ОБРАЗУЮЩАЯ АЭРОЗОЛЬ СИСТЕМА И ОБРАЗУЮЩЕЕ АЭРОЗОЛЬ ИЗДЕЛИЕ ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В ТАКОЙ СИСТЕМЕ
AEROSOL-FORMING SYSTEM AND AEROSOL-FORMING ARTICLE FOR USE IN SUCH SYSTEM

Настоящее изобретение относится к образующим аэрозоль системам с индукционным нагревом, содержащим источник никотина для образования аэрозоля, содержащего никотин. Настоящее изобретение относится также к образующему аэрозоль изделию, содержащему источник никотина, для использования в такой образующей аэрозоль системе. Кроме того, настоящее изобретение относится к способу регулирования стехиометрии реакции между парами никотина и парами второго вещества.
Известны различные образующие аэрозоль системы и устройства для доставки никотина пользователю от источника никотина. В них нагревательный элемент нагревает источник никотина и соединение для улучшения доставки. Различия в давлении паров двух соединений способно привести к ненадлежащей стехиометрии реакции. С целью улучшения реакции может быть выбрано соединение для улучшения доставки, имеющее сходное с никотином давление паров. Однако это ограничивает выбор соединений для использования в сочетании с никотином.
Таким образом, существует необходимость в образующей аэрозоль системе, содержащей источник никотина, имеющий улучшенный нагревательный механизм. В частности, существует необходимость в таких образующей аэрозоль системе и образующем аэрозоль изделии для использования в указанной системе, которые были бы способны обеспечить эффективную стехиометрию реакции и, предпочтительно, стабильное образование аэрозоля, и которые были бы адаптируемыми к различным испаряемым соединениям.
Согласно аспекту настоящего изобретения, предложена образующая аэрозоль система. Образующая аэрозоль система содержит источник никотина и источник второго вещества. Система дополнительно содержит первый токоприемник для нагрева источника никотина; второй токоприемник для нагрева источника второго вещества; и источник питания, соединенный с нагрузочной схемой, содержащей индуктор для индуктивной связи с первым токоприемником и со вторым токоприемником.
Благодаря оснащению как источника никотина, так и источника второго вещества своим собственным токоприемником, обеспечивается возможность нагрева обеих веществ в обоих источниках с помощью индивидуального нагревательного элемента. Первый токоприемник может быть адаптирован и выполнен для нагрева источника никотина. Второй токоприемник может быть адаптирован и выполнен для нагрева источника второго вещества. Первый токоприемник и второй токоприемник могут быть выполнены с возможностью осуществления нагрева таким образом, чтобы обеспечивалась эффективная стехиометрия реакции паров никотина и паров второго вещества для образования аэрозоля. Первый токоприемник и второй токоприемник могут быть выполнены с возможностью осуществления нагрева таким образом, чтобы обеспечивалась стабильная доставка никотина пользователю. Предпочтительно, пользователю не доставляются непрореагировавшие пары никотина или непрореагировавшие пары второго вещества.
Первый токоприемник может быть выполнен с возможностью нагрева источника никотина до первой температуры, а второй токоприемник может быть выполнен с возможностью нагрева источника второго вещества до второй температуры. Первая температура и вторая температура могут быть одинаковыми, но они могут быть также и различными. Предпочтительно, первая температура и вторая температура являются различными. Первая и вторая температуры могут быть такими, чтобы испарялось требуемое количество никотина и требуемое количество второго вещества с тем, чтобы достигалась эффективная стехиометрия реакции. Благодаря тому, что различные температуры, достигаемые для источника никотина и источника второго вещества, не зависят друг от друга, обеспечивается возможность выбора сочетания веществ для образования аэрозоля независимо от разности давлений паров указанных веществ. Таким образом обеспечивается возможность достижения большей гибкости и вариативности при образовании аэрозоля.
Для достижения требуемых температур источника никотина и источника второго вещества, причем требуемая температура может включать в себя различные абсолютные температуры, но также и различные распределения температуры в источниках, первый и второй токоприемники могут быть различными.
Первый токоприемник и второй токоприемник могут отличаться по меньшей мере одним из следующего: форма, размеры, материал, количество и распределение. Все эти параметры влияют на индуктивность токоприемника и могут также иметь влияние, например, на контактную поверхность раздела между токоприемником и нагреваемым источником. Таким образом, эти параметры имеют влияние на нагрев источников и могут варьироваться соответствующим образом. Первый токоприемник и второй токоприемник могут также отличаться, например, температурой Кюри. Различие температур Кюри обеспечивает возможность создания эффективного способа регулирования нагрева источника никотина и источника второго вещества. Первый и второй токоприемники могут быть изготовлены, например, из двух ферритов, имеющих различные температуры Кюри, или содержать их.
Первый токоприемник и второй токоприемник могут отличаться сочетанием вышеуказанных параметров.
Форма токоприемника может включать в себя, но без ограничения, полосу, штырь, стержень, нить и частицы.
Совокупность токоприемников может включать в себя, например, некоторое количество идентичных или неидентичных токоприемников (например, идентичных по форме, размерам, материалу и температуре Кюри). Различие в количестве может представлять собой, например, различие по весу или по числу штук.
Распределение первого и второго токоприемников может быть однородным и неоднородным. Распределение может быть локализованным или размытым. Распределение может включать в себя расположение токоприемника в различных областях источника никотина и источника второго вещества. Например, различные области могут представлять собой центральную область, периферийную область, область, расположенную против потока, область, расположенную по потоку, или их сочетание. Различие распределений первого токоприемника и второго токоприемника включает в себя различие в соответствующих вышеуказанных примерах распределений.
Первый и второй токоприемники могут иметь, например, одинаковую форму и геометрические параметры. В этом случае два токоприемника могут, например, содержать различные материалы или быть изготовленными из них. Первый и второй токоприемники с идентичными формами и размерами имеют одинаковый размер контактной поверхности для контакта с веществом соответствующего источника. Идентичные контактные поверхности обеспечивает возможность облегчения регулирования профиля испарения в источнике никотина и источнике второго вещества.
Первый и второй токоприемники могут быть изготовлены из одинакового материала и отличаться другими параметрами токоприемников. Одинаковый материал для токоприемников может быть предпочтительным с точки зрения процесса старения материала, например, в результате окисления. Таким образом, путем выбора одинаковых материалов для токоприемников обеспечивается возможность недопущения изменения стехиометрии реакции никотина и второго вещества из-за наличия различных материалов в двух токоприемниках.
В контексте настоящего документа термин «токоприемник» относится к материалу, который способен преобразовывать электромагнитную энергию в тепло. Когда токоприемник помещают в переменное электромагнитное поле, в токоприемнике обычно наводятся вихревые токи и происходят потери на гистерезис, что приводит к нагреву токоприемника. Поскольку токоприемник находится в тепловом контакте или в непосредственной тепловой близости к источнику никотина или к источнику второго вещества, соответствующие источники нагреваются с помощью соответствующих токоприемников таким образом, что образуется пар. Предпочтительно, токоприемник расположен в непосредственном физическом контакте с соответствующими источниками.
Токоприемник может быть образован из любого материала, который может быть подвергнут индукционному нагреву до температуры, достаточной для испарения никотина и второго вещества. Предпочтительные токоприемники содержат металл или углерод. Предпочтительный токоприемник может содержать или состоять из ферромагнитного материала, например ферритного железа, ферромагнитного сплава, такого как ферромагнитная сталь или нержавеющая сталь, ферромагнитных частиц и феррита. Подходящий токоприемник может представлять собой алюминий или содержать его. Токоприемник предпочтительно содержит более чем 5%, предпочтительно ― более чем 20%, предпочтительно ― более чем 50% или 90% ферромагнитных или парамагнитных материалов. Предпочтительные токоприемники могут быть нагреты до температуры свыше 50 градусов по Цельсию. При использовании с системой согласно настоящему изобретению, токоприемники могут быть нагреты до температур в следующих предпочтительных диапазонах: от 30 до 150 градусов по Цельсию, от 35 до 140 градусов по Цельсию, от 45 до 130 градусов по Цельсию, от 65 до 120 градусов по Цельсию и от 80 до 110 градусов по Цельсию. Подходящие токоприемники могут содержать неметаллический сердечник с металлическим слоем, расположенным на неметаллическом сердечнике, например с металлическими дорожками, образованными на поверхности керамического сердечника. Токоприемник может иметь защитный внешний слой, например защитный керамический слой или защитный стеклянный слой, охватывающий токоприемник. Токоприемник может содержать защитное покрытие, образованное из стекла, керамики или инертного металла поверх сердечника, выполненного из материала токоприемника.
Токоприемник может представлять собой металлический удлиненный материал. Токоприемник может также представлять собой частицы, например частицы металла или феррита.
Токоприемник может быть сплошным, полым или пористым. Предпочтительно, токоприемник является сплошным.
Токоприемник может представлять собой носитель для источника никотина или источника второго вещества. Например, никотин или второе вещество могут быть загружены на или в токоприемники. Например, токоприемник может представлять собой губкообразный материал, например металлическую губку.
Таким образом, первый токоприемник и второй токоприемник, содержащие различные материалы или изготовленные из различных материалов, предпочтительно обладают различиями в вышеуказанных примерах материалов токоприемников.
Если профиль токоприемника имеет постоянное поперечное сечение, например круглое поперечное сечение, его предпочтительная ширина или диаметр составляет от примерно 1 миллиметра до примерно 5 миллиметров. Если профиль токоприемника имеет форму листа или ленты, этот лист или лента предпочтительно имеет прямоугольную форму, ширина которой предпочтительно составляет от примерно 2 миллиметров до примерно 8 миллиметров, более предпочтительно ― от примерно 3 миллиметров до примерно 5 миллиметров, например 4 миллиметра, а толщина предпочтительно составляет от примерно 0,03 миллиметра до примерно 0,15 миллиметра, более предпочтительно ― от примерно 0,05 миллиметра до примерно 0,09 миллиметра, например примерно 0,07 миллиметра.
В качестве общего правила, всякий раз, когда термин «примерно» используется в сочетании с конкретным значением по всей данной заявке, следует понимать, что значение, следующее за термином «примерно», не обязательно должно представлять собой точное значение по техническим соображениям. Тем не менее, термин «примерно», используемый в сочетании с конкретным значением, всегда должен пониматься как включающий в себя и однозначным образом выражающий конкретное значение, следующее за термином «примерно».
Если токоприемник имеет форму множества частиц, эти частицы предпочтительно однородно распределены внутри или вокруг источника никотина или источника второго вещества. Предпочтительно, частицы токоприемника имеют размеры в диапазоне от примерно 5 микрометров до примерно 100 микрометров, предпочтительно ― в диапазоне от примерно 10 микрометров до примерно 80 микрометров, например, они имеют размеры от 20 микрометров до 50 микрометров.
Источник никотина может содержать одно или более из следующего: никотин, никотиновое основание, никотиновая соль, такая как никотин-HCl, никотин-битартрат или никотин-дитартрат, или дериват никотина. Источник никотина может содержать натуральный никотин или синтетический никотин. Источник никотина может содержать чистый никотин, раствор никотина в водном или неводном растворителе или жидкий табачный экстракт.
Источник никотина может дополнительно содержать образующее электролит соединение. Образующее электролит соединение может быть выбрано из группы, состоящей из гидроксидов щелочных металлов, оксидов щелочных металлов, солей щелочных металлов, оксидов щелочноземельных металлов, гидроксидов щелочноземельных металлов и их комбинаций. Например, источник никотина может содержать образующее электролит соединение, выбранное из группы, состоящей из гидроксида калия, гидроксида натрия, оксида лития, оксида бария, хлорида калия, хлорида натрия, карбоната натрия, цитрата натрия, сульфата аммония и их комбинации.
Источник никотина может содержать водный раствор никотина, никотиновое основание, никотиновую соль или производное никотина и образующее электролит соединение.
Источник никотина может дополнительно содержать другие компоненты, включая, но без ограничения, натуральные ароматизаторы, искусственные ароматизаторы и антиоксиданты.
Источник никотина может содержать сорбционный элемент и никотин, сорбированный на сорбционном элементе. Предпочтительно, первый токоприемник находится в физическом контакте с сорбционным элементом. Например, первый токоприемник может быть встроен в сорбционный элемент.
Сорбционный элемент может быть образован из любого подходящего материала или комбинации материалов. Например, сорбционный элемент может содержать одно или более из следующего: стекло, целлюлоза, керамика, нержавеющая сталь, алюминий, полиэтилен (PE), полипропилен, полиэтилентерефталат (PET), поли(циклогександиметилентерефталат) (PCT), полибутилентерефталат (PBT), политетрафторэтилен (PTFE), вспененный политетрафторэтилен (ePTFE) и BAREX.
Сорбционный элемент может представлять собой пористый сорбционный элемент. Например, сорбционный элемент может представлять собой пористый сорбционный элемент, содержащий один или более материалов, выбранных из группы, состоящей из пористых пластмассовых материалов, пористых полимерных волокон и пористых стеклянных волокон.
Сорбционный элемент предпочтительно является химически инертным по отношению к никотину.
Сорбционный элемент может иметь любые подходящие размеры и форму.
В некоторых вариантах осуществления сорбционный элемент может представлять собой по существу цилиндрическую заглушку. Например, сорбционный элемент может представлять собой пористую по существу цилиндрическую заглушку.
В других вариантах осуществления сорбционный элемент может представлять собой по существу цилиндрическую полую трубку. Например, сорбционный элемент может представлять собой пористую по существу цилиндрическую полую трубку.
Размеры, форма и состав сорбционного элемента могут быть выбраны таким образом, чтобы обеспечить возможность сорбции требуемого количества никотина на данном сорбционном элементе.
Сорбционный элемент предпочтительно действует как резервуар для никотина.
Второе вещество представляет собой соединение для улучшения доставки или вещество для реакции с парами никотина. Пары никотина реагируют с парами второго вещества в газовой фазе с образованием аэрозоля. Образующийся аэрозоль доставляется к расположенному по потоку концу образующего аэрозоль изделия и далее ― пользователю.
Соединение для улучшения доставки может представлять собой кислоту. Соединение для улучшения доставки может представлять собой кислоту, выбранную из группы, состоящей из 3-метил-2-оксовалериановой кислоты, пировиноградной кислоты, 2-оксовалериановой кислоты, 4-метил-2-оксовалериановой кислоты, 3-метил-2-оксобутановой кислоты, 2-оксооктановой кислоты, 2-оксопропановой кислоты (молочной кислоты) и их комбинаций. Предпочтительно, соединение для улучшения доставки представляет собой пировиноградную кислоту или молочную кислоту.
Источник второго вещества, например источник пировиноградной кислоты или молочной кислоты, может содержать сорбционный элемент и второе вещество, например молочную кислоту, сорбированную на сорбционном элементе. Предпочтительно, второй токоприемник находится в физическом контакте с сорбционным элементом. Например, второй токоприемник может быть встроен в сорбционный элемент.
Сорбционный элемент может быть образован из любого подходящего материала или комбинации материалов, например из тех, которые перечислены выше.
Сорбционный элемент предпочтительно является химически инертным по отношению ко второму веществу.
Сорбционный элемент может иметь любые подходящие размеры и форму.
Сорбционный элемент для второго вещества может иметь такие же форму, материал и размеры, что и описанные выше в отношении сорбционного элемента для никотина. В частности, два сорбционных элемент могут быть идентичны.
Размеры, форма и состав сорбционного элемента могут быть выбраны таким образом, чтобы обеспечить возможность сорбции требуемого количества второго вещества на сорбционном элементе.
Сорбционный элемент предпочтительно действует как резервуар для второго вещества.
Предпочтительно, источник второго вещества представляет собой источник молочной кислоты или пировиноградной кислоты, и аэрозоль, образующийся в образующей аэрозоль системе, содержит частицы никотиновой соли. Частицы никотиновой соли могут представлять собой частицы соли никотина лактата или частицы соли никотина пирувата.
Предпочтительно, нагрузочная схема образующей аэрозоль системы согласно настоящему изобретению представляет собой одну катушку индуктивности. Таким образом обеспечивается преимущество, состоящее в простоте конструкции устройства, электронной схемы устройства и его функционирования. С помощью одного индуктора обеспечивается возможность одновременного нагрева первого токоприемника и второго токоприемника в одном рабочем режиме индуктора. Возможность различного нагрева двух веществ, при его необходимости, обеспечивается путем применения двух токоприемников (при необходимости ― различных токоприемников), каждый из которых относится к соответствующему источнику. В дополнение, обеспечивается возможность адаптации образующего аэрозоль устройства для использования с картриджами, заключающими в себе никотин, к индукционному нагреву. Такие устройства могут быть оснащены, например, электронной схемой и нагрузочной схемой, содержащей индуктор. Таким образом обеспечивается возможность изготовления устройств, которые потребляют меньше мощности, чем устройства, нагреваемые обычным образом, например содержащие нагревательные лезвия, и которые обеспечивают все преимущества бесконтактного нагрева (например, отсутствие ломких нагревательных лезвий, отсутствие мусора на нагревательном элементе, отделение электронной схемы от нагревательного элемента и образующих аэрозоль субстратов и простота очистки устройства). Поскольку токоприемники обычно представляют собой элементы одноразовой части системы, загрязнение или очистка токоприемников как нагревательных элементов не является проблемой в системе согласно настоящему изобретению. Например, система может содержать образующее аэрозоль изделие, содержащее источник никотина и источник второго вещества, а также первый и второй токоприемники. Изделие может быть заменено после использования.
Предпочтительно, образующая аэрозоль система согласно настоящему изобретению содержит ближний конец, через который при использовании аэрозоль выходит из образующей аэрозоль системы для доставки пользователю. Ближний конец может также именоваться мундштучным концом. Предпочтительно, при использовании пользователь осуществляет затяжку на ближнем конце образующей аэрозоль системы. Образующая аэрозоль система предпочтительно содержит дальний конец, противоположный ближнему концу.
Обычно, когда пользователь осуществляет затяжку на ближнем конце образующей аэрозоль системы, воздух втягивается в образующую аэрозоль систему, проходит через образующую аэрозоль систему и выходит из образующей аэрозоль системы на ближнем конце. Компоненты или части компонентов образующей аэрозоль системы могут быть описаны как расположенные против потока или по потоку относительно друг друга на основе их относительных положений между ближним концом и дальним концом образующей аэрозоль системы.
В контексте данного документа термины « против потока», «по потоку», «ближний» и «дальний» используются для описания относительных положений компонентов или частей компонентов образующей аэрозоль системы и образующего аэрозоль изделия согласно настоящему изобретению.
Образующая аэрозоль система согласно настоящему изобретению может содержать образующее аэрозоль изделие. Как правило, образующее аэрозоль изделие вставляют в полость индукционного нагревательного устройства образующей аэрозоль системы таким образом, чтобы обеспечивалась возможность ввода тепла в токоприемники картриджа посредством соответствующего индуктора электронной схемы питания, расположенной в индукционном нагревательном устройстве.
Образующее аэрозоль изделие, содержащееся в образующей аэрозоль системе, может быть таким, как описано ниже.
Согласно одному аспекту, настоящее изобретение относится к образующему аэрозоль изделию. Образующее аэрозоль изделие содержит картридж, содержащий первое отделение, содержащее источник никотина, и второе отделение, содержащее источник второго вещества.
В контексте данного документа термин «первое отделение» используется для описания одной или более камер или емкостей внутри образующего аэрозоль изделия, содержащих источник никотина.
В контексте данного документа термин «второе отделение» используется для описания одной или более камер или емкостей внутри образующего аэрозоль изделия, содержащих источник второго вещества.
Первое отделение и второе отделение могут примыкать друг к другу. В качестве альтернативы, первое отделение и второе отделение могут быть расположены на удалении друг от друга.
Обычно при использовании пары никотина высвобождаются из источника никотина в первом отделении, а пары второго вещества высвобождается из источника второго вещества во втором отделении. Пары никотина вступают в реакцию с парами второго вещества в газовой фазе с образованием аэрозоля, который доставляется пользователю. Предпочтительно, образующая аэрозоль система согласно настоящему изобретению дополнительно содержит реакционную камеру, расположенную по потоку относительно первого отделения и второго отделения и выполненную с возможностью облегчения реакции между парами никотина и парами второго вещества. Образующее аэрозоль изделие может содержать реакционную камеру. В случае, если образующее аэрозоль устройство содержит корпус устройства и мундштучный участок, этот мундштучный участок образующего аэрозоль устройства может содержать реакционную камеру.
Как дополнительно описано ниже, первое отделение и второе отделение могут быть расположены последовательно или параллельно внутри образующего аэрозоль изделия. Предпочтительно, первое отделение и второе отделение расположены параллельно внутри картриджа.
Термин «последовательно» означает, что первое отделение и второе отделение расположены внутри образующего аэрозоль изделия таким образом, что при использовании поток воздуха, втягиваемый через образующее аэрозоль изделие, проходит через одно из отделений ― первое или второе отделение ― и затем проходит через другое из этих двух отделений. Пары никотина высвобождаются из источника никотина в первом отделении в воздушный поток, втягиваемый через образующее аэрозоль изделие, а пары второго вещества высвобождаются из источника второго вещества во втором отделении в воздушный поток, втягиваемый через образующее аэрозоль изделие. Пары никотина вступают в реакцию с парами второго вещества в газовой фазе с образованием аэрозоля, который доставляется пользователю.
В контексте данного документа термин «параллельно» означает, что первое отделение и второе отделение расположены внутри образующего аэрозоль изделия таким образом, что при использовании первый воздушный поток, втягиваемый через образующее аэрозоль изделие, проходит через первое отделение, а второй воздушный поток, втягиваемый через образующее аэрозоль изделие, проходит через второе отделение. Пары никотина высвобождаются из источника никотина в первом отделении в первый воздушный поток, втягиваемый через образующее аэрозоль изделие, а пары второго вещества высвобождаются из источника второго вещества во втором отделении во второй воздушный поток, втягиваемый через образующее аэрозоль изделие. Пары никотина в первом воздушном потоке вступают в реакцию с парами второго вещества во втором воздушном потоке в газовой фазе с образованием аэрозоля, который доставляется пользователю.
Картридж может дополнительно содержать третье отделение, предпочтительно содержащее источник агента для модификации аэрозоля. Первое отделение, второе отделение и третье отделение предпочтительно расположены параллельно внутри картриджа.
В случае, если образующее аэрозоль изделие содержит третье отделение, это третье отделение может содержать один или более агентов для модификации аэрозоля. Например, третье отделение может содержать один или более сорбентов, таких как активированный уголь, один или более ароматизаторов, таких как ментол, или их комбинацию. Третье отделение может также содержать дополнительный источник никотина. Предпочтительно, третье отделение оснащено третьим токоприемником. Третий токоприемник может быть идентичен первому и второму токоприемникам или он может отличаться от них. Третий токоприемник может быть адаптирован и выполнен для нагрева источника агента для модификации аэрозоля. Предпочтительно, третий токоприемник находится в непосредственном контакте, предпочтительно ― в непосредственном физическом контакте с источником агента для модификации аэрозоля.
Картридж образующего аэрозоль изделия может иметь любую подходящую форму. Предпочтительно, картридж может быть по существу цилиндрическим. Первое отделение, второе отделение и, при его наличии, третье отделение предпочтительно проходят в продольном направлении между противоположными по существу плоскими торцевыми поверхностями картриджа.
Одна или обе противоположных по существу плоских торцевых поверхности картриджа могут быть герметизированы посредством одной или более ломких или съемных перегородок.
Первое отделение, содержащее источник никотина, и/или второе отделение, содержащее источник второго вещества, могут быть герметизированы посредством одной или более ломких перегородок. Указанные одна или более ломких перегородок могут быть образованы из любого подходящего материала. Например, указанные одна или более ломких перегородок могут быть образованы из металлической фольги или пленки.
Предпочтительно, ломкая перегородка образована из материала, не содержащего или содержащего ограниченное количество ферромагнитного или парамагнитного материала. В частности, ломкая перегородка может содержать менее чем 20 процентов, в частности менее чем 10 процентов или менее чем 5 процентов или менее чем 2 процента ферромагнитного или парамагнитного материала.
Образующее аэрозоль устройство предпочтительно дополнительно содержит прокалывающий элемент, выполненный с возможностью разрушения указанных одной или более ломких перегородок, герметизирующих первое отделение и/или второе отделение. Первое отделение, содержащее источник никотина, и/или второе отделение, содержащее источник второго вещества, могут быть герметизированы посредством одной или более съемных перегородок. Например, первое отделение, содержащее источник никотина, и/или второе отделение, содержащее источник второго вещества, могут быть герметизированы посредством одного или более отрывных уплотнений.
Указанные одна или более съемных перегородок могут быть образованы из любого подходящего материала. Например, указанные одна или более съемных перегородок могут быть образованы из металлической фольги или пленки.
Картридж может иметь любые подходящие размеры. Картридж может иметь длину, например, от примерно 5 мм до примерно 30 мм. В некоторых вариантах реализации картридж может иметь длину примерно 20 мм. Картридж может иметь диаметр, например, от примерно 4 мм до примерно 10 мм. В некоторых вариантах реализации картридж может иметь диаметр примерно 7 мм.
Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения, предложено образующее аэрозоль изделие, предназначенное для использования в образующей аэрозоль системе согласно настоящему изобретению. Образующее аэрозоль изделие может содержать источник никотина и источник второго вещества, а также первый токоприемник и второй токоприемник.
Образующее аэрозоль изделие содержит картридж. Картридж содержит первое отделение, содержащее источник никотина, и второе отделение, содержащее источник второго вещества. Первый токоприемник расположен в первом отделении, а второй токоприемник расположен во втором отделении.
Предпочтительно, первый и/или второй токоприемник, более предпочтительно ― как первый, так и второй токоприемники, расположены в центральной области соответственно первого отделения или второго отделения.
Центральное расположение может быть предпочтительным с точки зрения теплового распределения в отделении и, например, в материале, размещенном в отделении, например в сорбционном элементе. Центральное расположение может быть предпочтительным, например, для обеспечения однородного или симметричного теплового распределения в отделении или в источнике, размещенном в отделении, соответственно. Тепло, генерируемое в центральной области, может рассеиваться в радиальном направлении и нагревать источник вокруг всей периферии токоприемника.
Предпочтительно, центральная область представляет собой ту область отделения или источника, размещенного в отделении, которая охватывает центральную ось отделения. Токоприемник может быть расположен по существу в продольном направлении внутри отделения или внутри источника в отделении. Это означает, что продольный размер токоприемника проходит таким образом, что он является приблизительно параллельным продольному направлению отделения, например параллельным продольному направлению отделения в пределах плюс или минус 10 градусов. Благодаря расположению первого или второго токоприемника в центральной области соответствующего отделения, обеспечивается возможность недопущения контакта токоприемника с внешней стенкой картриджа. Таким образом обеспечивается возможность ограничения нежелательного нагрева стенки картриджа и рассеяния тепла из картриджа во внешнюю среду.
Используемый в данном документе применительно к настоящему изобретению термин «продольный» используется для описания направления между ближним концом и противоположным ему дальним концом образующей аэрозоль системы или образующего аэрозоль изделия соответственно.
Используемый в данном документе применительно к настоящему изобретению термин «длина» означает максимальный продольный размер между дальним концом и ближним концом компонентов или частей компонентов образующей аэрозоль системы.
Первый токоприемник и второй токоприемник могут представлять собой удлиненные токоприемники, предпочтительно ― в виде токоприемных полосок.
Картридж содержит разделительную стенку, отделяющую первое отделение от второго отделения. Разделительная стенка может содержать теплоизоляционный материал или она может быть изготовлена из него. Предпочтительно, разделительная стенка изготовлена из теплоизоляционного материала. Теплоизоляционный материал обеспечивает возможность недопущения или ограничения передачи тепла от одного отделения на другое. Таким образом обеспечивается возможность поддержки раздельного независимого нагрева двух веществ в двух отделениях.
Теплопроводность представляет собой способность материала проводить тепло. Передача тепла происходит с более низкой скоростью в материалах с низкой теплопроводностью, чем в материалах с высокой теплопроводностью. Теплопроводность материала может зависеть от температуры.
Теплоизоляционные материалы, используемые в настоящем изобретении, в частности, для разделительных стенок или дополнительных участков картриджа, предпочтительно имеют теплопроводность менее чем 1 Ватт на (метр х Кельвин), предпочтительно ― менее чем 0,1 Ватта на (метр х Кельвин), например от 1 до 0,01 Ватта на (метр х Кельвин).
Картридж или участки картриджа могут быть образованы из одного или более подходящих материалов. Подходящие материалы включают в себя, но без ограничения, полиэфирэфиркетон (PEEK), полиимиды, такие как Kapton, полиэтилентерефталат (PET), полиэтилен (PE), полипропилен (PP), полистирол (PS), фторированный этилен-пропилен (FEP), политетрафторэтилен (PTFE), эпоксидные смолы, полиуретановые смолы и виниловые смолы.
Предпочтительно, картридж образован из материала, не содержащего или содержащего ограниченное количество ферромагнитного или парамагнитного материала. В частности, картридж может содержать менее чем 20 процентов, в частности менее чем 10 процентов или менее чем 5 процентов или менее чем 2 процента ферромагнитного или парамагнитного материала.
Картридж может быть образован из одного или более материалов, которые являются стойкими к никотину и стойкими ко второму веществу, например стойкими к молочной кислоте или стойкими к пировиноградной кислоте.
Первое отделение, содержащее источник никотина, может быть покрыто одним или более материалами, стойкими к никотину, а второе отделение, содержащее второе вещество, может быть покрыто одним или более материалами, стойкими к второму веществу, например стойкими к молочной кислоте или стойкими к пировиноградной кислоте.
Примеры подходящих материалов, стойких к никотину, и материалов, стойких к молочной кислоте, включают в себя, но без ограничения, полиэтилен (PE), полипропилен (PP), полистирол (PS), фторированный этилен-пропилен (FEP), политетрафторэтилен (PTFE), эпоксидные смолы, полиуретановые смолы, виниловые смолы и их комбинации.
Благодаря применению одного или более материалов, стойких к никотину, и материалов, стойких к второму веществу, для образования картриджа или покрытия внутренней поверхности первого отделения и второго отделения соответственно, обеспечивается преимущество, состоящее в возможности увеличения срока службы образующего аэрозоль изделия.
Внешняя стенка картриджа может содержать теплоизоляционный материал. Предпочтительно, внешняя стенка картриджа может быть изготовлена из теплоизоляционного материала. Теплоизоляционная внешняя стенка картриджа может быть предпочтительной с точки зрения энергопотребления системы. Она может быть также предпочтительной с точки зрения более удобного манипулирования такой системой.
Благодаря теплоизоляции, тепло, генерируемое в картридже, сохраняется в картридже. Обеспечивается возможность уменьшения или недопущения потерь тепла в окружающую среду в результате теплопереноса. В дополнение, обеспечивается возможность ограничения или недопущения нагрева корпуса образующего аэрозоль устройства.
Предпочтительно, картридж образован из одного или более теплоизоляционных материалов. В этих вариантах осуществления внутренняя поверхность первого отделения и второго отделения может быть покрыта одним или более теплопроводными материалами для улучшения распределения тепла в соответствующих отделениях.
Благодаря применению одного или более теплопроводных материалов для покрытия внутренней поверхности первого отделения и второго отделения, обеспечивается преимущество, состоящее в повышении теплопередачи от токоприемника на источник никотина и источник второго вещества.
Теплопроводные материалы, используемые в настоящем изобретении, могут иметь теплопроводность более чем 10 Ватт на (метр х Кельвин), предпочтительно ― более чем 100 Ватт на (метр х Кельвин), например от 10 до 500 Ватт на (метр х Кельвин).
Подходящие теплопроводные материалы включают в себя, но без ограничения, металлы, например такие, как алюминий, хром, медь, золото, железо, никель и серебро, сплавы, такие как латунь и сталь, и их комбинации.
Картриджи для использования в образующих аэрозоль системах согласно настоящему изобретению и в образующих аэрозоль изделиях согласно настоящему изобретению могут быть образованы любым подходящим способом. Подходящие способы включают в себя, но без ограничения, глубокую вытяжку, литье под давлением, вспучивание, дутьевое формование и экструзию.
Образующее аэрозоль изделие может содержать мундштук. Мундштук может содержать фильтр. Фильтр может иметь низкую эффективность фильтрации частиц или очень низкую эффективность фильтрации частиц. Мундштук может содержать полую трубку. Мундштук образующего аэрозоль изделия или образующего аэрозоль устройства может содержать реакционную камеру.
Согласно аспекту настоящего изобретения, предложен способ регулирования стехиометрии реакции между парами никотина и парами второго вещества в образующей аэрозоль системе для образования содержащего никотин аэрозоля на месте (in situ). Способ включает в себя этап, на котором индивидуально осуществляют нагрев источника никотина с помощью первого токоприемника и нагрев источника второго вещества с помощью второго токоприемника. Таким образом регулируют соотношение испаряемого количества никотина и испаряемого количества второго вещества. Способ может включать в себя этап, на котором размещают два источника веществ ― источник никотина и источник второго вещества ― в двух разных отделениях. Способ может дополнительно включать в себя этап, на котором размещают первый токоприемник в одном из двух указанных отделений, а второй токоприемник ― в другом из двух указанных отделений.
Предпочтительно, индивидуальный нагрев и, следовательно, регулирование соотношения испаряемых количеств веществ осуществляют путем конфигурирования первого токоприемника и второго токоприемника таким образом, чтобы обеспечить эффективную стехиометрию реакции паров никотина и паров второго вещества с целью образования аэрозоля. Предпочтительно, стехиометрию реакции регулируют таким образом, чтобы обеспечить стабильную доставку никотина пользователю. Предпочтительно, стехиометрию реакции регулируют таким образом, чтобы пользователю не доставлялись непрореагировавшие пары никотина или непрореагировавшие пары второго вещества.
Дополнительные преимущества и аспекты способа уже были описаны применительно к образующей аэрозоль системе согласно настоящему изобретению и образующему аэрозоль устройству согласно настоящему изобретению и повторно описываться не будут.
Настоящее изобретение будет далее описано применительно к вариантам осуществления, проиллюстрированным нижеследующими графическими материалами, на которых:
на фиг. 1 показан перспективный вид картриджа с двумя отделениями и расположенной в окружном направлении обмоткой катушки индуктивности;
на фиг. 2 показан вид в продольном сечении картриджа по фиг. 1;
на фиг. 3 показан вид в поперечном сечении картриджа по фиг. 1;
на фиг. 4 схематично показано образующее аэрозоль устройство для использования в образующей аэрозоль системе согласно настоящему изобретению.
На фигурах с фиг. 1 по фиг. 3 показан картридж с трубчатым корпусом 1. Корпус 1 разделен посредством разделительной стенки 10 на две камеры 11, 12 полукруглого поперечного сечения, расположенных с обеих сторон разделительной стенки 10. Камеры 11, 12 проходят в продольном направлении между противоположными по существу плоскими торцевыми поверхностями картриджа. Одна из двух указанных камер образует первое отделение 11, содержащее источник никотина. Другая из двух указанных камер образует второе отделение 12, содержащее источник второго вещества, например источник молочной кислоты.
Разделительная стенка 10 проходит вдоль главной оси 15 картриджа. Источник никотина может содержать сорбционный элемент (не показан), такой как пористый пластмассовый сорбционный элемент, с адсорбированным на нем никотином, расположенный в камере, образующей первое отделение 11. Источник второго вещества может содержать сорбционный элемент (не показан), такой как пористый пластмассовый сорбционный элемент, с адсорбированной на нем молочной кислотой, расположенный в камере, образующей второе отделение 12.
Первый токоприемник 21 расположен в продольном направлении вдоль первого отделения 11. Второй токоприемник 22 расположен в продольном направлении вдоль второго отделения 12. Как первый, так и второй токоприемники 21, 22 выполнены в виде токоприемных полосок, например металлических полосок. Указанные полоски расположены в центральной области соответственно первого и второго отделений 11, 12. В варианте осуществления, показанном на фиг. 1-3, первый токоприемник 21 и второй токоприемник 22 имеют длину, которая соответствует длине картриджа, как лучше всего видно на фиг. 2.
Предпочтительно, разделительная стенка 10 изготовлена из теплоизоляционного материала, в то время как трубчатый корпус 1 может быть изготовлен из теплопроводного или теплоизоляционного материала. Предпочтительно, разделительная стенка 10 изготовлена из теплоизоляционного полимерного материала. Предпочтительно, трубчатый корпус также изготовлен из теплоизоляционного полимерного материала. Корпус 1 и разделительная стенка 10 могут быть образованы как единое целое, например методом литья.
Картридж окружен индуктором в виде одной катушки 3 индуктивности для генерирования тепла в первом токоприемнике 21 и во втором токоприемнике 22, расположенных в первом и во втором отделениях 11, 12 соответственно.
Предпочтительно, катушка 3 индуктивности представляет собой часть образующего аэрозоль устройства. Картридж или токоприемники 21, 22 картриджа соответственно размещаются вблизи катушки 3 в результате вставления картриджа внутрь полости устройства, выполненной для приема картриджа.
Схематическая иллюстрация продольного сечения образующего аэрозоль устройства 6 с электрическим управлением показана на фиг. 4. Образующее аэрозоль устройство 6 содержит индуктор 61, например катушку 3 индуктивности. Индуктор 61 расположен смежно с дальним участком 630 камеры 63 для приема картриджа в образующем аэрозоль устройстве 6. При использовании пользователь вставляет образующее аэрозоль изделие, содержащее картридж, например такой, как показанный на фигурах с фиг. 1 по фиг. 3, внутрь камеры 630 для приема картриджа в образующем аэрозоль устройстве 6 таким образом, чтобы токоприемники 21, 22 в картридже образующего аэрозоль изделия были расположены смежно с индуктором 61.
Образующее аэрозоль устройство 6 содержит батарею 64 и электронную схему 65, которые обеспечивают возможность активации индуктора 61. Такая активация может осуществляться вручную или она может происходить автоматически в ответ на осуществление пользователем затяжки на образующем аэрозоль изделии, вставленном в камеру 63 для размещения картриджа в образующем аэрозоль устройстве 6.
При активации высокочастотный переменный ток протекает через витки провода, который образует часть индуктора 61. Это приводит к генерированию индуктором 61 пульсирующего электромагнитного поля внутри дальнего участка 630 камеры 63 для размещения картриджа в устройстве. Если образующее аэрозоль изделие правильно расположено в камере 63 для размещения картриджа, первый и второй токоприемники изделия располагаются внутри указанного пульсирующего электромагнитного поля. Под действием пульсирующего электромагнитного поля создаются вихревые токи и/или потери на гистерезис внутри токоприемников 21, 22, которые в результате этого нагреваются. Нагретые токоприемники нагревают соответственно источник никотина и источник второго вещества в образующем аэрозоль изделии до температуры, достаточной для образования аэрозоля. Возможность достижения различных температур в первом и втором токоприемниках обеспечивается в соответствии с выбором типа токоприемников. Тип токоприемников может варьироваться, например, по размерам, форме, материалу или распределению в соответствующем отделении.
Аэрозоль, образующийся в результате нагрева двух указанных источников, втягивается по потоку через образующее аэрозоль изделие, например в направлении мундштука и через него, и обеспечивается возможность вдыхания аэрозоля пользователем.