podélné kanálky 11, je kolem 0,864 mm, tloušťka vnější krycí části 17 je 0,229 mm tloušťka vnitřního dělicího žebra 13 mezi otvory je kolem 0,051 mm.

Kuřácké výrobky, využívající spalitelného prvku 10 o rozměrech 10 x 4,5mmas uspořádáním podélných otvorů podle obr. 8, byly podrobeny zkouškám, při kterých se měřila produkce kysličníku uhelnatého CO. Za těchto podmínek produkoval kuřácký výrobek v průběhu 11 tahů 8,6 mg kysličníku uhelnatého CO.

Příklad 8

Spalitelný prvek 10 podle příkladu z obr. 10 byl připraven v podstatě postupem, uvedeným v příkladu 1. Podélné kanálky 11, tvořené otvory kruhového průřezu, byly vyformovány v průběhu vytlačování pasty, obsahující uhlík a sodné soli karboxymethylcelulózy. Tři větší středové podélné otvory T_ mají průměr kolem

0,533 mm a každý z dvanácti obvodových podélných otvorů má průměr kolem 0,254 mm. Tloušťka dělicích stěn mezi středovými podélnými otvory 7 je kolem 0,203 mm a průměrná tloušťka vnějších dělicích stěn je kolem 0,508 mm*.

Po vyformování byl tento spalitelný prvek 10 o rozměrech 10 x 4,5 mm, opatřený zobrazeným uspořádáním podélných průchodů, vypalován při teplotách kolem 950 °C po dobu tří hodin.

Kuřácký výrobek z příkladu 1 byl opatřen spalitelným prvkem 10 se zobrazeným uspořádáním podélných průchodů a byl zkoušen na produkci kysličníku uhelnatého CO a produkované množství tohoto kysličníku bylo měřeno. Kuřácké výrobky tohoto typu produkovaly v průběhu 10 tahů za uvedených podmínek kolem 11,9 mg kysličníku uhelnatého CO, přičemž spalitelný prvek 10 se zapaloval snadno, bez znatelných obtíží.

Příklad 9

Spalitelný prvek 10 podle příkladu z obr. 11 byl připraven v podstatě postupem, uvedeným v příkladu 1 s tím rozdílem, že po vyformování nebyl vypalován. Podélné průchody v zobrazeném uspořádání byly vytvářeny v průběhu vytlačování pasty, obsahující uhlík a sodné soli karboxymethylcelulózy. Tři středové podélné otvory 7 mají rozměry kolem 2,54 x 0,508 mm a dělicí stěny mezi nimi mají tloušťku kolem 0,305 mm. Tři rovnoměrně po obvodu 8 rozmístěné podélné kanálky 11, vzdálené od sebe o 120°, byly vyříznuty do obvodu 8. spalitelného prvku 10 a každý z nich má hloubku kolem 0,508 mm a šířku kolem 0,508 mm.

* *

Kuřácký výrobek z příkladu 1 byl připraven s použitím tohoto spalitelného prvku 10 o rozměrech 5,3 x 6,0 mm, majícího uspořádání podélných průchodů podle obr. 11, a byl testován na produkci kysličníku uhelnatého. Zkoušený kuřácký výrobek produkoval v průběhu 10 tahů kolem 8 mg kysličníku uhelnatého CO.

Kuřácký výrobek podle vynálezu byl popsán ve všech podrobnostech svých některých příkladných provedení. Tato konkrétní provedení mohou být ještě obměňována v rozsahu předmětu vynálezu.

Claims (11)

1. P A T E N T O V É NÁROKY

   1. Spalitelný prvek pro kuřácký výrobek, obsahující prostředek vyvíjející aerosol, zahrnující substrát nesoucí látku vyvíjející aerosol, vyznačující se tím, že je uhlíkový a je opatřen nejméně třemi obvodovými podélnými kanálky (11), kterými je spojena nasávaci strana spalitelného prvku (10) s jeho zahřívací stranou.
2. 2. Spalitelný prvek podle nároku 1, vyznačující se tím, že alespoň jeden z podélných, kanálků (11) je otevřen do obvodu, (8) spalitelného prvku (10).
3. 3:. Spalitelný prvek podle nároku 2, vyznačující se tím, že obvodové podélné kanálky (11) ve formě drážek jsou sdruženy do dvojic, ve kterých jsou od sebe odděleny dělicími žebry (13) uhlíkového materiálu.
4. 4., Spalitelný prvek podle? nároku 3, vyznačující se tím, že dvě skupiny obvodových podélných kanálků (11) ve formě drážek jsou umístěny vedle sebe po obou stranách uhlíkového žebra (15), majícího větší šířku; než mají dělicí žebra (13).
5. 5. Spalitelný prvek podle nároku 2, vyznačující se tím, že podélné kanálky (11) ve formě obvodových otevřených podélných drážek jsou rovnoměrně rozmístěny po obvodu (8) spalitelného prvku (10) ..
6. 6. Spalitelný prvek podle nároku 1, vyznačující se tím, že obvodovými. podélnými kanálky (11) jsou podélné průchozí otvory, procházející spalitelných prvkem (10) při jeho obvodu a oddělené od. obvodu (8) spalitelného prvku (10) vyhořívající vnější krycí, částí (17).
7. 7. Spalitelný prvek podle nároku 6, vyznačující se tím, že obvodové podélné kanálky (11) ve formě podélných otvorů jsou sdruženy dodvojic, ve kterých jsou od sebe odděleny dělicími žebry (13) uhlíkového materiálu.
8. 8. Spalitelný prvek podle nároků 1 až 7, vyznačující se tím, že mezi obvodovými podélnými kanálky (11) je opatřen nejméně jedním podélným středovým průchodem (7, 9).
9. 9. Spalitelný prvek podle nároku 8, vyznačující se tím, že podélný středový průchod (9) má v průřezu tvar kříže.
10. 10.Spalitelný prvek podle nároku 8, vyznačující se tím, že podélný středový průchod (7) má tvar štěrbiny.
11. 11.Spalitelný prvek podle nároků 8 až 10, vyznačující se tím, že podélné středové průchody (7) jsou rovnoměrně uspořádány kolem středové podélné osy spalitelného prvku (10).

    1 výkres