WO2009155957A1 - Rauchfreie zigarette - Google Patents

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WO2009155957A1
WO2009155957A1 PCT/EP2008/007199 EP2008007199W WO2009155957A1 WO 2009155957 A1 WO2009155957 A1 WO 2009155957A1 EP 2008007199 W EP2008007199 W EP 2008007199W WO 2009155957 A1 WO2009155957 A1 WO 2009155957A1
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WO
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nicotine
smoke
cigarette
heat
free cigarette
Prior art date
Application number
PCT/EP2008/007199
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English (en)
French (fr)
Inventor
Marcel Köller
Original Assignee
Olig Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Olig Ag filed Critical Olig Ag
Publication of WO2009155957A1 publication Critical patent/WO2009155957A1/de

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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24D—CIGARS; CIGARETTES; TOBACCO SMOKE FILTERS; MOUTHPIECES FOR CIGARS OR CIGARETTES; MANUFACTURE OF TOBACCO SMOKE FILTERS OR MOUTHPIECES
    • A24D1/00—Cigars; Cigarettes
    • A24D1/22—Cigarettes with integrated combustible heat sources, e.g. with carbonaceous heat sources

Definitions

  • the present invention relates to a smoke-free cigarette.
  • Smoke-free cigarettes are known in numerous different embodiments from the prior art.
  • a smoke-free cigarette which has a heat pipe, which is heated by means of the flame of a lighter. Due to its high heat capacity, the heat pipe releases heat over a sufficiently long period of time so that the stimulant contained in a reservoir can evaporate.
  • a smoke-free cigarette which has a nicotine depot and which is characterized in that a heating of the guided through the nicotine depot air flow to release the nicotine is not required.
  • the nicotine reservoir contains a carrier that is already in its gas phase at ambient temperature.
  • WO 2007/054167 A1 relates to a smoke-free cigarette which has a heating device designed to heat a reservoir from which nicotine is released with a current-carrying heating wire.
  • a smoke-free cigarette which is optically and geometrically adapted to a commercial cigarette and which consists of two parts, which are connected by a suitable connection technique, preferably by plugging together.
  • DE 10 2006 047 146 A1 relates to a smoke-free cigarette with a heat accumulator for heating a nicotine-containing insert, wherein the heat accumulator is heated by a burner.
  • a smoke-free cigarette which has a heat storage for heating a nicotine-containing reservoir, which is heated by a filament.
  • DE 690 12 823 T2 relates to a smoke-free cigarette which contains a nicotine-containing granules, which can be absorbed by the user through a sleeve in the mouth.
  • a smoke-free cigarette with a reusable and a non-reusable part which has a heating source, for example, has a heating wire or can be designed such that the heat by a crystallization process or by a chemical reaction is produced.
  • the present invention has for its object to provide a smoke-free cigarette, which is relatively simple and leads to an effective heating of the inhaled by a user air and / or the nicotine reservoir. This object is achieved by a smoke-free cigarette with the features of claim 1.
  • the cigarette has a self-sufficient heat unit for generating heat and a nicotine reservoir in which nicotine or a nicotine-containing compound is located.
  • the heating unit is designed to comprise a liquid containing sodium acetate trihydrate and / or sodium sulfate and / or Glauber's salt and / or magnesium nitrate hexahydrate, which is present in the thermal unit in a metastable, supersaturated form and in the crystallization of the sodium acetate trihydrate , sodium sulphate, Glauber's salt and / or magnesium nitrate hexahydrate gives off heat.
  • the solution or liquid in question is present in a metastable, supersaturated state, at least at ambient temperature, so that crystallization can be initiated even at ambient temperature.
  • heat is released by the crystallization of one or more of the substances mentioned, which serves to heat the nicotine reservoir and to promote the release of the nicotine and / or to heat the air inhaled by the user.
  • the cigarette further has a triggering mechanism to be actuated by a user, which initiates the crystallization. It can be provided that the crystallization is initiated by a mechanical process.
  • the triggering mechanism prefferably be formed by a small plate projecting into the solution, preferably a metal plate. Due to the activation or movement of this plate or of the clip, the activation or the initiation of the crystallization takes place. Due to the crystallization process, heat is continuously released over a certain period of time. guided - used to heat the nicotine reservoir and / or to heat the air inhaled by the user.
  • the heat unit is present in a hollow cylindrical space in the interior of which the nicotine reservoir is located.
  • the heat unit and the nicotine reservoir are arranged directly or indirectly one behind the other in the longitudinal direction of the cigarette.
  • the nicotine reservoir may be in the form of a substrate having on its surface the nicotine or nicotine-containing compound, or in the form of a substrate containing the nicotine or nicotine-containing compound. It is conceivable that the substrate is tobacco and in particular tobacco enriched with nicotine or a nicotine compound.
  • the nicotine reservoir is arranged such that it can be heated by the heating unit.
  • the heating of the nicotine reservoir may cause the nicotine to evaporate more readily, desorb or otherwise detach from the substrate, and thus be more easily conducted into the airflow generated by the user.
  • an embodiment of the invention is that the air flow generated by the user can be heated by the heating unit. This results in a more pleasant feeling compared to a cold air stream to be inhaled by the user.
  • the cigarette may have a filter which essentially serves to limit the flow of air through the cigarette. Alternatively or additionally, it may be provided that the filter serves to retain substances which are not intended to reach the air inhaled by the user.
  • the cigarette may have a jacket surrounding the thermal unit. Such an embodiment of the invention has the advantage that the user does not directly contact the heating unit, but the sheath, which preferably has a heat-insulating effect, so that their temperature is below the temperature of the heat unit.
  • the present invention further relates to a smoke-free cigarette with a self-sufficient heat unit for generating heat and with a nicotine reservoir in which nicotine or a nicotine-containing compound is located, wherein the heat unit is arranged so that it surrounds the nicotine reservoir at least in sections , It is thus conceivable that the heat unit is closer to the outside of the cigarette than the nicotine reservoir. In the case of a preferably circular in cross-section running cigarette can thus be provided that the heat unit is located in a region which is located in the radial direction further out than the nicotine reservoir.
  • the present invention further relates to a method for filling a smoke-free cigarette according to any one of claims 1 to 13. It is provided that the sodium acetate trihydrate and / or the sodium sulfate and / or the Glauber's salt and / or the magnesium nitrate hexahydrate heated to a temperature be in which the salt at least partially dissolves and that the solution is then filled in the space provided for receiving the heat unit of the cigarette.
  • the cigarette may have a closure element, in particular a cap or the like.
  • the closure member seals the end of the cigarette which is spaced from the end in use in the mouth. It is therefore conceivable that the one end of the cigarette is formed through the mouthpiece or through the mouth portion of the cigarette and that the other end is closed by the cap.
  • the closure can be airtight.
  • FIG. 1 shows a smoke-free cigarette according to the present invention in a longitudinal sectional view in a first embodiment
  • FIG. 2 shows a smoke-free cigarette according to the present invention in a longitudinal section in a second embodiment
  • Figure 3 a smoke-free cigarette according to the present invention in a longitudinal sectional view in a third embodiment.
  • the smoke-free cigarette according to the present exemplary embodiment in FIG. 1 is intended to supply the smoker with nicotine, but preferably not pollutants and carcinogenic substances.
  • the smoke-free cigarette 10 comprises a casing 12, a self-sufficient heating unit 14, a nicotine-containing substrate 16 and a mouthpiece 18.
  • the smoke-free cigarette further includes a release mechanism not shown in detail, which serves to initiate the crystallization, is discharged in the heat.
  • a release mechanism not shown in detail, which serves to initiate the crystallization, is discharged in the heat.
  • tobacco 16 which is slightly enriched with nicotine.
  • the mouthpiece 18 provides a constant draft within the system.
  • the crystallization process is initiated by a metal clip projecting into the solution, which is mechanically actuated and by which the crystallization is initiated or accelerated.
  • the smoke-free cigarette 10 further comprises a jacket 12 surrounding the heat unit 14 on its outer side.
  • This consists of a double-coated plastic film, in the interior of which there is the crystalline or liquid to be crystallized, which is able to store heat.
  • this heat can be released again by actuating an integrated metal plate, so that the entire unit heats up to about 45 to 55 ° C and continuously gives off heat for about 5 to 10 minutes.
  • These values are exemplary values.
  • the temperature and the time during which heat is given off can be adjusted, for example, via the amount of salt to be crystallized.
  • the heat unit is dimensioned such that it releases heat over at least one minute, preferably in the range of 2 to 4 minutes.
  • the sheath 12 surrounds according to the embodiment shown in the drawing, only the heat unit, but not the mouthpiece. In principle, however, it is also conceivable to guide the casing 12 over the entire length of the smoke-free cigarette and thus also via the mouthpiece 18. If the user draws air through the mouthpiece 18, the air flow is passed through the tobacco 16 and thereby heated due to the heat generated by the heat unit 14 over the effective length. The air stream absorbs the vaporizing nicotine along with flavorings and is passed through the mouthpiece 18, which can also serve as a filter. The mouthpiece 18 limits the flow of air and is dimensioned so that maximum Nikkungrenzire not be reached or exceeded.
  • the smoke-free cigarette 10 according to the present invention works without heat or energy from outside and is thus self-sufficient.
  • the smoke-free cigarette of the present invention is designed so that it is immediately ready for action, if the user so desires.
  • the crystallization After activation of the heating unit by actuation of the above-mentioned and not shown in the drawing clips, preferably metal clips, the crystallization begins in the supersaturated, metastable solution. It may be, for example, a solution of sodium acetate trihydrate (CH 3 COONa 3 H 2 O) in liquid. The heat of crystallization released in the exothermic reaction is released in several steps.
  • the sodium acetate trihydrate spontaneously crystallizes and releases the heat stored in the unit in the form of latent heat (CH 3 COO " (aq.) + Na + (aq.) ⁇ CH 3 COONa 3 H 2 O (solid) plus Heat), the ions present in the unit initially forming the ion lattice.
  • the water molecules occupy spaces defined in the interstices of the ion lattice formed in this way, precisely aligning their dipoles. In this way, the water molecules form a lattice in the crystal lattice.
  • the heat released in the crystallization thus consists, on the one hand, of the latent heat of the salt, that is, of its heat of solution or heat of crystallization.
  • heat is generated in the strongly exothermic formation of the water molecule lattice that proceeds in parallel. This heat of formation of the hydrate is also a latent heat.
  • sodium sulfate or the so-called Glauber's salt that is the decahydrate (Na 2 SO 4 10 H 2 O) can be used.
  • the mouthpiece 18 ensures a constant draft within the cigarette.
  • the jacket 12 of the cigarette serves on the one hand to prevent direct contact with the heat source in the form of the heat unit 14 and / or is designed such that it looks like a conventional cigarette.
  • the air flow is passed through the tobacco. He is heated over the effective length and takes on the vaporizing nicotine along with flavors. This draft is then passed through the mouthpiece 18.
  • the mouthpiece can be used to limit the air flow and / or as a filter that retains certain substances. It is conceivable that the filter is designed in such a way that maximum nicotine limit values are not achieved.
  • the salt is first heated. At first, the crystal water grating collapses. At the same time also lonengitter is destroyed. This process takes place when the salt is heated to a temperature of about 58 ° C.
  • This process is a dissolution process.
  • sodium acetate trihydrate this process takes place at a temperature of about 58 ° C. It initially produces anhydrous sodium acetate. If heated further, the resulting sodium acetate dissolves at least partially in its own water of crystallization.
  • Glauber's salt ie the sodium sulfate decahydrate and also when using magnesium nitrate hexahydrate, which may be present in a combination with lithium nitrate.
  • the end of the cigarette 10 which is at a distance from the mouthpiece 18 is closed by a capping 20. Before use, the user disconnects or tears off the cap 20 from the cigarette 10, with the result that air can be drawn through the cigarette 10 or through the nicotine-containing substrate 16.
  • FIG. 14 Such a design of the cigarette can be seen in FIG.
  • the heat unit 14 is closed by the cap 20, which prevents the access of air to the substrate 16 until it is removed by the user.
  • the heat unit 14 is penetrated by air ducts 15. These extend in the longitudinal direction of the cigarette 10.
  • the feature that one or more air ducts 15 are arranged in the heating unit 14 in order to improve or even allow the supply of air is not limited to the output. guidance example according to Figure 3 limited, but is a fundamentally possible embodiment of the present invention.
  • the present invention not only concerns cigarettes in the true sense, but also cigars.
  • the term "cigarette” thus stands for both cigarettes and cigars.

Landscapes

  • Manufacture Of Tobacco Products (AREA)
  • Packaging Of Annular Or Rod-Shaped Articles, Wearing Apparel, Cassettes, Or The Like (AREA)
  • Cigarettes, Filters, And Manufacturing Of Filters (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine rauchfreie Zigarette, wobei die Zigarette eine autarke Wärmeeinheit zur Erzeugung von Wärme sowie ein Nikotin-Reservoir umfasst, in dem sich Nikotin oder eine nikotinhaltige Verbindung befindet, wobei die Wärmeeinheit derart ausgeführt ist, dass sie eine Natriumacetat-Trihydrat und/oder Natriumsulfat und/oder Glaubersalz und/oder Magnesiumnitrat-Hexahydrat enthaltende Flüssigkeit aufweist, die in der Wärmeeinheit in einer übersättigten Form vorliegt und die bei der Kristallisation des Natriumacetat-Trihydrats, des Natriumsulfates, des Glaubersalzes und/oder des Magnesiumnitrat-Hexahydrats Wärme abgibt.

Description

Rauchfreie Zigarette
Die vorliegende Erfindung betrifft eine rauchfreie Zigarette.
Rauchfreie Zigaretten sind in zahlreichen unterschiedlichen Ausführungsformen aus dem Stand der Technik bekannt.
Aus der DE 10 2005 034 169 A1 ist eine rauchfreie Zigarette bekannt, die ein Wärmerohr aufweist, das mittels der Flamme eines Feuerzeuges erwärmt wird. Das Wärmerohr gibt aufgrund seiner hohen Wärmekapazität über einen ausreichend langen Zeitraum Wärme ab, so dass das in einem Reservoir befindliche Genußmittel verdampfen kann.
Aus der WO 2007/090594 A1 ist eine rauchfreie Zigarette bekannt, die ein Nikotindepot aufweist und die sich dadurch auszeichnet, das ein Erwärmen des durch das Nikotindepot geleiteten Luftstroms zum Freisetzen des Nikotins nicht erforderlich ist. Das Nikotin-Reservoir enthält eine Trägersubstanz, die bei Umgebungstemperatur bereits in ihrer Gasphase vorliegt. Die WO 2007/054167 A1 betrifft eine rauchfreie Zigarette, die eine mit einem stromdurchflossenen Heizdraht ausgeführte Heizvorrichtung zur Erwärmung eines Reservoirs aufweist, aus dem Nikotin freigesetzt wird.
Aus der DE 20 2006 001 663 IM ist eine rauchfreie Zigarette bekannt, die optisch und geometrisch einer handelsüblichen Zigarette angepaßt ist und die aus zwei Teilen besteht, die durch eine geeignete Verbindungstechnik, vorzugsweise durch Stecken miteinander verbunden sind.
Die DE 10 2006 047 146 A1 betrifft eine rauchfreie Zigarette mit einem Wärmespeicher zum Erwärmen eines nikotinhaltigen Einsatzes wobei der Wärmespeicher durch einen Brenner erwärmt wird.
Aus der DE 10 2006 004 484 A1 ist eine rauchfreie Zigarette bekannt, die einen Wärmespeicher zur Erwärmung eines nikotinhaltigen Reservoirs aufweist, der durch einen Glühfaden beheizt wird.
Die DE 690 12 823 T2 betrifft eine rauchfreie Zigarette, die ein nikotinhaltiges Granulat enthält, das der Nutzer durch eine Hülse in den Mund aufnehmen kann.
Aus der WO 2004/098324 A2 ist eine rauchfreie Zigarette mit einem wiederverwendbaren und einem nicht-wiederverwendbaren Teil bekannt, die eine Heizquelle aufweist, die beispielsweise einen Heizdraht aufweist oder die derart ausgeführt sein kann, dass die Wärme durch einen Kristallisierungsvorgang oder durch eine chemische Reaktion erzeugt wird.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine rauchfreie Zigarette bereitzustellen, die vergleichsweise einfach aufgebaut ist und zu einer effektiven Erwärmung der durch einen Benutzer eingeatmeten Luft und/oder des Nikotin- Reservoirs führt. Diese Aufgabe wird durch eine rauchfreie Zigarette mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Zigarette eine autarke Wärmeeinheit zur Erzeugung von Wärme sowie ein Nikotin-Reservoir aufweist, in dem sich Nikotin oder eine nikotinhaltige Verbindung befindet. Die Wärmeeinheit ist derart ausgeführt, dass sie eine Natriumacetat-Trihydrat und/oder Natriumsulfat und/oder Glaubersalz und/oder Magnesiumnitrat-Hexahydrat enthaltende Flüssigkeit aufweist, die in der Wärmeeinheit in einer metastabilen, übersättigten Form vorliegt und die bei der Kristallisation des Natriumacetat-Trihydrats, des Natriumsulfates, des Glaubersalzes und/oder des Magnesiumnitrat-Hexahydrats Wärme abgibt.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die fragliche Lösung bzw. Flüssigkeit zumindest bei Umgebungstemperatur in einem metastabilen, übersättigten Zustand vorliegt, so dass auch bei Umgebungstemperatur die Kristallisation ausgelöst werden kann.
Erfindungsgemäß ist somit vorgesehen, dass durch die Kristallisation einer oder mehrerer der genannten Substanzen Wärme freigesetzt wird, die dazu dient, das Nikotin-Reservoir zu erwärmen und die Freisetzung des Nikotins zu fördern und/oder dazu, die seitens des Nutzers eingeatmete Luft zu erwärmen.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Zigarette des Weiteren einen durch einen Nutzer zu betätigenden Auslösemechanismus aufweist, der die Kristallisation initiiert. Dabei kann vorgesehen sein, dass die Kristallisation durch einen mechanischen Vorgang initiiert wird.
Denkbar ist es, dass der Auslösemechanismus durch ein in die Lösung hineinragendes Plättchen, vorzugsweise ein Metallplättchen, gebildet wird. Aufgrund der Aktivierung bzw. Bewegung dieses Plättchens bzw. des Clips erfolgt die Aktivierung bzw. die Initiierung der Kristallisation. Aufgrund des Kristallisationsvorgangs wird über einen bestimmten Zeitraum kontinuierlich Wärme abgegeben, die - wie aus- geführt - zur Erwärmung des Nikotin-Reservoirs und/oder zur Erwärmung der seitens des Nutzers eingeatmeten Luft dient.
In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Wärmeeinheit in einem hohlzylinderförmig ausgeführten Raum vorliegt, in dessen Innenraum sich das Nikotin-Reservoir befindet. Alternativ dazu kann vorgesehen sein, dass die Wärmeeinheit und das Nikotin-Reservoir in Längsrichtung der Zigarette unmittelbar oder mittelbar hintereinander angeordnet sind.
Das Nikotin-Reservoir kann in Form eines Substrates vorliegen, auf dessen Oberfläche sich das Nikotin oder die nikotinhaltige Verbindung befindet, oder auch in Form eines Substrates, das das Nikotin oder die nikotinhaltige Verbindung enthält. Denkbar ist es, dass es sich bei dem Substrat um Tabak und insbesondere um mit Nikotin oder einer Nikotinverbindung angereicherten Tabak handelt.
Vorzugsweise ist das Nikotin-Reservoir derart angeordnet, dass es durch die Wärmeeinheit erwärmbar ist. Die Erwärmung des Nikotin-Reservoirs kann dazu führen, dass das Nikotin leichter verdampft bzw. von dem Substrat desorbiert oder anderweitig abgelöst wird und somit entsprechend auch leichter in den seitens des Nutzers erzeugten Luftstrom geführt wird.
Wie oben ausgeführt, besteht alternativ oder zusätzlich eine Ausführungsform der Erfindung darin, dass der von dem Nutzer erzeugte Luftstrom durch die Wärmeeinheit erwärmbar ist. Dies führt gegenüber einem kalten, vom Nutzer zu inhalierenden Luftstrom zu einem angenehmeren Gefühl.
Die Zigarette kann einen Filter aufweisen, der im wesentlichen dazu dient, den Luftdurchsatz durch die Zigarette zu limitieren. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass der Filter dazu dient, Stoffe zurückzuhalten, die nicht in die vom Nutzer inhalierte Luft gelangen sollen. Die Zigarette kann eine die Wärmeeinheit umgebende Ummantelung aufweisen. Eine solche Ausgestaltung der Erfindung bringt den Vorteil mit sich, dass der Nutzer die Wärmeeinheit nicht unmittelbar kontaktiert, sondern die Ummantelung, die vorzugsweise eine wärmedämmende Wirkung aufweist, so dass deren Temperatur unter der Temperatur der Wärmeeinheit liegt.
Die vorliegende Erfindung betrifft des weiteren eine rauchfreie Zigarette mit einer autarken Wärmeeinheit zur Erzeugung von Wärme sowie mit einem Nikotin- Reservoir, in dem sich Nikotin oder eine nikotinhaltige Verbindung befindet, wobei die Wärmeeinheit derart angeordnet ist, dass sie das Nikotin-Reservoir wenigstens abschnittsweise umgibt. Denkbar ist es somit, dass sich die Wärmeeinheit näher an der Außenseite der Zigarette befindet als das Nikotin-Reservoir. Im Falle einer vorzugsweise im Querschnitt kreisförmig ausgeführten Zigarette kann somit vorgesehen sein, dass sich die Wärmeeinheit in einem Bereich befindet, der in radialer Richtung weiter außen liegt als das Nikotin-Reservoir.
Bevorzugt ist es, wenn die Zigarette nach Anspruch 12 gemäß dem kennzeichnenden Teil eines der Ansprüche 1 bis 11 ausgeführt ist.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Befüllen einer rauchfreien Zigarette gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13. Dabei ist vorgesehen, dass das Natriumacetat-Trihydrat und/oder das Natriumsulfat und/oder das Glaubersalz und/oder das Magnesiumnitrat-Hexahydrat auf eine Temperatur erhitzt werden, bei der das Salz wenigstens teilweise in Lösung geht und dass die Lösung sodann in den zur Aufnahme der Wärmeeinheit vorgesehenen Raum der Zigarette eingefüllt wird.
Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass das Natriumacetat-Trihydrat und/oder das Natriumsulfat und/oder das Glaubersalz und/oder das Magnesiumnitrat- Hexahydrat auf eine Temperatur erhitzt werden, bei der das Salz wenigstens teilweise in seinem eigenen Kristallwasser in Lösung geht. Die Zigarette kann ein Verschlusselement, insbesondere eine Kappe oder dergleichen aufweisen. Vorzugsweise verschließt das Verschlusselement das Ende der Zigarette, das von dem bei Benutzung im Mund befindlichen Ende beabstandet ist. Denkbar ist es somit, dass das eine Ende der Zigarette durch das Mundstück bzw. durch den im Mund befindlichen Abschnitt der Zigarette gebildet wird und dass das andere Ende durch die Kappe verschlossen wird. Der Verschluss kann luftdicht sein.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Figur 1: eine rauchfreie Zigarette gemäß der vorliegenden Erfindung in einer Längsschnittdarstellung in einer ersten Ausführungsform,
Figur 2: eine rauchfreie Zigarette gemäß der vorliegenden Erfindung in einer Längsschnittdarstellung in einer zweiten Ausführungsform,
Figur 3: eine rauchfreie Zigarette gemäß der vorliegenden Erfindung in einer Längsschnittdarstellung in einer dritten Ausführungsform.
Die rauchfreie Zigarette gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel in Figur 1 soll dem Raucher Nikotin, möglichst jedoch nicht Schadstoffe und kanzerogene Stoffe zuführen. Die rauchfreie Zigarette 10 besteht aus einer Ummantelung 12, einer autarken Wärmeeinheit 14, einem nikotinhaltigen Substrat 16 sowie aus einem Mundstück 18.
Die rauchfreie Zigarette weist des weiteren einen nicht näher dargestellten Auslösemechanismus auf, der zur Initiierung der Kristallisation dient, bei der Wärme abgegeben wird. In dem zylindrischen Innenraum, der von der hohlzylinderförmig angeordneten oder ausgeführten Wärmeeinheit 14 umgeben ist, befindet sich herkömmlicher Tabak 16, der leicht mit Nikotin angereichert ist. Das Mundstück 18 sorgt für einen konstanten Luftzug innerhalb des Systems. Über einen nicht näher dargestellten Auslösemechanismus wird die Kristallisation in Gang gesetzt und dadurch der Wärme- abgabeprozess eingeleitet.
Die Einleitung des Kristallisatiönsprozesses erfolgt durch einen in die Lösung hineinragenden Metallclip, der mechanisch betätigt wird und durch die die Kristallisation in Gang bzw. beschleunigt wird.
Die rauchfreie Zigarette 10 umfasst des weiteren eine die Wärmeeinheit 14 auf ihrer Außenseite umgebende Ummantelung 12. Diese besteht aus einer zweifach ummantelten Kunststofffolie, in deren Inneren sich die kristalline bzw. zu kristallisierende Flüssigkeit befindet, die in der Lage ist, Wärme zu speichern. Wie ausgeführt, kann diese Wärme durch Betätigung eines integrierten Metallplättchens wieder freigesetzt werden, so dass sich die gesamte Einheit auf ca. 45 bis 55°C aufheizt und ca. 5 bis 10 Minuten lang kontinuierlich Wärme abgibt. Bei diesen Werten handelt es sich um exemplarische Werte. Die Temperatur sowie die Zeitspanne, während derer Wärme abgegeben wird, kann beispielsweise über die Menge des zu kristallisierenden Salzes eingestellt werden.
Vorteilhaft ist es, wenn die Wärmeeinheit derart dimensioniert ist, dass diese Wärme über wenigstens eine Minute, vorzugsweise im Bereich von 2 - 4 Minuten abgibt.
Die Ummantelung 12 umgibt gemäß dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel nur die Wärmeeinheit, nicht jedoch auch das Mundstück. Grundsätzlich ist es jedoch auch denkbar, die Ummantelung 12 auch über die gesamte Länge der rauchfreien Zigarette und damit auch über das Mundstück 18 zu führen. Zieht der Nutzer Luft durch das Mundstück 18, wird der Luftstrom durch den Tabak 16 geführt und dabei aufgrund der durch die Wärmeeinheit 14 erzeugten Wärme über die Wirklänge erwärmt. Der Luftstrom nimmt das verdampfende Nikotin nebst Aromastoffen auf und wird über das Mundstück 18, das auch als Filter dienen kann, geleitet. Das Mundstück 18 begrenzt den Luftstrom und ist derart dimensioniert, dass maximale Nikotingrenzwerte nicht erreicht bzw. überschritten werden.
Die rauchfreie Zigarette 10 gemäß der vorliegenden Erfindung funktioniert ohne Wärme- oder Energiezufuhr von außerhalb und ist somit autark. Die rauchfreie Zigarette der vorliegenden Erfindung ist derart ausgeführt, dass sie sofort funktionsbereit ist, sofern der Nutzer dies wünscht.
Nach Aktivierung der Wärmeeinheit durch Betätigung des oben genannten und in der Zeichnung nicht näher dargestellten Clips, vorzugsweise Metallclips beginnt die Kristallisation in der übersättigten, metastabilen Lösung. Es kann sich dabei beispielsweise um eine Lösung von Natriumacetat-Trihydrat (CH3COONa 3 H2O) in Flüssigkeit handeln. Die bei der exothermen Reaktion frei werdende Kristallisationswärme wird in mehreren Schritten abgegeben.
Nach Aktivierung kristallisiert das Natriumacetat-Trihydrat spontan aus und gibt die in der Einheit gespeicherte Wärme in Form latenter Wärme frei (CH3COO"(aq.) + Na+ (aq.) → CH3COONa 3 H2O (fest) plus Wärme), wobei die in der Einheit befindlichen Ionen zunächst das lonengitter bilden.
Gleichzeitig zu diesem Vorgang nehmen die Wassermoleküle in den Zwischenräumen des auf diese Weise gebildeten lonengitters festgelegten Plätze ein, wobei sie ihre Dipole exakt ausrichten. Auf diese Weise bilden die Wassermoleküle ein Gitter im Kristallgitter.
Pro Formeleinheit werden in dem Fall des Natriumacetat-Trihydrats drei Wassermoleküle angeordnet. Die bei der Kristallisation freigesetzte Wärme besteht somit zum einen aus der latenten Wärme des Salzes, das heißt aus dessen Lösungswärme bzw. Kristallisationswärme. Zum anderen entsteht bei der stark exothermen, parallel dazu ablaufenden Bildung des Wassermolekül-Gitters Wärme. Bei dieser Bildungswärme des Hydrates handelt es sich ebenfalls um eine latente Wärme.
Alternativ oder zusätzlich zu der Verwendung von Natriumacetat-Trihydrat, kann Natriumsulfat oder das sogenannte Glaubersalz, das heißt das Dekahydrat (Na2SO4 10 H2O) eingesetzt werden. In Betracht kommt alternativ oder zusätzlich auch die Verwendung von Magnesiumnitrat-Hexahydrat (Mg(NOa)2 6 H2O) als solches oder in einer Mischung mit Lithiumnitrat (LiNOa).
Das Mundstück 18 sorgt für einen konstanten Luftzug innerhalb des Zigarette.
Die Ummantelung 12 der Zigarette dient zum einen der Verhinderung des direkten Kontaktes mit der Wärmequelle in Form der Wärmeeinheit 14 und/oder ist derart ausgestaltet, dass sie optisch einer herkömmlichen Zigarette gleicht.
Nach Aktivierung des Kristallisationsvorgangs wird der Luftstrom durch den Tabak geführt. Dabei wird er über die Wirklänge erwärmt und nimmt das verdampfende Nikotin nebst Aromastoffen auf. Dieser Luftzug wird sodann über das Mundstück 18 geleitet. Das Mundstück kann zur Limitierung des Luftstroms und/oder als Filter dienen, der bestimme Stoffe zurückhält. Denkbar ist es, dass der Filter derart ausgelegt ist, dass maximale Nikotingrenzwerte nicht erreicht werden.
Zum Befüllen der Wärmeeinheit mit einer übersättigten metastabilen Lösung wird das Salz zunächst erhitzt. Dabei bricht zunächst das Kristallwassergitter zusammen. Gleichzeitig wird auch lonengitter zerstört. Dieser Prozess erfolgt beim Erhitzen des Salzes auf eine Temperatur von ca. 580C.
Bei diesem Prozess handelt es sich um einen Lösevorgang. Im Falle des Natriumacetat-Trihydrates erfolgt dieser Prozess bei einer Temperatur von ca. 58°C. Es entsteht zunächst wasserfreies Natriumacetat. Erhitzt man weiter, löst sich das entstandene Natriumacetat zumindest teilweise in seinem eigenen Kristallwasser. Entsprechende Vorgänge vollziehen sich beim Einsatz von Glaubersalz, das heißt dem Natriumsulfat-Dekahydrat sowie auch bei dem Einsatz von Ma- gnesiumnitrat-Hexahydrat, das in einer Kombination mit Lithiumnitrat vorliegen kann.
Als Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 ist gemäß Figur 2 vorgesehen, dass das vom Mundstück 18 beabstandete Ende der Zigarette 10 durch eine Verkappung 20 geschlossen ist. Vor Anwendung trennt oder reißt der Nutzer die Kappe 20 von der Zigarette 10 ab, was zur Folge hat, dass Luft durch die Zigarette 10 bzw. durch das nikotinhaltige Substrat 16 gesogen werden kann.
Außer dem in der Figur 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist es auch denkbar, die Anordnung der Wärmeeinheit sowie des nikotinhaltigen Substrats zu verändern. Denkbar ist es beispielsweise, in Längsrichtung der Zigarette Wärmeeinheit und nikotinhaltiges Substrat hintereinander anzuordnen. Denkbar ist es beispielsweise, die Wärmeeinheit an dem vom Mundstück 18 beabstandeten Ende der Zigarette anzuordnen und zwischen Wärmeeinheit und Mundstück das nikotinhaltige Substrat anzuordnen.
Eine solche Ausgestaltung der Zigarette ist aus Figur 3 ersichtlich. Zwischen Wärmeeinheit 14 und Mundstück 18 befindet sich das nikotinhaltige Substrat 16. Auch in dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3 ist die Wärmeeinheit 14 durch die Kappe 20 verschlossen, die den Zutritt von Luft zu dem Substrat 16 verhindert, bis sie vom Nutzer entfernt wird.
Aus Figur 3 ist es weiter ersichtlich, dass die Wärmeeinheit 14 von Luftkanälen 15 durchsetzt ist. Diese verlaufen in Längsrichtung der Zigarette 10. Das Merkmal, dass in der Wärmeeinheit 14 ein oder mehrere Luftkanäle 15 angeordnet sind, um die Luftzufuhr zu verbessern bzw. überhaupt zu ermöglichen, ist nicht auf das Aus- führungsbeispiel gemäß Figur 3 beschränkt, sondern ist eine grundsätzlich mögliche Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung.
Denkbar ist es, die Ummantelung der Zigarette luftdicht auszuführen. Denkbar ist es jedoch auf, die Ummantelung luftdurchlässig auszuführen, was zur Folge hat, dass Sauerstoff auch (oder ausschließlich) über die Mantelfläche in die Wärmeeinheit 14 oder in das Substrat 16 eindringt. Um zu verhindern, dass dies der Fall ist, bevor der Nutzer dies möchte, kann vorgesehen sein, die Ummantelung mit einer vorzugsweise luftdichten Hülle zu versehen, die vom Nutzer abgezogen werden kann.
Die vorliegende Erfindung betrifft nicht nur Zigaretten im eigentlichen Sinne, sondern auch Zigarren. Der Begriff „Zigarette" steht somit sowohl für Zigaretten als auch für Zigarren.

Claims

03.09.2008 02678-08 He/esOLIG AG CH-6043 AdligenswilRauchfreie ZigarettePatentansprüche
1. Rauchfreie Zigarette, dadurch gekennzeichnet, dass die Zigarette eine autarke Wärmeeinheit zur Erzeugung von Wärme sowie ein Nikotin-Reservoir um- fasst, in dem sich Nikotin oder eine nikotinhaltige Verbindung befindet, wobei die Wärmeeinheit derart ausgeführt ist, dass sie eine Natriumacetat-Trihydrat und/oder Natriumsulfat und/oder Glaubersalz und/oder Magnesiumnitrat- Hexahydrat enthaltende Flüssigkeit aufweist, die in der Wärmeeinheit in einer übersättigten Form vorliegt und die bei der Kristallisation des Natriumacetat- Trihydrats, des Natriumsulfates, des Glaubersalzes und/oder des Magnesi- umnitrat-Hexahydrats Wärme abgibt.
2. Rauchfreie Zigarette nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Zigarette des Weiteren einen durch einen Nutzer zu betätigenden Auslösemechanismus aufweist, der die Kristallisation initiiert.
3. Rauchfreie Zigarette nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslösemechanismus derart ausgestaltet ist, dass die Kristallisation durch einen mechanischen Vorgang initiiert wird.
4. Rauchfreie Zigarette nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslösemechanismus durch ein in die Lösung hineinragendes Plättchen, vorzugsweise ein Metallplättchen gebildet wird.
5. Rauchfreie Zigarette nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeeinheit in einem hohlzylinderförmig ausgeführten Raum vorliegt, in dessen Innenraum sich das Nikotin-Reservoir befindet oder dass die Wärmeeinheit und das Nikotin-Reservoir in Längsrichtung der Zigarette unmittelbar oder mittelbar hintereinander angeordnet sind.
6. Rauchfreie Zigarette nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Nikotin-Reservoir in Form eines Substrates vorliegt, auf dessen Oberfläche sich das Nikotin oder die nikotinhaltige Verbindung befindet, oder in Form eines Substrates, das das Nikotin oder die nikotinhaltige Verbindung enthält.
7. Rauchfreie Zigarette nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Substrat um Tabak und insbesondere um mit Nikotin oder einer Nikotinverbindung angereicherten Tabak handelt.
8. Rauchfreie Zigarette nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Nikotin-Reservoir derart angeordnet ist, dass es durch die Wärmeeinheit erwärmbar ist.
9. Rauchfreie Zigarette nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeeinheit derart angeordnet ist, das ein von einem Nutzer erzeugter Luftstrom durch die Wärmeeinheit erwärmbar ist.
10. Rauchfreie Zigarette nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zigarette einen Filter aufweist, der eine Limitierung des von einem Nutzer erzeugten Luftvolumenstroms bedingt.
11. Rauchfreie Zigarette nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zigarette eine die Wärmeeinheit umgebende Um- mantelung aufweist.
12. Rauchfreie Zigarette nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein die Zigarette ein Verschlusselement, insbesondere eine Kappe aufweist.
13. Rauchfreie Zigarette mit einer autarken Wärmeeinheit zur Erzeugung von Wärme sowie mit einem Nikotin-Reservoir, in dem sich Nikotin oder eine nikotinhaltige Verbindung befindet, wobei die Wärmeeinheit derart angeordnet ist, dass sie das Nikotin-Reservoir wenigstens abschnittsweise umgibt.
14. Rauchfreie Zigarette nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Zigarette gemäß dem kennzeichnenden Teil eines der Ansprüche 1 bis 12 ausgeführt ist.
15. Verfahren zum Befüllen einer rauchfreien Zigarette gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Natriumacetat-Trihydrat und/oder das Natriumsulfat und/oder das Glaubersalz und/oder das Magnesi- umnitrat-Hexahydrat auf eine Temperatur erhitzt werden, bei der Salz wenigstens teilweise in Lösung geht und dass die Lösung sodann in den zur Aufnahme der Wärmeeinheit vorgesehenen Raum eingefüllt wird.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Natriumacetat-Trihydrat und/oder das Natriumsulfat und/oder das Glaubersalz und/oder das Magnesiumnitrat-Hexahydrat auf eine Temperatur erhitzt werden, bei der das Salz wenigstens teilweise in seinem eigenen Kristallwasser in Lösung geht.
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