ОБРАЗУЮЩЕЕ АЭРОЗОЛЬ ИЗДЕЛИЕ С ВСТРОЕННЫМ НАГРЕВАТЕЛЬНЫМ ЭЛЕМЕНТОМ
AEROSOL-FORMING ARTICLE WITH BUILT-IN HEATING ELEMENT

Настоящее изобретение относится к образующему аэрозоль изделию, имеющему встроенный нагревательный элемент. Настоящее изобретение относится также к образующей аэрозоль системе с электрическим нагревом, содержащей образующее аэрозоль изделие, имеющее встроенный нагревательный элемент, и к способам изготовления табачных заглушек и образующих аэрозоль изделий, каждое из которых имеет встроенный нагревательный элемент.
Один тип образующей аэрозоль системы представляет собой курительную систему с электрическим управлением. Известные удерживаемые в руке курительные системы с электрическим управлением обычно содержат образующее аэрозоль устройство, содержащее батарею, электронную схему управления и электрический нагреватель для нагрева курительного изделия, выполненного специально для использования с указанным образующим аэрозоль устройством. В некоторых примерах курительное изделие содержит заглушку из образующего аэрозоль субстрата, например табачную заглушку, и нагреватель, заключенный внутри образующего аэрозоль устройства и вставляемый внутрь образующего аэрозоль субстрата при вставлении курительного изделия внутрь образующего аэрозоль устройства. Однако может произойти загрязнение электрического нагревателя материалом из образующего аэрозоль субстрата во время использования, и при очистке электрического нагревателя внутри устройства возможны затруднения. Возможно, что некоторых случаях потребуется отправлять в отходы целиком все устройство, если нагреватель не может быть очищен надлежащим образом. Иногда возникают затруднения при извлечении курительного изделия из устройства, что может потребовать специального экстракционного инструмента для облегчения извлечения курительного изделия из устройства без повреждения нагревателя.
Соответственно, было бы желательно создать образующее аэрозоль изделие и образующую аэрозоль систему с электрическим нагревом, в которых решена проблема загрязнения нагревателя и устранены затруднения при извлечении изделия из образующего аэрозоль устройства.
Согласно первому аспекту настоящего изобретения, предложено образующее аэрозоль изделие, содержащее табачную заглушку, мундштук, расположенный дальше по ходу потока относительно табачной заглушки, и резистивный нагревательный элемент, расположенный внутри табачной заглушки. Резистивный нагревательный элемент содержит расположенный раньше по ходу потока участок, выступающий из расположенного раньше по ходу потока конца табачной заглушки и содержащий по меньшей мере два электрических контакта нагревателя для приема питающей электроэнергии от по меньшей мере двух электрических контактов устройства, когда образующее аэрозоль изделие, содержащее резистивный нагревательный элемент, вставлено внутрь образующего аэрозоль устройства.
В контексте данного документа термин «образующее аэрозоль изделие» относится к изделию, содержащему табачную заглушку, которая при ее нагреве высвобождает летучие соединения, способные образовывать аэрозоль.
В контексте данного документа термин «образующее аэрозоль устройство» относится к устройству, которое взаимодействует с образующим аэрозоль изделием для образования аэрозоля. Образующее аэрозоль устройство содержит источник питающей электроэнергии для приведения в действие резистивного нагревательного элемента внутри образующего аэрозоль изделия.
В контексте данного документа термины «раньше по ходу потока» и «дальше по ходу потока» используются для описания относительных положений компонентов или частей компонентов образующих аэрозоль изделий согласно настоящему изобретению относительно направления потока воздуха через образующее аэрозоль изделие, когда пользователь осуществляет затяжку на этом образующем аэрозоль изделии. В частности, когда пользователь осуществляет затяжку на изделии, воздух протекает в направлении хода потока от конца, расположенного раньше по ходу потока, к концу, расположенному дальше по ходу потока.
Благодаря выполнению резистивного нагревательного элемента как части образующего аэрозоль изделия, а не как части образующего аэрозоль устройства, настоящее изобретение решает по меньшей мере некоторые из проблем, связанных с известными образующими аэрозоль системами с электрическим нагревом. В частности, благодаря выполнению образующего аэрозоль изделия со встроенным резистивным нагревательным элементом, исключается необходимость в удалении загрязняющих веществ из нагревательного элемента, заключенного внутри образующего аэрозоль устройства, как это имеет место в известных образующих аэрозоль системах с электрическим нагревом, в которых нагреватель представляет собой многоразовый нагреватель, закрепляемый внутри образующего аэрозоль устройства. Благодаря выполнению резистивного нагревательного элемента в образующем аэрозоль изделии, обеспечивается также возможность более легкого извлечения этого изделия из образующего аэрозоль устройства по сравнению с известными образующими аэрозоль системами с электрическим нагревом, в которых закрепленный внутри устройства нагревательный элемент может затруднить извлечение изделия без помощи специального экстракционного инструмента.
В некоторых вариантах осуществления резистивный нагревательный элемент может содержать электрорезистивную нагревательную дорожку, выполненную на удлиненной электроизоляционной подложке и соединенную с указанными по меньшей мере двумя электрическими контактами нагревателя. Благодаря выполнению электрорезистивной нагревательной дорожки на электроизоляционной подложке, обеспечивается возможность упрощения изготовления образующего аэрозоль изделия вследствие облегчения отдельного изготовления резистивного нагревательного элемента, который затем может быть вставлен внутрь табачной заглушки после того, как была изготовлена остальная часть образующего аэрозоль изделия.
Резистивный нагревательный элемент может быть выполнен для потребителя отдельно от остальной части образующего аэрозоль изделия таким образом, чтобы потребитель мог вставить резистивный нагревательный элемент внутрь табачной заглушки. Такая компоновка особенно полезна в тех вариантах осуществления, в которых резистивный нагревательный элемент является многоразовым и может использоваться с множеством образующих аэрозоль изделий. В качестве альтернативы, резистивный нагревательный элемент может быть вставлен внутрь каждой табачной заглушки во время изготовления образующих аэрозоль изделий.
Для облегчения вставления резистивного нагревательного элемента внутрь табачной заглушки, удлиненную электроизоляционную подложку предпочтительно выполняют в виде одного из следующего: стержень, игла, штырь, лезвие или конус. Дополнительно или в качестве альтернативы, удлиненная электроизоляционная подложка может содержать одну или более зубчатых кромок, причем зубцы кромок выполнены по форме таким образом, чтобы они способствовали вставлению резистивного нагревательного элемента внутрь табачной заглушки и препятствовали извлечению резистивного нагревательного элемента из табачной заглушки. Благодаря выполнению указанных зубчатых кромок обеспечивается преимущество, состоящее в возможности предотвращения отделения резистивного нагревательного элемента от табачной заглушки, когда образующее аэрозоль изделие извлекают из образующего аэрозоль устройства.
В альтернативных вариантах осуществления удлиненная электроизоляционная подложка может иметь винтовую форму, так что резистивный нагревательный элемент может быть завинчен внутрь табачной заглушки и вывинчен из нее, но не может быть непосредственно вдавлен внутрь табачной заглушки или непосредственно вытянут из нее. Таким образом, благодаря использованию винтовой формы обеспечивается возможность предотвращения отделения резистивного нагревательного элемента от табачной заглушки, когда образующее аэрозоль изделие извлекают из образующего аэрозоль устройства.
В тех вариантах осуществления, в которых резистивный нагревательный элемент вставляют внутрь каждой табачной заглушки во время изготовления образующих аэрозоль изделий согласно настоящему изобретению, этот резистивный нагревательный элемент обычно является одноразовым вместе с остальной частью образующего аэрозоль изделия. В таких вариантах осуществления резистивный нагревательный элемент предпочтительно изготовлен из недорогих материалов, таких как недорогие металлы и металлические сплавы.
В качестве альтернативы, резистивный нагревательный элемент может быть многоразовым и использоваться с множеством образующих аэрозоль изделий. Например, пачка образующих аэрозоль изделий может быть оснащена единственным резистивным нагревательным элементом, причем этот резистивный нагревательный элемент извлекают из табачной заглушки каждого образующего аэрозоль изделия после того, как оно выкурено, и вставляют внутрь следующего образующего аэрозоль изделия. В таких вариантах осуществления более экономичное решение может состоять в изготовлении резистивного нагревательного элемента из более дорогих материалов. Например, многоразовый резистивный нагревательный элемент может содержать удлиненную электроизоляционную подложку, образованную из непроводящей керамики.
Предпочтительно, электроизоляционная подложка работоспособна при рабочей температуре до примерно 700 градусов по Цельсию, более предпочтительно ― до примерно 800 градусов по Цельсию. Дополнительно или в качестве альтернативы, рабочая температура резистивного нагревательного элемента во время использования может составлять примерно 250 градусов по Цельсию, более предпочтительно ― примерно 300 градусов по Цельсию.
Подходящие материалы для выполнения электрорезистивной нагревательной дорожки включают в себя, но без ограничения: полупроводники, такие как легированная керамика, «проводящая» керамика (например, такая, как дисилицид молибдена), углерод, графит, металлы, сплавы металлов и композитные материалы, изготовленные из керамического материала и металлического материала. Такие композитные материалы могут содержать легированную или нелегированную керамику. Примеры подходящей легированной керамики включают в себя легированные карбиды кремния. Примеры подходящих металлов включают в себя титан, цирконий, тантал и металлы из платиновой группы. Примеры подходящих металлических включают в себя нержавеющую сталь, никель-, кобальт-, хром-, алюминий-, титан-, цирконий-, гафний-, ниобий-, молибден-, тантал-, вольфрам-, олово-, галлий-, марганец- и железосодержащие сплавы, суперсплавы на основе никеля, железа, кобальта, нержавеющей стали, Timetal и сплавы на основе железа-марганца-алюминия.
В некоторых вариантах осуществления электрорезистивная нагревательная дорожка содержит один или более штампованных участков из электрорезистивного материала, такого как нержавеющая сталь. В качестве альтернативы, электрорезистивная нагревательная дорожка может содержать нагревательный провод или нить, например провод из Ni-Cr (никель-хрома), платины, вольфрама или сплава.
В любом из тех вариантов осуществления, в которых резистивный нагревательный элемент содержит электрорезистивную нагревательную дорожку, выполненную на удлиненной электроизоляционной подложке, расположенный раньше по ходу потока участок резистивного нагревательного элемента может содержать диск из электроизоляционного материала, который содержит расположенный дальше по ходу потока торец, состыкованный с расположенным раньше по ходу потока торцом табачной заглушки, причем указанная удлиненная электроизоляционная подложка проходит по ходу потока от расположенного дальше по ходу потока торца указанного диска, и этот диск дополнительно содержит расположенный раньше по ходу потока торец, на котором выполнены указанные по меньшей мере два электрических контакта нагревателя.
Благодаря выполнению резистивного нагревательного элемента с диском из электроизоляционного материала на его расположенном раньше по ходу потока торце, обеспечивается преимущество, состоящее в облегчении вставления резистивного нагревательного элемента внутрь табачной заглушки в тех вариантах осуществления, в которых резистивный нагревательный элемент вставляют внутрь табачной заглушки после того, как эта табачная заглушка была изготовлена. Более конкретно, удлиненная электроизоляционная подложка может иметь такие размеры, чтобы в случае, когда резистивный нагревательный элемент вставлен внутрь табачной заглушки таким образом, что расположенный дальше по ходу потока торец указанного диска из электроизоляционного материала состыкован с расположенным раньше по ходу потока торцом табачной заглушки, удлиненная электроизоляционная подложка и, следовательно, резистивная нагревательная дорожка, оказываются правильно размещенными внутри табачной заглушки.
Преимущество состоит также в том, что расположенный раньше по ходу потока торец диска из электроизоляционного материала обеспечивает большую площадь поверхности, на которой могут быть выполнены указанные по меньшей мере два электрических контакта нагревателя, что облегчает изготовление резистивного нагревательного элемента.
Диск из электроизоляционного материала может быть образован из того же изоляционного материала, что и удлиненная электроизоляционная подложка, или они могут быть образованы из различных материалов. Предпочтительно, диск из электроизоляционного материала и электроизоляционная подложка образованы из одного и того же материала. Для упрощения изготовления резистивного нагревательного элемента, диск из электроизоляционного материала и удлиненная электроизоляционная подложка предпочтительно образованы как единое целое из цельного фрагмента электроизоляционного материала. Например, резистивный нагревательный элемент может быть образован путем формования или литья иным способом электроизоляционного материала вокруг электрорезистивной нагревательной дорожки.
В любом из тех вариантов осуществления, в которых резистивный нагревательный элемент содержит диск из электроизоляционного материала, как этот диск, так и табачная заглушка предпочтительно имеют по существу круглую форму поперечного сечения, причем диаметр диска по существу равен диаметру табачной заглушки. Это обеспечивает преимущество, состоящее в облегчении правильного вставления резистивного нагревательного элемента внутрь табачной заглушки. Например, в тех вариантах осуществления, в которых резистивный нагревательный элемент вставляют внутрь каждой табачной заглушки во время изготовления образующих аэрозоль изделий, может использоваться трубчатая направляющая для обеспечения размещения диска из электроизоляционного материала коаксиально с табачной заглушкой.
В любом из вышеописанных вариантов осуществления образующее аэрозоль изделие предпочтительно дополнительно содержит крепежный элемент изделия, выполненный с возможностью взаимодействия с крепежным элементом устройства, расположенным на образующем аэрозоль устройстве, с тем, чтобы удерживать с возможностью высвобождения образующее аэрозоль изделие внутри образующего аэрозоль устройства. Благодаря удержанию с возможностью высвобождения образующего аэрозоль изделия внутри образующего аэрозоль устройства, крепежный элемент изделия обеспечивает преимущество, состоящее в возможности обеспечения поддержания надежного электрического соединения между электрическими контактами нагревателя и соответствующими электрическими контактами образующего аэрозоль устройства во время нагрева образующего аэрозоль изделия.
Крепежный элемент изделия предпочтительно выполнен таким образом, чтобы усилия, действующие на образующее аэрозоль изделие во время нормального использования образующей аэрозоль системы с электрическим нагревом, содержащей образующее аэрозоль изделие, вставляемое внутрь образующего аэрозоль устройства, были недостаточны для разрыва электрического соединения между электрическими контактами нагревателя и электрическими контактами устройства, и одновременно с этим он также выполнен таким образом, чтобы была обеспечена возможность легкого извлечения потребителем образующего аэрозоль изделия, включая резистивный нагревательный элемент, из образующего аэрозоль устройства. Например, резистивный нагревательный элемент может содержать намагниченный материал, выполненный на расположенном раньше по ходу потока конце резистивного нагревательного элемента, причем этот намагниченный материал взаимодействует с намагниченным материалом или с ненамагниченным, но ферромагнитным материалом, выполненным внутри образующего аэрозоль устройства. В особо предпочтительном варианте осуществления по меньшей мере один из электрических контактов нагревателя содержит намагниченный материал, причем указанный по меньшей мере один электрический контакт нагревателя, содержащий намагниченный материал, притягивается под действием магнитной силы к соответствующему по меньшей мере одному электрическому контакту устройства для удержания с возможностью высвобождения электрических контактов нагревателя в состоянии электрического соединения с соответствующими электрическими контактами устройства, когда образующее аэрозоль изделие вставлено внутрь образующего аэрозоль устройства. В таких вариантах осуществления крепежный элемент изделия содержит указанный по меньшей мере один электрический контакт нагревателя, содержащий намагниченный материал. Один или более электрических контактов устройства, соответствующих указанному по меньшей мере одному электрическому контакту нагревателя, содержащему намагниченный материал, также могут содержать намагниченный материал. В качестве альтернативы, указанные один или более электрических контактов устройства, соответствующих указанному по меньшей мере одному электрическому контакту нагревателя, содержащему намагниченный материал, могут содержать ненамагниченный, но ферромагнитный материал.
В альтернативном варианте осуществления, по меньшей мере один из электрических контактов устройства содержит намагниченный материал, причем указанный по меньшей мере один электрический контакт устройства, содержащий намагниченный материал, притягивается под действием магнитной силы к соответствующему по меньшей мере одному электрическому контакту нагревателя для удержания с возможностью высвобождения электрических контактов нагревателя в состоянии электрического соединения с соответствующими электрическими контактами устройства, когда образующее аэрозоль изделие вставлено внутрь образующего аэрозоль устройства. В таких вариантах осуществления крепежный элемент устройства содержит по меньшей мере один электрический контакт устройства, содержащий намагниченный материал, а крепежный элемент изделия содержит один или более соответствующих электрических контактов нагревателя. Указанные один или более электрических контактов нагревателя, соответствующих указанному по меньшей мере одному электрическому контакту устройства, содержащему намагниченный материал, также могут содержать намагниченный материал. В качестве альтернативы, указанные один или более электрических контактов нагревателя, соответствующих указанному по меньшей мере одному электрическому контакту устройства, содержащему намагниченный материал, могут содержать ненамагниченный, но ферромагнитный материал.
В других альтернативных вариантах осуществления крепежные элементы изделия и устройства могут взаимодействовать механически для удержания образующего аэрозоль изделия внутри образующего аэрозоль устройства. Например, образующее аэрозоль устройство может содержать коническую полость, внутри которой размещается образующее аэрозоль изделие, причем указанная коническая полость обеспечивает посадку с натягом между конической стенкой полости и внешней поверхностью образующего аэрозоль изделия. В таких вариантах осуществления указанная полость образует крепежный элемент устройства, а внешняя поверхность образующего аэрозоль изделия образует крепежный элемент изделия. В качестве альтернативы, может быть обеспечено иное механическое взаимодействие между образующим аэрозоль изделием и образующим аэрозоль устройством. Например, образующее аэрозоль изделие может содержать вводимую часть штыкового соединения, которая взаимодействует с соответствующей приемной частью штыкового соединения, выполненной внутри образующего аэрозоль устройства. В таких вариантах осуществления вводимая и приемная части штыкового соединения образуют крепежные элементы изделия и устройства соответственно. В тех вариантах осуществления, в которых резистивный нагревательный элемент содержит диск из электроизоляционного материала, вводимая часть штыкового соединения предпочтительно образована этим диском из электроизоляционного материала.
В любом из вышеописанных вариантов осуществления образующее аэрозоль изделие может иметь по существу круглую форму поперечного сечения. В таких вариантах осуществления указанные по меньшей мере два электрических контакта нагревателя могут включать в себя первый электрический контакт нагревателя, расположенный на удалении от второго электрического контакта нагревателя, причем образующее аэрозоль изделие дополнительно содержит индексный индикатор для индикации угловой ориентации образующего аэрозоль изделия. Благодаря выполнению индексного индикатора на образующем аэрозоль изделии, обеспечивается преимущество, состоящее в том, что он помогает потребителю правильно ориентировать образующее аэрозоль изделие при его вставлении внутрь образующего аэрозоль устройства с тем, чтобы указанные по меньшей мере два электрических контакта нагревателя были совмещены и контактировали с соответствующими электрическими контактами устройства, поскольку последние могут быть выполнены внутри образующего аэрозоль устройства.
Например, образующее аэрозоль изделие может содержать профилированный участок, такой как выпуклый участок или выемку, который образует индексный индикатор. В таких вариантах осуществления индексный индикатор может взаимодействовать с соответствующим образом профилированным участком образующего аэрозоль устройства. Например, образующее аэрозоль изделие может содержать канавку во внешней поверхности этого изделия, которая должна быть совмещена с соответствующим образом профилированным ребром на внутренней поверхности образующего аэрозоль устройства для того, чтобы обеспечить возможность вставления изделия в устройство.
Дополнительно или в качестве альтернативы, индексный индикатор может содержать один или более знаков, которые выполнены на внешней поверхности образующего аэрозоль изделия и должны быть совмещены с соответствующими знаками, выполненными на образующем аэрозоль устройстве. В таких вариантах осуществления по меньшей мере один знак предпочтительно выполнен на расположенном дальше по ходу потока конце образующего аэрозоль изделия, так что он остается видимым для потребителя, когда образующее аэрозоль изделие вставлено внутрь образующего аэрозоль устройства.
В альтернативных вариантах осуществления образующее аэрозоль изделие может иметь по существу круглую форму поперечного сечения с центром на продольной оси образующего аэрозоль изделия, причем указанные по меньшей мере два электрических контакта нагревателя включают в себя первый электрический контакт нагревателя, имеющий кольцевую форму с центром на продольной оси образующего аэрозоль изделия, и второй электрический контакт нагревателя, имеющий круглую или кольцевую форму с центром на продольной оси образующего аэрозоль изделия. Внешний диаметр второго электрического контакта нагревателя составляет меньше, чем внутренний диаметр первого электрического контакта нагревателя, и второй электрический контакт нагревателя расположен внутри первого электрического контакта нагревателя.
Благодаря тому, что первый из указанных электрических контактов нагревателя выполнен в виде кольцевого контакта, а второй электрический контакт нагревателя расположен коаксиально внутри первого электрического контакта нагревателя на продольной оси образующего аэрозоль изделия, обеспечивается преимущество, состоящее в создании такой конфигурации электрических контактов нагревателя, которая не зависит от угловой ориентации образующего аэрозоль изделия. Следовательно, в таких вариантах осуществления индексный индикатор может и не потребоваться, поскольку правильное соединение между электрическими контактами нагревателя и электрическими контактами образующего аэрозоль устройства может быть достигнуто при любой угловой ориентации изделия относительно устройства.
В любом из вышеописанных вариантов осуществления образующее аэрозоль изделие может дополнительно содержать ЗУ данных изделия, предназначенное для хранения данных, указывающих тип этого образующего аэрозоль изделия. Дополнительно или в качестве альтернативы, ЗУ данных изделия может хранить данные, относящиеся к профилю нагрева для образующего аэрозоль изделия.
В тех вариантах осуществления, в которых образующее аэрозоль изделие содержит ЗУ данных изделия, это образующее аэрозоль изделие предпочтительно дополнительно содержит один или более электрических контактов данных изделия для соединения с одним или более электрическими контактами данных устройства, расположенными на образующем аэрозоль устройстве.
ЗУ данных изделия и/или электрические контакты данных изделия могут быть выполнены таким образом, чтобы доступ к ЗУ данных изделия мог осуществляться лишь в режиме только считывания. Например, ЗУ данных изделия может передавать данные о типе образующего аэрозоль изделия на образующее аэрозоль устройство через электрические контакты данных изделия и электрические контакты данных устройства, так что образующее аэрозоль устройство имеет возможность выбора данных о подходящем профиля нагрева из данных об одном или более профилях нагрева, хранящихся в ЗУ данных устройства. В качестве альтернативы, ЗУ данных изделия может передавать данные о подходящем профиле нагрева на образующее аэрозоль устройство через электрические контакты данных изделия и электрические контакты данных устройства.
В качестве альтернативы, ЗУ данных изделия и/или электрические контакты данных изделия могут быть выполнены таким образом, чтобы доступ к ЗУ данных изделия мог осуществляться в режиме записи/считывания. Например, образующее аэрозоль устройство может считывать данные о типе образующего аэрозоль изделия и/или данные о подходящем профиле нагрева из ЗУ данных изделия, как описано выше. Дополнительно или в качестве альтернативы, образующее аэрозоль устройство может записывать данные в ЗУ данных изделия. Например, образующее аэрозоль устройство может записывать данные в ЗУ данных изделия с целью указания на то, что образующее аэрозоль изделие уже выкурено. Если затем образующее аэрозоль изделие повторно вставлено в образующее аэрозоль устройство, это образующее аэрозоль устройство может считать из ЗУ данных изделия данные о том, что образующее аэрозоль изделие уже выкурено, и таким образом будет предотвращено повторное курение этого изделия.
В тех вариантах осуществления, в которых образующее аэрозоль изделие содержит ЗУ данных изделия, это ЗУ данных изделия предпочтительно выполнено на резистивном нагревательном элементе или, в ином случае, образовано как единое целое с ним. Например, в тех вариантах осуществления, в которых резистивный нагревательный элемент содержит диск из электроизоляционного материала, ЗУ данных изделия предпочтительно размещено на этом диске из электроизоляционного материала или внутри него. Аналогичным образом, в тех вариантах осуществления, в которых образующее аэрозоль изделие содержит один или более электрических контактов данных изделия, эти электрические контакты данных изделия предпочтительно выполнены на расположенном раньше по ходу потока торце диска из электроизоляционного материала.
В любом из вышеописанных вариантов осуществления табачная заглушка может содержать по меньшей мере один образователь аэрозоля, т.е. вещество, которое образует аэрозоль при нагреве. Указанный образователь аэрозоля может представлять собой, например, полиольный образователь аэрозоля или неполиольный образователь аэрозоля. Он может быть твердым или жидким при комнатной температуре. Подходящие полиолы включают в себя сорбитол, глицерол и гликоли, такие как пропиленгликоль или триэтиленгликоль. Подходящие неполиольные вещества включают в себя одноатомные спирты, такие как ментол, углеводороды с высокой точкой кипения, кислоты, такие как молочная кислота, и сложные эфиры, такие как диацетин, триацетин, триэтилцитрат или изопропилмиристат. В качестве образователей аэрозоля могут также применяться сложные эфиры алифатических карбоновых кислот, такие как метилстеарат, диметилдодекандиоат и диметилтетрадекандиоат. Может использоваться комбинация образователей аэрозоля в равных или различных пропорциях. В частности, особо предпочтительными могут быть полиэтиленгликоль и глицерол, в то время как триацетин труднее поддается стабилизации и может также потребоваться его инкапсуляция с целью предотвращения его миграции внутри изделия. По меньшей мере один образующий аэрозоль субстрат может содержать один или более ароматических агентов, таких как какао, лакрица, органические кислоты или ментол.
Табачная заглушка может содержать одно или более из следующего: порошок, гранулы, шарики, кусочки, тонкие трубочки, полоски или листы, содержащие одно или более из следующего: табачные листья, фрагменты табачных жилок, восстановленный табак, гомогенизированный табак, экструдированный табак и расширенный табак. При необходимости, табачная заглушка может содержать дополнительные табачные или нетабачные летучие ароматические соединения, подлежащие высвобождению при нагреве табачной заглушки. При необходимости, табачная заглушка может также содержать капсулы, которые содержат, например, дополнительные табачные или нетабачные летучие ароматические соединения. Такие капсулы могут плавиться во время нагрева табачной заглушки. В качестве альтернативы или дополнительно, такие капсулы могут быть разрушены до, во время или после нагрева табачной заглушки.
Если табачная заглушка содержит гомогенизированный табачный материал, то этот гомогенизированный табачный материал может быть образован путем агломерирования табака в виде частиц. Гомогенизированный табачный материал может иметь форму листа. Содержание образователя аэрозоля в гомогенизированном табачном материале может составлять более 5 процентов в пересчете на сухой вес. В качестве альтернативы, содержание образователя аэрозоля в гомогенизированном табачном материале может составлять от 5 процентов до 30 процентов в пересчете на сухой вес. Листы гомогенизированного табачного материала могут быть образованы путем агломерирования табака в виде частиц, полученного путем помола или измельчения другим способом табачных листовых пластин и/или жилок табачного листа; в качестве альтернативы или дополнительно, листы гомогенизированного табачного материала могут содержать одно или более из следующего: табачная пыль, табачная мелочь и другие табачные отходы в виде частиц, образующиеся, например, во время обработки, перемещения и отгрузки табака. Листы гомогенизированного табачного материала могут содержать одно или более внутренних связующих, т.е. табачных эндогенных связующих, одно или более внешних связующих, т.е. табачных экзогенных связующих, или их комбинацию для содействия агломерированию табака в виде частиц. В качестве альтернативы или дополнительно, листы гомогенизированного табачного материала могут содержать другие добавки, включая, но без ограничения, табачные и нетабачные волокна, образователи аэрозоля, увлажнители, пластификаторы, ароматизаторы, наполнители, водные и неводные растворители и их комбинации. Листы гомогенизированного табачного материала предпочтительно выполняют с помощью литейного процесса того типа, который обычно включает в себя литье суспензии, содержащей табак в виде частиц и одно или более связующих, на конвейерной ленте или другой опорной поверхности, сушку отлитой суспензии с образованием листа гомогенизированного табачного материала и удаление листа гомогенизированного табачного материала с указанной опорной поверхности.
Образующее аэрозоль изделие может иметь общую длину от примерно 30 миллиметров до примерно 100 миллиметров. Образующее аэрозоль изделие может иметь внешний диаметр от примерно 5 миллиметров до примерно 13 миллиметров.
Мундштук может быть размещен на расположенном дальше по ходу потока конце образующего аэрозоль изделия. Мундштук может представлять собой ацетилцеллюлозную фильтрующую заглушку. Мундштук предпочтительно имеет длину примерно 7 миллиметров, но он может иметь длину от примерно 5 миллиметров до примерно 10 миллиметров.
Табачная заглушка может иметь длину примерно 10 миллиметров. Тем не менее, наиболее предпочтительная длина табачной заглушки составляет 12 миллиметров.
Диаметр табачной заглушки может составлять от примерно 5 миллиметров до примерно 12 миллиметров.
Предпочтительно, образующее аэрозоль изделие представляет собой сигарету. В предпочтительном варианте осуществления образующее аэрозоль изделие имеет общую длину от 40 миллиметров до 50 миллиметров. Предпочтительно, образующее аэрозоль изделие имеет общую длину примерно 45 миллиметров. Также предпочтительно, чтобы образующее аэрозоль изделие имело внешний диаметр примерно 7,2 миллиметра.
Настоящее изобретение относится также к образующим аэрозоль системам с электрическим нагревом, содержащим образующее аэрозоль изделие, описанное выше. Таким образом, согласно второму аспекту настоящего изобретения, предложена образующая аэрозоль система с электрическим нагревом, содержащая образующее аэрозоль изделие согласно первому аспекту настоящего изобретения по любому из вышеописанных вариантов осуществления, и образующее аэрозоль устройство. Образующее аэрозоль устройство содержит трубчатый корпус, содержащий полость для размещения по меньшей мере расположенного раньше по ходу потока участка образующего аэрозоль изделия. Образующее аэрозоль устройство содержит также источник питающей электроэнергии, расположенный внутри указанного трубчатого корпуса, и по меньшей мере два электрических контакта устройства, соединенных с источником питающей электроэнергии. Указанные по меньшей мере два электрических контакта устройства размещены на расположенном раньше по ходу потока конце указанной полости и выполнены с возможностью соединения с указанными по меньшей мере двумя электрическими контактами нагревателя, когда образующее аэрозоль изделие вставлено внутрь указанной полости, для передачи питающей электроэнергии от источника на резистивный нагревательный элемент.
В некоторых вариантах осуществления как образующее аэрозоль изделие, так и указанная полость могут иметь по существу круглую форму поперечного сечения. В таких вариантах осуществления указанные по меньшей мере два электрических контакта нагревателя могут включать в себя первый электрический контакт нагревателя, расположенный на удалении от второго электрического контакта нагревателя, а указанные по меньшей мере два электрических контакта устройства могут включать в себя первый электрический контакт устройства, расположенный на удалении от второго электрического контакта устройства. Как образующее аэрозоль изделие, так и образующее аэрозоль устройство могут содержать индексный индикатор для отображения угловой ориентации образующего аэрозоль изделия относительно образующего аэрозоль устройства, когда образующее аэрозоль устройство размещено внутри указанной полости. Как описано выше, благодаря выполнению индексного индикатора как на образующем аэрозоль изделии, так и на образующем аэрозоль устройстве, обеспечивается преимущество, состоящее в том, что он помогает потребителю правильно ориентировать образующее аэрозоль изделие при его вставлении внутрь образующего аэрозоль устройства с тем, чтобы указанные по меньшей мере два электрических контакта нагревателя были совмещены и контактировали с соответствующими электрическими контактами устройства.
В любом из вышеописанных вариантов осуществления, в которых образующее аэрозоль изделие содержит крепежный элемент изделия, образующее аэрозоль устройство предпочтительно содержит крепежный элемент устройства, выполненный с возможностью взаимодействия с крепежным элементом изделия для удержания с возможностью высвобождения образующего аэрозоль изделия внутри образующего аэрозоль устройства. Благодаря удержанию с возможностью высвобождения образующего аэрозоль изделия внутри образующего аэрозоль устройства, крепежный элемент изделия обеспечивает преимущество, состоящее в возможности обеспечения поддержания надежного электрического соединения между электрическими контактами нагревателя и соответствующими электрическими контактами образующего аэрозоль устройства во время нагрева этого образующего аэрозоль изделия.
Крепежный элемент изделия и крепежный элемент устройства предпочтительно выполнены таким образом, чтобы усилия, действующие на образующее аэрозоль изделие во время нормального использования образующей аэрозоль системы с электрическим нагревом, были недостаточны для разрыва электрического соединения между электрическими контактами нагревателя и электрическими контактами устройства, и в то же время они выполнены таким образом, чтобы потребитель мог легко извлекать образующее аэрозоль изделие, включая резистивный нагревательный элемент, из образующего аэрозоль устройства. Например, резистивный нагревательный элемент может содержать намагниченный материал, выполненный на расположенном раньше по ходу потока конце резистивного нагревательного элемента, причем этот намагниченный материал взаимодействует с намагниченным материалом или с ненамагниченным, но ферромагнитным материалом, выполненным внутри образующего аэрозоль устройства. В качестве альтернативы, образующее аэрозоль устройство может содержать намагниченный материал, выполненный с возможностью взаимодействия с намагниченным материалом или ненамагниченным, но ферромагнитным материалом, выполненным на расположенном раньше по ходу потока конце резистивного нагревательного элемента.
В предпочтительном варианте осуществления по меньшей мере один из электрических контактов нагревателя содержит намагниченный материал, причем указанный по меньшей мере один электрический контакт нагревателя, содержащий намагниченный материал, притягивается под действием магнитной силы к соответствующему по меньшей мере одному электрическому контакту устройства для удержания с возможностью высвобождения электрических контактов нагревателя в состоянии электрического соединения с соответствующими электрическими контактами устройства, когда образующее аэрозоль изделие вставлено внутрь образующего аэрозоль устройства. В таких вариантах осуществления крепежный элемент изделия содержит указанный по меньшей мере один электрический контакт нагревателя, содержащий намагниченный материал, а крепежный элемент устройства содержит один или более соответствующих электрических контактов устройства. Указанные один или более электрических контактов устройства, соответствующих указанному по меньшей мере одному электрическому контакту нагревателя, содержащему намагниченный материал, также могут содержать намагниченный материал. В качестве альтернативы, указанные один или более электрических контактов устройства, соответствующих указанному по меньшей мере одному электрическому контакту нагревателя, содержащему намагниченный материал, могут содержать ненамагниченный, но ферромагнитный материал.
В альтернативном варианте осуществления по меньшей мере один из электрических контактов устройства содержит намагниченный материал, причем этот по меньшей мере один электрический контакт устройства, содержащий намагниченный материал, притягивается под действием магнитной силы к соответствующему по меньшей мере одному электрическому контакту нагревателя для удержания с возможностью высвобождения электрических контактов нагревателя в состоянии электрического соединения с соответствующими электрическими контактами устройства, когда образующее аэрозоль изделие вставлено внутрь образующего аэрозоль устройства. В таких вариантах осуществления крепежный элемент устройства содержит по меньшей мере один электрический контакт устройства, содержащий намагниченный материал, а крепежный элемент изделия содержит один или более соответствующих электрических контактов нагревателя. Указанные один или более электрических контактов нагревателя, соответствующих указанному по меньшей мере одному электрическому контакту устройства, содержащему намагниченный материал, также могут содержать намагниченный материал. В качестве альтернативы, указанные один или более электрических контактов нагревателя, соответствующих указанному по меньшей мере одному электрическому контакту устройства, содержащему намагниченный материал, могут содержать ненамагниченный, но ферромагнитный материал.
В других альтернативных вариантах осуществления крепежные элементы изделия и устройства могут взаимодействовать механически для удержания образующего аэрозоль изделия внутри образующего аэрозоль устройства. Например, полость, внутри которой размещается образующее аэрозоль изделие, может быть конической, и эта коническая полость обеспечивает посадку с натягом между конической стенкой полости и внешней поверхностью образующего аэрозоль изделия. В таких вариантах осуществления указанная полость образует крепежный элемент устройства, а внешняя поверхность образующего аэрозоль изделия образует крепежный элемент изделия. В качестве альтернативы, может быть обеспечено иное механическое взаимодействие между образующим аэрозоль изделием и образующим аэрозоль устройством. Например, образующее аэрозоль изделие может содержать вводимый участок штыкового соединения, который взаимодействует с соответствующим приемным участком штыкового соединения, выполненным внутри образующего аэрозоль устройства. В таких вариантах осуществления вводимый и приемный участки штыкового соединения образуют крепежные элементы изделия и устройства соответственно. В тех вариантах осуществления, в которых резистивный нагревательный элемент содержит диск из электроизоляционного материала, вводимый участок штыкового соединения предпочтительно образован этим диском из электроизоляционного материала.
Например, образующее аэрозоль изделие может содержать профилированный участок, такой как выпуклый участок или выемку, который образует индексный индикатор на образующем аэрозоль изделии, взаимодействующий с соответствующим образом профилированным индексным индикатором на образующем аэрозоль устройстве. Например, образующее аэрозоль изделие может содержать канавку во внешней поверхности этого изделия, которая должна быть совмещена с соответствующим образом профилированным ребром на внутренней стенке указанной полости, чтобы обеспечить возможность вставления изделия внутрь этой полости.
В качестве альтернативы, указанные по меньшей мере два электрических контакта устройства могут включать в себя первый электрический контакт устройства, расположенный на удалении от второго электрического контакта устройства, причем образующее аэрозоль изделие имеет по существу круглую форму поперечного сечения с центром на продольной оси этого образующего аэрозоль изделия, и указанные по меньшей мере два электрических контакта нагревателя включают в себя первый электрический контакт нагревателя, имеющий кольцевую форму с центром на продольной оси образующего аэрозоль изделия, и второй электрический контакт нагревателя, имеющий круглую или кольцевую форму с центром на продольной оси образующего аэрозоль изделия. Внешний диаметр второго электрического контакта нагревателя составляет меньше, чем внутренний диаметр первого электрического контакта нагревателя, и второй электрический контакт нагревателя расположен внутри первого электрического контакта нагревателя.
Как описано выше, благодаря тому, что первый из указанных электрических контактов нагревателя выполнен в виде кольцевого контакта, а второй электрический контакт нагревателя расположен коаксиально внутри первого электрического контакта нагревателя на продольной оси образующего аэрозоль изделия, обеспечивается преимущество, состоящее в создании такой конфигурации электрических контактов нагревателя, которая не зависит от угловой ориентации образующего аэрозоль изделия. Следовательно, в таких вариантах осуществления индексный индикатор может и не потребоваться, поскольку правильное соединение между электрическими контактами нагревателя и электрическими контактами устройства в образующем аэрозоль устройстве может быть достигнуто при любой угловой ориентации изделия относительно устройства, при условии, что центр одного из электрических контактов устройства расположен на продольной оси указанной полости, и расстояние между первым и вторым электрическими контактами устройства равно расстоянию между первым и вторым электрическими контактами нагревателя. В некоторых вариантах осуществления указанные первый и второй электрические контакты устройства могут иметь такую же конфигурацию, что и электрические контакты нагревателя. Иначе говоря, первый электрический контакт устройства может представлять собой кольцевой электрический контакт, окружающий второй электрический контакт.
В альтернативных вариантах осуществления первый электрический контакт устройства может представлять собой кольцевой электрический контакт, окружающий второй электрический контакт устройства, и центры обоих этих контактов располагаются на продольной оси указанной полости, а первый и второй электрические контакты нагревателя могут иметь любую конфигурацию при условии, что центр одного из электрических контактов нагревателя расположен на продольно оси образующего аэрозоль изделия, и расстояние между первым и вторым электрическими контактами нагревателя равно расстоянию между первым и вторым электрическими контактами устройства. Такая конфигурация обеспечивает возможность вставления образующего аэрозоль изделия внутрь образующего аэрозоль устройства при любой угловой ориентации.
В любом из тех вышеописанных вариантов осуществления, в которых образующее аэрозоль изделие содержит ЗУ данных изделия и один или более электрических контактов данных изделия, образующее аэрозоль устройство содержит один или более электрических контактов данных устройства для соединения с указанными одним или более электрическими контактами данных изделия.
ЗУ данных изделия и/или электрические контакты данных изделия могут быть выполнены таким образом, чтобы доступ к ЗУ данных изделия мог осуществляться лишь в режиме только считывания. Например, образующее аэрозоль устройство может содержать ЗУ данных устройства, хранящее данные об одном или более профилях нагрева, причем ЗУ данных изделия передает данные о типе образующего аэрозоль изделия на образующее аэрозоль устройство через электрические контакты данных изделия и электрические контакты данных устройства с тем, чтобы обеспечить возможность выбора образующим аэрозоль устройством данных о подходящем профиле нагрева из данных об одном или более профилях нагрева, хранящихся в ЗУ данных устройства. В качестве альтернативы, ЗУ данных изделия может передавать данные о подходящем профиле нагрева на образующее аэрозоль устройство через электрические контакты данных изделия и электрические контакты данных устройства.
В качестве альтернативы, ЗУ данных изделия и/или электрические контакты данных изделия быть выполнены таким образом, чтобы доступ к ЗУ данных изделия мог осуществляться в режиме считывания/записи. Например, образующее аэрозоль устройство может считывать данные о типе образующего аэрозоль изделия и/или данные о подходящем профиле нагрева из ЗУ данных устройства, как описано выше. Дополнительно или в качестве альтернативы, образующее аэрозоль устройство может записывать данные в ЗУ данных изделия. Например, образующее аэрозоль устройство может записывать в ЗУ данных изделия данные, указывающие на то, что образующее аэрозоль изделие уже выкурено. Если затем образующее аэрозоль изделие повторно вставлено в образующее аэрозоль устройство, это образующее аэрозоль устройство может считать из ЗУ данных изделия данные, указывающие на то, что данное образующее аэрозоль изделие уже выкурено, и таким образом будет предотвращено повторное курение этого изделия.
В тех вариантах осуществления, в которых образующее аэрозоль устройство содержит ЗУ данных устройства, это ЗУ данных устройства может хранить данные об одном или более профилях нагрева, как описано выше. Дополнительно или в качестве альтернативы, ЗУ данных устройства может хранить данные об использовании, такие как количество выкуренных изделий, типы выкуренных изделий, частоту курения и т.п.
Источник питающей электроэнергии может представлять собой источник напряжения постоянного тока. В предпочтительных вариантах осуществления источник питающей электроэнергии представляет собой батарею. Например, источник питающей электроэнергии может представлять собой никель-металлогидридную батарею, никель-кадмиевую батарею или литиевую батарею, например литий-кобальтовую, литий-железо-фосфатную или литий-полимерную батарею. В качестве альтернативы, источник питающей электроэнергии может представлять собой другой вид устройства накопления заряда, такой как конденсатор. Источник питающей электроэнергии может нуждаться в перезарядке и может иметь такую емкость, которая обеспечивает возможность хранения достаточного количества энергии для использования образующего аэрозоль устройства с одним или более образующими аэрозоль изделиями.
В любом из вышеописанных вариантов осуществления указанный трубчатый корпус предпочтительно содержит одно или более впускных воздушных отверстий для того, чтобы обеспечить возможность втекания воздуха внутрь образующей аэрозоль системы с электрическим нагревом, когда потребитель осуществляет затяжку на образующем аэрозоль изделии во время использования. Предпочтительно, указанные одно или более впускных воздушных отверстий располагаются смежно с расположенным раньше по ходу потока концом образующего аэрозоль изделия, когда это образующее аэрозоль изделие полностью вставлено внутрь образующего аэрозоль устройства.
Образующее аэрозоль устройство может дополнительно содержать датчик для обнаружения потока воздуха, указывающего на осуществление затяжки потребителем. Датчик воздушного потока может представлять собой электромеханическое устройство. В качестве альтернативы, датчик воздушного потока может представлять собой любое из следующего: механическое устройство, оптическое устройство, оптико-механическое устройство и датчик на основе микроэлектромеханических систем (MEMS). В качестве альтернативы, образующее аэрозоль устройство может содержать приводимый вручную переключатель для инициирования затяжки потребителем.
Дополнительно или в качестве альтернативы, образующее аэрозоль устройство может дополнительно содержать датчик температуры. Датчик температуры может определять температуру резистивного нагревательного элемента или температуру образующего аэрозоль изделия. Датчик температуры может представлять собой термистор. В качестве альтернативы, датчик температуры может содержать схему, выполненную с возможностью измерения удельного сопротивления резистивного нагревательного элемента и определения температуры резистивного нагревательного элемента путем сравнения измеренного удельного сопротивления с калиброванной кривой, показывающей зависимость удельного сопротивления от температуры.
Предпочтительно, образующее аэрозоль устройство дополнительно содержит индикатор для сигнализации о том, что резистивный нагревательный элемент активирован. Индикатор может содержать источник света, активируемый при активации нагревательного элемента. Дополнительно или в качестве альтернативы, образующее аэрозоль устройство может содержать индикатор для сигнализации о том, что электрические контакты нагревателя правильно контактируют с электрическими контактами устройства. В тех вариантах осуществления, в которых образующее аэрозоль устройство содержит индикаторы для сигнализации о том, что резистивный нагревательный элемент активирован, и о том, что электрические контакты нагревателя правильно контактируют с электрическими контактами устройства, эти индикаторы могут представлять собой различные индикаторы или они могут представлять собой отдельные индикаторы. Например, устройство может содержать единственный индикатор, содержащий источник света, который активируется лишь в том случае, если электрические контакты нагревателя правильно контактируют с электрическими контактами устройства и при этом активирован резистивный нагревательный элемент.
В любом из вышеописанных вариантов осуществления, образующее аэрозоль устройство может содержать внешний штекер или гнездо, обеспечивающие возможность соединения данного образующего аэрозоль устройства с другим электрическим устройством. Например, образующее аэрозоль устройство может содержать штекер USB или гнездо USB для обеспечения возможности соединения данного образующего аэрозоль устройства с другим USB-совместимым устройством. Например, штекер или гнездо USB может обеспечивать возможность соединения образующего аэрозоль устройства с зарядным устройством USB для зарядки перезаряжаемого источника питающей электроэнергии внутри этого образующего аэрозоль устройства. В тех вариантах осуществления, в которых образующее аэрозоль устройство содержит ЗУ данных устройства, указанный штекер или гнездо USB может, дополнительно или в качестве альтернативы, поддерживать передачу данных на образующее аэрозоль устройство и/или от него. Например, устройство может быть соединено с компьютером для выгрузки данных, таких как данные об использовании, из ЗУ данных устройства. Дополнительно или в качестве альтернативы, устройство может быть соединено с компьютером для передачи данных на это устройство, таких как данные о новых профилях нагрева для новых образующих аэрозоль изделий, причем данные о профилях нагрева сохраняются в ЗУ данных устройства.
В тех вариантах реализации, в которых устройство содержит штекер или гнездо USB, это устройство может дополнительно содержать съемную крышку, которая закрывает штекер или гнездо USB, когда они не используются. В вариантах, в которых штекер или гнездо USB представляет собой штекер USB, этот штекер USB может дополнительно или в качестве альтернативы выборочно убираться внутрь устройства.
Как описано выше, резистивный нагревательный элемент может содержать электрорезистивную нагревательную дорожку, выполненную на удлиненной электроизоляционной подложке. Настоящее изобретение относится к способам изготовления образующих аэрозоль изделий, содержащих указанный резистивный нагревательный элемент, согласно любому из вышеописанных вариантов осуществления. Таким образом, согласно третьему аспекту настоящего изобретения, предложен способ изготовления образующего аэрозоль изделия согласно первому аспекту настоящего изобретения в соответствии вышеописанными вариантами осуществления; способ включает в себя этапы, на которых обеспечивают наличие табачной заглушки и мундштука; и обертывают обертку вокруг по меньшей мере части табачной заглушки и мундштука, чтобы закрепить мундштук на расположенном дальше по ходу потока конце табачной заглушки. Обеспечивают наличие резистивного нагревательного элемента, содержащего электрорезистивную нагревательную дорожку, расположенную на удлиненной электроизоляционной подложке, и по меньшей мере два электрических контакта нагревателя для приема питающей электроэнергии и соединенных с указанной электрорезистивной нагревательной дорожкой. По меньшей мере часть удлиненной электроизоляционной подложки вставляют внутрь табачной заглушки на расположенном раньше по ходу потока конце этой табачной заглушки таким образом, чтобы расположенный раньше по ходу потока конец резистивного нагревательного элемента выступал из указанного расположенного раньше по ходу потока конца табачной заглушки, и этот расположенный раньше по ходу потока конец резистивного нагревательного элемента содержал указанные по меньшей мере два электрических контакта нагревателя для приема питающей электроэнергии.
Благодаря выполнению электрорезистивной нагревательной дорожки на электроизоляционной подложке упрощается изготовление образующего аэрозоль изделия вследствие облегчения отдельного изготовления резистивного нагревательного элемента, который затем вставляют внутрь табачной заглушки после того, как изготовлена остальная часть образующего аэрозоль изделия.
Для облегчения вставления резистивного нагревательного элемента внутрь табачной заглушки, удлиненную электроизоляционную подложку предпочтительно выполняют в форме одного из следующего: стержень, игла, штырь, лезвие или конус, причем этап вставления по меньшей мере части удлиненной электроизоляционной подложки внутрь табачной заглушки включает в себя вставление указанного стержня, иглы, штыря, лезвия или конуса внутрь табачного стержня.
Дополнительно или в качестве альтернативы, удлиненная электроизоляционная подложка может содержать одну или более зубчатых кромок, причем зубцы кромок выполнены по форме таким образом, чтобы способствовать вставлению резистивного нагревательного элемента внутрь табачной заглушки во время этапа вставления по меньшей мере части удлиненной электроизоляционной подложки внутрь табачной заглушки, и при этом указанные зубцы выполнены по форме таким образом, чтобы препятствовать извлечению резистивного нагревательного элемента из табачной заглушки. Благодаря выполнению указанных зубцов обеспечивается преимущество, состоящее в возможности предотвращения отделения резистивного нагревательного элемента от табачной заглушки, когда образующее аэрозоль изделие извлекают из образующего аэрозоль устройства.
В альтернативных вариантах осуществления удлиненная электроизоляционная подложка может иметь винтовую форму, так что резистивный нагревательный элемент может быть завинчен внутрь табачной заглушки и вывинчен из нее, но не может быть непосредственно вдавлен внутрь табачной заглушки или непосредственно вытянут из нее. В таких вариантах осуществления этап вставления по меньшей мере части удлиненной электроизоляционной подложки внутрь табачной заглушки включает в себя завинчивание по меньшей мере части удлиненной электроизоляционной подложки внутрь табачной заглушки. Благодаря использованию винтовой формы обеспечивается возможность предотвращения отделения резистивного нагревательного элемента от табачной заглушки, когда образующее аэрозоль изделие извлекают из образующего аэрозоль устройства.
В тех вариантах осуществления, в которых резистивный нагревательный элемент является одноразовым вместе с остальной частью образующего аэрозоль изделия, этот резистивный нагревательный элемент предпочтительно изготавливают из недорогих материалов, таких как недорогие металлы и металлические сплавы. В качестве альтернативы, в тех вариантах осуществления, в которых резистивный нагревательный элемент является многоразовым, экономичное решение может состоять в изготовлении резистивного нагревательного элемента из более дорогих материалов. Например, многоразовый резистивный нагревательный элемент может содержать удлиненную электроизоляционную подложку, выполненную из электропроводной керамики.
Предпочтительно, электроизоляционная подложка работоспособна при рабочей температуре до примерно 700 градусов по Цельсию, более предпочтительно ― до примерно 800 градусов по Цельсию. Дополнительно или в качестве альтернативы, рабочая температура резистивного нагревательного элемента может составлять примерно 250 градусов по Цельсию, более предпочтительно ― примерно 300 градусов по Цельсию.
Подходящие материалы для выполнения электрорезистивной нагревательной дорожки включают в себя, но без ограничения: полупроводники, такие как легированная керамика, «электропроводная» керамика (например, такая, как дисилицид молибдена), углерод, графит, металлы, сплавы металлов и композитные материалы, изготовленные из керамического материала и металлического материала. Такие композитные материалы могут содержать легированную или нелегированную керамику. Примеры подходящей легированной керамики включают в себя легированные карбиды кремния. Примеры подходящих металлов включают в себя титан, цирконий, тантал и металлы из платиновой группы. Примеры подходящих металлических сплавов включают в себя нержавеющую сталь, никель-, кобальт-, хром-, алюминий-, титан-, цирконий-, гафний-, ниобий-, молибден-, тантал-, вольфрам-, олово-, галлий-, марганец- и железосодержащие сплавы, суперсплавы на основе никеля, железа, кобальта, нержавеющей стали, Timetal и сплавы на основе железа-марганца-алюминия.
В некоторых вариантах осуществления электрорезистивная нагревательная дорожка содержит один или более штампованных участков из электрорезистивного материала, такого как нержавеющая сталь. В качестве альтернативы, электрорезистивная нагревательная дорожка может содержать нагревательный провод или нить, например провод из Ni-Cr (никель-хрома), платины, вольфрама или сплава.
В любом из вышеописанных вариантов осуществления, расположенный раньше по ходу потока участок резистивного нагревательного элемента предпочтительно содержит диск из электроизоляционного материала, причем этот диск содержит расположенный раньше по ходу потока торец, на котором выполнены указанные по меньшей мере два электрических контакта нагревателя, и расположенный дальше по ходу потока торец, от которого проходит электроизоляционная подложка. Этап вставления по меньшей мере части удлиненной электроизоляционной подложки внутрь табачной заглушки включает в себя вставление этой удлиненной электроизоляционной подложки до тех пор, пока расположенный дальше по ходу потока торец указанного диска не будет состыкован с расположенным раньше по ходу потока концом табачной заглушки.
Благодаря выполнению резистивного нагревательного элемента с диском из электроизоляционного материала на его расположенном раньше по ходу потока конце, обеспечивается преимущество, состоящее в облегчении вставления резистивного нагревательного элемента внутрь табачной заглушки. В частности, удлиненная электроизоляционная подложка может иметь такой размер, что когда резистивный нагревательный элемент вставлен внутрь табачной заглушки таким образом, что расположенная дальше по ходу потока поверхность диска состыкована с расположенным раньше по ходу потока концом табачной заглушки, удлиненная электроизоляционная подложка и, следовательно, резистивная нагревательная дорожка правильно располагаются внутри табачной заглушки.
Также обеспечивается преимущество, состоящее в том, что расположенный раньше по ходу потока торец диска из электроизоляционного материала обеспечивает большую площадь поверхности, на которой могут быть выполнены указанные по меньшей мере два электрических контакта нагревателя, что облегчает изготовление резистивного нагревательного элемента.
Диск из электроизоляционного материала может быть образован из того же изоляционного материала, что и удлиненная электроизоляционная подложка, или они могут быть образованы из различных материалов. Предпочтительно, диск из электроизоляционного материала и электроизоляционную подложку выполняют из одного и того же материала. Для упрощения изготовления резистивного нагревательного элемента, диск из электроизоляционного материала и удлиненную электроизоляционную подложку предпочтительно выполняют как единое целое из цельного фрагмента электроизоляционного материала. Например, резистивный нагревательный элемент может быть образован путем формования или литья иным способом электроизоляционного материала вокруг электрорезистивной нагревательной дорожки.
В любом из тех вариантов осуществления, в которых резистивный нагревательный элемент содержит диск из электроизоляционного материала, как этот диск, так и табачная заглушка предпочтительно имеют по существу круглую форму поперечного сечения, причем диаметр диска по существу равен диаметру табачной заглушки. Это обеспечивает преимущество, состоящее в облегчении правильного вставления резистивного нагревательного элемента внутрь табачной заглушки. Например, во время изготовления образующего аэрозоль изделия может использоваться трубчатая направляющая для обеспечения размещения указанного диска из электроизоляционного материала коаксиально с табачной заглушкой.
Настоящее изобретение относится также к способам изготовления табачных заглушек для использования в изготовлении образующих аэрозоль изделий, содержащих резистивный нагревательный элемент внутри табачной заглушки, в соответствии любыми из вышеописанных вариантов осуществления первого аспекта настоящего изобретения, причем указанный резистивный нагревательный элемент включают внутрь табачной заглушки во время образования этой табачной заглушки. Таким образом, согласно четвертому аспекту настоящего изобретения, предложен способ изготовления табачной заглушки для использования в образующем аэрозоль изделии согласно первому аспекту настоящего изобретения; способ включает в себя этап размещения резистивного нагревательного элемент на формовочной ленте, причем этот резистивный нагревательный элемент содержит по меньшей мере два электрических контакта нагревателя для приема питающей электроэнергии. Наносят табачную суспензию на формовочную ленту и сушат с образованием высушенного табачного листа, содержащего указанный резистивный нагревательный элемент. Выполняют из высушенного табачного листа табачную заглушку, в которой резистивный нагревательный элемент размещен внутри табачной заглушки и содержит расположенный раньше по ходу потока участок, выступающий из расположенного раньше по ходу потока конца табачной заглушки, причем указанный расположенный раньше по ходу потока участок резистивного нагревательного элемента содержит указанные по меньшей мере два электрических контакта нагревателя для приема питающей электроэнергии.
Благодаря образованию резистивного нагревательного элемента как единого целого с табачной заглушкой, обеспечивают возможность упрощения изготовления образующего аэрозоль изделия вследствие уменьшения количества этапов сборки.
Резистивный нагревательный элемент может быть размещен на формовочной ленте с последующим нанесением табачной суспензии на формовочную ленту поверх резистивного нагревательного элемента. В качестве альтернативы, табачная суспензия может быть нанесена на формовочную ленту с последующим размещением резистивного нагревательного элемента на поверхности табачной суспензии на формовочной ленте.
Этап образования табачной заглушки из высушенного табачного листа заглушки может включать в себя свертывание и/или фальцовку высушенного табачного листа.
Для адаптации к этапу образования табачной заглушки из высушенного табачного листа, резистивный нагревательный элемент предпочтительно является гибким. Например, резистивный нагревательный элемент может содержать гибкий резистивный провод.
Настоящее изобретение будет далее описано более подробно лишь на примерах, со ссылками на сопроводительные чертежи, на которых:
на фиг. 1 показано образующее аэрозоль изделие согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 2 показан детальный вид электрических контактов нагревателя образующего аэрозоль изделия по фиг. 1;
на фиг. 3 показана альтернативная компоновка электрических контактов нагревателя для использования с образующим аэрозоль изделием по фиг. 1;
на фиг. 4 показано образующее аэрозоль устройство для использования с образующим аэрозоль изделием по фиг. 1;
на фиг. 5 показано образующее аэрозоль изделие по фиг. 1, вставленное внутрь образующего аэрозоль устройства по фиг. 4 с образованием образующей аэрозоль системы с электрическим нагревом;
на фиг. 6 показан способ изготовления образующего аэрозоль изделия по фиг. 1 согласно настоящему изобретению; и
на фиг. 7 показано образующее аэрозоль изделие согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения и выполненное для использования с образующим аэрозоль устройством на фиг. 4.
На фиг. 1 показано образующее аэрозоль изделие 10 согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения, содержащее табачную заглушку 12, полую ацетатную трубку 14, полимерный фильтр 16, мундштук 18 и внешнюю обертку 20.
Образующее аэрозоль изделие 10 дополнительно содержит резистивный нагревательный элемент 22, расположенный внутри табачной заглушки 12 и содержащий диск из электроизоляционного материала 24 и удлиненную электроизоляционную подложку 26, проходящую от расположенного дальше по ходу потока торца диска из электроизоляционного материала 24. Диск из электроизоляционного материала 24 и удлиненная электроизоляционная подложка 26 выполнены интегрально как единое целое из керамического материала.
Внутрь удлиненной электроизоляционной подложки 26 встроена электрорезистивная нагревательная дорожка 28. На расположенном раньше по ходу потока торце диска из электроизоляционного материала 24 выполнены электрические контакты 30 нагревателя, которые соединены с электрорезистивной нагревательной дорожкой 28 с целью передачи питающей электроэнергии от образующего аэрозоль устройства на электрорезистивную нагревательную дорожку 28.
На фиг. 2 показан детальный вид электрических контактов 30 нагревателя, выполненных на расположенном раньше по ходу потока торце диска из электроизоляционного материала 24. Электрические контакты 30 нагревателя включают в себя первый электрический контакт 32 нагревателя, имеющий кольцевую форму, и второй электрический контакт 34 нагревателя, имеющий круглую форму и расположенный внутри первого электрического контакта 32 нагревателя. Центры первого и второго электрических контактов 32, 34 нагревателя расположены на продольной оси диска из электроизоляционного материала 24, так что ориентация первого и второго электрических контактов 32, 34 нагревателя не зависит от угловой ориентации образующего аэрозоль изделия 10 вокруг его продольной оси.
На фиг. 3 показана альтернативная компоновка электрических контактов нагревателя для образующего аэрозоль изделия 10 по фиг. 1. Указанная альтернативная компоновка электрических контактов нагревателя включает в себя первый электрический контакт 36 нагревателя, расположенный на удалении от второго электрического контакта 38 нагревателя. В зависимости от конфигурации электрических контактов устройства, с которым используется образующее аэрозоль изделие 10, может потребоваться, чтобы вставление образующего аэрозоль изделие 10 внутрь образующего аэрозоль устройства осуществлялось с конкретной угловой ориентацией в случае использования альтернативной компоновки электрических контактов нагревателя, показанной на фиг. 3. Следовательно, в таких вариантах осуществления образующее аэрозоль изделие 10 может быть оснащено индексным индикатором для обеспечения правильной угловой ориентации образующего аэрозоль изделия 10. Например, как показано на фиг. 3, в диске из электроизоляционного материала 24 может быть выполнена канавка 40, причем эта канавка должна быть совмещена с соответствующим образом профилированным ребром на образующем аэрозоль устройстве для того, чтобы обеспечить возможность вставления образующего аэрозоль изделия 10 внутрь образующего аэрозоль устройства.
На фиг. 4 показано образующее аэрозоль устройство 50 для использования с образующим аэрозоль изделием по фиг. 1. Устройство 50 содержит источник питающей электроэнергии 52 в виде перезаряжаемой батареи. Контроллер 54 осуществляет управление устройством 50, в том числе подачей питающей электроэнергии от батареи на резистивный нагревательный элемент 22 образующего аэрозоль изделия 10. Образующее аэрозоль устройство 50 содержит трубчатый корпус 55, в котором размещены источник питающей электроэнергии 52 и контроллер 54, при этом трубчатый корпус 55 образует полость 57 для размещения образующего аэрозоль изделия 10. В трубчатом корпусе 55 выполнено множество впускных воздушных отверстий 59 для обеспечения возможности втекания воздуха внутрь полости 57 во время использования образующего аэрозоль устройства 50 с образующим аэрозоль изделием 10.
Образующее аэрозоль устройство 50 содержит также первый и второй электрические контакты 56, 58 устройства, которые выполнены с возможностью соединения с электрическими контактами 30 нагревателя в образующем аэрозоль изделии 10, когда это изделие вставлено внутрь полости 57 с образованием образующей аэрозоль системы 60 с электрическим нагревом, как показано на фиг. 5. Во время работы образующей аэрозоль системы 60 с электрическим нагревом электроэнергия подается от батареи на резистивную нагревательную дорожку 28 резистивного нагревательного элемента 22 через первый и второй электрические контакты 56, 58 устройства и первый и второй электрические контакты 32, 34 нагревателя.
На фиг. 6 показан способ изготовления образующего аэрозоль изделия 10 по фиг. 1, согласно которому осуществляют предварительную сборку изделия из табачной заглушки 12, полой ацетатной трубки 14, полимерного фильтра 16, мундштука 18 и обертки 20. Затем вставляют резистивный нагревательный элемент 22 внутрь табачной заглушки 12 до тех пор, пока расположенный дальше по ходу потока торец диска из электроизоляционного материала 24 не будет состыкован с расположенным раньше по ходу потока торцом табачной заглушки 12, получая таким образом образующее аэрозоль изделие 10 по фиг. 1.
На фиг. 7 показано образующее аэрозоль изделие 100 согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения. Образующее аэрозоль изделие 100 является по существу таким же, что и образующее аэрозоль изделие 10, показанное на фиг. 1, за исключением резистивного нагревательного элемента, и для обозначения одинаковых частей используются одинаковые цифры.
Образующее аэрозоль изделие 100 содержит резистивный нагревательный элемент 122, содержащий электрорезистивный провод 126, размещенный внутри табачной заглушки 12. Электрорезистивный провод 126 может быть включен внутрь табачной заглушки 12 в процессе образования этой табачной заглушки 12. Например, электрорезистивный провод 126 может быть объединен с табачной суспензией на формовочной ленте, после чего табачный лист сушат с получением высушенного табачного листа, содержащего электрорезистивный провод 126, и затем выполняют из высушенного табачного листа табачную заглушку 12.
Резистивный нагревательный элемент 122 содержит также электрические контакты 130 нагревателя, выполненные на расположенном раньше по ходу потока конце образующего аэрозоль изделия 100 и соединенные с электрорезистивным проводом 126. Электрические контакты 130 нагревателя могут быть выполнены таким образом, чтобы обеспечить возможность использования образующего аэрозоль изделия 100 с образующим аэрозоль устройством 50 по фиг. 4.