FR 2000102 A1 19690829 FR 6900159 A 19690108 69 00159 1- 2000102 La présente invention se rapporte cl'une manière générale aux produits à fumer et plus spécialement à des matières synthétiques propre?, à constituer des substituts du tabac. Il est bien connu que fumer le tabac, bien que ce soit d'une 5 pratique très répandue, peut avoir tendance à exercer des effets indésirables sur la santé du fumeur. On pense que ces effets sont attribuables à la présence dans la fumée de tabac de divers constituants qui, inhalés en quantités significatives pendant une période prolongée, peuvent exercer des effets Nuisibles. Depuis de 10 nombreuses années on a tenté de réduire les quantités de ces constituants présents dans la fumée de tabac. les' récentes impulsions gouvernementales ont provoqué une recrudescence d'activité dans ce domaine. On a essentiellement tenté de deux manières de trouver une 15 solution à ce problème. On a d'abord tenté d'enlever certains constituants par filtration de la fumée à travers une matière telle que le papier ou des filaments d'acétate de cellulose. Actuellement, c'est cette technique qui a apporté le meilleur remède à ce problème. 20 Une seconde voie pour résoudre ce problème consiste à rem placer tout ou partie du tabac par une matièr^&oruiant une fumée contenant une proportion moindre de constituants indésirables que celle fournie par une quantité comparable de fumée de tabac. Outre qu'il mr-nifeste un dégagement moindre de constituants indésirables 25 de la fumée de tabac, un substitut de tabac efficace doit avoir une vitesse de combustion lente comparable à celle du tabac. De plus, la fumée provenant de la matière synthétique ne doit pas avoir de saveur indésirable. Les substituts antérieurs entrent dans deux catégories. 30 Dans le premier groupe figurent des matières ayant une vitesse de combustion lente acceptable mais qui ne réduisent pas d'une manière significative les constituants indésirables. Dans le second groupe figurent les matières donnant un certain degré de réduction des constituants nuisibles quand elles sont mélangées avec le tari; bac en faibles pourcentages, maiâ ayant une saveur indésirable et/ou ne brûlant pas de manière satisfaisante quand elles sont utilisées seules ou dans des proportions significatives dans les mélanges avec le tabac. g 00159 2 2000102 La présente invention se propose en conséquence de fournir : - une matière à fumer donnant une fumée contenant une quantit sensiblement moindre de constituants indésirables que la fumée de tabac, tout en même temps ensyant un goût et une vitesse 5 de combustion lente acceptables. - un procédé de préparation d'une matière à fumer ayant la nature susdite ; - une cigarette constituée en totalité ou dans une proportion significative d'une matière à fumer synthétique manifestant les 10 propriétés susdites, ainsi qu'une matière synthétique propre à être incorporée dans une composition à fumer à titre de substitut de matières moins recommandables que le tabac. D'autres buts qui n'ont pas été spécifiquement exprimés apparaîtront à la lecture de la présente description. 15 D'une manière générale, il a été trouvé qu'une composite on comprenant un mélange intime d'une matière combustible du type défini ci-après et d'une matière de charge particulaire dans les quantités indiquées satisfait aux exigences susdites. Plus spécialement, les matières combustibles utilisées dans 20 la présente invention comprennent l'amidon, les dérivés d'amidon et de cellulose y compris leurs sels contenant le motif récurrent d'anhydro-glucose de formule : 35 dans -laquelle un au moins des symboles R est un groupe alcoyle inférieur, hydroxyalcoyle inférieur, carboxyalcoyle inférieur et leurs mélanges et les autres symboles II sont des atomes d'hydrogène. De préférence R est désigné par CI^COOI-î, CH^OH^Oïî ou CH^, M est un cation inoffensif ou de l'hydrogène et est de préférence un métal alcalin ou un métal alcalino-terreux, de l'alu- BAD ORIGINAL 69 00159 3 2000102 minium, du fer ou de l'hydrogène. Les composés de cette nature ont ordinairement " un degré moyen de substitution pour les atomes d'hydrogène d'environ 0,2 à 3,0 groupes R par motif et de préférence 0,4 à 1,2 groupe par motif. Des mélanges de ces composés 5 conviennent également dans la présente invention. Des matières combustibles particulièrement propres aux buts que se propose l'invention sont la earooxymétfyyl-cellulose, l'hy-droxyéthylcellulose, la carboxyméthyl-hydroxyéthyl-cellulose, la méthylcellulose, l'amidon oarboxyméthyle, etc. 10 La matière combustible peut être rétifiée pour en améliorer les caractéristiques de traitement et réduire la solubilité par réaction de tout ou partie des groupes hydroxyle résiduels avec un agent rétifiant. Des agents rétifiants comme les résines di-méthylol-uree-formaldéhyde,mélamine-formaldéhyde, le "kymène" 15 557 7 une épichlorhydrine polyamidique fabriquée par la Hercules Go, le glyoxal, et l^ialdéhyde-amidon sont particulièrement utiles à cette fin. Conviennent à cet effet des proportions allant jusqu'à environ 5 et de préférence de 0,001 à 0,5 i° environ relativement au poids total de la composition. On peut également ob-20 tenir la rétification par l'usage de sels organiques ou d'halogé-nures organiques ayant un ion divalent ou trivalent comme le fer ou l'aluminium. La matière peut également exister à l'état terminé sous une forme modifiée par suite de la réaction avec des ions métalliques pié sents dans les pectines du tabac ou analogues, 25 ou même des additifs usuels du t?bac comme des agents humectants des matières reconstituées, etc. La matière de charge utilisée dans les présentes compositions sont des matière c: particulaires inoffensives ayant de préférence une dimension minimum d'environ 0,2 miGron à environ 1 mm. Les 30 particules ont mieux encore une dimension moyenne minimum d'environ 0,2 micron à 0,05 mni. Il est également préférable que les matières particulaires aient une dimension maximum d'environ 0,25 mm et mieux d'environ 0,10 mm. Des matières appropriées peuvent être choisies parmi des composés organiques, des composés 35 minéraux et des éléments du moment que la matière est inoffensive c1 est-à-dire pharmacologiquement inerte pour" ce qui concerne les effets nuisibles en relation causale avec l'ingestion orale de la substance elle-même ou de ses produits de combustion. Toute- BAD ORIGN AL 69 00159 4 2000102 foio, on observe plus facilement une réduction des constituants indésirables quand la matière particulaire est formée d'un composé minéral, d'un élément ou un mélange des deux. Bien que la Demanderesse ne se considère pas liée par une 5 théorie quelconque, elle pense que la "vitesse de combustion des présentes compositions est en rapport avec le coefficient de conductivité thermique de la matière de charge utilisée. C'est-à-dire qu'une matière ayant un coefficient de conductivité thermique relativement élevé tend à transférer de l^chaleur aux particules 10 contiguës, en maintenant ainsi la lenteur de combustion de la matière combustible. Bien entendu, la densité des particules détermine dans une certaine mesure le degré de coefficient de conductivité thermique préféré du produit à fumer final. Une plus grande densité particulaire tend à faciliter la combustion jus-15 qu'à ce qu'il n'y ait plus de matière combustible suffisante four assurer la combustion lente. Toutefois, en général, on donne la préférence dans la présente invention aux matières de charge ayant un coefficient de conductivité thermique équivalent de la —3 charge particulaire dense à 800°C supérieur à 6 x 10 cal/cm/sec/ 20 °C/cm . On doit toutefois mentionner que ce facteur peut n'être pas entièrement applicable aux sels décomposables bien que ces sels puissent avoir indépendamment des caractéristiques intéressantes comme on le verra. Ces coefficients de conductivité thermique s'obtiennent facilement en faisant passer de la chaleur 25 dans un mince lit de la matière à essayer et en mesurant l'élévation de température du lit. Cette technique est décrite de manière plus complète par il. J. Kingery et autres dans Journal of the American Ceramic Society, 37:107 (1954). On trouve également facilement dans la littérature des coefficients de conduc- 30 tivité thermique particuliers. Des exemples de ces coefficients —3 2 sont : 8,2 x 10" calorie cm/sec/0C/cm pour le bioxyde de titane —3 * 2 22,1 x 10; calorie cm/sec/°C/cm pour l'oxyde de magnésium "-3 2 7,5 x 10 calorie cm/sec/°C/cm pour la silice fondue et —3 2 5,1 x 10 calorie cm/sec/°C/cm pour le bioxyde de zirconium. 35 Des composés minéraux propres à titre de charges consistent de préférence en un cation des colonnes A et un anion de la colonne B. BAD ORIGINAL 9 00159 5 2000102 B Lithium Sodium Manganèse Silicium Aluminium Palladium Oxydes Oxydes hydrates Eydroxydes Carbonates Phosphates x-luminates Stannates Zincates Silicates Carbures Potassium Cérium ràtain 5 Césium Cobalt Magnésium Fer Zinc Titane Zirconium Cuivre Calcium Molybdène Strontium iiickel Baryum Rubidium 10 les composés minéraux particulièrement préférés sont les carbonates, oxydes, silicates, aluminosilicates, aluminates des métaux alcalins et alcalino-terreux et l'hydroxyde d'aluminium. 15 Des composés minéraux à leur état naturel comme la dolomite, la perlite, la magnésite, la terre de diatomées, la vermiculite, etc, conviennent également dans la présente invention. Comme il a été noté, on peut également utiliser des éléments comme matière de charge. Les éléments préférés sont le carbone, 20 le zinc, le magnésium, le titane, l'aluminium et le fer. Bien que les matières de charge soient généralement de nature granulaire, elles peuvent également être sous forme de fibres. Des-matières facilement utilisables sous forme de fibres sont les fibres de verre, le mica, l'amiante, les métaux, les 25 oxydes métalliques et les carbures métalliques. Pour ce qui concerne l'invention les bandes métalliques minces comme les copeaux d'aluminium sont considérés comme fibreux. Les matières fibreuses ont de préférence une longueur moyenne d'environ 0,1 mm à 5 mm et une grandeur d'une dimension moyenne minimum comme il a été dit. 30 Pour obtenir une vitesse de combustion lente comparable à celle du tabac, les ingrédients susdits sont généralement combinés dans un rapport d'environ 85/15 à 15/85. Les matières sont de préférence combinées dans un rapport d'environ 25/75 à 75/25. La combinaison de ces matières et ces rapports donnent générale-35 ment une matière ayant une vitesse de combustion lente comparable à celle du tabac quand on la fume dans des - conditions analogues, c'est-à-dire de 3 à 10 mm par minute pour une cigarette ordinaire. Une telle vitesse de combustion correspond à environ 12 à 5 69 00159 6 2000102 bouffées .dans une cigarette fumée dans un cycle de soixante secondes, comme on 1s verra dans les exemples qui suivent. Comme il est prévisible, ces compositions particulières ont des vitesses de combustion différentes, en particulier quand on utilise des 5 matières de charge ayant des coefficients le conductivité thermique différents. Entre également dans le cadre de l'invention l'utilisation de combinaisons de charges particulaires pour obtenir la vitesse de combustion lente désirée. Des charges qui se sont avérées 10 particulièrement propres à régler les vitesses de combustion sont le bioxyde de titane, le carbone, l'oxyde de magnésium, les zéolites, le gel de silice, le silicate, de magnésium et la terre de diatomées. les compositions selon l'invention conviennent sous forme 15 d'un mélange intime, une pellicule ou tout état physique entre ces deux extrêmes. Il est préférable du point de vue du traitement et de la commodité, que les compositions à fumer soient sous forme- de pellicule quand la matière fumable est formée uniquement du présent produit. Quand on mélange les présentes compositions avec du 20 tabac ou avec un milieu de support approprié comme il sera défini dans la suite, des mélanges sont toutefois également préférée. A titre d'exemple d'état intermédiaire de la composition il est possible d'utiliser la matière combustible définie comme agent liant et lier les particules de charge à la surface du tabac ou 25 autre milieu support. On prépar-e .généraleiaen-tjles pellicules en ajoutant tous les ingrédients désirés à de l'eau, mélangeant intimement les matières et coulant le mélange sur une surface appropriée. Le mélange au moment du coulage contient ordinairement environ 65 à 95 fi d'eau. 30 Des pourcentages d'eau en dehors cle cette gamme sont possibles mais augmentent les difficultés de traitement. Généralement, la pellicule est coulée sous une épaisseur à l'état sec d'environ 0,05 à 0,5 mm, de préférence 0,075 à 0,25 mm environ et mieux encore d'environ 0,10 mm. Ces pellicules sont généralement coupées 35 à une largeur d'environ 16 à 60 tronçons pour 25 mm avant usage. Comme on l'a dit, les présentes matières, outre qu'elles peuvent être utilisées seules, peuvent également être mélangées avec du tabac. On peut préparer des produits à fumer appropriés à 69 00159 ' 2000102 l'aide d'une combinaison quelconque de tabac et de matière synthétique. Toutefois, des rapports du tabac à la matière synthétique d'environ 95/5 a 25/75 environ sont généralement utilisés. Bien entendu le critère principal est eue le mélange contienne assez de 5 matière synthétique pour obtenir une diminution significative de la quantité de constituants dégagés. Ordinairement, la matière synthétique est sous forme de pellicule ou de mélange sec et elle est soumise à un culbutage jusqu'à obtention d'un mélange homogène. Il est toutefois possible d'ajouter une dispersion aqueuse des matières 10 au tabac et culbuter et sécher le mélange pour obtenir des particules chargées adhérant au tabac, la matière combustible agissant comme liant. De même, la présente matière synthétique peut être combinée en toutes proportions avec d'autres matières synthétiques à fumer. 15 la combinaison des matières ci-dessus dans les rapports spécifiés produit généralement une matière à fumer donnant une cendre comparable à celle du tabac. Toutefois, le type de formation de cendre et son aspect peuvent éventuellement être facilement modifiés par l'addition de diverses substances corme des fibres 20 de verre, des sels de potassium, des fibres organiques ou des phosphates ou en général des sels métalliques hydratés inoffensifs. Les matières de la nature précédente produisent une fumée qui est elle-même inodore et insipide. Cette propriété permet une 25 large gamme de variantes de saveur et d'odeur pa.r l'incorporation de divers agents odorants. Des exemples de aatières qui se sont avérées intéressantes pour modifier les propriétés de saveur et d'odeur de la présente matière à fumer sont les extraits de tabac les extraits de fruits, les agents parfumant synthétiques, les 30 gommes naturelles, les résines et les sucres. La nicotine et d'autres alcaloïdes, bien qu'ils ne soient pag des ingrédients^ essentiels dans les présentes compositions, peuvent également être ajoutés en quantités déterminées. Du point de vue esthétique, l'addition de divers agents colo-55 rants à la matière à fumer peut être désirable. Par exemple, on peut obtenir une matière ayant une couleur similaire de celle du tabac naturel par l'addition de matières telles que le carbone, d'oxyde de fer, des colorants alimentaires, des extraits de tabac, BAD ORIGNAL 69 00159 2000102 des colorants organiques et des pigments minéraux ou des mélanges de ces composés aux matières à fumer de "base. Bien entendu, con-traiteraent eu tabac naturel, on peut donner à 1? matière présente une couleur quelconque désirée. On utilise généralement jusqu'à 5 environ 5,0 -,o de matière colorante relativement à la composition totale. On utilise de préférence environ 0,1 à 2,0 fs de l'agent colorant. Quand les présentes compositions sont préparées sous forme de pellicule, l'incorporation d'un plastifiant dans la pellicule 10 pour en augmenter la souplesse est souvent désirable. Des plastifiants qui se .sont avérés propres à cette fin comprennent l'eau, le butylène-glycol, la glycérine et le propylène-glycol. On utilise ordinairement environ 1à 30 environ et de préférence environ 2 à 25 f- en poids du plastifiant relativement au poids total de 15 la composition. La formation de pellicule peut également être améliorée par l'addition d'un agent mouillant comme le 'îween 20, un monolaurate de polyoxyétiiylène (20) serbitane fabriqué par l'Atlas Chemical Industries Inc., le Tergitol TM, un éther de polyglycol de tri-20 méthyl-nonanol fabriqué par l'Union Carbide ou le G-erm-i-tol, un chlorure d'alcoyl(C^2-C^g)diiaéthylbenzyl-ainnionium fabriqué par Fine Organics, Inc, aux compositions avant la préparation de la pellicule. On utilise de préférence environ 0,05 à 1,0 fj d'agent mouillant, des quantités allant jusqu'à 10 % étant convenables. 25 La vitesse, de combustion lente des présentes pellicules n'est pas seulement attribuable "au coefficient de conductivité thermique de la matière de charge utilisée, comme il a été décrit, mais également à la conductivité thermique de la pellicule elle-même. On a trouvé en général que les pellicules ayant la combustion 30 lente la plus désirable avaient une conductivité thermique d'en- "7 7 viron 3>7 x 10 °C/cm/sec. à environ 5>0 x lO"3 °C/cm/sec. Dans l'essai des pellicules selon l'invention les résultats ont été obtenus en plaçant une pellicule de 0,3 mm d'épaisseur entre deux blocs d'aluminium, en maintenant un des blocs à 117°C et en me-35 surant l'augmentation de température du second bloc. On a obtenu une normalisation en utilisant dans tous les cas une source de chaleur augmentant la temmérature du second bloc à raison de 0,19°C/?ec, les blocs étant placés en contact en l'absence d'une BAD ORIGINAL 69 00159 9 2000102 pellicule interposée. Les exemples suivants illustrent la présente invention mais ne doivent pal être considérés comme limitatifs. EXEMPLE I 5 On introduit 140 ml d'eau désionisée à 80°C dans un mélangeur à grand cisaillement avec 12,6 g de rutile-bioxycîe de titane de très bonne qualité. Le bioxyde de titane doit être complètement dispersé avant qu'on ajoute lentement 8,4 g de carboxyméthyl-cellulose de poids moléculaire moyen (D.S. 0,7) dans le tourbillon 10 de l'eau énergiquement agitée. Quand la totalité du dérivé cellulosique a été complètement dispersée (environ 5 à 10 minutes à 65°C) on coule une pellicule sur une étoffe enduite de "Teflon" sur une épaisseur de 0,875 mm et on sèche dans une étuve à cir-culatior)£orcée à 125°C. Après séchage et conditionnement (23°C, 15 60 io d'humidité relative) la pellicule est prête à être déchiquetée. On déchiquète alors la pellicule à une largeur moyenne de 0,9 mm et une longueur moyenne de 1,0 cm. Les pellicules déchiquetées de la composition donnée ci-après sont alors mises sous forme de cigarettes de 8 mm de diamètre et 85 mm de longueur en enroulant la 20 cigarette sur un rouleau à main. On fume les cigarettes ainsi préparées dans un appareil tirant des bouffées de 35 ml à des intervalles de deux secondes pendant un cycle de soixante secondes. On détermine la perte de charge, c'est-à-dire la résistance à la circulation qui se produit quand 25 on aspire de l'air à travers la colonne à raison de 1050 ml/mi-nute. On obtient le poids des goudrons en aspirant la fumée de la cigarette à travers un tampon filtrant de Cambridge qui enlève au moins 98 i<> des particules solides et en pesant le tampon avant et.après avoir fumé. La numération des bouffées est définie comme ?0 le nombre de bouffées nécessaire pour fumer- la cigarette jusqu'à 30 mm du bout. Le tableau 1 donne les résultats obtenus comparés avec des résultats analogues obtenus en fumant du tabac dans les mêmes conditions. 69 00159 10 2000102 TABLEAU 1 Ti02 £ CMC fi Poids déchiqueté grammes Perte de charge (mm H2O) Itfombre de bouffées Goudrons humides Goudrons secs 5 mg/cigarette 30 70 DITS* 35 65 1,10 10 11,1 3,2 2,9 60 40 1,10 7 5,4 2,3 2,0 10 80 20 2,50 7 9,9 1,4 1,1 85 15 —__ Dira — 1,10 70 10,0 28,7 24,7 Tabac *ne brûle pas Les résultats montrent qix'on obtient une quantité sensi-15 blement réduite de goudrons quand on remplace le tabac par les matières selon l'invention. EXEMPLE II On prépare des pellicules qu'on essaie à la manière de l'exemple I sauf que l'on utilise comme ingrédients de la carboxy-20 hydroxyméthyl-hydroxyéthyl-cellulose et de la terre de diatomées. Le tableau 2 donne les résultats obtenus. 25 30 ta: bleau 2 Terre de Uxfcl uOiûB 6S cl. ciihec ~/J Poids déchiqueté Perte de charges (mm 1^0) Sombre de bouffées Goudrons humides Goudrons secs /° s mg/cigarette 20 80 1,10 15 *n.b. 25 75 1,10 15 9 15,6 13,4 75 25 1,10 15 5 2,25 1,4 89 11 1,25 90 8 0,9 0,0 90 10 1,40 500 sr.B. Tout tabac 1,10 70 10,0 28,7 24,7 *Incombustible 35 EXEMPLE III Comin^ll a été noté par ailleurs, il est désirable dans certains systèmes d'utiliser deux ou plusieurs filtres pour amener la vitesse de combustion du système à la valeur optimum. Dans le présent exemple, la vitesse de combustion d'un système carboxymé-thyl-cellulose-calcaire dolomitique a été modifiée par l'introduction d'une seconde charge particulaire, le bioxyde de titane. BAD ORIGINAL 69 00159 11 2000102 Les trois constituants sont mis sous forme cle pellicule gui est convertie en cigarettes comme il est décrit dans l'exemple I. On a obtenu les résultats exposes au tableau 3 en fumant les cigarettes de la manière précédemment décrite. TABLEAU 3 CMC y> Dolomite fa îiÛ2 >- Uombre de bouffées 40 60 Incombustible 40 40 20 9 EXEMPLE IV 10 On a déterminé la quantité de composés organiques présente dans la phase gazeuse par chromatographie en phase gazeuse dans le cas d'une matière synthétique constituée par une pellicule comprenant 37 i* àe carboxyméthylcellulose, 37 i» de calcaire dolomi-tique ; 10 ^ de carbone et 18 fc d'agent mouillant, de plastifiant 15 et de colorants, cela pour un mélange 50/50 de tabac et de matière synthétique sous forme de pellicule et pour un mélange 50/50 de tabac et de la matière synthétique sous forme d'un mélangje s^ * Le tableau 4 donne les résultats obtenus en micro-grammes (Mcg) par/ TABLEAU 4 20 Témoin (tout tabac) Pellicule formée, 50/50 lié lange sec Pellicul 50/50 formée 100 Méthanol 12,8 5,7 5,9 0,0 25 Acétaldéhyde 47,8 46,7 34,9 39,5 Acetonitrile 16,6 8,6 6,1 0,2 Acroléine 5,8 4,3 3,8 1,8 Purane 3,1 1,9 1,45 0,7 Propionaldéhyde 4,1 5,6 2,0 4,2 30 Acétone 28,2 22,4 15,3 7,1 Propionitrile 2,7 m 0,8 0,01 Is obutyl-aldéhyde 2,2 1,3 1,0 0,3 Benzène 7,1 co 2,7 1,3 On a également déterminé l'acide cyi anhydrique, le phénol, 35 l'oxyde de carbone et le benzopyrène présents pour les pellicules synthétiques ci-dessus au moysn des techniques usuelles. Le tableau 4(e.) donne les résultats obtenus. BAD ORIGNAL 69 00159 2 2000102 ?ABL>,.U 4(a) Echantillon ..c* cyanh. Phénol Oxyde :1e Benzopyrene /cig. tnog/cig, carbor.e mcg/lCO ci£. (vol. "/>) Pellicule synthétique 100 f* 5 3 1,7 1,1 50 pellicule + 50 z/: tabac 10 déchiqueté 83 39 3,1 2,4 'îout tabac 225 63 5,8 2,4 Comme on l'a noté, le taux d'oxyde de carbone n'est que de 1,7 f- en volume pour- la pellicule synthétique à 100 fj. Est général, l~s présentes'compositions, et en particulier celles qui con-15 tiennent de la dolomite ou des charges similaires dégagent moins de 2 ËXIJÎiPl:': V Pour démontrer l'effet exercé sur la phase gazeuse organique 25 et la quantité de goudrons quand on utilise les constituants de la présente ratière seule et en comtinaison, on a préparé les compositions suivantes sous forme de cigarette ordinaire. lichan- ï'abac Carboxyméthyl- Calcaire Forme de la matière tillon 'î- cellulose y» dolomitique synthétique 30 A 50 25 25 Iîélange sec B 67 33 — Ifé lange sec C 67 — 33 Mélange sec D 100 'S 50 25 25 CIîC et dolomite en pel licule en mélange avec 0 abac déchiqueté 50 25 25 Tous les ingrédients en pellicule (matières cj.u type reconstitué) BAD ORIO'NAL- 69 00159 1-3 2000102 On a déterminé les quantités de goudrons humides et secs par le procédé décrit dans les exemples précédents. Le tableau 5 donne les résultats obtenus. TABLEAU 5 5 .hichan-tilLon Pcids déchiqueté (g) Perte de charge SffiH^O îTombre de bouffées G-oudron humide mg/cig. Goudron sec mg/cig. A 1,10 40 11,8 15,4 13,7 10 B 1,10 50 14,4 19,2 17,6 C 1,10 66 8,0 21,5 16,8 D 1,10 70 10,0 • 28,7 24,8 1 1,10 36 10,9 16,5 12,0 F 1,10 25 7,6 22,5 19,7 15 Le tableau 5(a) donne les résultats quant aux constituants de la phase organique en micro-grammes par bouffée» •TABLEAU 5 (a) J£L JSI (c) (D) (E) (E) Acétaldéhyde 27,2 34,2 53,4 47,8 35,1 40,5 20 Acétonitrile 5,0 6,9 18,5 16,6 7,5 6,5 Acroléine 2,5 2,7 7,5 5,8 4,0 3,5 Furane 1,1 1,5 3,4 3,1 1,7 1,6 Prop ionaldé hyd e 1,8 3,1 4,8 4,1 2,7 3,3 Acétone 15,6 21,4 28,9 28,2 20,3 19,3 25 Propionitrile 0,9 1,3 2,9 2,7 1,2 1,4 Isotutyl&l déhyde- 0,8 1,2 3,6 2,2 1,3 1,3 Benzène 3,4 4,1 7,5 7,1 3,5 3,5 Trois faits ressortent facilement des résultats ci-dessus. En premier lieu, les valeurs obtenues avec les mélanges comprenant 30 une combinaison des deux constituants selon l'invention avec le tabac sont notablement plus basses que celles obtenues avec le tabac seul. En second lieu, la matière combustible et la matière de charge associées donnent des valeurs plus basses que ces matières séparément dans le mélange avec le tabac. En fait, on notera d'a-35 près les résultats ci-dessus que l'utilisation de la matière de charge seule donne généralement des valeurs de phase organique supérieures. En troisième lieu, les résultats du tableau 5 indiquent qu'on obtient des valeurs inférieures de goudrons en utilisant la pellicule et le. tabac déchiqueté en mélange physique (E) au lieu BAD ORIGINAL 69 00159 4 2000102 de tabac incorporé dans la pellicule (P). EXEMPLE VI On prépare une composition synthétique similaire de celle décrite dans exemple Y en combinant 14 parties de carboxyméthyl-5 cellulose (D.S.0,7) avec 14 parties de calcaire dolmitique et 10 parties d'oxyde de magnésium, la composition manifeste des propriétés de combustion lente très désirables et donne ctes quantités de constituants comparables à celles obtenues avec la composition synthétique de l'exemple Y. 10 EXEMPLE VII On prépare d'autres formules appropriées en incorporant de l'extrait de tabac dans une psllicule faite en associant les ingrédients suivants : 0,2 gomme guar 15 . 2,5 g CMC 3,0 g oxyde de magnésium 1,0 g pâte de cellulose alpha SA haute qualité 5 gouttes germitol (agent mouillant) L'extrait de tabac utilisé est un extrait alcoolique de feuil-20 les d'orge. En utilisant 3,0 g d'extrait, la matière sous forme de cigarettes à 100 $ donne 8 bouffées sur un cycle de soixante secondes et fournit une fumée d'une saveur et d'un arôme très agréables. Quand on utilise 1,5 g seulement d'extrait, le nombre de bouffées passe à 9,5 sur un cycle de soixante secondes. On ob-25 tient également des produits satisfaisants quand on mélange ces formuJ.es avec une quantité égale de tabac. EXEMPIE VIII On a également préparé une autre formule appropriée en incorporant 1,75 partie de l'extrait de l'exemple VII dans une pel-30 licule préparée à l'aide des ingrédients suivants. Carboxymétiiyl-cellulose sodique 5,0 parties Gomme guar 0,4 " Pâte d'a-cellulose riche SA 5,0 " gel de silice (0,149-0,044 mm) 1,2 " 35 On déchiquète la composition ainsi préparée puis on la mélange avec du tabac dans une proportioi)&e 50/50 pour obtenir le produit final. BAD ORIGINAL è9 00159 15 2000102 EJISEFEE IX On prépare un sut s ti tir; approprié eu f orner.-'; une pellicule ingrédient = sui—an'oE 2e le manière précédemment décrite. ^tière Parties % a.iouté 5 Carboxymé-uyl cellulose 12 55 Calcaire dolomitique 12 55 Terre diatomées 10 28 Carbone 0,4 1,1 Agent mouillant 0,6 1,7 10 Glycérine 0,6 1,7 Résine pour résistance à l'état humide 1,2 0,55 Colorants pour aliments 0,18 0,50 Le-? essais effectués de la manière précédemment décrite donnent les résultats suivants. 15 Cigarette choisie, pds en grammes Parte de charge moyenne par cigarette, 20 mm d'eau (gamme) ITombre de bouffées Matière particulaire humide,mg/cig. Matière particulaire sèche, mg/cig. Dégagement de.nicotine, mg/cig. 25 Dégagement d'acide cyanhyàriçue micro-gramme c îîCîî/cig. Benzo(a)pyrène, mcg, 1GC cig. Dégagement de phénol, mcg/cig. Oxyde de carbone dans la fumée, vol. >: 50 Alcool méthylique, mcg/bouffée Acétaldéhyde, mcg/bouffée Acétonitrile, mcg/bouffée AcroHéine, mcg/bouffée Furane, mcg/b cux'fé e 55 Propionaldéhyde, mcg/bouffée Acétone, mcg/bouffée Propionitrile, mcg/bouffée Isobutyraldéhyde, mcg/bouffée Benzène, mcg/bouffée 100 5' ;n?tière synthétique 1,20+0,5 41 (58-45) 7,5 2,8 1,7 0,01 1.4 1,2 4 1.5 1.4 41,5 0,7 5,2 0,7 2.5 -14,5 0,0 0,4 1,5 100 f-tabac 1,20+0,5 63 (54-72) 3,6 28,0 24.7 1,52 216 2.8 98 5,6 22 52.8 15,0 4.9 1,9 4,2 28,0 2,8 2,6 5,6 BAD ORIG!NAL 69 00159 16 2000102 Il est intéressant d'observer dans l'essai des matières selon l'invention que la dimension particulaire maximum dans l'aérosol ïe fumée obtenu par la combustion de ces matières est comprise entre environ 0,1 et 0,2 micron. Celle qu'on observe 5 dans le cas de la fumée de tabac est d'environ 0,2 à 0,3 micron. En raison de la différence de dimension particulaire de la présente matière on peut parvenir à une filtration optimum en utilisant un filtre propre à enlever du courant de fumée des particules ayant la dimension particulaire maximum spécifiée ci-dessus. On a éga-10 lement noté que la fumée obtenue ' par combustion de la présente matière ne contient qu'environ 100 millions de particules par ml, alors que la fumée de tabac en contient environ un "billion. Les matières et la structure composite décrites ci-dessus dans la forme de composition à fumer manifestent comme on l'a 15 montré des avantages particuliers résidant dans la réduction du dégegement de matières connues pour ou suspectées d'être nuisibles dans la fumée de tabac quand on procède aux essais sous forme de cigarettes comme on l'a vu en détail. Bien que certaines études, notamment le Surgeon G-eneral's Report, Public Healt Service 20 Publication ÎT° 1103, indique l'intérêt de ces résultats comme moyen possible de réduire l'incidence de certaines formes de cancer pouvant être en rapport avec la fumée âe tabac, on doit souligner qu'il n'y a pas de degré similaire d'indication liant ce comportement à l'incidence d'autres maladies possiblement apparentées 25 à la fumée de cigarette comme l'emphysème, les troubles cardiaques, etc. Bien que les matières décrites selon l'invention aient été décrites principalement dans leur utilisation sous forme de cigarettes, il est évident qu'elles peuvent être également facilement 30 utilisées sous forme de cigares, tabac pour pipe, etc. Les compositions peuvent également être traitées par des procédés de fabrication de papier et utilisées pour la fabrication de papier à cigarette, etc. Il est également clair qu.'une partie du combustible ici défini peut Aetre remplacée par d'autres matières com-35 bustibles connues pour obtenir un produit fumable. L'invention telle qu'elle a été décrite est bien entendu susceptible de nombreuses variantes et modifications sans qu'on s'écarte pour autant de son cadre et de son esprit. 69 00159 2000102 — Rsvehdications — 1) Une matière convenant pour être utilisée dans les produits à fuser, caractérisée en ce qu'elle comprend une matière combustible c'ioisie parmi l'amidon st les dérivés de l'amidon et 5 de la cellulose., et leurs ?els, portant des substituants alcoyle inférieur, hydroxyalcoyle inférieur ou càrboxyalcoyle inférieur, et une charge particulaire servant à entretenir le combustion, ladite matière combustible et la charge étant présentes suivant un rapport en poids tel qu'on obtienne une vitesse de combustion 10 satisfaisante. 2) Une matière synthétique convenant pour être utilisée dans les produits à fumer, caractérisée en ce qu'elle comprend un mélange physique d'une matière combustible choisie parmi l'amidon et les dérivés de l'amidon et de. la cellulose, et leurs sels, caractérisée 15 en ce qu'elle présente le motif récurrent de formule : 20 H1!»» H \ /\ " r~Y o- 0 1 \ G ; C V 0 R daïls laquelle l'un au moins des symboles il est un groupe alcoyle inférieur, hydroxyalcoyle inférieur, carbcxyalcoyle inférieur ou leurs mélanges, les autres symboles H étant -de l'hydrogène, et le 25 degré moyen de substitution des symboles R étant de 0,2 à 3,0 environ, et d'une charge particulaire, le rapport en poids de la matière combustible à la charge étant d'environ 15/85 à 85/15. 3) la matière synthétique de le. revendication 2, caractérisée en ce qu'elle est sous forme d'une pellicule, la matière combus- 30 tible agissant comme matrice continue dans laquelle la matière de charge est dispersée. 4) La matière synthétique de la revendication 2, caractérisée en.ce que la matière combustible est la carboxyméthyl-cellulose, l'hydroxyéthylcellulose, la carboxytaéthyl-hydroxyéthyl- 35 cellulose, la méthylcellulose, ou leurs mélanges. 5) La matière synthétique de la revendication 2, caractérisée 69 00159 2000102 en ce que la charge particulaire est de la terre de diatomées, de l'oxyde de magnésium, de l'oxyde de titane, une zéolite, du calcaire dolomitique, ou lerrs mélanges, 6) la matière synthétique de la revendication 2, caractéri-5 sée en ce que la dimension particulaire de la charge est d'environ 0,2 microjq à 1 mm. 7) la matière synthétique de la revendication 2, caractérisée en ce que la matière combustible est à l'état de produit de réaction avec un agent rétifiant pour en réduire la sensibilité à 10 l'eau. 8) Une cigarette frite à partir de la matière synthétique de la revendication 2, caractérisée en ce qu'après oombustion, elle dégage uns quantité totale de produits condensés inférieure à celle dégagée par une cigarette uniquement constituée de tabac, consumée 15 de manière similaire. 9) Une cigarette comportant, comme matière combustible, la matière synthétique de la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle est munie d'un filtre propre à retirer en particulier des particules ayant un diamètre d'environ 0,1 à 0,2 micron. 20 10) Une matière synthétique convenant pour être utilisée dans le-s produits à fumer, caractérisée en ce qu'elle est constituée par un mélange physique d'une matière combustible choisie parmi l'amidon et les dérivés d'enidon et de cellulose, et leurs sels, caractérisée en ce au'elle ]££ésente|Le motif récurrent de 25 formule : i C E 2 0 R H 0-"^ \ H >-° 5° V^-0 S V I \ H OR dans laquelle au moins l'un des symboles R est choisi parmi un groupe alcoyle inférieur, hydroxyalcoyle inférieur, carboxyal-35 coyle inférieur, ou leurs mélanges ; les autres symboles R étant de l'hydrogène et le degré moyen de substitution des symboles R étant de 0,2 à 3»0, et d'une charge particulaire ; la matière synthétique présentant une vitesse de combustion lente comprise 69 00159 " 2000102 entre 3 et 10 mm/minute environ sous forme d'une cigarette. 11) La matière synthétique de la revendication 10, caractérisée en ce qu~: la charge particulaire présente un coefficient de conductivité thermique d'au noins 6 2: 10"*"' calories cm/seconde/ 5 "C/csi^ à 800°C e-: une porosité de 0 fo. 12) Une matière synthétique convenant pour être utilisée dans les produits à fumer, caractérisée en ce qu'elle comprend un mélange physique de tabac et d'une matière combustible choisie parmi l'amidon et les dérivés d'amidon, et de cellulose, et leurs 10 sels, présentant le motif récurrent de formule : 15 ch2OR h \A \/ H F .0-0- \ n-~° R V 1 dans laquelle l'un au moins des symboles R est un groupe alcoyle inférieur, hydroxyalcoyle inférieur, carboxyalcoyle inférieur, ou leurs mélanges, les autres symboles R étant de l'hydrogène, et le 20 degré moyen de substitution des symboles R étant de 0,2 à 3,0 environ, et d'une charge particulaire, le rapport en poids de la matière combustible à la charge étant d'environ 15/85 à- 85/15. 13) La matière synthétique de la revendication 12, caractérisée en ce que le tabac est sous forme déchiquetée en mélange 25 physique avec une pellicule comprenant la matière combustible et la charge particulaire. 14) La matière synthétique de la revendication 13, caractérisée en ce que le tabac, qui est la matière combustible, et la chaivs particulaire sont combinés sous forme d'une pellicule. 30 15) La matière synthétique de la revendication 14, carac térisée en ce qu'elle est sous forme d'une cigarette. 16) Procédé pour modifier le tabac à fumer de manière à réduire le pourcentage de constituants formés par l'action de fumer tout en conservant sensiblement ses propriétés organolep-35 tiques, caractérisé en ce qu'il consiste à mélanger physiquement avec le tabac, de l'amidon ou un dérivé ou sel d'amidon et de BAD ORIGINAL 69 00159 2000102 cellulose ayant des motifs récurrents de formule : ce, cr \ 2 G h h \ 5 C g - o \ ,0 R c h dans laquelle l'un au moins des symboles E est un groupe alcoyle 10 inférieur, hydroxyalcoyle inférieur, carboxyalcoyle inférieur, ou leurs mélanges, les autres symboles E. étant de l'hydrogène, et le degré moyen de substitution des symboles R étant de 0,2 à 3,0 environ, et une charge particulaire, le rapport en poids de la matière combustible à la charge étant d'environ 15/85 à 85/15. 15 17) Le procédé de la revendication 15 caractérisé en ce que le tabac est mélangé avec la matière combustible et la charge particulaire suivant un rapport d'environ 95/5 à 25/75. 18) Un produit à fumer synthétique caractérisé en ce qu'il est constitué par mie portion combustible consistant d'une 20 façon sensiblement complète en une matière choisie parmi l'amidon, et les dérivés d'amidon et de cellulose substitués par au moins un groupe alcoyle inférieur, hydroxyalcoyle inférieur ou carbôxy-alcoyle inférieur. 25 des compositions à fumer, caractérisée en ce qu'elle consiste essentiellement en une matrice continue de carboxyméthyl-cellulose contenant, à l'état de dispersion, environ 25 à 75 en poids d'au moins un composé de magnésium tel qu'un oxyde, hydroxyde ou eilicate sous forme particulaire, ladite matière en f 30 par combustion, sous forme d'une cigarette, une quantité nettement moindre de goudrons qu'une cigarette non munie de filtre et constituée entièrement de tabac fume de manière équivalente. 35 ses groupes hydroxyle résiduels. 21) La matière en feuille de la revendication 19, caractérisée en ce qu'elle est mélangée avec une quantité mineure d'un ingrédient modifiant la combustion en une quantité suffisante pour 19) Une matière en feuille propre à être incorporée dans 20) La matière en feuille de la revendication 19, taracté risée|en oe/iue la carboxyméthyl-cellulose est rétifiée grâce à BAD ORIGINAL 69 00159 2000102 qu'on puisse tirer 5 à 12 bouffées lorsque ladite matière est sous forme de charge pulvérisée pour cigarette. 22) La matière en fouille de le revendication 21,caractérisée en ce que l'ingrédient de modification est un extrait de tabac 5 incorporé clans une proportion allant jusqu'à environ 10 % en poids de la matière en feuille. 23) Une charge pour cigarette constituée par la matière en feuille de la revendication 22, caractérisée en ce qu'elle est sous forme pulvérisée. 10 24) Une cigarette constituée par la matière de charge de la revendication 23» caractérisée en ce qu'elle dégage par combustion, une quantité nettement moindre de goudrons qu'une cigarette fumée d'une façon classique en comparaison d'une cigarette non munie de filtre et constituée entièrement de tabac fumé de manière 15 équivalente. 25) Une matière synthétique à fumer, caractérisée en ce qu'elle est sous forme pulvérisée et qu'elle consiste en carboxyméthyl-cellulose et en 25 à 75 i" environ en poids d'une matière choisie parmi la terre de diatomées, la dolomite, l'oxyde de magné- 20 sium, une zéolite, et leurs mélanges, ladite matière dégageant, lors de la combustion, sou» forme d'une cigarette, sous forme de matière présentant un nombre de bouffées réglé pour qu'on puisse tirer 5 à 12 bouffées, une quantité nettement moindre de goudrons qu'une cigarette non munie de filtre, constituée entièrement de 25 tabac fumé de manière équivalente. 26) Une matière en feuille destinée à être incorporée dans des compositions à fumer caractérisée en ce qu'elle consiste essentiellement en une matrice continué de carboxyméthyl-cellulose présentant 25 à 75 Bf° en poids environ d'au moins un carbonate choisi 30 parmi les carbonates de magnésium, de calcium, d'aluminium et de fer, et leurs mélanges, ladite matière en feuille dégageant par combustion sous forme de cigarette une quantité nettement moindre de goudrons qu'une cigarette non munie de filtre et constituée entièrement de tabac fumé de manière équivalente. 35 27) Une matière synthétique à fumer sous forme combinée carac térisée en ce qu'elle consiste en carboxymethyl-cellulose et en 25 à 75 c/° en poids environ d'une matière choisie parmi la terre de diatomées, la dolomite, 1'oxyde de magnésium, une zéolite, et leurs 69 00159 2000102 mélanges, ladite matière dégageant, à la combustion sous forme d'une cigarette en une matière présentant un nombre de bouffées réglé pour qu'on puisse tirer 5 à 12 bouffées, une quantité inférieure à 2 pour cent en volume environ de ■ monoxyde de carbone 5 par cigarette. 28) Une matière synthétique à fumer sous forme de pellicule caractérisée en ce qu'elle comprend les matières suivantes dans les proportions approximatives indiquées : Carbo~yméthyicellulose 12 10 Calcaire dolomitique 12 Terre de diatomées 10 Carbone 0,4 Agent mouillant 0,6 Glycérine 0,6 is Résine pour résistance à l'état humide 1,2 Colorants pour matières alimentaires 0,18 ladite pellicule ayant une épaisseur d'environ 0,075 à 0,250 mm.