Изобретение относится к генерирующему аэрозоль изделию, в котором генерирующий аэрозоль материал нагревается, и тем самым выделяется (высвобождается) аэрозоль, но генерирующий аэрозоль материал не сгорает. Генерирующее аэрозоль изделие включает оболочковый материал, который, в частности, предназначен для фильтровой части генерирующего аэрозоль изделия. Оболочковый материал имеет особенно высокую жесткость на изгиб и может быть хорошо перфорирован с использованием лазера. В частности, оболочковый материал соответствующего изобретению генерирующего аэрозоль изделия включает в себя по меньшей мере два соединенных друг с другом бумажных слоя, которые имеют различные удельные плотности. Изобретение также относится к способу изготовления соответствующего оболочкового материала и к соответствующему оболочковому материалу.
В уровне техники известны генерирующие аэрозоль изделия, например, из WO 2015/082648, которые включают в себя генерирующий аэрозоль материал и материал, которым обернут генерирующий аэрозоль материал, и тем самым образует типичный цилиндрический штранг. При этом генерирующий аэрозоль материал представляет собой материал, который при тепловом воздействии выделяет аэрозоль, причем генерирующий аэрозоль материал только нагревается, но не сгорает. Во многих случаях генерирующее аэрозоль изделие также включает фильтр, который может фильтровать компоненты аэрозоля, и который обернут оболочковым материалом фильтра, а также бумажную облицовку мундштука, которая соединяет фильтр и штранг друг с другом.
Для генерирующих аэрозоль изделий с фильтром является обычным, что в области фильтра находится перфорация. Эта перфорация при применении согласно назначению обеспечивает приток воздуха в генерирующее аэрозоль изделие, который разбавляет протекающий в генерирующем аэрозоль изделии аэрозоль. По существу посредством этой перфорации определяется то, насколько много аэрозоля принимает потребитель при использовании генерирующего аэрозоль изделия. Во многих случаях перфорация выполнена в виде отверстий, которые расположены в окружном направлении вокруг генерирующего аэрозоль изделия. Эти отверстия создаются на генерирующем аэрозоль изделии по большей части с помощью лазерного излучения.
В генерирующих аэрозоль изделиях указанного вначале типа фильтр часто представляет собой цилиндрический жгут (штранг) из фильтрующих волокон, который обернут оберточной бумагой фильтра и бумажной оберткой мундштука. Особенное значение для генерирующего аэрозоль изделия имеет жесткость на изгиб оболочкового материала, поскольку это изделие при применении часто вставляют в нагревательный прибор, чтобы нагревать генерирующий аэрозоль материал. После использования генерирующего аэрозоль изделия его опять извлекают из нагревательного прибора. Вследствие нагревания генерирующего аэрозоль изделия в нагревательном приборе происходит то, что он прилипает к нагревательному прибору, и требуется приложение относительно большого усилия, чтобы извлечь его из нагревательного прибора. При этом как в области обычно выступающей из нагревательного прибора фильтровой части, так и в области находящегося в нагревательном приборе штранга из генерирующего аэрозоль материала это приводит к слишком высоким изгибным нагрузкам и соответствующим деформациям генерирующего аэрозоль изделия. При этом находящееся в нагревательном приборе генерирующее аэрозоль изделие частично разрушается или деформируется так, что его части остаются в нагревательном приборе и должны быть удалены с большим трудом, или же при последующем использовании мешают вставке генерирующего аэрозоль изделия. Оболочковый материал с высокой жесткостью на изгиб позволяет ограничить деформации и в значительной мере предотвратить такие проблемы. Кроме этого особенного требования, как правило, желательна высокая жесткость фильтровой части генерирующего аэрозоль изделия, так как по ощущению потребителя это воспринимается как признак высокого качества.
Правда, на практике оказалось, что перфорирование жестких оболочковых бумаг с помощью обычно применяемого лазерного излучения является затруднительным. Это значит, что необходимы либо сниженные скорости обработки, либо высокие мощности лазера, чтобы обеспечить перфорирование также жестких бумаг.
Задача изобретения состоит в предоставлении оболочкового материала для генерирующего аэрозоль изделия, который обладает сравнительно высокой жесткостью и тем не менее может быть эффективно перфорирован с использованием лазерного излучения. Эта задача решается посредством генерирующего аэрозоль изделия согласно пункту 1 формулы изобретения, способа изготовления подходящего оболочкового материала согласно пункту 27 формулы изобретения, а также оболочкового материала согласно пункту 29 формулы изобретения. Предпочтительные усовершенствования приведены в зависимых пунктах формулы изобретения.
Авторы настоящего изобретения нашли, что эта задача может быть решена посредством оболочкового материала, который имеет толщину по меньшей мере 50 мкм и не более 350 мкм, вес в расчете на единицу площади (далее, также называется, как удельный вес) по меньшей мере 50 г/м2 и не более 200 г/м2, удельную плотность по меньшей мере 500 кг/м3 и не более 1300 кг/м3, и жесткость на изгиб по меньшей мере 0,15 Н·мм и не более 1,50 Н·мм. Оболочковый материал согласно изобретению включает в себя по меньшей мере два слоя, причем слои соединены друг с другом, и причем по меньшей мере один из слоев представляет собой бумажный слой. Этот бумажный слой имеет толщину по меньшей мере 40 мкм и не более 70 мкм, удельный вес по меньшей мере 50 г/м2 и не более 80 г/м2, и плотность по меньшей мере 700 кг/м3 и не более 1300 кг/м3, и обладает более высокой удельной плотностью, чем каждый отдельный из остальных слоев оболочкового материала.
При этом выражение «соединены друг с другом» означает, что соединение между каждым слоем оболочкового материала с вышележащим и нижележащим слоем выполнено так, что обусловленные изгибанием в бумаге напряжения могут передаваться от одного слоя на смежные слои так, что оболочковый материал ведет себя при изгибании как композит (единое целое), и не разделяется на множество лежащих свободно друг на друге листов.
При этом изобретение основывается на следующих соображениях. Жесткость на изгиб Sb (Н·мм) однородного оболочкового материала может быть с хорошим приближением описана уравнением
причем Q представляет удельный модуль упругости (Н·мм·кг-1), ρ представляет плотность (кг·мм-3), и d представляет толщину оболочкового материала (мм). При допущении постоянного удельного модуля упругости Q жесткость на изгиб Sb может быть повышена увеличением плотности ρ или толщины d. В частности, увеличение толщины, даже когда при постоянном удельном весе плотность в равной мере снижается, повышает жесткость на изгиб.
Но увеличение толщины оболочкового материала оказывается ограниченным, если он после этого должен быть перфорирован посредством лазера. Обычно используемые при таких применениях лазеры создают лазерное излучение, которое обеспечивает пространственно малую область с максимальной плотностью энергии так, что при толстом оболочковом материале существенная доля оболочкового материала находится снаружи области максимальной плотности энергии, и поэтому оболочковый материал не может быть перфорирован с желательной скоростью. Тем самым толщина оболочкового материала согласно изобретению должна составлять менее 350 мкм.
С другой стороны, и плотность не может быть произвольно повышена, так как слишком плотный оболочковый материал также не может быть перфорирован лазером с высокой скоростью. При этом следует иметь в виду, что сокращение толщины наполовину требует увеличения плотности в 8 раз, если жесткость на изгиб должна оставаться такой же. На этом основании понятно, что на практике жесткие оболочковые материалы, для которых требуются высокая плотность, большая толщина, или обе из них, фактически затруднительно перфорировать.
Однако авторы настоящего изобретения обнаружили, что может быть достигнут значительно более благоприятный компромисс между жесткостью и пригодностью к перфорированию, если оболочковый материал имеет неоднородное распределение плотности.
Более конкретно, соответствующий изобретению оболочковый материал должен иметь толщину по меньшей мере 50 мкм и удельный вес по меньшей мере 50 г/м2 и не более 200 г/м2 с тем, чтобы обладать хорошей механической прочностью. Плотность оболочкового материала в целом должна составлять по меньшей мере 500 кг/м3 и не более 1300 кг/м3, так что он может быть простым путем перфорирован по всей толщине. Жесткость на изгиб соответствующего изобретению оболочкового материала должна составлять по меньшей мере 0,15 Н·мм, что означает значительное повышение по отношению к традиционным оболочковым материалам для генерирующих аэрозоль изделий и очень хорошо пригодно для обертывания фильтров для генерирующих аэрозоль изделий.
С другой стороны, жесткость на изгиб оболочкового материала не должна быть слишком высокой. При изготовлении генерирующих аэрозоль изделий, как правило, оболочковый материал наматывают вокруг генерирующего аэрозоль изделия и склеивают с самими собой или с генерирующим аэрозоль изделием. Если противодействующая (возвращающая) сила вследствие высокой жесткости на изгиб является слишком большой, клеевое соединение опять разделяется, прежде чем оно достигает достаточной прочности. Поэтому жесткость на изгиб соответствующего изобретению материала обертки должна составлять не выше 1,50 Н·мм.
Оболочковый материал согласно изобретению должен включать в себя по меньшей мере два слоя, причем слои соединены друг с другом (между собой). Существенный аспект изобретения состоит в том, что один из этих слоев представляет собой бумажный слой и имеет плотность, которая является более высокой, чем плотность остальных слоев. Благодаря этому неоднородному распределению плотности по поперечному сечению оболочкового материала возможно эффективное перфорирование посредством лазера, и при этом следят за тем, чтобы этот плотный, но сравнительно тонкий слой находился точно в области максимальной плотности энергии лазерного излучения, тогда как остальные слои оболочкового материала, плотность которых является меньшей, находились в областях с меньшей плотностью энергии. Посредством этого соответствующего изобретению распределения плотности по поперечному сечению оболочкового материала плотность приспособлена (адаптирована) к пространственному распределению плотности энергии лазерного излучения и возможно эффективное и быстрое перфорирование материала обертки.
Указанный бумажный слой соответствующего изобретению оболочкового материала при этом должен иметь толщину по меньшей мере 40 мкм и не более 70 мкм, удельный вес по меньшей мере 50 г/м2 и не более 80 г/м2, и плотность по меньшей мере 700 кг/м3 и не более 1300 кг/м3.
Удельный вес оболочкового материала и слоев оболочкового материала может быть измерен согласно стандарту ISO 536:2012. Толщина, а также удельный объем и тем самым плотность оболочкового материала и слоев оболочкового материала могут быть определены согласно стандарту ISO 534:2011.
Жесткость на изгиб оболочкового материала и слоев оболочкового материала может быть определена согласно TAPPI T556. В этом способе измерения зажимают полоску материала с известной длиной и шириной, и на определенном расстоянии от зажима прикладывают к датчику усилия. При этом зажимание производится так, что сила тяжести ориентирована ортогонально плоскости изгиба, и поэтому не оказывает никакого влияния на изгибание. Затем зажим поворачивают на определенный угол, как правило, на 15°, так что полоска материала прогибается и прилагает силу к датчику усилия. Эту силу измеряют, и из нее рассчитывают жесткость на изгиб. При асимметричной структуре оболочкового материала, каковая может иметь место согласно изобретению, измерение изгибания проводят в обоих направлениях и определяют жесткость на изгиб за счет усреднения.
Жесткость на изгиб может зависеть от того, в каком направлении полоска материала была отобрана из оболочкового материала. Если не оговаривается иное, действительны данные жесткости на изгиб независимо от направления. Например, это означает, что жесткость на изгиб составляет величину в пределах заданного интервала, если она в по меньшей мере одном направлении находится в этом интервале.
Типичные не соответствующие изобретению оболочковые материалы для генерирующих аэрозоль изделий имеют жесткость на изгиб от 0,01 Н·мм до 0,10 Н·мм.
Как описано выше, толщина соответствующего изобретению оболочкового материала составляет по меньшей мере 50 мкм, и предпочтительно по меньшей мере 60 мкм. Толщина составляет не более 350 мкм, предпочтительно не более 200 мкм, и особенно предпочтительно не более 150 мкм. Меньшая толщина означает меньшие жесткость на изгиб и прочность при растяжении, тогда как бóльшая толщина при равном удельном весе означает, что оболочковый материал может быть легче перфорирован лазерным излучением. Поэтому предпочтительные интервалы обеспечивают возможность особенно благоприятной комбинации этих противоречивых требований.
Удельный вес оболочкового материала является существенным для его механической прочности. Оболочковый материал должен иметь удельный вес по меньшей мере 50 г/м2, предпочтительно по меньшей мере 55 г/м2, и в особенности предпочтительно по меньшей мере 60 г/м2. Удельный вес должен составлять не более 200 г/м2, предпочтительно не более 130 г/м2, и особенно предпочтительно не более 120 г/м2.
Плотность оболочкового материала имеет решающее значение для того, сколько энергии потребуется для лазерного излучения, чтобы перфорировать оболочковый материал, и оказывает значительное влияние на жесткость на изгиб. Поэтому оболочковый материал должен иметь плотность по меньшей мере 500 кг/м3, предпочтительно по меньшей мере 600 кг/м3, и особенно предпочтительно по меньшей мере 700 кг/м3. Плотность оболочкового материала должна составлять не более 1300 кг/м3, предпочтительно не более 1250 кг/м3, и особенно предпочтительно не более 1200 кг/м3. Здесь также предпочтительные интервалы предлагают благоприятный компромисс между высокой жесткостью на изгиб и хорошими характеристиками перфорирования.
Жесткость на изгиб оболочкового материала должна составлять по меньшей мере 0,15 Н·мм, предпочтительно по меньшей мере 0,25 Н·мм, и особенно предпочтительно по меньшей мере 0,27 Н·мм. Тем самым обеспечивается то, что изготовленное из соответствующего изобретению оболочкового материала генерирующее аэрозоль изделие обладает такой высокой устойчивостью против механических деформаций, что она уже явственно ощущается потребителем. Но поскольку высокая жесткость на изгиб также обусловливает большую противодействующую (возвращающую) силу при изготовлении генерирующего аэрозоль изделия из соответствующего изобретению оболочкового материала, жесткость на изгиб должна составлять не более 1,50 Н·мм, предпочтительно не более 1,25 Н·мм, и особенно предпочтительно не более 1,00 Н·мм. При этом предпочтительные интервалы позволяют обеспечить особенно высокую жесткость на изгиб при беспроблемной обрабатываемости оболочкового материала.
Оболочковый материал состоит по меньшей мере из двух слоев, которые соединены друг с другом. В одном предпочтительном варианте исполнения соединение между слоями оболочкового материала выполнено с геометрическим замыканием. Соединение с геометрическим замыканием может быть создано, например, рифлениями или механическим перфорированием наслоенных друг на друга слоев оболочкового материала. При этом перфорирующее устройство подгибает кромки отверстий перфорации одного слоя в нижележащий слой так, что подбором достаточного числа отверстий перфорации достигается достаточное для передачи изгибающих напряжений механическое соединение. В аналогичной манере действует также рифление. Существенное преимущество соединения этого типа состоит в том, что не требуется клеевой материал, и тем самым не повышается плотность оболочкового материала. С другой стороны, это приводит к снижению прочности оболочкового материала на растяжение.
В одном другом предпочтительном исполнении слои оболочкового материала склеены друг с другом. В одном варианте этого предпочтительного исполнения все склеивания производятся по всей поверхности. Этот вариант является предпочтительным, если желательно достижение максимально высокой жесткости на изгиб.
В одном другом варианте этого предпочтительного исполнения по меньшей мере одно приклеивание двух слоев оболочкового материала производится не по всей поверхности.
По меньшей мере одно склеивание не по всей поверхности предпочтительно выполняют так, что клей наносят по меньшей мере на 10%, особенно предпочтительно по меньшей мере на 20%, и наиболее предпочтительно по меньшей мере на 40% поверхности одного слоя оболочкового материала. Тем самым может достигаться хорошее механическое соединение для передачи изгибающих напряжений между слоями оболочкового материала. С другой стороны, нанесение клея обусловливает также повышение плотности, так что клей предпочтительно наносят не более чем на 90%, особенно предпочтительно не более, чем на 70%, и наиболее предпочтительно не более, чем на 60% поверхности слоя оболочкового материала.
Для количества нанесенного клея также могут быть заданы предпочтительные диапазоны, которые особенно хорошо сочетают (совмещают) повышенную жесткость на изгиб с невысокой плотностью. Нанесенное количество клея поэтому предпочтительно составляет по меньшей мере 2 г/м2, особенно предпочтительно по меньшей мере 4 г/м2, и наиболее предпочтительно по меньшей мере 5 г/м2. Нанесенное количество клея предпочтительно составляет не более 12 г/м2, особенно предпочтительно не более 10 г/м2, и наиболее предпочтительно не более 9 г/м2. При этом нанесенное количество в г/м2 означает количество клея, которое остается после высыхания клея на бумаге, в расчете на площадь фактически нанесенного клея.
Если по меньшей мере одно склеивание слоев соответствующего изобретению материала выполняют не по всей поверхности, то является особенно предпочтительным, что клей в этом по меньшей мере одном склеивании наносят в форме рисунка, который простирается по существу в направлении ожидаемых при изгибной нагрузке растягивающих и сжимающих напряжений. В частности, клей может быть нанесен в форме рисунка из многочисленных клеевых мест, средняя протяженность которых в направлении, которое соответствует направлению ожидаемых при изгибной нагрузке растягивающих и сжимающих напряжений, является большей, чем в направлении, поперечном относительно него. Ориентированием сообразно направлению нагрузки можно еще дополнительно сэкономить клей, и плотность оболочкового материала не настолько столь сильно возрастает, чтобы вследствие этого существенно снижалась бы жесткость на изгиб.
В одном по существу цилиндрическом генерирующем аэрозоль изделии, которое обернуто соответствующим изобретению оболочковым материалом, ожидаемая нагрузка возникает прежде всего в результате сжатия, то есть, изгибной нагрузки в окружном направлении. В этом случае наиболее предпочтительно склеивание выполняют в виде линейного рисунка в окружном направлении генерирующего аэрозоль изделия так, что оболочковый материал в этом направлении получает особенно высокую жесткость на изгиб. Как правило, при изготовлении оболочкового материала уже известно, какое направление на оболочковом материале позднее будет соответствовать окружному направлению на полученном из него генерирующем аэрозоль изделии.
Если оболочковый материал включает в себя три или более слоев, то есть требуются два или более склеиваний, то указанное склеивание может выполняться так, что рисунок нанесенного клея для каждого склеивания пролегает в различных направлениях. Наиболее предпочтительно направления двух таких рисунков размещаются по существу перпендикулярно друг другу.
Клеевой материал и способ склеивания слоев оболочкового материала могут быть выбраны специалистом согласно уровняю техники.
Склеивание по меньшей мере двух слоев оболочкового материала предпочтительно может быть применено, когда материал должен дополнительно образовывать хороший барьер против проникновения воды или масла. Некоторые фильтры для генерирующего аэрозоль изделия содержат внутри по меньшей мере одну капсулу, которая содержит по меньшей мере одно ароматическое вещество, и при употреблении может раздавливаться потребителем приложением давления пальцами, чтобы высвободить упомянутое по меньшей мере одно ароматическое вещество. Ароматическое вещество или соответственный ему растворитель, такой как вода или масло, может проникать через оболочковый материал и создавать пятна на видимой наружной стороне генерирующего аэрозоль изделия, которые нежелательны.
Кроме того, если друг с другом склеены по меньшей мере два слоя оболочкового материала, этот материал предпочтительно может быть сформирован так, что обеспечивает сопротивлению проникновению масел, и имеет балл по Киту (KIT-уровень), измеренный согласно TAPPI T559 cm-02, по меньшей мере 4, особенно предпочтительно по меньшей мере 6, и наиболее предпочтительно по меньшей мере 10. Такое сопротивление проникновению масел может регулироваться, например, количеством клея, типом клея и, в частности, гладкостью подлежащих склеиванию слоев оболочкового материала. Высокая гладкость в общем и целом приводит к образованию однородного замкнутого клеевого слоя, и тем самым также обеспечивает высокое сопротивление проникновению масел. Клей предпочтительно может также содержать наполнители или другие материалы, которые управляют барьерными свойствами.
Если по меньшей мере два слоя оболочкового материала склеивают друг с другом, то оболочковый материал предпочтительно формируют так, что он проявляет сопротивление поглощению воды. Для измерения водопоглощающей способности может быть применено значение по методу Кобба (Cobb60), измеренное согласно стандарту ISO 535:2014, которое описывает поглощаемое за определенное время количество воды в г/м2. Поскольку водопоглощающая способность также в значительной мере определяется удельным весом оболочкового материала, то целесообразно соотносить Cobb60-значение с удельным весом в г/м2, и тем самым приходить к безразмерному соотношению, которое описывает водопоглощающую способность практически независимо от удельного веса. Хорошее сопротивление поглощению воды может также иметь большое значение для оболочкового материала, чтобы достигать хорошего склеивания оболочкового материала с компонентами генерирующего аэрозоль изделия при высоких скоростях производства. Поэтому для соответствующего изобретению оболочкового материала отношение, полученное делением Cobb60-значения согласно стандарту ISO 535:2014 в г/м2 на удельный вес оболочкового материала в г/м2, составляет не более 0,80, особенно предпочтительно не более 0,50, и наиболее предпочтительно не более 0,20.
Соответствующий изобретению оболочковый материал включает в себя по меньшей мере один слой, который представляет собой бумажный слой и имеет более высокую удельную плотность, чем каждый отдельный из остальных слоев оболочкового материала.
Указанный бумажный слой имеет толщину по меньшей мере 40 мкм, предпочтительно по меньшей мере 45 мкм, и особенно предпочтительно по меньшей мере 50 мкм. Толщина указанного бумажного слоя составляет не более 70 мкм, предпочтительно не более 65 мкм, и особенно предпочтительно не более 60 мкм. Кроме того, указанный бумажный слой имеет удельный вес по меньшей мере 50 г/м2, предпочтительно по меньшей мере 55 г/м2, и особенно предпочтительно по меньшей мере 60 г/м2. Указанный бумажный слой имеет удельный вес не более 80 г/м2, предпочтительно не более 75 г/м2, и особенно предпочтительно не более 70 г/м2.
Чтобы жесткость на изгиб была в благоприятном диапазоне, указанный бумажный слой имеет плотность по меньшей мере 700 кг/м3, предпочтительно по меньшей мере 750 кг/м3, и не более 1300 кг/м3, предпочтительно не более 1250 кг/м3. Для достижения этой высокой плотности и также небольшой толщины бумажный слой может быть подвергнут каландрированию.
Посредством этой соответствующей изобретению комбинации параметров из толщины, удельного веса и плотности может быть достигнута хорошая жесткость на изгиб. Кроме того, хотя указанный бумажный слой является плотным, но является достаточно тонким, чтобы в качестве составной части оболочкового материала быть без проблем перфорированным с помощью лазерного излучения.
Указанный бумажный слой вносит значительный вклад в жесткость на изгиб оболочкового материала, и поэтому уже сам по себе обладает высокой жесткостью на изгиб. В частности, жесткость на изгиб этого бумажного слоя предпочтительно составляет по меньшей мере 0,06 Н·мм, особенно предпочтительно по меньшей мере 0,07 Н·мм, и предпочтительно не более 0,20 Н·мм, особенно предпочтительно не более 0,18 Н·мм.
Указанный бумажный слой включает в себя целлюлозу. Целлюлоза может быть получена из древесины лиственных пород, древесины хвойных пород, или также из других растений. Например, целлюлоза может быть получена известными из уровня техники химическими и механическими способами или их комбинациями, причем предпочтительно может применяться полученная механическим способом целлюлоза ввиду более высокого содержания в ней лигнина и обусловленной этим более высокой жесткости на изгиб. С другой стороны, вследствие лучшего образования связей между волокнами полученная химическим способом целлюлоза предпочтительно используется тогда, когда бумажный слой подвергают каландрированию.
Указанный бумажный слой может содержать по меньшей мере один наполнитель, причем упомянутый по меньшей мере один наполнитель образован из частиц, и частицы предпочтительно по меньшей мере в одном пространственном направлении являются значительно более протяженными, чем в по меньшей мере одном перпендикулярном ему пространственном направлении. Это может означать, что частицы предпочтительно являются игольчатыми или чешуйчатыми. Эта форма частиц способствует повышению жесткости на изгиб указанного бумажного слоя. Особенно предпочтительными наполнителями являются игольчатый известняк, чешуйчатый известняк, каолин или тальк, и их смеси.
Дополнительные добавки и компоненты указанного бумажного слоя могут быть выбраны специалистом согласно уровню техники, причем предпочтительно могут применяться добавки, которые повышают прочность бумажного слоя, например, такие как крахмал, производные крахмала, производные целлюлозы, поливиниловый спирт, гуаровая камедь, производные гуаровой камеди, или латекс и смеси из них. Но в отношении типа и количества таких добавок следует следить за тем, чтобы бумажный слой не стал слишком ломким, то есть, чтобы его способность поглощать энергию не была слишком низкой, и чтобы он при изготовлении генерирующих аэрозоль изделий из полученного из него оболочкового материала мог бы достаточно деформироваться без разрушения.
Что касается других слоев в соответствующем изобретению оболочковом материале, могут быть выбраны известные из уровня техники лентовидные материалы, например, бумага или полимерные пленки, пока обеспечивается, что удовлетворяются требования относительно толщины, удельного веса (вес единицы площади), плотности и жесткости на изгиб оболочкового материала.
Если другой слой оболочкового материала выполнен как бумажный слой, этот слой включает целлюлозу, и предпочтительно часть целлюлозы образована целлюлозой из конопли, льна, сизаля, джута или абаки. Эти сорта целлюлозы обеспечивают получение бумаги с особенно низкой плотностью. Такой другой бумажный слой предпочтительно не содержит или содержит малое количество наполнителя, так как содержание наполнителя меньше 10 вес.% в расчете на вес этого бумажного слоя, так как наполнитель в таких бумагах прежде всего повышает плотность без существенного содействия жесткости на изгиб.
Тогда такой другой бумажный слой предпочтительно получают на известной из уровня техники машине с наклонным ситом.
В общем же в отношении компонентов в оболочковых материалах для генерирующих аэрозоль изделий следует обращать внимание на законодательные предписания.
При выборе указанных других слоев и, в частности, числа этих других слоев, также следует иметь в виду, что требуемый по возможности клей между слоями увеличивает удельный вес и плотность, и тем самым может затруднять соблюдение требований к соответствующему изобретению оболочковому материалу. Из этих соображений, которые прежде всего касаются склеенных слоев, но также независимо от этого по соображениям эффективности при изготовлении слоев и оболочкового материала, предпочтительно выбирать число слоев настолько малым, насколько возможно.
Поэтому в предпочтительном варианте исполнения материал обертки включает ровно два или три слоя, причем все слои выполнены как бумажные слои.
В отношении указанного бумажного слоя, то есть, того, который имеет более высокую плотность, чем другие слои, и других слоев, которые в этом предпочтительном варианте исполнения также выполнены как бумажные слои, действительны те же ограничения и предписания, какие уже были описаны выше.
Если соответствующий изобретению оболочковый материал включает ровно три слоя, все из которых сформированы как бумажные слои, то средний бумажный слой может быть выполнен так, что его плотность является меньшей, чем плотность обоих наружных бумажных слоев. Тем самым при предписанных ограничениях достигается особенно высокая жесткость на изгиб, правда, при этом толщина среднего бумажного слоя может быть не слишком большой с тем, чтобы оболочковый материал еще мог быть перфорирован с высокой скоростью. Особенно предпочтительно толщина среднего бумажного слоя в этом случае составляет по меньшей мере 30 мкм и не более 80 мкм.
В одном другом соответствующем изобретению варианте исполнения оболочкового материала, в котором оболочковый материал включает ровно три слоя, все из которых сформированы как бумажные слои, указанный бумажный слой может образовывать средний бумажный слой оболочкового материала, плотность которого является более высокой, чем у каждого из других слоев. Этим путем при предписанных ограничениях достигается особенно хорошая пригодность к перфорированию. Чтобы при этом жесткость на изгиб оболочкового материала также была высокой, толщина обоих наружных слоев должна выбираться большей. Поэтому толщина каждого отдельного из обоих наружных бумажных слоев особенно предпочтительно составляет по меньшей мере 40 мкм и не более 100 мкм.
Соответствующие изобретению оболочковые материалы, которые включают ровно два или три слоя, причем все слои представляют собой бумажные слои, предпочтительно могут быть изготовлены способом, в котором на обычной бумагоделательной машине предусматриваются несколько сливов (выпусков) бумажной массы на сетки, из которых различные суспензии из целлюлозы и наполнителя текут на сито бумагоделательной машины, и при этом уже на сите возникает композит из нескольких слоев, который после этого образует соответствующий изобретению оболочковый материал. Тем самым можно отказаться от склеивания слоев, благодаря чему экономятся материал и технологические операции, и имеющиеся в оболочковом материале бумажные слои могут быть сформированы еще лучшими в отношении жесткости на изгиб и пригодности к перфорированию. Более конкретно, может подаваться первая содержащая целлюлозу суспензия из первого слива массы на сито бумагоделательной машины, чтобы образовать первый бумажный слой, и вторая содержащая целлюлозу суспензия может подаваться из второго слива массы на находящийся на сите бумагоделательной машины первый бумажный слой, чтобы сформировать второй бумажный слой, который образует композит с первым бумажным слоем. Необязательно из третьего слива массы может подаваться третья содержащая целлюлозу суспензия на второй бумажный слой, чтобы образовать третий бумажный слой, которые образует композит со вторым бумажным слоем.
Соответствующее изобретению генерирующее аэрозоль изделие включает в себя фильтр и штранг, который содержит генерирующий аэрозоль материал, причем фильтр обернут соответствующим изобретению оболочковым материалом.
Далее описываются некоторые предпочтительные варианты исполнения соответствующих изобретению оболочковых материалов.
Во всех примерах оболочковый материал состоит из двух бумажных слоев, которые склеены друг с другом, причем первый бумажный слой, обозначенный как бумажный слой А, имеет значительно более высокую плотность, чем другой бумажный слой.
Во всех примерах бумажный слой А представлял собой подвергнутую каландрированию бумагу, состоящую из 80 вес.% целлюлозы из древесины хвойных пород и 20 вес.% целлюлозы из древесины лиственных пород. Бумага была покрыта поливиниловым спиртом в количестве 2 г/м2. Удельный вес (вес единицы площади) бумаги составлял 62,7 г/м2, толщина составляла 50,4 мкм, и плотность была 1244 кг/м3. Бумага имела жесткость на изгиб 0,100 Н·мм.
Эта бумага в качестве бумажного слоя А была по всей поверхности склеена с двумя различными бумагами, чтобы создать из них два различных соответствующих изобретению оболочковых материала.
Пример 1
Вышеуказанный бумажный слой А соединили с бумагой, имеющей удельный вес 30,9 г/м2, толщину 48,8 мкм, плотность 633 кг/м3, и жесткость на изгиб 0,022 Н·мм, с образованием соответствующего изобретению оболочкового материала. Бумага не содержала наполнитель, и целлюлоза представляла собой смесь из 25 вес.% целлюлозы из древесины хвойных пород (длинноволокнистой целлюлозы) и 75 вес.% целлюлозы из древесины лиственных пород (коротковолокнистой целлюлозы), причем процентные значения относятся к весу целлюлозы. Соединение бумажных слоев выполнили склеиванием по всей поверхности, при котором был нанесен клей в количестве 11,3 г/м2. Это значение определили после высушивания клеевого соединения по разности между удельным весом до и после склеивания.
Изготовленный таким образом оболочковый материал имел удельный вес 104,2 г/м2, толщину 100,6 мкм, и плотность 1035 кг/м3. Измерили жесткость на изгиб оболочкового материала, причем значение составило 0,270 Н·мм. Также измерили KIT-уровень согласно TAPPI T559 cm-02, и получили значение 11.
Эта жесткость на изгиб составляла величину явно выше значения для традиционных оболочковых материалов для генерирующего аэрозоль изделия. Из оболочкового материала удалось без проблем изготовить известным из уровня техники способом фильтрующие мундштуки, которые были обернуты этим оболочковым материалом. Другим известным из уровня техники способом из указанных фильтрующих мундштуков и дополнительных компонентов изготовили генерирующие аэрозоль изделия, которые во время изготовления были перфорированы в окружном направлении примерно посередине фильтра с использованием СО2-лазера. Это было без проблем возможным до скорости производства 10000 генерирующих аэрозоль изделий в минуту, так что этот примерный оболочковый материал совмещал высокую жесткость на изгиб с хорошей пригодностью к перфорированию.
Пример 2
Вышеуказанный бумажный слой А соединили с бумагой, имеющей удельный вес 22,5 г/м2, толщину 50,8 мкм, плотность 443 кг/м3, и жесткость на изгиб 0,018 Н·мм, с образованием соответствующего изобретению оболочкового материала. Бумага не содержала наполнитель, и состояла исключительно из целлюлозы из древесины хвойных пород (длинноволокнистой целлюлозы) и целлюлозы из сизаля. Соединение бумажных слоев выполнили склеиванием по всей поверхности, при котором был нанесен клей в количестве 7,2 г/м2. Это значение определили после высушивания клеевого соединения по разности между удельным весом до и после склеивания.
Изготовленный таким образом оболочковый материал имел удельный вес 91,7 г/м2, толщину 99,4 мкм, и плотность 922 кг/м3. Измерили жесткость на изгиб оболочкового материала, причем значение составило 0,286 Н·мм. Также измерили KIT-уровень согласно TAPPI T559 cm-02, и получили значение 11.
Эта жесткость на изгиб составляла величину явно выше значения для традиционных оболочковых материалов для генерирующего аэрозоль изделия. Из этого оболочкового материала удалось без проблем изготовить известным из уровня техники способом фильтрующие мундштуки, которые были обернуты указанным оболочковым материалом. Другим известным из уровня техники способом из фильтрующих мундштуков и дополнительных компонентов изготовили генерирующие аэрозоль изделия, которые во время изготовления были перфорированы в окружном направлении примерно посередине фильтра с помощью СО2-лазера. Это было без проблем возможным до скорости производства 10000 генерирующих аэрозоль изделий в минуту, так что этот примерный оболочковый материал совмещал высокую жесткость на изгиб с хорошей пригодностью к перфорированию.
Группа изобретений относится к генерирующему аэрозоль изделию, способу изготовления оболочкового материала и оболочковому материалу. Генерирующее аэрозоль изделие включает в себя генерирующий аэрозоль материал, который при соответствующем назначению употреблении нагревается, чтобы выделять аэрозоль, но не сгорает, и оболочковый материал. Оболочковый материал имеет толщину по меньшей мере 50 мкм и не более 350 мкм, вес на единицу площади по меньшей мере 60 г/м2 и не более 200 г/м2, удельную плотность по меньшей мере 500 кг/м3 и не более 1300 кг/м3 и жесткость на изгиб по меньшей мере 0,15 Н·мм и не более 1,50 Н·мм. Кроме того, оболочковый материал включает в себя по меньшей мере два слоя, причем слои соединены друг с другом и причем по меньшей мере один из указанных слоев представляет собой бумажный слой, который имеет толщину по меньшей мере 40 мкм и не более 70 мкм, удельный вес по меньшей мере 50 г/м2 и не более 80 г/м2 и удельную плотность по меньшей мере 700 кг/м3 и не более 1300 кг/м3, и его удельная плотность является более высокой, чем удельная плотность каждого отдельного из других слоев оболочкового материала. Обеспечивается высокая жесткость оболочкового материала на изгиб, что позволяет ограничить деформацию генерирующего аэрозоль изделия. 3 н. и 27 з.п. ф-лы.
1. Генерирующее аэрозоль изделие, включающее в себя генерирующий аэрозоль материал, который в соответствующем назначению употреблении нагревается, чтобы выделять аэрозоль, но не сгорает, и оболочковый материал, причем оболочковый материал имеет
- толщину по меньшей мере 50 мкм и не более 350 мкм,
- вес на единицу площади по меньшей мере 60 г/м2 и не более 200 г/м2,
- удельную плотность по меньшей мере 500 кг/м3 и не более 1300 кг/м3, и
- жесткость на изгиб по меньшей мере 0,15 Н·мм и не более 1,50 Н·мм,
причем оболочковый материал включает в себя по меньшей мере два слоя, причем слои соединены друг с другом, и
причем по меньшей мере один из указанных слоев представляет собой бумажный слой, который имеет
- толщину по меньшей мере 40 мкм и не более 70 мкм,
- вес на единицу площади по меньшей мере 50 г/м2 и не более 80 г/м2, и
– плотность по меньшей мере 700 кг/м3 и не более 1300 кг/м3, и
- его удельная плотность является более высокой, чем удельная плотность каждого отдельного из других слоев оболочкового материала.
2. Генерирующее аэрозоль изделие по п.1, в котором толщина оболочкового материала составляет по меньшей мере 60 мкм и не более 200 мкм, предпочтительно не более 150 мкм.
3. Генерирующее аэрозоль изделие по одному из предшествующих пунктов, в котором вес на единицу площади оболочкового материала составляет не более 130 г/м2, предпочтительно не более 120 г/м2.
4. Генерирующее аэрозоль изделие по одному из предшествующих пунктов, в котором удельная плотность оболочкового материала составляет по меньшей мере 600 кг/м3, предпочтительно по меньшей мере 700 кг/м3, и не более 1250 кг/м3, предпочтительно не более 1200 кг/м3.
5. Генерирующее аэрозоль изделие по одному из предшествующих пунктов, в котором жесткость на изгиб оболочкового материала составляет по меньшей мере 0,25 Н·мм, предпочтительно по меньшей мере 0,27 Н·мм, и не более 1,25 Н·мм, предпочтительно не более 1,00 Н·мм.
6. Генерирующее аэрозоль изделие по одному из предшествующих пунктов, в котором соединение между по меньшей мере двумя слоями, предпочтительно между всеми слоями оболочкового материала, выполнено с геометрическим замыканием, причем соединение с геометрическим замыканием создано рифлениями или механическим перфорированием наслоенных друг на друга слоев оболочкового материала.
7. Генерирующее аэрозоль изделие по одному из предшествующих пунктов, в котором по меньшей мере два слоя, предпочтительно все слои, оболочкового материала склеены друг с другом.
8. Генерирующее аэрозоль изделие по п.7, в котором склеивания выполнены по всей поверхности.
9. Генерирующее аэрозоль изделие по п.7, в котором по меньшей мере одно склеивание двух слоев оболочкового материала выполнено не по всей поверхности, причем упомянутое по меньшей мере одно склеивание не по всей поверхности предпочтительно выполнено так, что клей нанесен по меньшей мере на 10%, особенно предпочтительно по меньшей мере на 20% и наиболее предпочтительно по меньшей мере на 40%, и не более чем на 90%, предпочтительно не более чем на 70% и особенно предпочтительно не более чем на 60%, поверхности слоя оболочкового материала.
10. Генерирующее аэрозоль изделие по одному из пп.7-9, в котором количество клея, которое остается после высушивания, относительно площади, на которую клей был фактически нанесен, составляет по меньшей мере 2 г/м2, предпочтительно по меньшей мере 4 г/м2 и особенно предпочтительно по меньшей мере 5 г/м2, и/или не более 12 г/м2, предпочтительно не более 10 г/м2 и особенно предпочтительно не более 9 г/м2.
11. Генерирующее аэрозоль изделие по п.9 или 10, в котором клей в по меньшей мере одном склеивании между двумя слоями оболочкового материала нанесен в форме рисунка, который сформирован из множества клеевых мест, средняя протяженность которых в направлении, которое соответствует направлению ожидаемых при изгибной нагрузке растягивающих и сжимающих напряжений, является большей, чем в направлении, поперечном ему.
12. Генерирующее аэрозоль изделие по п.11, которое имеет цилиндрическую форму и в котором склеивание нанесено в форме рисунка из линий, которые пролегают вдоль направления, которое соответствует окружному направлению генерирующего аэрозоль изделия.
13. Генерирующее аэрозоль изделие по одному из пп.9-12, в котором оболочковый материал включает в себя три или более слоев, которые соединены двумя или более склеиваниями, причем по меньшей мере два из этих двух или более склеиваний в каждом случае образованы рисунком из множества клеевых мест, средняя протяженность которых в данном преимущественном направлении является большей, чем в направлении поперек него, и причем указанные преимущественные направления при этих по меньшей мере двух склеиваниях являются различными, предпочтительно перпендикулярными друг другу.
14. Генерирующее аэрозоль изделие по одному из пп.7-13, в котором оболочковый материал имеет KIT-уровень, измеренный согласно TAPPI T559 cm-02, по меньшей мере 4, особенно предпочтительно по меньшей мере 6 и наиболее предпочтительно по меньшей мере 10.
15. Генерирующее аэрозоль изделие по одному из пп.7-14, в котором оболочковый материал имеет отношение, полученное делением Cobb60-значения согласно ISO 535:2014 в г/м2 на вес на единицу площади оболочкового материала в г/м2, составляющее не более 0,80, предпочтительно не более 0,50 и особенно предпочтительно не более 0,20.
16. Генерирующее аэрозоль изделие по одному из предшествующих пунктов, в котором указанный бумажный слой с наибольшей удельной плотностью оболочкового материала имеет толщину по меньшей мере 45 мкм и предпочтительно по меньшей мере 50 мкм и/или толщину не более 65 мкм и предпочтительно не более 60 мкм.
17. Генерирующее аэрозоль изделие по одному из предшествующих пунктов, в котором указанный бумажный слой с наибольшей удельной плотностью оболочкового материала имеет вес на единицу площади по меньшей мере 55 г/м2 и предпочтительно по меньшей мере 60 г/м2 и/или имеет вес на единицу площади не более 75 г/м2 и особенно предпочтительно не более 70 г/м2.
18. Генерирующее аэрозоль изделие по одному из предшествующих пунктов, в котором указанный бумажный слой с наибольшей удельной плотностью оболочкового материала имеет плотность по меньшей мере 1150 кг/м3 и не более 1250 кг/м3.
19. Генерирующее аэрозоль изделие по одному из предшествующих пунктов, в котором жесткость на изгиб указанного бумажного слоя с наибольшей удельной плотностью оболочкового материала сама по себе составляет по меньшей мере 0,06 Н·мм, предпочтительно по меньшей мере 0,07 Н·мм, и не более 0,20 Н·мм, предпочтительно не более 0,18 Н·мм.
20. Генерирующее аэрозоль изделие по одному из предшествующих пунктов, в котором указанный бумажный слой с наибольшей удельной плотностью оболочкового материала включает в себя наполнитель, который образован из частиц, протяженность которых в по меньшей мере одном пространственном направлении в среднем по меньшей мере в 1,75 раза, предпочтительно по меньшей мере в 2 раза и особенно предпочтительно по меньшей мере в 2,5 раза больше, чем в перпендикулярном ему пространственном направлении, причем этот наполнитель предпочтительно образован игольчатым известняком, чешуйчатым известняком, каолином, тальком и их смесью.
21. Генерирующее аэрозоль изделие по одному из предшествующих пунктов, в котором указанный бумажный слой с наибольшей удельной плотностью оболочкового материала содержит одну или более добавок, выбранных из группы, состоящей из: крахмала, производных крахмала, производных целлюлозы, поливинилового спирта, гуаровой камеди, производных гуаровой камеди и латекса.
22. Генерирующее аэрозоль изделие по одному из предшествующих пунктов, в котором упомянутый по меньшей мере один другой слой оболочкового материала также выполнен, соответственно, выполнены из бумаги или полимерной пленки.
23. Генерирующее аэрозоль изделие по п.22, в котором упомянутый по меньшей мере один другой слой выполнен в виде другого бумажного слоя, который включает в себя целлюлозу, причем по меньшей мере часть целлюлозы образована целлюлозой из конопли, льна, сизаля, джута или абаки, причем этот другой бумажный слой предпочтительно содержит менее 10 вес.% наполнителя, в расчете на вес этого другого бумажного слоя.
24. Генерирующее аэрозоль изделие по одному из предшествующих пунктов, в котором оболочковый материал включает в себя ровно два или три слоя, причем все слои выполнены как бумажные слои.
25. Генерирующее аэрозоль изделие по п.24, в котором оболочковый материал включает в себя ровно три слоя, все из которых выполнены как бумажные слои, причем плотность среднего бумажного слоя является меньшей, чем плотность обоих наружных бумажных слоев.
26. Генерирующее аэрозоль изделие по п.23, в котором оболочковый материал включает в себя ровно три слоя, все из которых выполнены как бумажные слои, причем указанный бумажный слой, плотность которого является более высокой, чем каждого из других слоев, образует средний бумажный слой в оболочковом материале, причем толщина каждого отдельного из обоих наружных бумажных слоев составляет по меньшей мере 40 мкм и не более 100 мкм.
27. Способ изготовления оболочкового материала для генерирующего аэрозоль изделия по одному из пп.1-26, причем оболочковый материал имеет
- толщину по меньшей мере 50 мкм и не более 350 мкм,
- вес на единицу площади по меньшей мере 60 г/м2 и не более 200 г/м2,
- удельную плотность по меньшей мере 500 кг/м3 и не более 1300 кг/м3, и
- жесткость на изгиб по меньшей мере 0,15 Н·мм и не более 1,50 Н·мм,
причем оболочковый материал включает в себя по меньшей мере два бумажных слоя, которые соединены друг с другом, среди которых бумажный слой, удельная плотность которого является более высокой, чем удельная плотность каждого отдельного из других слоев оболочкового материала, имеет
- толщину по меньшей мере 40 мкм и не более 70 мкм,
- вес на единицу площади по меньшей мере 50 г/м2 и не более 80 г/м2, и
- плотность по меньшей мере 700 кг/м3 и не более 1300 кг/м3,
в котором первую содержащую целлюлозу суспензию подают из первого слива массы на сито бумагоделательной машины, чтобы образовать первый бумажный слой, и вторую содержащую целлюлозу суспензию подают из второго слива массы на лежащий на сите бумагоделательной машины первый бумажный слой, чтобы сформировать второй бумажный слой, который образует композит с первым бумажным слоем.
28. Способ по п.27, в котором третью содержащую целлюлозу суспензию подают из третьего слива массы на вторую суспензию, чтобы образовать третий бумажный слой, который образует композит со вторым бумажным слоем.
29. Оболочковый материал для генерирующих аэрозоль изделий, которые содержат генерирующий аэрозоль материал, который при соответствующем назначению употреблении нагревается, чтобы выделять аэрозоль, но не сгорает, с
- толщиной по меньшей мере 50 мкм и не более 350 мкм,
- весом на единицу площади по меньшей мере 60 г/м2 и не более 200 г/м2,
- удельной плотностью по меньшей мере 500 кг/м3 и не более 1300 кг/м3, и
- жесткостью на изгиб по меньшей мере 0,15 Н·мм и не более 1,50 Н·мм,
причем оболочковый материал включает в себя по меньшей мере два слоя, причем слои соединены друг с другом, и
причем по меньшей мере один из указанных слоев представляет собой бумажный слой, который имеет
- толщину по меньшей мере 40 мкм и не более 70 мкм,
- вес на единицу площади по меньшей мере 50 г/м2 и не более 80 г/м2, и
- плотность по меньшей мере 700 кг/м3 и не более 1300 кг/м3, и
- удельная плотность которого является более высокой, чем удельная плотность каждого отдельного из других слоев оболочкового материала.
30. Оболочковый материал по п.29 для применения в генерирующем аэрозоль изделии по одному из пп.1-26.
| Устройство для защиты памяти | 1982 |
|
SU1098036A1 |
| US 4984589 A, 15.01.1991 | |||
| БУМАЖНАЯ ТРУБКА И ИНГАЛЯТОР АРОМАТА | 2012 |
|
RU2560327C9 |
| ЦИЛИНДРИЧЕСКИЙ РЕЗЕРВУАРlatAP^tl/'Jb.^' Ш.м9 I._ji»n riri-l—Г^ | 0 |
|
SU407022A1 |
