DE19854005C2

DE19854005C2 - System zur Bereitstellung eines inhalierbaren Aerosols

Info

Publication number: DE19854005C2
Application number: DE19854005A
Authority: DE
Inventors: Thomas Pienemann
Original assignee: HF and PhF Reemtsma GmbH and Co
Current assignee: Reemtsma Cigarettenfabriken GmbH
Priority date: 1998-11-12
Filing date: 1998-11-12
Publication date: 2001-05-17
Anticipated expiration: 2018-11-13
Also published as: DE19854005A1; EP1128741A1; WO2000028843A1; AU6476899A

Description

Die Erfindung betrifft ein System zur Bereitstellung eines inhalierbaren Aerosols sowie die Komponenten eines derar tigen Systems. Dieses System ist insbesondere als Rauchar tikel zur Bereitstellung von Rauchaerosol für Raucher ge eignet.

Beim Abrauchen konventioneller Cigaretten wird der größte Teil des Tabaks nicht während der Züge, sondern in den Zugpausen verbrannt. Dies führt zur Bildung des soge nannten Nebenstromrauchs, der von Nichtrauchern oft als belästigend empfunden wird.

Zur Überwindung dieses Problems sind zahlreiche neue Rauchartikel, in denen während der Zugpausen kein Tabak verbrannt wird, vorgeschlagen worden. Ein gemeinsames Prinzip solcher Entwicklungen ist, daß nicht die Verbren nungswärme des Tabaks, sondern andere Energiequellen zur Freisetzung des Rauchaerosols genutzt werden. Hierdurch wird nicht nur die Entstehung von Nebenstromrauch weitge hend vermieden, sondern durch eine geänderte Temperatur führung während der Züge kann auch eine bevorzugte Frei setzung von Aromasubstanzen erreicht und die Bildung von reizenden oder unerwünschten Nebenprodukten reduziert werden. Häufig kommen in den vorgeschlagenen Raucharti keln zur Aerosolbildung statt Tabak Ersatzmaterialien wie spezielle Folientabake oder mit Aromasubstanzen beauf schlagte Trägermaterialien zur Anwendung.

So ist ein cigarettenförmiger Rauchartikel bekannt, bei dem die Wärmeenergie eines glimmenden Kohleelements auf eine in Innern der Cigarette angeordnete Aluminium kapsel übertragen wird, die ein aerosolbildendes Material enthält.

Bei einer Modifikation dieses Rauchartikels kommt als aerosolbildendes Material ein spezieller, mit hohen Mengen an Glycerin beaufschlagter Folientabak zum Einsatz.

Beiden vorgenannten Rauchartikeln ist gemeinsam, daß die Verbrennungsgase des Heizelements mit dem Rauchae rosol inhaliert werden, was zu einer erhöhten Aufnahme von Kohlenmonoxid durch den Raucher führt. Die räumliche Trennung von Energiequelle und Aerosolbildner führt auf grund der schwierigen Wärmeübertragung zu einem Ge schmacksdefizit bei den ersten Zügen. Weiterhin muß der gesamte Rauchartikel, der im Gegensatz zu herkömmlichen Cigaretten seine Länge beibehält, nach dem Abrauchen ent sorgt werden. Dies führt zu einem erhöhten Anfall komplex zusammengesetzter Reststoffe und damit verbundenen Ent sorgungsproblemen.

Nach einem anderen Prinzip arbeitet ein weiterer vorbe kannter Rauchartikel. Dabei wird ein cigarettenförmiger Gegenstand mit Filter- und Tabakteil am tabakseitigen Ende in ein elektronisch gesteuertes Abrauchgerät gesteckt. In dem Abrauchgerät erfolgt mit Hilfe von elektrischen Heize lementen eine Erhitzung des tabakhaltigen Teils an mit den Zügen radial aufeinanderfolgenden Stellen. Dieses Prinzip bedingt eine aufwendige Konstruktion des Abrauchgeräts, das mit mehreren Heizelementen und einer komplizierten elektronischen Steuerung ausgerüstet sein muß. Die Hand habung eines derartigen Geräts ist aufgrund der Größe und Gestaltung aufwendig und unterscheidet sich deutlich von der einer herkömmlichen Cigarette.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein System zur Bereitstellung eines inhalierbaren Aerosols zu schaffen, das einen einfachen Grundaufbau hat und insbesondere als Rauchartikel dienen kann, der einen ähnlichen Geschmacks eindruck wie herkömmliche Cigaretten bietet, bei dessen Gebrauch jedoch zwischen den Zügen kein Nebenstrom rauch erzeugt wird.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein System mit den Merkmalen des Anspruchs 1, das eine Inhaliervorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 33 und eine Substratpor tion mit den Merkmalen des Anspruchs 35 aufweist und ein Mundstück mit den Merkmalen des Anspruchs 39 aufwei sen kann. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung erge ben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Das erfindungsgemäße System zur Bereitstellung eines inhalierbaren Aerosols ist insbesondere als Rauchartikel ge eignet, dessen Funktionsweise auf dem Erhitzen eines aero solbildenden Materials während der Züge beruht. Dabei wird eine vorzugsweise zylindrische Substratportion, die mindestens einen Heizwiderstand aufweist und innerhalb ei ner Umhüllung das aerosolbildende Material enthält, in ei ner speziellen, vorzugsweise cigaretten- oder cigarrenförmi gen Inhaliervorrichtung abgeraucht. Als Heizwiderstand dient vorzugsweise die Umhüllung der Substratportion, die zu diesem Zweck zumindest abschnittsweise elektrisch leit fähig ist. Die Substratportion wird in der Inhaliervorrich tung während der Züge durch Zuführung elektrischer Ener gie in die leitfähige Umhüllung erhitzt, so daß sich Aerosol bildet, das durch Ziehen von Luft durch die Lufteintrittsöff nung der Umhüllung über die Aerosolaustrittsöffnung der Umhüllung vom Raucher aufgenommen werden kann. Durch den Gebrauch des Rauchartikels wird die Bildung von Nebenstromrauch in den Zugpausen vermieden.

Das Grundprinzip der Erfindung beruht also auf einer möglichst nahen räumlichen Anordnung von Wärmequelle und Aerosolbildner. Dies wird dadurch erreicht, daß die Substratportion selbst den Heizwiderstand (oder auch meh rere Heizwiderstände) aufweist, der vorzugsweise als leitfä hige Umhüllung der Substratportion gestaltet ist und durch Anlegen einer Spannung über die Kontakte in der Inhalier vorrichtung erhitzt wird.

Gegenüber den oben erwähnten vorbekannten Raucharti keln besitzt das erfindungsgemäße System den Vorteil, daß trotz einfacher Konstruktion keine Verbrennungsgase inha liert werden und die nach Gebrauch verbleibenden Rest stoffe umweltverträglich entsorgbar gestaltet werden kön nen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausfüh rungsbeispielen näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen in

Fig. 1a eine perspektivische Ansicht einer Substratpor tion gemäß der Erfindung,

Fig. 1b einen Längsschnitt durch die Substratportion ge mäß Fig. 1a,

Fig. 1c einen Querschnitt durch die Substratportion ge mäß Fig. 1a,

Fig. 2a einen Längsschnitt durch eine andere Ausfüh rungsform einer Substratportion gemäß der Erfindung, die ein integriertes Mundstück aufweist,

Fig. 2b eine perspektivische Ansicht einer Ausführungs form einer Substratportion, bei der eine Anzahl axial beab standeter Zonen elektrischer Leitfähigkeit vorgesehen ist.

Fig. 2c eine perspektivische Ansicht einer Ausführungs form einer Substratportion, bei der eine Anzahl in Umfangs richtung beabstandeter Zonen elektrischer Leitfähigkeit vor gesehen ist,

Fig. 3 einen schematischen Längsschnitt durch eine Inha liervorrichtung gemäß der Erfindung, in die die Substratpor tion gemäß Fig. 2a eingesetzt ist und die ein separates Ge häuse für Steuerungskomponenten und Stromversorgung aufweist,

Fig. 4a einen schematischen Längsschnitt durch eine an dere Ausführungsform einer Inhaliervorrichtung gemäß der Erfindung, die für die Verwendung eines separaten Mund stücks konstruiert ist und die ein separates Gehäuse für Steuerungskomponenten und Stromversorgung aufweist, mit eingesetzter Substratportion und eingesetztem Mund stück,

Fig. 4b eine Veranschaulichung der Benutzung des Sy stems gemäß Fig. 4a durch einen Raucher und

Fig. 5 einen schematischen Längsschnitt durch eine wei tere Ausführungsform einer Inhaliervorrichtung gemäß der Erfindung, die für die Verwendung eines separaten Mund stücks konstruiert ist und bei der sich die Stromversorgung im Gehäuse befindet, mit eingesetzter Substratportion und eingesetztem Mundstück.

Eine bevorzugte Ausführungsform einer Substratportion 1 ist in den Fig. 1a bis 1c dargestellt. Die Substratportion 1 besitzt im Ausführungsbeispiel eine zylindrische Form, wie aus den Fig. 1a bis 1c ersichtlich. Sie enthält ein aerosolbil dendes Material 2, das mit einer radial (d. h. auf dem Zylin dermantel) angeordneten elektrisch leitfähigen Umhüllung 3 umgeben ist.

Das aerosolbildende Material 2 kann z. B. aus geschnitte nem Blattabak, geschnittenen Tabakrippen, rekonstituiertem Tabak oder aus einem mit Aromasubstanzen behandelten Trägermaterial bestehen. Der Einsatz von Blatt- und Rip penschnitt kann auch in expandierter Form erfolgen, wie sie z. B. durch Anwendung des in den Patentschriften DE 29 03 300, DE 31 19 330 und DE 34 14 625 beschriebe nen Verfahrens erhalten wird. Als Trägermaterialien für Aromastoffe können sowohl organische Materialien wie z. B. Papier, als auch anorganische wie z. B. Kieselgel zur Anwendung kommen. Auch beliebige Mischungen der ge nannten Komponenten sind einsetzbar.

In der bevorzugten Ausführungsform enthält das Material 2 einen Anteil von etwa 3% bis 30% eines flüchtigen Poly ols, z. B. Glycerin oder Propylenglykol, um die Aerosolbil dung zu verstärken. Eine andere Möglichkeit, die Aerosol bildung zu verstärken, ist der Einsatz der aerosolbildenden Materialien mit einer Feuchte, die deutlich über der Gleich gewichtsfeuchte liegt. So kann z. B. Tabak, dessen Gleich gewichtsfeuchte bei ca. 10% bis 12% liegt, mit einer Feuchte von 20% verwendet werden. In diesem Fall ist durch eine geeignete Verpackung dafür zu sorgen, daß bis zum Gebrauch kein Feuchteverlust auftritt.

Die elektrisch leitfähige Umhüllung 3 kann aus mit lei tenden Additiven (wie Metalle oder Graphit/Kohlenstoff) versehenem Papier oder Folientabak oder einer ebenfalls durch Additive leitfähig gemachten Kunststoffolie bestehen. Auch eine mehrlagige Umhüllung ist verwendbar, wobei die innere Lage aus Papier oder Folientabak bestehen kann und die äußere aus einem der genannten, leitfähigen Materialien. Ebenfalls möglich ist es, die Umhüllung zunächst aus ei nem nicht leitfähigen Material zu bilden und anschließend vor oder nach dem Umhüllen des aerosolbildenden Materi als einen leitfähigen Film aufzubringen, z. B. durch Be dampfen oder Besprühen.

Die Herstellung von Substratportionen 1 kann in einfa cher Weise auf einer herkömmlichen Cigarettenstrangma schine erfolgen: Zunächst wird in einem Formatteil ein End losstrang von Tabak oder Ersatzmaterial gebildet; dieser wird mit dem von einer Bobine in Herstellungsrichtung zu geführten, leitfähigen Umhüllungsmaterial umgeben und an einer Naht verleimt. Anschließend erfolgt ein Ablängen in den gewünschten Abmessungen. Eine weitere Möglichkeit der Herstellung ist das Extrudieren eines geeigneten aero solbildenden Materials durch eine Runddüse mit anschlie ßendem Umhüllen und Ablängen des Extrudats.

Vorzugsweise liegt der Durchmesser einer Substratpor tion 1 im Bereich von 5 mm bis 12 mm und die Länge im Bereich von 10 mm bis 100 mm. Besonders bevorzugt wer den Durchmesser von 5 mm bis 10 mm und Längen von 15 mm bis 60 mm.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Substrat portion 1, wie in Fig. 2a dargestellt, durch eine gemeinsame Umhüllung 11 mit einem Mundstück 10 verbunden. Die Herstellung eines solchen Verbundes ist dem Fachmann aus der Fertigung von Filtercigaretten vertraut. Die Substratpor tion 1 kann zusätzlich in Zonen 12 eine im Vergleich zu der übrigen Umhüllung erhöhte elektrische Leitfähigkeit auf weisen, was z. B. durch Umwickeln mit Metallfolie in den Zonen 12 erreicht werden kann, um den elektrischen Kon takt mit den Kontakten in einer Inhaliervorrichtung (siehe unten) zu verbessern.

Während bei der Ausführungsform der Substratportion gemäß Fig. 2a die Substratportion als ein einziger zusam menhängender Heizwiderstand eingerichtet ist, sehen wei tere Ausführungsformen der Substratportion eine segmen tierte oder abschnittsweise Aufteilung der elektrischen Leit fähigkeit der Umhüllung vor. Dies kann z. B. wie in Fig. 2b oder wie in Fig. 2c dargestellt erfolgen.

Die Umhüllung der Substratportion gemäß Fig. 2b weist eine Anzahl ringförmiger Zonen 13 mit relativ hoher elektri scher Leitfähigkeit auf, wobei jeweils zwei benachbarte Zo nen 13 durch eine isolierende Zone getrennt sind. Jede der Zonen 13 bildet einen separaten Heizwiderstand, der sich in einer auf die Substratportion abgestimmten Inhaliervorrich tung einzeln über entsprechende Kontakte in der Inhalier vorrichtung mit Strom versorgen läßt. Die Lage derartiger Kontakte ist in Fig. 2b durch Pfeile sowie die Polaritäten "+" und "-" gekennzeichnet. Bei einer Varianten dieser Ausfüh rungsform verlaufen die einzelnen Zonen 13 nicht über den gesamten Umfang der Substratportion, sondern haben je weils eine isolierende Unterbrechung. Bei einer anderen Va rianten sind die Zonen 13 in einer sich längs der Substrat portion erstreckenden Zone elektrisch leitend zusammenge legt, die z. B. entlang der Kontaktstellen "-" (oder der Kon taktstellen "+") gemäß Fig. 2b verläuft, so daß in der Inha liervorrichtung für diesen Pol in Art einer Masseverbindung nur ein Kontakt vorhanden sein muß.

Bei der in Fig. 2c gezeigten Ausführungsform einer Sub stratportion weist die Umhüllung der Substratportion eine Anzahl in Umfangsrichtung gegeneinander versetzter und gegeneinander isolierter elektrisch leitfähiger Zonen 15 auf. Die als separate Heizwiderstände dienenden Zonen 15 er strecken sich über die Länge der Substratportion. In einem Endbereich der Substratportion sind sie durch eine ringar tige Kontaktzone 14 elektrisch leitend zusammengelegt, wobei der elektrische Widerstand der Kontaktzone 14 vor zugsweise kleiner ist als der einer Zone 15. An diesem Ende ist in einer an die Substratportion angepaßten Inhaliervor richtung nur ein "-"-Kontakt erforderlich, während am an deren Ende eine Anzahl von Kontakten vorgesehen ist, die in Fig. 2c mit Pfeilen gekennzeichnet und mit "+" bezeich net sind. Die "+"-Kontakte ermöglichen ein separates An steuern der Zonen 15. Um die erforderliche Ausrichtung der Substratportion in der Inhaliervorrichtung in definierter Winkelposition zu gewährleisten, ist im Ausführungsbei spiel eine Positioniereinrichtung in Form einer Kerbe 16 vorgesehen, in die beim Einsetzen der Substratportion in die Inhaliervorrichtung ein entsprechender Führungsvorsprung an der Inhaliervorrichtung eingreift.

Ein Ausführungsbeispiel einer Inhaliervorrichtung (nach folgend Rauchgerät genannt) wird im folgenden anhand der Fig. 3 beschrieben. Dieses Rauchgerät ist zur Benutzung mit einer Substratportion gemäß Fig. 2a eingerichtet.

Wie Fig. 3 zeigt, befinden sich in einem Gehäuse 20 zwei Kontakte (Elektroden) 21 und 22, über die der Kontakt zur leitfähigen Umhüllung einer von dem Rauchgerät aufge nommenen Substratportion hergestellt wird. Der Hohlraum im Innern des Gehäuses 20 und die Kontakte 21 und 22 bil den dabei eine Aufnahmeeinrichtung zum Halten der Sub stratportion. Durch eine Öffnung 24 kann Luft durch die Substratportion gezogen werden. Über eine elektrische Ver bindung 25 ist der Kontakt 21 direkt mit einer in einem se paraten Gehäuse angeordneten Versorgungseinheit 30 ver bunden. Die Verbindung zum Kontakt 22 verläuft über einen Schalter 23, mit dem der Stromkreis geschlossen werden kann. Die Versorgungseinheit 30 enthält eine Batterie oder einen Akkumulator 31 sowie optional eine Steuerung 32. Im Falle eines Akkumulators kann dieser über Steckkontakte 33 aufgeladen werden.

Der Gebrauch des Rauchgerätes geht wie folgt vor sich: Das Rauchgerät ist mit der Versorgungseinheit 30 über ein Kabel (Verbindung 25) verbunden (siehe auch Fig. 4b). Die mit dem Mundstück 10 versehene Substratportion 1 wird in eine konisch ausgestaltete Öffnung an einer der Stirnseiten des Gehäuses 20 geschoben, bis sie einen Anschlag bei dem Kontakt 21 erreicht, siehe Fig. 3. Das Rauchgerät wird nun zum Mund geführt und der Schalter 23 betätigt. Durch Schließen des Stromkreises wird die Substratportion durch den über die Kontakte 21 und 22 durch die als Heizwider stand wirkende Umhüllung fließenden Strom erhitzt, und das entstehende Aerosol kann durch das Mundstück 10 ent nommen werden. Das Abschalten geschieht durch Loslas sen des Schalters 23 oder durch die Steuerung 32. Auf diese Weise können mehrere Züge entnommen werden. Nach Ge brauch wird die Substratportion 1 mit dem Mundstück 10 aus dem Rauchgerät entnommen und entsorgt. Von Zeit zu Zeit ist ein Batteriewechsel oder Aufladen des Akkumula tors 31 in der Versorgungseinheit 30 notwendig.

Fig. 4a zeigt eine andere Ausführungsform des Systems, die sich von der vorhergehenden dadurch unterscheidet, daß Mundstück 10' und Substratportion 1' nicht miteinander ver bunden sind. Das Mundstück 10' wird in einen Sockel 42 eingesteckt, der nach Einlegen der Substratportion 1' in ein Rauchgerät, das ein Gehäuse 40 aufweist, mit dem Gehäuse 40 verschraubt wird. Der Sockel 42 dient gleichzeitig als Kontakt. Funktion und Gebrauch dieses Rauchgeräts und der übrigen Komponenten des Systems entsprechen anson sten dem vorherigen Ausführungsbeispiel. In Fig. 4a sind der zweite Kontakt mit 41, der Schalter mit 43, die Öffnung für die Luftzuführung mit 44, das Verbindungskabel mit 45, die Versorgungseinheit mit 30', die Batterie oder der Akku mulator mit 31', die Steuerung mit 32' und die Steckkontakte mit 33' bezeichnet.

Der Gebrauch des Rauchartikels ist in Fig. 4b dargestellt. Das Rauchgerät mit Mundstück und Substratportion kann wie eine herkömmliche Cigarette gehandhabt werden; die Versorgungseinheit wird bevorzugt in einer Brusttasche, Gürtelhalterung o. ä. getragen. Beide Teile sind durch ein hochflexibles Kabel (Verbindungskabel 45) ausreichender Länge miteinander verbunden.

Eine einteilige Ausführungsform des Rauchgeräts mit ci garrenähnlicher Form ist in Fig. 5 dargestellt. Ein Gehäuse 50 besitzt am vorderen Ende eine abschraubbare Kappe 53, durch die ein Wechsel einer Batterie bzw. eines Akkumula tors 51 möglich ist. Ein schwenkbare Klappe 52, die auch in aufgeschwenktem Zustand eingezeichnet ist, dient zum Ein legen einer Substratportion 1". Beim Öffnen der Klappe 52 wird über ein nicht dargestelltes Gestänge gleichzeitig ein Aufnahmeteil 55 gegen die Kraft einer Schraubenfeder 56 nach hinten bewegt, um das Einlegen der Substratportion 1" zu erleichtern. Die bei geschlossener Klappe 52 wirkende Kraft der Schraubenfeder 56 bewirkt eine Fixierung der Substratportion 1" zwischen einem Kontakt 57 und dem Aufnahmeteil 55, das gleichtzeitig als Gegenkontakt dient. Durch Schließen eines Schalters 60 fließt zwischen den Kontakten 55, 57 Strom über die leitfähige Umhüllung der Substratportion 1", so daß diese erwärmt wird. Das Rau chaerosol kann durch Ziehen an einem in das Aufnahmeteil 55 eingesteckten Mundstück 10" entnommen werden, das als separate Komponente gestaltet ist und in diesem Ausfüh rungsbeispiel nicht fest mit der Substratportion 1" verbun den ist. Dabei strömt Luft durch einen Kanal 54 nach und tritt an der vorderen Stirnseite der Substratportion 1" in die Substratportion 1" ein.

In einem Rauchgerät, das für die Benutzung einer Sub stratportion gemäß Fig. 2b oder gemäß Fig. 2c eingerichtet ist, befinden sich Kontakte, die paarweise einer als Heizwi derstand dienenden Zone 13 bzw. 15 zugeordnet sind. Wenn, wie oben beschrieben, ein gemeinsamer Pol elektrisch lei tend zusammengelegt ist, braucht dafür nur ein Kontakt vor handen zu sein. Durch sequentielle Stromversorgung je weils einer Zone 13 bzw. 15 kann jeweils ein neuer Teil der Substratportion erhitzt werden, wodurch eine gleichmäßi gere Aerosolausbeute über die Züge erreicht wird. Dies er gibt ein weitgehend konstantes Geschmacksangebot pro Zug. Die Steuerung kann beispielsweise über einen Zugde tektor erfolgen, der auf die Druckänderung beim Ansagen von Luft durch den Benutzer reagiert und über eine Schalt einrichtung die Stromversorgung einer der Zonen 13 bzw. 15 bewirkt. Beim nächsten Zug spricht die Schalteinrich tung wieder an, aber eine elektronische Schaltung sorgt da für, daß der Heizstrom über die zugeordneten Kontakte dies mal an eine andere, noch nicht benutzte Zone 13 bzw. 15 ge legt wird, usw..

Für die Konstruktion des Mundstückes 10, 10' oder 10" sind grundsätzlich alle dem Fachmann aus der Cigarettenin dustrie bekannten Prinzipien anwendbar. Im einfachsten Fall besteht das Mundstück aus einer hohlen Papier- oder Kartonrolle. Bevorzugt wird jedoch die Ausführung als Fil termundstück. In diesem Fall ist ein Filtermaterial wie Cel luloseacetat, Polypropylen oder Papier mit einer ein- oder mehrlagigen Umhüllung versehen. Auch eine den bekann ten Mehrfachfiltern entsprechende Konstruktion kann ver wendet werden, bei der in axialer Richtung mehrere Seg mente mit unterschiedlichen Eigenschaften hintereinander angeordnet und durch eine äußere Umhüllung verbunden sind. In diesem Fall können ein oder mehrere Segmente mit axialen Bohrungen versehen sein. Bei allen genannten Kon struktionen besteht weiterhin die Möglichkeit des Einsatzes einer zonenperforierten Umhüllung oder einer nachträgli chen Perforation der Umhüllung z. B. mit Hilfe eines Laser strahls. Hierdurch kann bei den Zügen der Rauch durch Hin zuströmen von Außenluft verdünnt werden. Weitere Varian ten des Systems bzw. seiner Komponenten ergeben sich un mittelbar aus den Ansprüchen.

Im folgenden ist ein weiteres Beispiel für eine Substrat portion mit Mundstück und seine Benutzung in dem System angegeben.

Beispiel

Eine American-Blend-Tabakmischung mit einem Gehalt von
30% Burley-Tabak
40% expandiertem Virginia-Tabak
20% nicht expandiertem Virginia-Tabak und
10% Orient-Tabak
wurde konditioniert und mit 12 Gew.-% eines wäßrigen Ca sings mit einem Glyceringehalt von 80 Gew.-% besprüht. Anschließend wurde der Tabak mit 0,8 mm Schnittbreite ge schnitten und auf eine Feuchte von 12% abgetrocknet. 180 kg dieses Schnittabaks wurden mit 20 kg expandiertem Rippenschnitt vermischt.

Aus dieser Mischung wurde auf einer Cigarettenstrang maschine ein Endlosstrang mit einem Durchmesser von 6 mm und einer Stopfdichte von 200 mg/ml hergestellt. Als Umhüllungsmaterial kam ein durch Graphitzusatz leitfähig gemachtes, luftundurchlässiges Papier zum Einsatz. Der Endlosstrang wurde in Einzelportionen von 40 mm Länge geschnitten, und diese wurden in bekannter Weise durch ein Mundstückbelagpapier mit einem Acetatfilterstöpsel ver bunden.

Die so erhaltene Substratportion wurde in einem Rauch gerät nach Fig. 3 abgeraucht, ohne daß sichtbare Mengen Nebenstromrauch entstanden. Der Geschmack wurde von Probanden als gleichmäßig und dem herkömmlicher Ciga retten gleichwertig beurteilt.

Claims

1. System zur Bereitstellung eines inhalierbaren Aero sols, mit

- einer Substratportion (1; 1'; 1"), die mindestens einen Heizwiderstand (3; 13; 15) aufweist und in nerhalb einer Umhüllung (3) aerosolbildendes Material (2) enthält, wobei die Umhüllung (3) eine Lufteintrittsöffnung und eine Aerosolaus trittsöffnung aufweist, und
- einer Inhaliervorrichtung, die ein Gehäuse (20; 40; 50), eine Aufnahmeeinrichtung zum Halten der Substratportion (1; 1'; 1") und mit einer Span nungsquelle (31; 31'; 51) in Verbindung stehende oder in Verbindung bringbare Kontakte (21, 22; 41, 42; 55, 57) zum Zuführen von elektrischer Leistung zu dem mindestens einen Heizwider stand (3; 13; 15) der Substratportion (1; 1'; 1") aufweist.

2. System nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Mundstück (10; 10'; 10"), das separat (10'; 10") mit der Inhaliervorrichtung verbindbar ist oder mit der Sub stratportion (1) verbunden ist und im Betriebszustand mit der Aerosolaustrittsöffnung der Substratportion (1; 1'; 1") in Verbindung steht.

3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die Umhüllung (3) der Substratportion (1; 1'; 1") zumindest abschnittsweise elektrisch leitfä hig ist und als mindestens ein Heizwiderstand (3; 13; 15) eingerichtet ist.

4. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung (3) der Substratportion als ein ein ziger zusammenhängender Heizwiderstand eingerich tet ist.

5. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Substratportion eine Längsachse hat und die Umhüllung der Substratportion eine Anzahl axial ge geneinander versetzter und gegeneinander isolierter Heizwiderstände (13) aufweist, die vorzugsweise in ei ner sich längs der Substratportion erstreckenden Zone elektrisch leitend zusammengelegt sind.

6. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Substratportion eine Längsachse hat und die Umhüllung der Substratportion eine Anzahl in Um fangsrichtung gegeneinander versetzter und gegenein ander isolierter Heizwiderstände (15) aufweist, die sich vorzugsweise über die Länge der Substratportion er strecken und die vorzugsweise in einem Endbereich (14) der Substratportion elektrisch leitend zusammen gelegt sind, wobei die Substratportion vorzugsweise eine an die Inhaliervorrichtung angepaßte Positionier einrichtung (16) zum Einsetzen in die Inhaliervorrich tung in definierter Winkelposition aufweist.

7. System nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung (3) der Substrat portion (1; 1'; 1") Metallfolie, metallbeschichtetes oder metallhaltiges Papier, kohlehaltiges Papier, graphithal tiges Papier, einen elektrisch leitfähigen Film, mit leit fähigen Additiven versehene Kunststoffolie und/oder mit leitfähigen Additiven versehenen Folientabak auf weist.

8. System nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung (3) der Substrat portion (1; 1'; 1") mehrere Lagen von Umhüllungsma terialien aufweist, wobei die äußere Lage elektrisch lei tendes Material aufweist und die innere Lage vorzugs weise aus Papier oder Folientabak besteht.

9. System nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung (3) der Substrat portion (1; 1'; 1") in dem Bereich zwischen den Kon taktstellen zu den beiden einem Heizwiderstand (3; 13; 15) zugeordneten Kontakten (21, 22; 41, 42; 55, 57) der Inhaliervorrichtung einen elektrischen Widerstand von 0,1 Ohm bis 1000 Ohm aufweist.

10. System nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die mit den Kontakten (21, 22; 41, 42; 55, 57) der Inhaliervorrichtung in Kontakt bringba ren Zonen (12) der Umhüllung (3) der Substratportion (1) eine gegenüber dem übrigen Material der Umhül lung (3) erhöhte elektrische Leitfähigkeit aufweisen, vorzugsweise durch Metallbeschichtung.

11. System nach einem der Ansprüche 1 bis 10, da durch gekennzeichnet, daß die Substratportion (1; 1'; 1") eine zylindrische Form mit einer Länge von 10 mm bis 100 mm, vorzugsweise von 15 mm bis 60 mm, und einem Durchmesser von 4 mm bis 12 mm, vorzugs weise von 5 mm bis 10 mm, aufweist.

12. System nach einem der Ansprüche 3 bis 10 und nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die zumindest abschnittsweise elektrisch leitfähige Um hüllung (3) der Substratportion (1; 1'; 1") als Zylinder mantel angeordnet ist und die Stirnseiten des Zylinders als Lufteintrittsöffnung und als Aerosolaustrittsöff nung eingerichtet sind.

13. System nach einem der Ansprüche 1 bis 12, da durch gekennzeichnet, daß das aerosolbildende Mate rial (2) der Substratportion (1; 1'; 1") Schnittabak, ge schnittene Tabakrippen, Folientabakschnitt und/oder ein extrudiertes Tabakmaterial aufweist.

14. System nach einem der Ansprüche 1 bis 13, da durch gekennzeichnet, daß das aerosolbildende Mate rial (2) der Substratportion (1; 1'; 1") ein mit Aroma substanzen beaufschlagtes Trägermaterial aufweist.

15. System nach einem der Ansprüche 1 bis 14, da durch gekennzeichnet, daß das aerosolbildende Mate rial (2) der Substratportion (1; 1'; 1") ein verdampfba res Polyol, vorzugsweise Glycerin oder Propylengly kol, zu einem Anteil von 5 Gew.-% bis 50 Gew.-%, vorzugsweise von 10 Gew.-% bis 30 Gew.-% enthält.

16. System nach einem der Ansprüche 1 bis 15, da durch gekennzeichnet, daß die Inhaliervorrichtung mindestens einen Schalter (23; 43; 60) für den minde stens einen Heizwiderstand (3; 13; 15) aufweist.

17. System nach einem der Ansprüche 1 bis 16, da durch gekennzeichnet, daß die Inhaliervorrichtung ei nen Zugdetektor aufweist, der zusammen mit einer Schalteinrichtung dazu eingerichtet ist, den durch ei nen Heizwiderstand (3; 13; 15) der Substratportion (1; 1'; 1") führenden Stromkreis in Abhängigkeit von der auf die Lufteintrittsöffnung der Substratportion (1; 1'; 1") gerichteten Strömungsgeschwindigkeit zu schalten.

18. System nach einem der Ansprüche 1 bis 17, da durch gekennzeichnet, daß die Inhaliervorrichtung eine Schaltung, vorzugsweise eine elektronische Schaltung (32; 32'), zum Steuern der von dem mindestens einen Heizwiderstand (3; 13; 15) der Substratportion (1; 1'; 1") abgegebenen Leistung aufweist.

19. System nach Anspruch 18 in Verbindung mit An spruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung (32; 32') der Inhaliervorrichtung dazu eingerichtet ist, die Spannung oder den Strom für den Heizwiderstand (3) der Substratportion (1; 1'; 1") dergestalt zu steuern, daß die Heizleistung beim ersten Zug auf einen höhe ren Wert als bei den Folgezügen eingestellt wird, sowie nach einer definierten Zugzeit die Leistungszufuhr zu unterbrechen, um eine Überhitzung zu vermeiden.

20. System nach Anspruch 18 in Verbindung mit An spruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung (32; 32') der Inhaliervorrichtung dazu einge richtet ist, zum sequentiellen Einschalten der einzelnen Heizwiderstände (13; 15) den einzelnen Heizwider ständen (13; 15) zugeordnete Kontakte sequentiell an zusteuern.

21. System nach einem der Ansprüche 18 bis 20, da durch gekennzeichnet, daß die Schaltung im Innern des Gehäuses der Inhaliervorrichtung untergebracht ist.

22. System nach einem der Ansprüche 18 bis 20, da durch gekennzeichnet, daß die Schaltung (32; 32') in einem separaten Gehäuse (30; 30') untergebracht ist, das mit dem Gehäuse (20; 40) der Inhaliervorrichtung über ein Kabel (25; 45) verbunden oder verbindbar ist.

23. System nach einem der Ansprüche 1 bis 22, da durch gekennzeichnet, daß für die Leistungszufuhr an die Kontakte (21, 22; 41, 42; 55, 57) der Inhaliervor richtung eine Batterie oder ein Akkumulator (31; 31'; 51) vorgesehen ist, die bzw. der in dem Gehäuse (50) der Inhaliervorrichtung oder in einem separaten Ge häuse (30; 30') untergebracht oder unterbringbar ist.

24. System nach einem der Ansprüche 1 bis 23, da durch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (50) der Inha liervorrichtung eine cigarrenähnliche Form aufweist.

25. System nach einem der Ansprüche 1 bis 23, da durch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (20; 40) der Inhaliervorrichtung eine cigarettenenähnliche Form aufweist.

26. System nach einem der Ansprüche 2 bis 25 in Ver bindung mit Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Mundstück (10; 10'; 10") eine Länge von 10 mm bis 50 mm und einen Durchmesser von 4 mm bis 12 mm aufweist.

27. System nach einem der Ansprüche 2 bis 26 in Ver bindung mit Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Mundstück (10; 10'; 10") eine hohle Papier- oder Kartonhülse aufweist.

28. System nach einem der Ansprüche 2 bis 26 in Ver bindung mit Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Mundstück (10; 10'; 10") als Filtermundstück aus gebildet ist, wobei das Filtermaterial vorzugsweise Celluloseacetat, Papier, Myria und/oder Polypropylen mit einer ein- oder mehrlagigen Papierumhüllung auf weist.

29. System nach Anspruch 28, dadurch gekennzeich net, daß das Mundstück (10; 10'; 10") einen Filterstöp sel aus mehreren in axialer Richtung hintereinander an geordneten Teilelementen aufweist, von denen vor zugsweise eines oder mehrere axiale Bohrungen auf weisen.

30. System nach einem der Ansprüche 2 bis 29 in Ver bindung mit Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Mundstück (10; 10'; 10") eine oder mehrere Perfo rationszonen aufweist.

31. System nach einem der Ansprüche 2 bis 30 in Ver bindung mit Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Substratportion (1) und das Mundstück (10) einen ähnlichen Durchmesser aufweisen und miteinander verbunden sind.

32. System nach Anspruch 31, dadurch gekennzeich net, daß die Substratportion (1) und das Mundstück (10) durch eine gemeinsame Umwicklung (11) mit ei nem Mundstückbelagpapier verbunden sind.

33. Inhaliervorrichtung, mit einem Gehäuse (20; 40; 50), mit einer Aufnahmeeinrichtung zum Halten einer ein aerosolbildendes Material aufweisenden Substrat portion (1; 1'; 1") und mit einer Spannungsquelle (31; 31'; 51) in Verbindung stehenden oder in Verbin dung bringbaren Kontakten (21, 22; 41, 42; 55, 57) zum Zuführen von elektrischer Leistung zu mindestens einem Heizwiderstand der Substratportion (1; 1'; 1").

34. Inhaliervorrichtung nach Anspruch 33, gekenn zeichnet durch Merkmale der Inhaliervorrichtung aus einem der Ansprüche 16 bis 25.

35. Substratportion, die zur Verwendung mit einer In haliervorrichtung nach Anspruch 33 oder 34 eingerich tet ist und die mindestens einen Heizwiderstand (3; 13; 15) aufweist und innerhalb einer Umhüllung (3) aero solbildendes Material (2) enthält, wobei die Umhül lung (3) eine Lufteintrittsöffnung und eine Aerosolaus trittsöffnung aufweist.

36. Substratportion nach Anspruch 35, gekennzeich net durch Merkmale der Substratportion (1; 1'; 1") aus einem der Ansprüche 3 bis 15.

37. Substratportion nach Anspruch 35 oder 36, ge kennzeichnet durch ein Mundstück (10), das mil der Substratportion (1) verbunden ist und mit der Aerosol austrittsöffnung der Substratportion (1) in Verbindung steht.

38. Substratportion nach Anspruch 37, dadurch ge kennzeichnet, daß das Mundstück (10; 10'; 10") Merk male aus einem der Ansprüche 26 bis 32 aufweist.

39. Mundstück, das zur Verwendung mit einer Inha liervorrichtung nach Anspruch 33 oder 34 eingerichtet ist, separat (10'; 10") mit der Inhaliervorrichtung ver bindbar ist und im Betriebszustand mit der Aerosolaus trittsöffnung der Substratportion (1'; 1") in Verbindung steht.

40. Mundstück nach Anspruch 39, gekennzeichnet durch Merkmale des Mundstücks (10'; 10") aus einem der Ansprüche 26 bis 30.