DE19854012C2 - System zur Bereitstellung eines inhalierbaren Aerosols - Google Patents

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. Weiterhin muß der gesamte Rauchartikel, der im Gegensatz zu herkömmli­ chen Cigaretten seine Länge beibehält, nach dem Abrauchen entsorgt werden. Dies führt zu einem erhöhten Anfall kom­ plex zusammengesetzter Reststoffe und damit verbundenen Entsorgungsproblemen. Ein weiterer Nachteil der vorge­ nannten Rauchartikel sind Geschmacksdefizite in den ersten und letzten Zügen. Diese resultieren daraus, daß bei den er­ sten Zügen noch keine ausreichende Erwärmung des Aero­ solbildners erfolgt ist, während bei den letzten Zügen das aerosolbildende Material oder die Wärmequelle schon weit­ gehend aufgebraucht sind.

Die letztgenannten Nachteile können dadurch vermieden werden, daß bei jedem Zug eine neue Portion des aerosolbil­ denden Materials erhitzt wird. Bei einem nach diesem Prin­ zip arbeitenden vorbekannten Rauchartikel wird ein cigaret­ tenförmiger Gegenstand mit Filter- und Tabakteil am tabak­ seitigen Ende in ein elektronisch gesteuertes Abrauchgerät gesteckt. In diesem erfolgt eine Erwärmung des tabakhalti­ gen Teils an mit den Zügen radial aufeinanderfolgenden Stellen durch elektrische Heizelemente. Dieses Prinzip be­ dingt eine aufwendige Konstruktion des Abrauchgeräts, das mit mehreren Heizelementen und einer komplizierten elek­ tronischen Steuerung ausgerüstet sein muß. Weiterhin ist die Temperaturführung kritisch, da ein Weiterglimmen oder gar Verbrennen der gesamten Tabakportion zwischen den Zügen sicher verhindert werden muß.

Bei einer weiteren vorbekannten Anordnung dienen auf einem Band angeordnete Substratportionen zur Aerosolbil­ dung. Die Substratportionen werden Zug für Zug in Kontakt mit einem elektrischen Heizelement gebracht. Diese Kon­ struktion erlaubt nur geringe Substratmengen, und der Ein­ satz von Tabak als Aerosolbildner ist nicht möglich. Weiter­ hin ist die für das Band benötigte Aufwickelvorrichtung platzaufwendig und bedarf eines komplizierten Vorschub­ mechanismus.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, 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 29 und einen Verbund von Substratportionen mit den Merkmalen des Anspruchs 31 sowie ein gemäß Anspruch 33 vorzugsweise lösbares Mundstück aufweist. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Er­ findung ergeben 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. Eine An­ zahl von vorzugsweise zylindrischen Substratportionen, die jeweils innerhalb einer Umhüllung aerosolbildendes Mate­ rial enthalten, befindet sich in einer vorzugsweise linearen oder kreisförmigen Anordnung auf einem Träger. Ein derar­ tiger Verbund von Substratportionen wird in einer speziellen Inhaliervorrichtung abgeraucht, wobei vorzugsweise bei je­ dem Zug eine neue Substratportion mittels chemischer oder elektrischer Energie erwärmt wird. Durch den Gebrauch des Rauchartikels wird die Bildung von Nebenstromrauch in den Zugpausen vermieden.

Eine durchschnittliche Filtercigarette liefert dem Raucher sechs bis zehn Züge mit etwa gleicher Geschmacksintensi­ tät. Das erfindungsgemäße Ziel, nämlich dem Raucher eine ähnliche Anzahl geschmacklich gleichwertiger Züge zu lie­ fern, läßt sich mit den oben erläuterten vorbekannten Rauch­ artikeln kaum erreichen. Die Erfindung löst das Problem, in­ dem anstelle eines für alle Züge verwendeten einzelnen ae­ rosolbildenden Elements für jeden Zug eine neue Substrat­ portion benutzt wird. Weniger bevorzugt, aber ebenfalls möglich ist auch die Nutzung jeweils einer Substratportion für zwei oder mehr Züge. Gegenüber den obenerwähnten vorbekannten Rauchartikeln besitzt das erfindungsgemäße System also die Vorteile eines über die Züge gleichbleiben­ den Rauchangebots sowie einer einfachen Konstruktion.

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

Fig. 1a eine perspektivische Ansicht einer Substratpor­ tion aus einem Verbund von Substratportionen 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 eine perspektivische Ansicht eines Verbunds von Substratportionen gemäß der Erfindung, wobei die Substrat­ portionen auf einem scheibenförmigen Träger angeordnet sind,

Fig. 2b eine perspektivische Ansicht einer anderen Aus­ führungsform eines Verbunds von Substratportionen gemäß der Erfindung, wobei die Substratportionen auf einem weit­ gehend starren linearen Träger angeordnet sind,

Fig. 2c eine perspektivische Ansicht einer weiteren Aus­ führungsform eines Verbunds von Substratportionen gemäß der Erfindung, wobei die Substratportionen auf einem band­ förmigen linearen Träger angeordnet sind,

Fig. 3a eine schematische Veranschaulichung für ein indi­ rektes Heizprinzip für eine Substratportion,

Fig. 3b eine schematische Veranschaulichung für ein di­ rektes Heizprinzip für eine Substratportion,

Fig. 4a eine Stirnansicht einer Inhaliervorrichtung gemäß der Erfindung mit einem auf einem scheibenförmigen Trä­ ger angeordneten Verbund von Substratportionen und einem eingesetzten Mundstück,

Fig. 4b einen schematischen Längsschnitt durch das Sy­ stem gemäß Fig. 4a,

Fig. 5a eine Stirnansicht einer anderen Ausführungsform einer Inhaliervorrichtung gemäß der Erfindung mit einem auf einem linearen Träger angeordneten Verbund von Sub­ stratportionen und einem eingesetzten Mundstück, und

Fig. 5b einen schematischen Längsschnitt durch das Sy­ stem gemäß Fig. 5a.

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 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 verdampfbaren Polyols, z. B. Glycerin oder Propylenglykol, um die Aero­ solbildung zu verstärken. Eine andere Möglichkeit, die Ae­ rosolbildung zu verstärken, ist der Einsatz der aerosolbil­ denden Materialien mit einer Feuchte, die deutlich über der Gleichgewichtsfeuchte liegt. So kann z. B. Tabak, dessen Gleichgewichtsfeuchte 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 Umhüllung 3 kann aus Papier, Kunststoff- oder Me­ tallfolie bestehen. Auch eine mehrlagige Umhüllung aus den genannten Komponenten ist verwendbar. Bevorzugt wird jedoch eine einlagige Umhüllung aus Papier oder me­ tallkaschiertem Papier. In einer weiteren bevorzugten Aus­ führungsform besitzt die Umhüllung 3 eine definierte elek­ trische Leitfähigkeit. Dies kann z. B. durch Einsatz von Ma­ terialien wie kohlehaltigem oder metallbedampftem Papier bzw. einer Kunststoffolie, in die leitfähige Partikel eingear­ beitet sind, erreicht werden.

Die Herstellung der Substratportionen 1 kann in einfacher Weise auf einer herkömmlichen Cigarettenstrangmaschine erfolgen: Zunächst wird in einem Formatteil ein Endlos­ strang von Tabak oder Ersatzmaterial gebildet; dieser wird mit dem von einer Bobine in Herstellungsrichtung zugeführ­ ten Umhüllungsmaterial umgeben und an der Naht verleimt. Anschließend erfolgt Ablängen in den gewünschten Abmes­ sungen. Eine weitere Möglichkeit der Herstellung ist das Extrudieren eines geeigneten aerosolbildenden Materials durch eine Runddüse mit anschließendem Umhüllen und Ablängen des Extrudats.

Vorzugsweise liegt der Durchmesser einer Substratpor­ tion 1 im Bereich von 3 mm bis 10 mm und die Länge im Bereich von 3 mm bis 30 mm. Besonders bevorzugt werden Durchmesser von 4 mm bis 7 mm und Längen von 5 mm bis 15 mm.

Erfindungsgemäß sind die erhaltenen Substratportionen 1 zu einem Verbund von Substratportionen zusammengefaßt. Soll z. B. ein Rauchartikel geschaffen werden, der dem Rau­ cher acht Züge liefert, müssen bei Verwendung einer Sub­ stratportion pro Zug acht dieser Portionen miteinander ver­ bunden werden, um eine der herkömmlichen Cigarette ver­ gleichbare Handhabung zu erreichen. Ebenso möglich, je­ doch weniger bevorzugt ist die Nutzung einer Substratpor­ tion für mehrere Züge.

Die Verbindung der Substratportionen 1 kann auf ver­ schiedene Weise auf beliebigen Trägermaterialien (z. B. aus Kanon oder Kunststoff) erfolgen. Bevorzugte Anordnungen sind in den Fig. 2a, 2b und 2c dargestellt. Bei der Anord­ nung gemäß Fig. 2a sind die Substratportionen 1 kreisför­ mig in den Aussparungen einer Trägerscheibe 5 angebracht. Eine ähnliche Anordnung auf einem linearen Träger 6 zeigt Fig. 2b. Durch Aufbringen der Substratportionen 1 auf ei­ nen bandförmigen Träger 7 erhält man die in Fig. 2c darge­ stellte Anordnung. Der bandförmige Träger 7 ist ebenfalls linear, kann aber flexibel sein. Die Substratportionen 1 kön­ nen an dem jeweiligen Träger 5, 6 bzw. 7 z. B. durch Fest­ kleben befestigt sein.

Zum Abrauchen eines solchen aus einem Verbund mehre­ rer Substratportionen bestehenden Rauchgegenstands wird eine Inhaliervorrichtung (im folgenden Rauchgerät genannt) benötigt, in der das Rauchaerosol aus den einzelnen Sub­ stratportionen freigesetzt wird. Hierbei können zwei Wir­ kungsprinzipien unterschieden werden:

• 1. Indirekt (Fig. 3a): Die Substratportion 1 wird wäh­ rend des Zuges von einem im Rauchgerät erhitzten Gas durchströmt. Dabei bildet dieses Gas zusammen mit Luft und dem freigesetzten Aerosol den von dem Be­ nutzer inhalierten Rauch.
• 2. Direkt (Fig. 3b): Die Substratportion 1 wird erhitzt, während beim Zug kalte Umgebungsluft hindurchge­ sogen wird, die zusammen mit dem freigesetzten Aero­ sol den Rauch bildet.

Ein Ausführungsbeispiel eines Rauchgeräts mit indirekter Beheizung wird im folgenden anhand der Fig. 4a (Stirnan­ sicht) und 4b (Längsschnitt) beschrieben. Um die Übersicht­ lichkeit zu verbessern, sind die mechanischen Einrichtungen zum Weitertransport der Substratportionen nicht dargestellt.

In einem Gehäuse 20 ist eine Halterung für die auf einer kreisförmigen Trägerscheibe 5 angebrachten Substratportio­ nen 1 dergestalt ausgeführt, daß die Trägerscheibe 5 um ei­ nen Bolzen 24 drehbar gelagert ist. Dieser Bolzen 24 kann entweder Bestandteil des Rauchgeräts oder des die Substrat­ portionen 1 und die Trägerscheibe 5 aufweisenden Verbun­ des von Substratportionen sein. Durch die drehbare Lage­ rung können die Substratportionen 1 nacheinander mit Hilfe der nicht dargestellten Transporteinrichtung in eine Be­ triebsstellung (Abrauchposition) gebracht werden; die dort befindliche Substratportion ist mit 1a bezeichnet.

Eine radialsymmetrische Aufnahmeeinrichtung 21 ist im Gehäuse 20 in axialer Richtung verschiebbar angeordnet. In Abrauchstellung wird die Aufnahmeeinrichtung 21 durch die Kraft einer Schraubenfeder 22 gegen die Substratportion 1a und diese wiederum gegen eine Brennkammer 30 ge­ drückt. Mit Hilfe einer konischen Dichtfläche 23 wird so eine weitgehend gasdichte Abdichtung zwischen der Sub­ stratportion 1a und der Aufnahmeeinrichtung 21 erreicht. Ein Weitertransport der Substratportionen 1 wird dagegen durch Verschieben der Aufnahmeeinrichtung 21 gegen die Kraft der Schraubenfeder 22 ermöglicht.

Die Aufnahmeeinrichtung 21 ist zur Aufnahme eines Mundstücks 10 mit einer Bohrung versehen, deren Innen­ durchmesser in etwa dem Außendurchmesser des Mund­ stücks 10 entspricht.

Die Brennkammer 30 ist durch eine oder mehrere Boh­ rungen 31 mit der Außenseite des Rauchgerätes verbunden. Hierdurch kann Luft 32 in die Brennkammer 30 gelangen, um einerseits die Verbrennung, andererseits auch das Durch­ ziehen von Luft durch die Substratportion 1a zu ermögli­ chen. In der Brennkammer befinden sich ein Katalysator­ draht oder -netz 33, eine Gasdüse 34 sowie eine Zündelek­ trode 35.

Weiterhin enthält das Gehäuse 20 einen von der Außen­ seite mit komprimierten, brennbaren Gasen nachfüllbaren Gastank 41, der über ein Ventil 36 mit der Düse 34 verbun­ den ist, sowie eine Batterie und Steuerung 40, über die auf elektrischem Wege das Ventil 36 und die Zündelektrode 35 betätigt werden.

Der Gebrauch des Rauchgerätes geht wie folgt vor sich: Zunächst wird der kreisförmige Verbund von Substratpor­ tionen 1 so in das Rauchgerät eingelegt, daß sich die erste Substratportion in der Abrauchposition 1a befindet. Ein neues Mundstück 10 mit einem Filter wird in die Bohrung der Aufnahmeeinrichtung 21 eingesetzt. Nach Lösen einer Arretierung wird durch die Kraft der Schraubenfeder 22 eine dichte Verbindung zwischen der Aufnahmeeinrichtung 21, dem Mundstück 10, der Substratportion 1a und der Brennkammer 30 hergestellt. Zur Entnahme eines Zuges wird ein Schalter betätigt, der die batteriebetriebene Steue­ rung 40 auslöst. Diese bewirkt ein zeitlich begrenztes Öff­ nen des Ventils 36, so daß brennbares Gas aus dem Gastank 41 durch die Düse 34 in die Brennkammer 30 eintritt. Kurze Zeit später wird durch Anlegen einer Zündspannung an die Elektrode 35 ein Funken erzeugt, der dazu führt, daß sich das Gas unter Luftzutritt durch die Bohrung 31 am Kataly­ sator 33 entzündet. Durch die Verbrennung entsteht ein hei­ ßes Gasgemisch, das zusammen mit durch die Bohrungen 31 eintretender Luft durch die Substratportion 1a gezogen werden kann und dort das Rauchaerosol freisetzt. Nach Ent­ nahme des Zuges wird die Gaszufuhr unterbrochen und mit Hilfe der Transporteinrichtung die nächste Substratportion 1 in Abrauchposition gebracht. Das Rauchgerät ist nun zur Entnahme des nächsten Zuges bereit. Nachdem alle Sub­ stratportionen abgeraucht sind, werden der Verbund von Substratportionen 1 und das Mundstück 10 entnommen und entsorgt.

Ein anderes Ausführungsbeispiel eines Rauchgeräts, dies­ mal mit direkter Beheizung, wird im folgenden anhand der Fig. 5a (Stirnansicht) und 5b (Längsschnitt) beschrieben. Um die Übersichtlichkeit zu verbessern, sind, die mechani­ schen Einrichtungen zum Weitertransport der Substratpor­ tionen nicht dargestellt.

In einem Gehäuse 50 ist eine Halterung für einen Verbund von Substratportionen, der auf einem linearen Träger 6 an­ gebrachte Substratportionen 1 mit elektrisch leitfähiger Um­ hüllung 3' aufweist, dergestalt ausgeführt, daß der Träger 6 in seiner Längsrichtung verschiebbar ist. Durch Verschieben können die Substratportionen 1 nacheinander mit Hilfe der nicht dargestellten Transporteinrichtung in die Betriebsstel­ lung (Abrauchposition) gebracht werden, in der sich die mit 1b bezeichnete Substratportion befindet.

Eine radialsymmetrische Aufnahmeeinrichtung 51 ist im Gehäuse 50 in axialer Richtung verschiebbar angeordnet. In Abrauchstellung wird die Aufnahmeeinrichtung 51 durch die Kraft einer Schraubenfeder 52 gegen die Substratportion 1b und diese wiederum gegen einen Kontakt 54 gedrückt. Mit Hilfe einer konischen Dichtfläche 53 wird so eine weit­ gehend gasdichte Abdichtung zwischen der Substratportion 1b und der Aufnahmeeinrichtung 51 erreicht. Ein Weiter­ transport der Substratportionen 1 wird hingegen durch Ver­ schieben der Aufnahmeeinrichtung 51 gegen die Federkraft ermöglicht.

Die Aufnahmeeinrichtung 51 ist zur Aufnahme eines Mundstücks 10 mit einer Bohrung versehen, deren Innen­ durchmesser in etwa dem Außendurchmesser des Mund­ stücks 10 entspricht.

Der ringförmige Kontakt 54 ist über ein Rohr 55 mit der Außenseite des Rauchgerätes verbunden. Hierdurch kann Luft 56 durch die Substratportion 1b gezogen werden.

Weiterhin enthält das Gehäuse 50 eine Batterie bzw. einen nachladbaren Akkumulator 61 sowie eine Steuerungselek­ tronik 60, deren Ausgänge elektrisch mit der Aufnahmeein­ richtung 51 und dem Kontakt 54 verbunden sind.

Der Gebrauch dieses Rauchgerätes geht wie folgt vor sich: Zunächst wird der Verbund von Substratportionen 1 so in das Rauchgerät eingelegt, daß sich die erste Substratpor­ tion in der Abrauchposition 1b befindet. Ein neues Filter­ mundstück 10 wird in die Bohrung der Aufnahmeeinrich­ tung 51 eingesetzt. Nach Lösen einer Arretierung wird durch die Kraft der Schraubenfeder 52 eine dichte und elek­ trisch leitende Verbindung zwischen der Aufnahmeeinrich­ tung 51, der Substratportion 1b und dem Kontakt 54 herge­ stellt. Zur Entnahme eines Zuges wird ein Schalter betätigt, der die Steuerung 60 auslöst. Diese bewirkt einen zeitlich begrenzten Stromfluß durch die als Heizwiderstand die­ nende leitfähige Umhüllung 3' der Substratportion 1b, der diese erwärmt oder erhitzt und das Rauchaerosol freisetzt. Durch das Rohr 55 eintretende Luft 56 kann nun durch die Substratportion 1b und das Mundstück 10 gezogen werden. Nach Entnahme des Zuges wird die Stromzufuhr unterbro­ chen und mit Hilfe der Transporteinrichtung die nächste Substratportion 1 in Abrauchposition gebracht. Das Rauch­ gerät ist nun zur Entnahme des nächsten Zuges bereit. Nach­ dem alle Substratportionen abgeraucht sind, werden der Ver­ bund der Substratportionen 1 und das Mundstück 10 ent­ nommen und entsorgt.

Für die Konstruktion des Mundstückes 10 sind prinzipiell alle dem Fachmann aus der Cigarettenindustrie bekannten Prinzipien anwendbar. Im einfachsten Fall besteht das Mundstück aus einer hohlen Papier- oder Kartonrolle. Be­ vorzugt wird jedoch die Ausführung als Filtermundstück. In diesem Fall ist ein Filtermaterial wie Celluloseacetat, Poly­ propylen oder Papier mit einer ein- oder mehrlagigen Um­ hüllung versehen. Auch eine den bekannten Mehrfachfiltern entsprechende Konstruktion kann verwendet werden, bei der in axialer Richtung mehrere Segmente mit unterschied­ lichen Eigenschaften hintereinander angeordnet und durch eine äußere Umhüllung verbunden sind. In diesem Fall kön­ nen ein oder mehrere Segmente mit axialen Bohrungen ver­ sehen sein. Bei allen genannten Konstruktionen besteht wei­ terhin die Möglichkeit des Einsatzes einer zonenperforierten Umhüllung oder einer nachträglichen Perforation der Um­ hüllung z. B. mit Hilfe eines Laserstrahls. Hierdurch kann bei den Zügen der Rauch durch Hinzuströmen von Außen­ luft verdünnt werden.

Weitere Varianten des Systems bzw. seiner Komponenten ergeben sich unmittelbar aus den Ansprüchen.

Im folgenden sind weitere Beispiele für den Verbund von Substratportionen und seine Benutzung in dem System an­ gegeben.

Beispiel 1

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 auf der Außenseite alumini­ umkaschiertes, luftundurchlässiges Papier zum Einsatz. Der Endlosstrang wurde in Einzelportionen von 8 mm Länge ge­ schnitten.

Jeweils acht dieser Einzelportionen wurden in den Aus­ sparungen eines kreisförmigen Trägers aus Kartonmaterial verklebt. Man erhielt einen Verbund von Substratportionen, wie in Fig. 2a dargestellt.

Der so erhaltene Verbund von Substratportionen wurde in einem Rauchgerät gemäß Fig. 4b mit Mundstück in acht Zü­ gen abgeraucht, ohne daß sichtbare Mengen Nebenstrom­ rauch entstanden. Der Geschmack wurde von Probanden als gleichmäßig und dem herkömmlicher Cigaretten gleichwer­ tig beurteilt.

Beispiel 2

Ein nach bekannten Verfahren hergestellter Papierfolien­ tabak mit einem Gehalt an Propylenglykol von 12 Gew.-% wurde mit einer Schnittbreite von 0,8 mm geschnitten, wie in Beispiel 1 einer Cigarettenstrangmaschine zugeführt und in dieser mit einem Cigarettenpapier umhüllt, wobei das Ci­ garettenpapier eine Luftdurchlässigkeit von 5 CU aufwies. Durch Ablängen des Endlosstranges erhielt man Substrat­ portionen mit gleichen Abmessungen wie im Beispiel 1; die Stopfdichte betrug 240 mg/ml. Die Substratportionen wur­ den wie im Beispiel 1 verbunden und abgeraucht. Eine Bil­ dung von Nebenstromrauch konnte nicht festgestellt wer­ den. Der Geschmack wurde von Probanden als über die Züge gleichmäßig und angenehm beurteilt.

Beispiel 3

Eine Mischung aus
72% Tabakstaub
15% Glycerin
10% Stärke und
3% Hydroxypropylcellulose
wurde auf einem handelsüblichen Doppelschnecken-Extru­ der durch eine Runddüse mit 4 mm Innendurchmesser ex­ trudiert. Aufgrund des Quelleffekts erhielt man einen End­ losstrang mit 6 mm Außendurchmesser. Dieser Endlos­ strang wurde mit einer dünnen Umhüllung aus kohlehalti­ gem Papier versehen und in Einzelportionen von 10 mm Länge zerteilt. Jede dieser Einzelportionen enthielt ca. 40 mg des extrudierten Tabakmaterials. Jeweils acht dieser Einzelportionen wurden in den Kerben eines linearen Trä­ gers aus Kartonmaterial durch Verkleben angebracht. Man erhielt einen Verbund von Substratportionen, wie in Fig. 2b dargestellt.

Das Abrauchen erfolgte in einem Rauchgerät mit direkter, elektrischer Beheizung und Mundstück, wie in Fig. 5b dar­ gestellt. Es konnte ebenfalls kein Nebenstromrauch beob­ achtet werden. Der Geschmack wurde als voll und cigaret­ tenähnlich beurteilt.

Claims (34)

1. System zur Bereitstellung eines inhalierbaren Aero­ sols, mit

• - einem Verbund von Substratportionen, der eine Anzahl von auf einem Träger (5; 6; 7) angeordne­ ten Substratportionen (1) aufweist, wobei jede der Substratportionen (1) innerhalb einer Umhüllung (3), die eine Lufteintrittsöffnung und eine Aero­ solaustrittsöffnung hat, aerosolbildendes Material (2) enthält,
• - einer Inhaliervorrichtung, die ein Gehäuse (20; 50), eine Halterung (23, 24; 53) für den Verbund von Substratportionen (1) und eine Heizeinrich­ tung (30, 33, 34, 35, 36, 40; 53, 54, 60) aufweist und die dazu eingerichtet ist, daß jede Substrat­ portion (1) des Verbunds von Substratportionen in eine Betriebsstellung (1a; 1b) bewegbar ist und in der Betriebsstellung (1a; 1b) zur Aerosolbildung erwärmbar ist, und
• - einem Mundstück (10), das in der Betriebsstel­ lung einer Substratportion mit der Aerosolaus­ trittsöffnung dieser Substratportion (1a; 1b) in Verbindung steht.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Substratportionen (1) des Verbunds von Sub­ stratportionen auf einem linearen Träger (6; 7) ange­ ordnet sind.

3. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Substratportionen (1) des Verbunds von Sub­ stratportionen auf einem kreis- oder scheibenförmigen Träger (5) angeordnet sind.

4. System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbund von Substratportio­ nen sechs bis zwölf Substratportionen (1) enthält.

5. System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Substratportionen (1) in dem Verbund von Substratportionen jeweils eine zylindri­ sche Form mit einer Länge von 3 mm bis 30 mm, vor­ zugsweise 5 mm bis 15 mm, und einem Durchmesser von 3 mm bis 10 mm, vorzugsweise von 4 mm bis 7 mm, haben, wobei die jeweilige Umhüllung (3) als Zylindermantel angeordnet ist und die Stirnseiten des Zylinders als Lufteintrittsöffnung und als Aerosolaus­ trittsöffnung eingerichtet sind.

6. System nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das aerosolbildende Material (2) in dem Verbund von Substratportionen Schnittabak, geschnittene Tabakrippen, Folientabakschnitt und/oder ein extrudiertes Tabakmaterial aufweist.

7. System nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das aerosolbildende Material (2) in dem Verbund von Substratportionen ein mit Aroma­ substanzen beaufschlagtes Trägermaterial aufweist.

8. System nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das aerosolbildende Material (2) in dem Verbund von Substratportionen ein verdampf­ bares Polyol, vorzugsweise Glycerin oder Propylengly­ kol, zu einem Anteil von 5 Gew.-% bis 50 Gew.-%, vorzugsweise von 10 Gew.-% bis 30 Gew.-%, enthält.

9. System nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllungen (3) der Substrat­ portionen (1), in dem Verbund von Substratportionen ein weitgehend luftundurchlässiges Umhüllungsmate­ rial, vorzugsweise ein niedrigporöses Cigarettenpapier, aufweisen.

10. System nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllungen (3) der Substrat­ portionen (1) in dem Verbund von Substratportionen ein Umhüllungsmaterial mit hoher Wärmeleitfähigkeit, vorzugsweise Metallfolie oder metallbeschichtetes Pa­ pier, aufweisen.

11. System nach einem der Ansprüche 1 bis 10, da­ durch gekennzeichnet, daß die Umhüllungen (3') der Substratportionen (1) in dem Verbund von Substratpor­ tionen elektrisch leitfähig sind.

12. System nach einem der Ansprüche 1 bis 11, da­ durch gekennzeichnet, daß die Inhaliervorrichtung eine Transporteinrichtung zum Transport der Substratpor­ tionen (1) in die Betriebsstellung (1a; 1b) aufweist.

13. System nach einem der Ansprüche 1 bis 12, da­ durch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung (30, 33, 34, 35, 36, 40) der Inhaliervorrichtung dazu eingerich­ tet ist, die in der Betriebsstellung befindliche Substrat­ portion (1a) mittels eines durch diese Substratportion zu ziehenden, erwärmten Luftstroms (32) zu erwär­ men.

14. System nach einem der Ansprüche 1 bis 13, da­ durch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung (53, 54, 60) der Inhaliervorrichtung dazu eingerichtet ist, die in der Betriebsstellung befindliche Substratportion (1b) durch Wärmeübertragung auf die Umhüllung und/oder Erwärmung der Umhüllung (3) zu erwärmen.

15. System nach Anspruch 14, dadurch gekennzeich­ net, daß die Heizeinrichtung der Inhaliervorrichtung dazu eingerichtet ist, die in der Betriebsstellung befind­ liche Substratportion durch Kontakt mit einem Heize­ lement zu erwärmen.

16. System nach einem der Ansprüche 1 bis 15, da­ durch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung (53, 54, 60) der Inhaliervorrichtung eine elektrische Heizein­ richtung ist.

17. System nach Anspruch 16, dadurch gekennzeich­ net, daß für die elektrische Heizeinrichtung (53, 54, 60) der Inhaliervorrichtung eine Batterie (61) oder ein Ak­ kumulator (61) vorgesehen ist, die bzw. der in dem Ge­ häuse (50) der Inhaliervorrichtung oder in einem sepa­ raten Gehäuse untergebracht oder unterbringbar ist.

18. System nach Anspruch 16 oder 17 in Verbindung mit Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung (53, 54, 60) der Inhaliervorrichtung dazu eingerichtet ist, die in der Betriebsstellung befind­ liche Substratportion (1b) durch einen durch die leitfä­ hige Umhüllung (3') dieser Substratportion fließenden Heizstrom zu erwärmen.

19. System nach einem der Ansprüche 1 bis 15, da­ durch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung (30, 33, 34, 35, 36, 40) der Inhaliervorrichtung dazu eingerich­ tet ist, durch thermische oder katalytische Verbrennung Wärme zu erzeugen.

20. System nach Anspruch 19, dadurch gekennzeich­ net, daß das Gehäuse (20) der Inhaliervorrichtung zur Aufnahme eines Brennstoffbehälters (41) für einen gasförmigen, flüssigen oder festen Brennstoff einge­ richtet ist.

21. System nach Anspruch 19 oder 20, dadurch ge­ kennzeichnet, daß als Brennstoff für die Heizeinrich­ tung (30, 33, 34, 35, 36, 40) der Inhaliervorrichtung ein Kohlenwasserstoff, vorzugsweise Propan oder Butan, vorgesehen ist.

22. System nach einem der Ansprüche 19 bis 21 in Verbindung mit Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung (30, 33, 34, 35, 36, 40) der In­ haliervorrichtung dazu eingerichtet ist, den Luftstrom (32) durch Kontakt von einem brennbaren Gas/Luftge­ misch mit einem Katalysator (33) zu erwärmen.

23. System nach einem der Ansprüche 1 bis 22, da­ durch gekennzeichnet, daß das Mundstück (10) lösbar mit der Inhaliervorrichtung verbunden ist.

24. System nach einem der Ansprüche 1 bis 23, da­ durch gekennzeichnet, daß das Mundstück (10) eine Länge von 10 mm bis 40 mm und einen Durchmesser von 6 mm bis 12 mm aufweist.

25. System nach einem der Ansprüche 1 bis 24, da­ durch gekennzeichnet, daß das Mundstück (10) eine hohle Papier- oder Kartonhülse aufweist.

26. System nach einem der Ansprüche 1 bis 24, da­ durch gekennzeichnet, daß das Mundstück (10) als Fil­ termundstück ausgebildet ist, wobei das Filtermaterial vorzugsweise Celluloseacetat, Papier, Myria und/oder Polypropylen mit einer ein- oder mehrlagigen Papie­ rumhüllung aufweist.

27. System nach Anspruch 26, dadurch gekennzeich­ net, daß das Mundstück (10) einen Filterstöpsel aus mehreren in axialer Richtung hintereinander angeord­ neten Teilelementen aufweist, von denen vorzugsweise eines oder mehrere axiale Bohrungen aufweisen.

28. System nach einem der Ansprüche 1 bis 27, da­ durch gekennzeichnet, daß das Mundstück (10) eine oder mehrere Perforationszonen aufweist.

29. Inhaliervorrichtung mit einem Gehäuse (20; 50), mit einer Halterung (23, 24; 53) für einen Verbund von Substratportionen, der eine Anzahl von auf einem Trä­ ger (5; 6; 7) angeordneten Substratportionen (1) auf­ weist, wobei jede der Substratportionen (1) innerhalb einer Umhüllung (3), die eine Lufteintrittsöffnung und eine Aerosolaustrittsöffnung hat, aerosolbildendes Ma­ terial (2) enthält, und mit einer Heizeinrichtung (30, 33, 34, 35, 36, 40; 53, 54, 60), wobei die Inhaliervorrich­ tung dazu eingerichtet ist, daß jede Substratportion (1) des Verbunds von Substratportionen in eine Betriebs­ stellung (1a; 1b) bewegbar ist und in der Betriebsstel­ lung (1a; 1b) zur Aerosolbildung erwärmbar ist.

30. Inhaliervorrichtung nach Anspruch 29, gekenn­ zeichnet durch Merkmale der Inhaliervorrichtung aus einem der Ansprüche 12 bis 22.

31. Verbund von Substratportionen, der zur Verwen­ dung mit einer Inhaliervorrichtung nach Anspruch 29 oder 30 eingerichtet ist und der eine Anzahl von auf ei­ nem Träger (5; 6; 7) angeordneten Substratportionen (1) aufweist, wobei jede der Substratportionen (1) in­ nerhalb einer Umhüllung (3), die eine Lufteintrittsöff­ nung und eine Aerosolaustrittsöffnung hat, aerosolbil­ dendes Material (2) enthält.

32. Verbund von Substratportionen nach Anspruch 31, gekennzeichnet durch Merkmale des Verbunds von Substratportionen aus einem der Ansprüche 2 bis 11.

33. Mundstück, das zur Verwendung mit einer Inha­ liervorrichtung nach Anspruch 29 oder 30 eingerichtet ist, wobei das Mundstück (10) in der Betriebsstellung einer Substratportion mit der Aerosolaustrittsöffnung dieser Substratportion (1a; 1b) in Verbindung steht, und das lösbar mit der Inhaliervorrichtung verbindbar ist.

34. Mundstück nach Anspruch 33, gekennzeichnet durch Merkmale des Mundstücks aus einem der An­ sprüche 24 bis 28.