Verfahren zur Befüllung einer Aufnahme einer autarken Wärmeeinheit, rauchfreie Zigarette mit einer autarken Wärmeeinheit, sowie Vorrichtung zur Befüllung einer Aufnahme einer autarken Wärmeeinheit

Abstract

 Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Befüllung einer Aufnahme einer autarken Wärmeeinheit zur Verwendung in einer rauchfreien Zigarette mit einem Medium, das kristallisationsfähig ist oder einen kristallisationsfähigen Bestandteil aufweist, wobei das Medium vor und/oder während seiner Einfüllung in die Aufnahme der autarken Wärmeeinheit eine Temperatur von mindestens 50 °C, vorzugsweise von mindestens 60 °C aufweist.

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Befüllung einer Aufnahme einer autarken Wärmeeinheit zur Verwendung in einer rauchfreien Zigarette.

[0002] Es sind rauchfreie Zigaretten bekannt, die eine autarke Wärmeeinheit, das heißt eine Wärmeeinheit aufweisen, die ohne externe Energiezufuhr auskommt, um Wärme zu erzeugen. Bei derartigen autarken Wärmeeinheiten kann es sich beispielsweise um solche handeln, die ein Medium aufweisen, das kristallisationsfähig ist oder zumindest einen kristallisationsfähigen Bestandteil wie beispielsweise ein Salzhydrat umfasst. Kommt es zu einer Kristallisation dieses Mediums, wird Wärme freigesetzt, die zur Erwärmung eines durch die rauchfreie Zigarette geführten Luftzuges und zur Desorption von Nikotin und etwaigen Aromastoffen führt.

[0003] Die Aufnahmen für das Medium sind beispielsweise als röhrchenförmige Wärmepads ausgeführt, die einen Durchmesser von maximal 6 mm und eine maximale Länge von ca. 100 mm aufweisen. Ein Problem bei der Befüllung von solchen Aufnahmen bzw. Wärmepads besteht darin, dass es zu ungewollter Spontankristallisation oder zu der Dotierung des Mediums mit Kristallisationskeimen kommen kann, die zu einer Kristallisation zu einem ungewollten Zeitpunkt führen könnte. Dies führt letztlich dazu, dass die Kristallisation und damit auch die Wärmefreisetzung gegebenenfalls vor der Nutzung der rauchfreien Zigarette erfolgt, was selbstverständlich unerwünscht ist.

[0004] Daher liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Befüllung einer Aufnahme einer autarken Wärmeeinheit zur Verwendung in einer rauchfreien Zigarette dahingehend weiterzubilden, dass das Risiko einer Spontankristallisation oder der Dotierung mit Kristallisationskeimen, die zu einem ungewollten Kristallisieren führen kann, ausgeschlossen oder minimiert wird.

[0005] Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Danach ist vorgesehen, dass das Medium vor und/oder während seiner Befüllung in die Aufnahme der autarken Wärmeeinheit bei einer Temperatur von mindestens 50°C, vorzugsweise von mindestens 60°C gehalten bzw. verarbeitet wird.

[0006] Es hat sich herausgestellt, dass die Spontankristallisation sowie auch die Dotierung mit Kristallisationskeimen wirksam verhindert werden kann, wenn das Medium, insbesondere Natriumacetat bzw. eine Natriumacetat-Lösung bei einer Temperatur von mehr als 50°C, vorzugsweise von mehr als 60°C gehalten und/oder verarbeitet wird. Erfindungsgemäß ist somit eine Prozessführung in diesem Temperaturbereich vorgesehen, wodurch das kristallisationsfähige Medium ohne Spontankristallisation und ohne die genannte Dotierung mit Kristallisationskeimen zuverlässig in die Aufnahme einer autarken Wärmeeinheit eingefüllt werden kann. Dies führt zu einer hohen Zuverlässigkeit der mit der autarken Wärmeeinheit ausgeführten rauchfreien Zigarette, da die Kristallisation und somit die Wärmebildung nicht vorzeitig, sondern dann eintritt, wenn der Nutzer dies wünscht.

[0007] Wie ausgeführt, kann es sich bei dem Medium um Natriumacetat handeln bzw. um eine natriumacetathaltige Lösung.

[0008] Die Erfindung ist jedoch nicht auf dieses Medium beschränkt, sondern kann auch andere kristallisationsfähige Medien und insbesondere Salze, vorzugsweise Salzhydrate, wie hydratisiertes Natriumsulfat oder Magnesiumnitrat-Hexahydrat, umfassen.

[0009] In einer Ausgestaltung der Erfindung wird das Medium in eine Aufnahme eingefüllt, die einen Innendurchmesser im Bereich von 2 mm bis 7 mm, vorzugsweise im Bereich von 3 mm bis 6 mm und besonders bevorzugt von maximal 6 mm aufweist.

[0010] Die Aufnahme kann beispielsweise eine Länge im Bereich von 70 mm bis 110 mm, vorzugsweise im Bereich von 80 mm bis 100 mm und besonders bevorzugt von maximal 100 mm aufweisen.

[0011] Dabei handelt es sich um exemplarische Werte, die die Erfindung nicht beschränken.

[0012] Die Aufnahme kann beispielsweise in Form eines Röhrchens ausgeführt sein, das im Querschnitt rund oder auch eckig ausgeführt sein kann. Dieses Röhrchen wird nach seiner Befüllung mit dem Medium verschlossen.

[0013] Die Aktivierung, das heißt die Auslösung des Kristallisationsvorganges erfolgt vorzugsweise durch Ausüben von Druck auf die Außenseite der Aufnahme durch den Nutzer der rauchfreien Zigarette.

[0014] In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Medium hydrat- bzw. wasserhaltig ist und dass die Bevorratung und/oder die Befüllung unter einem Wasserdampfdruck durchgeführt, der über dem Desorptionsdruck des Wassers des Mediums liegt. Auf diese Weise kann die Dehydrierung der Salzhydratlösung bzw. des Mediums beim Bevorraten und/oder beim Befüllungsprozess verhindert werden. Diese Dehydrierung hätte den Nachteil, dass sie zu einer Erhöhung der Wahrscheinlichkeit für die Kristallisation führt. Daher wird die Bevorratung und/oder der Befüllungsprozess vorzugsweise unter einem höheren Wasserdampfdruck durchgeführt, als der Wasserdampfdruck des Wassers in der Salzhydratlösung bzw. dem Medium ist.

[0015] Denkbar ist es, das Medium durch eine Befüllungskanüle aus einem Vorratsbehältnis in die Aufnahme der autarken Wärmeeinheit einzufüllen. Dabei kann vorgesehen sein, dass auch die Befüllungskanüle beheizt ist bzw. sichergestellt ist, dass auch diese und/oder die Aufnahme selbst bei einer vergleichsweise hohen Temperatur in den oben angegebenen Bereichen gehalten wird, um die ungewollte Kristallisation des Mediums und die ungewollte Dotierung des Mediums mit Kristallisationskeimen zu verhindern.

[0016] Denkbar ist es, dass das Medium vor seiner Befüllung in einem Vorratsbehältnis aufgenommen ist und mittels eines Befüllungsmechanismus, vorzugsweise mit einem hydraulisch arbeitenden Befüllungsmechanismus aus dem Vorratsbehälter unmittelbar oder mittelbar, beispielsweise mittels der genannten Kanüle oder sonstigen Zufuhreinrichtungen in die Aufnahme der autarken Wärmeeinheit gefördert wird.

[0017] Die vorliegende Erfindung betrifft des weiteren eine rauchfreie Zigarette mit einer oder mehreren autarken Wärmeeinheiten, die gemäß einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 gefüllt sind.

[0018] Die Erfindung betrifft des weiteren eine Vorrichtung zur Befüllung einer Aufnahme einer autarken Wärmeeinheit zur Verwendung in einer rauchfreien Zigarette mit einem Medium, das kristallisationsfähig ist oder einen kristallisationsfähigen Bestandteil aufweist, wobei die Vorrichtung ein Vorratsbehältnis und/oder Zufuhrmittel zur Zuführung des Mediums in die Aufnahme aufweist und wobei Mittel vorgesehen sind, mittels derer das in dem Vorratsbehältnis und/oder in dem Zufuhrmittel befindlichen Medium auf einer Temperatur von mindestens 50°C, vorzugsweise von mindestens 60°C gehalten wird.

[0019] Bei den Zufuhrmitteln kann es sich beispielsweise um eine Kanüle handeln, die derart dimensioniert ist, dass sie in den Innenraum der Aufnahme einführbar ist. Auch andere Zufuhrmittel sind selbstverständlich denkbar.

[0020] Der Vorratsbehälter kann einen Befüllungsmechanismus, vorzugsweise einen hydraulisch arbeitenden Befüllungsmechanismus aufweisen.

[0021] In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Vorrichtung, insbesondere die Zuführmittel relativ zu der Aufnahme bewegbar sind. So ist es beispielsweise denkbar, zu Beginn des Befüllprozesses die Zuführmittel möglichst weit in die Aufnahme einzuschieben, dann den Befüllvorgang zu initiieren und beim Befüllen die Zuführmittel sukzessive aus der Aufnahme herauszuführen.

[0022] In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Medium hydrat- bzw. wasserhaltig ist und dass die Vorrichtung Mittel aufweist, mittels derer die Bevorratung und/oder der Befüllvorgang unter einem Wasserdampfdruck durchgeführt, der über dem Desorptionsdruck des Wassers des Mediums liegt. Wie oben ausgeführt, kann dadurch verhindert werden, dass es zu einer Dehydrierung der Salzhydratlösung bzw. des Mediums kommt.

[0023] Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels beschrieben.

[0024] Die einzige Figur zeigt in einer schematischen Ansicht das Wärmepadröhrchen 10, das nach seiner Befüllung mit einem kristallisationsfähigen Medium verschlossen und sodann als autarke Wärmeeinheit einer rauchfreien Zigarette verwendet wird.

[0025] Wie aus der Figur ersichtlich, wird das Wärmepadröhrchen, das einen maximalen Durchmesser von 6 mm und eine maximale Gesamtlänge von 100 mm aufweisen kann, mittels einer Befüllungskanüle 20 befüllt, die ihrerseits in Verbindung steht mit einem Vorratsbehältnis 30. Das Vorratsbehältnis 30 ist mit einer nicht näher dargestellten Befüllungshydraulik verbunden, die die Aufgabe hat, das kristallisationsfähige Medium durch die Befüllungskanüle 20 in den Innenraum des Wärmepadröhrchens 10 einzufüllen.

[0026] Wie dies durch den Doppelpfeil in der Figur ersichtlich ist, kann der Vorratsbehälter 30 bzw. die Befüllungskanüle 20 relativ zu dem Wärmepadröhrchen 10 in dessen axialer Richtung bewegt werden, so dass beispielsweise zunächst der gemäß der Figur linke Abschnitt des Röhrchens 10 und im weiteren Verlauf die sich daran zur Öffnung des Wärmepadröhrchens 10 anschließenden Bereiche gefüllt werden.

[0027] Bei dem hier näher dargestellten Ausführungsbeispiel soll Natriumacetat in flüssigem, gebrauchsfertigem Zustand verarbeitet und eingefüllt werden.

[0028] In die vorgefertigten, einseitig verschlossenen Wärmepadröhrchen 10 wird mittels einer oder mehreren Kanülen 20 das Natriumacetat eingebracht und anschließend werden die Röhrchen 10 verschlossen. Wie oben ausgeführt, wird zur Verhinderung der ungewollten Spontankristallisation und der ungewollten Dotierung mit Kristallisationskeimen das Natriumacetat in dem Vorratsbehälter 30 und gegebenenfalls zusätzlich auch in der Befüllungskanüle 20 bei einer Temperatur von mehr als 60°C gehalten und verarbeitet. Diese Prozessführung verhindert die Spontankristallisation sowie die Dotierung mit Kristallisationskeimen.

[0029] Um zu verhindern, dass es zu einer Änderung des Wassergehaltes der Natriumacetatlösung kommt, wird der Wasserdampfdruck der Salzhydratlösung in dem Vorratsbehälter 30 bzw. in der Befüllungskanüle 20 auf einen höheren Wert eingestellt als der Desorptionsdruck des Wassers in der Salzhydratlösung.

[0030] Grundsätzlich ist es möglich, die oben dargestellten Temperaturverhältnisse sowie den Wasserdampfdruck in dem Vorratsbehälter 30 und/oder in der Befüllungskanüle 20 und/oder in dem Wärmepadröhrchen 10 selbst einzustellen. Auf diese Weise wird zuverlässig verhindert, dass es zu der ungewünschten, vorzeitigen Kristallisation kommt.

[0031] Das Natriumacetat-Wärmepad gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist nach seiner Befüllung sofort einsatzbereit. Aufgrund des oben dargestellten Befüllungsvorganges ist die weitere Verarbeitung der Wärmepads bzw. der Wärmepadröhrchen 10 unproblematisch und sie bzw. die damit versehenen rauchfreien Zigaretten können beispielsweise auch über einen längeren Zeitraum gelagert werden, ohne dass es zu einer ungewollten Kristallisation des Natriumacetats kommt.

[0032] Der Begriff "Zigarette" ist weit auszulegen und umfasst neben der eigentlichen Zigarette beispielsweise auch Zigarren, Zigarillos etc.

Ansprüche

1. Verfahren zur Befüllung einer Aufnahme einer autarken Wärmeeinheit zur Verwendung in einer rauchfreien Zigarette mit einem Medium, das kristallisationsfähig ist oder einen kristallisationsfähigen Bestandteil aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Medium vor und/oder während seiner Einfüllung in die Aufnahme der autarken Wärmeeinheit eine Temperatur von mindestens 50 °C, vorzugsweise von mindestens 60 °C aufweist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Medium um eine Natriumacetat-Lösung handelt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Medium in eine Aufnahme eingefüllt wird, die einen Innendurchmesser im Bereich von 2 mm - 7 mm vorzugsweise im Bereich von 3 mm bis 6 mm und besonders bevorzugt von maximal 6 mm aufweist.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Medium in eine Aufnahme eingefüllt wird, die eine Länge im Bereich von 70 mm - 110 mm vorzugsweise im Bereich von 80 mm bis 100 mm und besonders bevorzugt von maximal 100 mm aufweist.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Medium hydrat- bzw. wasserhaltig ist und dass die Bevorratung und/oder der Befüllvorgang unter einem Wasserdampfdruck durchgeführt wird, der über dem Desorptionsdruck des Wassers des Mediums liegt.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Medium durch eine Befüllungskanüle aus einem Vorratsbehältnis in die Aufnahme der autarken Wärmeeinheit eingefüllt wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Medium vor seiner Befüllung in einem Vorratsbehältnis aufgenommen ist und mittels eines Befüllungsmechanismus, vorzugsweise mit einem hydraulisch arbeitenden Befüllungsmechanismus aus dem Vorratsbehältnis unmittelbar oder mittelbar in die Aufnahme der autarken Wärmeeinheit gefördert wird.

8. Rauchfreie Zigarette mit wenigstens einer autarken Wärmeeinheit, die gemäß einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 gefüllt ist.

9. Vorrichtung zur Befüllung einer Aufnahme einer autarken Wärmeeinheit zur Verwendung in einer rauchfreien Zigarette mit einem Medium, das kristallisationsfähig ist oder einen kristallisationsfähigen Bestandteil aufweist, dadurch gekennzeichnet, das die Vorrichtung ein Vorratsbehältnis und/oder Zufuhrmittel zur Zuführung des Mediums in die Aufnahme aufweist und dass Mittel vorgesehen sind, mittels derer das in dem Vorratsbehältnis und/oder in den Zufuhrmitteln befindliche Medium auf einer Temperatur von mindestens 50 °C, vorzugsweise von mindestens 60 °C gehalten wird.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Zufuhrmitteln um eine Kanüle handelt, die derart dimensioniert ist, dass sie in den Innenraum der Aufnahme einführbar ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorratsbehälter einen Befüllungsmechanismus, vorzugsweise mit einen hydraulisch arbeitenden Befüllungsmechanismus aufweist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung, insbesondere die Zufuhrmittel relativ zu der Aufnahme bewegbar sind.

13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Medium hydrat- bzw. wasserhaltig ist und dass die Vorrichtung Mittel aufweist, mittels derer die Bevorratung und/oder der Befüllvorgang unter einem Wasserdampfdruck durchgeführt wird, der über dem Desorptionsdruck des Wassers des Mediums liegt.

Zeichnung