ГЕНЕРИРУЮЩЕЕ АЭРОЗОЛЬ ИЗДЕЛИЕ, СОДЕРЖАЩЕЕ ЭЛЕМЕНТ ДОСТАВКИ ЖИДКОСТИ
AEROSOL-GENERATING PRODUCT CONTAINING LIQUID DELIVERY ELEMENT

Настоящее изобретение относится к генерирующему аэрозоль изделию, содержащему новый элемент доставки жидкости. Настоящее изобретение находит конкретное применение в качестве удлиненного курительного изделия, такого как сигарета.
Курительные изделия, такие как сигареты, обычно содержат генерирующий аэрозоль субстрат, такой как табачный стержень, прикрепленный к мундштуку. Обычные мундштуки содержат один или более сегментов из фильтрующего материала, такого как ацетилцеллюлозный жгут. В некоторых случаях может быть желательно иметь жидкость внутри фильтрующего материала для изменения вкусовых ощущений, испытываемых потребителем во время курения курительного изделия. Например, может быть желательно иметь воду или жидкий ароматизатор внутри фильтрующего материала. Однако жидкости, нанесенные непосредственно на фильтрующий материал во время изготовления курительного изделия, могут вытекать во время хранения и приводить к загрязнению других компонентов курительного изделия или упаковки. Летучие жидкости, нанесенные непосредственно на фильтрующий материал во время изготовления, могут полностью вытечь из курительного изделия и упаковки.
Был осуществлен ряд попыток по уменьшению или устранению утечки или выхода жидкостей из мундштуков курительных изделий с использованием емкости, которая расположена внутри мундштука и в которой жидкость заключена до тех пор, пока потребитель не высвободит жидкость из емкости либо непосредственно перед курением, либо во время курения курительного изделия. Например, в EP–0276021–A2 описана сигарета, содержащая разламываемую пластмассовую капсулу, размещенную вблизи фильтрующего элемента, и эта разламываемая пластмассовая капсула заключает в себе текучий материал. Однако разламываемая пластмассовая капсула, описанная в EP–0276021–A2, сочетается с дополнительными компонентами, такими как гофрированный лист, обернутый вокруг разламываемой пластмассовой капсулы для образования курительных каналов вокруг этой разламываемой пластмассовой капсулы. Вследствие этого сигареты, описанные в EP–0276021–A2, сложны в изготовлении, требуя совмещения и сборки множества компонентов для образования фильтрующей секции каждой сигареты.
Было бы желательно создать такое генерирующее аэрозоль изделие, в котором были бы устранены недостатки, присущие известным курительным изделиям. В частности, было бы желательно создать такое генерирующее аэрозоль изделие, которое содержало бы новое средство доставки жидкости к сегменту фильтрующего материала и при этом обеспечивало бы возможность поддержания требуемого сопротивления затяжке через изделие. Было бы также желательно создать такие средства для доставки жидкости, которые обеспечивали бы возможность их легкого и качественного изготовления и надежно хранили бы жидкость перед использованием. В частности, было бы желательно создать такое средство для доставки жидкости, которое легко можно было бы включать в существующие конструкции фильтров таким образом, чтобы обеспечивалась возможность изготовления фильтров с минимальным изменением существующего высокоскоростного производственного оборудования и технологических процессов.
Согласно настоящему изобретению, предложено генерирующее аэрозоль изделие, содержащее генерирующий аэрозоль субстрат и мундштук, прикрепленный к расположенному дальше по ходу потока концу генерирующего аэрозоль субстрата, причем мундштук содержит по меньшей мере один сегмент из фильтрующего материала и элемент доставки жидкости. Элемент доставки жидкости содержит: расположенный раньше по ходу потока конец и расположенный дальше по ходу потока конец; и двустенную кольцевую основную часть, содержащую: внутреннюю стенку, образующую продольный канал, проходящий через элемент доставки жидкости между расположенным раньше по ходу потока концом и расположенным дальше по ходу потока концом; и внешнюю стенку, выполненную как единое целое с внутренней стенкой и окружающую внутреннюю стенку таким образом, что между внутренней стенкой и внешней стенкой образована полость, имеющая отверстие на расположенном раньше по ходу потока конце и/или на расположенном дальше по ходу потока конце и заключающая в себе жидкость. Элемент доставки жидкости также содержит кольцевое уплотняющее средство, вставленное между внутренней стенкой и внешней стенкой кольцевой основной части для обеспечения непроницаемого для жидкости уплотнения в отверстии или отверстиях указанной полости в кольцевой основной части. Внутренняя стенка и внешняя стенка кольцевой основной части выполнены таким образом, что внутренняя стенка является разламываемой при приложении сжимающего усилия к элементу доставки жидкости в поперечном направлении, и при разломе внутренней стенки происходит высвобождение жидкости из указанной полости внутрь продольного канала.
Согласно настоящему изобретению, предложен также элемент доставки жидкости, предназначенный для использования в потребительском изделии и содержащий: первый конец и второй конец; и двустенную кольцевую основную часть, содержащую: внутреннюю стенку, образующую продольный канал, проходящий через элемент доставки жидкости между первым концом и вторым концом; и внешнюю стенку, выполненную как единое целое с внутренней стенкой и окружающую внутреннюю стенку таким образом, что между внешней стенкой и внутренней стенкой образована полость, имеющая отверстие на первом конце и/или на втором конце и заключающая в себе жидкость. Элемент доставки жидкости содержит также кольцевое уплотняющее средство, вставленное между внутренней стенкой и внешней стенкой кольцевой основной части для обеспечения непроницаемого для жидкости уплотнения в отверстии или отверстиях указанной полости в кольцевой основной части. Внутренняя стенка и внешняя стенка кольцевой основной части выполнены таким образом, что внутренняя стенка является разламываемой при приложении сжимающего усилия к элементу доставки жидкости в поперечном направлении, и при разломе внутренней стенки происходит высвобождение жидкости из указанной полости внутрь продольного канала.
В контексте данного документа термин «элемент доставки жидкости» относится к отдельному элементу мундштука для хранения и доставки жидкости внутри мундштука. Элемент доставки жидкости согласно настоящему изобретению содержит двустенную кольцевую основную часть, уплотненную с помощью кольцевого уплотняющего средства, и выполнен с возможностью его активации потребителем. Таким образом, в настоящем изобретении предложено новое средство для доставки жидкости внутри фильтра, которое отличается от известных капсул и других устройств доставки, известных из уровня техники.
В контексте данного документа термины «раньше по ходу потока» и «дальше по ходу потока» используются для описания относительных положений элементов или частей элементов генерирующего аэрозоль изделия относительно направления, в котором потребитель осуществляет затяжку на генерирующем аэрозоль изделии во время его использования. Генерирующие аэрозоль изделия, описанные в данном документе, содержат расположенный дальше по ходу потока конец, соответствующий мундштучному концу, и противоположный ему расположенный раньше по ходу потока конец. При использовании потребитель осуществляет затяжку на расположенном дальше по ходу потока конце генерирующего аэрозоль изделия. Расположенный дальше по ходу потока конец расположен дальше по ходу потока относительно расположенного раньше по ходу потока конца, который также может быть описан как дальний конец.
В контексте настоящего документа термин «генерирующий аэрозоль субстрат» используется для описания субстрата, способного при нагреве выделять летучие соединения, которые могут образовывать аэрозоль. Аэрозоль, генерируемый из генерирующих аэрозоль субстратов, может быть видимым или невидимым, и он может содержать пары (например, тонкодисперсные частицы веществ, которые находятся в газообразном состоянии и при комнатной температуре обычно являются жидкими или твердыми), а также газы и капли жидкости конденсированных паров.
Благодаря нахождению жидкости внутри полости элемента доставки жидкости для генерирующих аэрозоль изделий согласно настоящему изобретению, обеспечивается возможность уменьшения или предотвращения утечки указанной жидкости из генерирующего аэрозоль изделия во время хранения. Жидкость надежно хранится внутри полости, образованной внутри двустенной структуры кольцевой основной части, и кольцевое уплотняющее средство обеспечивает надежное непроницаемое для жидкости уплотнение на одном или на обоих концах указанной полости, так что жидкость надежно удерживается внутри указанной полости до тех пор, пока потребитель не решит доставить жидкость из элемента доставки жидкости к фильтрующему материалу.
Двустенная структура кольцевой основной части может быть выполнена как единое целое в виде одного компонента, благодаря чему снижается сложность в изготовлении и сборке. Благодаря использованию монолитной структуры, снижается также количество соединительных компонентов, требующихся для элемента доставки жидкости, что, в свою очередь, сводит к минимуму вероятность утечек между компонентами. Указанная полость может быть легко заполнена через отверстие, выполненное между внутренней и внешней стенками кольцевой основной части, после чего кольцевая основная часть может быть вставлена для закрывания указанного отверстия и обеспечения непроницаемого для жидкости уплотнения.
Благодаря нахождению жидкости внутри полости элемента доставки жидкости, обеспечивается возможность выбора потребителем момента доставки жидкости из элемента доставки жидкости к указанному по меньшей мере одному сегменту из фильтрующего материала. Например, потребитель имеет возможность выбора того, осуществить доставку жидкости к указанному по меньшей мере одному сегменту из фильтрующего материала непосредственно перед курением генерирующего аэрозоль изделия или во время курения генерирующего аэрозоль изделия. В качестве альтернативы, потребитель может выбрать курение генерирующего аэрозоль изделия без доставки жидкости из элемента доставки жидкости к указанному по меньшей мере одному сегменту из фильтрующего материала.
Элемент доставки жидкости содержит продольный канал, проходящий между расположенным раньше по ходу потока и расположенным дальше по ходу потока концами элемента доставки жидкости, причем продольный канал открыт для обеспечения возможности прохождения аэрозоля через элемент доставки жидкости. Следовательно, генерирующие аэрозоль изделия согласно настоящему изобретению имеют возможность включения элемента доставки жидкости внутрь мундштука и поддержания сопротивления затяжке на уровне, близком или меньшем по отношению к сопротивлению затяжке в соответствующем генерирующем аэрозоль изделии, таком как обычная сигарета с фильтром, которое не содержит элемент доставки жидкости.
Кроме того, благодаря выполнению продольного канала в качестве неотъемлемой составной части элемента доставки жидкости, который (канал) проходит между расположенным раньше по ходу потока и расположенным дальше по ходу потока концами, обеспечивается возможность изготовления генерирующих аэрозоль изделий согласно настоящему изобретению с использованием существующего высокоскоростного производственного оборудования и технологических процессов с их минимальной модификацией. В частности, обеспечивается возможность объединения элемента доставки жидкости с другими сегментами мундштука, такими как по меньшей мере один сегмент из фильтрующего материала, с использованием обычного процесса объединения.
Как указано выше, генерирующее аэрозоль изделие согласно настоящему изобретению содержит новый элемент доставки жидкости, имеющий полость, которая образована между внутренней и внешней стенками кольцевой основной части и заключает в себе жидкость. До активации элемента доставки жидкости жидкость остается удерживаемой внутри указанной полости, и открытый продольный канал, образованный внутренней стенкой, проходит через весь элемент доставки жидкости для обеспечения тракта воздушного потока, через который во время курения генерирующего аэрозоль изделия обеспечивается возможность втягивания аэрозоля.
Используемый в данном документе термин «активировать» относится к действию, в результате которого элемент доставки жидкости доставляет жидкость из указанной полости внутрь продольного канала, откуда обеспечивается возможность ее прохождения внутрь указанного по меньшей мере одного сегмента из фильтрующего материала. В контексте настоящего изобретения активацию осуществляют путем приложения к элементу доставки жидкости сжимающего усилия в поперечном направлении для разлома внутренней стенки. Усилие прикладывают к внутренней поверхности в поперечном направлении, которое обычно будет по существу перпендикулярно продольной оси. Чтобы активировать элемент доставки жидкости, потребитель должен сжать и деформировать внешнюю стенку в такой степени, которая достаточна для разлома внутренней стенки под действием сжимающего усилия. При разломе внутренней стенки происходит высвобождение жидкости из указанной полости через один или более жидкостных каналов, проходящих в трещинах, образовавшихся в разломанной внутренней стенке, непосредственно внутрь продольного канала.
Следовательно, потребитель имеет возможность управления доставкой жидкости к указанному по меньшей мере одному сегменту из фильтрующего материала. Элемент доставки жидкости может быть выполнен таким образом, чтобы жидкость по существу полностью высвобождалась из указанной полости при первоначальном разломе хрупкого сердцевинного элемента. В качестве альтернативы, элемент доставки жидкости может быть выполнен таким образом, чтобы потребитель имел возможность выбора доставки лишь некоторой части жидкости из указанной полости, с оставлением остальной жидкости в указанной полости для одной или более последующих доставок.
Предпочтительно, потребитель способен ощутить момент разлома внутренней стенки кольцевой основной части для активации элемента доставки жидкости, и, следовательно обеспечивается возможность приложения лишь необходимой степени сжатия, благодаря чему исключается повреждение мундштука вследствие приложения избыточного сжимающего усилия. В качестве альтернативы или дополнительно, разлом внутренней стенки кольцевой основной части может сопровождаться слышимым звуком, так что потребитель имеет возможность определения на слух момента активации элемента доставки жидкости.
При приложении усилия внутренняя стенка предпочтительно трескается, разрывается или разламывается, а не крошится, так что после активации внутренняя стенка не разрушается полностью и сохраняет свою структурную целостность в как можно большей степени.
Как описано выше, кольцевая основная часть элемента доставки жидкости представляет собой двустенную структуру, которая выполнена как единое целое с образованием кольцевой внутренней стенки и кольцевой внешней стенки. Внешняя стенка расположена на расстоянии в радиальном направлении от внутренней стенки с образованием полости между внутренней и внешней стенками. Указанная полость проходит вокруг внешней поверхности внутренней стенки и обычно также является кольцевой. Промежуток между внутренней стенкой и внешней стенкой может регулироваться с целью изменения объема указанной полости при необходимости.
Элемент доставки жидкости предпочтительно расположен таким образом, что нормаль к внутренней поверхности кольцевой основной части по существу перпендикулярна продольной оси генерирующего аэрозоль изделия.
Предпочтительно, промежуток между внутренней стенкой и внешней стенкой является по существу постоянным по длине указанной полости. Тем не менее, в некоторых вариантах осуществления внешняя поверхность внутренней стенки и/или внутренняя поверхность внешней стенки могут быть модифицированы таким образом, чтобы промежуток между внутренней стенкой и внешней стенкой изменялся по длине указанной полости. Следовательно, указанная полость будет асимметричной по ее длине, и количество жидкости на одном конце указанной полости будет больше, чем на другом ее конце. Такая конфигурация может использоваться для управления направленностью высвобождения жидкости из указанной полости. Например, может быть желательным обеспечение предпочтительной доставки жидкости в одном осевом направлении в сторону сегмента фильтра на одной стороне элемента доставки жидкости.
Предпочтительно, максимальный радиальный промежуток между внутренней стенкой и внешней стенкой составляет менее чем приблизительно 1 мм, более предпочтительно менее чем приблизительно 0,8 мм. В качестве альтернативы или дополнительно, максимальный радиальный промежуток между внутренней стенкой и внешней стенкой составляет по меньшей мере приблизительно 0,4 мм, более предпочтительно по меньшей мере приблизительно 0,6 мм.
На по меньшей мере одном конце кольцевой основной части между внутренней стенкой и внешней стенкой выполнено отверстие для обеспечения возможности втекания жидкости в указанную полость. Предпочтительно, внутренняя стенка и внешняя стенка соединены друг с другом в единое целое на одном конце кольцевой основной части, и отверстие в указанной полости выполнено на внешнем конце кольцевой основной части. Следовательно, необходимо лишь одно кольцевой уплотняющее средство для обеспечения герметичного по жидкости уплотнения указанной полости.
Внутренняя стенка и внешняя стенка кольцевой основной части выполнены таким образом, что внутренняя стенка разламывается при приложении поперечного сжимающего усилия к элементу доставки жидкости. Следовательно, необходимо, чтобы внешняя стенка была в достаточной степени деформируемой или гибкой для передачи сжимающего усилия, приложенного к элементу доставки жидкости, на внутреннюю стенку, чтобы обеспечить воздействие на внутреннюю стенку усилия, достаточного для разлома. В некоторых вариантах осуществления по меньшей мере участок внешней стенки является достаточно гибким для того, чтобы потребитель имел возможность осуществления контакта с внутренней стенкой с целью ее разлома. В других вариантах осуществления, в частности в тех, в которых указанная полость заполнена или близка к заполнению жидкостью, необходимо, чтобы внешняя стенка была гибкой лишь в той степени, которая достаточна для обеспечения возможности передачи достаточного усилия на внутреннюю стенку через жидкость в указанной полости.
С целью обеспечения возможности приложения сжимающего усилия, подлежащего эффективной передаче на внутреннюю стенку таким образом, чтобы обеспечить возможность разлома внутренней стенки для активации элемента доставки жидкости, предпочтительно, чтобы внутренняя стенка разламывалась раньше, чем внешняя стенка, при приложении поперечного сжимающего усилия к элементу доставки жидкости. В таких вариантах осуществления внешняя стенка предпочтительно вообще не разламывается во время нормальной активации элемента доставки жидкости и, следовательно, остается целой. В качестве альтернативы, эффективное высвобождение жидкости в указанную полость может быть возможно в случае, если внешняя стенка разламывается по существу одновременно с внешней стенкой.
С целью обеспечения конфигурации, в которой разламывается преимущественно внутренняя стенка, смещение при разломе внутренней стенки предпочтительно составляет меньше, чем смещение при разломе внешней стенки.
Используемый в данном документе термин «смещение при разломе» относится к изменению поперечного размера элемента доставки жидкости на момент разлома в результате сжатия. Это также соответствует поперечной деформации элемента доставки жидкости при разломе. Следовательно, смещение при разломе внутренней стенки соответствует поперечной деформации элемента доставки жидкости на момент разлома внутренней стенки. Аналогичным образом, смещение при разломе внешней стенки соответствует поперечной деформации элемента доставки жидкости на момент разлома внешней стенки.
«Усилие при разломе» внутренней стенки соответствует максимальному сжимающему усилию, которое способна выдержать кольцевая основная часть до разлома внутренней стенки. Это соответствует сжимающему усилию, необходимому для активации элемента доставки жидкости.
С целью определения усилия при разломе и смещения при разломе внутренней стенки и внешней стенки, элемент доставки жидкости может быть испытан в автоматической или ручной установке для испытаний на сжатие, в которой элемент доставки жидкости подвергается сжатию в поперечном направлении между нижней и верхней сжимающими пластинами. Сжимающие пластины плавно перемещаются в направлении друг друга для повышения сжимающего усилия до тех пор, пока не произойдет разлом стенки. Прикладываемое усилие в Ньютонах на момент разлома стенки соответствует «усилию при разломе» данной стенки, и деформация в миллиметрах элемента доставки жидкости в поперечном направлении соответствует смещению при разломе. Установки для испытаний на сжатие хорошо известны из уровня техники и имеются в продаже. Подходящим примером установки для испытаний на сжатие является FMI–220C2 Digital Force Gauge от компании Alluris GmbH & Co.
Предпочтительно, смещение при разломе внутренней стенки соответствует не более чем приблизительно 50 процентам внешнего диаметра элемента доставки жидкости, предпочтительно не более чем приблизительно 40 процентам. Это означает, что элемент доставки жидкости предпочтительно деформируется не более чем на 50 процентов до разлома внутренней стенки. В качестве альтернативы или дополнительно, смещение при разломе внутренней стенки предпочтительно соответствует по меньшей мере приблизительно 20 процентам внешнего диаметра элемента доставки жидкости, более предпочтительно по меньшей мере 25 процентам.
Предпочтительно, смещение при разломе внутренней стенки составляет от приблизительно 1,5 мм до приблизительно 3,5 мм, более предпочтительно от приблизительно 1,8 мм до приблизительно 2,5 мм.
Предпочтительно, смещение при разломе внутренней стенки составляет по меньшей мере приблизительно на 1 мм меньше, чем смещение при разломе внешней стенки, более предпочтительно по меньшей мере на 2 мм меньше.
Предпочтительно, усилие при разломе внутренней стенки составляет от приблизительно 25 Ньютонов до приблизительно 80 Ньютонов, предпочтительно от приблизительно 30 Ньютонов до приблизительно 60 Ньютонов, и более предпочтительно от приблизительно 30 Ньютонов до приблизительно 45 Ньютонов.
Существует ряд различных способов конфигурирования внутренней стенки и внешней стенки с целью обеспечения вышеописанных разности смещений при разломе. Например, радиальная толщина внутренней стенки может быть больше, чем радиальная толщина внешней стенки, во всех местах по длине указанной полости с целью обеспечения того, чтобы внешняя стенка была более гибкой, а внутренняя стенка – более хрупкой. В этом случае радиальная толщина внутренней стенки предпочтительно составляет по меньшей мере в два раза больше, чем радиальная толщина внешней стенки, во всех местах по длине указанной полости.
Предпочтительно, радиальная толщина внутренней стенки составляет от приблизительно 0,3 мм до приблизительно 0,7 мм во всех местах по длине указанной полости, более предпочтительно от приблизительно 0,4 мм до приблизительно 0,6 мм. Предпочтительно, радиальная толщина внешней стенки составляет от приблизительно 0,1 мм до приблизительно 0,4 мм во всех местах по длине указанной полости, более предпочтительно от приблизительно 0,1 мм до приблизительно 0,3 мм. Радиальную толщину внутренней стенки и внешней стенки предпочтительно выбирают в пределах указанных диапазонов с целью обеспечения требуемого соотношения толщин, как описано выше. Для каждой из внутренней стенки и внешней стенки радиальная толщина может быть по существу постоянной по длине указанной полости, либо радиальная толщина может варьироваться по длине указанной полости.
В качестве альтернативы или дополнительно, внутренняя стенка кольцевой основной части может содержать одну или более канавок, которые выполнены во внутренней или внешней поверхности и в местах которых толщина внутренней стенки уменьшена. Таким образом вдоль внутренней стенки обеспечены точки ослабления, в которых будет легче происходить разлом внутренней стенки при приложении поперечного сжимающего усилия. Использование канавок во внутренней стенке кольцевой основной части может быть особенно эффективным в случае, если внутренняя стенка имеет увеличенную радиальную толщину по сравнению с внешней стенкой и, следовательно, является сравнительно жесткой.
Как описано выше, жидкость, обеспеченная внутри элемента доставки жидкости, удерживается внутри полости, образованной между внутренней стенкой и внешней стенкой кольцевой основной части. Предпочтительно, указанная полость по существу заполнена жидкостью. Предпочтительно, объем воздуха внутри указанной полости составляет менее чем приблизительно 5 процентов от общего внутреннего объема указанной полости с целью минимизации образования воздушных пузырьков в жидкости, в частности, в случае, если кольцевая основная часть является по существу прозрачной, как описано ниже.
Предпочтительно, указанная полость заключает в себе не более чем приблизительно 150 микролитров жидкости, особо предпочтительно не более чем приблизительно 140 микролитров жидкости. В качестве альтернативы или дополнительно, указанная полость предпочтительно заключает в себе по меньшей мере приблизительно 50 микролитров. В случае, если указанная полость по существу заполнена жидкостью, объем жидкости будет также приблизительно соответствовать общему объему указанной полости.
В любом из вышеописанных вариантов осуществления жидкость внутри полости элемента доставки жидкости может содержать воду. Жидкость может состоять по существу из воды.
В альтернативном варианте жидкость может содержать один или более компонентов, в дополнение к воде или в качестве альтернативы воде. В тех вариантах осуществления, в которых жидкость содержит один или более компонентов в дополнение к воде, каждый из указанных дополнительных компонентов может быть растворен в воде или находиться в воде во взвешенном состоянии. Предпочтительно, жидкость представляет собой гидрофильную или липофильную жидкость.
В некоторых вариантах осуществления жидкость может содержать по меньшей мере один ароматизатор, предпочтительно гидрофильный ароматизатор. Подходящие ароматизаторы включают ацетоин, сахарозу, сорбитол, этиллактат, лимонную кислоту, экстракт цикория, альфа–ионон, молочную кислоту, пировиноградную кислоту, экстракционное эфирное масло ванили, бутиловый спирт, масляную кислоту, бензиловый спирт, этилацетат, экстракт пажитника сенного, изобутиловый спирт, изомасляную кислоту, циклотен, кофейный дион, фрамбинон, 2–3 диметилпиразин, этилбутират, этилмальтол, этилпропионат, ванилин, фуранеол, изобутиральдегид, изовалериановую кислоту, мальтол, бензальдегид, диметилсульфид, 2–метилмасляную кислоту, изовалериановый альдегид, фенетиловый спирт, фенилуксусную кислоту, гелиотропин, валериановую кислоту, валериановый альдегид и их комбинации.
Дополнительно или в качестве альтернативы, жидкость может содержать по меньшей мере один увлажнитель. Подходящие увлажнители включают глицерин, малитол, ксилитол, сорбитол, полиэтиленгликоль, триэтиленгликоль, бутиленгликоль, глицерин, полидекстрозу и их комбинации.
В любом из вышеописанных вариантов осуществления жидкость может быть по существу бесцветной. В качестве альтернативы, жидкость может быть окрашенной. Окрашенные жидкости могут быть предпочтительными в тех вариантах осуществления, в которых деформируемая внешняя емкость выполнена из по существу прозрачного материала, так что окрашенная жидкость является видимой.
Продольный канал, образованный внутренней стенкой кольцевой основной части, проходит между расположенным раньше по ходу потока концом и расположенным дальше по ходу потока концом элемента доставки жидкости и образует продольный канал воздушного потока через элемент доставки жидкости. Таким образом, продольный канал открыт для обеспечения возможности беспрепятственного протекания аэрозоля через элемент доставки жидкости. Таким образом, продольный канал по существу не заполнен и не содержит твердых или жидких материалов. Предпочтительно, диаметр продольного канала хрупкого сердцевинного элемента составляет от приблизительно 2 миллиметров до приблизительно 6 миллиметров, более предпочтительно от приблизительно 3,5 миллиметра до приблизительно 5 миллиметров.
В качестве альтернативы или дополнительно, площадь поперечного сечения продольного канала предпочтительно составляет от приблизительно 5 квадратных миллиметров до приблизительно 25 квадратных миллиметров, более предпочтительно от приблизительно 10 квадратных миллиметров до приблизительно 20 квадратных миллиметров.
Дополнительно или в качестве альтернативы, длина продольного канала предпочтительно составляет от приблизительно 10 миллиметров до приблизительно 14 миллиметров, предпочтительно приблизительно 12 миллиметров.
Продольный канал может иметь любую подходящую форму поперечного сечения. В некоторых вариантах осуществления продольный канал имеет по существу квадратную или прямоугольную форму поперечного сечения. Предпочтительно, продольный канал имеет по существу круглую форму поперечного сечения.
Размеры продольного канала могут быть подобраны таким образом, чтобы было обеспечено желаемое сопротивление затяжке в генерирующем аэрозоль изделии.
Продольный канал предпочтительно выполнен таким образом, что генерирующее аэрозоль изделие имеет сопротивление затяжке, составляющее от приблизительно 50 миллиметров водяного столба до приблизительно 130 миллиметров водяного столба, более предпочтительно от приблизительно 70 миллиметров водяного столба до приблизительно 110 миллиметров водяного столба, перед доставкой жидкости из элемента доставки жидкости внутрь по меньшей мере одного сегмента из фильтрующего материала. Сопротивление затяжке в генерирующем аэрозоль изделии согласно настоящему изобретению может быть по существу таким же или близким к сопротивлению затяжке в других идентичных генерирующих аэрозоль изделиях, в которых элемент доставки жидкости заменен на сегмент из фильтрующего материала.
В контексте данного документа термин «сопротивление затяжке» относится к давлению, необходимому для принудительного прохождения воздуха по всей длине испытуемого объекта со скоростью 17,5 миллиметра в секунду при температуре 22 градуса по Цельсию и давлении 101 килопаскаль (760 Торр). Сопротивление затяжке выражается в миллиметрах водяного столба (мм вод. ст.) и измеряется согласно ISO 6565:2011.
Кольцевая основная часть предпочтительно выполнена в виде монолитной части. Кольцевая основная часть предпочтительно выполнена из полимерного материала. Подходящие полимерные материалы включают полиэтилентерефталат, высокоплотный полиэтилен, низкоплотный полиэтилен, поликарбонаты, пластмассу Accura  60 (поставляется компанией 3D Systems), WaterShed  XC 11122 (поставляется компанией DSM Somos) и их комбинации. Полимер может быть подвергнут инжекционному формованию или экструзии для образования кольцевой основной части.
У полимерного материала, образующего кольцевую основную часть, относительное удлинение при разломе предпочтительно составляет от приблизительно 5 процентов до приблизительно 20 процентов при измерении согласно способу испытаний ASTM D 638, более предпочтительно от приблизительно 5 процентов до приблизительно 15 процентов.
В качестве альтернативы или дополнительно, у полимерного материала, образующего кольцевую основную часть, прочность на изгиб предпочтительно составляет от приблизительно 80 МПа до приблизительно 110 МПа при измерении согласно способу испытаний ASTM D 790, более предпочтительно от приблизительно 85 МПа до приблизительно 100 МПа.
В качестве альтернативы или дополнительно, у полимерного материала, образующего кольцевую основную часть, модуль изгиба составляет от приблизительно 2500 МПа до приблизительно 3500 МПа при измерении согласно способу испытаний ASTM D 790, более предпочтительно от приблизительно 2700 МПа до приблизительно 3000 МПа.
Кольцевая основная часть может быть выполнена из по существу прозрачного материала. Термин «по существу прозрачный» используется для описания материала, через который возможно прохождение по меньшей мере значительной части падающего света, так через этот материал можно видеть. В настоящем изобретении по существу прозрачная кольцевая основная часть способна обеспечивать возможность прохождения через нее достаточного количества света, так что жидкость внутри указанной полости является видимой до активации элемента доставки жидкости. В случае, если жидкость внутри полости также является прозрачной, по существу прозрачная кольцевая часть может также обеспечивать возможность видимости дыма или одного или более других аэрозолей, генерируемых образующим аэрозоль субстратом и проходящих через продольный канал во время курения генерирующего аэрозоль изделия.
Кольцевая основная часть может быть полностью прозрачной. В качестве альтернативы, кольцевая основная часть может иметь более низкий уровень прозрачности, но при этом пропускать достаточно света для того, чтобы были видны дым и один или более других аэрозолей и/или жидкость.
В тех вариантах осуществления, в которых кольцевая основная часть является по существу прозрачной, предпочтительно, чтобы любые материалы, лежащие поверх кольцевой основной части, были выполнены из по существу прозрачного материала или содержали одно или более отверстий с тем, чтобы часть элемента доставки жидкости была видна через указанные одно или более отверстий.
При необходимости, материал, образующий кольцевую основную часть, может быть окрашенным или тонированным.
Элемент доставки жидкости в генерирующих аэрозоль изделиях согласно настоящему изобретению содержит также кольцевые уплотняющие средства, размещенные в отверстии или отверстиях указанной полости в кольцевой основной части для обеспечения непроницаемого для жидкости уплотнения указанной полости. Кольцевые уплотняющие средства выполнены с возможностью вставки между внутренней стенкой и внешней стенкой для уплотнения промежутка между ними. Кольцевая форма уплотняющего средства обеспечивает возможность удержания продольного канала между расположенным раньше по ходу потока и расположенным дальше по ходу потока концами элемента доставки жидкости, так что обеспечивается беспрепятственное протекание воздушного потока через элемент доставки жидкости.
В случае, если указанная полость открыта на обоих концах, будут традиционно применены отдельные кольцевые уплотняющие средства для уплотнения каждого отверстия. В предпочтительных вариантах осуществления, в которых открыт лишь один конец кольцевой основной части, требуется лишь одно кольцевое уплотняющее средство на одном конце кольцевой основной части.
Кольцевое уплотняющее средство предпочтительно выполнено с возможностью обеспечения непроницаемого для жидкости уплотнения за счет механической фрикционной посадки. Тем не менее, в некоторых вариантах осуществления может быть желательным использование адгезива для приклеивания кольцевого уплотняющего средства в месте между внутренней и внешней стенками.
Предпочтительно, кольцевое уплотняющее средство выполнено в виде стопора, который имеет кольцевую стенку, вставленную между внутренней стенкой и внешней стенкой кольцевой основной части. Предпочтительно, кольцевая стенка стопора является упругой, чтобы обеспечивать возможность вставки этой кольцевой стенки между внутренней и внешней стенками при обеспечении прочной фрикционной посадки. Особо предпочтительно, стопор имеет двустенную структуру, содержащую первую, внешнюю стенку, размещаемую между внутренней стенкой и внешней стенкой кольцевой основной части, и вторую, внутреннюю стенку, размещаемую напротив внутренней поверхности внутренней стенки кольцевой основной части. Посредством данной конфигурации оптимизируется фрикционная посадка стопора внутри кольцевой основной части.
Предпочтительно, стопор содержит фланец или выступ для ограничения вставки стопора внутрь указанной полости. Например, стопор может содержать кольцевой фланец или выступ на внешней поверхности, упирающийся в конец внутренней стенки или внешней стенки кольцевой основной части при размещении стопора на своем месте, для предотвращения дальнейшего перемещения стопора внутрь указанной полости.
Предпочтительно, внешний диаметр стопора является по существу таким же, что и внешний диаметр кольцевой основной части, так что на элементе доставки жидкости обеспечена ровная внешняя поверхность.
Стопор предпочтительно выполнен в виде монолитной части. Стопор предпочтительно выполнен из полимерного материала. Подходящие полимерные материалы включают смолу 9070 для вакуумного литья (поставляется компанией SLM Solutions GmbH). Полимер может быть подвергнут инжекционному формованию или экструзии для выполнения стопора.
Элемент доставки жидкости, содержащий кольцевую основную часть и кольцевое уплотняющее средство, может иметь любую подходящую внешнюю форму поперечного сечения. Предпочтительно, элемент доставки жидкости является по существу цилиндрическим, и особо предпочтительно, элемент доставки жидкости является по существу цилиндрическим, с по существу круглой формой поперечного сечения. В предпочтительных вариантах осуществления элемент доставки жидкости имеет внешний диаметр, который по существу соответствует внешнему диаметру по меньшей мере одного сегмента из фильтрующего материала. Таким образом облегчается объединение и оборачивание элемента доставки жидкости вместе с остальными сегментами фильтра и обеспечивается возможность изготовления мундштука и генерирующего аэрозоль изделия с помощью существующего высокоскоростного объединительного оборудования и технологических процессов.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения элемент доставки жидкости может быть окружен оберткой, такой как фицелла, или кольцевым слоем фильтрующего материала. В других вариантах осуществления элемент доставки жидкости может поддерживаться внутри полой трубки, такой как полая ацетатная трубка, или бумажной или картонной трубки. В качестве альтернативы, лишь элемент доставки жидкости может быть окружен оберткой, или обертка объединяет элемент доставки жидкости с другими сегментами фильтра.
Длина элемента доставки жидкости предпочтительно составляет от приблизительно 8 миллиметров до приблизительно 15 миллиметров, более предпочтительно от приблизительно 10 миллиметров до приблизительно 12 миллиметров.
Мундштук генерирующих аэрозоль изделий согласно настоящему изобретению содержит также по меньшей мере один сегмент из фильтрующего материала. Указанный по меньшей мере один сегмент из фильтрующего материала может содержать расположенный дальше по ходу потока сегмент фильтра, который расположен дальше по ходу потока относительно элемента доставки жидкости. Если расположенный дальше по ходу потока сегмент фильтра образует мундштучный конец генерирующего аэрозоль изделия, то этот расположенный дальше по ходу потока сегмент фильтра обеспечивает преимущество, состоящее в возможности создания требуемого ощущения во рту потребителя, которое сходно с ощущением во рту, создаваемым обычным генерирующим аэрозоль изделием.
Дополнительно или в качестве альтернативы, указанный по меньшей мере один сегмент из фильтрующего материала может содержать расположенный раньше по ходу потока сегмент фильтра, который расположен раньше по ходу потока относительно элемента доставки жидкости.
Предпочтительно, указанный по меньшей мере один сегмент фильтра содержит по меньшей мере один расположенный раньше по ходу потока сегмент фильтра и по меньшей мере один расположенный дальше по ходу потока сегмент фильтра, причем элемент доставки жидкости расположен между указанным по меньшей мере одним расположенным раньше по ходу потока сегментом фильтра и указанным по меньшей мере одним расположенным дальше по ходу потока сегментом фильтра.
Предпочтительно, фильтрующий материал внутри каждого сегмента фильтра представляет собой заглушку из волоконного фильтрующего материала, такого как ацетилцеллюлозный жгут, полилактид или бумага. Пластификатор фильтра может быть нанесен на волоконный фильтрующий материал обычным способом путем его распыления на разделенные волокна, предпочтительно перед нанесением какого–либо материала в виде частиц на фильтрующий материал.
Мундштук генерирующих аэрозоль изделий согласно настоящему изобретению может содержать фицеллу, окружающую элемент доставки жидкости, как описано выше. Фицелла может окружать лишь элемент доставки жидкости. В качестве альтернативы, фицелла может представлять собой объединяющую фицеллу, окружающую элемент доставки жидкости и указанный по меньшей мере один сегмент из фильтрующего материала. Предпочтительно, по меньшей мере одна поверхность фицеллы покрыта немарким покрытием для предотвращения утечки жидкости через фицеллу после доставки жидкости из указанной полости к указанному по меньшей мере одному сегменту из фильтрующего материала. Подходящие немаркие покрытия включают в себя этилцеллюлозу и ацетилцеллюлозу.
Мундштук генерирующего аэрозоль изделия согласно настоящему изобретению может также содержать ободковую обертку. В предпочтительных вариантах осуществления, в которых гибкая стенка деформируемой внешней емкости элемента доставки жидкости выполнена из по существу прозрачного материала, как описано выше, генерирующее аэрозоль изделие предпочтительно содержит по существу прозрачную фицеллу, лежащую поверх по меньшей мере участка элемента доставки жидкости, и ободковую обертку, содержащую по меньшей мере одно отверстие, по меньшей мере частично расположенное поверх указанных по существу прозрачной обертки и элемента доставки жидкости. Это позволяет видеть извне мундштука элемент доставки жидкости и жидкость внутри указанной полости.
Генерирующие аэрозоль изделия согласно настоящему изобретению могут представлять собой сигареты с фильтром или другие генерирующие аэрозоль изделия, в которых генерирующий аэрозоль субстрат содержит табачный материал, который сжигают для образования дыма. Следовательно, в любом из вышеописанных вариантов осуществления генерирующий аэрозоль субстрат может содержать табачный стержень.
В качестве альтернативы, генерирующие аэрозоль изделия согласно настоящему изобретению могут представлять собой изделия, в которых табачный материал нагревают для образования аэрозоля, а не сжигают. В одном типе нагреваемого генерирующего аэрозоль изделия табачный материал нагревают с помощью одного или более электрических нагревательных элементов для образования аэрозоля. В еще одном типе нагреваемого генерирующего аэрозоль изделия аэрозоль образуется в результате теплопередачи от горючего или химического источника тепла на физически отделенный табачный материал, который может быть расположен внутри, вокруг или дальше по ходу потока относительно источника тепла. Настоящее изобретение дополнительно охватывает генерирующие аэрозоль изделия, в которых никотиносодержащий аэрозоль генерируется из табачного материала, табачного экстракта или другого источника никотина без сгорания и, в некоторых случаях, без нагрева, например в результате химической реакции.
Настоящее изобретение будет далее описано исключительно на примерах, со ссылками на сопроводительные графические материалы, на которых:
на фиг. 1 показан перспективный вид генерирующего аэрозоль изделия согласно настоящему изобретению;
на фиг. 2 показан покомпонентный вид генерирующего аэрозоль изделия по фиг. 1 с развернутыми фицеллами;
на фиг. 3 показан вид в сечении элемента доставки жидкости генерирующего аэрозоль изделия по фиг. 1 до активации; и
на фиг. 4 показан покомпонентный вид элемента доставки жидкости по фиг. 3.
На фиг. 1 показано генерирующее аэрозоль изделие 10 согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения. Генерирующее аэрозоль изделие 10 представляет собой сигарету с фильтром, содержащую генерирующий аэрозоль субстрат 12 в виде обернутого табачного стержня, и мундштук 14. Мундштук 14 прикреплен к обернутому табачному стержню с помощью ободковой обертки 16.
Как показано на фиг. 2, мундштук 14 содержит расположенный раньше по ходу потока сегмент 18 фильтра на расположенном раньше по ходу потока конце мундштука 14 и расположенный дальше по ходу потока сегмент 20 фильтра на расположенном дальше по ходу потока конце мундштука 14. Мундштук 14 содержит также элемент 22 доставки жидкости, находящийся между расположенным раньше по ходу потока и расположенным дальше по ходу потока сегментами 18, 20 фильтра. По существу прозрачная объединяющая фицелла 24 обернута вокруг расположенного раньше по ходу потока сегмента 18 фильтра, расположенного дальше по ходу потока сегмента 20 фильтра и элемента 22 доставки жидкости для их объединения и образования мундштука 14. Ободковая обертка 16 содержит отверстие 26, расположенное поверх элемента 22 доставки жидкости и по существу прозрачной фицеллы 24, так что потребитель имеет возможность видеть элемент 22 доставки жидкости.
Как показано на фиг. 3 и 4, элемент 22 доставки жидкости содержит кольцевую основную часть 28 и кольцевой стопор 30. Кольцевая основная часть 28 имеет двустенную структуру, содержащую внешнюю стенку 32 и внутреннюю стенку 34, окруженную внешней стенкой 32. Внутренняя стенка 34 образует открытый продольный канал 38, проходящий между концами элемента 22 доставки жидкости. Продольный канал 38 имеет круглое поперечное сечение, и его диаметр соответствует приблизительно 60 процентам от внешнего диаметра элемента 22 доставки жидкости.
Внешняя стенка 32 и внутренняя стенка 34 расположены на расстоянии друг от друга в радиальном направлении для образования кольцевой полости 36, которая проходит вокруг внешней поверхности внутренней стенки 34 и заключает в себе окрашенную жидкость, содержащую воду. На одном конце кольцевой основной части 28 внешняя стенка 32 и внутренняя стенка 34 соединены между собой в единое целое для закрывания кольцевой полости 36. На другом конце кольцевой основной части 28 кольцевая полость 36 имеет отверстие, которое уплотнено посредством кольцевого стопора 30.
Внутренняя стенка 34 имеет радиальную толщину, которая приблизительно в 2,5 раза больше, чем радиальная толщина внешней стенки 32. Смещение при разломе внутренней стенки 34 меньше, чем смещение при разломе внешней стенки 32, так что внутренняя стенка 34 разламывается первой при приложении сжимающего усилия к элементу 22 доставки жидкости.
Кольцевой стопор 30 содержит внешнюю стенку 40 стопора и внутреннюю стенку 42 стопора, которые соединены между собой в единое целое на одном конце кольцевого стопора 30. Внешняя стенка 40 стопора вставлена между внешней стенкой 32 и внутренней стенкой 34 кольцевой основной части 28 для уплотнения кольцевой полости 36, а внутренняя стенка 42 стопора расположена напротив внутренней поверхности внутренней стенки 34 кольцевой основной части 28. Как показано на фиг. 3, кольцевой стопор 30 вставлен внутрь кольцевой основной части 28 и удерживается за счет фрикционной посадки. На внешней поверхности кольцевого стопора 30 выполнен кольцевой выступ 44, который упирается в кромку внешней стенки 32 кольцевой основной части 28 с целью предотвращения дальнейшего перемещения кольцевого стопора 30 внутрь кольцевой основной части 28.
До или во время курения потребитель может сдавить элемент 22 доставки жидкости для активации этого элемента 22 доставки жидкости и высвобождения жидкости. В результате приложения сжимающего усилия к элементу 22 доставки жидкости происходит деформация внешней стенки 32 кольцевой основной части 28 и повышение давления внутри кольцевой полости 36. При определенном уровне сжимающего усилия повышенное давление внутри кольцевой полости 36 приводит к растрескиванию внутренней стенки 34 кольцевой основной части 28, в результате чего происходит активация элемента 22 доставки жидкости. В результате разлома внутренней стенки 34 кольцевой основной части обеспечивается возможность прохождения жидкости из кольцевой полости 36 внутрь продольного канала 38. Затем жидкость имеет возможность протекания по продольному каналу 38 внутрь расположенного раньше по ходу потока сегмента 18 фильтра и расположенного дальше по потоку потока сегмента 20 фильтра. Во время этой активации элемента 22 доставки жидкости потребитель имеет возможность наблюдать через отверстие 26 в ободковой обертке 16 окрашенную жидкость, перемещающуюся из кольцевой полости 36 внутрь сегментов 18, 20 фильтра.