Аэрозольобразующий материал для кальяна

Изобретение относится к аэрозольобразующему материалу для кальяна, который содержит первое вещество и по меньшей мере одно второе вещество, которое удерживается первым веществом и после активирования аэрозольобразующего материала по меньшей мере частично высвобождается, причем первое вещество имеет поры для поглощения второго вещества и второе вещество представляет собой текучую среду, причем первое вещество, в расчете на его вес, содержит по меньшей мере 65 вес.% клиноптилолита. Технический результат заключается в обеспечении удержания вещества, а также его высвобождения после активирования. 3 н. и 7 з.п. ф-лы.

 

Изобретение относится к аэрозольобразующему материалу для кальяна, который содержит первое вещество и по меньшей мере одно второе вещество, удерживаемое первым веществом, которое после активирования аэрозольобразующего материала по меньшей мере частично высвобождается, применению аэрозольобразующего материала, а также вариантам применения первого вещества.

Цель использования кальяна состоит в том, чтобы потреблять вкусовые вещества из аэрозольобразующего материала, находящегося в чашке. В отношении аэрозольобразующего материала речь обычно идет о кальянном табаке и/или о заменителе табака на растительной основе в качестве носителя для ароматизированных текучих сред. В его основе лежит горючее вещество, в частности уголь, причем аэрозольобразующий материал отделен от горючего вещества перфорированной алюминиевой фольгой или дымовым ситом. При пользовании создается поток, который проводит горячий воздух от угля к аэрозольобразующему материалу. Ввиду пространственной близости горючего вещества к аэрозольобразующему материалу последний подвергается предварительному нагреванию, и при поступлении горячего воздуха на аэрозольобразующий материал твердые вещества переносятся в горячий воздух так, что теперь воздушный поток, который содержит компоненты аэрозольобразующего материала в форме аэрозоля, переходит с аэрозольобразующего материала в остальную часть кальяна.

Однако проблема состоит в том, что аэрозольобразующий материал легко может сгорать, что ухудшает вкус кальяна. Сверх того, аэрозольобразующий материал после употребления расходуется и больше не может быть повторно использован.

Из патентного документа DE 198 54 009 С2 известна система для приготовления вдыхаемого аэрозоля, которая содержит аэрозольобразующий материал. Этот материал может представлять собой материал-носитель, который обработан ароматическими веществами. В качестве неорганических материалов-носителей названы оксид алюминия, силикагель, активированный уголь, целлюлозные волокна, лигниновые гранулы, цеолиты, глиноземы, сепиолит, а также их комбинации. Применение аэрозольобразующего материала в кальянах не предусмотрено.

Патентный документ WO 2009/010176 А2 относится к заменителю табака, который содержит материал-носитель и душистое вещество. Материал-носитель может представлять собой пористый сыпучий материал, причем в качестве примера такого пористого сыпучего материала приведены монтмориллонит, доломит, кизельгур.

Патентный документ DE 10 2007 043 776 А1 представляет микрокапсулы, которые должны использоваться в брикете, форма которого похожа на кальян. Микрокапсулы содержат компонент, который может связываться с носителем. В случае материала-носителя речь может идти о пористых сортах доломита, глины, такой как монтмориллонит и кремниевые кислоты, и силикатах, таких как кизельгур.

Задача изобретения состоит в устранении недостатков прототипа. В частности, должен быть создан аэрозольобразующий материал, который может быть использован в кальянах и обладает улучшенными свойствами. Кроме того, должны быть представлены варианты применения аэрозольобразующего материала.

Эта задача решена признаками пунктов 1, 6 и 10 патентной формулы. Целесообразные варианты осуществления изобретений следуют из признаков зависимых пунктов патентной формулы.

Согласно изобретению предусмотрен аэрозольобразующий материал для кальяна, который содержит первое вещество и по меньшей мере одно второе вещество, удерживаемое первым веществом, которое после активирования аэрозольобразующего материала по меньшей мере частично высвобождается, причем первое вещество имеет поры для внедрения второго вещества и второе вещество представляет собой текучую среду, причем первое вещество, в расчете на его вес, содержит по меньшей мере 65 вес.% клиноптилолита.

В ходе всесторонних исследований неожиданно было обнаружено, что соответствующий изобретению аэрозольобразующий материал благодаря применению клиноптилолита в качестве первого вещества обладает улучшенными характеристиками в отношении удержания второго вещества, а также его высвобождения после активирования. Клиноптилолит обладает высокой адсорбционной способностью, которая может варьироваться между 40 и 50 весовыми процентами от собственного веса. К тому же, в отличие от прототипа, при полной нагрузке первого вещества вторым веществом в расчете на идентичную единицу объема может быть приготовлено большее количество второго вещества в кальяне. Неожиданно оказалось, что выделение второго вещества после активирования, а также во время предписанного пользования кальяном, происходит в режиме равномерного стабильного потока. Изменения второго вещества в отношении его структуры во время удерживания в первом веществе не происходит. Более того, клиноптилолит не вреден для здоровья, в частности не является канцерогенным. Наконец, клиноптилолит вследствие активирования не изменяет своей структуры, так что после высвобождения вторых веществ может быть вновь насыщен вторыми веществами. На этом основании возможно повторное использование первого вещества. Кроме того, первое вещество имеет то преимущество, что оно не является горючим.

Термин «аэрозольобразующий материал» в настоящем изобретении относится к материалу, который может высвобождать второе вещество в форме аэрозоля. Само первое вещество аэрозоля не образует. Второе вещество перед активированием удерживается первым веществом. Аэрозольобразующий материал может быть получен внедрением второго вещества в первое вещество. В этом случае первое вещество служит для второго вещества в качестве материала-носителя. При внедрении второе вещество адсорбируется на поверхности первого вещества. Вследствие пористости клиноптилолита площадь поверхности первого вещества является сравнительно высокой, чем обусловливается вышеописанная высокая адсорбционная способность первого вещества. Второе вещество после внедрения удерживается первым веществом, пока не происходит активирование. Структурные характеристики первого и второго вещества не изменяются ни при внедрении и хранении, ни при активировании.

Кальян часто состоит из закрытой колбы с водой, через верхнюю сторону которой пропущена проходящая по существу вертикально дымовая шахта, один конец которой погружен в воду, находящуюся в колбе с водой, и второй конец которой выходит в головную часть, которая находится снаружи колбы с водой. Головная часть имеет отверстие для поступления воздуха. Сбоку от протока дымовой шахты обычно предусмотрен шланг, который выведен через верхнюю сторону колбы с водой, однако без контакта с поверхностью воды в колбе. Через отдаленный конец шланга пользователь может создавать воздушный поток, который вызывает пониженное давление в колбе с водой. Это пониженное давление, в свою очередь, создает воздушный поток, который протягивает воздух от головной части через дымовую шахту и воду, находящуюся в колбе с водой, в колбу с водой. При этом в головной части воздушный поток проходит через участок, чашку, в которой находится заполняющий материал, представляющий собой аэрозольобразующий материал. Во многих случаях головная часть имеет наружную поверхность, на которой находится горючий материал, например уголь. Поверхность находится главным образом над впускным отверстием для воздуха, через которое воздух поступает в головную часть так, что воздушный поток не проходит через горючий материал. Теплота, выделяющаяся при горении горючего материала, нагревает аэрозольобразующий материал, в результате чего он активируется. Если в качестве горючего материала используют уголь, то он разогревается до температур от около 600 до примерно 1000°С. Горючий материал и аэрозольобразующий материал расположены на некотором расстоянии друг от друга, например, при этом они разделены между собой одним или несколькими перфорированными листами алюминиевой фольги или дымовым ситом. По этой причине аэрозольобразующий материал нагревается не в такой же степени, как горючий материал, так что температура активирования, то есть температура, при которой первое вещество высвобождает второе вещество, является меньшей, чем температура горящего горючего материала. Воздушный поток, который поступает в отверстие для поступления воздуха в головке с горючим материалом, проходит теперь через активированный аэрозольобразующий материал, причем он подхватывает выделяющееся в форме аэрозоля второе вещество и через дымовую шахту, воду в колбе с водой и шланг доставляет его пользователю кальяном.

Аэрозольобразующий материал согласно настоящему изобретению может быть использован в качестве аэрозольобразующего материала в кальяне такого типа.

Активирование соответствующего изобретению аэрозольобразующего материала предпочтительно проводят тепловым воздействием. Активирование преимущественно происходит при температуре от 120 до 350°С, в особенности предпочтительно при температуре от 150 до 300°С. Первое вещество при этой температуре является стабильным, в особенности также при температуре 250°С, и не может сгорать.

При температуре ниже температуры активирования высвобождение второго вещества должно быть настолько незначительным, насколько возможно, в лучшем же случае, в особенности при комнатной температуре, второе вещество вообще не выделяется из первого вещества. Преимущество применяемого соответственно изобретению клиноптилолита состоит в том, что при температуре ниже температуры активирования, и особенно при комнатной температуре, не происходит никакого заметного высвобождения второго вещества.

Первое вещество содержит по меньшей мере 65 вес.% клиноптилолита, предпочтительно по меньшей мере 80 вес.% клиноптилолита, более предпочтительно по меньшей мере 90 вес.% клиноптилолита, еще более предпочтительно по меньшей мере 95 вес.% клиноптилолита, в особенности предпочтительно по меньшей мере 99 вес.% клиноптилолита, в каждом случае в расчете на первое вещество. В особенности предпочтительно первое вещество состоит исключительно или почти исключительно из клиноптилолита, то есть доля клиноптилолита в первом веществе должна быть максимально высокой. Этим путем могут быть особенно полно реализованы благоприятные свойства соответствующего изобретению аэрозольобразующего материала. Недостающая до 100 вес.% доля состоит из других минералов, предпочтительно из природных минералов. Другие природные минералы предпочтительно выбирают из группы, которая состоит из бентонита, доломита, иллита, каолинита, монтмориллонита, мусковита, полевого шпата, кристобалита и их смесей.

Предусмотренный согласно изобретению клиноптилолит представляет собой природный минерал, который относится к группе алюмосиликатов. В зависимости от географического места происхождения минерала химический состав может быть описан различными брутто-формулами. Известными эмпирическими формулами клиноптилолита являются (Ca, K₂, Na₂, Mg)₄Al₈Si₄₀O₉₆·24H₂O, (Na, K)₆[Al₆Si₃₀O₇₂]·20H₂O или (Na, K, Ca)₆[(Si, Αl)₃₆Ο₇₂]·20Η₂Ο.

Первое вещество предпочтительно представляет собой плотное тело или гранулированный материал. Если первое вещество является плотным телом, то размеры тела, по меньшей мере в одном измерении, предпочтительно в каждом измерении, должны варьироваться между 10 мм и 100 мм. Плотное тело может быть уложено в чашку.

Более предпочтительно первое вещество представляет собой гранулированный материал. Гранулированный материал можно приспособить к форме чашки. Гранулы в каждом измерении предпочтительно имеют протяженность по меньшей мере от 0,1 мм до не более 10 мм. Размер зерен гранулированного материала может варьироваться между 0,1 мм и 10 мм. Размер зерен гранулированного материала предпочтительно составляет между 2,5 и 9 мм. В одном варианте исполнения размер зерен варьируется между 2,5 мм и 5 мм. Во втором варианте исполнения размер зерен составляет между 5 мм и 9 мм. Значение размера зерен в каждом случае относится к гранулированному материалу без наполнения вторым веществом. Размер зерен равен кубическому корню из произведения трех различных длин ребер прямоугольного параллелепипеда, который по своим размерам может в точности заключать в себе зерно:

$$\text{d}=\sqrt[\text{3}]{\text{a}\ast \text{b}\ast \text{c}}$$ ,

причем «d» представляет размер зерна и «а», «b» и «с» представляют длины ребер прямоугольного параллелепипеда.

Первое вещество предпочтительно представляет собой открытопористый материал. Поры в первом веществе могут воспринимать и накапливать второе вещество, благодаря чему получают соответствующий изобретению аэрозольобразующий материал. При активировании, например при нагревании аэрозольобразующего материала с помощью горючего вещества, второе вещество опять выделяется из пор первого вещества. Поэтому первое вещество пригодно в качестве носителя для второго вещества, то есть, в частности, для ароматизированных и/или выделяющих дым текучих сред. После использования аэрозольобразующего материала в кальяне первое вещество может быть применено повторно и опять послужить в качестве носителя для второго вещества.

Второе вещество представляет собой текучую среду, предпочтительно ароматизированную и/или выделяющую дым текучую среду. Второе вещество может содержать многочисленные ароматизированные и/или выделяющие дым текучие среды. По меньшей мере одна текучая среда может быть туманообразующей текучей средой. Второе вещество, которое высвобождается после активирования аэрозольобразующего материала, образует аэрозоль. При этом под аэрозолем понимают коллоидную систему из газа и распределенных в нем мелких твердых или жидких частиц второго вещества. Диаметр частиц второго вещества в газе должен составлять между 10^-7 до 10^-3 см. Если распределенные в газе частицы второго вещества являются твердыми, то речь может идти о выделяющей дым текучей среде, если же они являются жидкими, то для второго вещества речь может идти о туманообразующей текучей среде, например об ароматизированной текучей среде. Газ предпочтительно представляет собой воздух, например воздух в воздушном потоке, созданном в кальяне.

Второе вещество предпочтительно выбирают из группы, которая содержит полиолы, душистые вещества, биологически активные вещества, воду и их смеси. Предполагается, что второе вещество при активировании соответствующего изобретению аэрозольобразующего материала образует аэрозоль. Примерами полиолов являются глицерин, пропиленгликоль и их смеси. Примерами душистых веществ являются экстракты из фруктов, трав, плодово-ягодных продуктов, растительных продуктов, а также их смеси. Душистые вещества предпочтительно представлены сложными эфирами, простыми эфирами, маслами, одноатомными спиртами и их смесями. Предпочтительными душистыми веществами являются отдушки с яблочным ароматом, банановым ароматом, черничным ароматом, ароматом кайпириньи, ароматом капучино, шоколадным ароматом, вишневым ароматом, ароматом кокосового ореха, ароматом питайи, виноградным ароматом, ароматом гуавы, ароматом медовой дыни, арбузным ароматом, лимонным ароматом, ароматом сладкого лимона, ароматом манго, мятным ароматом, апельсиновым ароматом, ароматом пассифлоры, персиковым ароматом, малиновым ароматом, розовым ароматом, земляничным ароматом, мандариновым ароматом, ароматом ясменника, ментоловым ароматом, ароматом виски, ароматом инжира, табачным ароматом и их смеси. Примерными биологически активными веществами являются психоактивные вещества, такие как кофеин, никотин и их смеси. Душистые вещества могут содержать долю воды, которая должна составлять не более 1 весового процента, предпочтительно не выше 0,5 весового процента, в каждом случае в расчете на душистое вещество. Весовая доля второго вещества, приводимая для душистого компонента, содержит эту долю воды.

В предпочтительном варианте исполнения второе вещество представляет собой смесь веществ. Предпочтительной смесью веществ является смесь, состоящая по меньшей мере из одного полиола и по меньшей мере одного душистого вещества. Доля полиола, в расчете на второе вещество, должна составлять по меньшей мере 90 вес.%, предпочтительно по меньшей мере 95 вес.%, в каждом случае в расчете на второе вещество. Предпочтительная смесь веществ состоит из 95 вес.% глицерина и 5 вес.% душистого вещества, в каждом случае в расчете на второе вещество. Полиол может содержать долю воды, которая должна составлять не выше 1 вес.%, предпочтительно не более 0,5 вес.%, в каждом случае в расчете на полиол. Весовая доля второго вещества, приводимая для полиола, содержит эту долю воды.

В одном варианте исполнения соответствующий изобретению аэрозольобразующий материал представляет собой минерал клиноптилолит в виде гранулированного материала с размером зерен между 2,5 мм и 5 мм, без заполнения пор ароматизированными и/или выделяющими дым текучими средами, в качестве носителя для ароматизированных и/или выделяющих дым текучих сред для применения в кальянах.

Соответствующий изобретению аэрозольобразующий материал может быть в собранном состоянии, то есть первое вещество заполнено вторым веществом. В альтернативном варианте соответствующий изобретению аэрозольобразующий материал может поставляться как набор, в котором первое вещество присутствует отдельно от второго вещества.

Кроме того, согласно изобретению предусмотрено применение клиноптилолита в качестве материала-носителя в аэрозольобразующем материале для кальяна.

В одном варианте исполнения используют минерал клиноптилолит в виде гранулированного материала с размером зерен между 2,5 мм и 5 мм, без заполнения пор ароматизированными и/или выделяющими дым текучими средами, в качестве носителя для ароматизированных и/или выделяющих дым текучих сред для применения в кальянах.

Кроме того, согласно изобретению предусмотрено применение соответствующего изобретению аэрозольобразующего материала в качестве материала-носителя для кальяна.

Далее изобретение будет описано подробнее с привлечением примера исполнения, который не должен ограничивать изобретение.

Пример

Пример 1

(а) Первое вещество

Применяемое первое вещество имело следующий состав, в расчете на первое вещество, с оговоркой, что сумма компонентов составляет 100 вес.%:

Клиноптилолит	от 88 до 95 вес.%
Полевой шпат	от 3 до 5 вес.%
Монтмориллонит	от 2 до 5 вес.%
Кристобалит	от 0 до 2 вес.%
Мусковит	от 0 до 3 вес.%
(Сумма	100 вес.%)

Клиноптилолитный компонент имеет следующую эмпирическую формулу: (Ca, K₂, Na₂, Mg)₄Al₈Si₄₀O₉₆·24H₂O. Клиноптилолитный компонент имеет следующий химический состав, в расчете на клиноптилолитный компонент, с оговоркой, что сумма компонентов составляет 100 вес.%:

SiO2	от 65 до 72 вес.%
Al2O3	от 10 до 12 вес.%
CaO	от 2,5 до 3,7 вес.%
K2O	от 2,3 до 3,5 вес.%
Fe2O3	от 0,8 до l,9 вес.%
MgO	от 0,9 до 1,2 вес.%
Na2O	от 0,3 до 0,65 вес.%
TiO2	от 0 до 0,1 вес.%
MnO	от 0 до 0,08 вес.%
Потеря при прокаливании	от 9 до 12 вес.%

Первое вещество имело пористость от 45 до 50% и средний диаметр пор 4 Å (0,4 нм).

Первое вещество представляло собой гранулированный материал с размером зерен от 5 до 9 мм. Размер зерен был определен с помощью ситового анализа.

Первое вещество формирует в аэрозольобразующем материале носитель для второго вещества, то есть ароматизированных и/или выделяющих дым текучих сред.

(b) Второе вещество

Используемое второе вещество имело следующий состав, в расчете на второе вещество, с оговоркой, что сумма компонентов составляет 100 вес.%:

Глицерин1	95 вес.%
Душистое вещество	5 вес.%
1 Глицерин 99,5%-ный

Душистым веществом была отдушка с яблочным ароматом.

Второе вещество в аэрозольобразующем материале образует ароматизированные и/или выделяющие дым текучие среды, которые впитываются первым веществом и там сохраняются. При нагревании аэрозольобразующего материала текучие среды опять выделяются.

(с) Аэрозольобразующее вещество

С применением первого и второго вещества получили соответствующее изобретению аэрозольобразующее вещество. Для этого 70 г первого вещества пропитали 30 г второго вещества, для чего оба вещества смешали друг с другом.

При нагревании полученного таким образом аэрозольобразующего вещества при температуре 200°С в кальяне второе вещество равномерно выделялось с образованием аэрозоля.

Пример 2

Приготовили аэрозольобразующий материал со следующим составом.

(а) Первое вещество

Первое вещество представляло собой минерал клиноптилолит в виде гранулированного материала с размером зерен от 2,5 мм до 5 мм. Клиноптилолит имел химический состав, приведенный в Примере 1. Это первое вещество было носителем для ароматизированных и/или выделяющих дым текучих сред для применения в кальянах.

(b) Второе вещество

Вторые вещества представляли собой ароматизированные и/или выделяющие дым текучие среды.

(с) Аэрозольобразующий материал

Поры первого вещества заполнили вторым веществом с получением аэрозольобразующего материала.

1. Аэрозольобразующий материал для кальяна, содержащий первое вещество и по меньшей мере одно второе вещество, которое удерживается первым веществом и после активирования аэрозольобразующего материала по меньшей мере частично высвобождается, причем первое вещество имеет поры для поглощения второго вещества и второе вещество представляет собой текучую среду, отличающийся тем, что первое вещество, в расчете на его вес, содержит по меньшей мере 65 вес.% клиноптилолита.

2. Аэрозольобразующий материал по п. 1, отличающийся тем, что первое вещество представляет собой гранулированный материал.

3. Аэрозольобразующий материал по п. 1 или 2, отличающийся тем, что размер зерен первого вещества составляет от 2,5 до 9,0 мм.

4. Аэрозольобразующий материал по п. 3, отличающийся тем, что размер зерен первого вещества составляет от 5,0 до 9,0 мм.

5. Аэрозольобразующий материал по п. 1, отличающийся тем, что текучая среда выбрана из группы, которая состоит из полиолов, душистых веществ, биологически активных веществ, воды и их смесей.

6. Применение клиноптилолита в качестве материала-носителя в аэрозольобразующем материале для кальяна.

7. Применение по п. 6, отличающееся тем, что клиноптилолит представляет собой гранулированный материал.

8. Применение по п. 6 или 7, отличающееся тем, что клиноптилолит имеет размер зерен от 2,5 до 9,0 мм.

9. Применение по п. 8, отличающееся тем, что клиноптилолит имеет размер зерен от 5,0 до 9,0 мм.

10. Применение аэрозольобразующего материала по одному из пп. 1-5 в качестве заполняющего материала для кальяна.