EP1946659A1

EP1946659A1 - Rauchfreie Zigarette, Zigarillo, Zigarre oder dgl.

Info

Publication number: EP1946659A1
Application number: EP07001135A
Authority: EP
Inventors: Willi Kälin; Hansjörg Gutknecht; Georg Dr. Fallegger; Willy Zurschmiede
Original assignee: Grischa Plast AG
Current assignee: Grischa Plast AG
Priority date: 2007-01-19
Filing date: 2007-01-19
Publication date: 2008-07-23
Anticipated expiration: 2027-01-19
Also published as: WO2008087161A1; ATE418276T1; EP1946659B1; DE502007000333D1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine rauchfreie Zigarette, Zigarillo, Zigarre oder dgl., wie sie beispielsweise in der EP 1 536 703 B1 und im Oberbegriff des Hauptanspruches beschrieben wird. Nachteilig hat sich bei der vorbekannten Zigarette bemerkbar gemacht, dass Nikotin und Aromastoffe nicht im gewünschten Ausmaß aus dem Depot (16) und in der erforderlichen Weise freigesetzt werden konnten. Abhilfe für diese Probleme wird erfindungsgemäß dadurch geschaffen, dass das Depot (16) teilweise vom Mundstück (14) form- und/oder kraftschlüssig aufgenommen und mit einer Diffusionssperre (17) ummantelt ist, und dass die Heizquelle in Form eines zentrisch angeordneten Heizstabes (18) vorgesehen ist, welcher ganz oder teilweise von einem Wärmeleitrohr (20) derart umgeben ist, dass mindestens ein axial verlaufender Luftströmungskanal (21, 22) zwischen Heizstab (18) und Wärmeleitrohr (20) angeordnet ist, wobei letzteres mit seinem am Mundstück (14) angrenzenden hinteren Ende teilweise das Depot (16) umschließt und mindestens eine Lufteintrittsöffnung an seiner Vorderseite aufweist ( Fig. 1 ).

Description

Die Erfindung betrifft eine rauchfreie Zigarette, Zigarillo, Zigarre oder dgl., umfassend mehrere Teile: ein wieder verwendbares Teil mit einer Thermo-KunststoffUmmantelung, einer oder mehrerer Lufteinlassöffnungen und einer elektrisch anschließbaren Heizquelle, und ein ggf. wieder verwendbares, austauschbares Mundstück, sowie ein austauschbares, nicht wieder verwendbares Nikotin-Aroma-Depot, wobei die durch die Heizquelle freigesetzte Wärme, einerseits das Depot vorheizt und das im Depot befindliche Nikotin und die Aromastoffe freisetzt, und die vom Konsumenten durch die Luftströmungskanäle angesaugte Luft erwärmt und so das im Depot befindliche freigesetzte Nikotin und die Aromastoffe mit der Luftströmung mitnimmt, und so vom Raucher aufgenommen werden.
Eine derartige Zigarette ist beispielsweise aus der EP 1 536 703 B1 bekannt geworden. Nachteilig hat sich bei der vorbekannten Zigarette bemerkbar gemacht, dass Nikotin und Aromastoffe weder im gewünschten Ausmaß, noch in der erforderlichen Weise aus dem Depot freigesetzt werden konnten.
Der vorliegenden Erfindung liegt im Hinblick darauf die Aufgabe zugrunde, die eingangs genannte Zigarette derart zu verbessern, dass die erforderliche thermische Energie an das Depot übertragen wird, um die gewünschte Beförderung der flüssigen Nikotin-Aroma-Mischung, das einen Siedepunkt von 246 bis 247°C aufweist und der Aromastoffe gezielt durch das zum Anwender liegende Mundstückende zu ermöglichen und einen frühzeitigen oder sonstigen Austritt der gasförmigen Stoffe zu vermeiden.
Diese Aufgabe wird in überraschender Weise dadurch gelöst, dass das Depot teilweise vom Mundstück form- und/oder kraftschlüssig aufgenommen und mit einer Diffusionssperre ummantelt ist, und dass die Heizquelle in Form eines zentrisch angeordneten Heizstabes vorgesehen ist, welcher ganz oder teilweise von einem Wärmeleitrohr derart umgeben ist, dass mindestens ein axial verlaufender Luftströmungskanal zwischen Heizstab und Wärmeleitrohr angeordnet ist, wobei letzteres mit seinem am Mundstück angrenzenden hinteren Ende teilweise das Depot umschließt und mindestens eine Lufteintrittsöffnung an seiner Vorderseite aufweist.
Das Erfinderische liegt also darin, dass das Depot optimal vom Mundstück und vom Wärmeleitstrom aufgenommen und fest positioniert wird, wodurch eine optimale Wärmeübertragung ermöglicht, ein Verrutschen des Depots, oder gar ein Verschlucken durch den Anwender mit Sicherheit verhindert wird. Vorteilhafterweise kann dieses durch eine besondere Geometrie der axialen Innenfläche des Mundstücks bzw. der Außenfläche des Depots erzielt werden, die passgerecht aufeinander abgestimmt sein können, beispielsweise in Form einer blumenförmigen oder rosettenförmigen Gestaltung, oder kraftschlüssig miteinander verbunden sind. Andere Gestaltungen sind für den Fachmann jedoch denkbar. Ebenso wird ein besonders guter Übergang zwischen den Teilen erzielt, da das Depot zum Teil aus dem Mundstück in das Wärmeleitrohr hineinragt. Letzteres umgibt den Heizstab, wobei am Wärmeleitrohr vorteilhafter Weise ein O-förmiger Distanz- und Dichtungsring positioniert ist, der den Heizstab mit dem Wärmeleitrohr mittig in der Ummandlung arretiert und Luftströmungen zwischen Thermoumwandlung und Wärmeleitrohr unterbindet. Von erfindungsgemäßer Bedeutung ist ebenfalls der besondere Querschnitt des Wärmeleitrohrs, der mindestens einen axial verlaufenden Luftströmungskanal zwischen Heizstab und Wärmeleitrohr ausbildet, so dass eine optimale Weiterleitung der aufgenommenen thermischen Energie sichergestellt ist. Darüber hinaus ermöglicht das Wärmeleitrohr auch eine Speicherung von thermischer Energie, so dass diese für die übliche Anwendungsdauer einer Zigarette von einigen Minuten ausreicht.
Weitere Vorteile und Merkmale gehen aus den vorstehenden Unteransprüchen hervor, die auch gemeinsam mit dem Hauptanspruch von erfinderischer Bedeutung sein können.
Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung zum besseren Verständnis der Erfindung näher erläutert, auf das die Erfindung jedoch nicht beschränkt ist. Es zeigt:

Fig. 1: eine perspektivische Abbildung der erfindungsgemäßen rauchfreien Zigarette im zusammengesetzten Zustand;
Fig. 2: eine perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen Ladegerätes;
Fig. 3: eine perspektivische Ansicht von dem ggf. austauschbaren Mundstück mit eingesetztem Nikotin-Aroma-Depot;
Fig. 4: eine Querschnittsansicht des in Fig. 3 gezeigten Mundstücks;
Fig. 5: eine weitere perspektivische Ansicht des Depots mit einer Diffusionssperre;
Fig. 6: eine Explosionsdarstellung des wieder verwendbaren Teils der erfindungsgemäßen rauchfreien Zigarette; und
Fig. 7: eine Querschnittsansicht von Heizstab mit eng anliegendem Wärmeleitrohr unter Ausbildung von zwei Luftströmungskanälen.

Nachfolgend werden die Einzelteile der Erfindung näher bezüglich Zusammensetzung, Form und Funktion beschrieben.
Das erfindungsgemäße Prinzip beruht auf einem rauchfreien, zigarettenähnlichen Inhalator, genannt NicStic, und einer Ladestation wie sie in den Figuren 1 und 2 gezeigt werden.
Das genannte System besteht - grob gesagt - aus drei Teilen:

der sog. "Nic", Mundstück 14 mit Nikotin-Aroma-Depot 16,
der sog. "Stic", wieder verwendbares vorderes Teil mit Heizquelle u.a.
Ladestation 30

Der "Nic" gleicht optisch dem Filter einer Zigarette. Seine Funktion ist die Aufnahme der Nikotin- und Aromastoffe. Er besteht aus zwei in Fig. 2 und 3 gezeigten Einzelteilen.
Erfindungsgemäß ist das Mundstück 14 innen hohl. Durch seine speziell geformte Innengeometrie (siehe Fig. 4), kann es das Nikotin-Aroma-Depot 16 optimal aufnehmen. Die rosettenförmige Geometrie 26 sorgt für eine feste Positionierung, sichert so das Verrutschen des Depots 16 und verhindert damit, dass es verschluckt werden könnte. Zudem übernimmt es durch seine Formgebung eine wesentliche Rolle zur Abdichtung zwischen "Nic" und "Stic". Es verhindert den Eintritt von kalter Fremdluft, da es in seiner Geometrie und Material flexibel und formbar ist, wobei es teilweise in den "Stic" eingeführt ist, und damit den Übergang abdichtet.
Das Mundstück 14 besteht aus Celluloseacetatfaser, das von braunem, filterfarbenem Papier umwickelt ist. Alternativ zur Celluloseacetatfaser ist die Verwendung von Polyethylenfaser als Füllmaterial möglich. Weitere Materialien sind denkbar.
Im Depot (16, siehe Fig. 5) werden das Nikotin und die Geschmackstoffe gelagert, die über den Rauchakt freigesetzt werden.
Die Freisetzung oder Überführung von Nikotin und Aromastoffen von den Filterfasern des Depots in die angesaugte Luft findet in Aerosolen (Sprühnebel) und/oder in Gasform statt.
Erfindungsgemäß ist, dass das Depot 16 mit einer Diffusionssperre 17 ummantelt ist, welche den frühzeitigen Austritt und das Verflüchtigen des Nikotins und der Aromastoffe verhindert.
Diese Diffusionssperre 17 besteht aus einem Feuchtigkeit abweisenden Material PP (Polypropylen), oder alternativ auch aus Aluminiumfolie.
Das Füllmaterial besteht aus Polyethylenfaser, das eine sehr geringe Affinität zu Nikotin und Aromastoffen aufweist. Somit wird das Nikotin und Aroma leicht aus dem Depot 16 freigesetzt.
Der "Stic" (siehe Fig. 6) hat die Aufgabe, die zur Freisetzung der Nikotin- und Aromastoffe notwendige thermische Energie an das Nikotin-Aroma-Depot 16 zu übertragen. Er ist wieder verwendbar und besteht aus den folgenden vier Komponenten:

Ummantelung 12
Heizstab 18
Wärmeleitrohr 20
O-Dichtungsring 28

Die Ummantelung 12 ist ein weisses, aus Thermoplast (PA66) bestehendes Rohr, dessen Hauptfunktion in der Wärmeisolierung liegt. Die Ummantelung 12 wurde so konzipiert, dass sie:

dem Aussehen einer zeitgemässen, modernen, handlichen Zigaretten Form entspricht
den Konsumenten beim Anfassen vor hohen Temperaturen schützt
den Heizstab 18 aufnimmt, positioniert und arretiert
das Wärmeleitrohr 20 positioniert und arretiert
das Mundstück 14 durch seine spezielle Geometrie ggf. aufnimmt und abdichtet.

Der Heizstab 18 besteht aus einem gewickelten Kupferdraht, der in eine stangenförmige Keramik eingegossen ist. Die Keramik speichert die für die Auflösung der Nikotin- und Aromastoffe notwendige Wärme. Die Abgabe der Wärme erfolgt durch das Vorbeiströmen der angesaugten Frischluft, sowie den direkten Kontakt mit dem Wärmeleitrohr 20.
Das Wärmeleitrohr 20 besteht aus Aluminium und überträgt die im Heizstab 18 erzeugte thermische Energie direkt auf das Nikotin-Aroma-Depot 16 (siehe Figur 5), indem es dieses teilweise umfasst.
Erfindungsgemäß besitzt das Wärmeleitrohr 20 einen kreisförmigen Querschnitt mit zwei Ausbuchtungen 24, 25 (siehe Figur 7), wodurch einerseits bewirkt wird, dass der Heizstab 18 geklemmt wird, nicht in der Ummantelung 12 verrutschen kann, und andererseits durch den direkten Kontakt eine optimale Energie-Aufnahme gewährleistet ist. Durch den besonderen Querschnitt wird außerdem erreicht, dass zwei Luftkanäle 21, 22 zwischen Heizstab 18 und Wärmeleitrohr 20 entstehen, die für eine optimale Speicherung und Weiterleitung der im "Stic" aufgenommenen thermischen Energie sorgen. Diese beiden Luftkanäle 21, 22 sind genau so definiert, dass ein nicht zu grosser Zugwiderstand entsteht, aber andererseits eine turbulente Strömung der durchgesaugten Frischluft gewährleistet ist, die zu einer zusätzlichen Erwärmung der Frischluft führt.
Der O-Dichtungsring 28 besteht aus einem temperatur- und witterungsbeständigem Elastomer und sitzt in einer O-Ringnut außen auf dem Wärmeleitrohr 20. Durch seinen festen Sitz positioniert und arretiert er den Heizstab 18 mit dem Wärmeleitrohr 20 mittig in der Ummantelung 12 und dichtet den "Stic" in Richtung Nikotin-Aroma-Depot 16 ab.
Die für den "Stic" notwendige Zuführung von Energie erfolgt über eine Ladestation, die aus zwei Teilen besteht:

Ladeetui 30 (siehe Figur 7)
Netzadapter (nicht gezeigt)

Das Ladeetui 30 besteht aus sieben Komponenten, namentlich Etuideckel, Etuiboden, Abdeckung, Lichtleiter, Batteriefachdeckel und dem Akku 32 und Elektronik.
Das Ladeetui 30 speichert in einem wieder aufladbaren Akku 32 die zum Aufheizen des Heizstabes 18 erforderliche elektrische Energie. Die Abgabe der Energie an den Heizstab 18 erfolgt über eine Aufnahme im Etui 30, die an eine elektronische Steuerung angeschlossen ist. Über einen Lichtleiter, der den Farbwechsel von der LED-Anzeige veranschaulicht, wird dem Konsumenten angezeigt, dass die erfindungsgemäße Zigarette 10 betriebsbereit ist.
Die neuen und erfinderischen Merkmale der Zigarette 10 oder dgl. und des Sets liegen im Vergleich zum Stand der Technik in folgenden Eigenschaften:

Diffusionssperre 17 für das Nikotin-Aroma-Depot 16
luftdichte Verbindung zwischen "Nic" und "Stic"
Luftströmungskanäle 21, 22 im Wärmeleitrohr 20
Beheizung des Depots 16 von innen und außen
rosettenförmige Geometrie im Mundstück 14 Erfindungsgemäß verbindet die Diffusionssperre 17 des Nikotin-Aroma-Depots 16, dass Nikotin und Aromastoffe in benachbarte Materialien abwandern. Mit der Ummantelung 17 des Depots 16 wird der radial gerichteten Abwanderung der Wirkstoffe entgegen gewirkt.

Es dürfte einleuchten, dass die erzielte dichte Verbindung zwischen "Nic" und "Stic" wichtig ist, damit der beim Ziehen der Luft entstehende Unterdruck, die Luft nur durch die vorgesehene Konstruktion zieht. Somit können die beabsichtigten Mengen an durch Wärme freigesetztem Nikotin-und Aromastoffen gewährleistet werden. Versuche haben gezeigt, dass bei Depotmengen von ca. 1,7-1,9 mg Nikotin und Aromastoffen eine Freisetzung von 0,12-0,16 mg erzielt werden konnte, was gegenüber dem Stand der Technik eine Erhöhung um 2 Größenordnungen darstellt.
Die erfindungsgemäße Lösung beruht einerseits auf der Elastizität und der Geometrie des "Nic", und der Geometrie der Ummantelung 12 zur Aufnahme des "Nics", welcher über einen Konus in der Ummantelung 12 in den "Stic" eingeführt wird. Durch den Konus wird das Mundstück 14 des "Nics" zusammengedrückt und dichtet auf diese Weise die erfindungsgemäße Zigarette ab.
Zum Freisetzen der Nikotin- und Aromastoffe hat die Depotbeheizung drei wesentliche Grundbedingungen zu erfüllen:

Einbringung der benötigten thermischen Energie
Direkte Außenheizung und indirekte, oder direkte Innenbeheizung, um eine Freisetzung von Aroma und Nikotin zu erreichen.

Die Zuführung der Energie in den Heizstab 18 ist in Mindestumfang (4.5 W) und Dauer (ca. 0.5 min.) so ausgelegt, dass die zur Freisetzung des Nikotins erforderliche Endtemperatur von mindestens 65°C erreicht und die für die normalerweise getätigten Rauchzüge erforderliche Wärmekapazität vorgehalten wird.
Erfindungsgemäß wird mit dem Einsatz des Wärmeleitrohres 20 eine optimale Einbringung der Wärmeenergie und damit eine effektive Überführung der im Nikotin-Aroma-Depot eingebrachten Wirkstoffe ermöglicht. Das Depot 16 wird durch die Wärmeübertragung des Wärmeleitrohres 20 aus dem Heizstab 18, am Aussenumfang erhitzt. Durch diese Erwärmung des Depots 16 am Aussenumfang wird ein Teil des Nikotins in demselben freigesetzt.
Eine zusätzliche Heizquelle bildet die erwärmte Luft, die durch die konstruktionsbedingte Auslegung des Wärmeleitrohres 20 entsteht. Die Frischluft wird durch beispielsweise drei Einlassöffnungen in den Innenraum des "Stic" eingesaugt. Das kleine Volumen an erwärmter Luft wird nun zwischen Heizstab 18 und Wärmeleitrohr 20 mit einer hohen Strömungsgeschwindigkeit hindurchgezogen, wodurch eine turbulente Strömung entsteht. Die turbulente Frischluft wird durch die erhitzten Körper (Wärmeleitrohr & Heizstab) und durch die Friktionswirkung der dafür ausgelegten Luftkanäle 21, 22 erwärmt.
Die erwärmte Luft strömt (beim Rauchakt) durch das Depot 16, wo sie einen wesentlichen Beitrag zum Freisetzen von Nikotin hat.
Durch die von außen einwirkende Wärme und die erwärmte Luftströmung, werden die Wirkstoffe im Luftstrom transportiert und aerosol- oder gasförmig in die Mundhöhle überführt.

Claims

Rauchfreie Zigarette (10), Zigarillo, Zigarre oder dgl. umfassend mehrere Teile:
ein wieder verwendbarem Teil mit einer Thermo-Kunststoff-Ummantelung (12), einer oder mehrerer Lufteinlassöffnungen und einer elektrisch anschließbaren Heizquelle, und ein ggf. wieder verwendbares, austauschbares Mundstück (14), sowie ein austauschbares, nicht wieder verwendbares Nikotin-Aroma-Depot (16), wobei die durch die Heizquelle freigesetzte Wärme, die vom Konsumenten durch die Luftströmungskanäle angesaugte Luft erwärmt und so das im Depot (16) befindliche Nikotin und die Aromastoffe freisetzt, die vom Raucher aufgenommen werden, dadurch gekennzeichnet, dass

das Depot (16) teilweise vom Mundstück (14) form- und/oder kraftschlüssig aufgenommen und mit einer Diffusionssperre (17) ummantelt ist, und dass die Heizquelle in Form eines zentrisch angeordneten Heizstabes (18) vorgesehen ist, welcher ganz oder teilweise von einem Wärmeleitrohr (20) derart umgeben ist, dass mindestens ein axial verlaufender Luftströmungskanal (21,22) zwischen Heizstab (18) und Wärmeleitrohr (20) angeordnet ist, wobei letzteres mit seinem am Mundstück (14) angrenzenden hinteren Ende teilweise das Depot (16) umschließt und mindestens eine Lufteintrittsöffnung an seiner Vorderseite aufweist.
Rauchfreie Zigarette nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Mundstück (14) Filterfasern aus Zelluloseacetat und/oder Polyethylen umfasst oder aus einem festen oder geschäumten Kunststoff besteht, und dass das Depot (16) Filterfasern aus Zelluloseacetat und/oder Polyethylen umfasst, und dass die Diffusionssperre (17) aus Polypropylen und/oder Aluminiumfolie und das Wärmeleitrohr (20) aus einem Aluminiumrohr besteht.
Rauchfreie Zigarette nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmeleitrohr (20) im Querschnitt ein oder mehrere Vorsprünge oder Ausbauchungen (24,25) besitzt, der bzw. die an der Thermo-Ummantelung (12) anliegen und das Wärmeleitrohr (20) am Heizstab (18) eng anliegend festklemmen, wobei unterhalb der Ausbauchung(en) (24,25) der mindestens eine Luftströmungskanal (21,22) ausgebildet ist.
Rauchfreie Zigarette nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Mundstück (14) einen im Querschnitt rosettenförmigen und axial verlaufenden durchgängigen oder nicht-durchgängigen Kanal (26) zur form- und/oder kraftschlüssigen Aufnahme des Depots (16) besitzt.
Rauchfreie Zigarette nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass am Wärmeleitrohr (20) ein O-förmiger Distanz- und Dichtungsring (28) positioniert ist, der den Heizstab (18) mit dem Wärmeleitrohr (20) mittig in der Ummantelung (12) arretiert und Luftströmungen zwischen Thermoummantelung (12) und Wärmeleitrohr (20) unterbindet.
Rauchfreie Zigarette nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizstab (18) aus einem gewickelten Kupferdraht besteht, der in eine stangenförmige Keramik eingegossen ist.
Rauchfreie Zigarette nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Nikotin und die Aromastoffe in getrennten Depots eingebracht sind.
Rauchfreie Zigarette nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizstab (18) einen Dornfortsatz besitzt, der als direkte Innenbeheizung in das Depot (16) hineinragt.
Rauchfreie Zigarette nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der wieder verwendbare Teil mit dem nicht wieder verwendbaren Teil durch einen Dreh-, Pass- oder Schnappverschluss verbindbar ist.
Set mit einer rauchfreien Zigarette, Zigarillo, Zigarre oder dgl. nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche mit einem Ladeetui (30), vorzugsweise in zigarettenschachtelähnlicher Form, wobei das Ladeetui (30) eine integrierte Elektronik mit Akku (32) und Steuerung zur Übertragung der elektrischen Energie zur Erwärmung des Heizstabes (18) besitzt, wobei vorzugsweise Aufnahmeplätze (34,35) für mindestens einen Teil der rauchfreien Zigarette (10), Zigarillo, Zigarre und dgl. vorgesehen sind.