-
Die Erfindung betrifft rauchbares
Füllmaterial
für Rauchartikel
und insbesondere Füllmaterial,
das nicht notwendigerweise irgendein Tabakfüllmaterial enthalten muss.
-
In den vielen Bestrebungen, die angestellt
worden sind, um alternative rauchbare Füllmaterialien bereitzustellen,
sind sehr weniger, falls irgendwelche, Materialien gefunden worden,
die einen Rauchgeschmack und ein Aroma erzeugen, das für Raucher
herkömmlicher
Tabak enthaltender Produkte akzeptabel ist. Daher sind die meisten
alternativen Füllmaterialien
in Verbindung mit geschnittenen Tabakblättern oder Tabak enthaltenden,
rekonstituierten Produkten genutzt worden. Sogar in dieser Form
ist jedoch der unannehmbare Geschmack dieser Füllmaterialien bemerkbar und
lenkt vom Rauchgenuss ab.
-
Ein Material, das in Tabak enthaltenden
Zusammensetzung genutzt worden ist, sind Kakaohüllen, wobei die Hüllen ein
Nebenprodukt des Herstellungsprozesses für Schokolade sind. Die GB-Patentbeschreibung 1,180,710
und das US-Patent Nr. 3,429,316 beschreiben beide rekonstituierte
Tabakprodukte, die zermahlene Kakaohüllen enthalten, wie auch Tabakstaub,
-pulver oder andere Tabakabfälle
aus herkömmlichen
primären, Tabak
verarbeitenden Prozessen. Das US-Patent Nr. 4,058,129 stellt ebenfalls
ein rauchbares Folienmaterial bereit, in dem Gries, umfassend kleine
Adsorptionsteilchen, Pflanzenteile wie Dreschrückstände oder die Hüllen und
Fasern von Kokosnüssen,
Kaffeebohnen oder Kakaobohnen und Wasser in einer Mahlvorrichtung
miteinander vermischt werden, um eine Paste bereitzustellen, die
zu Folien geformt werden kann. Tabakpflanzen können ebenfalls im Prozess genutzt
werden. Alle diese Patente nutzen die Abfallprodukte aus Kakaobohnenhüllen.
-
GB 1 413 177 beschreibt ein rekonstituiertes
Tabakprodukt, das aus einem Tabakersatz besteht, umfassend anderes
Pflanzenmaterial als Tabak, anorganische Füllstoffe, Bindemittel und Weichmacher
wie auch Tabakmaterial. Die Hüllen
oder Abfallprodukte einiger höhere
Fette oder höhere Öle enthaltender
Pflanzen wie Kakao, Kokosnuss und Erdnusshülsen sind in einem rekonstituiertem
Tabakprodukt genutzt worden.
-
Die
JP 48 003398B scheint den Zusatz von Aminosäure/Saccharid-Verbindungen
und Kakaopulver zu geschnittenen Tabakblättern zu offenbaren, um das
Raucharoma und den -geschmack zu fördern. Diese Erfindung betrifft
die Modifikation eines herkömmlichen
Produktes aus geschnittenen Tabakblättern. Gleichermaßen beschreibt
die
EP 0 366 835 ebenfalls
die Verbesserung des Geschmacks und des Aromas von herkömmlichen
geschnittenen Tabakblättern
unter Anwendung eines Emulgators, enthaltend eine Fettsäure. Diese
Erfindung betrifft den Zusatz von Top-Aromen und Casing-Materialien,
eine herkömmliche
Anwendung für
Materialien wie Kakao in minimalen Mengen.
-
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, ein rauchbares Füllmaterial
mit annehmbarem Geschmack und Aromaeigenschaften für den Verbraucher
bereitzustellen, welches rauchbare Füllmaterial wenig Tabak und
vorzugsweise keinen Tabak enthält.
-
Es ist ebenfalls eine Aufgabe der
Erfindung, ein rauchbares Füllmaterial
bereitzustellen, das eine niedrigere statische Spitzenbrenntemperatur
als Tabak aufweist und eine engere und stärker fokussierte Verbrennungszone
als Tabakmaterial. Wir haben gefunden, dass einige Materialien kalte
Verbrennungstemperaturen aufweisen, und zwar so weitgehend, dass
die Asche des Füllmaterials
nahezu unmittelbar nach dem Rauchen berührt werden kann oder sogar
während
des Rauchvorgangs, ohne einem die Finger oder tatsächlich Möbel oder
andere brennbare Materialien zu verbrennen.
-
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung,
ein rauchbares Füllmaterial
bereitzustellen, das annehmbare Geschmacks- und Aromaeigenschaften
aufweist und somit zum Einschluss mit Tabakmaterial, falls gewünscht, geeignet
ist, ohne von dem Geschmack und Aroma des natürlichen Tabakproduktes abzulenken.
Das Rauchmaterial kann alternativ als 100% des Füllmaterials für den Rauchartikel
genutzt werden.
-
Ein rauchbares Füllmaterial für einen
Rauchartikel, umfassend einen Teil aus Nichttabak-Pflanzenmaterial,
welches Material eines oder mehrere unter einem mindestens anfänglich hoch
fetthaltigen oder hoch ölhaltigen
Material darstellt, wobei das Material Pulver oder Kerne einer Bohne
oder einer anderen Frucht der Pflanze, der Samen, die Blume oder
die Nuss der Pflanze darstellt, oder das Öl, Fett, die Butter oder die
Fettsäure,
abgeleitet von einem Teil einer solchen hoch Fett- oder hoch Öl-enthaltenen
Materials, darstellt.
-
Der oder die Extrakte aus dem Pflanzenmaterial
können
ein geeignetes Brennstoffmaterial beispielsweise nach dem Sprühtrocknen
darstellen. Gleichermaßen
kann der Rest des Pflanzenmaterials nach der Extraktion, hierin
im Folgenden als Rückstand
bezeichnet, getrocknet werden und ein geeignetes Brennstoffmaterial
bereitstellen.
-
Das rauchbare Füllmaterial für einen
Rauchartikel umfasst weiterhin nicht brennbare anorganische Füller, Bindemittel
und eine Aerosol erzeugende Quelle, wahlweise ein Expansionsmedium,
wahlweise Kohlenstoff und wahlweise einen organischen Füller.
-
Vorzugsweise handelt es sich bei
dem hoch Fett- oder hoch Öl-enthaltenden
Material um Kakaobohnen oder deren Pulver.
-
Das rauchbare Füllmaterial für einen
Rauchartikel umfasst 5 bis 50% hoch Fett- oder hoch Öl-enthaltendes
Material, Extrakt, Rückstand
oder Derivat davon, 25 bis 80% anorganischen Füller, 5 bis 25% Bindemittel,
2 bis 30% Aerosol erzeugende Quelle, 0 bis 30 Expansionsmedium und
0 bis 20% Kohlenstoff.
-
Vorzugsweise können das ursprüngliche
und das Rückstandsmaterial
bis zu 50 Gew.-% des rauchbaren Füllmaterials ausmachen und können stärker bevorzugt
weniger als 30% und noch stärker
bevorzugt weniger als 25% ausmachen, bezogen auf das ursprüngliche
Material. Das Öl,
die Butter, das Fett oder die Fettsäure des ursprünglichen
Materials können
vorzugsweise zu nicht mehr als 20 Gew.-% des rauchbaren Füllmaterials
zugesetzt werden.
-
Vorzugsweise liegt die Menge an Kohlenstoff
im rauchbaren Füllmaterial
unterhalb von 20% und stärker
bevorzugt unterhalb von 10 Gew.-% des rauchbaren Füllmaterials.
-
Vorzugsweise beträgt die Menge an Aerosol erzeugendem
Material 15% oder weniger in Gewicht des rauchbaren Füllmaterials.
-
Vorzugsweise beträgt die Menge an Bindemittel
weniger als 15% in Gewicht des rauchbaren Füllmaterials, wenn das Bindemittel
nicht Pektin ist.
-
Vorzugsweise liegt die Menge an anorganischem
Füllmaterial über 50 Gew.-%
des rauchbaren Füllmaterials,
in Abhängigkeit
von der erforderlichen Rauchübermittlung.
-
Das Expansionsmedium, falls vorhanden,
kann geeigneter Weise so wenig wie 10% und sogar 5% in Gewicht des
rauchbaren Füllmaterials
ausmachen.
-
Das rauchbare Füllmaterial kann geeigneter
Weise umfassen 10–20%
Kakaopulver, 4–6%
Kohlenstoff, 2–20%
Glycerin, 10% Propylenglykolalginat und 80–44% Kalk.
-
Das rauchbare Füllmaterial kann auch geeigneter
Maßen
umfassen 10–20%
Kakaopulver, 10–20% Glycerin,
10% Propylenglykolalginat, 10% Natriumalginat und 50% Kalk oder
Perlit.
-
Das rauchbare Füllmaterial kann ebenfalls geeigneter
Weise umfassen 30% Kakaopulver, 20% Glycerin, 10% eines der Bindemittel,
ausgewählt
aus der Gruppe, bestehend aus Propylenglykolalginat, Natriumalginat,
Hydroxypropylcellulose, Pektin, Natriumcarboxymethylcellulose, Natriumcalciumalginat
und Ammoniumalginat, und 36% Kalk.
-
Das rauchbare Füllmaterial kann ebenfalls geeigneter
Weise umfassen 10–30%
Kakaopulver, 0–10% Propylenglykolalginat,
0–25%
Pektin, 0–10%
Ammoniumalginat, 5–20%
Glycerin, 25–40%
Kalk und 0–11% Aromamaterial.
-
Das rauchbare Füllmaterial kann außerdem geeigneter
Weise umfassen 20% Kakaopulver, 20–30% Stärke, 10% Hydroxypropylcellulose,
40–50%
Kalk, als ein Prozentsatz der Einspeisgeschwindigkeit, und Glycerin.
-
Das rauchbare Füllmaterial kann ebenfalls geeigneter
Weise umfassen 10–50%
Kakaopulver, 70–30% Kalk,
10% Propylenglykolalginat und 0–30%
Glycerin.
-
Das rauchbare Füllmaterial kann ebenfalls geeigneter
Weise umfassen 0–10%
Kohlenstoff, 0–10% Kakaopulver,
10% Natriumalginat, 10% Glycerin, 65–70% Kalk und 5–10% Öl.
-
Das rauchbare Füllmaterial kann ebenfalls geeigneter
Weise umfassen 0–10%
extrahierte Kakaorückstände, 0–10% Kakaoextrakt,
0–7,7%
Kakaobutter, 6,3–10%
Natriumalginat, 6,3–10%
Glycerin und 43,5–70% Kalk.
-
Die oben angegebenen Prozentsätze sind
in Gewicht der nicht wässrigen
Materialien, eingeschlossen Glycerin und Öl, falls vorhanden, solange
nicht anderes angegeben.
-
Die vorliegende Erfindung stellt
weiterhin bereit ein rauchbares Füllmaterial für einen
Rauchartikel, umfassend Nichttabak-Brennmaterial, wobei das Brerinmaterial
ein hoch Fett- oder
hoch Öl-enthaltendes
Material ist, und eine Aerosol erzeugende Quelle, wobei die Aerosol
erzeugende Quelle eine halbflüchtige
oder flüchtige
organische Verbindung ist, worin die Wechselwirkung zwischen dem
Anteil des Brennmaterials und der Aerosol erzeugenden Quelle im
Wesentlichen die Brennbarkeit des rauchbaren Füllmaterials kontrolliert bzw.
steuert.
-
Vorzugsweise handelt es sich bei
dem rauchbaren Füllmaterial
um ein im Wesentlichen Nichttabak-Material bzw. kein Tabakmaterial.
Wie hierin verwendet, meint der Ausdruck im Wesentlichen Nichttabak-Material
einen Gehalt von weniger als 5% Tabakmaterial in Gewicht des Füllstoffs,
stärker
bevorzugt weniger als 3% in Gewicht Tabakmaterial und sogar noch
stärker
kein Tabakmaterial darin.
-
Pflanzenmaterialien, die für die Erfindung
geeignet wären,
schließen
ein Kakaobohnenpulver, Kakaobohnenkerne, Sonnenblumen, Safflower,
Oliven, Rapssamen, Sesamsamen, Nüsse
wie Kokosnuss, Erdnuss (Erdnuss), Leinsamen, Weizenkeim oder Flachs.
Andere vegetabile oder Pflanzenmaterialien, die für die Erfindung
geeignet sind, werden dem Fachmann bekannt sein, beispielsweise
andere derjenigen Pflanzen, die als die Hauptöl produzierenden Pflanzen der
Welt bekannt sind, gezeigt in Tabelle 1 unten. Diese Materialien können alleine
oder in Kombination genutzt werden. Das Hochfett- bzw. Hochöl-Pflanzenmaterial
kann im Folgenden auch als das Ausgangsmaterial bekannt sein bzw.
bezeichnet werden.
-
TABELLE
1
Die hauptsächlichen, Öl-produzierenden
Pflanzen der Welt mit ihren Hauptfettsäuren
-
Wie hierin verwendet, meint der Ausdruck
Hochfett- oder Hochöl-Material
ein Ausgangsmaterial, umfassend mindestens 10% Fett oder Öl, vorzugsweise
mindestens 15% Fett oder Öl,
und noch stärker
bevorzugt mindestens 20% Fett oder Öl, in Gewicht des Quellmaterials
alleine. Das Quellmaterial kann jeder Teil der gewählten Pflanze
sein.
-
Vorzugsweise wird das Hochfett- oder
Hochöl-Pflanzenmaterial
zu einem Pulver zermahlen oder anders als teilchenförmiges Material
zur Verwendung in dem Füllmaterial
bereitgestellt. Öl,
Fett oder Butter können
in ihrem natürlichen
Zustand, getrocknet oder gekühlt
und zermahlen verwendet werden, um ein teilchenförmiges Material bereitzustellen,
oder geschmolzen, um eine Flüssigkeit
bereitzustellen, wenn sie ansonsten bei Raumtemperatur fest sind.
-
Die Temperatur der Kohle einiger
der vorliegenden Brennstoffmaterialen hat sich als beträchtlich
kühler
als die Verbrennungstemperatur von Materialien wie Kohlenstoff erwiesen,
bei dem es sich um das Brennstoffmaterial handelt, das typischerweise
mit alternativen Rauchartikeln assoziiert ist. Das vorliegende Brennstoffmaterial
weist auch eine statische Spitzenbrenntemperatur der Kohle unterhalb
derjenigen eines vergleichen Strangs aus Tabakmaterial auf. Es scheint,
dass die Menge des vorliegenden Brennstoffmaterials in der Brennstoffmischung
ebenfalls die statische Spitzenbrenntemperatur der Kohle des Rauchartikels
beeinflusst. Vorzugsweise liegt die Menge eines solchen Brennstoffmaterials
unterhalb von 35%, um die bevorzugte Verbrennungstemperatur zu erzielen.
-
Wir haben ebenfalls Hinweise, die
anzeigen, dass ein Grund für
die Tatsache, dass man die Kohle eines Rauchartikels, umfassend
das vorliegende Brennstoffmaterial, berühren kann, in der Breite der
Brennzone liegen kann. Die Brennzonenbreite eines Kakao enthaltenden
Rauchartikels ist beträchtlich
enger als die Brennzonenbreite eines vergleichbaren Rauchartikels,
enthaltend Kohlenstoff in vergleichbarer Form.
-
Vorzugsweise wird der nicht brennbare
anorganische Füllstoff
ausgewählt
unter denjenigen Materialien, die in unserer parallel anhängigen PCT-Anmeldung
beschrieben sind. Ein organischer Füllstoff kann ebenfalls Ersatz
für ein
Teil des anorganischen Füllstoffs
sein oder kann alleine als Füllstoffmaterial
verwendet werden. Der Gegenstand unserer parallel an hängigen PCT-Anmeldung
Nr. PCT/GB 95/02110 betrifft geeignete anorganische und organische
Materialien für
die vorliegende Erfindung. Diese PCT-Anmeldung wird hierin als unsere
parallel anhängige
PCT-Anmeldung bezeichnet werden. Die nicht brennbaren anorganischen
Materialien schließen
ein beispielsweise Kalk, Perlit, Vermikulit, Diatomeenerde, kolloidales
Siliziumoxid, Magnesiumoxid, Magnesiumsulfat oder andere nicht brennbare
anorganische Füllmaterialien
niedriger Dichte, die dem Fachmann bekannt sind. Organische Füllmaterialien
oder Füllstoffe
schließen
ein anorganische Salze von organischen Säuren, Polysaccharidmaterialien
oder beispielsweise organische Bindemittelmaterialien, die in einem
höheren
Level vorhanden sind, als der Level, der für dieses Material erforderlich
ist, damit es nur als Binder fungieren kann.
-
Geeignete Bindemittelmaterialien
für die
vorliegende Erfindung schließen
die wohlbekannten Cellulose- oder Cellulosederivat-Binder, Alginsäure oder
Pektinbinder ein, die alle in unserer parallel anhängigen PCT-Anmeldung
beschrieben sind, insbesondere in Beziehung auf die nicht brennbare
Hülle derselben.
Das Bindemittel kann ein organisches Bindemittel sein, beispielsweise
Cellulosederivate wie Natriumcarboxymethylcellulose, Methylcellulose,
Hydroxypropylcellulose, Hydroxyethylcellulose oder Celluloseether,
Alginsäurebinder
eingeschlossen lösliche
Alginate wie Ammoniumalginat, Natriumalginat, Natriumcalciumalginat,
Calciumammoniumalginat, Kaliumalginat, Magnesiumalginat, Triethanolaminalginat
und Propylenglykolalginat oder unlösliche Alginate, die löslich gemacht
werden können
durch Zusatz von Solubilisierungsmitteln wie Ammoniumhydroxid. Beispiele
für diese
schließen
ein Aluminium-, Kupfer-, Zink- und Silberalginate. Alginate, die
anfänglich
löslich
sind, die jedoch während
der Verarbeitung eine Behandlung durchlaufen, die diese in dem Endprodukt
unlöslich
macht, können
ebenfalls genutzt werden, beispielsweise Natriumalginat, überführt in Calciumalginat.
Andere organische Bindemittel schließen ein Gumme wie Gummi arabicum,
Gummi ghatti, Traganthgummi, Karaya, Lokustbohnen, Akaziengummi,
Guargummi, Quincesamen oder Xanthangummi oder Gele wie Agar, Agarose,
Carragenane, Fucoidane und Furcellaran. Pektine und pektinartige
Materialien können
ebenfalls als Bindemittel genutzt werden. Stärken können ebenfalls als organische
Bindemittel genutzt werden. Andere geeignete Gumme können unter
Bezugnahme auf Handbücher
gewählt
werden wie Industrial Gums, Herausgeber Whistler (Academic Press).
Anorganische nicht brennbare Bindemittel wie Kaliumsilicat, Magnesiumoxid
in Kombination mit Kaliumsilicat oder einige Zemente zum Beispiel
und deren Mischungen können
ebenfalls genutzt werden, üblicherweise
als Alternative. Kombinationen all der oben benannten können ebenfalls
genutzt werden.
-
Die Aerosol erzeugende Quelle umfasst
vorzugsweise Aerosol bildende Mittel wie Glycerin und/oder andere
Aerosol bildende Verbindungen, die in unserer parallel anhängigen PCT-Anmeldung veranschaulicht sind.
Diese schließen
ein mehrwertige Alkohole, Propylenglykol und Triethylenglykol, Ester
wie Triethylcitrat, Triacetin und Triethylenglykoldiacetat (TEGDA)
oder hoch siedende Kohlenwasserstoffe. Andere geeignete Aerosol
bildende Mittel werden dem Fachmann bekannt sein.
-
Wie oben angedeutet, kann es sich
bei dem rauchbaren Füllmaterial
geeigneter Weise um ein extrudiertes Material handeln, welches extrudierte
Material ein geschäumtes
oder nicht geschäumtes
Material sein kann. Geeignete Expansionsmedien oder Schäumungsmittel
sind in unserer parallel anhängigen
PCT-Anmeldung beschrieben, deren Gegenstand in Bezug auf die Expansionsmedien
durch Bezugnahme hierin aufgenommen ist. Geeignete Expansionsmedien
schließen
ein Stärke,
Pullulan oder andere Polysaccharide, eingeschlossen Cellulosederivate,
feste Schäumungsmittel,
anorganische Salze und organische Säuren, die in situ gasförmige Mittel
bereitstellen, organische gasförmige
Mittel, anorganische gasförmige
Mittel und flüchtige flüssige Schäumungsmittel.
Wasser ist in üblichster
Weise das bevorzugte flüchtige
Expansionsmittel für
solche Expansionssysteme. Alternative Expansionsmittel sind wohlbekannt.
Bei dem extrudierten Material kann es sich um Stränge, Stäbe, Filamente
oder bogenförmiges
Material handeln, das anschließend
zur Bereitstellung des Füllstoffinaterials
zerschnitten wird. Alternativ kann das rauchbare Füllstoffmaterial
als ein Bogen unter Anwendung herkömmlicher Bandguss oder Papierherstellungstechniken
gegossen werden. Das Verweben oder miteinander Verbinden von Strängen oder
Filamenten kann wünschenswert
sein, um Luftdurchtritte bereitzustellen, falls das extrudierte
Material das Durchziehen von Luft oder Rauch durch dieses nicht
gestattet. Andere Stromab-Verarbeitungstechniken
können
ebenfalls genutzt werden, um den Druckabfall zu verbessern. Verschiedene
extrudierte Formen sind in unserer parallel anhängigen PCT-Anmeldung beschrieben
und sollten als hierin durch Bezugnahme aufgenommen angesehen werden.
-
Das rauchbare Füllstoffmaterial kann vorteilhafter
Weise auch Kohlenstoffmaterial, gegebenenfalls aktiviert, enthalten.
Vorzugsweise ist das Kohlenstoffmaterial pulverisiertes oder granuläres Kohlenstoffmaterial.
-
Aromastoffe, Casings wie Lakritze
oder andere Geschmacks- und Aromamaterialien, Kaffee, Tabakextrakte
oder Flavourings, enthaltend Lakritze und Kaffee beispielsweise,
können
in dem rauchbaren Füllstoffmaterial
nach Wunsch enthalten sein. In einigen Fällen kann das Casingmaterial
die Brennbarkeit des rauchbaren Füllstoffmaterials unterstützen, wodurch
es sich um ein Brennstoffmaterial handelt. Weichmacher wie Glycerin
oder Propylenglykol oder andere wohlbekannte Weichmacher können wahlweise
in Mengen vorhanden sein, in denen sie nicht die Hauptaerosolkomponente
des Rauchers werden.
-
Das Füllstoffmaterial für Rauchartikel
gemäß der Erfindung
kann mit herkömmlichem
Tabakfüllstoffmaterial
oder anderen Tabakersatzmaterialien als Verdünner oder als ein Mittel zum
Senken der statischen Spitzentemperatur des Zigarettenstabes genutzt
werden.
-
Das Rauchartikel-Füllstoffmaterial
gemäß der Erfindung
ist für
die Verwendung in herkömmlichen
mit Papier umwickelten Rauchartikeln geeignet wie auch in der alternativen
Rauchartikelhülle,
die in unserer parallel anhängigen
PCT-Anmeldung beschrieben ist. Der Gegenstand unserer PCT-Anmeldung
in Beziehung auf Rauchartikelhüllen
ist hierin durch Bezugnahme aufgenommen. Das Rauchartikelfüllstoffmaterial
ist auch für die
Verwendung in alternativen Rauchartikeln geeignet, beschrieben von
R. J. Reynolds in
EP 0 176 645 ,
entweder als das Aerosol erzeugende Mittel oder das feste Brennstoffelement
in diesen Vorrichtungen, bekannt als „Premium"-Typ-Vorrichtungen. Das vorliegende
Material kann das Material, das in denjenigen US-Beschreibungen
und anderen davon abstammenden beschrieben ist, teilweise oder vollständig ersetzen.
Das Füllstoffmaterial
der vorliegenden Erfindung kann somit als Brennstoffquellmaterial
bekannt sein.
-
Das rauchbare Füllstoffmaterial kann das Hochfett-
und Hochöl-Material
in einer Menge im Füllstoffmaterial
enthalten, welche Menge kein rauchbares Füllstoffmaterial mit einem insgesamt
hohen Fett- oder hohen Öl-Gehalt
ergeben muss. Somit kann das anfängliche
Hochfett- oder Hochöl-Material
beispielsweise in die Geschmacksstoffe und/oder Fett- oder Öl- Komponenten daraus
extrahiert enthalten und das behandelte Material oder ursprüngliche
Material kann als ein Substratmaterial genutzt werden, zu dem nur
ein Teil des Fetts oder Öls
wiederum zugesetzt wird. Das behandelte Restmaterial ist selbst
als brennbares Brennstoffmaterial verfügbar mit oder ohne dem extrahierten
Zusatz, der diesem zugesetzt wird. Alternativ können die extrahierten Geschmacksstoffe,
Fett- oder Öl-Komponenten
oder in andere Extrakte aus anderen Hochfett- oder Hochöl-Quellen,
beispielsweise Kakao, als Brennstoffmaterial nach dem Sprühtrocknen
beispielsweise dienen oder können
einem anderen Substrat zugesetzt werden. Das Substrat kann organisch
oder anorganisch sein. Vorzugsweise ist das anorganische Substrat
im Wesentlichen nicht brennbar. Organische oder anorganische Materialien
wie diejenigen, die in unserer parallel anhängigen PCT-Anmeldung Nr. PCT/GB 95/02110 beschrieben
und oben angegeben sind, können
die Substratmaterialien darstellen, zu denen die oder ein Teil der
extrahierten Komponenten zugesetzt werden können.
-
Die Erfindung stellt außerdem bereit
einen Rauchartikel, umfassend eine Hülle, umhüllend einen Stab aus rauchbarem
Füllstoffmaterial
in Übereinstimmung
mit einem derjenigen, die oben beschrieben wurden.
-
Vorzugsweise ist die Hülle eine
im Wesentlichen nicht brennbare Hülle wie diejenige, die in unserer parallel
anhängigen
PCT-Anmeldung beschrieben ist. Deren Gegenstand, der sich auf die
im Wesentlichen nicht brennbare Hülle bezieht, soll als hierin
durch Bezugnahme aufgenommen betrachtet werden. Zusammengefasst
umfasst die Hülle überwiegend
nicht brennbare, teilchenförmige,
anorganische Füllstoffmaterialien,
ein Bindemittel und/oder einen Weichmacher und wahlweise eine kleine
Menge an Faser. Diese Materialien sind alle oben beschrieben worden.
-
Vorzugsweise setzt sich die im Wesentlichen
nicht brennbare Hülle
aus überwiegend
nicht brennbaren anorganischen Füllmaterialien
zusammen. Der Ausdruck „überwiegend" wie hierin verwendet
meint mindestens etwa 65% und üblicherweise
70%. Das anorganische Füllstoffmaterial
ergibt vorzugsweise sehr wenig oder im Wesentlichen keinen sichtbaren
Nebenstromrauch, wenn der Rauchartikel angezündet wird. Vorzugsweise umfasst
die nicht brennbare Hülle
mindestens 80% und stärker
bevorzugt mindestens 90% anorganisches Füllstoffmaterial in Gewicht
der Hülle.
-
Die nicht brennbare Hülle kann
eine kleine Menge an cellulosischem Fasermaterial umfassen. Vorzugsweise
umfasst das Fasermaterial weniger als 10%, stärker bevorzugt weniger als
5% und sogar noch stärker
bevorzugt weniger als 2% in Gewicht der nicht brennbaren Hülle. Am
vorteilhaftesten ist kein Fasermaterial in der Hülle vorhanden.
-
Vorzugsweise umfasst die Hülle ein
Bindemittel und/oder einen Weichermacher. Diese Komponenten können in
einer Menge von bis zu 30 Gew.-% in der Hülle vorhanden sein. Vorzugsweise
ist das Bindemittel zu nicht mehr als 25 Gew.-% der Hülle vorhanden.
Die exakten Proportionen bzw. Anteile werden von den Geschmackseigenschaften,
der annehmbaren sichtbaren Nebenstromrauchemission und der Stärke des
gewünschten
Produktes wie auch den benutzten Verarbeitungstechniken abhängen. Das
Bindemittel kann in etwas 8–10
Gew.-% der Hülle
vorhanden sein, obwohl es in einer Menge von etwa 5% oder darunter
in Gewicht der Hülle
vorhanden sein kann.
-
Die Hülle erzeugt, obwohl sie, falls überhaupt,
nicht viel sichtbaren Nebenstromrauch ergibt, Asche einer annehmbaren
Farbe und Qualität.
Der Rauchartikel weist auch eine sichtbare Brennlinie auf, die entlang des
Artikels voranschreitet und es dem Raucher ermöglicht, zu bestimmen, ob der
Artikel entzündet
ist, und den Rauchprozess zu beobachten. Die sichtbare Verbrennungslinie
kann als Ergebnis des Erwärmens
des organischen Bindemittels auf Temperaturen gebildet werden, bei
denen sich das Bindemittel thermisch zersetzt, um eine braunschwarze
Verkohlungsfarbe zu erzeugen. Alternativ können die Farbe verändernde
Verbindungen in die Füllzusammensetzung
eingeschlossen werden. Farbstoffe, die der Hülle eine andere als weiße Farbe
verleiht, können
ebenfalls eingeschlossen werden. Diese Farbstoffe können ebenfalls
mit dem Erwärmen ihre
Farbe verändern,
wodurch sie eine sichtbare Verbrennungslinie ergeben, beispielsweise
CuSO4·5H2O.
-
Die Art des gewählten Bindemittels wird auch
die Permeabilität
der äußeren Hülle bestimmen.
Bindemittel wie Natriumcarboxymethylcellulose und Propylenglykolalginat
haben sich als besonders effektiv beim Erzeugen einer ausreichend
permeablen Hülle
erwiesen, um die Verbrennung der Brennstoffquelle in der Hülle zu unterhalten.
Das letztere Bindemittel ergab die permeablere äußere Hülle für dieselbe Zusammensetzung dieser äußeren Hülle. Die
Hydratationszeit einiger Bindemittel kann eine Rolle bei der Bestimmung
der Effizient des Bindemittels spielen. Herkömmlich als starke Bindemittel
verstandene wie Hydroxypropylcellulose können in kleineren Mengen genutzt
werden, um die Permeabilität
der Hülle
zu erhöhen,
dies muss jedoch gegen die Festigkeit der Hülle abgewogen werden.
-
Der Weichmacher kann in der Hülle in einer
Menge bis zu 20 Gew.-% in derselben vorhanden sein. Der Weichmacher
ist vorzugsweise in etwa 10% oder darunter, vorzugsweise 5% oder
darunter in Gewicht der Hülle
vorhanden. Der Weichmacher kann Glycerin, Propylenglykol oder Fette
oder Öle
mit niedrigem Schmelzpunkt beispielsweise darstellen. In Abhängigkeit
vom gewählten
Produktionsverfahren für
die Hüllen,
kann der Weichmacher in den Hüllzusammensetzungen
fehlen. Der Weichmacher hilft in den Trocknungsstufen der Hülle, um
Hüllenverformungen
zu verhindern, insbesondere dann, wenn direkte Wärme beispielsweise heiße Luft das
Trockenmedium darstellt. Andere Herstellungsverfahren der Hülle sind
in unserer parallel anhängigen PCT-Anmeldung
beschrieben. Diese Verfahren werden durch Bezugnahme hierin aufgenommen.
Die Menge an Weichmacher, Bindemittel oder anderem organischen Füllstoffmaterial
wird das Auftreten der Brennlinie beeinflussen, d. h. die Brennlinienbreite
und die Menge an sichtbarem Seitenstrom des Artikels. Vorzugsweise ist
die Breite der Brenrilinie nicht größer als 10 mm, vorzugsweise
nicht mehr als 5 mm und stärker
bevorzugt zwischen 2 bis 3 mm Breite. Die Breite der Brennlinie
hängt von
der Zusammensetzung des brennbaren Materials im Artikel ab.
-
Für
ein leichtes Verständnis
der Erfindung und in die einfache Umsetzung in die Praxis wurden
die folgenden Beispiele durchgeführt,
um die Erfindung und deren Aspekte zu veranschaulichen.
-
BEISPIEL 1
-
Füllstoffmaterialien
wurden hergestellt, in dem man verschiedene Mischungen herstellt,
zusammengesetzt aus verschiedenen Anteilen an Kakaopulver, Kohlenstoff,
Glycerin, Propylenglykolalginat (PGA) als Bindemittel und Kalk als
anorganisches Füllstoffmaterial.
Die vollständigen
Details der Zusammensetzungen sind in Tabelle 2 unten angegeben.
Die Mischung, wenn sie hydratisiert war, wurde in eine Spritze mit
einer kreisförmigen
Düse von
1 mm Durchmesser insertiert und Stränge des Füllstoffmaterials wurden auf
Plastikbögen extrudiert.
Die Stränge
ließ man
an Luft bei Raumtemperatur über
Nacht trocknen.
-
Einzelne Stränge des Füllstoffmaterials wurden mit
einem Feuerzeug angezündet,
um zu sehen, ob die Zusammensetzung brennbar war. Es ist ersichtlich,
dass für
eine Kakao- und Bindemittelzusammensetzung von je etwa 10 Gew.-%
der Trockenmischung mindestens etwa 3% Glycerin erforderlich ist,
um die Verbrennung aufrecht zu erhalten. Es ist auch ersichtlich,
dass das Füllstoffmaterial
in den veranschaulichten Leveln ohne Kakaopulver nicht brennen wird.
-
Tabelle 2 gibt auch Hinweise darauf,
dass eine Beziehung zwischen dem Anteil an Kakaopulver und Glycerin
im Füllstoffmaterial
bestehen kann, die erforderlich sind, um ein brennbares Füllstoffmaterial
herzustellen. Diese Beziehung wird in Tabelle 3 aus Beispiel 2 genauer
untersucht.
-
BEISPIEL 2
-
Eine Anzahl von Füllstoffmaterialzusammensetzung
wurden hergestellt wie in Tabelle 3 unten beschrieben. Die Proben
20–22
wurden über
verschiedene Verfahren getrocknet; Trocknen in Luft bei Raumtemperatur über Nacht,
Trocknen in einem Ofen bei 70°C über Nacht,
Trocknen mittels Extrudieren in ein Ethanolbad aus Ethanol von Standardlaborqualität, um Wassermoleküle mittels
Einfangen zu entfernen, oder Extrudieren in ein Bad, enthaltend
eine 1 M Calciumchlorid-Lösung
(wässrig)
für 10
s, Entfernen des Extrudats und anschließendes Trocknen lassen an Luft.
Keine dieser Proben brannte bei den gewählten Zusammensetzungen. Im
Gegensatz ist die Mischung dann stärker brennbar, wenn man Perlit
durch Kalk als anorganischen Füllstoff
in den Proben 23–25
ersetzt. Von den drei für
diese Proben getesteten Trocknungmethoden verhindert nur das Trocknen
unter Anwendung der Calciumchloridmethode die Verbrennung. Die luftgetrockneten
und ethanolgetrockneten Proben 25 bzw. 23 brennen beide. Klar sind
einige anorganische Füllstoffe
in den gewählten
Zusammensetzungen stärker
zu bevorzugen als andere.
-
In der Tabelle bezeichnet NaALG Natriumalginat.
-
BEISPIEL 3
-
Verschiedene Zusammensetzungen an
Füllstoffmaterial
wurden wie in Tabelle 4 detailliert angegeben hergestellt. Um die
Auswirkung des Bindemittels auf die Annehmbarkeit des Raucharomas
zu bestimmen, wurden verschiedene Bindemittel in ansonsten konstanten
Trockenmischungen ausprobiert. Ein Aromamittel oder Flavouringmittel
wurde ebenfalls in alle Proben in einer Menge von 4 Gew.-% der Trockenmischung
eingearbeitet.
-
In der Tabelle bezeichnet HPC Hydroxylpropylcellulose
und SCMC Natriumcarboxymethylcellulose.
-
Wie aus Tabelle 4 ersichtlich ist,
waren alle Zusammensetzungen brennbar. Die Aromabewertung zeigt
die bevorzugten Bindemittel an. Eine Bewertung von 1 ist der am
meisten bevorzugte Rauchgeschmack. Eine Bewertung von 7 ist der
am wenigstens bevorzugte Rauchgeschmack.
-
BEISPIEL 4
-
Um die Rauchübermittlungen der Rauchartikel
zu bewerten, die rauchbares Füllstoffmaterial
gemäß der vorliegenden
Erfindung enthalten, wurden Stränge
des Füllstoffmaterials
in eine im Wesentlichen nicht brennbare, vorextrudierte Hülse insertiert.
Ausreichend Stränge
an Füllmaterial
wurden verwendet, um einen gut gepackten Rauchartikel bereitzustellen.
In der Praxis können
15–20
Stränge
von 1 mm Durchmesser in eine Hülse
mit einem Innendurchmesser von etwa 7,0 mm insertiert werden. Die
Zusammensetzungen der Stränge
sind in Tabelle 5 unten angegeben. Vier verschiedene Geschmackszusammensetzungen
wurden in den Strängen
genutzt, wie angegeben. Die Aromen 2 und 4 waren Kaffee bzw. Lakritze.
Die Aromen 1 und 3 umfassten Anteile von Kaffee und Lakritze.
-
Die im Wesentlichen nicht brennbare
Hülse wurde
hergestellt aus 10 g Natriumalginat (Kelvisqualität – bereitgestellt
von Kelco International), hydriert in 200 ml Wasser während des
Zerkleinerns in einem Crypto Fearless-Nahrungsmittelmischer für eine 1
h; 90 g Perlit (PO5-Qualität),
der zuvor auf eine Teilchengröße von ≤ 120 μm zermahlen
worden war, werden dem Bindemittel/Wasser-Gemisch bei konstantem
Rühren
für eine weitere
Stunde zugesetzt. Die Paste wurde durch eine Torpedodüse (Schmierkopf)
eines Kolbenextruders zum Erhalt eines Rohrs von mehr als 69 mm
Länge und
0,5 mm Wandungsdicke extrudiert. Das Rohr wurde in 1 l einer 1 M
Calciumchlorid-Lösung
(wässrig)
extrudiert, anschließend
nach 10 s entnommen, über
Nacht bei Raumtemperatur an Luft trocknen gelassen, auf Länge geschnitten
und an einen Filter angeheftet. Stränge von extrudiertem Füllstoffmaterial
wurden in die Hülse
insertiert. Etwa 18 Stränge
konnten insertiert werden.
-
Tabelle 5 unten zeigt die Zusammensetzungen
der Brennstoffquelle, d. h. des Füllstoffinaterials, und die
aus Zigaretten, hergestellt aus den so gefüllten Hülsen, wenn diese an ein Filterelement
aus faserförmigem Celluloseacetatwerk
von 27 mm Länge
mit einem Druckabfall von etwa 70 mm WG angeheftet sind, gewonnenen
Rauchdaten. Die Rauchartikel wurden unter standardisierten Maschinenrauchbedingungen
eines 35 cm3 Zugs von 2 s Dauer jede Minute
bis auf eine Kippenlänge,
eingeschlossen den Filter, von 35 mm Länge abgeraucht.
-
Die Ergebnisse zeigen, dass die Rauchartikel
eine große
Menge an Rauch erzeugen und dass ein hoher Gehalt an Wasser und
Glycerin im Rauch vorliegt.
-
BEISPIEL 5
-
Tabelle 6 zeigt die Zusammensetzung,
Herstellungsbedingungen und Rauchergebnisse aus geschäumten, extrudiertes
Kakaopulver enthaltenden Brennstoffstäben. Vorgelatinisierte Maisstärke wurde
als ein Polysaccharid-Expansionsmedium mit Hydroxypropylcellulose
als das Bindemittel, Kalk als anorganischer Füllstoff und Glycerin als Weichmacher
verwendet. Die Pulvermaterialien wurden trockengemischt und in einen
BC21-Clextral-Extruder eingespeist. Wasser wurde dem Extruderfass
mit einer Einspeisgeschwindigkeit in Litern pro Stunde ebenso wie
Glycerin zugeführt
(in einer 50 : 50-wässrigen
Lösung).
-
In der Tabelle stellen die Gesamtfeststoffe
(in Gramm) das Gewicht der Trockenmischung eingeschlossen Glycerin
dar.
-
Stromab der Extruderdüse befanden
sich Übermittlungsmittel,
umfassend ein Luftmesser (oder mehrere Messer) und ein kooperierendes
Paar an eingekerbten Endlosbändern.
Die eingekerbten Bänder
wurden betrieben, um das Extrudat von der Extruderdüse bei jeder
gewählten
Geschwindigkeit wegzuziehen. Somit wird über dieses Verfahren ein Wegschaffen
erzielt, was eine Verlängerung
des Produkts gestattet. 64 mm Längen
des Materials werden über
eine rotierende Schneidmaschine geschnitten. Ein Trocknen des Produkts kann
in dem Stromabprozess erzielt werden, vor dem Zerschneiden in die
Stäbchenlängen, mit
Hilfe eines Luftgebläses,
angeordnet stromab des Luftmessers und stromauf des Übermittlungsmittels.
-
Um einen annehmbaren Druckabfall
des Stranges bereitzustellen, erforderten einige Stangenproben eine
weitere Stromabbehandlung, um einen annehmbareren Druckabfall zu
erzeugen.
-
Die geschäumten Kakaostäbchen von
64 mm Länge
wurden anschließend
ohne Hülle
jeglicher Art unter standardisierten Maschinenrauchbedingungen und
ohne angeheftetes Filterelement abgeraucht.
-
BEISPIEL 6
-
Messungen der statischen Spitzentemperatur
der brennenden Kohle einer Anzahl von Rauchartikeln erfolgten über die
Standardtechnik unter Anwendung der Infrarotthermografie. Bänder der
in Tabelle 7 beschriebenen, nicht geschäumten Mischungen wurden bei
Raumtemperatur und -druck durch eine 1 cm breite, 0,5 mm dicke Banddüse eines
Kolbenextruders extrudiert. Diese Bänder wurden angezündet und
man ließ sie in
statischer Luft kohlen. Die in Tabelle 7 angegebenen Prozentsätze sind
in Gesamtgewicht der Bestandteile des rauchbaren Füllstoffmaterials.
Das Bindemittel ist Propylenglykolalginat.
-
Tabelle 7 zeigt, dass Glycerin wenig
Einfluss auf die Verbrennungstemperatur sowohl der auf Kakao als
auch der auf Kohlenstoff basierten Füllstoffmaterialien zu haben
scheint. Im Gegensatz scheint die Erhöhung der Menge an Kakao im
rauchbaren Füllstoffmaterial
die Verbrennungstemperatur des Füllstoffmaterials anscheinend
auf einen Grenzwert hin zu erhöhen.
Eine relativ kleine Erhöhung
der Verbrennungstemperatur ist auch bei Erhöhung des Kohlenstoffs im Füllstoffmaterial
zu sehen. In beiden Diagrammen weist das rauchbare Füllstoffmaterial
auf Kakaobasis eine beträchtlich
niedrigere mittlere Verbrennungstemperatur auf, als Kohlenstoff
sie zeigt. Kohlenstoff ist selbstverständlich leicht als Brennstoffmaterial
in vielen alternativen Rauchartikeln assoziiert.
-
Unsere Untersuchungen haben auch
gezeigt, dass eine relativ lokalisierte Verbrennungsfläche für rauchbare
Füllstoffmaterialien
auf Kakaobasis vorliegt, verglichen mit einer breiteren Brennzone
für Füllstoffmaterialien
auf Kohlenstoffbasis. Kakao weist daher Vorteile gegenüber den
wohlbekannten Brennstoffquellen aus Kohlenstoff anderer alternativer
Rauchartikel auf.
-
In den Beispielen 7 und 8 unten wurden
Brennstoffmaterialien hergestellt durch Mischen der festen teilchenförmigen Bestandteile
in einem Nahrungsmittelmischer. Die flüssigen Komponenten wurden zugesetzt, während die
festen Komponenten schnell gerührt
wurden, um eine sorgfältige
Mischung sicherzustellen. Nachdem das gesamte Wasser zugesetzt worden
war, wurde die Mischung für
30 min gerührt,
um dem Bindemittel ausreichend Zeit für die vollständige Hydratation
zu geben. Die resultierende Aufschlämmung wurde auf eine beheizte
rotierende Trommel aus Edelstahl gegossen, die bei einer Temperatur
von 105°C
gehalten wurde. Die Aufschlämmung
wurde auf die Trommel über
einen Schlitz von 0,75 mm Breite eingeführt. Das getrocknete Bahnenmaterial
wurde von der Trommel in Bahnenform gesammelt, bei 60% relativer
Feuchtigkeit über
Nacht konditioniert und durch einen Büroshredder zerteilt. Die resultierenden
Stränge
waren Tabaksträngen
in der Größe vergleichbar.
-
BEISPIEL 7
-
Tabelle 8 zeigt die Wirkungen entweder
des Zusatzes von Öl
zu einem Brennstoffmaterial als zusätzlicher Brennstoff oder der
Verwendung von Öl
als Brennstoffmaterial, zugesetzt zu einem im Wesentlichen anorganischen
Substrat. Die Proben wurden anschließend in Papier umhüllte Zigaretten
von 84 mm Länge,
mit einem 27 mm Celluloseacetat Filter und eine Spitze von 32 mm
zusammengebaut. Die Zigaretten wurden unter standardisierten Iso-Maschinenrauchbedingungen
abgeraucht, unter denen ein 35 cm3 Zug von
2 s Länge
jede Minute bis zu einer Kippenlänge
von 35 mm genommen wird. Rauchübermittlungen
wurden gravimetrisch unter Anwendung eines Cambridge-Filterlappens
erhalten.
-
Die Brennstoffmaterialien bieten
einen weiteren Kontrollmechanismus für die Rauchübermittlungen, insbesondere
hinsichtlich ihrer Verdünnungswirkungen.
-
BEISPIEL 8
-
Auf die oben beschriebene Weise wurde
ein Brennstoffmaterial, das aus einem extrahierten Rückstand
eines ursprünglichen
Materials, nämlich
Kakaopulver und/oder einem Anteil an Kakaobutter oder nur dem Extrakt
selbst besteht, erzeugt und abgeraucht. Die Formulierungen und Ergebnisse
sind in Tabelle 9 angegeben. Beispiel 6 enthielt einen Rückstand
nach Extraktion mit angesäuertem
Wasser, Beispiel 7 enthielt den Rückstand nach alkoholischer
Extraktion und Beispiel 8 enthielt den Rückstand nach Extraktion mit
wässrigem
1 M Natriumhydroxid. Beispiel 9 war der Extrakt aus dem Kakaopulver
selbst nach Extraktion mit wässriger
1 M Zitronensäure.
-
Es ist ersichtlich, dass das ursprüngliche
Material als eine Brennstoffquelle dienen wird, wie dies auch der
Extrakt selbst tun wird. Sie stellen auch einen Mechanismus zur
Steuerung der Rauchübermittlung
hinsichtlich ihrer Wirkung auf die Raucheigenschaften der Rauchartikel,
die solche Füllstoffmaterialien
enthalten, bereit.
-
Das Brennstoffmaterial der vorliegenden
Erfindung weist gute Geschmacks- und Aromaeigenschaften, geringere
statische Spitzenbrenntemperatur, einen geringeren Nebenstromrauch und
eine lokalisiertere Verbrennungszone auf. Alle diese Merkmale sind
Verbesserungen gegenüber
den früher
vorgeschlagenen Tabakersatzmaterialien oder alternativen rauchbaren
Füllstoffmaterialien.
Die Eigenschaft des geringen Nebenstromrauchs kann durch sorgfältige Wahl
der Zigarettenhülle,
die im Rauchartikel genutzt wird, gefördert werden.
-
-
-
-
-
-
-
-
-