ИЗДЕЛИЕ, ГЕНЕРИРУЮЩЕЕ АЭРОЗОЛЬ, С ЖЕСТКИМ ПОЛЫМ НАКОНЕЧНИКОМ
AEROSOL-GENERATING ARTICLE WITH RIGID HOLLOW TIP

Настоящее изобретение относится к изделию, генерирующему аэрозоль, содержащему образующий аэрозоль субстрат для генерирования вдыхаемого аэрозоля при нагреве с использованием устройства, генерирующего аэрозоль. Изделие, генерирующее аэрозоль, имеет жесткий полый невоспламеняющийся наконечник на дальнем конце изделия. Изобретение также относится к способу применения такого изделия, генерирующего аэрозоль.
Из уровня техники известны изделия, генерирующие аэрозоль, в которых субстрат, образующий аэрозоль, такой как субстрат, содержащий табак, нагревается, а не сгорает. Цель таких нагреваемых изделий, генерирующих аэрозоль, состоит в уменьшении содержания известных вредных составляющих дыма, образованных в результате сгорания и пиролитической деградации табака в обычных сигаретах.
Обычная сигарета горит, когда пользователь прикладывает пламя к одному концу сигареты и втягивает воздух через другой конец. Локализованное тепло, обеспечиваемое пламенем и кислородом в воздухе, втягиваемым через сигарету, является причиной возгорания конца сигареты, и обусловленное этим горение генерирует вдыхаемый дым. В отличие от этого в нагреваемых изделиях, генерирующих аэрозоль, вдыхаемый аэрозоль обычно генерируется в результате передачи тепла от источника тепла на физически отделенный субстрат или материал, образующий аэрозоль, который может быть расположен внутри, вокруг или после источника тепла. Во время потребления летучие соединения высвобождаются из субстрата, образующего аэрозоль, за счет передачи тепла от источника тепла и попадают в воздух, втягиваемый через изделие, генерирующее аэрозоль. Когда высвобожденные соединения охлаждаются, они конденсируются с образованием аэрозоля, вдыхаемого потребителем.
Из уровня техники известны нагреваемые изделия, генерирующие аэрозоль, содержащие табак для генерирования аэрозоля при нагревании, а не сгорании. Например, в WO2013/102614 раскрывается система, генерирующая аэрозоль, содержащая нагреваемое изделие, генерирующее аэрозоль, и устройство, генерирующее аэрозоль, содержащее нагреватель для нагревания нагреваемого изделия, генерирующего аэрозоль, с целью получения аэрозоля.
Табак, используемый в качестве части субстрата, образующего аэрозоль, в нагреваемых изделиях, генерирующих аэрозоль, предназначен для получения аэрозоля при нагревании, а не при сгорании. Таким образом, такой табак, как правило, содержит большое количество веществ для образования аэрозоля, таких как глицерин или пропиленгликоль. Если бы пользователю было необходимо зажечь нагреваемое изделие, генерирующее аэрозоль, и курить его, как если бы это была обычная сигарета, то пользователь не получил бы желаемых ощущений. Было бы желательно получить нагреваемое изделие, генерирующее аэрозоль, которое имеет пониженную склонность к воспламенению от огня. Такое нагреваемое изделие, генерирующее аэрозоль, было бы предпочтительно трудно зажигаемым во время попытки зажечь изделие зажигательным средством, например, пламенем, как традиционные сигареты.
Нагреваемое изделие, генерирующее аэрозоль, может предусматриваться для использования с устройством, генерирующим аэрозоль. Нагреваемое изделие, генерирующее аэрозоль, может содержать несколько компонентов, в том числе субстрат, образующий аэрозоль, собранных внутри обертки c образованием стержня, содержащего мундштучный конец и дальний конец, расположенный спереди от мундштучного конца. Изделие дополнительно содержит жесткую полую трубку, имеющую внешний диаметр от 5 мм до 15 мм и длину от 5 мм до 15 мм. Жесткая полая трубка расположена спереди от субстрата, образующего аэрозоль, в обертке. Жесткая полая трубка выполнена из по существу невоспламеняющегося материала. Как определено в настоящем документе, несгораемый материал - это материал, который сложно или невозможно воспламенить посредством огня с температурой от 800°C до 1700°C, обычно в диапазоне от 800°C до 1200°C. В целом, любой материал, который по существу не выделяет токсичного или иного вредного или нежелательного соединения при температуре в диапазоне от приблизительно 800°C до 1200°C или до 1700°C относится к по существу несгораемым материалам, предусмотренным настоящим документом. Прокалываемая пленка покрывает один конец жесткой полой трубки. Жесткая полая трубка имеет ближний конец и дальний конец. Прокалываемая пленка может покрывать дальний конец жесткой полой трубки. Прокалываемая пленка может покрывать ближний конец жесткой полой трубки. Жесткая полая трубка, перекрытая прокалываемой пленкой, защищает дальний конец стержня от воспламенения, в случае, если пользователь подносит огонь и затягивается с мундштучного конца, изделия. Тепло от огня попадает на полую трубку, которая является несгораемой. Субстрат, образующий аэрозоль, расположенный после жесткой полой трубки, менее подвержен достижению температуры воспламенения, чем если бы он располагался на дальнем конце нагреваемого изделия, генерирующего аэрозоль. Дополнительно, прокалываемая пленка способствует предотвращению втягивания воздуха через стержень. Таким образом, риск случайного или непреднамеренного воспламенения субстрата, образующего аэрозоль, снижен.
Предпочтительно жесткая полая трубка выполнена из полимера, металла или керамики. Предпочтительно жесткая полая трубка выполнена из материала, выбранного из списка, состоящего из металлической фольги, керамики, высоконаполненной бумаги и полимера полиарилэфиркетона (PAEK).
Изделие, генерирующее аэрозоль, может быть предусмотрено для использования с устройством, генерирующим аэрозоль, содержащим вставной нагревательный элемент для введения в субстрат, генерирующий аэрозоль, и для его нагревания. Жесткая полая трубка образует просвет или канал. Нагревательный элемент может быть введен через просвет или канал. Нагревательный элемент может прокалывать прокалываемую пленку при его введении в жесткую полую трубку. Усилие введения при введении нагревательного элемента в субстрат, образующий аэрозоль, может приводить к смещению субстрата, образующего аэрозоль, внутри обертки при введении нагревателя. Может быть предпочтительно, чтобы изделие, генерирующее аэрозоль, содержало вторую жесткую полую трубку, расположенную непосредственно после субстрата, образующего аэрозоль, в целях предотвращения смещения субстрата, образующего аэрозоль.
Просвет или канал в жесткой полой трубке на одном или обоих концах перекрыт прокалываемой пленкой или барьером. Прокалываемая пленка или барьер может действовать как дополнительный барьер для защиты субстрата, образующего аэрозоль, от подносимого огня, и может быть проколота или разрушена нагревательным элементом устройства, генерирующего аэрозоль. Прокалываемая пленка может быть проколота прокалывающим элементом, который не выполняет функции нагревательного элемента. Прокалываемая пленка предпочтительно выполнена из материала, который по существу устойчив к воспламенению от источника огня, такого как спичка или зажигалка. Прокалываемая пленка может быть выполнена из бумаги, полимера или металла.
Может быть предпочтительно, чтобы прокалываемая пленка покрывала ближний конец жесткой полой трубки. Материал, образующий прокалываемую пленку, таким образом, необязательно должен быть настолько несгораемым, как в случае, если бы он покрывал дальний конец жесткой полой трубки. Кроме того, жесткая полая трубка может направлять прокалывающий элемент, такой как нагревательный элемент для вхождения в контакт с прокалываемой пленкой.
В предпочтительных вариантах выполнения субстрат, образующий аэрозоль, выполнен в виде генерирующего аэрозоль стержня, содержащего по меньшей мере один собранный лист материала. Собранный лист материала может являться листом гомогенизированного табака. Субстрат, образующий аэрозоль, может быть стержнем из собранного табака, как описано в WO 2012/164009.
Нагреваемая система, генерирующая аэрозоль, может содержать нагреваемое изделие, генерирующее аэрозоль, согласно любому варианту выполнения, описанному выше, и устройство, генерирующее аэрозоль, содержащее средство нагрева субстрата, образующего аэрозоль. Устройство, генерирующее аэрозоль, предусмотрено для сопряжения с нагреваемым изделием, генерирующим аэрозоль, для прокалывания прокалываемой пленки, нагревания субстрата, образующего аэрозоль, и выделения вдыхаемого аэрозоля.
Устройство, генерирующее аэрозоль, может определять камеру для размещения в ней изделия, генерирующего аэрозоль. Устройство, генерирующее аэрозоль, содержит средство нагрева субстрата, образующего аэрозоль, изделия, генерирующего аэрозоль. Такое средство может содержать нагревательный элемент, например, нагревательный элемент, который может вводиться в изделие, генерирующее аэрозоль, или нагревательный элемент, который может располагаться смежно с изделием, генерирующим аэрозоль. Нагревательное средство может содержать индуктор, например, индукционную катушку, для взаимодействия с токоприемником.
Способ курения или потребления изделия, генерирующего аэрозоль, как описано в настоящем документе, может включать этапы соединения нагреваемого изделия, генерирующего аэрозоль, с устройством, генерирующим аэрозоль, прокалывания прокалываемой пленки, активации устройства, генерирующего аэрозоль, для нагревания субстрата, образующего аэрозоль, и выполнения затяжки на мундштучном конце стержня, чтобы вызвать прохождение воздуха сквозь жесткую полую трубку и проколотую пленку, через субстрат, образующий аэрозоль, и его выход из изделия, генерирующего аэрозоль, через мундштучный конец.
Как используется в настоящем документе, термин «субстрат, образующий аэрозоль» используется для описания субстрата, обладающего способностью к высвобождению летучих соединений при нагревании, которые могут образовывать аэрозоль. Аэрозоль, генерируемый субстратами, образующими аэрозоль, изделий, генерирующих аэрозоль, описанных в данном документе, может быть видимым или невидимым и может содержать пары (например, мелкозернистые частицы веществ, находящихся в газообразном состоянии, которые при комнатной температуре обычно являются жидкими или твердыми), а также газы и капли жидкости конденсированных паров.
В данном контексте термины «спереди» и «после» используются для описания относительных положений элементов или частей элементов нагреваемого изделия, генерирующего аэрозоль, относительно направления, в котором пользователь осуществляет затяжку из изделия, генерирующего аэрозоль, во время его использования.
Нагреваемое изделие, генерирующее аэрозоль, содержит два конца: ближний конец, через который аэрозоль покидает изделие, генерирующее аэрозоль, и подается пользователю, и дальний конец. При использовании пользователь может осуществить затяжку с ближнего конца для вдыхания аэрозоля, сгенерированного изделием, генерирующим аэрозоль.
Ближний конец может также называться мундштучным концом или задним концом, расположенным после дальнего конца по ходу потока. Дальний конец может также называться расположенным спереди концом, расположенным раньше по ходу потока.
В данном контексте термин «элемент, охлаждающий аэрозоль» описывает элемент, имеющий большую площадь поверхности и низкое сопротивление затяжке. При использовании аэрозоль, образованный летучими соединениями, высвобожденными из субстрата, образующего аэрозоль, перед вдыханием пользователем проходит по элементу, охлаждающему аэрозоль, и охлаждается им. В отличие от фильтров и других мундштуков с высоким сопротивлением втягиванию, элементы, охлаждающие аэрозоль, имеют низкое сопротивление втягиванию. Камеры и полости в изделии, генерирующем аэрозоль, также не считаются элементами, охлаждающими аэрозоль.
Предпочтительно, нагреваемое изделие, генерирующее аэрозоль, является курительным изделием, которое генерирует аэрозоль, который непосредственно вдыхается в легкие пользователя через рот пользователя. Более предпочтительно, нагреваемое изделие, генерирующее аэрозоль, является курительным изделием, которое генерирует никотинсодержащий аэрозоль, который непосредственно вдыхается в легкие пользователя через рот пользователя.
В данном контексте термин «устройство, генерирующее аэрозоль» используется для описания устройства, которое для генерирования аэрозоля взаимодействует с субстратом, образующим аэрозоль, устройства, генерирующего аэрозоль. Предпочтительно, устройство, генерирующее аэрозоль, является курительным устройством, которое взаимодействует с субстратом, образующим аэрозоль, нагреваемого изделия, генерирующего аэрозоль, для генерирования аэрозоля, который непосредственно вдыхается в легкие пользователя через рот пользователя. Предпочтительно, устройство, генерирующее аэрозоль, взаимодействует с изделием, генерирующим аэрозоль для обеспечения возможности протекания воздуха через субстрат, образующий аэрозоль.
Во избежание неопределенности, в нижеследующем описании термин «нагревательный элемент» используется для обозначения одного или нескольких нагревательных элементов.
В предпочтительном варианте выполнения субстрат, образующий аэрозоль, расположен на конце, расположенном спереди, изделия генерирующего аэрозоль.
В данном контексте термин «диаметр» используется для описания максимального размера в поперечном направлении изделия, генерирующего аэрозоль. В данном контексте термин «длина» используется для описания максимального размера в продольном направлении изделия, генерирующего аэрозоль.
Предпочтительно, субстрат, образующий аэрозоль, является твердым субстратом, образующим аэрозоль. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать как твердые, так и жидкие компоненты.
Предпочтительно, субстрат, образующий аэрозоль, содержит никотин. Более предпочтительно, субстрат, образующий аэрозоль, содержит табак.
В качестве альтернативы или в дополнение, субстрат, образующий аэрозоль, может содержать материал, образующий аэрозоль, не содержащий табак.
Если субстрат, образующий аэрозоль, является твердым субстратом, образующим аэрозоль, то твердый субстрат, образующий аэрозоль, может содержать, например, одно или несколько из следующего: порошок, гранулы, шарики, крупицы, тонкие трубки, полоски или листы, содержащие одно или несколько из следующего: травяной лист, табачный лист, фрагменты табачной жилки, взорванный табак и гомогенизированный табак.
Факультативно, твердый субстрат, образующий аэрозоль, может содержать летучие вкусоароматические соединения, содержащие или не содержащие табака, которые высвобождаются при нагреве твердого субстрата, образующего аэрозоль. Твердый субстрат, образующий аэрозоль, может также содержать одну или несколько капсул, которые, например, включают дополнительные летучие вкусоароматические соединения, содержащие или не содержащие табака, и такие капсулы могут таять во время нагрева твердого субстрата, образующего аэрозоль.
Факультативно, твердый субстрат, образующий аэрозоль, может быть также предоставлен на или встроен в термоустойчивую подложку. Подложка может принимать форму порошка, гранул, шариков, крупиц, тонких трубок, полосок или листов. Твердый субстрат, образующий аэрозоль, может быть нанесен на поверхность подложки в форме, например, листа, пены, геля или суспензии. Твердый субстрат, образующий аэрозоль, может быть нанесен на всю поверхность подложки или в качестве альтернативы может быть нанесен в виде узора для предоставления неоднородной вкусоароматической подачи во время использования.
В предпочтительном варианте выполнения субстрат, образующий аэрозоль, содержит гомогенизированный табачный материал.
В данном контексте термин «гомогенизированный табачный материал» обозначает материал, образованный в результате агломерации табака в виде частиц.
В предпочтительном варианте выполнения субстрат, образующий аэрозоль, содержит собранный лист гомогенизированного табачного материала.
В данном контексте термин «лист» обозначает слоистый элемент, имеющий ширину и длину, по существу, превышающие его толщину.
В данном контексте термин «собранный» используется для описания листа, который сворачивается, сгибается или иным образом сжимается или сужается, по существу, в поперечном направлении продольной оси изделия, генерирующего аэрозоль.
Использование субстрата, образующего аэрозоль, содержащего собранный лист гомогенизированного табачного материала, предпочтительно, значительно снижает риск «осыпки табака», другими словами потери резаных частей табачного материала из концов стержня, по сравнению с субстратом, образующим аэрозоль, содержащим резаные части табачного материала. Осыпка табака может неблагоприятно вести к необходимости более частой чистки устройства, генерирующего аэрозоль, используемого с изделием, генерирующим аэрозоль, и технологического оборудования.
В предпочтительном варианте выполнения субстрат, образующий аэрозоль, содержит собранный текстурированный лист гомогенизированного табачного материала.
В данном контексте термин «текстурированный лист» обозначает лист, который был гофрирован, выполнен конгревным тиснением, выполнен блинтовым тиснением, перфорирован или иным образом деформирован. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать собранный текстурированный лист гомогенизированного табачного материала, содержащего несколько разнесенных выемок, выступов, перфорационных отверстий или их сочетание.
В особенно предпочтительном варианте выполнения субстрат, образующий аэрозоль, содержит собранный гофрированный лист гомогенизированного табачного материала.
Использование текстурированного листа гомогенизированного табачного материала может преимущественно упростить сбор листа гомогенизированного табачного материала для образования субстрата, образующего аэрозоль.
В данном контексте термин «гофрированный лист» обозначает лист, имеющий несколько, по существу, параллельных складок или гофров. Предпочтительно, по существу, параллельные складки или гофры проходят вдоль или параллельно продольной оси изделия, генерирующего аэрозоль, когда изделие, генерирующее аэрозоль, собрано. Это преимущественно упрощает сбор гофрированного листа гомогенизированного табачного материала для образования субстрата, образующего аэрозоль. Тем не менее, следует понимать, что гофрированные листы гомогенизированного табачного материала для введения в изделие, генерирующее аэрозоль, могут, в качестве альтернативы или в дополнение, иметь несколько, по существу, параллельных складок или гофров, которые расположены под острым или тупым углом к продольной оси изделия, генерирующего аэрозоль, когда изделие, генерирующее аэрозоль, собрано.
В некоторых вариантах выполнения субстрат, образующий аэрозоль, может содержать собранный лист гомогенизированного табачного материала, который, по существу, равномерно текстурирован, по существу, по всей поверхности. Например, субстрат, образующий аэрозоль, может содержать собранный гофрированный лист гомогенизированного табачного материала, содержащий множество, по существу, параллельных складок или гофров, которые, по существу, равномерно разнесены по ширине листа.
Субстрат, образующий аэрозоль, может иметь форму штранга, содержащего материал, образующий аэрозоль, окруженный бумагой или другой оберткой. Если субстрат, образующий аэрозоль, имеет форму штранга, весь штранг, включая любую обертку, рассматривается в качестве субстрата, образующего аэрозоль.
В предпочтительном варианте выполнения субстрат, генерирующий аэрозоль, содержит штранг, содержащий собранный текстурированный лист гомогенизированного табачного материала, окруженный оберткой. В особенно предпочтительном варианте выполнения субстрат, генерирующий аэрозоль, содержит собранный гофрированный лист гомогенизированного табачного материала, окруженный оберткой.
В некоторых вариантах выполнения листы гомогенизированного табачного материала для использования в субстрате, генерирующем аэрозоль, могут иметь содержание табака по меньшей мере приблизительно 70 или более весовых процентов по сухому весу.
Листы гомогенизированного табачного материала для использования в субстрате, генерирующем аэрозоль, могут содержать одно или несколько внутренних связующих, которые представляют собой табачные эндогенные связующие, одно или несколько внешних связующих, которые представляют собой экзогенные связующие, или их комбинацию для поддержки агломерирования табака в форме частиц. В качестве альтернативы или в дополнение, листы гомогенизированного табачного материаладля использования в субстрате, генерирующем аэрозоль, могут содержать другие добавки, включая, но без ограничения, табачные и нетабачные волокна, ароматизаторы, наполнители, водные и неводные растворители и их комбинации.
Подходящие внешние связующие для включения в листы гомогенизированного табачного материала для использования в субстрате, генерирующем аэрозоль, известны из уровня техники и включают, но без ограничения: смолы, например, такие, как гуаровая смола, ксантановая смола, гуммиарабик и смола плодов рожкового дерева; целлюлозные связующие, например, такие, как гидроксипропилцеллюлоза, карбоксиметилцеллюлоза, гидроксиэтилцеллюлоза, метилцеллюлоза и этилцеллюлоза; полисахариды, например, такие, как крахмал; органические кислоты, такие как альгиновая кислота; соли оснований, сопряженных с органическими кислотами, такие как альгинат натрия, агар и пектины; и их комбинации.
Подходящие нетабачные волокна для включения в листы гомогенизированного табачного материала для использования в субстрате, генерирующем аэрозоль, известны из уровня техники и включают, но без ограничения: целлюлозные волокна; волокна древесины мягких пород; волокна древесины твердых пород; джутовые волокна и их комбинации. Перед включением в листы гомогенизированного табачного материала для использования в субстрате, генерирующем аэрозоль, нетабачные волокна могут быть подвергнуты обработке подходящими способами, известными из уровня техники, включая, но без ограничения: механическое получение пульпы; очистку; химическое получение пульпы; обесцвечивание; сульфатное получение пульпы; и их комбинации.
Листы гомогенизированного табачного материала для использования в субстрате, генерирующем аэрозоль, должны иметь достаточно высокую прочность на растяжение, чтобы выдержать собирание для формирования субстрата, генерирующего аэрозоль. В определенных вариантах выполнения нетабачные волокна могут быть включены в листы гомогенизированного табачного материала для использования в субстрате, генерирующем аэрозоль, с целью достижения подходящей прочности на растяжение.
Например, гомогенизированные листы табачного материала для использования в субстрате, генерирующем аэрозоль, могут иметь содержание нетабачных волокон от приблизительно 1 до приблизительно 5 весовых процентов по сухому весу.
Предпочтительно, субстрат, образующий аэрозоль, содержит вещество для образования аэрозоля.
В данном контексте термин «вещество для образования аэрозоля» используется для описания любого подходящего известного соединения или смеси соединений, которые при использовании упрощают образование аэрозоля и которые при рабочей температуре изделия, генерирующего аэрозоль, по существу, обладают стойкостью к термической деградации.
Подходящие вещества для образования аэрозоля хорошо известны из уровня техники и включают, помимо всего прочего: многоатомные спирты, такие как пропиленгликоль, триэтиленгликоль, 1,3-бутандиол и глицерин; сложные эфиры многоатомных спиртов, такие как глицерол моно-, ди- или триацетат; и алифатические сложные эфиры моно-, ди- или поликарбоновых кислот, такие как диметилдодекандиоат и диметилтетрадекандиоат.
Предпочтительными веществами для образования аэрозоля являются многоатомные спирты или их смеси, такие как пропиленгликоль, триэтиленгликоль, 1,3-бутандиол и, наиболее предпочтительно, глицерин.
Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать одно вещество для образования аэрозоля. В качестве альтернативы субстрат, образующий аэрозоль, может содержать сочетание двух или более веществ для образования аэрозоля.
Предпочтительно, субстрат, образующий аэрозоль, имеет содержание вещества для образования аэрозоля более 5% по сухому весу.
Субстрат, образующий аэрозоль, может иметь содержание вещества для образования аэрозоля от приблизительно 5% до приблизительно 30% по сухому весу.
В предпочтительном варианте выполнения субстрат, образующий аэрозоль, имеет содержание вещества для образования аэрозоля приблизительно 20% по сухому весу.
Субстраты, образующие аэрозоль, содержащие собранные листы гомогенизированного табака, для использования в изделии, генерирующем аэрозоль, могут быть изготовлены известными из уровня техники способами, например, способами, раскрытыми в WO 2012/164009 A2.
В предпочтительном варианте выполнения листы гомогенизированного табачного материала для использования в изделии, генерирующем аэрозоль, образованы посредством процесса литья из суспензии, содержащей дисперсный табак, гуаровую смолу, целлюлозные волокна и глицерин.
Субстрат, образующий аэрозоль, предпочтительно имеет наружный диаметр, который приблизительно равен наружному диаметру изделия, генерирующего аэрозоль.
Предпочтительно, субстрат, образующий аэрозоль, имеет наружный диаметр по меньшей мере 5 миллиметров. Субстрат, образующий аэрозоль, может иметь наружный диаметр от приблизительно 5 миллиметров до приблизительно 12 миллиметров, например, от приблизительно 5 миллиметров до приблизительно 10 миллиметров или от приблизительно 6 миллиметров до приблизительно 8 миллиметров. В предпочтительном варианте выполнения субстрат, образующий аэрозоль, имеет наружный диаметр 7,2 миллиметра +/-10%.
Субстрат, образующий аэрозоль, может иметь длину от приблизительно 7 миллиметров до приблизительно 15 мм. В одном из вариантов выполнения субстрат, образующий аэрозоль, может иметь длину приблизительно 10 миллиметров. В предпочтительном варианте выполнения субстрат, образующий аэрозоль, имеет длину приблизительно 12 миллиметров.
Предпочтительно, субстрат, образующий аэрозоль, имеет, по существу, цилиндрическую форму.
Жесткая полая трубка расположена спереди от субстрата, образующего аэрозоль. Жесткая полая трубка может быть образована из любого подходящего материала или сочетания материалов. В предпочтительном варианте выполнения жесткая полая трубка выполнена из металлической фольги или керамики, или иного подходящего термостойкого материала.
Жесткая полая трубка предпочтительно имеет наружный диаметр, который приблизительно равен наружному диаметру изделия, генерирующего аэрозоль.
Жесткая полая трубка может иметь наружный диаметр от приблизительно 5 миллиметров до приблизительно 15 миллиметров, например, от приблизительно 5 миллиметров до приблизительно 10 миллиметров или от приблизительно 6 миллиметров до приблизительно 8 миллиметров. В предпочтительном варианте выполнения жесткая полая трубка имеет наружный диаметр 7,2 мм +/-10%.
Жесткая полая трубка может иметь длину от приблизительно 5 миллиметров до приблизительно 15 мм. В предпочтительном варианте выполнения жесткая полая трубка имеет длину приблизительно 8 миллиметров.
Вторая жесткая полая трубка может быть расположена непосредственно после изделия, образующего аэрозоль. Такая вторая жесткая полая трубка может действовать как опорный элемент. Размеры и параметры, приведенные выше для жесткой полой трубки, также могут быть применимы ко второй жесткой полой трубке.
Элемент, охлаждающий аэрозоль, может располагаться после субстрата, образующего аэрозоль. Например, в некоторых вариантах выполнения элемент, охлаждающий аэрозоль, может располагаться непосредственно после опорного элемента, расположенного после субстрата, образующего аэрозоль.
Элемент, охлаждающий аэрозоль, может быть расположен между опорным элементом и мундштуком, расположенным на крайнем расположенном после конце изделия, генерирующего аэрозоль.
Элемент, охлаждающий аэрозоль, может иметь общую площадь поверхности от приблизительно 300 квадратных миллиметров на миллиметр длины до приблизительно 1000 квадратных миллиметров на миллиметр длины. В предпочтительном варианте выполнения элемент, охлаждающий аэрозоль, имеет общую площадь поверхности приблизительно 500 квадратных миллиметров на миллиметр длины.
В качестве альтернативы элемент, охлаждающий аэрозоль, может называться теплообменником.
Элемент, охлаждающий аэрозоль, предпочтительно имеет низкое сопротивление затяжке. То есть, элемент, охлаждающий аэрозоль, предпочтительно оказывает малое сопротивление прохождению воздуха через изделие, генерирующее аэрозоль. Предпочтительно, элемент, охлаждающий аэрозоль, по существу, не влияет на сопротивление затяжке изделия, генерирующего аэрозоль.
Предпочтительно, элемент, охлаждающий аэрозоль, имеет пористость в продольном направлении от 50% до 90%. Пористость элемента, охлаждающего аэрозоль, в продольном направлении определяется отношением площади поперечного сечения материала, образующего элемент, охлаждающий аэрозоль, и внутренней площади поперечного сечения изделия, генерирующего аэрозоль, в месте элемента, охлаждающего аэрозоль.
Элемент, охлаждающий аэрозоль, может содержать несколько каналов, проходящих в продольном направлении. Несколько каналов, проходящих в продольном направлении, могут быть определены листовым материалом, который представляет собой один или более из гофрированного, сложенного складками, собранного и согнутого материала для образования каналов. Несколько каналов, проходящих в продольном направлении, могут быть определены отдельным листом, который представляет собой один или более из гофрированного, сложенного складками, собранного и согнутого материала для образования нескольких каналов. В качестве альтернативы несколько каналов, проходящих в продольном направлении, могут быть определены несколькими листами, которые представляют собой один или более из гофрированного, сложенного складками, собранного и согнутого материала для образования нескольких каналов.
Элемент, охлаждающий аэрозоль, может иметь наружный диаметр от приблизительно 5 миллиметров до приблизительно 10 миллиметров, например, от приблизительно 6 миллиметров до приблизительно 8 миллиметров. В предпочтительном варианте выполнения элемент, охлаждающий аэрозоль, имеет наружный диаметр 7,2 миллиметра +/-10%.
Элемент, охлаждающий аэрозоль, может иметь длину от приблизительно 5 миллиметров до приблизительно 25 мм. В предпочтительном варианте выполнения элемент, охлаждающий аэрозоль, имеет длину приблизительно 18 миллиметров.
В некоторых вариантах выполнения элемент, охлаждающий аэрозоль, может содержать собранный лист материала, выбранный из группы, состоящей из металлической фольги, полимерного материала и, по существу, непористой бумаги или картона. В некоторых вариантах выполнения элемент, охлаждающий аэрозоль, может содержать собранный лист материала, выбранный из группы, состоящей из полиэтилена (ПЭ), полипропилена (ПП), поливинилхлорида (ПВХ), полиэтилентерефталата (ПЭТ), полимолочной кислоты (ПМК), ацетатцеллюлозы (АЦ) и алюминиевой фольги.
В предпочтительном варианте выполнения элемент, охлаждающий аэрозоль, содержит собранный лист биоразлагаемого полимерного материала, такого как полимолочная кислота или сорт Mater-Bi (доступная на рынке серия сложных сополиэфиров на основе крахмала).
В особенно предпочтительном варианте выполнения элемент, охлаждающий аэрозоль, содержит собранный лист из полимолочной кислоты.
Изделие, генерирующее аэрозоль, может содержать мундштук, расположенный на конце, расположенном после, изделия, генерирующего аэрозоль.
Мундштук может быть расположен непосредственно после элемента, охлаждающего аэрозоль, и может упираться в элемент, охлаждающий аэрозоль.
Мундштук может содержать фильтр. Фильтр может быть образован из одного или нескольких подходящих фильтрующих материалов. Многие такие фильтрующие материалы известны из уровня техники. В одном варианте выполнения мундштук может содержать фильтр, образованный из ацетатцеллюлозного волокна.
Мундштук предпочтительно имеет наружный диаметр, который приблизительно равен наружному диаметру изделия, генерирующего аэрозоль.
Мундштук может иметь наружный диаметр от приблизительно 5 миллиметров до приблизительно 10 миллиметров, например, от приблизительно 6 миллиметров до приблизительно 8 миллиметров. В предпочтительном варианте выполнения мундштук имеет наружный диаметр 7,2 мм +/-10%.
Мундштук может иметь длину от приблизительно 5 миллиметров до приблизительно 20 миллиметров. В предпочтительном варианте выполнения мундштук имеет длину приблизительно 14 миллиметров.
Мундштук может иметь длину от приблизительно 5 миллиметров до приблизительно 14 миллиметров. В предпочтительном варианте выполнения мундштук имеет длину приблизительно 7 миллиметров.
Субстрат, образующий аэрозоль, а также любые другие компоненты нагреваемого изделия, генерирующего аэрозоль, собираются в пределах окружающей обертки. Обертка может быть образована из любого подходящего материала или комбинации материалов. Предпочтительно, наружная обертка является сигаретной бумагой.
Расположенный после конец части обертки может быть окружен полосой ободковой бумаги.
Внешний вид нагреваемого изделия, генерирующего аэрозоль, может имитировать внешний вид обычной курительной части сигареты с поджигаемым концом.
Изделие, генерирующее аэрозоль, может иметь наружный диаметр от приблизительно 5 миллиметров до приблизительно 12 миллиметров, например, от приблизительно 6 миллиметров до приблизительно 8 миллиметров. В предпочтительном варианте выполнения изделие, генерирующее аэрозоль, имеет наружный диаметр 7,2 мм +/-10%.
Изделие, генерирующее аэрозоль, может иметь общую длину от приблизительно 30 миллиметров до приблизительно 100 миллиметров. В предпочтительном варианте выполнения изделие, генерирующее аэрозоль, имеет общую длину приблизительно 45 миллиметров.
Система может содержать изделие, генерирующее аэрозоль, и устройство, генерирующее аэрозоль. Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать: корпус; нагревательный элемент; источник электропитания, подключенный к нагревательному элементу; и элемент управления, выполненный с возможностью управления подачей питания от источника питания к нагревательному элементу.
Корпус может образовывать полость, окружающую нагревательный элемент, при этом полость выполнена с возможностью вмещения нагреваемого изделия, генерирующего аэрозоль.
Предпочтительно, устройство, генерирующее аэрозоль, является портативным или карманным устройством, генерирующим аэрозоль, которое пользователю удобно держать между пальцами одной руки.
Устройство, генерирующее аэрозоль, может иметь, по существу, цилиндрическую форму.
Устройство, генерирующее аэрозоль, может иметь длину от приблизительно 70 миллиметров до приблизительно 120 миллиметров.
Блок питания может являться любым подходящим блоком питания, например, источником напряжения постоянного тока, таким как батарея. В одном варианте выполнения блок питания является литий-ионной батареей. В качестве альтернативы, блок питания может являться никель-металлогидридной батареей, никель-кадмиевой батареей или литиевой батареей, например, литий-кобальтовой, литий-железо-фосфатной, литий-титановой или литий-полимерной батареей.
Элементом управления может являться обычный переключатель. В качестве альтернативы, элемент управления может являться электрической схемой и может содержать один или несколько микропроцессоров или микроконтроллеров.
Нагревательный элемент устройства, генерирующего аэрозоль, может представлять собой любой подходящий нагревательный элемент, выполненный с возможностью введения в субстрат, образующий аэрозоль, изделия, генерирующего аэрозоль. Например, нагревательный элемент может быть выполнен в виде булавки или лезвия.
Нагревательный элемент может иметь коническую форму, заостренный или заточенный конец, упрощающий введение нагревательного элемента в субстрат, образующий аэрозоль, изделия, генерирующего аэрозоль.
Сопротивление втягиванию (RTD) изделия, генерирующего аэрозоль, может составлять от приблизительно 80 мм вод. ст. до приблизительно 140 мм вод. ст.
В данном контексте сопротивление втягиванию выражается единицами давления «мм вод. ст.» или «мм водяного столба» и измеряется в соответствии с ISO 6565:2002.
Признаки, описанные в отношении одного аспекта или варианта выполнения, могут быть применены и к другим аспектам и вариантам выполнения. Например, признаки, описанные в отношении изделий, генерирующих аэрозоль, и систем, генерирующих аэрозоль, описанных выше, могут быть также применены в сочетании со способами использования изделий, генерирующих аэрозоль, и систем, генерирующих аэрозоль, описанных выше.
Далее будут описаны конкретные варианты выполнения со ссылкой на чертежи, на которых:
на Фиг. 1 - схематичный вид в сечении варианта выполнения нагреваемого изделия, генерирующего аэрозоль, для использования с устройством, генерирующим аэрозоль;
на Фиг. 2 - схематичный вид в сечении варианта выполнения системы, генерирующей аэрозоль, содержащей электрически нагреваемое устройство, генерирующее аэрозоль, содержащее нагревательный элемент, и изделие, генерирующее аэрозоль, в соответствии с вариантом выполнения, показанном на Фиг. 1;
на Фиг. 3 - схематичный вид в сечении устройства, генерирующего аэрозоль, показанного на Фиг. 2.
На Фиг. 1 показано нагреваемое изделие 10, генерирующее аэрозоль, в соответствии с предпочтительным вариантом выполнения. Изделие 10, генерирующее аэрозоль, содержит четыре коаксиально выровненных элемента: жесткую полую трубку 30, субстрат 20, образующий аэрозоль, элемент 40, охлаждающий аэрозоль, и мундштук 50. Данные четыре элемента расположены последовательно и окружены наружной оберткой 60 для образования нагреваемого изделия 10, генерирующего аэрозоль. Изделие 10, генерирующее аэрозоль, имеет ближний конец или конец 70, подносимый ко рту, который пользователь вводит в его или ее рот во время использования, и дальний конец 80, расположенный на противоположном конце изделия 10, генерирующего аэрозоль, относительно конца 70, подносимого ко рту. Ближний конец жесткой полой трубки 30 перекрыт прокалываемой полимерной пленкой 31. Альтернативно, пленка 31 может быть выполнена из других подходящих материалов, таких как различные виды металлической фольги, керамики или бумаги. Предпочтительно, чтобы материал пленки сопротивлялся воспламенению при поднесении огня от спички или зажигалки, однако положение на дальнем конце жесткой полой трубки предотвращает непосредственный контакт между пленкой 31 и огнем.
Дальний конец 80 изделия, генерирующего аэрозоль, может быть также описан как расположенный спереди конец изделия 10, генерирующего аэрозоль, и конец 70, подносимый ко рту, изделия 10, генерирующего аэрозоль, может быть также описан как расположенный после конец изделия 10, генерирующего аэрозоль. Элементы изделия 10, генерирующего аэрозоль, расположенные между концом 70, подносимым ко рту, и дальним концом 80, могут быть описаны как расположенные спереди от конца 70, подносимого ко рту, или в качестве альтернативы расположенные после дальнего конца 80.
Жесткая полая трубка 30 расположена на крайнем дальнем или расположенном спереди конце изделия 10, генерирующего аэрозоль. В варианте выполнения, показанном на Фиг. 1, жесткая полая трубка 30 является полой керамической трубкой. Жесткая полая трубка 30 и соединенная с ней пленка 31 защищают субстрат, образующий аэрозоль, от огня, подносимого к дальнему концу изделия 10.
В варианте выполнения, показанном на Фиг. 1, субстрат 20, образующий аэрозоль, содержит собранный лист гофрированного гомогенизированного табачного материала, окруженного оберткой. Гофрированный лист гомогенизированного табачного материала содержит глицерин в качестве вещества для образования аэрозоля.
Элемент 40, охлаждающий аэрозоль, расположен непосредственно после опорного элемента 30 и упирается в опорный элемент 30. При использовании летучие вещества, высвобождаемые из субстрата 20, образующего аэрозоль, проходят вдоль элемента 40, охлаждающего аэрозоль, в направлении конца 70, подносимого ко рту, изделия 10, генерирующего аэрозоль. Летучие вещества могут охлаждаться внутри элемента 40, охлаждающего аэрозоль, для образования аэрозоля, который вдыхается пользователем. В варианте выполнения, показанном на Фиг. 1, элемент, охлаждающий аэрозоль, содержит гофрированный и собранный лист из полимолочной кислоты, окруженный оберткой 90. Гофрированный и собранный лист из полимолочной кислоты определяет несколько каналов, проходящих в продольном направлении, которые проходят вдоль длины элемента 40, охлаждающего аэрозоль.
Мундштук 50 расположен непосредственно после элемента 40, охлаждающего аэрозоль, и упирается в элемент 40, охлаждающий аэрозоль. В варианте выполнения, показанном на Фиг. 1, мундштук 50 содержит традиционный фильтр из ацетатцеллюлозного волокна с низкой эффективностью фильтрации.
Для сборки изделия 10, генерирующего аэрозоль, четыре элемента, описанных выше, выравниваются и плотно заворачиваются внутри перфорированной наружной обертки 60. В варианте выполнения, показанном на Фиг. 1, часть дальнего конца наружной обертки 60 изделия 10, генерирующего аэрозоль, окружена полосой ободковой бумаги (не показана).
Изделие 10, генерирующее аэрозоль, показанное на Фиг. 1, выполнено с возможностью соединения с устройством, генерирующим аэрозоль, содержащим нагревательный элемент, с целью курения или потребления пользователем. При использовании, нагревательный элемент устройства, генерирующего аэрозоль, нагревает субстрат 20, образующий аэрозоль изделия 10, генерирующего аэрозоль, до температуры, достаточной для образования аэрозоля, который вытягивается после через изделие 10, генерирующее аэрозоль, и вдыхается пользователем.
На Фиг. 2 показана часть системы 100, генерирующей аэрозоль, содержащая устройство 110, генерирующее аэрозоль, и изделие 10, генерирующее аэрозоль, в соответствии с вариантом выполнения, описанным выше и показанным на Фиг. 1.
Устройство, генерирующее аэрозоль, содержит нагревательный элемент 120. Как показано на Фиг. 2, нагревательный элемент 120 установлен внутри камеры, вмещающей изделие, генерирующее аэрозоль, устройства 110, генерирующего аэрозоль. При применении пользователь вставляет изделие 10, генерирующее аэрозоль, в камеру, вмещающую изделие, генерирующее аэрозоль, устройства 110, генерирующего аэрозоль так, чтобы нагревательный элемент 120 прокалывал прокалываемую пленку 31 и непосредственно вставлялся в субстрат 20, образующий аэрозоль, изделия 10, генерирующего аэрозоль, через просвет в жесткой полой трубке 30, как показано на Фиг. 2. В варианте выполнения, показанном на Фиг. 2, нагревательный элемент 120 устройства 110, генерирующего аэрозоль, представляет собой нагревательное лезвие.
Устройство 110, генерирующее аэрозоль, содержит блок питания и электронику, которая позволяет активацию нагревательного элемента 120. Данная активация может выполняться вручную или может происходить автоматически в ответ на затяжку пользователем из изделия 10, генерирующего аэрозоль, введенного в камеру, вмещающую изделие, генерирующее аэрозоль, устройства 110, генерирующего аэрозоль. В устройстве, генерирующем аэрозоль, предусмотрены несколько отверстий, чтобы позволить воздуху течь к изделию 10, генерирующему аэрозоль; направление воздушного потока показано стрелкой на Фиг. 2. После прокалывания пленки 31 воздух может втягиваться в изделие 10, генерирующее аэрозоль, через жесткую полую трубку 30.
Когда внутренний нагревательный элемент 120 вводится в субстрат 10, образующий аэрозоль, для активации изделием 10, генерирующим аэрозоль, и активируется, субстрат 20, образующий аэрозоль, изделия 10, генерирующего аэрозоль, нагревается до температуры приблизительно 375 градусов Цельсия с помощью нагревательного элемента 120 устройства 110, генерирующего аэрозоль. При этой температуре, летучие соединения выделяются из субстрата 20, образующего аэрозоль, изделия 10, генерирующего аэрозоль. Когда пользователь делает затяжку на конце 70, подносимом ко рту, изделия 10, генерирующего аэрозоль, летучие соединения, выделенные из субстрата 20, образующего аэрозоль, втягиваются после через изделие 10, генерирующее аэрозоль, и конденсируются с образованием аэрозоля, который втягивается через мундштук 50 из изделия 10, генерирующего аэрозоль, в рот пользователя.
Когда аэрозоль проходит после через элемент 40, охлаждающий аэрозоль, температура аэрозоля снижается вследствие передачи тепловой энергии из аэрозоля в элемент 40, охлаждающий аэрозоль. Когда аэрозоль поступает в элемент 40, охлаждающий аэрозоль, его температура составляет приблизительно 60 градусов Цельсия. Из-за охлаждения внутри элемента 40, охлаждающего аэрозоль, температура аэрозоля на выходе из элемента, охлаждающего аэрозоль, составляет приблизительно 40 градусов Цельсия.
На Фиг. 3 в упрощенном виде показаны компоненты устройства 110, генерирующего аэрозоль. В частности, компоненты устройства 110, генерирующего аэрозоль, на Фиг. 3 показаны не в масштабе. Компоненты, которые не релевантны для понимания этого варианта выполнения, были опущены для упрощения Фиг. 3.
Как показано на Фиг. 3, устройство 110, генерирующее аэрозоль, содержит корпус 6130. Нагревательный элемент 6120 установлен внутри камеры, вмещающей изделие, генерирующее аэрозоль, внутри корпуса 6130. Изделие 10, генерирующее аэрозоль (показанное пунктирными линиями на Фиг. 3), вставляется в камеру, вмещающую изделие, генерирующее аэрозоль, внутри корпуса 6130 устройства 110, генерирующего аэрозоль, таким образом, чтобы нагревательный элемент 6120 непосредственно вставлялся в субстрат 20, образующий аэрозоль, изделия 10, генерирующего аэрозоль.
Внутри корпуса 6130 находится источник 6140 электроэнергии, например, перезаряжаемая литий-ионная батарея. С нагревательным элементом 6120, источником 6140 электроэнергии и интерфейсом 6160 пользователя, например, кнопкой или дисплеем, соединен контроллер 6150. Контроллер 6150 управляет питанием, подаваемым на нагревательный элемент 6120, для регулировки его температуры.
Приведенные в качестве примера варианты выполнения, описанные выше, не являются ограничивающими. Другие варианты выполнения в соответствии с приведенными в качестве примера вариантами выполнения, описанными выше, будут понятны специалистам в данной области техники.