WO2019042762A1 - Rauchartikel und verfahren zum kühlen eines erwärmten partikelbeladenen gases - Google Patents

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cooling
particle
smoking article
laden gas
cooling device
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PCT/EP2018/072033
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French (fr)
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Arnd Brinker
Rafael Paul BULA
Jörg Enno KARPER
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Deutsche Benkert Gmbh & Co. Kg
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    • A24F13/02—Cigar or cigarette holders
    • A24F13/04—Cigar or cigarette holders with arrangements for cleaning or cooling the smoke

Definitions

  • the invention relates to a smoking article with a mouthpiece for sucking a particle-laden gas, wherein the particle-laden gas is heated.
  • the invention also relates to a method for cooling a heated particle-laden gas in a smoking article.
  • a smoking article typically a cigarette, includes at least one column of tobacco wrapped by a wrapping material.
  • smoking articles are also equipped with filters to influence the type and amount of substances in the smoke.
  • filters usually made of cellulose acetate or paper, can reduce the particulate matter of the smoke. Filters may also contain other substances, such as activated carbon or flavorings.
  • a liquid or liquid contained in a tank are supplied to an evaporator in which they are evaporated.
  • the vapor is then directed via a flow channel to an outlet opening in a mouthpiece and can be inhaled by the user.
  • support materials are generally used. These may be formed, for example, from glass fibers, cotton material formed like a cotton, stainless steel sieves or the like.
  • so-called "heat not burn products” are becoming increasingly popular.
  • the tobacco is not burned, as in a conventional cigarette, but heated only with an electronic accessory. This prevents the formation of harmful substances that would be produced by the thermal decomposition of the tobacco when it is burned.
  • the present invention is therefore based on the object of specifying a smoking article and a method for cooling a heated particle-laden gas, in which the temperature of the user of a smoking article recorded gas, aerosol or vapor can be reduced.
  • At least one cooling device is included for cooling the particle-laden gas, that the particle-laden gas flows through the cooling device during suction, that the cooling device comprises a cooling material that cooling by the Cooling device is realized by means of an endothermic process of the cooling material and that the endothermic process is activated by the heated particle-laden gas.
  • a particle-laden gas is generally understood to mean gases which contain a further constituent, in particular also aerosols with solid and / or liquid components as well as steam, mist and smoke.
  • a cooling device is additionally provided, through which the sucked air and, for example, tobacco smoke must flow before the gas stream, ie the mixture of the sucked air and the tobacco smoke, or wet steam of an e-cigarette, hereinafter generally particle-loaded gas called, can escape from the mouthpiece.
  • the cooling The direction comprises a cooling material, on which the particle-laden gas can flow past and / or flow through. The particle-laden gas is heated due to evaporation or a combustion process. This amount of heat serves to activate an endothermic process in the cooling material.
  • the nature of the endothermic process depends on the nature and nature of the cooling material. In an advantageous embodiment of the invention it is therefore provided that the endothermic process is realized by means of desorption. It has proven to be advantageous to use substances as a cooling material that can deliver absorbed water to the environment. Silica and / or zeolite can therefore be used as the coolant.
  • the endothermic process is realized by means of melting and / or vaporization of the cooling material. Even when melting or evaporating energy is introduced into the cooling material.
  • the required melting or enthalpy of vaporization ie the amount of energy required to melt a substance sample at its melting point at constant pressure or to vaporize at its boiling point, ie to convert it from solid to liquid or liquid to gaseous state , which is introduced from the outside, ensures that the particle-laden gas cools before it exits the mouthpiece.
  • Suitable cooling materials are both inorganic and organic substances.
  • Another additional or alternative possibility to design the endothermic process provides that the endothermic process is realized by releasing water of crystallization of an inorganic salt.
  • an inorganic salt As a coolant Therefore, in particular Glauber's salt, ie sodium sulfate hydrate, and Epsom salt, ie magnesium sulfate hydrate, can be used.
  • Sodium sulfate is sometimes used in the tobacco industry to inhibit the smelling of casing material so that the wrapping material does not burn off too quickly.
  • These and correspondingly similar inorganic salts are present under normal conditions as a crystalline solid.
  • the water of crystallization or water of hydration is bound by the crystalline lattice structure within the solid.
  • the water molecules in these salts are coordinated to ions or through hydrogen bonds. Energy is needed to release the water of crystallization. The energy is provided by the heated particle-laden gas. In this process, the particle-laden gas thus cools down before it can escape from the mouthpiece.
  • the cooling device can be arranged at different points of the smoking article.
  • a filter element is included, that the filter element is arranged in the flow direction of the particle-laden gas in front of the mouthpiece and that the filter element comprises the cooling device.
  • the arrangement of the cooling device in the filter element of the smoking article if it is, for example, a conventional cigarette, be designed almost without change.
  • a cigarette with a filter element already has structures in which the cooling device can be introduced with the cooling material.
  • the cooling device has an elongate carrier material and that the elongated carrier material comprises the cooling material.
  • the carrier material can also simultaneously form the cooling device.
  • the carrier material is folded several times. In this way, the largest possible surface area is created at which the particle-laden gas passes or through which the particle-laden gas flows.
  • the carrier material may consist of a thin material so that as many folds and a correspondingly large surface can be realized without disproportionately increasing the dimensions of the smoking article.
  • the folds NEN also be designed such that the carrier material is rolled or cut and placed in parts one above the other.
  • the cooling material may be previously printed or painted on the substrate. In this way, the largest possible application of the cooling material is possible, whereby the particle-laden gas can be cooled better.
  • the carrier material can be introduced into the smoking article in such a way that the folds are arranged transversely to the flow direction of the particle-laden gas. In this way, the particle-laden gas must flow through the carrier material.
  • the carrier material must therefore be permeable to air.
  • the carrier material may also be incorporated in the smoking article such that the convolutions are arranged in the direction of flow of the particle-laden gas. In this way, the carrier material is flowed through by the particle-laden gas, but does not flow through it. Air permeability of the carrier material is therefore not absolutely necessary in this embodiment.
  • the carrier material is simultaneously part of the cooling device and the filter element.
  • filter material for filtering the particle-laden gas can additionally be introduced into the interstices of the folds. It is also conceivable that the carrier material is already made of filter material.
  • the alternative arrangements of the folds of the carrier material in the smoking article can also be realized simultaneously.
  • the smoking article then has a section in which the folds of the carrier material are aligned in the direction of flow of the particle-laden gas and a section in which the folds are oriented transversely to the flow direction of the particle-laden gas.
  • the cooling material can be arranged on the carrier material in different ways.
  • the cooling material may be applied to the surface of the carrier material. It is advisable that the cooling material is printed or painted on. Thus, one is possible large-area application of the cooling material possible, whereby the particle-laden gas can be cooled better.
  • the cooling material is introduced into the carrier material.
  • the cooling material can already be incorporated in the paper pulp during the production of the carrier material, which can be produced, for example, from paper.
  • the cooling material may be introduced into the cooling device in small particles.
  • the small particles can be introduced into the intermediate spaces of the folds of the carrier material in order to further improve the effect of the cooling device.
  • the cooling material can also be scattered into the filter material. The filter element then performs a dual function, since it filters toxic substances from the particle-laden gas and at the same time ensures the cooling of the particle-laden gas.
  • the cooling device may also be provided directly in the tobacco mixture, the small particles then being introduced into the tobacco mixture.
  • the size of the particles also depends on the nature of the cooling material. In general, all particle size distributions that do not disproportionately increase the dimensions of the smoking article are conceivable. Disproportionate in this context means a strong deviation from the dimensions of a conventional smoking article.
  • a further embodiment of the inventive smoking article provides that the cooling device is arranged as a separate segment in the flow direction of the particle-laden gas in front of the mouthpiece.
  • the separate segment may have a variety of shapes. By way of example, a preferred cylindrical shape is described, to which the invention should not be limited.
  • Conventional smoking articles are usually designed substantially cylindrical.
  • the separate segment can also be arranged upstream of a possible filter in the flow direction of the particle-laden gas.
  • the cooling device as a separate segment can for example consist entirely of the cooling material.
  • the separate segment has a kind of housing, so that the cooling material encapsulated as porous material or may be present as a powder in the housing.
  • the housing has an inlet opening and an outlet opening for the particle-laden gas, through which it flows through the user due to the suction through the mouthpiece.
  • the cooling device may also be optionally mountable in or on the smoking article. In this way, a user has the option of only cooling the particle-laden gas if he considers it necessary.
  • the above object is achieved in a method described above for cooling a heated particle-laden gas in a smoking article having the features of claim 12 characterized in that the particle-laden gas is passed through a cooling device during suction, that the cooling device comprises a cooling material that the cooling is realized by the cooling device by means of an endothermic process of the cooling material and that the endothermic process is activated by the heated particle-laden gas.
  • the cooling material is selectable such that various endothermic processes can be initiated.
  • the endothermic process will be realized by means of desorption. Another possibility is that the endothermic process is realized by melting the cooling material. In addition, it is possible that the endothermic process is realized by releasing water of crystallization of an inorganic salt.
  • Fig. 1 is a schematic representation of an embodiment of a
  • FIG. 2 is a schematic sectional view of a smoking article with a cooling device
  • Fig. 3 is a schematic representation of a cooling device for a smoking article
  • FIG. 4 is a schematic sectional view of an encapsulated cooling device in a smoking article.
  • FIG. 1 shows a smoking article 1 with a mouthpiece 2, through which a particle-laden gas 3 can flow on the mouthpiece 2 during suction.
  • the smoking article 1 in the form of a cigarette has a cooling device 4, wherein the cooling device 4 comprises a cooling material 5.
  • the cooling device 4 is arranged in the flow direction of the particle-laden gas 3 (represented by the arrows) in front of a filter element 6.
  • a carrier material 7 is arranged in the interior of the cooling device 4 (cf., FIG. 3), on which particles 8 of the cooling material 5 are interspersed in the intermediate spaces of the folded carrier material 7.
  • the cooling device 4 is designed as a separate segment 9 in the cylindrical arrangement of the cigarette.
  • the filter element 6 is adjacent to the mouthpiece 2. Adjacent to the other end is a wrapping material 10 which encloses a tobacco rod 11. If the smoking article 1 is lit at the end of the tobacco rod 11, the tobacco burns with the wrapping material 10 at about 800 ° C and develops the tobacco smoke, which can be sucked through the mouthpiece 2 by the smoking article 1. For the user, the smoke is not so hot, but still has a high temperature, which is perceived as unpleasant for the user.
  • the tobacco smoke or generally the particle-laden gas 3 flows through the smoking article 1 and, accordingly, through the cooling device 4 in which the cooling material 5 is arranged. The high temperature of the particle-laden gas 3 is sufficient to activate an endothermic process of the cooling material 5.
  • the cooling device 5 is formed by a multiply folded carrier material 7.
  • the folds 12 are aligned transversely to the flow direction of the particle-laden gas 3.
  • the carrier germaterial 7 is designed to be permeable to air, so that the suction can be easily realized by the user.
  • the carrier material 7 is coated with the cooling material 5.
  • the cooling material 5 was previously printed on the carrier material 7 during production.
  • the cooling device 4 simultaneously represents the filter element 6, wherein between the folds 12 of the carrier material 7, filter material is interspersed to filter out pollutants of the particle-laden gas 3, which is formed by the burning tobacco rod 11.
  • Fig. 3 shows a cooling device 4 for a smoking article 1 in a sectional view. Shown is a carrier material 7 which is folded several times. The carrier material 7 is coated with the cooling material 5 by prior printing of the carrier material 7 with the cooling material 5. In addition, small particles 8 of the cooling material 5 are arranged between the folds 12 of the carrier material 7 in order to maximize the cooling effect of the cooling device 4.
  • the carrier material 7 of the cooling device 4 is not made of an air-permeable material.
  • the folds 12 of the carrier material 7 must therefore be aligned in a smoking article 1 in the flow direction of the particle-laden gas 3, so that the particle-laden gas 3 can easily flow through the cooling device 4 when the user aspirates.
  • the surface of the carrier material 7 is merely flowed through, but not flowed through.
  • the cooling device 4 shows a detail of a smoking article 1 in a sectional view with a separate cooling device 4.
  • the cooling device 4 has a housing 13 in which the cooling material 5 is arranged in small porous particles 8.
  • the housing 13 serves to enclose the cooling material 5 so that it can not disperse in the smoking article 1.
  • the housing 13 of the cooling device 4 has a perforated inlet opening 14 for entering particle-laden gas 3 and a perforated outlet opening 15.
  • the particle-laden gas 3 can flow through the inlet opening 14 and through the outlet opening 15 and thereby comes into contact with the cooling material 5, whereby the cooling of the particle-laden gas 3 is activated due to the high temperature of the particle-laden gas.
  • the cooling device 4 as a separate segment 9 can be removed from the smoking article 1 and used as needed. In this way, a user can decide for himself, when he considers it useful to cool the emerging from the mouthpiece 2 particle-laden gas 3.

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  • Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)

Abstract

Dargestellt und beschrieben ist ein Rauchartikel (1), mit einem Mundstück (2) zum Ansaugen eines partikelbeladenen Gases (3), wobei das partikelbeladene Gas (3) erwärmt ist. Bei dem Rauchartikel kann die Temperatur des vom Anwender von einem Rauchartikel aufgenommenen Gases, Aerosols oder Dampfes dadurch reduziert werden, dass mindestens eine Kühleinrichtung (4) zum Kühlen des partikelbeladenen Gases (3) umfasst ist, dass das partikelbeladene Gas (3) beim Ansaugen durch die Kühleinrichtung (4) strömt, dass die Kühleinrichtung (4) ein Kühlmaterial (5) aufweist, dass das Kühlen durch die Kühleinrichtung (4) mittels eines endothermen Prozesses des Kühlmaterials (5) realisiert ist und dass der endotherme Prozess durch das erwärmte partikelbeladene Gas (3) aktiviert ist.

Description

Rauchartikel und Verfahren zum Kühlen eines erwärmten partikelbela- denen Gases
Die Erfindung betrifft einen Rauchartikel mit einem Mundstück zum Ansaugen eines partikelbeladenen Gases, wobei das partikelbeladene Gas erwärmt ist. Daneben betrifft die Erfindung noch ein Verfahren zum Kühlen eines erwärmten partikelbeladenen Gases in einem Rauchartikel.
Ein Rauchartikel, typischerweise eine Zigarette, umfasst zumindest eine Tabaksäule, die von einem Umhüllungsmaterial umhüllt wird. In vielen Fällen sind Rauchartikel auch mit Filtern ausgestattet, um die Art und Menge der Substanzen im Rauch zu beeinflussen. Solche Filter, meist aus Zelluloseace- tat oder Papier, können den partikulären Anteil des Rauchs vermindern. Filter können auch andere Stoffe, wie Aktivkohle oder Aromastoffe enthalten.
Es ist allgemein bekannt, dass bei der Verbrennung von Tabak in Rauchartikeln viele gesundheitsschädliche Substanzen entstehen. Es besteht daher ein Interesse der Industrie, Rauchartikel zu produzieren, deren Rauch nennenswert weniger schädliche Substanzen enthält.
Mittlerweile sind im Stand der Technik auch elektronische Zigaretten, oder kurz E-Zigaretten, aber auch elektronische Verdampfungsgeräte weit verbreitet. Diese sind in unterschiedlichen Ausführungsformen im Stand der Tech- nik bekannt und werden als Ersatz für herkömmliche Tabak-Zigaretten, die abgebrannt werden, verwendet. Sie sind gegenüber den Tabak-Zigaretten gesundheitlich vorteilhafter, da aufgrund des für die Verdampfung vorgesehenen Liquids keine Verbrennung stattfindet, bei der ansonsten eine größere Anzahl an Schadstoffen freigesetzt wird, wodurch sie somit als weniger ge- sundheitsschädlich anzusehen sind.
Bei den bekannten elektronischen Zigaretten werden eine in einem Tank enthaltene Flüssigkeit oder Liquid einem Verdampfer zugeführt, in dem sie verdampft werden. Der Dampf wird dann über einen Strömungskanal zu einer Auslassöffnung in ein Mundstück geleitet und kann von dem Anwender ein- geatmet werden. Um das Liquid zu dem Verdampfer zu befördern, werden in der Regel Trägermaterialien verwendet. Diese können beispielsweise aus Glasfasern, watteartig gebildetem Baumwollmaterial, Edelstahlsieben oder Ähnlichem gebildet sein. Daneben erfreuen sich sogenannte "Heat not Burn Produkte" immer größerer Beliebtheit. Dabei wird der Tabak nicht, wie bei einer herkömmlichen Zigarette, verbrannt, sondern lediglich mit einem elektronischen Zusatzgerät aufgeheizt. Dadurch wird die Bildung von gesundheitsschädlichen Stoffen verhindert, die beim thermischen Zerfall des Tabaks entstehen würden, wenn dieser verbrannt wird.
Alle vorgenannten Produkte, sowie herkömmliche Rauchartikel, weisen allgemein den Nachteil auf, dass der eingeatmete Dampf oder Rauch beim Anwender mit einer hohen Temperatur aufgenommen wird. Dies ist für den Anwender mitunter unangenehm.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Rauchartikel sowie ein Verfahren zum Kühlen eines erwärmten partikelbeladenen Gases anzugeben, bei denen die Temperatur des vom Anwender von einem Rauchartikel aufgenommenen Gases, Aerosols oder Dampfes reduziert werden kann.
Diese Aufgabe ist bei dem eingangs genannten Rauchartikel gemäß dem Patentanspruch 1 dadurch gelöst, dass mindestens eine Kühleinrichtung zum Kühlen des partikelbeladenen Gases umfasst ist, dass das partikelbeladene Gas beim Ansaugen durch die Kühleinrichtung strömt, dass die Kühleinrichtung ein Kühlmaterial aufweist, dass das Kühlen durch die Kühleinrichtung mittels eines endothermen Prozesses des Kühlmaterials realisiert ist und dass der endotherme Prozess durch das erwärmte partikelbeladene Gas aktiviert ist. Unter einem partikelbeladenen Gas sind Gase allgemein zu verstehen, die einen weiteren Bestandteil enthalten, vor allem auch Aerosole mit festen und/oder flüssigen Bestandteilen sowie Dampf, Nebel und Rauch. Beim Konsum eines Rauchartikels saugt der Anwender in der Regel Luft durch ein Mundstück an. Die Luft strömt durch den Rauchartikel. Bei einer herkömmlichen Zigarette wird zusätzlich Tabakrauch angesaugt, der zunächst durch den Tabakstrang und möglicherweise durch einen Filter strömt, bevor er aus dem Mundstück austritt und vom Anwender inhaliert werden kann. Bei der vorliegenden Erfindung ist zusätzlich eine Kühleinrichtung vorgesehen, durch die die angesaugte Luft und beispielsweise Tabakrauch strömen muss, bevor der Gasstrom, also das Gemisch aus der angesaugten Luft und dem Tabakrauch, oder Nassdampf einer E-Zigarette, im Folgenden allgemein parti- kelbeladenes Gas genannt, aus dem Mundstück austreten kann. Die Kühlein- richtung umfasst ein Kühlmaterial, an dem das partikelbeladene Gas vorbeiströmen und/oder hindurchströmen kann. Das partikelbeladene Gas ist aufgrund einer Verdampfung oder eines Verbrennungsprozesses aufgeheizt. Diese Wärmemenge dient dazu, um bei dem Kühlmaterial einen endothermen Prozess zu aktivieren. Bei einem endothermen Prozess muss von außen Energie zugeführt werden, damit der Vorgang gestartet wird und ablaufen kann. Diese Energie wird von dem aufgeheizten bzw. erwärmten partikelbeladenen Gas geliefert. Beim Verlassen der Kühleinrichtung hat das partikelbeladene Gas infolgedessen eine geringere Enthalpie als vor Eintritt in die Kühleinrichtung. Eine geringere Enthalpie ist gleichbedeutend mit einer geringeren Temperatur. Das partikelbeladene Gas tritt folglich mit einer deutlich geringeren Temperatur aus dem Mundstück aus, als es gehabt hätte, wenn der endotherme Prozess des Kühlmaterials in der Kühleinrichtung nicht aktiviert worden wäre.
Die Art und Weise des Ablaufs des endothermen Prozesses richtet sich nach der Art und Beschaffenheit des Kühlmaterials. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist daher vorgesehen, dass der endotherme Prozess mittels Desorption realisiert ist. Dabei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, Stoffe als Kühlmaterial zu verwenden, die absorbiertes Wasser an die Umgebung abgeben können. Als Kühlmittel können daher insbesondere Kieselgel und/oder Zeolith verwendet werden.
Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der endotherme Prozess mittels Schmelzen und/oder Verdampfen des Kühlmaterials realisiert ist. Auch beim Schmelzen bzw. Verdampfen wird Energie in das Kühlmaterial eingebracht. Die benötigte Schmelz- bzw. Verdampfungsenthalpie, also die Energiemenge, die benötigt wird, um eine Stoffprobe an ihrem Schmelzpunkt bei konstantem Druck zu schmelzen bzw. an ihrem Siedepunkt zu verdampfen, also vom festen in den flüssigen oder vom flüssigen in den gasförmigen Aggregatzustand zu überführen, die von außen eingebracht wird, sorgt dafür, dass sich das partikelbeladene Gas abkühlt, bevor es aus dem Mundstück austritt. Als Kühlmaterial eignen sich sowohl anorganische als auch organische Substanzen.
Eine weitere zusätzliche oder alternative Möglichkeit, den endothermen Prozess auszugestalten, sieht vor, dass der endotherme Prozess mittels Freisetzen von Kristallwasser eines anorganischen Salzes realisiert ist. Als Kühlmit- tel können daher insbesondere Glaubersalz, also Natriumsulfat-Hydrat, und Bittersalz, also Magnesiumsulfat-Hydrat, verwendet werden. Natriumsulfat wird in der Tabakindustrie teilweise zur Glimmhemmung von Umhüllungsmaterial verwendet, damit das Umhüllungsmaterial nicht zu schnell abbrennt. Diese und entsprechend ähnliche anorganischen Salze liegen unter Normalbedingungen als kristalliner Festkörper vor. Das Kristallwasser bzw. Hydratwasser ist durch die kristalline Gitterstruktur innerhalb des Festkörpers gebunden. Im Gegensatz zur Desorption, bei denen die Wassermoleküle nicht am Kristallgitter beteiligt sind, werden die Wassermoleküle bei diesen Salzen koordinativ an Ionen oder über Wasserstoffbrückenbindungen gebunden. Für das Freisetzen des Kristallwassers wird Energie benötigt. Die Energie wird durch das erwärmte partikelbeladene Gas zur Verfügung gestellt. Bei diesem Vorgang kühlt sich das partikelbeladene Gas folglich ab, bevor es aus dem Mundstück austreten kann.
Die Kühleinrichtung kann an verschiedenen Stellen des Rauchartikels angeordnet sein. Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein Filterelement umfasst ist, dass das Filterelement in Strömungsrichtung des partikelbeladenen Gases vor dem Mundstück angeordnet ist und dass das Filterelement die Kühleinrichtung umfasst. Durch die Anordnung der Kühleinrichtung im Filterelement kann der Rauchartikel, wenn es sich beispielsweise um eine herkömmliche Zigarette handelt, beinahe ohne Änderung ausgestaltet werden. Eine Zigarette mit einem Filterelement weist bereits Strukturen auf, in denen die Kühleinrichtung mit dem Kühlmaterial eingebracht werden kann.
Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kühleinrichtung ein längliches Trägermaterial aufweist und dass das längliche Trägermaterial das Kühlmaterial umfasst. Das Trägermaterial kann auch gleichzeitig die Kühleinrichtung bilden.
Dazu ist bei einer vorteilhaften Ausgestaltung vorgesehen, dass das Trägermaterial mehrfach gefaltet ist. Auf diese Weise ist eine möglichst große Oberfläche geschaffen, an der das partikelbeladene Gas vorbei- oder durch die das partikelbeladene Gas hindurchströmt. Das Trägermaterial kann aus einem dünnen Material bestehen, damit möglichst viele Faltungen und eine entsprechend große Oberfläche realisiert werden können, ohne die Dimensionen des Rauchartikels unverhältnismäßig zu vergrößern. Die Faltungen kön- nen auch derart ausgestaltet sein, dass das Trägermaterial gerollt oder geschnitten und in Teilen übereinander gelegt ist. Das Kühlmaterial kann zuvor auf das Trägermaterial aufgedruckt oder aufgestrichen werden. Auf diese Weise ist ein möglichst großflächiger Auftrag des Kühlmaterials möglich, wodurch das partikelbeladene Gas besser abgekühlt werden kann.
Das Trägermaterial kann derart in den Rauchartikel eingebracht werden, dass die Faltungen quer zur Strömungsrichtung des partikelbeladenen Gases angeordnet sind. Auf diese Weise muss das partikelbeladene Gas durch das Trägermaterial hindurchströmen. Für diese Ausgestaltung empfiehlt es sich, ein Trägermaterial auszuwählen, das keinen zu großen Druckverlust beim Ansaugen des Anwenders am Mundstück verursacht, damit das Ansaugen vom Anwender nicht als anstrengend oder unangenehm aufgefasst wird. Das Trägermaterial muss daher luftdurchlässig sein.
Das Trägermaterial kann ebenfalls derart in dem Rauchartikel eingebracht sein, dass die Faltungen in Strömungsrichtung des partikelbeladenen Gases angeordnet sind. Auf diese Weise wird das Trägermaterial von dem partikelbeladenen Gas angeströmt, aber nicht durchströmt. Eine Luftdurchlässigkeit des Trägermaterials ist bei dieser Ausgestaltung daher nicht zwingend notwendig. Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass das Trägermaterial gleichzeitig Teil der Kühleinrichtung und des Filterelements ist. Bei Anordnung der Faltungen in oder quer zur Strömungsrichtung des partikelbeladenen Gases kann zusätzlich Filtermaterial zur Filterung des partikelbeladenen Gases in den Zwischenräumen der Faltungen eingebracht sein. Denkbar ist auch, dass das Trägermaterial bereits aus Filtermaterial hergestellt ist. Außerdem können die alternativen Anordnungen der Faltungen des Trägermaterials in dem Rauchartikel auch gleichzeitig realisiert werden. Der Rauchartikel weist dann einen Abschnitt auf, in dem die Faltungen des Trägermaterials in Strömungsrichtung des partikelbeladenen Gases ausgerichtet sind und einen Ab- schnitt, in dem die Faltungen quer zur Strömungsrichtung des partikelbeladenen Gases ausgerichtet sind.
Das Kühlmaterial kann auf unterschiedliche Arten an dem Trägermaterial angeordnet sein. Bei einer Ausgestaltung des Rauchartikels kann das Kühlmaterial auf der Oberfläche des Trägermaterials aufgebracht sein. Es bietet sich an, dass das Kühlmaterial aufgedruckt oder aufgestrichen ist. Somit ist ein möglichst großflächiger Auftrag des Kühlmaterials möglich, wodurch das partikelbeladene Gas besser abgekühlt werden kann.
Alternativ oder zusätzlich ist vorgesehen, dass das Kühlmaterial in das Trägermaterial eingebracht ist. Das Kühlmaterial kann schon bei der Herstellung des Trägermaterials, das beispielsweise aus Papier hergestellt werden kann, in die Papiermasse mit eingearbeitet werden.
Zusätzlich oder alternativ kann bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung das Kühlmaterial in kleinen Partikeln in die Kühleinrichtung eingebracht sein. Die kleinen Partikel können beispielsweise zusätzlich zu der zu- vor beschriebenen Ausgestaltung in die Zwischenräume der Faltungen des Trägermaterials eingebracht werden, um den Effekt der Kühleinrichtung weiter zu verbessern. Weist der Rauchartikel einen herkömmlichen Filter auf, der auch die Kühleinrichtung umfasst, kann das Kühlmaterial auch in das Filtermaterial eingestreut werden. Das Filterelement übernimmt dann eine Dop- pelfunktion, da es toxische Stoffe aus dem partikelbeladenen Gas filtert und gleichzeitig für die Kühlung des partikelbeladenen Gases sorgt. Zusätzlich oder alternativ kann die Kühleinrichtung bei einem Rauchartikel mit Tabakmischung auch direkt in der Tabakmischung vorgesehen sein, wobei die kleinen Partikel dann in die Tabakmischung eingebracht werden. Die Größe der Partikel hängt auch von der Beschaffenheit des Kühlmaterials ab. Denkbar sind generell alle Korngrößenverteilungen, die die Dimensionen des Rauchartikels nicht unverhältnismäßig vergrößern. Unverhältnismäßig bedeutet in diesem Zusammenhang eine starke Abweichung zu den Dimensionen eines herkömmlichen Rauchartikels. Eine weitere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Rauchartikels sieht vor, dass die Kühleinrichtung als separates Segment in Strömungsrichtung des partikelbeladenen Gases vor dem Mundstück angeordnet ist. Das separate Segment kann eine Vielzahl an Formen aufweisen. Beispielhaft sei eine bevorzugte Zylinderform beschrieben, auf die die Erfindung nicht begrenzt sein soll. Herkömmliche Rauchartikel sind meist im wesentlichen zylinderförmig ausgestaltet. Das separate Segment kann dabei außerdem in Strömungsrichtung des partikelbeladenen Gases vor einem möglichen Filter angeordnet sein. Die Kühleinrichtung als separates Segment kann beispielsweise vollständig aus dem Kühlmaterial bestehen. Denkbar ist auch, dass das separate Segment eine Art Gehäuse aufweist, so dass das Kühlmaterial gekapselt als poröses Material oder als Pulver in dem Gehäuse vorliegen kann. Das Gehäuse weist eine Eintrittsöffnung und eine Austrittsöffnung für das partikel- beladene Gas auf, durch die es aufgrund des Ansaugens durch das Mundstück vom Anwender hindurchströmt. Die Kühleinrichtung kann auch optio- nal in bzw. an dem Rauchartikel anbringbar sein. Auf diese Weise hat ein Anwender die Option, das partikelbeladene Gas nur zu kühlen, wenn er es für notwendig hält.
Die zuvor genannte Aufgabe ist bei einem eingangs beschriebenen Verfahren zum Kühlen eines erwärmten partikelbeladenen Gases in einem Rauchartikel mit den Merkmalen des Patentanspruchs 12 dadurch gelöst, dass das partikelbeladene Gas bei Ansaugen durch eine Kühleinrichtung geleitet wird, dass die Kühleinrichtung ein Kühlmaterial aufweist, dass das Kühlen durch die Kühleinrichtung mittels eines endothermen Prozesses des Kühlmaterials realisiert wird und dass der endotherme Prozess durch das erwärmte partikelbe- ladene Gas aktiviert wird.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist das Kühlmaterial derart wählbar, dass verschiedene endotherme Prozesse in Gang gesetzt werden können.
Zum einen ist vorgesehen, dass der endotherme Prozess mittels Desorption realisiert wird. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, dass der endotherme Prozess mittels Schmelzen des Kühlmaterials realisiert wird. Außerdem ist es möglich, dass der endotherme Prozess mittels Freisetzen von Kristallwasser eines anorganischen Salzes realisiert wird.
Im Einzelnen gibt es mehrere Möglichkeiten, den erfindungsgemäßen Rauchartikel und das erfindungsgemäße Verfahren auszugestalten und weiterzubil- den. Dazu wird verwiesen sowohl auf die den Patentansprüchen 1 und 12 nachgeordneten Patentansprüche, als auch auf die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele in Verbindung mit der Zeichnung. In der Zeichnung zeigen
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines
Rauchartikels mit einer Kühleinrichtung,
Fig. 2 eine schematische Schnittdarstellung eines Rauchartikels mit einer Kühleinrichtung, Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Kühleinrichtung für einen Rauchartikel und
Fig. 4 eine schematische Schnittdarstellung einer gekapselten Kühleinrichtung in einem Rauchartikel. Fig. 1 zeigt einen Rauchartikel 1 mit einem Mundstück 2, durch das ein parti- kelbeladenes Gas 3 beim Ansaugen am Mundstück 2 strömen kann. Der Rauchartikel 1 in Form einer Zigarette weist eine Kühleinrichtung 4 auf, wobei die Kühleinrichtung 4 ein Kühlmaterial 5 umfasst. Die Kühleinrichtung 4 ist in Strömungsrichtung des partikelbeladenen Gases 3 (durch die Pfeile dar- gestellt) vor einem Filterelement 6 angeordnet. Im Inneren der Kühleinrichtung 4 ist ein Trägermaterial 7 angeordnet (vgl. Fig. 3), auf dem Partikel 8 des Kühlmaterials 5 in den Zwischenräumen des gefalteten Trägermaterials 7 eingestreut sind. Die Kühleinrichtung 4 ist als separates Segment 9 in der zylindrischen Anordnung der Zigarette ausgestaltet. An ein Ende der Kühlein- richtung 4 grenzt das Filterelement 6 mit dem Mundstück 2. An das andere Ende grenzt ein Umhüllungsmaterial 10, das einen Tabakstrang 11 umhüllt. Wird der Rauchartikel 1 am Ende des Tabakstrangs 11 angezündet, verbrennt der Tabak mit dem Umhüllungsmaterial 10 bei ca. 800°C und entwickelt den Tabakrauch, der über das Mundstück 2 durch den Rauchartikel 1 angesaugt werden kann. Beim Anwender ist der Rauch nicht mehr so heiß, weist aber dennoch eine hohe Temperatur auf, die für den Anwender als unangenehm empfunden wird. Der Tabakrauch bzw. allgemein das partikelbeladene Gas 3 strömt durch den Rauchartikel 1 und entsprechend durch die Kühleinrichtung 4 in der das Kühlmaterial 5 angeordnet ist. Die hohe Temperatur des partikel- beladenen Gases 3 ist ausreichend, um einen endothermen Prozess des Kühlmaterials 5 zu aktivieren. Bei diesem endothermen Prozess wird Energie benötigt, die dem partikelbeladenen Gas 3 entzogen wird. Die entzogene Energie resultiert in einer Temperaturabnahme des partikelbeladenen Gases 3, welches anschließend weiter in das Filterelement 6 strömt und mit einer Temperatur aus dem Mundstück 2 austritt, die für den Anwender als angenehm empfunden wird.
Fig. 2 zeigt einen Ausschnitt einer Schnittdarstellung eines Rauchartikels 1 mit einer Kühleinrichtung 5. Die Kühleinrichtung 5 wird von einem mehrfach gefalteten Trägermaterial 7 gebildet. Die Faltungen 12 sind dabei quer zur Strömungsrichtung des partikelbeladenen Gases 3 ausgerichtet. Das Trä- germaterial 7 ist entsprechend luftdurchlässig ausgestaltet, damit das Ansaugen durch den Anwender problemlos realisiert werden kann. Das Trägermaterial 7 ist mit dem Kühlmaterial 5 beschichtet. Das Kühlmaterial 5 wurde bei der Herstellung zuvor auf das Trägermaterial 7 aufgedruckt. Bei diesem Ausführungsbeispiel stellt die Kühleinrichtung 4 gleichzeitig das Filterelement 6 dar, wobei zwischen die Faltungen 12 des Trägermaterials 7, Filtermaterial eingestreut ist, um Schadstoffe des partikelbeladenen Gases 3, das von dem abbrennenden Tabakstrang 11 gebildet wird, auszufiltern.
Fig. 3 zeigt eine Kühleinrichtung 4 für einen Rauchartikel 1 in einer Schnittdarstellung. Gezeigt ist ein Trägermaterial 7 das mehrfach gefaltet ist. Das Trägermaterial 7 ist mit dem Kühlmaterial 5, durch vorheriges Bedrucken des Trägermaterials 7 mit dem Kühlmaterial 5, beschichtet. Zusätzlich sind zwischen den Faltungen 12 des Trägermaterials 7 kleine Partikel 8 des Kühlmaterials 5 angeordnet, um den Kühleffekt der Kühleinrichtung 4 zu maxi- mieren. Das Trägermaterial 7 der Kühleinrichtung 4 ist nicht aus einem luftdurchlässigen Material hergestellt. Die Faltungen 12 des Trägermaterials 7 müssen daher in einem Rauchartikel 1 in Strömungsrichtung des partikelbeladenen Gases 3 ausgerichtet sein, damit das partikelbeladene Gas 3 bei Ansaugen des Anwenders leicht durch die Kühleinrichtung 4 strömen kann. Die Oberfläche des Trägermaterials 7 wird dabei lediglich angeströmt, aber nicht durchströmt.
Fig. 4 zeigt einen Ausschnitt eines Rauchartikels 1 in einer Schnittdarstellung mit einer separaten Kühleinrichtung 4. Die Kühleinrichtung 4 weist ein Gehäuse 13 auf in dem das Kühlmaterial 5 in kleinen porösen Partikeln 8 angeordnet ist. Das Gehäuse 13 dient dazu, das Kühlmaterial 5 einzuschließen, damit es sich nicht in dem Rauchartikel 1 verteilen kann. Das Gehäuse 13 der Kühleinrichtung 4 weist eine perforierte Eintrittsöffhung 14 für eintretendes partikelbeladenes Gas 3 und eine perforierte Austrittsöffnung 15 auf. Das partikelbeladene Gas 3 kann durch die Eintrittsöffnung 14 und durch die Austrittsöffnung 15 strömen und gerät dabei in Kontakt mit dem Kühlmaterial 5, wodurch die Kühlung des partikelbeladenen Gases 3 aufgrund der hohen Temperatur des partikelbeladenen Gases aktiviert wird. Die Kühleinrichtung 4 als separates Segment 9 kann aus dem Rauchartikel 1 entfernt und bei Bedarf eingesetzt werden. Auf diese Weise kann ein Anwender selbst entscheiden, wann er es für sinnvoll hält, das aus dem Mundstück 2 austretende partikelbeladene Gas 3 zu kühlen. Bezugszeichen Rauchartikel
Mundstück
partikelbeladenes Gas
Kühleinrichtung
Kühlmaterial
Filterelement
Trägermaterial
Partikel
Segment
Umhüllungsmaterial
Tabakstrang
Faltungen
Gehäuse
Eintrittsöfrhung
Austrittsöffhung

Claims

Patentansprüche
1. Rauchartikel (1), mit einem Mundstück (2) zum Ansaugen eines partikelbeladenen Gases (3), wobei das partikelbeladene Gas (3) erwärmt ist, dadurch gekennzeichnet,
dass mindestens eine Kühleinrichtung (4) zum Kühlen des partikelbeladenen Gases (3) umfasst ist, dass das partikelbeladene Gas (3) beim Ansaugen durch die Kühleinrichtung (4) strömt, dass die Kühleinrichtung (4) ein Kühlmaterial (5) aufweist, dass das Kühlen durch die Kühleinrichtung (4) mittels eines endothermen Prozesses des Kühlmaterials (5) realisiert ist und dass der endotherme Prozess durch das erwärmte partikelbeladene Gas (3) aktiviert ist.
2. Rauchartikel (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der endotherme Prozess mittels Desorption realisiert ist.
3. Rauchartikel (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der endotherme Prozess mittels Schmelzen und/oder Verdampfen des
Kühlmaterials (5) realisiert ist.
4. Rauchartikel (1) nach einem Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der endotherme Prozess mittels Freisetzen von Kristallwasser eines anorganischen Salzes realisiert ist.
5. Rauchartikel (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Filterelement (6) umfasst ist, dass das Filterelement (6) in Strömungsrichtung des partikelbeladenen Gases (3) vor dem Mundstück (2) angeordnet ist und dass das Filterelement (6) die Kühleinrichtung (4) umfasst.
6. Rauchartikel (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühleinrichtung ein längliches Trägermaterial (7) aufweist und dass das längliche Trägermaterial (7) das Kühlmaterial (5) umfasst.
7. Rauchartikel (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägermaterial (7) mehrfach gefaltet ist.
8. Rauchartikel (1) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass dass das Kühlmaterial (5) auf der Oberfläche des Trägermaterials (7) aufgebracht ist.
9. Rauchartikel (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmaterial (5) in das Trägermaterial (7) eingebracht ist.
10. Rauchartikel (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmaterial (5) in kleinen Partikeln (8) in die Kühleinrichtung (4) eingebracht ist.
11. Rauchartikel (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühleinrichtung (4) als separates Segment (9) in Strömungsrichtung des partikelbeladenen Gases (3) vor dem Mundstück (2) angeordnet ist.
12. Verfahren zum Kühlen eines erwärmten partikelbeladenen Gases (3) in einem Rauchartikel nach einem der Ansprüche 1 bis 11 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass das partikelbeladene Gas (3) bei Ansaugen durch eine Kühleinrichtung (4) geleitet wird, dass die Kühleinrichtung (4) ein Kühlmaterial (5) aufweist, dass das Kühlen durch die Kühleinrichtung (4) mittels eines endothermen Prozesses des Kühlmaterials (5) realisiert wird und dass der endotherme Prozess durch das erwärmte partikelbeladene Gas (4) aktiviert wird.
13. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der endotherme Prozess mittels Desorption realisiert wird.
14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der endotherme Prozess mittels Schmelzen des Kühlmaterials (5) realisiert wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der endotherme Prozess mittels Freisetzen von Kristallwasser eines anorganischen Salzes realisiert wird.
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