ИЗДЕЛИЕ, ГЕНЕРИРУЮЩЕЕ АЭРОЗОЛЬ, ИМЕЮЩЕЕ СТЕРЖЕНЬ С НЕСКОЛЬКИМИ ПРОДОЛЬНЫМИ ПРОДОЛГОВАТЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ ИЗ ТАБАЧНОГО МАТЕРИАЛА
AEROSOL GENERATING PRODUCT WITH ROD WITH SEVERAL LONGITUDINAL ELONGATED ELEMENTS OF TOBACCO MATERIAL

Настоящее изобретение относится к изделию, генерирующему аэрозоль, содержащему субстрат, генерирующий аэрозоль.
Из уровня техники известны изделия, генерирующие аэрозоль, в которых субстрат, генерирующий аэрозоль, такой как табачный субстрат, нагревается, а не сжигается. Как правило, в таких нагреваемых курительных изделиях аэрозоль генерируется путем передачи тепла от источника тепла к физически отдельному субстрату, генерирующему аэрозоль или материалу, который может находиться в контакте, внутри, вокруг или по ходу потока от источника тепла. Во время использования изделия, генерирующего аэрозоль, летучие соединения высвобождаются из субстрата, генерирующего аэрозоль, посредством передачи тепла от источника тепла и захватываются в воздух, втягиваемый через изделие, генерирующее аэрозоль. Когда высвобождаемые соединения охлаждаются, они конденсируются с образованием аэрозоля.
Ряд документов предшествующего уровня техники раскрывает устройства, генерирующие аэрозоль, для потребления изделий, генерирующих аэрозоль. Такие устройства включают, например, электрически нагреваемые устройства, генерирующие аэрозоль, в которых аэрозоль генерируется путем передачи тепла от одного или более электрических элементов-нагревателей устройства, генерирующего аэрозоль, к субстрату, генерирующему аэрозоль, нагреваемого изделия, генерирующего аэрозоль.
В прошлом субстраты для нагреваемых изделий, генерирующих аэрозоль, обычно изготавливали с использованием случайно ориентированных резаных кусочков, жгутов или полосок табачного материала. Формирование стержней для нагреваемых курительных изделий или изделий, генерирующих аэрозоль, из резаных кусочков табачного материала имеет ряд недостатков. Например, в процессе резки табачного материала нежелательно создается табачная мелочь и другие отходы. Стержни, содержащие резаные кусочки табачного материала, могут иметь «осыпающиеся концы», то есть резанные кусочки табачного материала могут осыпаться с концов стержней. Стержни, содержащие резаные кусочки табачного материала, могут демонстрировать высокие стандартные отклонения по весу, частично из-за склонности стержней к осыпанию концов. Также стержни, содержащие резаные кусочки табачного материала, имеют склонность проявлять неоднородные плотности, то есть плотность по длине стержня имеет склонность быть нестабильной из-за различий в количестве табачного материала в разных местах вдоль стержня. Кроме того, осыпающиеся концы могут привести к таким недостаткам, как необходимость более частой очистки устройства, генерирующего аэрозоль, для использования с изделием, генерирующим аэрозоль, и производственного оборудования.
В качестве примера, в международной заявке на патент WO-A-2012/164009 раскрыты стержни для нагреваемых изделий, генерирующих аэрозоль, выполненные из собранных листов табачного материала. Стержни, раскрытые в заявке WO-A-2012/164009, имеют продольную пористость, которая позволяет воздуху проходить через стержни. По сути, складки в собранных листах табачного материала определяют продольные каналы через стержень. Использование стержней, выполненных из собранных листов гомогенизированного табачного материала, решает некоторые проблемы, связанные с формированием субстрата, генерирующего аэрозоль, из резанного табака. Однако такие листы обычно имеют относительно низкую прочность на разрыв, и поэтому собирание листов для формирования стержней может иметь недостатки.
В международной заявке на патент WO-A-2011/101164 раскрыты альтернативные стержни для нагреваемых изделий, генерирующих аэрозоль, выполненные из жгутов гомогенизированного табачного материала, которые могут быть сформированы путем отливки, прокатки, каландрирования или экструзии смеси, содержащей сыпучий табак и по меньшей мере одно вещество для образования аэрозоля, с образованием листа гомогенизированного табачного материала. В альтернативных вариантах осуществления стержни согласно заявке WO-A-2011/101164 могут быть выполнены из жгутов гомогенизированного табачного материала, полученных экструзией смеси, содержащей сыпучий табак и по меньшей мере одно вещество для образования аэрозоля, с образованием гомогенизированного табачного материала непрерывных длин.
Однако достижение последовательного и точного управления количеством табачного субстрата в стержнях описанного выше типа может быть затруднено, особенно при работе на высокой скорости. Кроме того, в зависимости от формы и расположения листов или жгутов гомогенизированного табака может быть особенно трудно управлять пористостью и сопротивлением затяжке (RTD) изделия, генерирующего аэрозоль. Кроме того, хотя они решают некоторые проблемы, связанные с формированием субстрата, генерирующего аэрозоль, из резаного табака, стержни, выполненные из собранных листов гомогенизированного табачного материала, могут иметь недостатки, поскольку такие листы обычно имеют относительно низкую прочность на разрыв.
Таким образом, было бы желательно создать изделие, генерирующее аэрозоль, которое обеспечивает точное управление RTD. В то же время было бы желательно предоставить субстрат для одного такого изделия, генерирующего аэрозоль, который облегчает введение нагревателя в субстрат во время использования. В равной степени было бы желательно предоставить один такой субстрат или стержень, который может быть эффективно и с высокой скоростью изготовлен, а также предоставить способ изготовления такого стержня.
Согласно аспекту настоящего изобретения предоставляется изделие, генерирующее аэрозоль, для получения вдыхаемого аэрозоля при нагревании, при этом изделие, генерирующее аэрозоль, содержит стержень субстрата, генерирующего аэрозоль. Стержень субстрата, генерирующего аэрозоль, содержит несколько продолговатых трубчатых элементов из гомогенизированного табачного материала, собранных таким образом, что продолговатые трубчатые элементы проходят в продольном направлении. Кроме того, стержень субстрата, генерирующего аэрозоль, содержит обертку, окружающую несколько продолговатых трубчатых элементов. Несколько продолговатых трубчатых элементов из гомогенизированного табачного материала выровнены по существу параллельно друг другу внутри стержня субстрата, генерирующего аэрозоль.
Согласно другому аспекту настоящего изобретения предоставляется стержень для использования в качестве субстрата, генерирующего аэрозоль, в изделии, генерирующем аэрозоль, при этом стержень содержит несколько продолговатых трубчатых элементов из гомогенизированного табачного материала, собранных таким образом, что продолговатые трубчатые элементы проходят в продольном направлении. Кроме того, стержень субстрата, генерирующего аэрозоль, содержит обертку, окружающую несколько продолговатых трубчатых элементов. Несколько продолговатых трубчатых элементов из гомогенизированного табачного материала выровнены по существу параллельно друг другу внутри стержня субстрата, генерирующего аэрозоль.
Должно быть понятно, что любые признаки, описанные со ссылкой на один аспект настоящего изобретения, в равной степени применимы к любому другому аспекту изобретения.
Термин «изделие, генерирующее аэрозоль» используется в данном документе для обозначения как изделий, в которых субстрат, генерирующий аэрозоль, нагревается, так и изделий, в которых субстрат, генерирующий аэрозоль, сжигается, таких как обычные сигареты. В контексте данного документа термин «субстрат, генерирующий аэрозоль» обозначает субстрат, способный высвобождать летучие соединения при нагревании для генерирования аэрозоля.
В нагреваемых изделиях, генерирующих аэрозоль, аэрозоль генерируется путем нагревания без сгорания субстрата, генерирующего аромат, такого как табак. Известные нагреваемые изделия, генерирующие аэрозоль, включают, например, электрически нагреваемые изделия, генерирующие аэрозоль, и изделия, генерирующие аэрозоль, в которых аэрозоль генерируется путем передачи тепла от горючего топливного элемента или источника тепла к физически отдельному материалу, образующему аэрозоль. Например, изделия, генерирующие аэрозоль, согласно настоящему изобретению находят конкретное применение в системах, генерирующих аэрозоль, содержащих электрически нагреваемое устройство, генерирующее аэрозоль, имеющее внутреннее лезвие нагревателя, которое приспособлено для вставки в стержень субстрата, генерирующего аэрозоль. Изделия, генерирующие аэрозоль, такого типа описаны в предшествующем уровне техники, например, в европейской заявке на патент ЕР 0822670. В контексте данного документа термин «устройство, генерирующее аэрозоль» относится к устройству, содержащему элемент-нагреватель, который взаимодействует с субстратом, генерирующим аэрозоль, изделия, генерирующего аэрозоль, для генерирования аэрозоля. В качестве альтернативы, изделие, генерирующее аэрозоль, согласно настоящему изобретению во время использования может содержать горючий углеродный источник тепла для нагревания субстрата, генерирующего аэрозоль. Этот тип изделий, генерирующих аэрозоль, описан в предшествующем уровне техники, например, в международной заявке на патент WO 2009/022232. Также известны изделия, генерирующие аэрозоль, в которых аэрозоль, содержащий никотин, образуется из табачного материала, табачного экстракта или другого источника никотина, без сжигания, а в некоторых случаях без нагревания, например, посредством химической реакции. Во время курения летучие соединения высвобождаются из субстрата, образующего аэрозоль, за счет передачи тепла от топливного элемента и захватываются воздухом, втягиваемым через изделие, генерирующее аэрозоль. Когда высвобождаемые соединения охлаждаются, они конденсируются с образованием аэрозоля.
В контексте данного документа термин «трубчатый элемент» обозначает полый продолговатый элемент, определяющий просвет или канал для потока воздуха вдоль его продольной оси. В контексте настоящего описания термин «трубчатый» предназначен для охвата любого по существу трубчатого элемента, такого как продолговатый элемент, имеющий С-образное поперечное сечение, как было бы в случае, если бы по всей длине трубчатого элемента проходила прорезь.
В некоторых вариантах осуществления трубчатый элемент может быть сформирован путем наматывания полоски гомогенизированного табачного материала вокруг его продольной оси. Как правило, для формирования трубчатого элемента полоска гомогенизированного табачного материала наматывается вокруг продольной оси по меньшей мере на 360 градусов. В некоторых вариантах осуществления полоска гомогенизированного табачного материала наматывается вокруг продольной оси по меньшей мере 1,5 раза, то есть по меньшей мере на 540 градусов. Для формирования «по существу трубчатого элемента» полоска гомогенизированного табачного материала наматывается вокруг продольной оси приблизительно на 360 градусов, например, по меньшей мере приблизительно на 300 градусов, предпочтительно по меньшей мере приблизительно на 330 градусов, еще более предпочтительно по меньшей мере приблизительно на 345 градусов.
В контексте данного документа термин «продольный» относится к направлению, соответствующему главной продольной оси изделия, генерирующего аэрозоль, которая проходит между концами изделия, генерирующего аэрозоль, по потоку и против потока. Во время использования воздух проходит через изделие, генерирующее аэрозоль, в продольном направлении. Термин «поперечный» относится к направлению, которое перпендикулярно продольной оси. Любая ссылка на «сечение» изделия, генерирующего аэрозоль, или компонент изделия, генерирующего аэрозоль, относится к поперечному сечению, если не указано иное.
Термин «длина» обозначает размер компонента изделия, генерирующего аэрозоль, в продольном направлении. Например, ее можно использовать для обозначения размера стержня или продолговатых трубчатых элементов в продольном направлении.
Термин «толщина трубчатого элемента» используется в настоящем описании для обозначения минимального расстояния, измеренного между наружной поверхностью и внутренней поверхностью трубчатого элемента. На практике расстояние в данном месте измеряется вдоль направления, по существу перпендикулярного наружной поверхности и внутренней поверхности трубчатого элемента. Для трубчатого элемента, имеющего по существу круглое поперечное сечение, расстояние измеряется по существу в радиальном направлении трубчатого элемента. В тех вариантах осуществления, где трубчатый элемент образован намоткой полоски гомогенизированного табачного материала вокруг продольной оси менее чем на 720 градусов (что соответствует двойной намотке материала), толщина трубчатого элемента по существу соответствует толщине материала полотна, из которого вырезана полоска, и поэтому его можно измерить как минимальное расстояние, измеренное между двумя противоположными поверхностями материала полотна.
Термин «эквивалентный диаметр трубчатого элемента» используется в данном документе для обозначения диаметра круга, который имеет такую же площадь поверхности, что и внутреннее поперечное сечение трубчатого элемента. Как правило, внутреннее поперечное сечение трубчатого элемента может иметь любую форму, хотя предпочтительной является круглая или квазикруглая форма, такая как овальная или эллиптическая форма. Для трубчатого элемента, имеющего круглое внутреннее поперечное сечение, эквивалентным диаметром является диаметр поперечного сечения трубчатого элемента.
В контексте данного документа термин «гомогенизированный табачный материал» охватывает любой табачный материал, образованный агломерацией частиц табачного материала. Листы или полотна гомогенизированного табачного материала формируют путем агломерации сыпучего табачного материала, полученного путем измельчения или, в других случаях, превращения в порошок одного или обоих из следующего: пластинки листового табака и стеблей листового табака. Кроме того, гомогенизированный табачный материал может содержать одно или более из следующего: табачную пыль, табачную мелочь и другие побочные продукты сыпучего табака, образующиеся во время переработки, обработки и транспортировки табака, а также связующее, вещество для образования аэрозоля, ароматизаторы, другие нетабачные материалы, как и другие растительные материалы, в том числе волокна и другие. Листы гомогенизированного табачного материала могут быть изготовлены путем литья, экструзии, изготовления бумаги или другими любыми подходящими способами, известными в данной области техники.
Термин «пористый» используется в данном документе для обозначения материала, который обеспечивает несколько пор или отверстий, которые обеспечивают прохождение воздуха через материал.
В контексте данного документа термины «против потока» и «по ходу потока» описывают относительные положения элементов или частей элементов, изделия, генерирующего аэрозоль, по отношению к направлению, в котором аэрозоль транспортируется через изделие, генерирующее аэрозоль, во время использования.
Как кратко описано выше, изделие, генерирующее аэрозоль, согласно настоящему изобретению содержит стержень субстрата, генерирующего аэрозоль. Стержень субстрата, генерирующего аэрозоль, содержит несколько продолговатых трубчатых элементов из гомогенизированного табачного материала, собранных таким образом, что продолговатые трубчатые элементы проходят в продольном направлении и выровнены по существу параллельно друг другу в стержне субстрата, генерирующего аэрозоль. Эти продолговатые трубчатые элементы окружены оберткой.
Регулируя количество, эквивалентный диаметр и толщину продолговатых трубчатых элементов в стержне, можно преимущественно регулировать плотность и пористость стержня. В общем, субстраты, генерирующие аэрозоль, содержащие несколько продолговатых трубчатых элементов из гомогенизированного табака согласно настоящему изобретению, преимущественно имеют более однородную плотность, чем субстраты, генерирующие аэрозоль, содержащие резаные кусочки табачного материала. Геометрическая конфигурация продолговатых трубчатых элементов такова, что предусматривает особенно устойчивые каналы для потока воздуха вдоль стержня. Это преимущественно обеспечивает постоянную точную регулировку RTD такую, что субстраты, генерирующие аэрозоль, обладающие заданным RTD, могут изготавливаться многократно и с большой точностью.
Вес субстрата, генерирующего аэрозоль, содержащего продолговатые трубчатые элементы из гомогенизированного табака, определяется количеством, размером, плотностью и расстоянием между трубчатыми элементами. Таким образом, вес субстратов, генерирующих аэрозоль, согласно настоящему изобретению может преимущественно регулироваться путем управления плотностью, размерами, нагрузки вещества, образующего аэрозоль, там, где она имеется, и расстояния между трубчатыми элементами. Это уменьшает несоответствия в весе между субстратами, генерирующими аэрозоль, одинаковых размеров.
Изменения толщины продолговатых трубчатых элементов в стержне также могут быть преимущественно использованы для регулировки содержания гомогенизированного табака в стержне. Например, в трубчатом элементе, выполненном из свернутой полоски гомогенизированного табачного полотна, регулировка толщины трубчатого элемента может быть достигнута путем изменения количества витков полоски вокруг продольной оси или путем изменения толщины самого гомогенизированного табачного полотна. Это придает изделиям, генерирующим аэрозоль, повышенную гибкость конструкции по сравнению с изделиями, генерирующими аэрозоль, содержащими резаные кусочки табачного материала.
Размер, геометрическая конфигурация и расположение продолговатых трубчатых элементов в стержне могут быть легко приспособлены для облегчения введения элемента-нагревателя в стержни изделий, генерирующих аэрозоль, согласно настоящему изобретению. Поскольку трубчатые элементы лежат по существу прямо внутри стержня и проходят в продольном направлении, вставка продольно проходящего нагревательного элемента, такого как лезвие нагревателя, значительно облегчается. Регулярное расположение продолговатых трубчатых элементов в стержне также может способствовать оптимизации передачи тепла от элемента-нагревателя через стержень.
Вставка элемента-нагревателя устройства, генерирующего аэрозоль, в субстрат, генерирующий аэрозоль, содержащий резаные кусочки табачного материала, и извлечение элемента-нагревателя устройства, генерирующего аэрозоль, из субстрата, генерирующего аэрозоль, содержащего резаные кусочки табачного материала, может привести к отделению резаных кусочков табачного материала от субстрата, генерирующего аэрозоль. Это может создать проблему, состоящую в необходимости более частой очистки элемента-нагревателя и других частей устройства, генерирующего аэрозоль, с целью удаления отделенных резаных кусочков. Напротив, вставка и извлечение элемента-нагревателя устройства, генерирующего аэрозоль, в субстрат, генерирующий аэрозоль, содержащий несколько продолговатых трубчатых элементов из гомогенизированного табачного материала, преимущественно имеет значительно меньшую склонность к отделению материала.
Стержни согласно настоящему изобретению могут быть изготовлены в непрерывном процессе, который может быть эффективно выполнен с высокой скоростью, и их можно удобно включать в существующие производственные линии для изготовления нагреваемых изделий, генерирующих аэрозоль.
Стержень субстрата, генерирующего аэрозоль, предпочтительно имеет внешний диаметр, который приблизительно равен внешнему диаметру изделия, генерирующего аэрозоль.
Предпочтительно стержень субстрата, генерирующего аэрозоль, имеет внешний диаметр по меньшей мере 5 миллиметров. Стержень субстрата, генерирующего аэрозоль, может иметь внешний диаметр от приблизительно 5 миллиметров до приблизительно 12 миллиметров, например, от приблизительно 5 миллиметров до приблизительно 10 миллиметров или от приблизительно 6 миллиметров до приблизительно 8 миллиметров. В предпочтительном варианте осуществления стержень субстрата, генерирующего аэрозоль, имеет внешний диаметр 7,2 миллиметров с точностью до 10 процентов.
Стержень субстрата, генерирующего аэрозоль, может иметь длину от приблизительно 5 миллиметров до приблизительно 100 мм. Предпочтительно стержень субстрата, генерирующего аэрозоль, имеет длину по меньшей мере приблизительно 5 миллиметров, более предпочтительно по меньшей мере приблизительно 7 миллиметров. В дополнение или в качестве альтернативы, стержень субстрата, генерирующего аэрозоль, предпочтительно имеет длину менее приблизительно 25 миллиметров, более предпочтительно менее приблизительно 20 миллиметров. В одном варианте осуществления стержень субстрата, генерирующего аэрозоль, может иметь длину приблизительно 10 миллиметров. В предпочтительном варианте осуществления стержень субстрата, генерирующего аэрозоль, имеет длину приблизительно 12 миллиметров.
Предпочтительно стержень субстрата, генерирующего аэрозоль, имеет по существу равномерное поперечное сечение по длине стержня. Особенно предпочтительно стержень субстрата, генерирующего аэрозоль, имеет по существу круглое поперечное сечение.
Изделия, генерирующие аэрозоль, согласно настоящему изобретению содержат субстрат, генерирующий аэрозоль, который может быть выполнен в виде стержня, содержащего продолговатые трубчатые элементы из гомогенизированного табачного материала, окруженные оберткой. Продолговатые трубчатые элементы собраны таким образом, что продолговатые трубчатые элементы проходят в продольном направлении.
В контексте данного документа термин «стержень» используется для обозначения в целом цилиндрического элемента, по существу, круглого, овального или эллиптического поперечного сечения.
Несколько продолговатых трубчатых элементов стержня изделий, генерирующих аэрозоль, согласно изобретению выполнены из гомогенного табачного материала, который предпочтительно содержит сыпучий табачный материал, полученный путем измельчения или, в другом случае, превращения в порошок пластинки табачного листа. Несколько продолговатых трубчатых элементов могут иметь по существу одинаковый состав. В качестве альтернативы, несколько продолговатых трубчатых элементов могут включать трубчатые элементы по меньшей мере двух разных составов.
Предпочтительно по меньшей мере один продолговатый трубчатый элемент в стержне содержит свернутую полоску, нарезанную из листа или полотна гомогенизированного табачного материала.
Листы или полотна гомогенизированного табачного материала для использования в изобретении могут иметь содержание табака по меньшей мере приблизительно 40 процентов по весу в пересчете на сухой вес, более предпочтительно по меньшей мере приблизительно 60 процентов по весу в пересчете на сухой вес, более предпочтительно или по меньшей мере приблизительно 70 процентов по весу в пересчете на сухой вес и наиболее предпочтительно по меньшей мере приблизительно 90 процентов по весу в пересчете на сухой вес.
Листы или полотна гомогенизированного табачного материала для использования в субстрате, генерирующем аэрозоль, могут содержать одно или более внутренних связующих, то есть эндогенных связующих табака, одно или более внешних связующих, то есть экзогенных связующих табака, или их комбинацию, чтобы помочь агломерировать сыпучий табак. В качестве альтернативы или в дополнение к этому, листы гомогенизированного табачного материала для использования в субстрате, генерирующем аэрозоль, могут содержать другие добавки, включая, помимо прочего, табачные и нетабачные волокна, вещества для образования аэрозоля, увлажнители, пластификаторы, ароматизаторы, наполнители, водные растворы и неводные растворители и их комбинации.
Подходящие внешние связующие для включения в листы или полотна гомогенизированного табачного материала для использования в субстрате, генерирующем аэрозоль, известны в данной области техники и включают, помимо прочего: камеди, такие как, например, гуаровая камедь, ксантановая камедь, аравийская камедь и камедь рожкового дерева; целлюлозные связующие, такие как, например, гидроксипропилцеллюлоза, карбоксиметилцеллюлоза, гидроксиэтилцеллюлоза, метилцеллюлоза и этилцеллюлоза; полисахариды, такие как, например, крахмалы, органические кислоты, такие как альгиновая кислота, соли сопряженных оснований органических кислот, такие как альгинат натрия, агар и пектины; и их комбинации.
Подходящие нетабачные волокна для включения в листы или полотна гомогенизированного табачного материала для использования в субстрате, генерирующем аэрозоль, известны в данной области техники и включают, помимо прочего: целлюлозные волокна; волокна древесины мягких пород; волокна древесины твердых пород; джутовые волокна и их комбинации. Перед включением в листы гомогенизированного табачного материала для использования в субстрате, генерирующем аэрозоль, нетабачные волокна могут быть обработаны подходящими способами, известными в данной области техники, включая, помимо прочего: механическое превращение в волокнистую массу; рафинирование; химическое превращение в волокнистую массу; отбеливание; сульфатное превращение в волокнистую массу; и их комбинации.
Предпочтительно листы или полотна гомогенизированного табачного материала содержат вещество для образования аэрозоля. В контексте данного документа термин «вещество для образования аэрозоля» описывает любое подходящее известное соединение или смесь соединений, которое при использовании облегчает образование аэрозоля и которое по существу устойчиво к термической деструкции при рабочей температуре изделия, генерирующего аэрозоль.
Подходящие вещества для образования аэрозоля известны в данной области и включают, помимо прочего: многоатомные спирты, такие как пропиленгликоль, триэтиленгликоль, 1,3-бутандиол и глицерин; сложные эфиры многоатомных спиртов, такие как моно-, ди- или триацетат глицерина; и алифатические сложные эфиры моно-, ди- или поликарбоновых кислот, такие как диметилдодекандиоат и диметилтетрадекандиоат.
Предпочтительные вещества для образования аэрозоля представляют собой многоатомные спирты или их смеси, такие как пропиленгликоль, триэтиленгликоль, 1,3-бутандиол, и наиболее предпочтительный - глицерин.
Листы или полотна гомогенизированного табачного материала могут содержать одно вещество для образования аэрозоля. В качестве альтернативы, листы или полотна гомогенизированного табачного материала могут содержать комбинацию двух или более веществ для образования аэрозоля.
Предпочтительно листы или полотна гомогенизированного табачного материала имеют содержание вещества для образования аэрозоля более 5 процентов в пересчете на сухой вес. Листы гомогенизированного табачного материала могут иметь содержание вещества для образования аэрозоля от приблизительно 5 до приблизительно 30 процентов в пересчете на сухой вес. В предпочтительном варианте осуществления листы гомогенизированного табачного материала имеют содержание вещества для образования аэрозоля приблизительно 20 процентов в пересчете на сухой вес.
Листы или полотна гомогенизированного табака для использования в изделии, генерирующем аэрозоль, согласно настоящему изобретению могут быть изготовлены способами, известными в данной области техники, например способами, раскрытыми в международной заявке на патент WO-A-2012/164009 A2. В предпочтительном варианте осуществления листы гомогенизированного табачного материала для использования в изделии, генерирующем аэрозоль, формируют из суспензии, содержащей сыпучий табак, гуаровую камедь, целлюлозные волокна и глицерин, посредством процесса литья.
В качестве альтернативы, продолговатые трубчатые элементы из гомогенизированного табачного материала для использования в субстрате, генерирующем аэрозоль, согласно настоящему изобретению могут быть сформированы посредством экструзии. В качестве примера, суспензия, содержащая сыпучий табачный материал, полученный путем измельчения или, в другом случае, превращения в порошок пластинки табачного листа, может продавливаться через головку требуемого поперечного сечения. В качестве дополнительной альтернативы, для изготовления трубчатых элементов из гомогенизированного табачного материала также может быть использован процесс трехмерной печати.
Продолговатый трубчатый элемент может иметь эквивалентный диаметр от приблизительно 0,1 миллиметра до приблизительно 3 миллиметров. Предпочтительно продолговатый трубчатый элемент имеет эквивалентный диаметр по меньшей мере приблизительно 0,3 миллиметра. Более предпочтительно продолговатый трубчатый элемент имеет эквивалентный диаметр по меньшей мере приблизительно 0,5 миллиметра.
В дополнение или в качестве альтернативы, продолговатый трубчатый элемент предпочтительно имеет эквивалентный диаметр менее приблизительно 2 миллиметров. Более предпочтительно продолговатый трубчатый элемент имеет эквивалентный диаметр менее приблизительно 1 миллиметра.
В некоторых вариантах осуществления продолговатый трубчатый элемент предпочтительно имеет эквивалентный диаметр от приблизительно 0,3 миллиметра до приблизительно 2,7 миллиметра. В других вариантах осуществления продолговатый трубчатый элемент предпочтительно имеет эквивалентный диаметр от приблизительно 0,5 миллиметра до приблизительно 1,1 миллиметра.
Когда трубчатый элемент сформирован посредством скручивания полоски гомогенизированного табачного материала, полоска может иметь ширину по меньшей мере приблизительно 1 миллиметра. Предпочтительно полоска гомогенизированного табачного материала имеет ширину по меньшей мере приблизительно 2 миллиметра. Более предпочтительно полоска гомогенизированного материала имеет ширину по меньшей мере приблизительно 3 миллиметра.
В некоторых вариантах осуществления полоска гомогенизированного табачного материала предпочтительно имеет ширину от приблизительно 1 миллиметра до приблизительно 8,2 миллиметра. В других вариантах осуществления полоска гомогенизированного табачного материала предпочтительно имеет ширину от приблизительно 2,4 миллиметра до приблизительно 3,5 миллиметра.
Предпочтительно полоска гомогенизированного табачного материала нарезается из листа или полотна, имеющих толщину по меньшей мере приблизительно 40 микрон, более предпочтительно по меньшей мере приблизительно 60 микрон, более предпочтительно по меньшей мере приблизительно 80 микрон и наиболее предпочтительно по меньшей мере приблизительно 100 микрон. В качестве альтернативы или в дополнение, полоска гомогенизированного табачного материала предпочтительно нарезается из листа или полотна, имеющих толщину не более приблизительно 5000 микрон, более предпочтительно не более приблизительно 2000 микрон, более предпочтительно не более приблизительно 1000 микрон и наиболее предпочтительно не более приблизительно 500 микрон. Например, толщина листа или полотна может составлять от приблизительно 40 микрон до приблизительно 5000 микрон, более предпочтительно от приблизительно 60 микрон до приблизительно 2000 микрон, более предпочтительно от приблизительно 80 микрон до приблизительно 1000 микрон и наиболее предпочтительно от приблизительно 100 микрон до приблизительно 500 микрон.
Толщина удлиненного трубчатого элемента предпочтительно составляет по меньшей мере приблизительно 40 микрон, более предпочтительно по меньшей мере приблизительно 80 микрон, более предпочтительно по меньшей мере приблизительно 120 микрон и наиболее предпочтительно по меньшей мере приблизительно 160 микрон. В дополнение или в качестве альтернативы, толщина удлиненного трубчатого элемента предпочтительно составляет менее приблизительно 5000 микрон, более предпочтительно менее приблизительно 3000 микрон и наиболее предпочтительно менее приблизительно 1000 микрон.
В предпочтительных вариантах осуществления трубчатые элементы выполнены из пористого табачного материала таким образом, что поток воздуха через стенку трубчатого элемента, то есть поток воздуха вдоль по существу радиального направления в стержне, не затруднен. Там, где трубчатый элемент сформирован путем скручивания полоски гомогенизированного табачного материала, сама полоска может быть выполнена из пористого табачного материала.
В контексте данного документа со ссылкой на гомогенизированный табачный материал, термин «пористый» может указывать на то, что табачный материал был изготовлен с внутренней пористостью таким образом, что в структуре листа или полотна образовались достаточные поры или промежутки, чтобы обеспечить поток воздуха через лист или полотно в направлении, поперечном поверхности листа или полотна. В качестве альтернативы или в дополнение, термин «пористый» может указывать на то, что каждый лист или полотно табачного материала содержит несколько отверстий для потока воздуха для обеспечения требуемой пористости. Например, лист табачного материала может быть пробит рисунком из отверстий для потока воздуха перед операцией скручивания, в которой создаются продолговатые трубчатые элементы стержня субстрата, генерирующего аэрозоль. Отверстия для потока воздуха могут быть случайно или равномерно пробиты по листу. Рисунок из отверстий для потока воздуха может по существу покрывать всю поверхность листа или может покрывать одну или более конкретных зон листа, при этом оставшиеся зоны свободны от отверстий для потока воздуха.
Предпочтительно полоска гомогенизированного табачного материала, из которой выполнен трубчатый элемент, является текстурированной. В контексте данного документа термин «текстурированный» относится к листу или полотну, которые были гофрированы, выполнены конгревным тиснением, выполнены блинтовым тиснением, перфорированы или иным образом локально деформированы. Например, лист или полотно, из которых вырезана полоска, может содержать несколько разнесенных углублений, выступов, перфорационных отверстий или их комбинации. Текстура может быть предоставлена на одной стороне каждого листа или на обеих сторонах каждого листа.
В особенно предпочтительном варианте осуществления полоска является гофрированной. В контексте данного документа термин «гофрированный» обозначает лист или полотно или его часть, имеющие несколько по существу параллельных выступов или гофр. Включение одного или более трубчатых элементов, выполненных из гофрированной полоски, может помочь обеспечению и сохранению некоторого пространства между смежными трубчатыми элементами внутри стержня.
В качестве альтернативы или в дополнение, к обеспечению текстуры на поверхности по меньшей мере одного из нескольких трубчатых элементов, может быть нанесена добавка по меньшей мере на часть поверхности по меньшей мере одного из нескольких трубчатых элементов. Добавка может быть твердой добавкой, жидкой добавкой или комбинацией твердой добавки и жидкой добавки. Подходящие твердые и жидкие добавки для использования в изобретении известны в данной области техники и включают, помимо прочего: ароматизаторы, такие как, например, ментол; адсорбенты, такие как, например, активированный уголь; наполнители, такие как, например, карбонат кальция; и растительные добавки.
Для формирования по существу трубчатого элемента полоска гомогенизированного табачного материала наматывается вокруг продольной оси по меньшей мере приблизительно на 330 градусов. Предпочтительно полоска гомогенизированного табачного материала наматывается вокруг продольной оси по меньшей мере приблизительно на 360 градусов. Более предпочтительно полоска гомогенизированного табачного материала наматывается вокруг продольной оси по меньшей мере приблизительно на 540 градусов. В дополнение или в качестве альтернативы, полоска гомогенизированного табачного материала предпочтительно наматывается вокруг продольной оси менее чем приблизительно на 1800 градусов. Более предпочтительно полоска гомогенизированного табачного материала наматывается вокруг продольной оси менее чем приблизительно на 900 градусов. В некоторых предпочтительных вариантах осуществления полоска гомогенизированного табачного материала наматывается вокруг продольной оси от приблизительно 345 до приблизительно 540 градусов.
Предпочтительно каждый продолговатый трубчатый элемент имеет длину, по существу равную длине стержня субстрата, генерирующего аэрозоль. В одном варианте осуществления каждый трубчатый элемент имеет длину от приблизительно 5 миллиметров до приблизительно 80 миллиметров. В предпочтительном варианте осуществления каждый трубчатый элемент имеет длину от приблизительно 7 миллиметров до приблизительно 40, и наиболее предпочтительно каждый трубчатый элемент имеет длину от приблизительно 8 миллиметров до приблизительно 28 миллиметров.
Предпочтительно стержень субстрата, генерирующего аэрозоль, содержит менее чем приблизительно 200 продолговатых трубчатых элементов из гомогенизированного табачного материала. Более предпочтительно стержень субстрата, генерирующего аэрозоль, содержит менее чем приблизительно 150 трубчатых элементов. Еще более предпочтительно стержень субстрата, генерирующего аэрозоль, содержит менее чем приблизительно 100 трубчатых элементов.
В дополнение или в качестве альтернативы, стержень субстрата, генерирующего аэрозоль, предпочтительно содержит по меньшей мере приблизительно 7 трубчатых элементов из гомогенизированного табачного материала. Более предпочтительно стержень субстрата, генерирующего аэрозоль, содержит по меньшей мере приблизительно 30 трубчатых элементов. Еще более предпочтительно стержень субстрата, генерирующего аэрозоль, содержит по меньшей мере приблизительно 40 трубчатых элементов. В особенно предпочтительных вариантах стержень субстрата, генерирующего аэрозоль, содержит от приблизительно 7 до приблизительно 100 жгутов нетабачного материала.
Предпочтительно продолговатые трубчатые элементы из гомогенизированного табачного материала имеют по существу овальное поперечное сечение, по существу эллиптическое поперечное сечение или по существу круглое поперечное сечение. Как описано выше, трубчатые элементы для использования в изделиях, генерирующих аэрозоль, согласно настоящему изобретению могут эффективно формироваться путем наматывания полоски гомогенизированного табачного материала вокруг своей продольной оси чуть менее чем на 360 градусов. Это приводит к тому, что элемент имеет более или менее замкнутое С-образное поперечное сечение, при этом в продольном направлении по всей длине трубчатого элемента проходит прорезь. Один такой трубчатый элемент может рассматриваться как имеющий овальное поперечное сечение, по существу эллиптическое поперечное сечение или по существу круглое поперечное сечение.
Как описано выше, несколько продолговатых трубчатых элементов, образующих стержень субстрата, генерирующего аэрозоль, окружены оберткой. Обертка может быть выполнена из пористого или непористого листового материала. Обертка может быть выполнена из любого подходящего материала или комбинации материалов. Предпочтительно обертка представляет собой бумажную обертку. При необходимости обертка может быть приклеена к внешним краям нескольких трубчатых элементов. Например, по меньшей мере одна из внутренней поверхности обертки и внешних краев нескольких трубчатых элементов может смачиваться в процессе производства, чтобы внутренняя обертка прилипала к краям трубчатых элементов в процессе обертывания. В качестве альтернативы, по меньшей мере на одну из внутренней поверхности обертки и внешних краев нескольких трубчатых элементов перед этапом обертывания может быть нанесен клей. Склеивание нескольких трубчатых элементов и обертки может преимущественно помочь удержать положение и расстояние между несколькими трубчатыми элементами внутри стержня.
При необходимости обертка может быть по меньшей мере частично свернута над трубчатыми элементами на концах стержня по потоку и против потока, чтобы удерживать несколько трубчатых элементов внутри стержня. Предпочтительно обертка перекрывает периферию нескольких трубчатых элементов на концах стержня по потоку и против потока так, чтобы оставшаяся часть трубчатых элементов была открыта. Однако в некоторых вариантах осуществления обертка может покрывать все концы стержня по потоку и против потока. В таких вариантах осуществления поток воздуха может быть преимущественно возможным за счет обеспечения обертки, имеющей достаточную пористость, чтобы позволить воздушному потоку проходить через концы стержня.
В качестве альтернативы, складыванию концов обертки над концами трубчатых элементов по потоку и против потока, к обертке может быть прикреплен отдельный ободок из бумаги или другого материала, чтобы перекрывать по меньшей мере периферию концов трубчатых элементов по потоку и против потока, как описано выше. В таких вариантах осуществления, где обертка сложена над концами стержня, или где предусмотрена отдельная секция ободка, может быть предусмотрена дополнительная наружная обертка, перекрывающая обертку, которая окружает несколько трубчатых элементов.
Изделия, генерирующие аэрозоль, согласно настоящему изобретению предпочтительно содержат один или более элементов в дополнение к стержню субстрата, генерирующего аэрозоль, причем стержень и один или более элементов собраны в обертке субстрата. Так, например, изделие, генерирующее аэрозоль, согласно настоящему изобретению может дополнительно содержать по меньшей мере одно из следующего: мундштук, элемент, охлаждающий аэрозоль, и опорный элемент, такой как полая ацетатная трубка. Например, в одном предпочтительном варианте осуществления изделие, генерирующее аэрозоль, содержит в линейном последовательном расположении стержень субстрата, генерирующего аэрозоль, как описано выше, опорный элемент, расположенный непосредственно по ходу потока от субстрата, генерирующего аэрозоль, элемент, охлаждающий аэрозоль, расположенный по ходу потока от опорного элемента, и наружную обертку, окружающую стержень, опорный элемент и элемент, охлаждающий аэрозоль.
Стержень для использования в изделии, генерирующем аэрозоль, как описано выше, может быть изготовлен способом, изложенным ниже. На первом этапе способа предоставляется лист или полотно гомогенизированного табачного материала. На втором этапе от листа или полотна гомогенизированного табачного материала отрезают продолговатую полоску, имеющую продольную ось. Операция резки может быть выполнена путем подачи листа или полотна из рулона или бобины и путем их непрерывного перемещения в заданном направлении. На режущей станции, на которую подается полотно или лист, предусмотрены режущие средства. Для этой цели могут быть использованы механические режущие инструменты. В качестве альтернативы, также могут быть использованы лазеры.
На третьем этапе полоску сворачивают, то есть наматывают вокруг продольной оси, с образованием продолговатого по существу трубчатого элемента. Это может быть достигнуто путем подачи полоски вдоль заданного направления на элемент в форме воронки, чтобы полоска наматывалась и приобретала форму свернутого по существу трубчатого элемента. Несколько отдельных свернутых по существу трубчатых элементов могут быть изготовлены параллельно.
На четвертом этапе несколько продолговатых по существу трубчатых элементов, полученных в конце третьего этапа, объединяют и собирают таким образом, что продолговатые трубчатые элементы проходят в продольном направлении и выровнены по существу параллельно друг другу. Это может быть достигнуто путем подачи нескольких продолговатых по существу трубчатых элементов через другой элемент-воронку таким образом, чтобы они были сгруппированы в по существу цилиндрическую группу.
На пятом этапе собранные трубчатые элементы окружают оберткой с образованием непрерывного стержня. На шестом этапе непрерывный стержень разделяют на несколько отдельных стержней.
В предпочтительном варианте осуществления способ включает дополнительный этап нанесения по меньшей мере одного вещества для образования аэрозоля на лист или полотно гомогенизированного материала перед этапом разрезания листа или полотна для получения полоски. В альтернативном варианте осуществления способ содержит дополнительный этап нанесения по меньшей мере одного вещества для образования аэрозоля на продолговатые трубчатые элементы перед этапом объединения и сборки нескольких продолговатых трубчатых элементов.
В качестве еще одной альтернативы способ может включать дополнительный этап нанесения по меньшей мере одного вещества для образования аэрозоля на несколько продолговатых трубчатых элементов после того, как они были объединены и собраны. В качестве одной дополнительной альтернативы способ может включать этап нанесения по меньшей мере одного вещества для образования аэрозоля на несколько продолговатых трубчатых элементов после этапа разделения непрерывного стержня на отдельные стержни.
В предпочтительных вариантах осуществления способ может дополнительно включать этап сушки гомогенизированного табачного материала после этапа нанесения по меньшей мере одного вещества для образования аэрозоля.
Этапы окружения нескольких жгутов оберткой с образованием непрерывного стержня и разделения непрерывного стержня для формирования отдельных стержней могут быть выполнены с использованием существующих устройств и методик, которые известны специалисту в данной области.
Теперь изобретение будет дополнительно описано со ссылкой на фигуры, где:
на фиг. 1 показан схематический вид в продольном разрезе изделия, генерирующего аэрозоль, для использования с устройством, генерирующим аэрозоль, содержащим элемент-нагреватель;
на фиг. 2 показан схематический вид в перспективе субстрата, генерирующего аэрозоль, согласно первому варианту осуществления изобретения со снятой оберткой;
на фиг. 3 показан схематический вид в перспективе субстрата, генерирующего аэрозоль, показанного на фиг. 2 с оберткой на своем месте; и
на фиг. 4 показан схематический вид в продольном разрезе системы, генерирующей аэрозоль, содержащей электрическое устройство, генерирующее аэрозоль, и изделие, генерирующее аэрозоль, показанное на фиг. 1.
Изделие 10, генерирующее аэрозоль, показанное на фиг. 1, содержит стержень субстрата 12, генерирующего аэрозоль, полую трубку 14 из ацетата целлюлозы, разделительный элемент 16 и фильтр 18 мундштука. Эти четыре элемента расположены последовательно, соосно выровнены и окружены посредством обертки 20 для субстрата с образованием изделия 10, генерирующего аэрозоль. Изделие 10, генерирующее аэрозоль, имеет мундштучный конец 22 и дальний конец 24, расположенный на противоположном от мундштучного конца 22 конце изделия. Изделие 10, генерирующее аэрозоль, показанное на фиг. 1, особенно подходит для использования с электрическим устройством, генерирующим аэрозоль, содержащим нагреватель для нагревания стержня субстрата, генерирующего аэрозоль.
Стержень субстрата 12, генерирующего аэрозоль, имеет длину приблизительно 12 миллиметров и диаметр приблизительно 7 миллиметров. Стержень 12 имеет цилиндрическую форму и имеет по существу круглое поперечное сечение.
Вариант осуществления стержня субстрата 12, генерирующего аэрозоль, для использования в изделии 10, генерирующем аэрозоль, показанном на фиг. 1, показан на фиг. 2 и 3. Стержень 12 содержит несколько продолговатых по существу трубчатых элементов 30, окруженных бумажной оберткой 32. На фиг. 2 несколько трубчатых элементов 30 показано с удаленной оберткой 32.
Как видно на фиг. 2, каждый из трубчатых элементов 30 содержит свернутую полоску из гомогенизированного табачного материала и проходит в продольном направлении и имеет длину, по существу соответствующую длине стержня 12. Трубчатые элементы 30 параллельны друг другу и уложены друг на друга таким образом, что соседние трубчатые элементы находятся в контакте друг с другом. Трубчатые элементы 30 имеют по существу круглое поперечное сечение и эквивалентный диаметр приблизительно 1 миллиметр. В варианте осуществления на фиг. 2 и 3 стержень содержит 20 продолговатых трубчатых элементов 30. Продольные каналы, проходящие через стержень 12, внутренне ограничены трубчатыми элементами. Кроме того, продольные каналы, проходящие через стержень 12, также огранены между трубчатых элементов. Таким образом, стержень 12 приспособлен для вмещения лезвия нагревателя устройства, генерирующего аэрозоль, как описано ниже, и для обеспечения пути потока воздуха, через который воздух может втягиваться через стержень 12 во время использования.
На фиг. 4 показана часть электрической системы 200, генерирующей аэрозоль, в которой используется лезвие 210 нагревателя для нагрева стержня субстрата 12, генерирующего аэрозоль, изделия 10, генерирующего аэрозоль, показанного на фиг. 1. Лезвие 210 нагревателя закреплено в камере изделия, генерирующего аэрозоль, внутри корпуса электрического устройства 212, генерирующего аэрозоль. Устройство 212, генерирующее аэрозоль, ограничивает несколько отверстий 214 для воздуха, позволяющих воздуху поступать в изделие 10, генерирующее аэрозоль, как показано стрелками на фиг. 4. Устройство 212, генерирующее аэрозоль, содержит блок питания и электронную часть, которые не показаны на фиг. 4.
Изделие 10, генерирующее аэрозоль, показанное на фиг. 1, предназначено для взаимодействия с устройством 212, генерирующим аэрозоль, показанным на фиг. 4, с целью потребления. Пользователь вставляет изделие 10, генерирующее аэрозоль, в устройство 212, генерирующее аэрозоль, вследствие чего лезвие 210 нагревателя вставляется в стержень субстрата 12, генерирующего аэрозоль, через трубчатые элементы из гомогенизированного табачного материала 30. Фильтр 18 мундштука выступает наружу от мундштучного конца устройства 212. Как только изделие 10, генерирующее аэрозоль, начинает взаимодействовать с устройством 212, генерирующим аэрозоль, пользователь осуществляет затяжку на мундштучном конце 22 изделия 10, генерирующего аэрозоль, и стержень субстрата 12, генерирующего аэрозоль, нагревается лезвием 210 нагревателя до температуры, достаточной для генерирования аэрозоля из стержня субстрата 12, генерирующего аэрозоль.
Следует понимать, что изделие 10, генерирующее аэрозоль, показанное на фиг. 1, также может быть пригодным для использования с другими типами устройств, генерирующих аэрозоль.