РАЗРУШАЕМОЕ ИЗДЕЛИЕ, ГЕНЕРИРУЮЩЕЕ АЭРОЗОЛЬ
COLLAPSIBLE AEROSOL-GENERATING ARTICLE

Настоящее изобретение относится к изделию, генерирующему аэрозоль, такому как курительное изделие, имеющему горючий источник теплоты для нагревания субстрата, образующего аэрозоль, расположенного ниже по потоку относительно горючего источника теплоты.
В уровне техники был предложен ряд курительных изделий, в которых табак нагревают, а не сжигают. Задача таких «нагреваемых» курительных изделий состоит в уменьшении количества известных вредных составляющих дыма, образующихся в результате горения и пиролитической деградации табака в обычных сигаретах. В нагреваемом курительном изделии одного известного типа аэрозоль генерируется в результате передачи теплоты от горючего источника теплоты к физически отделенному субстрату, образующему аэрозоль, такому как табак. Субстрат, образующий аэрозоль, может быть расположен внутри, вокруг или ниже по потоку относительно горючего источника теплоты. Например, в документе WO 2009/022232 A2 раскрыто курительное изделие, содержащее горючий источник теплоты, субстрат, образующий аэрозоль, расположенный ниже по потоку относительно горючего источника теплоты, и теплопроводный элемент, окружающий и находящийся в контакте с задней частью горючего источника теплоты и смежной передней частью субстрата, образующего аэрозоль. Во время курения летучие соединения выделяются из субстрата, образующего аэрозоль, в результате теплопередачи от горючего источника теплоты и увлекаются воздухом, втягиваемым через курительное изделие. Когда происходит охлаждение высвобождаемых соединений, они конденсируются с образованием аэрозоля, вдыхаемого пользователем.
Курительные изделия, которые содержат горючий тепловыделяющий элемент или источник теплоты, могут иметь зону горения или зону нагревания, которая больше по размеру, более плотная и не так легко поддается гашению путем смятия или «бычкования» источника теплоты по сравнению с обычной сигаретой, в которой табак сжигается или горит для нагревания и высвобождения летучих соединений из табака. Такие курительные изделия могут иметь источник теплоты, который заключает в себе значительно больше энергии в виде тепла, чем присутствует в зоне горения обычной сигареты. Следовательно, такие курительные изделия могут потребовать больше усилий для гашения или для отвода достаточного количества тепла с целью облегчения удаления.
Было бы желательно предоставить улучшенное изделие, генерирующее аэрозоль, в частности такое, которое содержит горючий тепловыделяющий элемент или источник теплоты. В частности, было бы желательно предоставить изделие, генерирующее аэрозоль, имеющее элемент для облегчения утилизации изделия, генерирующего аэрозоль, после использования, и которое будет простым как в изготовлении, так и в использовании.
Согласно настоящему изобретению представлено изделие, генерирующее аэрозоль, содержащее первую секцию, имеющую горючий источник теплоты и субстрат, образующий аэрозоль; и вторую секцию, имеющую трубчатый элемент, образующий углубление на одном конце второй секции, при этом первая и вторая секции соединены как единое целое в области наименьшего сопротивления, первая секция и вторая секция выполнены с возможностью разделения в области наименьшего сопротивления для обеспечения возможности размещения трубчатого элемента над горючим источником теплоты после использования изделия, генерирующего аэрозоль, таким образом, что горючий источник теплоты по меньшей мере частично помещен в углубление, при этом первая секция расположена выше по потоку относительно второй секции, если первая и вторая секции соединены как единое целое в области наименьшего сопротивления, при этом трубчатый элемент по меньшей мере частично открыт на обоих его концах таким образом, что во время использования изделия, генерирующего аэрозоль, воздух может втягиваться вдоль изделия, генерирующего аэрозоль, через трубчатый элемент, и при этом трубчатый элемент находится либо на расположенном ниже по потоку конце второй секции так, что углубление образует полость конца, подносимого ко рту, изделия, генерирующего аэрозоль, если первая и вторая секции соединены как единое целое, либо трубчатый элемент находится на расположенном выше по потоку конце второй секции и образует перемещающий элемент изделия, генерирующего аэрозоль, если первая и вторая секции соединены как единое целое.
Преимущественно настоящее изобретение обеспечивает простое изготовление и простое использование изделия, генерирующего аэрозоль, имеющего неотделимое средство для облегчения утилизации. Путем размещения трубчатого элемента над горючим источником теплоты, в то время как источник теплоты является горючим или горячим, перегородка образована между горючим источником теплоты и внешней поверхностью изделия, генерирующего аэрозоль. Таким образом, источник теплоты может быть закрыт трубчатым элементом до его охлаждения до достаточно низкой температуры с целью простой утилизации. В некоторых предпочтительных вариантах осуществления, если источник теплоты помещен в углубление, трубчатый элемент препятствует подаче воздуха в горючий источник теплоты, облегчая гашение горючего источника теплоты. Это может быть особенно предпочтительно, поскольку зона сгорания или зона нагревания изделий, генерирующих аэрозоль, имеющих горючий источник теплоты, больше по размеру, более плотная и не так легко поддается гашению путем смятия или «бычкования» по сравнению с традиционной сигаретой.
Кроме того, путем соединения первой и второй секций как единого целого и обеспечения такого трубчатого элемента в виде части второй секции, трубчатый элемент образован в виде неотделимой части изделия, генерирующего аэрозоль. В результате это приводит к меньшей вероятности возникновения случайного отделения трубчатого элемента от остальной части изделия, генерирующего аэрозоль, например, во время транспортировки или хранения, по сравнению с изделиями, генерирующими аэрозоль, имеющими отдельно образованную крышку гасителя. Это также может предотвращать отслаивание или смещение трубчатого элемента перед использованием, что может происходить в случае изделий, генерирующих аэрозоль, имеющих отдельно образованную крышку гасителя.
Соединение первой и второй секций в области наименьшего сопротивления преимущественно обеспечивает разделение пользователем изделия, генерирующего аэрозоль, на две части без приложения чрезмерной нагрузки путем разделения первой и второй секций. Затем трубчатый элемент может быть размещен над источником теплоты после использования изделия, генерирующего аэрозоль. Кроме того, обеспечение трубчатого элемента в виде неотделимой части изделия, генерирующего аэрозоль, минимизирует трудности, возникающие вследствие отклонений размера за счет допусков на изготовление, которые могут возникать при сборке изделий, генерирующих аэрозоль, имеющих отдельно образованную крышку гасителя или теплозащитный элемент.
Область наименьшего сопротивления может присутствовать в результате того, что первая и вторая секции в области имеют поверхность контакта. В некоторых примерах предпочтительно прочность на разрыв любой обертки, например, бумажного слоя на поверхности контакта в области наименьшего сопротивления меньше, чем прочность на разрыв внутренних элементов первой секции и второй секции, так что разделение происходит в области поверхности контакта. Предпочтительно прочность на разрыв составляет менее 50%, или менее 20%, или менее 10% внутренних элементов. В некоторых примерах области наименьшего сопротивления, например, одно или несколько перфорационных отверстий или другое образование предусмотрены в области наименьшего сопротивления, например, для уменьшения прочности на разрыв обертки или другого соединения в области наименьшего сопротивления. Например, когда металлизированная обертка присутствует на поверхности контакта первой и второй секций, предпочтительно металлизированная обертка содержит одно или несколько перфорационных отверстий.
В контексте настоящего документа термины «неотделимый» и «как единое целое» используются для обозначения того, что первая и вторая секции имеют по меньшей мере один общий компонент, которым они соединены. Таким образом, первая и вторая секции соединены компонентом, образующим часть как первой секции, так и второй секции. Например, первая секция и вторая секция могут быть соединены как единое целое оберткой, образующей часть как первой, так и второй секций. Термин «соединены как единое целое» исключает отдельные первую и вторую секции, которые удерживаются вместе посредством трения или с помощью крепежных средств, таких как клей или резьбовое соединение.
Первая секция, которая содержит источник теплоты и субстрат, образующий аэрозоль, расположена выше по потоку относительно второй секции, если первая и вторая секции соединены как единое целое в области наименьшего сопротивления. Трубчатый элемент по меньшей мере частично открыт на обоих его концах таким образом, что во время использования изделия, генерирующего аэрозоль, воздух может втягиваться вдоль изделия, генерирующего аэрозоль, через трубчатый элемент. Другими словами, трубчатый элемент образует часть прохода для потока воздуха через собранное изделие, генерирующее аэрозоль. При таком расположении нет необходимости в разделении первой и второй секций перед использованием, и они могут оставаться соединенными как единое целое во время использования. Таким образом, пользователю не нужно удерживать две отдельные секции во время использования изделия, генерирующего аэрозоль, но он может разделять секции и непосредственно размещать трубчатый элемент над источником теплоты за одно действие. При наличии трубчатого элемента, который образует часть прохода для потока воздуха через собранное изделие, генерирующее аэрозоль, общую длину изделия, генерирующего аэрозоль, можно легко отрегулировать до желаемого значения, например, до длины, аналогичной длине традиционной сигареты, посредством приемлемого выбора длины трубчатого элемента. Если первая и вторая секции окружены оберткой, например, наружной оберткой изделия, генерирующего аэрозоль, расположение согласно настоящему изобретению обеспечивает полную вставку трубчатого элемента во внешний диаметр обертки. Это означает, что внешний диаметр собранного изделия, генерирующего аэрозоль, может быть по существу не затронутым из-за наличия трубчатого элемента. Это может быть полезно для удобства использования и для общего внешнего вида собранного изделия, генерирующего аэрозоль.
В некоторых предпочтительных вариантах осуществления трубчатый элемент представляет собой полую трубку, открытую на обоих концах. В таких вариантах осуществления воздух может втягиваться вдоль изделия, генерирующего аэрозоль, через трубчатый элемент, при этом трубчатый элемент не имеет какого-либо существенного влияния на сопротивление втягиванию изделия, генерирующего аэрозоль.
Сопротивление втягиванию (RTD) изделия, генерирующего аэрозоль, относится к разности статического давления между двумя концами образца во время прохождения сквозь него потока воздуха при неизменных условиях, в которых объемный поток составляет 17,5 миллилитра в секунду на выпускном конце. RTD образца может быть измерено с помощью способа, изложенного в стандарте ISO 6565:2002.
Если первая секция расположена выше по потоку относительно второй секции, вторая секция может образовывать расположенный ниже по потоку конец, или конец, подносимый ко рту, изделия, генерирующего аэрозоль. В таких вариантах осуществления трубчатый элемент может находиться в любом подходящем положении вдоль второй секции, при условии, что горючий источник теплоты может быть помещен в углубление, образованное трубчатым элементом, если первая и вторая секции были разделены в области наименьшего сопротивления.
В некоторых вариантах осуществления трубчатый элемент находится на расположенном ниже по потоку конце второй секции и образует полость конца, подносимого ко рту, изделия, генерирующего аэрозоль, если первая и вторая секции соединены как единое целое.
Трубчатый элемент может находиться на расположенном выше по потоку конце второй секции и образовывать перемещающий элемент изделия, генерирующего аэрозоль. Трубчатый элемент может находиться на расположенном выше по потоку конце второй секции и образовывать перемещающий элемент изделия, генерирующего аэрозоль, между субстратом, образующим аэрозоль, и мундштуком изделия, генерирующего аэрозоль. Трубчатый элемент может находиться на расположенном выше по потоку конце второй секции и образовывать перемещающий элемент изделия, генерирующего аэрозоль, между субстратом, образующим аэрозоль, и мундштуком второй секции.
Изделие, генерирующее аэрозоль, может дополнительно содержать съемную крышку на дальнем конце первой секции для защиты источника теплоты перед использованием изделия, генерирующего аэрозоль.
В контексте настоящего документа термин «крышка» относится к защитному кожуху, по существу окружающему дальний конец изделия, генерирующего аэрозоль, в том числе торцевую поверхность. Благодаря предусмотренной съемной крышке либо как отдельного компонента, либо с трубчатым элементом, пользователь защищен от легкого воспламенения источника теплоты до тех пор, пока крышка не будет снята, в отличие от бумажных оберток, не предотвращающих или не препятствующих воспламенению пользователем источника теплоты, когда бумажная обертка остается нетронутой и закрывает источник теплоты. Аналогично обеспечение съемной крышки, снимаемой перед воспламенением источника теплоты, может приводить к уменьшению образования пепла и пламени по сравнению с изделиями, генерирующими аэрозоль, с бумажной оберткой, закрывающей источник теплоты в ходе воспламенения. При воспламенении изделия, генерирующего аэрозоль, бумажная обертка, если она присутствует, может быстро сгорать, приводя к образованию пламени и пепла. Съемная крышка может обеспечить возможность создания более гигиеничного изделия, генерирующего аэрозоль. В дополнение, крышка уменьшает риск вхождения пользователя в непосредственный контакт с источником теплоты и таким образом уменьшает риск того, что источник теплоты будет загрязнять одежду или руки пользователя.
Аналогично обеспечение съемной крышки в ходе изготовления преимущественно уменьшает риск того, что источник теплоты загрязнит технологическое оборудование и испачкает смежные изделия, генерирующие аэрозоль. В сущности, съемная крышка выполняет роль изоляции источника теплоты от окружающего оборудования и изделий, генерирующих аэрозоль. В дополнение, она обеспечивает физическую защиту в ходе изготовления, способствуя предотвращению повреждения или раскалывания источника теплоты.
Например, изделия, генерирующие аэрозоль, согласно настоящему изобретению могут содержать съемную крышку, прикрепленную на линии наименьшего сопротивления к дальнему концу изделия, генерирующего аэрозоль, причем крышка содержит цилиндрический штранг из материала, окруженного оберткой, как описано в документе WO 2014/086998 A1.
Субстрат, образующий аэрозоль, может быть расположен ниже по потоку относительно источника теплоты. Субстрат, образующий аэрозоль, может быть расположен соосно внутри или вокруг источника теплоты.
В контексте настоящего документа термины «выше по потоку» и «передний» и «ниже по потоку» и «задний» используются для описания относительных положений сегментов или компонентов изделия, генерирующего аэрозоль, относительно направления, в котором пользователь осуществляет затяжку из изделия, генерирующего аэрозоль, в ходе его использования. Изделия, генерирующие аэрозоль, согласно настоящему изобретению содержат конец, подносимый ко рту, и противоположный дальний конец. При использовании пользователь осуществляет затяжку на конце, подносимом ко рту, изделия, генерирующего аэрозоль. Конец, подносимый ко рту, расположен ниже по потоку относительно дальнего конца. Источник теплоты расположен на дальнем конце или вблизи него.
В любом из вышеперечисленных вариантов осуществления трубчатый элемент может быть по существу жестким. При таком расположении форма углубления может по существу удерживаться во время размещения трубчатого элемента над горючим источником теплоты. Это облегчает помещение горючего источника теплоты в углубление после использования изделия, генерирующего аэрозоль.
Предпочтительно трубчатый элемент имеет толщину стенки от приблизительно 100 микрометров до 300 микрометров, например, 200 микрометров. Вышеупомянутые значения толщины стенок могут обеспечить подходящую стабильность в некоторых примерах, например, если трубчатый элемент содержит бумагу или картон в случае, если источник теплоты вставлен в трубчатый элемент. Трубчатый элемент может содержать усиливающую конструкцию, например, трубчатую вставку.
Если трубчатый элемент помещен над горючим источником теплоты после использования изделия, генерирующего аэрозоль, горючий источник теплоты по меньшей мере частично помещен в углубление для облегчения утилизации изделия, генерирующего аэрозоль. Например, трубчатый элемент может быть расположен таким образом, что, если горючий источник теплоты помещен в углубление, трубчатый элемент проходит вдоль по меньшей мере 90 процентов длины горючего источника теплоты, например, оставляя непокрытым приблизительно 1 мм длины горючего источника теплоты. Предпочтительно трубчатый элемент расположен таким образом, что, если горючий источник теплоты помещен в углубление, трубчатый элемент проходит вдоль по существу всей длины горючего источника теплоты.
Предпочтительно трубчатый элемент расположен таким образом, что, если горючий источник теплоты является воспламеняемым и помещен в углубление, трубчатый элемент существенно ограничивает подачу воздуха в горючий источник теплоты, при этом горючий трубчатый элемент гасит источник теплоты. Предпочтительно трубчатый элемент является по существу непроницаемым для воздуха. В этой конфигурации промежуток между внешней поверхностью источника теплоты и внутренней поверхностью трубчатого элемента составляет предпочтительно менее приблизительно 2 мм, более предпочтительно менее приблизительно 1 мм. При таком небольшом промежутке имеет место ограниченный доступ кислорода к источнику теплоты по сравнению с ситуацией, когда источник теплоты свободно горит без трубчатого элемента. Кроме того, выделение образующихся при горении газов из источника теплоты дополнительно ограничивает поток кислорода в источник теплоты, поскольку небольшой промежуток между трубчатым элементом и источником теплоты снижает скорость смешивания образующихся при горении газов с окружающим воздухом.
Предпочтительно трубчатый элемент выполнен таким образом, что, если горючий источник теплоты помещен в углубление, между внутренней поверхностью трубчатого элемента и внешней поверхностью горючего источника теплоты возникает фрикционная посадка. Обеспечение такой фрикционной посадки позволяет трубчатому элементу удерживаться над горючим источником теплоты без каких-либо дополнительных соединительных средств, которые должны быть предусмотрены.
Внутренняя поверхность трубчатого элемента может содержать негорючий материал. Трубчатый элемент может быть образован из негорючего материала. Внутренняя поверхность трубчатого элемента может быть покрыта негорючим материалом. Если внутренняя поверхность трубчатого элемента покрыта негорючим материалом, негорючий материал может быть нанесен в виде покрытия, образуемого путем нанесения одного или нескольких из вздувающихся лаков, красок, политур или любой их комбинации на внутреннюю поверхность трубчатого элемента. Например, путем нанесения щеткой, нанесения валиком, нанесения путем погружения или напыления, или путем использования листа из негорючего материала, которому придана конечная форма трубчатого элемента с использованием любых известных процессов изготовления, таких как резка, прокатка и применение систем приклеивания. Негорючий материал может быть по меньшей мере одним из металла, оксида металла, керамики и камня. Кроме того, негорючий материал может быть графитом.
В контексте настоящего документа термин «негорючий» используется для описания материала, являющегося по существу негорючим при температурах, достигаемых горючим источником теплоты во время его горения и воспламенения.
Трубчатый элемент может содержать термохромный материал или пигмент. Термохромные пигменты или материалы меняют цвет в зависимости от температуры. Преимуществом этого является предоставление пользователю визуального индикатора температуры возле источника теплоты на изделии, генерирующем аэрозоль. Кроме того, применение термохромного пигмента или материала может обеспечить простое визуальное указание на то, что изделие, генерирующее аэрозоль, достигло температуры, которая достаточно низкая, чтобы его можно было утилизировать без дополнительных мер предосторожности.
Трубчатый элемент может содержать термореактивный материал, который выполнен с возможностью деформации в ответ на нагревание от горючего источника теплоты, если горючий источник теплоты помещен в углубление таким образом, что трубчатый элемент плотно прилегает к горючему источнику теплоты для уменьшения подачи воздуха в горючий источник теплоты.
Такое расположение может позволить трубчатому элементу образовывать уплотнение или частичное уплотнение вокруг горючего источника теплоты. Это может уменьшить, даже еще больше, время, необходимое для гашения источника теплоты. Кроме того, термореактивный материал может служить в качестве улучшенной тепловой перегородки между источником теплоты и внешней поверхностью изделия, генерирующего аэрозоль, для снижения температуры внешней поверхности относительно вариантов осуществления, в которых отсутствует термореактивный материал.
Термореактивный материал может содержать вздувающийся материал.
В контексте настоящего документа термин «вздувающийся материал» используется для описания материала, который расширяется под воздействием повышенных температур не только за счет своего коэффициента теплового расширения.
Вздувающийся материал может содержать любой подходящий материал или материалы. В некоторых вариантах осуществления вздувающийся материал образует изоляционную пену под воздействием тепла от горючего источника теплоты изделия, генерирующего аэрозоль. В одном варианте осуществления вздувающийся материал содержит источник углерода, такой как крахмал или один или несколько пентаэритритов (или других видов многоатомных спиртов), источник кислоты, такой как полифосфат аммония, вздувающее вещество, такое как меламин, и связующее, такое как соевый лецитин. В альтернативном варианте осуществления вздувающийся материал содержит смесь силиката натрия и графита так, что имеется возможность образования твердого углеродистого пеноматериала, когда вздувающийся материал подвергается воздействию тепла от горючего источника теплоты изделия, генерирующего аэрозоль.
Вздувающийся материал может быть нанесен в виде термореактивного покрытия, формируемого путем нанесения одного или нескольких из вздувающихся лаков, красок, политур или любых их комбинаций на внутреннюю поверхность трубчатого элемента. Например, путем нанесения щеткой, нанесения валиком, нанесения путем погружения или напыления, или путем использования вздувающейся бумаги или листа на основе пластмассы, которому придана конечная форма трубчатого элемента с использованием любых известных процессов изготовления, таких как резка, прокатка и применение систем приклеивания. В одном варианте осуществления вздувающийся материал представляет собой раствор на основе латекса, наносимый путем напыления.
Вздувающийся материал может расширяться на любую подходящую величину под воздействием тепла от горючего источника теплоты изделия, генерирующего аэрозоль. Предпочтительно вздувающийся материал расширяется с коэффициентом от приблизительно 10 до приблизительно 100 относительно своих первоначальных размеров под воздействием тепла. В случае если вздувающийся материал нанесен в виде термореактивного покрытия на внутреннюю поверхность трубчатого элемента, толщина этого покрытия предпочтительно составляет от приблизительно 10 микрон до приблизительно 100 микрон и увеличивается до толщины от приблизительно 1 мм до приблизительно 2 мм под воздействием тепла от горючего источника теплоты изделия, генерирующего аэрозоль.
Термореактивный материал может содержать термоусадочный материал.
В контексте данного документа термин «термоусадочный материал» используется для описания материала, который сокращается под воздействием тепла.
Если термореактивный материал содержит термоусадочный материал, термоусадочный материал может быть выполнен с возможностью деформации трубчатого элемента для препятствования потоку воздуха в горючий источник теплоты.
В некоторых вариантах осуществления термоусадочный материал может представлять собой механически растянутый полимерный слой, который возвращается к своим нерастянутым размерам под воздействием тепла. Например, термоусадочный материал может быть изготовлен из термопластичного материала, такого как нейлон, полиолефин, фторполимер (такой как FEP, PTFE или Kynar), PVC, неопрен, силиконовый эластомер, Viton или любая их комбинация. В некоторых вариантах осуществления термоусадочный материал представляет собой фторопластовый Kynar с температурой усадки приблизительно 135°С и коэффициентом усадки приблизительно 2:1. В таких вариантах осуществления фторопластовый Kynar может быть предусмотрен в виде слоя материала, применяемого для образования трубчатого элемента.
В некоторых вариантах осуществления термоусадочный материал нанесен в виде термореактивного покрытия на внутреннюю поверхность трубчатого элемента. В таких вариантах осуществления покрытие может быть нанесено любым подходящим способом. Например, покрытие может быть нанесено в виде листа или пленки, которые приклеены к трубчатому элементу, например, путем приклеивания клеем или сварки.
Термореактивный материал может быть предусмотрен вдоль всей длины трубчатого элемента. Термореактивный материал может быть предусмотрен вдоль только части длины трубчатого элемента. Термореактивный материал может быть предусмотрен на расположенном ниже по потоку конце трубчатого элемента. При таком расположении расположенный ниже по потоку конец трубчатого элемента может образовывать уплотнение или частичное уплотнение вокруг горючего источника теплоты. Это может в результате привести к слою воздуха, присутствующему между трубчатым элементом и горючим источником теплоты, расположенными выше по потоку относительно термореактивного материала с образованием теплоизоляционной перегородки.
Во время использования изделия, генерирующего аэрозоль, горючий источник теплоты может достигать высоких температур. Например, средняя температура источника теплоты изделия, генерирующего аэрозоль, может достигать приблизительно 500 градусов Цельсия, а в определенных случаях температура источника теплоты может достигать вплоть до приблизительно 800 градусов Цельсия. Таким образом, трубчатый элемент может содержать теплоизоляционный материал, выполненный с возможностью снижения температуры внешней поверхности изделия, генерирующего аэрозоль, если горючий источник теплоты помещен в углубление при сгорании или при нагревании. Трубчатый элемент может содержать барьерный материал для термоизоляции горючего источника теплоты, если горючий источник теплоты помещен в углубление при сгорании или при нагревании. Подходящие теплоизоляционные материалы обладают низкой теплопроводностью или по существу не обладают теплопроводностью. К подходящим теплоизоляционным материалам можно отнести, например, картонные материалы, пеноматериалы, полимерные или керамические материалы или другие материалы, которые обладают низкой теплопроводностью.
В контексте настоящего документа термин «теплоизоляционный материал» используется для описания материала, имеющего объемную теплопроводность менее приблизительно 50 милливатт на метр-кельвин (мВт/(м·К)) при температуре 23°C и относительной влажности 50%, как измерено с использованием способа модифицированного нестационарного плоского источника (MTPS).
Трубчатый элемент может быть выполнен из подходящего барьерного материала, например из по существу негорючего материала или по существу препятствующего воспламенению материала. Предпочтительно барьерный материал является термостабильным в воздухе при наиболее высокой температуре, достигаемой источником теплоты изделия, генерирующего аэрозоль. К подходящим барьерным материалам можно отнести, например, металлические материалы или керамические материалы.
Трубчатый элемент может содержать один или несколько материалов, которые подвергаются фазовому переходу при нагревании. Трубчатый элемент может содержать один или несколько материалов, которые плавятся и гасят источник теплоты за счет натекания на источник теплоты и прекращения или ограничивания подачи кислорода в источник теплоты. Трубчатый элемент может содержать один или несколько материалов, которые подвергаются эндотермической реакции или фазовому переходу и поглощают тепловую энергию, вырабатываемую источником теплоты, тем самым охлаждая источник теплоты. Трубчатый элемент может содержать один или несколько материалов, которые разлагаются при введении в контакт с источником теплоты и производят продукт разложения, который гасит источник теплоты. В качестве примеров материалов, которые могут подвергаться фазовому переходу, находясь вблизи источника теплоты, могут служить, например, определенные полимеры и виды воска.
Трубчатый элемент может содержать один или несколько материалов, выбранных из группы, состоящей из барьерных материалов, негорючих материалов, препятствующих воспламенению материалов, теплопроводных материалов, теплоизоляционных материалов, пеноматериалов, материалов с фазовым переходом, металлических материалов и керамических материалов. Например, трубчатый элемент может содержать один или несколько материалов, выбранных из группы, состоящей из негорючих материалов, препятствующих воспламенению материалов, теплопроводных материалов и теплоизоляционных материалов.
В некоторых вариантах осуществления трубчатый элемент может содержать теплоотражательный материал, который преимущественно может корректировать количество теплоты, исходящей от горючего источника теплоты.
В контексте настоящего документа термин «теплоотражательный материал» относится к материалу, обладающему относительно высокой теплоотражательной способностью и относительно низкой теплоизлучательной способностью настолько, что материал отражает большую долю падающего излучения со своей поверхности, чем она испускает. Предпочтительно материал отражает более 50% падающего излучения, более предпочтительно - более 70% падающего излучения и наиболее предпочтительно - более 75% падающего излучения.
Трубчатый элемент может быть образован из композитного материала, такого как материал, содержащий несколько слоев. Слои композитного материала для трубчатого элемента могут быть образованы из двух или более материалов, описанных в данном документе. Например, трубчатый элемент может быть образован из материала, содержащего внешний изоляционный слой, второй слой из вздувающегося или термореактивного материала и внутренний слой из негорючего материала.
Трубчатый элемент может снижать выделение нежелательных запахов, если горючий источник теплоты помещен в углубление. Трубчатый элемент может уменьшить выделение запахов за счет содержания материала, который абсорбирует или адсорбирует запахи. В качестве альтернативы или дополнения трубчатый элемент может содержать высвобождаемое под действием тепла ароматизирующее соединение. Ароматизирующее соединение может быть наночастицей, образованной из воска с низкой точкой плавления, в котором инкапсулировано ароматизирующее соединение. Ароматизирующее соединение предпочтительно является настолько летучим, что оно высвобождается в атмосферу при активации наночастицы.
Трубчатый элемент может быть суженным. Трубчатый элемент может иметь по существу цилиндрическую форму. Трубчатый элемент может иметь любую подходящую форму в поперечном сечении, например, круглую, овальную или многоугольную.
Область наименьшего сопротивления представляет собой область, в которой изделие, генерирующее аэрозоль, легко разрушается с целью разделения первой и второй секций. Область наименьшего сопротивления может быть образована областью наименьшего сопротивления в одном или нескольких внутренних компонентах изделия, генерирующего аэрозоль. Например, область наименьшего сопротивления может быть образована локальным снижением толщины в одном или нескольких внутренних компонентах изделия, генерирующего аэрозоль. Область наименьшего сопротивления может быть образована соединением между двумя или более внутренними компонентами изделия, генерирующего аэрозоль.
Область наименьшего сопротивления может представлять собой участок наименьшего сопротивления. В предпочтительных вариантах осуществления область наименьшего сопротивления представляет собой линию наименьшего сопротивления, вдоль которой можно осуществить разделение первой и второй секций.
Изделие, генерирующее аэрозоль, предпочтительно содержит обертку, которая окружает по меньшей мере часть первой секции и по меньшей мере часть второй секции. Обертка обеспечивает возможность соединения первой и второй секций как единого целого во время изготовления. Область наименьшего сопротивления может содержать образование наименьшего сопротивления, предусмотренное в обертке.
Образование наименьшего сопротивления может включать локальное снижение толщины обертки. Например, образование наименьшего сопротивления может включать одну или нескольких подверженных абляции областей или линий, одну или нескольких линий биговки или их комбинацию. Образование наименьшего сопротивления может включать секцию другого материала обертки с меньшим сопротивлением. Образование наименьшего сопротивления может включать множество перфорационных отверстий в обертке. Множество перфорационных отверстий может проходить вокруг по меньшей мере части изделия, генерирующего аэрозоль. Множество перфорационных отверстий может окружать изделие, генерирующее аэрозоль.
Обертка может быть прикреплена к первой секции и ко второй секции на расстоянии от области наименьшего сопротивления. Благодаря прикреплению обертки вдали от области наименьшего сопротивления, обертку можно легко разрушить в области наименьшего сопротивления, когда пользователь хочет разделить первую и вторую секции. Обертка предпочтительно прикреплена к первой и второй секциям с помощью клея. Клей может быть предусмотрен на линии, проходящей от дальнего конца изделия, генерирующего аэрозоль, к концу, подносимому ко рту, изделия, генерирующего аэрозоль, или смежной к нему. Линия клея может быть прервана смежно к линии наименьшего сопротивления или на ней.
Обертка может представлять собой сигаретную бумагу. Сигаретной бумагой может быть любой подходящий материал для обертывания компонентов изделия, генерирующего аэрозоль, в виде стержня. Сигаретная бумага может окружать составные элементы изделия, генерирующего аэрозоль, таким образом, что бумага захватывает составные элементы изделия, генерирующего аэрозоль, когда изделие собрано и удерживает их в положении внутри стержня. Подходящие материалы хорошо известны в данной области техники.
Область наименьшего сопротивления и, таким образом, местоположение, в котором изделие, генерирующее аэрозоль, можно разделить на отдельные первую и вторую секции, может быть предусмотрена на любом подходящем расстоянии вдоль изделия, генерирующего аэрозоль. Предпочтительно область наименьшего сопротивления расположена по меньшей мере 10 мм от любого конца изделия, генерирующего аэрозоль. Более предпочтительно область наименьшего сопротивления расположена по меньшей мере 20 мм от любого конца изделия, генерирующего аэрозоль. Такое расположение позволяет пользователю разделять первую и вторую секции и размещать трубчатый элемент над источником теплоты без необходимости удерживания либо первой, либо второй секций в положении, особенно близком к горючему источнику теплоты, снижая риск подвергания пользователя воздействию высоких поверхностных температур вблизи источника теплоты, или загрязнения от горючего источника теплоты.
В определенных конкретных вариантах осуществления область наименьшего сопротивления расположена от приблизительно 10% до приблизительно 90% вдоль длины изделия, генерирующего аэрозоль, где 0% относится к расположенному выше по потоку концу, а 100% относится к расположенному выше по потоку концу, или концу, подносимому ко рту, изделия, генерирующего аэрозоль. Область наименьшего сопротивления может быть расположена от приблизительно 20% до приблизительно 80% вдоль длины изделия, генерирующего аэрозоль, от приблизительно 30% до приблизительно 70% вдоль длины изделия, генерирующего аэрозоль, или от приблизительно 40% до приблизительно 60% вдоль длины изделия, генерирующего аэрозоль. В одном конкретном варианте осуществления область наименьшего сопротивления расположена на приблизительно 50% вдоль длины изделия, генерирующего аэрозоль.
Изделия, генерирующие аэрозоль, согласно настоящему изобретению содержат первую секцию, имеющую горючий источник теплоты и субстрат, образующий аэрозоль. Изделия, генерирующие аэрозоль, могут содержать множество элементов, собранных в виде стержня.
В контексте настоящего документа термин «изделие, генерирующее аэрозоль» используется для обозначения изделия, содержащего субстрат, образующий аэрозоль, способный высвобождать летучие соединения, которые могут образовывать аэрозоль. Изделие, генерирующее аэрозоль, может представлять собой негорючее изделие, генерирующее аэрозоль, которое является изделием, высвобождающим летучие соединения без сгорания субстрата, образующего аэрозоль. Изделие, генерирующее аэрозоль, может представлять собой нагреваемое изделие, генерирующее аэрозоль, которое является изделием, генерирующим аэрозоль, содержащим субстрат, образующий аэрозоль, который должен нагреваться, а не сгорать, чтобы высвобождать летучие соединения, которые могут образовывать аэрозоль. Нагреваемое изделие, генерирующее аэрозоль, может содержать встроенное нагревательное средство, образующее часть изделия, генерирующего аэрозоль, или может быть выполнено с возможностью взаимодействия с внешним нагревателем, образующим часть отдельного устройства, генерирующего аэрозоль.
Изделие, генерирующее аэрозоль, может представлять собой курительное изделие, которое генерирует аэрозоль, который непосредственно вдыхается в легкие пользователя через рот пользователя. Изделие, генерирующее аэрозоль, может напоминать традиционное курительное изделие, такое как сигарета. Изделие, генерирующее аэрозоль, может содержать табак. Изделие, генерирующее аэрозоль, может быть одноразовым. Изделие, генерирующее аэрозоль, может быть частично многоразовым и содержать возобновляемый или сменный субстрат, образующий аэрозоль.
Горючий источник теплоты представляет собой предпочтительно твердый источник теплоты и может содержать любой подходящий горючий материал, включая, но не ограничиваясь этим, углеродные материалы и материалы на основе углерода, содержащие алюминий, магний, один или несколько карбидов, один или несколько нитридов и их комбинации. Твердые горючие источники теплоты для нагреваемых курительных изделий и способы получения таких источников теплоты известны в данной области техники и описаны, например, в документах US 5040552 A и US 5595577 A. Как правило, известные твердые горючие источники теплоты для нагреваемых курительных изделий получены на основе углерода, то есть они содержат углерод в качестве основного горючего материала.
Горючий источник теплоты может представлять собой горючий углеродсодержащий источник теплоты.
Горючий источник теплоты предпочтительно представляет собой сплошной горючий источник теплоты.
В контексте настоящего документа термин «сплошной» описывает источник теплоты, который не содержит каких-либо каналов для потока воздуха, проходящих от передней торцевой поверхности до задней торцевой поверхности горючего источника теплоты. В контексте настоящего документа термин «сплошной» используется также для описания горючего источника теплоты, содержащего один или несколько каналов для потока воздуха, проходящих от передней торцевой поверхности горючего источника теплоты до задней торцевой поверхности горючего источника теплоты, причем горючая по существу воздухонепроницаемая перегородка между задней торцевой поверхностью горючего источника теплоты и субстратом, образующим аэрозоль, предотвращает втягивание воздуха вдоль длины горючего источника теплоты через один или несколько каналов для потока воздуха.
Добавление одного или нескольких закрытых проходных отверстий для воздуха увеличивает площадь поверхности сплошного горючего источника теплоты, на которую воздействует кислород из воздуха, и может преимущественно способствовать воспламенению и непрерывному горению сплошного горючего источника теплоты.
Изделия, генерирующие аэрозоль, согласно настоящему изобретению, содержащие сплошные горючие источники теплоты, содержат одно или несколько впускных отверстий для воздуха, расположенных ниже по потоку относительно задней торцевой поверхности горючего источника теплоты, с целью втягивания воздуха внутрь одного или нескольких проходов для потока воздуха через изделие, генерирующее аэрозоль. Изделия, генерирующие аэрозоль, согласно настоящему изобретению, содержащие несплошные горючие источники теплоты, также могут содержать одно или несколько впускных отверстий для воздуха, расположенных ниже по потоку относительно задней торцевой поверхности горючего источника теплоты, с целью втягивания воздуха внутрь одного или нескольких проходов для потока воздуха через изделие, генерирующее аэрозоль.
В некоторых вариантах осуществления изделия, генерирующие аэрозоль, согласно настоящему изобретению, содержащие сплошные горючие источники теплоты, содержат одно или несколько впускных отверстий для воздуха, расположенных вблизи расположенного ниже по потоку конца субстрата, образующего аэрозоль.
При использовании воздух, втягиваемый по одному или нескольким проходам для потока воздуха изделий, генерирующих аэрозоль, согласно настоящему изобретению, содержащих сплошной горючий источник теплоты, не проходит через какие-либо каналы для потока воздуха вдоль сплошного горючего источника теплоты. Отсутствие каких-либо каналов для потока воздуха, проходящих через сплошной горючий источник теплоты, преимущественно по существу предотвращает или подавляет активацию горения сплошного горючего источника теплоты во время затяжки, осуществляемой пользователем. Это по существу предотвращает или подавляет пики температуры субстрата, образующего аэрозоль, во время затяжки, осуществляемой пользователем. Благодаря предотвращению или подавлению активации горения сплошного горючего источника теплоты и, таким образом, предотвращению или подавлению излишних повышений температуры в субстрате, образующем аэрозоль, можно преимущественно предотвратить горение или пиролиз субстрата, образующего аэрозоль, при интенсивных режимах осуществления затяжек. Дополнительно влияние режима осуществления затяжек пользователем на состав основной струи аэрозоля может быть преимущественно сведено к минимуму или уменьшено.
Добавление сплошного горючего источника теплоты также может преимущественным образом по существу предотвращать или подавлять попадание продуктов горения и разложения и других материалов, образующихся при воспламенении и горении сплошного горючего источника теплоты, в воздух, втягиваемый через изделия, генерирующие аэрозоль, согласно настоящему изобретению при их использовании. Это является особенно преимущественным, если сплошной горючий источник теплоты содержит одну или несколько добавок, способствующих воспламенению или горению сплошного горючего источника теплоты.
В изделиях, генерирующих аэрозоль, согласно настоящему изобретению, содержащих сплошной горючий источник теплоты, теплопередача от сплошного горючего источника теплоты на субстрат, образующий аэрозоль, происходит в основном за счет теплопроводности. Нагревание субстрата, образующего аэрозоль, за счет принудительной конвекции сведено к минимуму или уменьшено. Это может преимущественно способствовать сведению к минимуму или уменьшению влияния режима осуществления затяжек пользователем на состав основной струи аэрозоля изделий согласно настоящему изобретению.
В изделиях, генерирующих аэрозоль, согласно настоящему изобретению, содержащих сплошной горючий источник теплоты, особенно важно оптимизировать теплопередачу, обусловленную теплопроводностью, между горючим источником теплоты и субстратом, образующим аэрозоль. Как дополнительно описано ниже, включение одного или нескольких теплопроводных элементов, расположенных вокруг по меньшей мере задней части горючего углеродсодержащего источника теплоты и по меньшей мере передней части субстрата, образующего аэрозоль, особенно предпочтительно в изделиях, генерирующих аэрозоль, согласно настоящему изобретению, которые содержат сплошные источники теплоты, при этом нагревание субстрата, образующего аэрозоль, за счет принудительной конвекции является незначительным или вовсе отсутствует.
В некоторых вариантах осуществления изобретения горючий источник теплоты содержит по меньшей мере один продольный канал для потока воздуха, обеспечивающий один или несколько проходов для потока воздуха через источник теплоты. В контексте настоящего документа термин «канал для потока воздуха» используется для описания канала, проходящего вдоль длины источника теплоты, через который воздух может втягиваться через изделие, генерирующее аэрозоль. Такие источники теплоты, содержащие один или несколько продольных каналов для потока воздуха, называются в данном документе «несплошными» источниками теплоты.
Диаметр по меньшей мере одного продольного канала для потока воздуха может составлять от приблизительно 1,5 мм до приблизительно 3 мм, более предпочтительно от приблизительно 2 мм до приблизительно 2,5 мм. Внутренняя поверхность по меньшей мере одного продольного канала для потока воздуха может быть частично или полностью покрытой, как подробнее описано в документе WO 2009/022232 A.
В вариантах осуществления изделий, генерирующих аэрозоль, которые представляют собой традиционные сигареты с горящим концом, источник теплоты может представлять собой объем табака.
В контексте настоящего документа термин «субстрат, образующий аэрозоль» используется для описания субстрата, способного при нагревании выделять летучие соединения, которые могут образовывать аэрозоль. Аэрозоли, генерируемые субстратами, образующими аэрозоль, изделий, генерирующих аэрозоль, согласно настоящему изобретению могут быть видимыми или невидимыми и могут 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.
Субстрат, образующий аэрозоль, может представлять собой твердый субстрат, образующий аэрозоль. Альтернативно субстрат, образующий аэрозоль, может содержать как твердые, так и жидкие компоненты. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать табакосодержащий материал, содержащий летучие табачные ароматические соединения, которые выделяются из субстрата при нагревании. Альтернативно субстрат, образующий аэрозоль, может содержать нетабачный материал. Субстрат, образующий аэрозоль, может дополнительно содержать одно или несколько веществ для образования аэрозоля. Примеры подходящих веществ для образования аэрозоля включают, но без ограничения, глицерин и пропиленгликоль.
Субстрат, образующий аэрозоль, может представлять собой стержень, содержащий материал, содержащий табак.
Если субстрат, образующий аэрозоль, представляет собой твердый субстрат, образующий аэрозоль, то твердый субстрат, образующий аэрозоль, может содержать, например, одно или несколько из следующего: порошок, гранулы, шарики, крупицы, тонкие трубки, полосы или листы, содержащие одно или несколько из следующего: травяные листья, табачные листья, фрагменты табачных жилок, восстановленный табак, гомогенизированный табак, экструдированный табак и взорванный табак. Твердый субстрат, образующий аэрозоль, может иметь рассыпную форму или может быть предусмотрен в подходящих таре или картридже. Например, материал, образующий аэрозоль, твердого субстрата, образующего аэрозоль, может быть помещен в бумажную или другую обертку и иметь форму штранга. Если субстрат, образующий аэрозоль, имеет форму штранга, то весь штранг, включая любую обертку, считается субстратом, образующим аэрозоль.
Необязательно твердый субстрат, образующий аэрозоль, может содержать дополнительные табачные или нетабачные летучие ароматические соединения, предназначенные для выделения при нагревании твердого субстрата, образующего аэрозоль. Твердый субстрат, образующий аэрозоль, может также содержать капсулы, которые содержат, например, дополнительные табачные или нетабачные летучие ароматические соединения, и такие капсулы могут плавиться во время нагревания твердого субстрата, образующего аэрозоль.
Необязательно твердый субстрат, образующий аэрозоль, может быть предусмотрен на термостабильном носителе или встроен в него. Носитель может иметь форму порошка, гранул, шариков, крупиц, тонких трубок, полосок или листов. Твердый субстрат, образующий аэрозоль, может быть нанесен на поверхность носителя в форме, например, листа, пеноматериала, геля или суспензии. Твердый субстрат, образующий аэрозоль, может быть нанесен на всю поверхность носителя или альтернативно может быть нанесен в виде узора с целью обеспечения неоднородной доставки аромата во время использования.
Субстрат, образующий аэрозоль, может иметь форму штранга или сегмента, содержащих материал, способный выделять летучие соединения при нагревании, окруженных бумажной или другой оберткой. Если субстрат, образующий аэрозоль, имеет форму такого штранга или сегмента, весь штранг или сегмент, включая любую обертку, считается субстратом, образующим аэрозоль.
Субстрат, образующий аэрозоль, предпочтительно имеет длину от приблизительно 5 мм до приблизительно 20 мм. В некоторых вариантах осуществления субстрат, образующий аэрозоль, может иметь длину от приблизительно 6 мм до приблизительно 15 мм или длину от приблизительно 7 мм до приблизительно 12 мм.
Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать штранг из материала на основе табака, завернутый в фицеллу. В предпочтительных вариантах осуществления субстрат, образующий аэрозоль, содержит штранг из гомогенизированного материала на основе табака, завернутый в фицеллу.
В любых вышеописанных вариантах осуществления горючий источник теплоты и субстрат, образующий аэрозоль, могут упираться друг в друга с соосным выравниванием. В контексте настоящего документа термины «упирающийся» и «упираться» используются для описания компонента или части компонента, которые находятся в непосредственном контакте с другим компонентом или частью компонента.
Изделия, генерирующие аэрозоль, согласно настоящему изобретению могут содержать теплопроводный элемент, расположенный вокруг как по меньшей мере задней части горючего источника теплоты, так и по меньшей мере передней части субстрата, образующего аэрозоль, и в непосредственном контакте с ними. В таких вариантах осуществления теплопроводный элемент обеспечивает тепловую связь между горючим источником теплоты и субстратом, образующим аэрозоль, изделий, генерирующих аэрозоль, согласно настоящему изобретению и преимущественно способствует достижению достаточной теплопередачи от горючего источника теплоты на субстрат, образующий аэрозоль, с образованием приемлемого аэрозоля.
В качестве альтернативы или дополнения, изделия, генерирующие аэрозоль, согласно настоящему изобретению могут содержать теплопроводный элемент, разнесенный с одним или обоими из следующего: горючим источником теплоты и субстратом, образующим аэрозоль, таким образом, чтобы отсутствовал непосредственный контакт между теплопроводным элементом и одним или обоими из следующего: горючим источником теплоты и субстратом, образующим аэрозоль.
Если изделие, генерирующее аэрозоль, содержит теплопроводный элемент, расположенный вокруг по меньшей мере задней части горючего источника теплоты и по меньшей мере передней части субстрата, образующего аэрозоль, теплопроводный элемент может быть образован оберткой. Например, обертка может содержать один или несколько слоев теплопроводного материала, которые образуют один или несколько теплопроводных элементов.
Один или несколько теплопроводных элементов предпочтительно являются негорючими. В некоторых вариантах осуществления один или несколько теплопроводных элементов могут ограничивать поступление кислорода. Иными словами, один или несколько теплопроводных элементов могут ослаблять или препятствовать прохождению кислорода через теплопроводный элемент.
Подходящие теплопроводные элементы включают, но без ограничения, обертки из металлической фольги, такие как, например, обертки из алюминиевой фольги, стальные обертки, обертки из железной фольги и обертки из медной фольги; и обертки из фольги из сплава металлов.
Изделия, генерирующие аэрозоль, согласно настоящему изобретению могут содержать перемещающий элемент или разделительный элемент, расположенные ниже по потоку относительно субстрата, образующего аэрозоль. Такой элемент может иметь форму полой трубки, расположенной ниже по потоку относительно субстрата, образующего аэрозоль.
Перемещающий элемент может упираться в одно или оба из следующего: субстрат, образующий аэрозоль, и мундштук. В качестве альтернативы, перемещающий элемент может быть разнесен с одним или обоими из следующего: субстратом, образующим аэрозоль, и мундштуком.
Добавление перемещающего элемента преимущественно позволяет охлаждать аэрозоль, генерируемый за счет теплопередачи от горючего источника теплоты на субстрат, образующий аэрозоль. Добавление перемещающего элемента также преимущественно позволяет регулировать до желаемого значения общую длину изделия, генерирующего аэрозоль, например, до длины, подобной длине традиционной сигареты, посредством соответствующего выбора длины перемещающего элемента.
Перемещающий элемент может иметь длину от приблизительно 7 мм до приблизительно 50 мм, например, длину от приблизительно 10 мм до приблизительно 45 мм или от приблизительно 15 мм до приблизительно 30 мм. Перемещающий элемент может иметь другие значения длины в зависимости от желаемой общей длины изделия, генерирующего аэрозоль, и наличия и длины других компонентов в изделии, генерирующем аэрозоль.
Термин «перемещающий элемент» относится к элементу, который содержит по меньшей мере одно трубчатое полое тело с открытым концом. Если изделие, генерирующее аэрозоль, находится в своем собранном состоянии, то есть если первая и вторая секции соединены как единое целое в области наименьшего сопротивления, перемещающий элемент обеспечивает полое тело, образующее часть прохода для потока воздуха через изделие. Если изделие, генерирующее аэрозоль, содержит перемещающий элемент, при использовании воздух, втягиваемый в изделие, генерирующее аэрозоль, проходит через по меньшей мере одно трубчатое полое тело с открытым концом перемещающего элемента по мере своего прохождения вниз по потоку через изделие, генерирующее аэрозоль, из субстрата, образующего аэрозоль, к дальнему концу изделия, генерирующего аэрозоль.
Перемещающий элемент может содержать по меньшей мере одно трубчатое полое тело с открытым концом, выполненное из одного или нескольких подходящих материалов, которые являются по существу термостабильными при температуре аэрозоля, генерируемого за счет теплопередачи от горючего углеродсодержащего источника теплоты к субстрату, образующему аэрозоль. Подходящие материалы известны в данной области техники и включают, но без ограничения, бумагу, картон, пластмассу, такую как ацетатцеллюлоза, керамику и их комбинации.
В вариантах осуществления изделия, генерирующего аэрозоль, в котором первая секция, содержащая источник теплоты и субстрат, образующий аэрозоль, расположена выше по потоку относительно второй секции, если первая и вторая секции соединены как единое целое в области наименьшего сопротивления, и трубчатый элемент представляет собой полую трубку, которая открыта на обоих концах, перемещающий элемент может содержать трубчатый элемент. Перемещающий элемент может быть образован трубчатым элементом.
Изделия, генерирующие аэрозоль, согласно настоящему изобретению могут содержать элемент, охлаждающий аэрозоль, или теплообменник, расположенные ниже по потоку относительно субстрата, образующего аэрозоль. Элемент, охлаждающий аэрозоль, может содержать несколько каналов, проходящих в продольном направлении.
Элемент, охлаждающий аэрозоль, может содержать собранный лист материала, выбранного из группы, состоящей из металлической фольги, полимерного материала и по существу непористой бумаги или картона. В некоторых вариантах осуществления элемент, охлаждающий аэрозоль, может содержать собранный лист материала, выбранного из группы, состоящей из полиэтилена (PE), полипропилена (PP), поливинилхлорида (PVC), полиэтилентерефталата (PET), полимолочной кислоты (PLA), ацетатцеллюлозы (CA) и алюминиевой фольги.
В некоторых предпочтительных вариантах осуществления элемент, охлаждающий аэрозоль, может содержать собранный лист биоразлагаемого полимерного материала, такого как полимолочная кислота (PLA) или материал сорта Mater-Bi (доступная на рынке серия сложных сополиэфиров на основе крахмала).
Предпочтительно изделие, генерирующее аэрозоль, содержит мундштук, расположенный ниже по потоку относительно субстрата, образующего аэрозоль, и размещен на расположенном ниже по потоку конце изделия, генерирующего аэрозоль. Мундштук может образовывать часть первой секции или второй секции. Мундштук может быть предусмотрен как отдельный компонент или как часть третьей секции, которая соединена как единое целое с первой или второй секциями либо непосредственно, либо посредством одного или нескольких промежуточных компонентов.
Мундштук может содержать фильтр. Например, мундштук может содержать штранг фильтра, имеющий один или несколько сегментов. Если мундштук содержит штранг фильтра, то штранг фильтра предпочтительно представляет собой штранг фильтра с одним сегментом. Штранг фильтра может содержать один или несколько сегментов, содержащих ацетатцеллюлозу, бумагу или другие подходящие известные фильтрующие материалы или их комбинации. Предпочтительно штранг фильтра содержит фильтрующий материал с низкой эффективностью фильтрации.
Изделие, генерирующее аэрозоль, может иметь по существу цилиндрическую форму. Изделие, генерирующее аэрозоль, может быть по существу удлиненным. Изделие, генерирующее аэрозоль, имеет длину и окружность, по существу перпендикулярную длине.
Субстрат, образующий аэрозоль, может иметь по существу цилиндрическую форму. Субстрат, образующий аэрозоль, может быть по существу удлиненным. Субстрат, образующий аэрозоль, также имеет длину и окружность, по существу перпендикулярную длине. Субстрат, образующий аэрозоль, может быть расположен в изделии, генерирующем аэрозоль, таким образом, что длина субстрата, образующего аэрозоль, по существу параллельна направлению потока воздуха в изделии, генерирующем аэрозоль.
Перемещающие часть или элемент могут быть по существу удлиненными.
Изделие, генерирующее аэрозоль, может иметь любую требуемую длину. Например, изделие, генерирующее аэрозоль, может иметь общую длину от приблизительно 65 мм до приблизительно 100 мм.
Изделие, генерирующее аэрозоль, может иметь любой требуемый внешний диаметр. Например, изделие, генерирующее аэрозоль, может иметь внешний диаметр от приблизительно 5 мм до приблизительно 12 мм.
Изделие, генерирующее аэрозоль, может быть окружено наружной оберткой, например, из сигаретной бумаги, обладающей низкой воздухопроницаемостью. В качестве альтернативы или дополнения мундштук может быть окружен ободковой бумагой.
Также следует иметь в виду, что конкретные комбинации различных признаков, описанных и определенных в любых аспектах настоящего изобретения, могут быть реализованы, и/или предоставлены, и/или использованы независимо.
Настоящее изобретение будет дополнительно описано исключительно на примере со ссылками на сопроводительные графические материалы, на которых:
на фиг. 1 показан схематический вид в продольном сечении первого варианта осуществления курительного изделия согласно настоящему изобретению;
на фиг. 2 показан схематический вид в продольном сечении курительного изделия по фиг. 1, в котором курительное изделие находится в конфигурации «гашения»;
на фиг. 3 показан схематический вид в продольном сечении второго варианта осуществления курительного изделия согласно настоящему изобретению;
на фиг. 4 показан схематический вид в продольном сечении курительного изделия по фиг. 3, в котором курительное изделие находится в конфигурации «гашения»;
на фиг. 5 показан схематический вид в продольном сечении третьего варианта осуществления курительного изделия, который включен исключительно для сопутствующего интереса; и
на фиг. 6 показан схематический вид в продольном сечении курительного изделия по фиг. 5, в котором удалена съемная крышка.
Курительное изделие 100 согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения, показанному на фиг. 1, содержит сплошной горючий углеродсодержащий источник 102 теплоты, субстрат 104, образующий аэрозоль, элемент 106 для направления потока воздуха, элемент 108, охлаждающий аэрозоль, и мундштук 110, которые примыкают друг к другу с соосным выравниванием. Горючий углеродсодержащий источник 102 теплоты, субстрат 104, образующий аэрозоль и элемент 106 для направления потока воздуха обернуты в первую наружную обертку 112 из сигаретной бумаги с низкой воздухопроницаемостью с образованием первой секции 114 курительного изделия 100. Элемент 108, охлаждающий аэрозоль, и мундштук 110 обернуты во вторую наружную обертку 116 из сигаретной бумаги с низкой воздухопроницаемостью с образованием второй секции 118 курительного изделия 100. Таким образом, первая секция 114 расположена выше по потоку относительно второй секции 118. Курительное изделие 100 дополнительно содержит полосу ободковой бумаги 120, окружающей по меньшей мере расположенную ниже по потоку часть первой секции 114 и по меньшей мере расположенную выше по потоку часть второй секции 118. Первая секция 114 и вторая секция 118 соединены как единое целое ободковой бумагой 120 вдоль первой линии 122 наименьшего сопротивления, которая содержит множество перфорационных отверстий, которые окружают курительное изделие 100. Первая линия 122 наименьшего сопротивления определяет образование наименьшего сопротивления в ободковой бумаге 120.
На дальнем конце курительного изделия 100 предусмотрена съемная крышка 124, смежная непосредственно с источником 102 теплоты. Съемная крышка 124 содержит центральную часть 126 и обернута в часть 128 первой наружной обертки 112. В показанном варианте осуществления центральная часть 126 содержит осушитель, такой как глицерин, предусмотренный для предпочтительного поглощения влаги по сравнению с источником теплоты. Часть 128 первой наружной обертки соединена с остальной частью первой наружной обертки 112 по второй линии 130 наименьшего сопротивления. Линия 130 наименьшего сопротивления содержит множество перфорационных отверстий в первой наружной обертке 112, которые окружают курительное изделие 100.
Субстрат 104, образующий аэрозоль, расположен непосредственно ниже по потоку относительно горючего углеродсодержащего источника 102 теплоты и содержит цилиндрический штранг 132 из табачного материала, содержащий глицерин в качестве вещества для образования аэрозоля, который окружен фицеллой 134.
Между расположенным ниже по потоку концом горючего источника 102 теплоты и расположенным выше по потоку концом субстрата 104, образующего аэрозоль, предусмотрена негорючая по существу воздухонепроницаемая перегородка 136. Как показано на фиг. 1, негорючая по существу воздухонепроницаемая перегородка состоит из негорючего по существу воздухонепроницаемого барьерного покрытия 136, выполненного на всей задней стороне горючего углеродсодержащего источника 102 теплоты.
Теплопроводный элемент (не показан), состоящий из трубчатого слоя алюминиевой фольги, окружает заднюю часть горючего углеродсодержащего источника 102 теплоты и находится с ней в непосредственном контакте, примыкая к передней части субстрата 104, образующего аэрозоль.
Элемент 106 для направления потока воздуха расположен ниже по потоку относительно субстрата 104, образующего аэрозоль, и содержит по существу воздухонепроницаемую полую трубку 138 с открытым концом, изготовленную, например, из картона, имеющую меньший диаметр по сравнению с субстратом 104, образующим аэрозоль. Расположенный выше по потоку конец полой трубки 138 с открытым концом примыкает к субстрату 104, образующему аэрозоль. Полая трубка 138 с открытым концом окружена кольцевым воздухопроницаемым распылителем 140, изготовленным, например, из волокна ацетатцеллюлозы и имеющим по существу такой же диаметр, как и субстрат 104, образующий аэрозоль.
Полая трубка 138 с открытым концом и кольцевой воздухопроницаемый распылитель 140 могут представлять собой отдельные компоненты, приклеенные или иначе соединенные друг с другом для образования элемента 106 для направления потока воздуха перед сборкой курительного изделия 100. В дальнейших вариантах осуществления полая трубка 138 с открытым концом и кольцевой воздухопроницаемый распылитель 140 могут являться частями одного компонента. Например, полая трубка с открытым концом и кольцевой воздухопроницаемый распылитель могут быть частями одной полой трубки из воздухопроницаемого материала, на внутреннюю поверхность которой нанесено по существу воздухонепроницаемое покрытие.
В одном особенно предпочтительном варианте осуществления центральная часть 116 съемной крышки 114 изготовлена из того же материала, что и элемент для направления потока воздуха и поэтому содержит по существу воздухонепроницаемую полую трубку с открытым концом, окруженную кольцевым воздухопроницаемым распылителем.
Как показано на фиг. 1, в первой наружной обертке 112, окружающей первую секцию 114 в области элемента 106 для направления потока воздуха, предусмотрено расположение по окружности впускных отверстий 142 для воздуха.
Элемент 108, охлаждающий аэрозоль, расположен непосредственно ниже по потоку относительно элемента 106 для направления потока воздуха и содержит собранный лист биоразлагаемого полимерного материала, такого как, например, полимолочная кислота.
Мундштук 110 курительного изделия 100 расположен непосредственно ниже по потоку относительно элемента 108, охлаждающего аэрозоль, и содержит сегмент 144 фильтра, имеющий цилиндрический штранг 146 из подходящего фильтрующего материала, такого как, например, волокно ацетатцеллюлозы с очень низкой эффективностью фильтрации, окруженный фицеллой 148 фильтра, и трубчатый элемент 150 расположен непосредственно ниже по потоку относительно сегмента 144 фильтра. Трубчатый элемент 150 содержит цилиндрическую трубку из подходящего по существу жесткого материала, такого как, например, картон, жесткая бумага или теплостойкая жесткая пластмасса. Трубчатый элемент 150образует углубление 152 на конце, подносимом ко рту, курительного изделия 100. Таким образом, мундштук 110 имеет полость конца, подносимого ко рту, образованную углублением 152.
Для использования курительного изделия 100 пользователь удаляет съемную крышку 124, поперечно сжимая крышку посредством ее зажатия между большим и указательным пальцами. При сжатии крышки 124 ко второй линии 130 наименьшего сопротивления прикладывается достаточное усилие для локального разрыва первой наружной обертки 112. Затем пользователь снимает крышку 124 посредством кручения крышки для разрыва оставшейся части второй линии 130 наименьшего сопротивления. После снятия крышки 124 источник 102 теплоты является частично открытым, что позволяет пользователю зажечь курительное изделие 100.
При использовании пользователь поджигает горючий источник 102 теплоты, который нагревает субстрат 104, образующий аэрозоль, для выработки аэрозоля. Когда пользователь осуществляет вдох через мундштук 110, воздух втягивается через впускные отверстия 142 для воздуха, через субстрат 104, образующий аэрозоль, элемент 106 для направления потока воздуха, элемент 108, охлаждающий аэрозоль, и мундштук 110, как указано стрелками на фиг. 1, в рот пользователя.
После использования курительного изделия 100 пользователь разламывает курительное изделие на две части путем разрывания ободковой бумаги 120 вдоль первой линии 122 наименьшего сопротивления для разделения первой секции 114 и второй секции 118 вдоль плоскости 1000 разделения. Затем пользователь размещает расположенный ниже по потоку конец второй секции 118 над расположенным выше по потоку концом первой секции 114 таким образом, что горючий источник 102 теплоты помещен в углубление 152 трубчатого элемента 150, как показано на фиг. 2.
В конфигурации «гашения», показанной на фиг. 2, трубчатый элемент 150 расположен над горючим источником 102 теплоты фрикционной посадкой таким образом, что он удерживается над горючим источником 102 теплоты, и первая и вторая секции 114, 188 удерживаются вместе. Трубчатый элемент 150, который может быть изготовлен из любого подходящего материала, такого как препятствующий воспламенению материал, существенно ограничивает подачу кислорода в горючий источник теплоты таким образом, что источник теплоты гасится и таким образом охлаждается. Таким образом, пользователь получает простое и независимое средство гашения горючего источника теплоты после использования курительного изделия.
Кроме того, трубчатый элемент может быть обеспечен ароматизирующим веществом, которое может высвобождаться, когда трубчатый элемент нагревается горючим источником теплоты. Ароматизирующее вещество может высвобождаться в атмосферу и может скрывать любые неприятные запахи, высвобождаемые источником теплоты при его гашении. Ароматизирующее вещество может обеспечивать дезодорирующий эффект, испуская приятные запахи и ароматы. Предпочтительно ароматизирующее вещество достаточно летучее, поэтому оно быстро испаряется после размещения трубчатого элемента над горючим источником теплоты.
В предпочтительных вариантах осуществления ароматизирующее вещество может содержать один или несколько ингредиентов ароматизирующего вещества, выбранных из перечня, состоящего из амилциннамаля, амилциннамилового спирта, бензилового спирта, бензилсалицилата, циннамилового спирта, циннамаля, цитраля, кумарина, эвгенола, гераниола, гидроксицитронеллаля, гидроксиметилпентилциклогексенкарбоксальдегида, изоэвгенола, анисового спирта, бензилбензоата, бензилциннамата, цитронеллола, фарнезола, гексил циннамальдегида, 2-метил-3-(4-трет-бутилбензил)пропиональдегида, d-лимонена, линалоола, метилгептинкарбоната и 3-метил-4-(2,6,6-триметил-2-циклогексен-1-ил)-бутен-2-она.
На фиг. 3 и 4 показан второй вариант осуществления курительного изделия 300. Курительное изделие 300 имеет конструкцию, подобную конструкции курительного изделия 100 первого варианта осуществления, показанного на фиг. 1 и 2, и где представлены одинаковые признаки, использованы одинаковые номера ссылочных позиций. Однако, как показано на фиг. 3, трубчатый элемент 350 курительного изделия 300 второго варианта осуществления расположен непосредственно выше по потоку относительно элемента 308, охлаждающего аэрозоль, и находится на расположенном выше по потоку конце второй секции 318, а не на расположенном ниже по потоку конце второй секции. Углубление 352, образованное трубчатым элементом 350, образует перемещающий элемент или разделительный элемент между элементом 306 для направления потока воздуха и элементом 308, охлаждающим аэрозоль. Вместо наличия полости конца, подносимого ко рту, образованной трубчатым элементом, как в первом варианте осуществления курительного изделия, показанном на фиг. 1, мундштук 310 и конец, подносимый ко рту, курительного изделия 300 образованы сегментом 344 фильтра.
Для использования курительного изделия 300 пользователь снимает съемную крышку 324 таким же образом, как описано со ссылкой на фиг. 1 и 2, для частичного открывания горючего источника 302 теплоты, что позволяет пользователю поджигать курительное изделие 300.
При использовании пользователь поджигает горючий источник 302 теплоты, который нагревает субстрат 304, образующий аэрозоль, для выработки аэрозоля. Когда пользователь осуществляет вдох через мундштук 310, воздух втягивается через впускные отверстия 342 для воздуха, через субстрат 304, образующий аэрозоль, элемент 306 для направления потока воздуха, трубчатый элемент 346, элемент 308, охлаждающий аэрозоль, и мундштук 310, как указано стрелками на фиг. 3, в рот пользователя.
После использования курительного изделия 300 пользователь разламывает курительное изделие на две части путем разрывания ободковой бумаги 320 вдоль первой линии 322 наименьшего сопротивления для разделения первой секции 314 и второй секции 318 вдоль плоскости 3000 разделения. Затем пользователь размещает расположенный выше по потоку конец второй секции 318 над расположенным выше по потоку концом первой секции 314 таким образом, что горючий источник 302 теплоты помещен в углубление 352 трубчатого элемента 350, как показано на фиг. 4.
В конфигурации «гашения», показанной на фиг. 4, как в случае курительного изделия 100 первого варианта осуществления, трубчатый элемент 350 расположен над горючим источником 302 теплоты фрикционной посадкой таким образом, что он удерживается над горючим источником 302 теплоты для существенного ограничения подачи кислорода в горючий источник теплоты таким образом, что источник теплоты гасится и таким образом охлаждается. В этом варианте осуществления углубление 352, образованное трубчатым элементом 350, предпочтительно имеет длину, которая больше длины открытой части источника 302 теплоты, помещенного в углубление 352. Это предотвращает непосредственный контакт между горючим источником 302 теплоты и элементом 308, охлаждающим аэрозоль, снижая риск подвергания элемента 308, охлаждающего аэрозоль, воздействию избыточного тепла от источника теплоты во время гашения, что может, иным образом, привести в результате к выделению неприятных запахов при плавлении элемента 308, охлаждающего аэрозоль.
В качестве альтернативы или дополнения трубчатый элемент 350 может содержать теплоизоляционный материал для снижения теплопередачи от источника 302 теплоты к элементу 308, охлаждающему аэрозоль, во время гашения.
На фиг. 5 и 6 показан третий вариант осуществления курительного изделия 500, который включен исключительно для сопутствующего интереса. Курительное изделие 500 подобно таковому согласно первому и второму вариантам осуществления курительного изделия 100, 300, показанным на фиг. 1-4, и где представлены одинаковые признаки, использованы одинаковые номера ссылочных позиций. Однако в случае курительного изделия 500 третьего варианта осуществления первая секция 514 расположена ниже по потоку относительно второй секции 518 и содержит содержит сплошной горючий углеродсодержащий источник 502 теплоты, субстрат 504, образующий аэрозоль, элемент 506 для направления потока воздуха, элемент 508, охлаждающий аэрозоль, перемещающий элемент 509 и мундштук 510, которые примыкают друг к другу с соосным выравниванием. Как и в случае курительного изделия 300 второго варианта осуществления мундштук 510 и конец, подносимый ко рту, курительного изделия 500 образованы сегментом 544 фильтра.
Горючий углеродсодержащий источник 502 теплоты, субстрат 504, образующий аэрозоль, и элемент 506 для направления потока воздуха обернуты в первую наружную обертку 512 из сигаретной бумаги с низкой воздухопроницаемостью с образованием первой части первой секции 514. Элемент 508, охлаждающий аэрозоль, перемещающий элемент 509 и мундштук 510 обернуты во вторую наружную обертку 516 из сигаретной бумаги с низкой воздухопроницаемостью с образованием второй части первой секции 514. Первая секция 514 дополнительно содержит полосу ободковой бумаги 520, окружающей по меньшей мере расположенную ниже по потоку часть первой наружной обертки 512 и по меньшей мере расположенную выше по потоку часть второй наружной обертки 516 для удержания двух частей первой секции 514 вместе.
Как в случае курительного изделия 100, 300 первого и второго вариантов осуществления курительное изделие 500 также содержит съемную крышку 524 на дальнем конце курительного изделия 500 непосредственно смежно с источником 502 теплоты. Съемная крышка 124 содержит центральную часть 526 и обернута в часть 528 первой наружной обертки 512. Часть 528 первой наружной обертки, которая окружает крышку 524, соединена с остальной частью первой наружной обертки 512 по линии 522 наименьшего сопротивления. Линия 522 наименьшего сопротивления содержит множество перфорационных отверстий в первой наружной обертке 512, которые окружают курительное изделие 500. Линия 522 наименьшего сопротивления определяет образование наименьшего сопротивления в первой наружной обертке 512.
В отличие от курительных изделий 100, 300 первого и второго вариантов осуществления, в этом варианте осуществления трубчатый элемент 550 предусмотрен в виде части крышки 524 с образованием второй секции 514 курительного изделия 500. Трубчатый элемент 550 окружает центральную часть 526 крышки 524 и по меньшей мере часть длины источника 502 теплоты. Таким образом, источник 502 теплоты помещен в углубление 552, образованное трубчатым элементом 550, перед использованием курительного изделия. Часть 528 первой наружной обертки 512, которая окружает крышку, также окружает трубчатый элемент 550 и соединяет первую секцию 514 и вторую секцию 518 в одно целое.
Для использования курительного изделия 500 пользователь разделяет первую и вторую секции 514, 518 вдоль плоскости 5000 разделения посредством кручения крышки 524 и трубчатого элемента 550 для разрыва первой наружной обертки 512 вдоль линии 522 наименьшего сопротивления и отделения первой части 528 обертки от остальной части первой наружной обертки 512. Если первая и вторая секции 514, 518 разделены, как показано на фиг. 6, источник 502 теплоты частично открыт, что позволяет пользователю поджигать курительное изделие 500.
При использовании пользователь поджигает горючий источник 502 теплоты, который нагревает субстрат 504, образующий аэрозоль, для выработки аэрозоля. Когда пользователь осуществляет вдох через мундштук 510, воздух втягивается через впускные отверстия 542 для воздуха, через субстрат 504, образующий аэрозоль, элемент 506 для направления потока воздуха, элемент 508, охлаждающий аэрозоль, перемещающий элемент 509 и мундштук 510, как указано стрелками на фиг. 6, в рот пользователя.
После использования курительного изделия 500 пользователь возвращает вторую секцию 518 в ее исходное положение на расположенном выше по потоку конце первой секции 514 таким образом, что горючий источник 502 теплоты помещен в углубление 552 трубчатого элемента 550. В этом положении трубчатый элемент 550 расположен над горючим источником 502 теплоты фрикционной посадкой и существенно ограничивает подачу кислорода в горючий источник теплоты таким образом, что источник теплоты гасится и таким образом охлаждается.
Во всех вышеописанных вариантах осуществления трубчатый элемент может содержать вздувающийся материал или термоусадочный материал, которые реагируют на теплоту горючего источника теплоты для дальнейшего ограничения подачи кислорода в источник теплоты, если курительное изделие находится в конфигурации «гашения». Вздувающийся или термоусадочный материал также может по меньшей мере частично закрывать открытый конец трубчатого элемента для дальнейшего ограничения подачи кислорода в источник теплоты. В дополнение к еще большему ограничению подачи кислорода по меньшей мере частично закрытый конец трубчатого элемента может обеспечить физический барьер между источником теплоты и любыми внешними материалами.
Вышеописанные конкретные варианты осуществления и примеры иллюстрируют, но не ограничивают изобретение. Следует понимать, что возможны и другие варианты осуществления изобретения, и описанные в данном документе конкретные варианты осуществления и примеры не являются исчерпывающими.