УСТРОЙСТВО ДОСТАВКИ АЭРОЗОЛЯ, СОДЕРЖАЩЕЕ ПОДЛОЖКУ С УЛУЧШЕННЫМИ ПОГЛОЩАЮЩИМИ СВОЙСТВАМИ
AEROSOL DELIVERY DEVICE CONTAINING SUBSTRATE WITH IMPROVED ABSORBING PROPERTIES

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[0001] Настоящее изобретение относится к устройствам доставки аэрозоля, таким как курительные изделия, и, в частности, к устройствам доставки аэрозоля, которые могут использовать вырабатываемое посредством электроэнергии тепло для получения аэрозоля (например, к курительным изделиям, обычно называемым электронными сигаретами). Курительные изделия могут быть выполнены с возможностью нагрева предшественника аэрозоля, который может включать материалы, которые могут быть изготовлены или получены из табака, или иным образом включать табак, при этом указанный предшественник способен образовывать вдыхаемое вещество для потребления человеком.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0002] На протяжении многих лет было предложено множество курительных устройств в качестве усовершенствования или альтернативы курительным продуктам, для использования которых требуется сжигание табака. Многие из таких устройств специально выполнены для обеспечения ощущений, связанных с курением сигареты, сигары или трубки, но без доставки значительного количества продуктов неполного сгорания и пиролиза, которые являются результатом сжигания табака. С этой целью предложено множество курительных продуктов, генераторов аромата и медицинских ингаляторов, которые используют электрическую энергию для испарения или нагревания летучего вещества или пытаются обеспечить ощущения курения сигареты, сигары или трубки без сжигания табака в значительной степени. См., например, различные альтернативные курительные изделия, устройства доставки аэрозоля и тепловырабатывающие источники, изложенные в уровне техники, как описано в патентах США № 7,726,320 под авторством Robinson и др., в публикациях заявок на патент США № 2013/0255702 под авторством Griffith, Jr. и др. и № 2014/0096781 под авторством Sears и др., которые включены в настоящий документ посредством ссылки. Также см., например, различные типы курительных изделий, устройств доставки аэрозоля и тепловырабатывающих источников с электрическим приводом, ссылка на которые приведена посредством торговой марки и источника коммерческой информации в публикации заявки на патент США № 2015/0216232 под авторством Bless и др., которая полностью включена в настоящий документ посредством ссылки.
[0003] Было бы желательным обеспечить резервуар для композиции предшественника аэрозоля для использования в устройстве доставки аэрозоля, который выполнен для усовершенствования выполнения устройства доставки аэрозоля. Также было бы желательным обеспечить устройства доставки аэрозоля, которые изготовлены с использованием таких резервуаров.
РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0004] Настоящее изобретение относится к устройствам доставки аэрозоля, способам выполнения таких устройств и элементам этих устройств. Устройства доставки аэрозоля могут обеспечивать усовершенствованное накопление и/или перенос композиции предшественника аэрозоля. В частности, подложка, как описано в настоящем документе, может быть образована из волокон таким образом, что подложка обладает неожиданно увеличенной способностью к накоплению композиции предшественника аэрозоля.
[0005] В одном или более вариантах реализации устройство доставки аэрозоля, как раскрыто в настоящем документе, может содержать: кожух; подложку, по меньшей мере частично образованную из регенерированных целлюлозных волокон; жидкость, образующую аэрозоль и удерживаемую подложкой; и нагреватель, выполненный для испарения для испарения во время своей работы жидкости, образующей аэрозоль. Предпочтительно регенерированные целлюлозные волокна содержат одно или более из следующего: регенерированные целлюлозные волокна, имеющие полое по существу цилиндрическое поперечное сечение; регенерированные целлюлозные волокна, имеющие многолепестковое поперечное сечение; регенерированные целлюлозные волокна, которые содержат гидрофобную добавку. В дополнительных вариантах реализации устройство доставки аэрозоля может быть дополнительно определено в отношении одного или более следующих положений, которые могут быть объединены в любом количестве или порядке.
[0006] Регенерированные целлюлозные волокна могут иметь многолепестковое поперечное сечение и содержать бороздки, проходящие в продольном направлении вдоль поверхностей одного или более лепестков волокон.
[0007] Подложка может быть нетканой.
[0008] Подложка может содержать множество слоев.
[0009] Один слой подложки и/или множество слоев, в комбинации образующих подложку, могут быть иглопробивными.
[0010] Множество слоев, в комбинации образующих подложку, могут быть сцеплены друг с другом.
[0011] Подложка может содержать первый слой, содержащий регенерированные целлюлозные волокна, имеющие полое по существу цилиндрическое поперечное сечение, и/или регенерированные целлюлозные волокна, имеющие многолепестковое поперечное сечение, и подложка может содержать второй слой, содержащий регенерированные целлюлозные волокна, которые содержат гидрофобную добавку.
[0012] Первый слой подложки может быть выполнен с возможностью накопления и высвобождения композиции предшественника аэрозоля, а второй слой подложки может быть гидрофобным.
[0013] Подложка может образовывать по меньшей мере часть резервуара.
[0014] Устройство доставки аэрозоля может также содержать элемент для переноса жидкости, соединенный по текучей среде с резервуаром и нагревателем.
[0015] Подложка может образовывать по меньшей мере часть элемента для переноса жидкости, который соединен по текучей среде с резервуаром и нагревателем.
[0016] Подложка может находиться в прямом контакте с нагревателем.
[0017] Подложка может иметь способность к наполнению композицией предшественника аэрозоля на по меньшей мере 2000% относительно первоначальной сухой массы подложки.
2
2
[0018] Подложка может иметь плотность от примерно 100 г/м до примерно 250 г/м.
[0019] Устройство доставки аэрозоля может также содержать источник питания и контроллер.
[0020] В одном или более вариантах реализации настоящее изобретение может также обеспечивать способ изготовления устройства доставки аэрозоля. Например, такой способ может включать: обеспечения кожуха; размещение внутри кожуха подложки, по меньшей мере частично образованной из регенерированных целлюлозных волокон, содержащих одно или более из следующего: регенерированные целлюлозные волокна, имеющие полое по существу цилиндрическое поперечное сечение; регенерированные целлюлозные волокна, имеющие многолепестковое поперечное сечение; регенерированные целлюлозные волокна, которые содержат гидрофобную добавку; и конфигурирование подложки для сообщения по текучей среде с нагревателем внутри кожуха, причем подложка до или после размещения ее внутри кожуха удерживает жидкость, образующую аэрозоль. В дополнительных вариантах реализации способ может быть определен одним или более следующими положениями.
[0021] Способ может также включать объединение мундштука с кожухом.
[0022] Способ может также включать объединение кожуха со вторым кожухом, который содержит батарею и контроллер.
[0023] Настоящее изобретение включает в себя, без ограничения, следующие варианты реализации:
[0024] Вариант реализации 1: Устройство доставки аэрозоля, содержащее: кожух; подложку, по меньшей мере частично образованную из регенерированных целлюлозных волокон; жидкость, образующую аэрозоль и удерживаемую подложкой; и нагреватель, выполненный для испарения во время своей работы жидкости, образующей аэрозоль, причем регенерированные целлюлозные волокна содержат одно или более из следующего: регенерированные целлюлозные волокна, имеющие полое по существу цилиндрическое поперечное сечение; регенерированные целлюлозные волокна, имеющие многолепестковое поперечное сечение; регенерированные целлюлозные волокна, которые содержат гидрофобную добавку.
[0025] Вариант реализации 2: Устройство доставки аэрозоля по любому предшествующему варианту реализации, в котором регенерированные целлюлозные волокна имеют многолепестковое поперечное сечение и содержат бороздки, проходящие в продольном направлении вдоль поверхностей одного или более лепестков волокон.
[0026] Вариант реализации 3: Устройство доставки аэрозоля по любому предшествующему варианту реализации, в котором подложка является нетканой.
[0027] Вариант реализации 4: Устройство доставки аэрозоля по любому предшествующему варианту реализации, в котором подложка содержит множество слоев.
[0028] Вариант реализации 5: Устройство доставки аэрозоля по любому предшествующему варианту реализации, в котором множество слоев являются иглопробивными.
[0029] Вариант реализации 6: Устройство доставки аэрозоля по любому предшествующему варианту реализации, в котором множество слоев являются сцепленными друг с другом.
[0030] Вариант реализации 7: Устройство доставки аэрозоля по любому предшествующему варианту реализации, в котором подложка содержит первый слой, содержащий регенерированные целлюлозные волокна, имеющие полое по существу цилиндрическое поперечное сечение, и/или регенерированные целлюлозные волокна, имеющие многолепестковое поперечное сечение, причем подложка содержит второй слой, содержащий регенерированные целлюлозные волокна, которые содержат гидрофобную добавку.
[0031] Вариант реализации 8: Устройство доставки аэрозоля по любому предшествующему варианту реализации, в котором первый слой выполнен с возможностью накопления и высвобождения композиция предшественника аэрозоля, а второй слой является гидрофобным.
[0032] Вариант реализации 9: Устройство доставки аэрозоля по любому предшествующему варианту реализации, в котором подложка образует по меньшей мере часть резервуара.
[0033] Вариант реализации 10: Устройство доставки аэрозоля по любому предшествующему варианту реализации, также содержащее элемент для переноса жидкости, соединенный по текучей среде с резервуаром и нагревателем.
[0034] Вариант реализации 11: Устройство доставки аэрозоля по любому предшествующему варианту реализации, в котором подложка образует по меньшей мере часть элемента для переноса жидкости, который соединен по текучей среде с резервуаром и нагревателем.
[0035] Вариант реализации 12: Устройство доставки аэрозоля по любому предшествующему варианту реализации, в котором подложка находится в прямом контакте с нагревателем.
[0036] Вариант реализации 13: Устройство доставки аэрозоля по любому предшествующему варианту реализации, в котором подложка имеет способность к наполнению композицией предшественника аэрозоля на по меньшей мере 2000% относительно первоначальной сухой массы подложки.
2
2
[0037] Вариант реализации 14: Устройство доставки аэрозоля по любому предшествующему варианту реализации, в котором подложка имеет плотность от примерно 100 г/м до примерно 250 г/м.
[0038] Вариант реализации 15: Устройство доставки аэрозоля по любому предшествующему варианту реализации, также содержащее источник питания и контроллер.
[0039] Вариант реализации 16: Способ изготовления устройства доставки аэрозоля, включающий: обеспечения кожуха; размещение внутри кожуха подложки, по меньшей мере частично образованной из регенерированных целлюлозных волокон, содержащих одно или более из следующего: регенерированные целлюлозные волокна, имеющие полое по существу цилиндрическое поперечное сечение; регенерированные целлюлозные волокна, имеющие многолепестковое поперечное сечение; регенерированные целлюлозные волокна, которые содержат гидрофобную добавку; и конфигурирование подложки для сообщения по текучей среде с нагревателем внутри кожуха; причем подложка до или после размещения ее внутри кожуха удерживает жидкость, образующую аэрозоль.
[0040] Вариант реализации 17: Способ по любому предшествующему варианту реализации, также включающий объединение мундштука с кожухом.
[0041] Вариант реализации 18: Способ по любому предшествующему варианту реализации, также включающий объединение кожуха со вторым кожухом, который содержит батарею и контроллер.
[0042] Эти и другие признаки, аспекты и преимущества настоящего изобретения станут очевидными после прочтения нижеследующего подробного описания вместе с сопроводительными чертежами, которые кратко описаны ниже. Настоящее изобретение включает любую комбинацию двух, трех, четырех или более указанных выше вариантов реализации, а также комбинации любых двух, трех, четырех или более признаков или элементов, сформулированных в настоящем описании, независимо от того, скомбинированы ли такие признаки или элементы в явной форме в описании конкретного варианта реализации, представленного в настоящем документе. Настоящее описание выполнено для прочтения, принимая во внимание все элементы таким образом, что любые отделимые признаки или элементы описанного изобретения в любом из его различных аспектов и вариантов реализации должны рассматриваться как комбинируемые, если контекст явно не указывает иное.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0043] После приведенного таким образом описания изобретения в вышеизложенных общих понятиях, далее будет сделана ссылка на сопроводительные чертежи, которые не обязательно вычерчены в масштабе и на которых:
[0044] на ФИГ. 1 показан вид с частичным разрезом устройства доставки аэрозоля, содержащего картридж и управляющий корпус, содержащий различные элементы, которые могут быть использованы в устройстве доставки аэрозоля согласно различным вариантам реализации настоящего изобретения;
[0045] на ФИГ. 2 показано изображение подложки согласно вариантам реализации раскрытия настоящего изобретения в комбинации с отдельным резервуаром и нагревателем, причем подложка таким образом функционирует в качестве элемента для переноса жидкости;
[0046] на ФИГ. 3 показано изображение с частичным разрезом подложки согласно вариантам реализации раскрытия настоящего изобретения в комбинации с отдельным резервуаром и нагревателем, причем подложка таким образом функционирует в качестве элемента для переноса жидкости;
[0047] на ФИГ. 4 показано изображение подложки согласно вариантам реализации раскрытия настоящего изобретения, функционирующей в качестве промежуточного элемента для переноса жидкости за счет комбинации с резервуаром и отдельным фитилем и нагревателем;
[0048] на ФИГ. 5А показано изображение поперечного сечения многолепесткового волокна согласно вариантам реализации настоящего изобретения, в частности, волокна с тремя лепестками;
[0049] на ФИГ. 5В показано изображение поперечного сечения многолепесткового волокна с четырьмя лепестками согласно вариантам реализации настоящего изобретения;
[0050] на ФИГ. 5С показано изображение поперечного сечения многолепесткового волокна с семью лепестками согласно вариантам реализации настоящего изобретения;
[0051] на ФИГ. 5D показано изображение трехлепесткового волокна согласно вариантам реализации настоящего изобретения, при этом отдельные лепестки содержат стороны (или поверхности), имеющие бороздки, выполненные на них в продольном направлении;
[0052] на ФИГ. 6 показано изображение полого волокна согласно вариантам реализации настоящего изобретения;
[0053] на ФИГ. 7 показано изображение подложки согласно раскрытию настоящего изобретения, образованной из множества слоев и выполненную с возможностью перемещения жидкости от нее по существу только от одной стороны (или поверхности) подложки;
[0054] на ФИГ. 8 показано изображение картриджа с частичным разрезом согласно вариантам реализации раскрытия настоящего изобретения, содержащего многослойную подложку;
[0055] на ФИГ. 9 показан график, отображающий способность к наполнению в процентах различных подложек согласно раскрытию настоящего изобретения относительно контрольного образца и двух сравнительных образцов;
[0056] на ФИГ. 10 показан график, отображающий относительное увеличение наполнения подложек согласно раскрытию настоящего изобретения по сравнению с контрольным образцом;
[0057] на ФИГ. 11 показан график, отображающий общий объем твердых частиц на одну затяжку в устройстве доставки аэрозоля, имеющем резервуар, образованный из подложек согласно настоящему изобретению; и
[0058] на ФИГ. 12 показан график, отображающий общий объем твердых частиц на одну затяжку в устройстве доставки аэрозоля, имеющем резервуар, образованный из подложек согласно настоящему изобретению.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0059] Далее настоящее изобретение будет описано более подробно со ссылкой на примеры его реализации. Указанные примеры реализации описаны таким образом, что данное раскрытие основательно, полно и всецело передает объем изобретения для специалиста в данной области техники. В действительности, настоящее изобретение может быть реализовано во множестве различных форм и не должно рассматриваться как ограниченное вариантами реализации, описанными в настоящем документе; напротив, указанные варианты реализации представлены таким образом, что настоящее изобретение удовлетворяет соответствующим юридическим требованиям. В настоящем описании и в прилагаемой формуле изобретения грамматическая конструкция, указывающая на то, что элемент приводится в единственном числе, также подразумевает и множественное число, если контекст явно не предписывает иное.
[0060] Как описано далее, варианты реализации настоящего изобретения относятся к системам доставки аэрозоля. Системы доставки аэрозоля согласно раскрытию настоящего изобретения используют электрическую энергию для нагрева материала (предпочтительно без сжигания материала в любой существенной степени и/или без существенного химического изменения материала) с образованием пригодного для вдыхания вещества; при этом компоненты таких систем имеют форму изделий, которые наиболее предпочтительно являются достаточно компактными, чтобы считаться портативными устройствами. Иными словами, использование компонентов предпочтительных систем доставки аэрозоля не приводит к образованию дыма - т.е. побочных продуктов сгорания или пиролиза табака, а скорее использование этих предпочтительных систем приводит к выработке паров, являющихся следствием улетучивания или испарения определенных компонентов, входящих в их состав. В предпочтительных вариантах реализации компоненты систем доставки аэрозоля могут быть охарактеризованы как электронные сигареты, при этом такие электронные сигареты наиболее предпочтительно содержат табак и/или компоненты, полученные из табака, а значит, доставляют компоненты, полученные из табака, в виде аэрозоля.
[0061] Вырабатывающие аэрозоль средства предпочтительных систем доставки аэрозоля могут обеспечить множество ощущений (например, ритуалы вдоха и выдоха, типы вкусов и ароматов, органолептические эффекты, физическое ощущение, ритуалы использования, визуальные сигналы, такие как те, которые обеспечены посредством видимого аэрозоля, и тому подобное) курения сигареты, сигары или трубки, которые обусловлены поджиганием и сжиганием табака (и затем вдыханием табачного дыма) без в какой-либо значительной степени сгорания каких-либо их компонентов. Например, пользователь вырабатывающего аэрозоль средства согласно раскрытию этого изобретения может держать и использовать это средство подобно тому, как курильщик использует традиционное курительное изделие, осуществляя затяжку через один его конец для вдыхания аэрозоля, образованного этим средством, выполняя или осуществляя затяжки в выбранные промежутки времени и тому подобное.
[0062] Предложенные устройства доставки аэрозоля также могут быть охарактеризованы как парообразующие изделия или изделия доставки лекарственного препарата. Таким образом, такие изделия или устройства могут быть приспособлены для подачи одного или более веществ (например, ароматизаторов и/или фармацевтических активных ингредиентов) в пригодной для вдыхания форме или состоянии. Например, вдыхаемые вещества могут быть по существу в виде пара (например, вещество, которое находится в газообразной фазе при температуре ниже его критической точки). В качестве альтернативы вдыхаемые вещества могут быть в виде аэрозоля (например, суспензии из мелких твердых частиц или капель жидкости в газе). С целью упрощения подразумевается, что термин «аэрозоль», используемый в настоящем документе, включает в себя пары, газы и аэрозоли вида или типа, являющимися пригодными для вдыхания человеком, видимыми или невидимыми, а также такого вида, который может рассматриваться как дымообразный, или не такого вида.
[0063] Предложенные устройства доставки аэрозоля в общем случае содержат ряд компонентов, расположенных внутри внешнего корпуса или оболочки, которые могут быть названы как кожух. Общая конструкция внешнего корпуса или оболочки может варьироваться, и конфигурация и формат внешнего корпуса, которые могут задавать общий размер и форму устройства доставки аэрозоля, также могут варьироваться. Как правило, продолговатый корпус, напоминающий форму сигареты или сигары, может быть образован из одного единого кожуха, или продолговатый кожух может быть образован из двух или более разъемных корпусов. Например, устройство доставки аэрозоля может содержать продолговатую оболочку или корпус, которые могут по существу иметь трубчатую форму и таким образом напоминать форму обычной сигареты или сигары. В одном варианте реализации все компоненты устройства доставки аэрозоля расположены в одном кожухе. В качестве альтернативы, устройство доставки аэрозоля может содержать два или более кожухов, которые соединены и являются разъемными. Например, устройство доставки аэрозоля может иметь на одном конце управляющий корпус, содержащий кожух, заключающий в себе один или более компонентов (например, аккумулятор и различную электронику для управления работой этого изделия), а на другом конце устройства к нему может быть прикреплен с возможностью отсоединения внешний корпус или оболочка, заключающая в себе компоненты, образующие аэрозоль (например, один или более компонентов предшественника аэрозоля, таких как ароматизаторы и вещества для образования аэрозоля, один или более нагревателей и/или один или более фитилей).
[0064] Предложенные устройства доставки аэрозоля могут быть образованы внешним кожухом или оболочкой, которые по существу не имеют трубчатую форму, но могут быть выполнены, чтобы иметь по существу большие размеры. Кожух или оболочка могут быть выполнены с возможностью содержания мундштука и/или могут быть выполнены с возможностью приема отдельной оболочки (например, картриджа или емкости), которая может содержать расходуемые элементы, такие как жидкое вещество для образования аэрозоля, и может содержать испаритель или атомайзер.
[0065] Предложенные устройства доставки аэрозоля наиболее предпочтительно содержат некоторую комбинацию источника питания (т.е. источника электропитания), по меньшей мере одного управляющего компонента (например, средства для приведения в действия, управления, регулирования и прекращения электропитания для тепловыделения, например, посредством управления электрическим током, протекающим от источника питания к другим компонентам изделия, - например, микроконтроллеру или микропроцессору), нагревателя или звена для генерации тепла (например, электрического резистивного нагревательного элемента или другого компонента, который сам по себе или в сочетании с одним или более дополнительными элементами может быть в общем назван "атомайзером"), композиции предшественника аэрозоля (например, обычно жидкости, способной вырабатывать аэрозоль при направлении в нее достаточного тепла, например ингредиентов, обычно называемых "курительным соком", "жидкостью для электронных сигарет" и "соком для электронных сигарет"), и мундштука или мундштучной области для обеспечения возможности затягивания из устройства доставки аэрозоля для вдыхания аэрозоля (например, заданного пути воздушного потока через изделие, так что образуемый аэрозоль может быть вытянут через него при затяжке).
[0066] Более конкретные форматы, конфигурации и расположения компонентов в системах доставки аэрозоля согласно раскрытию настоящего изобретения будут понятны на основании описания изобретения, приведенного ниже в настоящем документе. Кроме того, выбор и расположение различных компонентов систем доставки аэрозоля могут быть оценены при рассмотрении имеющихся в продаже электронных устройств доставки аэрозоля, таких как типичные продукты, представленные в разделе уровень техники раскрытия настоящего изобретения.
[0067] Один пример реализации устройства 100 доставки аэрозоля, иллюстрирующий компоненты, которые могут быть использованы в устройстве доставки аэрозоля согласно раскрытию настоящего изобретения, представлен на ФИГ. 1. Как показано на проиллюстрированном виде с разрезом устройство 100 доставки аэрозоля может содержать управляющий корпус 102 и картридж 104, которые могут быть соединены либо постоянно, либо с возможностью разъединения в функциональном отношении. Взаимодействие управляющего корпуса 102 питания и картриджа 104 может быть осуществлено прессовой посадкой (как показано), резьбовым взаимодействием, посадкой с натягом, магнитным взаимодействием или т.п. В частности, могут быть использованы соединительные компоненты, такие как описаны далее в настоящем документе. Например, управляющий корпус может содержать соединитель, который выполнен с возможностью взаимодействия с соединительным элементом на картридже.
[0068] В конкретных вариантах реализации управляющий корпус 102 и/или картридж 104 могут быть названы как одноразовые или как многоразового применения. Например, управляющий корпус может иметь сменную батарею или перезаряжаемую батарею и, таким образом, может быть скомбинирован с зарядным устройством любого типа, включая соединение с типичной электрической сетью, соединение с автомобильным зарядным устройством (т.е. приемным гнездом прикуривателя) и соединение с компьютером, такое как посредством кабеля универсальной последовательной шины (USB). Например, переходник, включающий USB-разъем на одном конце и разъем управляющего корпуса на противоположном конце, раскрыт в публикации заявки на патент США №2014/0261495 под авторством Novak и др., которая полностью включена в настоящий документ посредством ссылки. Также в некоторых примерах реализаций картридж может представлять собой картридж одноразового использования, как описано в патенте США №8,910,639 под авторством Chang и др., который включен в настоящий документ посредством ссылки.
[0069] Как показано на ФИГ. 1, управляющий корпус 102 может быть образован оболочкой 101 управляющего корпуса, которая может включать компонент 106 управления (например, печатную монтажную плату (РСВ), интегральную схему, компонент памяти, микроконтроллер или тому подобное), датчик 108 потока, батарею 110 и СИД 112, и такие компоненты могут быть непостоянно выровнены. Дополнительные индикаторы (например, тактильные компоненты обратной связи, слуховые компоненты обратной связи или тому подобное) могут содержаться в дополнение к или как альтернатива СИД. Дополнительные характерные типы компонентов, которые подают визуальные сигналы или индикаторы, такие как компоненты светоизлучающих диодов (СИД), а также их конструкция и использование описаны в патентах США №5,154,192 под авторством Sprinkel и др., №8,499,766 под авторством Newton, и №8,539,959 под авторством Scatterday, и в публикации заявки на патент США №2015/0020825 под авторством Galloway и др. и в публикации заявки на патент США №2015/0216233 под авторством Sears и др., которые включены в настоящий документ посредством ссылки.
[0070] Картридж 104 может быть образован оболочкой 103 картриджа, заключающей в себя резервуар 144, сообщающийся по текучей среде с элементом 136 для переноса жидкости, выполненным с возможностью фитильного переноса или иной транспортировки композиции предшественника аэрозоля, хранимой в кожухе резервуара, к нагревателю 134. Элемент для переноса жидкости может быть образован из одного или более материалов, выполненных с возможностью переноса жидкости, например посредством капиллярного действия. Элемент для переноса жидкости может быть образован, например, из волокнистых материалов (например, органического хлопка, ацетатцеллюлозы, регенерированной целлюлозной ткани, стекловолокна), пористой керамики, пористого углерода, графита, пористого стекла, шариков спеченного стекла, стеклокерамических шариков, капиллярных трубок или тому подобное. Таким образом, элемент для переноса жидкости может быть любым материалом, который содержит сеть с открытыми порами (т.е. множество пор, которые взаимосвязаны так, что текучая среда может протекать из одной поры к другой во множестве направлений через элемент). Для формирования резистивного нагревательного элемента 134 могут быть использованы различные варианты реализации материалов, выполненных с возможностью выработки тепла при пропускании через них электрического тока. В число примеров материалов, из которых может быть образован провод для намотки, входят кантал (FeCrAl); нихром; дисилицид молибдена (MoSi2); силицид молибдена (MoSi); дисилицид молибдена, легированный алюминием (Mo(Si,Al)2); титан, платина, серебро, палладий, графит и материалы на основе графита (например, пена и пряжа на основе углерода); а также керамика (например, керамика с положительным или отрицательным коэффициентом температурного расширения).
[0071] Отверстие 128 может находиться в оболочке 103 картриджа (например, на кончике мундштука), чтобы обеспечить выход образованного аэрозоля из картриджа 104. Такие компоненты представляют собой типичный пример компонентов, которые могут присутствовать в картридже и не предназначены для ограничения объема компонентов картриджа, охватываемых раскрытием настоящего изобретения.
[0072] Картридж 104 также может содержать один или более электронных компонентов 150, которые могут содержать интегральную схему, компонент памяти, датчик или тому подобное. Электронный компонент 150 может быть выполнен с возможностью сообщения с компонентом 106 управления и/или с внешним устройством посредством проводных или беспроводных средств. Электронный компонент 150 может быть расположен в любом месте в картридже 104 или его основании 140.
[0073] Хотя компонент 106 управления и датчик 108 потока показаны отдельно, следует понимать, что компонент управления и датчик потока могут быть скомбинированы в виде электронной монтажной платы с датчиком потока воздуха, прикрепленным непосредственно к ней. Кроме того, электронная схемная плата может располагаться горизонтально относительно изображения на ФИГ. 1, а именно электронная схемная плата может располагаться продольно, параллельно центральной оси управляющего корпуса. В некоторых вариантах реализации датчик потока воздуха может содержать свою собственную монтажную плату или другой основной элемент, к которому он может быть прикреплен. В некоторых вариантах реализации может быть использована гибкая монтажная плата. Гибкая монтажная плата может быть выполнена в различных формах, включая по существу трубчатые формы.
[0074] Управляющий корпус 102 и картридж 104 могут содержать компоненты, выполненные с возможностью способствования взаимодействию по текучей среде друг с другом. Как показано на ФИГ. 1, управляющий корпус 102 может содержать соединитель 124, имеющий в себе полость 125. Картридж 104 может содержать основание 140, выполненное с возможностью взаимодействия с соединителем 124 и может включать выступ 141, выполненный с возможностью встраивания в полость 125. Такое взаимодействие может способствовать устойчивому соединению между управляющим корпусом 102 и картриджем 104, а также установлению электрического соединения между батареей 110 питания и управляющим компонентом 106 в управляющем корпусе и нагревателем 134 в картридже. Также оболочка 101 управляющего корпуса может содержать воздухозаборник 118, который может представлять собой выемку в оболочке, в которой он соединен с соединителем 124, что обеспечивает прохождение воздуха из окружающей среды вокруг соединителя в оболочку, где он затем проходит через полость 125 соединителя в картридж через выступ 141.
[0075] Соединитель и основание, пригодные для использования согласно раскрытию настоящего изобретения, описаны в публикации заявки на патент США №2014/0261495 под авторством Novak и др., раскрытие которой полностью включено в настоящий документ посредством ссылки. Например, соединитель, как показано на ФИГ. 1, может образовывать внешнюю периферию 126, выполненную с возможностью сопряжения с внутренней периферией 142 основания 140. В одном варианте реализации внутренняя периферия основания может иметь радиус, по существу равный или незначительно превышающий радиус внешней периферии соединителя. Кроме того, соединитель 124 может образовывать один или более выступов 129 на внешней периферии 126, выполненных с возможностью взаимодействия с одним или более углублениями 178, образованными на внутренней периферии основания. Однако для соединения основания с соединителем могут быть использованы различные другие варианты реализации конструкций, форм и компонентов. В некоторых вариантах реализации соединение между основанием 140 картриджа 104 и соединителем 124 управляющего корпуса 102 может быть по существу постоянным, тогда как в других вариантах реализации указанное соединение между ними может быть разъемным, так что, например, управляющий корпус может быть повторно использован с одним или более дополнительными картриджами, которые могут быть одноразовыми и/или многоразовыми.
[0076] В некоторых вариантах реализации устройство 100 доставки аэрозоля может быть по существу стержнеобразным или иметь по существу трубчатую форму, или иметь по существу цилиндрическую форму. В других вариантах реализации охвачены другие формы и размеры, например, прямоугольные или треугольные в поперечном сечении, многогранные формы или тому подобное. В частности, управляющий корпус 102 может не быть стержнеобразным и может скорее быть по существу прямоугольным, круглым или иметь некоторые другие формы. Кроме того, управляющий корпус 102 может быть по существу больше, чем управляющий корпус, который, как ожидается, будет по существу иметь размер обычной сигареты.
[0077] Резервуар 144, показанный на ФИГ. 1, может представлять собой контейнер (например, образованную из стенок, по существу непроницаемых для композиции предшественника аэрозоля) или волокнистый резервуар. Например, в данном варианте реализации резервуар 144 может содержать один или более слоев нетканого волокна и может быть по существу образован в форме трубки, охватывающей внутреннюю часть оболочки 103 картриджа. Композиция предшественника аэрозоля может удерживаться в резервуаре 144. Жидкие компоненты, например, могут сорбционно удерживаться резервуаром 144. Резервуар 144 может быть соединен по текучей среде с элементом 136 для переноса жидкости. В указанном варианте реализации элемент 136 для переноса жидкости может переносить композицию предшественника аэрозоля, хранимую в резервуаре 144, посредством капиллярного действия к нагревательному элементу 134, который представляет собой спираль из металлической проволоки. Как правило, нагревательный элемент 134 расположен в устройстве для нагрева с элементом 136 для переноса жидкости.
[0078] Когда пользователь осуществляет затяжку на изделии 100, датчик 108 обнаруживает воздушный поток, и нагревательный элемент 134 активируется и компоненты композиции предшественника аэрозоля испаряются нагревательным элементом 134. Осуществление затяжки на кончике мундштука изделия 100 вызывает вход воздуха из окружающей среды в воздухозаборник 118 и его прохождение через полость 125 в соединителе 124 и центральное отверстие в выступе 141 основания 140. В картридже 104 втянутый воздух объединяется с образованным паром для образования аэрозоля. Аэрозоль удаляется при высасывании, вытягивании или иным образов вытягивается из нагревательного элемента 134 и наружу из мундштучного отверстия 128 на кончике мундштука изделия 100.
[0079] В устройство доставки аэрозоля может быть включен элемент ввода. Ввод может быть включен для обеспечения пользователю возможности управления функциями устройства и/или выводом информации пользователю. В качестве ввода для управления функцией устройства могут быть использованы любой компонент или комбинация компонентов. Например, могут быть использованы одна или более нажимных кнопок, как описано в публикации США № 2015/0245658 под авторством Worm и др., которая включена в настоящий документ посредством ссылки. Кроме того, может быть использован сенсорный экран, как описано в публикации заявки на патент США № 2016/0262454 под авторством Sears и др., которая включена в настоящий документ посредством ссылки. В качестве дополнительного примера, в качестве ввода могут быть использованы компоненты, выполненные с возможностью распознавания жестов на основе конкретных перемещений устройства доставки аэрозоля. См. публикацию США № 2016/0158782 под авторством Henry и др., которая включена в настоящий документ посредством ссылки.
[0080] В некоторых вариантах реализации ввод может содержать компьютер или вычислительное устройство, такое как смартфон или планшет. В частности, устройство доставки аэрозоля может быть подключено к компьютеру или другому устройству с помощью проводов, например, посредством использования провода USB или аналогичного протокола. Устройство доставки аэрозоля также может быть связано с компьютером или другим устройством, действующим в качестве ввода через беспроводное соединение. См., например, системы и способы управления устройством посредством запроса на считывание, как описано в публикации США №2016/0007561 под авторством Ampolini и др., раскрытие которой включено в настоящий документ посредством ссылки. В таких вариантах реализации приложение или другая компьютерная программа могут быть использованы совместно компьютером или другим вычислительным устройством для ввода инструкций управления в устройство доставки аэрозоля, причем такие инструкции управления включают, например, возможность образования аэрозоля конкретного состава путем выбора содержания никотина и/или содержания дополнительных ароматизаторов, подлежащих включению.
[0081] Различные компоненты устройства доставки аэрозоля согласно этому изобретению могут быть выбраны из компонентов, описанных в уровне техники и имеющихся на рынке. Примеры батарей, которые могут быть использованы согласно настоящему изобретению, описаны в публикации заявки на патент США №2010/0028766 под авторством Peckerar и др., раскрытие которой полностью включено в настоящий документ посредством ссылки.
[0082] Устройство доставки аэрозоля может содержать датчик или детектор для управления подачей электропитания к тепловырабатывающему элементу, когда требуется выработка аэрозоля (например, при затяжке во время использования). Также, например, предложен порядок действий или способ выключения подачи питания к тепловырабатывающему элементу, когда из устройства доставки аэрозоля не затягиваются во время использования, и включения подачи питания для активации или начала выделения тепла тепловырабатывающим элементом во время затяжки. Дополнительные репрезентативные типы механизмов распознавания или обнаружения, их конструкции и конфигурация, их компоненты и общие способы управления ими описаны в патентах США № 5261424 под авторством Sprinkel, Jr., № 5372148 под авторством McCafferty и др. и заявке РСТ WO 2010/003480 под авторством Flick, которые включены в настоящий документ посредством ссылки.
[0083] Устройство доставки аэрозоля наиболее предпочтительно может иметь в своем составе механизм управления для управления количеством электропитания, подаваемого к тепловырабатывающему элементу в процессе затяжки. Характерные типы электронных компонентов, их структура и конфигурация, их признаки и общие способы их работы описаны в патентах США № 4,735,217 под авторством Gerth и др., № 4,947,874 под авторством Brooks и др., № 5,372,148 под авторством McCafferty и др., № 6,040,560 под авторством Fleischhauer и др., № 7,040,314 под авторством Nguyen и др. и № 8,205,622 под авторством Pan, а также в публикациях заявки на патент США № 2009/0230117 под авторством Fernando и др., № 2014/0060554 под авторством Collet и др., № 2014/0270727 под авторством Ampolini и др., и № 2015/0257445 под авторством Henry и др., которые включены в настоящий документ посредством ссылки.
[0084] Характерные типы подложек, резервуаров или других компонентов для поддерживания предшественника аэрозоля описаны в патентах США № 8,528,569 под авторством Newton и др., публикациях заявок на патент США № 2014/0261487 под авторством Chapman и др. и № 2014/0059780 под авторством Davis и др. и № 2015/0216232 под авторством Bless и др., которые включены в настоящий документ посредством ссылки. Также различные впитывающие материалы, а также конструкция и работа данных впитывающих материалов в определенных типах электронных сигарет приведены в патенте США № 8,910,640 под авторством Sears и др., который включен в настоящий документ посредством ссылки.
[0085] Для систем доставки аэрозоля, которые охарактеризованы как электронные сигареты, композиция предшественника аэрозоля наиболее предпочтительно содержит табак или компоненты полученные из табака. В одном случае, табак может быть обеспечен в виде частей или кусочков табака, таких как тонкоизмельченная, молотая или порошкообразная табачная пластинка. В другом случае, табак может быть обеспечен в виде экстракта, такого как высушенный распылением экстракт, который включает множество растворимых в воде компонентов табака. В качестве альтернативы, экстракты табака могут иметь форму экстрактов с относительно высоким содержанием никотина, которые также включают небольшие количества других экстрагированных компонентов, полученных из табака. В другом случае, компоненты, полученные из табака, могут быть обеспечены в относительно чистой форме, такой как конкретные ароматизирующие агенты, которые получены из табака. Еще в одном случае, компонент, который получен из табака и который может быть использован в высоко очищенной или по существу чистой форме, представляет собой никотин (например, никотин фармацевтической степени чистоты).
[0086] Композиция предшественника аэрозоля, также называемая композицией предшественника пара, может содержать различные компоненты, включая, к примеру, многоатомный спирт (например, глицерин, пропиленгликоль или их смесь), никотин, табак, экстракт табака и/или ароматизаторы. Характерные типы компонентов и составов предшественника аэрозоля также известны и охарактеризованы в патенте США № 7,217,320 под авторством Robinson и др., и в публикациях заявок на патент США № 2013/0008457 под авторством Zheng и др., № 2013/0213417 под авторством Chong и др., № 2014/0060554 под авторством Collett и др., № 2015/0020823 под авторством Lipowicz и др., и № 2015/0020830 под авторством Koller, а также в заявке WO 2014/182736 под авторством Bowen и др., раскрытия которых включены в настоящий документ посредством ссылки. Другие предшественники аэрозоля, которые могут быть использованы, включают предшественники аэрозоля, которые включены в продукт VUSE компании R. J. Reynolds Vapor Company, в продукт BLUTM компании Lorillard Technologies, в продукт MISTIC MENTHOL компании Mistic Ecigs и в продукт VYPE компании CN Creative Ltd. Также предпочтительны так называемые «дымовые соки» для электронных сигарет, которые доступны от компании Johnson Creek Enterprises LLC.
[0087] Количество предшественника аэрозоля, которое включено в систему доставки аэрозоля, является таким, что вырабатывающее аэрозоль средство обладает приемлемыми сенсорными и желаемыми эксплуатационными характеристиками. Например, для обеспечения выработки видимого основного потока аэрозоля, который во многих случаях напоминает внешний вид табачного дыма наиболее предпочтительно использовать достаточное количество материала, образующего аэрозоль (например, глицерина и/или пропиленгликоля). Количество предшественника аэрозоля в системе, вырабатывающей аэрозоль, может зависеть от факторов, таких как желаемое число затяжек на вырабатывающем аэрозоль средстве. Как правило, количество предшественника аэрозоля, включенное в систему доставки аэрозоля и, в частности, в вырабатывающее аэрозоль средство, составляет меньше примерно 2 г, в целом меньше примерно 1,5 г, часто меньше примерно 1 г и обычно меньше примерно 0,5 г.
[0088] Кроме того, другие признаки, управляющие компоненты или компоненты, которые могут быть включены в системы доставки аэрозоля согласно раскрытию настоящего изобретения, описаны в патентах США № 5,967,148 под авторством Harris и др.; № 5,934,289 под авторством Watkins и др.; № 5,954,979 под авторством Counts и др.; № 6,040,560 под авторством Fleischhauer и др.; № 8,365,742 под авторством Hon; № 8,402,976 под авторством Fernando и др.; публикациях заявок на патент США № 2010/0163063 под авторством Fernando и др.; № 2013/0192623 под авторством Tucker и др.; № 2013/0298905 под авторством Leven и др.; № 2013/0180553 под авторством Kim и др.; № 2014/0000638 под авторством Sebastian и др. и № 2014/0261495 под авторством Novak и др. и № 2014/0261408 под авторством DePiano и др., которые включены в настоящий документ посредством ссылки.
[0089] Вышеизложенное описание использования изделия может быть применено в различных вариантах реализации, описанных в настоящем документе с незначительными модификациями, которые могут быть очевидны специалисту в данной области техники в свете дополнительного раскрытия, представленного в настоящем документе. Однако приведенное выше описание использования не предназначено для ограничения использования указанного изделия, но предоставлено для соответствия всем необходимым требованиям раскрытия настоящего изобретения. Любой из элементов, показанных в изделии, как показано на ФИГ. 1, или иным способом описанных выше, может быть включен в устройство доставки аэрозоля согласно раскрытию настоящего изобретения.
[0090] В одном или более вариантах реализации настоящее изобретение может в частности относиться к волокнистым подложкам, которые выполнены с возможностью использования в устройстве доставки аэрозоля. Подложки могут быть образованы из конкретного типа волокна или волокон, которые влияют на желаемые свойства в отношении поглощающей способности и/или впитывающей способности. Подложки могут быть выполнены с возможностью использования в резервуаре или в качестве него. Например, подложка согласно раскрытию настоящего изобретения может быть выполнена по существу в виде нетканого материала, который по существу может быть образован в форме трубки, окружающей внутреннюю часть оболочки устройства доставки аэрозоля. В качестве дополнительного примера, подложка, как описано в настоящем документе, может быть выполнена в отдельном контейнере для хранения. Подходящие контейнеры для хранения описаны, например, в публикации США № 2015/0144145 под авторством Chang и др., раскрытие которой включено в настоящий документ посредством ссылки. Кроме того, подложки могут быть выполнены с возможностью использования в качестве элемента для переноса жидкости. Например, подложка согласно раскрытию настоящего изобретения может иметь по меньшей мере два отдельных конца, части или поверхности, одна из которых сообщается по текучей среде с композицией предшественника аэрозоля в резервуаре, а другая непосредственно находится в конструкции для нагрева с нагревателем (например, находится в прямом контакте, например, со спиралью из нагревательной проволоки, или находятся во взаимодействии по тепловому излучению с источником теплового излучения).
[0091] В качестве неограничивающих примеров, каждый из следующих вариантов реализации охвачен раскрытием настоящего изобретения. Обратившись к ФИГ. 2, подложка 210, как описано в настоящем документе, может быть в виде продолговатого фитиля, имеющего первый конец 211, который сообщается по текучей среде с композицией 218 предшественника аэрозоля в резервуаре 220 (в виде флакона), и второй конец 212 находится в конструкции для нагрева с нагревателем 230. Обратившись к ФИГ. 3, подложка 310, как описано в настоящем документе, может быть в виде продолговатого фитиля, имеющего первый конец 311, второй конец 312 и промежуточную часть 313, причем первый конец и/или второй конец сообщаются по текучей среде с композицией предшественника аэрозоля в резервуаре 320 (в виде волокнистого материала трубчатой формы, показанной в поперечном сечении), а промежуточная часть 313 находится в конструкции для нагрева с нагревателем 330. Обратившись к ФИГ. 4, подложка 410, как описано в настоящем документе, может быть в виде волокнистого диска или иметь другую форму поперечного сечения так, чтобы представлять собой по существу материал, имеющий первую поверхность 411 и противоположную вторую поверхность 412, причем первая поверхность сообщается по текучей среде с композицией 418 предшественника аэрозоля в резервуаре 420, а противоположная вторая поверхность находится в конструкции для нагрева с нагревателем 430 или сообщается по текучей среде с фитилем 440, выполненным с возможностью переноса композиции предшественника аэрозоля от подложки к нагревателю. В дополнительных вариантах реализации подложку используют в качестве волокнистого резервуара. См., например, ФИГ. 8.
[0092] В одном или более вариантах реализации подложки согласно раскрытию настоящего изобретения могут быть образованы из волокон, выполненных из различных материалов. Например, подходящие волокна могут включать ацетилцеллюлозу, полиэтилентерефталат, хлопок или другие природные, произведенные или синтетические материалы, подходящие для использования в формировании волокон, способных образовывать нетканую подложку. Предпочтительно, по меньшей мере часть волокон, образующих раскрытые подложки, изготовлены из регенерированной целлюлозы. В качестве неограничивающих примеров, подходящая регенерированная целлюлоза может представлять собой вискозное волокно, полученное из любых различных содержащих целлюлозу материалов, таких как дерево (например, эвкалиптовые деревья), травы (например, бамбук), хлопок и другие растительные материалы.
[0093] В дополнение к типу материала, используемого для образования волокон, подложки, как раскрыто в настоящем документе, могут обладать желаемыми свойствами по меньшей мере частично за счет физической структуры волокна. Обычно волокна (в частности, экструдированные волокна) являются сплошными и имеют по существу круглое поперечное сечение. Хотя волокна таких конфигураций также могут быть включены в предложенные подложки (например, в виде смеси), может быть особенно полезным для подложек содержать волокна, имеющие многолепестковое поперечное сечение. Например, раскрытые подложки могут содержать многолепестковые волокна в количестве примерно 25% или более, примерно 50% или более, примерно 60% или более, примерно 75% или более, примерно 90% или более или примерно 99% или более по массе на основе общей массы волокон, присутствующих в подложке. Следует понимать, что вышеуказанные значения будут иметь собственный максимум величиной 100% по массе, т.е. когда все волокна, используемые для образования подложки, представляют собой многолепестковые волокна. В некоторых вариантах реализации многолепестковые волокна могут содержать от примерно 25% до примерно 100%, от примерно 50% до примерно 100% или от примерно 90% до примерно 100% по массе подложки на основе общей массы волокон, присутствующих в подложке. Следует понимать, что термины "многолепестковое волокно" и "волокно, имеющее многолепестковое поперечное сечение" являются взаимозаменяемыми. В некоторых вариантах реализации многолепестковое волокно может представлять собой волокно, которое в поперечном сечении имеет общее основание или среднюю часть (как правило, примерно в центральной части поперечного сечения волокна) по меньшей мере с тремя лепестками или лучами, выступающими от него. Многолепестковое волокно может быть также определено как волокно, имеющее три или более удлинений таким образом, что по меньшей мере один набор соседних удлинений образуют угол менее чем 180 градусов и тем самым образуют один или более каналов, проходящих в продольном направлении вдоль волокна. Неограничивающие примеры многолепестковых волокон показаны на ФИГ. 5А-5D.
[0094] Как видно из ФИГ. 5А, многолепестковое волокно 500 содержит множество лепестков 505, проходящих от центральной средней части 510, соседние волокна имеют угол а, который меньше чем 180 градусов так, чтобы образовать канал 515 между соседними лепестками. Лепестки многолепестковые волокна могут иметь различные формы. Как видно из ФИГ. 5В, многолепестковое волокно 500 содержит множество лепестков 505, которые являются по существу скругленными с образованием в то же время множества каналов 515 между соседними лепестками. В качестве еще одного дополнительного примера, как видно из ФИГ. 5С, многолепестковое волокно 500 может иметь поперечное сечение, которое является по существу продолговатым так, чтобы обеспечить большее количество лепестков 505 и, таким образом, большее количество каналов 515 между соседними лепестками. Количество лепестков может варьироваться и может составлять, например, от 3 до 30, от 3 до 20 или от 3 до 10. Кроме того, расстояние между лепестками и размер лепестков в одном и том же волокне могут варьироваться. Многолепестковые волокна предпочтительно могут включать поверхностные элементы, которые могут дополнительно улучшать их свойства по перемещению жидкости. Как видно из ФИГ. 5D, многолепестковое волокно 500 содержит множество лепестков 505 с каналами 515, образованными между соседними лепестками, и лепестки содержат внешние поверхности 520, которые имеют множество бороздок 525, образующий микро или наноканалы, которые могут способствовать способностям волокон по удержанию жидкости и/или переносу жидкости. Конкретный пример многолепесткового волокна, которое также покрыто бороздками и которое может быть особенно полезным согласно раскрытию настоящего изобретения, представляет собой волокна, продаваемые под торговой маркой GALAXYот компании Kelheim Fibres.
[0095] В некоторых вариантах реализации подложки согласно раскрытию настоящего изобретения могут быть полыми. Приведенное в качестве примера полое волокно 600 показано на ФИГ. 6, волокно имеет внешнюю стенку 602, которая предпочтительно является тонкой относительно общего диаметра волокна (например, толщина стенки составляет от примерно 1% до примерно 20%, от примерно 2% до примерно 15% или от примерно 3% до примерно 10% диаметра волокна) и имеет полую внутреннюю полость 604. В некоторых вариантах реализации полое волокно может быть также сегментировано. Полые волокна могут быть, в частности, предпочтительными, когда отдельные волокна могут по существу уплощаться в сухом состоянии и могут набухать для приема жидкости по мере того как жидкость впитывается подложкой, образованной полыми волокнами. Конкретный пример полого сегментированного волокна, которое может быть особенно полезным согласно раскрытию настоящего изобретения, представляет собой волокна, продаваемые под торговой маркой BRAMANTE от компании Kelheim Fibres.
[0096] Подложка согласно раскрытию настоящего изобретения может быть образована из одного слоя нетканых волокон. Слой волокон может быть образован любым подходящим способом, таким как способы мокрой укладки и способы сухой укладки. Предпочтительно, волокна, используемые в образовании подложек, представляют собой штапельные волокна. При необходимости, может быть использовано связующее, например, связующие, которые, как правило, могут быть использованы с ацетилцеллюлозой. Под связующим следует понимать материал, который придает когезивный эффект волокнам, используемым для образования раскрытых резервуаров. Например, связующее может быть материалом, который частично растворяет волокна таким образом, что волокна связываются друг с другом или с другими волокнистыми материалами, включенными в нетканый резервуар. Приведенные в качестве примера связующие, которые могут быть использованы, включают связующие из поливинилацетата (ПВА), крахмал и триацетин. В некоторых вариантах реализации когезивность может быть обеспечена за счет альтернативных средств, например посредством иглопробивания или других механических процессов для переплетения волокон (например, гидроспутывания). Таким образом, подложка может быть образована фактической физической структурой иглопробивной подложки, в которой волокна переплетены таким образом, что не будут образованы до выполнения этапа пробивания иглой. Таким образом, термин "иглопробивной" следует понимать, как обозначающий физическое состояние подложки, а не процесса. Кроме того, термин "гидро-спутывание" следует понимать, как обозначающий физическое состояние подложки, а не процесса. Другими словами, в то время как гидроспутывание представляет собой процесс, с помощью которого подложка может быть модифицирована, подложка, полученная гидроспутыванием, представляет собой материал, который по меньшей мере частично образован переплетением волокон, которые не будут образованы до проведения этапа гидроспутывания.
[0097] В одном или более вариантах реализации подложка, как описано в настоящем документе, может содержать множество слоев. Например, два или более слоев, имеющих один и тот же состав, могут быть объединены. Альтернативно, два или более слоев с различными составами могут быть объединены.
[0098] Комбинация множества слоев может быть выполнена с возможностью обеспечения перемещения жидкости в первом направлении (например, на стороне, обращенной к первому слою подложки) и ограничения перемещения жидкости во втором направлении (например, на стороне, обращенной ко второму слою подложки). Это показано на ФИГ. 7, на которой подложка 700 образована из первого слоя 760 и второго слоя 770. Первый слой 760 подложки образован из волокон, имеющих высокую поглощающую способность и выполненных с возможностью высвобождения поглощенной жидкости за счет капиллярного действия. Второй слой 770 подложки образован из волокон, имеющих низкую поглощающую способность и выполненных с возможностью сопротивления перемещению, уменьшения перемещения или предотвращения перемещения жидкости через них. Как видно из ФИГ. 7, композиция предшественника аэрозоля, поглощенная первым слоем 760 подложки, будет свободно перемещаться от первого слоя подложки (показано жирными стрелками), а прохождение композиции предшественника аэрозоля через второй слой 770 подложки (как показано отсутствием жирных стрелок) по существу предотвращено. Таким образом, дополнительные элементы устройства доставки аэрозоля на стороне подложки 700, содержащей первый слой 760 подложки, могут свободно принимать композицию предшественника аэрозоля, поглощенную первым слоем подложки так, что жидкость может испаряться, и дополнительные элементы устройства доставки аэрозоля на стороне подложки, содержащей второй слой 770 подложки, могут оставаться по существу свободными от контакта с любой композицией предшественника аэрозоля. Как показано на чертеже, первый слой 760 подложки толще чем второй слой 770 подложки; однако два слоя подложки могут быть по существу одной толщины, или второй слой подложки может быть толще первого слоя подложки. Кроме того, в некоторых вариантах реализации может быть полезным включать третий слой 780 подложки между первым слоем 760 подложки и вторым слоем 770 подложки. Третий слой подложки не является обязательным, и он может включать материал, пригодный для связывания первого слоя подложки со вторым слоем подложки. В качестве альтернативы, третий слой подложки может быть механическим разделительным слоем так, что первый слой подложки не находится в прямом контакте в прямом контакте со вторым слоем подложки, и прохождение жидкости между первым и вторым слоями подложки может быть дополнительно уменьшено или предотвращено. Связывание между первым слоем подложки и вторым слоем подложки также может быть обеспечено иглопробиванием, гидроспутыванием или подобными способами в дополнение к использованию третьего слоя подложки или вместо него. Кроме того, для независимого связывания волокон, образующих отдельные слои подложки, и/или для связывания первого слоя подложки со вторым слоем подложки в первый слой подложки и/или второй слой подложки могут быть включены низкоплавкие связующие волокна. Для этой цели может быть использован любой тип низкоплавких связующих волокон.
[0099] Второй слой подложки может быть образован из волокон, являющихся гидрофобными. В некоторых вариантах реализации гидрофобность может быть обеспечена за счет добавки, которая может быть добавлена в волокна до образования волокна (т.е. объединены с образующим волокно материалом) или после образования волокна. Например, волокна могут быть покрыты одним или более гидрофобными покрывающими материалами, которые могут быть добавлены в волокна после образования и/или могут быть добавлены к подложке, изготовленной из волокон. В некоторых вариантах реализации гидрофобные волокна могут быть образованы путем добавления водоотталкивающего материала во время образования волокон. Например, углеводороды с длинной цепью могут быть ковалентно связаны с целлюлозным материалом, используемым для образования волокон до образования волокна. Таким образом, окончательно образованные волокна могут обладать собственной гидрофобностью. Примеры гидрофобных волокон, полезных согласно раскрытию настоящего изобретения, продаются под торговой маркой OLEA компании Kelheim Fibres.
[00100] При необходимости, второй слой подложки может быть по существу неволокнистым. Например, может быть использована полимерная пленка, которая по существу непроницаема для водных жидкостей.
[00101] Приведенный в качестве примера картридж 804 для устройства 804 доставки аэрозоля показан на ФИГ. 8, и следует понимать, что картридж может быть выполнен с возможностью прикрепления к дополнительному корпусу, выполненному с возможностью обеспечения питания и функций управления, такому как управляющий корпус 102, как показано на ФИГ. 1. Картридж 804 содержит кожух 803 (или оболочку) и резервуар 810 образованный из материала подложки, как описано в настоящем документе, расположенный внутри кожуха. Резервуар 810 образован из первого слоя 810а подложки и второго слоя 810b подложки. Первый слой 810а подложки образован из волокон, выполненных с возможностью обеспечения высокой поглощающей способности и свободного высвобождения поглощенной им жидкости в фитильный материал, такой как элемент 840 для переноса жидкости, который имеет намотанный вокруг него нагреватель 840. Второй слой 810b подложки образован из волокон, выполненных с возможностью быть по существу гидрофобными и, таким образом, имеет очень низкий перенос жидкости в первый слой 810а подложки и не имеет переноса. Кольцевой зазор 881 выполнен между резервуаром 810 и кожухом 803, хотя следует понимать, что резервуар может находиться в прямом контакте с внутренней поверхностью кожуха. Таким образом, двухслойная подложка является предпочтительной в том, что жидкость предшественника аэрозоля, хранящаяся в первом слое 810а подложки, свободно переносится с помощью капиллярного действия к нагревателю 840 посредством элемента 830 для переноса жидкости; однако по существу предотвращается прохождение жидкости предшественника аэрозоля в кольцевой зазор 881, после чего жидкость может перемещаться через картридж и потенциально вытекать из кожуха 803 картриджа и/или попасть в управляющий корпус, где она может потенциально вывести из строя батарею и/или контроллер.
2
2
2
2
2
2
[00102] В некоторых вариантах реализации подложка согласно раскрытию настоящего изобретения может быть образована относительно ее плотности. Предпочтительно, подложка, как описано в настоящем документе, может обладать способностью к наполнению, которая больше чем способность к наполнению других волокнистых материалов, имеющих такую же плотность. Например, подложка согласно раскрытию настоящего изобретения может иметь плотность от примерно 100 грамм на квадратный метр (г/м) до примерно 250 г/м, от примерно 110 г/м до примерно 230 г/м или от примерно 120 г/м до примерно 220 г/м.
[00103] Процентная способность к наполнению может быть рассчитана на основе первоначальной сухой массы образца подложки и массы образца подложки при насыщении испытательной жидкостью. Таким образом, процентная способность к наполнению может быть рассчитана в соответствии со следующей формулой.
[00104] В некоторых вариантах реализации подложка согласно раскрытию настоящего изобретения может иметь способность к наполнению примерно 1500% или больше, примерно 2000% или больше или примерно 2500% или больше как рассчитано в соответствии с вышеприведенной формулой. В частности, подложка, как описано в настоящем документе, может иметь способность к наполнению от примерно 1500% до примерно 5000%, от примерно 1700% до примерно 4700%, от примерно 2500% до примерно 4000%, как рассчитано в соответствии с вышеприведенной формулой.
ПРИМЕР 1 - Поглощающая способность
[00105] Для оценки поглощающей способности подложки было изготовлено множество подложек в качестве подложки с одним слоем или подложки с множеством слоев, для образования образцов было использовано три различных типа волокон: полые сегментированные волокна BRAMANTE (3,3 дтекс × 40 мм), имеющие по существу круглое или овальное поперечное сечение (здесь и далее обозначено "В"); волокна GALAXY с тремя лепестками (3,3 дтекс × 30 мм) с бороздками (здесь и далее обозначено "G"); и гидрофобные волокна OLEA (1,7 дтекс × 30 мм), имеющие углеводород с длинной цепью, ковалентно сшитый с образующим волокно материалом (здесь и далее обозначено "О"). Все три типа волокон образованы из регенерированной целлюлозы. Подложки с одним слоем были образованы из штапельных волокон трех типов волокон, каждая подложка образована только из одного типа волокна - т.е. 100% по массе В волокон, 100% по массе G волокон или 100% по массе О волокон. Контрольный и сравнительный образцы были изготовлены с использованием плоской ацетилцеллюлозы. Все подложки были образованы с использованием процесса сухой укладки. Для всех образцов с одним слоем, для каждого образца было взвешено80 грамм волокна. Волокно было пропущено через кардочесальное устройство три раза для обеспечения приемлемого раскрытия и однородности готового полотна. Для образцов с двумя слоями для изготовления полотна для каждого слоя было использовано 40 грамм волокна. Волокно снова было пропущено через кардочесальное устройство три раза для обеспечения равномерности и дисперсии. Слои затем были уложены друг на друга для пробивания иглой или уложены слоями с адгезивным полотном для связывания клеем. Для образцов с тремя слоями, было взвешено 26,5 грамм каждого волокна и были выполнены те же процедуры, что и для образцов с одним или двумя слоями. Иглопробивание было выполнено на лабораторной игольной машине Felt Loom. Каждый образец был пропущен через игольную машину четыре раза (дважды с каждой стороны). Скорость ткацкого станка и удары на дюйм (ppi) были установлены на 50%. Используемые иглы имели шесть зубцов на иглу. "Проклеенные" образцы были сцеплены легким полиэтиленовым адгезивным волокном (например, термоплавким адгезивом полотна Bostik РО104). Образцы были уложены слоями с адгезивным волокном и помещены в горячий пресс на 30 секунд при 240°F (115,5°С). Образцы подложек были протестированы в противопоставление подложке из плоской ацетилцеллюлозы, которая была пробита иглой, и подложке из органического хлопка. Было оценено пятнадцать образцов изобретения подложек согласно раскрытию настоящего изобретения, и состав каждой подложки показан ниже в таблице 1 вместе с составом контрольного и сравнительного образцов.
[00106] Состав с е-жидкостью был нанесен на каждый из тестовых образцов. Состав с е-жидкостью был образован из глицерина, пропиленгликоля, воды и ароматизатора. Е-жидкость была медленно добавлена к тестовому образцу, пока не была достигнута точка насыщения, и образец не мог удерживать больше жидкости. Масса жидкости, добавленная к образцу, была использована для расчета процентной способности к наполнению, и полученная в результате процентная способность к наполнению для каждого образца показана на ФИГ. 9. Как показано на ней, все образцы подложек изобретения обладали более высокой процентной способностью к наполнению чем контрольная ацетилцеллюлоза (CON1), иглопробивная ацетилцеллюлоза (СОМР1) и органический хлопок (СОМР2).
[00107] Относительное увеличение способности к наполнению также было рассчитано в сравнении с ацетилцеллюлозным контрольным образцом. Результаты показан на ФИГ. 10. Как показано на ней, образцы подложек изобретения обладали относительным увеличением способности к наполнению не меньше чем 2.15 раза по сравнению с контрольной ацетилцеллюлозой. Относительная способность к наполнению в зависимости от контрольной ацетилцеллюлозы (АЦ) была рассчитана в соответствии со следующей формулой.
ПРИМЕР 2 - Образование аэрозоля
3
[00108] Способность подложки высвобождать композицию предшественника аэрозоля для образования аэрозоля была оценена с использованием каждого из образцов из примера 1 в тестовом устройстве. Испытание было проведено с использованием картриджа с конструкцией подобной картриджу 104, показанному на ФИГ. 1. Каждый тестовый образец был выполнен с равномерными размерами и был использован в качестве резервуара 144, показанного на ФИГ. 1. Моделирование затяжки проводилось с использованием имеющегося в продаже устройства для моделирования затяжки, т.е. машины для курения сигареты. Моделирование затяжки проводилось с трехсекундной затяжкой (объем 55 см) с интервалами в 30 секунд между затяжками. Средняя точка группы затяжек была использована в качестве среднего. Измерение массы было выполнено на затяжке 0, и затем 20 отдельных затяжек были выполнены для материала подложки соответствующего резервуара, причем затяжки были выполнены на фильтровальной подушке Cambridge, в общем используемой для сбора общего объема твердых частиц (ТРМ) в сигаретном дыме. Общая полученная масса была разделена на 20, чтобы получить массу на затяжку. Для графика была использована средняя масса на затяжку в средней точке группы затяжек (то есть масса на затяжке 10)..
[00109] Результаты испытания показаны на ФИГ. 11 и 12, причем выработка аэрозоля показана для каждого образца на основе ТРМ на затяжку на тестовом устройстве, включающем соответствующую подложку. Чтобы подтвердить, способствовали ли многослойные подложки насыщению жидкости на одной поверхности подложки по сравнению с другой, образцы многослойной подложки были ориентированы в обоих направлениях для испытаний. В легендах, показанных на ФИГ. 11 и 12, обозначение волокна, за которым следует слово «в», указывает, какой слой подложки был направлен внутрь к по направлению к фитилю и нагревателю. Номер для каждой подложки в легенде снова относится к плотности подложки. Для многослойных подложек присутствие слова "клей" в легенде указывает, что слои были склеены вместе. Во всех других образцах, было использовано иглопробивание.
[00110] Множество модификаций и других вариантов реализации изобретения станут очевидными для специалиста в уровне техники, к которому относится настоящее раскрытие, что имеет преимущество в отношении учений, представленных в вышеприведенных описаниях и связанных чертежах. Таким образом, следует понимать, что изобретение не должно ограничиваться конкретными вариантами реализации, раскрытыми в настоящем документе, и то, что модификации и другие варианты реализации должны быть включены в объем притязаний прилагаемой формулы изобретения. Несмотря на то, что в настоящем документе используются конкретные термины, они используются только в родовом и описательном смысле, а не в целях ограничения.