Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к системе предоставления аэрозоля.
Уровень техники
Некоторые продукты табачной промышленности при использовании выделяют аэрозоль, который пользователь вдыхает. Например, устройства для нагрева табака нагревают генерирующий аэрозоль субстрат, такой как табак, для образования аэрозоля путем нагрева, но не сжигания субстрата. Такие продукты табачной промышленности обычно включают мундштуки, через которые аэрозоль попадает в рот пользователя.
Раскрытие изобретения
В соответствии с вариантами осуществления изобретения в первом аспекте выполнена негорючая система предоставления аэрозоля, содержащая изделие, имеющее генерирующий аэрозоль материал и мундштук, расположенный ниже по потоку относительно генерирующего аэрозоль материала, причем генерирующий аэрозоль материал при нагреве образует аэрозоль. мундштук содержит капсулу, и часть мундштука, в которой расположена капсула, достигает температуры от 58 до 70 градусов по Цельсию во время использования системы для генерирования аэрозоля.
В соответствии с вариантами осуществления изобретения во втором аспекте выполнена негорючая система предоставления аэрозоля, содержащая изделие, имеющее генерирующий аэрозоль материал и мундштук, расположенный ниже по потоку относительно генерирующего аэрозоль материала, причем генерирующий аэрозоль материал при нагреве образует аэрозоль, мундштук содержит капсулу, которая может быть разрушена под действием внешнего усилия, приложенного к мундштуку, часть мундштука, в которой находится капсула, достигает температуры более 58 градусов по Цельсию во время использования системы для генерирования аэрозоля, прочность на раздавливание капсулы, когда она расположена внутри мундштука и перед нагревом генерирующего аэрозоль материала, составляет от 1500 до 4000 грамм-силы, и прочность на раздавливание капсулы, когда она расположена внутри мундштука и в течение 30 секунд использования системы для генерирования аэрозоля, составляет от 1000 до 4000 грамм-силы.
Краткое описание чертежей
Варианты осуществления настоящего изобретения будут теперь описаны посредством примера со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых:
на фиг.1а – вид сбоку в разрезе изделия для использования с негорючим устройством для предоставления аэрозоля в качестве части негорючей системы предоставления аэрозоля, причем изделие включает в себя мундштук, содержащий капсулу;
на фиг.1b – вид в разрезе мундштука, содержащего капсулу (фиг.1a);
на фиг.2 – вид в перспективе негорючего устройства для предоставления аэрозоля для генерирования аэрозоля из генерирующего аэрозоль материала изделия, показанного на фиг.1, 2а и 2b;
на фиг.3 – устройство (фиг.2) со снятой внешней оболочкой и при отсутствии изделия;
на фиг.4 – вид сбоку устройства (фиг.2), с частичным разрезом;
на фиг.5 – покомпонентный вид устройства (фиг.2) без внешней оболочки;
на фиг.6A – вид в разрезе участка устройства (фиг.2);
на фиг.6B – увеличенное изображение области устройства (фиг.6A); и
на фиг.7 – блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая способ изготовления изделия для использования с негорючим устройством для предоставления аэрозоля.
Осуществление изобретения
Используемый в данном документе термин "система доставки" предназначен для охвата систем, которые доставляют вещество пользователю, и включает в себя:
горючие системы предоставления аэрозоля, такие как сигареты, сигариллы, сигары и табак для трубок или для скручиваемых или набиваемых сигарет, (на основе табака, производных табака, экспандированного табака, восстановленного табака, заменителей табака или другого материала, пригодного для курения);
негорючие системы предоставления аэрозоля, которые высвобождают соединения из аэрозолируемого материала без сгорания аэрозолируемого материала, такие как электронные сигареты, изделия для нагрева табака и гибридные системы для генерирования аэрозоля с использованием комбинации аэрозолируемых материалов;
изделия, содержащие аэрозолируемый материал и выполненные с возможностью использования в одной из этих негорючих систем предоставления аэрозоля; и
безаэрозольные системы доставки, такие как лепешки, жевательные резинки, пластыри, изделия, содержащие вдыхаемые порошки, и бездымные табачные изделия, такие как снюс и нюхательный табак, которые доставляют материал пользователю без образования аэрозоля, причем материал может содержать или не содержать никотин.
Согласно настоящему раскрытию "горючая" система предоставления аэрозоля представляет собой систему, в которой аэрозолируемый материал, входящий в состав системы предоставления аэрозоля (или ее компонента), сгорает или сжигается для того, чтобы облегчить доставку пользователю.
Согласно настоящему раскрытию "негорючая" система предоставления аэрозоля представляет собой систему, в которой аэрозолируемый материал, входящий в состав системы предоставления аэрозоля (или ее компонента), не сгорает или не сжигается для того, чтобы облегчить доставку пользователю.
В вариантах осуществления, описанных в данном документе, система доставки представляет собой негорючую систему предоставления аэрозоля, такую как негорючая система предоставления аэрозоля с автономным источником питания.
В одном варианте осуществления негорючая система предоставления аэрозоля представляет собой электронную сигарету, также известную как устройство для вейпинга или электронная система доставки никотина (END), хотя следует отметить, что присутствие никотина в аэрозолируемом материале не является обязательным.
В одном варианте осуществления негорючая система предоставления аэрозоля представляет собой систему нагрева табака, также известную как система нагрева без горения.
В одном варианте осуществления негорючая система предоставления аэрозоля представляет собой гибридную систему для генерирования аэрозоля с использованием комбинации аэрозолируемых материалов, один или более из которых можно нагревать. Каждый из аэрозолируемых материалов, может находиться, например, в виде твердого вещества, жидкости или геля и может содержать или не содержать никотин. В одном варианте осуществления гибридная система включает в себя жидкий или гелевый аэрозолируемый материал и твердый аэрозолируемый материал. Твердый аэрозолируемый материал может содержать, например, табак или нетабачный продукт.
Как правило, негорючая система предоставления аэрозоля может содержать негорючее устройство для предоставления аэрозоля и изделие для использования с негорючей системой предоставления аэрозоля. Однако предусмотрено, что изделия, которые сами по себе содержат средство для снабжения энергией генерирующего аэрозоль компонента, могут сами образовывать негорючую систему предоставления аэрозоля.
В одном варианте осуществления негорючее устройство для предоставления аэрозоля может содержать источник питания и контроллер. Источником питания может быть источник электроэнергии или экзотермический источник энергии. В одном варианте осуществления экзотермический источник энергии содержит углеродную подложку, на которую может подаваться энергия для того, чтобы передать энергию в виде тепла аэрозолируемому материалу или теплопередающему материалу, расположенному в непосредственной близости от экзотермического источника энергии. В одном варианте осуществления в изделии предусмотрен источник энергии, такой как экзотермический источник энергии, для образования аэрозоля при отсутствии горения.
В одном варианте осуществления изделие для использования с негорючим устройством для предоставления аэрозоля может содержать аэрозолируемый материал, генерирующий аэрозоль компонент, зону для генерирования аэрозоля, мундштук и/или зону для приема аэрозолируемого материала.
В одном варианте осуществления генерирующий аэрозоль компонент представляет собой нагреватель, способный взаимодействовать с аэрозолируемым материалом для того, чтобы высвободить одно или более летучих веществ из аэрозолируемого материала для генерирования аэрозоля. В одном варианте осуществления генерирующий аэрозоль компонент способен генерировать аэрозоль из аэрозолируемого материала без нагревания. Например, генерирующий аэрозоль компонент способен генерировать аэрозоль из аэрозолируемого материала без приложения к нему тепла, например, с помощью одного или нескольких из вибрационных, механических, нагнетательных или электростатических средств.
В одном варианте осуществления аэрозолируемый материал может содержать активный материал, аэрозольобразующий материал и при необходимости один или более функциональных материалов. Активный материал может содержать никотин (при необходимости содержащийся в табаке или производном табака) или один или более других физиологически активных веществ, не обладающих запахом. Необонятельный физиологически активный материал представляет собой материал, который включен в аэрозолируемый материал для достижения физиологической реакции, отличной от обонятельного восприятия.
Аэрозольобразующий материал может содержать один или более из следующих компонентов: глицерин, глицерол, пропиленгликоль, диэтиленгликоль, триэтиленгликоль, тетраэтиленгликоль, 1,3-бутиленгликоль, эритритол, мезоэритритол, этилванилат, этиллаурат, диэтилсуберат, триэтил цитрат, триацетин, смесь диацетина, бензилбензоат, бензилфенилацетат, трибутирин, лаурилацетат, лауриновая кислота, миристиновая кислота и пропиленкарбонат.
Один или более функциональных материалов могут содержать один или более из ароматизаторов, носителей, регуляторов pH, стабилизаторов и/или антиоксидантов.
В одном варианте осуществления изделие для использования с негорючим устройством для предоставления аэрозоля может содержать аэрозолируемый материал или зону для приема аэрозолируемого материала. В одном варианте осуществления изделие для использования с негорючим устройством для предоставления аэрозоля может содержать мундштук. Зона для приема аэрозолируемого материала может быть зоной для хранения, предназначенной для хранения аэрозолируемого материала. Например, зона для хранения может быть резервуаром. В одном варианте осуществления зона для приема аэрозолируемого материала может быть отделена от зоны для генерирования аэрозоля или объединена с ней.
Аэрозолируемый материал, который также может называться в данном документе генерирующим аэрозоль материалом, представляет собой материал, который способен генерировать аэрозоль, например, при нагревании, облучении или возбуждении любым другим способом. Аэрозолируемый материал может находиться, например, в виде твердого вещества, жидкости или геля, которые могут содержать или не содержать никотин и/или ароматизаторы. В некоторых вариантах осуществления аэрозолируемый материал может содержать "аморфное твердое вещество", которое альтернативно может называться "монолитным твердым веществом" (то есть неволокнистым). В некоторых вариантах осуществления аморфное твердое вещество может представлять собой сухой гель. Аморфное твердое вещество представляет собой твердый материал, который может удерживать в себе некоторую текучую среду, например, жидкость. В некоторых вариантах осуществления аэрозолируемый материал может, например, содержать от приблизительно 50 мас.%, 60 мас.% или 70 мас.% аморфного твердого вещества до приблизительно 90 мас.%, 95 мас.% или 100 мас.% аморфного твердого вещества.
Аэрозолируемый материал может находиться на подложке. Подложка может, например, представлять собой или содержать бумагу, карточку, картон, плотную бумагу, восстановленный аэрозолируемый материал, пластиковый материал, керамический материал, композитный материал, стекло, металл или металлический сплав.
Агент для модификации аэрозоля представляет собой вещество, способное модифицировать используемый аэрозоль. Агент может модифицировать аэрозоль таким образом, чтобы оказывать физиологический или органолептический эффект на организм человека. Примерами агентов для модификации аэрозоля являются ароматизаторы и вещества, вызывающие ощущения. Вещество, вызывающе ощущения, создает органолептическое ощущение, которое может быть воспринято органами чувств, например, ощущение прохлады или кислого привкуса.
Токоприемник представляет собой материал, который нагревается за счет проникновения изменяющегося магнитного поля, такого как переменное магнитное поле. Нагревающийся материал может быть электропроводным материалом, поэтому проникновение в него изменяющегося магнитного поля вызывает индукционный нагрев нагревающегося материала. Нагревающийся материал может быть магнитным материалом, поэтому проникновение в него изменяющегося магнитного поля вызывает магнитогистерезисный нагрев нагревающегося материала. Нагревающийся материал может быть, как электропроводным, так и магнитным, поэтому нагревающийся материал может нагреваться с использованием обоих механизмов нагрева.
Индукционный нагрев представляет собой процесс, в котором электропроводный объект нагревается за счет проникновения в объект изменяющегося магнитного поля. Этот процесс описывается законом индукции Фарадея и законом Ома. Индукционный нагреватель может содержать электромагнит и устройство для передачи изменяющегося электрического тока, например, переменного тока, через электромагнит. Когда электромагнит и нагреваемый объект расположены подходящим образом относительно друг друга, так что результирующее изменяющееся магнитное поле, создаваемое электромагнитом, проникает в объект, внутри объекта возникают один или несколько вихревых токов. Объект, через который протекают электрические токи, имеет сопротивление. Таким образом, когда в объекте возникают такие вихревые токи, их протекание через объект, имеющий электрическое сопротивление, вызывает нагрев объекта. Этот процесс называется джоулевым, омическим или резистивным нагревом. Объект, который может нагреваться при индукционном нагреве, известен под названием токоприемник.
В одном варианте осуществления токоприемник выполнен в виде замкнутой цепи. Было установлено, что, когда токоприемник имеет форму замкнутой цепи, магнитное взаимодействие между токоприемником и используемым электромагнитом повышается, что приводит к большему или улучшенному джоулеву нагреву.
Магнитогистерезисный нагрев представляет собой процесс, в котором объект, выполненный из магнитного материала, нагревается за счет проникновения в объект изменяющегося магнитного поля. Магнитный материал можно рассматривать как содержащий множество магнитов атомного масштаба или магнитных диполей. Когда магнитное поле проникает в такой материал, магнитные диполи ориентируются вдоль линий магнитного поля. Таким образом, когда изменяющееся магнитное поле, такое как переменное магнитное поле, например, создаваемое электромагнитом, проникает в магнитный материал, ориентация магнитных диполей изменяется с изменением прикладываемого магнитного поля. Такая переориентация магнитных диполей приводит к выработке тепла в магнитном материале.
Когда объект является как электропроводным, так и магнитным, проникновение в объект изменяющегося магнитного поля может вызывать как джоулев нагрев, так и магнитогистерезисный нагрев объекта. Более того, использование магнитного материала может усиливать магнитное поле, что позволяет увеличить джоулев нагрев.
В каждом из вышеописанных процессов, когда тепло вырабатывается в самом объекте, а не наружным источником тепла за счет теплопроводности, может быть достигнут быстрый рост температуры в объекте и более равномерное распределение тепла, в частности, за счет выбора подходящего материала и геометрии объекта и подходящей величины и ориентации изменяющегося магнитного поля относительно объекта. Более того, когда индукционный нагрев и магнитогистерезисный нагрев не требуют обеспечения соединения между источником изменяющегося магнитного поля и объектом, может быть увеличена свобода при проектировании, улучшен контроль над профилем нагрева и уменьшены расходы.
Изделия, например, в виде стержней, часто называют в соответствии с длиной изделия: "обычные" (regular) (как правило, в диапазоне 68-75 мм, например от приблизительно 68 мм до приблизительно 72 мм), "короткие" (short) или "мини" (mini) (68 мм или меньше), "большие" (king-size) (как правило, в диапазоне 75-91 мм, например от приблизительно 79 мм до приблизительно 88 мм), "длинные" (long) или "супербольшие" (super-king) (как правило, в диапазоне 91-105 мм, например от приблизительно 94 мм до приблизительно 101 мм) и "ультрадлинные" (ultra-long) (как правило, в диапазоне от приблизительно 110 мм до приблизительно 121 мм).
Их также называют в соответствии с окружностью продукта: "обычные" (regular) (приблизительно 23-25 мм), "широкие" (wide) (более 25 мм), "тонкие" (slim) (приблизительно 22-23 мм), "среднетонкие" (demi-slim) (приблизительно 19-22 мм), "супертонкие" (super-slim) (приблизительно 16-19 мм) и "микротонкие" (micro-slim) (приблизительно менее 16 мм).
Соответственно, изделие формата "большие" (king-size) и "супертонкие" (super-slim) будет иметь, например, длину приблизительно 83 мм и окружность приблизительно 17 мм.
Каждый формат может производиться с мундштуками разной длины. Длина мундштука будет составлять от 30 до 50 мм. Ободковая бумага соединяет мундштук с генерирующим аэрозоль материалом и, как правило, будет иметь длину, больше чем у мундштука, например, на 3-10 мм длиннее, так что ободковая бумага охватывает мундштук и перекрывает генерирующий аэрозоль материал, например, в виде стержня из материала субстрата, для соединения мундштука со стержнем.
Изделия, их генерирующие аэрозоль материалы и мундштуки, описанные в данном документе, могут быть выполнены, но не ограничены ими, в любом из вышеупомянутых форматов.
Используемые в данном документе термины "расположенный выше по потоку" и "расположенный ниже по потоку" являются относительными терминами, которые определяются по отношению к направлению основного потока аэрозоля, втягиваемого через изделие или устройство при использовании.
Описанный в данном документе материал волокнистого жгута может содержать жгут из ацетатцеллюлозного волокна. Волокнистый жгут также может быть выполнен с использованием других материалов, используемых для формования волокон, таких как поливиниловый спирт (PVOH), полимолочная кислота (PLA), поликапролактон (PCL), поли(1-4 бутандиолсукцинат) (PBS), поли(бутиленадипат-ко-терефталат) (PBAT), материалы на основе крахмала, хлопок, алифатические полиэфирные материалы и полисахаридные полимеры или их комбинации. Волокнистый жгут может быть пластифицирован подходящим пластификатором для жгута, таким как триацетин, где материал представляет собой жгут из ацетата целлюлозы, или жгут может быть непластифицированным. Жгут может иметь любую подходящую спецификацию, такую как волокна, имеющие Y-образную форму или другое поперечное сечение, например, X-образную форму, со значениями денье на нить от 2,5 до 15, например от 8,0 до 11,0 денье на нить и общими значениями денье от 5000 до 50000, например от 10000 до 40000.
Используемый в данном документе термин "табачный материал" относится к любому материалу, содержащему табак или его производные или заменители. Термин "табачный материал" может включать в себя один или несколько следующих компонентов: табака, производных табака, экспандированного табака, восстановленного табака или заменителей табака. Табачный материал может содержать один или несколько следующих компонентов: молотый табак, табачное волокно, резаный табак, экструдированный табак, табачный стебель, восстановленный табак и/или табачный экстракт.
Используемые в данном документе термины "ароматизирующая добавка" и "ароматизатор" относятся к материалам, которые (при условии, что это разрешается местным законодательством) могут быть использованы для создания желаемого вкуса или аромата продукта для совершеннолетних потребителей. Одну или более ароматизирующих добавок можно использовать в качестве модифицирующего аэрозоль агента, описанного в данном документе.
Они могут включать в себя экстракты (например, лакричника, гортензии древовидной, лист японской магнолии с белой корой, ромашки, пажитника, гвоздичного дерева, ментола, японской мяты, анисового семени, корицы, травянистого растения, грушанки, вишни, ягоды, персика, яблока, шотландского виски Драмбьюи с вересковым медом и травами, бурбона, шотландского виски, виски, мяты колосковой, мяты перечной, лаванды, кардамона, сельдерея, кротонового дерева, мускатного ореха, сандалового дерева, бергамота, герани, медовой эссенции, розового масла, ванили, масла лимона, масла апельсина, кассии, тмина, коньяка, жасмина, иланг-иланг, шалфея, фенхеля, пимента, имбиря, аниса, кориандра, кофе или мятного масла из каких-либо разновидностей рода мяты (Mentha)), усилители аромата, блокирующие средства для местоположения рецептора горького вещества, активаторы, или стимуляторы местоположения чувствительного рецептора, сахара и/или заменители сахаров (например, сукралозу, ацесульфам калия, аспартам, сахарин, цикламаты, лактозу, сахарозу, глюкозу, фруктозу, сорбитол или маннитол) и другие добавки, такие как уголь, хлорофилл, минералы, средства на основе трав или освежающие дыхание агенты. Они могут быть имитацией, синтетическими или натуральными ингредиентами, или их смесями. Они могут находиться в любой подходящей форме, например, в виде масла, жидкости или порошка.
На чертежах, описанных в данном документе, одинаковые ссылочные позиции используются для иллюстрации эквивалентных функций, изделий или компонентов.
На фиг.1а показан вид сбоку в разрезе изделия 1, включающего в себя мундштук 2, содержащий капсулу, для использования в негорючей системе предоставления аэрозоля. На фиг.1b показан вид в разрезе по линии A-A' мундштука, содержащего капсулу (фиг.1a);
Изделие 1 содержит мундштук 2 и цилиндрический стержень из генерирующего аэрозоль материала 3, в данном случае табачного материала, соединенный с мундштуком 2.
Генерирующий аэрозоль материал 3 при нагреве образует аэрозоль, например, в негорючем устройстве предоставления аэрозоля, как описано в данном документе, образуя систему. В других вариантах осуществления изделие 1 может включать в себя собственный источник тепла, образующийся и используемый в системе предоставления аэрозоля, не требуя отдельного устройства предоставления аэрозоля. Мундштук 2 содержит капсулу 11, в данном примере содержащую модифицирующий аэрозоль агент, и часть мундштука 2, в которой расположена капсула, достигает температуры от 58 до 70 градусов по Цельсию во время использования системы для генерирования аэрозоля. В результате воздействия этой температуры содержимое капсулы нагревается в достаточной степени, чтобы способствовать испарению содержимого капсулы, например, модифицирующего аэрозоль агента, в аэрозоль, образованную системой при прохождении аэрозоля через мундштук 2. Нагревание содержимого капсулы 11 может иметь место, например, до того, как капсула 11 будет разрушена, поэтому после разрушения капсулы 11 ее содержимое более легко высвобождается в аэрозоль, проходящий через мундштук 2. В качестве альтернативы, содержимое капсулы 11 может нагреваться до этой температуры после того, как капсула 11 была разрушена, что опять же приводит к усиленному высвобождению содержимого в аэрозоль. Было установлено, что предпочтительно температура мундштука в диапазоне от 58 до 70 градусов по Цельсию является достаточно высокой для более легкого высвобождения содержимого капсулы, но достаточно низкой для того, чтобы внешняя поверхность части мундштука 2, в которой расположена капсула, не достигала температуры, приводящей к неприятным ощущениям при касании потребителя таким образом, чтобы капсула 11 лопнула при надавливании на мундштук 2.
Температуру части мундштука 2, в которой расположена капсула 11, можно измерить с помощью цифрового термометра с проникающим щупом, размещенным таким образом, чтобы щуп входил в мундштук 2 через стенку мундштука 2 (образуя уплотнение для ограничения количества внешнего воздуха, которое может просочиться в мундштук вокруг щупа) и располагался рядом с местом расположения капсулы 11. Аналогичным образом, датчик температуры может быть размещен на внешней поверхности мундштука 2 для измерения температуры внешней поверхности.
В таблице 1.0, приведенной ниже, показана температура в месте расположения капсулы в мундштуке 2 изделия, используемого в системе предоставления аэрозоля во время первых 5 затяжек. Данные представлены для изделия при нагреве с использованием спирального нагревательного устройства, как описано в данном документе со ссылкой на фиг.2-6, с использованием профиля "стандартного" нагрева и для того же самого изделия при нагреве одним и тем же устройством с использованием профиля "ускоренного" нагрева. Профиль "ускоренного" нагрева выбирается пользователем и позволяет достичь более высокой температуры нагрева.
Как представлено в таблице 1.0, температура мундштука 2 в месте расположения капсулы 11 достигает максимальной температуры 61,5ºC при профиле "стандартного" нагрева и максимальной температуры 63,8ºC при " профиле "ускоренного" нагрева. Было установлено, что максимальная температура в диапазоне от 58°C до 70°C, предпочтительно в диапазоне от 59°C до 65°C и более предпочтительно в диапазоне от 60°C до 65°C является особенно предпочтительной в отношении того, чтобы оказывать содействие испарению содержимого капсулы 11 при поддержании подходящей температуры внешней поверхности мундштука 2.
Таблица 1.0
Капсула 11 может быть разрушена под действием внешнего усилия, прикладываемого к мундштуку 2, например, потребителем, использующим свои пальцы или другой механизм для сжатия мундштука 2. Как описано выше, часть мундштука, в которой расположена капсула, размещается таким образом, чтобы достичь температуры выше 58°C при использовании системы предоставления аэрозоля для генерирования аэрозоля. Предпочтительно прочность на раздавливание капсулы 11 в случае, когда она находится внутри мундштука 2 и перед нагревом генерирующего аэрозоль материала 3, составляет от 1500 до 4000 грамм-силы. Предпочтительно прочность на раздавливание капсулы 11 в случае, когда она находится внутри мундштука 2 и в течение 30 секунд использования системы предоставления аэрозоля для генерирования аэрозоля, составляет от 1000 до 4000 грамм-силы. Соответственно, несмотря на то, что капсула 11 подвергается воздействию температуры выше 58°C, например между 58°C и 70°C, она способна сохранять прочность на раздавливание в пределах диапазона, который, как было установлено, позволяет капсуле 11 легко раздавливаться потребителем, обеспечивая при этом потребителя достаточной тактильной обратной связью с тем, чтобы капсула 11 была разрушена. Поддержание такой прочности на раздавливание достигается путем выбора подходящего гелеобразующего агента для капсулы, как описано в данном документе, такого как полисахарид, в том числе, например, гуммиарабик, геллановая камедь, камедь акации, ксантановые камеди или каррагинаны, отдельно или в сочетании с желатином. В дополнение к этому, следует выбрать подходящую толщину стенки оболочки капсулы.
Предпочтительно прочность на разрыв капсулы, когда она находится внутри мундштука и до нагревания генерирующего аэрозоль материала, составляет от 2000 до 3500 грамм-силы или от 2500 до 3500 грамм-силы. Предпочтительно прочность на разрыв капсулы, когда она находится внутри мундштука и в течение 30 секунд использования системы для генерирования аэрозоля, составляет от 1500 до 4000 грамм-силы или от 1750 до 3000 грамм-силы. В одном примере средняя прочность на разрыв капсулы, когда она находится внутри мундштука и до нагревания генерирующего аэрозоль материала, составляет приблизительно 3175 грамм-силы, и средняя прочность на разрыв капсулы, когда она находится внутри мундштука и в течение 30 секунд использования система для генерирования аэрозоля, составляет приблизительно 2345 грамм-силы.
Испытание прочности на раздавливание капсулы можно проводить с помощью прибора для измерения усилия, такого как анализатор текстуры (Texture Analyser). Для данных значений прочности на раздавливание использовали анализатор текстуры типа TA.XTPlus с металлическим щупом круглой формы, имеющим диаметр 6 мм и расположенным по центру в месте расположения капсулы (то есть в 12 мм от мундштучного конца мундштука 2). Скорость щупа при испытании составляла 0,3 мм/секунду, в то время как скорость при предварительном испытании составляла 5,00 мм/секунду, и скорость при повторном испытании составляла 10 мм/секунду. Прикладываемое усилие равнялось 5000 г. Испытуемые изделия прокуривались с использованием устройства для привода шприца компании Borgwaldt A14 в соответствии с известным режимом интенсивного прокуривания Министерства здравоохранения Канады (объем затяжки 55 мл, длительность затяжки 2 сек, пауза между затяжками 30 сек) с использованием стандартного испытательного оборудования. Было выполнено три затяжки с использованием этого режима затяжки, и прочность на раздавливание капсулы измерялась в течение 30 секунд после третьей затяжки. Испытуемое изделие было эквивалентно изделию 1, показанному на фиг.1a и 1b и более подробно описанному ниже, за исключением того, что полый трубчатый элемент 4 диаметром 8 мм находился на мундштучном конце, образованном из двух слоев бумаги, склеенных вместе, каждый из которых был параллельно обернут со стыкующимися швами, и имеющем общую толщину 300 мкм. Капсула представляла собой капсулу диаметром 3 мм, расположенную внутри тела жгута из ацетата целлюлозы длиной 8 мм, имеющего характеристики жгута 9.5Y12,000 и целевой 9%-ый пластификатор триацетина.
Ссылаясь на фиг.1a и 1b, мундштук 2 в данном примере включает в себя полый трубчатый элемент 4 и тело материала 6, расположенное выше по потоку относительно полого трубчатого элемента 4, в этом примере рядом с полым элементом и впритык к трубчатому элементу 4.
Модифицирующий аэрозоль агент предусмотрен внутри тела материала 6, в данном примере инкапсулирован в капсулу 11, и первая маслостойкая фицелла 7 окружает тело материала 6. В других примерах модифицирующий аэрозоль агент может быть дополнительно предусмотрен в других формах, таких как материал, введенный в тело материала 6 или нанесенный на нить, например, на нить, несущую ароматизатор или другой модифицирующий аэрозоль агент, которая также может быть расположена внутри тела материала 6. Тело материала 6 имеет форму цилиндра, имеющего продольную ось, и капсула 11 заделана в тело материала 6, таким образом, чтобы капсула 11 была окружена со всех сторон материалом, образующим тело 6. Капсула 11 имеет оболочку, инкапсулирующую жидкий модифицирующий аэрозоль агент. Наибольшая площадь поперечного сечения капсулы, измеренная перпендикулярно продольной оси, составляет менее 28% от площади поперечного сечения тела материала 6, измеренной перпендикулярно продольной оси. Капсула с наибольшей площадью поперечного сечения менее 28% от площади поперечного сечения участка мундштука 2, в котором находится капсула 11, имеет преимущество в том, что перепад давления на мундштуке 2 уменьшается по сравнению с капсулами с большей площадью поперечного сечения, и вокруг капсулы остается достаточное пространство для прохождения аэрозоля без удаления телом материала 6 значительного количества аэрозольной массы, проходящей через мундштук 2. Капсула с наибольшей площадью поперечного сечения менее 28% от площади поперечного сечения участка мундштука 2, в котором находится капсула 11, имеет преимущество в том, что перепад давления на мундштуке 2 уменьшается по сравнению с капсулами с большей площадью поперечного сечения, и вокруг капсулы остается достаточное пространство для прохождения аэрозоля без удаления телом материала 6 значительного количества аэрозольной массы, проходящей через мундштук 2.
Площадь поперечного сечения капсулы 11 при ее наибольшей площади поперечного сечения составляет менее 28% от площади поперечного сечения участка мундштука 2, в которой расположена капсула 11, более предпочтительно менее 27% и еще более предпочтительно менее 25%. Например, для сферической капсулы диаметром 3,0 мм наибольшая площадь поперечного сечения капсулы составляет 7,07 мм2. Для мундштука 2, имеющего окружность 21 мм, как описано в данном документе, тело материала 6 имеет наружную окружность 20,8 мм, и радиус этого компонента будет равен 3,31 мм, что соответствует площади поперечного сечения 34,43 мм2. Площадь поперечного сечения капсулы составляет в данном примере 20,5% от площади поперечного сечения мундштука 2. В качестве другого примера, если бы капсула имела диаметр 3,2 мм, ее наибольшая площадь поперечного сечения была бы равна 8,04 мм2. В этом случае площадь поперечного сечения капсулы будет составлять 23,4% от площади поперечного сечения тела материала 6.
Капсула 11 может содержать разрушаемую капсулу, например, капсулу, которая имеет твердую хрупкую оболочку, окружающую жидкую полезную нагрузку. В данном примере используется одиночная капсула 11. Капсула 11 полностью заделана в тело материала 6. Другими словами, капсула 11 полностью окружена материалом, образующим тело 6. В других примерах множество разрушаемых капсул может быть расположено внутри тела материала 6, например, 2, 3 или более хрупких капсул. Длина тела материала 6 может быть увеличена для размещения необходимого количества капсул. В примерах, где используется множество капсул, отдельные капсулы могут быть одинаковыми или могут отличаться друг от друга с точки зрения размера и/или полезной нагрузки капсулы. В других примерах может быть предусмотрено несколько тел материала 6, каждое из которых содержит одну или несколько капсул.
Капсула 11 имеет структуру сердцевина-оболочка. Другими словами, капсула 11 содержит оболочку, заключающую в себе жидкий агент, например, ароматизатор или другой агент, который может быть любым из ароматизаторов или модификаторов аэрозоля, описанных в данном документе. Оболочка капсулы может быть разорвана пользователем для высвобождения ароматизатора или другого агента в тело материала 6. Первая фицелла 7' может содержать защитное покрытие, чтобы сделать материал фицеллы по существу непроницаемым для жидкой полезной нагрузки капсулы 11. В качестве альтернативы или дополнения, вторая фицелла 9 и/или мундштук 5 могут содержать защитное покрытие, чтобы сделать материал этой фицеллы и/или мундштука по существу непроницаемым для жидкой полезной нагрузки капсулы 11.
В данном примере капсула 11 имеет сферическую форму и диаметр приблизительно 3 мм. В других примерах могут использоваться капсулы других форм и размеров. Общий вес капсулы 11 может составлять от приблизительно 10 мг до приблизительно 50 мг.
В данном примере капсула 11 расположена в продольном центральном положении внутри тела материала 6. То есть капсула 11 расположена таким образом, чтобы ее центр находился на расстоянии 4 мм от каждого конца тела материала 6. В других примерах, капсула 11 может быть расположена в положении, отличном от продольного центрального положения в теле материала 6, то есть ближе к расположенному ниже по потоку концу тела материала 6, чем к расположенному выше по потоку концу, или ближе к расположенному выше по потоку концу тела материала 6, чем к расположенному ниже по потоку концу. Предпочтительно мундштук 2 выполнен таким образом, чтобы капсула 11 и вентиляционные отверстия 12 были смещены в продольном направлении относительно друг друга в мундштуке 2.
Разрез мундштука 2, взятый по линии A-A' (фиг.1a), показан на фиг.2b. На фиг.1b показана капсула 11, тело материала 6, первая и вторая фицеллы 7, 9 и мундштук 5. В данном примере капсула 11 находится по центру на продольной оси (не показана) мундштука 2. Первая и вторая фицеллы 7, 9 и ободковая бумага 5 расположены концентрически вокруг тела 6 материала.
Разрушаемая капсула 11 имеет структуру сердцевина-оболочка. То есть инкапсулирующий материал или защитный материал создает оболочку вокруг сердцевины, которая содержит модифицирующий аэрозоль агент. Структура оболочки препятствует миграции модифицирующего аэрозоль агента при хранении изделия 1, но позволяет обеспечить контролируемое высвобождение модифицирующего аэрозоль агента, также называемого модификатором аэрозоля, во время использования.
В некоторых случаях защитный материал (также называемый в данном документе инкапсулирующим материалом) является хрупким. Капсула раздавливается, или иным образом трескается или разрушается пользователем для высвобождения модификатора аэрозоля. Как правило, капсула разрушается непосредственно до начала нагревания, но пользователь может выбирать, когда высвобождать модификатор аэрозоля. Термин "разрушаемая капсула" относится к капсуле, в которой оболочка может быть разрушена посредством приложения давления для высвобождения сердцевины; более конкретно, оболочка может быть разорвана под действием давления, создаваемого пальцами пользователя, когда пользователь хочет высвободить сердцевину капсулы.
В некоторых случаях защитный материал является термоустойчивым. То есть в некоторых случаях барьер не будет разрываться, расплавляться или иным образом разрушаться при температуре, достигаемой на участке капсулы во время использования устройства для предоставления аэрозоля. В качестве иллюстрации, капсула, расположенная в мундштуке, может подвергаться воздействию температур, например, в диапазоне от 30°C до 100°C, и защитный материал может продолжать удерживать жидкую сердцевину до температуры по меньшей мере приблизительно 50-120°C.
В других случаях капсула высвобождает композицию сердцевины при нагреве, например, при плавлении защитного материала или набухания капсулы, приводящего к разрыву защитного материала.
Общий вес капсулы может находиться в диапазоне от приблизительно 1 мг до приблизительно 100 мг, предпочтительно от приблизительно 5 мг до приблизительно 60 мг, от приблизительно 8 мг до приблизительно 50 мг, от приблизительно 10 мг до приблизительно 20 мг или от приблизительно 12 мг до приблизительно 18 мг.
Общий вес основного состава может находиться в диапазоне от приблизительно 2 мг до приблизительно 90 мг, предпочтительно от приблизительно 3 мг до приблизительно 70 мг, от приблизительно 5 мг до приблизительно 25 мг, от приблизительно 8 мг до приблизительно 20 мг или от приблизительно 10 мг до приблизительно 15 мг.
Согласно изобретению капсула содержит сердцевину, как описано выше, и оболочку. Капсулы могут иметь прочность на раздавливание от приблизительно 4,5 Н до приблизительно 40 Н, более предпочтительно от приблизительно 5 до приблизительно 30 Н или приблизительно до 28 Н (например, от приблизительно 9,8 до приблизительно 24,5 Н). Прочность на раздавливание капсулы может быть измерена тогда, когда капсула удалена из тела материала 6 и с использованием динамометр для измерения усилия, с которым капсула разрывается при нажатии между двумя плоскими металлическими пластинами. Подходящим измерительным устройством является динамометр Sauter FK 50 с насадкой с плоской головкой, которую можно использовать для раздавливания капсулы о плоскую твердую поверхность, имеющую поверхность, аналогичную насадке.
Капсулы могут быть по существу сферическими и иметь диаметр по меньшей мере приблизительно 0,4 мм, 0,6 мм, 0,8 мм, 1,0 мм, 2,0 мм, 2,5 мм, 2,8 мм или 3,0 мм. Диаметр капсул может быть менее приблизительно 10,0 мм, 8,0 мм, 7,0 мм, 6,0 мм, 5,5 мм, 5,0 мм, 4,5 мм, 4,0 мм, 3,5 мм или 3,2 мм. Например, диаметр капсулы может находиться в диапазоне от приблизительно 0,4 мм до приблизительно 10,0 мм, от приблизительно 0,8 мм до приблизительно 6,0 мм, от приблизительно 2,5 мм до приблизительно 5,5 мм или от приблизительно 2,8 мм до приблизительно 3,2 мм. В некоторых случаях капсула может иметь диаметр приблизительно 3,0 мм. Эти размеры особенно подходят для включения капсулы в изделие, описанное в данном документе.
Предпочтительно перепад давления или разность давлений (также называемая сопротивлением затяжке) на концах изделия, измеренная как перепад давления в открытом состоянии (то есть с открытыми вентиляционными отверстиями), уменьшается менее чем на 8 мм вод. ст. при разрушении капсулы. Более предпочтительно падение давления на открытом отверстии уменьшается менее чем на 6 мм вод. ст. и более предпочтительно менее чем на 5 мм вод. ст. Эти значения измеряются как среднее значение, полученное с использованием по меньшей мере 80 изделий с одинаковым дизайном. Такие маленькие изменения перепада давления означают, что другие аспекты дизайна продукта, такие как установка правильного уровня вентиляции для данного перепада давления продукта, могут быть достигнуты независимо от того, решит или нет потребитель разрушить капсулу.
Защитный материал может содержать один или более из гелеобразователя, наполнителя, буфера, красящего агента и пластификатора.
Предпочтительно гелеобразующим агентом может быть, например, полисахарид или целлюлозный гелеобразующий агент, желатин, камедь, гель, воск или их смесь. Подходящие полисахариды включают в себя альгинаты, декстраны, мальтодекстрины, циклодекстрины и пектины. Подходящие альгинаты включают в себя, например, соль альгиновой кислоты, этерифицированный альгинат или глицерилальгинат. Соли альгиновой кислоты включают в себя альгинат аммония, альгинат триэтаноламина и альгинаты ионов металлов I или II группы, такие как альгинат натрия, калия, кальция и магния. Этерифицированные альгинаты включают в себя альгинат пропиленгликоля и альгинат глицерина. В одном варианте осуществления защитный материал представляет собой альгинат натрия и/или альгинат кальция. Подходящие целлюлозные материалы включают в себя метилцеллюлозу, этилцеллюлозу, гидроксиэтилцеллюлозу, гидроксипропилцеллюлозу, карбоксиметилцеллюлозу, ацетат целлюлозы и простые эфиры целлюлозы. Гелеобразующий агент может содержать один или более модифицированных крахмалов. Гелеобразующий агент может содержать каррагинаны. Подходящие камеди включают в себя агар, геллановую камедь, гуммиарабик, пуллуланскую камедь, маннановую камедь, камедь гхатти, трагакантовую камедь, карайю, бобы рожкового дерева, камедь акации, гуар, семена айвы и ксантановую камедь. Подходящие гели включают в себя агар, агарозу, каррагинаны, фуроидан и фурцелларан. Подходящие воски включают в себя карнаубский воск. В некоторых случаях гелеобразующий агент может содержать каррагинаны и/или геллановую камедь; эти гелеобразующие агенты особенно подходят для включения в качестве гелеобразующего агента, так как давление, необходимое для разрушения полученных капсул, является особенно подходящим.
Защитный материал может содержать один или более наполнителей, таких как крахмалы, модифицированные крахмалы (такие как окисленные крахмалы) и сахарные спирты, такие как мальтит.
Защитный материал может содержать красящий агент, который облегчает расположение капсулы внутри генерирующего аэрозоль устройства в процессе изготовления генерирующего аэрозоль устройства. Красящий агент предпочтительно выбирают из красителей и пигментов.
Защитный материал может дополнительно содержать по меньшей мере один буфер, такой как цитратное или фосфатное соединение.
Защитный материал может дополнительно содержать по меньшей мере один пластификатор, которым может быть глицерин, сорбит, мальтит, триацетин, полиэтиленгликоль, пропиленгликоль или другой многоатомный спирт с пластифицирующими свойствами, и при необходимости одна кислота одноосновного, двухосновного или трехосновного типа, особенно лимонная кислота, фумаровая кислота, яблочная кислота и тому подобное. Количество пластификатора составляет от 1% до 30% по весу, предпочтительно от 2% до 15% по весу и даже более предпочтительно от 3 до 10% по весу от общего веса сухой оболочки.
Защитный материал может также содержать один или более наполнительных материалов. Подходящие наполнительные материалы включают в себя содержащие производные крахмала, такие как декстрин, мальтодекстрин, циклодекстрин (альфа, бета или гамма), или производные целлюлозы, такие как гидроксипропилметилцеллюлоза (HPMC), гидроксипропилцеллюлоза (HPC), метилцеллюлоза (MC), карбоксиметилцеллюлоза (CMC), поливиниловый спирт, полиолы или их смеси. Декстрин является предпочтительным наполнителем. Количество наполнителя в оболочке составляет не более 98,5%, предпочтительно от 25 до 95%, более предпочтительно от 40 до 80% и еще более предпочтительно от 50 до 60% по весу от общего веса сухой оболочки.
Оболочка капсулы может дополнительно содержать гидрофобный внешний слой, который снижает восприимчивость капсулы к деградации под действием влаги. Гидрофобный внешний слой предпочтительно выбирается из группы, содержащей воски, особенно карнаубский воск, канделильский воск или пчелиный воск, карбовакс, шеллак (в спиртовом или водном растворе), этилцеллюлозу, гидроксипропилметилцеллюлозу, гидроксилпропилцеллюлозу, латексную композицию, поливиниловый спирт или их комбинации. Более предпочтительно по меньшей мере один влагоизолирующий агент представляет собой этилцеллюлозу или смесь этилцеллюлозы и шеллака.
Сердцевина капсулы содержит модификатор аэрозоля. Этот модификатор аэрозоля может быть любым летучим веществом, которое модифицирует по меньшей мере одно свойство аэрозоля. Например, аэрозольное вещество может модифицировать pH, органолептические свойства, содержание воды, характеристики доставки или аромат. В некоторых случаях модификатор аэрозоля может быть выбран из кислоты, основания, воды или ароматизатора. В некоторых вариантах осуществления модификатор аэрозоля содержит один или более ароматизаторов.
Ароматизатором предпочтительно может быть лакричное масло, розовое масло, ваниль, лимонное масло, апельсиновое масло, мятный ароматизатор, предпочтительно ментол и/или мятное масло любого вида рода Mentha, такое как масло мяты перечной и/или масло мяты курчавой, или лавандовое масло, фенхель или анис.
В некоторых случаях ароматизатор содержит ментол.
В некоторых случаях капсула может содержать по меньшей мере приблизительно 25% в весовом соотношении ароматизатора (в расчете на общий вес капсулы), предпочтительно по меньшей мере приблизительно 30% в весовом соотношении ароматизатора, 35% в весовом соотношении ароматизатора, 40% в весовом соотношении ароматизатора, 45% в весовом соотношении ароматизатора или 50% в весовом соотношении ароматизатора.
В некоторых случаях сердцевина может содержать по меньшей мере приблизительно 25% в весовом соотношении ароматизатора (в расчете на общий вес сердцевины), предпочтительно по меньшей мере приблизительно 30% в весовом соотношении ароматизатора, 35% в весовом соотношении ароматизатора, 40% в весовом соотношении ароматизатора, 45% в весовом соотношении ароматизатора или 50% в весовом соотношении ароматизатора. В некоторых случаях сердцевина может содержать приблизительно 75% в весовом соотношении ароматизатора или менее (в расчете на общий вес сердцевины), предпочтительно приблизительно 65% в весовом соотношении ароматизатора или менее, 55% в весовом соотношении ароматизатора или 50% в весовом соотношении ароматизатора. Например, капсула может включать в себя количество ароматизатора в диапазоне 25-75% в весовом соотношении (в расчете на общий вес сердцевины), приблизительно 35-60% в весовом соотношении или приблизительно 40-55% в весовом соотношении.
Капсулы могут включать в себя по меньшей мере приблизительно 2 мг, 3 мг или 4 мг модификатора аэрозоля, предпочтительно по меньшей мере приблизительно 4,5 мг модификатора аэрозоля, 5 мг модификатора аэрозоля, 5,5 мг модификатора аэрозоля или 6 мг модификатора аэрозоля.
В некоторых случаях расходуемый материал содержит по меньшей мере приблизительно 7 мг модификатора аэрозоля, предпочтительно по меньшей мере приблизительно 8 мг модификатора аэрозоля, 10 мг модификатора аэрозоля, 12 мг модификатора аэрозоля или 15 мг модификатора аэрозоля. Сердцевина может также содержать растворитель, который растворяет модификатор аэрозоля.
Можно использовать любой подходящий растворитель.
В случае, когда модификатор аэрозоля содержит ароматизатор, растворитель может предпочтительно содержать короткоцепочечные и среднецепочечные жиры и масла. Например, растворитель может содержать триэфиры глицерина, такие как триглицериды C2-C12, предпочтительно триглицериды C6-C10 или триглицериды Cs-C12. Например, растворитель может содержать среднецепочечные триглицериды (MCT-C8-C12), которые могут быть получены из пальмового масла и/или кокосового масла.
Сложные эфиры могут быть образованы с каприловой кислотой и/или каприновой кислотой. Например, растворитель может содержать среднецепочечные триглицериды, которые представляют собой каприловые триглицериды и/или каприновые триглицериды. Например, растворитель может содержать соединения, идентифицированные в реестре CAS под номерами 73398-61-5, 65381-09-1, 85409-09-2. Такие среднецепочечные триглицериды не имеют запаха и вкуса.
Гидрофильно-липофильный баланс (HLB) растворителя может находиться в диапазоне от 9 до 13, предпочтительно от 10 до 12. Способы изготовления капсул включают в себя совместную экструзию, за которой при необходимости следует центрифугирование и отверждение и/или сушка. Содержание документа WO 2007/010407 A2 включено в данный документ во всей своей полноте путем ссылки.
Генерирующий аэрозоль материал 3, также называемый в данном документе генерирующим аэрозоль субстратом 3, содержит: по меньшей мере один аэрозольобразующий материал. В данном примере аэрозольобразующим материалом является глицерин. В альтернативных примерах аэрозольобразующим материалом могут быть другие материалы, как описано в данном документе, или их комбинации. Было установлено, что аэрозольобразующий материал позволяет улучшить органолептические характеристики изделия, за счет содействия при переносе соединений, таких как ароматические соединения, от генерирующего аэрозоль материала к потребителю. Однако проблема с добавлением таких аэрозольобразующих материалов в генерирующий аэрозоль материал в изделии для использования в негорючей системе предоставления аэрозоля, может состоять в том, что, когда аэрозольобразующий материал превращается в аэрозоль при нагревании, он может увеличивать массу аэрозоля, который доставляется изделием, и эта увеличенная масса может поддерживать более высокую температуру при прохождении через мундштук. Проходя через мундштук, аэрозоль переносит тепло в мундштук, нагревая при этом внешнюю поверхность мундштука, в том числе зону, которая соприкасается с губами потребителя во время использования. Температура мундштука может быть значительно выше температуры, к которой привыкли потребители при курении, например, обычных сигарет, и это может быть нежелательным эффектом, вызванным использованием таких аэрозольобразующих материалов.
Часть мундштука, которая соприкасается с губами потребителя, как правило, представляет собой бумажную трубку, которая либо полая, либо охватывает цилиндрическое тело фильтрующего материала.
Как показано на фиг.1a, мундштук 2 изделия 1 содержит расположенный выше по потоку конец 2a, находящийся рядом с генерирующим аэрозоль субстратом 3, и расположенный ниже по потоку конец 2b, удаленный от генерирующего аэрозоль субстрата 3. На расположенном ниже по потоку конце 2b мундштук 2 имеет полый трубчатый элемент 4, образованный из волокнистого жгута. Было установлено, что это значительно снижает температуру внешней поверхности мундштука 2 на расположенном ниже по потоку конце 2b мундштука, который входит в контакт со ртом потребителя, когда изделие 1 используется. Кроме того, было установлено, что использование трубчатого элемента 4 значительно снижает температуру внешней поверхности мундштука 2 даже перед трубчатым элементом 4. Не ограничиваясь теорией, предполагается, что это происходит из-за к трубчатому элементу 4, направляя аэрозоль ближе к центру мундштука 2 и, следовательно, уменьшая передачу тепла от аэрозоля к внешней поверхности мундштука 2.
Тело материала 6 и полый трубчатый элемент 4 образуют по отдельности по существу цилиндрическую общую внешнюю форму и имеют общую продольную ось. Тело материала 6 обернуто первой фицеллой 7. Предпочтительно, первая фицелла 7 имеет базовый вес менее 50 г/м2, более предпочтительно от приблизительно 20 г/м2 до 40 г/м2. Предпочтительно первая фицелла 7 имеет толщину от 30 до 60 мкм, более предпочтительно от 35 до 45 мкм. Предпочтительно первая фицелла 7 представляет собой непористую фицеллу, например, имеющую проницаемость менее 100 единиц Кореста, например, менее 50 единиц Кореста. Однако в других вариантах осуществления первая фицелла 7 может быть пористой фицеллой, например, имеющей проницаемость более 200 единиц Кореста.
В данном примере изделие 1 имеет наружную окружность приблизительно 21 мм (то есть изделие имеет среднетонкий формат). В других примерах изделие может быть предоставлено в любом из описанных в данном документе форматов, например, с внешней окружностью от 15 мм до 25 мм. Так как изделие должно быть нагрето для высвобождения аэрозоля, можно достичь повышенной эффективности нагрева с использованием изделий, имеющих меньшую наружную окружность в этом диапазоне, например, окружность менее 23 мм. Было установлено, что для достижения улучшенного аэрозоля за счет нагрева при сохранении подходящей длины продукта окружности изделий более 19 мм также являются особенно эффективными. Было установлено, что изделия, имеющие окружность от 19 мм до 23 мм, и более предпочтительно от 20 мм до 22 мм, обеспечивают хороший баланс между обеспечением эффективной доставки аэрозоля и возможностью эффективного нагрева.
Наружная окружность мундштука 2 является по существу такой же, как наружная окружность стержня генерирующего аэрозоль материала 3, так что между этими компонентами имеется плавный переход. В данном примере наружная окружность мундштука 2 составляет приблизительно 20,8 мм. Ободковая бумага 5 обернута по всей длине мундштука 2 и по части стержня генерирующего аэрозоль материала 3, и имеет клей на своей внутренней поверхности для соединения мундштука 2 и стержня 3. В данном примере ободковая бумага 5 выступает на 5 мм над стержнем генерирующего аэрозоль материала 3, но в качестве альтернативы он может выступать на 3-10 мм над стержнем 3 или более предпочтительно на 4-6 мм, чтобы обеспечить надежное соединение между мундштуком 2 и стержнем 3. Ободковая бумага 5 может иметь базовый вес, который выше, чем базовый вес фицеллы, используемой в изделии 1, например, базовый вес составляет от 40 г до 80 г, более предпочтительно между 50 г и 70 г и в данном примере 58 г/м2. Было установлено, что эти диапазоны базовых весов приводят к получению ободковой бумаги, имеющей приемлемую прочность на разрыв и в то же время достаточно гибкой, чтобы оборачиваться вокруг изделия 1 и приклеиваться вдоль продольного шва внахлест на бумаге. Наружная окружность ободковой бумаги 5, обернутой в один слой вокруг мундштука 2, составляет приблизительно 21 мм.
"Толщина стенки" полого трубчатого элемента 4 соответствует толщине стенки трубки 4 в радиальном направлении. Ее можно измерить, например, с помощью штангенциркуля. Толщина стенки предпочтительно больше 0,9 мм и более предпочтительно 1,0 мм или более. Предпочтительно, чтобы толщина стенки была по существу постоянной вокруг всей стенки полого трубчатого элемента 4. Однако в случае, когда толщина стенки не является по существу постоянной, толщина стенки предпочтительно больше 0,9 мм в любой точке вокруг полого трубчатого элемента 4, более предпочтительно 1,0 мм или более.
Предпочтительно длина полого трубчатого элемента 4 меньше приблизительно 20 мм. Более предпочтительно, чтобы длина полого трубчатого элемента 4 была меньше приблизительно 15 мм. Еще более предпочтительно, чтобы длина полого трубчатого элемента 4 была меньше приблизительно 10 мм. В качестве дополнения или альтернативы, длина полого трубчатого элемента 4 составляет по меньшей мере приблизительно 5 мм. Предпочтительно длина полого трубчатого элемента 4 составляет по меньшей мере приблизительно 6 мм. В некоторых предпочтительных вариантах осуществления длина полого трубчатого элемента 4 составляет от приблизительно 5 мм до приблизительно 20 мм, более предпочтительно от приблизительно 6 мм до приблизительно 10 мм, даже более предпочтительно от приблизительно 6 мм до приблизительно 8 мм, наиболее предпочтительно приблизительно 6 мм. мм, 7 мм или приблизительно 8 мм. В данном примере длина полого трубчатого элемента 4 равна 6 мм.
Предпочтительно плотность полого трубчатого элемента 4 составляет по меньшей мере приблизительно 0,25 грамма на кубический сантиметр (г/см3), более предпочтительно по меньшей мере приблизительно 0,3 г/см3. Предпочтительно плотность полого трубчатого элемента 4 составляет менее приблизительно 0,75 грамма на кубический сантиметр (г/см3), более предпочтительно менее 0,6 г/см3. В некоторых вариантах осуществления плотность полого трубчатого элемента 4 составляет от 0,25 до 0,75 г/см3, более предпочтительно от 0,3 до 0,6 г/см3, и более предпочтительно от 0,4 г/см3 до 0,6 г/см3 или приблизительно 0,5 г/см3. Было установлено, что эти плотности обеспечивают хороший баланс между повышенной твердостью, обеспечиваемой более плотным материалом, и более низкими теплопередающими свойствами материала с более низкой плотностью. Для целей настоящего изобретения "плотность" полого трубчатого элемента 4 относится к плотности волокнистого жгута, образующего элемент с любым включенным в него пластификатором. Плотность можно определить путем деления общего веса полого трубчатого элемента 4 на общий объем полого трубчатого элемента 4, при этом общий объем можно вычислить с использованием соответствующих измерений полого трубчатого элемента 4, выполненных, например, с помощью штангенциркуля. При необходимости соответствующие размеры можно измерить с помощью микроскопа.
Волокнистый жгут, образующий полый трубчатый элемент 4, предпочтительно имеет общий денье менее 45000, более предпочтительно менее 42000. Было установлено, что этот общий денье позволяет сформировать трубчатый элемент 4, который не является слишком плотным. Предпочтительно общий денье составляет по меньшей мере 20000, более предпочтительно по меньшей мере 25000. В предпочтительных вариантах осуществления волокнистый жгут, образующий полый трубчатый элемент 4, имеет общий денье от 25000 до 45000, более предпочтительно от 35000 до 45000. Предпочтительно форма поперечного сечения волокон жгута имеет Y-образную форму, хотя в других вариантах осуществления могут использоваться другие формы волокон, такие как X-образные.
Волокнистый жгут, образующий полый трубчатый элемент 4, предпочтительно имеет более 3 денье на нить. Было установлено, что этот денье на нить обеспечивает возможность формирования трубчатого элемента 4, который не является слишком плотным. Предпочтительно денье на нить составляет по меньшей мере 4, более предпочтительно по меньшей мере 5. В предпочтительных вариантах осуществления волокнистый жгут, образующий полый трубчатый элемент 4, имеет денье на нить от 4 до 10, более предпочтительно от 4 до 9. В одном примере, волокнистый жгут, образующий полый трубчатый элемент 4, имеет жгут 8Y40,000, образованный из ацетата целлюлозы и содержащий 18% пластификатора, например, триацетина.
Полый трубчатый элемент 4 предпочтительно имеет внутренний диаметр более 3,0 мм. Меньшие диаметры могут привести к увеличению скорости прохождения аэрозоля через мундштук 2 в рот потребителя больше, чем желательно, так что аэрозоль станет слишком теплым, например, достигнет температуры выше 40°C или выше 45°C. Более предпочтительно полый трубчатый элемент 4 имеет внутренний диаметр более 3,1 мм и еще более предпочтительно более 3,5 мм или 3,6 мм. В одном варианте осуществления внутренний диаметр полого трубчатого элемента 4 составляет приблизительно 3,9 мм. Полый трубчатый элемент 4 предпочтительно содержит от 15% до 22% по весу пластификатора. Для жгута из ацетата целлюлозы пластификатор предпочтительно представляет собой триацетин, хотя можно использовать другие пластификаторы, такие как полиэтиленгликоль (PEG). Более предпочтительно, трубчатый элемент 4 содержит от 16% до 20% по весу пластификатора, например, приблизительно 17%, приблизительно 18% или приблизительно 19% пластификатора.
Перепад давления или разность давлений (также называемая сопротивлением затяжке) на мундштуке, например, на концах части изделия 1, расположенной ниже по потоку относительно генерирующего аэрозоль материала 3, предпочтительно составляет менее приблизительно 40 мм вод. ст. Было установлено, что такие перепады давления позволяют достаточному количеству аэрозоля, включая желательные соединения, такие как ароматические соединения, проходить через мундштук 2 к потребителю. Более предпочтительно перепад давления на мундштуке 2 составляет менее приблизительно 32 мм вод. ст. В некоторых вариантах осуществления особенно улучшенный аэрозоль был получен с использованием мундштука 2, имеющего перепад давления менее 31 мм вод. ст., например, приблизительно 29 мм вод. ст., приблизительно 28 мм вод. ст. или приблизительно 27,5 мм вод. ст. Альтернативно или дополнительно, перепад давления на мундштуке может составлять по меньшей мере 10 мм вод. ст., предпочтительно по меньшей мере 15 мм вод. ст. и более предпочтительно по меньшей мере 20 мм вод. ст. В некоторых вариантах осуществления перепад давления на мундштуке может составлять приблизительно от 15 до 40 мм вод. ст. Эти значения позволяют мундштуку 2 замедлить прохождение аэрозоля через мундштук 2, поэтому температура аэрозоля успевает снизиться до достижения расположенного ниже по потоку конца 2b мундштука 2.
Предпочтительно длина тела материала 6 составляет менее приблизительно 15 мм. Более предпочтительно, чтобы длина тела материала 6 была меньше приблизительно 10 мм. В качестве дополнения или альтернативы, длина тела материала 6 составляет по меньшей мере приблизительно 5 мм. Предпочтительно длина тела материала 6 составляет по меньшей мере приблизительно 6 мм. В некоторых предпочтительных вариантах осуществления длина тела материала 6 составляет от приблизительно 5 мм до приблизительно 15 мм, более предпочтительно от приблизительно 6 мм до приблизительно 12 мм, даже более предпочтительно от приблизительно 6 мм до приблизительно 12 мм, наиболее предпочтительно приблизительно 6 мм, 7 мм, 8 мм, 9 мм или 10 мм. В данном примере длина тела материала 6 составляет 10 мм.
В данном примере тело материала 6 сформировано из волокнистого жгута. В данном примере жгут, используемый в теле материала 6, имеет денье на нить (d.p.f.) 8,4 и общий денье 21000. В качестве альтернативы, жгут может иметь, например, денье на нить (d.p.f.) 9,5 и общий денье 12000. В данном примере жгут содержит жгут из пластифицированного ацетата целлюлозы. Пластификатор, используемый в жгуте, содержит приблизительно 7% по весу жгута. В данном примере пластификатор представляет собой триацетин. В других примерах для формирования тела материала 6 могут использоваться различные материалы. Например, тело материала 6 может быть сформировано из бумаги, например, аналогично бумажным фильтрам, известным для использования в сигаретах. В качестве альтернативы, тело материала 6 может быть сформировано из жгутов, отличных от ацетата целлюлозы, например, из полимолочной кислоты (PLA), других материалов, описанных в данном документе для волокнистого жгута, или подобных материалов. Жгут предпочтительно образован из ацетата целлюлозы. Жгут, сформированный из ацетата целлюлозы или других материалов, предпочтительно имеет денье на нить по меньшей мере 5, более предпочтительно по меньшей мере 6 и еще более предпочтительно по меньшей мере 7. Эти значения денье на нить обеспечивают жгут, который имеет относительно грубые и толстые волокна с меньшей площадью поверхности, что приводит к меньшему перепаду давления на мундштуке 2, чем у жгутов, имеющих более низкие значения денье на нить. Предпочтительно, чтобы получить достаточно однородное тело материала 6, жгут имеет денье на нить не более 12 денье на нить, предпочтительно не более 11 денье на нить и еще более предпочтительно не более 10 денье на нить.
Общий денье жгута, образующего тело материала 6, предпочтительно составляет не более 30000, более предпочтительно не более 28000 и еще более предпочтительно не более 25000. Эти значения общего денье обеспечивают жгут, который занимает уменьшенную долю площади поперечного сечения мундштука 2, что приводит к более низкому перепаду давления на мундштуке 2, чем у жгутов, имеющих более высокие значения общего денье. Для надлежащей твердости тела материала 6 жгут предпочтительно имеет общий денье по меньшей мере 8000 и более предпочтительно по меньшей мере 10000. Предпочтительно денье на нить составляет от 5 до 12, тогда как общий денье составляет от 10000 до 25000. Более предпочтительно, денье на нить составляет от 6 до 10, тогда как общий денье составляет от 11000 до 22000. Предпочтительно форма поперечного сечения волокон жгута имеет Y-образную форму, хотя в других вариантах осуществления могут использоваться другие формы, такие как волокна X-образной формы, с такими же значениями денье на нить и общего денье, как предусмотрено в данном документе.
В данном примере полый трубчатый элемент 4 представляет собой первый полый трубчатый элемент 4, и мундштук включает в себя второй полый трубчатый элемент 8, также называемый охлаждающим элементом, который расположен выше по потоку относительно первого полого трубчатого элемента 4. В данном примере второй полый трубчатый элемент 8 расположен выше по потоку рядом с телом материала 6 и впритык с ним. Тело материала 6 и второй полый трубчатый элемент 8 имеют по отдельности по существу цилиндрическую общую внешнюю форму и имеют общую продольную ось. Второй полый трубчатый элемент 8 сформирован из множества слоев бумаги, которые намотаны параллельно, со стыковыми швами, чтобы сформировать трубчатый элемент 8. В данном примере в двухслойной трубке выполнены первый и второй слои бумаги, хотя в других примерах можно использовать 3, 4 или более бумажных слоев, образующих 3-х, 4-х или более слойных трубок. Могут использоваться другие конструкции, такие как спирально намотанные слои бумаги, картонные трубки, трубки, сформированные с использованием процесса типа папье-маше, формованные или экструдированные пластиковые трубки или аналогичные. Второй полый трубчатый элемент 8 также может быть сформирован с использованием жесткой фицеллы и/или ободковой бумаги в качестве второй фицеллы 9 и/или ободковой бумаги 5, которые описаны в данном документе, и это означает то, что не требуется отдельный трубчатый элемент. Жесткая фицелла и/или ободковая бумага изготавливаются таким образом, чтобы иметь жесткость, достаточную для того, чтобы выдерживать осевые сжимающие усилия и изгибающие моменты, которые могут возникнуть во время изготовления и использования изделия 1. Например, жесткая фицелла и/или мундштук могут иметь плотность от 70 до 120 г/м2, более предпочтительно от 80 до 110 г/м2. В качестве дополнения или альтернативы, жесткая фицелла и/или ободковая бумага могут иметь толщину от 80 мкм до 200 мкм, более предпочтительно от 100 мкм до 160 мкм или от 120 мкм до 150 мкм. Может быть желательно, чтобы одновременно вторая фицелла 9 и мундштук 5 имели значения в этих диапазонах для достижения приемлемого общего уровня жесткости для второго полого трубчатого элемента 8.
Второй полый трубчатый элемент 8 предпочтительно имеет толщину стенки, которую можно измерить таким же образом, как и у первого полого трубчатого элемента 4, от по меньшей мере приблизительно 100 мкм до приблизительно 1,5 мм, предпочтительно от 100 мкм до 1 мм и более предпочтительно от 150 мкм до 500 мкм или приблизительно 300 мкм. В данном примере второй полый трубчатый элемент 8 имеет толщину стенки приблизительно 290 мкм.
Предпочтительно длина второго полого трубчатого элемента 8 составляет менее приблизительно 50 мм. Более предпочтительно длина второго полого трубчатого элемента 8 составляет менее приблизительно 40 мм. Еще более предпочтительно длина второго полого трубчатого элемента 8 составляет менее приблизительно 30 мм. В качестве дополнения или альтернативы, длина второго полого трубчатого элемента 8 предпочтительно составляет по меньшей мере приблизительно 10 мм. Предпочтительно длина второго полого трубчатого элемента 8 составляет по меньшей мере приблизительно 15 мм. В некоторых предпочтительных вариантах осуществления длина второго полого трубчатого элемента 8 составляет от приблизительно 20 мм до приблизительно 30 мм, более предпочтительно от приблизительно 22 мм до приблизительно 28 мм, даже более предпочтительно от приблизительно 24 до приблизительно 26 мм и наиболее предпочтительно приблизительно 25 мм. В данном примере длина второго полого трубчатого элемента 8 равна 25 мм.
Второй полый трубчатый элемент 8 расположен вокруг и образует воздушный зазор внутри мундштука 2, который действует как охлаждающий сегмент. Воздушный зазор образует камеру, через которую протекают нагретые летучие компоненты, генерируемые генерирующим аэрозоль материалом 3. Второй полый трубчатый элемент 8 является полым, чтобы обеспечить камеру для накопления аэрозоля, но при этом достаточно жестким, чтобы выдерживать осевые сжимающие усилия и изгибающие моменты, которые могут возникнуть во время изготовления и использования изделия 1. Второй полый трубчатый элемент 8 обеспечивает физическое смещение между генерирующим аэрозоль материалом 3 и телом материала 6. Физическое смещение, создаваемое вторым полым трубчатым элементом 8, будет обеспечивать температурный градиент по всей длине второго полого трубчатого элемента 8.
Предпочтительно мундштук 2 содержит полость с внутренним объемом более 450 мм3. Было установлено, что обеспечение полости по меньшей мере этого объема, делает возможным образование улучшенного аэрозоля. Такой размер полости обеспечивает достаточное пространство внутри мундштука 2, которое позволяет нагретым улетучивающимся компонентам остыть, тем самым позволяя подвергать генерирующий аэрозоль материал 3 более высоким температурам, чем это было бы возможно в противном случае, когда они могут привести к образованию слишком теплого аэрозоля. В данном примере полость образована вторым полым трубчатым элементом 8, но в альтернативных вариантах она может быть образована в другой части мундштука 2. Более предпочтительно мундштук 2 содержит полость, например, образованную внутри второго полого трубчатого элемента 8, имеющего внутренний объем более чем 500 мм3, и еще более предпочтительно более чем 550 мм3, что позволяет дополнительно улучшить аэрозоль. В некоторых примерах внутренняя полость содержит объем от приблизительно 550 мм3 до приблизительно 750 мм3, например, приблизительно 600 мм3 или 700 мм3.
Второй полый трубчатый элемент 8 может быть выполнен с возможностью обеспечения перепада температур, равного по меньшей мере 40 градусам Цельсия, между нагретым улетучивающимся компонентом, входящим в первый, расположенный выше по потоку конец второго полого трубчатого элемента 8, и нагретым улетучивающимся компонентом, выходящим из второго, расположенного ниже по потоку конца второго полого трубчатого элемента 8. Второй полый трубчатый элемент 8 предпочтительно выполнен с возможностью обеспечения перепада температур, равного по меньшей мере 60, 80 и предпочтительно 100 градусам Цельсия, между нагретым улетучивающимся компонентом, входящим в первый, расположенный выше по потоку конец второго полого трубчатого элемента 8 и нагретым улетучивающимся компонентом, выходящим из второго, расположенного ниже по потоку конца второго полого трубчатого элемента 8. Этот перепад температур по всей длине второго полого трубчатого элемента 8 защищает термочувствительное тело материала 6 от высоких температур генерирующего аэрозоль материала 3 при его нагреве.
В альтернативных изделиях второй полый трубчатый элемент 8 может быть заменен альтернативным охлаждающим элементом, например, элементом, образованным из тела материала, который позволяет аэрозолю проходить через него в продольном направлении и который также выполняет функцию охлаждения аэрозоля.
В данном примере первый полый трубчатый элемент 4, тело материала 6 и второй полый трубчатый элемент 8 объединены с использованием второй фицеллы 9, которая обернута вокруг всех трех секций. Предпочтительно вторая фицелла 9 имеет базовый вес менее 50 г/м2, более предпочтительно от приблизительно 20 г/м2 до 45 г/м2. Предпочтительно вторая фицелла 9 имеет толщину от 30 до 60 мкм, более предпочтительно от 35 до 45 мкм. Вторая фицелла 9 предпочтительно представляет собой непористую фицеллу, имеющую проницаемость менее 100 единиц Кореста, например, менее 50 единиц Кореста. Однако в альтернативных вариантах осуществления вторая фицелла 9 может быть пористой фицеллой, например, имеющей проницаемость более 200 единиц Кореста.
В данном примере генерирующий аэрозоль материал 3 обернут в обертку 10. Обертка 10 может быть, например, бумажной или фольгированной на бумажной основе. В данном примере обертка 10 практически непроницаема для воздуха. В альтернативных вариантах осуществления обертка 10 предпочтительно имеет проницаемость менее 100 единиц Кореста, более предпочтительно менее 60 единиц Кореста. Было установлено, что обертки с низкой проницаемостью, например, имеющие проницаемость менее 100 единиц Кореста, более предпочтительно менее 60 единиц Кореста, приводят к улучшению образования аэрозоля в генерирующем аэрозоль материале 3. Не ограничиваясь теорией, предполагается, что это связано с уменьшением потерь аэрозольных соединений, проходящих через обертку 10. Проницаемость обертки 10 можно измерить в соответствии со стандартом ISO 2965:2009, относящимся к определению воздухопроницаемости для материалов, используемых в качестве сигаретной бумаги, фицеллы фильтра и соединительной бумаги для фильтров.
В данном варианте осуществления обертка 10 содержит алюминиевую фольгу. Было установлено, что алюминиевая фольга особенно эффективна для усиления образования аэрозоля внутри генерирующего аэрозоль материала 3. В данном примере алюминиевая фольга имеет металлический слой, имеющий толщину приблизительно 6 мкм. В данном примере алюминиевая фольга имеет бумажную основу. Однако в альтернативных компоновках алюминиевая фольга может иметь другую толщину, например от 4 мкм до 16 мкм. Алюминиевая фольга также необязательно должна иметь бумажную основу, но может иметь основу, образованную из других материалов, например, чтобы обеспечить надлежащую прочность на разрыв фольги, или она может не иметь материала основы. Кроме того, можно также использовать металлические слои или фольгу, отличные от алюминия. Общая толщина обертки составляет предпочтительно от 20 мкм до 60 мкм, более предпочтительно от 30 мкм до 50 мкм, что позволяет выполнить обертку, имеющую подходящие характеристики теплопередачи и структурную целостность. Усилие растяжения, которое может прикладываться к обертке до того, как она разорвется, может составлять более 3000 грамм-силы, например от 3000 до 10000 грамм-силы или от 3000 до 4500 грамм-силы.
Изделие имеет уровень вентиляции приблизительно 75% аэрозоля, вытягиваемого через изделие. В альтернативных вариантах осуществления изделие может иметь уровень вентиляции от 50% до 80% аэрозоля, вытягиваемого через изделие, например от 65% до 75%. Вентиляция на этих уровнях помогает замедлить поток аэрозоля, вытягиваемого через мундштук 2, и тем самым дать возможность аэрозолю достаточно остыть, прежде чем он достигнет расположенного ниже по потоку конца 2b мундштука 2. Вентиляция обеспечивается непосредственно в мундштуке 2 изделия 1. В данном примере вентиляция предусмотрена во втором полом трубчатом элементе 8, что, как было установлено, особенно полезно в содействии процессу генерирования аэрозоля. Вентиляция выполняется через первый и второй параллельные ряды перфораций 12, в данном случае образованных в виде лазерных перфораций, в позициях 17,925 мм и 18,625 мм, соответственно, от расположенного ниже по потоку мундштучного конца 2b мундштука 2. Эти перфорации проходят через ободковую бумагу 5, вторую фицеллу 9 и второй полый трубчатый элемент 8. В альтернативных вариантах осуществления вентиляция может быть обеспечена в мундштуке в других местоположениях, например, в теле материала 6 или первом трубчатом элементе 4.
В данном примере аэрозольобразующий материал, добавленный в генерирующий аэрозоль субстрат 3, содержит 14% по весу генерирующего аэрозоль субстрата 3. Предпочтительно, аэрозольобразующий материал содержит по меньшей мере 5% по весу генерирующего аэрозоль субстрата, более предпочтительно по меньшей мере 10%. Предпочтительно аэрозольобразующий материал содержит менее 25% по весу генерирующего аэрозоль субстрата, более предпочтительно менее 20%, например от 10% до 20%, от 12% до 18% или от 13% до 16%.
Генерирующий аэрозоль материал 3 предпочтительно выполнен в виде цилиндрического стержня генерирующего аэрозоль материала. Независимо от формы генерирующего аэрозоль материала, он предпочтительно имеет длину приблизительно от 10 мм до 100 мм. В некоторых вариантах осуществления длина генерирующего аэрозоль материала предпочтительно находится в диапазоне от приблизительно 25 мм до 50 мм, более предпочтительно в диапазоне от приблизительно 30 мм до 45 мм и еще более предпочтительно от приблизительно 30 мм до 40 мм.
Объем предоставленного генерирующего аэрозоль материала 3 может варьироваться от приблизительно 200 мм3 до приблизительно 4300 мм3, предпочтительно от приблизительно 500 мм3 до 1500 мм3, более предпочтительно от приблизительно 1000 мм3 до приблизительно 1300 мм3. Предоставление этих объемов генерирующего аэрозоль материала например от приблизительно 1000 мм3 до приблизительно 1300 мм3, было преимущественно продемонстрировано для достижения превосходного аэрозоля, имеющего большую привлекательность и органолептические характеристики по сравнению с объемами, выбранными из нижнего предела диапазона.
Масса предоставленного генерирующего аэрозоль материала 3 может составлять более 200 мг, например от приблизительно 200 до 400 мг, предпочтительно от приблизительно 230 до 360 мг, более предпочтительно от приблизительно 250 до 360 мг. Было установлено, что предоставление большей массы генерирующего аэрозоль материала приводит преимущественно к улучшенным органолептическим характеристикам по сравнению с аэрозолем, генерируемым из меньшей массы табачного материала.
Генерирующий аэрозоль материал или субстрат предпочтительно сформирован из табачного материала, как описано в данном документе, который включает в себя табачный компонент.
В табачном материале, описанном в данном документе, табачный компонент предпочтительно содержит бумажный восстановленный табак. Табачный компонент может также содержать листовой табак, экструдированный табак и/или ленточный литой табак.
Генерирующий аэрозоль материал 3 содержит восстановленный табачный материал, имеющий плотность менее приблизительно 700 миллиграммов на кубический сантиметр (мг/см3). Было установлено, что такой табачный материал является особенно эффективным при предоставлении генерирующего аэрозоль материала, который можно быстро нагревать для высвобождения аэрозоля, по сравнению с более плотными материалами. Например, авторы изобретения провели испытания свойств различных генерирующих аэрозоль материалов, таких как ленточный литой восстановленный табачный материал и бумажный восстановленный табачный материал, при нагревании. Было установлено, что для каждого данного генерирующего аэрозоль материала существует конкретная нулевая температура теплового потока, ниже которой полезный тепловой поток является эндотермическим, другими словами, в материал поступает больше тепла, чем выходит из материала, и выше которой полезный тепловой поток является экзотермическим, другими словами, из материала выходит больше тепла, чем входит в материал, при подводе тепла к материалу. Материалы, имеющие плотность менее 700 мг/см3, имели более низкую температуру нулевого теплового потока. Так как значительная часть теплового потока выходит из материала за счет образования аэрозоля, более низкая нулевая температура теплового потока оказывает благоприятный эффект на время, необходимое для первого высвобождения аэрозоля из генерирующего аэрозоль материала. Например, было установлено, что генерирующие аэрозоль материалы, имеющие плотность менее 700 мг/см3, имеют температуру нулевого теплового потока менее 164°C по сравнению с материалами с плотностью более 700 мг/см3, которые имеют температуру нулевого теплового потока выше 164°C.
Плотность генерирующего аэрозоль материала также влияет на скорость, с которой тепло проходит через материал, причем при более низких плотностях, например, ниже 700 мг/см3, тепло проходит медленнее через материал, тем самым обеспечивая более длительное высвобождение аэрозоля.
Генерирующий аэрозоль материал 3 предпочтительно содержит восстановленный табачный материал, имеющий плотность менее приблизительно 700 мг/см3, например, бумажный восстановленный табачный материал. Более предпочтительно, генерирующий аэрозоль материал 3 содержит восстановленный табачный материал, имеющий плотность менее приблизительно 600 мг/см3. В качестве альтернативы или дополнения, генерирующий аэрозоль материал 3 предпочтительно содержит восстановленный табачный материал, имеющий плотность по меньшей мере 350 мг/см3, которая, как считается, обеспечивает достаточную теплопроводность материала.
Табачный материал может быть представлен в виде резаного табака. Резаный табак может иметь ширину резания по меньшей мере 15 резов на дюйм (приблизительно 5,9 резов на см, что эквивалентно ширине разрезанной части, равной приблизительно 1,7 мм). Предпочтительно резаный табак имеет ширину резания по меньшей мере 18 резов на дюйм (приблизительно 7,1 резов на см, что эквивалентно ширине разрезанной части, равной приблизительно 1,4 мм), более предпочтительно по меньшей мере 20 резов на дюйм (приблизительно 7,9 резов на см, что соответствует ширине разрезанной части, равной приблизительно 1,27 мм). В одном примере резаный табак имеет ширину резания, равную 22 резов на дюйм (приблизительно 8,7 резов на см, что эквивалентно ширине разрезанной части, равной приблизительно 1,15 мм). Предпочтительно резаный табак имеет ширину резания 40 или менее резов на дюйм (приблизительно 15,7 резов на см, что эквивалентно ширине разрезанной части, равной приблизительно 0,64 мм). Было установлено, что ширина разрезанной части от 0,5 мм до 2,0 мм, например от 0,6 мм до 1,5 мм или от 0,6 до 1,7 мм, приводит к получению табачного материала, который является предпочтительным с точки зрения отношения площади поверхности к объему, особенно при нагреве, общей плотности и перепада давления субстрата 3. Резаный табак может быть сформирован из смеси видов табачного материала, например, смеси одного или нескольких из: бумажного восстановленного табака, листового табака, экструдированного табака и ленточного литого табака. Предпочтительно табачный материал содержит бумажный восстановленный табак или смесь из бумажного восстановленного табака и листового табака.
В табачном материале, описанном в данном документе, табачный материал может содержать компонент-наполнитель. Компонент-наполнитель, как правило, представляет собой нетабачный компонент, то есть компонент, который не включает в себя ингредиенты, происходящие из табака. Компонент-наполнитель может представлять собой нетабачное волокно, такое как древесное волокно, пульпа или пшеничное волокно. Компонент-наполнитель также может быть неорганическим материалом, таким как мел, перлит, вермикулит, диатомитовая земля, коллоидный диоксид кремния, оксид магния, сульфат магния и карбонат магния. Компонент-наполнитель также может быть нетабачным литым материалом или нетабачным экструдированным материалом. Компонент-наполнитель может присутствовать в количестве от 0 до 20% по весу табачного материала или в количестве от 1 до 10% по весу композиции. В некоторых вариантах осуществления компонент-наполнитель отсутствует.
В табачном материале, описанном в данном документе, табачный материал содержит аэрозольобразующий материал. В этом контексте "аэрозольобразующий материал" представляет собой агент, который способствует образованию аэрозоля. Аэрозольобразующий материал может способствовать генерированию аэрозоля путем содействия начальному испарению и/или конденсации газа в твердый и/или жидкий аэрозоль, пригодный для вдыхания. В некоторых вариантах осуществления аэрозольобразующий материал может улучшить доставку ароматизирующей добавки из генерирующего аэрозоль материала. В общем, любой подходящий аэрозольобразующий материал или агенты, могут быть включены в генерирующий аэрозоль материал согласно настоящему изобретению, в том числе те, которые описаны в данном документе. Другие подходящие аэрозольобразующие материалы включают в себя, но не ограничиваются ими: полиол, такой как сорбитол, глицерол и гликоли, такие как пропиленгликоль или триэтиленгликоль; невысокомолекулярный спирт, такой как одноатомные спирты, углеводороды с высокой температурой кипения, кислоты, такие как молочная кислота, производные глицерола, сложные эфиры, такие как диацетин, триацетин, триэтиленгликольдиацетат, триэтилцитрат или миристаты, включая этилмиристат и изопропилмиристат, и сложные эфиры алифатических карбоновых кислот, такие как в виде метилстеарата, диметилдодекандиоата и диметилтетрадекандиоата. В некоторых вариантах осуществления аэрозольобразующий материал может представлять собой глицерол, пропиленгликоль или смесь глицерина и пропиленгликоля. Глицерин может присутствовать в количестве от 10 до 20% по весу табачного материала, например от 13 до 16% по весу композиции, или приблизительно от 14% до 15% по весу композиции. Пропиленгликоль, если он присутствует, может присутствовать в количестве от 0,1 до 0,3% по весу композиции.
Аэрозольобразующий материал может быть включен в любой компонент, например, в любой табачный компонент, табачного материала и/или компонента-наполнителя, если он присутствует. Альтернативно или дополнительно аэрозольобразующий материал может быть добавлен к табачному материалу отдельно. В любом случае общее количество аэрозольобразующего материала в табачном материале может быть таким, как определено в данном документе.
Табачный материал может содержать от 10% до 90% по весу табачного листа, при этом аэрозольобразующий материал предоставляется в количестве до приблизительно 10% по весу табачного листа. Для достижения общего уровня аэрозольобразующего материала от 10% до 20% по весу табачного материала, было преимущественно установлено, что он может быть добавлен в более высоких весовых (массовых) процентах к другому компоненту табачного материала, такому как восстановленный табачный материал.
Табачный материал, описанный в данном документе, содержит никотин. Содержание никотина составляет от 0,5 до 1,75% по весу табачного материала и может составлять, например от 0,8 до 1,5% по весу табачного материала. В качестве дополнения или альтернативы, табачный материал содержит между 10% и 90% по весу табачного листа с содержанием никотина более 1,5% по весу табачного листа. Преимущественно было установлено, что использование табачного листа с содержанием никотина выше 1,5% в сочетании с базовым материалом с более низким содержанием никотина, таким как бумажный восстановленный табак, предоставляет табачный материал с подходящим уровнем никотина, но с лучшими органолептическими характеристиками, чем при использовании лишь одного бумажного восстановленного табака. Табачный лист, например, резаный табак, может иметь, например, содержание никотина между 1,5% и 5% по весу табачного листа.
Табачный материал, описанный в данном документе, может содержать модифицирующий аэрозоль агент, такой как любой из описанных в данном документе ароматизаторов. В одном варианте осуществления табачный материал содержит ментол, образуя изделие с ментолом. Табачный материал может содержать от 3 до 20 мг ментола, предпочтительно от 5 до 18 мг и более предпочтительно от 8 до 16 мг ментола. В данном примере табачный материал содержит 16 мг ментола. Табачный материал может содержать от 2% до 8% по весу ментола, предпочтительно от 3% до 7% по весу ментола и более предпочтительно от 4% до 5,5% по весу ментола. В одном варианте осуществления табачный материал включает в себя 4,7% по весу ментола. Такие высокие уровни концентрации ментола могут быть достигнуты с использованием высокого процентного содержания восстановленного табачного материала, например, более 50% табачного материала по весу. В качестве альтернативы или дополнения, использование большого объема генерирующего аэрозоль материала, например, табачного материала, позволяет повысить уровень концентрации ментола, который может быть достигнут, например, когда используется более чем приблизительно 500 мм3 или предпочтительно более чем приблизительно 1000 мм3 генерирующего аэрозоль материала, такого как табачный материал.
В композициях, описанных в данном документе, где количество приведено в % по весу (мас.%), во избежание сомнений, это относится к основе в пересчете на вес в сухом состоянии, если особым образом не указано иное. Таким образом, любая вода, которая может присутствовать в табачном материале или в любом его компоненте, полностью игнорируется при определении весовых процентов. Содержание воды в табачном материале, описанном в данном документе, может варьироваться и может составлять, например от 5 до 15% по весу. Содержание воды в табачном материале, описанном в данном документе, может варьироваться в зависимости, например от условий температуры, давления и влажности, при которых поддерживаются композиции. Содержание воды можно определить путем анализа Карла-Фишера, который известен специалистам в данной области. С другой стороны, во избежание сомнений, даже когда аэрозольобразующий материал представляет собой компонент, который находится в жидкой фазе, такой как глицерол или пропиленгликоль, любой компонент, кроме воды, включается в вес табачного материала. Однако, когда аэрозольобразующий материал содержится в табачном компоненте табачного материала или в компоненте-наполнителе (если он присутствует) табачного материала, вместо или в дополнение к добавлению отдельно к табачному материалу, аэрозольобразующий материал не включается в вес табачного компонента или компонента-наполнителя, но включается в вес "аэрозольобразующего материала" в весовых процентах, как определено в данном документе. Все другие ингредиенты, присутствующие в табачном компоненте, включаются в вес табачного компонента, даже если они не табачного происхождения (например, нетабачные волокна в случае бумажного восстановленного табака).
В одном варианте осуществления табачный материал содержит табачный компонент, как определено в данном документе, и аэрозольобразующий материал, как определено в данном документе. В одном варианте осуществления табачный материал состоит по существу из табачного компонента, как определено в данном документе, и аэрозольобразующего материала, как определено в данном документе. В одном варианте осуществления табачный материал состоит из табачного компонента, как определено в данном документе, и аэрозольобразующего материала, как определено в данном документе.
Бумажный восстановленный табак присутствует в табачном компоненте табачного материала, описанного в данном документе, в количестве от 10% до 100% по весу табачного компонента. В вариантах осуществления настоящего изобретения бумажный восстановленный табак присутствует в количестве от 10% до 80% по весу или от 20% до 70% по весу табачного компонента. В другом варианте осуществления табачный компонент состоит по существу из бумажного восстановленного табака или состоит из него. В предпочтительных вариантах осуществления листовой табак присутствует в табачном компоненте табачного материала в количестве от по меньшей мере 10% по весу табачного компонента. Например, листовой табак может присутствовать в количестве по меньшей мере 10% по весу табачного компонента, в то время как остальная часть табачного компонента содержит бумажный восстановленный табак, ленточный литой восстановленный табак или комбинацию из ленточного литого восстановленного табака и другой формы табака, такой как табачные гранулы.
Бумажный восстановленный табак относится к табачному материалу, полученному в процессе экстрагирования табачного сырья растворителем, в результате чего получают экстракт растворимых веществ и остаток, содержащий волокнистый материал, затем полученный экстракт (обычно после сгущения и, если требуется, после дополнительной обработки) рекомбинируют с волокнистым материалом из остатка (обычно после рафинирования волокнистого материала и, возможно, после добавления некоторого количества нетабачных волокон) путем осаждения экстракта на волокнистый материал. Процесс рекомбинации напоминает процесс изготовления бумаги.
Бумажный восстановленный табак может быть любым типом бумажного восстановленного табака, который известен в данной области техники. В конкретном варианте осуществления бумажный восстановленный табак производится из сырья, содержащего одно или более из: табачных полосок, табачных стеблей и цельнолистового табака. В дополнительном варианте осуществления бумажный восстановленный табак получают из сырья, состоящего из табачных полосок, и/или цельнолистового табака и табачных стеблей. Однако в других вариантах осуществления в качестве исходного материала альтернативно или дополнительно можно использовать обрезки, пыль и вывевки.
Бумажный восстановленный табак для использования в табачном материале, описанном в данном документе, может быть получен способами, которые известны специалистам в данной области техники для приготовления бумажного восстановленного табака.
В примерах, описанных выше, мундштук 2 содержит одно тело материала 6. В других примерах мундштук, показанный на фиг.1а и 1b может включать в себя несколько тел материала. Мундштук 2 может содержать полость между телами материала.
В некоторых примерах мундштук 2, расположенный ниже по потоку относительно генерирующего аэрозоль материала 3, может содержать обертку, например, первую или вторую фицеллу 7, 9 или ободковую бумагу 5, которая содержит модифицирующий аэрозоль агент как описано в данном документе, или другой материал, вызывающий ощущения. Модифицирующий аэрозоль агент может быть расположен на обращенной внутрь или наружу поверхности обертки мундштука. Например, модифицирующий аэрозоль агент или другой материал, вызывающий ощущения, может быть предусмотрен на зоне обертки, например, на обращенной наружу поверхности ободковой бумаги 5, которая соприкасается с губами потребителя при использовании. За счет размещения модифицирующего аэрозоль агента или другого материала, вызывающего ощущения, на обращенной наружу поверхности обертки мундштука модифицирующий аэрозоль агент или другой материал, вызывающий ощущения, может быть переносен на губы потребителя при использовании. Перенос модифицирующего аэрозоль агента или другого материала, вызывающего ощущения, на губы потребителя при использовании изделия может модифицировать органолептические свойства (например, вкус) генерирующего аэрозоль субстрата 3 или иным образом предоставить потребителю альтернативное чувственное восприятие. Например, модифицирующий аэрозоль агент или другой материал, вызывающий ощущения, может придавать аромат генерирующему аэрозоль субстрату 3. Модифицирующий аэрозоль агент или другой материал, вызывающий ощущения, может по меньшей мере частично раствориться в воде, так что он передается пользователю через слюну потребителя. Модифицирующий аэрозоль агент или другой материал, вызывающий ощущение, может улетучиваться под действием тепла, выделяемого системой предоставления аэрозоля. Это может облегчить перенос модифицирующего аэрозоль агента в аэрозоль, генерируемый генерирующим аэрозоль субстратом 3. Подходящим материалом, вызывающим ощущения, может быть ароматизатор, как описано в данном документе, сукралоза или охлаждающий агент, такой как ментол или аналогичный.
Негорючее устройство для предоставления аэрозоля используется для нагрева генерирующего аэрозоль материала 3 изделий 1, описанных в данном документе. Негорючее устройство для предоставления аэрозоля предпочтительно содержит катушку, так как было установлено, что это обеспечивает улучшенную теплопередачу к изделию 1 по сравнению с другими устройствами.
В некоторых примерах катушка выполнена с возможностью, при использовании, вызывать нагрев по меньшей мере одного электропроводного нагревательного элемента, так что тепловая энергия передается от по меньшей мере одного электропроводного нагревательного элемента к генерирующему аэрозоль материалу, чтобы тем самым вызвать нагрев генерирующего аэрозоль материала.
В некоторых примерах катушка выполнена с возможностью, при использовании, генерирования изменяющегося магнитного поля с целью его проникновения по меньшей мере в один нагревательный элемент, чтобы тем самым вызвать индукционный нагрев и/или магнитогистерезисный нагрев по меньшей мере одного нагревательного элемента. В такой компоновке один или каждый нагревательный элемент может быть назван "токоприемником", как определено в данном документе. Катушка, которая выполнена с возможностью, при использовании, генерирования изменяющегося магнитного поля с целью его проникновения по меньшей мере в один электропроводный нагревательный элемент, чтобы тем самым вызвать индукционный нагрев по меньшей мере одного электропроводного нагревательного элемента, может быть названа "индукционной катушкой" или "катушка индуктивности".
Устройство может включать в себя один или несколько нагревательных элементов, например, электропроводных нагревательных элементов, и один или несколько нагревательных элементов могут предпочтительно располагаться или иметь возможность располагаться относительно катушки таким образом, чтобы обеспечить такой нагрев одного или нескольких нагревательных элементов. Один или несколько нагревательных элементов могут находиться в фиксированном положении относительно катушки. В качестве альтернативы, по меньшей мере один нагревательный элемент, например, по меньшей мере один электропроводный нагревательный элемент, может быть включен в изделие 1 для вставки в зону нагрева устройства, причем изделие 1 также содержит генерирующий аэрозоль материал 3 и его можно удалить из зоны нагрева после использования. В качестве альтернативы, как устройство, так и такое изделие 1 могут содержать по меньшей мере один соответствующий нагревательный элемент, например, по меньшей мере один электропроводный нагревательный элемент, и катушка может вызывать нагрев одного или нескольких нагревательных элементов каждого устройства и изделия в том случае, когда изделие находится в зоне нагрева.
В некоторых примерах катушка имеет спиральную форму. В некоторых примерах катушка окружает по меньшей мере часть зоны нагрева устройства, которая выполнена с возможностью приема генерирующего аэрозоль материала. В некоторых примерах катушка представляет собой спиральную катушку, которая окружает по меньшей мере часть зоны нагрева.
В некоторых примерах устройство содержит электропроводный нагревательный элемент, который по меньшей мере частично окружает зону нагрева, и катушка представляет собой спиральную катушку, которая окружает по меньшей мере часть электропроводного нагревательного элемента. В некоторых примерах электропроводный нагревательный элемент является трубчатым. В некоторых примерах катушка представляет собой катушку индуктивности.
В некоторых примерах использование катушки позволяет негорючему устройству для предоставления аэрозоля достигать рабочей температуры быстрее, чем в случае устройства для предоставления аэрозоля без катушки. Например, негорючее устройство для предоставления аэрозоля, включающее в себя катушку, как описано выше, может достигать рабочей температуры, при которой первая затяжка может быть выполнена менее чем за 30 секунд с момента запуска программы нагрева устройства, более предпочтительно менее чем за 25 секунд. В некоторых примерах устройство может достичь рабочей температуры приблизительно за 20 секунд после запуска программы нагрева устройства.
Было установлено, что использование катушки, как описано в данном документе, в устройстве для нагрева генерирующего аэрозоль материала ускоряет генерирование аэрозоля. Например, потребители сообщают, что аэрозоль, генерируемый устройством, включающим в себя катушку, которая описана в данном документе, по ощущениям ближе к аэрозолю, генерируемому в фабричных сигаретах (FMC), чем аэрозоль, производимый другими негорючими системами предоставления аэрозоля. Не желая ограничиваться теорией, предполагается, что это происходит в результате уменьшения времени достижения требуемой температуры нагрева при использовании катушки, получения более высоких температур нагрева, достигаемых при использовании катушки, и/или в результате того факта, что катушка позволяет таким системам одновременно нагревать относительно большой объем генерирующего аэрозоль материала, в результате чего температура аэрозоля напоминает температуру аэрозоля FMC. В изделиях FMC горящий уголь генерирует горячий аэрозоль, который нагревает табак в табачном стержне позади угля, когда аэрозоль вытягивается через стержень. Подразумевается, что этот горячий аэрозоль выделяет ароматические соединения из табака в стержне позади горящего угля. Считается, что устройство, включающее катушку, описанную в данном документе, также способно нагревать генерирующий аэрозоль материал, такой как табачный материал, описанный в данном документе, для выделения ароматических соединений, в результате чего образуется аэрозоль, который, как сообщается, более похож на аэрозоль FMC.
Использование системы предоставления аэрозоля, включающей в себя катушку, как описано в данном документе, например, индукционную катушку, которая нагревает по меньшей мере часть генерирующего аэрозоль материала по меньшей мере до 200°C, более предпочтительно по меньшей мере 220°C, может обеспечить генерирование аэрозоля из генерирующего аэрозоль материала, который имеет особые характеристики, которые, как считается, более похожи на характеристики продукта FMC. Например, при нагреве генерирующего аэрозоль материала, включающего в себя никотин, с использованием индукционного нагревателя, нагреваемого до температуры по меньшей мере 250°C, в течение двухсекундного периода при потоке воздуха по меньшей мере 1,50 л/м в течение периода, были получены одна или несколько из следующих характеристик:
по меньшей мере 10 мкг никотина аэрозолируется из генерирующего аэрозоль материала;
весовое соотношение в генерируемом аэрозоле аэрозольобразующего материала к никотину составляет по меньшей мере приблизительно 2,5:1, предпочтительно по меньшей мере 8,5:1;
по меньшей мере 100 мкг аэрозольобразующего материала можно получить в виде аэрозоля из генерирующего аэрозоль материала;
средний размер частиц или капель в генерируемом аэрозоле составляет менее чем приблизительно 1000 нм; и
плотность аэрозоля равна по меньшей мере 0,1 мкг/см3.
В некоторых случаях по меньшей мере 10 мкг никотина, предпочтительно по меньшей мере 30 или 40 мкг никотина, аэрозолируется из генерирующего аэрозоль материала, при потоке воздуха по меньшей мере 1,50 л/м в течение периода. В некоторых случаях менее приблизительно 200 мкг, предпочтительно менее приблизительно 150 мкг или менее приблизительно 125 мкг никотина аэрозолируется из генерирующего аэрозоль материала при потоке воздуха по меньшей мере 1,50 л/м в течение периода.
В некоторых случаях аэрозоль содержит по меньшей мере 100 мкг аэрозольобразующего материала, предпочтительно по меньшей мере 200 мкг, 500 мкг или 1 мг аэрозольобразующего материала аэрозолируется из генерирующего аэрозоль материала при потоке воздуха по меньшей мере 1,50 л/м в течение периода. Аэрозольобразующий материал может предпочтительно содержать или состоять из глицерина.
Как определено в данном документе, термин "средний размер частиц или капель" относится к среднему размеру твердых или жидких компонентов аэрозоля (то есть компонентов, взвешенных в газе). Если аэрозоль содержит взвешенные жидкие капли и взвешенные твердые частицы, термин относится к среднему размеру всех компонентов вместе.
В некоторых случаях средний размер частиц или капель в образующемся аэрозоле может быть меньше приблизительно 900 нм, 800 нм, 700 нм, 600 нм, 500 нм, 450 нм или 400 нм. В некоторых случаях средний размер частиц или капель может составлять более 25 нм, 50 нм или 100 нм.
В некоторых случаях плотность аэрозоля, генерируемого в течение этого периода, составляет по меньшей мере 0,1 мкг/см3. В некоторых случаях плотность аэрозоля составляет по меньшей мере 0,2 мкг/см3, 0,3 мкг/см3 или 0,4 мкг/см3. В некоторых случаях плотность аэрозоля составляет менее приблизительно 2,5 мкг/см3, 2,0 мкг/см3, 1,5 мкг/см3 или 1,0 мкг/см3.
Негорючее устройство для предоставления аэрозоля предпочтительно выполнено с возможностью нагрева генерирующего аэрозоль материала 3 изделия 1 до максимальной температуры по меньшей мере 160°C. Предпочтительно негорючее устройство для предоставления аэрозоля выполнено с возможностью нагрева аэрозольобразующего материала 3 изделия 1 до максимальной температуры, равной по меньшей мере приблизительно 200°C, или по меньшей мере приблизительно 220°C, или по меньшей мере приблизительно 240°C, более предпочтительно по меньшей мере приблизительно 270ºC, по меньшей мере один раз во время процесса нагрева, которому следует устройство для предоставления аэрозоля при отсутствии горения.
Использование системы предоставления аэрозоля, включающей катушку, как описано в данном документе, например, индукционную катушку, которая нагревает по меньшей мере часть генерирующего аэрозоль материала по меньшей мере до 200°C, более предпочтительно по меньшей мере 220°C, может обеспечить генерирование аэрозоля из генерирующего аэрозоль материала в изделии 1, как описано в данном документе, который имеет более высокую температуру, когда аэрозоль выходит из мундштучного конца мундштука 2, чем предыдущие устройства, способствующие генерированию аэрозоля, который считается более близким к продукту FMC. Например, максимальная температура аэрозоля, измеренная в мундштуке изделия 1, предпочтительно может составлять более 50°C, более предпочтительно более 55°C и еще более предпочтительно более 56°C или 57°C. В качестве дополнения или альтернативы, максимальная температура аэрозоля, измеренная в мундштуке изделия 1, может составлять менее 62°C, более предпочтительно менее 60°C и более предпочтительно менее 59°C. В некоторых вариантах осуществления максимальная температура аэрозоля, измеренная в мундштуке изделия 1, предпочтительно может составлять от 50°C до 62°C, более предпочтительно от 56°C до 60°C.
На фиг.2 показан пример негорючего устройства 100 для предоставления аэрозоля для генерирования аэрозоля из генерирующей аэрозоль среды/генерирующего аэрозоль материала, такого как генерирующий аэрозоль материал 3 изделий 1, описанный в данном документе. В общем, устройство 100 можно использовать для нагрева сменного изделия 110, содержащего генерирующую аэрозоль среду, например, изделия 1, описанные в данном документе, для генерирования аэрозоля или другой вдыхаемой среды, которую вдыхает пользователь устройства 100. Устройство 100 и сменное изделие 110 вместе образуют систему.
Устройство 100 содержит корпус 102 (в виде внешней оболочки), который охватывает и вмещает в себя различные компоненты устройства 100. Устройство 100 имеет отверстие 104 на одном конце, через которое изделие 110 может быть вставлено для нагрева нагревательным узлом. При использовании изделие 110 может быть полностью или частично вставлено в нагревательный узел, где оно может нагреваться одним или несколькими компонентами нагревательного узла.
В данном примере устройство 100 содержит первый концевой элемент 106, который содержит колпачок 108, который может перемещаться относительно первого концевого элемента 106, чтобы закрыть отверстие 104, когда изделие 110 отсутствует. На фиг.2 колпачок 108 показан в открытой конфигурации, однако колпачок 108 может перейти в закрытую конфигурацию. Например, пользователь может заставить колпачок 108 перемещаться со скольжением в направлении стрелки "B".
Устройство 100 может также включать в себя элемент 112 управления, приводимый пользователем в действие, такой как кнопка или переключатель, который при нажатии приводит в действие устройство 100. Например, пользователь может включить устройство 100, приведя в действие переключатель 112.
Устройство 100 также может содержать электрический компонент, такой как разъем/порт 114, который может принимать кабель для зарядки аккумуляторной батареи устройства 100. Например, разъем 114 может быть портом для зарядки, таким как порт зарядки USB.
На фиг.3 представлено устройство 100, показанное на фиг.2, со снятой внешней оболочкой 102 и без изделия 110. Устройство 100 определяет продольную ось 134.
Как показано на фиг.3, первый концевой элемент 106 размещается на одном конце устройства 100, и второй концевой элемент 116 размещается на противоположном конце устройства 100. Первый и второй концевые элементы 106, 116 вместе, по меньшей мере частично, образуют торцевые поверхности устройства 100. Например, нижняя поверхность второго концевого элемента 116 по меньшей мере частично образует нижнюю поверхность устройства 100. Края внешней оболочки 102 могут также образовывать участок торцевых поверхностей. В данном примере колпачок 108 также образует участок верхней поверхности устройства 100.
Конец устройства, ближайший к отверстию 104, может быть известен под названием проксимальный конец (или мундштучный конец) устройства 100, так как при использовании он находится ближе всего ко рту пользователя. При использовании пользователь вставляет изделие 110 в отверстие 104, приводит в действие пользовательский элемент 112 управления, чтобы начать нагревание генерирующего аэрозоль материала, и втягивает аэрозоль, генерируемый в устройстве. Это заставляет аэрозоль течь через устройство 100 по пути потока по направлению к проксимальному концу устройства 100.
Другой конец устройства, наиболее удаленный от отверстия 104, может быть известен под названием дистальный конец устройства 100, так как при использовании он является наиболее удаленным от рта пользователя. Когда пользователь набирает аэрозоль, образующийся в устройстве, аэрозоль течет от дистального конца устройства 100.
Устройство 100 дополнительно содержит источник 118 питания. Источником 118 питания может быть, например, аккумуляторная батарея, такая как перезаряжаемая аккумуляторная батарея или неперезаряжаемая батарейка. Примеры подходящих аккумуляторных батарей включают в себя, например, литиевую аккумуляторную батарею (такую как литий-ионная аккумуляторная батарея), никелевую аккумуляторную батарею (такая как никель-кадмиевая аккумуляторная батарея) и щелочную аккумуляторную батарею. Аккумуляторная батарея электрически подключена к нагревательному узлу для подачи электроэнергии, когда это необходимо, и под управлением контроллера (не показан) для нагрева генерирующего аэрозоль материала. В данном примере аккумуляторная батарея присоединена к центральной опоре 120, которая удерживает аккумуляторную батарею 118 на месте.
Устройство дополнительно содержит по меньшей мере один электронный модуль 122. Электронный модуль 122 может содержать, например, печатную плату (PCB). PCB 122 может поддерживать по меньшей мере один контроллер, такой как процессор и память. Печатная плата 122 также может содержать одну или более электрических дорожек для электрического соединения вместе различных электронных компонентов устройства 100. Например, выводы аккумуляторной батареи могут быть электрически соединены с печатной платой 122 таким образом, чтобы можно было обеспечить электропитание всего устройства 100. Розетка 114 также может быть электрически соединена с аккумуляторной батареей через электрические дорожки.
В примерном устройстве 100 нагревательный узел представляет собой индукционный нагревательный узел и содержит различные компоненты для нагрева генерирующего аэрозоль материала изделия 110 посредством процесса индукционного нагрева. Индукционный нагрев представляет собой процесс нагрева электропроводного объекта (например, токоприемника) за счет электромагнитной индукции. Индукционный нагревательный узел может содержать индуктивный элемент, например, одну или несколько катушек индуктивности, и устройство для передачи изменяющегося электрического тока, такого как переменный электрический ток, через индуктивный элемент. Изменяющийся электрический ток в индуктивном элементе создает изменяющееся магнитное поле. Изменяющееся магнитное поле проникает через токоприемник, расположенный подходящим образом по отношению к индуктивному элементу, и вырабатывает внутри токоприемника вихревые токи. Токоприемник имеет электрическое сопротивление вихревым токам, и, следовательно, протекание вихревых токов через токоприемник, имеющий сопротивление, приводит к нагреванию токоприемника за счет джоулева нагрева. В случаях, когда токоприемник содержит ферромагнитный материал, такой как железо, никель или кобальт, тепло может также вырабатываться за счет потерь на магнитный гистерезис в токоприемнике, то есть за счет изменяющейся ориентации магнитных диполей в магнитном материале в результате их выравнивания с изменяющимся магнитным полем. При индукционном нагреве, по сравнению, например, с теплопроводным нагревом, внутри токоприемника вырабатывается тепло, что обеспечивает быстрый нагрев. Кроме того, нет необходимости в каком-либо физическом контакте между индукционным нагревателем и токоприемником, что обеспечивает большую свободу при проектировании и применении.
Индукционный нагревательный узел примерного устройства 100 содержит устройство 132 токоприемника (именуемое в данном документе "токоприемником"), первую катушку 124 индуктивности и вторую катушку 126 индуктивности. Первая и вторая катушки 124, 126 индуктивности выполнены из электропроводного материала. В данном примере первая и вторая катушки 124, 126 индуктивности выполнены из литцендрата/кабеля, намотанного по спирали для образования спиральных катушек 124, 126 индуктивности. Литцендрат содержит некоторое количество отдельных изолированных и скрученных вместе проводов, которые образуют один провод. Литцендраты предназначены для уменьшения потерь из-за скин-эффекта в проводнике. В примерном устройстве 100 первая и вторая катушки 124, 126 индуктивности выполнены из медного литцендрата, имеющего прямоугольное поперечное сечение. В других примерах литцендрат может иметь поперечное сечение другой формы, например, круглое.
Первая катушка 124 индуктивности выполнена с возможностью генерирования первого изменяющегося магнитного поля для нагрева первой секции токоприемника 132, и вторая катушка 126 индуктивности выполнена с возможностью генерирования второго изменяющегося магнитного поля для нагрева второй секции токоприемника 132. В этом случае, например, первая катушка 124 индуктивности находится рядом со второй катушкой 126 индуктивности в направлении вдоль продольной оси 134 устройства 100 (то есть первая и вторая катушки 124, 126 индуктивности не перекрываются). Компоновка 132 токоприемника может содержать один, или два или более отдельных токоприемников. Концы 130 первой и второй катушек 124, 126 индуктивности могут быть подключены к печатной плате 122.
Следует отметить, что первая и вторая катушки 124, 126 индуктивности в некоторых примерах могут иметь по меньшей мере одну характеристику, отличную друг от друга. Например, первая катушка 124 индуктивности может иметь по меньшей мере одну характеристику, отличную от второй катушки 126 индуктивности. Более конкретно, в одном примере первая катушка 124 индуктивности может иметь другое значение индуктивности, чем вторая катушка 126 индуктивности. Как показано на фиг.3, первая и вторая катушки 124, 126 индуктивности имеют разную длину, так что первая катушка 124 индуктивности намотана на меньшую часть токоприемника 132, чем вторая катушка 126 индуктивности. Таким образом, первая катушка 124 индуктивности может содержать другое число витков, чем у второй катушки 126 индуктивности (при условии, что расстояние между отдельными витками является по существу одинаковым). В еще одном примере первая катушка 124 индуктивности может быть выполнена из материала, отличного от материала второй катушки 126 индуктивности. В некоторых примерах первая и вторая катушки 124, 126 индуктивности могут быть по существу идентичными.
В данном примере первая катушка 124 индуктивности и вторая катушка 126 индуктивности намотаны в противоположных направлениях. Это может быть полезно в том случае, когда катушки индуктивности действуют в разные промежутки время. Например, сначала первая катушка 124 индуктивности может действовать таким образом, чтобы нагревать первую секцию/участок изделия 110, и позже вторая катушка 126 индуктивности может действовать таким образом, чтобы нагревать вторую секцию/участок изделия 110. Намотка катушек в противоположных направлениях позволяет уменьшить ток, наведенный в неактивной катушке при использовании в сочетании с определенным типом схемы управления. На фиг.3 первая катушка 124 индуктивности представляет собой спираль с правой намоткой, и вторая катушка 126 индуктивности представляет собой спираль с левой намоткой. Однако в другом варианте осуществления катушки 124, 126 индуктивности могут быть намотаны в одном направлении, или первая катушка 124 индуктивности может быть спиралью с левой намоткой, и вторая катушка 126 индуктивности может быть спиралью с правой намоткой.
В данном примере токоприемник 132 является полым и, таким образом, образует емкость, в которую помещается генерирующий аэрозоль материал. Например, изделие 110 может быть вставлено в токоприемник 132. В данном примере токоприемник 120 является трубчатым с круглым поперечным сечением.
Токоприемник 132 может быть выполнен из одного или нескольких материалов. Токоприемник 132 предпочтительно содержит углеродистую сталь с покрытием из никеля или кобальта.
В некоторых примерах токоприемник 132 может содержать по меньшей мере два материала, способных нагреваться с двумя разными частотами для селективной аэрозолизации по меньшей мере двух материалов. Например, первая секция токоприемника 132, которая нагревается первой катушкой 124 индуктивности, может содержать первый материал, и вторая секция токоприемника 132, которая нагревается второй катушкой 126 индуктивности, может содержать второй другой материал. В другом примере первая секция может содержать первый и второй материалы, причем первый и второй материалы могут нагреваться по-разному в зависимости от работы первой катушки 124 индуктивности. Первый и второй материалы могут располагаться рядом вдоль оси, определяемой токоприемником 132, или могут образовывать разные слои внутри токоприемника 132. Аналогичным образом, вторая секция может содержать третий и четвертый материалы, причем третий и четвертый материалы могут нагреваться по-разному в зависимости от работы второй катушки 126 индуктивности. Третий и четвертый материалы могут располагаться рядом вдоль оси, определяемой токоприемником 132, или могут образовывать разные слои внутри токоприемника 132. Третий материал может быть таким же, как первый материал, и четвертый материал может быть таким же, как, например, второй материал. В качестве альтернативы, каждый из материалов может быть разным материалом. Токоприемник может содержать, например, углеродистую сталь или алюминий.
Устройство 100, показанное на фиг.3, дополнительно содержит изолирующий элемент 128, который может быть в целом трубчатым и по меньшей мере частично окружать токоприемник 132. Изолирующий элемент 128 может быть выполнен из любого изоляционного материала, такого, например, как пластик. В данном конкретном примере изолирующий элемент выполнен из полиэфирэфиркетона (PEEK). Изолирующий элемент 128 позволяет изолировать различные компоненты устройства 100 от тепла, выделяемого в токоприемнике 132.
Изолирующий элемент 128 может также полностью или частично поддерживать первую и вторую катушки 124, 126 индуктивности. Например, как показано на фиг.3, первая и вторая катушки 124, 126 индуктивности расположены вокруг изолирующего элемента 128 и находятся в контакте с радиально наружной поверхностью изолирующего элемента 128. В некоторых примерах изолирующий элемент 128 не примыкает к первой и второй катушкам 124, 126 индуктивности. Например, между внешней поверхностью изолирующего элемента 128 и внутренней поверхностью первой и второй катушек 124, 126 индуктивности может быть небольшой зазор.
В конкретном примере токоприемник 132, изолирующий элемент 128 и первая и вторая катушки 124, 126 индуктивности расположены соосны вокруг центральной продольной оси токоприемника 132.
На фиг.4 показан вид сбоку устройства 100 в частичном разрезе. В данном примере присутствует внешняя оболочка 102. Прямоугольная форма поперечного сечения первой и второй катушек 124, 126 индуктивности видна более наглядно.
Устройство 100 дополнительно содержит опору 136, которая входит в зацепление с одним концом токоприемника 132 для удержания токоприемника 132 на месте. Опора 136 соединена со вторым концевым элементом 116.
Устройство также может содержать вторую печатную плату 138, соединенную с элементом 112 управления.
Устройство 100 дополнительно содержит вторую колпачок/крышку 140 и пружину 142, расположенную по направлению к дистальному концу устройства 100. Пружина 142 позволяет открывать вторую крышку 140 для обеспечения доступа к токоприемнику 132. Пользователь может открывать вторую крышку 140 для очистки токоприемника 132 и/или опоры 136.
Устройство 100 дополнительно содержит расширительную камеру 144, которая продолжается от проксимального конца токоприемника 132 до отверстия 104 устройства. По меньшей мере частично внутри расширительной камеры 144 расположен удерживающий зажим 146, который упирается в и удерживает изделие 110 во время его вставки в устройство 100. Расширительная камера 144 соединена с концевым элементом 106.
На фиг.5 показан покомпонентный вид устройства 100, показанного на фиг.4, без внешней оболочки 102.
На фиг.6A показано поперечное сечение участка устройства 100, показанного на фиг.4. На фиг.6B показано увеличенное изображение области, показанной на фиг.6A. На фиг.6A и 6B показано изделие 110, помещенное в токоприемник 132, где размер изделия 110 является таким, что внешняя поверхность изделия 110 примыкает к внутренней поверхности токоприемника 132. Это обеспечивает наиболее эффективный нагрев. Изделие 110 согласно данному примеру содержит генерирующий аэрозоль материал 110a. Генерирующий аэрозоль материал 110a расположен внутри токоприемника 132. Изделие 110 также может содержать другие компоненты, такие как фильтр, оберточные материалы и/или охлаждаемую конструкцию.
На фиг.6B показано, что внешняя поверхность токоприемника 132 отстоит от внутренней поверхности катушек 124, 126 индуктивности на расстоянии 150, измеренном в направлении, перпендикулярном продольной оси 158 токоприемника 132. В одном конкретном примере, расстояние 150 составляет приблизительно от 3 до 4 мм, приблизительно 3-3,5 мм или приблизительно 3,25 мм.
На фиг.6B также показано, что внешняя поверхность изолирующего элемента 128 отстоит от внутренней поверхности катушек 124, 126 индуктивности на расстоянии 152, измеренном в направлении, перпендикулярном продольной оси 158 токоприемника 132. В одном конкретном случае, например, расстояние 152 равно приблизительно 0,05 мм. В другом примере расстояние 152 равно по существу 0 мм, так что катушки 124, 126 индуктивности примыкают к изолирующему элементу 128 и касаются его.
В одном примере токоприемник 132 имеет толщину 154 стенки от приблизительно 0,025 мм до 1 мм или приблизительно 0,05 мм.
В одном примере токоприемник 132 имеет длину от приблизительно 40 до 60 мм, от приблизительно 40 до 45 мм или приблизительно 44,5 мм.
В одном примере изолирующий элемент 128 имеет толщину 156 стенки от приблизительно 0,25 мм до 2 мм, от 0,25 мм до 1 мм или приблизительно 0,5 мм.
Во время использования изделия 1, описанные в данном документе, могут быть вставлены в негорючее устройство для предоставления аэрозоля, такое как устройство 100, описанное со ссылкой на фиг.2-6. По меньшей мере часть мундштука 2 изделия 1 выступает из негорючего устройства 100 для предоставления аэрозоля и может быть помещена в рот пользователя. Аэрозоль получают путем нагрева генерирующего аэрозоль материала 3 с помощью устройства 100. Аэрозоль, полученная с помощью генерирующего аэрозоль материала 3, проходит через мундштук 2 в рот пользователя.
Изделия 1, описанные в данном документе, имеют особые преимущества, например, при использовании с негорючими устройствами для предоставления аэрозоля, такими как устройство 100, описанное со ссылкой на фиг.2-6. В частности, неожиданно было установлено, что первый трубчатый элемент 4, сформированный из волокнистого жгута, оказывает значительное влияние на температуру внешней поверхности мундштука 2 изделий 1. Например, в случае, когда полый трубчатый элемент 4, сформированный из волокнистого жгута, обернут внешней оберткой, например, ободковой бумагой 5, была установлено, что внешняя поверхность внешней обертки в продольном положении, соответствующем положению полого трубчатого элемента 4, достигает при использовании максимальной температуры менее 42°C, предпочтительно менее 40°C и более предпочтительно менее 38°C или менее 36°C.
В приведенное ниже таблице 2.0 представлена температура внешней поверхности изделия 1, описанного в данном документе со ссылкой на фиг.1a и 1b, при нагреве с использованием устройства 100, описанного в данном документе со ссылкой на фиг.2-6. Первый, второй и третий щупы для измерения температуры использовались, соответственно, в первой, второй и третьей позициях вдоль мундштука 2 изделия 1. Первая позиция (обозначенная в таблице 2.0 как позиция 1) находилось на расстоянии 4 мм от расположенного ниже по потоку конца 2b мундштука 2, вторая позиция (обозначенная в таблице 2.0 как позиция 2) находилось на расстоянии 8 мм от расположенного ниже по потоку конца 2b мундштука 2, и третья позиция (обозначенная в таблице 2.0 как позиция 3) находилось на расстоянии 12 мм от расположенного ниже по потоку конца 2b мундштука 2.
Таким образом, первая позиция находилось на внешней поверхности части мундштука 2, в которой расположен первый трубчатый элемент 4, в то время как вторая и третья позиции находились на внешней поверхности части мундштука 2, в которой расположено тело материала 6.
Испытание контрольного изделия проводилось с целью сравнения с описанными в данном документе трубчатыми элементами 4 волокнистого жгута, и вместо волокнистого трубчатого элемента 4 жгута использовалась известная спирально намотанная бумажная трубка, имеющая ту же конструкцию, что и второй полый трубчатый элемент 8, описанный в данном документе, но длиной 6 мм, а не 25 мм.
Испытание проводилось для первых 5-ти затяжек изделия, так как к 5-ой затяжке температура достигала, как правило, максимального значения и начинала падать, поэтому можно было наблюдать приблизительную максимальную температуру. Для каждого образца испытание проводилось 5 раз, и обеспечиваемые температуры имели средние значения для этих 5-ти испытаний. Применялся известный режим интенсивного прокуривания Министерства здравоохранения Канады (Health Canada Intense) (объем затяжки 55 мл, длительность затяжки 2 сек, пауза между затяжками 30 сек) с использованием стандартного испытательного оборудования.
Как показано в приведенной ниже таблице, неожиданно было установлено, что использование трубчатого элемента 4, сформированного из волокнистого жгута, снижает температуру внешней поверхности мундштука 2 по сравнению с контрольным изделием при каждой затяжке и в каждой позиции испытания на мундштуке 2. Трубчатый элемент 4, сформированный из волокнистого жгута, особенно эффективен для снижения температуры в первой позиции датчика, где будут располагаться губы потребителя при использовании изделия 1. В частности, температура внешней поверхности мундштука 2 в позиции первого щупа уменьшалась более чем на 7°C при первых трех затяжках и более чем на 5°C при четвертой и пятой затяжках.
Таблица 2.0
На фиг.7 показан способ изготовления изделия для использования в негорючей системе предоставления аэрозоля. На этапе S101 первый и второй участки генерирующего аэрозоль материала, каждый из которых содержит аэрозольобразующий материал, позиционируются рядом с соответствующими первым и вторым продольными концами стержня мундштука, причем стержень мундштука содержит стержень полого трубчатого элемента, сформированный из волокнистого жгута, расположенного между первым и вторым концами. В данном примере стержень полого трубчатого элемента содержит первый полый трубчатый элемент 4 с удвоенной длиной, размещенный между первым и вторым соответствующими телами из материала 6. На внешнем конце каждого тела из материала 6 позиционируется соответствующий второй трубчатый элемент 8, и он примыкает к внешним концам этих вторых трубчатых элементов 8, на которых позиционируются первый и второй участки генерирующего аэрозоль материала. Стержень мундштука обернут второй фицеллой, описанной в данном документе.
На этапе S102 первый и второй участки генерирующего аэрозоль материала соединены со стержнем мундштука. В данном примере это выполняется путем обертывания ободковой бумагой 5, как описано в данном документе, вокруг стержня мундштука и по меньшей мере части каждого из участков генерирующего аэрозоль материала 3. В данном примере ободковая бумага 5 продолжается на расстоянии приблизительно 5 мм в продольном направлении поверх внешней поверхности каждого участка генерирующего аэрозоль материала 3.
На этапе S103 стержень полого трубчатого элемента разрезается для образования первого и второго изделий, причем каждое изделие содержит мундштук, содержащий участок стержня полого трубчатого элемента на расположенном ниже по потоку конце мундштука. В данном примере первый полый трубчатый элемент 4 с удвоенной длиной стержня мундштука разрезается в местоположении, расположенном приблизительно посредине вдоль его длины, для образования первого и второго по существу идентичных изделий.
Различные варианты осуществления, описанные в данном документе, представлены только для того, чтобы способствовать пониманию и изучению заявленных признаков. Эти варианты осуществления представлены только в качестве репрезентативного образца вариантов осуществления и не являются исчерпывающими и/или исключительными. Следует отметить, что преимущества, варианты осуществления, примеры, функции, признаки, структуры и/или другие аспекты, описанные в данном документе, не должны рассматриваться как ограничения объема изобретения, как определено формулой изобретения, или ограничения эквивалентов пунктов формулы изобретения, и что могут быть использованы другие варианты осуществления, и могут быть сделаны модификации без отклонения от объема заявленного изобретения. Различные варианты осуществления настоящего изобретения могут надлежащим образом содержать, состоять из, или составлять по существу подходящие комбинации раскрытых элементов, компонентов, признаков, частей, этапов, средств и т.д., кроме тех, которые конкретно описаны в данном документе. В дополнение к этому, настоящее раскрытие может включать в себя другие изобретения, не заявленные в настоящее время, но которые могут быть заявлены в будущем.
Изобретение относится к системе предоставления аэрозоля. Техническим результатом является возможность прохождения достаточного количества аэрозоля через мундштук к потребителю. Технический результат достигается тем, что негорючая система предоставления аэрозоля содержит негорючее устройство предоставления аэрозоля и изделие, имеющее генерирующий аэрозоль материал и мундштук, расположенный ниже по потоку относительно генерирующего аэрозоль материала, причем генерирующий аэрозоль материал образует аэрозоль при нагреве негорючим устройством предоставления аэрозоля; и мундштук содержит капсулу, и часть мундштука, в которой расположена капсула, достигает температуры от 58 до 70 градусов по Цельсию во время использования системы для генерирования аэрозоля; при этом перепад давления на мундштуке составляет менее 40 мм вод.ст, а также технический результат достигается тем, что негорючая система предоставления аэрозоля содержит негорючее устройство предоставления аэрозоля, изделие, имеющее генерирующий аэрозоль материал и мундштук, расположенный ниже по потоку относительно генерирующего аэрозоль материала, причем генерирующий аэрозоль материал образует аэрозоль при нагреве негорючим устройством предоставления аэрозоля; мундштук содержит капсулу, которая разрушается под действием внешнего усилия, приложенного к мундштуку; часть мундштука, в которой расположена капсула, достигает температуры более 58 градусов по Цельсию во время использования системы для генерирования аэрозоля; прочность на раздавливание капсулы, когда она расположена внутри мундштука и перед нагревом генерирующего аэрозоль материала, составляет от 1500 до 4000 грамм-силы; и прочность на раздавливание капсулы, когда она расположена внутри мундштука и в течение 30 секунд использования системы для генерирования аэрозоля, составляет от 1000 до 4000 грамм-силы; при этом перепад давления на мундштуке составляет менее 40 мм вод.ст. 2 н. и 34 з.п. ф-лы, 9 ил.
1. Негорючая система предоставления аэрозоля, содержащая негорючее устройство предоставления аэрозоля и изделие, имеющее генерирующий аэрозоль материал и мундштук, расположенный ниже по потоку относительно генерирующего аэрозоль материала, причем:
генерирующий аэрозоль материал образует аэрозоль при нагреве негорючим устройством предоставления аэрозоля; и
мундштук содержит капсулу, и часть мундштука, в которой расположена капсула, достигает температуры от 58 до 70 градусов по Цельсию во время использования системы для генерирования аэрозоля;
при этом перепад давления на мундштуке составляет менее 40 мм вод.ст.
2. Негорючая система предоставления аэрозоля, содержащая негорючее устройство предоставления аэрозоля, изделие, имеющее генерирующий аэрозоль материал и мундштук, расположенный ниже по потоку относительно генерирующего аэрозоль материала, причем:
генерирующий аэрозоль материал образует аэрозоль при нагреве негорючим устройством предоставления аэрозоля;
мундштук содержит капсулу, которая разрушается под действием внешнего усилия, приложенного к мундштуку;
часть мундштука, в которой расположена капсула, достигает температуры более 58 градусов по Цельсию во время использования системы для генерирования аэрозоля;
прочность на раздавливание капсулы, когда она расположена внутри мундштука и перед нагревом генерирующего аэрозоль материала, составляет от 1500 до 4000 грамм-силы; и
прочность на раздавливание капсулы, когда она расположена внутри мундштука и в течение 30 секунд использования системы для генерирования аэрозоля, составляет от 1000 до 4000 грамм-силы;
при этом перепад давления на мундштуке составляет менее 40 мм вод. ст.
3. Система по п.2, в которой прочность на раздавливание капсулы, когда она расположена внутри мундштука и перед нагревом генерирующего аэрозоль материала, составляет от 2000 до 3500 грамм-силы или от 2500 до 3500 грамм-силы.
4. Система по п.2 или 3, в которой прочность на раздавливание капсулы, когда она расположена внутри мундштука и в течение 30 секунд использования системы для генерирования аэрозоля, составляет от 1500 до 4000 грамм-силы или от 1750 до 3000 грамм-силы.
5. Система по любому из пп.1-4, в которой капсула содержит модифицирующий аэрозоль агент.
6. Система по любому из пп.1-5, в которой мундштук содержит тело материала в форме цилиндра, имеющего продольную ось, и капсула заделана в тело материала таким образом, чтобы капсула была со всех сторон окружена материалом, образующим тело.
7. Система по п.6, в которой капсула имеет оболочку, инкапсулирующую жидкий модифицирующий аэрозоль агент, и наибольшая площадь поперечного сечения капсулы, измеренная перпендикулярно продольной оси, составляет менее 28% от площади поперечного сечения тела материала, измеренной перпендикулярно продольной оси.
8. Система по п.6 или 7, в которой тело материала выполнено из волокнистого жгута.
9. Система по п.8, в которой тело материала выполнено из волокнистого жгута, имеющего денье на нить от 5 до 12 и общий денье от 8000 до 30000.
10. Система по п.8 или 9, в которой тело материала выполнено из волокнистого жгута, имеющего денье на нить от 6 до 10 и общий денье от 10000 до 25000.
11. Система по пп.8, 9 или 10, в которой тело материала выполнено из волокнистого жгута, имеющего денье на нить от 7 до 10 и общий денье от 11000 до 22000.
12. Система по любому из пп.8-11, в которой волокнистый жгут содержит жгут из ацетата целлюлозы.
13. Система по любому из пп.6-12, в которой тело материала имеет наружную окружность от 19 мм до 23 мм.
14. Система по любому из пп.1-13, в которой перепад давления на мундштуке составляет более 15 мм вод.ст.
15. Система по любому из пп.1-14, в которой перепад давления в открытом состоянии на изделии изменяется на менее чем 8 мм вод.ст., менее чем 6 мм вод.ст. или менее чем 5 мм вод.ст.
16. Система по любому из пп.1-15, в которой мундштук содержит полый трубчатый элемент, выполненный из волокнистого жгута, на расположенном ниже по потоку конце мундштука.
17. Система по любому из пп.1-16, в которой капсула является сферической и имеет диаметр от 2,8 мм до 3,2 мм.
18. Система по любому из пп.1-17, в которой генерирующий аэрозоль материал содержит аэрозольобразующий материал.
19. Система по п.18, в которой аэрозольобразующий материал содержит по меньшей мере 5% по весу генерирующего аэрозоль материала или по меньшей мере 10% по весу генерирующего аэрозоль материала.
20. Система по п.18 или 19, в которой аэрозольобразующий материал содержит по меньшей мере один материал, выбранный из глицерина, глицерола, пропиленгликоля, комбинации глицерола и пропиленгликоля, диэтиленгликоля, триэтиленгликоля, тетраэтиленгликоля, 1,3-бутиленгликоля, эритритола, мезоэритрита, этилванилата, этиллаурата, диэтилсуберата, триэтилцитрата, триацетина, смеси диацетина, бензилбензоата, бензилфенилацетата, трибутирина, лаурилацетата, лауриновой кислоты, миристиновой кислоты, пропиленкарбоната и их комбинаций.
21. Система по любому из пп.1-20, в которой негорючее устройство для предоставления аэрозоля выполнено с возможностью нагрева генерирующего аэрозоль материала до максимальной температуры по меньшей мере 160°C, или по меньшей мере 200°C, или по меньшей мере 220°C, или по меньшей мере 240°C.
22. Система по п.21, в которой негорючее устройство для предоставления аэрозоля выполнено с возможностью нагрева генерирующего аэрозоль материала до максимальной температуры по меньшей мере 270°C.
23. Система по п.21 или 22, в которой негорючее устройство для предоставления аэрозоля содержит катушку.
24. Система по п.23, содержащая по меньшей мере один электропроводный нагревательный элемент для нагрева генерирующего аэрозоль материала, и где катушка во время использования выполнена таким образом, чтобы вызывать нагрев по меньшей мере одного электропроводного нагревательного элемента.
25. Система по п.23 или 24, в которой катушка содержит индукционную катушку.
26. Система по любому из пп.1-25, в которой изделие имеет перепад давления в закрытом состоянии от 150 мм вод.ст. до 300 мм вод.ст., или от 150 мм вод.ст. до 220 мм вод.ст., или от 150 мм вод.ст. до 200 мм вод.ст.
27. Система по любому из пп.1-26, в которой генерирующий аэрозоль материал имеет форму цилиндрического стержня длиной от 10 мм до 100 мм или форму цилиндрического стержня длиной от 10 мм до 15 мм или от 15 мм до 100 мм.
28. Система по любому из пп.1-27, в которой генерирующий аэрозоль материал содержит более 5 мг или более 7 мг модифицирующего аэрозоль агента.
29. Система по любому из пп.1-28, в которой генерирующий аэрозоль материал содержит более 5 мг или более 7 мг ментола.
30. Система по любому из пп.1-29, в которой генерирующий аэрозоль материал обернут в обертку, имеющую проницаемость менее 100 единиц Кореста, менее 80 единиц Кореста, менее 60 единиц Кореста или менее 20 единиц Кореста.
31. Система по любому из пп.1-30, в которой генерирующий аэрозоль материал содержит восстановленный табачный материал, имеющий плотность менее 700 миллиграммов на кубический сантиметр, или восстановленный табачный материал, имеющий плотность менее 600 миллиграммов на кубический сантиметр.
32. Система по любому из пп.1-31, в которой генерирующий аэрозоль материал содержит табачный компонент, причем табачный компонент содержит листовой табак в количестве от 10% до 90% по весу табачного компонента, и где листовой табак имеет содержание никотина более 1,5% по весу листового табака.
33. Система по п.32, в которой листовой табак содержит по меньшей мере часть упомянутого аэрозольобразующего материала в количестве, не превышающем 10% по весу листового табака, и в которой табачный компонент содержит упомянутый генерирующий аэрозоль материал в количестве от 10% до 30% по весу табачной композиции.
34. Система по любому из пп.1-33, в которой мундштук содержит полость, имеющую внутренний объем более 450 мм3.
35. Система по любому из пп.1-34, в которой внешняя поверхность мундштука в продольном положении, соответствующем месту расположения капсулы, достигает во время использования максимальной температуры менее 55°C или менее 50°C.
36. Система по любому из пп.1-35, в случае их зависимости от п.16, в которой внешняя поверхность мундштука в продольном положении, соответствующем месту расположения полого трубчатого элемента, достигает во время использования максимальной температуры менее 42°C, или менее 40°C или менее 38°C.
| WO 2017055456 A1, 06.04.2017 | |||
| EP 3311681 A1, 25.04.2018 | |||
| US 2018116277 A1, 03.05.2018 | |||
| ПЕРЕДАЧА ВТУЛОЧНОЙ ЦЕПЬЮ | 2013 |
|
RU2520186C1 |
| WO 2017072147 A2, 04.05.2017 | |||
| WO 2017198876 A1, 23.11.2017 | |||
| TW 201818832 A, 01.06.2018 | |||
| СПОСОБ ПРОХОДКИ ВЕРТИКАЛЬНЫХ ШАХТ | 1939 |
|
SU61096A1 |
