ТЕПЛОПРОВОДЯЩИЕ СТЕРЖНИ ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В АЭРОЗОЛЬ-ГЕНЕРИРУЮЩИХ ИЗДЕЛИЯХ
THERMAL CONDUCTING RODS FOR USE IN AEROSOL-GENERATING PRODUCTS

Настоящее изобретение касается стержней, содержащих лист аэрозоль-образующего материала и лист теплопроводного материала, причем эти листы собраны вместе и образуют стержень для использования в аэрозоль-генерирующих изделиях. Настоящее описание также касается аэрозоль-генерирующих изделий, содержащих такие стержни, и способы изготовления таких стержней.
В технике известны способы и устройства для изготовления лент, нитей или полосок табачного материала. Обычно ширина таких лент, нитей и полосок табачного материала составляет около 3 мм или менее.
Например, патент США 4000748 описывает способ и устройство для резки на полоски листа восстановленного табака и гофрирования получаемых в результате полосок в по существу одновременных операциях. Лист табачного материала перемещается между парами вращающихся и перекрещивающихся наборов дисков, которые разрезают лист на множество полосок, ширина которых составляет приблизительно 0,65-1,55 мм. Поступательное движение получаемых в результате полосок задерживается посредством сцепления с обращенными к ним поверхностями соседних дисков, что вызывает продольный изгиб полосок, приобретающих гофрированную конфигурацию. Согласно данному сообщению, гофрированные полоски обеспечивают увеличение коэффициента заполнения.
Изготовление стержней для аэрозоль-генерирующих изделий, содержащих гофрированные или негофрированные полоски табачного материала, страдает от ряда недостатков, включающих недостатки, которые обсуждаются ниже.
Во-первых, при резке на полоски табачного материала образуются нежелательные табачные крошки и другие отходы.
В-вторых, в стержнях, содержащих полоски табачного материала, проявляется "осыпка". Другими словами, происходит потеря полосок табачного материала с концов стержня. Это усугубляется поломкой полосок табачного материала в процессе изготовления стержня. Помимо того, что осыпка является эстетически нежелательной, она может также приводить к неблагоприятной необходимости частой очистки производственного оборудование и аэрозоль-генерирующих устройств. Проблема осыпки особенно усугубляется в аэрозоль-генерирующих изделиях, потому что длина стержня аэрозоль-генерирующего субстрата, обычно является малой по сравнению с традиционными сигаретами, и, таким образом, увеличивается доля материала субстрата, который находится вблизи торца.
В-третьих, стержни, содержащие полоски табачного материала, проявлять высокие среднеквадратические отклонения массы. Другими словами, стержни, имеющие одинаковые размеры, обычно различаются по массе. Это обусловлено отчасти склонностью стержней к проявлению осыпки, как упомянуто выше. Высокое среднеквадратическое отклонение массы стержней, содержащих полоски табачного материала, приводит к нежелательно высокому коэффициенту выбраковки стержней, масса которых выходит за пределы выбранного диапазона приемлемости. Кроме того, стержни, содержащие полоски табачного материала проявляют неравномерную плотность. Другими словами, плотность, обычно оказывается неодинаковой по длине стержня. Это обусловлено изменчивостью количества табачного материала в различных точках по длине стержня, в результате чего образуются "полости", которые представляют собой области, содержащие уменьшенные количества табачного материала, и "уплотнения", которые представляют собой области, содержащие повышенные количества табачного материала. Неравномерная плотность стержней, содержащих полоски табачного материала, может нежелательно влиять на сопротивление затяжке (RTD) стержней. Кроме того, неравномерная плотность стержней, содержащих полоски табачного материала, может приводить к осыпке, когда полость располагается у торца стержня.
Осыпка, высокие среднеквадратические отклонения массы и неравномерные плотности, которые проявляют стержни, содержащие полоски табачного материала, оказываются особенно проблематичными и нежелательными в стержнях, имеющих малую длину. Стержни, имеющие малую длину, иногда называются термином "штранги".
Документ EP-A1-2062484 описывает способ изготовления бездымных табачных изделий для перорального применения. Лист восстановленного табака собирают в стержень, обертывают и разделяют на отрезки, подходящие для перорального применения.
Оказывается желательным изготовление стержней, содержащих табачный материал, для использования в аэрозоль-генерирующих изделиях.
Может быть изготовлен стержень, содержащий первый лист, который содержит аэрозоль-образующий материал, и второй лист, который содержит теплопроводный материал, причем первый и второй листы собраны вместе и окружены оберткой.
Собранные листы материала предпочтительно проходят по существу по всей длине стержня и по существу по всей площади поперечного сечения стержня.
Предпочтительные аэрозоль-образующие материалы включают табак. Первый лист может представлять собой лист восстановленного табака или гомогенизированного табака, предпочтительно лист восстановленного табака или гомогенизированного табака, содержащий образующее аэрозоль вещество.
Предпочтительные теплопроводные материалы включают металлическую фольгу и угольную пленку. Теплопроводный лист может представлять собой лист алюминиевой фольги или лист угольной пленки.
В данном описании термин "стержень" означает в общем цилиндрический элемент, имеющий по существу круглое, овальное или эллиптическое поперечное сечение.
В данном описании термин "лист" означает пластинчатый элемент, ширина и длина которого значительно больше толщины. Ширина листа составляет более 10 мм и предпочтительно более 20 мм или 30 мм.
В данном описании термин "аэрозоль-образующий материал" означает материал, способный высвобождать летучие соединения при нагревании, чтобы производить аэрозоль. Аэрозоль-образующий субстрат может содержать или представлять собой аэрозоль-образующий материал.
В данном описании термин "длина стержня" означает размер в направлении цилиндрической оси стержней по изобретению.
В данном описании термин "гомогенизированный табачный материал" означает материал, изготовленный путем агломерации тонкодисперсного табака.
В данном описании термин "собранный" означает, что лист табачного материала свернут спиралью, сложен или другим способом смят или сжат по существу перпендикулярно оси цилиндрического стержня.
В данном описании термины "перед" ("до") и "за" ("после") используются для описания относительных положений компонентов или частей компонентов аэрозоль-генерирующих изделий, включая стержни по изобретению по отношению к направлению потока воздуха, который втягивается через аэрозоль-генерирующие изделия в процессе их использования.
Стержень, выполненный из собранного листа подходящего аэрозоль-образующего материала, может оказаться особенно предпочтительным в качестве компонента аэрозоль-генерирующего изделия, в частности, нагреваемого аэрозоль-генерирующего изделия.
Нагреваемые аэрозоль-генерирующие системы своим действием нагревают аэрозоль-образующий субстрат, чтобы производить аэрозоль из материала субстрата. Этот аэрозоль может затем вдыхать потребитель. Однако лист аэрозоль-образующего материала может иметь низкую теплопроводность. Это означает, что может оказаться затруднительным равномерное нагревание стержня или штранга, изготовленного из листа аэрозоль-генерирующего материала. Дифференциальное нагревание может приводить к тому, что некоторые части стержня или штранга будут нагреваться до высокой температуры. Эти части стержня могут обгорать и высвобождать или выделять имеющие неприятный вкус и запах летучие компоненты, или летучие вещества из этих частей могут высвобождаться и расходоваться чрезмерно быстро для удовлетворительного ощущения потребителя. Другие части стержня или штранга, которые находятся на большем расстоянии от источника тепла, могут не достигать достаточной температуры, чтобы высвобождать летучие вещества.
Теплоперенос можно значительно улучшать, изготавливая стержень из первого листа аэрозоль-образующего материала и второго листа теплопроводного материала, причем первый и второй листы собираются вместе для изготовления стержня. Собранный лист теплопроводного материала предпочтительно переплетается с собранным листом аэрозоль-образующего материала, и теплопроводный материал обеспечивает быстрый и эффективный перенос тепла в объеме стержня.
Эффективный теплоперенос может означать, что рабочая температура источника тепла для аэрозоль-генерирующей системы может быть понижена. Это может производить благоприятный эффект сокращения до минимума обгорания какой-либо части аэрозоль-генерирующего субстрата. Эффективный теплоперенос можно также означать, что желательные летучие вещества высвобождаются из всего аэрозоль-образующего субстрата, содержащего аэрозоль-образующий материал и теплопроводный материал. Таким образом, может осуществляться более эффективное использование аэрозоль-образующего материала.
Первый лист материала может представлять собой текстурированный лист материала. Использование текстурированного листа материала можно предпочтительно упрощать собирание листа для изготовления стержня по изобретению. Второй лист материала может представлять собой текстурированный лист материала. Как первый, так и второй лист материала может представлять собой текстурированный лист материала.
В данном описании термин "текстурированный лист" означает лист, который представляет собой гофрированный, тисненый, гравированный, перфорированный или другим способом деформированный лист. Текстурированные листы материала, такого как гомогенизированный табак, могут включать многочисленные разделенные промежутками углубления, выступы, перфорации или их сочетания.
Согласно особенно предпочтительному варианту выполнения, предлагается стержень, содержащий гофрированный лист аэрозоль-образующего материала и лист теплопроводного материала, листы, собранные вместе и окруженные оберткой.
В данном описании термин "гофрированный лист" предназначается в качестве синонима термина "крепированный лист" и означает лист, имеющий множество по существу параллельных выступов или складок. Предпочтительный гофрированный лист табачного материала, например, гофрированный лист гомогенизированного табачного материала, имеет множество выступов или складок, проходящих по существу параллельно по отношению к цилиндрической оси стержня, по изобретению. Это предпочтительно упрощает собирание гофрированного листа табачного материала для изготовления стержня. Однако следует отметить, что гофрированные листы табачного материала могут, в качестве альтернативы или в качестве дополнения, иметь множество по существу параллельных выступов или складок, проходящих под острым или тупым углом к цилиндрической оси стержня.
В некоторых вариантах выполнения, листы материала могут быть по существу равномерно текстурированными по существу на всей своей поверхности. Например, гофрированные листы материала для использования в стержнях по изобретению могут включать множество по существу параллельных выступов или складок, которые разделены по существу одинаковыми промежутками по всей ширине листа.
Предпочтительно, второй лист или теплопроводный лист не подвергается гофрированию перед совместной собиранием с первым листом материала. Хотя гофрирование можно увеличение пригодность листа аэрозоль-генерирующего материала, собираемого в форме стержня, гофрирование может уменьшать пригодность листа теплопроводного материала, собираемого для изготовления стержня. Например, лист теплопроводного материала может представлять собой металлическую фольгу. В результате гофрирования листа металлической фольги получается лист гофрированной металлической фольги, который может иметь увеличенную жесткость. Собирание гофрированного листа вместе с листом аэрозоль-образующего материала для изготовления стержня может оказаться более затруднительной, чем в случае негофрированного листа.
Стержень может включать один или более дополнительных листов материала, собранных вместе с первым и вторым листами для изготовления стержня. Любой дополнительный лист или листы можно текстурировать, например, гофрировать перед собиранием. Любой дополнительный лист или листы могут включать дополнительные образующие аэрозоль материалы, такие как один или более дополнительных листов гомогенизированного табака.
Стержень по изобретению можно использовать в качестве аэрозоль-образующего субстрата в аэрозоль-генерирующем изделии.
Может быть изготовлено аэрозоль-генерирующее изделие, содержащее стержень по изобретению.
В технике предлагается множество аэрозоль-генерирующих изделий, в которых аэрозоль-образующий субстрат нагревается, а не сжигается. Обычно в нагреваемых аэрозоль-генерирующих изделиях аэрозоль производится посредством передачи тепла от источника тепла, например, химического, электрического или сгораемого источника тепла, к физически отдельному образующему аэрозоль субстрату, который может быть расположен внутри, вокруг или после источника тепла.
В данном описании термин "аэрозоль-образующий субстрат" означает субстрат, представляющий собой или содержащий аэрозоль-образующий материал, который способен высвобождать летучие соединения при нагревании, чтобы производить аэрозоль. Лист табачного материала представляет собой аэрозоль-образующий субстрат для целей настоящего описания.
Стержни по изобретению являются особенно подходящими для использования в качестве образующих аэрозоль субстратов нагреваемых аэрозоль-генерирующих изделий. Образующие аэрозоль субстраты в нагреваемых аэрозоль-генерирующих изделиях, правило, имеют значительно меньшую длину стержня, чем стержни сгораемого курительного материала в традиционных курительных изделиях с зажигаемым концом. Как отмечено выше, осыпка, высокие среднеквадратические отклонения массы и неравномерные плотности, которые проявляют стержни, содержащие полоски табачного материала, являются особенно нежелательными в стержнях аэрозоль-генерирующего материала, которые представляют собой короткие стержни. Использование коротких стержней по изобретению в качестве аэрозоль-генерирующих субстратов в нагреваемых аэрозоль-генерирующих изделиях предпочтительно сокращает до минимума или устраняет один или более недостатков, связанных с использованием коротких стержней, содержащих полоски табачного материала, которые обсуждаются выше.
Согласно одному варианту выполнения, стержни по изобретению можно использовать в качестве образующих аэрозоль субстратов в нагреваемых аэрозоль-генерирующих изделиях, содержащих сгораемый источник тепла и аэрозоль-генерирующий субстрат после сгораемого источника тепла.
Например, стержни по изобретению можно использовать в качестве аэрозоль-генерирующих субстратов в нагреваемых аэрозоль-генерирующих изделиях типа, описанного в документе WO-A-2009/022232, которые содержат сгораемый источник тепла на основе угля, аэрозоль-генерирующий субстрат после сгораемого источника тепла и теплопроводный элемент, окружающий и находящийся в контакте с задней частью сгораемого источника тепла на основе угля и прилегающий к передней части аэрозоль-генерирующего субстрата. Однако следует отметить, что стержни по изобретению можно также использовать в качестве аэрозоль-генерирующих субстратов в нагреваемых аэрозоль-генерирующих изделиях, содержащих сгораемые источники тепла, имеющие другие конструкции.
Теплоперенос, которому способствует лист теплопроводного материала, может быть особенно эффективным в направлении продольной оси стержня. Таким образом, тепло от сгораемого источника тепла, расположенного на одном конце стержня, может более эффективно переноситься в аэрозоль-образующий материал, расположенный после нагревательного элемента. Более эффективный теплоперенос может допускать использование аэрозоль-образующего субстрата большей длины; другими словами, субстрата, который удаляется на большее расстояние от источника тепла. Это может оказаться желательным для увеличения количества пригодного для использования аэрозоль-образующего материала, который присутствует в изделии.
Согласно следующему варианту выполнения, стержни по изобретению можно использовать в качестве аэрозоль-генерирующих субстратов в нагреваемых аэрозоль-генерирующих изделиях для использования в электрических аэрозоль-генерирующих системах, в которых аэрозоль-генерирующий субстрат нагреваемого аэрозоль-генерирующего изделия нагревается электрическим источником тепла.
Например, стержни по изобретению можно использовать в качестве аэрозоль-генерирующих субстратов в нагреваемых аэрозоль-генерирующих изделиях типа, описанного в документе EP-A-0822670.
Может быть предложена система, содержащая электрическое аэрозоль-генерирующее устройство и аэрозоль-генерирующее изделие для использования с данным устройством. Аэрозоль-генерирующее изделие содержит стержень или аэрозоль-образующий субстрат по изобретению.
При вставке и извлечении нагреваемых аэрозоль-генерирующих изделий из электрической аэрозоль-генерирующей системы, например, электронагреваемой аэрозоль-генерирующей системы, причем эти изделия содержат стержень, содержащий полоски табачного материала, обычно полоски табачного материала выпадают из стержня. Это может приводить к неблагоприятной необходимости более частой очистки электрического источника тепла и других частей электрической аэрозоль-генерирующей системы в целях удаления выпадающих полосок.
С другой стороны, при вставке и извлечении нагреваемых аэрозоль-генерирующих изделий, содержащих аэрозоль-генерирующий субстрат, содержащий стержень по изобретению с меньшей вероятностью приводит к выпадению табачного материала. Кроме того, более эффективный теплоперенос, обеспечиваемый присутствием листа теплопроводного материала в субстрате, может допускать уменьшение длина нагревательных элементов. Для систем, которые предусматривают вставку нагревательного элемента в аэрозоль-образующий субстрат, уменьшение длины нагревательного элемента может приводить к уменьшению усилия, требуемого для вставки, и усилия, требуемого для извлечения.
В электронагреваемой аэрозоль-генерирующей системе может использоваться переменный режим нагревания в процессе расходования аэрозоль-генерирующего изделия в целях оптимизации ощущения потребителя. Присутствие теплопроводного листа может способствовать тому, что образование аэрозоля происходит в большем соответствии с изменениями тепловой энергии, прилагаемой нагревателем.
Может быть предложен фильтр для аэрозоль-генерирующего изделия, в котором фильтр содержит стержень по изобретению. Стержни можно использовать в фильтрах, которые содержат как аэрозоль-генерирующие изделия с зажигаемым концом, такие как традиционный курительные изделия, так и нагреваемые аэрозоль-генерирующие изделия. Стержни по изобретению можно использовать в фильтрах, содержащих единственный фильтрующий сегмент. Стержни по изобретению можно также использовать в многокомпонентных фильтрах, содержащих два или более фильтрующих сегментов.
В технике известны фильтры, которые содержат содержащие табак фильтрующие сегменты. Например, документ EP-A-1889550 описывает многокомпонентный фильтр для курительного изделия, содержащий: мундштучный сегмент; первый высвобождающий ароматизирующее вещество сегмент, содержащий лист табака или другого растения, расположенный до мундштучного сегмента; и второй высвобождающий ароматизирующее вещество сегмент, содержащий фильтрующий материал и ароматизирующее вещество, расположенный до первого высвобождающего ароматизирующее вещество сегмента. Сопротивление затяжке второго высвобождающего ароматизирующее вещество сегмента больше сопротивления затяжке первого высвобождающего ароматизирующее вещество сегмента, а сопротивление затяжке второго высвобождающего ароматизирующее вещество сегмента больше сопротивления затяжке мундштучного сегмента.
Предпочтительно присутствие собранного теплопроводного листа в фильтре по изобретению улучшает рассеивание тепла, которое может в противном случае оказаться неприятным для потребителя.
Это может быть особенно предпочтительным в отношении традиционных сигарет, когда линия горения табака приближается к фильтру на заключительных стадиях процесса курения.
В некоторых вариантах выполнения, стержни по изобретению можно использовать в качестве содержащих табак фильтрующих сегментов в однокомпонентных или многокомпонентных фильтрах. Например, стержни по изобретению можно использовать в качестве первого высвобождающего ароматизирующее вещество сегмента в многокомпонентных фильтрах типа, описанного в документе EP-A-1889550.
Фильтры, содержащие стержни по изобретению могут дополнительно включать один или более фильтрующих материалов, чтобы отделять тонкодисперсные компоненты, газообразные компоненты или их сочетания. В технике известны подходящие фильтрующие материалы, которые включают, без ограничения этим, волокнистые фильтрующие материалы, такие как, например, целлюлозноацетатный жгут и бумага; адсорбенты, такие как, например, активированный оксид алюминия, цеолиты, молекулярные сита и гель диоксида кремния; биоразлагающиеся полимеры, включающие, например, полимолочную кислоту (PLA), Mater-Bi и биопластмассы, а также их сочетания.
В качестве альтернативы или в качестве дополнения, фильтры, содержащие стержни по изобретению могут дополнительно включать один или более модифицирующих дым или аэрозоль веществ. Подходящие модифицирующие дым или аэрозоль вещества являются известными в технике и включают, без ограничения этим, ароматизирующие вещества, такие как, например, ментол.
Предпочтительные стержни по изобретению имеют по существу равномерное поперечное сечение.
По изобретению, можно изготавливать стержни, имеющие различные размеры, в зависимости от их предусмотренного применения.
Например, стержни по изобретению могут иметь диаметр, составляющий от около 5 мм до около 10 мм, в зависимости от их предусмотренного применения.
Например, стержни по изобретению могут иметь длину, составляющую от около 5 мм до около 150 мм, в зависимости от их предусмотренного применения.
Согласно предпочтительным вариантам выполнения настоящего изобретения, стержни для использования в качестве образующих аэрозоль субстратов в нагреваемых аэрозоль-генерирующих изделиях, могут иметь длину, составляющую от около 5 мм до около 20 мм или около 30 мм.
Согласно следующим вариантам выполнения настоящего изобретения, стержни для использования в фильтрах, которые содержат традиционные курительные изделия с зажигаемым концом и нагреваемые аэрозоль-генерирующие изделия, могут иметь длину, составляющую от около 5 мм до около 30 мм.
По изобретению, стержни, имеющие желательную единичную длину, можно изготавливать, получая стержень, имеющий кратную длину, а затем разрезая или другим способом разделяя стержень, имеющий кратную длину, на множество стержней, имеющих желательную единичную длину.
Например, стержни, имеющие длину, которая составляет около 15 мм, для использования в качестве образующих аэрозоль субстратов в нагреваемых аэрозоль-генерирующих изделиях можно изготавливать, получая стержень, у которого длина составляет около 150 мм, а затем разделяя длинный стержень на десять стержней, имеющих длину, которая составляет около 15 мм.
Предпочтительные варианты выполнения предусматривают листы гомогенизированного табачного материала. Листы гомогенизированного табачного материала можно изготавливать путем агломерации тонкодисперсного табака, полученного помолом или другим способом измельчения пластинок табачных листьев и/или жилок табачных листьев. В качестве альтернативы или в качестве дополнения, табак для листов гомогенизированного табачного материала может включать один или более материалов, таких как табачная пыль, табачные крошки и другие тонкодисперсные табачные побочные продукты, образующиеся, когда осуществляется, например, обработка, погрузка и транспортировка табака. Если стержни по изобретению предназначаются для использования в качестве образующих аэрозоль субстратов в нагреваемых аэрозоль-генерирующих изделиях, листы гомогенизированного табачного материала, используемые для изготовления стержней, предпочтительно содержат тонкодисперсный табак, полученный помолом или другим способом измельчения пластинок табачных листьев.
В некоторых вариантах выполнения, листы гомогенизированного табачного материала могут иметь содержание табака, составляющее, по меньшей мере, около 40 вес. % по сухому веществу или, по меньшей мере, около 50 вес. % по сухому веществу. Согласно другим вариантам выполнения, листы гомогенизированного табачного материала могут иметь содержание табака, составляющее около 70 вес. % по сухому веществу или более. Если стержни по изобретению предназначены для использования в качестве образующих аэрозоль субстратов в нагреваемых аэрозоль-генерирующих изделиях, при использовании листов гомогенизированного табачного материала, имеющих высокое содержание табака, предпочтительным образом образуются аэрозоли с усиленным табачным ароматом.
Листы гомогенизированного табачного материала могут включать одно или более собственных связующих, то есть табачных эндогенных связующих, одно или более внешних связующих, то есть табачных экзогенных связующих, или их сочетания, чтобы способствовать агломерации тонкодисперсного табака. В качестве альтернативы или в качестве дополнения, листы гомогенизированного табачного материала могут включать другие добавки, включающие, но не ограничивающиеся этим, табачные и нетабачные волокна, образующие аэрозоль вещества, увлажняющие вещества, пластификаторы, ароматизирующие вещества, наполнители, водные и неводные растворители и их сочетания.
Подходящие внешние связующие, которые включаются в листы гомогенизированного табачного материала для использования в изготовлении стержня по изобретению являются известными в технике и включают, без ограничения этим, камеди, такие как, например, гуаровая камедь, ксантановая камедь, аравийская камедь и камедь плодов рожкового дерева; целлюлозные связующие, такие как, например, гидроксиизопропилцеллюлоза, карбоксиметилцеллюлоза, гидроксиэтилцеллюлоза, метилцеллюлоза и этилцеллюлоза; полисахариды, такие как, например, крахмалы, органические кислоты, такие как альгиновая кислота, соответствующие соли оснований и органических кислот, такие как альгинат натрия, агар и пектины; а также их сочетания.
Подходящие нетабачные волокна, которые включаются в листы гомогенизированного табачного материала, являются известными в технике и включают, без ограничения этим, целлюлозные волокна; волокна древесины хвойных пород; волокна древесины лиственных пород; джутовые волокна и их сочетания. Перед включением в листы гомогенизированного табачного материала нетабачные волокна можно обрабатывать подходящими способами, известными в технике, такими как, но не ограничивающиеся этим, механическая обработка древесной массы, очистка, химическая обработка древесной массы, отбеливание, сульфатная варка целлюлозы, а также их сочетания.
Листы гомогенизированного табачного материала для использования в изготовлении стержней по изобретению должны иметь достаточно высокую прочность при растяжении, чтобы выдерживать собирание для изготовления стержней. В некоторых вариантах выполнения, нетабачные волокна можно включать в листы гомогенизированного табачного материала, чтобы обеспечивать соответствующую прочность при растяжении.
Например, гомогенизированные листы табачного материала для изготовления стержней по изобретению могут включать от около 1 вес. % до около 5 вес. % нетабачных волокон по сухому веществу.
Подходящие образующие аэрозоль вещества и увлажняющие вещества, которые включаются в листы гомогенизированного табачного материала, являются известными в технике и включают, без ограничения этим, многоатомные спирты, такие как триэтиленгликоль, 1,3-бутандиол и глицерин; сложные эфиры многоатомных спиртов, такие как моно-, ди- и триацетат глицерина; и алифатические сложные эфиры моно-, ди- или поликарбоновых кислот, такие как диметилдодекандиоат и диметилтетрадекандиоат.
Например, если стержни по изобретению предназначаются для использования в качестве образующих аэрозоль субстратов в нагреваемых аэрозоль-генерирующих изделиях, листы гомогенизированного табачного материала для использования в изготовлении стержней по изобретению может иметь содержание аэрозоль-образующего вещества, составляющее от около 5 вес. % до около 30 вес. % по сухому веществу. Стержни, предназначенные для использования в электрической аэрозоль-генерирующей системе, имеющей нагревательный элемент, могут предпочтительно иметь содержание аэрозоль-образующего вещества, составляющее более чем приблизительно 5-30%. Если стержни предназначаются для использования в электрической аэрозоль-генерирующей системе, имеющей нагревательный элемент, образующее аэрозоль вещество может предпочтительно представлять собой глицерин.
Понятно, что состав листов гомогенизированного табачного материала может быть разработан так, чтобы он отвечал требованиям законодательства.
Известно множество способов восстановления для изготовления листов гомогенизированных табачных материалов. Эти способы включают, без ограничения этим, способы изготовления бумаги типа, описанного, например, в патенте США 3860012; способы формования листьев типа, описанного, например, в патенте США 5724998; способы замешивания типа, описанного, например, в патенте США 3894544; и способы экструзии типа, описанного, например, в патенте Великобритании 983928. Обычно плотности листов гомогенизированного табачного материала, изготовленных способами экструзии и способами замешивания, составляют более чем плотности листов гомогенизированных табачных материалов, изготовленных способами литья.
Листы гомогенизированного табачного материала для использования в изготовлении стержней по изобретению предпочтительно изготавливают способом литья, используя тип, обычно включающий литье суспензии, содержащей тонкодисперсный табак и одно или более связующих на конвейерную ленту или другую несущую поверхность, высушивание литой суспензии для изготовления листа гомогенизированного табачного материала и снятие листа гомогенизированного табачного материала с несущей поверхности.
Например, в некоторых вариантах выполнения, листы гомогенизированного табачного материала можно изготавливать из суспензии, содержащей тонкодисперсный табак, гуаровую камедь, целлюлозные волокна и глицерин, способом литья.
Листы гомогенизированного табачного материала можно текстурировать, используя подходящее известное оборудование для текстурирования фильтрующего жгута, бумаги и других материалов.
Например, листы гомогенизированного табачного материала для изготовления стержней по изобретению можно гофрировать, используя установку для гофрирования типа, описанного в документе CH-A-691156, которая содержит пару вращающихся гофрирующих роликов. Однако следует отметить, что листы гомогенизированного табачного материала можно текстурировать, используя другие подходящие установки и способы, которые позволяют деформировать или перфорировать листы гомогенизированного табачного материала.
Стержни по изобретению можно изготавливать из листов гомогенизированного табачного материала и листов теплопроводного материала, имеющих различные размеры, в зависимости от их предусмотренного применения. Листы гомогенизированного табачного материала и теплопроводного материала должны иметь достаточную ширину для собирания при изготовлении стержня по изобретению.
Предпочтительные листы табачного материала и листы теплопроводного материала для использования в стержнях по изобретению имеют ширину по меньшей мере около 25 мм.
В некоторых вариантах выполнения, листы материала для использования в стержнях по изобретению могут иметь ширину, составляющую от около 25 мм до около 300 мм.
Предпочтительные листы материала, которые составляют стержень, имеют полную толщину, составляющую, по меньшей мере, от около 50 мкм до около 300 мкм.
В некоторых вариантах выполнения, индивидуальные листы материала могут иметь толщину, составляющую от около 10 мкм до около 250 мкм. Теплопроводные листы, такие как листы алюминиевой фольги, могут иметь меньшую толщину, чем листы аэрозоль-образующего материала.
2
2
В некоторых вариантах выполнения, листы гомогенизированного табачного материала могут иметь поверхностную плотность, составляющую от около 100 г/м до около 300 г/м.
Стержни по изобретению могут включать собранный лист гомогенизированного табачного материала, который окружает пористая обертка или непористая обертка.
В некоторых вариантах выполнения, стержни по изобретению могут включать лист гомогенизированного табачного материала и лист теплопроводного материала, собранные вместе и окруженные бумажной оберткой.
Подходящие бумажные обертки являются известными в технике и включают, без ограничения этим, типы сигаретной бумаги и обертки для фильтрующего штранга.
Согласно другим вариантам выполнения, стержни по изобретению могут включать небумажную обертку.
Стержни по изобретению можно изготавливать с использованием традиционного оборудования для изготовления сигарет и сигаретных фильтров, способного осуществлять одновременное собирание двух или более листов.
Например, стержни, содержащие гофрированный лист гомогенизированного табачного материала и лист теплопроводного материала, можно изготавливать с использованием оборудования для изготовления фильтрующих стержней, содержащих собранный гофрированный бумажный лист типа, описанного в CH-A-691156. Данное оборудование может быть приспособлено для собирания листа теплопроводного материала вместе с гофрированным табачным листом.
Способ изготовления стержня по изобретению включает следующие стадии: получения первого непрерывного листа, содержащего аэрозоль-образующий материал, получения второго непрерывного листа, содержащего теплопроводный материал, одновременного собирания первого и второго непрерывных листов в поперечном направлении относительно их продольных осей; окружения собранных листов оберткой для получения непрерывного стержня и разделения непрерывного стержня на множество отдельных стержней. Аэрозоль-образующий материал может представлять любой аэрозоль-образующий материал, описанный выше, и предпочтительно он представляет собой гомогенизированный табак. Теплопроводный материал может представлять собой любой теплопроводный материал, описанный выше, и предпочтительно он представляет собой алюминиевую фольгу.
Данный способ может дополнительно включать текстурирование первого непрерывного листа. Например, способ может включать гофрирование, тиснение, перфорирование или текстурирование иным образом первого непрерывного листа перед совместной собиранием первого непрерывного листа и второго непрерывного листа.
Предпочтительный способ дополнительно включает гофрирование первого непрерывного листа.
Как первый, так и второй непрерывный лист можно текстурировать, например, гофрировать. Предпочтительно, первый непрерывный лист аэрозоль-образующего материала является гофрированным, но второй непрерывный лист теплопроводного материала не является гофрированным.
Конкретные варианты выполнения будут подробно описаны, исключительно посредством примеров, со ссылкой на сопровождающие чертежи, на которых:
Фиг. 1 - схематичный вид в сечении устройства для изготовления стержня согласно конкретному варианту выполнения;
Фиг. 2 - схематичный вид в сечении устройства для изготовления стержня согласно конкретному варианту выполнения;
Фиг. 3 - вариант выполнения аэрозоль-генерирующего устройства, которое содержит стержни, изготовленные по изобретению; и
Фиг. 4 - схема аэрозоль-генерирующей системы, содержащей электрическое аэрозоль-генерирующее устройство и аэрозоль-генерирующее изделие, показанное на Фиг. 3.
Устройство, показанное на Фиг. 1, обычно содержит: средство подачи непрерывного листа гомогенизированного табачного материала; средство подачи непрерывного листа алюминиевой фольги материал; средство гофрирования непрерывного листа гомогенизированного табачного материала; средство формирования стержня для совместного собирания непрерывного гофрированного листа гомогенизированного табачного материала и непрерывного листа материала из алюминиевой фольги и окружения собранного материала оберткой для изготовления непрерывного стержня; и режущее средство для разделения непрерывного стержня на множество отдельных стержней. Данное устройство также содержит транспортирующее средство для перемещения непрерывного листа гомогенизированного табачного материала через устройство от подающего средства в средство формирования стержня через гофрирующее средство.
Как представлено на Фиг. 1, средство подачи непрерывного листа гомогенизированного табачного материала содержит непрерывный лист гомогенизированного табачного материала 2, установленный на первой бобине 4. Средство подачи непрерывного листа алюминиевой фольги материал содержит непрерывный лист алюминиевой фольги 3, установленный на второй бобине 5. Гофрирующее средство содержит пару вращающихся гофрирующих роликов 6. В процессе использования непрерывный лист гомогенизированного табачного материала 2 сматывается с первой бобины 4 и дальше перемещается на пару гофрирующих роликов 6 транспортным механизмом через ряд направляющих и натягивающих роликов. Когда непрерывный лист гомогенизированного табачного материала 2 перемещается между парой гофрирующих роликов 6, гофрирующие ролики захватывают и гофрируют непрерывный лист гомогенизированного табачного материала 2, образуя непрерывный гофрированный лист гомогенизированного табачного материала 8, имеющий множество разделенных промежутками выступов или складок, проходящих по существу параллельно относительно продольной оси листа гомогенизированного табачного материала через устройство.
Непрерывный гофрированный лист гомогенизированного табачного материала 8 дальше перемещается от пары гофрирующих роликов 6 по направлению к средству формирования стержня. Непрерывный лист материала из алюминиевой фольги 3 перемещается от второй бобины 5 по направлению к средству формирования стержня. Как непрерывный лист материала из алюминиевой фольги 3, так и непрерывный лист гофрированного гомогенизированного табачного материала 8 одновременно поступают через сужающуюся воронку или раструб 10. Сужающаяся воронка 10 собирает непрерывные листы материала 8, 3 в поперечном направлении относительно их продольных осей. Непрерывные листы материала 8, 3 принимают по существу цилиндрическую конфигурацию, когда они проходят через сужающуюся воронку 10.
После выхода из сужающейся воронки 10 собранные листы гомогенизированного табачного материала и алюминиевая фольга материал обертываются непрерывным листом оберточного материала 12. Непрерывный лист оберточного материала перемещается с бобины 14 и обертывается вокруг собранного непрерывного гофрированного листа гомогенизированного табачного материала посредством бесконечного ленточного конвейера или транспортера. Как представлено на Фиг. 1, средство формирования стержня содержит клеевое средство 16, которое наносит клей на один из продольных краев непрерывного листа оберточного материала, и, таким образом, когда противоположные продольные края непрерывного листа оберточного материала вступают в контакт, они прикрепляются друг к другу для изготовления непрерывного стержня.
Средство формирования стержня дополнительно содержит высушивающее средство 18 после клеевого средства 16, которое при использовании высушивает клей, нанесенный для соединения непрерывного стержня, когда непрерывный стержень дальше перемещается от средства формирования стержня к режущему средству.
Режущее средство содержит вращающийся нож 20, который разрезает непрерывный стержень на множество отдельных стержней, имеющих единичную длину или кратную единичной длину.
Когда два непрерывных листа материала поступают в сужающуюся воронку в состоянии перекрывания одного листа другим, стержень имеет равномерное распределение табачного материала и алюминий на протяжении длины стержня.
Согласно альтернативной конфигурации, показанной на Фиг. 2, непрерывный лист материала из алюминиевой фольги 3 располагают в перекрывающейся конфигурации с непрерывным листом гомогенизированного табачного материала 2 перед парой гофрирующих роликов 6 (т.е. до этой пары). В остальном данное устройство является по существу таким же, как описано в связи с Фиг. 1.
Оба непрерывных листа материала 2, 3 проходят через гофрирующие ролики 6 в перекрывающейся конфигурации и одновременно гофрируются. Гофрированная пара непрерывных листов 9 выходит из гофрирующих роликов 6 и дальше поступает в сужающуюся воронку 10 для превращения в стержень.
На Фиг. 3 показан вариант выполнения аэрозоль-генерирующего изделия 1000 содержащий стержень по изобретению. Изделие 1000 содержит четыре элемента; аэрозоль-образующий субстрат 1020, полая целлюлозноацетатная трубка 1030, разделительный элемент 1040, и мундштучный фильтр 1050. Эти четыре элемента расположены последовательно в коаксиальной конфигурации и окружены сигаретной бумагой 1060, образуя аэрозоль-генерирующее изделие 1000. Изделие 1000 имеет мундштучный конец 1012, который потребитель вставляет в рот в процессе использования, и дальний конец 1013, который представляет собой противоположный мундштучному концу 1012 конец изделия. Вариант выполнения аэрозоль-генерирующего изделия, показанный на Фиг. 3, является особенно подходящим для использования с электрическим аэрозоль-генерирующим устройством, содержащим нагреватель, который нагревает аэрозоль-образующий субстрат.
В собранном состоянии изделия 1000, его длина составляет около 45 мм, внешний диаметр около 7,2 мм, а внутренний диаметр около 6,9 мм.
Аэрозоль-образующий субстрат 1020 содержит стержень, который составляют первый гофрированный лист из литого листового табака и второй лист алюминиевой фольги, и который обертывает фильтровальная бумага (не показанная на чертеже), образуя штранг.
Аэрозоль-генерирующее изделие 1000, которое проиллюстрировано на Фиг. 3, предназначено для использования в аэрозоль-генерирующем устройстве. Такое аэрозоль-генерирующее устройство содержит средство нагревания аэрозоль-образующего субстрата 1020 до достаточной температуры для образования аэрозоля. Обычно аэрозоль-генерирующее устройство может включать нагревательный элемент, которое окружает аэрозоль-генерирующее изделие 1000 вблизи аэрозоль-образующего субстрата 1020, или нагревательный элемент, который вставляется в аэрозоль-образующий субстрат 1020.
После соединения с аэрозоль-генерирующим устройством потребитель делает затяжку через мундштучный конец 1012 курительного изделия 1000, и аэрозоль-образующий субстрат 1020 нагревается до температуры, составляющей около 375°C. При этой температуре летучие соединения высвобождаются из листа литого листового табака аэрозоль-образующего субстрата 1020. Эти соединения конденсируются, образуя аэрозоль. Аэрозоль втягивается через фильтр 1050 и попадает в рот потребителя.
Фиг. 4 иллюстрирует часть электрической аэрозоль-генерирующей системы 2000, в которой используется нагревательная пластинка 2100, чтобы нагревать аэрозоль-генерирующий субстрат 1020 аэрозоль-генерирующего изделия 1000. Нагревательная пластинка установлена внутри принимающей аэрозоль-генерирующее изделие камеры электрического аэрозоль-генерирующего устройства 2010. Аэрозоль-генерирующее устройство содержит множество воздушных отверстий 2050, которые пропускают поток воздуха в аэрозоль-генерирующее изделие 1000. Воздушный поток показан стрелками на Фиг. 4. Аэрозоль-генерирующее устройство содержит источник электропитания и электронные детали, которые не проиллюстрированы на Фиг. 4. Аэрозоль-генерирующее изделие 1000 на Фиг. 4 соответствует описанию, которое относится к Фиг. 3.
Пример 1
Стержни согласно первому конкретному варианту выполнения, содержащие гофрированный лист гомогенизированного табачного материала, собранный вместе с негофрированным листом алюминиевой фольги, которые окружает бумажная обертка, и имеющие длину, составляющую 12 мм, и диаметр, составляющий от 6,9 мм до 7,2 мм, изготавливали со скоростью, составляющей от 20 м/мин до 25 м/мин, с использованием устройства типа, показанного на Фиг. 1.
2
2
Непрерывные листы гомогенизированного табачного материала изготавливали способом литья, и эти листы имели ширину от 110 мм до 134 мм, толщину от 120 мкм до 260 мкм, поверхностную плотность от 167 г/м до 201 г/м и влагосодержание от 5% до 12%.
Непрерывные листы алюминиевой фольги материал изготавливали способом прокатки. Используемые листы имели такую же ширину, как листы гомогенизированного табачного материала, и толщину, составляющую 25 мкм.
Примерные варианты выполнения и пример, описанный выше, не являются ограничительными. С учетом обсуждаемых выше примерных вариантов выполнения, для обычного специалиста в данной области техники будут очевидными и другие варианты выполнения, согласующиеся с описанным выше примерным вариантом выполнения.