ИЗДЕЛИЕ, ГЕНЕРИРУЮЩЕЕ АЭРОЗОЛЬ, СО СЛОИСТОЙ ОБЕРТКОЙ
AEROSOL-GENERATING ARTICLE WITH A LAYERED WRAPPER

Настоящее изобретение относится к изделию, генерирующему аэрозоль, к устройству, генерирующему аэрозоль, и способу изготовления изделия, генерирующего аэрозоль.
Известны случаи предоставления устройства, генерирующего аэрозоль, для генерирования вдыхаемого аэрозоля. Такие устройства могут нагревать субстрат, образующий аэрозоль, содержащийся в изделии, генерирующем аэрозоль, без сжигания субстрата, образующего аэрозоль. Изделие, генерирующее аэрозоль, может иметь форму стержня для вставки изделия, генерирующего аэрозоль, в нагревательную камеру устройства, генерирующего аэрозоль. Нагревательный элемент может быть расположен в нагревательной камере или вокруг нее для нагрева субстрата, образующего аэрозоль, когда изделие, генерирующее аэрозоль, вставлено в нагревательную камеру устройства, генерирующего аэрозоль.
В то время как температура, необходимая такому устройству для высвобождения релевантных количеств материала для обеспечения образования подходящего аэрозоля, значительно ниже воспламенения, не все вещества способны высвобождать достаточные количества материала для образования надлежащего аэрозоля при заданной температуре, ниже температуры воспламенения субстрата, образующего аэрозоль. Следовательно, для обеспечения высвобождения материала при низких температурах были разработаны более сложные субстраты, образующие аэрозоль. Сегодня это достигается посредством переработки табачного листа в искусственные листы гомогенизированного табака, например, с использованием процессов бумажного производства или литья.
Однако часто относительно большое количество веществ для образования аэрозоля используется для обеспечения генерирования подходящего аэрозоля при температурах ниже воспламенения и обычно при более низкой температуре требуется больше вещества для образования аэрозоля. Присутствие большого количества веществ для образования аэрозоля имеет непредвиденные последствия, в частности, окрашивание обертки изделий, генерирующих аэрозоль.
Следовательно, было бы желательным предоставить изделия, генерирующие аэрозоль, которые имеют простую конструкцию и обеспечивают генерирование аэрозоля при низких температурах. Кроме того, было бы желательным предоставить так называемое изделие для «нагрева без сжигания», которое имеет более естественный внешний вид и привкус.
Согласно первому аспекту настоящего изобретения предусмотрено изделие, генерирующее аэрозоль, содержащее субстрат, образующий аэрозоль, и слоистую обертку. Субстрат, образующий аэрозоль, содержит нарезанный наполнитель из растительного материала, и при этом нарезанный наполнитель из растительного материала содержит по меньшей мере 25 процентов растительных пластинок в пересчете на вес всего растительного материала, и при этом субстрат, образующий аэрозоль, дополнительно содержит от приблизительно 6 процентов до приблизительно 20 процентов вещества для образования аэрозоля. Слоистая обертка по меньшей мере частично обернута вокруг субстрата, образующего аэрозоль. Слоистая обертка содержит теплопроводный слой и теплоизолирующий слой. Теплопроводный слой и теплоизолирующий слой перекрываются вдоль осевого направления изделия, генерирующего аэрозоль.
Преимущественно более естественный привкус и внешний вид изделия, генерирующего аэрозоль, можно получить посредством использования пластинки натурального растительного материала. Термин «пластинка» относится к части пластинки листьев растения без стебля.
Предпочтительно субстрат, образующий аэрозоль, содержит нарезанный наполнитель. В этом документе «нарезанный наполнитель» используется для обозначения смеси измельченного растительного материала, в частности, пластинки листьев, обработанных стеблей и жилок, гомогенизированного растительного материала, например, изготовленного в форме листа с использованием процессов формования или бумажного производства. Нарезанный наполнитель может также содержать другой табак после нарезки, табачный наполнитель или оболочку. Согласно предпочтительным вариантам осуществления настоящего изобретения нарезанный наполнитель содержит по меньшей мере 25 процентов пластинки листьев растения, более предпочтительно по меньшей мере 50 процентов пластинки листьев растения, еще более предпочтительно по меньшей мере 75 процентов пластинки листьев растения и наиболее предпочтительно по меньшей мере 90 процентов пластинки листьев растения. Предпочтительно растительный материал представляет собой одно из табака, мяты, чая и гвоздики, однако настоящее изобретение в равной степени применимо к другому растительному материалу, который обладает способностью высвобождать вещества при приложении тепла, которое впоследствии может образовывать аэрозоль.
Предпочтительно табачный растительный материал содержит пластинку одного или более из пластинки светлого табака, темного табака, ароматического табака и табачного наполнителя. Виды светлого табака представляют собой виды табака обычно с большими листьями светлой окраски. По всему описанию термин «светлый табак» используют для видов табака, которые были подвергнуты трубоогневой сушке. Примерами видов светлого табака являются китайский вид табака трубоогневой сушки, бразильский вид табака трубоогневой сушки, американский вид табака трубоогневой сушки, такой как табак Вирджиния, индийский вид табака трубоогневой сушки, вид табака трубоогневой сушки из Танзании или другие африканские виды табака трубоогневой сушки. Светлый табак характеризуется высоким соотношением сахара и азота. С точки зрения органолептического восприятия светлый табак представляет собой табак такого типа, который после сушки ассоциируется с пряным и насыщенным ощущением. Согласно настоящему изобретению виды светлого табака представляют собой виды табака с содержанием редуцирующих сахаров, составляющим от приблизительно 2,5 процента до приблизительно 20 процентов в пересчете на сухой вес листьев, и общим содержанием аммиака, составляющим менее приблизительно 0,12 процента в пересчете на сухой вес листьев. Редуцирующие сахара содержат, например, глюкозу или фруктозу. Общее содержание аммиака составляют, например, аммиак и соли аммиака. Виды темного табака представляют собой виды табака обычно с большими листьями темной окраски. По всему описанию термин «темный табак» используют для видов табака, которые были подвергнуты воздушной сушке. Дополнительно виды темного табака могут быть ферментированы. Виды табака, которые используют, главным образом, для жевания, нюханья, сигар и трубочных смесей, также включены в эту категорию. Как правило, эти виды темного табака подвергают воздушной сушке и, возможно, ферментируют. С точки зрения органолептического восприятия темный табак представляет собой табак такого типа, который после сушки ассоциируется с ощущением дыма, присущим сигарам темного типа. Темный табак характеризуется низким соотношением сахара и азота. Примерами темного табака являются Берли Малави или другие типы африканского Берли, темный высушенный бразильский Галпао, индонезийский Кастури солнечной сушки или воздушной сушки. Согласно настоящему изобретению виды темного табака представляют собой виды табака с содержанием редуцирующих сахаров, составляющим менее приблизительно 5 процентов в пересчете на сухой вес листьев, и общим содержанием аммиака не более приблизительно 0,5 процента в пересчете на сухой вес листьев. Виды ароматического табака представляют собой виды табака, которые часто имеют небольшие листья светлой окраски. По всему описанию термин «ароматический табак» используют в отношении других видов табака, которые характеризуются высоким содержанием ароматических веществ, например, эфирных масел. С точки зрения органолептического восприятия ароматический табак представляет собой табак такого типа, который после сушки ассоциируется с пряным и ароматным ощущением. Примером видов ароматического табака являются греческий восточный, турецкий восточный, полувосточный табак, но также табак огневой сушки, американский Берли, например, Перик, Махорка, американский Берли или Мэриленд. Табачный наполнитель не является конкретным типом табака, но он включает типы табака, которые в основном используют для дополнения к другим типам табака, используемым в смеси, и которые не придают конкретного характерного ароматического свойства конечному продукту. Примерами табачных наполнителей являются стебли, средние жилки или черешки других типов табака. Конкретным примером могут служить стебли трубоогневой сушки с нижних черешков бразильского табака трубоогневой сушки.
Однако, использование большого количества натуральных листов в нарезанном наполнителе требует больших количеств вещества для образования аэрозоля, в частности при низких температурах. Согласно настоящему изобретению предусмотрена специальная обертка, которая предотвращает появление пятен, вызванных высоким содержанием вещества для образования аэрозоля. В частности, было обнаружено, что теплопроводный материал, подобный, например, металлу, очень хорошо предотвращает появление пятен. С этой точки зрения, было обнаружено, что окрашивание может быть удобным образом предотвращено независимо от ориентации теплопроводного слоя относительно субстрата, образующего аэрозоль, то есть от того, обращен ли теплопроводный слой к субстрату, образующему аэрозоль, или обращен ли теплопроводный слой от субстрата, образующего аэрозоль.
Кроме того, было обнаружено, что теплопроводный слой может удобным образом способствовать распределению энергии внутри изделия, генерирующего аэрозоль. Благодаря обеспечению слоистой обертки теплопроводным слоем может быть достигнут однородный нагрев субстрата, образующего аэрозоль, изделия, генерирующего аэрозоль. В связи с этим, изделие, генерирующее аэрозоль, может использоваться вместе с устройством, генерирующим аэрозоль, как описано более подробно ниже. Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать нагревательный элемент для нагрева субстрата, образующего аэрозоль, изделия, генерирующего аэрозоль. Нагревательный элемент для этой цели излучает тепло. Благодаря обеспечению теплопроводного слоя слоистой обертки, тепло, излучаемое нагревательным элементом тепло может быть однородно распределено по всей слоистой обертке. Благодаря расположению слоистой обертки по меньшей мере частично обернутой вокруг субстрата, образующего аэрозоль, теплопроводный слой может способствовать однородному нагреву субстрата, генерирующего аэрозоль.
Теплоизолирующий слой может предотвратить выход тепла из субстрата, образующего аэрозоль, в окружающее пространство изделия, образующего аэрозоль. Кроме того, теплоизолирующий слой может обеспечивать конструкционную устойчивость слоистой обертки. Теплоизолирующий слой может действовать как опора для теплоизолирующего слоя.
Комбинация теплопроводного слоя и теплоизолирующего слоя, в частности, является преимущественной при нагреве субстрата, образующего аэрозоль, изнутри изделия, генерирующего аэрозоль, например, посредством штыря или пластинки. Согласно настоящему изобретению теплопроводный слой и теплоизолирующий слой перекрываются вдоль осевого направления изделия, генерирующего аэрозоль. Осевое направление представляет собой направление вдоль продольной оси изделия, генерирующего аэрозоль. Обычно, изделие, генерирующее аэрозоль, может иметь форму стержня. В данном случае осевое направление предусмотрено вдоль протяженности стержня. Термин «перекрывать» обозначает, что по меньшей мере часть слоистой обертки содержит в радиальном направлении теплопроводный слой, расположенный смежно с теплоизолирующим слоем, в то время как по меньшей мере другая часть слоистой обертки содержит в радиальном направлении только теплопроводный слой или только теплоизолирующий слой. Другими словами, по меньшей мере часть слоистой обертки содержит только теплопроводный слой или только теплоизолирующий слой, в то время как по меньшей мере другая часть слоистой обертки содержит как теплопроводный слой, так и теплоизолирующий слой. Иными словами, часть теплопроводного слоя не покрыта теплоизолирующим слоем и/или не покрывает его.
Преимущественно настоящее изобретение может обеспечивать преимущество образования аэрозоля во множестве разных конструкций:
Где источник тепла находится внутри изделия, генерирующего аэрозоль, (например, нагреваемая пластина или штырь) и металлический слой обращен к субстрату, генерирующему аэрозоль. В такой конструкции теплопроводный слой может поглощать некоторое тепло, рассеиваемое источником тепла, и нагревать субстрат, генерирующий аэрозоль, вблизи него. Это может создать однородную среднюю температуру по всему субстрату, генерирующему аэрозоль.
Где источник тепла находится внутри изделия, генерирующего аэрозоль, (например, нагреваемая пластина или штырь) и металлический слой обращен к субстрату, генерирующему аэрозоль. Из-за высокого содержания вещества для образования аэрозоля, вещество для образования аэрозоля может пропитать изолирующий слой, в частности, если он выполнен из бумаги, хлопка, стекла, стеклянных волокон, вискозы или другого подобного материала. Это затем может создать капиллярный эффект, поскольку теплопроводный слой нагревает и испаряет вещество для образования аэрозоля, которое переносится посредством капиллярного эффекта к теплопроводному слою.
Где источник тепла находится снаружи изделия, генерирующего аэрозоль, и металлический слой обращен к субстрату, генерирующему аэрозоль. Опять же, в данной конструкции теплопроводный слой может поглощать тепло от источника тепла и излучать тепло непосредственно в субстрат, образующий аэрозоль, который находится в контакте с теплопроводным слоем. Таким образом, тепло концентрируется ближе к субстрату, образующему аэрозоль, по сравнению с вариантом осуществления, где теплопроводный слой отсутствует и тепло должно проникать от источника тепла к изделию предположительно через соответствующую бумажную обертку.
Где источник тепла находится снаружи изделия, генерирующего аэрозоль, и металлический слой обращен к субстрату, генерирующему аэрозоль. Данная конструкция может иметь такое же преимущество переноса посредством капиллярного действия, как описано выше, с дополнительным преимуществом, заключающемся в том, что передача от источника тепла к теплопроводному слою является менее прерывистой.
Предпочтительно, по меньшей мере часть слоистой обертки содержит теплопроводный слой. Данная часть слоистой обертки может быть использована для нагрева. Данная часть также может называться зоной нагрева. Другими словами, данная часть слоистой обертки может быть расположена вблизи нагревательного элемента, как описано более подробно ниже, таким образом, данная часть слоистой обертки может быть нагрета оптимально. Исключение или уменьшение теплоизолирующего слоя в данной части слоистой обертки имеет преимущество, заключающееся в том, что тепло может оптимально достигать теплопроводного слоя и субстрата, образующего аэрозоль, обернутого теплопроводным слоем. Обеспечение теплоизолирующего слоя в данной части слоистой обертки будет предотвращать оптимальное достижение теплом теплопроводного слоя, а также субстрата, образующего аэрозоль. Однако обеспечение теплоизолирующего слоя на другой части слоистой обертки обеспечивает то, что тепло, которое было передано от нагревательного элемента на теплопроводный слой и субстрат, образующий аэрозоль, остается внутри субстрата, образующего аэрозоль, изделия, генерирующего аэрозоль. Часть слоистой обертки, содержащая теплоизолирующий слой, предпочтительно представляет собой часть слоистой обертки, которая расположена на удалении от нагревательного элемента по сравнению с частью слоистой обертки, содержащей только теплопроводный слой.
Слоистая обертка может быть обернута вокруг полной окружности субстрата, образующего аэрозоль, изделия, генерирующего аэрозоль. Альтернативно при необходимости слоистая обертка может быть не полностью обернута вокруг субстрата, образующего аэрозоль. Слоистая обертка может, таким образом, только частично покрывать окружность субстрата, образующего аэрозоль. Дополнительная обертка может быть расположена обернутой вокруг изделия, генерирующего аэрозоль. В частности, если слоистая обертка является только частично покрывающей окружность субстрата, образующего аэрозоль, дополнительная обертка может быть обеспечена таким образом, чтобы полностью покрывать изделие, генерирующее аэрозоль.
Термин «слоистая» в отношении обертки означает обертку, в которой по меньшей мере два слоя неразрывно соединены вместе, предпочтительно посредством тепла, давления, сварки или клея. Предпочтительно два слоя представляют собой теплоизолирующий слой и теплопроводный слой. Потенциально, при необходимости слоистая обертка может содержать дополнительные слои. Однако предпочтительно теплопроводный слой расположен непосредственно смежно с субстратом, образующим аэрозоль, изделия, генерирующего аэрозоль. Предпочтительно теплоизолирующий слой расположен непосредственно смежно с теплопроводным слоем. Предпочтительно слоистая обертка состоит из теплопроводного слоя и теплоизолирующего слоя.
Слоистая обертка может содержать по меньшей мере одну зону нагрева, в которой изолирующий слой отсутствует или расположен в уменьшенном виде. Зона нагрева может также называться точкой нагрева. Обеспечение только теплопроводного слоя на части слоистой обертки обеспечивает зону нагрева, в которой энергия нагрева может быть оптимальным образом передана к теплопроводному слою и к субстрату, образующему аэрозоль, внутри изделия, генерирующего аэрозоль. Передача тепла снаружи изделия, генерирующего аэрозоль, к субстрату, образующему аэрозоль, может быть обеспечена теплопроводным слоем слоистой обертки в зоне нагрева. Предпочтительно смежно с зоной нагрева слоистая обертка содержит теплопроводный слой, а также теплоизолирующий слой. Теплопроводный слой предпочтительно расположен внутри теплоизолирующего слоя. Другими словами, теплопроводный слой предпочтительно расположен в радиальном направлении непосредственно смежно с субстратом, образующим аэрозоль, изделия, генерирующего аэрозоль. Теплоизолирующий слой предпочтительно расположен обернутым вокруг теплопроводного слоя. Тепло, прикладываемое в зоне нагрева к теплопроводному слою, может перемещаться вдоль осевого направления внутри теплопроводного слоя. Данное тепло также может перемещаться в радиальном направлении внутрь изделия, генерирующего аэрозоль, в котором обеспечен субстрат, образующий аэрозоль. С другой стороны, в части теплопроводного слоя, которая покрыта теплоизолирующим слоем, тепло теплопроводного слоя может быть изолировано теплоизолирующим слоем. Следовательно, тепло в теплопроводном слое будет преимущественно перемещаться внутри теплопроводного слоя в осевом направлении, а также радиально внутрь, но не радиально наружу.
Может быть предусмотрена единственная зона нагрева, в которой предусмотрен только теплопроводный слой, оборачивающий субстрат, генерирующий аэрозоль. Альтернативно может быть предусмотрено несколько зон нагрева. В соответствующих зонах нагрева предпочтительно обеспечен только теплопроводный слой, оборачивающий субстрат, генерирующий аэрозоль. В частях слоистой обертки между зонами нагрева или частях, смежных с зонами нагрева, слоистая обертка предпочтительно дополнительно содержит теплоизолирующий слой, оборачивающий вокруг теплопроводный слой. Как будет описано более подробно ниже относительно устройства, генерирующего аэрозоль, для разных режимов нагрева нагревательного элемента устройства, генерирующего аэрозоль, могут быть использованы несколько зон нагрева. Следовательно, несколько секций субстрата, образующего аэрозоль, могут быть нагреты посредством нескольких зон нагрева в одно и то же время. Альтернативно или дополнительно может быть реализован последовательный нагрев разных зон нагрева.
Зона нагрева может иметь кольцевую форму. Кольцевая форма означает форму, которая полностью проходит по окружности субстрата, образующего аэрозоль. Кольцевая форма означает, что цилиндрическая наружная секция субстрата, образующего аэрозоль, окружена слоистой оберткой, более конкретно теплопроводным слоем слоистой обертки, в зоне нагрева. Преимущественно кольцевая форма зоны нагрева обеспечивает однородный нагрев по окружности субстрата, образующего аэрозоль. Другими словами, предпочтительно кольцевая форма зоны нагрева может создавать кольцеобразный участок нагрева.
Теплопроводный слой может содержать одно или более из алюминия, олова или меди. Данные материалы имеют высокую теплопроводность. Данные материалы могут оптимально передавать тепло к субстрату, образующему аэрозоль, расположенному во внутренней части изделия, генерирующего аэрозоль. Дополнительно передача тепла в осевом направлении внутри теплопроводного слоя может быть оптимизирована посредством обеспечения материала с высокой теплопроводностью. Кроме того, посредством данных материалов теплопроводного слоя может быть предотвращено воспламенение изделия, генерирующего аэрозоль. В связи с этим, изделие, генерирующее аэрозоль, согласно настоящему изобретению может быть использовано для устройств для нагрева без сжигания, в которых субстрат, образующий аэрозоль, нагревается для создания вдыхаемого аэрозоля, но не сжигается. Предотвращение воспламенения субстрата, образующего аэрозоль, предотвращает образование нежелательных составляющих аэрозоля. Пользователь может случайно или намеренно попытаться поджечь изделие, генерирующее аэрозоль. Посредством материалов теплопроводного слоя, такое нежелательное поджигание может быть предотвращено. Другими словами, теплопроводный слой может быть воздухонепроницаемым. Следовательно, преимущественно улучшается безопасное обращение с изделием, генерирующим аэрозоль, согласно настоящему изобретению, и использование непредусмотренным образом изделия, генерирующего аэрозоль, может быть предотвращено.
Нарезанный наполнитель, подходящий для использования в настоящем изобретении, обычно может напоминать нарезанный наполнитель, используемый для обычных курительных изделий. Ширина нарезания нарезанного наполнителя предпочтительно составляет от 0,3 миллиметра до 2,0 миллиметра, более предпочтительно ширина нарезания нарезанного наполнителя составляет от 0,5 миллиметра до 1,2 миллиметра, и наиболее предпочтительно ширина нарезания нарезанного наполнителя составляет от 0,6 миллиметра до 0,9 миллиметра. Ширина нарезания может играть роль в распределении тепла внутри части в виде субстрата изделия. Кроме того, ширина нарезания может играть роль в сопротивлении затяжке изделия. Кроме того, ширина нарезания может влиять на общую плотность части в виде субстрата.
Длина нитей нарезанного наполнителя является в некоторой степени случайной величиной, поскольку длина нитей будет зависеть от общего размера объекта, от которого отрезана нить. Тем не менее, поддерживая соответствующие условия для материала перед резкой, например, контролируя содержание влаги и общую тонкость материала, можно отрезать более длинные нити. Предпочтительно нити имеют длину от приблизительно 10 миллиметров до приблизительно 40 миллиметров до того, как нити будут сформированы в секцию субстрата. Очевидно, что, если нити расположены в секции субстрата в продольной протяженности, где продольная протяженность секции меньше 40 миллиметров, конечная секция субстрата может содержать нити, которые в среднем короче, чем длина исходной нити. Предпочтительно длина нитей нарезанного наполнителя такова, что от приблизительно 20 процентов до 60 процентов нитей проходят по всей длине части в виде субстрата. Это предотвращает легкое отделение нитей от секции субстрата.
В предпочтительных вариантах осуществления вес субстрата, образующего аэрозоль, составляет от 80 миллиграмм до 400 миллиграмм, предпочтительно от 150 миллиграмм до 250 миллиграмм, более предпочтительно от 170 миллиграмм до 220 миллиграмм. Это количество субстрата, образующего аэрозоль, обычно позволяет получить достаточно материала для образования аэрозоля. Кроме того, в свете вышеупомянутых ограничений по диаметру и размеру это обеспечивает сбалансированную плотность субстрата, образующего аэрозоль, между поглощением энергии, сопротивлением затяжке и проходами для текучей среды в секции субстрата, где субстрат содержит растительный материал.
Согласно настоящему изобретению субстрат, образующий аэрозоль, пропитан веществом для образования аэрозоля. Пропитывание субстрата, образующего аэрозоль, может быть выполнено посредством распыления или других подходящих способов нанесения. Вещество для образования аэрозоля может быть нанесено на смесь во время приготовления нарезанного наполнителя. Например, вещество для образования аэрозоля может быть нанесено на смесь в цилиндре (DCCC) с корпусом прямого кондиционирования. Для нанесения вещества для образования аэрозоля на нарезанный наполнитель может использоваться обычное оборудование. Вещество для образования аэрозоля может представлять собой любые подходящие известные соединения или смеси соединений, которые при использовании способствуют образованию плотного и устойчивого аэрозоля. Вещество для образования аэрозоля может способствовать тому, что аэрозоль является по существу устойчивым к термической деградации при температурах, обычно применяемых во время использования изделия, генерирующего аэрозоль. Подходящие вещества для образования аэрозоля представляют собой, например: многоатомные спирты, такие как, например, триэтиленгликоль, 1,3-бутандиол, пропиленгликоль и глицерин; сложные эфиры многоатомных спиртов, такие как, например, моно-, ди- или триацетат глицерина; алифатические сложные эфиры моно-, ди- или поликарбоновых кислот, такие как, например, диметилдодекандиоат и диметилтетрадекандиоат; и их комбинации.
Вещество для образования аэрозоля может содержать одно или более из глицерина и пропиленгликоля. Вещество для образования аэрозоля может состоять из глицерина, или пропиленгликоля, или комбинации глицерина и пропиленгликоля.
Предпочтительно количество вещества для образования аэрозоля составляет от 6 процентов до 20 процентов по весу в пересчете на сухой вес субстрата, образующего аэрозоль, более предпочтительно количество вещества для образования аэрозоля составляет от 8 процентов до 18 процентов по весу в пересчете на сухой вес субстрата, образующего аэрозоль, наиболее предпочтительно количество вещества для образования аэрозоля составляет от 10 процентов до 15 процентов по весу в пересчете на сухой вес субстрата, образующего аэрозоль. В некоторых вариантах осуществления количество вещества для образования аэрозоля имеет целевое значение, составляющее приблизительно 13 процентов по весу в пересчете на сухой вес субстрата, образующего аэрозоль. Наиболее эффективное количество вещества для образования аэрозоля будет также зависеть от субстрата, образующего аэрозоль, независимо от того, содержит ли субстрат, образующий аэрозоль, растительную пластинку или гомогенизированный растительный материал. Например, среди других факторов, тип субстрата будет определять, в какой степени вещество для образования аэрозоля может способствовать высвобождению веществ из субстрата, образующего аэрозоль.
Субстрат, образующий аэрозоль, согласно настоящему изобретению генерирует аэрозоль при более низкой температуре, чем листы из формованных табачных листьев (TCL). Поскольку вещество для образования аэрозоля пропитывает нарезанный наполнитель и, следовательно, обеспечено на внешней поверхности нарезанного наполнителя, для генерирования аэрозоля уже являются достаточными более низкие температуры. Также никотин и ароматизирующие добавки, содержащиеся в смеси нарезанного наполнителя, легче расщепляются с учетом естественной внутренней структуры нарезанного наполнителя, чтобы стать доступным для вещества для образования аэрозоля для генерирования вдыхаемого аэрозоля. В отличие от этого, искусственно созданные листы из формованных табачных листьев имеют довольно хаотичную внутреннюю структуру, которая может препятствовать миграции активных ингредиентов на поверхность.
По эти причинам, субстрат, образующий аэрозоль, используемый в изделии, генерирующем аэрозоль, согласно настоящему изобретению, может быть способен эффективно генерировать достаточное количество аэрозоля при относительно более низкой температуре, чем ранее используемые расходные материалы, использующие листы из формованных табачных листьев. Температура от 150 градусов Цельсия до 200 градусов Цельсия в нагревательной камере может быть достаточной для субстрата, образующего аэрозоль, согласно настоящему изобретению для генерирования достаточного количества аэрозоля, в то время как в устройствах, генерирующих аэрозоль, использующих листы из формованных табачных листьев обычно используются температуры, составляющие приблизительно 250 градусов Цельсия.
Дополнительно преимущество согласно настоящему изобретению, связанное с работой при более низких температурах, состоит в том, что потребность в охлаждении аэрозоля снижается. Поскольку обычно используются низкие температуры, может быть достаточно более простой функции охлаждения. Это, в свою очередь, позволяет использовать более простую и менее сложную конструкцию изделия, генерирующего аэрозоль.
Следовательно, преимущественно изделие, генерирующее аэрозоль, согласно настоящему изобретению содержит исключительно часть в виде субстрата, в которой обеспечен субстрат, образующий аэрозоль, без каких-либо дополнительных сегментов или секции. Такой вариант осуществления имел бы особенно простую конструкцию.
Изделие, генерирующее аэрозоль, может содержать часть в виде субстрата, содержащую субстрат, образующий аэрозоль, и фильтрующую часть. Фильтрующая часть предпочтительно расположена дальше по ходу потока относительно части в виде субстрата. Часть в виде субстрата может быть расположена в непосредственном примыкании к фильтрующей части. Фильтрующая часть может содержать, например, полую трубчатую фильтрующую часть, предпочтительно полую ацетатную трубку (HAT), тонкую полую ацетатную трубку (FHAT) или штранг из жгута, который обернут вокруг центральной картонной трубки, причем все эти конструкции известны из области изготовления фильтрующих элементов. Фильтрующая часть предпочтительно содержит полое центральное пространство.
Если является желательным или требуется, например, достижение достаточно высокого сопротивления затяжке изделия, генерирующего аэрозоль, в изделие, генерирующее аэрозоль, может быть включена дополнительная фильтрующая секция. Предпочтительно такая дополнительная фильтрующая секция может содержаться между частью в виде субстрата и частью в виде мундштучного конца. Предпочтительно, такая дополнительная фильтрующая секция содержит фильтрующий материал, такой как, например, ацетат целлюлозы. Предпочтительно, длина дополнительной фильтрующей секции составляет от приблизительно 4 миллиметров до приблизительно 8 миллиметров, предпочтительно от приблизительно 5 миллиметров до приблизительно 7 миллиметров. Предпочтительно, объединенная длина дополнительной фильтрующей секции и полой трубчатой фильтрующей части составляет от приблизительно 10 миллиметров до приблизительно 18 миллиметров, предпочтительно 13 миллиметров.
В контексте настоящего документа термины «против потока» и «по ходу потока» используются для описания относительных положений компонентов или частей компонентов изделия, генерирующего аэрозоль, согласно настоящему изобретению относительно направления воздуха, втягиваемого через изделие, генерирующее аэрозоль, во время использования изделия, генерирующего аэрозоль.
Слоистая обертка может быть обеспечена таким образом, чтобы покрывать часть в виде субстрата или часть в виде субстрата и фильтрующую часть. Слоистая обертка может по меньшей мере частично покрывать часть в виде субстрата. Альтернативно слоистая обертка может полностью покрывать часть в виде субстрата. Альтернативно слоистая обертка может частично покрывать часть в виде субстрата и частично покрывать фильтрующую часть. Альтернативно слоистая обертка может либо полностью покрывать часть в виде субстрата и частично покрывать фильтрующую часть, либо частично покрывать часть в виде субстрата и полностью покрывать фильтрующую часть.
Слоистая обертка может покрывать от 20 миллиметров до 35 миллиметров части в виде субстрата для аэрозоля. Если изделие, генерирующее аэрозоль, содержит фильтрующую часть, слоистая обертка может покрывать длину от 20 миллиметров до 50 миллиметров изделия, генерирующего аэрозоль. Слоистая обертка может покрывать по меньшей мере 50%, более предпочтительно по меньшей мере 70%, более предпочтительно по меньшей мере 90% длины субстрата, образующего аэрозоль.
Если слоистая обертка обеспечена таким образом, чтобы по меньшей мере частично покрывать фильтрующую часть, в фильтрующей части может обеспечена оптимизированная теплоизоляция. В связи с этим, аэрозоль, генерируемый посредством нагрева части в виде субстрата, содержащей субстрат, образующий аэрозоль, изделия, генерирующего аэрозоль, может быть втянут в направлении конца фильтрующей части. Изоляция фильтрующей части может оптимизировать сохранение аэрозоля, в то время, когда аэрозоль протекает через фильтрующую часть. Данный эффект может быть, в частности, достигнут посредством теплоизолирующего слоя слоистой обертки. Дополнительно, теплопроводный слой слоистой обертки может передавать тепло в направлении окружающего пространства фильтрующей части. Данное тепло может оптимизировать сохранение аэрозоля в фильтрующей части или даже способствовать созданию аэрозоля в фильтрующей части. Дополнительно, изоляция фильтрующей части изделия, генерирующего аэрозоль, может преимущественно предотвращать непредвиденную деградацию фильтрующей части из-за прикладываемого тепла.
Фильтрующая часть может быть образована из любого подходящего материала или комбинации материалов. Например, фильтрующая часть может быть образована из одного или более материалов, выбранных из группы, состоящей из: ацетилцеллюлозы; картона; бумаги, такой как гофрированная теплостойкая бумага или гофрированная пергаментная бумага; хлопка; вискозы; стеклянных волокон и других полимерных материалов, таких как полиэтилен низкой плотности (LDPE). В предпочтительном варианте осуществления фильтрующая часть образована из ацетилцеллюлозы.
Фильтрующая часть может содержать полый трубчатый элемент. В предпочтительном варианте осуществления фильтрующая часть содержит полую ацетилцеллюлозную трубку.
Фильтрующая часть предпочтительно имеет наружный диаметр, который приблизительно равен наружному диаметру изделия, генерирующего аэрозоль.
Фильтрующая часть может иметь наружный диаметр от приблизительно 4 миллиметров до приблизительно 8 миллиметров, например, от приблизительно 5 миллиметров до приблизительно 6 миллиметров, предпочтительно приблизительно 5,3 миллиметра. Фильтрующая часть может иметь длину, составляющую от приблизительно 10 миллиметров до приблизительно 25 миллиметров.
Изделие, генерирующее аэрозоль, может иметь по существу цилиндрическую форму. Однако альтернативно могут использоваться другие поперечные сечения. Действительно, поперечное сечение изделия, генерирующего аэрозоль, может изменяться вдоль его длины, например, путем изменения формы поперечного сечения или размеров поперечного сечения. Изделие, генерирующее аэрозоль, может быть по существу продолговатым. Изделие, генерирующее аэрозоль, может иметь длину и окружность, по существу перпендикулярную длине. Субстрат, образующий аэрозоль, может иметь по существу цилиндрическую форму. Субстрат, образующий аэрозоль, может быть по существу удлиненным. Субстрат, образующий аэрозоль, также может иметь длину и окружность, по существу перпендикулярную длине.
Изделие, генерирующее аэрозоль, может иметь общую длину от 30 миллиметров до 60 миллиметров, предпочтительно от 40 миллиметров до 50 миллиметров, более предпочтительно 45 миллиметров. Изделие, генерирующее аэрозоль, может иметь наружный диаметр от приблизительно 4 миллиметров до 8 миллиметров, предпочтительно от 5 миллиметров до 6 миллиметров, более предпочтительно приблизительно 5,3 миллиметра. В одном варианте осуществления изделие, генерирующее аэрозоль, имеет общую длину приблизительно 45 миллиметров. Кроме того, субстрат, образующий аэрозоль, может иметь длину от 20 миллиметров до 55 миллиметров. Предпочтительно, субстрат, образующий аэрозоль, используемый в изделии, генерирующем аэрозоль, представляет собой нежидкий субстрат, образующий аэрозоль,. В контексте настоящего документа термин «нежидкий субстрат, образующий аэрозоль» означает субстрат, способный высвобождать летучие соединения, которые могут образовывать аэрозоль. Такие летучие соединения могут высвобождаться в результате нагрева субстрата, образующего аэрозоль. Субстрат, образующий аэрозоль, для удобства может быть частью изделия, генерирующего аэрозоль, или курительного изделия.
Субстрат, образующий аэрозоль, представляет собой субстрат, способный высвобождать летучие соединения, которые могут образовывать аэрозоль. Летучие соединения могут быть высвобождены путем нагрева субстрата, образующего аэрозоль. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать никотин. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать материал растительного происхождения. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать табак. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать табакосодержащий материал, содержащий летучие табачные ароматические соединения, которые высвобождаются из субстрата, образующего аэрозоль, при нагреве. Субстрат, образующий аэрозоль, может альтернативно содержать материал, не содержащий табака. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать гомогенизированный материал на растительной основе, в том числе гомогенизированный табак, например, изготовленный посредством, например, процесса бумажного производства или процесса формования. Предпочтительно субстрат, образующий аэрозоль, обеспечен в виде нарезанного наполнителя, пропитанного веществом для образования аэрозоля.
Теплоизолирующий слой может содержать одно или более из бумаги, предпочтительно оберточной бумаги для сигарет, хлопка или стеклянных волокон. Данные материалы могут иметь высокую теплоизоляцию. Дополнительно данные материалы являются легкодоступными.
Слоистая обертка может иметь толщину от 30 микрометров до 100 микрометров, предпочтительно от 50 микрометров до 70 микрометров, предпочтительно от 55 микрометров до 58 микрометров, более предпочтительно приблизительно 56,5 микрометра.
По всему документу термин «приблизительно» означает действительное изменение последней цифры до ± 2 цифр. Например, термин «приблизительно 56,5 микрометра» может включать диапазон от 56,3 микрометра до 56,7 микрометра. Альтернативно термин «приблизительно» может включать разброс до 5%, в зависимости от того, какое значение больше.
Толщина слоистой обертки может обеспечить наслоение теплоизолирующего слоя и теплопроводного слоя. Также, может быть достигнута размерная устойчивость слоистой обертки.
Теплопроводный слой может иметь толщину от 4 микрометров до 25 микрометров, предпочтительно от 5 микрометров до 10 микрометров, предпочтительно от 6 микрометров до 7 микрометров, более предпочтительно приблизительно 6,5 микрометра.
Толщина проводящего слоя может оптимизировать распределение тепла. Толщина проводящего слоя может обеспечивать передачу тепла в осевом направлении через проводящий слой, а также передачу тепла в направлении радиально внутрь к субстрату, образующему аэрозоль.
Теплоизолирующий слой может иметь толщину от 25 микрометров до 75 микрометров, предпочтительно от 40 микрометров до 60 микрометров, более предпочтительно 50 микрометров.
Толщина теплоизолирующего слоя может оптимизировать теплоизоляцию. Теплоизолирующий слой может действовать как слой для увеличения структурной целостности слоистой обертки. Теплоизолирующий слой может образовывать опору для теплопроводного слоя.
Теплоизолирующий слой может быть расположен таким образом, чтобы окружать теплопроводный слой. Тепло может удерживаться внутри изделия, генерирующего аэрозоль посредством теплоизолирующего слоя, окружающего теплопроводный слой. Предпочтительно теплоизолирующий слой представляет собой самый наружный слой изделия, генерирующего аэрозоль.
Изделие, генерирующее аэрозоль, может иметь асимметричное поперечное сечение. Термин «асимметричное поперечное сечение» означает профиль или поперечное сечение изделия, генерирующего аэрозоль, которые обеспечивают вставку изделия, генерирующего аэрозоль, в нагревательную камеру устройства, генерирующего аэрозоль, только в конкретной ориентации или в нескольких конкретных ориентациях. В данном случае нагревательная камера предпочтительно должна иметь соответствующее поперечное сечение, которое будет описано ниже более подробно в отношении устройства, генерирующего аэрозоль. Круглое поперечное сечение не является асимметричным поперечным сечением. Прямоугольное поперечное сечение может рассматриваться как асимметричное поперечное сечение согласно настоящему изобретению. Прямоугольное поперечное сечение может обеспечивать вставку изделия, генерирующего аэрозоль, только в двух или четырех ориентациях. Четыре ориентации будут возможны, если поперечное сечение изделия, генерирующего аэрозоль, будет квадратным, в ином случае будут возможны две ориентации. Поперечное сечение изделия, генерирующего аэрозоль, может также иметь такую форму, что изделие, генерирующее аэрозоль, вставляемое в нагревательную, камеру может быть вставлено только в одной ориентации. Вставка, которая возможна только в одной или более конкретных ориентациях, также может быть обозначена как ключевая конфигурация изделия, генерирующего аэрозоль. Термин «асимметричное поперечное сечение» игнорирует при рассмотрении симметрии внутреннюю структуру субстрата, образующего аэрозоль, в частности случайную ориентацию полос нарезанного наполнителя.
Слоистая обертка может содержать несколько теплопроводных слоев, перекрывающих друг друга в осевом направлении изделия, генерирующего аэрозоль. Согласно данному аспекту определены разные зоны нагрева изделия, генерирующего аэрозоль, если смотреть в осевом направлении изделия, генерирующего аэрозоль. В разных зонах нагрева могут перекрываться разное количество проводящих слоев. Предпочтительно в первой зоне нагрева может быть обеспечен один теплопроводный слой. Данная первая зона нагрева может быть выполнена подобно зоне нагрева, описанной выше. В данной первой зоне нагрева предпочтительно обеспечен только один теплопроводный слой без слоистой обертки, содержащей теплоизолирующий слой. Во второй зоне нагрева могут быть обеспечены два теплопроводных слоя смежно друг с другом в радиальном направлении изделия, генерирующего аэрозоль. Другими словами два теплопроводных слоя могут покрывать субстрат, образующий аэрозоль, во второй зоне нагрева. Обеспечение нескольких теплопроводных слоев имеет эффект, заключающийся в том, что может требоваться больше времени для передачи тепла снаружи изделия, генерирующего аэрозоль, внутрь изделия, генерирующего аэрозоль, где обеспечен субстрат, образующий аэрозоль. Следовательно ступенчатый нагрев может быть обеспечен данными разными зонами. Конечно, может быть обеспечено более двух зон нагрева. Например, может быть обеспечена третья зона нагрева, в которой три теплопроводных слоя расположены таким образом, что окружают субстрат, образующий аэрозоль. Может быть обеспечено более трех зон нагрева. Предпочтительно каждая дополнительная зона нагрева содержит дополнительный теплопроводный слой. Теплопроводный слой первой зоны нагрева может проходить по всем зонам нагрева. Теплопроводный слой второй зоны нагрева может проходить по второй зоне нагрева и всем дополнительным зонам нагрева, но не первой зоне нагрева. Таким образом, может быть достигнута относительно простая компоновка, в которой для эффекта ступенчатого нагрева обеспечены несколько зон нагрева. Эффект ступенчатого нагрева может генерировать задержку нагрева в разных зонах нагрева изделия, генерирующего аэрозоль. Следовательно, в зонах нагрева может быть достигнуто постепенное испарение субстрата, образующего аэрозоль. Одна зона нагрева может быть предусмотрена для одной затяжки, таким образом, для каждой затяжки может быть реализовано оптимизированное испарение субстрата. Изделие, генерирующее аэрозоль, может быть предназначено для конкретного количества затяжек, и количество зон нагрева может соответствовать данному конкретному количеству затяжек.
Дополнительно или альтернативно для обеспечения нескольких теплопроводных слоев могут быть обеспечены несколько теплоизолирующих слоев. Несколько зон нагрева, как описано выше, могут содержать несколько теплоизолирующих слоев. Слоистая обертка может содержать фиксированное количество слоев. В каждой из нескольких зон нагрева общее количество слоев может соответствовать общему количеству слоев слоистой обертки. Например, если слоистая обертка содержит четыре слоя, может быть обеспечена изолирующая зона, в которой расположены только четыре изолирующих слоя. В первой зоне нагрева могут быть обеспечены один теплопроводный слой и три теплоизолирующих слоя. Во второй зоне нагрева могут быть обеспечены два теплопроводных слоя и два теплоизолирующих слоя. В третьей зоне нагрева могут быть обеспечены три проводящих слоя и один теплоизолирующий слой. Наконец в четвертой зоне нагрева могут быть обеспечены четыре проводящих слоя без изолирующего слоя. Конечно, этот пример следует понимать только в качестве примера. При потребности может быть обеспечено меньше или больше зон нагрева. Если теплоизолирующие слои обеспечены, как описано в данном документе, в зонах нагрева, зона нагрева с наибольшим количеством теплопроводных слоев и наименьшим количеством теплоизолирующих слоев вероятно будет передавать наибольшее количество тепловой энергии снаружи изделия, генерирующего аэрозоль, во внутреннюю часть изделия, генерирующего аэрозоль, в которой расположен субстрат, образующий аэрозоль. Каждая последующая зона нагрева, в которой количество теплопроводных слоем уменьшается и количество теплоизолирующих слоев увеличивается, вероятно будет передавать меньше тепловой энергии снаружи изделия, генерирующего аэрозоль, во внутреннюю часть изделия, генерирующего аэрозоль. В качестве примера, если нагревательный элемент устройства, генерирующего аэрозоль, будет однородно нагревать наружную часть изделия, генерирующего аэрозоль, тепло будет постепенно достигать внутренней части изделия, генерирующего аэрозоль, для создания вдыхаемого аэрозоля. Этот эффект может потребоваться для создания эффекта ступенчатого нагрева. Дополнительно, благодаря обеспечению слоистой обертки фиксированным количеством слоев, толщина слоистой обертки и, следовательно, диаметр изделия, генерирующего аэрозоль, могут быть сохранены постоянными.
Теплопроводный слой может предусматривать одно или более отверстий, кольцевую форму, спиральную форму, спиральную форму с изменениями ширины, осевыми отклонениями и изменениями толщины в радиальном направлении.
Разные формы теплопроводного слоя могут реализовывать разные режимы нагрева. Эти различные формы теплопроводного слоя могут быть преимущественно использованы для оптимизации испарения субстрата, образующего аэрозоль. Если обеспечены несколько теплопроводных слоев, каждый теплопроводный слой может иметь желаемую форму, которая может быть такой же или отличной от формы дополнительных теплопроводных слоев. Теплоизолирующий слой слоистой обертки, расположенный таким образом, чтобы частично покрывать теплопроводный слой, может быть расположен так, что форма теплопроводного слоя, который не покрыт теплоизолирующим слоем, может предусматривать различные формы. Например, кольцеобразная форма теплопроводного слоя может быть реализована в сплошном теплопроводном слое, который частично покрыт теплоизолирующим слоем, таким образом, кольцеобразная форма теплопроводного слоя не покрыта теплоизолирующим слоем. Это же может быть применено для дополнительных вышеупомянутых форм теплопроводного слоя. Альтернативно сам теплопроводный слой может иметь такую форму. Если проводящий слой имеет осевые отклонения, предпочтительно, чтобы зоны нагрева, как описано выше, имели формы, отличные друг от друга. Например, первая зона нагрева может иметь кольцевую форму с относительно малой осевой длиной, за которой следует вторая зона нагрева с большей осевой длиной. Например, фактическая длина первой зоны нагрева может составлять приблизительно 1 миллиметр, и осевая длина второй зоны нагрева может составлять приблизительно 2 миллиметра. Это следует понимать только в качестве примера. Может быть выбрана любая желаемая осевая длина и форма одной или более зон нагрева. Изменения толщины в радиальном направлении теплопроводного слоя означают, что теплопроводный слой не имеет однородной толщины. В некоторых вариантах осуществления толщина проводящего слоя может изменяться по осевой длине теплопроводного слоя. В частности, различные зоны нагрева, как описано выше, могут быть одним теплопроводным слоем с переменной толщиной вместо множества теплопроводных слоев. Подобным образом, при необходимости может изменяться толщина теплоизолирующего слоя.
Настоящее изобретение также относится к устройству, генерирующему аэрозоль, содержащему нагревательную камеру и нагревательный элемент, расположенный смежно с нагревательной камерой. Нагревательная камера выполнена с возможностью вставки изделия, генерирующего аэрозоль, как описано выше. Когда изделие, генерирующее аэрозоль, вставлено в нагревательную камеру, нагревательный элемент выполнен с возможностью нагрева зоны нагрева изделия, генерирующего аэрозоль, в которой расположен только теплопроводный слой.
Нагревательная камера может иметь цилиндрическую форму для вставки изделия, генерирующего аэрозоль. Нагревательная камера может представлять собой полость. Нагревательная камера может иметь круглый профиль или поперечное сечение. Если изделие, генерирующее аэрозоль, имеет асимметричный профиль, как описано выше, нагревательная камера предпочтительно имеет соответствующий асимметричный профиль. Например, если изделие, генерирующее аэрозоль, имеет прямоугольный профиль, нагревательная камера предпочтительно имеет прямоугольный профиль. Если изделие, генерирующее аэрозоль, имеет асимметричный профиль, предназначенный для обеспечения вставки изделия, генерирующего аэрозоль, в нагревательную камеру только в одной ориентации, нагревательная камера предпочтительно имеет соответствующее поперечное сечение. Например, изделие, генерирующее аэрозоль, может содержать канавку, гайку, заплечик или подобный элемент вдоль длины изделия, генерирующего аэрозоль, и на наружной стороне изделия, генерирующего аэрозоль, нагревательная камера может содержать соответствующие канавку, гайку, заплечик или подобный элемент для зацепления с элементом изделия, генерирующего аэрозоль, для обеспечения вставки изделия, генерирующего аэрозоль, в одной конкретной ориентации.
Нагревательный элемент может быть расположен внутри или вокруг нагревательной камеры. Нагревательный элемент может быть расположен внутри или вокруг нагревательной камеры для изделия, генерирующего аэрозоль, вставляемого в нагревательную камеру. Альтернативно или дополнительно может быть предусмотрен внутренний нагревательный элемент, например штырь или пластина, которые для использования по меньшей мере частично вставляются в субстрат, образующий аэрозоль.
Например, устройство может содержать внешний нагревательный элемент, расположенный по периметру нагревательной камеры. Внешний нагревательный элемент может иметь любую подходящую форму. Например, внешний нагревательный элемент может иметь форму одного или более листов гибкой нагревательной фольги на диэлектрической подложке, такой как полиимидная. Листам гибкой нагревательной фольги может быть придана форма, соответствующая периметру нагревательной камеры. Альтернативно внешний нагревательный элемент может иметь форму металлической решетки или решеток, гибкой печатной платы, литого соединительного устройства (MID), керамического нагревательного элемента, гибкого нагревательного элемента из углеродного волокна, или он может быть образован с использованием технологии нанесения покрытия, такой как плазменное осаждение из паровой фазы на субстрате подходящей формы. Внешний нагревательный элемент может также быть образован с использованием металла, имеющего определенное соотношение между температурой и удельным сопротивлением. В таком приведенном в качестве примера устройстве металл может быть образован в виде дорожки между двумя слоями подходящих изоляционных материалов. Образованный таким образом внешний нагревательный элемент может использоваться как для нагрева, так и для отслеживания температуры внешнего нагревательного элемента во время работы. Нагревательный элемент может быть выполнен с возможностью нагрева до температуры приблизительно 200 градусов Цельсия. Нагревательный элемент также может быть выполнен в виде нагревательного элемента, в случае чего нагревательный элемент предпочтительно содержит индукционную катушку. В данном варианте осуществления субстрат, образующий аэрозоль, изделия, генерирующего аэрозоль может содержать материал токоприемника для создания тепла внутри субстрата, образующего аэрозоль. Альтернативно в данном варианте осуществления материал токоприемника, например, в виде пластины или штыря, может быть расположен внутри нагревательной камеры для введения в субстрат, образующий аэрозоль, изделия, генерирующего аэрозоль, когда изделие, генерирующее аэрозоль, вставлено в нагревательную камеру.
Нагревательный элемент может быть расположен вокруг нагревательной камеры для однородного нагрева нагревательной камеры. Это может иметь эффект, заключающийся в том, что изделие, генерирующее аэрозоль, в частности часть в виде субстрата изделия, генерирующего аэрозоль, нагревается однородно, когда изделие, генерирующее аэрозоль, вставлено в нагревательную камеру. Как описано выше, слоистая обертка, окружающая изделие, генерирующее аэрозоль, может иметь особую структуру для обеспечения ступенчатого нагрева субстрата, образующего аэрозоль, внутри изделия, генерирующего аэрозоль,. В частности, слоистая обертка может создавать разные зоны нагрева. Данные разные зона нагрева, в частности, могут быть использованы, когда изделие, генерирующее аэрозоль, однородно нагревается снаружи посредством нагревательного элемента, расположенного таким образом, чтобы окружать нагревательную камеру.
Альтернативно нагревательный элемент может быть выполнен с возможностью нагрева конкретных зон изделия, генерирующего аэрозоль, когда изделие, генерирующее аэрозоль, вставлено в нагревательную камеру. Для этой цели нагревательный элемент может содержать несколько раздельно управляемых частей для нагрева. Данные раздельно управляемые части для нагрева могут быть расположены вдоль продольной длины нагревательной камеры для нагрева отдельных секций изделия, генерирующего аэрозоль. Предпочтительно раздельно управляемые части для нагрева выполнены с возможностью нагрева разных зон нагрева изделия, генерирующего аэрозоль. Каждая из раздельно управляемых частей для нагрева может полностью окружать нагревательную камеру. Раздельно управляемые части для нагрева могут выполнены с возможностью управления посредством электрической схемы, которая описана более подробно ниже. Альтернативно или дополнительно раздельно управляемые части для нагрева могут быть расположены параллельно продольной оси нагревательной камеры. Вместо раздельно управляемых частей для нагрева нагревательный элемент может быть выполнен с возможностью генерирования нагревательного градиента во время нагрева. Нагревательный элемент может быть выполнен с возможностью создания нагревательного градиента вдоль продольной оси нагревательной камеры, параллельно продольной оси нагревательной камеры.
Нагревательный элемент может быть выполнен с возможностью излучения тепла в направлении изделия, генерирующего аэрозоль, когда изделие, генерирующее аэрозоль, вставлено в нагревательную камеру. Тепло может быть оптимальным образом поглощено и передано теплопроводным слоем слоистой обертки изделия, генерирующего аэрозоль. Тепло может быть оптимальным образом излучено или передано теплопроводным слоем к субстрату, образующему аэрозоль, изделия, генерирующего аэрозоль. Данный эффект, в частности, является полезным, если источник тепла прикладывает тепло неоднородно. Соответственно теплопроводный слой может передавать тепло от источника тепла вдоль субстрата, генерирующего аэрозоль, и распределять его по мере необходимости либо однородно, если покрытие в виде теплопроводного слоя является однородным по всему субстрату, генерирующему аэрозоль. Альтернативно, тепло от источника тепла распределяется выборочно по всему субстрату, генерирующему аэрозоль, когда покрытие в виде теплопроводного слоя не является полным по всему субстрату, генерирующему аэрозоль.
В контексте настоящего документа «устройство, генерирующее аэрозоль» относится к устройству, которое взаимодействует с субстратом, образующим аэрозоль, для генерирования аэрозоля. Субстрат, образующий аэрозоль, может быть частью изделия, генерирующего аэрозоль. Устройство, генерирующее аэрозоль, может представлять собой устройство, которое взаимодействует с субстратом, образующим аэрозоль, изделия, генерирующего аэрозоль, для генерирования аэрозоля. Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать кожух, электрическую схему, блок питания, нагревательную камеру и нагревательный элемент. Устройство, генерирующее аэрозоль, может необязательно содержать мундштук.
Электрическая схема может содержать микропроцессор, который может представлять собой программируемый микропроцессор. Микропроцессор может быть частью контроллера. Электрическая схема может содержать дополнительные электронные компоненты. Электрическая схема может быть выполнена с возможностью регулирования подачи питания на нагревательный элемент. Питание может подаваться на нагревательный элемент непрерывно после активации системы или может подаваться с перерывами, например, от затяжки к затяжке. Питание может подаваться на нагревательный элемент в форме импульсов электрического тока. Электрическая схема может быть выполнена с возможностью отслеживания электрического сопротивления нагревательного элемента и предпочтительно контроля подачи питания на нагревательный элемент в зависимости от электрического сопротивления нагревательного элемента.
Устройство может содержать блок питания, обычно батарею, в основном корпусе. В качестве альтернативы блок питания может представлять собой устройство аккумулирования заряда другого вида, такое как конденсатор. Блок питания может требовать перезарядки и может иметь емкость, обеспечивающую аккумулирование энергии, достаточной для одного или более сеансов использования; например, блок питания может иметь емкость, достаточную для непрерывного генерирования аэрозоля в течение периода, составляющего приблизительно шесть минут, или в течение периода, кратного шести минутам. В другом примере блок питания может иметь достаточную емкость для создания аэрозоля для нескольких затяжек.
Блок питания может представлять собой любой подходящий блок питания, например источник напряжения постоянного тока, такой как батарея. В одном варианте осуществления блок питания представляет собой литий-ионную батарею. Альтернативно блок питания может представлять собой никель-металлогидридную батарею, никель-кадмиевую батарею или батарею на основе лития, например, литий-кобальтовую, литий-железо-фосфатную, литий-титановую или литий-полимерную батарею.
Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать мундштук. Мундштук может быть отдельным элементом или выполненным за одно целое с устройством, генерирующим аэрозоль. Мундштук может быть выполнен с возможностью соединения или соединен с устройством, генерирующим аэрозоль, предпочтительно посредством шарнира. Мундштук может быть выполнен в виде элемента Вентури. Мундштук может быть выполнен с возможностью соединения с изделием, генерирующим аэрозоль. Мундштук может быть выполнен с возможностью вставки в фильтрующую часть изделия, генерирующего аэрозоль.
Настоящее изобретение также относится к системе, содержащей устройство, генерирующее аэрозоль, как описано в данном документе, и изделие, генерирующее аэрозоль, как описано в данном документе. Настоящее изобретение также относится к системе, содержащей изделие, генерирующее аэрозоль, как описано в данном документе, и мундштук, предпочтительно в виде элемента Вентури, как описано в данном документе. Настоящее изобретение также относится к системе, содержащей устройство, генерирующее аэрозоль, изделие, генерирующее аэрозоль, и мундштук.
Настоящее изобретение также относится к способу изготовления изделия, генерирующего аэрозоль, при этом способ может включать следующие этапы:
обеспечение изделия, генерирующего аэрозоль, содержащего субстрат, образующий аэрозоль, при этом субстрат, образующий аэрозоль, содержит нарезанный наполнитель из растительного материала, и при этом нарезанный наполнитель из растительного материала содержит по меньшей мере 25 процентов растительных пластинок в пересчете на вес всего растительного материала, и при этом субстрат, образующий аэрозоль, дополнительно содержит от приблизительно 6 процентов до приблизительно 20 процентов вещества для образования аэрозоля, и
по меньшей мере частичное обертывание слоистой обертки вокруг субстрата, образующего аэрозоль, при этом слоистая обертка содержит теплопроводный слой и теплоизолирующий слой, и при этом теплопроводный слой и теплоизолирующий слой перекрываются вдоль осевого направления изделия, генерирующего аэрозоль.
Способ может включать этап вставки изделия, генерирующего аэрозоль, в нагревательную камеру устройства, генерирующего аэрозоль. Способ может включать этап нагрева изделия, генерирующего аэрозоль.
Признаки, описанные в отношении одного аспекта, могут быть в равной степени применены к другим аспектам настоящего изобретения.
Настоящее изобретение будет далее описано исключительно в качестве примера со ссылкой на сопроводительные графические материалы, на которых:
на фиг. 1 показан вид в разрезе изделия, генерирующего аэрозоль, вставленного в нагревательную камеру устройства, генерирующего аэрозоль;
на фиг. 2 показаны разные варианты осуществления теплопроводного слоя слоистой обертки изделия, генерирующего аэрозоль; и
на фиг. 3 показан вид в разрезе варианта осуществления слоистой обертки с несколькими теплопроводными слоями и несколькими теплоизолирующими слоями.
На фиг. 1 показано изделие 10, генерирующее аэрозоль. Изделие 10, генерирующее аэрозоль, было вставлено в нагревательную камеру 12 устройства 14, генерирующего аэрозоль. Изделие 10, генерирующее аэрозоль, содержит часть 16 в виде субстрата, содержащую субстрат, образующий аэрозоль. В варианте осуществления, показанном на фиг. 1, изделие 10, генерирующее аэрозоль, дополнительно содержит фильтрующую часть 18, в виде полой ацетатной трубки. Фильтрующая часть 18 предпочтительно расположена дальше по ходу потока относительно части 16 в виде субстрата. Фильтрующая часть является 18 необязательной.
На фиг. 1 показана слоистая обертка 20, которая обернута вокруг части 16 в виде субстрата и фильтрующей части 18 изделия 10, генерирующего аэрозоль. Если фильтрующая часть 18 не обеспечена, слоистая обертка 20 обернута только вокруг части 16 в виде субстрата. Слоистая обертка 20 содержит теплопроводный слой 22 и теплоизолирующий слой 24. Теплопроводный слой 22 расположен на внутренней стороне, что означает непосредственно смежно с субстратом, образующим аэрозоль, или фильтрующей частью 18. Теплоизолирующий слой 24 расположен таким образом, что он обернут вокруг теплопроводного слоя 22.
Теплоизолирующий слой 24 и теплопроводный слой 22 перекрываются вдоль продольной длины изделия 10, генерирующего аэрозоль. В варианте осуществления, показанном на фиг. 1, нижняя часть изделия 10, генерирующего аэрозоль, которая представляет собой расположенный раньше по ходу потока конец 26 изделия 10, генерирующего аэрозоль, обернута только теплопроводным слоем 22. Следовательно, часть 16 в виде субстрата обернута теплопроводным слоем 22. В верхней части изделия 10, генерирующего аэрозоль, которая представляет собой расположенный дальше по ходу потока конец 28 изделия 10, генерирующего аэрозоль, предусмотрена фильтрующая часть 18. Фильтрующая часть 18 обернута только теплоизолирующим слоем 24 слоистой обертки 20. Между частью 16 в виде субстрата, смежной с расположенным раньше по ходу потока концом 26 изделия 10, генерирующего аэрозоль, и фильтрующей частью 18, смежной с расположенным дальше по ходу потока концом 28 изделия 10, генерирующего аэрозоль, слоистая обертка 20, оборачивающая изделие 10, генерирующее аэрозоль, содержит теплопроводный слой 22, а также теплоизолирующий слой 24.
Когда изделие 10, генерирующее аэрозоль, вставлено в устройство 14, генерирующее аэрозоль, как показано на фиг. 1, нагревательный элемент 30 устройства 14, генерирующего аэрозоль, может быть расположен смежно с теплопроводным слоем 22 рядом с расположенным раньше по ходу потока концом 26 изделия 10, генерирующего аэрозоль. Данный участок изделия 10, генерирующего аэрозоль, покрытый только теплопроводным слоем 22, выполнен в виде зоны 32 нагрева. В данной зоне тепло, излучаемое нагревательным элементом 30, непосредственно проходит в теплопроводный слой 22 слоистой обертки 20. Следовательно, тепло поглощается теплопроводным слоем 22 и далее передается к субстрату, образующему аэрозоль, содержащемуся внутри изделия 10, генерирующего аэрозоль. Дополнительно, тепло, поглощаемое теплопроводным слоем 22, передается внутри теплопроводного слоя 22 в осевом направлении изделия 10, генерирующего аэрозоль, таким образом, что может быть достигнут однородный нагрев. Другими словами, относительно малый нагревательный элемент 30 может быть обеспечен для нагрева относительно малой зоны 32 нагрева изделия 10, генерирующего аэрозоль, по сравнению с полным размером части 16 в виде субстрата изделия 10, генерирующего аэрозоль. Продолжая, благодаря высокой теплопроводности теплопроводного слоя 22, тепло может быть распределено однородно по части 16 в виде субстрата изделия 10, генерирующего аэрозоль.
Нагревательный элемент 30 может альтернативно быть расположен таким образом, что он окружает всю нагревательную камеру 12 или большие части нагревательной камеры 12, чтобы таким образом достигнуть более однородного нагрева изделия 10, генерирующего аэрозоль.
Теплоизолирующий слой 24 поглощает тепло внутри изделия 10, генерирующего аэрозоль, когда тепло достигает внутренней части изделия 10, генерирующего аэрозоль, посредством теплопроводного слоя 22. Как можно видеть на фиг. 1, теплоизолирующий слой 24 предпочтительно проходит по фильтрующей части 18, расположенной смежно с расположенным дальше по ходу потока концом 28 изделия 10, генерирующего аэрозоль. Таким образом, тепло не выходит или выходит с меньшей скоростью в зоне фильтрующей части 18. Данная функциональная возможность улучшает образование аэрозоля и стабилизирует аэрозоль, когда аэрозоль втягивается из части 16 в виде субстрата через фильтрующую часть 18 во время затяжки.
На фиг. 1 показаны дополнительные компоненты устройства 14, генерирующее аэрозоль, для работы устройства 14, генерирующего аэрозоль. В связи с этим, устройство 14, генерирующее аэрозоль, содержит блок 34 питания, предпочтительно батарею, для обеспечения питания нагревательного элемента 30. Подачей электрической энергии от блока 34 питания к нагревательному элементу 30 управляет электрическая схема 36.
Как будет изложено ниже относительно фиг. 2 и 3, эффект ступенчатого нагрева может быть достигнут посредством слоистой обертки 20 изделия 10, генерирующего аэрозоль. На фиг. 2 показаны разные варианты осуществления слоистой обертки 20, в частности, теплопроводного слоя 22 слоистой обертки 20. В верхней части фиг. 2 показан вариант осуществления, в котором в теплопроводном слое 22 обеспечены отверстия 38. Отверстия 38 могут изменять характеристики передачи тепла теплопроводного слоя 22. Как обозначено в левой части изделия 10, генерирующего аэрозоль, показанной в верхней части фиг. 2, в расположенном раньше по ходу потока участке части 16 в виде субстрата может быть расположено больше отверстий 38, по сравнению с расположенным дальше по ходу потока участком части 16 в виде субстрата. Как следствие, могут быть реализованы зоны 32 нагрева, в которых субстрат, образующий аэрозоль, нагревается быстрее или медленнее. Следовательно, может быть достигнут эффект ступенчатого нагрева.
В средней части фиг. 2 показан вариант осуществления, в котором обеспечен теплопроводный слой 22, имеющий кольцевую форму. Несколько зон 32 нагрева обеспечены в виде нескольких колец, окружающих окружность субстрата, образующего аэрозоль. Части между зонами 32 нагрева могут быть покрыты одним или более теплоизолирующими слоями 24.
В нижней части фиг. 2 показан вариант осуществления, в котором теплопроводный слой 22 имеет спиральную конфигурацию. Данный вариант осуществления может быть достигнут посредством обеспечения полоски теплопроводного слоя 22 и намотки полоски вокруг субстрата, образующего аэрозоль. Альтернативно может быть обеспечен непрерывный теплопроводный слой 22, при этом части между спиральными частями теплопроводного слоя 22 могут быть покрыты одним или более теплоизолирующими слоями 24. Спиральные части теплопроводного слоя 22 могут реализовывать зоны 32 нагрева изделия 10, генерирующего аэрозоль.
На фиг. 3 показан дополнительный вариант осуществления слоистой обертки 20, в которой обеспечены несколько теплоизолирующих слоев 24 и несколько теплопроводных слоев 22. В частности, вариант осуществления, показанный на фиг. 3, является преимущественным, если нагревательный элемент 30 устройства 14, генерирующего аэрозоль, однородно нагревает окружающее пространство изделия 10, генерирующего аэрозоль, когда изделие 10, генерирующее аэрозоль, вставлено в нагревательную камеру 12. Для создания нескольких участков нагрева обеспечены несколько слоев слоистой обертки 20, показанной на фиг. 3. В левой части слоистой обертки 20, показанной на фиг. 3 показана первая зона 40 нагрева, в которой обеспечены три теплопроводных слоя 22. В данном участке тепло может быстро проходить через теплопроводные слои 22 и в субстрат, образующий тепло, расположенный внутри изделия, генерирующего тепло. В средней части слоистой обертки 20 показана вторая зона 42 нагрева, в которой два теплопроводных слоя 22 расположены таким образом, что окружают субстрат, образующий аэрозоль, в то время, как один теплоизолирующий слой 24 расположен таким образом, что окружает два теплопроводных слоя 22. Данная вторая зона 42 нагрева будет нагревать дольше из-за теплоизолирующего слоя 24. Если все зоны нагрева однородно нагреваются нагревательным элементом 30 устройства 14, генерирующего аэрозоль, следовательно, может быть достигнут эффект ступенчатого нагрева, как обозначено стрелочками на фиг. 3, которые указывают направление тепла. Первая зона 40 нагрева может быть нагрета быстрее, чем вторая зона 42 нагрева. В правой части фиг. 3 показана третья зона 44 нагрева, в которой обеспечен только один теплопроводный слой 22 и при этом обеспечены два теплоизолирующих слоя 24. Данная зона нагрева будет нагреваться даже медленнее, чем вторая зона нагрева 42.